KR20210049457A - 무선 충전 시스템을 활용한 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스는, 온열 케이스가 장착된 전자기기의 무선 충전 시스템이 동작하면, 무선 충전 시스템으로부터 전력을 전달받는 무선 전력 수신부, 전자기기의 배터리가 위치한 지점과 대응되는 지점에 내장되는 제 1 열선을 구비하는 발열부, 발열부에 따른 온열 케이스의 온도 및 상태 변화를 색상으로 표시하는 점등부 및 발열부 및 점등부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 점등부는 온열 케이스의 상단 또는 측벽 일 영역 중 어느 하나에 배치될 수 있다.

Description

무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스{THERMAL CASE UTILIZING WIRELESS CHARGING SYSTEM}
본 발명은 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트폰 등의 전자기기를 외부 충격으로부터 보호할 수 있으면서도 무선 충전 기능이 탑재된 전자기기로부터 무선 전력을 수신하여 배터리 주변의 온도를 제어할 수 있는 케이스에 관한 것이다.
기존의 전선으로 전력을 전송하여 기기를 충전하는 방식 대신 전력을 자기장 형식으로 변환하고, 변환된 자기장에 의해 발생되는 유도 전류를 무선으로 전송하여 기기를 충전하는 방식을 무선 충전 기술이라 한다. 최근 들어 무선 충전 기술은 스마트폰 등의 전자기기에 탑재되어 사용자의 편의성을 위한 충전 기능으로 활용되고 있다. 예를 들어, 무선 충전 기술을 활용하면, 하나의 스마트폰이 무선 전력을 송신하는 기기로 다른 스마트폰은 무선 전력을 수신하는 기기로 사용하여 별도의 충전 장비가 없더라도 스마트폰들 간의 충전을 수행할 수 있다.
한편, 예전부터 겨울철이 되면 스마트폰 등의 전자기기의 배터리가 급속히 방전되어 전원이 꺼지는 문제가 발생해오고 있다. 스마트폰 등의 전자기기의 배터리에는 보통 리튬이온 전지가 사용되는데, 리튬이온은 낮은 온도에서 이동 속도가 떨어지는 특성을 갖는다. 따라서, 겨울철과 같은 영하의 온도에 스마트폰이 장시간 노출되는 경우, 배터리는 평소의 효율을 내지 못하고 성능이 저하될 수 밖에 없다. 이를 근본적으로 해결할 수 있는 방법은 리튬이온 전지를 대체할 다른 전지를 개발하는 것이지만, 현실적으로 상당히 어려운 부분이 존재한다. 즉, 영하의 온도에서 스마트폰 등의 전자기기의 배터리가 방전되는 것은 영하의 온도에서의 노출을 최소화하고 영상의 온도를 유지시켜주는 것이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0098297호 (2014.08.08)
본 발명은 전술한 바와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로서, 전자기기의 무선 충전 시스템을 활용하여 전자기기의 배터리 온도를 일정하게 유지시킴으로써, 배터리 방전을 방지하고 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공할 수 있는 전자기기용 케이스를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스는, 온열 케이스가 장착된 전자기기의 무선 충전 시스템이 동작하면, 무선 충전 시스템으로부터 전력을 전달받는 무선 전력 수신부, 전자기기의 배터리가 위치한 지점과 대응되는 지점에 내장되는 제 1 열선을 구비하는 발열부, 발열부에 따른 온열 케이스의 온도 및 상태 변화를 색상으로 표시하는 점등부 및 발열부 및 점등부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 점등부는 온열 케이스의 상단 또는 측벽 일 영역 중 어느 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발열부는 온열 케이스의 측벽에 내장되는 제 2 열선을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 전력 수신부가 무선 충전 시스템으로부터 전력을 최초로 전달받으면, 제어부는 전력을 이용하여 제 1 열선을 발열시키고, 제 1 열선이 소정의 온도 이상인 경우, 제어부는 전력을 이용하여 제 1 열선이 아닌 제 2 열선을 발열시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스는, 발열부의 온도를 조절하기 위한 버튼을 더 포함하고, 점등부는 버튼의 동작에 따른 온도 상승 또는 온도 하락에 해당하는 발열부의 설정 온도의 변화를 색상의 변화로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스는, 전자기기와의 블루투스 통신을 위한 통신부를 더 포함하고, 전자기기에서 구동 가능한 애플리케이션을 통해 생성된 제어 신호를 통신부가 수신하고, 제어부는 수신된 제어 신호를 기초로 발열부와 점등부의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 온열 케이스를 이용하면, 스마트폰 등의 전자기기를 외부 충격으로부터 보호할 수 있으면서도 스마트폰 등의 전자기기의 무선 충전 시스템을 활용하여 영하의 온도에서도 배터리가 방전되지 않고 성능이 잘 유지될 수 있도록 배터리를 보온하고 사용자의 손을 따뜻하게 하여 사용감을 더욱 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스의 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스를 형상화한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 더불어, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스(100)의 블록도, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스(100)를 형상화한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스(100)는 온열 케이스(100)가 장착된 전자기기의 무선 충전 시스템이 동작하면, 무선 충전 시스템으로부터 전력을 전달받는 무선 전력 수신부(10), 전자기기의 배터리가 위치한 지점과 대응되는 지점에 내장되는 제 1 열선(21)을 구비하는 발열부(20), 발열부(20)에 따른 온열 케이스(100)의 온도 및 상태 변화를 색상으로 표시하는 점등부(30) 및 발열부(20)와 점등부(30)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 케이스(100)는 발열부(20)의 온도를 조절하기 위한 버튼(50), 전자기기와의 블루투스 통신을 위한 통신부(60)를 더 포함할 수 있다,
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신부(10)는 전자기기의 무선 충전 시스템의 온 또는 오프 여부에 따라 무선으로 전력을 수신하거나 수신하지 않을 수 있다. 즉, 전자기기의 무선 충전 시스템의 사용 효과를 극대화하기 위해서 온열 케이스(100)의 무선 전력 수신부(10)는 별도의 온 또는 오프 동작없이 전자기기의 무선 충전 시스템의 동작에 종속적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 온열 케이스(100)가 스마트폰에 장착되고 사용자의 조작에 의해 스마트폰의 무선 충전 시스템이 동작되면, 무선 전력 수신부(10)는 스마트폰의 무선 충전 시스템으로부터 무선으로 전력을 전달받아 발열부(20), 점등부(30) 및 제어부(40)의 동작을 위한 에너지를 제공할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신부(10)는 도 2와 같이 제어부(40)와 함께 온열 케이스의 중앙부에 위치할 수도 있고, 도 3과 같이 제어부(40)와 분리되어 각각 온열 케이스의 일 영역에 위치할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발열부(20)는 전자기기의 배터리 온도 유지를 위한 제 1 열선(21)뿐만 아니라 전력 낭비를 방지하기 위한 제 2 열선(22)을 더 구비할 수 있다. 무선 전력 수신부(10)가 전력을 수신하면, 수신된 전력은 1차적으로 전자기기의 배터리 위치와 대응되는 온열 케이스(100)의 위치에 내장된 제 1 열선(21)으로 공급될 수 있다. 제 1 열선(21)으로 전력이 공급됨에 따라 제 1 열선(21)이 발열되면서 배터리의 온도를 일정 수준으로 유지시킬 수 있다. 이때, 제 1 열선(21)이 계속적으로 발열되면 배터리의 온도가 계속 상승하게 되므로, 배터리의 온도가 일정 수준을 도달하는 경우에는 제 1 열선(21)이 아닌 제 2 열선(22)으로 전력이 공급될 수 있다. 제 2 열선(22)은 제 1 열선(21)과 달리 사용자의 손이 닿는 온열 케이스(100)의 측벽이나 전자기기의 기타 구성이 위치하는 영역에 배치되므로, 제 2 열선(22)은 배터리의 온도에 영향을 미치지 않고 공급되는 전력을 온열 케이스(100)의 나머지 부분을 보온하는데 도움을 줄 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2의 (b)를 참조하면, 스마트폰에 사용되는 온열 케이스(100)의 경우, 제 1 열선(21)은 스마트폰의 배터리가 위치하는 일 영역에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 열선(22)은 온열 케이스(100)의 측벽을 따라 내장될 수 있다. 이와 같이 제 2 열선(22)이 온열 케이스(100)의 측벽을 따라 내장되면, 남는 전력을 활용하여 스마트폰을 사용하는 사용자의 손을 보온시킬 수 있다. 다만, 제 1 열선(21)과 제 2 열선(22)의 배치는 전술한 예시에 한정되지 않고, 온열 케이스(100)가 장착되는 전자기기의 기종에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 점등부(30)는 발열부(20)의 제 1 열선(21) 또는 제 2 열선(22) 중 적어도 하나에 의한 온열 케이스(100) 자체의 온도의 변화를 출력되는 빛의 색상을 변화시켜 나타낼 수 있다. 이때, 도 2의 (a)를 참조하면, 점등부(30)는 사용자의 확인이 용이하도록 온열 케이스(100)의 상단 또는 측벽 일 영역 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰에 사용되는 온열 케이스(100)인 경우, 점등부(30)는 사용자가 스마트폰의 디스플레이를 바라보면서 곧바로 온열 케이스(100)의 온도를 파악할 수 있도록 스마트폰의 디스플레이를 감싸는 베젤(i.e. 온열 케이스(100)의 상단)부분에 배치될 수 있다. 스마트폰의 무선 충전 시스템의 동작에 의해 제 1 열선(21)이 발열되는 경우, 제 1 열선(21)에 의해 배터리가 보온되고 있음을 나타내기 위해 점등부(30)는 도 2의 (a)와 같은 녹색의 빛을 출력할 수 있다. 제 1 열선(21)이 계속적으로 발열되어 온열 케이스(100)가 소정의 온도 이상 뜨거워진 경우, 점등부(30)는 온열 케이스(100)의 온도 상태에 대한 경고로서 도 2의 (b)와 같은 붉은색의 빛을 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 점등부(30)는 버튼(50)의 동작에 따른 온도 상승 또는 온도 하락에 해당하는 발열부(20)의 설정 온도의 변화를 색상의 변화로 나타낼 수 있다. 버튼(50)은 사용자가 제 1 열선(21)이 발열되는 설정 온도를 제어할 수 있도록 하기 위한 구성으로, 도 2의 (b) 또는 도 3의 (b)와 같이 온열 케이스(100)의 측벽에 구비될 수 있다. 사용자의 버튼(50) 조작에 의해 제 1 열선(21)이 발열되는 설정 온도가 상승되거나 하락되면, 상승 또는 하락되고 있음을 나타내기 위해 점등부(30)의 색상이 변화할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 버튼(50) 조작에 의해 설정 온도가 점점 상승하면, 설정 온도가 상승됨에 따라 점등부(30)에서 출력되는 빛의 색상이 그라데이션 방식으로 점점 도 3의 (a)와 같이 진해질 수 있다. 반대로 사용자의 버튼(50) 조작에 의해 설정 온도가 점점 하락하면, 설정 온도가 하락됨에 따라 점등부(30)에서 출력되는 빛의 색상이 그라데이션 방식으로 점점 도 3의 (b)와 같이 옅어질 수 있다. 이러한 점등부(30)의 색상 변화를 통해 사용자는 직관적으로 손쉽게 설정 온도의 변화를 파악할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신부(60)는 전자기기에서 구동 가능한 애플리케이션을 통해 생성된 제어 신호를 수신할 수 있다. 전술한 버튼(50)을 이용한 조작 이외에도 전자기기 자체의 애플리케이션을 이용하여 온열 케이스(100)의 설정 온도 제어 등의 동작이 수행될 수 있다. 이러한 동작 수행을 위해서 온열 케이스(100)는 블루투스 통신이 가능한 통신부(60)를 포함할 수 있으며, 통신부(60)는 애플리케이션의 제어 신호를 수신하여 제어부(40)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(40)는 설정 온도에 기초하여 제 1 열선(21) 또는 제 2 열선(22)의 발열을 제어하고, 점등부(30)의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신부(10)로부터 전력이 공급되면, 제어부(40)는 공급된 전력을 기초로 발열부(20)의 동작과 점등부(30)의 동작을 함께 자동적으로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(40)는 통신부(60)로부터 수신된 제어 신호를 기초로 발열부(20)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 설정 온도를 변경하려는 애플리케이션의 제어 신호가 통신부(60)를 통해 수신되면, 제어부(40)는 제어 신호를 기초로 제 1 열선(21)의 설정 온도를 변경하고, 제 1 열선(21)의 발열을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(40)의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 전자기기의 무선 충전 시스템이 온 상태로 전환되는 경우(i.e. 무선 전력 수신부(10)가 무선 충전시스템으로부터 전력을 최초로 전달받는 경우), 제어부(40)는 무선 전력 수신부(10)를 통해 수신된 전력을 이용하여 제 1 열선(21)을 1차적으로 발열시킬 수 있다. 이때, 제어부(40)는 제 1 열선(21)이 발열됨에 따라 상승되는 제 1 열선(21)의 온도의 변화를 지속적으로 체크할 수 있다. 예를 들어, 제 1 열선(21)의 온도가 소정의 온도(i.e. 배터리의 보온을 위한 설정 온도) 이하인 경우, 제어부(40)는 제 1 열선(21)을 지속적으로 발열시켜 배터리의 온도를 상승시킬 수 있다. 반면, 제 1 열선(21)의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 제어부(40)는 제 1 열선(21)의 발열을 멈추고 제 2 열선(22)을 발열시킬 수 있다. 이는 배터리의 온도가 지나치게 상승하여 배터리의 성능을 반대로 저하시키는 문제를 방지하고, 무선 전력 수신부(10)를 통해 수신되는 전력의 낭비를 방지하기 위함이다.
제어부(40)는 제 2 열선(22)이 발열되는 상태에서도 제 1 열선(21)의 온도 변화를 지속적으로 체크할 수 있다. 이는 제 1 열선(21)의 발열이 멈춰짐에 따라 배터리의 온도가 소정의 온도 이하로 다시 떨어지는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 제 1 열선(21)의 온도가 소정의 온도 이상을 유지하고 있는 경우, 제어부(40)는 제 1 열선(21)이 아닌 제 2 열선(22)을 계속적으로 발열시킬 수 있다. 반대로 제 1 열선(21)의 온도가 소정의 온도 이하로 떨어지는 경우, 제어부(40)는 제 2 열선(22)이 아닌 제 1 열선(21)을 발열시킬 수 있다. 이러한 과정은 도 4에서와 같이 반복적으로 수행될 수 있다. 전자기기의 무선 충전 시스템이 오프 상태로 전환되면, 전력 공급이 차단되므로 제 1 열선(21)의 온도에 상관없이 제어부(40)를 비롯한 발열부(20), 점등부(30) 등의 동작은 모두 정지될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 무선 전력 수신부 20: 발열부
21: 제 1 열선 22: 제 2 열선
30: 점등부 40: 제어부
50: 버튼 60: 통신부
100: 온열 케이스

Claims (5)

  1. 무선 충전 시스템을 활용한 온열 케이스에 있어서,
    상기 온열 케이스가 장착된 전자기기의 무선 충전 시스템이 동작하면, 상기 무선 충전 시스템으로부터 전력을 전달받는 무선 전력 수신부;
    상기 전자기기의 배터리가 위치한 지점과 대응되는 지점에 내장되는 제 1 열선을 구비하는 발열부;
    상기 발열부에 따른 상기 온열 케이스의 온도 및 상태 변화를 색상으로 표시하는 점등부; 및
    상기 발열부 및 점등부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 점등부는 상기 온열 케이스의 상단 또는 측벽 일 영역 중 어느 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 온열 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열부는 상기 온열 케이스의 측벽에 내장되는 제 2 열선을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온열 케이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신부가 상기 무선 충전 시스템으로부터 전력을 최초로 전달받으면, 상기 제어부는 상기 전력을 이용하여 상기 제 1 열선을 발열시키고,
    상기 제 1 열선이 소정의 온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 전력을 이용하여 상기 제 1 열선이 아닌 제 2 열선을 발열시키는 것을 특징으로 하는 온열 케이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열부의 온도를 조절하기 위한 버튼을 더 포함하고,
    상기 점등부는 상기 버튼의 동작에 따른 온도 상승 또는 온도 하락에 해당하는 상기 발열부의 설정 온도의 변화를 색상의 변화로 나타내는 것을 특징으로 하는 온열 케이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기기와의 블루투스 통신을 위한 통신부를 더 포함하고,
    상기 전자기기에서 구동 가능한 애플리케이션을 통해 생성된 제어 신호를 상기 통신부가 수신하고, 상기 제어부는 상기 수신된 제어 신호를 기초로 상기 발열부 및 점등부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 온열 케이스.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140098297A (ko) 2013-01-30 2014-08-08 한국산업기술대학교산학협력단 휴대폰 보조 배터리 및 손난로 기능을 갖는 휴대폰 케이스

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KR20140098297A (ko) 2013-01-30 2014-08-08 한국산업기술대학교산학협력단 휴대폰 보조 배터리 및 손난로 기능을 갖는 휴대폰 케이스

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