KR20230080900A - 이동 단말기용 외장 확장모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동단말기에 외부 장치를 연결할 수 있도록 형성되는 메모리슬롯과, 외부 전원장치를 이동단말기에 연결시키는 입력포트와, 상기 입력포트에 외부 전원장치가 연결될 경우 상기 메모리슬롯에 장착된 외부 장치를 분리할 필요없이 이동단말기를 충전모드로 전환시키도록 형성되는 전환스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈을 개시한다.

Description

이동 단말기용 외장 확장모듈 {EXTERNAL EXTENSION MODULE FOR MOBILE TERMINAL}

본 발명은 이동형 단말기용 외장 확장모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 이동단말기의 USB 등의 유선 통신 인터페이스 또는 Wifi 등의 무선 통신 인터페이스를 통해 외장 확장모듈을 단말기에서 이용할 수 있도록 하고, 이와 더불어 외부 충전장치를 통해 유/무선 방식으로 이동형 단말기를 충전하는 방법에 관한 것이다.

이동형 단말기를 대표하는 스마트폰은 단말기 내에 구비(장착)되어 있는 기능요소 외에 추가 기능을 활용하기 위해서는 유선 또는 무선 인터페이스에 해당 장비를 연결하고 사용하여야 하며, 이중 유선을 통해 확장기능요소에 접근하거나 제어하기 위해서 OTG(On The Go) 기술을 개발하였다.

이동형 단말기는 연결된 장비와의 사이에서 제어권을 갖는 쪽이 Host가 되어 타 측을 Slave 로 종속시켜 제어하게 된다.

일 예로 PC에 USB 케이블을 통해 스마트폰을 연결하면 PC는 host가 되고 스마트폰은 Slave가 되어 PC에서 스마트폰으로 데이터를 전송하거나 스마트폰 내의 자료를 가져올 수 있다.

PC와 달리 이동형 단말기는 입출력 포트가 제한적인데 특히 스마트폰은 외장기기와 연결할 수 있는 입출력 포트가 단 한 개 뿐으로 매우 제한적이다.

이 때문에 스마트폰은 원칙적으로 Slave로 동작한다.

그러나, 상기 구조에서 유선 인터페이스(USB)에 전원이 공급되지 않는 외장 메모리를 연결하게 되면 스마트폰은 해당 메모리를 인식하지 못한다는 문제가 있다.

OTG는 이러한 문제를 해결하기 위해서 이동형 단말기의 ID를 GND에 어스하여 이동 단말기를 강제적으로 Host로 전환시켜 이동형 단말기에서 외장 메모리 및 그 외 외장 장치를 Slave 로 인식, 제어권을 가져오도록 한다.

하지만, 이동 단말기가 host인 상태에서는 외부 전원이 단말기에 공급되지 않는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1260940호 대한민국 등록특허 제10-1851685호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특정 요소만을 위해 할당된 인터페이스를 제외하고, 다수의 장치와 연결해 정보/전원을 전달하는 공용 인터페이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이동단말기에 외부 장치를 연결할 수 있도록 형성되는 메모리슬롯과, 외부 전원장치를 이동단말기에 연결시키는 입력포트와, 상기 입력포트에 외부 전원장치가 연결될 경우 상기 메모리슬롯에 장착된 외부 장치를 분리할 필요없이 이동단말기를 충전모드로 전환시키도록 형성되는 전환스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력포트에 외부입력이 진입하는 것을 감지하여 상기 전환스위치를 전환시키도록 형성되는 외부입력 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력포트에 외부입력이 연결되어 있는 상태에서 상기 외부입력 감지부와 전환스위치를 초기 상태로 복귀시키는 초기화스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외부입력 감지부는 상기 외부입력이 제거되는 경우 전환스위치를 초기 상태로 복귀시켜 입력포트와 출력포트의 연결을 차단하고 메모리슬롯과 출력포트를 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈을 개시한다.

본 발명에 따르면 이동형 단말기에서 외장 메모리 또는 외부 장치를 연결해 사용하는 도중에 충전장치를 연결하면 자동으로 단말기와 외부장치의 연결을 끊은 뒤 충전장치를 단말기에 연결시켜 전원을 공급할 수 있고, 충전기를 분리하면 자동으로 단말기와 외부장치의 연결을 복원시켜 작업을 지속할 수 있도록 해 소비자의 생산성을 향상시키고 편리성을 배가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈의 회로도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 외장 확장모듈의 측단면도이다.
도 3은 본 발명이 적용된 외장 확장모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈의 결합 방식을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈의 결합 방식을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외장 확장모듈의 회로도이다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈(10)의 회로도이다.

도 1을 참조하면, 외장 확장모듈(10)은 입력포트(100)와, 출력포트(200)와, 전환스위치(103)와, 컨트롤러(302)와, 메모리슬롯(301) 등을 포함할 수 있다.

입력포트(100)와 출력포트(200)는 전환스위치(103)를 통해 각 핀 별 1대1 매칭되어 연결될 수 있다. 다만, Ground 단자와 ID 단자는 목적에 따라 연결되지 않을 수 있다.

도시된 바에 따르면 전환스위치(103)의 일단은 우측에 표시된 출력포트(200)에 전기적으로 연결된다. 출력포트(200)에는 VCC(+)단자, Data(+)단자, Date(-)단자, ID 단자, Ground 단자가 형성되고, 전환스위치(103)는 출력포트(200)의 단자들과 1대1로 대응되도록 연결된다.

전환스위치(103)의 좌측에는 컨트롤러(302)에 연결되는 단자들(104-1, 104-2, 104-3, 104-4)과 입력포트(100)에 연결되는 단자들이 존재한다. 컨트롤러(302)에 연결되는 단자들 (104-1, 104-2, 104-3, 104-4)은 각각 입력포트(100)의 단자들(VCC(+)단자, Data(+)단자, Data(-)단자, Ground 단자)과 서로 대응되도록 배치되고, 스위치에 의하여 컨트롤러(302)의 단자 또는 입력포트(100)의 단자에 선택적으로 연결된다.

컨트롤러(302)에 연결되는 단자들은 입력포트(100)의 단자들과 동일한 역할을 한다. 즉, 104-1 단자는 연결단자부의 VCC(+)단자에 연결되고, 104-2 단자는 연결단자부의 Data(+) 단자에 연결되고, 104-3 단자는 연결단자부의 Data(-) 단자에 연결되고, 104-4 단자는 연결단자부의 Ground 단자에 연결된다.

컨트롤러(302)의 다른 일단에는 메모리슬롯(301)이 연결된다.

입력포트(100)는 외부 전원공급장치 또는 통신선과 연결될 수 있으며, 외부의 입력값은 출력포트(200)를 경유하여 이동단말기로 전달된다. 외부입력이 입력포트(100)에 진입하면 외부입력 감지부는 전환스위치(103)를 변경해 입력포트(100)와 출력포트(200)를 연결하며, 출력포트(200)와 메모리슬롯(301)의 연결은 차단한다. 이러한 상태에서는 외부 입력값(전원, 통신 등)이 단말기에 정상적으로 전달하게 된다.

초기화 스위치에 압력을 가하게 되면 외부입력 감지부는 초기화 되며 전환스위치(103)는 초기 상태로 복귀한다.

이 단계를 거치면 외부입력이 입력포트(100)에 연결되어 있더라도 전환스위치(103)는 이를 차단하고 출력포트(200)와 메모리슬롯(301)을 연결시킨다.

외부입력을 입력포트(100)에서 제거하면 외부입력 감지부는 전환스위치(103)의 상태를 초기값으로 복원시킨다.

이 단계를 거치면 입력포트(100)와 출력포트(200)의 연결은 차단되며, 메모리슬롯(301)과 출력포트(200)는 연결상태가 된다.

이 때 컨트롤러(302)에 연결되는 단자들 중 ID에 연결되는 단자(104-4)는 Ground 에 연결되는 단자(104-5)와 단락상태가 되어 출력포트(200)에 연결된 단말기의 권한을 Slave 로 인식하게 한다.

해당 상태에서는 메모리슬롯(301)에 외장메모리(310) 탑재 시 단말기에서 메모리의 정보에 접근할 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용된 외장 확장모듈(10)의 측단면도이고, 도 3은 본 발명이 적용된 외장 확장모듈(10)의 평면도이다.

도 2 및 도 3에는 세가지 형태의 확장모듈이 도시되어 있다. (a)는 입력포트(100)와 출력포트(200) 모두 female 형태를 취하고 있는 실시예이고, (b)는 입력포트(100)는 female, 출력포트(200)는 male 형태를 취하고 있는 실시예, (c)는 입력포트(100)와 출력포트(200) 모두 male 형태를 취하고 있는 실시예이다.

도시된 바와 같이 사용자의 편의에 따라 포트의 형태를 변경하여 사용하는 것이 가능하다.

또한, 확장모듈에는 입출력포트(200)와 별도로 메모리슬롯(301)이 형성될 수 있다. 본 발명에서는 메모리슬롯(301)에 외장메모리(310)가 끼워진 경우에도 외장메모리(310)를 제거할 필요없이 충전/데이터 전송 기능을 사용자가 선택하여 사용할 수 있게 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈(10)의 결합 방식을 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동단말기용 외장 확장모듈(10)의 결합 방식을 나타내는 개념도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 사용자는 외장 확장모듈(10)을 이동단말기의 인터페이스 단자에 결합시켜 외장메모리(310)를 마운트 시키는 것이 가능하다. 종래에는 이렇게 외장메모리(310)가 마운트 된 상태에서 충전을 하기 위해서는 외장메모리(310)를 제거하여야 하는 불편함이 있었는데 본원발명에 따르면 외장메모리(310)를 장착시킨 상태에서 충전케이블을 연결하여 바로 이동단말기를 충전하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외장 확장모듈(10)의 회로도이다.

외부입력과 외부입력 감지부는 이동형 단말기에 연결되는 USB 장치의 핀 라인 중 ID와 GND 사이에 위치하며, 기본적으로 연결(ON)상태를 유지한다.

해당 장치를 이동형 단말기의 USB 단자에 결합한 뒤 장치 밑단에 확장장치 (ex.SD메모리, TF메모리 또는 기타 기능장치)를 연결하면 컨트롤러(302)를 ID와 GND의 연결(어스)에 의해 이동 단말기는 host로 전환되고 장치를 slave로 인식해 컨트롤러(302)를 통하여 외장 장치(메모리 또는 기타 확장 기능장치)에 접근해 제어하게 된다.

단말기에 전원을 공급하여야 할 때, 종래에는 단말기의 USB에서 장치를 제거하고 난 뒤 충전기를 연결해야만 했으나 발명에서는 장치를 제거하지 않고 충전을 할 수 있다.

충전기를 이동 단말기에 결합하는 단계를 살펴보면 충전기가 USB 충전포트에 결함되는 과정에서 외부장치 연결 감지기에 압력을 가하게 되고, 푸시다운 스위치 1을 Off 상태로 전환시킨다. 이후 충전기는 내측 전극에 결합되어 이동 단말기에 전원을 공급하게 된다.

앞서 푸시다운 스위치 1이 Off로 전환되면 ID와 GND가 단절되고, 이동 단말기는 강제 Host 상태에서 다시 Slave 상태로 전환되어 외부 전원을 공급받을 수 있게 된다.

반대로 충전기를 포트에서 분리하게 되면 먼저 내측 전극에서 분리되며, 이후 포트 외로 분리되기 전까지 ID와 GND는 단절 상태가 유지되어 장치에 연결된 확장장치에 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

이후 충전장치가 압력을 해제하면 On 상태로 전환되며, ID와 GND는 연결(어스)된다. 그와 동시에 단말기는 Host 모드로 전환되며, 장치에 연결된 확장장치(메모리 및 기타)에 접근하는 제어권을 가질 수 있다.

그리고, 이동 단말기는 host 상태에서는 외부의 전원을 안정적으로 공급받을 수 없는데 이는 무선충전의 경우도 동일하게 영향을 받는다.

본 실시예에서는 이 문제를 해결하기 위해 푸시다운 스위치 2를 스위치 1과 직렬로 ID와 GND 사이에 배열하였다.

사용자는 외부 충전기 연결 여부와 관계없이 OTG 장치를 단말기에 연결한 상태에서 무선충전을 할 때 스위치 2에 압력을 가해 Off 상태로 수동 전환시킬 수 있으며, ID와 GND는 위와 동일하게 단절되어 이동 단말기의 상태를 Slave로 복원시켜 무선충전이 가능하도록 한다. 스위치 2는 수동 스위치이거나 무선충전 패드와의 접촉면에 노출시켜 반자동 스위치로 운용할 수 있다.

스위치 3은 메모리가 마운트 된 상태에서 무선충전 또는 제3 외부장치를 수동 연결하기 위하여 존재한다.

위에서 설명한 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 이동형 단말기에서 외장 메모리 또는 외부 장치를 연결해 사용하는 도중에 충전장치를 연결하면 자동으로 단말기와 외부장치의 연결을 끊은 뒤 충전장치를 단말기에 연결시켜 전원을 공급할 수 있고, 충전기를 분리하면 자동으로 단말기와 외부장치의 연결을 복원시켜 작업을 지속할 수 있도록 해 소비자의 생산성을 향상시키고 편리성을 배가할 수 있는 등 종래기술에 비해 향상된 효과를 기대할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 외장 확장모듈
100 : 입력포트
101 : 외부입력
102 : 외부입력 감지부
103 : 전환스위치
104 : 연결단자부
110 : 초기화스위치
200 : 출력포트
301 : 메모리슬롯
302 : 컨트롤러
310 : 외장메모리

Claims (4)

1. 이동단말기에 외부 장치를 연결할 수 있도록 형성되는 메모리슬롯;
   외부 전원장치를 이동단말기에 연결시키는 입력포트; 및
   상기 입력포트에 외부 전원장치가 연결될 경우 상기 메모리슬롯에 장착된 외부 장치를 분리할 필요없이 이동단말기를 충전모드로 전환시키도록 형성되는 전환스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 입력포트에 외부입력이 진입하는 것을 감지하여 상기 전환스위치를 전환시키도록 형성되는 외부입력 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 입력포트에 외부입력이 연결되어 있는 상태에서 상기 외부입력 감지부와 전환스위치를 초기 상태로 복귀시키는 초기화스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈.
4. 제2항에 있어서,
   상기 외부입력 감지부는,
   상기 외부입력이 제거되는 경우 전환스위치를 초기 상태로 복귀시켜 입력포트와 출력포트의 연결을 차단하고 메모리슬롯과 출력포트를 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기용 외장 확장모듈.
   

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