KR20170090896A - 무선 충전기 및 이를 구비하는 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기는, 단말기 본체에 구비된 수전 코일에 유도전류를 발생시키도록 이루어지는 송전 코일, 상기 송전 코일과 이격하여 배치되는 기판 및 상기 기판상에 배치되며 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어지는 제1 및 제2전극을 포함한다. 상기 송전 코일에 의해 상기 수전 코일에 유도전류가 발생되면, 상기 단말기 본체가 상기 기판에 부착되게 하는 정전기력이 발생되도록, 상기 제1 및 제2전극 각각에는 상기 제1 및 제2전압이 인가될 수 있다.

Description

무선 충전기 및 이를 구비하는 이동 단말기{WIRELESS CHARGER AND MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME}

본 발명은 단말기 본체에 무선으로 전원을 공급하는 충전기 및 이를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.

이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

최근에는 이러한 단말기에 무선으로 전원을 공급하는 것이 가능한 충전기에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 충전기는 크게 자기유도방식 또는 자기공진방식으로 동작될 수 있다.

자기유도방식은 수 cm 이내의 근거리에서 동작한다. 송신코일에 시변 전류를 인가할 경우 이 시변 전류와 같은 주파수로 발생하는 비 방사형 전자기파에 의해 수신코일에 동일한 주파수로 유도전류가 발생하게 된다. 이러한 Inductive Coupling에 의해 동작하는 자기유도방식은 구현이 쉽고 비교적 자성체가 아닌 물질에 대한 투과력이 매우 우수하여 지중 또는 수중에서도 활용 가능한 장점이 있지만, 전송거리가 매우 짧고 코일 간의 정렬시 자유도가 낮은 단점이 있다.

자기유도 방식은 WPC(Wireless Power Consortium)의 Qi 규정에 따라 모바일 기기의 무선 충전 기술이 상용화되고 있으며, 교통카드, RFID, NFC 시스템의 동작원리에 적용되고, 하나의 수신 안테나에 대하여 하나의 송신 안테나가 필요하며, 전력 송수신부가 수 cm 이상 떨어지거나 또는 송신 안테나의 송신 코일과 수신 안테나의 수신코일이 중심이 정확히 일치하지 않으면, 무선 전력 전송 효율이 떨어지고, 충전 효율과 충전 시간이 늘어나는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 최소화하기 위하여, 단말기 본체는 무선 충전기의 소정의 위치에 정확히 위치되는 것이 요구되는 불편함이 있다. 또한, 단말기 본체가 무선 충전기의 소정의 위치에 놓인 후라도, 의도되지 않은 외력이 인가될 시 상기 위치에서 벗어나게 되면, 충전효율이 감소되는 문제가 있다.

본 발명의 일 목적은, 단말기 본체에 전원을 안정적으로 공급하는 것이 가능한 무선 충전기 및 이를 구비하는 이동 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 단말기 본체를 거치하는 동시에 전원을 공급할 수 있는 무선 충전기 및 이를 구비하는 이동 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기는, 단말기 본체에 구비된 수전 코일에 유도전류를 발생시키도록 이루어지는 송전 코일, 상기 송전 코일과 이격하여 배치되는 기판 및 상기 기판상에 배치되며 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어지는 제1 및 제2전극을 포함한다. 상기 송전 코일에 의해 상기 수전 코일에 유도전류가 발생되면, 상기 단말기 본체가 상기 기판에 부착되게 하는 정전기력이 발생되도록, 상기 제1 및 제2전극 각각에는 상기 제1 및 제2전압이 인가될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 각각은, 주 분기 및 상기 주 분기에서 갈라져 나오는 복수의 보조 분기들을 포함하고, 상기 제1 및 제2전극의 보조 분기들은, 상기 기판의 일 방향을 따라 서로 번갈아가며 배치될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 송전 코일과 기판 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 송전 코일은 상기 기판과 평행하게 배치되는 다른 기판상에 배치될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 송전 코일은 하우징 내부에 구비되며, 상기 하우징은, 지면에 놓일 수 있도록 이루어진 제1면, 상기 제1면에 대하여 경사지게 이루어지는 제2면 및 상기 제1 및 제2면을 서로 연결하는 제3면을 구비할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 기판은 상기 제2면상에 장착될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 제2면은 경사가 변경 가능하도록 이루어지며, 상기 변경된 경사에 근거하여, 상기 제1 및 제2전압의 차이가 조절될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기는, 상기 단말기 본체의 수전 코일에 유도 전류가 발생되는 것에 근거하여, 상기 단말기 본체로부터 신호를 수신하도록 이루어지는 무선 통신부 및 상기 신호의 수신에 근거하여, 상기 제1 및 제2전극에 상기 제1 및 제2전압이 인가되도록, 상기 제1 및 제2전극과 연결된 전압 발생부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선 통신부가 상기 단말기 본체의 충전이 완료되는 것과 관련된 신호를 수신하면, 상기 제1 및 제2전극에 상기 제1 및 제2전압이 인가되지 않도록 상기 전압 발생부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기는, 수전 코일을 구비하는 본체 및 상기 본체에 전원을 공급하도록 이루어지는 무선 충전기를 포함하며, 상기 무선 충전기는, 상기 수전 코일에 유도전류를 발생시키도록 이루어지는 송전 코일, 상기 송전 코일과 이격하여 배치되는 기판 및 상기 기판상에 배치되며 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어지는 제1 및 제2전극을 포함할 수 있다. 상기 송전 코일에 의해 상기 수전 코일에 유도전류가 발생되면, 상기 단말기 본체가 상기 기판에 부착되게 하는 정전기력이 발생되도록, 상기 제1 및 제2전극 각각에는 상기 제1 및 제2전압이 인가될 수 있다.

본 발명에 따른 무선 충전기는, 단말기 본체가 무선 충전기에 부착된 상태에서 상기 단말기 본체에 전원을 공급하므로 보다 안정적으로 무선 충전을 수행 할 수 있다. 즉, 무선 충전이 이루어지는 동안 상기 단말기 본체에 의도하지 않은 외력이 인가되어도, 단말기 본체와 충전기 사이 부착력에 의하여, 상기 단말기 본체는 충전기에 처음 부착된 위치에 그대로 부착되어 있을 수 있다.

상기 단말기 본체가 무선 충전기의 기울어진 부분에 부착됨에 따라, 단말기 본체가 지면에 대하여 세워진 상태에서 무선으로 전원을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 사용자는 충전 중인 단말기 본체를 보다 편리하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 무선 충전기 및 전자 기기를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 충전기 및 전자 기기의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 공명 방식의 충전기 및 전자 기기의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 무선 충전기 및 단말기 본체의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 사시도이며, 도 5b는 상기 무선 충전기에 단말기 본체가 부착된 상태를 도시한 상태도이며, 도 5c는 단말기 본체가 상기 무선 충전기에 부착되는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 분해도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 단면도이다.
도 8a은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 제어 방법의 흐름도이며, 도 8b는 상기 제어 방법을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 8c는 단말기 본체의 충전이 완료된 후 충전기의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a 및 도 9b는 사용자의 선택에 근거하여 충전기의 기판의 기울기가 제어되는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 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 전자 기기는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 단말에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 무선 충전기 및 전자 기기를 개념적으로 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 전자 기기(200)는 무선 충전이 가능한 기기로, 상기 충전기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 배터리를 충전할 수 있다.

상기 충전기(100)는 전자기 유도 현상을 이용한 전자기 유도 방식과 특정 주파수에 전력을 실어 보내는 자기 공명 방식 중 하나 이상을 이용할 수 있다.

유도방식에 의한 무선 충전은 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 하나의 코일에서 다른 코일 쪽으로 자기장을 통해 전류를 유도하는 전자기 유도 방식의 원리를 이용하는 무선 충전을 말한다.

자기 공명 방식에 의한 충전은 충전기의 공진 주파수와 전자 기기에서의 공진 주파수를 일치시켜, 에너지가 충전기에서 전자 기기로 전달될 수 있게 한다.

한편, 상기 전자 기기(200) 및 충전기(100)는 일정한 거리(d)에 의해 분리될 수 있다. 이와 같이 상기 충전기(100)와 상기 전자 기기(200)는 접점되지 않고, 일정한 거리(d)만큼 서로 떨어져 있을 수 있기 때문에, 종래 기술과 달리 동시에 여러 전자 기기를 충전할 수 있다.

이하에서는 전자기 유도 방식을 이용하는 경우, 충전기와 전자 기기의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 2A 및 도 2B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 충전기(100) 및 전자 기기(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 2A를 참조하면, 상기 충전기(100)는 유도전류를 이용하여 전자 기기(200)의 배터리를 충전할 수 있다. 상기 전자 기기(200)는 후술하는 바와 같이 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다.

상기 충전기(100)는 전자 기기(200)의 배터리를 무선 충전하기 위한 장치로, 상기 배터리 충전에 필요한 전력을 송신하는 전력송신기이다.

상기 충전기(100)는 전자기 유도 방식의 충전부(110)를 포함할 수 있다. 상기 전자기 유도 방식의 충전부(110)는 1차코일(111), 센서(112), 스위칭부(113), 비교부(114), 충전 제어부(115), 출력부(116)을 포함한다.

상기 1차코일(111)은 전원이 인가되면 전자기장을 발생시킨다. 상기 1차코일(111)은 솔레노이드로 구현될 수 있다. 또한, 상기 1차코일(111)에서 발생되는 전자기장은 전자 기기(200)의 2차코일(2931)에 자기장을 유도하여 2차코일(2931)에 유도 전류를 발생시킬 수 있다.

센서(112)는 충전기(100) 위에 전자 기기(200)가 올려지면 전자 기기(200)의 접촉을 감지하고, 충전기(100) 상에 전자 기기(200)의 위치를 확인한다.

또한, 상기 센서(112)는 상기 전자 기기(200)가 충전기(100) 위에 놓이면 충전효율이 가장 높은 위치에 배치될 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 충전기(100) 위에 전자 기기(200)가 놓였을 때, 1차코일(111)의 중심과 상기 2차코일(2931)의 중심이 일직선상에 위치해야 충전효율이 가장 높다.

따라서, 상기 충전기(100)의 1차코일(111)과 상기 전자 기기(200)의 2차코일(2931)의 중심이 일직선상에 위치하도록 하기 위해, 1차코일(111)의 중심에 자석을 설치하여 2차코일(2931)의 중심이 1차코일(111)의 중심을 기준으로 소정 반경 내에 들어오면 자력으로 전자 기기를 끌어당겨 1차코일(111)과 2차코일(2931)의 중심이 일직선상에 위치하게 할 수 있다.

여기서, 1차코일(111)과 2차코일(2931)의 중심간의 거리가 허용오차 범위 D를 벗어나면, 충전기(100)는 전자 기기(200)가 정렬조건을 만족하지 않는 것으로 인식하여 무선 충전이 불가능함을 알리는 신호를 전자 기기(200)로 전송할 수 있다.

즉, 충전기(100)는 1차코일(111)과 2차코일(2931)의 중심이 중첩될 때 상기 1차코일(111)과 2차코일(2931)의 중심간의 거리가 정렬조건을 만족하지 않으면 전자 기기(200)의 배터리 무선충전을 허가하지 않는다. 이때, 충전기(100)는 전자 기기(200)의 2차코일(2931)의 중심이 1차코일(111)의 중심을 기준으로 벗어난 방향 및 거리에 대한 정보를 전자 기기(200)로 전송할 수 있다.

스위칭부(113)는 상기 충전 제어부(115)의 제어에 따라 외부에서 공급되는 전원을 상기 1차코일(111)로 공급하거나 차단하는 역할을 수행한다.

상기 비교부(114)는 충전기(100)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인한다. 상기 비교부(114)는 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교결과를 출력하는 비교기를 포함한다.

예를 들어, 비교부(114)는 외부로부터 인가되는 전원이 5V를 초과하는지를 확인하여 그 확인결과를 충전 제어부(115)로 출력한다. 상기 충전 제어부(115)는 상기 외부로부터 인가되는 전원이 5V를 초과하면 상기 스위칭부(113)를 제어하여 2차코일(2931)로 인가되는 전원을 차단한다.

상기 충전 제어부(115)는 상기 비교부(114)로부터 전송받은 확인결과에 따라 상기 스위칭부(113)를 제어한다. 또한, 충전 제어부(115)는 상기 전자 기기(200)와 통신을 수행하며, 그 통신을 통해 배터리의 충전상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전 제어부(115)는 블루투스와 같은 근거리 통신을 통해 전자 기기(200)와 통신을 수행하므로 배터리(216)의 충전상태를 확인할 수 있다.

또한, 상기 충전기(100)는 복수 개의 전자 기기들을 동시에 충전할 수 있다.

다시 말해서, 충전기(100) 상에 2개 이상의 전자 기기들을 올려놓고 충전이 가능하며, 전자 기기들은 서로 다른 기종일 수도 있다. 예를 들어, 충전기(100)에 휴대폰과 멀티미디어 플레이어, PDA 등을 동시에 올려놓고 무선 충전을 할 수 있다.

상기 출력부(116)는 상기 충전 제어부(115)의 제어에 따라 충전상태를 표시한다. 상기 출력부(116)는 발광소자 및/또는 LCD 등으로 구현될 수 있다.

한편, 도 2B를 참조하면, 전자 기기(200)는 전원 공급부(290)를 포함한다. 상기 전원 공급부(290)는 배터리(291), 충전부(292), 무선 전력 수신부(293)를 포함한다.

상기 무선 전력 수신부(293)는 충전기(100)에서 발생하는 유도전류를 수신하는 역할을 한다.

상기 무선 전력 수신부(293)는 2차코일(2931), 정류기(2932), 컨버터(2933) 및 통신제어부(2934)를 포함한다.

상기 2차코일(2931)은 충전기(100)의 1차코일(111)에서 발생되는 전자기장의 변화에 따라 유도전류를 생성한다. 즉, 상기 2차코일(2931)은 상기 충전기(100)의 1차코일(111)에서 발생하는 유도전류를 수신하여 유도전류를 발생시킨다.

상기 정류기(2932)는 상기 2차코일(2931)을 통해 수신되는 유도전류를 직류전원(직류전압 또는 직류전원)으로 변환하는 교류-직류 변환기이다.

상기 컨버터(2933)는 상기 정류기(2932)에서 출력되는 직류전원을 소정의 전압으로 변환한다. 즉, 컨버터(2933)는 배터리 충전을 위한 적정한 전압으로 상기 직류전원을 변환하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 정류기(2932)를 통해 출력되는 직류전원이 9V이면 컨버터(2933)는 9V를 5V로 변환한다.

상기 통신제어부(2934)는 충전기(100)와 통신을 수행한다. 상기 통신제어부(2934)는 해당 전자기기가 충전이 가능한 기기인지 상기 충전기(100)에 인증을 요청할 수 있다. 상기 인증 요청시 상기 통신제어부(2934)는 배터리의 장치번호 등과 같은 식별정보를 충전기(100)로 전송한다.

상기 충전부(292)는 2차코일(2931)을 통해 수신되는 유도전류를 이용하여 배터리(291)를 충전한다. 다시 말해서, 상기 충전부(292)는 충전패드에서 발생되는 전자기장 유도현상에 의해 2차코일(2931)이 생성하는 유도전류를 배터리(292)로 공급한다. 상기 충전부(292)는 배터리 충전을 제어하는 충전회로, 과전류 및 과전압를 방지하기 위한 과전류/과전압 보호회로를 포함할 수 있다.

한편, 이하에서는 도 3을 참조하여 자기 공명 방식에 의한 충전기 및 전자 기기의 구성을 살펴보기로 한다.

도 3A 및 도 3B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 공명 방식의 충전기(100) 및 전자 기기(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.

먼저, 공명(resonance)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

공명(resonance)이란, 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공명은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상인데, 이중에서 전기적 공명일 때는 공진이라고도 한다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 고유진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.

같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공명하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기회로에서는 코일과 콘덴서를 사용하여 공진기를 만들 수 있다. 공진기는 공명기와 같은 의미로 사용될 때가 많으나, 보통은 전자파 또는 전기진동에 대한 것을 말한다. 전기회로에서는 안테나로 수신한 전파 속에서 특정 주파수를 선택하기 위한 회로로 공진기를 이용할 수도 있다.

따라서, 도 3A 및 도 3B에 도시된 상기 전자 기기(200)는 상기 충전기(100)에서 발생하는 평면파 방사의 커플링을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다

구체적으로, 도 3A를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 충전기(100)는 자기 공명 방식의 충전부(120)를 포함할 수 있다. 상기 자기 공명 방식의 충전부(120)는 송신 안테나(121), 센서(122), 매칭부(123), 오실레이터(124) 및 충전 제어부(125)를 포함한다. 또한, 충전기(100)는 출력부(126)를 더 포함할 수도 있다.

상기 송신 안테나(121)는 수신 안테나와 동일한 주파수 또는 동일한 주파수 근방에서 공진하도록 동조된다.

상기 센서(122)는 송신 안테나에 의해 생성된 근접장의 근방에서 활성 수신기들의 존재 또는 부존재를 검출할 수 있다. 예로서, 센서는, 송신 안테나에 의해 생성된 근접장의 근방에서의 활성 수신기들의 존재 또는 부존재에 의해 영향을 받는 전류를 모니터링한다. 이 검출은, 전자 기기(200)와 통신하도록 에너지를 송신하기 위해 오실레이터를 인에이블시킬 지를 판정할 시에 사용하기 위하여 제어부(125)에 의해 모니터링된다.

상기 매칭부(123)는 오실레이터에 의해 결정된 바와 같은 RF 신호를 유도하고, 전자 기기(200)에 커플링된 디바이스들의 자체-재밍을 방지하기 위한 레벨로 하모닉 방출을 감소시키며, 임피던스(예를 들어, 50옴)를 송신 안테나에 매칭시킨다.

상기 오실레이터(124)는 원하는 주파수에서 생성하도록 구성되며, 조정 신호에 응답하여 조정될 수도 있다.

제어부(125)는 송신 페이즈 동안 오실레이터를 인에이블시키고, 오실레이터의 주파수를 조정하며, 이웃한 디바이스들과 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정한다.

출력부(126)는 상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전상태를 표시한다. 상기 출력부는 발광소자 및/또는 LCD 등으로 구현될 수 있다.

한편, 도 3B를 참조하면, 전자 기기(200)는 전원 공급부(290)를 포함한다. 상기 전원 공급부(290)는 배터리(291), 충전부(292), 무선 전력 수신부(293)를 포함한다.

상기 무선 전력 수신부(293)는 수신 안테나(2931'), 정류기(2932), 컨버터(2933), 통신제어부(2934)를 포함한다.

상기 수신 안테나(2931')는 상기 충전기(100)의 송신 안테나와 동일한 주파수 또는 동일한 주파수 근방에서 공진하도록 동조된다.

상기 정류기(2932)는 수신 안테나(2931')에서 수신된 RF 에너지 신호를 비-교류 전력으로 정류한다. 그리고, 상기 컨버터(2933)는 전자 기기(200)와 호환 가능한 에너지 전위(예를 들어, 전압)로 그 정류된 RF 에너지 신호를 변환시킨다.

상기 통신제어부(2934)는 충전기(100)와 통신을 수행한다. 상기 통신제어부(2934)는 해당 전자기기가 충전이 가능한 기기인지 상기 충전기(100)에 인증을 요청할 수 있다. 상기 인증 요청시 상기 통신제어부(2934)는 배터리의 장치번호 등과 같은 식별정보를 충전기(100)로 전송한다.

상기 충전부(292)는 수신 안테나(2931')를 통해 수신된 RF 에너지 신호를 이용하여 배터리(291)를 충전한다. 다시 말해서, 충전부(292)는 충전기(100)에서 전송되는 RF 에너지 신호를 전자 기기(200)에서 사용 가능한 형태로 변환하여 배터리(291)로 공급한다. 상기 충전부(292)는 배터리 충전을 제어하는 충전회로, 과전류 및 과전압을 방지하기 위한 과전류/과전압 보호회로를 더 포함할 수 있다.

지금까지, 본 발명과 관련된 충전기(100)의 충전부(110, 120) 및 전자 기기(200)의 전원 공급부(290)에 대하여 구체적으로 살펴보았다.

이하에서는, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 충전기(100)의 충전부 외 다른 구성요소들 및 전자 기기(200)의 전원 공급부(290) 외 다른 구성요소들에 대하여 상세히 살피도록 한다.

한편, 이하에서는, 상기 전자 기기(200)는, 단말기 본체(200)라 지칭될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 본 발명과 관련된 충전기(100)는, 제1 및 제2충전부(110, 120), 입력부(130), 센싱부(140), 무선 통신부(150), 전압 발생부(160) 및 구동부(170) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 4a에 도시된 구성요소들은 충전기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 충전기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

상기 구성요소들 중 제1 및 제2충전부(110, 120)는, 도 2a 및 도 3a를 참조하여 전술한 바, 여기서는 생략한다.

입력부(130)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸쉬키(mechanical key) 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 입력부는, 충전기의 ON/OFF 제어와 관련된 전원버튼(131) 및 상기 충전기의 단말기가 거치되는 부분의 경사가 제어되는 것과 관련된 경사조절버튼(132) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

센싱부(140)는 충전기 내 정보, 충전기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는, 근접센서(141, proximity sensor), 터치 센서(touch sensor), 자기 센서(magnetic sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명과 관련된 충전기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

예를 들어, 상기 터치센서를 통해 단말기 본체(200)가 충전기(100)에 접한 것이 감지되면, 상기 충전기의 제1 및 제2충전부(110, 120)가 동작을 시작하도록 제어될 수 있다.

무선 통신부(150)는 충전기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 충전기(100)와 다른 충전기(100) 사이, 충전기(100)와 외부서버 사이, 또는 충전기(100)와 단말기 본체(200)의 무선통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 통신부는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.

전압 발생부(160)는 본 발명과 관련된 제1 및 제2전극에 서로 다른 제1 및 제2전압을 인가할 수 있도록 상기 제1 및 제2전극 각각에 연결될 수 있다. 즉, 상기 전압 발생부(160)는 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 제1 및 제2전극 사이의 전위차를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 전압 발생부(160)는 차동 전압 발생기(differential voltage generator)를 포함할 수 있다.

구동부(170)는 충전기(100)의 구성 요소들을 회전시키거나 이동시키기 위하여 전자력 또는 기계적인 물리력을 가할 수 있다. 예를 들어, 상기 구동부(170)는 직선 운동 가능하게 이루어지는 리니어 모터를 포함할 수 있다. 본 발명과 관련된 기판은, 상기 리니어 모터와 함께 운동 가능하도록, 상기 리니어 모터와 연결될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 상기 기판의 지면에 대한 기울기가 조절될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명한다.

제어부(180)는 앞서 설명한 구성 요소들을 제어하여, 충전기(100)에서 기능들을 동작시킬 수 있다. 예를 들어 상기 제어부(18)는 센싱부(140)에서 감지된 센서 신호들에 기초하여 생성된 정보를 통해 전압 발생부(160)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는, 센싱부(140)를 통해 단말기 본체(200)가 충전기(100)에 접한 것이 감지되면, 상기 제1 및 제2전극에 전위차가 형성되도록 전압 발생부(160)를 제어할 수 있다.

이상에서는, 본 발명과 관련된 충전기(100)의 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명하였다. 이하에서는 도 4b를 참조하여 본 발명과 관련된 단말기 본체(200)의 구성요소들에 대하여 설명하도록 한다.

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, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 이동 단말기(200)는 무선 통신부(210), 입력부(220), 감지부(240), 출력부(250), 인터페이스부(260), 메모리(270), 제어부(280) 및 전원 공급부(290) 등을 포함할 수 있다. 도 4b에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(210)는, 이동 단말기(200)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(200)와 다른 이동 단말기(200) 사이, 또는 이동 단말기(200)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(210)는, 이동 단말기(200)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(210)는, 방송 수신 모듈(211), 이동통신 모듈(212), 무선 인터넷 모듈(213), 근거리 통신 모듈(214), 위치정보 모듈(215) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(220)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(221) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 222), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(223, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(220)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(240)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(240)는 근접센서(241, proximity sensor), 조도 센서(242, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(221 참조)), 마이크로폰(microphone, 222 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(250)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(251), 음향 출력부(252), 햅팁 모듈(253), 광 출력부(254) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(251)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(200)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(223)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(200)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(260)는 이동 단말기(200)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(260)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(200)에서는, 상기 인터페이스부(260)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(270)는 이동 단말기(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(270)는 이동 단말기(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(200)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(200)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(270)에 저장되고, 이동 단말기(200) 상에 설치되어, 제어부(280)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(280)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(280)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(280)는 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 4b와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(280)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(200)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(290)는 제어부(280)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(290)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(270)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(200)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 4b를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(210)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(210)의 방송 수신 모듈(211)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(200)에 제공될 수 있다.

이동통신 모듈(212)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(213)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(213)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(213)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(213)은 상기 이동통신 모듈(212)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(214)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(214)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(200)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(200)와 다른 이동 단말기(200) 사이, 또는 이동 단말기(200)와 다른 이동 단말기(200, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 다른 이동 단말기(200)는 본 발명에 따른 이동 단말기(200)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(214)은, 이동 단말기(200) 주변에, 상기 이동 단말기(200)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(280)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(200)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(200)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(214)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(200)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(200)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(200)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(215)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(215)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(210)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(215)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(220)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(200) 는 하나 또는 복수의 카메라(221)를 구비할 수 있다. 카메라(221)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(251)에 표시되거나 메모리(270)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(200)에 구비되는 복수의 카메라(221)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(221)를 통하여, 이동 단말기(200)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(221)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(222)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(200)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(222)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(223)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(223)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(280)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(200)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(223)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(200)의 전, 후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

한편, 센싱부(240)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(280)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(200)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(200)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(240)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(241)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(241)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(241)가 배치될 수 있다.

근접 센서(241)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(241)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(241)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(280)는 위와 같이, 근접 센서(241)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(280)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(200)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(251))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(280)로 전송한다. 이로써, 제어부(280)는 디스플레이부(251)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(280)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(280) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(280)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(200)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(280)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(220)의 구성으로 살펴본, 카메라(221)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(221)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(251)는 이동 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(251)는 이동 단말기(200)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(251)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

음향 출력부(252)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(270)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(252)는 이동 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(252)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(253)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(253)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(253)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(253)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(253)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(253)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(253)은 이동 단말기(200)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(254)는 이동 단말기(200)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(200)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

광출력부(254)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(260)는 이동 단말기(200)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(260)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(200) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(200) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(260)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 이동 단말기(200)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(260)를 통하여 단말기(200)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(260)는 이동 단말기(200)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(200)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(200)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(200)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(270)는 제어부(280)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(270)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(270)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(200)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(270)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(280)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(280)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(280)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(280)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(200) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(290)는 제어부(280)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(290)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원공급부(290)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(260)의 일 예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원공급부(290)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(290)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 충전기(100)는, 단말기 본체(200)가 충전기(100)로부터 보다 안정적으로 전력을 공급받을 수 있도록, 단말기 본체(200)가 부착 가능하게 이루어질 수 있다. 이하, 도면을 참조하여, 상기 충전기(100)의 구조에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 사시도이며, 도 5b는 상기 무선 충전기에 단말기 본체가 부착된 상태를 도시한 상태도이며, 도 5c는 단말기 본체가 상기 무선 충전기에 부착되는 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 분해도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기의 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 충전기(100)는, 제1코일(111) 및 상기 제1코일(111)에 이격하여 배치되는 기판(510)을 포함할 수 있다.

상기 제1코일(111)은, 송전 코일로서, 단말기 본체(200)에 구비된 수전 코일(제2코일(2931))에 전류를 유도시킬 수 있도록, 전류가 흐르도록 이루어질 수 있다. 제1코일(111)에 대한 구체적인 설명은 전술하였으므로 여기서는 생략한다.

도 5a를 참조하면, 기판(510)은 단말기 본체(200)가 부착되는 영역으로서, 평평한 플레이트 형태로 이루어질 수 있다.

기판(510)은 절연성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 나아가, 기판(510)은 PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 자체로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 PCB 또는 FPCB와 단말기 본체(200)가 직접적으로 접하는 것을 방지하도록, 상기 PCB 또는 FPCB 상부에는 커버(미도시)가 형성될 수도 있다.

제1 및 제2전극(520, 530)은 상기 기판(510)상에 서로 다른 영역에 각각 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 및 제2전극(520, 530)은 상기 기판(510)상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2전극(520, 530)은 전기가 흐를 수 있는 전도성 재질의 얇은 박막 형태로 제조될 수 있다.

제1 및 제2전극(520, 530) 각각은, 주 분기(521, 531) 및 상기 주 분기(521, 531) 에서 갈라져 나오는 복수의 보조 분기들(522, 532)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극의 보조 분기들(522, 532)은, 상기 기판(510)의 일 방향을 따라 서로 번갈아가며 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 제1전극의 주 분기(521, 이하, 제1주 분기라 지칭할 수 있다)는 기판(510)의 일 가장자리를 따라 배치되고, 제2 전극의 주 분기(531, 이하, 제2주 분기라 지칭할 수 있다)는 기판(510)의 다른 가장자리를 따라 배치될 수 있다.

제1 및 제2전극의 보조 분기들(522, 532, 이하 제1 및 제2보조 분기들이라 지칭할 수 있다)은 상기 제1 및 제2 주 분기(521, 531)에서 기판(510)의 내측 방향으로 배치될 수 있으며, 각각의 제1 및 제2보조 분기들(522, 532)은 서로 평행하게 배치될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 기판(510)이 절연성의 재질로 이루어진 경우, 상기 제1 및 제2보조분기들(522, 532)에 인가된 전압의 차이로 인하여 상기 분기들(522, 532) 사이에는 전기장이 형성될 수 있다.

이에 대하여 도 5c를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

전압 발생부(160)는 상기 제1 및 제2전극(520, 530) 사이 전위차를 형성한다. 다시 말해, 상기 제1 및 제2전극(520, 530)은 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 및 제2전극(520, 530) 중 어느 하나는 상대적으로 전위가 크며, 다른 하나는 상대적으로 전위가 낮을 수 있다. 도 5c에서는, 제1전극(520, 보다 구체적으로는 제1보조 분기(522))이 상대적으로 큰 전위를 가지며, 제2전극(530, 보다 구체적으로는 제2보조 분기(532))이 상대적으로 낮은 전위를 가지는 것을 도시한다.

이와 같은 구성에 의하면, 기판(510) 및 상기 기판(510)상에 배치된 단말기 본체(200) 내에 전기장(540)이 형성될 수 있다. 상기 전기장(540)은 기판(510) 및 단말기 본체(200)를 부분적으로 분극화시키며, 따라서 상기 단말기 본체(200)가 기판(510)에 부착되는 정전기력이 발생될 수 있다. 상기 정전기력은, 기판(510) 또는 단말기 본체(200)상에서 일어나는 유전 분극 현상 또는 상기 기판(510) 또는 단말기 본체(200)상에 포함된 도전성 재질에서 발생되는 전류의 흐름에 의하여 발생될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 상기 정전기력에 의하여 단말기 본체(200)가 기판(510)에 부착된다. 단말기 본체(200)는, 상기 기판(510)이 지면에 대하여 기울어져 있는 경우에도 상기 정전기력에 의하여 상기 기판(510)에 부착된 상태를 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 충전기(100)는, 제1코일(111)이 구비되는 하우징을 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 하우징(600)은, 지면에 놓일 수 있도록 평평하게 이루어진 제1면(610), 상기 제1면(610)에 대하여 경사지게 이루어지는 제2면(620) 및 상기 제1 및 제2면(610, 620)을 서로 연결하는 제3면(630)을 구비할 수 있다.

상기 제2면(620)상에는, 기판(510)이 장착될 수 있다.

상기 제2면(620) 및 제3면(630)에는 각각 제1체결공(621) 및 제2체결공이 형성될 수 있다. 상기 체결공들이 서로 마주본 상태에서 체결수단(622)이 상기 체결공들에 삽입될 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 전술한 제1코일(111)은, 상기 기판(510)과 평행하게 배치되는 다른 기판(640)상에 배치될 수 있다.

상기 기판(640)은, 절연성 재질로 이루어지며, 상기 제1코일(111)을 지지할 수 있도록 강성을 지닌 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 기판(640)의 배면에는, 충전기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 회로기판(650)이 배치될 수 있다. 회로기판(650)의 배면에는 다양한 전자부품들이 실장 되어 있을 수 있다.

나아가, 상기 회로기판(650)에는 하우징(600)에 구비된 돌출부(652)가 삽입될 수 있는 홈(651)이 구비될 수 있다. 상기 돌출부(652)가 상기 홈(651)에 끼워짐으로써, 회로기판(650)과 하우징(600)이 서로 결합될 수 있다.

한편, 상기 하우징(600)의 내부 공간(S)에는, 전술한 바 있는 전압 발생부(160)가 구비될 수 있다. 상기 전압 발생부(160)는 회로기판(650, 제어부)과 제1 및 제2전극(520, 530)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 제1코일(111)과 기판(510) 사이에는 절연층(660)이 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1코일(111)과 상기 기판(510)은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1코일(111)과 기판(510) 사이에는 절연성 물질로 이루어진 층(660)이 배치되거나, 빈 공간이 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 통하여, 상기 무선 충전 기능과 연관된 제1코일(111)의 전류가 상기 기판(510)을 통해 단말기 본체(200)의 부착 기능과 연관된 제1 및 제2전극(520, 530)에 영향을 미치는 것이 방지될 수 있다.

지금까지는, 본 발명과 관련된 충전기(100)의 구조에 관하여 자세히 살펴보았다. 이하에서는, 단말기 본체(200)의 무선 충전이 시작되는 것에 근거하여 활성화되는 부착 기능에 대하여 살피도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 제어 방법의 흐름도이며, 도 8b는 상기 제어 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 8a를 참조하면, 단말기 본체(200)의 제2코일(2931, 수전 코일)에 유도 전류가 발생되면, 무선 통신부(150)를 통해 단말기 본체(200)로부터 신호를 수신하는 단계(S810)가 진행될 수 있다.

보다 구체적으로, 단말기 본체(200) 내의 제2코일(2931)은 근거리 통신 기능(예를 들어, NFC 기능)을 겸용하도록 이루어질 수 있다. 따라서, 제2코일(2931)이 제1코일(111)에 충분히 근접하여 상기 제2코일(2931)에 유도전류가 발생되면, 상기 무선 통신부(150)는 상기 제2코일(2931)로부터 상기 신호를 수신할 수 있다.

S810 단계 이후에는, 상기 신호의 수신에 근거하여, 전압 발생부(160)를 통해 상기 제1 및 제2전극(520, 530)에 제1 및 제2전압을 인가하는 단계(S820)가 진행될 수 있다.

즉, 도 8b를 참조하면, 본 발명과 관련된 충전기(100)에서는, 무선 충전이 시작되는 것과 대체로 동시에 부착 기능이 활성화될 수 있다. 이에 따라, 단말기 본체(200)는 충전기(100)상에 부착된 상태로 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 상기 부착 기능은 평상시에는 활성화되지 않다가 무선 충전이 되는 동안에만 활성화되므로 전력을 절약할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(100)는, 무선 충전 기능 및 부착 기능과 관련된 사용자 입력부(예를 들어, 버튼)를 구비할 수 있다. 이 경우, 충전기의 제어부(180)는 상기 무선 충전 기능과 관련된 버튼이 On/Off 조작되는 것에 근거하여, 제1코일(111)의 전류 발생 여부를 제어할 수 잇다. 또한, 상기 제어부(180)는 상기 부착 기능과 관련된 버튼이 On/Off 조작되는 것에 근거하여, 제1 및 제2전극(520, 530)의 전압 인가 여부를 제어할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 본 발명과 관련된 충전기(100)는 무선 충전 기능이 비활성화되고, 부착 기능만 활성화될 수 있다. 이 경우, 사용자는 상기 충전기(200)를 거치대의 역할로 활용할 수 있다.

도 8c의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제어부(180)는 무선 통신부(150)가 단말기 본체(200)의 충전이 완료되는 것과 관련된 신호를 수신하면, 제1코일(111)에 전류가 흐르지 않도록 스위칭부(113)를 제어할 수 있다. 제1코일(111)에 흐르는 전류가 차단됨에 따라 단말기 본체(200)의 제2코일(2931)에도 유도 전류가 발생되지 않게 된다. 이에 따라 무선 충전 기능이 비활성화될 수 있다. 한편, 상기 무선 충전 기능이 비활성화된 상태에서도, 제1 및 제2전극(520, 530)에 인가되는 전압은 유지됨으로써, 부착 기능은 활성화 상태일 수 있다.

또는, 도 8c의 (a) 및 (c)를 참조하면, 제어부(180)는 무선 통신부(150)가 단말기 본체(200)의 충전이 완료되는 것과 관련된 신호를 수신하면, 제1 및 제2전극(520, 530)에 제1 및 제2전압이 인가되지 않도록 전압 발생부(160)를 제어할 수 있다. 제1 및 제2전극(520, 530) 주변에 형성되는 전기장이 사라짐에 따라 부착 기능이 비활성화될 수 있다. 따라서 단말기 본체(200)가 충전기(100)에 더 이상 부착되지 않고, 미끄러져 내려와, 상기 충전기(100) 주변 영역에 안착될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 충전이 완료된 것을 시각적으로 보다 효율적으로 사용자에게 전달될 수 있다. 또한, 이 경우에는 무선 충전 기능은 활성화되거나 비활성화되어 있을 수 있다.

이하에서는, 사용자의 선택에 근거하여 이루어질 수 있는 충전기(100)의 다양한 제어 방법에 대하여 설명한다.

도 9a 및 도 9b는 사용자의 선택에 근거하여 충전기(100)의 기판(510)의 기울기가 제어되는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명과 관련된 기판(510)은 기울기가 변경 가능하도록 이루어질 수 있다.

보다 구체적으로 상기 기판(510)의 배면의 일측 및 타측에는 구동부(예를 들어, 리니어 모터)가 각각 연결될 수 있다. 상기 일측 및 타측에 연결된 리니어 모터의 샤프트는 각각 서로 반대 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 일측에 연결된 샤프트는 상방으로 이동되고, 타측에 연결된 샤프트는 하방으로 이동됨에 따라 상기 기판(510)의 기울기가 변경될 수 있다.

한편, 상기 기판(510)의 기울기는 사용자의 선택에 근거하여 제어될 수 있다.

도 9b의 (a)를 참조하면, 본 발명과 관련된 단말기 본체(200)에는 충전기(100)와 관련된 애플리케이션이 기 설치되어 있을 수 있다. 상기 단말기 본체(200)에 배치된 디스플레이부(251)에는 홈 화면(910)이 출력될 수 있다. 상기 홈 화면(910)은 상기 애플리케이션의 아이콘(911)을 포함할 수 있다.

도 9b의 (b)를 참조하면, 상기 아이콘(911)에 대한 터치 입력이 인가되면, 상기 디스플레이부(251)에는 충전기(100)의 제어화면(920)이 출력될 수 있다. 상기 제어화면(920)은 무선 충전 진행 여부와 관련된 정보(921) 및 기판(510)의 기울기 조절과 관련된 이미지 객체(922)를 포함할 수 있다.

도 9b의 (c)를 참조하면, 상기 이미지 객체(922)에 대한 터치 입력이 인가되는 것에 근거하여, 기울기 조절과 관련된 사용자 선택이 입력될 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는, 상기 이미지 객체(922)에 대하여 드래그 터치가 입력되면, 기판(510)이 상기 드래그 터치가 해제된 지점에 대응되는 기울기를 갖도록 상기 구동부(170)를 제어할 수 있다.

다시 9a를 참조하면, 제어부(180)는, 기판(510)의 변경된 기울기에 근거하여, 제1 미 제2전극(520, 530)에 인가되는 제1 및 제2전압의 차이가 조절되도록 전압 발생부(160)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(180)는, 상기 기판(510)의 기울기가 증가되면, 제1 및 제2전극(520, 530)의 전위차가 증가되도록 전압 발생부(160)를 제어할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극(520, 530)의 전위차가 증가되면, 상기 제1 및 제2전극(520, 530)에 의하여 형성되는 전기장의 세기가 증가됨에 따라, 상기 단말기 본체(200)가 기판(510)에 부착되게 하는 정전기력이 증가될 수 있다.

즉, 기판(510)의 기울기가 증가되더라도, 기판(510)의 부착력이 증가되므로, 단말기 본체(200)는 기판(510)에서 흘러내려오지 않고 기판(510)상에 부착되어 있을 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

1. 단말기 본체에 구비된 수전 코일에 유도전류를 발생시키도록 이루어지는 송전 코일;
   상기 송전 코일과 이격하여 배치되는 기판; 및
   상기 기판상에 배치되며, 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어지는 제1 및 제2전극을 포함하며,
   상기 송전 코일에 의해 상기 수전 코일에 유도전류가 발생되면, 상기 단말기 본체가 상기 기판에 부착되게 하는 정전기력이 발생되도록, 상기 제1 및 제2전극 각각에는 상기 제1 및 제2전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 무선충전기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2전극 각각은,
   주 분기 및 상기 주 분기에서 갈라져 나오는 복수의 보조 분기들을 포함하고,
   상기 제1 및 제2전극의 보조 분기들은,
   상기 기판의 일 방향을 따라 서로 번갈아가며 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 송전 코일과 기판 사이에는 절연층이 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 송전 코일은, 상기 기판과 평행하게 배치되는 다른 기판상에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 송전 코일은 하우징 내부에 구비되며,
   상기 하우징은,
   지면에 놓일 수 있도록 이루어진 제1면;
   상기 제1면에 대하여 경사지게 이루어지는 제2면; 및
   상기 제1 및 제2면을 서로 연결하는 제3면을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기판은 상기 제2면상에 장착되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2면은 경사가 변경 가능하도록 이루어지며,
   상기 변경된 경사에 근거하여, 상기 제1 및 제2전압의 차이가 조절되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 단말기 본체의 수전 코일에 유도 전류가 발생되는 것에 근거하여, 상기 단말기 본체로부터 신호를 수신하도록 이루어지는 무선 통신부; 및
   상기 신호의 수신에 근거하여, 상기 제1 및 제2전극에 상기 제1 및 제2전압이 인가되도록, 상기 제1 및 제2전극과 연결된 전압 발생부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 무선 통신부가 상기 단말기 본체의 충전이 완료되는 것과 관련된 신호를 수신하면, 상기 제1 및 제2전극에 상기 제1 및 제2전압이 인가되지 않도록 상기 전압 발생부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
10. 수전 코일을 구비하는 본체; 및
    상기 본체에 전원을 공급하도록 이루어지는 무선 충전기를 포함하며,
    상기 무선 충전기는,
    상기 수전 코일에 유도전류를 발생시키도록 이루어지는 송전 코일;
    상기 송전 코일과 이격하여 배치되는 기판; 및
    상기 기판상에 배치되며, 서로 다른 제1 및 제2전압이 각각 인가되도록 이루어지는 제1 및 제2전극을 포함하며,
    상기 송전 코일에 의해 상기 수전 코일에 유도전류가 발생되면, 상기 단말기 본체가 상기 기판에 부착되게 하는 정전기력이 발생되도록, 상기 제1 및 제2전극 각각에 상기 제1 및 제2전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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