KR20150067673A

KR20150067673A - 무선 충전 장치

Info

Publication number: KR20150067673A
Application number: KR1020130153432A
Authority: KR
Inventors: 이병화; 오현석; 신충환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-18
Also published as: EP2884618A1; EP2884618B1; CN104701928B; US20150162767A1; US9620972B2; CN104701928A

Abstract

본 발명은 내부에 무선충전모듈이 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 상부를 덮으며 일면에 나사홀을 포함하는 상부 커버와, 상기 나사홀에 삽입되어 상기 하우징과 상부 커버를 결합시키는 나사와, 상기 나사와 오버랩되도록 상기 나사홀에 안착되는 자석 및 상기 상부 커버를 덮도록 배치되고, 단말기 안착면을 포함하는 패드를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.

Description

무선 충전 장치{WIRELESS CHARGING DEVICE}

본 발명은 이동 단말기용 무선충전장치에 관한 것이다.

최근 이동 단말기를 통해 방송이나 멀티캐스트(multicast) 신호를 수신하여 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청할 수 있게 됨에 따라 보다 대용량의 배터리 사용이 요구되고 있다. 하지만 지속적인 연구에도 불구하고 아직까지 만족할 정도의 용량을 갖는 배터리가 개발되지 않고 있다. 그 결과 배터리 잔량을 근거로 충전시기 및 충전방법을 적절히 판단하여 충전동작을 수행하지 않는다면 이동 단말기를 통해 종종 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청하지 못하는 경우가 발생될 수 있다.

따라서, 이동 단말기의 배터리를 간편하게 충전할 수 있는 다양한 충전장치 및 관련 방법들이 개발되고 있다. 일반적으로 배터리를 충전하기 위해서는 일반 전원과 연결되어 이동 단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급하기 위한 충전유닛(또는 충전모체, 충전장치)이 필요하다. 상기 충전 유닛과 배터리의 외부에는 각각 별도의 접촉단자가 구성되어 있어, 상기 두 접촉단자를 서로 접속시킴에 의해 배터리를 충전할 수 있도록 되어 있다. 그러나, 상기 충전 유닛과 배터리에 접촉단자를 구비하면 미관상 좋지 않을 분만 아니라 습기에 노출되어 충전 에너지가 소실되거나 접촉불량에 의해 충전동작이 원활하게 이루어지지 않는 경우가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 충전유닛과 배터리에 각각 접촉단자를 구성하지 않고 무선(또는 비접점)으로 간편하게 충전할 수 있는 방법이 개발되었으며, 일부 응용분야에서 이용되고 있다.

하지만, 기존의 무선충전장치는 단말기를 특정 자세로 고정시키지 못하여 안정적으로 충전을 할 수 없거나, 가로용이나 세로용으로 용도가 정해져 있기 때문에 충전 중 단말기를 활용하는데 한계가 있다.

본 발명은 보다 독창적인 디자인을 구현하며 이동 단말기를 최적의 충전 위치로 가이드할 수 있는 새로운 형태의 무선충전장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 안착된 단말기의 방향을 조정하여 충전 중 단말기 활용성을 향상시킬 수 있는 무선충전장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선충전장치는 내부에 무선충전모듈이 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 상부를 덮으며 일면에 나사홀을 포함하는 상부 커버와, 상기 나사홀에 삽입되어 상기 하우징과 상부 커버를 결합시키는 나사와, 상기 나사와 오버랩되도록 상기 나사홀에 안착되는 자석 및 상기 상부 커버를 덮도록 배치되고, 단말기 안착면을 포함하는 패드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나사홀은 상기 제1 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제1 및 제2 나사홀을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나사홀은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제3 및 제4 나사홀을 포함한다.

상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단말기 안착면은 지면을 향하여 기울어지도록 형성되고, 상기 패드는 제2 방향의 양단부에서 중앙으로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패드는 상기 단말기 안착면의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 미끄럼 방지부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미끄럼 방지부재는 상기 패드의 가장자리를 따라 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 안착면은 단말기가 안착되면 상기 단말기 형상에 대응하여 형상이 변하는 젤 레이어를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패드는 상기 하우징에 결합되어 회전 축을 이루는 회전힌지를 포함한다.

또한, 본 발명은 내부에 무선충전모듈이 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 상부를 덮으며 중심을 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성되는 호형의 가이드 홀을 포함하는 상부 커버 및 상기 상부 커버를 덮도록 배치되고, 일면에 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 상부 커버에 걸리도록 형성되는 후크를 구비하며 타면에 단말기 안착면이 형성되는 패드를 포함하는 무선충전장치를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 홀은 일단에서 타단으로 갈수록 너비가 점차 커지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 후크는 상기 일면으로부터 연장되어 상기 가이드 홀에 삽입되고, 서로 대면하도록 배치되는 돌출부재들을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무선충전장치는 상기 상부 커버와 패드 사이에 배치되고, 상기 안착면에 안착되는 단말기와 상호작용하여 빛을 발하도록 형성되는 발광모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광모듈은 광원 및 상기 광원과 전기적으로 연결되고 상기 광원을 둘러싸도록 형성되는 코일을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 커버는 나사홀을 포함하며, 상기 무선충전장치는 상기 나사홀에 삽입되어 상기 하우징과 상부 커버를 결합시키는 나사 및 상기 나사와 오버랩되도록 상기 나사홀에 안착되는 자석을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나사홀과 발광모듈 사이에는 상기 자석의 자기장을 차폐시키는 차폐부재가 배치될 수 있다. 상기 차폐부재는 페라이트 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징은 바닥면의 둘레에 형성되는 스피커 홀을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무선충전장치는 상기 무선충전모듈의 하부에 배치되는 스피커 모듈을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징 내부에는 상기 스피커 모듈의 일측에 상기 스피커 홀과 연결되는 공명공간이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 무선충전장치는 단말기 안착면이 곡면을 이루도록 형성되어, 배면이 곡면 형상을 이루는 이동 단말기를 보다 안정적으로 안착시키고 충전할 수 있다.

또한, 본 발명의 무선충전장치의 상부 커버에는 자석들이 배치되어 이동 단말기를 최적의 충전 위치로 가이드 할 수 있다. 이를 통해, 장치의 충전 효율을 높이고 단말기가 무선충전장치를 이탈하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 자석들은 상부 커버의 상하좌우 방향에 배치되어, 단말기가 가로방향이나 세로방향 중 어느 방향으로 놓이더라도 최적의 충전 위치로 가이드 된다.

또한, 본 발명의 무선충전장치는 별도의 전원을 연결할 필요없이 단말기와 상호작용하여 발광하는 발광모듈을 포함한다. 이를 통하여, 장치의 소비 전력을 줄이고 단말기의 충전 상태를 시각적으로 확인하는 것이 가능하다.

아울러, 본 발명의 무선충전장치는 바닥면 둘레에 스피커 홀이 형성되고 하우징 내부에 상기 홀과 연결되는 공명공간이 구비되므로, 장치 하단으로 음향이 방출되며 소리가 굴절되어 더 넓게 퍼질 수 있다. 이를 통해 장치에 내장된 스피커 장치의 성능을 향상시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치의 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 무선충전장치의 사용예들.
도 2c는 도 2a에 도시된 이동 단말기의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치의 측단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선충전장치의 개념도.
도 6은 도 5에 도시된 무선충전장치의 단면도.
도 7은 도 5에 도시된 무선충전장치의 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패드의 개념도.
도 9는 도 8에 도시된 후크의 확대 개념도.
도 10은 상부 커버의 측단면도.
도 11은 본 발명의 무선충전모듈의 동작을 설명하기 위한 개념도.
도 12는 본 발명의 발광모듈의 동작을 설명하기 위한 개념도.
도 13은 본 발명의 무선충전장치의 바닥면을 바라본 개념도.
도 14는 본 발명의 스피커 모듈의 동작을 설명하기 위한 개념도.

이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기(100)에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치(200)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 무선충전장치(200)는 하우징(230)과, 상기 하우징(230)의 상면을 덮도록 배치되는 패드(210)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 하우징(230)과 패드(210)가 직접 결합되어 있지만 다른 실시예에 따르면 하우징(230)과 패드(210) 사이에는 상부 커버(220)가 존재할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도시된 바에 따르면 패드(210)는 이동 단말기(100)가 안착되는 안착면(213)을 포함한다. 안착면(213)은 바닥을 향하여 기울어지도록 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 무선충전장치(200)는 경사진 반구 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 하우징(230)의 상면은 바닥면(232)과 경사를 갖도록 형성되고 패드(210)는 상기 상면에 결합된다.

패드(210)에는 미끄럼 방지부재(211)가 부착된다. 미끄럼 방지부재(211)는 단말기 안착면의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 이동 단말기(100)가 안착면의 기울기에 의하여 미끄러지는 것을 방지한다.

미끄럼 방지부재(211)는 패드(210)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 도시된 바에 따르면 패드(210)는 원판의 형상을 이루고, 미끄럼 방지부재(211)는 패드(210)의 가장자리를 따라 링 모양의 띠를 이루도록 형성된다.

미끄럼 방지부재(211)는 우레탄이나 고무와 같이 비교적 마찰계수가 높은 부재로 이루어진다. 다만, 미끄럼 방지부재(211)는 상기의 재료에 국한되는 것이 아니라 안착면을 이루는 재질보다 마찰계수가 높은 부재로 이루어지기만 하면 된다.

패드(210)의 측면에는 홈(212)이 형성될 수 있다. 상기 홈(212)는 하우징(230)에 대해 패드(210)를 상대 회전시킬 때 손이 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 안착면(213)은 압력이 가해지면 형상이 변하는 젤 레이어를 포함할 수 있다. 안착면(213)에 이동 단말기(100)가 안착되면 젤 레이어는 단말기의 무게에 의해 단말기의 외관에 대응되도록 형상이 변한다. 즉, 단말기가 안착면(213)에 안착되는 경우, 젤 레이어의 형상이 변하여 단말기와의 접촉 면적이 늘어나고 젤 레이어와 단말기 사이의 마찰력이 증가하여 단말기가 안착면으로부터 미끄러지는 것을 방지한다.

상기 패드(210)는 중앙부가 양단부보다 얇게 형성될 수 있다. 예를 들어, 패드(210)는 아치(arch) 형태로 이루어져 배면이 곡면으로 형성되는 이동 단말기(100)가 안정적으로 안착될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 무선충전장치(200)의 사용예들이고, 도 2c는 도 2a에 도시된 이동 단말기(100)의 개념도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 이동 단말기(100)는 무선충전장치(200)에 세로방향 모드(도 2a) 및 가로방향 모드(도 2b)로 안착될 수 있다. 이동 단말기(100)가 패드(210)에 안착된 상태에서 패드(210)를 회전시켜 모드를 변경시킬 수 있다. 이 때, 패드(210)의 안착면은 아치 형태를 이루므로, 배면이 곡면을 이루는 단말기의 경우에도 안정적으로 안착된 상태를 유지하면서 회전할 수 있다. 또한, 패드(210)의 하부에는 이동 단말기(100)를 최적의 충전 위치로 가이드하는 자석이 배치된다. 상기 자석은 단말기에 인력을 작용시켜 단말기가 무선충전장치(200)에서 임의로 분리되는 것을 방지한다. 상기 자석의 배치에 관해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2c는 무선충전장치(200)에 안착되는 이동 단말기(100)의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2c를 참조하면, 본 발명의 무선충전장치(200)에 안착되는 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비한다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입 등 다양한 구조에도 적용이 가능하다. 나아가, 본 명세서에서 설명되는 이동 단말기(100)는 카메라 및 플래시를 갖는 임의의 휴대 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMO(Portable Multimedia Player) 등에도 적용될 수 있다.

단말기 바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징(230), 커버 등으로 불릴 수 있다)를 포함한다. 상기 케이스는 프론트 케이스(101) 및 상기 프론트 케이스(101)와 반대되는 면을 덮는 리어 케이스(102)로 구성된다. 본 도면에서는 배터리 내장형 이동 단말기(100)를 도시하고 있으나, 배터리 착탈형 이동 단말기(100)에도 본 발명의 개념이 적용될 수 있다.

상기 프론트 케이스(101) 및 상기 리어 케이스(102) 사이에 형성된 공간에는 각종 전자 부품들이 내장된다. 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디의 후면에는 전원공급부(191), 후면 카메라부(121)가 배치된다.

상기 후면 카메라부(121)에 인접하게 플래쉬가 배치된다. 상기 플래쉬는 상기 후면 카메라부(121)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비춘다.

상기 플래쉬와 인접하게 거울이 배치될 수 있다. 상기 거울은 사용자가 상기 후면 카메라부(121)을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

배터리는 이동 단말기(100)에 전원을 공급한다. 상기 배터리는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

이동 단말기(100)의 내부에는 자석들 또는 자석에 의하여 인력을 받는 금속들이 배치될 수 있다. 상기 자석들 또는 금속들은 리어 케이스의 내면에 부착될 수 있다. 배터리를 탈착할 수 있는 이동 단말기(100)의 경우 배터리 커버의 내면에 상기 자석들 또는 금속들이 부착될 수 있다. 상기 자석들 또는 금속들은 붙였다 뗄 수 있도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자석들 또는 금속들은 단말기의 길이 방향으로 이격되어 배치된다. 예를 들어, 제1 자석(225a)(130a)는 단말기의 하부쪽에 부착이 되고 제2 자석(225b)(130b)는 상기 제1 자석(225a)(130a)로부터 단말기의 위쪽을 향해 이격되어 배치된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치(200)의 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 무선충전장치(200)는 하우징(230)과, 상부 커버(220)와, 패드(210)와, 발광모듈(240)과, 무선충전모듈(250)과, 스피커 모듈(260) 등을 포함한다.

도시된 바에 따르면, 하우징(230)은 속이 비어 있는 반구 형태를 이룬다. 하우징(230)의 바닥면(232)에는 바닥부재(270)가 부착될 수 있다. 상기 바닥부재(270)는 하우징(230)보다 마찰력이 높은 재질로 형성되어 바닥면(232)이 미끄러지는 것을 방지한다. 바닥부재(270)에는 스피커 홀(231)이 형성되어 하우징(230)의 하부로 음향이 방출될 수 있다.

하우징(230)의 내부에는 무선충전모듈(250)과 스피커 모듈(260) 등이 장착된다.

무선충전모듈(250)은 패드(210)에 안착된 이동 단말기(100)를 충전시킨다. 무선충전방식에 대해서는 도 11을 참조하여 구체적으로 설명한다.

스피커 모듈(260)은 음향을 발생시키는 음향회로(261)와, 상기 음향회로(261)와 중첩되어 공명공간을 만드는 방음세트 등을 포함한다.

방음세트는 상부로 소리가 새어 나가는 것을 줄일 수 있도록 상면을 덮는 방음패드(253)와, 중량부재(262) 등이 결합되어 형성될 수 있다. 중량부재(262)는 무선충전장치(200)의 무게 중심을 낮춰 단말기를 안착시키는 경우에도 장치가 안정성을 유지할 수 있게 한다.

방음세트의 일측에는 빈 공간(265)이 형성된다. 상기 빈 공간(265)은 음향회로(261)에서 발생한 소리를 반사시켜 장치 하부의 스피커 홀(231)로 방출시킨다. 즉, 음향회로(261)에서 발생된 음향 중 일부는 스피커 홀(231)을 통해 바로 외부로 방출되며, 방출되지 못한 소리는 상기 빈 공간에서 증폭되어 스피커 홀(231)로 방출된다.

상부 커버(220)는 하우징(230)의 상면을 덮도록 형성된다. 도시된 바에 따르면, 상부 커버(220)는 원반 형태를 이루도록 형성되고 일면에 복수개의 나사홀(221)이 형성된다. 상기 나사홀(221)에는 나사(222)가 삽입되며 상기 나사(222)는 상부 커버(220)와 하우징(230)을 결합시킨다. 4개의 나사홀(221)들은 상부 커버(220)의 중심으로부터 동일한 거리 떨어져 형성될 수 있다.

발광모듈(240)은 상부 커버(220)의 일면에 안착되도록 배치된다. 일 실시예에 따르면, 상기 발광모듈(240)은 상부 커버(220)의 중앙에 배치되고 나사홀(221)들은 상기 발광모듈(240)을 중심으로 4 방향에 서로 대칭이 되도록 형성된다.

패드(210)는 상기 상부 커버(220)와 오버랩되도록 배치된다. 패드(210)는 상부 커버(220)의 일면을 덮으며 이동 단말기(100)가 안착되는 안착면을 구비한다. 패드(210)의 테두리에는 미끄럼 방지부재(211)가 부착될 수 있다.

패드(210)와 상부 커버(220) 사이에는 광가이드 필름(216)이 배치될 수 있다. 광가이드 필름(216)은 발광모듈(240)에서 발생된 빛이 패드(210)와 상부 커버(220) 사이의 공간을 통해 외부로 방출되는 것을 가이드한다. 즉, 발광모듈(240)의 광원(244)이 특정 방향을 향해 배치되더라도 광원(244)에서 조사된 빛은 장치의 둘레를 통해 방출된다.

광가이드 필름(216)의 외곽에는 투명부재(215)가 배치될 수 있다. 투명부재(215)는 링형태를 이루도록 형성되고 장치의 외관의 일부를 이룬다. 투명부재(215)는 입사한 빛이 굴절되어 방출될 수 있도록 굴절률이 높은 재질로 형성될 수 있다. 또한 투명부재(215)는 빛을 난반사시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치(200)의 측단면도이다.

도 4를 참조하면, 패드(210)는 회전힌지(281)에 의하여 회전할 수 있는 구조를 이룬다. 패드(210)는 하우징(230)에 결합되어 회전축을 이루는 회전힌지(281)를 포함한다. 보다 구체적으로, 하우징(230) 내부에는 상기 회전힌지(281)가 고정되는 회전모듈(280)이 장착되고 상기 회전힌지(281)의 일단은 패드(210)에 고정되고 타단은 상기 회전모듈(280)에 고정된다.

패드(210)는 원반 형태를 이루도록 형성되고 상기 회전힌지(281)의 일단은 패드(210)의 중심에 고정된다. 패드(210)가 회전축을 중심으로 회전하더라도 장치의 외관은 변하지 않는다. 이러한 구조에 의해 이동 단말기(100)를 거치시킨 후에도 단말기를 가로모드 및 세로모드로 전환하여 사용하는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선충전장치(200)의 개념도이고, 도 6은 도 5에 도시된 무선충전장치(200)의 단면도, 도 7은 도 5에 도시된 무선충전장치(200)의 평면도이다.

도시된 바에 따르면, 상부 커버(220)에는 나사홀(221)들이 형성되고, 상기 나사홀(221)들에 나사(222)들이 삽입되어 상부 커버(220)를 하우징(230)에 고정시킨다.

나사홀(221)은 나사 머리의 두께보다 깊게 형성된다. 도시된 바에 따르면 나사 머리는 나사홀(221)에 완전히 삽입되고, 나사(222)가 삽입된 후 나사홀(221)에는 나사홀(221)의 두께와 나사 머리의 두께의 차이만큼 남는 공간이 생긴다.

상기 남는 공간에는 자석이 안착된다. 접착제나 접착 테이프를 사용할 필요없이 상기 나사홀(221)에 삽입하는 것만으로 자석을 고정시키는 것이 가능하다. 즉, 자석이 나사홀(221)에 안착되기 때문에 자석을 안정적으로 배치하는 것이 가능하고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 나사 머리와 자석 사이의 인력에 의하여 자석이 나사홀(221)에서 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.

상부 커버(220)의 일면에는 발광모듈(240)이 배치될 수 있다. 상기 발광모듈(240)은 광원(244)과, 상기 광원(244)과 전기적으로 연결되는 코일을 포함한다. 도 12를 참조하면, 상기 코일은 이동 단말기(100) 내부의 안테나 모듈 또는 무선충전모듈(250)과 상호작용하여 유도기전력을 발생시킨다. 일 실시예에 따르면, 이동 단말기(100) 내부의 NFC 안테나를 1차 코일로 사용할 수 있다. 1차 코일(141)에 전류가 인가되면 단말기에서 자기장의 변화가 생기고 2차 코일(241)에서 자기장의 변화에 의한 유도기전력이 생성된다. 이러한 유도기전력에 의하여 광원(244)에서 빛이 발생한다. 다른 실시예에 따르면, 상기 발광모듈(240)의 코일은 무선충전장치(200) 내부의 무선충전모듈(250)의 자기장 변화에 의하여 전류를 생성시킬 수도 있다.

도 7을 참조하면, 나사홀(221)은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 형성되는 제1 나사홀(221) 및 제2 나사홀(221)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)에는 제3 나사홀(221) 및 제4 나사홀(221)이 형성될 수 있다. 상기 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 서로 직교하는 방향일 수 있다. 제1 방향(DR1)은 세로방향, 제2 방향(DR2)은 가로방향이 될 수 있다. 제1 내지 제4 나사홀(221)에는 각각 제1 내지 제4 자석(225d)이 안착된다.

이동 단말기(100)가 세로방향 모드로 무선충전장치(200)에 안착되는 경우 제1 자석(225a) 및 제2 자석(225b)에 의하여 최적의 충전 위치로 가이드된다. 또한, 이동 단말기(100)가 가로방향 모드로 안착되는 경우 제3 자석(225c) 및 제4 자석(225d)에 의하여 최적의 충전 위치로 가이드된다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 상부 커버(220)의 중앙부에는 발광모듈(240)이 배치될 수 있다. 발광모듈(240)은 서로 다른 방향으로 빛을 조사하는 복수개의 광원(244)을 포함할 수 있다. 상기 광원(244)은 자석들의 사이를 향하도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자석들과 발광모듈(240) 사이에는 상기 자석들의 자기장을 차페시키는 차폐부재(229)가 배치될 수 있다. 상기 차폐부재(229)는 페라이트 재질로 형성될 수 있다. 차폐부재(229)는 발광모듈(240) 둘레의 일부를 둘러싸는 차폐벽을 이루도록 형성될 수 있으며, 차폐벽은 제1 자석(225a)과 발광모듈(240) 사이에 형성되는 제1 차폐벽(229a), 제2 자석(225b)과의 사이에 형성되는 제2 차폐벽(229b), 제3 자석(225c)과의 사이에 형성되는 제3 차폐벽(229c)및 제4 자석(225d)과의 사이에 형성되는 제4 차폐벽(229d)을 포함한다. 상기 차폐벽들은 호형을 이루도록 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패드(210)의 개념도이고, 도 9는 도 8에 도시된 후크(214)의 확대 개념도이고, 도 10은 상부 커버(220)의 측단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 패드(210)의 하면에는 후크(214)가 형성된다. 후크(214)는 상기 하면으로부터 연장되고 서로 대면하는 제1 돌출부재(214a) 및 제2 돌출부재(214b)를 포함한다. 상기 돌출부재들은 상부 커버(220)의 가이드 홀(227)에 삽입되어 가이드 홀(227)을 따라 이동한다.

다시 도 7을 참조하면, 상부 커버(220)에는 호 형태의 가이드 홀(227)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 홀(227)은 상부 커버(220)의 중심을 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 홀(227)의 일단부의 두께(d1)는 타단부의 두께(d2)보다 두껍게 형성된다.

패드(210)는 상부 커버(220)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있도록 형성된다. 즉, 본 실시예에 따르면 후크(214)는 패드(210)를 상부 커버(220)에 고정시킴과 동시에, 패드(210)가 상부 커버(220)에 대하여 상대 회전할 수 있게 한다.

가이드 홀(227)은 일단부에서 타단부로 갈수록 너비가 좁아지므로, 상기 가이드 홀(227)에 삽입된 돌출부재들은 가이드 홀(227)의 타단부로 이동하면서 힘을 받아 변형된다. 즉, 돌출부재들은 패드(210)가 회전하면서 폭이 줄어들어 회전이 마무리되는 지점에 가까워질수록 회전 속도를 줄인다.

도 10을 참조하면, 상기 상부 커버(220)의 하단에는 무선충전모듈(250)이 배치된다. 상기 무선충전모듈(250)은 회로기판에 연결되어 전원을 공급받도록 형성될 수 있다. 무선충전모듈(250)의 동작 원리는 아래에서 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 무선충전모듈(250)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 11a 및 도 11b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 무선충전모듈(250) 및 단말기 충전회로(400)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.

도 11a를 참조하면, 상기 무선충전모듈(250)의 상기 전력 변환부(311)는 전송 코일(Tx coil,3111b) 및 인버터(3112)를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 전송 코일(3111b)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전송 코일(3111b)은 평판 나선형태(Planar Spiral type)로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는 상기 전송 코일(3111b)이 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.

상기 인버터(3112)는 상기 전원 공급부(390)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(3112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(3111b) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(3111b)에서 형성된다.

그 밖에, 상기 전력 변환부(311)는 위치 결정부(Positioning Unit, 미도시)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 위치 결정부는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(3111b)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선충전모듈(250) 및 상기 단말기 충전회로(400) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부는 상기 단말기 충전회로(400)가 상기 무선충전모듈(250)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.

따라서, 상기 위치 결정부는 상기 무선충전모듈(250)의 상기 전송 코일(3111b)과 및 상기 단말기 충전회로(400)의 상기 수신 코일(4911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(3111b)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(3111b)과 상기 수신 코일(4911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(3111b)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이를 위하여, 상기 무선충전모듈(250)는 상기 단말기 충전회로(400)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit, 미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(312)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 단말기 충전회로(400)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부를 제어할 수 있다.

또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(312)는 상기 변복조부(313)를 통하여 상기 단말기 충전회로(400)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부를 제어할 수 있다.

만약, 상기 전력 변환부(311)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다.

한편, 상기 전력 변환부(311)는 전력 센싱부(3115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선충전모듈(250) 측의 전력 센싱부(3115)는 상기 전송 코일(3111b)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(3115)는 무선충전모듈(250)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(3115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(3115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(312)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(3111b)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.

도 11b를 참조하면, 상기 단말기 충전회로(400)의 전원 공급부는 수신 코일(Rx 코일, 4911a) 및 정류 회로(4913)를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 전송 코일(3111b)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(4911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(4911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(3111b)의 경우와 마찬가지로 실시 예들에 따라, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.

또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(4911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 수신 코일(4911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.

상기 정류 회로(4913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(4913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.

그 밖에, 상기 정류 회로(4913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(4913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(4913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.

상기 변복조부(493)는 상기 전력 수신부(491)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(492)는 상기 변복조부(493)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(491)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.

한편, 상기 전원 공급부는 전력 센싱부(4914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 단말기 충전회로(400) 측의 전력 센싱부(4914)는 상기 정류 회로(4913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(492)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선충전모듈(250)에게 전력 제어 메시지를 송신한다.

도 12는 본 발명의 발광모듈(240)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 발광모듈(240)의 동작원리는 도 11에서 설명한 무선충전모듈(250)의 동작원리와 동일하므로 상기의 설명으로 대체한다.

도 13은 본 발명의 무선충전장치(200)의 바닥면(232)을 바라본 개념도이고, 도 14는 본 발명의 스피커 모듈(260)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 하우징(230)의 바닥면(232)의 둘레에는 스피커 홀(231)이 형성되어 소리가 장치의 하부로 방출된다. 이는 하단으로 음향이 방출될 때 소리가 굴절되어 넓게 퍼지는 원리를 활용한 것이다. 또한, 회로기판과 음향모듈 사이에는 쉴드캔(252)이 배치되어 무선충전모듈(250)에서 생성된 자기장이 스피커 모듈(260)에 영향을 미치는 것을 방지한다.

쉴드캔(252)의 하부에는 방음패드(253)가 배치된다. 방음패드(253)의 하부에는 중량부재(262) 및 접착부재(263) 등이 중첩되도록 배치될 수 있다.

스피커 모듈(260)은 음향회로(261)와, 중량부재(262), 접착부재(263) 및 방음패드(253)가 하나로 결합되어 하나의 방음벽을 이루도록 형성될 수 있다.

상기 스피커 모듈(260)의 일측에는 공명공간이 형성되고 상기 공명공간은 장치의 하부에 형성되는 스피커 홀(231)과 연결된다. 음향회로(261)에서 발생된 소리는 스피커 홀(231)을 통해 장치의 하단으로 방출되며, 방출되지 않고 장치 내부에 남아 있는 소리는 공명공간에서 반사되며 증폭되어 스피커 홀(231)로 방출되게 된다.

이상에서 설명한 이동 단말기(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

내부에 무선충전모듈이 장착되는 하우징;
상기 하우징의 상부를 덮으며 일면에 나사홀을 포함하는 상부 커버;
상기 나사홀에 삽입되어 상기 하우징과 상부 커버를 결합시키는 나사;
상기 나사와 오버랩되도록 상기 나사홀에 안착되는 자석; 및
상기 상부 커버를 덮도록 배치되고, 단말기 안착면을 포함하는 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 나사홀은,
상기 제1 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제1 및 제2 나사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제2항에 있어서,
상기 나사홀은,
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제3 및 제4 나사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제4항에 있어서,
상기 단말기 안착면은 지면을 향하여 기울어지도록 형성되고,
상기 패드는 제2 방향의 양단부에서 중앙으로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제5항에 있어서,
상기 패드는,
상기 단말기 안착면의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 미끄럼 방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제6항에 있어서,
상기 미끄럼 방지부재는,
상기 패드의 가장자리를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 안착면은,
단말기가 안착되면 상기 단말기 형상에 대응하여 형상이 변하는 젤 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 패드는,
상기 하우징에 결합되어 회전 축을 이루는 회전힌지를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
내부에 무선충전모듈이 장착되는 하우징;
상기 하우징의 상부를 덮으며 중심을 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성되는 호형의 가이드 홀을 포함하는 상부 커버; 및
상기 상부 커버를 덮도록 배치되고, 일면에 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 상부 커버에 걸리도록 형성되는 후크를 구비하며, 타면에 단말기 안착면이 형성되는 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제10항에 있어서,
상기 가이드 홀은,
일단에서 타단으로 갈수록 너비가 점차 커지는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제11항에 있어서,
상기 후크는,
상기 일면으로부터 연장되어 상기 가이드 홀에 삽입되고, 서로 대면하도록 배치되는 돌출부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제12항에 있어서,
상기 상부 커버와 패드 사이에 배치되고, 상기 안착면에 안착되는 단말기와 상호작용하여 빛을 발하도록 형성되는 발광모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제13항에 있어서,
상기 발광모듈은,
광원; 및
상기 광원과 전기적으로 연결되고 상기 광원을 둘러싸도록 형성되는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제13항에 있어서,
상기 상부 커버는 나사홀을 포함하며,
상기 나사홀에 삽입되어 상기 하우징과 상부 커버를 결합시키는 나사; 및
상기 나사와 오버랩되도록 상기 나사홀에 안착되는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제15항에 있어서,
상기 나사홀과 발광모듈 사이에는 상기 자석의 자기장을 차폐시키는 차폐부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제16항에 있어서,
상기 차폐부재는,
페라이트 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제10항에 있어서,
상기 하우징은,
바닥면의 둘레에 형성되는 스피커 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제18항에 있어서,
상기 무선충전모듈의 하부에 배치되는 스피커 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.
제19항에 있어서,
상기 하우징 내부에는 상기 스피커 모듈의 일측에 상기 스피커 홀과 연결되는 공명공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.