KR20200126947A - 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기 - Google Patents

센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기에 관한 것이고, 구체적으로 모션 또는 터치를 탐지하여 작동하는 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기에 관한 것이다. 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기는 물체의 이동 또는 물체의 위치를 탐지하는 동작 탐지 센서(12); 인가되는 압력 또는 터치에 의하여 작동되는 터치 센서(13); 동작 탐지 센서(12) 및 터치 센서(13)로부터 수신된 정보를 처리하는 탐지 정보 처리 유닛(11); 탐지 정보 처리 유닛(11)으로부터 전송된 정보에 따라 핸드(15)의 작동을 제어하는 작동 제어 유닛(14); 및 핸드(15)의 상태 또는 작동 제어 유닛(14)으로부터 전송된 정보에 기초하여 작동되는 충전 유닛(16)을 포함한다.

Description

센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기{A Wireless Charger for a Portable Electronic Device with a Operating Sensor}
본 발명은 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기에 관한 것이고, 구체적으로 모션 또는 터치를 탐지하여 작동하는 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기에 관한 것이다.
스마트 폰과 같은 휴대용 전자기기는 배터리로부터 공급되는 전력에 의하여 작동되고, 배터리는 주기적으로 충전이 될 필요가 있다. 충전은 무선 또는 유선으로 이루어질 수 있고, 다양한 충전 기술이 이 분야에 공지되어 있다. 특허등록번호 제10-1443007호는 휴대 단말기를 거치대에 위치시키고 플립 커버를 거치대에 삽입하는 동작만으로 휴대 단말기가 충전이 되도록 하는 무선 충전이 가능한 휴대 단말기의 거치대에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 제10-1751820호는 휴대 단말기를 거치하여 사용 중에 무선 충전이 가능한 무선 충전기에 대하여 개시한다.
차량 또는 이와 유사한 곳에 고정되는 무선 충전기에서 충전을 위하여 전자기기를 무선 충전기에 위치시켜야 하고, 무선 충전기의 설치 위치에 따라 충전을 위한 과정이 불편하면서 충전 과정에서 다양한 원인으로 인하여 충전이 되지 않을 수 있다. 그러므로 간단하게 휴대용 전자기기를 무선 충전기에 위치시키면서 충전 과정이 확인될 수 있도록 하는 무선 충전기가 개발될 필요가 있지만 선행기술은 이에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-1443007호((주)디아이디, 2014년09월23일 공고) 무선 충전이 가능한 휴대 단말기 거치대 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1751820호(임동춘, 2017년06월29일 공고) 거치 구조를 갖는 무선 충전기
본 발명의 목적은 간단하게 무선 충전기에 위치시킬 수 있으면서 분리가 가능하고, 충전 과정이 확인될 수 있도록 하는 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기는 물체의 이동 또는 물체의 위치를 탐지하는 동작 탐지 센서; 인가되는 압력 또는 터치에 의하여 작동되는 터치 센서; 동작 탐지 센서 및 터치 센서로부터 수신된 정보를 처리하는 탐지 정보 처리 유닛; 탐지 정보 처리 유닛으로부터 전송된 정보에 따라 핸드의 작동을 제어하는 작동 제어 유닛; 및 핸드의 상태 또는 작동 제어 유닛으로부터 전송된 정보에 기초하여 작동되는 충전 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 핸드는 서로 마주보도록 배치된 1, 2 그립퍼를 포함하고, 각각의 그립퍼에 접촉 고정 수단이 배치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 핸드에 배치되는 접촉 탐지 유닛 또는 충전 유닛에 배치되는 오류 탐지 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 무선 충전기는 휴대용 전자기기의 거치대와 충전 기능을 가지고 다양한 위치에 설치되어 휴대용 전자기기의 충전이 가능하도록 한다. 예를 들어 무선 충전기는 차량에 설치되어 간단하게 거치 및 분리가 되도록 하면서 다양한 외부 충격으로 인한 충전 오류가 확인될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 무선 충전기는 구조적 변경을 통하여 다양한 위치에 고정될 수 있고 다양한 전자기기의 충전에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 휴대용 전자기기의 거치 기능을 가지는 무선 충전기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 무선 충전기의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 작동 구조의 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기는 물체의 이동 또는 물체의 위치를 탐지하는 동작 탐지 센서(12); 인가되는 압력 또는 터치에 의하여 작동되는 터치 센서(13); 동작 탐지 센서(12) 및 터치 센서(13)로부터 수신된 정보를 처리하는 탐지 정보 처리 유닛(11); 탐지 정보 처리 유닛(11)으로부터 전송된 정보에 따라 핸드(15)의 작동을 제어하는 작동 제어 유닛(14); 및 핸드(15)의 상태 또는 작동 제어 유닛(14)으로부터 전송된 정보에 기초하여 작동되는 충전 유닛(16)을 포함한다.
무선 충전기는 차량, 테이블 또는 다른 적절한 장치 또는 구조에 설치되어 거치대의 기능을 가질 수 있고, 이를 위한 다양한 고정 수단을 가질 수 있다. 무선 충전기는 스마트폰과 같은 모바일 기기, 태블릿 또는 이와 유사한 휴대용 전자기기의 충전에 적용될 수 있다.
동작 탐지 센서(12)는 모션 센서가 될 수 있고, 무선 충전기로 접근하는 휴대용 전자기기를 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 동작 탐지 센서(12)는 적외선 센서, 초음파 센서, 광학 센서 또는 이와 유사한 센서가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 동작 탐지 센서(12)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있고, 무선 충전기의 충전 유닛으로 접근하는 물체 또는 휴대용 전자기기를 탐지할 수 있다. 동작 탐지 센서(12)로부터 탐지된 탐지 정보는 탐지 정보 처리 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 탐지 정보 처리 유닛(11)은 동작 탐지 센서(12)로부터 전송된 정보를 처리 가능한 전기 신호로 변환하여 작동 제어 유닛(14)으로 전송하는 기능을 가질 수 있다. 또한 탐지 정보 처리 유닛(11)은 동작 탐지 센서(12)로부터 탐지된 신호가 충전을 위한 동작에 해당하는지 여부를 판단하는 기능을 가질 수 있다. 동작 탐지 센서(12)에 의하여 모든 물체 또는 동작이 탐지되어 탐지 정보 처리 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 탐지 정보 처리 유닛(11)은 정보 식별 유닛(111)을 포함할 수 있고, 정보 식별 유닛(111)은 탐지 시간, 탐지 횟수, 반사에 의한 수신 신호의 상태 또는 이와 유사한 정보에 기초하여 충전을 위한 동작인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 충전을 위한 신호에 해당된다고 판단되면 작동 제어 유닛(14)으로 작동 신호를 전송할 수 있다. 작동 제어 유닛(14)은 전송된 작동 신호에 기초하여 작동 방법을 결정하여 핸드를 작동시킬 수 있다. 작동 방법은 예를 들어 핸드(15)가 열리는지 또는 닫히는지 여부, 핸드(15)의 작동 시간 또는 핸드(15)의 이동 방법을 결정하는 것을 말한다. 작동 제어 유닛(14)은 또한 충전 유닛(16)으로 작동 신호를 전송할 수 있고, 충전 유닛(16)은 이에 따라 충전 대기 상태가 될 수 있다. 작동 제어 유닛(15)은 결정된 작동 방법에 따라 핸드(15)를 작동시킬 수 있고, 예를 들어 충전을 위하여 핸드(15)가 열릴 수 있다. 핸드(15)가 열리면 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기가 충전을 위하여 충전 유닛(16)에 거치될 수 있다. 충전 유닛(16)의 표면 또는 핸드(15)에 접촉 센서가 배치되어 휴대용 전자기기가 탐지될 수 있고, 핸드(15)가 정해진 위치로 이동되면 충전이 개시될 수 있다. 설계 구조에 따라 핸드(15)가 충전 유닛(16)의 스위치 기능을 할 수 있고, 핸드(15)가 열린 후 다시 휴대용 전자기기를 파지하는 위치로 이동이 완료되면 스위치가 작동되어 충전이 개시될 수 있다.
표시 수단이 설치되어 충전 과정이 표시되거나, 충전 상태가 휴대용 전자기기로 전송될 수 있다. 그리고 충전이 완료되거나, 충전을 중단하기 위하여 터치 센서(13)를 작동시킬 수 있다. 터치 센서(13)는 사용자가 예를 들어 엄지손가락 또는 다른 손가락으로 버튼을 터치하거나, 누르는 방식으로 작동될 수 있고, 이에 의하여 핸드(15)가 열릴 수 있다. 터치 센서(13)에 의하여 탐지된 터치 정보가 탐지 정보 처리 유닛(11)으로 전송될 수 있고 탐지 정보 처리 유닛(11)을 작동 제어 유닛(14)으로 작동 신호를 전송할 수 있다. 작동 제어 유닛(14)은 또한 충전 유닛(16)으로 작동 신호를 전송하여 충전 유닛(16)의 작동을 중단시킬 수 있다. 그리고 핸드(15)가 열린 후 다시 닫힐 수 있고, 작동 제어 유닛(14)에 의하여 핸드(15)의 작동 방법이 결정될 수 있다. 핸드(15)의 작동 방법에 의하여 핸드(15)가 열리는 시간, 열린 후 유지되는 시간 또는 열린 후 닫히는 시간을 결정될 수 있다. 또한 충전 유닛(16)의 위쪽 면 또는 다른 적절한 위치에 설치된 접촉 센서로부터 전송된 정보에 기초하여 핸드(15)가 닫힐 수 있다.
핸드(15)가 열리는 시간, 닫히는 시간 또는 열린 후 닫히는 시간은 다양한 방법으로 설정될 수 있고, 예를 들어 열리고 닫히는 시간은 0.5 내지 2초, 열린 후 닫히거나 또는 닫힌 후 열리는 시간은 0.5 내지 2초와 같이 다양하게 설정될 수 있고, 필요에 따라 센서로부터 전송된 정보에 기초하여 핸드(15)의 개폐 동작이 개시될 수 있다.
핸드(15)는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 휴대용 전자기기의 거치 기능을 가지는 무선 충전기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 무선 충전기는 차량에 설치되는 구조를 가질 수 있고, 서로 마주보도록 배치된 1, 2 그립퍼(23a, 23b)를 포함하고, 각각의 그립퍼(23a, 23b)에 접촉 고정 수단(231)이 배치된다.
고정 베이스(25)에 의하여 차량 또는 테이블에 분리 가능하도록 고정될 수 있고, 고정 베이스(25)는 진공 흡착 방식, 접착테이프 방식 또는 이와 유사한 방식으로 고정될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 고정 베이스(25)의 위쪽에 선형 경사 부재(26)가 조절 나사(251)에 의하여 결합될 수 있고, 선형 경사 부재(26)는 한쪽 끝이 고정 베이스(25)에 결합되어 다양한 경사를 가지도록 조절될 수 있다. 선형 경사 부재(26)의 끝 부분에 전체적으로 드럼 형상이 되는 무선 충전 모듈(21)이 결합될 수 있고, 무선 충전 모듈(21)은 선형 경사 부재(26)에 대하여 방향 또는 경사의 조절이 가능하도록 결합될 수 있고, 경사 또는 방향 조절을 위한 조절 나사(261)가 선형 경사 부재(26)의 끝 부분에 결합될 수 있다.
무선 충전 모듈(21)은 드럼 형, 박스형, 다각형 판 또는 이와 유사한 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 무선 충전 모듈(21)는 내부에 다양한 전자 부품, 회로, 기판 또는 소자의 수용이 가능한 수용 공간을 가질 수 있고, 앞쪽 면에 충전 패드(22)가 배치될 수 있다. 충전 패드(22)에 휴대용 전자기기의 뒤쪽 면 또는 충전 면이 접촉되면 내부의 충전 회로가 작동되어 충전이 개시될 수 있다. 충전 패드(22)에 동작 탐지 센서(12)가 설치될 수 있고, 무선 충전 모듈(21)의 둘레 면 또는 다른 적절한 위치에 터치 센서(13)가 설치될 수 있다. 터치 센서(13)는 전자기기를 무선 충전기로부터 분리시키기 위하여 손으로 잡은 상태에서 새끼손가락 또는 다른 손가락으로 쉽게 터치를 할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.
무선 충전 모듈(21)의 서로 마주보는 위치에 1, 2 그립퍼(23a, 23b)가 배치될 수 있고, 1, 2 그립퍼(23a, 23b)는 슬라이딩 방식으로 작동될 수 있다. 휴대용 전자기기의 파지를 위하여 1, 2 그립퍼(23a, 23b)가 슬라이딩 방식으로 바깥쪽으로 이동되면서 간격이 커질 수 있고, 휴대용 전자기기가 충전 패드(22)에 위치하면 1, 2 그립퍼(23a, 23b)가 다시 안쪽으로 이동하면서 원래의 위치로 복원되고 이에 의하여 휴대용 전자기기가 무선 충전 모듈(21)에 결합되어 충전 가능한 상태로 될 수 있다. 무선 충전 모듈(21)에 대한 전력 공급은 공급 포트(24)와 연결된 다양한 케이블을 통하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 1, 2 그립퍼(23a, 23b)의 안쪽 면에 각각 접촉 고정 수단이 결합될 수 있고, 접촉 고정 수단(231)은 원판 형상이 되면서 휴대용 전자기기에 대하여 압력을 가하는 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 1, 2 그립퍼(23a, 23b)의 안쪽 면과 접촉 고정 수단(231) 사이에 판스프링, 코일 스프링 또는 탄성 패드가 배치될 수 있고, 이에 의하여 접촉 고정 수단(231)에 의하여 압력을 가하면서 이와 동시에 진동과 같은 충격을 흡수할 수 있다.
동작 탐지 센서(12) 또는 터치 센서(13)는 휴대용 전자기기의 탐지가 가능하면서 작동이 편리한 다양한 위치에 배치될 수 있고, 충전 패드(22)는 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
도 3은 무선 충전기의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 접촉 탐지 유닛(33)에 의하여 휴대용 전자기기의 접촉 상태가 탐지될 수 있고, 접촉 탐지 유닛(33)은 예를 들어 1, 2 그립퍼 또는 충전 패드에 설치될 수 있다. 접촉 탐지 유닛(33)은 압력 센서 또는 로드 셀과 같은 것이 될 수 있고, 작동 센서(32)에 따른 무선 충전기의 작동을 제어하는 기능을 가질 수 있다. 작동 센서(32)는 위에서 설명된 동작 탐지 센서 및 터치 센서를 포함한다.
작동 센서(32) 또는 접촉 탐지 유닛(33)에 탐지된 정보는 제어 모듈(31)로 전송될 수 있고, 제어 모듈(31)은 위에서 설명된 작동 제어 유닛 또는 탐지 정보 처리 유닛을 포함한다.
무선 충전기는 배터리 탐지 유닛(34)을 포함할 수 있고, 배터리 탐지 유닛(34)에서 탐지된 정보가 제어 모듈(31)로 전송될 수 있다. 또한 정보 생성 유닛(35)이 설치되어 충전 과정에 대한 정보가 표시될 수 있다. 예를 들어 정보 생성 유닛(35)은 표시 소자의 작동, 스마트폰으로 정보 전송 또는 진동 발생과 같은 수단에 의하여 충전 과정 정보를 표시할 수 있다.
무선 충전 회로(36)의 작동에 의하여 휴대용 전자기기에 대한 충전이 이루어질 수 있고, 오류 탐지 유닛(37)에 의하여 충전 과정에서 발생하는 오류가 탐지될 수 있다. 오류 탐지 유닛(37)은 접촉 탐지 유닛(33)으로부터 전송된 정보, 휴대용 전자기기의 배터리 또는 충전 회로(36) 자체의 오류를 탐지할 수 있다. 예를 들어 충전 과정에서 외부 진동에 의하여 휴대용 전자기기와 충전 패드가 분리되면 접촉 탐지 유닛(33)에 의하여 탐지될 수 있고, 오류 탐지 유닛(37)을 이를 탐지하여 정보 생성 유닛(35)으로 전송할 수 있다. 또한 접촉이 된 상태에서 충전이 이루어지지 않는다면 오류 탐지 유닛(37)에 의하여 탐지되어 정보 생성 유닛(35)으로 전송될 수 있다. 추가로 오류 탐지 유닛(37)은 충전 회로(36)의 작동을 중단시키는 기능을 가질 수 있다. 위에서 설명이 된 것처럼, 무선 충전기는 차량에 설치되어 거치대의 기능을 가질 수 있고, 거치된 상태에서 충전이 완료되면 오류 탐지 유닛(37)은 이를 탐지하여 공급 포트에 대한 연결을 차단할 수 있다. 또한 차량의 작동이 중단되면 이를 탐지하여 정보 생성 유닛(35)으로 관련 정보를 전송하고 공급 포트에 대한 연결을 차단할 수 있다.
오류 탐지 유닛(37)에 의하여 충전 과정에서 발생될 수 있는 다양한 충전 불량 또는 오류가 탐지되어 관련 정보가 발생될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 탐지 정보 처리 유닛 12: 동작 탐지 센서
13: 터치 센서 14: 작동 제어 유닛
15: 핸드 16: 충전 유닛
21: 무선 충전 모듈 22: 충전 패드
23a, 23b: 1, 2 그립퍼 24: 공급 포트
25: 고정 베이스 26: 선형 경사 부재
31: 제어 모듈 32: 작동 센서
33: 접촉 탐지 유닛 34: 배터리 탐지 유닛
35: 정보 생성 유닛 36: 무선 충전 회로
37: 오류 탐지 유닛 111: 작동 제어 모듈
231: 접촉 고정 수단 251: 조절 나사
261: 조절 나사

Claims (1)

  1. 물체의 이동 또는 물체의 위치를 탐지하는 동작 탐지 센서(12);
    인가되는 압력 또는 터치에 의하여 작동되는 터치 센서(13);
    동작 탐지 센서(12) 및 터치 센서(13)로부터 수신된 정보를 처리하는 탐지 정보 처리 유닛(11);
    정보 처리 유닛(11)에 설치되어 탐지 시간, 탐지 횟수 또는 반사에 의한 수신 신호의 상태 정보에 기초하여 충전을 위한 동작인지 여부를 판단하는 정보 식별 유닛(111);
    서로 마주보도록 배치된 1, 2 그립퍼(23a, 23b)를 포함하고, 각각의 그립퍼(23a, 23b)에 접촉 고정 수단(231)이 배치된 핸드(15);
    탐지 정보 처리 유닛(11)으로부터 전송된 정보에 따라 핸드(15)의 작동을 제어하는 작동 제어 유닛(14);
    핸드(15)의 상태 또는 작동 제어 유닛(14)으로부터 전송된 정보에 기초하여 작동되는 충전 유닛(16); 및
    핸드(15)에 배치되어 휴대용 전자기기의 접촉 상태를 탐지하는 접촉 탐지 유닛(33) 및 충전 유닛(16)에 배치되어 휴대용 전자기기가 접촉이 된 상태에서 충전이 이루어지지 않은 경우 충전 회로(36)의 작동을 중단시키는 오류 탐지 유닛(37)을 포함하고,
    터치 센서(13)는 앞쪽 면에 충전 패드(22)가 배치되는 무선 충전 모듈(21)의 둘레 면에 설치되어 사용자가 손가락으로 버튼을 터치하거나 누르는 방식으로 작동되고, 터치 센서(13)의 작동에 의해 충전이 중단되고,
    탐지 정보 처리 유닛(11)은 동작 탐지 센서(12)로부터 탐지된 신호가 충전을 위한 동작에 해당하는지 여부를 판단하여 충전을 위한 신호에 해당된다고 판단되면 작동 제어 유닛(14)으로 작동 신호를 전송하고, 작동 제어 유닛(14)은 전송된 작동 신호에 기초하여 핸드(15)의 작동 방법을 결정하고 결정된 작동 방법에 따라 핸드(15)를 동작시키고 핸드(15)가 열린 후 다시 휴대용 전자기기를 파지하는 위치로 이동이 완료되면 스위치가 작동되어 충전이 개시되는 것을 특징으로하는 휴대용 전자기기를 위한 무선 충전기.
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