KR20200046585A - 리모컨 및 IoT 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치 - Google Patents
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Abstract
무선 리모컨 및 IoT 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치는, 배터리; 무선 충전 패드로부터 인가된 자기로부터 유도 전류를 발생시키는 제 2 코일; 상기 제 2 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 2 무선 충전 모듈; 상기 배터리로부터의 전류로부터 유도 자기를 발생시키는 제 3 코일; 상기 제 3 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 3 무선 충전 모듈; 상기 제 2 코일에 발생된 전류를 상기 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 방전 전류를 상기 제 3 코일에 인가하도록 상기 무선 충전 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부 제어에 의해 제어되며, 충전 대상인 외부 모바일 기기에 탑재된 리모컨 앱으로부터의 명령에 의해 IR 리모컨 신호를 전송하는 IR 램프를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 스마트 디바이스 도킹 장치에 관한 것으로서, 특히 무선으로 충전이 가능하며 리모컨 및 IoT 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1691530호에는 전원으로부터 무선 충전을 통해 보조 배터리를 충전하고 보조배터리를 이용하여 무선으로 모바일 기기를 충전하는 기술이 개시되어 있다. 배터리의 충격이나 움직임을 센서로 감지하여 무선 충전 모듈을 동작시키고 모바일 기기의 충전량 정보를 수신하여 무선 충전 모듈의 정지 여부를 결정하는 특징을 구비하고 있다.
이 종래 기술에 따르면 일상 생활 중 수시로 이동되거나 움직여지는 모바일 기기와 보조배터리의 움직임이 있을 때마다 무선 충전 모듈이 동작 또는 정지되는 불편함이 있고, 보조배터리의 움직임이 사용자가 충전을 시작하기 위한 의도인지 충전을 중단하기 위한 의도인지를 파악하기 곤란하다. 또한, 전원으로부터 보조배터리에 전원이 공급 중인지 여부에 상관없이 보조배터리를 동작시키고, 모바일 기기로 무선 충전을 하기 위해 자기공명방식에 의존하기 때문에, 보조배터리의 전기에너지가 불필요하게 낭비될 가능성이 높은 문제점이 있다.
또한, 상기 종래 기술과 같이 모바일 기기만큼 이나 상당한 부피를 차지하는 보조배터리를 단순히 전원보조를 위한 제한적 기능으로만 사용하는 상황을 개선하고 자원의 효율적 이용 면에서 보조배터리를 보다 효과적으로 이용할 수 있는 방안에 대한 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 무선 충전 패드로부터의 전원 공급 여부에 따라 서로 다른 무선 충전 방식으로 동작하여 에너지 이용의 효율성이 개선된 스마트 디바이스 도킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배터리에 무선 리모컨 기능을 구비하고 모바일 기기와 연동하도록 하여, 모바일 기기에서 지원하지 않는 무선 리모컨 기능을 옥내에서 수행하는 IoT 허브로서의 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 충전을 위한 콤보 코일을 사용하여 무선 충전 동작 및 리모컨 신호 송수신을 동시에 수행하는 스마트 디바이스 도킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 충전을 위한 콤보 코일 모바일 기기의 충전 상태 정보를 감지하여 배터리의 방전 여부를 제어할 수 있는 스마트 디바이스 도킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기로 구성된 무선 충전 시스템에서 사용 가능한 새롭고 효율적인 무선 충전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 달성을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 리모컨 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치는, 배터리; 무선 충전 패드로부터 인가된 자기로부터 유도 전류를 발생시키는 제 2 코일; 상기 제 2 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 2 무선 충전 모듈; 상기 배터리로부터의 전류로부터 유도 자기를 발생시키는 제 3 코일; 상기 제 3 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 3 무선 충전 모듈; 상기 제 2 코일에 발생된 전류를 상기 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 방전 전류를 상기 제 3 코일에 인가하도록 상기 무선 충전 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부 제어에 의해 제어되며, 충전 대상인 외부 모바일 기기에 탑재된 리모컨 앱으로부터의 명령에 의해 IR 리모컨 신호를 전송하는 IR 램프를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치는 상기 제 2 코일 및 상기 제 2 무선 충전 모듈은 전원을 포함하는 외부의 무선 충전 패드와 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식의 무선 충전을 수행하며, 상기 제 3 코일 및 상기 제 3 무선 충전 모듈은 충전 대상인 외부의 모바일 기기와 자기 유도 방식 및 자기 공명 방식의 무선 충전을 수행한다.
또한, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에서 상기 제 3 코일은 NFC 코일부를 포함하는 콤보 무선 충전 코일로서 상기 모바일 기기의 제 4 코일과 NFC 신호 전송을 위한 자기 유도 작용을 수행하며, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치는 상기 NFC 신호의 전송을 위해 상기 모바일 기기의 제 1 NFC 모듈과 연동하는 제 2 NFC 모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치는 상기 모바일 기기의 제 1 블루투스 모듈과 연동하는 제 2 블루투스 모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동 중인 경우에는 자기 공명 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전 하며, 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않는 경우에는 상기 모바일 기기의 근접 여부를 판단하여 상기 모바일 기기가 근접한 때에만 자기 유도 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전한다.
또한, 상기 제어부는 상기 모바일 기기의 근접 여부를 판단하기 위해 상기 제 1 NFC 모듈과 상기 제 2 NFC 모듈 사이의 NFC 신호 전송을 이용한다.
다른 실시예의 경우, 상기 제어부는 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동 중인 경우에는 자기 공명 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전 하며, 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않는 경우에는 상기 제 3 무선 충전 모듈을 구동시켜 상기 모바일 기기가 근접한 때에만 상기 모바일 기기의 상기 제 4 무선 충전 모듈이 구동되도록 한다.
이때, 상기 제어부는 상기 제 4 무선 충전 모듈의 구동 여부를 판단하기 위해 상기 제 1 NFC 모듈과 상기 제 2 NFC 모듈 사이의 NFC 신호 전송을 이용한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스 도킹 장치에서의 무선 충전 방법은, 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 충전 대상인 모바일 기기로 구성되는 무선 충전 시스템에서의 무선 충전 방법으로서, 상기 무선 충전 패드에 포함된 전원부, 제 1 코일 및 제 2 무선 충전 모듈을 구동하여 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 2 코일, 제 2 무선 충전 모듈 및 제어부를 통해 배터리를 무선 충전하는 단계; 상기 제어부에서 상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중인지를 판단하는 단계; 및 상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중인 경우, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중이 아닐 경우, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기 간의 근접 여부를 체크하는 단계; 상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기가 근접한 경우에만 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 더 포함한다.
상기 방법에서, 상기 제어부는 상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기의 근접 여부를 체크하기 위해서 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 내장된 NFC 모듈과 상기 모바일 기기에 내장된 NFC 모듈 사이에서 상기 제 3 코일과 상기 제 4 코일을 통해 전송되는 NFC 통신 신호를 이용하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예의 경우, 상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중이 아닐 경우, 상기 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 더 포함한다.
이때, 상기 제어부는 상기 제 4 무선 충전 모듈의 구동 여부를 체크하기 위해서 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 내장된 NFC 모듈과 상기 모바일 기기에 내장된 NFC 모듈 사이에서 상기 제 3 코일과 상기 제 4 코일을 통해 전송되는 NFC 통신 신호를 이용하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 무선 충전 패드로부터의 전원 공급 여부에 따라 서로 다른 무선 충전 방식으로 동작하여 에너지 이용의 효율성이 개선된 스마트 디바이스 도킹 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 배터리에 무선 리모컨 기능을 구비하고 모바일 기기와 연동하도록 하여, 모바일 기기에서 지원하지 않는 무선 리모컨 기능을 옥내에서 수행하는 IoT 허브로서의 기능을 구비한 스마트 디바이스 도킹 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 무선 충전을 위한 콤보 코일을 사용하여 무선 충전 동작 및 리모컨 신호 송수신을 동시에 수행하는 스마트 디바이스 도킹 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 무선 충전을 위한 콤보 코일 모바일 기기의 충전 상태 정보를 감지하여 배터리의 방전 여부를 제어할 수 있는 스마트 디바이스 도킹 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기로 구성된 무선 충전 시스템에서 사용 가능한 새롭고 효율적인 무선 충전 방법이 제공된다.
도 1은 무선 충전 패드, 무선 충전 배터리 및 모바일 기기로 구성되는 통상적인 무선 충전 시스템의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내에 각기 구성된 무선 충전 코일을 도시한 코일 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내의 각 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 리모컨 동작 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내에 각기 구성된 무선 충전 코일을 도시한 코일 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내의 각 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 리모컨 동작 방법의 흐름도이다.
이하에서는, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 대상으로 하여 본 발명의 내용을 설명하기로 한다.
도 1은 무선 충전 패드, 무선 충전 배터리 및 모바일 기기로 구성되는 통상적인 무선 충전 시스템의 개요도이다.
도 1에서, 무선 충전 배터리(20)는 전원에 연결된 무선 충전 패드(10)로부터 무선으로 전력을 공급받아 충전된다. 충전된 무선 충전 배터리(20)는 이어서 무선으로 모바일 기기(30)에 전력을 공급하며 방전이 이루어진다. 모바일 기기(30)는 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 디바이스 등의 스마트 디바이스들을 모두 포함하며, 무선 충전 모듈을 구비하고 휴대 가능한 전자기기이면 충분하다. 무선 충전 모듈은 무선 충전 코일, 무선 충전 송신/수신 칩, 및 관련 회로 소자 등을 포함하는 개념으로 사용되기도 하지만, 설명 목적상 이하의 설명에서는 무선 충전 코일과 이를 제외한 회로 기판 부분을 나누어 무선 충전 송신/수신 칩 및 관련 회로 소자 등을 포함하는 회로 기판 부분을 무선 충전 모듈로 부르기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내에 각기 구성된 무선 충전 코일을 도시한 코일 구성도이다.
무선 충전 방식으로 스마트 디바이스 도킹 장치와 모바일 기기를 충전하기 위해서는, 무선 충전 패드(100), 스마트 디바이스 도킹 장치(200) 및 모바일 기기(300) 내에 무선 충전 코일과 무선 충전 모듈이 구비되어야 한다.
무선 충전 기술 표준에 따라 자기유도 방식의 경우 WPC(Wireless Power Consortium)와 PMA(Power Matters Alliance) 등의 방식이 있고, 자기공명 방식의 경우 A4WP(Alliance for Wireless Power) 등의 방식이 있어서, 자기유도 방식의 무선 충전을 규격에 상관없이 수행하기 위해서는 WPC 및 PMA 표준을 모두 만족하는 규격의 무선 충전 코일이 제공되어야 하며, 자기공명 방식의 무선 충전까지 수행하기 위해서는 A4WP 표준까지 모두 만족하는 듀얼 무선 충전 코일이 제공되어야 한다. 또한, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300) 사이의 근거리 통신을 통한 IoT 기능을 지원하기 위해서는 NFC/블루투스 규격을 만족하도록 해당 통신 신호를 송수신하기 위한 콤보 무선 충전 코일이 제공되어야 한다.
도 2에서 무선 충전 패드(10)와 스마트 디바이스 도킹 장치(20)는 자기유도 방식의 무선 충전이 적용되며 이에 따라 WPC 및 PMA 표준을 만족하는 규격의 무선 충전 코일(102, 202)을 각각 구비한다. 한편, 스마트 디바이스 도킹 장치(20)와 모바일 기기(30) 사이에는 자기유도 및 자기공명 방식이 모두 적용되므로 이들 기술 표준에 따른 전력 전송을 모두 지원할 수 있는 듀얼 무선 충전 코일(208, 308)이 구비된다. 도 2 경우에는 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300) 사이의 NFC 통신까지 지원할 수 있는 NFC 코일부(206, 306)가 구비된 콤보 무선 충전 코일(204, 304)이 도시되어 있다.
한편, 무선 충전 패드(10)와 스마트 디바이스 도킹 장치(20) 사이에도 자기공명 방식의 무선 충전이 적용될 수 있으며 그 경우에는 A4WP 표준을 만족하는 규격의 무선 충전 코일 내지 자기유도 및 자기공명 방식을 모두 지원하는 듀얼 무선 충전 코일이 적용될 것이다.
이와 달리, 자기 유도 방식의 전력 전송을 위한 코일과 무선 충전 모듈 세트와 자기 공명 방식의 전력 전송을 위한 코일과 무선 충전 모듈 세트를 별도로 구비하는 것도 가능하며, 그러한 경우 NFC/블루투스 등의 지원을 위한 코일부도 각 세트마다 구비될 수 있을 것이다. 이러한 수정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 용이하게 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 모바일 기기 내의 각 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 3에서, 배터리 충전 과정에서는, 외부에서 공급되는 전원을 내부 소자로 제공하는 전원부(130)에 의해 제 1 코일(110)(즉, 송신용 코일)과 제 1 무선 충전 모듈이 구동되면 제 1 코일에 흐르는 전류에 의해 발생한 자기 에너지가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 제 2 코일(210)(즉, 수신용 코일)에 유도되고, 그에 따라 제 2 코일(210)에 발생한 전류는 제 2 무선 충전 모듈(220)과 제어부(250)의 제어에 따라 배터리(260)를 충전하게 된다.
배터리 방전 과정에서는, 배터리(260)의 방전에 따라 제 3 코일(230)(즉, 송신용 코일)과 제 3 무선 충전 모듈(240)에 인가되는 전류에 의해 발생된 자기 에너지는 무선으로 모바일 기기(300)의 제 4 코일(310)에 전달되어 유도 전류를 발생시키고, 제 4 충전 모듈(320)은 이렇게 공급된 전력을 모바일 기기(300)의 각부에 공급하게 된다.
이상의 설명은 자기 유도 방식의 경우를 들어 설명한 것이지만, 자기 공명 방식의 경우에는 송신 코일에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장에 의해 동일 주파수를 갖는 수신 코일에 공명 현상을 통해 자기장이 발생하고, 발생된 자기장에 의해 발생된 전류가 수신단의 부하에 공급되는 점에서 차이가 있을 뿐 원리는 동일하게 적용된다.
다만, 자기 유도 방식의 무선 충전은 송신 코일과 수신 코일이 수 cm ~ 수십 cm 이내의 경우에만 제한적으로 적용 가능함에 비해 전용 효율이 높고 전자파 발생의 우려 등이 상대적으로 적은 장점이 있으며, 자기 공명 방식의 무선 충전은 송신 코일과 수신 코일이 수 cm ~ 수 m 인 경우까지 폭넓게 적용 가능함에 비해 전파 방사의 특성상 전용 효율이 다소 감소되며 전자파 발생의 우려가 큰 단점이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 두 가지 무선 충전 방식을 최적으로 조합하여 새로운 효과를 달성하도록 구성하였으며, 이에 대해서는 도 4, 5를 통해 후술하기로 한다.
한편, 제 3 코일(230)과 제 4 코일(310)이 NFC 코일부 내지 블루투스 코일부를 포함하는 콤보 무선 충전 코일이고, 제 3 무선 충전 모듈(240)과 제 4 무선 충전 모듈(320) 또는 제어부(250)가 해당 근거리 통신까지 상기 코일들(230, 310)을 이용하여 수행하는 경우에는, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300) 사이에 무선 충전을 위한 전기 에너지의 전송과 동시에 근거리 통신이 수행가능하게 된다.
이러한 근거리 통신 기능은 스마트폰이 실내 가전제품이나 조명 기기, 기타 IoT 기기를 제어하기 위해 필요한 적외선(IR) 램프와 IoT 센서(미도시)를 스마트 디바이스 도킹 장치(200)에 구비하고 이를 모바일 기기(300)의 리모컨 앱(350)을 통해 구동함으로써, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 실내용 리모컨 및 IoT 허브로 활용하는데 필수적인 사항이다.
한편, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)에는 가스감지센서, 조도센서, 온습도센서, 미세먼저센서 등의 IoT 센서(미도시)가 추가로 구비되어 관련 정보를 스마트폰에 전달하고 이를 통해 다른 IoT 기기를 제어하는데 사용될 수 있다.
이를 위해, NFC/블루투스 통신을 위한 신호 송수신용 코일이 제 3 코일(230), 제 4 코일(310)에 통합되어 구성되는 것이 바람직하지만, 이와 달리 별도의 통신 안테나와 모듈의 형태를 구비되는 것도 가능하다. 예를 들어, IR 램프(270)를 구동하기 위해 모바일 기기(300)의 리모컨 앱(350)에서 발생된 리모컨 제어 신호가 NFC 코일 통합형 제 3, 4 코일(230, 310)과 제 1, 2 NFC 모듈(330, 290)을 통해 스마트 디바이스 도킹 장치(200)에 전달되고, 제어부(250)에서 수신 신호를 해석하여 IR 램프(270)의 동작을 제어하게 되면, 종래의 무선 충전 배터리와 같거나 작은 크기의 공간 내에서도 충분히 리모컨 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 블루투스 통신을 통해서도 리모컨 앱(350)의 명령 신호를 IR 램프(270)에 전송하는 것이 가능하다. 통상적으로 NFC 또는 블루투스 통신을 통해 전송 가능한 다양한 신호의 경우는 본 발명의 구성에서도 처리 가능하지만, 그것이 본 발명의 중요한 사항은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 이를 설명하기로 한다.
무선 충전 패드(10)의 제 1 코일(110)과 제 1 무선 충전 모듈이 구동되면(단계 410), 제 2 코일(210)에 유도 전류가 발생되어 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동하여(단계 420) 발생된 전류를 배터리(260)에 충전한다(단계 430). 배터리(260)에는 별도의 과충전 방지 회로(미도시)가 구비된다. 이와 같은 동작은 무선 충전 패드(100) 위에 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 배치하여 충전하는 자기 유도 방식의 경우에 적합하지만, 자기 공명 방식의 적용도 가능하다.
다음, 사용자가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 무선 충전 패드(100)로부터 상당 거리 이상 이동시키면(예를 들어, 사용자가 무선 충전 패드(10)가 놓인 거실에서 각 방으로 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 들고 이동하는 경우 등) 전자기 유도 방식의 무선 충전이 불가능하게 되고, 이러한 상태는 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동 중인지를 제어부(250)에서 체크하여 확인된다(단계 440).
만약, 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동 중이면 이는 배터리(260)가 충전 중이거나 이미 완전히 충전된 상태로 계속 전력을 공급받는 중임을 의미하므로, 배터리(260)의 충전량 감소에 구애받지 않고 자기 공명 방식으로 제 3, 4 무선 충전 모듈(240, 320)을 구동하여(단계 450, 455) 제 4 코일(310)에 전류를 발생시키고 휴대폰과 같은 모바일 기기(300)를 충전한다(단계 480). 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 달리 휴대폰 등의 모바일 기기(300)는 무선 충전 패드(100) 또는 스마트 디바이스 도킹 장치(200)로부터 수 m 떨어진 장소에서의 사용이 가능해야 하므로, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300) 사이에는 자기 공명 방식의 무선 충전이 바람직하다. 그러나, 자기 유도 방식의 무선 충전을 적용하는 것도 무방하다.
한편, 단계 440에서의 확인 결과 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동을 하지 않고 있으면 이는 스마트 디바이스 도킹 장치(200)가 무선 충전 패드(100)로부터 상당히 이격되어 자기 유도 방식으로는 전력 공급이 불가능한 상태인 동시에 사용자가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 이동시킨 경우에 해당된다. 사용자가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 분실하는 경우를 제외하면, 사용자가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 이동시키는 경우는 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 이용하여 휴대폰 등의 모바일 기기(300)를 충전시키기 위한 경우 및 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 TV 등을 위한 무선 리모컨으로 사용하는 경우가 대표적이다.
먼저, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 통해 모바일 기기(300)를 충전하는 경우에는 제어부(250)에서 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300)의 근접 여부를 체크하여(단계 460), 상호 간이 자기 유도 방식의 전력 전송이 가능할 정도로 근접한 경우에는 제 3, 4 무선 충전 모듈(240, 320)을 자기 유도 방식으로 구동하여(단계 470, 475) 제 4 코일(310)에 전류를 발생시키고 모바일 기기(300)를 충전한다(단계 480). 기기 간의 근접 여부를 체크하기 위해서는 별도의 구성(센서 등)이 구비되거나 내장된 NFC/블루투스 기능을 이용할 수 있다.
만약, 단계 440의 체크에서 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않았고 단계 460의 체크에서 휴대폰이 근접하지 않았다면, 이는 무선 충전 패드(100), 스마트 디바이스 도킹 장치(200) 및 휴대폰 같은 모바일 기기(300)가 각기 서로 이격되어 있는 상태이므로 무선 전력 전송이 불가하며 따라서 충전을 종료한다(단계 490). 사용자가 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 무선 리모컨으로 사용 중인 경우도 여기에 해당 된다.
다만, 무선 충전 패드(100)가 자기 공명 방식으로 동작하는 경우라면, 수 m 거리에서도 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300)(단, 자기 공명 방식 충전 모듈이 구비된 경우에 한 함)의 충전이 가능하므로, 도 4에서와 같이 단계 440의 체크에서 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않았고 단계 460의 체크에서 휴대폰이 근접하지 않았다 하더라도, 무선 충전 패드(100)에서 모바일 기기(300)로의 직접적인 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 방법의 흐름도이다. 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하되, 도 4와 동일 내지 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
먼저, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동 중인지를 제어부(250)에서 체크하여(단계 540), 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동 중이면 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식으로 제 3, 4 무선 충전 모듈(240, 320)을 구동하여(단계 550, 555) 제 4 코일(310)에 전류를 발생시키고 모바일 기기(300)를 충전한다(단계 580).
그러나, 단계 540에서의 확인 결과 제 2 무선 충전 모듈(220)이 구동을 하지 않고 있으면, 모바일 기기(300)의 충전을 위해 스마트 디바이스 도킹 장치(200)를 통해 자기 유도 방식의 전력 전송을 시도한 후(단계 560), 이에 따라 모바일 기기(300)의 제 4 무선 충전 모듈(320)이 구동되고 있는지를 체크해 볼 수 있다(단계 570). 전자기 유도 방식의 무선 충전인 경우라면, 제 3 무선 충전 모듈(240)의 구동에 의해 제 4 코일(310) 및 제 4 무선 충전 모듈(320)이 구동되면 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300)가 적정 거리 이내에 있는 것을 판단되므로 계속하여 모바일 기기의 충전을 수행하며(단계 580), 제 4 코일(310) 및 제 4 무선 충전 모듈(320)이 구동되지 않는다면 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300)가 자기 유도가 가능한 적정 거리 이내에 있지 않은 것이므로 무선 충전이 이루어지지 않게 된다(단계 590). 다만, 이 경우에도 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 리모컨 기능 등 타기능 및 모바일 기기(300)의 고유 기능을 독립적으로 동작 가능하다. 또한, 제 4 무선 충전 모듈(320)이 구동되지 않는 사이에 제 3 무선 충전 모듈(240)이 동작하는 시간을 최소화하기 위해서 상기 모바일 기기의 근접 여부를 판단하기 위해 상기 제 1 NFC 모듈과 상기 제 2 NFC 모듈 사이의 NFC 신호 전송을 이용할 수 있다.
이와 같이, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300)의 근접 여부를 검출하여 에너지 자원의 낭비를 방지하는 것은 휴대용 기기에서는 매우 중요한 사항이며, 따라서 스마트 디바이스 도킹 장치(200)와 모바일 기기(300) 사이의 거리에 따라 자기 유도 방식으로 구동하거나 자기 공명 방식으로 전환하여 구동하는 것은 본 발명의 주요 특징이 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 리모컨 동작 방법의 흐름도이다.
충전된 상태의 모바일 기기(300)에 내장된 리모컨 앱(350)을 구동하면(단계 610), 리모컨 앱(350)은 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 IR 램프(270)를 구동하기 위한 리모컨 제어 신호를 발생시킨다. 리모컨 제어 신호는 NFC 통신 신호 또는 블루투스 통신 신호일 수 있으며, 각 경우에 따라 제 1 NFC 모듈(330) 또는 제 1 블루투스 모듈(340)이 구동되어(단계 620) 해당 명령을 포함하는 통신 신호를 발생시켜 제 3, 4 코일(230, 310) 간의 무선 신호 전송을 통해 스마트 디바이스 도킹 장치(200)로 전달한다. 이와 같은 방식의 통신 신호 전송을 위해서는 제 3, 4 코일(230, 310)이 이러한 통신 규격을 지원할 수 있는 콤보 무선 충전 코일이어야 함은 앞서 언급하였다.
이어서, 스마트 디바이스 도킹 장치(200)의 제 2 NFC 모듈(290) 또는 제 2 블루투스 모듈(280)이 구동하여 전송받은 신호를 제어부(250)로 전송하면(단계 630), 제어부(250)는 수신 신호를 해석하여 IR 램프(270)를 구동하여(단계 650) IR 신호를 전송하게 된다(단계 660).
한편, IR 램프(270)를 통한 적외선 통신이 아닌 블루투스 통신 방식으로 리모컨 기능을 수행하는 것도 가능한데, 이러한 경우에는 블루투스 기능을 지원하기 위한 콤보형 코일이 불필요하며, 제 1, 2 블루투스 모듈(340, 280)도 상호 직접 블루투스 통신을 하도록 독립적으로 구비되어(별도의 블루투스 안내나가 구비됨), 결국 리모컨 앱(350), 제 1 블루투스 모듈(340), 제 2 블루투스 모듈(280), 제어부(250)를 통해 블루투스 리모컨 신호가 전송될 수 있다(단계 640).
이상에서 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 내용을 설명하였지만, 본 발명의 개시에 의해 주어지는 권리는 상기 실시예의 개시 내용에 한정되지 않아야 하며, 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해 결정되어야 한다. 또한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 청구범위를 벗어나지 않고도 본 발명에 근거하여 다양한 수정이나 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이며 이와 같은 균등 범위 내의 수정물 내지 변형물도 본 발명에 따른 권리 범위 내에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 배터리;
무선 충전 패드로부터 인가된 자기로부터 유도 전류를 발생시키는 제 2 코일;
상기 제 2 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 2 무선 충전 모듈;
상기 배터리로부터의 전류로부터 유도 자기를 발생시키는 제 3 코일;
상기 제 3 코일에 연결되어 무선 충전 동작을 수행하는 제 3 무선 충전 모듈;
상기 제 2 코일에 발생된 전류를 상기 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 방전 전류를 상기 제 3 코일에 인가하도록 상기 무선 충전 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부 제어에 의해 제어되며, 충전 대상인 외부 모바일 기기에 탑재된 리모컨 앱으로부터의 명령에 의해 IR 리모컨 신호를 전송하는 IR 램프를 포함하여 구성되는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 코일 및 상기 제 2 무선 충전 모듈은 전원을 포함하는 외부의 무선 충전 패드와 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식의 무선 충전을 수행하며,
상기 제 3 코일 및 상기 제 3 무선 충전 모듈은 충전 대상인 외부의 모바일 기기와 자기 유도 방식 및 자기 공명 방식의 무선 충전을 수행하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제 3 코일은 NFC 코일부를 포함하는 콤보 무선 충전 코일로서 상기 모바일 기기의 제 4 코일과 NFC 신호 전송을 위한 자기 유도 작용을 수행하며,
상기 스마트 디바이스 도킹 장치는 상기 NFC 신호의 전송을 위해 상기 모바일 기기의 제 1 NFC 모듈과 연동하는 제 2 NFC 모듈을 더 포함하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 모바일 기기의 제 1 블루투스 모듈과 연동하는 제 2 블루투스 모듈을 더 포함하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동 중인 경우에는 자기 공명 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전 하며, 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않는 경우에는 상기 모바일 기기의 근접 여부를 판단하여 상기 모바일 기기가 근접한 때에만 자기 유도 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 제어부는 상기 모바일 기기의 근접 여부를 판단하기 위해 상기 제 1 NFC 모듈과 상기 제 2 NFC 모듈 사이의 NFC 신호 전송을 이용하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동 중인 경우에는 자기 공명 방식으로 상기 모바일 기기를 무선 충전 하며, 상기 제 2 무선 충전 모듈이 구동되지 않는 경우에는 상기 제 3 무선 충전 모듈을 구동시켜 상기 모바일 기기가 근접한 때에만 상기 모바일 기기의 상기 제 4 무선 충전 모듈이 구동되도록 하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 4 무선 충전 모듈의 구동 여부를 판단하기 위해 상기 제 1 NFC 모듈과 상기 제 2 NFC 모듈 사이의 NFC 신호 전송을 이용하는,
스마트 디바이스 도킹 장치. - 무선 충전 패드, 스마트 디바이스 도킹 장치 및 충전 대상인 모바일 기기로 구성되는 무선 충전 시스템에서의 무선 충전 방법에 있어서,
상기 무선 충전 패드에 포함된 전원부, 제 1 코일 및 제 2 무선 충전 모듈을 구동하여 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 2 코일, 제 2 무선 충전 모듈 및 제어부를 통해 배터리를 무선 충전하는 단계;
상기 제어부에서 상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중인지를 판단하는 단계; 및
상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중인 경우, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 포함하는,
무선 충전 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중이 아닐 경우, 상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기 간의 근접 여부를 체크하는 단계;
상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기가 근접한 경우에만 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 포함된 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 더 포함하는,
무선 충전 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제어부는 상기 스마트 디바이스 도킹 장치와 상기 모바일 기기의 근접 여부를 체크하기 위해서 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 내장된 NFC 모듈과 상기 모바일 기기에 내장된 NFC 모듈 사이에서 상기 제 3 코일과 상기 제 4 코일을 통해 전송되는 NFC 통신 신호를 이용하는 단계를 더 포함하는,
무선 충전 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제 2 무선 충전 코일이 충전 중이 아닐 경우, 상기 제 3 코일, 제 3 무선 충전 모듈 및 상기 제어부를 구동하여 상기 모바일 기기에 포함된 제 4 코일, 제 4 무선 충전 모듈을 통해 상기 모바일 기기를 자기 유도 방식으로 무선 충전하는 단계를 더 포함하는,
무선 충전 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 4 무선 충전 모듈의 구동 여부를 체크하기 위해서 상기 스마트 디바이스 도킹 장치에 내장된 NFC 모듈과 상기 모바일 기기에 내장된 NFC 모듈 사이에서 상기 제 3 코일과 상기 제 4 코일을 통해 전송되는 NFC 통신 신호를 이용하는 단계를 더 포함하는,
무선 충전 방법.
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-
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