KR20140095411A

KR20140095411A - 무선 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140095411A
Application number: KR1020130091510A
Authority: KR
Inventors: 김명회; 김재훈; 안도섭
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-08-01

Abstract

하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하고, 위치 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택한 후, 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 무선 충전 장치 및 방법을 제공한다.

Description

무선 충전 장치 및 방법{WIRELESS POWER CHARGING APPARATUS AND METHOD OF CHARGING THE APPARATUS}

본 발명의 실시예들은 무선 충전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위치 인식 기반 무선 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.

스마트 폰과 스마트 패드와 같은 휴대형 장치 기술의 눈부신 발전으로 현대 사회의 삶의 방식은 획기적으로 변화하고 있다. 특히, 휴대형 장치 기술은 무선과 이동성이 강조되어 사용자의 편의성이 극대화 되고 있는 추세다. 이러한 추세에 따라 휴대형 장치에 대한 전원 충전 기술과 관련하여 무선 충전 기술에 대한 관심도가 증가되고 있다.

휴대형 장치의 무선 충전 기술은 자기 유도 방식과 자기 공명 방식을 대표적인 예로 들 수 있다.

무선 충전 기술 중 자기 유도 방식은 전원 접점의 비 접촉방식이 가능하고, 장치의 구현이 용이하며, 장치의 소형화가 가능하다. 자기 유도 방식은 충전 효율이 낮으며, 전력의 공기 중 방사효과를 고려하여 전력 송수신 장치의 이격 거리가 짧다. 또한, 무선 충전 기술 중 자기 공명 방식은 원거리에서 상대적으로 높은 충전 효율을 달성할 수 있으나, 방사되는 전력의 누설로 인한 인체 영향을 무시할 수 없다. 이처럼 무선 충전을 위한 방식은 서로 장단점을 가지고 있기 때문에 혼용되어 사용될 수 밖에 없다.

휴대용 장치의 전원 충전은 대부분 가정, 카페, 사무실, 차 안 등과 같이 실내에서 이루어지게 된다. 전술한 바와 같이 효율적인 무선충전을 위하여 실내에 다양한 충전 방식은 혼용되어 적용될 수 있다. 하지만 사용자의 입장에서 전력 효율, 인체 영향 등을 모두 고려하여 적합한 충전 방식을 고르는 것은 어려운 일이다. 또한 사용자의 입장에서는 지정된 충전 장소 지정하는 것 보다 자유롭게 그리고 사용자가 인식하지 못한 상태에서 충전이 이루어지길 바란다.

이러한 사용자의 편의성과 충전효율의 개선 그리고 인체 영향의 감소를 달성하기 위해서 충전을 필요로 하는 휴대용 기기의 위치를 인식하고, 최적의 전력 송신이 이루어질 필요가 있다.

본 발명의 일실시예는 사용자 위치 및 충전 수신 단말기 위치를 인식하여 충전 수신 단말기를 충전하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예는 무선 충전 서비스의 사용자 편의성을 증대시킬 수 있는 무선 충전 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예는 무선 충전 전력 효율을 개선하며, 무선 전력의 전자파에 대한 인체 영향을 감소시킬 수 있는 무선 충전 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예는 다양한 무선 충전 방식을 혼용하여 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부, 및 상기 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하고, 상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 위치 인식부는 실시간 풀링(polling) 방식 또는 인터럽트(interrupt) 방식을 통하여 상기 위치 정보의 변화를 인식 할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 위치 인식부는 근거리 통신(NFC: Near Frequency Communication), 영상인식, 압전 및 전기장 변화 인지 센서, 무선 랜을 이용한 삼각 측량, 및 GPS 정보를 이용하여 상기 위치 정보를 인식할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 성능 정보를 분석하고, 상기 분석 결과를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택 할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 성능 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 충전 효율과 인체 피해율을 분석하고, 상기 충전 효율과 상기 인체 피해율을 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택 할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 충전 효율이 최대화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 인체 피해율이 최소화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 무선 전력 수신 장치의 이동에 의한 상기 위치 정보의 변경 여부를 감시하고, 상기 위치 정보가 변경된 경우 상기 변경된 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 무선 전력 수신 장치의 주변 환경 정보를 분석하고, 상기 주변 환경 정보가 변경된 경우 상기 변경된 주변 환경 정보를 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부, 및 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결된 하나 이상의 제어부를 포함하고, 상기 하나 이상의 제어부는 상기 위치 정보를 기반으로, 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결되며, 상기 연결된 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 개별적으로 인식하는 하나 이상의 위치 인식부, 및 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결된 하나 이상의 제어부를 포함하고, 상기 하나 이상의 제어부는 상기 위치 정보를 기반으로, 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 방법은 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계, 상기 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법은 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부와 하나 이상의 제어부를 서로 연결하는 단계, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계, 상기 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법은 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부, 및 하나 이상의 제어부를 서로 연결하는 단계, 상기 위치 인식부를 이용하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계, 상기 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 위치 및 충전 수신 단말기 위치를 인식하여 충전 수신 단말기를 충전 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 무선 충전 서비스의 사용자 편의성을 증대시키고, 무선 충전 전력 효율을 개선하며, 무선 전력의 전자파에 대한 인체 영향을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 다양한 무선 충전 방식을 혼용하여 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일측에 따른 무선 충전 장치를 실내에 설치한 예를 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 5는 도 4의 무선 충전 환경에서 사용자의 위치 변화 없이 무선 전력 수신 장치의 위치가 변화된 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 4의 무선 충전 환경에서 무선 전력 수신 장치의 위치 변화 없이 사용자의 위치가 변화된 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 4 및 도 7의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치 및 방법은 위치 인식 및 위치 추적을 기반으로 무선 충전 서비스를 제공하는 장치 및 방법을 제공할 수 있으며, 이동 통신 단말기, 태블릿 장치, 노트북 등의 휴대형 장치들에 대한 실내 위치 및 위치 변화를 3차원적으로 인식 및 추적하고, 휴대형 장치가 놓여진 위치에 입체적으로 전력을 무선 송수신할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 전력 송신부는 실내 천정, 벽, 바닥 등에 단편적 또는 입체적으로 배치 될 수 있고, 충전을 필요로 하는 전력 수신 장치의 특성 및 위치에 대응하는 전력을 송신하게 되고 충전 정보와 효율 개선 위치 정보를 사용자에게 전달함으로써, 무선 전력 충전 효율을 개선하고 인체 피해를 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(140)의 위치를 고려하여 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나를 선택하여 전력을 공급할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(110), 위치 인식부(120), 및 제어부(130)를 포함한다.

하나 이상의 무선 전력 송신부(110)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(140)로 전력을 공급하며, 위치 인식부(120)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(140)의 위치 정보를 인식한다. 제어부(130)는 상기 위치 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 선택하고, 상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부(110)를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(140)에 전력을 공급하도록 제어한다.

본 발명의 일측에 따른 무선 충전 장치는 스마트 폰 및 스마트 패드 등의 휴대용 단말기에 적용될 수 있는 무선 전력 수신 장치의 3차원 위치를 인식 및 추적하여, 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할 수 있다.

무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치가 충전 영역의 진입 여부를 인식하여 충전을 시작하는 방식도 적용할 수도 있으나, 무선 전력 수신 장치의 3차원 위치 인식 및 추적을 기반으로 능동적으로 전력 전송 방식을 설정 및 제어할 수 있어, 사용자가 충전 영역을 인식할 필요 없이 자동으로 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 휴대용 단말기에 공급되는 전력을 무선으로 수신하여 충전을 실시하는 장치일 수 있으며, 상기 휴대용 단말기는 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad), IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 단말기 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 사용자가 휴대하여 사용할 수 있는 장치와, 그에 대응하는 응용 장치를 포함할 수 있다.

무선 충전 장치는 위치 인식부(120)를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(140)에 대한 위치 및 위치 변화를 파악할 수 있다. 위치 인식부(120)는 일정한 시간 간격으로 위치 및 위치 변화를 인식하는 방식인 실시간 풀링(polling) 방식, 또는 위치 변화가 발생할 때만 인식하는 방식인 인터럽트(interrupt) 방식을 통하여 상기 위치 정보의 변화를 인식할 수 있다.

또한, 위치 인식부(120)는 근거리 통신(NFC: Near Frequency Communication), 영상인식, 압전 및 전기장 변화 인지 센서, 무선 랜을 이용한 삼각 측량, 및 GPS 정보를 이용하여 상기 위치 정보를 인식할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 제어부(130)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(110)의 성능 정보를 분석하고, 상기 분석 결과를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 제어부(130)는 상기 성능 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부(110)의 충전 효율과 인체 피해율을 분석하고, 상기 충전 효율과 상기 인체 피해율을 고려하여 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

예를 들어, 제어부(130)는 상기 위치 정보를 전달 받아 기저장된 무선 전력 송신부(110)의 성능 정보와 결합하여 충전 효율과 인체 영향 등을 분석할 수 있으며, 무선 전력 송신부(110)에 전력 전송 명령을 전달할 수 있다.

구체적인 예로, 제어부(130)는 상기 충전 효율이 최대화 되도록 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있으며, 상기 인체 피해율이 최소화 되도록 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

무선 충전 장치(100)는 충전 효율을 높이기 위하여 복수의 무선 전력 송신부(110)를 가동하여 하나의 무선 전력 수신 장치(140)에 전력을 전달하게 할 수도 있다. 또한, 무선 충전 장치(100)는 가변 빔 안테나를 포함하는 송신부(미도시)가 있는 경우, 3차원 위치 정보로부터 가변 빔을 능동적으로 제어하여 무선 전력을 송신할 수도 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 제어부(130)는 무선 전력 수신 장치(140)의 이동에 의한 상기 위치 정보의 변경 여부를 감시하고, 상기 위치 정보가 변경된 경우 상기 변경된 위치 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 제어부(130)는 무선 전력 수신 장치(140)의 주변 환경 정보를 분석하고, 상기 주변 환경 정보가 변경된 경우 상기 변경된 주변 환경 정보를 고려하여 하나 이상의 무선 전력 송신부(110) 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

예를 들어, 제어부(130)는 현재 무선 전력 충전 상태에 대한 정보를 무선 전력 수신 장치(140)에 제공하며, 더 나은 충전 환경을 위한 업데이트된 위치 정보를 제공할 수도 있다.

무선 충전 장치(100)는 무선 충전에 대한 효율을 높이기 위하여 다양한 구성 및 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신부(110)는 무선 전력 방식에 따라 다양한 형태를 적용할 수 있다. 구체적인 예로, 무선 전력 송신부(110)는 전력 발생부와 발생된 전력을 공기 중으로 방출하는 코일 또는 안테나로 구성될 수 있다. 또한, 무선 전력 송신부(110)는 자기 유도 방식이나 자기 공명 방식 등과 같이 다양한 전력 전달 방식을 기반으로 전력을 전달 할 수 있다.

무선 충전 장치(100)는 무선 전력 전달 방식, 설치되는 장소, 가격, 목적 등에 의해서 다양한 조합으로 구성될 수 있으며, 무선 전력 송신부(110)의 위치는 실내 천정, 바닥, 테이블, 벽 등과 같이 3차원적으로 배치되어 입체적으로 전력을 무선 전송할 수 있다.

도 1은 무선 전력 송신부(110)를 중앙에서 제어하는 형태의 무선 충전 장치(100)의 실시예이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 무선 충전 장치(200)는 제어부(230)의 정보 처리 부담을 줄이고, 다양한 무선 전력 송신부(210)에 대한 호환성을 높이기 위하여 제어부(230)를 각각의 무선 전력 송신부(210) 별로 나누어 설치할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치(200)는 각각의 무선 전력 송신부(210)에 제어부(230)가 개별적으로 구성되고, 무선 전력 수신 장치(240)의 위치를 고려하여 무선 전력 송신부(210)을 통하여 전력을 공급할지 여부를 결정할 수 있다.

무선 충전 장치(200)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(210), 위치 인식부(220), 및 하나 이상의 제어부(230)를 포함한다.

하나 이상의 무선 전력 송신부(210)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(240)로 전력을 공급하며, 위치 인식부(220)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(240)의 위치 정보를 인식한다.

하나 이상의 제어부(230)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(210)와 연결되며, 상기 위치 정보를 기반으로, 연결된 무선 전력 송신부(210)가 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(240)에 전력을 공급할지 여부를 결정한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선 충전 장치(300)는 위치 인식부(320) 및 제어부(330)를 무선 전력 송신부(310) 별로 별도로 운용할 수도 있다. 무선 충전 장치(300)는 도 3과 같이 구성하는 경우, 무선 전력 송신부(310) 근처의 사용자 및 무선 전력 수신 장치의 위치 정보만을 인식하면 되므로, 위치 인식부(320)를 저성능의 저가 장치를 사용하여 시스템을 구성할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)는 각각의 무선 전력 송신부(310)에 위치 인식부(320) 및 제어부(330)가 개별적으로 구성될 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(340)의 위치를 고려하여 무선 전력 송신부(310)를 통하여 전력을 공급할지 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(310), 하나 이상의 위치 인식부(320), 및 하나 이상의 제어부(330)를 포함한다.

하나 이상의 무선 전력 송신부(310)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(340)로 전력을 공급하며, 하나 이상의 위치 인식부(320)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(310)와 연결되며, 연결된 무선 전력 수신 장치(310)의 위치 정보를 개별적으로 인식한다.

하나 이상의 제어부(330)는 하나 이상의 무선 전력 송신부(310)와 연결되며, 상기 위치 정보를 기반으로, 연결된 무선 전력 송신부(310)가 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(340)에 전력을 공급할지 여부를 결정한다.

도 4는 본 발명의 일측에 따른 무선 충전 장치를 실내에 설치한 예를 도시한 측면도 및 평면도이다. 예를 들어, 도 4의 무선 충전 장치는 테이블이 놓여진 실내 공간에 5개의 무선 전력 송신부(411~415)가 설치되어 있으며, 무선 전력 송신부(411~415)를 제어하는 제어부를 포함하는 제어 장치로 구성될 수 있다.

도 4는 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치에 따라 무선 전력 송신부(411~415)의 구동 관계를 보여주기 위하여 제어부 및 위치 인식부를 도시하지 않았다.

도 4의 무선 전력 송신부(411~415)로부터 방사되는 점선 또는 실선은 각각의 무선 전력 송신부(411~415) 별로 인체 피해 영향 및 충전 효율을 고려한 결과를 반영하여 산출된 전력 송신 범위이다. 예를 들어, 상기 점선은 무선 전력 송신부(411~415)가 오프(off)된 상태의 전력 송신 범위이고, 상기 실선은 무선 전력 송신부(411~415)가 온(on)된 상태의 전력 송신 범위이다.

본 발명의 일측에 따르면, 무선 전력 수신 장치(420)가 상기 전력 송신 범위의 안 쪽으로 위치하고, 사용자가 상기 전력 송신 범위의 바깥 쪽으로 위치하는 경우, 인체 피해 영향이 적고, 충전 효율이 증가할 수 있다.

상기 전력 송신 범위는 무선 충전 장치를 구성하는 무선 전력 송신부(411~415), 위치 인식부 및 제어부의 성능과 나라별 전자파 영향 기준 등에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신부(411~415)는 각각 서로 다른 무선 전력 전달 특성을 가질 수 있다.

아래에서는 무선 전력 송신부(413)을 제외한 무선 전력 송신부(411, 412, 414, 415)는 고정형 안테나(코일) 빔 패턴을 가지는 것으로 가정하며, 무선 전력 송신부(413)는 어레이(array) 안테나 방식 등을 활용하여 구현할 수 있는 가변 빔 안테나를 가정하여 설명하도록 한다.

도 4를 참조하면, 사용자가 무선 충전 장치가 설치된 실내로 진입 후, 스마트폰, 스마트 패드, 노트북 등의 무선 충전 수신 장치(420)를 테이블 위에 올려 놓은 경우, 위치 인식부는 무선 충전 수신 장치(420)의 위치를 인식 및 추적할 수 있다.

무선 충전 장치는 미리 정의된 정보를 기반으로 또는 능동적으로 사용자의 위치를 탐색하고, 탐색된 사용자의 위치 정보를 기준으로 인체에 영향을 미칠 수 있는 사용자 점유 공간에 관련된 정보를 획득할 수 있다.

상기 위치 정보는 제어부에 전달되며, 제어부는 구현되어 있는 알고리즘에 따라서 충전 효율, 인체 영향 등을 고려하여 전력을 송신할 무선 전력 송신부를 결정하는 등의 무선 충전 환경을 설정할 수 있다.

무선 충전 영역 내에 무선 전력 수신 장치(420)가 위치하는 영역은 무선 전력 송신부(413, 414, 415)가 설치된 영역이지만, 무선 충전 장치는 인체 영향을 고려하여 무선 전력 송신부(414, 415)를 통하여 무선 전력을 전송하도록 제어할 수 있다.

이때, 무선 충전 장치는 무선 전력 송신부(414, 415)를 동시에 가동하여 충전효율을 높일 수도 있고, 다른 무선 충전 수신 장치가 무선 전력 송신부(414, 415)에 겹치는 경우, 둘 중 하나만 사용하고 다른 나머지 하나의 무선 전력 송신부가 새로 진입한 무선 충전 수신 장치로 무선 전력을 전송하도록 제어할 수 있다.

도 5는 도 4의 무선 충전 환경에서 사용자의 위치 변화 없이 무선 전력 수신 장치의 위치가 변화된 경우의 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 무선 충전 장치는 사용자의 위치 변화 없이 무선 전력 수신 장치의 위치가 변화된 경우, 무선 전력 수신 장치(420)와 사용자(430)의 위치 정보를 다시 추적하고, 추적된 위치 정보를 기반으로 무선 전력 송신부(414, 415)의 무선 전력 전송을 정지시키고, 무선 전력 송신부(411)을 가동하여 무선 전력 수신 장치(420)로 무선 전력을 전송할 수 있다.

전술한 도 4 및 도 5의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 설명하면 아래와 같다.

도 6은 도 4 및 도 5의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 진입 여부를 감지하고(601), 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 인식할 수 있다(602).

무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전 가능 여부를 확인하고, 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 기반으로 충전 효율 및 인체 피해율을 분석할 수 있다(603).

무선 충전 장치는 충전 효율 및 인체 피해율을 감안하여 무선 전력 송신부(414, 415)에 무선 전력 전송 명령을 전달하고(604), 무선 전력 송신부(414, 415)를 통하여 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전을 개시할 수 있다(605).

무선 충전 장치는 도 5와 같이 무선 전력 수신 장치(420)의 위치가 변화된 경우, 무선 전력 수신 장치(420)의 위치 변화를 추적하고(606), 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 다시 인식할 수 있다(607).

무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전 가능 여부를 다시 확인하고, 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 기반으로 충전 효율 및 인체 피해율을 다시 분석할 수 있다(608).

무선 충전 장치는 충전 효율 및 인체 피해율을 감안하여 무선 전력 송신부(411)에 무선 전력 전송 명령을 전달하고(609), 무선 전력 송신부(411)를 통하여 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전을 다시 개시할 수 있다(610).

아래에서는 무선 전력 수신 장치의 위치 변화 없이 사용자의 위치 변화가 발생한 경우를 설명하도록 한다.

도 7은 도 4의 무선 충전 환경에서 무선 전력 수신 장치의 위치 변화 없이 사용자의 위치가 변화된 경우의 예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 무선 충전 장치는 사용자가 이동하여 무선 전력 송신부(414)의 전력 송신 범위 밖으로 벗어나는 경우, 충전 효율을 높이기 위하여 무선 전력 송신부(413)을 가동시켜 무선 전력을 무선 전력 수신 장치(420)로 추가 전송할 수 있다.

구체적인 예로, 무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치의 위치 변화 없이 사용자의 위치가 변화된 경우, 무선 전력 수신 장치(420)와 사용자(430)의 위치 정보를 다시 추적하고, 추적된 위치 정보를 기반으로 무선 전력 송신부(413)을 추가적으로 가동하여 무선 전력 수신 장치(420)로 무선 전력을 전송할 수 있다.

전술한 도 4 및 도 7의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 설명하면 아래와 같다.

도 8은 도 4 및 도 7의 무선 충전 환경 변화에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 진입 여부를 감지하고(801), 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 인식할 수 있다(802).

무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전 가능 여부를 확인하고, 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 기반으로 충전 효율 및 인체 피해율을 분석할 수 있다(803).

무선 충전 장치는 충전 효율 및 인체 피해율을 감안하여 무선 전력 송신부(414, 415)에 무선 전력 전송 명령을 전달하고(804), 무선 전력 송신부(414, 415)를 통하여 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전을 개시할 수 있다(805).

무선 충전 장치는 도 7과 같이 사용자(430)의 위치가 변화된 경우, 사용자 (430)의 위치 변화를 추적하고(806), 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 다시 인식할 수 있다(807).

무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전 가능 여부를 다시 확인하고, 무선 전력 수신 장치(420) 및 사용자(430)의 위치를 기반으로 충전 효율 및 인체 피해율을 다시 분석할 수 있다(808).

무선 충전 장치는 충전 효율 및 인체 피해율을 감안하여 무선 전력 송신부(413)에 무선 전력 전송 명령을 전달하고(809), 무선 전력 송신부(413, 414, 415)를 통하여 무선 전력 수신 장치(420)의 무선 충전을 다시 개시할 수 있다(810).

아래에서는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 방법을 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 방법은 전술한 무선 충전 장치를 이용하여 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하고(910), 상기 위치 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택한다(920). 무선 충전 장치는 상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급한다(930).

또한, 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 송신부의 성능 정보를 분석할 수 있으며, 상기 분석 결과를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

예를 들어, 무선 충전 장치는 상기 성능 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부의 충전 효율과 인체 피해율을 분석할 수 있으며, 상기 충전 효율과 상기 인체 피해율을 고려하여 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

무선 충전 장치는 상기 충전 효율이 최대화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하거나, 상기 인체 피해율이 최소화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택할 수 있다.

또한, 무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치의 이동에 의한 상기 위치 정보의 변경 여부를 감시할 수 있으며, 상기 위치 정보가 변경된 경우 상기 변경된 위치 정보를 기반으로 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

또한, 무선 충전 장치는 무선 전력 수신 장치의 주변 환경 정보를 분석할 수 있으며, 상기 주변 환경 정보가 변경된 경우 상기 변경된 주변 환경 정보를 고려하여 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택할 수 있다.

아래에서는 각각의 무선 전력 송신부에 제어부가 개별적으로 구비되고, 무선 전력 수신 장치의 위치를 고려하여 무선 전력 송신부의 전력을 공급할지 여부를 결정하는 무선 충전 방법을 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부와 하나 이상의 제어부를 서로 연결한다(1010).

무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하고(1020), 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정한다(1030).

무선 충전 장치는 상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급한다(1040).

아래에서는 각각의 무선 전력 송신부에 위치 인식부 및 제어부가 개별적으로 구비되고, 무선 전력 수신 장치의 위치를 고려하여 무선 전력 송신부의 전력을 공급할지 여부를 결정하는 무선 충전 방법을 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법을 도시한 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 무선 충전 장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부, 및 하나 이상의 제어부를 서로 연결한다(1110).

무선 충전 장치는 상기 위치 인식부를 이용하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하고(1120), 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정한다(1130).

무선 충전 장치는 상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급한다(1140).

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.　

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.　

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100: 무선 충전 장치
110: 무선 전력 송신부
120: 위치 인식부
130: 제어부
140: 무선 전력 수신 장치

Claims

하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부;
상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부; 및
상기 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하고, 상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하도록 제어하는 제어부
를 포함하는 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 위치 인식부는,
실시간 풀링(polling) 방식 또는 인터럽트(interrupt) 방식을 통하여 상기 위치 정보의 변화를 인식하는 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 위치 인식부는,
근거리 통신(NFC: Near Frequency Communication), 영상인식, 압전 및 전기장 변화 인지 센서, 무선 랜을 이용한 삼각 측량, 및 GPS 정보를 이용하여 상기 위치 정보를 인식하는 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 성능 정보를 분석하고, 상기 분석 결과를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 무선 충전 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 성능 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 충전 효율과 인체 피해율을 분석하고, 상기 충전 효율과 상기 인체 피해율을 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 무선 충전 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 충전 효율이 최대화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 무선 충전 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인체 피해율이 최소화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 수신 장치의 이동에 의한 상기 위치 정보의 변경 여부를 감시하고,
상기 위치 정보가 변경된 경우 상기 변경된 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택하는 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 수신 장치의 주변 환경 정보를 분석하고,
상기 주변 환경 정보가 변경된 경우 상기 변경된 주변 환경 정보를 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택하는 무선 충전 장치.
하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부;
상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부; 및
상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결된 하나 이상의 제어부
를 포함하고,
상기 하나 이상의 제어부는 상기 위치 정보를 기반으로, 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 무선 충전 장치.
하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부;
상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결되며, 상기 연결된 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 개별적으로 인식하는 하나 이상의 위치 인식부; 및
상기 하나 이상의 무선 전력 송신부와 연결된 하나 이상의 제어부
를 포함하고,
상기 하나 이상의 제어부는 상기 위치 정보를 기반으로, 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 무선 충전 장치.
하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계; 및
상기 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계
를 포함하는 무선 충전 방법.
제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 성능 정보를 분석하는 단계; 및
상기 분석 결과를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제13항에 있어서,
상기 성능 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부의 충전 효율과 인체 피해율을 분석하는 단계; 및
상기 충전 효율과 상기 인체 피해율을 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제14항에 있어서,
상기 충전 효율이 최대화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제14항에 있어서,
상기 인체 피해율이 최소화 되도록 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 수신 장치의 이동에 의한 상기 위치 정보의 변경 여부를 감시하는 단계; 및
상기 위치 정보가 변경된 경우 상기 변경된 위치 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 수신 장치의 주변 환경 정보를 분석하는 단계; 및
상기 주변 환경 정보가 변경된 경우 상기 변경된 주변 환경 정보를 고려하여 상기 하나 이상의 무선 전력 송신부 중 어느 하나 이상을 다시 선택하는 단계
를 더 포함하는 무선 충전 방법.
하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부와 하나 이상의 제어부를 서로 연결하는 단계;
상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계;
상기 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계
를 포함하는 무선 충전 방법.
하나 이상의 무선 전력 수신 장치로 전력을 공급하는 하나 이상의 무선 전력 송신부, 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 위치 인식부, 및 하나 이상의 제어부를 서로 연결하는 단계;
상기 위치 인식부를 이용하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 인식하는 단계;
상기 하나 이상의 제어부를 이용하여 상기 위치 정보를 기반으로 상기 연결된 무선 전력 송신부가 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급할지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 전력을 공급하기로 결정된 하나 이상의 무선 전력 송신부를 통하여 상기 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 단계
를 포함하는 무선 충전 방법.