WO2016163838A1 - 스마트폰 용 무선 안테나 코일 - Google Patents

스마트폰 용 무선 안테나 코일 Download PDF

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WO2016163838A1
WO2016163838A1 PCT/KR2016/003772 KR2016003772W WO2016163838A1 WO 2016163838 A1 WO2016163838 A1 WO 2016163838A1 KR 2016003772 W KR2016003772 W KR 2016003772W WO 2016163838 A1 WO2016163838 A1 WO 2016163838A1
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WO
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wireless
coil
antenna coil
wireless data
receiving antenna
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/003772
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English (en)
French (fr)
Inventor
나기용
김시환
Original Assignee
주식회사 케이더파워
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters

Definitions

  • the present invention relates to a wireless antenna coil for a smartphone, and more particularly, in a smartphone equipped with both an antenna coil for receiving energy wirelessly and an antenna coil for receiving data wirelessly, effectively mounting and controlling the antenna coils. It relates to a wireless antenna coil for a smartphone that provides a technique for doing so.
  • a wireless transmission and reception unit is equipped with a situation in which a wireless charging technology is being developed.
  • mobile communication terminals have been developed in various forms, and accordingly, there were various charging jacks as well as various types of power chargers.
  • charger compatibility problems have been highlighted, but these charging jacks have been standardized as 24-pin charging jacks to solve the compatibility problem between users.
  • NFC is a general method of transmitting and receiving information in a short distance
  • NFC is an electronic tag (RFID), a non-contact short-range wireless communication module using a 13.56Mz frequency band and transmitting data between terminals at a close distance of 10 cm.
  • RFID electronic tag
  • NFC is widely used not only for payment, but also for transmitting goods information or travel information for visitors, traffic, and access control locks in supermarkets and general stores.
  • the communication method of transmitting and receiving information at a short distance is not limited to the NFC method, but there are various methods that exist.
  • the prior art 1 (Korean Patent No. 10-0928439) is provided to be located between the first upper core (coil) and the second upper core, the control unit is a signal transmitted from the contactless power receiving device, the bottom core Determining whether the first upper core or the second upper core is received and transmitting and controlling the power signal through the corresponding core in response to the determination result.
  • the prior art 2 (Republic of Korea Patent Registration 10-1279856) is "a wireless power receiving coil for receiving power energy using a non-contact magnetic induction, and a component for outputting the power energy received from the wireless power receiving coil at a predetermined voltage
  • a receiver for a wireless charging system comprising: a single ferrite sheet, an NFC coil coupled to an outer region of the ferrite sheet, and the wireless power receiving coil comprises the NFC coil in an inner region where the NFC coil is formed and remains.
  • the ferrite sheet is electrically coupled with the ferrite sheet while maintaining a separation distance, and the data circuit path received through the NFC coil and the circuit path through which the power energy received through the wireless power receiver coil are electrically transferred are electrically connected.
  • the ferrite sheet, the NFC coil and the wireless power reception The coil is integrated into a portable terminal capable of carrying, characterized in that the receiver for a wireless charging system.
  • the above patent does not propose an arrangement method or a part method for controlling and optimizing antenna coils having different functions at one time.
  • An object of the present invention when both the antenna coil that can receive wireless power energy and the antenna coil that can receive wireless data is mounted on the smartphone, the antennas are effectively arranged in the area of the narrow smartphone, An object of the present invention is to provide an algorithm capable of effectively controlling a plurality of antennas and a component capable of performing the algorithm.
  • the above object is provided with a wireless energy receiving antenna coil capable of receiving wireless energy and a wireless data receiving antenna coil capable of receiving wireless data, and further provided with a matching part and an MSM (control unit), each coil having the above-mentioned.
  • Matching parts are connected to each other, and the matching parts are respectively connected to a corresponding MSM (control unit), wherein the wireless data receiving coils are two or more, the two coils have different thicknesses of coil lines, and the two coils The spacing between the coil wires and the coil wires is different, and the two coils are achieved by having different turns of coils.
  • the wireless charging information is transmitted to the wireless charger, and the information transmitted to the wireless charger is the battery charge remaining, and the respective MSMs are integrated into one. MSM is provided.
  • the wireless energy when the wireless energy is received, when the wireless data is received, the reception of the wireless energy is terminated or the intensity of the wireless energy reception is decreased, and when the wireless data is received, when the wireless data of higher importance is received, the received wireless The reception of data is stopped and radio data of high importance is received.
  • the MSM is replaced by a smartphone main chip.
  • a wireless energy receiving antenna coil for receiving wireless power energy and a wireless data receiving antenna coil for receiving wireless data
  • the wireless data receiving antenna coil is two or more
  • the wireless energy receiving antenna coil and the wireless data receiving antenna coil are each provided with connection lines, and the wireless energy receiving antenna coil and the wireless data receiving antenna coil are mounted on one multi-coil film, and the multi-coil film is a multi-coil on the top.
  • the film is provided with a multi coil film below, and the adhesive layer is provided below the multi coil film.
  • the lower coil film layer is provided with a wireless energy receiving antenna coil and a wireless data receiving antenna coil
  • the upper coil film layer is a connection line is made
  • the ferrite film layer and the heat radiation film layer is further provided.
  • the ferrite film layer is formed by coating a magnetic layer
  • the heat dissipation film layer is formed by coating a heat dissipation layer
  • the adhesive layer at the bottom of the heat dissipation film layer is a heat conductive adhesive layer
  • the adhesive layer is formed on the bottom of the ferrite film.
  • the smart phone lower case is provided with a connection terminal of the wireless energy receiving anna coil and the wireless data receiving antenna coil.
  • the present invention it is possible to mount at least three or more kinds of antenna coils using a small area in the area of a smartphone having a narrow area, and to control the three or more kinds of antenna coils to the most minimized parts. It will also suggest ways to send and receive wireless data even during wireless charging.
  • FIG. 1 is a diagram of an embodiment showing an antenna coil of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of characteristics of a wireless energy receiving antenna coil and a wireless data receiving antenna coil.
  • 3 and 4 are diagrams of embodiments illustrating circuits for receiving wireless energy and circuits for receiving wireless data.
  • 5 to 7 are diagrams of embodiments showing block diagrams of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment in which a smart phone in wireless charging can control information through a screen.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an embodiment of a flowchart for receiving energy or data wirelessly.
  • 15 to 18 is a view showing an embodiment showing a method of arranging a multi-antenna coil of the present invention.
  • 19 and 20 are views of an embodiment showing another functional film layer provided in the wireless antenna antenna coil.
  • 21 and 22 are diagrams of embodiments illustrating a method of minimizing a multi-coil film.
  • connection terminal 23 is a view showing an embodiment of the connection terminal mounted on the back of the smart phone case.
  • FIG. 24 is a diagram of another embodiment of the present invention with a coil.
  • Smartphone 110 smartphone main CPU
  • FIG. 1 is a diagram of an embodiment showing an antenna coil of the present invention.
  • the substrate is not shown in the drawings, it is a matter of course that the multi-antenna coil of the present invention is provided on a flexible resin substrate or an ordinary substrate (for example, a PCB, a plastic or a metal substrate).
  • a flexible resin substrate or an ordinary substrate for example, a PCB, a plastic or a metal substrate.
  • two outer wireless data receiving coils 51-1 and 51-2 are provided in the outer portion to receive data wirelessly, and inside the wireless data receiving coils 51-1 and 51-2.
  • a wireless energy receiving coil 52 capable of receiving energy wirelessly is provided.
  • the wireless data receiving coil 51-1 located at the outermost part may be an NFC coil
  • the wireless data receiving coil 51-1 located directly inside may be an NFC coil, if necessary.
  • the antenna coils 52, 51-1, and 51-2 may be formed by winding a coil of an electric wire shape such as copper directly in the form of a spiral coil or by etching a thin film (deposited or printed coating on a substrate). Thin film coil formed through the process).
  • the substrate may be a base substrate (PCB or a substrate such as metal or resin) for coating and forming the antenna coil, or may be just a substrate for supporting the antenna coil.
  • the substrate supporting the antenna coil may be a substrate in a simple meaning for fixing the spiral coil to a plate (a hard or flexible plate made of metal, resin, or resin).
  • the spiral coil can be attached to the substrate with a tape or adhesive material.
  • Each of the coils is provided with lead lines 52a, 52b, 51-1a, and 51-2a, respectively, to be connected to an external circuit to form an electrical circuit.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of characteristics of a wireless energy receiving antenna coil and a wireless data receiving antenna coil.
  • the number of turns of the wireless energy receiving antenna coil 52 is greater than the number of turns of the wireless data receiving antenna coil.
  • the number of turns means the number of turns of the coil in a circular or elliptical shape to make the antenna coils 52, 51-1, and 51-2.
  • the number of turns of the two wireless data receiving antenna coils is different from each other.
  • the conductor coil constituting the antenna coils 52, 51-1, 51-2 is called a coil line (indicated by a coli line in the drawing)
  • the coil line In the drawing, the thickness W and the distance between the coil line L1 and the coil line L2 are different from each other between the antenna coils 52, 51-1, and 51-2.
  • the thickness W of the coil line of the first wireless data receiving antenna coil 51-1 may be different from the thickness W of the coil line of the second wireless data receiving antenna coil 51-2. Should be. So each turn is designed differently,
  • the interval G between the coil wire and the coil wire of the first wireless data receiving antenna coil 51-1 is equal to the interval G between the coil wire and the coil wire of the second wireless data receiving antenna coil 51-2. Will be different.
  • the present invention provides a multi-coil, Zigbee (communication module) to send and receive signals as needed, the control unit and the voltage or power to control each signal and component by a predetermined program as a final smart Converters are provided to match battery voltages such as phones.
  • the converter may serve to increase or decrease the voltage according to the situation, and may increase or decrease the amount of power.
  • only one wireless energy receiving antenna coil 52 is provided.
  • two types of wireless energy receiving antenna coils may be provided. If so, two matching parts related to the wireless energy receiving antenna coil are required, for example, a WPC (one of wireless energy transmission) matching part and a KTP (one of wireless energy transmission) scheme. Matching parts are provided respectively.
  • the inductance values of the respective antenna coils 52, 51-1, and 51-2 are different from each other, so that matching to each inductance is a function of the matching part.
  • 3 and 4 are diagrams of embodiments illustrating circuits for receiving wireless energy and circuits for receiving wireless data.
  • FIG. 3 is a view showing a receiving unit, the control unit 10 for controlling each signal and part by a predetermined program and the final smart phone 100 (in the present invention called a smartphone, but a conventional portable terminal And a charging circuit 12 for charging the battery to meet the battery voltage. And the rectifier 10a which converts alternating current into direct current is also provided.
  • a feature of the present invention is provided with a sensor 13 for detecting the frequency value of the antenna coil, etc., in this case, it is not necessarily limited to detecting the frequency value. Current, impedance, capacitance, voltage, etc. can also be measured.
  • the MSM (control unit) 10 detects the frequency value of the coil sensed by the sensor 13, it matches the detected frequency value.
  • the charging method eg KTP method or WPC method
  • KTP method or WPC method can be selected.
  • the switching element (S / W) 14 selects a coil suitable for the charging method.
  • the wireless charging receiver system may be provided with other components in addition to the components shown in FIG. 3, but those not related to the direct description of the present invention have been omitted.
  • the charging WPC method and the magnetic resonance method are different in distance (distance between the transmitting coil and the receiving coil) which becomes the optimum charging condition. Therefore, according to the present invention, the optimal charging method is automatically selected according to the distance between the transmitting coil and the receiving coil. At this time, it can be controlled through the switching element 14, of course, the MSM (control unit) 10 can be directly controlled switching.
  • FIG. 4 is a diagram of an embodiment of a circuit between a wireless data receiving antenna coil and a wireless energy receiving antenna coil.
  • the wireless data receiving antenna coil 51 (51-1 or 51-2 in FIG. 1) will remain on. Keeping the on state means that the module controlling the wireless data receiving antenna coil 51 is always connected.
  • the wireless energy receiving antenna coil 52 receives the wireless power receiving energy
  • the wireless data receiving antenna coil is kept off. At this time, maintaining the off state means that the connection between the wireless data receiving antenna coil and the module controlling the wireless data receiving antenna coil is cut off.
  • the process of supplying the energy received from the wireless energy receiving coil 52 to the battery 60 of the smartphone is similar to the previous embodiment.
  • the data received through the wireless data receiving antenna coil is transmitted to the main control unit (Main CPU) 110 of the smart phone (mobile terminal) through a separate path.
  • a wireless energy receiving antenna coil 52 and a wireless data receiving antenna coil 51 are provided, and the two coils are separated into circuits. Therefore, the MSM (control unit) 10 for controlling the wireless energy receiver and the wireless data reception MSM (control unit) 20 for controlling the wireless data receiving antenna coil 51 are provided separately.
  • separately provided means that the functions are separated, and thus the energy receiving MSM (control unit) 10 and the data receiving MSM (control unit) 20 may be used as separate components, and the functions may be distinguished in one component. .
  • the wireless data reception MSM (control unit) 20 refers to a wireless data reception transmission module, and the wireless data reception transmission module includes an analog interface, an R / F level interface, a card mode detector, and the like. In other words, it can transmit data between terminals at close distance of 10cm.
  • wireless data reception includes NFC
  • NFC is a non-contact short-range wireless communication module using 13.56Mz frequency band as one of electronic tags (RFID) and refers to a technology for transmitting data between terminals at a close distance of 10 cm.
  • RFID electronic tags
  • NFC is widely used not only for payment, but also for transmitting goods information or travel information for visitors, traffic, and access control locks in supermarkets and general stores.
  • a switch 14 is further provided, and the switch may cut off the connection by the control of the MSM (control unit) 10 that controls the coil, and when the connection is cut off by the switch 14, the wireless data receiving antenna The function of the coil 51 is stopped.
  • MSM control unit
  • the MSM (control unit) 10 when the MSM (control unit) 10 receives the wireless energy reception by controlling the wireless energy receiving coil, the MSM (control unit) 10 cuts off the switch to stop the wireless data receiving function.
  • the method for stopping the wireless data reception function when receiving the wireless energy may be other methods in addition to the method proposed in the present invention.
  • the MSM (control unit) 10 controls the wireless data receiving coil 51, it performs a control command to stop the wireless data receiving function.
  • the smartphone Main CPU 110 shown in the embodiment of FIG. 7 of the present invention can perform the above switching control
  • the MSM (control unit) shown in FIG. 6 of the present invention can perform the above switching control. Of course it is.
  • 5 to 7 are diagrams of embodiments showing block diagrams of the present invention.
  • a matching part (for the matching part in the previous embodiment of the present invention) is matched to each of the wireless energy receiving anna coil 52 and the wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2. (17) (21-1) (21-2) are connected, and the matching part also includes MSM (control unit) (MSM1) (MSM2) (MSM3) 10 (20-1) ( 20-2) is connected.
  • MSM1 control unit
  • MSM2 control unit
  • MSM3 control unit
  • the matching part connected to the first wireless data reception is the first matching part (MP2) 21-1
  • the MSM (control unit) connected to the first wireless data reception is the first MSM (MSM2) 20-1
  • the matching part connected to the second wireless data reception is the second matching part (MP3) 21-2
  • the MSM (control unit) connected to the second wireless data reception is the second MSM (MSM3) 20-2.
  • the MSM (control unit) is a part that functions as a control unit, the function is performed by a predetermined algorithm, that is, the matching part 17 connected in the connection line 52a-1 connected to the wireless energy receiving coil 52. Detects wireless energy reception, the MSM (control unit) 10 connected to the matching part performs a wireless charging function by a predetermined algorithm.
  • the MSM control unit connected to the matching part ( 20-1) 20-2 performs a control function based on the received data by a predetermined algorithm.
  • connection line 51-1a connected to the first wireless receiving antenna coil to the first MSM (control unit) 20-1 and the second MSM from the connection line 51-2a connected to the second wireless receiving antenna coil.
  • the paths to the (control unit) 20-2 are electrically separated from each other.
  • FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of an integrated MSDM 30 in which a wireless energy reception MSM (control unit) and a wireless data reception MSM (control unit) are made into one.
  • the functions are different, but each function can be performed with one collection.
  • the MSDM (control unit) 30 of FIG. 6 controls both the wireless energy receiving antenna coil and the first and second wireless data receiving antenna coils.
  • FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a block diagram constituting a smart phone with a multi-antenna of the present invention.
  • an algorithm for storing, displaying on a display, or transmitting to another server may be performed.
  • This function is executed by the main CPU 110 of the smart phone by receiving information from the MSM (control unit) 10, 20-1, 20-2 and 30.
  • the smartphone is generally a communication unit 114, display 112. It is composed of an input device 113, a memory unit 111, etc., the above components have a function that is commonly used.
  • main CPU 110 of the smartphone may be designed to function as the MSM (control unit) 10, 20-1, 20-2, 30.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment in which a smart phone in wireless charging can control information through a screen.
  • the wireless data receiving coil that can receive data wirelessly, by inputting information through the input device 113 provided on the display 112 of the smart phone in the smart phone charging wirelessly on the charger 150 (51-1) and 51-2 can be controlled.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an embodiment of a flowchart for receiving energy or data wirelessly.
  • the matching part is operated, the MSM (control unit) is operated according to the previous embodiment of the present invention, and the MSM (control unit) performs a predetermined algorithm. .
  • a matching part corresponding to the frequency characteristic value at the time of wireless energy reception and the frequency characteristic value at the time of wireless data reception is selected, and the MSM (control unit) connected to the selected matching part is operated.
  • the MSM (control unit) MSM2 20-1 performs a control operation.
  • FIG. 10 is a diagram of an embodiment showing an overall flow diagram.
  • the wireless charging is performed when the user brings the smartphone to the wireless charger, and the wireless data is received when the user is brought to the wireless data transmission device, and there is no need to specify wireless charging energy reception and wireless data reception in advance.
  • wireless charging or wireless data reception is in a standby state (on state).
  • the wireless energy reception step is performed in the case of not receiving the wireless data by the operation of the matching part, and in the case of the wireless data reception, the wireless data reception step is performed if the data is not connected to the server.
  • connection with the server means a conventional connection method in which the smart phone of the present invention is connected with the server through a wired or wireless Internet connection network.
  • 11 and 12 are diagrams of an embodiment illustrating a wireless energy reception step corresponding to step 228 in the embodiment of FIG. 10.
  • the wireless charging system includes a transmitter that transmits power energy and a receiver that receives power energy, and when the receiver sends a signal requesting power energy transmission to the transmitter, a sensor periodically receives a signal.
  • the driving transmitter detects a charge request signal and sends a charge signal to the receiver. That is, the signal received through the short-range communication module (a variety of Zigbee, etc.) in the receiving unit through this general process is sent to the MSM (control unit) 10, the control unit 10 exchanges signals with the transmitting unit by a predetermined method (Steps 150-152)
  • step 153 after exchanging mutual communication signals by a predetermined method, power energy is received (step 153).
  • the present invention provides a design structure capable of receiving power energy of different types.
  • the method of the transmitter can be distinguished based on the mutual short-range communication signal, the corresponding matching part is selected and activated, and eventually the coil connected to the matching part is activated. (154 steps and 160 steps)
  • a signal capable of distinguishing between methods may be included in the near-field communication signal, and when the methods are distinguished, a corresponding matching part may be immediately selected. (It is possible to proceed directly from step 154 to step 160 in FIG. 11.)
  • the method may be selected by analyzing the magnitude value of the wireless power energy transmitted from the transmitter.
  • the wireless energy charging method has different voltage, frequency, impedance or inductance values according to the method, and analyzes the values to determine the method. The determination is then made by the controller 10 by a predetermined method. After the determination is completed, the corresponding matching part is selected (step 160).
  • the reason for the above determination in the controller 10 is that the feature value for each method is previously described in the controller 10 or the memory (not mentioned in the present invention, but a memory element is provided to perform a predetermined algorithm). It is stored, and it is determined based on the stored value.
  • the corresponding coil is also activated to receive wireless power energy.
  • the converter is controlled through the control unit 10 to generate a voltage 5V at which the battery can be finally charged. It is charged (step 166).
  • the MSM (control unit) 10 determines the ratio that the converter should convert according to the selected method, and converts the voltage or power according to the ratio to finally output the output (step 168). It is output and the battery 60a is charged.
  • the receiver of the present invention is selected in the corresponding manner, and thus receive the received power energy Can be.
  • step 168 means that the value of the received voltage may be different.
  • it is possible to increase the total power energy by increasing the voltage which means that the faster charging is possible by increasing the amount of power, in which case the ratio of the voltage to be converted is inevitably changed, and thus the algorithm of the present invention That means wireless energy can be charged with voltage.
  • data transmission and reception for wireless energy charging may be performed.
  • information about a charging method may be provided, but information about a state of charge of a battery may also be provided.
  • next step algorithm can be performed.
  • wireless energy reception control (as in the embodiment of FIG. 8, wireless charging control is performed in the input window 130)
  • step 152 Data necessary for wireless charging according to step 152 is transmitted to the wireless charger through short range communication.
  • step 152 Data necessary for wireless charging according to step 152 is transmitted to the wireless charger through short range communication.
  • the type of data transmitted to the wireless charger also includes the state of charge of the smartphone battery (60a).
  • the battery charging method is different depending on the case of the discharge state, 50% state of charge and 70% state of charge when the battery is provided with this information.
  • this state of charge information is provided at that time as charging progresses.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment of a flowchart when two coils capable of receiving wireless energy are received.
  • Figure 1 is an embodiment when there is one coil that can receive the wireless energy, in some cases there are also two coils that can receive the wireless energy. That is, the type of coil may vary depending on the method of charging wireless energy.
  • Starting wireless charging will transmit and receive power energy (steps 100-102).
  • Step 104 That is, a switch or a menu method (the selection method can use a conventional method, so the description of the manual selection method is omitted in the present invention)
  • the charging signals of the receiving coils 52 and 51 are analyzed. You can do voltage analysis, frequency analysis, and impedance analysis.
  • the antenna coil is selected according to the analysis value. (Step 104-Step 110)
  • Step 112 For example, by analyzing the frequency value, if the method is selected, the receiver coil receives the frequency value of the selected method To have it.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating an embodiment of performing a wireless data reception step corresponding to step 232 in the embodiment of FIG. 10.
  • the wireless energy transmitter stops the wireless charging or the wireless energy strength. Transmit the reducing signal (signal transmission is performed by a short range communication method according to the previous embodiment of the present invention).
  • step 142 if the wireless data reception is not interrupted and a control command for stopping the wireless data reception is not executed, go to step 142.
  • FIG. 14 is a diagram of an embodiment showing priority when receiving radio data of different types, and the algorithm flow chart principle is the same as that of FIG.
  • the main CPU 110 controls the MSM (control unit) 10, 20-1, 20-2 according to the order of the algorithm. .
  • the highest priority is authentication and payment, then general information, and then wireless energy reception.
  • the second matching part (MP3) 21-2 is operated and the second MSM (control unit) MSM3 (20-2) is operated. Done.
  • Information reception is interrupted through the first wireless data receiving antenna coil by the first MSM (MSM2) 20-1 controlling the first wireless data receiving antenna coil.
  • the method of stopping information reception through the first wireless data receiving antenna coil in step 3) is as follows.
  • the smartphone main CPU 110 provides a data reception stop command to the first MSM (MSM2) 20-1.
  • the smartphone main CPU 110 or the second MSM (control unit) 20-1 cuts off the switch circuitry connected to the first wireless data receiving antenna coil.
  • the main CPU 110 receives the MSM (control unit) 10 (20-1) 20-2. Gives the abort command.
  • 15 to 18 is a view showing an embodiment showing a method of arranging a multi-antenna coil of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram of an embodiment in which a wireless energy receiving antenna coil is provided inside and a wireless data receiving antenna coil is provided outside thereof.
  • FIG. 15A also shows two wireless energy reception antenna coils 52-1 and 52-2, and wireless data reception provided outside the wireless energy reception antenna coils 52-1 and 52-2.
  • Figure 2 shows an example of the antenna coils 51-1 and 51-2.
  • Fig. 1 is a diagram showing an embodiment in the case where there is only one wireless data receiving anna coil 51-1 provided externally.
  • the one wireless data receiving antenna coil (51-1) may be an NFC coil, it may be another data communication coil capable of authentication or payment.
  • 15D is a diagram of an embodiment where there is one wireless energy receiving antenna coil 52-1. Further, even when the wireless energy receiving antenna coil 52-1 is one, the wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 are 1 outside the wireless energy receiving antenna coil 52-1. It may be provided with two or two.
  • the one wireless data receiving coil 51-1 may be an NFC coil or another data communication coil capable of authentication or payment.
  • FIG. 15 shows that a plurality of wireless antenna coils are provided, but the wireless antenna coils are provided on one substrate 55.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an embodiment in which the wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 are provided in a separate area from the wireless energy antenna receiving coil 52. In this case, only one wireless data antenna receiving antenna coil 51-1 and 51-2 may exist or two may exist.
  • the wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 may be smaller in size or similar to the wireless energy receiving antenna coil 52.
  • two wireless energy receiving antenna coils 52 may be provided as in the embodiment of FIG. 15.
  • 51-2 is a diagram of an embodiment showing that it is provided.
  • the coil located outside the wireless energy receiving antenna coil 52 may be an NFC coil, or may be another data communication coil capable of authentication or payment.
  • wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 in a region separate from the wireless energy receiving antenna coil 52, and wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2.
  • the two wireless data receiving coils 51-1 and 51-2 are provided at one inside and the other at the outside.
  • the wireless data receiving coil provided inside may be an NFC coil
  • the wireless data receiving coil provided outside may be another data communication coil capable of authentication or payment, and vice versa.
  • the coil, and the wireless data receiving coil provided therein may be another data communication coil capable of authentication or payment.
  • 19 and 20 are views of an embodiment showing another functional film layer provided in the wireless antenna antenna coil.
  • a ferrite (magnetic layer) layer 56a (56b) is formed on top of a film 55 (a film-type substrate, which is referred to herein as a film for convenience) provided with the wireless antenna coils 52 and 51.
  • the formed film 56 is provided, and the film 57 in which the heat radiation film layer was formed is provided.
  • the types of the ferrite layer 56a positioned in the wireless energy receiving antenna coil and the type of the ferrite layer 56b positioned in the wireless data receiving antenna coil may be different.
  • the ferrite sheet may also have an insulation effect, but is a sheet-shaped component provided to minimize the influence of the magnetic field between the coils or between the coil and the component. Thus, the ferrite sheet is located between the coil and the mobile phone component.
  • the ferrite sheet is located at the top (when the back of the smart phone case to the bottom position), but on the contrary
  • the ferrite sheet is attached to the bottom (when the component such as a battery is placed in the lower position).
  • Figure 19 is attached to the back of the smart phone case, the bottom of Figure 19 is not shown in the present invention, but the rear of the smart phone case is located.
  • ferrite sheet a silicon steel sheet is used, but conventionally commercialized materials such as manganese, ferrite, permalloy, permandue, metal glass, and powdered iron may be mentioned. Zinc may also be used in the form of an absorber.
  • the ferrite sheet is provided in the boundary region between the coil and the coil, the influence of the magnetic field between the wireless energy receiving coil and the wireless data receiving coil is reduced.
  • FIG. 20 is a view of an embodiment showing a cross-sectional structure of the ferrite film and the heat dissipation film
  • the embodiment of Figure 20 is a view showing an embodiment for thinning the thickness of each layer
  • a heat dissipation layer 57a is coated on the heat dissipation film 57, and a heat conductive adhesive layer 57 b is formed under the heat dissipation film 57 for adhesion with another layer. do.
  • the ferrite sheet then forms the ferrite layers 56a and 56b on the ferrite film 56. At this time, in order to make the entire thickness thin, the ferrite layer is coated at about 20-100 ⁇ m. And the heat conductive adhesion layer 56c is formed under the ferrite film 56,
  • the material components and characteristics of the heat dissipation layer 57a and the heat conductive adhesive layer 57b and 56c of the present invention are as follows.
  • the heat dissipation layer 57a comprises at least one material selected from porous magnesium hydroxide, magnesia, silicon dioxide, zirconium and silicate compounds having excellent electrical insulation and thermal conductivity, graphite, carbon nanotubes, and graphene having excellent electrical conductivity and thermal conductivity.
  • An inorganic composition comprising an inorganic substance and an inorganic pigment; At least one organic polymer material selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, methyl nitro cellulose, ethyl nitro cellulose, acryl-urethane copolymer, epoxy-urethane copolymer and water-soluble urethane resin; It consists of the organic-inorganic hybrid composition for thermal radiation sheets containing.
  • the binder constituting the heat dissipation layer (or heat radiating layer) 57a is not limited as long as it has adhesiveness, and may be selected from natural resins and synthetic resins.
  • the binder for example, one or more selected from resins such as acrylic, epoxy, urethane and urea may be used.
  • the heat dissipation layer 57a may be formed by coating a thermally conductive composition including about 5 to 200 g of a thermally conductive filler, although it is not particularly limited, assuming that 100 g (gram) of binder is used.
  • the thermally conductive composition for forming the heat dissipation layer 57a may further include a photoinitiator, a curing agent, a dispersant, a solvent, an antioxidant, an antifoaming agent, a pigment, a polishing agent, a flame retardant, a surface leveling agent, and the like, in addition to the thermal conductive filler and the binder. It may include. Coating of the thermally conductive composition may use a general thin film coating method, it may also use a gravure coating method.
  • the heat dissipation layer 10 may have a thickness of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m. Too low a thickness of less than 1 ⁇ m may result in scratches due to external forces and poor heat dissipation efficiency, and too thick above 100 ⁇ m may reduce the flexibility of the heat dissipating sheet and may be undesirable in terms of price. . Preferably it is good to have thickness of 3 micrometers-20 micrometers.
  • the heat dissipation layer of the organic-inorganic hybrid composition of the inorganic filler having a large amount of very fine pores, preferably 60 to 80% by weight of silicate compound, 0.5 to 5.0% by weight of carbon nanotube, 0.5 to 5.0% by weight of graphene %, Inorganic pigment 1-10% by weight, 5.0-10% ethylcellulose in organic materials, 5.0-10% ethylethyl cellulose, 0.5-1.0% by weight dispersion stabilizer.
  • dispersion stabilizer one selected from polyacrylate, bentonite, fumed silica, and zeolite is used.
  • one of zinc, manganese, magnesium, titanium, and ferric oxides may be selected and used.
  • the heat dissipating layer 57a may include a filler, and the filler may have a particle size of 0.1 nanometer (nm) to 5 micrometers ( ⁇ m) as a particulate.
  • the thermally conductive adhesive layer 57b is a mixture of an adhesive resin selected from acrylic, silicone, rubber, acrylic-urethane copolymer, and polyurethane, and at least one selected from aluminum, silicic acid oxide, and zinc oxide for excellent thermal conductivity. Consists of the composition and the resin, and serves to attach and fix the heat-radiating sheet to the heat generating element and the heat generating portion without air gap (Airgap) and to effectively transfer heat to the heat conductive layer in contact with the polymer layer.
  • Airgap air gap
  • the adhesive layers 57b and 56c may be made of an adhesive that is commonly used in the art, and may be selected from, for example, acrylic, urethane, and silicone adhesives. Preferably it can be chosen from acrylic adhesive.
  • the adhesion layer 30 also preferably has heat dissipation.
  • the adhesive layers 57b and 56c may be formed by coating a thermally conductive adhesive including an adhesive and a thermally conductive filler.
  • the thermally conductive filler included in the adhesive layers 57b and 56c has thermal conductivity, the type thereof is not limited.
  • the thermally conductive filler may have a particle size of 0.1 nanometers (nm) to 5 micrometers ( ⁇ m) as particulates.
  • the thermally conductive filler may use a metal, an inorganic material, a carbon material or a mixture thereof.
  • Thermally conductive fillers specifically include aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), tin (Sn), zinc (Zn), tungsten (W), iron (Fe), silver (Ag), and gold (Au)
  • Metal powders such as; Calcium carbonate (CaCO3), aluminum oxide (Al2O3), aluminum hydroxide (Al (OH) 3), silicon carbide (SiC); Inorganic powders such as boron nitride (BN) and aluminum nitride (AlN);
  • As the carbon material at least one selected from organic powders such as graphite, graphene, carbon nanotubes (CNT), carbon nanofibers (CNF), and the like may be used.
  • the thermally conductive filler preferably includes at least one carbon material selected from the group consisting of graphite, graphene, carbon nanotubes (CNT), carbon nanofibers (CNF), and the like.
  • a thermally conductive filler may be mixed in an appropriate amount in a range that does not lower the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive layers 57b and 56c preferably have a thickness in the range of 3 to 60 ⁇ m.
  • the pressure-sensitive adhesive layers 57b and 56c are less than 3 ⁇ m, the adhesive force may drop, and when the pressure-sensitive adhesive layers 57 b and 56 c exceed 60 ⁇ m, the heat radiation effect may be reduced.
  • the most optimal thickness is 10-20 ⁇ m.
  • FIG. 20B is a view of another embodiment, which is an embodiment of a method for thinning the overall thickness. That is, the heat dissipation layer 57a is formed directly on the ferrite sheet layer without providing the heat dissipation film 57 and the heat conductive adhesive layer 57b separately. This is possible by coating a heat dissipation layer on the ferrite layers 56a and 56b.
  • 21 and 22 are diagrams of embodiments illustrating a method of minimizing a multi-coil film.
  • two wireless data receiving coils 51-1 and 51-2 are provided, and one wireless energy receiving coil 52 is also provided.
  • the coils 52a-1, 52a-2, 51-1a and 51-2a, respectively, should be provided in each coil, so that the multi-coil film 55 has a multilayer structure. do. Therefore, the number of layers should be minimized to reduce the thickness as well as to reduce the cost.
  • two sheets of the antenna coil or the leader line are coated.
  • the film located below is called a multi-coil film 55a below, and the film located above is called a multi-coil film at the top.
  • lead wire 51-1a is made from two ends of the lead wire 51-1a of the wireless data coil 51-1 located at the outermost side.
  • the lead wire 51-2a of the inner wireless data receiving antenna coil is also made of the two wireless data receiving antenna coils.
  • lead wires 52a-1 and 52a-2 of the wireless energy reception antenna coil are formed in the multi-coil film 55b on the upper side.
  • the method of electrically connecting the lower multi-coil film 55a and the upper multi-coil film 55b is possible by making a hole.
  • a method of dividing each of all the leader lines and all of the antenna coils into two films 55a and 55b is the embodiment of FIG. 21, but each of the leader lines and all the antenna coils of the two films are formed.
  • FIG. 22 is a cross-sectional structure, in which the adhesive layers 52c and 52e are coated on the lower portion of the multi-coil film 55b and the lower multi-coil film 55a, as in the embodiment of FIGS. 20 and 21.
  • the general adhesive is used as it is, not the heat conductive adhesive layer.
  • an insulating film may be used in place of the multi-coil film 55b on the top. That is, after forming an insulating film in the multi-coil film 55a below which the coil and the lead-out were formed, the lead-out line made in the upper multi-coil film layer 55b can be formed.
  • connection terminal 23 is a view showing an embodiment of the connection terminal mounted on the back of the smart phone case.
  • two wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 may be provided, and one or more wireless energy receiving antenna coils 52 may be provided.
  • the multi-antenna coil film 55 having the coils may be attached to the smartphone case back 101 or located between the case back 101 and the component.
  • a terminal is provided that is coupled to a terminal of the multi-coil film 55 (a connection terminal is provided at the end of each connection line, although not shown in the present invention).
  • a connection terminal is provided at the end of each connection line, although not shown in the present invention.
  • both the terminal 102a of the wireless data receiving antenna coils 51-1 and 51-2 and the terminal 102a of the wireless energy receiving antenna coil 52 are provided.
  • the connection line 102 is connected to the terminal 102a and the smartphone body circuit.
  • FIG. 24 is a diagram of another embodiment of the present invention with a coil.
  • the smartphone rear case 101 is provided with a coil groove 101a, and the coil groove 101a is provided with a wireless energy receiving coil 52, thereby increasing the thickness of the wireless energy receiving coil 52. Therefore, the resistance value of the wireless energy receiver coil 52 can be lowered. That is, by forming the wireless energy receiving antenna coil 52 inside the smartphone rear case 101, the resistance value of the wireless energy receiving antenna coil can be obtained.
  • a method of forming the wireless energy receiving antenna coil 52 inside the rear case 101 of the smartphone a method of inserting the wireless energy receiving antenna coil 52 when the rear case 101 is ejected (injecting the insert) is also used. Can be used.

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Abstract

본 발명은 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 매칭파트 및 MSM(제어부)이 더 구비되며, 각각의 코일에는 상기 매칭파트가 각각 연결되고 상기 매칭 파트는 각각 해당되는 MSM(제어부)에 연결되며, 상기 무선 데이터 수신 코일은 2 개 이상이며, 상기 두 개의 코일은 서로 코일선의 두께가 다르며, 코일선과 코일선 사이의 간격이 다르고 코일의 턴 수가 다르므로서, 면적이 좁은 스마트폰의 면적에서 적어도 3 종류 이상의 안테나 코일을 적은 면적을 사용하여 장착할 수 있도록 하고, 상기 3 종류 이상의 안테나 코일을 가장 최소화된 부품으로 제어할 수 있도록 하며, 또한 무선 충전을 하는 중간에라도 데이터를 주고 받을 수 있는 방법도 제시하게 된다.

Description

스마트폰 용 무선 안테나 코일
본 발명은 스마트폰 용 무선 안테나 코일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선으로 에너지를 수신 받는 안테나 코일과 무선으로 데이터를 수신 받는 안테나 코일이 모두 구비된 스마트폰에서, 상기 안테나 코일 들을 효과적으로 장착하고 제어하기 위한 기술을 제공하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일에 관한 것이다.
전자기기에서 무선 송, 수신부가 구비되어 무선충전이 이루어지는 기술이 개발되고 있는 실정이다. 최근의 이동통신단말기는 다양한 형태로 개발되고, 이에 따라 다양한 전원충전기의 형태만큼 다양한 충전잭이 있었다. 이에 따른 충전기의 호환성 문제가 부각되었으나 이러한 충전잭들은 24핀 충전잭으로 표준화되어 이용자들에게 충전기간의 호환성 문제를 해결하였다.
하지만, 이는 여전히 충전기와 기기 간 유선케이블을 통해 충전이 이루어지기 때문에 거리의 제약으로 인해 이용자들에게 상당한 번거로움과 불편함을 주고 있다. 또한, 충전기 하나로 다수개의 단말기를 충전하는 경우, 충전기와 단말기잭의 수동적인 착탈로 인한 번거로움과 연결부의 마모나 훼손으로 인해 단말기에 손상이 가해질 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 무선 충전 뿐 아니라 스마트폰을 통한 결재나 정보 제공 등 다양한 종류의 데이터와 정보들도 근거리 통신을 통하여 주고 받게 되는 실정이다. 근거리로 정보를 주고 받는 일반적인 방법으로는 NFC가 있으며, NFC는 전자태그(RFID)의 하나로 13.56Mz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
물론, 근거리로 정보를 주고 받는 통신 방법은 상기 NFC 방식만을 한정하는 것은 아니며 여러 방식이 존재할 수 밖에 없게 된다,
즉, 다양한 무선 충전 방식과 다양한 근거리 통신 방식이 존재하고, 스마트폰의 다 기능화에 따라, 무선 충전 기능은 물론 다양한 방식의 근거리 통신 기능도 채용할 수가 있게 된다. 하지만 그렇게 되면서 다양한 안테나 코일들을 효과적으로 제어하도록 하는 부품의 구조의 제어 알고리즘이 필요하게 된다.
물론, 선행기술 1(대한민국 등록특허 10-0928439)은 “제1상부코어(코일)와 제2상부코어 사이에 위치되도록 구비되며, 컨트롤부는 무접점전력수신장치로부터 전송되는 신호가, 상기 저부코어, 제1상부코어, 제2상부코어중 어느 코어로 수신되는지를 판별하고, 판별결과에 대응하여 해당 코어를 통해 전력신호를 전송제어하는 것”을 제시하고,
또한, 선행기술 2(대한민국 등록특허 10-1279856)는 “비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신하는 무선전력 수신 코일과, 상기 무선전력 수신 코일로부터 수신된 전력 에너지를 정해진 전압으로 출력하는 부품을 포함하는 무선 충전 시스템용 수신기에 있어서, 한 장의 페라이트 시트와, 상기 페라이트 시트의 외곽 영역에 결합 설치되는 NFC 코일과, 상기 무선전력 수신 코일은 상기 NFC 코일이 형성되고 남는 내측 영역에 상기 NFC 코일과 이격 거리를 유지하면서 전기적으로 상호 절연 상태로 상기 페라이트 시트와 결합 설치되며, 상기 NFC 코일을 통해 수신되는 데이터 회로 경로와, 상기 무선전력 수신 코일을 통해 수신된 전력 에너지가 전달되는 회로 경로는 전기적으로 상호 분리되며, 상기 페라이트 시트, 상기 NFC 코일 및 상기 무선전력 수신 코일은 일체화되어 휴대가 가능한 휴대 단말기에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.”를 제시한다.
그러나 상기의 특허는 서로 기능이 다른 안테나 코일을 한번에 제어하고 최적화할 수 있는 배치 방법이나 부품의 방법을 제기한 것은 아니다.
따라서, 복합 기능도 가지면서 최적의 설계 조건을 가지는 무선충전 방식의 개발이 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
1. 대한민국 등록특허 10-0928439. 등록일 : 2009년11월18일
2. 대한민국 등록특허 10-1279856. 등록일 : 2013년06월24일
본 발명의 목적은, 무선 전력 에너지를 수신 받을 수 있는 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 안테나 코일이 모두 스마트폰에 장착되어 있을 때, 좁은 스마트폰의 영역에서 효과적으로 상기 안테나 들이 배치되도록 하고, 여러개의 상기 안테나를 효과적으로 제어할 수 있는 알고리즘과 상기 알고리즘을 수행할 수 있는 부품을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적은, 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 매칭파트 및 MSM(제어부)이 더 구비되며, 각각의 코일에는 상기 매칭파트가 각각 연결되고 상기 매칭 파트는 각각 해당되는 MSM(제어부)에 연결되며, 상기 무선 데이터 수신 코일은 2 개 이상이며, 상기 두 개의 코일은 서로 코일선의 두께가 서로 다르며, 상기 두 개의 코일은 코일선과 코일선 사이의 간격이 서로 다르고, 상기 두 개의 코일은 코일의 턴 수가 서로 다름으로서 달성된다.
그리고, 무선 충전 제어 명령이 실시되거나 무선 에너지 수신 코결된 매칭 파트가 매칭되면 무선 충전 정보를 무선 충전기에 송신하고, 무선충전기에 송신되는 정보는 밧테리 충전 잔량이며, 상기 각각의 MSM을 하나로 통합하여 하나의 MSM이 구비된다.
또한, 무선 에너지를 수신 받을 때, 무선 데이터를 수신 받게 되면 무선 에너지의 수신이 종료되거나 무선 에너지 수신의 세기가 줄어들고, 무선 데이터를 수신 받을 때 중요도가 더 높은 무선 데이터를 수신 받게 되면, 수신 받던 무선 데이터의 수신은 중지되고 중요도가 높은 무선 데이터가 수신된다.
한편, 상기 MSM 은 스마트폰 메인칩으로 대체된다.
본원발명의 또 다른 실시예로서, 무선 전력 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 상기 무선 데이터 수신 안테나 코일은 2 개 이상이며, 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일에는 각각 연결선이 구비되고, 상기 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일은 하나의 멀티 코일 필름에 장착되고, 상기 멀티 코일 필름은 상단의 멀티 코일 필름과 아래의 멀티 코일 필름으로 구비되며, 상기 멀티 코일 필름 아래에는 점착층이 구비된다.
그리고, 상기 아래의 코일 필름층에는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 상단의 코일 필름층에는 연결선이 만들어지고, 페라이트 필름층과 방열 필름 층이 더 구비된다.
아울러, 상기 페라이트 필름층에 자성체 층이 코팅되어 형성되고 방열 필름 층에는 방열 층이 코팅되어 형성되고, 상기 방열필름층 하단의 점착층은 열전도 점착층이며, 상기 페라이트 필름 하단에 점착층이 형성된다.
또한, 스마트폰 하부 케이스에 무선 에너지 수신 안네나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일의 연결 단자가 구비된다.
본 발명에 따르면, 면적이 좁은 스마트폰의 면적에서 적어도 3 종류 이상의 안테나 코일을 적은 면적을 사용하여 장착할 수 있도록 하고, 상기 3 종류 이상의 안테나 코일을 가장 최소화된 부품으로 제어할 수 있도록 하며, 또한 무선 충전을 하는 중간에라도 무선 데이터를 주고받을 수 있는 방법도 제시하게 된다.
도 1은 본 발명의 안테나 코일을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 2는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일의 특성을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 3과 도 4는 무선에너지를 수신하는 회로와 무선 데이터를 수신하는 회로를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 5내지 도 7은 본원 발명의 블록도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 8은 무선 충전중인 스마트폰에서 화면을 통하여 정보를 제어할 수 있음을 보이는 실시예의 도면이다.
도 9는 무선으로 에너지 혹은 데이터를 수신 받는 흐름도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 10내지 도 14는 무선으로 에너지 혹은 데이터를 수신 받았을 때 실행되는 구체적인 실행 흐름도이다.
도 15내지 도 18은 본원 발명의 멀티 안테나 코일의 배치 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 19와 도 20은 무선 안테나 안테나 코일에 구비되는 또 다른 기능성 필름층을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 21과 도 22는 멀티 코일 필름의 최소화 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 23은 스마트폰 케이스 후면에 장착된 연결 단자를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 24는 코일이 구비되는 본원 발명의 또 다른 실시예의 도면이다.
[부호의 설명]
51 : 무선 데이터 수신 안테나 코일
52, 53 : 무선 에너지 수신 안테나 코일
10 : MSM(제어부) 51 : 무선 데이터 수신 안테나 코일
51-1 : 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일
51-1 : 제 2 무선 데이터 수신 안테나 코일
52 : 무선 에너지 수신 안테나 코일
52-1 : 제 1 무선 에너지 수신 안네나 코일
52-2 : 제 2 무선 에너지 수신 안테나 코일
14 ; 스위치 10a : DC 정류기
12 : DC 정전압 충전 회로 15 ; 차징파트
16 : 무선 충전기 통신 모듈 17 : Matching part
20 : MSM(제어부) 60 : 밧테리
21-1, 21-2 : 제 1,2 Matching part
100 ; 스마트폰 110 : 스마트폰 main CPU
130 : 입력창 150 : 충전기
이하, 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템용 수신부의 설계 구조에 대해 상세히 설명한다.
즉, 이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
아울러, 본 발명의 설명에 통상의 기술이 적용될 때에는 통상의 기술에 대한 상세 설명을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 안테나 코일을 나타낸 실시예의 도면이다.
도면에서 기판은 도시 생략하였지만, 플렉서블 수지 기판 혹은 통상의 기판(예를들면 피씨비, 플라스틱 혹은 금속 기판)에 본원 발명의 멀티 안테나 코일이 구비됨은 당연하다. 도면에서처럼 외각 부분에 무선으로 데이터를 수신할 수 있는 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 2개 구비되고, 상기 무선 데이터 수신 코일 내부(51-1)(51-2)에는 무선으로 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 코일(52)이 구비된다.
그리고, 일반적으로는 가장 커서 최 외곽에 위치한 무선 데이터 수신 코일(51-1)이 NFC 코일일 수 있지만, 필요에 따라서는 바로 안쪽에 위치한 무선 데이터 수신 코일(51-1)이 NFC 코일일 수 있다.
또한, 상기 안테나 코일(52)(51-1)(51-2)은 구리 같은 전기선 형태의 코일을 직접 감아서 스파이럴(Spiral) 코일의 형태로 구비하거나, 기판에 박막(증착이나 인쇄 코팅 후 식각 공정을 통해 형성된 박막 형태의 코일)형태로 구비된다.
따라서, 본 발명에서 기판이라고 함은 안테나 코일을 코팅하여 형성하기 위한 베이스 기판(피씨비 혹은 금속 혹은 수지등의 기판)일 수도 있고, 단지 안테나 코일을 지지하기 위한 기판일 수도 있다. 이때 안테나 코일을 지지하는 기판이라는 것은 스파이럴 코일을 판(금속, 수지이나 수지등으로 된 따딱하거나 플렉서블한 판)에 고정하기 위한 단순한 의미의 기판일 수도 있음은 당연하다. 즉, 스파이럴 코일을 기판에 테이프나 접착재로 붙이는 형태가 될 수가 있는 것이다.
또한, 상기 각각의 코일에는 인출선(52a)(52b)(51-1a)(51-2a)이 각각 구비되어 외부 회로와 연결되므로서 전기 회로를 형성하게 된다.
도 2는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일의 특성을 나타낸 실시예의 도면이다.
무선 에너지 수신 안테나 코일(52)의 턴(Turn) 수는 무선 데이터 수신 안테나 코일의 턴 수 보다 많게 된다. 여기서 턴(Turn) 수는 안테나 코일(52)(51-1)(51-2)을 만들기 위하여 코일을 원형 혹은 타원형의 모양으로 감은 횟수를 의미한다.
그리고, 2개의 무선 데이터 수신 안테나 코일의 턴 수는 서로 다르다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 코일(52)(51-1)(51-2)을 구성하는 도전체 코일을 코일선(도면에서 coli line 으로 표시)이라고 할 때, 상기 코일선(도면에서 coli line 으로 표시) 두께(W)와 코일선(L1)과 코일선(L2) 사이의 간격은 안테나 코일(52)(51-1)(51-2) 끼리 각각 서로 다르다.
즉, 무선 데이터 수신 안테나 코일 중에서도 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)의 코일선의 두께(W)는 제 2 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-2)의 코일선의 두께(W)와 다르게 설계 되어야 한다. 따라서 각각 턴 수도 다르게 설계되고,
한편, 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)의 코일선과 코일선 사이의 간격(G)은 제 2 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-2)의 코일선과 코일선 사이의 간격(G)은 다르게 된다.
제1 무선 데이터 코일이 수신하여야 하는 전지장의 종류와 세기는 제2 무선 데이터 코일이 수신하여야 하는 전기장의 종류와 세기와 다르기 때문이다.
한편, 본 발명에서는 멀티 코일을 제공하게 되며, 필요에 따라서는 상호 신호를 주고 받는 통신 모듈인 지그비(Zigbee), 각각의 신호와 부품을 정해진 프로그램에 의해 제어하는 제어부 및 전압 혹은 전력을 최종적인 스마트폰 등의 밧데리 전압에 맞도록 하여 주는 컨버터가 구비된다. 이때, 상기 컨버터는 상황에 따라 전압을 높이거나 낮추는 역할을 할 수 있고, 마찬가지로 전력량을 높이거나 낮출 수 있는 것이다.
아울러, 도 1에서는 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)이 하나만 구비되어 있는 것으로 도면이 그려져 있으나, 무선 에너지 수신 안네나 코일도 2 종류가 구비될 수가 있다. 만일 그렇게 되면 무선 에너지 수신 안테나 코일과 관련된 매칭 파트도 2 개가 필요하게 된다, 예를들어, WPC(무선 에너지 전달 방식의 하나) 방식 매칭 파트(Matching Part)와 KTP(무선 에너지 전달 방식의 하나) 방식 매칭 파트(Matching Part)가 각각 구비된다는 것이다.
즉, 각각의 안테나 코일(Coil)(52)(51-1)(51-2)의 인덕턴스(inductance)값은 서로 다르며, 따라서 각각의 인덕턴스에 맞게 매칭을 하는 것이 매칭 파트의 기능이다.
도 3과 도 4는 무선에너지를 수신하는 회로와 무선 데이터를 수신하는 회로를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 3은 수신부를 나타내는 도면으로, 각각의 신호와 부품을 정해진 프로그램에 의해 제어하는 제어부(10) 및 전압 혹은 전력을 최종적인 스마트폰(100)(본원 발명에서는 스마트폰이라고 하였으나 통상의 휴대용 단말기를 의미한다.) 등의 밧데리 전압에 맞도록 하여 주어 충전하는 충전회로(12)가 구비된다. 그리고, 교류를 직류로 바꾸어 주는 정류기(10a)도 구비된다.
한편, 본 발명의 특징으로는 안테나 코일의 주파수 값 등을 감지하는 센서(13)가 구비된다, 이때, 반드시 주파수 값을 감지하는 것에 한정되지는 않는다. 전류, 임피던스, 캐퍼서티, 전압 등도 측정할 수 있다.그리고, 상기 센서(13)에 의해 감지된 코일의 주파수 값을 MSM(제어부)(10)가 감지하게 되면, 상기 감지된 주파수 값에 맞는 충전 방식(예를들면 KTP 방식 혹은 WPC 방식)을 선택할 수 있게 된다.
본 발명에서는 스위칭 소자(S/W)(14)에 의해 충전 방식에 맞는 코일을 선택하게 된다. 아울러, 무선충전 수신기 시스템에는 도 3에 도시된 부품 이에외 통상의 다른 부품도 구비될 수 있지만, 본 발명의 직접적인 설명과 관련 없는 것은 생략하였다.
실제로, 충전 WPC 방식과 자기 공명 방식은 최적의 충전 조건이 되는 거리(송신 코일과 수신 코일의 거리)가 다르게 된다. 따라서, 본 발명에 의해 송신 코일과 수신 코일의 거리에 따라 자동으로 최적의 충전 방식이 선택되게 된다. 이때 스위칭 소자(14)를 통해 제어될 수 있지만, MSM(제어부)(10)가 직접 스위칭 제어를 할 수 있음은 물론이다.
도 4는 무선 데이터 수신 안테나 코일과 무선 에너지 수신 안테나 코일의 회로를 나나탠 실시예의 도면이다.
일반적으로 무선 데이터 수신 안테나 코일(51)(도 1에서는 51-1 혹은 51-2이 해당됨.)은 on 상태를 유지하게 된다. on 상태를 유지한다는 것은 무선 데이터 수신 안테나 코일(51)을 제어하는 모듈이 항시 연결되어 있다는 것을 의미한다.
그러나, 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)이 무선 전력 수신 에너지를 수신하게 되면, 무선 데이터 수신 안테나 코일은 off 상태를 유지하게 된다. 이때, off 상태를 유지한다는 것은 무선 데이터 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일을 제어하는 모듈의 연결이 차단된다는 것을 의미한다.
무선 에너지 수신 코일(52)에서 수신된 에너지가 스마트폰의 밧테리(60)에 공급되는 과정은 앞의 실시예와 비슷하다.
다만, 무선 데이터 수신 안테나 코일을 통해 수신되는 데이터가 별도의 경로를 통하여 스마트폰(휴대단말기)의 메인 제어부(Main CPU)(110)에 전달되게 된다.
도면에서처럼 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)과 무선 데이터 수신 안테나 코일(51)이 구비되며, 상기 두개의 코일은 회로적으로 분리되게 된다. 따라서, 무선 에너지 수신부를 제어하는 MSM(제어부)(10)와 무선 데이터 수신 안테나 코일(51)을 제어하는 무선 데이터 수신 MSM(제어부)(20)은 별도로 구비된다. 이때 별도로 구비된다는 것은 기능을 분리한다는 것을 의미하며 따라서 에너지 수신 MSM(제어부)(10)와 데어터 수신 MSM(제어부)(20)을 별도 부품으로 할 수도 있고, 하나의 부품에서 기능을 구별할 수 있다.
그러므로, 두 경로로 구분된다는 정확한 의미는 안테나 코일(52)에서 MSM(제어부)(10)까지의 연결 경로와 무선 데이터 수신 코일(51)에서 MSM(제어부)(20)까지의 연결 경로를 상호 분리된 다는 것이다. 상기 무선 데이터 수신MSM(제어부)(20)은 무선 데이터 수신 Transmission모듈을 의미하고, 또한, 상기 무선 데이터 수신 Transmission 모듈에는 아날로그 인터페이스(Analogue Interface), R/F Level Interface, Card Mode Detecter 등으로 구성되며, 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송할 수 있도록 하는 기능을 한다.
일반적으로 무선 데이터 수신에는 NFC가 포함되며, NFC는 전자태그(RFID)의 하나로 13.56Mz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
그리고, 스위치(14)를 더 구비하며, 상기 스위치는 코일을 제어하는 MSM(제어부)(10)의 제어로 연결을 차단할 수 있고, 상기 스위치(14)에 의해 연결이 차단되게 되면 무선 데이터 수신 안테나 코일(51)의 기능은 정지되게 된다.
결과적으로, 무선 에너지 수신 코일을 상기 MSM(제어부)(10)가 제어하여 무선 에너지 수신를 수신하게 되면, 상기 MSM(제어부)(10)는 스위치를 차단하여, 무선 데이터 수신 기능을 정지하게 한다는 것이다.
한편, 무선 에너지를 수신 받게 될 경우 무선 데이터 수신 기능을 정지하게 되는 방법은 본 발명에서 제시하는 방법 이외에 다른 방법도 가능할 수 있다. 가장 중요한 것은 상기 MSM(제어부)(10)가 무선 데이터 수신 코일(51)을 제어하면 무선 데이터 수신 기능을 정지하는 제어 명령을 수행한다는 것이다.
하지만, 본원 발명의 도 7의 실시예에서 제시하는 스마트폰 Main CPU(110)가 상기의 스위칭 제어를 할 수 있고 또한 본원 발명의 도 6에서 제시하는 MSM(제어부)이 상기의 스위칭 제어를 할 수 있음은 당연하다.
도 5내지 도 7은 본원 발명의 블록도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 에너지 수신 안네나 코일(52)과 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2) 각각에 매칭 파트(본원 발명의 앞의 실시예에서 매칭 파트에 대한 설명이 되었다.)(17)(21-1)(21-2)가 연결되어 있으며, 상기 매칭 파트에는 또한 MSM(제어부)(MSM1)(MSM2)(MSM3)(10)(20-1)(20-2)가 연결되어 있다.
여기서 제1 무선 데이터 수신과 연결된 매칭 파트는 제 1 매칭파트(MP2)(21-1), 제1 무선 데이터 수신과 연결된 MSM(제어부)는 제 1 MSM(MSM2)(20-1)이다. 그리고, 여기서 제2 무선 데이터 수신과 연결된 매칭 파트는 제 2 매칭파트(MP3)(21-2), 제2 무선 데이터 수신과 연결된 MSM(제어부)는 제 2 MSM(MSM3)(20-2)이다.
이때, 상기 MSM(제어부)은 제어부 기능을 하는 부품이므로, 미리 정해진 알고리즘에 의하여 기능을 수행하게 된다, 즉, 무선 에너지 수신 코일(52)와 연결된 연결선(52a-1)에서 연결된 매칭 파트(17)가 무선 에너지 수신을 감지하면 상기 메칭파트와 연결된 MSM(제어부)(10)는 정해진 알고리즘에 의하여 무선 충전 기능을 수행하게 된다.
마찬가지로, 무선 데이터 수신 안테나 코일와 연결된 연결선(51-1a)(51-2a)에서 연결된 매칭 파트(21-1)(21-2)가 무선 에너지 수신을 감지하면 상기 메칭파트와 연결된 MSM(제어부)(20-1)(20-2)는 정해진 알고리즘에 의하여, 수신된 데이터를 근거로 한 제어 기능을 수행하게 된다.
그리고, 제1 무선 수신 안테나 코일과 연결된 연결선(51-1a)에서 제 1 MSM(제어부)(20-1)까지의 경로와 제2 무선 수신 안테나 코일과 연결된 연결선(51-2a)에서 제 2 MSM(제어부)(20-2)까지의 경로는 전기적으로 서로 분리된다.
도 6은 무선 에너지 수신용 MSM(제어부)과 무선 데이터 수신용 MSM(제어부)을 하나로 만든 일체화된 MSDM(30)을 나타낸 실시예의 도면이다. 즉 기능은 다르지만 하나의 원집으로 각각의 기능을 수행할 수가 있다.
즉, 도 6의 MSDM(제어부)(30)는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 제 1, 2 무선 데이터 수신 안테나 코일을 모두 제어한다는 것이다.
도 7은 본원 발명의 멀티 안테나가 구비된 스마트폰을 구성하는 블록도를 나타낸 실시예의 도면이다.
한편, 무선으로 수신된 데이터의 종류에 따라 수신된 데이터를 저장하거나 디스플레이에 표시하거나 또 다른 서버에 전송할 수 있도록 하는 알고리즘을 수행할 수도 있다는 것이다. 그리고, 이러한 기능은 MSM(제어부)(10)(20-1)(20-2)(30)으로부터 정보를 전송 받아 스마프폰의 메인 CPU(110)에서 실행하게 된다. 그리고, 스마트폰은 일반적으로 통신부(114), 디스플레이(112). 입력장치(113) 및 메모리부(111) 등으로 구성되며, 상기의 부품은 통상적으로 사용되는 기능을 가지게 된다.
또한, 스마프폰의 메인 CPU(110)가 MSM(제어부)(10)(20-1)(20-2)(30)의 기능을 할 수 있도록 설계될 수도 있다.
도 8은 무선 충전중인 스마트폰에서 화면을 통하여 정보를 제어할 수 있음을 보이는 실시예의 도면이다.
즉, 충전기(150)위에서 무선으로 충전중인 스마트폰에서, 스마트폰의 디스플레이(112) 상단에 구비된 입력장치(113)를 통하여 정보를 입력하므로서, 무선으로 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)의 제어를 실시할 수가 있게 된다.
도 9는 무선으로 에너지 혹은 데이터를 수신 받는 흐름도를 나타낸 실시예의 도면이다.
스마트폰 기능이 시작되고, 무선 데이터 혹은 무선 에너지를 수신 받게 되면 본원 발명의 앞의 실시예에 따라 매칭 파트가 동작되고, MSM(제어부)이 동작되며, MSM(제어부)은 정해진 알고리즘을 수행하게 된다.
즉, 무선 에너지 수신시 주파수 특성 값과 무선 데이터 수신시 주파수 특성 값에 맞는 매칭 파트가 선택되고, 선택된 매칭 파트와 연결된 MSM(제어부)가 동작된다는 것이다. 예를들어 제 1 무선 데이터 수신 안테나의 주파수 특성에 맞는 무선 데이터가 수신되어 제 1 매칭파트가 여기되면 제 1 MSM(제어부)(MSM2)(20-1)가 제어 동작을 수행한다.
도 10내지 도 14는 무선으로 에너지 혹은 데이터를 수신 받았을 때 실행되는 구체적인 실행 흐름도이다.
도 10는 전체적인 흐름도를 나타낸 실시예의 도면이다.
스마트폰이 작동되고, 무선 데이터 혹은 무선 에너지를 수신 받으면 수신된 에너지 혹은 수신된 데이터에 맞는 매칭 파트가 선택이 된다.(S 220 - S 224)
즉, 무선 에너지 수신이거나 혹은 무선 데이터 수신이거나 구별하지 않고 사용자는 스마트폰을 그대로 가져다 되기만 하면 자동으로 무선 에너지 수신도 되고 무선 데이터 수신도 될 수 있다는 근거가 되는 알고리즘의 첫 단계이다.
사용자가 스마트폰을 무선 충전기에 가져다 대면 무선 충전이 수행되고, 무선 데이터 전송 기기에 가져다 대면 무선 데이터 수신이 된다는 것이며, 미리 무선 충전 에너지 수신 및 무선 데이터 수신을 지정할 필요가 없다는 것이다. 물론 상기의 기능 수행을 위해서는 무선 충전 혹은 무선 데이터 수신이 대기 상태(on 상태)일 경우이다.
그리고, 매칭 파트의 동작에 의하여 무선 데이터 수신이 아닌 경우에는 무선 에너지 수신 단계가 수행되고(228), 무선 데이터 수신인 경우에는 서버와 연결되는 데이터가 아니면 무선 데이터 수신 단계를 진행하게 된다.(232)
또한, 서버와 연결되는 무선 데이터 수신이라면 정해진 알고리즘에 의하여 서버와 데이터를 송수신 하게 된다.(S 234) 또한, 상기 알고리즘의 수행이 종료되면 전체적인 단계는 종료된다.(S236 - S 238)
여기서 서버와 연결된다는 것은 본원 발명의 스마트폰이 유무선 인터넷 연결망을 통하여 서버와 연결되는 통상의 연결 방법을 의미한다.
도 11과 도 12는 도 10의 실시예에서 228단계에 해당되는 무선 에너지 수신 단계를 나타내는 실시예의 도면이다.
일반적으로, 무선 충전 시스템이 전력 에너지를 송전하는 송신부와 전력에너지를 수신하는 수신부로 구성되고, 수신부에서 전력 에너지 송신을 요청하는 신호를 송신부에 보내게 되면, 일정 신호를 수신하기 위해 주기적으로 센서가 구동되는 송신부는 충전 요청신호가 감지되고, 충전 신호를 수신부에 보내게 된다. 즉, 이러한 일반적인 과정을 통하여 수신부에서 근거리 통신 모듈(지그비등 다양한 방식 가능)을 통해 받은 신호는 MSM(제어부)(10)에 보내지고, 상기 제어부(10)는 정해진 방법에 의해 송신부와 상호 신호 교환을 하는 것이다.(150 - 152 단계)
그리고, 정해진 방법에 의해 상호 통신 신호를 교환한 다음 전력 너지를 수신 받게 된다.(153 단계) 이때, 본 발명에서는 서로 다른 방식의 전력 너지를 송신 받을 수 있는 설계 구조를 제공한다.
즉, 상호 근거리 통신신호를 근거로 송신부의 방식을 분별할 수 있다면, 해당되는 매칭 파트가 선택이 되어 활성화 되고, 결국 상기 매칭 파트와 연결된 코일이 활성화 되게 된다. (154 단계 와 160 단계)
결과적으로 상기 MSM(제어부)(10)가 선택한 매칭 파트와 연결된 안테나 루프 코일을 통해 전력 에너지가 수신된다는 것이다. 즉, 상호 근거리 통신 신호에 방식을 구별할 수 있는 신호가 포함될 수 있고, 방식이 구별되게 되면 해당되는 매칭 파트가 바로 선택될 수 있다는 것이다. (도 11에서 154단계에서 바로 160단계로 진행할 수 있다는 것이다.)
한편, 근거리 통신 신호를 통해 방식을 선택할 수 없으면, 송신부에서 보내는 무선 전력 에너지의 크기 값 분석을 통해 방식을 선택할 수가 있다. (156 단계 - 158 단계) 무선 에너지 충전 방식은 그 방식에 따라 전압, 주파수, 임피이던스 혹은 인덕턴스 값이 다르며, 상기 값들을 분석하여, 어떠한 방식인가를 판별하게 된다. 그리고, 이러한 판별은 이미 정해진 방법에 의해 제어부(10)에서 판별하게 된다. 그리고 판별이 끝나면 해당되는 매칭 파트를 선택하게 된다.(160 단계)
제어부(10)에서 상기의 판단이 가능한 이유는 미리 각 방식에 대한 특징 값이 제어부(10) 혹은 메모리(본 발명에서는 따로 언급되지 않았지만 정해진 알고리즘을 수행하기 위해서는 메모리 소자가 구비되었음은 당연하다.) 저장되고, 상기 저장된 값을 근거로 어떠한 방식인가를 판단하게 되는 것이다.
해당되는 매칭 파트가 선택되어 활성화되면, 해당되는 코일도 활성화되어 무선 전력 에너지를 수신 받게 된다. (162 단계 - 164 단계) 무서 에너지 수신 코일(52)을 통해 무선 전력 에너지를 수신 받으면, 제어부(10)를 통해 컨버터가 제어되어 최종적으로 밧데리가 충전될 수 있는 전압 5V가 만들어지게 되어, 밧데리가 충전되는 것이다.(166 단계)
즉, MSM(제어부)(10)는 선택된 방식에 따라 컨버터가 변환해 주어야 하는 비율이 정해지고, 그 비율에 맞게 전압이나 전력을 변환하여 최종적으로 출력을 하는 것이다.(168 단계) 그리고 최종 전압은 출력되어 밧테리(60a)는 충전된다.
한편, 코일의 인덕턴스, 임피이던스, 전압, 주파수 그리고 통신 부호 등을 통해 송신되는 전력 에너지가 어떠한 방식인 가를 판별하여, 그에 해당되는 방식으로 본 발명의 수신부는 선택되고, 따라서 수신되는 전력 에너지를 수신 받을 수 있다.
그리고, “그 비율에 맞게 전압이나 전력을 변환하여 최종적으로 출력을 하는 것(168 단계)”은 수신되는 전압의 값이 다를 수 있다는 것이다. 즉, 전압을 올려서 전체의 전력에너지를 늘릴 수가 있다는 것이고, 이는 전력양을 늘려 더 빠른 충전이 가능하다는 것이며, 이럴 경우에는 변환되는 전압의 비율이 달라질 수 밖에 없다는 것이며, 따라서 본원 발명의 알고리즘은 다양한 전압으로도 무선 에너지 충전이 가능하다는 것을 의미한다.
한편, 본원 발명에서는 무선 에너지 충전을 위한 데이터 송수신을 실시하기도 하는데, 이때, 충전 방식에 대한 정보를 제공할 수도 있지만 밧테리의 충전 상태에 대한 정보도 제공할 수가 있다,
즉, 추가로 다음 단계의 알고리즘이 수행될 수가 있게 된다.
첫 번째 경우,
1)무선 에너지 수신 제어(도 8의 실시예에서처럼 입력창(130)에서 무선 충전 제어를 실시함,)
2)152 단계에 따른 무선 충전에 필요한 데이터를 근거리 통신을 통하여 무선 충전기에 전송함.
의 단계를 수행할 수 있다.
또한 또 다른 두 번째 경우,
1) 메칭 파트에서 무선 에너지 수신을 감지함.
2) 152 단계에 따른 무선 충전에 필요한 데이터를 근거리 통신을 통하여 무선 충전기에 전송함.
의 단계로도 수행이 가능하다.
이때, 무선충전기에 전송하는 데이터의 종류에는 스마트폰 밧테리(60a)의 충전 상태도 포함된다. 즉 밧테리가 방전 상태일 경우와 50 % 충전 상태일 경우와 70 % 충전 상태일 경우에 따라 밧테리 충전 방법이 각각 다르기 때문에 이러한 정보도 제공하게 되는 것이다. 그리로 이러한 충전 상태 정보는 충전이 진행되면서 그때 그때 계속 제공하게 된다.
도 12는 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 코일이 2개인 경우의 흐름도를 나타낸 실시예의 도면이다. 도 1의 실시예에서는 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 코일이 1 개 인 경우의 실시예이지만, 경우에 따라서는 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 코일이 2개인 경우도 존재하게 된다. 즉, 무선 에너지를 충전할 수 있는 방식에 따라 코일의 종류가 다를 수가 있게 된다.
무선 충전을 시작하면 전력 에너지를 송신하고 수신하게 된다.(100 - 102 단계)
수동으로 충전 방식을 선택하게 되면 해당 안테나 코일이 선택되도록 할 수 있다. (104 단계, 110 단계) 즉, 스위치 혹은 메뉴 방식(선택 방법은 통상의 방법을 사용할 수 있으므로 본 발명에서는 수동 선택 방법에 대해서는 별도의 설명을 생략한다,)
자동으로 충전 방식이 선택되어 지면, 수신 코일(52)(51)의 충전 신호를 분석하게 된다. 전압 분석을 할 수 있고, 주파수 분석을 할 수 있고, 임피던스 분석을 할 수가 있다. 그리고 분석 값에 따라 해당 안테나 코일을 선택하게 된다. (104 단계 - 110 단계)
그리고, 분석된 전압 값, 주파수 값, 임피던스 값 등에 맞게 코일에 그에 대응하는 값을 갖도록 한다, (112 단계) 예를들어 주파수 값을 분석하여, 방식이 선택되었으면 수신부 코일에는 선택된 방식의 주파수 값을 갖도록 하는 것이다.
상기와 같은 방식이 정해지면, 무선전력에서지 송수신이 일어나게 되고 밧테리는 충전되게 된다.
도 13과 도 14는 도 10의 실시예에서 232 단계에 해당되는 무선 데이터 수신 단계를 진행하는 실시예의 도면이다.
도 13의 실시예에서처럼 무선 충전중에 무선 데이터 수신 혹은 무선 데이터 제어 명령이 입력(도 8의 실시예에 따라 입력창(130)되면, 무선 에너지 송신부(무선 충전기)에 무선 충전 중단 혹은 무선 에너지 세기를 감소시키는 신호를 전송한다,(신호 전송은 본원 발명의 앞의 실시예에 따라 근거리 통신 방법으로 실시한다.)(S 140 - 144)
그리고, 무선 데이터 수신을 중단하거나 무선 데이터 수신 중단하는 제어 명령이 실시되면 무선 에너지 수신은 실시되고 무선 에너지 수신이 완료된다.(S 146 - 148)
그러나, 무선 데이터 수신은 중단되지 않고, 무선 데이터 수신을 중단하는 제어 명령이 실시되지 않으면, 142 단계로 간다.
한편, 142 단계에서 "No" 이면, 148 단계로 진행하게 된다.
도 14는 종류가 다른 무선 데이터를 수신할 대 우선 순위를 나타내는 실시예의 도면이다, 알고리즘 순서도 원리는 도 13과 동일하다,
예를들어, 중요하지 않은 일반적인 정보를 무선 데이터로 수신 받을 때, 인증이나 결재에 관련된 중요한 정보를 무선으로 수신 받게 되면 일반적인 정보를 무선으로 받는 수신은 중단된다는 것이다.
즉, 본원 발명에서는 무선 에너지 수신 혹은 무선 데이터 수신에도 우선 순위가 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 제어는 총괄적으로 스마트폰의 main CPU(110)에서 실시하게 된다. main CPU(110)의 알고리즘에 우선 순위가 정해진 알고리즘이 수행되면, main CPU(110)는 그 알고리즘의 순서에 맞게 MSM(제어부)(10)(20-1)(20-2)을 제어한다는 것이다.
가장 우선 순위가 높은 것은 인증과 결재, 그다음에는 일반적인 정보, 그리고 그 다음에는 무선 에너지 수신이 된다,
에를들어, 제 2 무선 데이터 수신 안테나 코일을 통하여 중요한 정보를 수신 받는다고 하면, 다음과 같은 단계가 수행되게 된다.
1) 제 1 무선 수신 안테나 코일을 통하여 데이터를 수신 받는다.
2) 제 2 무선 수신 안테나 코일에 정해진 주파수 특성에 맞는 무선 데이터 수신되면, 제 2 매칭파트(MP3)(21-2)가 동작되고 제 2 MSM(제어부)(MSM3)(20-2)가 작동하게 된다.
3) 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일을 제어하는 제 1 MSM(MSM2)(20-1)에 의하여, 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일을 통하여서는 정보 수신이 중단된다.
상기 3)의 단계에서 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일을 통하여 정보 수신이 중단되는 방법은 다음과 같다.
1) 스마트폰 main CPU(110)가 제 1 MSM(MSM2)(20-1)에 데이터 수신 중단 명령을 제공한다.
2) 스마트폰 main CPU(110) 혹은 제 2 MSM(제어부)(20-1)가 제 1 무선 데이터 수신 안테나 코일과 회로적으로 연결된 스위치를 차단하게 된다.
즉, 무선 안테나에서 무선 에너지 혹은 무선 데이터를 수신 받는 도중에라도, 우선순위가 높은 무선 데이터를 수신 받게 되면, main CPU(110)는 MSM(제어부)(10)(20-1)(20-2)에 중단 명령을 제공한다.
도 15내지 도 18은 본원 발명의 멀티 안테나 코일의 배치 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 15는 무선 에너지 수신 안테나 코일이 내부에 있고, 그 외부에는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비된 경우의 실시예의 도면이다.
도 15의(A)는 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)(52-2)도 2개 이고, 상기 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)(52-2) 외부에 구비된 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)도 2 개 인경우의 실시예의 도면이다,
도 15의(B)와 도 5의(C)는 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)(52-2)도 2개 이고, 상기 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)(52-2) 외부에 구비된 무선 데이터 수신 안네나 코일(51-1)이 1 개 인경우의 실시예의 도면이다. 이때, 상기 하나의 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)은 NFC 코일일 수도 있으며, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
한편, 도 15의(D)는 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)이 1개 인 경우의 실시예의 도면이다. 그리고, 상기 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1)이 1개 인 경우에도, 상기 무선 에너지 수신 안테나 코일(52-1) 외부에 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 1개 혹은 2개 구비될 수 있다.
한편, 상기 1 개의 무선 데이터 수신 코일(51-1)은 NFC 코일일 수도 있으며, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
한편, 도 15는 여러개의 무선 안테나 코일이 구비되지만, 상기 무선 안테나 코일은 하나의 기판(55)에 구비됨을 보인다.
도 16은 상기 무선 에너지 안테나 수신 코일(52)과는 별도 영역에 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 구비됨을 보이는 실시예의 도면이다. 이때, 이때 무선 데이터 안테나 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 하나만 존재할 수 있고 두 개 존재할 수도 있다.
또한 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 무선 에너지 수신 안테나 코일(52) 보다 크기가 작을 수도 있으며 비슷할 수도 있다. 아울러, 도 6의 실시 예에서는 별도 도시를 생략하였지만 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)이 도 15의 실시 예에서처럼 2 개일 수도 있다.
도 17은 무선 에너지 수신 코일(52)외부에 하나의 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 구비되고, 별도의 영역에 다른 하나의 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 구비됨을 보이는 실시예의 도면이다,
이때 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)외부에 위치한 코일이 NFC 코일일 수도 있고, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
당연히 도 17의 경우에도 무선 에너지 수신 코일(52)이 2 개일수 있다.
도 18은 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)과는 별도의 영역에 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 구비되고, 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)은 2 개인 경우의 실시예의 도면이다.
그리고, 상기 2 개의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)은 하나는 내부에 다른 하나는 외부에 구비된다. 한편 내부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 NFC 코일이고, 외부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있으며, 그 반대로 외부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 NFC 코일이고, 내부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
도 19와 도 20은 무선 안테나 안테나 코일에 구비되는 또 다른 기능성 필름층을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 19에서처럼, 무선 안테나 코일(52)(51)이 구비된 필름(55)(필름형 기판이며 본원 발명에서는 편의상 필름이라고 한다.)상단에 패라이트(자성체 층)층(56a)(56b)이 형성된 필름(56)이 구비되고, 또한 그 위에 방열필름 층이 형성된 필름(57)이 구비된다.
그리고, 무선 에너지 수신 안테나 코일에 위치한 패라이트 층(56a)과 무선 데이터 수신 안테나 코일에 위치한 패라이트 층(56b)의 종류는 서로 다를 수 있다.
페라이트 시트는 절연 효과도 가질 수 있지만, 코일 서로 간에 혹은 코일과 부품 간에 자장의 영향을 주는 것을 최소화하기 위해 구비되는 시트 형태의 부품이다. 따라서, 상기 페라이트 시트는 코일과 휴대폰 부품 사이에 위치하게 된다.
따라서, 만일 본원 발명의 멀티 안테니 코일 기판(55)이 스마트폰 케이스의 후면에 부착할 경우에는 페라이트 시트가 맨 위(스마트폰 케이스 후면을 아래의 위치로 할 때)에 위치하지만, 반대로 밧데리등 스마트폰 부품에 멀티 안테나 코일 기판(55)이 부착될 경우에는 상기 패라이트 시트가 맨 아래(밧테리 등 부품을 아래의 위치로 할 때)에 부착되게 된다.
그러므로, 도 19의 실시예는 스마트폰 케이스의 후면에 부착한 경우이며, 도 19의 아래에는 본원 발명에서는 도시 생략되었지만 스마트폰 케이스의 후면이 위치하게 된다.
페라이트 시트로는 규소 강판을 사용하지만, 망간, 페라이트, 퍼말로이, 퍼멘듀어, 메탈유리, 분말철 등 기존에 상용화된 재료를 들 수 있다. 또한 흡수체 형태로 아연 등을 사용할 수 있다.
코일과 코일 사이의 경계 영역에 페라이트 시트가 구비되므로서, 무선 에너지 수신 코일과 무선 데이터 수신 코일 상호간에 자장의 영향을 감소시키게 된다.
도 20은 페라이트 필름과 방열 필름의 단면 구조를 나타낸 실시예의 도면이다,
스마트폰에 구비되기 위해서는 각각의 층의 두께를 얇게 하는 것이 중요하며, 도 20의 실시예는 각 층의 두께를 얇게 하기 위한 실시예를 나타낸 도면이다,
도 20의 (A)에 도시된 바와 같이, 방열 필름(57) 위에 방열층(57a)을 코팅하여 형성하며, 방열 필름(57) 아래에 다른 층과 접착을 위해서 열전도 점착층(57b)을 형성한다. 그리고, 페라이트 시트는 페라이트 필름(56) 위에 패라이트 층(56a)(56b)를 형성한다. 이때 전제 두께를 얇게 하기 위하여 패라이트 층은 20 - 100㎛ 정도로 코팅한다. 그리고 페라이트 필름(56)아래에 열전도 점착층(56c)이 형성된다,
이때, 본원 발명의 방열층(57a)과 열전도 점착층(57b)(56c)의 재료 성분과 특성은 아래와 같다.
방열층(57a)은 전기적 절연성과 열전도성이 우수한 다공성 수산화마그네슘, 마그네시아, 이산화규소, 지르코늄 및 규산염 화합물, 전기 전도성과 열전도성이 우수한 그라파이트, 탄소나노튜브, 및 그래핀 중 선택된 하나이상의 물질을 포함한 무기계 물질과 무기계 안료를 포함한 유 무기 조성물과; 폴리비닐알콜, 메틸 셀룰로즈, 에칠 셀룰로즈, 메틸 니트로 셀룰로즈, 에틸 니트로 셀룰로즈, 아크릴-우레탄 공중합체, 에폭시-우레탄 공중합체 및 수용성 우레탄 수지로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 유기고분자 물질을; 포함한 열방사 시트용 유무기 하이브리드 조성물로 이루어진다.
그리고, 방열층(혹은 열 방사층)(57a)을 구성하는 상기 바인더는 접착성을 가지는 것이면 제한되지 않으며, 천연수지나 합성 수지로부터 선택될 수 있다. 바인더는 예를 들어 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계 및 우레아계 등의 수지로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 방열층(57a)은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 바인더를 100g(gram) 사용한다고 가정했을 때 열전도성 필러를 5∼200g정도 포함하는 열전도성 조성물이 코팅되어 형성될 수 있다. 아울러, 방열층(57a)을 형성하기 위한 열전도성 조성물은 열전도성 필러 및 바인더 이외에, 필요에 따라 광개시제, 경화제, 분산제, 용제, 산화방지제, 소포제, 안료, 광택제, 난연제, 표면 평활제 등이 더 포함할 수 있다. 열전도성 조성물의 코팅은 일반적인 박막 코팅방법을 사용할 수 있으며, 그라비아 코팅 방법도 사용할 수 있다.
그리고, 방열층(10)은, 5㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 두께가 1㎛ 미만으로서 너무 낮으면 외력에 의한 긁힘이 생길 수 있고 열 방출 효율이 떨어질 수 있으며, 100㎛를 초과하여 너무 두꺼우면 방열 시트의 유연성(flexible)이 떨어지고 가격 면에서도 바람직하지 않을 수 있다. 바람직하게는 3㎛ 내지 20㎛의 두께를 가지면 좋다.
예를 들어, 상기 방열층은 유무기 하이브리드 조성물은 다량의 극미세 기공을 갖는 무기계 필러중 바람직하게는 규산염 화합물이 60∼80중량%, 탄소나노튜브 0.5∼5.0중량%, 그래핀 0.5∼5.0중량%, 무기계 안료 1∼10중량%, 유기계 물질중 에틸셀룰로즈 5.0∼10중량%, 에틸니트로 셀룰로오즈 5.0∼10중량%, 분산안정화제 0.5∼1.0중량%로 구성될 수 있다.
분산안정화제로는 폴리아크릴릭산염, 벤토나이트계, 퓸드실리카계, 제올라이트계중 선택된 하나를 사용한다.
무기계 안료로는 아연계, 망간계, 마그네슘계, 티탄계, 페릭계 산화물중 하나가 선택되어 사용될 수 있다.
아울러, 상기 방열층(57a)은 필러를 포함하고, 그　필러는 입자상으로서 0.1 나노미터(㎚) 내지 5 마이크로미터(㎛)의 입자 크기를 가질 수 있다.　
열전도 점착층(57b)은 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 아크릴-우레탄 공중합체 및 폴리우레탄계중 선택된 점착형 수지와 우수한 열전도 특성을 위하여 알루미늄계, 규산계 산화물 및 아연계 산화물계 중에서 선택된 하나 이상이 혼합된 조성물과 수지로 구성되며, 발열소자 및 발열부위에 열방사 시트를 에어갭(Airgap)없이 부착 및 고정시키는 역할과 상기 폴리머층과 접촉하는 열전도층에 수직으로 열을 효과적으로 전달하는 기능을 한다.
상기 점착층(57b)(56c)은 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 점착제로 구성될 수 있으며, 예를 들어 아크릴계, 우레탄계 및 실리콘계 점착제 등으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 점착제로부터 선택될 수있다. 또한, 점착층(30)도, 바람직하게는 방열성을 가지면 좋다. 예를 들어, 점착층(57b)(56c)은 점착제와 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 점착제가 코팅되어 형성될 수 있다.
이때, 상기 점착층(57b)(56c)에 포함되는 열전도성 필러는 열전도성을 가지는 것이면 그 종류는 제한되지 않는다. 열전도성 필러는 입자상으로서 0.1 나노미터(㎚) 내지 5 마이크로미터(㎛)의 입자 크기를 가질 수 있다. 열전도성 필러는 금속, 무기물, 탄소소재 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 열전도성 필러는 구체적으로 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn), 텅스텐(W), 철(Fe), 은(Ag), 금(Au) 등의 금속 분말; 탄산칼슘 (CaCO3), 산화알루미늄(Al2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 탄화규소(SiC); 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN)등의 무기 분말; 그리고 탄소소재로서 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 및 탄소나노섬유(CNF) 등의 유기 분말 등으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 열전도성 필러는, 바람직하게는 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 및 탄소나노섬유(CNF) 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 탄소소재를 포함하는 것이 좋다. 이러한 열전도성 필러는 점착제의 점착력을 저하시키지 않는 범위에서 적정량 혼합될 수 있다.　
또한, 상기 점착제층(57b)(56c)은, 바람직하게는 3 ~ 60㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 좋다. 점착제층(57b)(56c)의 두께가 3㎛ 미만인 경우 점착력이 떨어질 수 있고, 60㎛를 초과하는 경우 방열 효과가 떨어질 수 있다. 가장 최적의 두께는 10 - 20 ㎛ 이다.
도 20의 (B)는 또 다른 실시예의 도면으로 전체 두께를 얇게 하기 위한 방법의 실시예이다. 즉 방열 필름(57)과 열전도 점착층(57b)을 별도로 구비하지 않고, 페라이트 시트 층에 바로 방열층(57a)을 형성하는 방법이다. 이를 위해서는 페라이트 층(56a)(56b) 위에 방열층을 코팅하므로서 가능하게 된다.
도 21과 도 22는 멀티 코일 필름의 최소화 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 21에 도시된 바와 같이 본월 발명에서는, 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 2개 구비되고, 무선 에너지 수신 코일(52)도 1개 구비되지만, 무선 에너지 수신 코일도 2 개 구비될 수 있고, 또한 각각의 코일에는 인출선(52a-1)(52a-2)(51-1a)(51-2a)이 각각 구비되어야 하므로, 멀티 코일 필름(55)이 다층 구조가 되게 된다. 그러므로 층의 수를 최소화하여 두께를 얇게 함은 물론 비용 절감을 이루도록 하여야 한다.
본원 발명에서는 층의 수를 최소화 하기 위하여 안테나 코일 혹은 인출선이 코팅되는 필름을 2 장 사용한다. 아래쪽에 위치한 필름을 아래의 멀티 코일 필름(55a)이라고 하고, 위쪽에 위치한 필름을 상단의 멀티 코일 필름이라고 한다.
아래의 멀티 코일 필름(55a)에는, 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 2개 만들어지고, 무선 에너지 수신 코일(52)이 만들어지고, 최 외곽에 위치하는 무선 데이터 코일(51-1)의 인출선(51-1a) 양 끝 두개 중에서 하나의 인출선(51-1a) 만 구비된다.
그리고, 상단의 멀티 코일 필름(55b)에는, 최 외곽에 위치하는 무선 데이터 코일(51-1)의 인출선(51-1a) 양 끝 두개 중에서 또 다른 하나의 인출선(51-1a) 만 만들어지고, 두 개의 무선 데이터 수신 안테나 코일 중에서 안쪽의 무선 데이터 수신 안테나 코일의 인출선(51-2a)도 만들어 진다. 또한 상단의 멀티 코일 필름(55b)에는 무선 에너지 수신 안테나 코일의 인출선(52a-1)(52a-2)가 만들어 진다.
아울러, 아래의 멀티 코일 필름(55a)과 상단의 멀티 코일 필름(55b)이 전기적으로 연결되는 방법은 홀(hole)을 만듦으로서 가능하다.
즉, 각각의 모든 인출선과 각각의 모든 안테나 코일을 두 개의 필름(55a)(55b)에 나누어 형성하는 방법이 도 21의 실시예이지만, 두 개의 필름에 각각의 모든 인출선과 각각의 모든 안테나 코일을 분배하는 방법은 몇가지가 더 나올 수 있다. 즉 본원 발명에서는 두 개의 필름(55a)(55b)에 모든 인출선과 각각의 모든 안테나 코일이 만들어 진다.
도 22은 단면 구조이며, 상단의 멀티 코일 필름(55b)과 아래의 멀티 코일 필름(55a)의 하부에는 점착층(52c)(52e)가 코팅 형성되며, 도 20과 도 21의 실시예에서 처럼 열전도 점착층이 아니라 일반적인 접착제가 그대로 사용된다.
또한, 상단의 멀티 코일 필름(55b)을 대신하여 절연막이 사용될 수 있다. 즉 코일과 인출선이 형성된 아래의 멀티 코일 필름(55a)에 절연막을 형성한 다음에 상단의 멀티 코일 필름층(55b)에 만들어지는 인출선을 형성할 수가 있다.
도 23은 스마트폰 케이스 후면에 장착된 연결 단자를 나타낸 실시예의 도면이다.
본원 발명에서는 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)이 2개 구비되고, 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)이 1개 혹은 그 이상 구비될 수 있다. 그리고, 상기 코일들이 구비된 멀티 안테나 코일 필름(55)이 스마트폰 케이스 후면(101)에 부착되거나 케이스 후면(101)과 부품 사이에 위치하게 된다.
이 경우에는 멀티 코일 필름(55)의 단자(본원 발명에서는 도시 생략되었지만, 각각의 연결선의 끝 단에 연결단자가 구비된다.)와 결합되는 단자가 구비된다. 이때, 무선 데이터 수신 안테나 코일(51-1)(51-2)의 단자(102a)와 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)의 단자(102a)가 모두 구비된다. 그리고 상기 단자(102a)와 스마트폰 본체 회로와 연결되는 연결선(102)이 구비된다.
도 24는 코일이 구비되는 본원 발명의 또 다른 실시예의 도면이다.
무선 에너지 수신 안테나 코일(52)의 저항은 낮을수록 효과적이지만, 두께를 얇게 만들어야 하는 특성상 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)의 저항을 낮게 하는 데에는 한계가 존재한다.
따라서, 스마트폰 후면 케이스(101) 코일 홈(101a)을 구비하고, 상기 코일 홈(101a)에 무선 에너지 수신 코일(52)이 구비되도록 하므로서, 무선 에너지 수신 코일(52)의 두께를 두껍게 할 수 있고 따라서 무선 에너지 수신 코일(52)의 저항 값도 낮출 수가 있다. 즉, 스마트폰 후면 케이스(101) 내부에 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)을 형성하므로서 무선 에너지 수신 안테나 코일의 저항 값을 나출 수 있다는 것이다. 스마트폰 후면 케이스(101) 내부에 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)을 형성하는 방법으로는, 후면 케이스(101) 사출시 무선 에너지 수신 안테나 코일(52)을 삽입하여 사출(인서트 사출)하는 방법도 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 매칭파트 및 MSM(제어부)이 더 구비되며,
    각각의 코일에는 상기 매칭파트가 각각 연결되고 상기 매칭 파트는 각각 해당되는 MSM(제어부)에 연결되며,
    상기 무선 데이터 수신 코일은 2 개 이상이며,
    상기 두 개의 코일은 서로 코일선의 두께가 다르며,
    상기 두 개의 코일은 코일선과 코일선 사이의 간격이 서로 다르고,
    상기 두 개의 코일은 코일의 턴 수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  2. 제 1항에 있어서, 무선 충전 제어 명령이 실시되거나 무선 에너지 수신 코일과 연결된 매칭 파트가 매칭되면 무선 충전 정보를 무선 충전기에 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  3. 제 2항에 있어서, 무선충전기에 송신되는 정보는 밧테리 충전 잔량인 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각각의 MSM을 하나로 통합하여 하나의 MSM이 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  5. 제 1 항에 있어서 무선 에너지를 수신 받을 때, 무선 데이터를 수신 받게 되면 무선 에너지의 수신이 종료되거나 무선 에너지 수신의 세기가 줄어드는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  6. 제 1항에 있어서, 무선 데이터를 수신 받을 때 중요도가 더 높은 무선 데이터를 수신 받게 되면, 수신 받던 무선 데이터의 수신은 중지되고 중요도가 높은 무선 데이터가 수신되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 MSM 은 스마트폰 메인칩으로 대체되는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  8. 무선 전력 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터를 수신 받을 수 있는 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 상기 무선 데이터 수신 안테나 코일은 2 개 이상이며,
    무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일에는 각각 연결선이 구비되고,
    상기 무선 에너지 수신 안테나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일은 하나의 멀티 코일 필름에 장착되고,
    상기 멀티 코일 필름은 상단의 멀티 코일 필름과 아래의 멀티 코일 필름으로 구비되며, 상기 멀티 코일 필름 아래에는 점착층이 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 아래의 코일 필름층에는 무선 에너지 수신 안네나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일이 구비되고, 상단의 코일 필름층에는 연결선이 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  10. 제 8항에 있어서, 페라이트 필름층과 방열 필름 층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 페라이트 필름층에 자성체 층이 코팅되어 형성되고 방열 필름 층에는 방열 층이 코팅되어 형성하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일의 구조.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 방열필름층 하단의 점착층은 열전도 점착층인 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일의 구조.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 페라이트 필름 하단에 점착층은 점착층인 것을 특징으로 하는 스마트폰 용 무선 안테나 코일의 구조.
  14. 제 1항에 있어서, 스마트폰 하부 케이스에 무선 에너지 수신 안네나 코일과 무선 데이터 수신 안테나 코일의 연결 단자가 구비되는 스마트폰 용 무선 안테나 코일의 구조.
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