WO2015182848A1 - 이동 단말기의 충전 어셈블리 - Google Patents

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WO2015182848A1
WO2015182848A1 PCT/KR2015/000484 KR2015000484W WO2015182848A1 WO 2015182848 A1 WO2015182848 A1 WO 2015182848A1 KR 2015000484 W KR2015000484 W KR 2015000484W WO 2015182848 A1 WO2015182848 A1 WO 2015182848A1
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mobile terminal
charger
charging
terminal
unit
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PCT/KR2015/000484
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English (en)
French (fr)
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유태훈
한신
양경태
박시영
오현석
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a charging assembly of a mobile terminal for charging the mobile terminal mounted on a charger.
  • Terminals may be divided into mobile / portable terminals and stationary terminals according to their mobility.
  • the mobile terminal may be further classified into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether a user can directly carry it.
  • the functions of mobile terminals are diversifying. For example, data and voice communication, taking a picture and video with a camera, recording a voice, playing a music file through a speaker system, and outputting an image or video to a display unit.
  • Some terminals have an electronic game play function or a multimedia player function.
  • recent mobile terminals may receive multicast signals that provide visual content such as broadcasting, video, and television programs.
  • such a terminal is a multimedia player having a complex function such as taking a picture or a video, playing a music or video file, playing a game, or receiving a broadcast. Is being implemented.
  • magnetic force is used to charge a mobile terminal to a charger.
  • the magnet is placed in the charger, the metal member is placed in the mobile terminal, and the mobile terminal is seated on the charger by the attraction between the metal member and the magnet.
  • Yet another object is to provide a charging assembly of a mobile terminal which can use a shielding structure to prevent damage to the magnetic lines of force of the magnetic product.
  • the charger including an upper case forming the upper surface and the side, and a lower case coupled to the lower portion of the upper case to form an internal space in which the parts are built; And a mobile terminal seated in the charger and electrically connected to the charger and capable of charging, wherein a magnetic element is disposed in a plurality of areas of the internal space, and at least a portion of the mobile terminal overlaps or is adjacent to the magnetic element.
  • the charging assembly of the mobile terminal may be provided, wherein the magnetic elements disposed in the plurality of areas are disposed to be diagonal to each other.
  • the charger may further include an external battery provided in the inner space to drive the mobile terminal, wherein the charger includes a charging connection terminal formed by a plurality of pins on one side of the inner side and exposed to the outside, and the magnetic element At least one may be formed adjacent to the charging connection terminal.
  • the magnetic element disposed in at least one of the plurality of regions may be formed by arranging at least two or more divided magnetic elements side by side in the same plane, and the magnetic elements may be formed by being stacked in at least two layers.
  • the magnetic element may be housed in a metal container, and a metal sheet may be disposed below the metal container to shield the magnetic field.
  • the mobile terminal may be formed with a charging terminal in contact with the charging connection terminal, the charging connection terminal is a pogo pin having an elastic member therein (pogo pin).
  • Part of the charging connection terminal may be wrapped by a magnet provided in the inner space.
  • the mobile terminal includes a front case accommodating a display unit, a rear case formed under the front case to provide a component, a battery case formed under the rear case and provided with an internal battery, and covering the rear case. It includes, The charging terminal may be formed in the receiving groove recessed inward.
  • the metal member may be formed inside the rear case, the metal member may be formed in one or a plurality, and the display unit may display whether the internal battery or the external battery is used.
  • the charger includes a transmitting coil unit for transmitting power wirelessly
  • the mobile terminal includes a receiving coil unit for receiving electricity wirelessly by transmitting and receiving with the transmitting coil unit, and receives the electricity received wirelessly from the transmitting coil unit It can be stored in the battery of the mobile terminal.
  • the transmitting coil unit may be a spiral coil or a solenoid coil
  • the receiving coil unit may be a spiral coil or a solenoid coil
  • the coil may include a first coil disposed at the center and a plurality of second coils formed around the first coil, and the transmitting coil unit may be formed on an upper surface of the first printed circuit board.
  • the receiving coil unit may be formed on a lower surface of the second printed circuit board formed inside the mobile terminal.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a watch type mobile terminal according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of the inside in a state where the top surface of FIG. 3 is removed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along BB of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along CC of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a cutaway perspective view of a charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a rear perspective view of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 are various layout views of magnetic elements within a charger associated with one embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are cross-sectional views of a mobile terminal and a charger coupled to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining the arrangement of the metal member and the coupling of the metal member and the magnetic element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view of a watch type mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a plan view of the inside of a charger according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a coupled state of a mobile terminal and a charger taken along the line DD of FIG. 14.
  • 17 is a plan view of the inside of a charger according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an internal perspective view of a charger according to another embodiment of the present invention.
  • 19 is a cross-sectional view of a coupled state of a mobile terminal and a charger according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a conceptual diagram illustrating an example of use of a charger according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a conceptual diagram illustrating a wireless charging according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile terminal and a charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a conceptual view illustrating that power is wirelessly transferred from a charger to a mobile terminal according to an inductive coupling method.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal according to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of one example of the mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing a mobile terminal, so that the mobile terminal described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal disclosed herein may use a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the above components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the disclosed mobile terminal 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, and two or more bodies which are coupled to be movable relative to each other.
  • a description of a particular type of mobile terminal may generally apply to other types of mobile terminals.
  • the terminal body may be understood as a concept that refers to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an external appearance. As shown, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the display unit 151 may be disposed in front of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display unit 151 may be mounted to the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • an electronic component may be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components attachable to the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 102 may be detachably coupled to the rear case 102 to cover the mounted electronic component. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the coupling. On the other hand, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the cases 101, 102, and 103 may be formed by injecting a synthetic resin, or may be formed of a metal, for example, stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.
  • STS stainless steel
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • the mobile terminal 100 may be configured such that one case may provide the internal space, unlike the above example in which a plurality of cases provide an internal space for accommodating various electronic components.
  • the mobile terminal 100 of the unibody that the synthetic resin or metal from the side to the rear may be implemented.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a waterproof portion (not shown) to prevent water from seeping into the terminal body.
  • the waterproof portion is provided between the window 151a and the front case 101, between the front case 101 and the rear case 102 or between the rear case 102 and the rear cover 103, and a combination thereof. It may include a waterproof member for sealing the inner space.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, an optical output unit 154, and first and second units.
  • the cameras 121a and 121b, the first and second manipulation units 123a and 123b, the microphone 122, the interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151, the first sound output unit 152a, the proximity sensor 141, the illuminance sensor 142, and the light output unit may be disposed on the front surface of the terminal body.
  • the first camera 121a and the first operation unit 123a are disposed, and the second operation unit 123b, the microphone 122, and the interface unit 160 are disposed on the side of the terminal body.
  • the mobile terminal 100 in which the second sound output unit 152b and the second camera 121b are disposed on the rear surface of the mobile terminal 100 will be described as an example.
  • first manipulation unit 123a may not be provided on the front surface of the terminal body, and the second sound output unit 152b may be provided on the side of the terminal body instead of the rear surface of the terminal body.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible display). display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • display a 3D display, or an e-ink display.
  • two or more display units 151 may exist according to an implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 151a and the display (not shown) on the rear surface of the window 151a or directly patterned on the rear surface of the window 151a. May be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with the touch sensor.
  • the touch screen may function as the user input unit 123 (see FIG. 1A).
  • the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 152a may be formed in the window 151a of the display unit 151.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (for example, a gap between the window 151a and the front case 101).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as the user is tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 123a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 123a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 123a and 123b may be variously set.
  • the first operation unit 123a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, etc.
  • the second operation unit 123b is output from the first or second sound output units 152a and 152b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 151.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the terminal body.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., control of the volume of sound output from the first and second sound output units 152a and 152b, and the touch recognition mode of the display unit 151. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit may be disposed at the rear upper end of the terminal body so that the user can easily manipulate the index body when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the rear input unit when the rear input unit is provided at the rear of the terminal body, a new type user interface using the same may be implemented.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 123a provided in the front of the terminal body, the first operation unit 123a is not disposed on the front of the terminal body.
  • the display unit 151 may be configured with a larger screen.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 serves as a path for connecting the mobile terminal 100 to an external device.
  • the interface unit 160 may be connected to another device (eg, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), or a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • the second camera 121b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 embedded in the terminal body or detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the battery 191 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 160.
  • the battery 191 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 103 is coupled to the rear case 102 to cover the battery 191 to limit the detachment of the battery 191 and to protect the battery 191 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 103 may be detachably coupled to the rear case 102.
  • An accessory may be added to the mobile terminal 100 to protect the appearance or to assist or expand the function of the mobile terminal 100.
  • An example of such an accessory may be a cover or pouch that covers or accommodates at least one surface of the mobile terminal 100.
  • the cover or pouch may be configured to be linked with the display unit 151 to expand the function of the mobile terminal 100.
  • Another example of the accessory may be a touch pen for assisting or extending a touch input to a touch screen.
  • the mobile terminal can be extended to a wearable device that can be worn on the body beyond the user mainly holding in the hand.
  • wearable devices include a smart watch, a smart glass, a head mounted display (HMD), and the like.
  • HMD head mounted display
  • the wearable device may be configured to exchange (or interlock) data with another mobile terminal 100.
  • the short range communication module 114 may detect (or recognize) a wearable device that can communicate around the mobile terminal 100.
  • the controller 180 transmits at least a portion of data processed by the mobile terminal 100 through the short range communication module 114. Can be sent to. Therefore, the user may use data processed by the mobile terminal 100 through the wearable device. For example, when a call is received by the mobile terminal 100, a phone call may be performed through the wearable device, or when the message is received by the mobile terminal 100, the received message may be confirmed through the wearable device. .
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a watch-type mobile terminal 300 according to another embodiment of the present invention.
  • the watch-type mobile terminal 300 includes a main body 301 having a display unit 351 and a band 302 connected to the main body 301 so as to be worn on a wrist.
  • the mobile terminal 300 may include the features of the mobile terminal 100 of FIGS. 1A to 1C or similar features.
  • the main body 301 includes a case forming an external appearance.
  • the case may include a first case 301a and a second case 301b that provide an interior space for accommodating various electronic components.
  • the present invention is not limited thereto, and one case may be configured to provide the internal space so that the mobile terminal 300 of the unibody may be implemented.
  • the watch type mobile terminal 300 is configured to enable wireless communication, and the main body 301 may be provided with an antenna for wireless communication.
  • the antenna can extend the performance using a case.
  • a case containing a conductive material may be configured to be electrically connected with the antenna to extend the ground area or the radiation area.
  • the display unit 351 may be disposed on the front surface of the main body 301 to output information, and the display unit 351 may be provided with a touch sensor and implemented as a touch screen. As illustrated, the window 351a of the display unit 351 may be mounted on the first case 301a to form the front surface of the terminal body together with the first case 301a.
  • the main body 301 may include a sound output unit 352, a camera 321, a microphone 322, a user input unit 323, and the like.
  • the display unit 351 When the display unit 351 is implemented as a touch screen, the display unit 351 may function as the user input unit 323, and thus a separate key may not be provided in the main body 301.
  • the band 302 is made to be worn on the wrist to surround the wrist, and may be formed of a flexible material to facilitate wearing.
  • the band 302 may be formed of leather, rubber, silicone, synthetic resin, or the like.
  • the band 302 is configured to be detachable to the main body 301, the user can be configured to be replaced with various types of bands according to taste.
  • the band 302 can be used to extend the performance of the antenna.
  • the band may include a ground extension (not shown) electrically connected to the antenna to extend the ground area.
  • the band 302 may be provided with a fastener 302a.
  • the fastener 302a may be implemented by a buckle, a snap-fit hook structure, a velcro (trade name), or the like, and may include an elastic section or material. . In this figure, an example in which the fastener 302a is implemented in the form of a buckle is shown.
  • FIG. 3 is a plan view of a charger according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an internal plan view with the upper surface of FIG. 3 removed
  • FIG. 5 is a sectional view taken along AA of FIG. 3
  • FIG. 6 is a BB of FIG. 4.
  • 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4, and
  • FIG. 8 is a cutaway perspective view of a charger according to an embodiment of the present invention. 6 and 7 also show the upper case 210 as shown in FIG. 5.
  • the charging method of the mobile terminal 300 includes a wired charging method and a wireless charging method. 3 through 7, the charging connection terminal 260 is formed in the charger 200, the charging terminal 360 is formed in the mobile terminal 300, and the charging connection terminal ( The charging is performed in a state in which the 260 and the charging terminal 360 are electrically connected by direct contact.
  • the charger 200 includes a charge connection terminal 260 and a magnetic element 250
  • the charge connection terminal 260 is a plurality of pins (inside one side of the charger 200) ( 261, 262, 263, 264, 265 are formed in a set, and the magnetic element 250 is formed to be adjacent to the charging connection terminal 260.
  • pins 261 and 262 are data connection pins for data communication with the mobile terminal 300
  • pins 263 and 264 are pins used for charging, and form a current path L when charging.
  • 265 is a ground pin and is used for grounding. That is, as shown in FIG. 8, the electric charging path L is connected to the charging connection terminal 260 from the USB port 240 via the first printed circuit board 230, and the charging connection terminal ( 260 is electrically connected to the charging terminal 360 of the mobile terminal to be charged in the mobile terminal 300.
  • the magnetic element in the present invention may be, for example, a magnet, and is not particularly limited as long as the magnetic element can attract the metal member 374 described later by the magnetic force.
  • the charger 200 includes an upper case 210 forming upper and side surfaces, and a lower case 220 coupled to a lower portion of the upper case 210 to form an internal space in which components are embedded.
  • the upper surface of the charger 200 is formed concave
  • the lower surface of the mobile terminal 300 is formed convex to correspond to the upper surface of the charger 200 to be easily seated on the charger (200). That is, the upper case 210 is located in the center and occupies most of the upper surface, and consists of a flat plate-shaped base portion 201 and an inclined portion 202 rising upward while being bent from the base portion 201.
  • the inclined portion 202 is in contact with the rear edge portion 332 of the mobile terminal 300
  • the base portion 201 is in contact with the rear center portion 331 of the mobile terminal 300.
  • a magnetic element 250 is provided in an internal space of the charger 200, and the magnetic element 250 is provided inside the mobile terminal 300.
  • an attractive force are provided to attach the magnetic element 250 to the magnetic element 250. If only one magnetic element 250 and one metal member 375 are provided, the magnetic element 250 and the metal member 375 may be misaligned with each other despite the attraction of the magnetic element 250 and the metal member 375. This is a problem caused by the attraction force at the moment when the metal member 375 is positioned around the magnetic element 250 so that the position is fixed before the mobile terminal 300 and the charger 200 find the correct position.
  • the magnetic element 250 is disposed in a plurality of areas and at least one of the magnetic elements 250 is disposed around the charging connection terminal 260.
  • the reason for arranging at least one of the magnetic elements 250 to be adjacent to the charging connection terminal 260 is that the charging connection terminal 260 is in contact with the charging terminal 360 formed on one side of the rear surface of the mobile terminal 300. This is because the charging connection terminal 260 and the charging terminal 360 may be spaced apart from each other.
  • the charging connection terminal 260 including an elastic member (spring), such as a pogo pin is spaced apart from the charging connection terminal 260 and the charging terminal 360 because of the elastic force by the elastic member.
  • the magnetic element 250 is formed to be adjacent to the charge connection terminal 260.
  • the attraction force between the magnetic element 250 and the metal member 375 is greater than the elastic force of the elastic member spaced apart between the charging connection terminal 260 and the charging terminal 360.
  • magnets 266 and 267 may be disposed around the charging connection terminal 260 to be in easy contact with the charging terminal 360.
  • a single magnet 266 may be disposed around the charging connection terminal 260, and as shown in FIG. 5C, each of the pins 261, 262, 263, 264, and 265 may be disposed around each pin 261.
  • Magnets 267, 2671, 2672, 2673, 2674, and 2675 may be disposed.
  • the magnets 266 and 267 may be disposed in the inner space such that only upper ends of the plurality of pins 261, 262, 263, 264 and 265 are exposed to the outside. To this end, the magnets 266 and 267 may be disposed on an upper portion of the first printed circuit board 230.
  • the charger 200 not only functions to charge the mobile terminal 300, but also includes an external battery 235 in the internal space of the charger 200 to provide the mobile terminal ( 300 may be driven.
  • the external battery 235 may be used as a battery of the mobile terminal 300.
  • the mobile terminal 300 may be used immediately even when the internal battery 370 of the mobile terminal 300 is discharged.
  • the internal battery 370 may be charged to operate the mobile terminal 300.
  • the charger 200 may charge the internal battery 370 of the mobile terminal 300 by supplying power, the mobile terminal 300 may be charged by the external battery 235 disposed in the internal space of the charger 200. ) May be driven. In particular, it may be useful when the power supply to the charger 200 is difficult outdoors.
  • 11 and 12 are cross-sectional views of a mobile terminal and a charger coupled to one embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal 300 includes a rear case in which a display unit 351 is accommodated in the front case 310, and parts are built in the lower part of the front case 310. 320 is formed, and a battery case 330 covering the rear case 320 is formed on the rear surface of the rear case 320.
  • a second printed circuit board 340 is disposed below the display unit 351, and a charging terminal 360 is electrically connected to the second printed circuit board 340.
  • an internal battery 370 is disposed below the second printed circuit board 340 and charged from the charger 200.
  • the metal member 375 is disposed under the built-in battery 370.
  • the display unit 351 includes a window 351a, a touch sheet 351b, and an LCD module 351c, and the window 351a is operated by a battery 370 built in the mobile terminal 300. Or whether the battery is operated by the external battery 235 of the charger 200. That is, as shown in FIG. 20, it is possible to select whether to charge the mobile terminal 300 or to drive the mobile terminal 300 by the external battery 235. If the charging mode is selected, the charging status indicator 353 and the charging indicator 355 of the built-in battery 370 of the mobile terminal 300 are displayed in the window 351a.
  • the charge status indicator 353 of the internal battery 370 and the charge status indicator 355 of the external battery 235 are displayed in the window 351a.
  • the charging mode or the external battery mode may be selected by using the window 351a of the display unit 351 or by using a switch (not shown) of the charger 200. As such, in the external battery mode, it is possible to know which of the batteries 235 and 370 is being consumed.
  • the magnetic force is further increased by dividing the magnetic element 250. Therefore, the magnetic force is further increased by dividing the magnetic element 250 into a plurality of magnetic elements 250.
  • the magnetic element 250 is divided into a plurality of divided magnetic elements 251, 252, 253, and 254 to increase the attractive force between the magnetic element 250 and the metal member 375. That is, the magnetic element 250 may be formed by arranging a plurality of divided magnetic elements 251, 252, 253, and 254 on the same plane. Such a structure may be referred to as a parallel structure.
  • the magnetic element 250 may be formed of the upper layer 251 and the lower layer 252.
  • Such a structure may be referred to as a laminated structure.
  • the magnetic elements 250 may be disposed at diagonal positions to each other. As such, by placing the magnetic elements 250 in diagonal positions with each other, the mounting of the mobile terminal 300 and the charger 200 may be more accurately performed. For example, as illustrated in FIG. 10A, when the magnetic element 250a is disposed in a diagonal direction with the magnetic element 250b provided at one side of the charging connection terminal 260, the metal member in the mobile terminal 300 may be disposed. 375 balances the attraction between the magnetic elements 250a and 250b so that the mobile terminal 300 is in the correct position of the charger 200.
  • FIG. 10B illustrates a case in which the charge connection terminal 260 is located at the lower center
  • FIG. 10C illustrates a case in which the charge connection terminal 260 is located in the upper center
  • FIG. It shows a case where the upper one side. 10A to 10D, a magnetic element (250b in FIG. 10A) is disposed at one side of the charging connection terminal 260, and another magnetic element 250a is disposed at a diagonal position with the magnetic element 250b. It can be seen that.
  • the upper case 210 has a top surface which is formed convexly to the bottom, the top surface is inclined portion 202 formed in a flat or curved surface from the edge inward, and the base portion extending from the inclined portion 202 201 is made.
  • the base portion 201 is a portion where the rear center portion of the mobile terminal 300 contacts
  • the inclined portion 202 is a portion which contacts the edge portion 332 of the rear surface of the mobile terminal 300.
  • the inclined portion 202 and the base portion 201 seat the mobile terminal 300 in place. That is, the inclined portion 202 serves as a guide to position the mobile terminal 300 in the correct position.
  • the mobile terminal 300 is not particularly limited as long as it has a lower surface corresponding to an upper surface of the charger 200, and a metal member 375 is provided therein.
  • the metal member 375 may be formed inside the rear case 320 of the mobile terminal 300.
  • the metal member 375 may be divided into a plurality of regions in the region corresponding to the magnetic element 250. It may be formed to a size that can cover the 250).
  • FIG. 13 illustrates a mobile terminal 300, a mobile terminal 300, and a charger for explaining the arrangement of the metal member 375 and the coupling between the metal member 375 and the magnetic element 250, according to an exemplary embodiment.
  • 200 is a plan view of the coupled state.
  • FIG. 13A illustrates that a plurality of metal members 375a and 375b are disposed in two or more regions.
  • the metal members 375a and 375b may be formed of magnetic elements disposed in the plurality of regions. It can be seen that it is formed at a position corresponding to (250a, 250b). More specifically, the metal members 375a and 375b may be disposed on the magnetic elements 250a and 250b and overlap with at least a portion of the magnetic elements 250a and 250b, and may be adjacent to each other even if not overlapped. It may be. That is, in one embodiment of the present invention, the metal member 375 is disposed at a position in contact with or opposite to the magnetic element 250.
  • the coupling force between the magnetic element 250 and the metal member 375 may be increased, and thus, the mobile terminal 300. ) May be seated at a proper position of the charger 200.
  • FIG. 13C illustrates a case in which the metal member 375 is formed as one.
  • the metal member 375 includes a plurality of magnetic elements. It may be overlapped with the regions of 250a and 250b or disposed to be adjacent to the regions of the magnetic elements 250a and 250b.
  • the magnetic element 250 may be disposed in the metal container 255 or the magnetic element 250 may be disposed on the metal sheet 256 to shield the magnetic field of the magnetic element 250.
  • the magnetic element 250 may be disposed within the metal container 255 having a bottom surface and a side surface, and at the same time, the metal element 256 may be formed under the metal container 255 to the outside of the charger 200. The influence of the magnetic field to be formed can be reduced.
  • FIG. 9 is a rear perspective view of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal 300 is a watch type, and is formed on the front case 310 and the front case 310. And a battery case 330 covering the rear case 320 and the rear case 320 to be combined with each other.
  • the charging terminal 360 is formed at one side of the rear side of the battery case 330. It is provided.
  • the charging terminal 360 is prevented from being separated from the bottom of the battery case 330 and the base 201 of the charger 200 by the elastic member embedded in the charging connection terminal 260. ) Is a receiving groove 366 is formed.
  • the battery case 330 includes a rear center portion 331 which is flat and located at the center, and a rear edge portion 332 which is inclined from the rear center portion 331, and the rear center portion 331 and the rear edge portion. 332 has a shape corresponding to the base portion 202 and the inclined portion 201.
  • 11 and 12 are cross-sectional views of a mobile terminal and a charger coupled to one embodiment of the present invention.
  • a display unit 351 is accommodated in the front case 310 on an upper surface thereof, and a second printed circuit board 340 is disposed below the display unit 351.
  • the charging terminal 360 is electrically connected to the second printed circuit board 340.
  • an internal battery 370 is disposed below the second printed circuit board 340 and charged from the charger 200.
  • the metal member 375 is disposed under the built-in battery 370.
  • FIG. 14 is a plan view of a watch type mobile terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is an internal plan view of a charger 200 according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a DD line of FIG. Therefore, it is sectional drawing of the coupling state of the mobile terminal and charger which were taken.
  • the charging assembly of the mobile terminal 300 comprises a mobile terminal 300 and the charger 200, the mobile terminal 300 is The receiver coil unit 380 is provided, and the charger 200 includes transmit coil units 280, 281, and 282 that transmit and receive the receiver coil unit 380.
  • the receiving coil unit 380 is electrically connected to the second printed circuit board 340, and the magnetic element 250 and the metal member 375 are the same as described in the above embodiments, and thus, a detailed description thereof will be omitted. Let's do it.
  • the second embodiment of the present invention relates to wireless charging by the transmitting coil unit 280 and the receiving coil unit 380, and wirelessly charging by the electromagnetic induction method and magnetic resonance method. There is a way to charge.
  • the transmitting coil unit 280 and / or the receiving coil unit 380 may be implemented in a planar spiral type, and the transmitting coil unit 280 and / or the receiving coil unit 380 may have a cylindrical solenoid. It may be implemented in a form (Cylindrical Solenoid type).
  • the transmitting coil unit 280 and the receiving coil unit 380 may be formed of one or more spiral coils, or may be formed of one or more solenoids.
  • FIG. 15 illustrates a transmitting coil part 281 made of a single spiral coil
  • FIGS. 17 to 19 illustrate a transmitting coil part 282 made of a plurality of coils having a solenoid shape
  • the plurality of coils may include a first coil 282a formed of a larger circle disposed in the center, and a plurality of second coils 282b formed of smaller circles disposed around the first coil 282a.
  • It includes. 17 to 19 illustrate that a plurality of solenoid coils are formed, which may be equally applied to a spiral coil, and may be equally applied to a receiving coil unit 380 as well as a transmitting coil unit 280. have.
  • the sensing area between the charger 200 and the mobile terminal 300 is widened, thereby making it easier to transmit and receive wirelessly.
  • the sensing area means an area in which the charger 200 can detect the presence of the mobile terminal 300.
  • the mobile terminal 300 includes an internal battery 370, a second printed circuit board 340, and a receiving coil unit 380 disposed under the display unit 351. Included.
  • the receiving coil unit 380 is formed on the lower surface of the second printed circuit board 340
  • the transmitting coil unit 280 is formed on the upper surface of the first printed circuit board 230 and the receiving coil unit 380.
  • the transmission coil unit 280 is arranged close to each other. As such, when the receiving coil unit 380 and the transmitting coil unit 280 are disposed adjacent to each other, the efficiency of wireless power transmission may be improved. This is because the efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method, among wireless charging methods, is affected by the alignment and distance between the charger 200 and the mobile terminal 300.
  • FIG. 21 is a conceptual diagram illustrating a wireless charging according to an embodiment of the present invention
  • Figure 22 is a block diagram showing the configuration of a mobile terminal and a charger according to an embodiment of the present invention
  • Figure 23 is an induction It is a conceptual diagram illustrating that power is wirelessly transferred from a charger to a mobile terminal according to a coupling scheme.
  • the charger 200 may be a wireless power transmitter
  • the mobile terminal 300 may be a power receiver.
  • FIG. 22 is an exemplary view conceptually showing a charger and a mobile terminal according to the embodiments disclosed herein, wherein the charger 200 is a power transmission device for wirelessly transferring power required for the mobile terminal 300.
  • the charger 200 is a wireless charging device that charges the battery of the mobile terminal 300 by wirelessly transmitting power, and the charger 200 supplies power to the mobile terminal 300 that requires power in a non-contact state. It may be implemented in various types of devices for delivering.
  • the mobile terminal 300 is a device capable of operating by wirelessly receiving power from the charger 200. In addition, the mobile terminal 300 may charge the battery using the received wireless power.
  • the mobile terminal for receiving power wirelessly described herein includes all portable electronic devices, such as input and output devices such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart phone ( Smart phone (PDA), Personal Digital Assistants (PDA), Portable Multimedia Player (PMP), tablets, or multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
  • portable electronic devices such as input and output devices such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio
  • a mobile phone a cellular phone, a smart phone (Smart phone (PDA), Personal Digital Assistants (PDA), Portable Multimedia Player (PMP), tablets, or multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
  • PDA Smart phone
  • PDA Personal Digital Assistants
  • PMP Portable Multimedia Player
  • the mobile terminal 300 may be a mobile communication terminal (eg, a mobile phone, a cellular phone, a tablet) or a multimedia device.
  • the charger 200 may use one or more wireless power transfer methods to wirelessly transfer power to the mobile terminal 300 without contact with each other. That is, the charger 200 is based on an electromagnetic induction coupling based on an electromagnetic induction generated by the wireless power signal, and an electromagnetic resonance based on an electromagnetic resonance generated by a wireless power signal having a specific frequency. Power can be delivered using one or more of the Resonance Coupling schemes. At this time, the absence of contact between each other means that there is no electrical connection by wire, and does not mean that there is no physical contact between the charger 200 and the mobile terminal 300.
  • the wireless power transmission by the inductive coupling method is a technology for wirelessly transmitting power using a primary coil and a secondary coil, and a current is transmitted to the other coil side by a changing magnetic field generated by an electromagnetic induction phenomenon in one coil. It is said that power is delivered by being derived.
  • electromagnetic resonance occurs in the mobile terminal 300 by the wireless power signal transmitted from the charger 200, and the resonance phenomenon causes the wireless power transmission from the charger 200.
  • the power is transmitted to the mobile terminal 300.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of a charger 200 and a mobile terminal 300 employable in embodiments disclosed herein.
  • the charger 200 is configured to include a power transmission unit 270.
  • the power transmission unit 270 may include a power conversion unit 271 and a power transmission control unit 272.
  • the power converter 271 converts the power supplied from the transmission power supply unit 290 into a wireless power signal and transmits the converted power to the mobile terminal 300.
  • the wireless power signal transmitted by the power converter 271 is formed in the form of a magnetic field or an electromagnetic field having an oscillation characteristic.
  • the power converter 271 may be configured to include a coil for generating the wireless power signal.
  • the power converter 271 may be a transmission coil unit 280.
  • the power converter 271 may include a component for forming a wireless power signal of a different type according to each power transmission scheme.
  • the power converter 271 forms a magnetic field that changes in order to induce a current in the secondary coil (corresponding to the receiving coil unit 380) of the mobile terminal 300 according to an inductive coupling method. It may be configured to include a primary coil (corresponding to the transmission coil unit 280). In addition, in some embodiments, the power converter 271 includes a coil (or antenna) for forming a magnetic field having a specific resonance frequency in order to generate a resonance phenomenon in the mobile terminal 300 according to a resonance coupling scheme. Can be configured.
  • the power converter 271 may be configured to further include a circuit that can adjust the characteristics such as the frequency, applied voltage, current used to form the wireless power signal.
  • the power transmission control unit 272 controls each component included in the power transmission unit 270.
  • the power transmission control unit 272 may be implemented to be integrated with another control unit (not shown) for controlling the charger 200.
  • the power transmission control unit 272 may determine one or more characteristics of the frequency, voltage, and current of the power conversion unit 271 for forming the wireless power signal. The determination of the characteristic may be made by the condition of the charger 200 side or by the condition of the mobile terminal 300 side.
  • the power transmission control unit 272 may receive a power control message from the mobile terminal 300.
  • the power transmission control unit 272 may determine one or more characteristics of the frequency, voltage, and current of the power conversion unit 271 based on the received power control message, and other control based on the power control message. You can perform the operation.
  • the power transmission control unit 272 is used to form the wireless power signal according to a power control message including at least one of rectified power amount information, charging state information, and identification information of the mobile terminal 300.
  • a power control message including at least one of rectified power amount information, charging state information, and identification information of the mobile terminal 300.
  • One or more of the following characteristics can be determined: frequency, current, voltage.
  • the charger 200 may be configured to further include a power demodulation / demodulation unit 273 electrically connected to the power converter 271.
  • the modulation / demodulation unit 273 may be used to demodulate the wireless power signal modulated by the mobile terminal 300 to receive the power control message.
  • the power transmission control unit 272 may obtain a power control message by receiving user data including a power control message by a communication means (not shown) included in the charger 200.
  • the mobile terminal 300 includes a power supply unit 390.
  • the power supply unit 390 supplies power required for the operation of the mobile terminal 300.
  • the power supply unit 390 may include a power receiver 391 and a power reception controller 392.
  • the power receiver 391 receives the power wirelessly transferred from the charger 200.
  • the power receiver 391 may include components required to receive the wireless power signal according to a wireless power transfer method.
  • the power receiver 391 may receive power according to one or more wireless power transfer schemes.
  • the power receiver 391 may include components required for each scheme.
  • the power receiver 291 may be configured to include a coil (coil receiver 280) for receiving a wireless power signal transmitted in the form of a magnetic or electromagnetic field having a vibration characteristic.
  • a coil coil receiver 280
  • the power receiver 391 may include a secondary coil in which a current is induced by a magnetic field that is changed as a component according to an inductive coupling method.
  • the power receiver 391 may include a coil and a resonance forming circuit in which a resonance phenomenon is generated by a magnetic field having a specific resonance frequency as a component according to a resonance coupling method.
  • the power reception control unit 392 controls each component included in the power supply unit 390. More specifically, the power receiving control unit 392 may transmit a power control message to the charger 200.
  • the power control message may instruct the charger 200 to start or end the transmission of the wireless power signal.
  • the power control message may be to instruct the charger 200 to adjust the characteristics of the wireless power signal.
  • the power reception control unit 392 may transmit the power control message through the wireless power signal.
  • the mobile terminal 300 may be configured to further include a power demodulation / demodulation unit 393 electrically connected to the power receiver 391.
  • the modulation / demodulation unit 393 may be used to transmit the power control message through the wireless power signal as in the case of the charger 200 described above.
  • the modulation / demodulation unit 393 may be used as a means for adjusting a current and / or voltage flowing through the power converter 271 of the wireless power transmitter 100.
  • each of the demodulators 273 and 393 on the charger 200 side and the mobile terminal 300 side are used for transmission and reception of a power control message through a wireless power signal.
  • the wireless power signal formed by the power converter 271 is received by the power receiver 391.
  • the power reception control unit 392 controls the modulation / demodulation unit 393 on the side of the mobile terminal 300 to modulate the wireless power signal.
  • the power reception control unit 392 may perform a modulation process so that the amount of power received from the wireless power signal varies according to the reactance of the modulation / demodulation unit 393 connected to the power reception unit 391. have.
  • the change in the amount of power received from the wireless power signal causes a change in the current and / or voltage of the power converter 271 forming the wireless power signal.
  • the demodulation unit 273 on the charger 200 side detects a change in the current and / or voltage of the power converter 271 to perform a demodulation process.
  • the power receiving control unit 392 generates a packet including a power control message to be transmitted to the charger 200, modulates the wireless power signal to include the packet, and transmits the power transmission control unit ( 272 may obtain the power control message included in the packet by decoding the packet based on a result of performing the demodulation process of the modulator 273.
  • the power reception control unit 392 may transmit a power control message to the charger 200 by transmitting user data including a power control message by a communication means (not shown) included in the mobile terminal 300. have.
  • the power supply unit 390 may be configured to further include a charging unit 398 and a battery 399.
  • the battery 399 may be the same as the internal battery 370.
  • the mobile terminal 300 supplied with power for operation from the power supply unit 390 operates by the power delivered from the charger 200 or charges the battery 399 using the transferred power. Afterwards, the battery 399 may operate by power charged in the battery 399. In this case, the power receiving control unit 392 may control the charging unit 398 to perform charging using the transferred power.
  • FIG. 23 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a charger to a mobile terminal according to embodiments to which an inductive coupling method is applied.
  • the power converter 271 of the charger 200 is configured to include a transmission coil (Tx coil) 271a that acts as a primary coil in magnetic induction.
  • the power receiver 391 of the mobile terminal 300 is configured to include a receiving coil (Rx coil, 391a) to operate as a secondary coil in magnetic induction.
  • the transmitting coil 271a may be a transmitting coil unit 280
  • the receiving coil 391a may be a receiving coil unit 380.
  • the charger 200 and the mobile terminal 300 are disposed such that the transmitting coil 271a on the charger 200 side and the receiving coil on the mobile terminal 300 are close to each other. Thereafter, when the power transmission control unit 272 controls the current of the transmission coil 271a to change, the power receiver 391 uses the electromotive force induced in the reception coil 391a to the mobile terminal 300. Control to supply power.
  • the efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method has little influence on the frequency characteristic, but the alignment and distance between the charger 200 and the mobile terminal 300 including each coil. Will be affected.
  • the charger 200 may be formed to include one or more transmission coils 282a and 282b as shown in FIGS. 17 and 18.
  • the charger 200 may increase power transmission efficiency by selectively using a part of coils suitably arranged with the receiving coil 391a of the mobile terminal 300 among the one or more transmitting coils.
  • the present invention described above can be embodied as computer readable codes on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like. This also includes implementations in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer may include the controller 180 of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.
  • Embodiments of the present invention can be applied to an assembly for charging a mobile terminal.

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Abstract

본 발명은 이동 단말기의 충전 어셈블리에 관한 것으로, 상면 및 측면을 형성하는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 하부에 결합되어 부품이 내장되는 내부 공간을 형성하는 하부 케이스를 포함하는 충전기와, 상기 충전기에 안착되고, 상기 충전기와 전기적으로 연결되어 충전가능한 이동 단말기를 포함하고, 상기 내부 공간의 다수 영역에 자기 요소가 배치되고, 상기 이동 단말기에는 적어도 일부가 상기 자기 요소와 중첩되거나 인접한 영역에 배치되어 상기 자기 요소와의 인력에 의해 상기 자기 요소에 부착되는 금속부재가 배치되며, 상기 상면은, 상기 이동 단말기의 후면 가장자리부와 접촉하도록 하부로 절곡되는 경사부와, 상기 경사부로부터 연장되어 상기 이동 단말기의 후면 중앙부와 접촉하는 평평한 기저부를 포함하며, 상기 다수의 영역에 배치되는 자기 요소는 서로 대각선에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리가 개시된다.

Description

이동 단말기의 충전 어셈블리
본 발명은 이동 단말기를 충전기에 거치하여 충전하도록 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
이동 단말기를 충전기에 충전을 하기 위해 자력을 이용하는 경우가 있다. 예를 들면, 자석을 충전기에 배치하고, 금속부재를 이동 단말기에 배치하여 금속부재와 자석간의 인력에 의해 이동 단말기를 충전기에 안착시키는 것이다.
그러나, 이와 같은 경우에 자석 및 금속부재를 각각 하나씩만 사용함으로써 이동 단말기가 충전기와 어긋나게 안착되는 경우가 있었다
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 차폐 구조를 이용하여 자력 제품의 자기력선의 손상을 방지할 수 있도록 하는 이동단말기의 충전 어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 상면 및 측면을 형성하는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 하부에 결합되어 부품이 내장되는 내부 공간을 형성하는 하부 케이스를 포함하는 충전기와, 상기 충전기에 안착되고, 상기 충전기와 전기적으로 연결되어 충전가능한 이동 단말기를 포함하고, 상기 내부 공간의 다수 영역에 자기 요소가 배치되고, 상기 이동 단말기에는 적어도 일부가 상기 자기 요소와 중첩되거나 인접한 영역에 배치되어 상기 자기 요소와의 인력에 의해 상기 자기 요소에 부착되는 금속부재가 배치되며, 상기 상면은, 상기 이동 단말기의 후면 가장자리부와 접촉하도록 하부로 절곡되는 경사부와, 상기 경사부로부터 연장되어 상기 이동 단말기의 후면 중앙부와 접촉하는 평평한 기저부를 포함하며, 상기 다수의 영역에 배치되는 자기 요소는 서로 대각선에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리가 제공될 수 있다.
상기 충전기는 상기 내부 공간에 구비되어 상기 이동 단말기를 구동시키는 외장 배터리를 더 포함할 수 있고, 상기 충전기는 내부 일측에 다수의 핀으로 형성되어 외부에 노출되는 충전 연결 단자를 포함하고, 상기 자기 요소 중 적어도 하나는 상기 충전 연결 단자에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 다수의 영역 중 적어도 일 영역에 배치되는 자기 요소는, 적어도 두 개 이상의 분할 자기 요소가 동일 평면에 나란히 배치되어 형성될 수 있고, 상기 자기 요소는 적어도 두 개의 층으로 적층되어 형성될 수도 있다.
상기 자기 요소는 금속 용기에 수용될 수 있고, 상기 금속 용기의 하부에는 자기장을 차폐시키는 금속 시트가 배치될 수 있다.
상기 충전 연결 단자의 일부는 상기 상면을 관통하여 외부에 노출되고, 상기 이동 단말기에는 상기 충전 연결 단자와 접촉하는 충전 단자가 형성될 수 있고, 상기 충전 연결 단자는 내부에 탄성부재가 내장되는 포고핀(pogo pin)일 수 있다.
상기 충전 연결 단자의 일부는 상기 내부 공간에 구비되는 자석에 의해 감싸여져 있을 수 있다.
상기 이동 단말기는 디스플레이부가 수용되는 프론트 케이스와, 상기 프론트 케이스의 하부에 형성되어 부품이 구비되도록 하는 리어 케이스와, 상기 리어 케이스의 하부에 형성되고 내장 배터리가 구비되며, 상기 리어 케이스를 덮는 배터리 케이스를 포함하고, 상기 충전 단자는 내측으로 리세스된 수용홈에 형성될 수 있다.
상기 금속부재는 상기 리어 케이스의 내측에 형성될 수 있고, 상기 금속부재는 하나 또는 다수 개로 형성될 수 있으며, 상기 디스플레이부는 상기 내장 배터리 또는 외장 배터리 중 어느 것이 소요되는지 표시될 수 있다.
상기 충전기는 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일부를 구비하고, 상기 이동 단말기는 상기 송신 코일부와 송수신하여 무선으로 전기를 받는 수신 코일부를 구비하며, 상기 송신 코일부로부터 무선으로 받은 전기를 상기 이동 단말기의 배터리에 저장할 수 있다.
상기 송신 코일부는 나선 형상의 코일 또는 솔레노이드 형상의 코일일 수 있고, 상시 수신 코일부는 나선 형상의 코일 또는 솔레노이드 형상의 코일일 수 있다.
상기 코일은 중앙에 배치되는 제1 코일과, 상기 제1 코일의 주변에 형성되는 다수의 제2 코일을 포함할 수 있고, 상기 송신 코일부는 상기 충전기의 내부에 형성되는 제1 인쇄회로기판의 상면에 배치되고, 상기 수신 코일부는 상기 이동 단말기의 내부에 형성되는 제2 인쇄회로기판의 하면에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 이동 단말기를 충전기에 충전시 손쉽게 자력으로 충전 위치를 찾도록 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 차폐 구조를 이용하여 자기 장의 영향을 최소화할 수 있다는 장점이 있으며, 충전 연결 단자와 충전 단자간의 반발력보다 자기 요소에 의한 인력이 더 크도록 함으로써 충전시 충전 연결 단자와 충전 단자간의 미접촉 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 충전기의 평면도이다.
도 4는 도 3의 상면을 제거한 상태에서의 내부 평면도이다.
도 5는 도 3의 AA를 따라서 취한 단면도이다.
도 6은 도 4의 BB를 따라서 취한 단면도이다.
도 7은 도 4의 CC를 따라서 취한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 충전기의 절개사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 관련된 충전기 내의 자기 요소의 다양한 배치도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기와 충전기가 결합된 상태의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예와 관련된 금속부재의 배치 및 금속부재와 자기 요소와의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 충전기의 내부 평면도이다.
도 16은 도 14의 DD선을 따라서 취한 이동 단말기와 충전기의 결합 상태의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예와 관련된 충전기의 내부 평면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예와 관련된 충전기의 내부 사시도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 이동 단말기와 충전기의 결합 상태의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 사용예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전을 설명하기 위한 개념도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기 및 충전기의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 23은 유도 결합 방식에 따라 충전기로부터 이동 단말기에 무선으로 전력이 전달되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
한편, 이동 단말기는 사용자가 주로 손에 쥐고 사용하는 차원을 넘어서, 신체에 착용할 수 있는 웨어러블 디바이스(wearable device)로 확장될 수 있다. 이러한 웨어러블 디바이스에는 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display) 등이 있다. 이하, 웨어러블 디바이스로 확장된 이동 단말기의 예들에 대하여 설명하기로 한다.
웨어러블 디바이스는 다른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환(또는 연동) 가능하게 이루어질 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 감지된 웨어러블 디바이스가 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 근거리 통신 모듈(114)을 통하여 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 사용자는 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를 웨어러블 디바이스를 통하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기(300)의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 와치 타입의 이동 단말기(300)는 디스플레이부(351)를 구비하는 본체(301) 및 본체(301)에 연결되어 손목에 착용 가능하도록 구성되는 밴드(302)를 포함한다. 일반적으로 이동 단말기(300)는 도1a 내지 도 1c의 이동 단말기(100)의 특징 또는 그와 유사한 특징을 포함할 수 있다.
본체(301)는 외관을 형성하는 케이스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이스는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 제1케이스(301a) 및 제2케이스(301b)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성되어 유니 바디의 이동 단말기(300)가 구현될 수도 있다.
와치 타입의 이동 단말기(300)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(301)에는 상기 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.
본체(301)의 전면에는 디스플레이부(351)가 배치되어 정보를 출력할 수 있으며, 디스플레이부(351)에는 터치센서가 구비되어 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(351)의 윈도우(351a)는 제1 케이스(301a)에 장착되어 제1 케이스(301a)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
본체(301)에는 음향 출력부(352), 카메라(321), 마이크로폰(322), 사용자 입력부(323) 등이 구비될 수 있다. 디스플레이부(351)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 사용자 입력부(323)로 기능할 수 있으며, 이에 따라 본체(301)에 별도의 키가 구비되지 않을 수 있다.
밴드(302)는 손목에 착용되어 손목을 감싸도록 이루어지며, 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그러한 예로서, 밴드(302)는 가죽, 고무, 실리콘, 합성수지 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 밴드(302)는 본체(301)에 착탈 가능하게 구성되어, 사용자가 취향에 따라 다양한 형태의 밴드로 교체 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 밴드(302)는 안테나의 성능을 확장시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 밴드에는 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역을 확장시키는 그라운드 확장부(미도시)가 내장될 수 있다.
밴드(302)에는 파스너(fastener; 302a)가 구비될 수 있다. 파스너(302a)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(302a)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 이동 단말기에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 충전기의 평면도, 도 4는 도 3의 상면을 제거한 상태에서의 내부 평면도, 도 5는 도 3의 AA를 따라서 취한 단면도, 도 6은 도 4의 BB를 따라서 취한 단면도, 도 7은 도 4의 CC를 따라서 취한 단면도, 도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 충전기의 절개사시도이다. 다만, 도 6 및 도 7에서도 도 5에서와 같이 상부 케이스(210)를 함께 나타낸 것이다.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 충전기(200)에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(300)의 충전 방식은 유선 충전 방식과 무선 충전 방식을 포함한다. 상기 유선 충전 방식은 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 충전기(200)에는 충전 연결 단자(260)가 형성되고, 이동 단말기(300)에는 충전 단자(360)가 형성되며 상기 충전 연결 단자(260) 및 충전 단자(360)가 직접 접촉에 의해 전기적으로 연결된 상태로 충전이 이루어지는 방식이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전기(200)는 충전 연결 단자(260)와 자기 요소(250)를 포함하는데, 상기 충전 연결 단자(260)는 충전기(200)의 내부 일측에 다수의 핀(261,262,263,264,265)이 세트로 형성되고, 상기 자기 요소(250)는 상기 충전 연결 단자(260)에 인접하도록 형성된다. 상기 다수의 핀 중 핀(261,262)는 이동 단말기(300)와의 데이터 통신을 위한 데이터 연결 핀이고, 핀(263,264)는 충전을 위해 사용되는 핀으로, 충전시 전류 경로(L)를 형성하며, 핀(265)는 그라운드용 핀으로 접지를 위해 사용된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 전기 충전 경로(L)는 USB 포트(240)로부터 제1 인쇄회로기판(230)을 경유하여 충전 연결 단자(260)로 연결되어 형성되며, 상기 충전 연결 단자(260)는 이동 단말기의 충전 단자(360)와 전기적으로 연결되어 이동 단말기(300)에 충전되도록 한다.
본 발명에서의 자기 요소는 일 예로, 자석(magnet)일 수 있으며, 자력에 의해 후술하는 금속부재(374)를 끌어당길 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 충전기(200)는 상면 및 측면을 형성하는 상부 케이스(210)와, 상기 상부 케이스(210)의 하부에 결합되어 부품이 내장되는 내부 공간을 형성하는 하부 케이스(220)를 포함한다. 상기 충전기(200)의 상면은 오목하게 형성되고, 이동 단말기(300)의 하부면은 충전기(200)에 용이하게 안착되도록 상기 충전기(200)의 상면과 대응되도록 볼록하게 형성된다. 즉, 상부 케이스(210)는 중앙에 위치하고 상면 대부분을 차지하며 평평한 판 형상의 기저부(201)와, 상기 기저부(201)로부터 절곡되면서 위로 상승하는 경사부(202)로 이루어진다. 이때, 상기 경사부(202)는 상기 이동 단말기(300)의 후면 가장자리부(332)와 접촉하고, 상기 기저부(201)는 상기 이동 단말기(300)의 후면 중앙부(331)와 접촉한다.
이때, 상기 충전기(200)와 이동 단말기(300)가 용이하게 결합되도록 하기 위해서 충전기(200)의 내부 공간에는 자기 요소(250)를 구비하고, 이동 단말기(300)의 내부에는 상기 자기 요소(250)와 인력이 작용하여 상기 자기 요소(250)에 부착되는 금속부재(375)가 구비되어 있다. 만약, 상기 자기 요소(250)와 금속부재(375)가 각각 하나씩만 구비되어 있다면, 자기 요소(250)와 금속부재(375)의 인력에 불구하고 어긋나게 결합되는 경우가 있다. 이는 자기 요소(250)의 주변에 금속부재(375)가 위치하는 순간 인력이 작용하여 이동 단말기(300)와 충전기(200)가 정위치를 찾기도 전에 위치가 고정되어 버리기 때문에 발생되는 문제이다.
이를 극복하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 상기 자기 요소(250)를 다수의 영역에 배치함과 동시에 자기 요소(250) 중 적어도 하나를 상기 충전 연결 단자(260)의 주변에 배치하도록 하였다. 이와 같이 자기 요소(250) 중 적어도 하나를 충전 연결 단자(260)에 인접하도록 배치하는 이유는 상기 충전 연결 단자(260)는 이동 단말기(300)의 후면 일측에 형성되는 충전 단자(360)와의 접촉에 의해 상기 충전 연결 단자(260)와 충전 단자(360) 사이에 이격될 수 있기 때문이다. 특히, 포고핀(pogo pin)과 같이 탄성부재(스프링)를 포함하는 충전 연결 단자(260)는 탄성부재에 의한 탄성력 때문에 충전 연결 단자(260)와 충전 단자(360)가 이격된다. 이와 같이 충전 연결 단자(260)와 충전 단자(360)의 이격 거리를 최소화하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 자기 요소(250)를 충전 연결 단자(260)에 인접하도록 형성한다.
이때, 상기 충전 연결 단자(260)와 충전 단자(360) 사이를 이격시키는 탄성부재의 탄성력보다 자기 요소(250)와 금속부재(375)간의 인력이 보다 커야 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 충전 연결 단자(260)의 주변에 자석(266,267)을 배치하여, 상기 충전 단자(360)와 용이하게 접촉되도록 할 수 있다. 예를 들면, 도 5b에서와 같이 상기 충전 연결 단자(260)의 주변에 단일의 자석(266)을 배치할 수도 있고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 각각의 핀(261,262,263,264,265)의 주위에 각각의 자석(267,2671,2672,2673,2674,2675)을 배치할 수도 있다. 상기 자석(266,267)은 상기 내부 공간에 배치되도록 하여, 다수의 핀(261,262,263,264,265)의 상단부만 외부에 노출되도록 한다. 이를 위하여 상기 자석(266,267)을 제1 인쇄회로기판(230)의 상부에 배치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서의 충전기(200)는 이동 단말기(300)를 충전하는 기능을 할 뿐만 아니라, 상기 충전기(200)의 내부 공간에 외장 배터리(235)를 구비하여 상기 이동 단말기(300)를 구동시킬 수도 있다. 다시 말해, 상기 외장 배터리(235)를 상기 이동 단말기(300)의 배터리로 사용할 수도 있다. 이를 위하여 상기 외장 배터리(235)를 미리 충전해둘 필요가 있다. 이와 같이 외장 배터리(235)를 미리 충전해두면 이동 단말기(300)의 내장 배터리(370)가 방전된 상태에서도 즉시 이동 단말기(300)를 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 외장 배터리(235)가 충전되어 있지 않은 상태에서는 상기 내장 배터리(370)를 충전하여 이동 단말기(300)를 작동시킬 수도 있다.
즉, 상기 충전기(200)는 전원 공급에 의해 이동 단말기(300)의 내장 배터리(370)를 충전할 수도 있지만, 충전기(200)의 내부 공간에 배치되는 외장 배터리(235)에 의해 이동 단말기(300)가 구동될 수도 있다. 특히, 야외에서 충전기(200)로의 전원 공급이 어려운 경우에 유용하게 사용할 수 있다.
한편, 도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기와 충전기가 결합된 상태의 단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(300)는 상면에는 디스플레이부(351)가 프론트 케이스(310)에 수용되며, 상기 프론트 케이스(310)의 하부에는 부품들이 내장되는 리어 케이스(320)가 형성되며, 상기 리어 케이스(320)의 후면에는 리어 케이스(320)를 덮는 배터리 케이스(330)가 형성된다. 상기 디스플레이부(351)의 하부에는 제2 인쇄회로기판(340)이 배치되어 있으며, 상기 제2 인쇄회로기판(340)에는 충전 단자(360)가 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 제2 인쇄회로기판(340)의 하부에는 내장 배터리(370)가 배치되어 충전기(200)로부터 충전된다. 상기 내장 배터리(370)의 하부에는 금속부재(375)가 배치된다.
이때, 상기 디스플레이부(351)는 윈도우(351a), 터치 시트(351b) 및 엘시디 모듈(351c)을 포함하며, 상기 윈도우(351a)에는 이동 단말기(300)에 내장된 배터리(370)에 의해 작동되는지, 충전기(200)의 외장 배터리(235)에 의해 작동되는지 여부를 표시할 수 있다. 즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(300)를 충전할지 외장 배터리(235)에 의해 이동 단말기(300)를 구동할지를 선택할 수 있다. 만약, 충전 모드를 선택하면, 윈도우(351a)에는 이동 단말기(300)의 내장 배터리(370)의 충전 상태 표시등(353)과, 충전 표시등(355)이 표시된다. 반면, 외장 배터리 모드를 선택하면, 윈도우(351a)에는 내장 배터리(370)의 충전 상태 표시등(353)과, 외장 배터리(235)의 충전 상태 표시등(355)이 표시된다. 상기 충전 모드 또는 외장 배터리 모드의 선택은 디스플레이부(351)의 윈도우(351a)에서 할 수 있고, 충전기(200)의 스위치(미도시)를 이용해서 할 수도 있다. 이와 같이, 외장 배터리 모드인 경우에는 배터리(235,370) 중 어느 배터리가 소비되고 있는지 알 수 있는 장점이 있다.
자기 요소(250)의 특성상 자기 요소(250)를 분할할수록 자력은 더욱 증가하게 되므로, 동일한 크기의 자기 요소(250)에 의하더라도 다수 개로 분할할수록 자력은 더욱 증가하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 자기 요소(250)와 금속부재(375)간의 인력을 증가시키기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 자기 요소(250)를 복수의 분할 자기 요소(251,252,253,254)로 분할하였다. 즉, 상기 자기 요소(250)는 동일 평면 상에서 다수의 분할 자기 요소(251,252,253,254)가 배치되어 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는 병렬 구조로 지칭될 수 있다.
나아가, 자력을 더욱 증가시키기 위하여 다수의 층으로 적층하여 형성할 수도 있다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 자기 요소(250)는 상부층(251)과 하부층(252)으로 형성될 수도 있다. 이와 같은 구조는 적층 구조로 지칭될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 자기 요소(250)들간의 자력 방해를 최소화하기 위하여 도 10에 도시된 바와 같이, 자기 요소(250)들은 서로 대각선 위치에 배치되도록 한다. 이와 같이, 자기 요소(250)들을 서로 대각선 위치에 배치함으로써 이동 단말기(300)와 충전기(200)의 거치가 보다 정확하게 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 10a에 도시된 바와 같이, 충전 연결 단자(260)의 일측에 구비되는 자기 요소(250b)와의 대각선 방향에 자기 요소(250a)를 배치하면, 이동 단말기(300) 내의 금속부재(375)가 상기 자기 요소(250a,250b)간의 인력이 균형을 이룸으로써 이동 단말기(300)가 충전기(200)의 정위치에 위치하게 된다.
도 10b는 충전 연결 단자(260)가 하부 중앙에 위치하는 경우를 나타낸 것이고, 도 10c는 충전 연결 단자(260)가 상부 중앙에 위치하는 경우를 나타낸 것이며, 도 10d는 충전 연결 단자(260)가 상부 일측에 위치하는 경우를 나타낸 것이다. 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 상기 충전 연결 단자(260)의 일측에는 자기 요소(도 10a에서는 250b)가 배치되며, 상기 자기 요소(250b)와 대각선의 위치에 다른 자기 요소(250a)가 배치되는 것을 알 수 있다.
이때, 상기 상부 케이스(210)는 하부로 볼록하게 형성되는 상면을 구비하는데, 상기 상면은 가장자리에서부터 내측으로 평면 또는 곡면으로 형성되는 경사부(202)와, 상기 경사부(202)로부터 연장되는 기저부(201)를 포함하여 이루어진다. 상기 기저부(201)는 앞서 설명한 바와 같이 이동 단말기(300)의 후면 중앙 부분이 접촉하는 부분이고, 경사부(202)는 상기 이동 단말기(300)의 후면의 가장자리부(332)와 접촉하는 부분이다. 상기 경사부(202) 및 기저부(201)에 의해 이동 단말기(300)가 정위치에 안착된다. 즉, 상기 경사부(202)에 의해 상기 이동 단말기(300)가 정위치로 위치하도록 가이드 역할을 한다.
상기 이동 단말기(300)는 상기 충전기(200)의 상면에 대응되는 하부면을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 그 내부에는 금속부재(375)가 구비된다.
상기 금속부재(375)는 상기 이동 단말기(300)의 리어 케이스(320)의 내측에 형성될 수 있는데, 상기 자기 요소(250)와 대응되는 영역에 복수 개로 분할 형성될 수도 있고, 상기 자기 요소(250)를 커버할 수 있는 크기로 넓게 형성될 수도 있다.
이하에서는 이에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속부재(375)의 배치 및 금속부재(375)와 자기 요소(250)와의 결합을 설명하기 위한 이동 단말기(300) 및 이동 단말기(300)와 충전기(200)가 결합된 상태의 평면도이다.
도 13a는 다수의 금속부재(375a,375b)가 두 개 이상의 영역에 배치되는 것을 도시한 것인데, 도 13b를 참조하면, 상기 금속부재(375a,375b)는 상기 다수의 영역에 배치되는 자기 요소(250a,250b)에 대응되는 위치에 형성됨을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 금속부재(375a,375b)는 자기 요소(250a,250b)의 상부에 배치되면서, 상기 자기 요소(250a,250b)의 적어도 일부와 중첩될 수 있으며, 중첩되지 않더라도 인접하여 배치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서의 상기 금속부재(375)는 상기 자기 요소(250)와 맞닿은 위치 또는 대향하는 위치에 배치된다.
이와 같이, 다수의 자기 요소(250a,250b)에 대응되는 위치에 금속부재(375a,375b)를 배치함으로써 자기 요소(250)와 금속부재(375)간의 결합력을 높일 수 있으며, 나아가 이동 단말기(300)가 충전기(200)의 정위치에 안착되도록 할 수 있다.
또한, 도 13c에서는 금속부재(375)가 하나로 형성되는 경우를 도시한 것인데, 상기 금속부재(375)가 하나인 경우에는 도 13d에 도시된 바와 같이, 상기 금속부재(375)는 다수의 자기 요소(250a,250b)의 영역과 중첩되거나, 자기 요소(250a,250b)의 영역에 인접하도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 자기 요소(250)의 자기장을 차폐시키기 위하여 자기 요소(250)를 금속 용기(255)에 배치하거나 금속 시트(256) 상에 자기 요소(250)를 배치할 수 있다. 일 예로 상기 자기 요소(250)는 바닥면과 측면을 구비하는 금속 용기(255) 내에 배치함과 동시에 상기 금속 용기(255)의 하부에 금속 시트(256)를 형성함으로써 충전기(200)의 외부에까지 형성되는 자기장의 영향을 감소시킬 수 있도록 하였다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도인데, 도 9에 도시된 바와 같이 이동 단말기(300)는 와치 타입이고, 상측에 형성되는 프론트 케이스(310), 상기 프론트 케이스(310)와 결합되어 부품이 내장되도록 하는 리어 케이스(320) 및 상기 리어 케이스(320)를 덮는 배터리 케이스(330)를 포함하여 이루어지며, 상기 배터리 케이스(330)의 후면 일측에는 충전 단자(360)가 구비되어 있다. 상기 충전 단자(360)가 충전 연결 단자(260)에 내장된 탄성부재에 의해 상기 배터리 케이스(330)의 후면과 충전기(200)의 기저부(201)가 이격되는 것을 방지하기 위하여 상기 충전 단자(360)는 수용홈(366)이 형성되어 있다. 또한, 상기 배터리 케이스(330)는 평평하고 중앙에 위치하는 후면 중앙부(331)와, 후면 중앙부(331)로부터 경사져있는 후면 가장자리부(332)를 포함하며, 상기 후면 중앙부(331)와 후면 가장자리부(332)는 상기 기저부(202) 및 경사부(201)에 대응되는 형상을 갖는다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기와 충전기가 결합된 상태의 단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(300)는 상면에 디스플레이부(351)가 프론트 케이스(310)에 수용되며, 상기 디스플레이부(351)의 하부에는 제2 인쇄회로기판(340)이 배치되어 있으며, 상기 제2 인쇄회로기판(340)에는 충전 단자(360)가 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 제2 인쇄회로기판(340)의 하부에는 내장 배터리(370)가 배치되어 충전기(200)로부터 충전된다. 상기 내장 배터리(370)의 하부에는 금속부재(375)가 배치된다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기의 평면도이고, 도 15는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 충전기(200)의 내부 평면도이고, 도 16은 도 14의 DD선을 따라서 취한 이동 단말기와 충전기의 결합 상태의 단면도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 단말기(300)의 충전 어셈블리는 이동 단말기(300)와 충전기(200)를 포함하여 이루어지고, 상기 이동 단말기(300)는 수신 코일부(380)를 구비하고, 충전기(200)는 상기 수신 코일부(380)와 송수신하는 송신 코일부(280,281,282)를 구비한다.
이때, 상기 수신 코일부(380)는 제2 인쇄회로기판(340)과 전기적으로 연결되며, 자기 요소(250) 및 금속부재(375)는 앞선 실시예에서 설명한 바와 동일하므로 이하에서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에서는 송신 코일부(280)와 수신 코일부(380)에 의해 무선으로 충전하는 것에 관한 것으로, 전자기 유도 방식에 의해 무선으로 충전하는 방식과, 자기 공명 방식에 의해 무선으로 충전하는 방식이 있다. 상기 송신 코일부(280) 및/또는 수신 코일부(380)는 평판 나선형태(Planar Spiral type)로 구현될 수 있으며, 상기 송신 코일부(280) 및/또는 수신 코일부(380)는 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 송신 코일부(280) 및 수신 코일부(380)는 하나 이상의 나선형태의 코일로 이루어지거나, 하나 이상의 솔레노이드 형태로 이루어질 수 있다.
도 15에서는 하나의 나선형태의 코일로 이루어진 송신 코일부(281)를 도시하였고, 도 17 내지 도 19에서는 솔레노이드 형태로 이루어진 다수의 코일로 이루어진 송신 코일부(282)를 도시한 것이다. 이때, 다수의 코일은 중앙에 배치되는 보다 큰 원으로 형성되는 제1 코일(282a)과, 상기 제1 코일(282a)의 주변에 배치되는 보다 작은 원으로 형성되는 다수의 제2 코일(282b)을 포함한다. 도 17 내지 도 19에서는 솔레노이드 형태의 코일이 다수 개로 형성되는 것을 도시하였는데, 이는 나선 형태의 코일에도 동일하게 적용될 수 있으며, 송신 코일부(280) 뿐만 아니라 수신 코일부(380)에도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 다수의 코일로 이루어지면 충전기(200)와 이동 단말기(300)간의 감지 영역이 넓어져 무선 송수신이 보다 용이하게 된다. 상기 감지 영역은 충전기(200)가 이동 단말기(300)의 존재를 감지할 수 있는 영역을 의미한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에서의 이동 단말기(300)는 디스플레이부(351)의 하부에 내장 배터리(370), 제2 인쇄회로기판(340) 및 수신 코일부(380)가 포함된다. 이때, 수신 코일부(380)는 제2 인쇄회로기판(340)의 하면에 형성되고, 송신 코일부(280)는 제1 인쇄회로기판(230)의 상면에 형성되어 수신 코일부(380)와 송신 코일부(280)가 서로 가까운 곳에 배치되도록 한다. 이와 같이 수신 코일부(380)와 송신 코일부(280)를 인접한 곳에 배치하면 무선 전력 전달의 효율이 향상될 수 있다. 이는 무선 충전 방식 중 특히 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은 충전기(200)와 이동 단말기(300)간의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전을 설명하기 위한 개념도이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기 및 충전기의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이며, 도 23은 유도 결합 방식에 따라 충전기로부터 이동 단말기에 무선으로 전력이 전달되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
이하에서는 도 21 내지 도 23을 참조하여, 무선 충전 방식에 대하여 설명하기로 한다. 이때, 상기 충전기(200)는 무선 전력 전송장치일 수 있으며, 이동 단말기(300)는 전력 수신장치일 수 있다.
도 22는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 충전기 및 이동 단말기를 개념적으로 나타낸 예시도인데, 상기 충전기(200)는 상기 이동 단말기(300)에 필요한 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달 장치이다.
상기 충전기(200)는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 이동 단말기(300)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치로, 상기 충전기(200)는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 이동 단말기(300)에 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.
상기 이동 단말기(300)는 상기 충전기(200)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 이동 단말기(300)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 이동 단말기는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.
상기 이동 단말기(300)는 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다.
한편, 상기 충전기(200)는 상기 이동 단말기(300)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달하기 위하여 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용할 수 있다. 즉, 상기 충전기(200)는 상기 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기적 공진 현상에 기초한 전자기 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다. 이때, 상호간 접촉이 없다는 것은 유선에 의한 전기적 연결이 없음을 의미하는 것이고, 충전기(200)와 이동 단말기(300)의 물리적인 접촉이 없음을 의미하는 것은 아니다.
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 하나의 코일에서 전자기 유도 현상에 의하여 생성되는 변화하는 자기장에 의하여 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 상기 충전기(200)에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 이동 단말기(300)에서 전자기적 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 충전기(200)로부터 상기 이동 단말기(300)로 전력이 전달되는 것을 말한다.
이하에서는 본 명세서에 개시된 충전기(200) 및 이동 단말기(300)에 관한 실시예들이 구체적으로 설명된다.
도 22는 본 명세서에 개시된 실시예들에서 채용 가능한 충전기(200) 및 이동 단말기(300)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 22a를 참조하면, 상기 충전기(200)는 전력 전달부(Power Transmission Unit,270)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(270)는 전력 변환부(Power Conversion Unit,271) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit,272)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전력 변환부(271)는 송신측 전원 공급부(290)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 이동 단말기(300)로 전달한다. 상기 전력 변환부(271)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(271)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전력 변환부(271)는 송신 코일부(280)일 수 있다.
상기 전력 변환부(271)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서는, 상기 전력 변환부(271)는 유도 결합 방식에 따라 상기 이동 단말기(300)의 2차 코일(수신 코일부(380)에 해당)에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일(송신 코일부(280)에 해당)을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시예들에서는, 상기 전력 변환부(271)는 공진 결합 방식에 따라 상기 이동 단말기(300)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 전력 변환부(271)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 전력 전달부(270)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 일 실시예에서는, 상기 전력 송신 제어부(272)가 상기 충전기(200)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(271)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 충전기(200) 측의 조건에 의하여 또는 상기 이동 단말기(300) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 이동 단말기(300)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(271)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 이동 단말기(300)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 충전기(200)는 상기 전력 변환부(271)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit,273)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(273)는 상기 이동 단말기(300)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다.
그 밖에, 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 충전기(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.
도 22b를 참조하면, 상기 이동 단말기(300)는 전원 공급부(390)를 포함한다. 상기 전원 공급부(390)는 상기 이동 단말기(300)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(390)는 전력 수신부(391) 및 전력 수신 제어부(392)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전력 수신부(391)는 상기 충전기(200)로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.
상기 전력 수신부(391)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다.
상기 전력 수신부(391)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(391)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일(코일 수신부(280))을 포함하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 전력 수신부(391)가 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(391)가 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 형성 회로를 포함할 수 있다.
상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 전원 공급부(390)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 충전기(200)로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 충전기(200)에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 충전기(200)에 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.
상기 전력 수신 제어부(392)가 상기 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송할 수 있다.
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 이동 단말기(300)는 상기 전력 수신부(391)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit,393)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(393)는, 전술된 상기 충전기(200)의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(393)는 상기 무선 전력 송신장치(100)의 전력 변환부(271)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다.
이하, 상기 충전기(200) 측과 상기 이동 단말기(300) 측의 각각의 변복조부(273 및 393)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.
상기 전력 변환부(271)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(391)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 이동 단말기(300) 측의 변복조부(393)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 전력 수신부(391)와 연결된 변복조부(393)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(271)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 충전기(200) 측의 변복조부(273)는 상기 전력 변환부(271)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.
즉, 상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 충전기(200)에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(272)는 상기 변복조부(273)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코딩(decoding)함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다.
상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 이동 단말기(300)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 충전기(200)로 전송할 수도 있다.
그 밖에, 상기 전원 공급부(390)는 충전부(398) 및 배터리(399)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이때의 배터리(399)는 상기 내장 배터리(370)와 동일할 수 있다.
상기 전원 공급부(390)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 이동 단말기(300)는 상기 충전기(200)로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(399)를 충전한 후 상기 배터리(399)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(392)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(398)를 제어할 수 있다.
도 23은 유도 결합 방식이 적용되는 실시예들에 따라 충전기로부터 이동 단말기에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한 것이다.
충전기(200)의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(270) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 이동 단말기(300) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.
이 방식에 따르면, 상기 충전기(200)의 상기 전력 변환부(271)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil,271a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 이동 단말기(300)의 상기 전력 수신부(391)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil,391a)을 포함하도록 구성된다. 이때, 상기 전송 코일(271a)은 송신 코일부(280)일 수 있고, 상기 수신 코일(391a)은 수신 코일부(380)일 수 있다.
먼저 상기 충전기(200) 측의 상기 전송 코일(271a)과 상기 이동 단말기(300) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 충전기(200) 및 상기 이동 단말기(300)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(272)가 상기 전송 코일(271a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(391)는 상기 수신 코일(391a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 이동 단말기(300)에 전원을 공급하도록 제어한다.
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 충전기(200) 및 상기 이동 단말기(300) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.
한편, 상기 충전기(200)는 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 전송 코일(282a,282b)을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 충전기(200)는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 이동 단말기(300)의 수신 코일(391a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 실시예는 이동 단말기를 충전하는 어셈블리에 적용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 상면 및 측면을 형성하는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 하부에 결합되어 부품이 내장되는 내부 공간을 형성하는 하부 케이스를 포함하는 충전기; 및
    상기 충전기에 안착되고, 상기 충전기와 전기적으로 연결되어 충전가능한 이동 단말기를 포함하고,
    상기 내부 공간의 다수 영역에 자기 요소가 배치되고, 상기 이동 단말기에는 적어도 일부가 상기 자기 요소와 중첩되거나 인접한 영역에 배치되어 상기 자기 요소와의 인력에 의해 상기 자기 요소에 부착되는 금속부재가 배치되며,
    상기 상면은, 상기 이동 단말기의 후면 가장자리부와 접촉하도록 하부로 절곡되는 경사부와, 상기 경사부로부터 연장되어 상기 이동 단말기의 후면 중앙부와 접촉하는 평평한 기저부를 포함하며,
    상기 다수의 영역에 배치되는 자기 요소는 서로 대각선에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는,
    상기 내부 공간에 구비되어 상기 이동 단말기를 구동시키는 외장 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전기는 내부 일측에 다수의 핀으로 형성되어 외부에 노출되는 충전 연결 단자를 포함하고,
    상기 자기 요소 중 적어도 하나는 상기 충전 연결 단자에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 영역 중 적어도 일 영역에 배치되는 자기 요소는,
    적어도 두 개 이상의 분할 자기 요소가 동일 평면에 나란히 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자기 요소는 적어도 두 개의 층으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자기 요소는 금속 용기에 수용되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  7. 제6에 있어서,
    상기 금속 용기의 하부에는 자기장을 차폐시키는 금속 시트가 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 충전 연결 단자의 일부는 상기 상면을 관통하여 외부에 노출되고, 상기 이동 단말기에는 상기 충전 연결 단자와 접촉하는 충전 단자가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충전 연결 단자는 내부에 탄성부재가 내장되는 포고핀(pogo pin)인 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 충전 연결 단자의 일부는 상기 내부 공간에 구비되는 자석에 의해 감싸여져 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 이동 단말기는,
    디스플레이부가 수용되는 프론트 케이스;
    상기 프론트 케이스의 하부에 형성되어 부품이 구비되도록 하는 리어 케이스; 및
    상기 리어 케이스의 하부에 형성되고 내장 배터리가 구비되며, 상기 리어 케이스를 덮는 배터리 케이스를 포함하고,
    상기 충전 단자는 내측으로 리세스된 수용홈에 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속부재는 상기 리어 케이스의 내측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 금속부재는 하나 또는 다수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 내장 배터리 또는 외장 배터리 중 어느 것이 소요되는지 표시되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일부를 구비하고, 상기 이동 단말기는 상기 송신 코일부와 송수신하여 무선으로 전기를 받는 수신 코일부를 구비하며, 상기 송신 코일부로부터 무선으로 받은 전기를 상기 이동 단말기의 배터리에 저장하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 송신 코일부는 나선 형상의 코일 또는 솔레노이드 형상의 코일인 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상시 수신 코일부는 나선 형상의 코일 또는 솔레노이드 형상의 코일인 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 코일은,
    중앙에 배치되는 제1 코일; 및
    상기 제1 코일의 주변에 형성되는 다수의 제2 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 송신 코일부는 상기 충전기의 내부에 형성되는 제1 인쇄회로기판의 상면에 배치되고, 상기 수신 코일부는 상기 이동 단말기의 내부에 형성되는 제2 인쇄회로기판의 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 충전 어셈블리.
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