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KR100575744B1 - 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치 - Google Patents

근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치 Download PDF

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KR100575744B1
KR100575744B1 KR1020030071571A KR20030071571A KR100575744B1 KR 100575744 B1 KR100575744 B1 KR 100575744B1 KR 1020030071571 A KR1020030071571 A KR 1020030071571A KR 20030071571 A KR20030071571 A KR 20030071571A KR 100575744 B1 KR100575744 B1 KR 100575744B1
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portable terminal
communication unit
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황시연
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치에 관한 것으로, 종래 물리적인 전극 접속이 반드시 필요한 휴대 단말기용 통신 및 충전 장치는 데이터 통신 및 충전기능을 제공하는 거치대에 휴대 단말기가 정밀하게 고정되면서 물리적인 전극 접촉이 이루어지므로 거치를 위한 노력이 필요하며, 외부에 노출된 전극이 오염되기 쉬우므로 전기적 접촉이 불안정하게 되는 문제점이 있다. 또한, 이동통신 단말기의 정밀한 통신 포트를 이용하여 통신 접속을 빈번하게 실시해야 하므로 접촉부 손상이 빈번하여 오동작이 발생하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 휴대용 단말기의 근거리 통신부를 이용하여 통신 및 충전을 실시할 수 있도록 휴대용 단말기에 충전 제어부를 두고, 상기 휴대용 단말기와 데이터 통신을 실시할 컴퓨터와 상기 휴대용 단말기를 비 접촉식으로 인터페이스하여 데이터 통신이 가능하도록 하며 동시에 근거리식 통신부를 통한 충전이 가능하도록 구성한 거치대를 포함한 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치를 제공함으로써 상기 거치대의 임의 위치에 휴대용 단말기를 위치시키는 것 만으로 통신과 충전을 선택적으로 제공할 수 있어 사용자의 편의를 개선함과 아울러 외부 노출 단자의 제거로 인한 접촉부 고장 방지로 제품 수명을 연장하는 효과가 있다.

Description

근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치{COMMUNICATION AND CHARGING APPARATUS USIGN WIRELESS LOCAL COMMUNICATION DEVICES}
도 1은 본 발명 일 실시예의 개념을 보이는 사시도.
도 2는 본 발명 일 실시예의 시스템 구성을 보이는 블럭도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 이동통신 단말기 11: 주 제어부
12: 통신 제어부 13: 충전 제어부
14: 배터리 15: 통신부
20: 거치대 22: 통신 제어부
23: 충전/통신 제어부 25: 통신부
30: 컴퓨터 통신포트
본 발명은 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치에 관한 것으로, 특히 근거리 통신을 지원하는 휴대용 단말기를 거치대의 임의 위치에 두는 것으로 외부 장비와의 근거리 통신 및 비 접촉 충전이 가능하도록 하여 사용자 편의를 높 이고 접촉 방식의 문제점을 해소할 수 있는 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치에 관한 것이다.
휴대용 단말기의 사용이 일반화 됨에 따라 이동통신 단말기의 시장이 확대 되었으며, 그에 따라 더 많은 기능들을 내장한 휴대용 단말기의 개발이 급속히 이루어지게 되었다.
특히 높은 성능의 제어기, 많은 용량의 메모리, 화려한 표시부등은 이미 일반적인 휴대용 단말기의 기본 조건이 되었으며 카메라 기능을 내장하여 사진과 동영상을 촬영할 수 있는 기능도 일반화 되었다. 이들을 이용하여 많은 양의 개인 정보를 보다 편리하게 사용할 수 있게 되었고, 다양한 멀티미디어 데이터를 생성 및 재생할 수 있게 되었다. 따라서, 이러한 수 많은 정보들을 휴대용 단말기에 저장 및 관리하기 위해서 휴대용 단말기를 개인용 컴퓨터 등에 연결하여 데이터 통신을 실시하는 경우도 점차 일반화 되어 가고 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 '휴대용 단말기'는 다양한 종류의 이동통신 단말기를 비롯하여 피디에이(PDA), 전자책, 멀티미디어 재생기등을 비롯하여 디지털 카메라, MP3 플레이어등을 포괄하는, 디지털 데이터를 사용하는 휴대기기의 개념으로 사용된다고 간주한다.
따라서, 이러한 휴대 단말기들의 공통적인 특징은 개인용 컴퓨터를 기준으로 하는 통신 기능과 전원 충전 기능이다. 비록 충전 기능이 없는 단말기들도 있으나, 대부분의 고급 단말기들은 충전 기능을 포함하고 있다.
이러한 통신 기능과 전원 충전 기능을 동시에 사용하기 위하여 크래들이라 불리는 거치대를 사용하게 되는데, 이는 휴대 단말기들을 물리적으로 지지하면서 통신부 및 전원부를 내장하여 휴대 단말기를 외부 전원 및 컴퓨터와 연결한다.
그러나, 현재 휴대 단말기들을 개인용 컴퓨터와 연결하거나 전원을 제공하여 충전을 실시하고자 하는 경우, 전기적인 접촉이 요구되는 경우가 대부분이다. 즉, 휴대 단말기의 통신 포트를 통한 연결이나 별도의 전극 접촉을 통한 통신 및 전원의 제공에 의해 이러한 통신과 충전이 실시된다.
최근 휴대 단말기는 이러한 전기적 접촉이 아닌 비 접촉식 통신 방식을 부가적으로 지원하는 장치들이 보편화되는 추세인데, 그 중에 대표적인 것으로 적외선 통신 방식인 IrDA, RF 신호를 이용한 블루투스등이 있다. 그러나 이들은 보조적인 통신 방식으로 사용되며, 충전을 위해서는 전기적 접촉이 반드시 필요하다.
따라서, 통신을 위해 거치대에 비 접촉식 근거리 통신부를 장착하여 휴대 단말기와 비 접촉식 통신 연결을 실시할 수는 있으나, 충전을 위해서는 별도의 물리적 전극 접촉이 필요하게 되므로 항상 고정된 위치에 정확하게 연결을 실시해야 한다.
즉, 전극 접촉 시 발생할 수 있는 전기적인 충격, 외부 노출 전극의 손상 가능성, 노출된 전극에 이물질이 삽입되어 전기적인 충격이 발생할 위험성, 먼지나 오염에 의한 전기적 접촉 불량, 전기적 접촉성을 높이기 위한 물리적인 고정부에 의한 기기의 손상등은 통신 방식을 비 접촉식으로 변경한 경우라도 충전 기능을 사용하기 위해서는 어쩔 수 없이 발생하는 문제점이 된다.
상기한 바와 같이 종래 물리적인 전극 접속이 반드시 필요한 휴대 단말기용 통신 및 충전 장치는 데이터 통신 및 충전기능을 제공하는 거치대에 휴대 단말기가 정밀하게 고정되면서 물리적인 전극 접촉이 이루어지므로 거치를 위한 노력이 필요하며, 외부에 노출된 전극이 오염되기 쉬우므로 전기적 접촉이 불안정하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 이동통신 단말기의 정밀한 통신 포트를 이용하여 통신 접속을 빈번하게 실시해야 하므로 물리적인 접촉부 손상이 빈번하여 오동작이 발생하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 휴대용 단말기의 근거리 통신부를 이용하여 통신 및 충전을 실시할 수 있도록 휴대용 단말기에 충전 제어부를 두고, 상기 휴대용 단말기와 데이터 통신을 실시할 컴퓨터와 상기 휴대용 단말기를 비 접촉식으로 연결하여 데이터 통신이 가능하도록 하며 동시에 비 접촉식 통신부를 통한 충전이 가능하도록 구성한 거치대를 제공하는 것으로 상기 거치대의 임의 위치에 휴대용 단말기를 위치시키는 것 만으로 통신과 충전이 모두 가능해지도록 한 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은, 통신시 광에 의한 비접촉 통신을 실시하며, 통신이 이루어 지지 않는 경우 수신되는 광신호에 의해 전달되는 에너지를 전류로 변환하는 근거리 광통신부를 구비하여 통신과 충전을 선택적으로 실시하는 휴대용 단말기와; 상기 휴대용 단말기와 통신하고자 하는 외부 기기의 광통신 포트와 상기 휴대용 단말기의 광통신부를 인터페이스하며, 통신이 이루어 지지 않는 경우 상기 통신을 위한 것 이상의 충전용 에너지를 가진 광신호를 송신하는 근거리 광통신부를 구비하여 통신과 충전 에너지 제공을 선택적으로 실시하면서 상기 휴대용 단말기를 지지하는 거치대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상기와 같은 본 발명을 첨부한 실시예들의 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 개념을 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이 컴퓨터 및 외부 전원과 유선 연결되면서 장착될 휴대용 단말기(10)와는 근거리 통신 방식으로 연결되는 거치대(20)와, 상기 거치대(20)와 근거리 통신 방식으로 연결되며, 통신 상황과 충전 상황에 따라 적절히 동작하는 휴대용 단말기(10)를 포함한다.
상기 거치대(20)와 휴대 단말기(10)는 하나 이상의 근거리 통신 방식을 구비하고 있을 수 있으며, 이들 중 하나의 방식을 이용하여 단순히 휴대 단말기(10)를 거치대(20)에 인접시키는 것 만으로 통신과 충전이 가능하도록 한다. 상기 휴대 단 말기(10)는 내부적으로 근거리 통신부(15)를 가지고 있으며, 이는 거치대의 근거리 통신부(25)를 통해 연결됨으로써 통신과 충전이 가능해 지게 된다.
상기 거치대(20)의 통신관련 부분은 컴퓨터 포트와 연결되어 물리적인 통신 방식을 변경해 주는 인터페이스라는 것에 주의한다.
따라서, 상기 휴대 단말기(10)는 정확한 데이터 통신과 충전을 위해 상기 휴대 단말기를 거치대의 고정 위치에 장착할 필요 없이 상기 거치대(20)의 임의 위치에 휴대 단말기(10)를 근접 시키기만 하면 되므로, 대단히 편리한 관리가 가능해진다. 또한, 비 접촉식이기 때문에 전극이 노출될 염려가 없어 물리적인 손상과 전기적인 충격이 방지되어 고장의 위험이 작아지며, 고정할 필요가 없으므로 고정부에 의한 휴대 단말기의 물리적인 손상(긁힘, 물리적 지지 구조물 파손)을 방지할 수 있다.
그러면, 휴대용 단말기(10)와 거치대(20)에 사용될 수 있는 근거리 통신부에 관해 설명하도록 한다. 비 접촉식으로 통신 및 충전을 실시할 수 있는 통신 방식으로는 광을 이용한 방식과 전기장을 이용한 방식이 대표적이다. 광을 이용하는 방식은 높은 에너지를 가지는 광을 제공하는 송신부로부터 제공되는 광을 높은 광-전류 변환 효율을 가지는 수광부를 통해 받아 이를 전류로 변환하는 것으로 충전에 필요한 전력을 얻을 수 있다. 현재 사용되는 일반적인 휴대 단말기는 약 4V, 600mA 정도의 전력이 필요한데, 이는 점차 낮아지고 있는 추세이다. 급속한 충전이 아닌 저속 충전을 이용하는 경우라면 약한 전력을 전류 축적 소자에 모아서 충전을 실시할 수 있으며, 이 경우 필요한 전압과 전류는 대단히 낮아질 수 있다. 또한, 높은 에 너지를 가지는 파장의 광을 사용하거나 레이저를 이용하게 되면 보다 높은 에너지 전달을 비 접촉식으로 실시할 수 있을 것으로 기대한다. 이러한 송수신부는 당연하게도 에너지 전달이 아닌 신호 전달용으로도 사용할 수 있으며, 이 경우 고속 데이터 전달을 위해 에너지의 세기를 낮출 수 있다.
전기장을 이용하는 방법은, 송신측 코일이 전기장을 발생시키면 수신측 코일에 유도 전류가 발생하게 되는 방식을 이용한다. 이는 비교적 큰 전력을 효과적으로 제공해 줄 수 있으며, 발생되는 전기장의 변화에 따라 데이터 전달 또한 가능하다. 이러한 방식으로 사용되는 일반적인 응용으로는 전동 칫솔이나 교통 카드 및 보안 카드등이 있으며, 극단 적인 예로 트랜스 포머를 연상하면 된다. 즉, 이경우의 특징은 송수신부가 인접할 수록 에너지 전달 효과가 크다는 점이며, 그러나 고주파를 이용하여 스위칭 전압을 발생시키는 것이므로 휴대 단말기의 소자들이 영향을 받지 않도록 전기적인 차폐가 필요하며, 생성되는 충전 전압의 평활이 필요하다는 점이 단점이 된다. 하지만, 비교적 높은 효율의 충전 기능을 제공해 줄 수 있다.
언급한 방법 외에도 통신과 에너지 전달이 가능한 다른 종류의 근거리 통신 수단을 사용할 수 있다.
상기 휴대 단말기(10)가 거치대에 인접했다는 것을 파악하여 데이터 통신을 초기화 하고 충전 여부를 결정하기 위해서 거치대(20)에 물리적인 휴대 단말기(10)의 무게를 감지하는 스위치를 부착할 수 있다. 그 외에 휴대 단말기(10)가 주기적으로 근거리 통신부(15)의 데이터 수신을 감시하거나 인터럽트 방식을 통해 규격에 맞는 데이터가 인가되는 경우를 파악할 수 있도록 하고 거치대(20)의 근거리 통신부(25)가 주기적이거나 지속적으로 소정의 데이터를 송출하도록 하면, 휴대 단말기(10)가 거치대(20)에 인접하는 경우 상기 거치대(20)로부터 소정의 데이터를 수신하게 되고, 그에 대한 응답을 상기 거치대(20)의 근거리 통신부(25)에 제공함으로써 상호간에 인접 여부를 알 수 있게 된다.
또한, 통신의 연결이 프로토콜 적으로 중지되었거나 통신이 소정 시간 실시되지 않는 경우 상호 상태 신호 송수신을 통해 충전을 실시할 수 있으며, 거치대(20)의 통신부(25)가 제공하는 신호 세기를 통해 휴대 단말기(10)가 현재 상태를 파악할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 구조를 보다 상세히 설명하는 블록도로서, 도시한 바와 같이 비 접촉식으로 연결되는 휴대 단말기(10)와 거치대(20) 및 상기 거치대(20)와 유무선으로 연결되어 실제 통신을 실시하는 컴퓨터 통신포트(30)를 나타내었다.
상기 거치대(20)의 주 목적은 컴퓨터와 같은 통신이 가능한 마스터 장비를 이용하여 휴대 단말기(10)와 통신을 실시할 수 있도록 통신 방식을 변경해 주는 역할과 함께 통신이 실시되지 않는 경우에 충전을 실시할 수 있도록 내장된 근거리 통신부(25)의 송신 수단이 높은 에너지를 송출하도록 하는 것이다. 따라서, 내장된 근거리 통신부(25)는 외부 통신 포트(즉, 컴퓨터등의 통신포트와 연결되는 부분)를 통해 송수신되는 데이터를 낮은 에너지로 송수신할 수 있으며, 이 경우 상기 근거리 통신부(25)는 통신 제어부(22)에 의해 제어된다. 하지만, 통신이 실시되지 않거 나 휴대용 단말기(10)로부터 특정한 신호를 수신하였거나, 또는 상기 휴대용 단말기(10)로부터 제공된 특정한 신호에 따른 마스터 장비의 제어 신호에 의해 상기 근거리 통신부(25)의 송신 수단에 높은 전압이 인가되면, 상기 근거리 통신부(25)의 송신부는 충전/통신 제어부(23)에 의해 제어된다. 상기 충전/통신 제어부(23)는 단순히 높은 전압을 인가하기위한 스위칭 소자일 수 있으나, 통신 상태나 충전 상태를 파악하여 그에 따른 근거리 통신부(25) 제공 전압을 조절하는 수단일 수도 있다.
도시한 바와 같이, 상기 휴대용 단말기(10)는 물리적인 근거리 통신을 실시하는 근거리 통신부(15)와, 상기 근거리 통신부(15)를 통해 소정의 신호를 통신 프로토콜에 따라 처리하는 통신 제어부(12)와, 휴대용 전원 역할을 하는 충전 가능한 배터리(14)와, 상기 근거리 통신부를 통한 데이터 송수신이 중단되는 경우 내장 배터리에 대한 충전을 실시하는 충전 제어부(13)와, 상기 통신 제어부(12) 및 충전 제어부(13)에 대한 제어 신호를 제공하며, 통신과 충전의 경우를 상기 거치대(20)와의 통신을 통해 결정하는 주 제어부(11)로 이루어져 있다.
여기서, 상기 근거리 통신부(15)는 낮은 에너지의 신호값을 수신하여 데이터 수신이 가능하면서도 전술한 바와 같이 높은 에너지를 수신하여 이를 전류로 변환할 수 있는 수신 수단을 구비해야 한다.
따라서, 상기 충전 제어부(13)는 주 제어부(11)의 제어 신호 혹은 상기 근거리 통신부(15)의 수신 수단의 수신 에너지 세기에 의해 상기 근거리 통신부(15)의 수신 수단을 통해 얻어지는 전류를 전압으로 변환하여 상기 배터리(14)에 충전을 실시한다. 따라서, 상기 충전 제어부(13)는 간단한 스위칭 소자일 수있으며, 근거리 통신부(15)에 의해 생성되는 전류가 낮은 경우 이를 저장하여 소정 레벨 이상의 전력으로 변환한 후 이를 이용하여 배터리(14)를 충전하는 수단들로 이루어질 수도 있다. 이러한 저전력을 이용한 배터리 충전 기술은 다양한 응용 회로들이 공개되어 있으므로 당 업자는 용이하게 이들 중 하나를 적용할 수 있다.
또한, 상기 배터리(14)의 경우 낮은 전력으로 충전을 실시할 수 있는 고효율 2차 전지가 개발됨에 따라 점차 낮은 전력으로도 빠르게 충전될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치는 휴대용 단말기의 근거리 통신부를 이용하여 통신 및 충전을 실시할 수 있도록 휴대용 단말기에 충전 제어부를 두고, 상기 휴대용 단말기와 데이터 통신을 실시할 컴퓨터와 상기 휴대용 단말기를 비 접촉식으로 인터페이스하여 데이터 통신이 가능하도록 하며 동시에 비 접촉식 통신부를 통한 충전이 가능하도록 구성한 거치대를 제공함으로써 상기 거치대의 임의 위치에 휴대용 단말기를 위치시키는 것 만으로 통신과 충전을 선택적으로 제공할 수 있어 사용자의 편의를 개선함과 아울러 외부 노출 단자의 제거로 인한 접촉부 고장 방지로 제품 수명을 연장하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 통신시 광에 의한 비접촉 통신을 실시하며, 통신이 이루어 지지 않는 경우 수신되는 광신호에 의해 전달되는 에너지를 전류로 변환하는 근거리 광통신부를 구비하여 통신과 충전을 선택적으로 실시하는 휴대용 단말기와;
    상기 휴대용 단말기와 통신하고자 하는 외부 기기의 광통신 포트와 상기 휴대용 단말기의 광통신부를 인터페이스하며, 통신이 이루어 지지 않는 경우 상기 통신을 위한 것 이상의 충전용 에너지를 가진 광신호를 송신하는 근거리 광통신부를 구비하여 통신과 충전 에너지 제공을 선택적으로 실시하면서 상기 휴대용 단말기를 지지하는 거치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 휴대용 단말기의 근거리 광통신부는 주기적이거나 인터럽트 방식으로 외부 통신 시도를 확인하며, 상기 거치대의 근거리 광통신부는 주기적이거나 항상 소정의 인식용 신호를 송출하도록 하여 상기 휴대용 단말기가 거치대에 인접했음을 인식할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 휴대용 단말기는 근거리 광통신을 지원하며, 충전시 제공되는 충전용 광 신호를 인가받아 이를 전류로 변환하는 근거리 광통신부와; 상기 근거리 광통신부를 통해 송수신되는 통신 신호를 처리하는 통신 제어부와; 상기 근거리 광통신부를 통한 데이터 송수신이 중단되는 경우 내장 배터리에 대한 충전을 실시하는 충전 제어부와; 상기 통신 제어부 및 충전 제어부에 대한 제어 신호를 제공하며, 통신과 충전의 경우를 상기 거치대와의 통신을 통해 결정하는 주 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 거치대는 외부 광통신 포트를 통해 송수신되는 데이터를 상기 휴대용 단말기의 근거리 광통신부와 인터페이스하며 충전시에는 통상의 통신을 위한 광에너지 이상의 광에너지를 상기 휴대용 단말기의 근거리 광통신부에 제공하는 근거리 광통신부와; 상기 근거리 광통신부를 통해 송수신되는 광통신 신호를 처리하는 광통신 제어부와; 상기 광통신부가 통신 상태 혹은 충전 상태 중 하나로 동작하도록 관리하는 충전/통신 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신부를 이용한 통신 및 충전장치.
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