KR20200018103A - 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 - Google Patents

무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 송수신장치는, 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치와, 표면파 전송장치와 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판와, 을 포함하고, 신호 출력부의 일단은 플로팅 그라운드에 접속된다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다. 이에 의해, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있게 된다.

Description

무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치{Wireless power transreceiver, and image display apparatus including the same}
본 발명은 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있는 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이다.
최근 전자 기기 간의 무선 전력 전송에 대한 연구가 수행되고 있다.
커패시티브 방식, 인덕터 방식 등 다양한 방식에 따른 무선 전력 전송이 연구되고 있다.
한편, 최근, 무선 전력 전송의 방안으로, 금속판의 표면을 매질로하여, 전송되는 표면파 방식이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있는 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송시, 표면파 수신장치를 간단히 구현할 수 있는 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치와, 표면파 전송장치와 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판와, 을 포함하고, 신호 출력부의 일단은 플로팅 그라운드에 접속된다.
한편, 신호 입력부의 일단은 그라운드에 접속된다.
한편, 표면파 전송장치는, 제2 금속층에 접촉되는 절연층을 더 포함한다.
한편, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며, 절연층은 페라이트를 구비한다.
한편, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 배치되는 제1 유전체 내지 제3 유전체를 포함하며, 표면파 전송장치는, 제1 유전체와 제2 유전체 사이에 배치되는 제1 절연층과, 제2 유전체와 제3 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함한다.
한편, 제1 유전체 내지 제3 유전체 사이의 높이의 합은, 제1 금속층의 높이 및 제2 금속층의 높이 보다 더 크다.
한편, 제2 금속층 내의 복수의 패턴의 간격은, 패턴의 폭 보다 작다.
한편, 신호 입력부에 인가된 신호에 기초하여, 제1 금속층에서 제2 금속층 방향으로의 전자기파가 출력된다.
한편, 표면파 수신장치는, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 배치되는 제4 유전체 내지 제6 유전체를 포함하며, 제4 유전체와 제5 유전체 사이에 배치되는 제2 절연층과, 제5 유전체와 제6 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함한다.
한편, 브릿지 금속판의 중앙부 보다 브릿지 금속판의 양단의, 폭이 더 넓을 수 있다.
한편, 브릿지 금속판의 양단으로 갈수록 폭이 증가할 수 있다.
한편, 브릿지 금속판의 중앙부 보다 브릿지 금속판의 양단의, 두께가 더 넓을 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치와, 표면파 전송장치와 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판을 포함하고, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며, 절연층은 페라이트를 구비한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치와, 표면파 전송장치와 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판와, 을 포함하고, 신호 출력부의 일단은 플로팅 그라운드에 접속된다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다. 한편, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송시, 표면파 수신장치를 간단히 구현할 수 있게 된다.
한편, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며, 절연층은 페라이트를 구비한다. 이에 따라, 전송되는 전자기파의 위상을 가변할 수 있게 된다.
한편, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 배치되는 제1 유전체 내지 제3 유전체를 포함하며, 표면파 전송장치는, 제1 유전체와 제2 유전체 사이에 배치되는 제1 절연층과, 제2 유전체와 제3 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함한다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다.
한편, 제1 유전체 내지 제3 유전체 사이의 높이의 합은, 제1 금속층의 높이 및 제2 금속층의 높이 보다 더 크다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다.
한편, 제2 금속층 내의 복수의 패턴의 간격은, 패턴의 폭 보다 작다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다.
한편, 신호 입력부에 인가된 신호에 기초하여, 제1 금속층에서 제2 금속층 방향으로의 전자기파가 출력된다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다.
한편, 표면파 수신장치는, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 배치되는 제4 유전체 내지 제6 유전체를 포함하며, 제4 유전체와 제5 유전체 사이에 배치되는 제2 절연층과, 제5 유전체와 제6 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함한다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치와, 표면파 전송장치와 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판을 포함하고, 표면파 전송장치는, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며, 절연층은 페라이트를 구비한다. 이에 따라, 표면파를 이용하여 무선전력을 전송할 수 있다. 특히, 전송되는 전자기파의 위상을 가변할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 송수신장치를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5b는 도 1의 설명에 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7의 브릿지 금속판의 다양한 형상을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 회로부의 일예를 도시한 회로도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 송수신장치를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 5b는 도 1의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 송수신장치(10)는, 신호 입력부(205)와 전기적으로 접속되는 제1 금속층(210)과, 복수의 패턴(222)이 형성되는 제2 금속층(220)과, 제1 금속층(210)과 제2 금속층(220) 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치(TE)와, 신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층(210b)과, 복수의 패턴(222b)이 형성되는 제4 금속층(220b)과, 제3 금속층(210b)과 제4 금속층(220b) 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치(RE)와, 표면파 전송장치(TE)와 표면파 수신장치(RE) 사이에 배치되는 브릿지 금속판(BR)을 포함할 수 있다.
표면파 전송장치(TE)는, 표면파(surface EM waves)를 브릿지 금속판(BR)을 통해 전송하고, 표면파 수신장치(RE)는, 표면파(surface EM waves)를 브릿지 금속판(BR)을 통해 수신할 수 있다.
표면파(surface EM waves) 전송 원리는, 복수의 패턴(222)이 형성되는 제2 금속층(220)에서의 Evanescent mode에 따른 것일 수 있다.
한편, 표면파 수신장치(RE)는, 수신되는 표면파를 수신하기 위해, 그라운드에 접속되어야 하나, 신호 출력부(225b) 등이, 지면에서 상당히 이격된 위치에 배치되므로, 이에 대해 불편한 점이 있다.
이에 본 발명에서는, 신호 출력부(225b)의 일단이 플로팅 그라운드에 접지되는 것으로 구현한다. 이에 따라, 표면파 수신장치(RE)의 회로 안정성을 도모할 수 있게 된다.
한편, 도면에서는, 신호 입력부(205)의 일단은 그라운드(GND), 특히, 어스(earth ground)에 점속하는 것을 예시한다.
본 발명에서는, 신호 입력부(205)와, 신호 출력부(225b)의 접지가 다르게 구성되도록 한다.
도 2는 표면파 수신장치(RE)를 상세히 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 표면파 전송장치(TE)는, 제1 금속층(210)과, 복수의 패턴(222)이 형성되는 제2 금속층(220)과, 제1 금속층(210)과 제2 금속층(220) 사이에 형성되는 유전체를 포함할 수 있다.
표면파 전송장치(TE)는, 제2 금속층(220)에 접촉되는 절연층(225)을 더 포함할 수 있다.
표면파 전송장치(TE)는, 제1 금속층(210)과 제2 금속층(220) 사이에 형성되는 절연층(233)을 더 포함하며, 절연층(233)은 페라이트를 구비할 수 있다. 이에 따라, 위상 조정이 가능하게 된다.
표면파 전송장치(TE)는, 제1 금속층(210)과 제2 금속층(220) 사이에 배치되는 제1 유전체 내지 제3 유전체(232,234,236)를 포함할 수 있다.
한편, 표면파 전송장치(TE)는, 제1 유전체(232)와 제2 유전체(234) 사이에 배치되는 제1 절연층(233)과, 제2 유전체(234)와 제3 유전체(236) 사이에 배치되는 금속층(235)을 더 포함할 수 있다.
한편, 제1 유전체 내지 제3 유전체 사이의 높이의 합(hb)은, 제1 금속층(210)의 높이(ha) 및 제2 금속층(220)의 높이(hc) 보다 더 큰 것이 바람직하다.
도 3a는, 신호 입력부(205)에 인가된 신호에 기초하여, 제1 금속층(210)에서 제2 금속층(220) 방향으로의 전자기파, 특히 표면파가, 브릿지 금속판(BR) 방향으로, 출력되는 것을 예시한다.
다음, 도 3b는, 브릿지 금속판(BR)으로부터의 전자기파, 특히 표면파가, 제4 금속층(220b)에서 제3 금속층(210b) 방향으로의 진행하는 것을 예시한다.
한편, 도 3b에 따르면, 표면파 수신장치(RE)는, 제3 금속층(210b)과 제4 금속층(220b) 사이에 배치되는 제4 유전체 내지 제6 유전체(232b,234b,236b)를 포함한다.
한편, 표면파 수신장치(RE)는, 제4 유전체(232b)와 제5 유전체(234b) 사이에 배치되는 제2 절연층(233b)과, 제5 유전체(234b)와 제6 유전체(236b) 사이에 배치되는 금속층(235b)을 더 포함한다.
다음, 도 4는, 복수의 패턴(222)이 형성되는 제2 금속층(220)과 절연층(225)를 도시한 도면이다.
표면파 생성을 위해, 제2 금속층(220) 내의 복수의 패턴(222)의 간격(Wa)은, 패턴(222)의 폭(Wb) 보다 작은 것이 바람직하다.
도 5a와 도 5b는, 표면파 전송장치(TE)와, 표면파 수신장치(RE) 사이의 거리에 따른 성능 비교를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 5a를 참조하면,표면파 전송장치(TE)를 기준으로, 제1 거리(Da)에 제1 표면파 수신장치(REa)가 배치되고, 제2 거리(Db)에 제2 표면파 수신장치(REb)가 배치되는 것을 예시한다.
도 5b의 제1 그래프(gra)는, 제1 표면파 수신장치(REa)의 성능을 나타내며, 제2 그래프(grb)는, 제2 표면파 수신장치(REb)의 성능을 나타낸다.
제1 그래프(gra)와 제2 그래프(grb)를 보면, 주파수 대비, 레벨의 차이가 별로 없는 것을 나타내며, 다만, 특정 주파수 이후에서 성능이 열화되는 것을 보여준다. 대략 15 MHz 이후에는 성능이 열화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신장치를 도시한 도면이다.
도 6의 무선전력 송수신장치(10b)는, 도 1의 무선전력 송수신장치(10)와 유사하나, 브릿지 금속판(BR)이, 표면파 전송장치(TE)와, 표면파 수신장치(RE) 사이에서 계속 연결되는 것이 아닌, 복수의 간격(Opa,OPb,OPc)이 있는 것을 예시한다.
즉, 복수의 브릿지 금속판(BRa~Brd))이, 사용되더라도, 표면파에 기초한, 무선 전력 전송에는 큰 영향이 없게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 측면도이다.
도면을 참조함면, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치(100)는, 무선 전력 수신을 위한 표면파 수신장치(RE)을 구비하는 디스플레이(180)와, 디스플레이(180)와 이격되며, 디스플레이(180)로, 무선 전력 전송을 위한 표면파 전송장치(TE)을 구비하는 신호 처리 장치(300)와, 표면파 수신장치(RE)에, 일단이 대향하여 이격되며, 표면파 전송장치(TE)에, 타단이 대향하여 이격되는 브릿지 금속판(BR)을 구비한다.
이에 의하면, 디스플레이(180)와, 신호 처리 장치(300) 사이에, 전원 연결 등을 위한 케이블이 배치되지 않으며, 대신에, 브릿지 금속판(BR)을 이용하여, 무전 전력 전송을 수행할 수 있게 된다.
특히, 도 8와 같이, 브릿지 금속판(BR)이, 표면파 수신장치(RE)과 Py 간격으로 이격되며, 표면파 전송장치(TE)과 Px 간격으로 이격된다.
이에 의하면, 표면파 방식에 의해, 표면파 전송장치(TE)와, 브릿지 금속판(BR), 그리고, 표면파 수신장치(RE)에 기초하여, 무선 전력 전송이 수행될 수 있다. 이러한 전력 전송 방식을, 표면파 전송전송 방식이라 할 수 있다.
한편, 도 8에 의하면, 영상표시장치(100)는, 브릿지 금속판(BR)이 배치되는 부착 부재(ADD)를 포함할 수 있다.
도 8와 같이, 부착 부재(ADD)는, 디스플레이(180) 및 신호 처리 장치(300)의 후방의 벽(50)에 부착될 수 있다. 이에 의해, 사용자는, 간편하게, 브릿지 금속판(BR)이 배치되는 부착 부재(ADD)를 후방의 벽(50)에 부착시킬 수 있게 된다.
특히, 부착 부재(ADD)는, 롤 형태로 감길 수 있다. 이에 따라, 부착 부재(ADD)의 벽(50) 부착시 간편하게, 부착이 가능하게 된다.
한편, 디스플레이(180)는, 디스플레이 회로 보드(CBA), 패널(PAN)을 구비할 수 있다.
디스플레이 회로 보드(CBA)는, 표면파 수신장치(RE)을 통해 수신되는 무선 전력을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전력 수신 회로부(RTCA)와, 전력 수신 회로부(RTCA)로부터의 직류 전원을 이용하여, 패널(PAN)에서 영상 표시를 위한 신호를 출력하는 구동 회로부(DRA)를 구비할 수 있다.
한편, 전력 수신 회로부(RTCA)는, 도 10의 전력 송신 회로부일 수 있다.
구동 회로부(DRA)는, 패널(PAN) 구동을 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 구동 신호에 기초하여, 패널(PAN)을 구동하는 스캔 구동부, 데이터 구동부 등을 구비할 수 있다.
한편, 패널(PAN)은, OLED 패널, 또는 LCD 패널, LED 패널 등이 가능하다.
한편, 신호 처리 장치(300)는, 외부에서 수신되는 영상, 또는 내부 저장부에 저장된 영상에 대한 신호 처리를 수행하고, 신호 처리된 비디오 신호를, 무선으로, 디스플레이(180)에 전송할 수 있다.
이때, 비디오 신호의 무선 전송 방식은, 무선 전력 전송 방식과 다를 수 있다. 예를 들어, 비디오 신호의 무선 전송 방식은, 무전 전력 전송 방식에서 사용되는 주파수 보다 더 높은 주파수를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 대략 60GHz의 WiGig, WiDi, 또는 미라 캐스트 또는 WiFi Direct 방식 등으로 전송될 수 있다.
한편, 신호 처리 장치(300)는, 디스플레이(180)로 무전 전력 전송 등을 위한, 회로 보드(CBB)를 구비할 수 있다.
회로 보드(CBB)는, 비디오 신호에 대한 신호 처리를 수행하는 신호 처리 회로부(SRA), 무선 전력 전송을 위한 전력 송신 회로부(PTCA)를 구비할 수 있다.
한편, 전력 송신 회로부(PTCA)는, 도 10의 전력 송신 회로부일 수 있다.
한편, 신호 처리 장치(300)는, 오디오 신호 처리를 수행하고, 디스플레이(180)에 표시되는 영상에 동기화되는 사운드 등을 출력할 수 있다.
예를 들어, 신호 처리 장치(300)는, 프론트 방향으로 제1 사운드를 출력할 수 있는 제1 스피커 유닛(185a)과, 천장(500) 방향으로 제2 사운드를 출력할 수 있는 제2 스피커 유닛(185b)을 포함할 수 있다.
한편, 도면에서는, 신호 처리 장치(300)의 전면 방향에, 제1 스피커 유닛(185a)에 속하는 스피커(SFa,SFb)가 각각 배치되며, 신호 처리 장치(300)의 상측에, 제2 스피커 유닛(185b)에 속하는 어레이 스피커(SHa,SHb)가 각각 배치되는 것을 예시한다.
이에 따라, 한편, 제1 스피커 유닛(185a)에서 출력되는 제1 사운드는, 사용자 방향으로 출력되며, 제2 스피커 유닛(185a)에서 출력되는 제2 사운드는, 천장(500) 방향으로 출력되며, 천장(500)에서 반사되어, 사용자에게 도달하게 된다.
이때, 제1 사운드와 제2 사운드는, 서로 다른 방향의 사운드로서, 음향 간섭이 발생하지 않는 것이 바람직하다.
특히, 제2 사운드의 지향성을 향상시기키 위해, 제2 스피커 유닛(185b)이, 복수의 스피커를 구비하는 어레이 스피커(SHa)를 포함할 수 있다.
한편, 어레이 스피커의 지향성은, 일반 스피커 보다, 상당히 우수한 것으로 나타난다. 따라서, 어레이 스피커(SHa)(array speaker)를 사용함으로써, 프론트 방향의 제1 사운드와 천장(500) 방향의 제2 사운드 간의 음향 간섭을 저감할 수 있게 된다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7의 브릿지 금속판의 다양한 형상을 예시하는 도면이다.
먼저, 도 9a는, 브릿지 금속판(BR)의 폭이, 일정한 것을 예시한다.
특히, 브릿지 금속판(BR)이, 디스플레이(180)에 배치되는 표면파 수신장치(RE)에 일정 간격 이격되어 배치되며, 디스플레이(180)의 하부에 배치되는 신호 처리 장치(300) 내의 표면파 전송장치(TE)에 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 예시한다.
한편, 무선 전력 전송을 효율적으로 수행하면서, 유색의 브릿지 금속판(BR)에 의한 심미적 효과 향상을 위해, 도 9b 내지 도 9d 등과 같이, 브릿지 금속판(BR)의 향상을 다양하게 가변하는 것도 가능하다.
먼저, 도 9b는, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부 보다 브릿지 금속판(BR)의 양단의, 폭이 더 넓은 것을 예시한다.
즉, 표면파 수신장치(RE)에 대향되는 일단과, 표면파 전송장치(TE)에 대향되는 타단의 폭이, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부 보다, 더 넓을 수 있다.
이러한 방식에 의하면, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부의 폭은, 흐르는 전류 또는 전압에 대한 내압 등을 견딜 수 있는 수준까지, 줄일 수 있다. 한편, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부의 폭이 더 좁은 경우, 사용자로 하여금, 브릿지 금속판(BR)이 잘 인식되지 않을 수 있으며, 이에 따라, 심미적인 효과가 증대될 수 있게 된다.
다음, 도 9c는 브릿지 금속판(BR)의 양단으로 갈수록 순차적으로 폭이 증가하는 것을 예시한다.
즉, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부에서 폭이 가장 작으며, 브릿지 금속판(BR)의 양단으로 갈수록 증가하는 것을 예시한다.
다른 표현에 의하면, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부로 갈수록 폭이 감소할 수 있다. 이에 의하면, 도 9b와 유사하게, 브릿지 금속판(BR)이 잘 인식되지 않을 수 있으며, 이에 따라, 심미적인 효과가 증대될 수 있게 된다.
한편, 도 9d는, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부의 두께(Tb) 보다 브릿지 금속판(BR)의 양단의 두께(Ta)가 더 넓은 것을 예시한다.
이에 의하면, 브릿지 금속판(BR)을 통한, 무선 전력 전송이 효율적으로 수행될 수 있게 된다.
한편, 도 9d와 달리, 브릿지 금속판(BR)의 양단으로 갈수록 순차적으로 두께가 증가하는 것도 가능하다.
즉, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부에서 두께이 가장 작으며, 브릿지 금속판(BR)의 양단으로 갈수록, 그 두께가 증가하는 것이 가능하다.
다른 표현에 의하면, 브릿지 금속판(BR)의 중앙부로 갈수록 두께가 감소할 수 있다. 이에 의하면, 브릿지 금속판(BR)을 통한, 무선 전력 전송이 효율적으로 수행될 수 있게 된다.
한편, 브릿지 금속판(BR)은, 투명하게 보이도록, ITO와 같이, 투명 금속을 포함하는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 회로부의 일예를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하면, 도 10의 무선 전력 회로부(500)는, 신호 처리 장치(300) 내의 무선 전력 전송을 위한 전력 송신 회로부(PTCA)와, 디스플레이(180) 내의 전력 수신 회로부(RTCA)와, 브릿지 금속판(BR)를 구비할 수 있다.
전력 송신 회로부(PTCA)는, 복수의 스위칭 소자(Sa,Sb,S'a,S'b)를 구비하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(520)와, 인버터(520)로부터의 교류 전원에 대해 공진을 수행하는 제1 공진부(530)와, 인버터(520)를 제어하는 인버터 제어부(570)를 포함할 수 있다.
인버터(520)는, 복수개의 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 직류 전원(405)을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 출력할 수 있다.
인버터(520)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 역병렬 다이오드(Da,D'a,Db,D'b)가 역병렬로 연결된다.
인버터(520) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(570)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다.
한편, 전력 송신 회로부(PTCA)는, 인버터(520)의 출력 전압을 검출하는 출력 전압 검출부, 또는 인버터(520)의 출력 전압을 검출하는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 더 구비할 수 있다.
인버터 제어부(570)는, 출력 전압 검출부, 또는 출력 전류 검출부로부터의 출력 전압 또는 출력 전류에 기초하여, 각 스위칭 소자들의 온/오프 제어를 위한 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
한편, 인버터(520)는, 풀 브릿지(full bridge) 스위칭부로 명명될 수도 있다.
제1 공진부(530)는, 인버터(520)의 출력단에 배치되며, 인덕터(L1)와 커패시터(C1)을 구비할 수 있다.
제1 공진부(530)는, 인덕터(L1)와 커패시터(C1)에 의해, 공진(resonance)을 수행하며, 이에 의해, 무선 전력을 송신할 수 있다.
제1 공진부(530)의 출력단에, 표면파 전송장치(TE)이 전기적으로 접속될 수 있다.
그리고, 표면파 전송장치(TE)에 타단이 대향하여 이격되는 브릿지 금속판(BR)이 배치될 수 있다.
한편, 디스플레이(180)는, 브릿지 금속판(BR)의 일단에, 대향하여 이격되는, 표면파 수신장치(RE)을 구비할 수 있다.
한편, 신호 처리 장치(300) 내의 표면파 전송장치(TE), 디스플레이(180) 내의 표면파 수신장치(RE), 및 브릿지 금속판(BR)을, 무선전력 송수신부(540)라 명명할 수 있다.
무선전력 송수신부(540)는, 상술한 바와 같이, 금속판을 이용하여, 표면파 전력 전송을 수행할 수 있다.
한편, 디스플레이(180) 내의 전력 수신 회로부(RTCA)는, 제1 및 제2 전극(REa,REb)으로부터 수신한 교류 전원에 대해 공진을 수행하는 제2 공진부(550)와, 복수의 다이오드 소자(Dm,Dn,D'm,D'n)를 구비하여 제2 공진부(550)로부터의 교류 전원을 정류하는 정류부(560)를 구비할 수 있다.
제2 공진부(550)는, 인덕터(L1)와 커패시터(C1)에 의해, 공진(resonance)을 수행하며, 이에 의해, 무선 전력을 송신할 수 있다.
특히, 제2 공진부(550)는, 표면파 수신장치(RE)에서 수신한 무선 전력을 인덕터(L1)와 커패시터(C1)에 의해, 공진(resonance)을 수행하며, 이에 의해, 교류 전원을 정류부(460)로 출력할 수 있다.
한편, 디스플레이(180) 내의 전력 수신 회로부(RTCA)는, 수신 교류 전원의 전류 검출을 위한 전류 검출부(A), 또는 수신 교류 전원의 전압 검출을 위한 전압 검출부(B)를 더 구비할 수 있다.
한편, 정류부(560)는, 복수개의 다이오드 소자(Da,D'a,Db,D'b)를 구비하고, 입력되는 교류 전원을 정류할 수 있다. 특히, 직류 전원으로 변환하여, 출력할 수 있다.
정류부(560)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자(Da,Db) 및 하암 다이오드 소자(D'a,D'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 다이오드 소자가 서로 병렬(Da&D'a,Db&D'b)로 연결된다.
한편, 디스플레이(180) 내의 전력 수신 회로부(RTCA)는, 전류 검출부(A), 또는 전압 검출부(B)로부터의 입력 전류 또는 입력 전압에 기초하여, 수신되는 무선 전력을 연산하는 정류 제어부(590)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 정류 제어부(590)는, 검출된 전류 또는 전압에 기초하여 연산된 전력이, 제1 소정치 이하인 경우, 신호 처리 장치(300)로 수신 전력 정보를 전송하도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 정류 제어부(590)는, 필요 전력이 제2 소정치 이상인 경우, 필요 전력 정보를, 신호 처리 장치(300)로 전송하도록 제어할 수 있다.
한편, 디스플레이(180) 내의 전력 수신 회로부(RTCA)는, 정류부(560)에서 출력되는 정류된 직류 전원을 저장하는 커패시터(Cm)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 정류된 직류 전원 등에 기초하여, 디스플레이(180) 내의 구동 회로부(DRA), 및 패널(PAN) 등이 동작하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 무선전력 송수신장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 상기 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치;
    신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 상기 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치;
    상기 표면파 전송장치와 상기 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판;을 포함하고,
    상기 신호 출력부의 일단은 플로팅 그라운드에 접속되는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 입력부의 일단은 그라운드에 접속되는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 전송장치는,
    상기 제2 금속층에 접촉되는 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 전송장치는,
    상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며,
    상기 절연층은 페라이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 전송장치는,
    상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 배치되는 제1 유전체 내지 제3 유전체를 포함하며,
    상기 표면파 전송장치는,
    상기 제1 유전체와 상기 제2 유전체 사이에 배치되는 제1 절연층과, 상기 제2 유전체와 상기 제3 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유전체 내지 상기 제3 유전체 사이의 높이의 합은, 상기 제1 금속층의 높이 및 상기 제2 금속층의 높이 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속층 내의 상기 복수의 패턴의 간격은, 상기 패턴의 폭 보다 작은 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 입력부에 인가된 신호에 기초하여, 상기 제1 금속층에서 상기 제2 금속층 방향으로의 전자기파가 출력되는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 수신장치는,
    상기 제3 금속층과 상기 제4 금속층 사이에 배치되는 제4 유전체 내지 제6 유전체를 포함하며,
    상기 표면파 수신장치는,
    상기 제4 유전체와 상기 제5 유전체 사이에 배치되는 제2 절연층과, 상기 제5 유전체와 상기 제6 유전체 사이에 배치되는 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 브릿지 금속판의 중앙부 보다 상기 브릿지 금속판의 양단의, 폭이 더 넓은 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 브릿지 금속판의 양단으로 갈수록 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 브릿지 금속판의 중앙부 보다 상기 브릿지 금속판의 양단의, 두께가 더 넓은 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  13. 신호 입력부와 전기적으로 접속되는 제1 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제2 금속층과, 상기 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 전송장치;
    신호 출력부와 전기적으로 접속되는 제3 금속층과, 복수의 패턴이 형성되는 제4 금속층과, 상기 제3 금속층과 제4 금속층 사이에 형성되는 유전체를 포함하는 표면파 수신장치;
    상기 표면파 전송장치와 상기 표면파 수신장치 사이에 배치되는 브릿지 금속판;을 포함하고,
    상기 표면파 전송장치는,
    상기 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며,
    상기 절연층은 페라이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송수신장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 무선전력 송수신장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    디스플레이; 및
    상기 디스플레이와 이격되어, 상기 디스플레이로 무선 전력 전송을 수행하는 신호 처리 장치;를 더 포함하며,
    상기 무선전력 송수신장치 중 표면파 전송장치는, 상기 신호 처리 장치에 배치되며,
    상기 무선전력 송수신장치 중 표면파 수신장치는, 상기 디스플레이에 배치되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
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