KR20170083809A - 무선 전력 전송 장치, 무선 충전 시스템 및 이들의 제어 방법 - Google Patents
무선 전력 전송 장치, 무선 충전 시스템 및 이들의 제어 방법 Download PDFInfo
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Abstract
무선 전력 전송 장치 및 이의 제어 방법이 제공된다. 본 무선 전력 전송 장치의 제어 방법은 무선 통신을 이용하여 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하고, 외부 장치가 위치하는 방향 및 무선 전력 전송 장치와 외부 장치 사이의 거리를 판단하며, 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치로 초음파 신호를 전송한다.
Description
본 개시는 무선 전력 전송 장치, 무선 충전 시스템 및 이들의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 장치의 방향 및 거리를 판단하여 외부 장치로 초음파 신호를 전송함으로써 무선 충전이 가능한 무선 전력 전송 장치, 무선 충전 시스템 및 이들의 제어 방법에 관한 것이다.
무선 전력 전송 기술들은 그 기술 분야로서 RF(radio frequency)를 이용한 방식과 자기장을 이용하는 방식이 있다. 이 중 자기장을 이용하는 방식은 자기장 유도 기반 비접촉식 전력 전송 방식, 자기장 빔(beam) 셰이핑(shaping) 기반 근거리 전력 전송 방식, 자기장 공진 기반 근거리 전력 전송 방식이 있다.
비접촉식 방식을 이용하는 기술은 휴대용 전자기기, 휴대 단말기, 충전 패드 등으로 점차 이용이 늘어나고 있는 추세이다. 앞으로, 더욱 많은 휴대용 장치에 적용될 예정이지만, 전력 전송 거리가 매우 짧다는 문제점이 존재한다. 또한, 자기장 공진 기반 무선 전력 전송 기술은 송수신기가 서로 공진 하도록 설계함으로써 전송 효율을 상당히 높인 기술이지만, 송수신기 사이의 거리가 멀어질수록 전송 효율이 급감하는 단점이 존재한다.
RF를 이용한 방식의 경우에는, 현재 RFID(radio frequency identification)와 같은 형태로 상탕히 많이 이용되고 있는 기술이며, 종래 최대 전력 전송량이 매우 작은 문제와 임상시험과 검증시험에서 유무해성이 입증되지 않은 기술로 차후 생리학적 접근이 필요한 기술이다. 자기장 빔 셰이핑 기반 근거리 전력 전송 방식은 페라이트를 이용한 관계로 그 크기가 크고 무게가 무겁다는 점으로 인해 전기자동차나 전동차 등에는 적용이 가능하지만, 휴대용 소형 전자기기에는 적용이 용이하지 못한 단점이 존재한다.
따라서, 보다 효율성 및 지향성을 높이고, 인체에 무해한 무선 충전 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 개시의 목적은 충전을 요청한 외부 장치의 방향 및 거리를 판단하여, 판단된 외부 장치의 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 무선 전력 전송 장치 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른, 초음파를 이용한 무선 전력 전송 장치의 제어 방법은, 무선 통신을 이용하여 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하는 단계; 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 단계; 및 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지할 수 있다.
또한, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
그리고, 상기 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계는, 후방산란(backscattered)된 신호가 유효한 경우, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 판단하는 단계는, 상기 무선 전력 전송 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 외부 장치에 도달한 시간 및 상기 외부 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 무선 전력 전송 장치에 도달한 시간을 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단 할 수 있다.
그리고, 상기 판단하는 단계는, 복수의 송신부에서 초음파를 발생시키고, 상기 발생된 복수의 초음파들이 상기 외부 장치로 도달하는 시간들의 차이를 이용하여 상기 외부 장치가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
또한, 상기 초음파 신호를 전송하는 단계는, 상이한 방향으로 배열된 복수의 변환기 중 상기 외부 장치의 위치에 대응하는 방향으로 배열된 변환기를 활성화함으로써 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송할 수 있다.
그리고, 상기 초음파 신호를 전송하는 단계는, 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 외부 장치로부터 상기 복수의 외부 장치의 상태 정보를 수신하는 단계; 및 디스플레이의 적어도 일부 영역에 상기 복수의 외부 장치 각각의 상태 정보를 디스플레이하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전송하는 단계는, 상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른, 초음파를 이용한 무선 전력 전송 장치는, 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신부; 초음파 신호를 생성하는 초음파 신호 생성부; 및 상기 통신부를 통해 상기 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하면, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치의 거리를 판단하며, 상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어 할 수 있다.
또한, 디스플레이부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 초음파 신호 전송을 중지하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 후방산란된 신호가 유효한지 판단하고, 상기 후방산란된 신호가 유효한 경우, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 무선 전력 전송 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 외부 장치에 도달한 시간 및 상기 외부 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 무선 전력 전송 장치에 도달한 시간을 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 복수의 송신부에서 초음파를 발생시키고, 상기 발생된 복수의 초음파들이 상기 외부 장치에 도착하는 시간들의 차이를 이용하여 상기 외부 장치가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상이한 방향으로 배열된 복수의 변환기 중 상기 외부 장치의 위치에 대응하는 방향으로 배열된 변환기를 활성화함으로써 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 초음파 신호 생성부는, 공급된 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 초음파 신호를 생성할 수 있다.
또한, 디스플레이부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 복수의 외부 장치로부터 상기 복수의 외부 장치의 상태 정보가 수신되면, 디스플레이의 적어도 일부 영역에 상기 복수의 외부 장치 각각의 상태 정보를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른, 초음파를 이용한 무선 충전 시스템의 제어 방법은, 외부 장치가, 무선 통신을 이용하여 전력 전송 장치로 충전 요청을 전송하는 단계; 전력 전송 장치가, 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하면, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 단계; 상기 전력 전송 장치가, 상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 단계; 및 상기 외부 장치가, 상기 초음파 신호를 수신하면, 상기 초음파 신호를 전기적 신호인 충전 전압으로 변환하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 전력 전송 장치가, 상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 전력 전송 장치가, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 단계; 및 상기 전력 전송 장치가, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 무선 전력 충전 장치는 효율적으로 외부 장치의 무선 충전이 가능하고, 외부 장치의 충전 정보를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 충전 시스템을 나타내는 시스템도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 구성을 간략히 도시한 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 구성을 상세히 도시한 블럭도,
도 4 내지 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른, 외부 장치의 위치로 초음파 신호를 전송하고, 외부 장치의 상태 정보를 나타내는 UI를 제공하는 다양한 실시 예들을 설명하기 위한 도면들,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치가 외부 장치와의 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치가 외부 장치가 위치하는 방향을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 충전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 시퀀스도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 구성을 간략히 도시한 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 구성을 상세히 도시한 블럭도,
도 4 내지 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른, 외부 장치의 위치로 초음파 신호를 전송하고, 외부 장치의 상태 정보를 나타내는 UI를 제공하는 다양한 실시 예들을 설명하기 위한 도면들,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치가 외부 장치와의 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치가 외부 장치가 위치하는 방향을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 충전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 시퀀스도이다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시 예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시 예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서, 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. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈' 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 사용자 입력은, 터치 입력, 벤딩 입력, 음성 입력, 버튼 입력 및 다중(multimodal) 입력 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템(10)은 무선 전력 전송 장치(100) 및 외부 장치(150)를 포함한다. 이때, 무선 전력 전송 장치(100)는 스마트 TV, 노트북 PC, 냉장고 등과 같은 다양한 전자 장치에 내장되어 구현될 수 있고, 외부 장치(150)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC, 디지털 카메라 등과 같은 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다. 한편, 무선 전력 전송 장치(100) 및 외부 장치(150)는 복수의 무선 전력 전송 장치 및/또는 복수의 외부 장치(150)일 수 있다.
외부 장치(150)는 무선 통신을 이용하여 전력 전송 장치로 충전을 요청하는 신호를 전송할 수 있다. 이때, 외부 장치(150)와 무선 전력 전송 장치(100)는 와이파이, 블루투스, 비콘(beacon), NFC(near field communication)등을 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
외부 장치(150)로부터 충전을 요청하는 신호를 수신하면, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)의 복수의 송신부에서 발생한 초음파가 외부 장치(150)로 도달하는 시간 차이를 이용하여 외부 장치(150)의 방향을 판단할 수 있다. 그리고, 무선 전력 전송 장치(100)에서 전송한 초음파 신호가 외부 장치(150)로 도달하는 시간과 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리는 비례한다는 점을 이용하여 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
외부 장치(150)와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(100)로부터 초음파 신호를 수신하면, 외부 장치(150)는 초음파 신호를 전기적 신호인 충전 전압으로 변환할 수 있다. 그리고, 외부 장치(150)는 타 외부 장치로부터 상태 정보를 수신할 수 있고, 수신된 상태 정보를 디스플레이의 적어도 일부 영역에 디스플레이할 수 있다.
이하에서는, 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 무선 전력 전송 장치(100)는 통신부(110), 초음파 신호 생성부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)는 전력을 전송하는 단일의 장치뿐만 아니라 전자 장치에 내장된 전력 전송 장치를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 외부 장치(150)와 통신을 수행한다. 특히, 통신부(110)는 외부 장치(150)로부터 충전을 요청하는 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 통신부(110)는 외부 장치(150)와 초음파 신호의 도달 시간을 송수신할 수 있다.
초음파 신호 생성부(120)는 입력된 전압으로 초음파 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 교류 전압이 입력되면, 초음파 신호 생성부(120)는 압전효과를 갖는 물질을 이용하여 입력된 교류 전압을 초음파 신호로 변환할 수 있다. 구체적으로, 압전효과(piezoelectric effect)란 압전소자(piezoelectric element)에 진동과 같은 기계 에너지가 입력되면 전기 에너지로 변환되는 효과를 말하고, 이와 반대로 역압전효과는 압전소자에 전기 에너지가 입력되면 진동 에너지로 변환되는 효과를 말한다. 즉, 동일한 압전소자에 기계 에너지가 입력되면 전기 에너지를 생성하고, 전기 에너지가 입력되면 기계 에너지를 생성할 수 있다. 따라서, 압전소자로 구성된 복수의 변환기를 포함하는 초음파 신호 생성부(120)는 전원이 입력되면 초음파 신호를 생성할 수 있고, 초음파 신호가 입력되면 전기 신호를 생성할 수 있다. 이때, 압전소자는 타이타늄산 지르콘산 연(PZT, lead zirconate titanate), 타이타늄산 바륨(barium titanate), 티탄산연(PbTiO3), 니오브산리튬(LiNbO3), 수정(SiO2), 로셸염 등과 같은 물질일 수 있다.
제어부(130)는 무선 전력 전송 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 통신부(110)를 통해 외부 장치(150)로부터 충전 요청을 수신하면, 제어부(130)는 외부 장치가 위치하는 방향 및 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 그리고, 외부 장치(150)와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 제어부(130)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 외부 장치(150)로부터 충전을 요청하는 신호를 수신하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 충전 요청을 전송한 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 복수의 송신부에서 초음파를 발생시키도록 초음파 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 발생된 복수의 초음파들이 외부 장치(150)에 도달한 시간에 대한 정보를 수신하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다. 통신부(110)를 통해 초음파의 도달 시간에 대한 정보가 수신되면, 제어부(130)는 초음파의 도달 시간들의 차이를 이용하여 외부 장치가 위치하는 방향을 판단할 수 있다. 도달 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단하는 상세한 방법에 관하여는 도 5a를 참조하여 후술한다.
그리고, 제어부(130)는 무선 전력 전송 장치(100)에서 생성된 초음파 신호가 외부 장치(150)에 도달하기까지 걸린 시간을 이용하여 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 무선 전력 전송 장치(100)에서 발생한 초음파 신호가 외부 장치(150)에 도달한 시간 및 외부 장치(150)에서 발생한 초음파 신호가 무선 전력 전송 장치(100)에 도달한 시간을 이용하여 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 도달 시간을 이용하여 외부 장치(150)와의 거리를 판단하는 상세한 방법에 관하여는 도 4를 참조하여 후술한다.
그리고, 외부 장치(150)와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 제어부(130)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 상이한 방향으로 배열된 복수의 변환기 중 외부 장치(150)의 위치에 대응하는 방향으로 배열된 변환기를 활성화시킴으로써 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(130)가 변환기를 활성화시키는 것은 변환기가 동작하여 전기 신호를 초음파 신호로 변환하도록 제어하는 것일 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 초음파 신호를 전송하는 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 제어부(130)는 초음파 신호 전송을 중지하도록 초음파 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 후방산란(backscattered)된 신호가 유효하면, 초음파 신호를 전송하는 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 초음파 신호 전송을 중지하는 경우, 제어부(130)는 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하도록 디스플레이부(미도시)를 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 복수의 외부 장치로부터 복수의 외부 장치의 상태 정보를 수신하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 디스플레이의 적어도 일부 영역에 복수의 외부 장치 각각의 상태 정보를 디스플레이하도록 디스플레이부(미도시)를 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 11을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)의 구성을 상세히 도시한 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 장치(200)는 디스플레이부(210), 오디오 출력부(220), 통신부(230), 저장부(240), 감지부(250), 입력부(260), 초음파 신호 생성부(270) 및 제어부(280)를 포함한다.
한편, 도 3은 무선 전력 전송 장치(100)가 디스플레이 기능, 사용자 명령 입력 기능, 신호 송수신 기능 등과 같이 다양한 기능을 구비한 장치인 경우를 예로 들어, 각종 구성요소들을 종합적으로 도시한 도면이다. 따라서, 실시 예에 따라서는, 도 3에 도시된 구성요소 중 일부는 생략 또는 변경될 수도 있고, 다른 구성요소가 더 추가될 수도 있다.
디스플레이부(210)는 영상 수신부(미도시)로부터 수신한 영상 데이터를 영상 처리부(미도시)에서 처리한 비디오 프레임 및 그래픽 처리부(283)에서 생성된 다양한 화면 중 적어도 하나를 디스플레이한다. 특히, 디스플레이부(210)는 통신부(230)를 통해 수신된 외부 장치(150)의 상태 정보를 디스플레이할 수 있다. 또한, 디스플레이부(210)는 메시지창 안에 추천 이미지 및 키보드 UI 중 적어도 하나를 포함시켜 디스플레이할 수 있다.
오디오 출력부(220)는 오디오 처리부(미도시)에 의해 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링과 같은 다양한 처리 작업이 수행된 각종 오디오 데이터뿐만 아니라 각종 알림 음이나 음성 메시지를 출력하는 구성이다. 특히, 오디오 데이터를 출력할 수 있는 어떤 출력 단자로도 구현될 수 있다.
통신부(230)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행하는 구성이다. 통신부(230)는 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩 등과 같은 다양한 통신 칩을 포함할 수 있다. 이때, 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 이 중 NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.
특히, 통신부(230)는 외부 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(230)는 외부 장치(150)로부터 충전 요청을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 주변의 외부 장치(150)와 근거리 무선 통신을 통해 외부 장치(150)의 상태 정보(예를 들어, 충전 상태, 남은 베터리 용량 등)등을 수신할 수 있다.
저장부(240)는 무선 전력 전송 장치(200)를 구동하기 위한 다양한 모듈을 저장한다. 예를 들어, 저장부(240)에는 베이스 모듈, 센싱 모듈, 통신 모듈, 프리젠테이션 모듈, 웹 브라우저 모듈, 서비스 모듈을 포함하는 소프트웨어가 저장될 수 있다. 이때, 베이스 모듈은 무선 전력 전송 장치(200)에 포함된 각 하드웨어들로부터 전달되는 신호를 처리하여 상위 레이어 모듈로 전달하는 기초 모듈이다. 센싱 모듈은 각종 센서들로부터 정보를 수집하고, 수집된 정보를 분석 및 관리하는 모듈로서, 얼굴 인식 모듈, 음성 인식 모듈, 모션 인식 모듈, NFC 인식 모듈 등을 포함할 수도 있다. 프리젠테이션 모듈은 디스플레이 화면을 구성하기 위한 모듈로서, 멀티미디어 컨텐츠를 재생하여 출력하기 위한 멀티미디어 모듈, UI 및 그래픽 처리를 수행하는 UI 렌더링 모듈을 포함할 수 있다. 통신 모듈은 외부와 통신을 수행하기 위한 모듈이다. 웹 브라우저 모듈은 웹 브라우징을 수행하여 웹 서버에 액세스하는 모듈을 의미한다. 서비스 모듈은 다양한 서비스를 제공하기 위한 각종 어플리케이션을 포함하는 모듈이다.
상술한 바와 같이, 저장부(240)는 다양한 프로그램 모듈들을 포함할 수 있으나, 각종 프로그램 모듈들은 무선 전력 전송 장치(200)의 종류 및 특성에 따라 일부 생략되거나 변형 또는 추가될 수 있음은 물론이다. 가령, 상술한 무선 전력 전송 장치(200)가 태블릿 PC로 구현된 경우, 베이스 모듈에는 GPS 기반의 위치를 판단하기 위한 위치 판단 모듈을 더 포함하며, 센싱 모듈에는 사용자의 동작을 감지하는 센싱 모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에서, 저장부(240)는 제어부(280) 내 롬(282), 램(281) 또는 무선 전력 전송 장치(200)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함하여 정의될 수 있다.
감지부(250)는 무선 전력 전송 장치(200)의 주변 환경을 감지한다. 특히, 감지부(250)는 위치 정보를 감지할 수 있는 GPS 센서, 전자 장치(200)의 움직임을 감지할 수 있는 움직임 감지 센서(예를 들어, 자이로 센서, 가속도 센서 등), 압력 센서, 노이즈 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다.
입력부(260)는 무선 전력 전송 장치(200)를 제어하기 위한 사용자 명령을 입력받는다. 특히, 입력부(260)는 사용자 명령을 입력받기 위해 터치 입력부, 버튼, 음성 입력부, 모션 입력부, 키보드, 마우스 등과 같은 다양한 입력 장치를 포함할 수 있다.
초음파 신호 생성부(270)는 초음파 신호를 생성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 신호 생성부(270)는 송신부(271) 및 수신부(273)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전기 신호가 송신부(271)에 인가되면, 송신부(271)는 입력된 전기 신호를 초음파 신호로 변환할 수 있다. 그리고, 외부 장치(150)로부터 수신부(273)로 초음파 신호가 전달되면, 수신부(273)는 초음파 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.
제어부(280)는 저장부(240)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 무선 전력 전송 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
제어부(280)는 도 3에 도시된 바와 같이, RAM(281), ROM(282), 그래픽 처리부(283), 메인 CPU(284), 제1 내지 n 인터페이스(285-1 ~ 285-n), 버스(286)를 포함한다. 이때, RAM(281), ROM(282), 그래픽 처리부(283), 메인 CPU(284), 제1 내지 n 인터페이스(285-1 ~ 285-n) 등은 버스(286)를 통해 서로 연결될 수 있다.
ROM(282)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴 온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(284)는 ROM(282)에 저장된 명령어에 따라 저장부(240)에 저장된 O/S를 RAM(281)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(284)는 저장부(240)에 저장된 각종 어플리케이션 프로그램을 RAM(281)에 복사하고, RAM(281)에 복사된 어플리케이션 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
그래픽 처리부(283)는 연산부(미도시) 및 렌더링부(미도시)를 이용하여 포인터, 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성한다. 연산부는 입력부로부터 수신된 제어 명령을 이용하여 화면의 레이아웃에 따라 각 객체들이 표시될 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산한다. 렌더링부는 연산부에서 연산한 속성값에 기초하여 객체를 포함하는 다양한 레이아웃의 화면을 생성한다. 렌더링부에서 생성된 화면은 디스플레이부(210)의 디스플레이 영역 내에 표시된다.
메인 CPU(284)는 저장부(240)에 액세스하여, 저장부(240)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 메인 CPU(284)는 저장부(240)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
제1 내지 n 인터페이스(285-1 내지 285-n)는 상술한 각종 구성요소들과 연결된다. 인터페이스들 중 하나는 네트워크를 통해 외부 장치와 연결되는 네트워크 인터페이스가 될 수도 있다.
특히, 제어부(280)는 통신부(230)를 통해 외부 장치(150)로부터 충전 요청을 수신하고, 충전 요청을 전송한 외부 장치(150)의 방향 및 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단한다. 그리고, 외부 장치(150)와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 제어부(280)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어한다.
구체적으로, 제어부(280)는 외부 장치(150)로부터 충전 요청을 수신하도록 통신부(230)를 제어할 수 있다. 이때, 외부 장치(150)로부터 수신된 충전 요청은 외부 장치(150)로부터 직접 수신될 수 있으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 서버, 기지국과 같은 중계 장치를 통해 수신될 수 있다.
그리고, 제어부(280)는 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(280)는 무선 전력 전송 장치(200)에서 발생한 초음파 신호가 외부 장치(150)에 도달한 시간 및 외부 장치(150)에서 발생한 초음파 신호가 무선 전력 전송 장치(200)에 도달한 시간을 이용하여 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라 도 4를 참조하여 설명하면, Ta1(410)은 무선 전력 전송 장치(200)에서 초음파가 발생된 시간, Tb1(420)은 무선 전력 전송 장치(200)에서 발생한 초음파가 외부 장치(150)에 도달한 시간, Tb2(430)는 외부 장치(150)에서 초음파가 발생한 시간, 그리고, Ta2(440)는 외부 장치(150)에서 발생한 초음파가 무선 전력 전송 장치(200)에 도달한 시간을 의미한다. 그리고, △Ta(450)는 Ta2(440)-Ta1(410)으로 외부 장치(150)에서 발생한 초음파가 무선 전력 전송 장치(200) 도달한 시간과 무선 전력 전송 장치(200)에서 초음파가 발생된 시간의 차이이다. 그리고, △Tb(460)는 Tb2(430)-Tb1(420)으로 외부 장치(150)에서 초음파가 발생된 시간과 무선 전력 전송 장치(200)에서 발생한 초음파가 외부 장치(150)에 도달한 시간의 차이이다.
통신부(230)를 통해 Tb1(420)과 Tb2(430)에 대한 정보가 수신되면, 제어부(280)는 △Ta(450)-△Tb(460)의 값을 연산할 수 있다. 이때, △Ta(450)-△Tb(460) 값은 무선 전력 전송 장치(200)에서 발생한 초음파가 외부 장치(150)에 도달하는데 걸린 시간과 외부 장치(150)에서 발생한 초음파가 무선 전력 전송 장치(200)에 도달하는데 걸린 시간의 합을 의미하므로 [△Ta(450)-△Tb(460)]/2의 값은 무선 전력 전송 장치(200)에서 발생한 초음파가 외부 장치(150)로 도달하는데 걸리는 시간을 의미한다. 거리 = 시간 * 속력 공식에 따라, 제어부(280)는 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리(x)는 수학식 1과 같다.
또 다른 실시 예로, 제어부(280)는 초음파 신호와 RF 신호가 외부 장치(150)에 도달하는데 걸리는 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)와의 거리를 판단할 수도 있다. 구체적으로, 대기 중에 RF 신호의 속도는 3 * 10^8 (m/s) 정도이며, 초음파 속도에 비해 약 10^6배 빠르기 때문에 속도로 인한 시간 차이가 발생한다. 즉, 제어부(280)는 이러한 시간 차이를 이용하여 외부 장치(150)로 RF 신호가 도달한 후 초음파 신호가 도달하는 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)와의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(280)는 충전 요청을 전송한 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(280)는 복수의 송신부(271)에서 초음파를 발생시키도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 통신부(230)를 통해 외부 장치(150)로부터 발생된 복수의 초음파들이 외부 장치(150)에 도달한 시간에 대한 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 복수의 초음파들이 외부 장치(150)에 도달한 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 도 5를 참조하여 설명한다. 세 개의 송신부 M1(505), M2(510), M3(515)가 서로 다른 영역에 위치한다. 세 개의 송신부 M1(505), M2(510), M3(515) 각각과 M1(505), M2(510), M3(515)의 중심(520)을 잇는 선과 중심(520)과 외부 장치(150)를 잇는 선(525)을 가정한다. 그리고, M1(505), M2(510), M3(515) 각각에서 선(525)과 수직한 선을 가정한다. 수직한 선을 기준으로 M2(510)와 M3(515) 사이의 거리를 d(545)라고 가정한다. 그리고, M2(510)와 M3(515)에서 발생한 초음파가 외부 장치에 도달하는데 걸린 시간을 각각 t2, t3라고 가정하면, t2와 t3의 차이를 이용하여 외부 d(545)를 구할 수 있다. 즉, M2(510)와 M3(515) 사이의 거리를 d(545)는 수학식 2와 같다.
그리고, M1(505)과 중심(520), 외부 장치(150)의 각도를 
(530)라고 하면, d(545)는 M2(510)와 M3(515) 사이의 거리 y(550)를 이용하여 나타낼 수 있다.
수학식 3은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
즉, 상술한 방법으로 M1(505)과 중심(520), 외부 장치(150)의 각도를 
(530)를 구할 수 있다. 따라서, 제어부(280)는 복수의 송신부(271)에서 발생된 초음파 신호의 도달 시간 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다. 본 실시 예에서는 초음파의 도달 시간 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단하는 것으로 설명하였으나, 외부 장치(150)의 위치를 수신하여 무선 전력 전송 장치(200)와의 상대적인 위치를 판단하거나 블루투스를 이용하는 등의 다양한 방법을 통해 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단할 수도 있다.
그리고, 무선 전력 전송 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리가 기 설정된 값 이내이면, 제어부(280)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 충전 장치(200)와 외부 장치(150) 사이의 거리가 기 설정된 값 이내이고, 한시 방향으로 외부 장치(150)가 위치한다면, 제어부(280)는 한시 방향으로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다.
그리고, 초음파 신호를 전송하는 도중 특정 이벤트가 발생하여 초음파 신호 전송을 중단하는 경우, 제어부(280)는 초음파 신호 전송을 중단하였음을 알리는 UI를 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, "충전을 실패하였습니다.(620)"라는 안내 문구와 "확인(630)", "다시 시도(640)"를 포함하는 UI(610)를 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 그리고, 입력부(260)를 통해 "다시 시도(640)"를 선택하는 사용자 명령이 입력되면, 제어부(280)는 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 도 7을 참조하여 제어부(280)가 초음파 신호를 특정 방향으로 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어하는 방법을 설명한다. 외부 장치(150)가 기 설정된 거리 이내에 위치하는 경우, 제어부(280)는 판단된 외부 장치(150)의 방향으로 초음파 신호를 전송하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 신호 생성부(270)에 포함된 송신부(271)는 상이한 방향으로 배열된 복수의 트랜스듀서(740-1 ~ 740-8)로 구성될 수 있다. 초음파 신호 생성부(270)는 제어부(280)의 제어에 의해 서로 상이한 방향으로 배열된 복수의 트랜스듀서 중 외부 장치(150)가 위치하는 방향에 대응되는 트랜스듀서를 활성화시킴으로써 외부 장치(150)의 방향으로 초음파 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 활성화되는 트랜스듀서의 수와 사용하는 주파수를 바탕으로 초음파 신호의 정도를 제어할 수 있다.
그리고, 초음파 신호를 전송하는 동안 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 제어부(280)는 초음파 신호 전송을 중단하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 초음파 신호를 전송하는 경로(820)에 사람(810)이 존재하는 것으로 판단되면, 제어부(280)는 초음파 신호 전송을 중단하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 초음파 신호 생성부(270)에서 생성된 초음파 신호가 전송되는 동안 오브젝트를 마주치면, 초음파 신호는 송신 주파수에서 도플러 주파수로 변한다. 송신된 주파수와 상이한 주파수의 초음파 신호가 외부 장치(150)에 도달하면, 제어부(280)는 통신부(230)를 통해 전송된 초음파 신호의 주파수가 상이하다는 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 초음파 신호 전송을 중단하도록 초음파 신호 생성부(270)를 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(280)는 초음파 신호 전송을 중단하였음을 알리는 UI를 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제어부(280)는 "스마트폰 1의 충전을 중지하였습니다.(830)"와 같은 안내문구, "확인(850)", "계속(860)"을 포함하는 안내 UI(830)를 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제어부(280)는 통신부(230)를 통해 복수의 외부 장치로부터 외부 장치의 상태 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 수신된 복수의 외부 장치의 상태 정보를 디스플레이의 적어도 일부 영역에 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 이때, 상태 정보는 외부 장치가 충전 중인지 여부, 잔여 베터리의 양 등의 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 제어부(280)는 통신부(230)를 통해 스마트폰 1(920), 태블릿 PC(930), 스마트폰 2(940), 스마트 워치(950), 카메라(960)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(280)는 스마트폰 1(920), 태블릿 PC(930), 스마트폰 2(940), 스마트 워치(950), 카메라(960)를 나타내는 아이콘과 무선 충전 중인지 여부를 나타내는 아이콘을 디스플레이의 일부 영역(910)에 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(280)는 스케줄 관리 어플리케이션을 실행하는 동안, 어플리케이션 실행 화면의 적어도 일부 영역에 스마트폰 1(1010), 태블릿 PC(1020), 스마트폰 2(1030), 카메라(1040), 스마트 워치(1050), VR(1060) 각각에 대응되는 아이콘을 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 그리고, 입력부(260)를 통해 스마트폰 1(1010)을 선택하는 사용자 명령이 입력되면, 제어부(280)는 스마트폰 1(1010)의 상태 정보를 어플리케이션 실행 화면의 적어도 일부 영역에 디스플레이하도록 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 이때, 상태 정보는 스마트폰 1이 충전 중인지 여부, 잔여 베터리의 양, 잔여 베터리 양으로 스마트폰 1의 사용 가능한 시간 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제어부(280)는 복수의 외부 장치의 상태 정보를 복수의 외부 장치 중 어느 외부 장치로 전송하도록 통신부(230)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(280)는 태블릿 PC, 오븐, 스마트 폰 등에 대한 상태 정보(1130)를 냉장고(1110)로 전송하도록 통신부(230)를 제어할 수 있다.
이하에서는 도 12를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)의 제어 방법을 설명하기로 한다.
우선 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치로부터 무선 통신을 이용하여 충전 요청을 수신한다(S1210).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치가 위치하는 방향 및 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치 사이의 거리를 판단한다(S1220). 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)는 복수의 송신부에서 초음파를 발생시키고, 발생된 복수의 초음파들이 외부 장치로 도달하는 시간의 차이를 이용하여 외부 장치가 위치하는 방향을 판단할 수 있다. 그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 무선 전력 전송 장치(100)에서 발생한 초음파 신호가 외부 장치에 도달한 시간과 외부 장치에서 발생한 초음파 신호가 무선 전력 전송 장치(100)에 도달한 시간을 이용하여 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치로 초음파 신호를 전송한다(S1230).
이하에서는 도 13을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)가 외부 장치와의 거리를 판단하는 방법을 설명하기로 한다.
우선, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치로 제1 초음파 신호를 전송한다(S1310).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치로부터 제2 초음파 신호를 수신한다(S1320).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치로부터 제1 초음파 신호가 외부 장치에 도달한 시간 및 제2 초음파 신호를 전송한 시간에 대한 정보를 수신한다(S1330).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 제1 초음파 신호의 송/수신 시간 및 제2 초음파 신호의 송/수신 시간을 이용하여 외부 장치와의 거리를 판단한다(S1340). 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)는 제2 초음파 신호의 도달 시간과 제1 초음파 신호의 전송 시작 시간의 차와 제2 초음파 신호의 전송 시작 시간과 제1 초음파 신호의 도달 시간의 차를 이용하여 초음파가 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치 사이의 거리를 이동하는데 걸리는 시간을 판단할 수 있다. '거리 = 속력 * 시간'이므로 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치와의 거리를 판단할 수 있다.
이하에서는 도 14를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 장치(100)가 외부 장치가 위치하는 방향을 판단하는 방법을 설명하기로 한다.
우선, 무선 전력 전송 장치(100)는 복수의 송신부를 통해 복수의 초음파 신호를 발생시킨다(S1410).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치로부터 복수의 송신부에서 발생한 각각의 초음파 신호의 도달시간을 수신한다(S1420).
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 초음파의 도달 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단한다(S1430). 예를 들어, 무선 전력 전송 장치(100)는 제1, 제2 및 제3 송신부의 중심 지점과 외부 장치를 잇는 선을 복수의 송신부에서 수직으로 지나가는 선을 가정할 수 있다. 그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 제2 송신부와 제3 송신부를 잇는 선과 제1, 제2 및 제3 송신부의 중심 지점의 거리를 판단할 수 있다. 그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 제2 송신부와 제3 송신부를 잇는 선과 제1, 제2 및 제3 송신부의 중심 지점의 거리를 이용하여 제1 송신부와 외부 장치가 이루는 각도를 판단할 수 있다.
이하에서는 도 15를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른, 무선 충전 시스템(10)의 제어 방법을 설명하기로 한다.
우선, 외부 장치(150)는 무선 전력 전송 장치(100)로 충전 요청을 전송한다(S1510). 외부 장치(150)와 무선 전력 전송 장치(100)는 무선 통신을 이용하여 충전 요청을 송수신할 수 있다.
그리고, 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하면, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치(150)의 방향 및 거리를 판단한다(S1520). 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)는 초음파의 이동 시간은 무선 전력 전송 장치(100)와 외부 장치(150) 사이의 거리에 비례한다는 점을 이용하여 외부 장치(150)와의 거리를 판단할 수 있다. 그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 복수의 송신부를 이용하여 발생된 초음파 신호의 도달 시간의 차이를 이용하여 외부 장치(150)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
그리고, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송한다(S1530). 구체적으로, 외부 장치(150)와의 거리가 기 설정된 거리 이내라고 판단되면, 무선 전력 전송 장치(100)는 외부 장치(150)가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 외부 장치(150)로 초음파 신호를 전송할 수 있다.
그리고, 외부 장치(150)는 초음파 신호를 충전 전압으로 변환한다(S1540). 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 초음파 신호를 수신하면, 외부 장치(150)는 초음파 신호를 충전 전압으로 변환하여 외부 장치를 충전할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 무선 충전 시스템
100,200: 무선 전력 충전 장치
110,230: 통신부
120,270: 초음파 신호 생성부
130,280: 제어부
150: 외부 장치
100,200: 무선 전력 충전 장치
110,230: 통신부
120,270: 초음파 신호 생성부
130,280: 제어부
150: 외부 장치
Claims (22)
- 초음파를 이용한 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에 있어서,
무선 통신을 이용하여 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하는 단계;
상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 단계; 및
상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하고,
상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제2항에 있어서,
상기 초음파 신호 전송을 중지하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제2항에 있어서,
상기 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계는,
후방산란(backscattered)된 신호가 유효한 경우, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전송하는 단계는,
상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 무선 전력 전송 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 외부 장치에 도달한 시간 및 상기 외부 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 무선 전력 전송 장치에 도달한 시간을 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
복수의 송신부에서 초음파를 발생시키고, 상기 발생된 복수의 초음파들이 상기 외부 장치로 도달하는 시간들의 차이를 이용하여 상기 외부 장치가 위치하는 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 신호를 전송하는 단계는,
상이한 방향으로 배열된 복수의 변환기 중 상기 외부 장치의 위치에 대응하는 방향으로 배열된 변환기를 활성화함으로써 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 신호를 전송하는 단계는,
전기적 신호를 초음파 신호로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
복수의 외부 장치로부터 상기 복수의 외부 장치의 상태 정보를 수신하는 단계; 및
디스플레이의 적어도 일부 영역에 상기 복수의 외부 장치 각각의 상태 정보를 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 초음파를 이용한 무선 전력 전송 장치에 있어서,
외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신부;
초음파 신호를 생성하는 초음파 신호 생성부; 및
상기 통신부를 통해 상기 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하면, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치의 거리를 판단하며, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 제어부;를 포함하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제12항에 있어서,
디스플레이부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 초음파 신호 전송을 중지하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제12항에 있어서,
상기 제어부는,
후방산란된 신호가 유효한지 판단하고, 상기 후방산란된 신호가 유효한 경우, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 전송 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 외부 장치에 도달한 시간 및 상기 외부 장치에서 발생한 초음파 신호가 상기 무선 전력 전송 장치에 도달한 시간을 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
복수의 송신부에서 초음파를 발생시키고, 상기 발생된 복수의 초음파들이 상기 외부 장치에 도착하는 시간들의 차이를 이용하여 상기 외부 장치가 위치하는 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상이한 방향으로 배열된 복수의 변환기 중 상기 외부 장치의 위치에 대응하는 방향으로 배열된 변환기를 활성화함으로써 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하도록 상기 초음파 신호 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
상기 초음파 신호 생성부는,
공급된 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 초음파 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 제11항에 있어서,
디스플레이부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 통신부를 통해 복수의 외부 장치로부터 상기 복수의 외부 장치의 상태 정보가 수신되면, 디스플레이의 적어도 일부 영역에 상기 복수의 외부 장치 각각의 상태 정보를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치. - 초음파를 이용한 무선 충전 시스템의 제어 방법에 있어서,
외부 장치가, 무선 통신을 이용하여 전력 전송 장치로 충전 요청을 전송하는 단계;
전력 전송 장치가, 외부 장치로부터 충전 요청을 수신하면, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 판단하는 단계;
상기 전력 전송 장치가, 상기 외부 장치와의 거리가 기 설정된 값 이내인 경우, 상기 외부 장치가 위치하는 방향 및 거리를 바탕으로 상기 외부 장치로 초음파 신호를 전송하는 단계; 및
상기 외부 장치가, 상기 초음파 신호를 수신하면, 상기 초음파 신호를 전기적 신호인 충전 전압으로 변환하는 단계;를 포함하는 무선 충전 시스템의 제어 방법. - 제21항에 있어서,
상기 전력 전송 장치가, 상기 초음파 신호를 전송하는 경로에 오브젝트가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 전력 전송 장치가, 상기 경로 상에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 단계; 및
상기 전력 전송 장치가, 상기 초음파 신호 전송을 중지하는 경우, 상기 초음파 신호 전송을 중지하였음을 알리는 UI를 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템의 제어 방법.
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