KR20220057073A - 정보표시장치 - Google Patents

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KR20220057073A KR1020200141913A KR20200141913A KR20220057073A KR 20220057073 A KR20220057073 A KR 20220057073A KR 1020200141913 A KR1020200141913 A KR 1020200141913A KR 20200141913 A KR20200141913 A KR 20200141913A KR 20220057073 A KR20220057073 A KR 20220057073A
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Abstract

본 발명의 일 양상에 따르면, 정보표시장치는 정보를 표시하며, 표시된 내용이 전원공급이 중단되어도 유지되는 디스플레이부와, 무선충전 코일을 포함하며, 정보송신 단말로부터 전력을 수신하여 이 수신한 전력을 공급하는 전원공급부와, 무선전력 수신 중에 전력을 공급받아 정보송신 단말과 무선통신 방식으로 통신하여 정보를 수신하는 제1 무선통신부와, 수신한 정보를 디스플레이부를 통해 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하여 배터리 없이도 동작 가능한 장치이다.

Description

정보표시장치{apparatus for displaying information}
정보를 표시하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 없이 저전력으로 동작하는 정보표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술의 발전과 대중화로 인하여 정보전달 매체인 디스플레이가 크게 발전하고 있다. 특히, 다양한 분야에서 정보를 전자적으로 표시하고 있으며 각기 분야의 목적에 맞게 디스플레이가 선택되어 사용되고 있다. 특히, 전자가격표시기 등과 같은 전자정보표시장치 등 소형의 장치들도 디스플레이 특히, 저전력 디스플레이를 사용하고 있다. 다만, 이들 장치들은 디스플레이 뿐만 아니라 무선통신 기능도 포함하고 있어, 각 기능을 수행하기 위한 전원공급을 위하여 배터리를 사용하고 있다. 이들 장치는 소형의 장치이나 배터리를 사용함으로써 두께가 10~11mm 이상이 되어야 하며, 사용된 배터리의 폐기 등으로 인한 환경문제가 발생된다.
본 발명은 배터리를 사용하지 않고도 정보를 디스플레이에 표시할 수 있는 정보표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 정보표시장치는 디스플레이부와와, 전원공급부와, 제1 무선통신부와, 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 정보표시장치는 디스플레이부와, 전원공급부와, 제1 무선통신부와, 제어부를 포함한다.
디스플레이부는 정보를 표시하며, 표시된 내용이 전원공급이 중단되어도 유지된다.
전원공급부는 무선충전 코일을 포함하며, 정보송신 단말로부터 전력을 수신하여 이 수신한 전력을 공급한다.
제1 무선통신부는 무선전력 수신 중에 전력을 공급받아 정보송신 단말과 무선통신 방식으로 통신하여 정보를 수신한다.
제어부는 수신한 정보를 디스플레이부를 통해 표시하도록 제어한다.
이때, 전원공급부는 무선충전 코일이 수신한 전력을 공급받아 충전한 후 전력을 공급하는 충전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전원공급부에 포함되는 충전부는 충전부는 슈퍼 커패시터를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치는 정보송신 단말이 자기 센서를 통해 두 장치의 근접 여부를 감지할 수 있는 자성부를 더 포함할 수 있고, 이때 정보송신 단말은 자기 센서가 자성부를 감지하여 상기 장치의 접근을 감지하는 경우 무선전력 송신을 개시하고 상기 장치와의 근거리 무선 통신을 위한 페어링 절차를 활성화한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치는 자성부와 접촉되는 금속부재로 자성부의 자성범위를 연장시키는 자성연장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치는 자성부의 접근을 감지한 정보송신 단말과 NFC 통신을 통하여 인증절차를 수행하는 제2 무선통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 정보표시장치는 배터리를 사용하지 않고도 정보를 디스플레이에 표시하고 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 일부 구성요소의 예시적 배치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 정보송신 단말과의 연동 절차를 도시한 절차도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 정보표시장치와 정보송신 단말 사이의 인증절차를 포함하는 정보송신 단말과의 연동 절차를 도시한 절차도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 블록도이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 정보표시장치(10)는 디스플레이부(120)와, 전원공급부(110)와, 제1 무선통신부(130)와, 제어부(100)를 포함한다.
본 발명의 정보표시장치(10)는 내부 공간을 갖는 하우징(미도시)을 포함하며, 하우징 내부에 디스플레이와, 충전코일, PCB 등이 배치된다. 본 발명의 정보표시장치(10)의 전면에 크게 디스플레이가 배치되며 충전코일 등의 다른 구성은 디스플레이 뒤의 하우징 내부 공간에 배치될 수 있다.
디스플레이부(120)는 정보를 표시하며, 표시된 내용이 전원공급이 중단되어도 유지되는 디스플레이를 채택한다. 즉, 디스플레이부(120)는 백라이트를 사용하지 않는 반사형 디스플레이를 사용하며, 이러한 디스플레이의 예로 전원을 꺼도 표시된 이미지가 유지되는 전자종이(Electronic Paper)가 사용될 수 있다. 전자종이가 채택되는 경우 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display) 방식, 전기습윤 디스플레이(Electrowetting Display) 방식, MEMS(Microlectromechanical system) 기술을 이용한 반사형 디스플레이인 iMoD(Interferometric Modulator Display) 방식, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display) 방식, 광결정 디스플레이(Photonic Crystal Display) 방식 등의 전자종이가 디스플레이로 사용될 수 있다. 다만, 디스플레이부(120)가 채택하는 디스플레이가 전자종이로 한정되는 것은 아니며, 저전력으로 동작하며 전원 공급이 차단된 경우에도 표시된 이미지가 그대로 유지되는 디스플레이는 제한없이 채택될 수 있다.
전원공급부(110)는 무선충전 코일(111)을 포함하며, 정보송신 단말로부터 전력을 수신하여 이 수신한 전력을 공급한다. 전원공급부(110)는 배터리 등을 사용하지 않아 항시적으로 전원을 공급하지 않는다. 즉, 전원공급부(110)는 정보송신 단말이 무선으로 송신하는 전력을 수신하고, 정보송신 단말로부터 수신한 전력을 디스플레이부(120), 제1 무선통신부(130), 제어부(100) 등에 공급하여 각 기능 블록들이 동작할 수 있도록 한다. 전원공급부(110)가 배터리를 채용하지 않음으로 해서 본 발명의 정보표시장치(10)의 두께를 대폭 줄일 수 있고, 배터리 교체 등으로 인한 하우징의 파손 등을 방지할 수 있다. 전원공급부(110)의 무선충전 코일(111)은 스마트폰, PDA 등에서 사용되는 무선충전 기술에서 채택되어 사용되는 것으로 바람직하게 최소 100mW 이상으로 전력전송이 가능한 것이 사용된다. 무선충전은 자기유도방식과 자기공명방식 등으로 수행될 수 있다. 또한, 전원공급부(110)는 정류부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제1 무선통신부(130)는 무선전력 수신 중에 전력을 공급받아 정보송신 단말과 무선통신 방식으로 통신하여 정보를 수신한다. 제1 무선통신부(130)는 WiFi Direct, BLE, ZigBee, Z-Wave, NFC 등의 프로토콜을 사용하여 정보송신 단말과 통신할 수 있다. 제1 무선통신부(130)는 안테나를 포함하며, 안테나는 패치 안테나 또는 칩 안테나일 수 있다. 제1 무선통신부(130)가 사용하는 통신 프로토콜은 공지된 기술로 자세한 설명은 생략한다.
제1 무선통신부(130)는 정보송신 단말이 접근하여 전원공급부(110)가 무선전력을 송신받을 때 전원공급부(110)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 따라서, 제1 무선통신부(130)는 디스플레이를 통하여 표시한 정보의 양에 따라 적절한 전송속도를 가진 프로토콜이 선택되어야 한다. 또한, 정보표시장치(10)와 정보송신 단말이 근접하게 있을 경우에만 전원공급부(110)로부터 전원을 공급받을 수 있으므로, 근거리에서 동작하는 통신 프로토콜이 바람직하나, 전송속도를 고려하여 반드시 근거리 무선통신 프로토콜일 필요는 없다.
제어부(100)는 수신한 정보를 디스플레이부(120)를 통해 표시하도록 제어한다. 제어부(100) 또한 정보송신 단말이 접근하여 전원공급부(110)가 무선전력을 송신받을 때 전원공급부(110)로부터 전원을 공급받아 동작한다.
이처럼 정보표시장치(10)는 무선충전 기술을 이용하여, 무선충전과 동시에 무선통신을 활성화하고, 무선통신을 통해 정보를 송수신하며, 해당 정보를 디스플레이에 표시하는 장치이며, 이때 디스플레이에 표시된 정보가 전원공급이 없더라도 적어도 상당 기간 동안 그대로 유지되는 장치이다.
일 예로, 정보표시장치(10)가 매장의 물품을 진열하는 선반에 고정되어 있는 경우 관리자가 일정한 주기 또는 해당 장치의 정보를 업데이트 해야할 필요가 있을 때마다 정보전송 단말을 이용하여 해당 장치에 무선전력을 공급함과 동시에 무선통신을 통해 업데이트된 정보를 전송하고, 해당 장치는 업데이트된 정보를 디스플레이에 표시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전원공급부(110)는 무선충전 코일(111)이 수신한 전력을 공급받아 충전한 후 전력을 공급하는 충전부(113)를 더 포함할 수 있다. 즉, 전원공급부(110)는 송신받은 전력을 디스플레이 등의 동작에 필요한 전원으로 공급함과 동시에 수신한 전력의 일부를 충전부(113)에 충전할 수 있다. 이때, 충전부(113)는 커패시터를 포함하며, 특히 충전용량을 높이기 위하여 다수의 커패시터가 배열된 형태의 커패시터 뱅크가 사용될 수 있다.
전원공급부(110)는 충전부(113)를 통해 충전한 전력을 정보표시장치(10)와 정보전송 단말이 멀어져 무선전력 송신이 중단되는 경우에도 일시적으로 전원을 공급할 수 있도록 한다. 정보전송 단말로부터 정보 업데이트가 완료되기 전에 무선전력 송신이 중단되거나 업데이트된 정보를 디스플레이에 표시하는 도중에 무선전력 송신이 중단되더라도 일정시간 동안 충전부(113)는 장치가 동작될 수 있도록 하여 수행 중인 작업이 마무리될 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전원공급부(110)에 포함되는 충전부(113)는 충전부(113)는 슈퍼 커패시터를 포함할 수 있다. 충전부(113)는 커패시터의 성능 중 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 커패시터인 슈퍼 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 슈퍼 커패시터는 충전 및 방전 시간이 너무 빨라 실제로 에너지를 적게 저장하는 일반적인 커패시터와, 배터리의 중간지점에 위치하여, 일반적인 커패시터에 비하여 많은 양의 에너지를 저장할 수 있으며, 동시에 배터리 이상으로 높은 출력을 낼 수 있다. 슈퍼 커패시터를 포함하는 충전부(113)는 정보표시장치(10)와 정보전송 단말이 멀어져 무선전력 송신이 중단되더라도 안정적으로 일정시간 동안 전원공급부(110)가 전원을 공급할 수 있도록 한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치(10)는 정보송신 단말이 자기 센서를 통해 두 장치의 근접 여부를 감지할 수 있는 자성부(150)를 더 포함할 수 있다.
자성부(150)는 자석(magnetic)으로 구성되어 정보표시장치(10)의 한 부분에 배치된다. 정보송신 단말은 마그네틱 신호를 받아 들이는 자기 센서를 통해 이 자성부(150)를 감지한다. 즉, 자성부(150)는 정보송신 단말이 정보표시장치(10)와 근접한 거리에 위치해 있음을 감지하도록 하고, 정보송신 단말은 정보표시장치(10)의 접근을 감지하는 경우 무선전력 송신을 개시하고 상기 장치와의 근거리 무선 통신을 위한 페어링 절차를 활성화한다. 즉, 정보송신 단말은 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지하는 순간 무선전력 송신을 개시하고, 정보표시장치(10)와의 무선통신을 준비한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치(10)는 자성부(150)와 접촉되는 금속부재로 자성부(150)의 자성범위를 연장시키는 자성연장부(151)를 더 포함할 수 있다.
자성연장부(151)는 정보송신 단말이 정보표시장치(10)의 접근을 잘 인식할 수 있도록 자성부(150)의 자성범위를 연장시킨다. 자성부(150)의 마그네틱은 정보표시장치(10)의 한 부분에 배치되므로 정보송신 단말이 정보표시장치(10)의 접근을 늦게 인식하거나 인식하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 자성부(150)의 자성범위를 정보표시장치(10)의 전면에 가깝게 확장하도록 금속부재의 자성연장부(151)를 자성부(150)와 접촉시켜 배치할 수 있다.
정보표시장치(10)는 자성연장부(151)를 사용함으로써 정보송신 단말이 정보표시장치(10)의 전면 방향으로 접근하는 경우에는 마그네틱 신호를 감지할 수 있게 된다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 정보표시장치(10)는 자성부(150)의 접근을 감지한 정보송신 단말과 NFC 통신을 통하여 인증절차를 수행하는 제2 무선통신부(140)를 더 포함할 수 있다. 정보송신 단말은 근접된 정보표시장치(10)들 중 인증되는 장치에 대하여만 무선전력 및 정보를 송신할 수 있도록 할 수 있다. 다만, 정보표시장치(10)는 정보송신 단말로부터 무선전력을 수신하지 못하면 해당 장치를 동작시키지 못하므로 인증을 수행할 수 있도록 전력을 공급할 수 있어야 한다. 따라서, 정보표시장치(10)는 추가적으로 NFC 통신 방식의 제2 무선통신부(140)를 더 포함하여, NFC를 통하여 인증을 수행한다. 이때, 제2 무선통신부(140)는 NFC 안테나(141)와, NFC 컨트롤러 칩을 포함하여 구성될 수 있다. 정보송신 단말은 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지하면, NFC를 통해 인증을 먼저 수행하고 인증절차가 성공적으로 마무리되면 무선전력 송신의 개시 및 정보 송신을 위한 무선통신 준비를 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 일부 구성요소의 예시적 배치를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 예와 같이, 무선충전 코일(111)은 장치의 전면 크기에 가깝게 장치의 외곽을 따라 형성될 수 있다. 자성부(150)는 도 2에 도시된 예와 같이 좌측 상단에 배치될 수 있고, 자성부(150)의 자성범위를 확장시키는 금속부재의 자성연장부(151)가 자성부(150)와 접촉되어 전면에 크게 배치되어 있다. 정보송신 단말과 인증절차를 수행하기 위한 제2 무선통신부(140)의 NFC 안테나(141)가 중앙보다 약간 하부에 예시적으로 배치되어 있다. 도 2에 도시된 예는 일부 구성요소의 예시적 배치에 불과하며, 정보표시장치(10)의 형상 및/또는 크기 등에 따라 다양하게 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보표시장치의 정보송신 단말과의 연동 절차를 도시한 절차도이다. 도 3에 도시된 예의 절차를 설명하면, 정보송신 단말을 정보표시장치(10)에 접근시키거나 반대로 정보표시장치(10)를 정보송신 단말에 접근시키면(S1000), 정보송신 단말이 구체적으로 정보송신 단말의 자기 센서가 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지한다(S1020). 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지한 정보송신 단말은 무선전력 송신을 준비하고, 동시에 제1 무선통신을 활성화한다(S1040). 이후, 정보송신 단말은 무선전력 송신을 개시하고(S1060), 정보표시장치(10)는 무선충전 코일(111)을 통해 전력을 수신하여 전원으로 공급함과 동시에 충전부(113)를 충전한다(S1080). 전원을 공급받은 제1 무선통신부(130)는 제1 무선통신을 활성화하고(S1100), 제1 무선통신 프로토콜로 정보송신 단말과 제1 무선통신을 페어링한다(S1120). 페어링이 완료되면 정보송신 단말은 정보표시장치(10)로 제1 무선통신을 통해 업데이트 정보를 전송한다(S1140). 정보표시장치(10)는 업데이트 정보를 수신하여 저장하고(S1160), 디스플레이를 통해 업데이트된 정보를 표시하도록 한다(S1180). 정보표시장치(10)는 디스플레이에 업데이트된 정보 표시가 완료되면 정보송신 단말에 업데이트 성공정보를 전송하고(S1200), 이를 수신한 정보송신 단말은 제1 무선통신을 종료한다(S1220). 이후 정보송신 단말과 정보표시장치(10)가 멀어지게 되면(S1240) 정보송신 단말은 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지하지 못하게 되고(S1260), 이에 따라 무선전력 전송을 중단한다(S1280). 정보표시장치(10)도 무선전력을 더 이상 수신하지 못하게 되고 충전부(113)의 충전을 중단되며, 완료되지 않은 작업을 위하여 충전부(113)에 충전된 전력으로 일시적으로 전원을 공급한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 정보표시장치와 정보송신 단말 사이의 인증절차를 포함하는 정보송신 단말과의 연동 절차를 도시한 절차도이다. 도 4에 도시된 예의 절차를 설명하면, 정보송신 단말을 정보표시장치(10)에 접근시키거나 반대로 정보표시장치(10)를 정보송신 단말에 접근시키면(S2000), 정보송신 단말이 구체적으로 정보송신 단말의 자기 센서가 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지한다(S2020). 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지한 정보송신 단말은 NFC 통신을 준비하고, 정보표시장치(10)는 NFC를 통해 전력을 공급받아 NFC 통신을 통해 정보송신 단말과 인증절차를 수행한다(S2040).
인증절차가 성공하면 정보송신 단말은 무선전력 송신을 준비하고, 동시에 제1 무선통신을 활성화한다(S2060). 이후, 정보송신 단말은 무선전력 송신을 개시하고(S2080), 정보표시장치(10)는 무선충전 코일(111)을 통해 전력을 수신하여 전원으로 공급함과 동시에 충전부(113)를 충전한다(S2100). 전원을 공급받은 제1 무선통신부(130)는 제1 무선통신을 활성화하고(S2120), 제1 무선통신 프로토콜로 정보송신 단말과 제1 무선통신을 페어링한다(S2140). 페어링이 완료되면 정보송신 단말은 정보표시장치(10)로 제1 무선통신을 통해 업데이트 정보를 전송한다(S2160). 정보표시장치(10)는 업데이트 정보를 수신하여 저장하고(S2180), 디스플레이를 통해 업데이트된 정보를 표시하도록 한다(S2200). 정보표시장치(10)는 디스플레이에 업데이트된 정보 표시가 완료되면 정보송신 단말에 업데이트 성공정보를 전송하고(S2220), 이를 수신한 정보송신 단말은 제1 무선통신을 종료한다(S2240). 이후 정보송신 단말과 정보표시장치(10)가 멀어지게 되면(S2260) 정보송신 단말은 정보표시장치(10)의 자성부(150)를 감지하지 못하게 되고(S2280), 이에 따라 무선전력 전송을 중단한다(S2300). 정보표시장치(10)도 무선전력을 더 이상 수신하지 못하게 되고 충전부(113)의 충전을 중단되며, 완료되지 않은 작업을 위하여 충전부(113)에 충전된 전력으로 일시적으로 전원을 공급한다.
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다.
10 : 정보표시장치
100 : 제어부
110 : 전원공급부
111 : 무선충전 코일 113 : 충전부
120 : 디스플레이부
130 : 제1 무선통신부
140 : 제2 무선통신부
141 : NFC 안테나
150 : 자성부
151 : 자성연장부

Claims (6)

  1. 전원공급이 중단되어도 표시내용이 유지되는 디스플레이부;
    무선충전 코일을 포함하며, 정보송신 단말로부터 전력을 수신하여 전력을 공급하는 전원공급부;
    무선전력 수신 중에 전력을 공급받아 정보송신 단말과 근거리 무선통신 방식으로 통신하여 정보를 수신하는 제1 무선통신부; 및
    수신한 정보를 디스플레이부를 통해 표시하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 정보표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전원공급부는 무선충전 코일이 수신한 전력을 공급받아 충전한 후 전력을 공급하는 충전부를 더 포함하는 정보표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    충전부는 슈퍼 커패시터를 포함하는 정보표시장치.

  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 장치는
    정보송신 단말의 자기 센서가 근접 여부를 감지할 수 있는 자성부;
    를 더 포함하고,
    정보송신 단말은 자기 센서가 자성부를 감지하여 상기 장치의 접근을 감지하는 경우 무선전력 송신을 개시하고 상기 장치와의 근거리 무선 통신을 위한 페어링 절차를 활성화하는 정보표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    자성부와 접촉되는 금속부재로 자성부의 자성범위를 연장시키는 자성연장부;
    를 더 포함하는 정보표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    자성부의 접근을 감지한 정보송신 단말과 NFC 통신을 통하여 인증절차를 수행하는 제2 무선통신부;
    를 더 포함하는 정보표시장치.
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