KR20150137533A

KR20150137533A - 이동 단말기의 부상 시스템

Info

Publication number: KR20150137533A
Application number: KR1020140065554A
Authority: KR
Inventors: 한상욱; 유인석; 김태현; 홍석호; 이병화
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-09
Also published as: EP3157157A4; EP3157157A1; CN106464166A; WO2015182806A1; EP3157157B1; US10312718B2; KR101666271B1; CN106464166B; US20170201194A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템은, 이동 단말기의 배면에 장착되는 부상 유닛; 상기 부상 유닛이 상측으로 부상하도록 전자기력을 발생시키는 부상 모듈을 포함하고, 상기 부상 유닛은, 상기 이동 단말기의 배면에 탈부착 가능하게 결합되는 장착 케이스와, 상기 장착 케이스의 내측에 안착되는 제 1 영구자석을 포함하고, 상기 부상 모듈은, 하우징과, 상기 하우징을 덮는 커버와, 상기 하우징에 배치되어 상기 부상 유닛을 부상시키기 위한 전자기장을 형성하는 마그넷 모듈과, 상기 마그넷 모듈에 연결되어, 상기 마그넷 모듈로 공급되는 전류를 제어하는 제어부가 구비된 피시비를 포함하며, 상기 마그넷 모듈은, 상기 제 1 영구자석에 척력이 작용하도록 하는 전자기장을 발생시키는 다수의 전자석과, 상기 다수의 전자석 외부를 감싸고, 상기 제 1 영구자석에 인력이 작용하도록 하는 자기장을 발생하는 제 2 영구자석을 포함할 수 있다.

Description

이동 단말기의 부상 시스템{A levitation system for a mobile terminal}

본 발명은 이동 단말기의 부상 시스템에 관한 것이다.

자기 부상(magnetic levitation)이라 함은, 전자기적인 힘을 이용하여 물체를 들어올리는 것을 말한다. 이러한 자기 부상 원리를 이용하여 차량을 선로 위에 부상시켜 움직이는 자기 부상 열차가 등장하였다.

자기 부상 원리는, 일측에는 영구 자석을 장착하고, 맞은 편에는 전자석을 설치하여, 전자석에 흐르는 전류의 세기를 조절하여, 척력에 의하여 대상 물체가 공중에 부양하도록 하는 원리이다.

이러한 자기 부상 메카니즘의 경우, 영구 자석과 전자석 간의 중심이 어긋나게 되면 서로 붙어 버리거나 상대물을 비스듬히 밀어내어 자기 부상 대상물이 바닥으로 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.

본 발명은, 자기 부상 원리를 이용하여 이동 단말기가 바닥면으로부터 부상하도록 하는 부상 시스템을 제공하고, 이와 동시에 이동 단말기가 부상한 상태에서 무선 충전이 가능하도록 하는 이동 단말기의 부상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이동 단말기가 바닥면으로부터 부상한 상태에서 균형을 유지하여 바닥으로 낙하하는 것을 방지하고, 자기 부상 과정에서 발생하는 자기력에 영향을 받지 않도록 하여 이동 단말기의 무선 성능이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 이동 단말기의 부상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 영구 자석과 전자석의 중심이 어긋난 상태에서 전자기력의 조절을 통하여 이동 단말기가 스스로 위치를 찾아갈 수 있도록 하는 이동 단말기의 부상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이동 단말기가 부상한 상태에서 이동 단말기에 발생하는 이벤트에 대응하여 사용자에게 이를 알려주는 사용자 인터페이스(UI,UX)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템은, 이동 단말기의 배면에 장착되는 부상 유닛; 상기 부상 유닛이 상측으로 부상하도록 전자기력을 발생시키는 부상 모듈을 포함하고, 상기 부상 유닛은, 상기 이동 단말기의 배면에 탈부착 가능하게 결합되는 장착 케이스와, 상기 장착 케이스의 내측에 안착되는 제 1 영구자석을 포함하고, 상기 부상 모듈은, 하우징과, 상기 하우징을 덮는 커버와, 상기 하우징에 배치되어 상기 부상 유닛을 부상시키기 위한 전자기장을 형성하는 마그넷 모듈과, 상기 마그넷 모듈에 연결되어, 상기 마그넷 모듈로 공급되는 전류를 제어하는 제어부가 구비된 피시비를 포함하며, 상기 마그넷 모듈은, 상기 제 1 영구자석에 척력이 작용하도록 하는 전자기장을 발생시키는 다수의 전자석과, 상기 다수의 전자석 외부를 감싸고, 상기 제 1 영구자석에 인력이 작용하도록 하는 자기장을 발생하는 제 2 영구자석을 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 기존의 자기 부상 시스템과 달리 전자석의 외곽에 폐루프 형태의 영구자석이 배치되어, 이동 단말기를 부상시킬 수 있는 정도의 자력을 충분히 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 이동 단말기가 부상한 상태에서 균형을 유지하도록 하여, 공중에 부상한 상태에서 자력의 불균형으로 인하여 바닥으로 낙하하는 현상을 방지할 수 있다.

셋째, 이동 단말기가 설치면으로부터 부상한 상태에서도 무선 충전이 가능한 효과가 있다.

셋째, 열분해 흑연과 영구자석 간의 상호 작용을 통하여, 이동 단말기 스스로 무선 충전을 위한 충전 코일의 중심 정렬을 달성할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 이동 단말기가 설치면으로부터 부상한 상태에서 다양한 사용자 인터페이스를 제공함으로써, 이동 단말기에 발생하는 이벤트를 사용자가 이동 단말기의 디스플레이부를 확인하지 않고도 시각적으로 용이하게 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부양 시스템을 보여주는 사시도.
도 2는 상기 이동 단말기의 부양 시스템의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부양 시스템을 구성하는 마그넷 모듈의 사시도.
도 4는 상기 부양 시스템의 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부양 시스템에서 일어나는 자기 부양 메카니즘 및 무선 충전 메카니즘을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 높이를 조절하는 방법을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 구성하는 부상 유닛을 보여주는 이동 단말기의 저면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부상 모듈을 보여주는 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 보여주는 평면도.
도 10은 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 보여주는 평면도.
도 11은 이동 단말기의 충전 상태에 따라 이동 단말기의 부상 상태를 가변하기 위한 제어 알고리즘을 설명하는 플로차트.
도 12는 상기 플로차트에 따라 수행되는 이동 단말기의 부상 상태를 순차적으로 보여주는 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인동 단말기 부상 시스템의 사용자 인터페이스 제어 알고리즘을 보여주는 플로차트.
도 14 내지 도 17은 이동 단말기가 부상한 상태에서 이동 단말기에 이벤트가 발생하였음을 사용자에게 알려주기 위한 이동 단말기의 부상 상태 변화에 대한 실시예를 보여주는 도면.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부양 시스템을 보여주는 사시도이고, 도 2는 상기 이동 단말기의 부양 시스템의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부양 시스템을 구성하는 마그넷 모듈의 사시도이며, 도 4는 상기 부양 시스템의 종단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부양 시스템은, 이동 단말기(10)와, 상기 이동 단말기(10)의 저면에 장착되는 부양 유닛(levitation unit)((20)과, 상기 부양 유닛(20)과의 상호 작용을 통하여 상기 이동 단말기(10)를 부양시키는 부양 모듈(levitation module)(30)을 포함할 수 있다.

상세히, 상기 이동 단말기(10)는, 백커버(11)와, 상기 백커버(11)의 전면에 결합되는 디스플레이부(12)와, 상기 디스플레이부(12)와 상기 백커버(11) 사이에 배치되는 배터리(14) 및 무선 충전을 위한 충전 코일(13)을 포함할 수 있다.

더욱 상세히, 상기 디스플레이부(12)는, LCD 패널 또는 OLED 패널을 포함하는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 투명 재질의 프런트 패널을 포함할 수 있다. 또한, 상기 충전 코일(13)은 상기 배터리(14)에 연결되어, 무선으로 전력을 공급받아 충전된다.

또한, 상기 부양 유닛(20)은, 상기 이동 단말기(10)의 백커버(14)에 탈착 가능하게 결합되며, 내측에 안착홈(211)이 형성되는 장착 케이스(21)와, 상기 안착홈(211)에 놓이는 영구자석(22)과, 상기 영구자석(22)의 상면을 덮어, 상기 영구자석(22)으로부터 발생하는 자기장을 차폐하는 차폐 커버(23)를 포함할 수 있다.

상세히, 상기 장착 케이스(21)의 가장자리는 상기 백커버(14)의 가장자리에 걸림결합된다. 그리고, 상기 차폐 커버(23)는 금속 시트 형태로 제공되어, 상기 영구자석(22)에서 발생하는 자기장에 의하여 상기 이동 단말기(10)의 무선 성능 저하를 방지한다. 그리고, 상기 영구자석(22)은 접착층(24:도 4 참조)에 의하여 상기 안착홈(211)에 접착될 수 있다.

또한, 상기 부양 모듈(30)은, 하우징(31)과, 상기 하우징(31)의 상면을 덮는 커버(35)와, 상기 하우징(31)의 내측에 안착되는 마그넷 모듈(33)과, 상기 마그넷 모듈(33)의 일 측방에 배치되는 충전 코일(32)과, 상기 마그넷 모듈(33)의 타 측방에 배치되는 피시비(34)를 포함할 수 있다.

상세히, 상기 하우징(31)은 도시된 바와 같이 타원형으로 형성될 수도 있고, 사각형 또는 다른 형상으로 제조될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(31)의 내측에는 상기 마그넷 모듈(33)을 지지하는 지지 리브(311)가 돌출 형성된다. 상기 지지 리브(311)는 상기 마그넷 모듈(33)의 외곽을 따라 둘러지며, 상기 지지 리브(311)의 내측에 상기 마그넷 모듈(33)이 안착된다. 그리고, 상기 지지 리브(311)의 외측에 대응하는 상기 하우징(31)의 내부에는 상기 피시비(34)가 안착되기 위한 피시비 안착부(312)가 형성된다. 그리고, 상기 피시비 안착부(312)의 반대 쪽에 해당하는 상기 하우징(31)의 내부에는 상기 충전 코일(32)이 안착되기 위한 코일 안착부(313)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 충전 코일(31)과 상기 마그넷 모듈(33)은 상기 피시비(34)에 전기적으로 연결된다.

더욱 상세히, 상기 부상 모듈(30)에 구비되는 상기 충전 코일(32)에 전원이 인가되면 상기 충전 코일(32)에서 무선 충전 신호가 발생하고, 발생된 무선 충전 신호는 상기 이동 단말기(10)의 내부에 구비되는 상기 충전 코일(13)로 전송된다. 그리고, 상기 이동 단말기(10)에 구비되는 상기 충전 코일(13)을 통해 무선 충전 신호를 수신하여 상기 배터리(14)를 충전하게 된다. 상기 이동 단말기(10)의 무선 충전 메카니즘은, 자기 공명 방식의 무선 충전 메카니즘 뿐만 아니라 전자기 유도 방식의 무선 충전 메카니즘을 모두 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 방식에 대한 기술 내용은 이미 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 피시비(34)는 상기 마그넷 모듈(33)과 상기 충전 코일(32)로 공급되는 전류의 양을 조절하기 위한 제어부이다. 상세히, 상기 피시비(34)를 통하여 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이를 조절하기 위하여, 상기 마그넷 모듈(33)로 공급되는 전류의 양을 조절한다. 그러면, 상기 마그넷 모듈(33)에서 발생하는 전자기장의 세기가 조절되어, 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이가 조절될 수 있다. 그리고, 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이, 즉 상기 충전 코일(32,12)간의 거리에 따라, 상기 피시비(34)를 통하여 상기 충전 코일(32)로 공급되는 전류의 양을 조절함으로써, 충전량과 속도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 모듈(33)은, 다수의 전자석(332)과, 상기 전자석(332)의 외측에 둘러지는 원형의 영구 자석(331)과, 상기 다수의 전자석들(332)의 중심에 배치되는 홀센서(337)를 포함한다. 상기 영구 자석(331)은 적어도 페라이트 마그넷을 포함할 수 있다.

상세히, 상기 전자석(332)은 4개가 배치되어, X축,Y축 및 Z축 방향으로 전자기장이 발생하도록 한다. 그리고, 상기 홀센서(337)는, X축 센서(334)와, Y축 센서(335) 및 Z축 센서(336)를 포함한다. 상기 3개의 홀센서들(334,335,336)은 센서 지지부(333)에 서로 직각인 방향으로 부착되어, 각각의 자기 마당 성분을 감지한다. 그러면, 상기 영구자석(22)에서 발생하는 자기장의 세기를 3차원적으로 감지할 수 있다.

상기 센서들 각각은, 상기 영구자석(22)에서 발생하는 자기장의 X축과 Y축 및 Z축 방향 강도를 감지한다. 그리고, 감지된 자기장의 강도에 대응하여, 상기 부양 모듈(30)의 전자석(332)으로 공급하는 전류량을 제어함으로써, 상기 이동 단말기(10)의 영구자석(22)이 상기 마그넷 모듈(33)과 중심이 정렬되도록 하고, 상기 이동 단말기(10)가 수평 상태로 상기 부양 모듈(30)로부터 일정 거리를 계속 유지하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부양 시스템에서 일어나는 자기 부양 메카니즘 및 무선 충전 메카니즘을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 부양 모듈(30)로 전원이 인가되면, 상기 충전 코일(32)에 전류가 흘러 전자기 유도 또는 자기 공명 방식에 의하여 상기 이동 단말기(10)의 충전 코일(13)에 전류가 생성되고, 상기 생성된 전류는 상기 배터리(14)에 충전된다.

또한, 상기 마그넷 모듈(33)의 전자석(332)으로 전류가 흘러 전자기장이 형성되고, 상기 영구 자석(331)에서는 자기장이 형성된다. 상세히, 상기 마그넷 모듈(33)의 중앙에는 상기 부양 유닛(20)의 영구자석(22)을 밀어내려고 하는 척력이 작용하여 상기 이동 단말기(10)가 상기 부양 모듈(30)로부터 소정 거리만큼 부양된다. 반면, 상기 마그넷 모듈(33)의 외곽 쪽, 즉 상기 영구 자석(331)과 상기 영구자석(22) 간에는 서로 잡아당기는 인력이 발생하게 된다. 이러한 인력 작용에 의하여 상기 이동 단말기(10)가 상기 마그넷 모듈(33)의 중앙부에서 발생하는 척력에 의하여 밖으로 밀려나지 않고 평형을 유지하게 된다.

한편, 상기 영구자석(22)의 상면에 배치되는 상기 차폐 커버(23)가 상기 영구자석(22)에 부착되면서 상기 이동 단말기(10)의 내부로 전달되는 극자성(도면에서는 S극 자성)이 감소하게 된다. 이로 인하여, 이동 단말기(10)로 전달되는 극자성을 차폐할 뿐만 아니라, 상기 이동 단말기(10)로 전달되는 극자성이 상기 영구 자석(331)과 반응하여 발생하는 척력을 최소화한다.

한편, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)로부터 부상되는 높이를 조절하기 위해서는, 상기 전자석(332)으로 공급되는 전압 세기를 조절한다. 예컨대, 상기 전자석(332)으로 공급되는 전압을 높이면 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이가 증가하게 되고, 반대로 전압을 낮추면 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이가 감소하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 높이를 조절하는 방법을 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 부상 모듈(30)의 일측에는 위치 센서(42)가 부착된 서포터(41)가 구비될 수 있다.

상세히, 상기 위치 센서(42)는 적외선 센서를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 위치 센서(42)에서 상기 이동 단말기(10)를 감지한다. 그리고, 상기 전자석(332)으로 공급되는 전압의 세기를 조절하여, Z축 방향 전자기장의 세기를 조절한다. 그리고, 상기 위치 센서(42)에 의하여 상기 이동 단말기(10)가 감지될 때까지 상기 Z축 방향 전자기장의 세기를 증가시킨다. 이러한 방법을 통하여, 상기 이동 단말기(10)가 상기 위치 센서(42)에 의하여 항상 감지되도록, 상기 마그넷 모듈(33)로 공급되는 전압을 조절하여, 일정 크기의 전자기력이 상기 부상 유닛(20)에 작용하도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 구성하는 부상 유닛을 보여주는 이동 단말기의 저면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부상 모듈을 보여주는 평면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 구성하는 부상 유닛은, 이동 단말기(10)의 저면, 즉 백커버(14)의 네 모서리에 각각 부착되는 자기부상 패드(magnetic levitation pad)(50)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 이동 단말기의 부상 시스템을 구성하는 부상 모듈(30)은, 상기 자기 부상 패드(50)을 띄우는 자기 부상 키트(magnetic levitation kit)(60)를 포함할 수 있다.

상세히, 상기 이동 단말기(13)의 무선 충전을 위한 충전 코일(13)은 상기 이동 단말기(13)의 중앙에 배치될 수 있고, 상기 충전 코일(13)에 대응하는 상기 부상 모듈(30)의 충전 코일(32)도 상기 부상 모듈(30)의 중앙에 배치될 수 있다.

또한, 상기 자기 부상 키트(60)는, 상기 이동 단말기(10)의 네 모서리에 부착된 자기 부상 패드(50)의 위치에 대응하는 지점에 네개가 제공될 수 있다. 그러면, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)의 상측으로 부상한 상태에서, 상기 충전 코일들(13,32)의 중심이 정렬되어 무선 충전이 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 네 개의 자기 부상 키트(60)가 상기 네개의 자기 부상 패드(50)의 직하방에 위치하여, 상기 자기 부상 키트(60)에서 형성되는 자기장에 의하여 상기 자기 부상 패드(50)가 상기 자기 부상 키트(60)로부터 부상하게 된다.

한편, 상기 자기 부상 패드(50)는, 높은 전기 전도도를 가지는 고순도의 흑연인 열분해 흑연 시트(pyrolytic graphite sheet)일 수 있다. 상기 열분해 흑연은 상온에서 적어도 일 방향으로 매우 높은 반자성(diamagnetic) 특성을 가지고 있으며 화학 증기 증착법(chemical vapor deposition)에 의하여 만들어질 수 있다. 그리고, 상기 자기 부상 패드(50)는 정사각형 패드로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 자기 부상 키트(60)는, 서로 반대되는 극이 인접하게 배치되고 동일한 극이 서로 마주보는 형태로 배치되는 네 개의 자석(601,602,603,604)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 자기 부상 패드(50)가 상기 네 개의 자석들(601,602,603,604)의 상면에 놓일 때, 상기 자기 부상 패드(50)의 가장자리를 지나는 선이 상기 네 개의 자석들 각각의 대각선과 평행하도록 놓여야, 상기 네 개의 자석들(601,602,603,604)에서 발생하는 자기장의 평형이 이루어져, 상기 자기 부상 패드(50)가 평평한 상태로 부상한다. 이 상태에서, 상기 자기 부상 패드(50)를 눌렀다 떼면, 반발력에 의하여 위로 떠오른다.

따라서, 상기 자기 부상 패드(50)를 상기 이동 단말기(10)의 백커버(11) 모서리에 부착할 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 자기 부상 패드(50)의 가장자리를 지나는 선이 상기 이동 단말기(10)의 마주보는 모서리를 지나는 대각선과 평행하도록 한다.

또한, 상기 인접하는 자기 부상 키트들(60) 간의 거리는, 상기 이동 단말기(10)의 배면에 상기 자기 부상 패드들(50)을 부착하였을 때, 인접하는 자기 부상 패드들(50) 간의 거리와 동일하도록 한다.

그리고, 상기 이동 단말기(10)의 대각선들이 만나는 지점에 상기 충전 코일(13)의 중심이 놓이도록 상기 충전 코일(13)을 상기 이동 단말기(10)의 내부에 위치시킨다.

이와 같은 구조에 의하면,

1) 상기 자기 부상 패드들(50) 각각의 중심과, 상기 자기 부상 키트들(60) 각각의 중심이 일치하고,

2) 상기 자기 부상 패드(50)의 가장자리를 지나는 선이 상기 자기 부상 키트(60)를 구성하는 자석들의 대각선과 평행한 상태가 되도록,

상기 상기 이동 단말기(10)를 상기 부상 모듈(30)의 상면에 놓으면, 상기 이동 단말기(10)는 상기 자기 부상 키트(60)로부터 소정 거리 이격된 상태로 부상한다.

그리고, 위 두 가지 요건이 만족되면, 상기 이동 단말기(10)에 내장된 상기 충전 코일(13)과 상기 부상 모듈(30)에 장착된 충전 코일(32)의 중심이 일치되어 무선 충전이 가능한 상태가 된다. 따라서, 이 상태에서 상기 충전 코일(32)로 전류를 흘려주면, 상기 충전 코일(13)에 유도 전류가 생성되고, 생성된 유도 전류는 상기 배터리(14)에 충전된다.

만일, 위 두 가지 요건이 만족하지 않으면 상기 이동 단말기(10)가 옆으로 튕겨져 나가서 설치면으로 낙하할 수 있고, 충전 코일 간의 중심이 맞지 않아 무선 충전이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이와 같이, 이동 단말기(10)와 부상 모듈(30) 간의 센터 정렬(center alignment)을 사용자가 인식하지 않고도 이동 단말기가 부상하여 바닥으로 낙하하는 것을 방지하는 구조가 제안된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 보여주는 평면도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템에 의하면, 상기 부상 모듈(30)의 상면에 자기 부상 키트(60)를 설치하고, 이동 단말기(10)의 배면에 자기 부상 패드(50)를 부착하는 것은 이전 실시예와 동일하다.

그러나, 상기 자기 부상 키트(60)를 상기 자기 부상 패드(50)의 개수에 대응하는 개수와, 상기 자기 부상 패드(50) 간의 간격에 대응하는 간격으로 특정 위치에 한정된 개수만을 설치하는 것이 아니라, 상기 자기 부상 키트(60)를 상기 부상 모듈(30)의 상면 전체에 배열시키는 것에 있어서 이전 실시예와 차이가 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 부상 모듈(30)의 상면에 자극을 가지는 다수의 자석들을 배치하되, 인접하는 자석들끼리는 서로 반대되는 자극을 가지도록 배치할 수 있다. 다시 말하면, 상기 부상 모듈(30)의 상면에서 가로 방향과 세로 방향으로 다수의 자석들을 배치시키고, 가로 방향 및 세로 방향으로 N극과 S극이 교번하여 형성되도록 한다.

이와 같은 구조를 가지는 상기 부상 모듈(30)의 상측에 상기 자기 부상 패드(50)가 부착된 이동 단말기(10)를 올려 놓으면, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)로부터 소정 높이로 부상하게 된다. 이때, 상기 이동 단말기(10)가 정위치에 있지 않은 경우, 즉 상기 충전 코일들(13,32)의 중심이 정렬되지 않은 경우에, 사용자는 상기 이동 단말기(10)를 손가락으로 이동시켜 중심 정렬을 수행할 수 있다. 그러면, 상기 이동 단말기(10)는 상기 부상 모듈(30)로부터 이격되어 떠 있는 상태에서 회전 및 이동하므로, 충전 코일의 중심 정렬 작업이 손쉽게 이루어질 수 있다.

도 10은 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템을 보여주는 평면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 부상 시스템은, 상기 자기 부상 패드(50)와 상기 자기 부상 키트(60)를 사용하되, 상기 부상 모듈(30)의 네 모서리에는 도 1 내지 도 5의 실시예에서 제시된 마그넷 모듈(33)을 장착하여, 사용자가 손으로 직접 이동 단말기를 이동시키지 않더라도 이동 단말기가 무선 충전을 위한 정위치로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

상세히, 상기 부상 모듈(30)의 상면 네 모서리에 상기 마그넷 모듈(33)을 배치하고, 상기 자기 부상 키트(60)가 가지는 자력보다 큰 전자기장이 발생하도록 상기 마그넷 모듈(33)로 전류를 흘러준다. 그러면, 상기 부상 모듈(30)의 네 모서리에서 동일한 크기의 전자기장이 형성되어, 상기 이동 단말기(10)가 어느 한 쪽으로 치우쳐서 부상해 있더라도, 상기 마그넷 모듈(33)에서 발생하는 전자기력에 의하여 상기 이동 단말기(10)가 무선 충전이 가능한 정위치로 이동하게 된다.

이하에서는 이동 단말기가 부상 모듈(30)로부터 부상한 상태에서 이동 단말기의 충전 상태 또는 이동 단말기에 발생하는 이벤트를 사용자에게 알려주기 위하여 구현 가능한 사용자 인터페이스(UI,UX)에 대하여 설명하도록 한다.

도 11은 이동 단말기의 충전 상태에 따라 이동 단말기의 부상 상태를 가변하기 위한 제어 알고리즘을 설명하는 플로차트이고, 도 12는 상기 플로차트에 따라 수행되는 이동 단말기의 부상 상태를 순차적으로 보여주는 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법은, 부상 모듈(30)과 부상 유닛(20)이 작동하지 않는 상태에서는 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)의 상면에 안착된 상태를 유지하고, 상기 부상 모듈(30)에 전원이 인가되면 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)로부터 부상하는 구조의 이동 단말기 부상 시스템에 적용될 수 있다.

상세히, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30) 위에 안착된 상태에서, 상기 부상 모듈(30)에 설치된 상기 충전 코일(32)로 전원이 인가되어 전류가 공급되면(S11), 그와 동시에 또는 시간차를 두고 상기 마그넷 모듈(33)로 전원이 인가되어 부상 전류가 공급된다(S12). 그러면, 상기 이동 단말기(10)는 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 부상 모듈(30)로부터 소정 높이로 부상한 상태에서 무선 충전이 진행된다(S13).

그리고, 충전이 완료되었는지 여부가 상기 이동 단말기(10)의 제어부(미도시)에서 판단되고(S14), 충전이 완료되면 상기 충전 코일(32)로의 전류 공급이 차단된다(S15). 그리고, 상기 부상 모듈(30)로 공급되는 전류의 양이 감소되어(S16), 도 12의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 상기 이동 단말기(10)가 서서히 상기 부상 모듈(30) 위에 안착된다(S17). 그리고, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30) 위에 안착되어, 부상 상태가 해제되면 상기 부상 모듈(30)로의 전류 공급을 차단한다(S18). 여기서, 충전이 완료된 이후에, 상기 이동 단말기(10)가 상기 부상 모듈(30)로 낙하하면서 파손되는 것을 방지하기 위하여, 상기 마그넷 모듈(33)로 공급되는 전류의 양이 서서히 점진적으로 감소되도록 하는 것이 좋다.

이와 같은 제어 방법에 의하면, 상기 이동 단말기(10)가 충전되고 있는 상태에서는 부상 상태를 유지하고, 충전이 완료되면 상기 이동 단말기(10)의 부상 상태가 해제됨으로써, 사용자는 이동 단말기(10)의 디스플레이부를 확인하지 않아도 충전 완료 여부를 용이하게 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인동 단말기 부상 시스템의 사용자 인터페이스 제어 알고리즘을 보여주는 플로차트이다.

도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 사용자 인터페이스는, 이동 단말기(10)가 부상한 상태에서 이동 단말기(10)에 소정의 이벤트가 발생하면, 이동 단말기(10)의 부상 상태가 변경되어 사용자에게 상기 이벤트의 발생을 시각적으로 알려주는 것을 특징으로 한다.

상세히, 상기 부상 모듈(30)에 전원이 인가되어 상기 이동 단말기(10)가 부상한 상태가 유지된다(S30). 이 상태에서, 이동 단말기(10)에 소정의 이벤트가 발생하면(S31), 이동 단말기(10)가 부상한 상태에서 이동 단말기(10)가 수평 상태에서 다른 상태로 변화되도록 상기 부상 모듈(30)로 공급되는 전류 제어가 변화된다(S32).

더욱 상세히, 상기 부상 모듈(30)의 마그넷 모듈(32)에는 상술한 바와 같이 다수의 전자석(332)이 설치되며, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면 상기 다수의 전자석(332) 각각으로 공급되는 전류의 양이 다르게 제어될 수 있다. 또는, 도 10의 실시예에 따른 이동 단말기 부상 시스템에서는 각각의 마그넷 모듈(32)로 공급되는 전류의 양이 다르게 제어될 수 있다. 그러면, 상기 이동 단말기(10)가 수평 상태에서 다른 상태로 변화되어 사용자가 이를 인식하도록 한다.

사용자가 상기 이동 단말기(10)의 부상 상태가 변동된 것을 확인하고 이동 단말기(10)에 발생한 이벤트를 확인하면(S33), 상기 부상 모듈(30)로 공급되는 전류가 차단된다(S34). 여기서, 사용자가 이동 단말기(10)에 발생한 이벤트를 확인하는 방법으로는, 상기 이동 단말기(10)를 집어 올리는 동작을 포함할 수 있다.

한편, 상기 이동 단말기(10)에 발생하는 이벤트는, 음성 또는 화상 통화 수신, 문자 메세지 수신, 알람, 충전완료 알림, 메일 수신 등을 포함할 수 있다.

도 14 내지 도 17은 이동 단말기가 부상한 상태에서 이동 단말기에 이벤트가 발생하였음을 사용자에게 알려주기 위한 이동 단말기의 부상 상태 변화에 대한 실시예를 보여주는 도면이다.

도 14를 참조하면, 상기 이동 단말기(10)가 부상한 상태에서, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면, 도시된 바와 같이, 수평 상태에 있던 이동 단말기(10)가 부상 모듈(10)의 상면으로부터 소정 각도 기울어지도록 할 수 있다.

상세히, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면, 상기 마그넷 모듈(32)의 전자석들(332) 각각으로 공급되는 전류의 양이 다르게 제어되도록 하여, 상기 이동 단말기(10)에 작용하는 전자기력 중 Z축 방향(수직 방향) 전자기력이 변화되도록 할 수 있다. 특히, 상기 이동 단말기(10)의 배면 상단부 쪽에 작용하는 Z축 방향 전자기력이 배면 하단부 쪽에 작용하는 Z축 방향 전자기력보다 크게 작용하도록 하여, 상기 이동 단말기(10)의 디스플레이부(12)가 사용자 쪽을 향하도록 상기 이동 단말기(10)를 비스듬히 경사지게 할 수 있다. 그러면, 사용자가 상기 이동 단말기(10)의 디스플레이부(12)를 확인할 수 있는 상태가 되고, 사용자가 상기 이벤트 체크를 위하여 상기 이동 단말기(10)를 집어들면 상기 부상 모듈(30)로 공급되는 전류가 차단되도록 할 수 있다.

도 15를 참조하면, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하였을 때, 상기 마그넷 모듈(32)의 전자석들(332)로 공급되는 전류를 제어하여, 이동 단말기(10)가 Z축을 중심으로 회전하도록 할 수 있다. 상세히, 상기 이동 단말기(10)를 회전시키는 방법으로는, 상기 이동 단말기(10)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일방향 회전하도록 하거나, 시계 방향 및 반시계 방향으로 교번하여 회전하도록 할 수 있다. 이는, 상기 마그넷 모듈(32)로 공급되는 전류를 제어하여 Z축 방향 자기력은 일정하게 유지되고, x,Y축 자기력이 변화되도록 하는 것에 의하여 달성할 수 있다.

도 16을 참조하면, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면, 상기 이동 단말기(10)가 부상한 상태에서, 상기 이동 단말기(10)가 수평 방향축이 되는 X축 또는 Y축을 중심으로 시소 운동하도록 상기 마그넷 모듈(32)로 공급되는 전류를 제어할 수 있다.

상세히, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면, 상기 이동 단말기(10)의 상단 및 하단부가 상기 이동 단말기(10)의 중심을 지나는 길이 방향 수평축 또는 폭 방향 수평축을 중심으로 시소 운동하도록 하여, 사용자가 이벤트의 발생을 인지하도록 할 수 있다.

도 17을 참조하면, 상기 이동 단말기(10)에 이벤트가 발생하면, 상기 이동 단말기(10)의 부상 높이가 가변되도록 할 수 있다. 즉, 상기 마그넷 모듈(32)로 공급되는 전류의 양을 조절하여, 상기 이동 단말기(10)가 상승 및 하강을 반복하도록 하여, 사용자가 이벤트의 발생을 인지하도록 할 수 있다.

Claims

이동 단말기의 배면에 장착되는 부상 유닛;
상기 부상 유닛이 상측으로 부상하도록 전자기력을 발생시키는 부상 모듈을 포함하고,
상기 부상 유닛은,
상기 이동 단말기의 배면에 탈부착 가능하게 결합되는 장착 케이스와,
상기 장착 케이스의 내측에 안착되는 제 1 영구자석을 포함하고,
상기 부상 모듈은,
하우징과,
상기 하우징을 덮는 커버와,
상기 하우징에 배치되어 상기 부상 유닛을 부상시키기 위한 전자기장을 형성하는 마그넷 모듈과,
상기 마그넷 모듈에 연결되어, 상기 마그넷 모듈로 공급되는 전류를 제어하는 제어부가 구비된 피시비를 포함하며,
상기 마그넷 모듈은,
상기 제 1 영구자석에 척력이 작용하도록 하는 전자기장을 발생시키는 다수의 전자석과,
상기 다수의 전자석 외부를 감싸고, 상기 제 1 영구자석에 인력이 작용하도록 하는 자기장을 발생하는 제 2 영구자석을 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영구자석은 페라이트 자석을 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 마그넷 모듈은,
상기 제 1 영구자석으로부터 발생하는 자기장의 3차원 자력 성분 및 강도를 감지하는 홀센서를 더 포함하고,
상기 홀센서는,
상기 제 1 영구자석으로부터 발생하는 자기장의 X축 방향 자력 성분 및 강도를 감지하는 X축 센서와,
상기 제 1 영구자석으로부터 발생하는 자기장의 Y축 방향 자력 성분 및 강도를 감지하는 Y축 센서 및
상기 제 1 영구자석으로부터 발생하는 자기장의 Z축 방향 자력 성분 및 강도를 감지하는 Z축 센서를 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 영구자석의 상면을 덮어서, 상기 제 1 영구자석으로부터 상기 이동 단말기로 향하는 자기장을 차단하는 금속성 차폐 커버를 더 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징의 내부 일측에 장착되며, 상기 피시비를 통하여 전류를 공급받아 자기장을 발생시켜, 상기 이동 단말기가 부상한 상태에서 상기 이동 단말기에 장착된 배터리의 무선 충전을 가능하게 하는 충전 코일을 더 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 무선 충전은 자기 유도 방식 무선 충전 또는 자기 공전 방식 무선 충전을 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 전자석으로 공급되는 전류량 제어를 통하여 상기 부상 유닛의 부상 높이 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 부상 모듈의 외측에서 상측으로 연장되는 서포터와,
상기 서포터에 장착되어, 상기 이동 단말기의 부상 높이를 감지하는 위치 센서를 더 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 위치 센서는 적외선 센서를 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 이동 단말기가 부상한 상태에서 무선 충전이 이루어지고,
무선 충전이 완료되면 상기 충전 코일로 공급되는 충전 전류가 차단되며,
상기 이동 단말기가 하강하여 상기 부상 모듈에 안착될 때까지 상기 마그넷 모듈로 공급되는 부상 전류가 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 단말기가 부상한 상태에서 상기 이동 단말기에 이벤트가 발생하면, 상기 마그넷 모듈로 공급되는 전류의 제어를 통하여 상기 이동 단말기의 부상 상태가 변동되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 이동 단말기가 사용자에 의하여 상기 부상 영역으로부터 이탈되면 상기 마그넷 모듈로의 전류 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 이벤트는,
음성 또는 화상 통화 수신, 문자 메세지 수신, 알람, 충전완료 알림, 메일 수신 중 어느 하나의 이벤트를 포함하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 이벤트들 중 어느 하나가 발생하면, 상기 이동 단말기는 수평 상태에서 수직 방향으로 소정 각도 경사지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 이벤트들 중 어느 하나가 발생하면, 상기 이동 단말기는 수평 상태에서 수직축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 이벤트들 중 어느 하나가 발생하면, 상기 이동 단말기는 좌우 또는 전후 방향으로 시소 운동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 이벤트들 중 어느 하나가 발생하면, 상기 이동 단말기는 수평 상태로 상하 방향으로 요동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 부상 시스템.