KR20230155196A - Energy harvesting system and method of foldable phone - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템 및 방법은 폴더블폰을 포함하는 스마트 단말의 힌지 구조를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다. 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 또는 펼침 동작에 의한 에너지 하베스팅을 통해 스마트 단말에서 이용가능한 에너지를 생산하여 배터리가 방전된 경우에도, 접힘 및 펼침 동작 반복 후 해당 동작에 의해 생성된 에너지를 폴더블폰에서 사용할 수 있도록 한다. 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 및 펼침 동작 시 힌지에서 발생되는 일정수준 이상의 강한 저항을 이용하여 일정량 이상의 에너지를 생성하고 생성된 에너지로 배터리 전력을 충전할 수 있다. The energy harvesting system and method for a foldable phone according to an embodiment provides an energy harvesting system using the hinge structure of a smart terminal including a foldable phone. In the embodiment, usable energy is produced in the smart terminal through energy harvesting by the folding or unfolding motion of the foldable phone, so that even when the battery is discharged, the energy generated by the motion is stored in the foldable phone after repeating the folding and unfolding motion. Make it usable. In an embodiment, a certain amount of energy can be generated by using a strong resistance of a certain level or more generated from the hinge during folding and unfolding operations of the foldable phone, and the generated energy can be used to charge the battery power.
Description
본 개시는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템 및 방법에 관한 것으로 구체적으로, 폴더블폰의 접힘(fold) 또는 펼침(unfold)동작에 의한 에너지를 하베스팅(harvesting)하여 폴더블폰에서 사용가능한 전력으로 재생산하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to an energy harvesting system and method for a foldable phone, and specifically, to harvesting energy generated by the folding or unfolding operation of the foldable phone and reproducing it as usable power in the foldable phone. This relates to an energy harvesting system and method for a foldable phone.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.
에너지 하베스팅이란 버려지는 에너지를 수확(harvesting) 또는 이용(scavenge)하여 에너지를 재생산하는 기술이다. 에너지 하베스팅 과정은 에너지 발생, 에너지변환, 에너지 저장 및 에너지소비의 단계로 구분할 수 있다.Energy harvesting is a technology that reproduces energy by harvesting or using wasted energy. The energy harvesting process can be divided into the following stages: energy generation, energy conversion, energy storage, and energy consumption.
최근 얇고 가벼운 휴대용 전자기기 및 웨어러블 수요가 증가함에 따라 IT기기들이 소형 나노화 되는 추세이며, 이에 따른 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 새로운 전원 기술로 하베스팅이 주목받고 있다. 하지만, 스마트 단말 사용 중 충전이 불가능한 상황에서 배터리가 얼마 남아있지 않거나, 긴급 충전이 필요한 경우, 스마트 단말 자체에서 에너지 하베스팅을 하여 스마트 단말의 배터리 전력을 제공하는 시스템은 전무하다. Recently, as demand for thin and light portable electronic devices and wearables has increased, IT devices are becoming smaller and nano, and harvesting is attracting attention as a new power technology to overcome limitations such as battery size and usage time. However, in situations where charging is impossible while using a smart terminal and the battery is low or emergency charging is required, there is no system that provides battery power to the smart terminal by harvesting energy from the smart terminal itself.
실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템 및 방법은 폴더블폰을 포함하는 스마트 단말의 힌지 구조를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다. 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 또는 펼침 동작에 의한 에너지 하베스팅을 통해 스마트 단말에서 이용가능한 에너지를 생산하여 배터리가 방전된 경우에도, 접힘 및 펼침 동작 반복 후 해당 동작에 의해 생성된 에너지를 폴더블폰에서 사용할 수 있도록 한다. The energy harvesting system and method for a foldable phone according to an embodiment provides an energy harvesting system using the hinge structure of a smart terminal including a foldable phone. In the embodiment, usable energy is produced in the smart terminal through energy harvesting by the folding or unfolding motion of the foldable phone, so that even when the battery is discharged, the energy generated by the motion is stored in the foldable phone after repeating the folding and unfolding motion. Make it usable.
실시예에서는 폴더블폰의 접힘 및 펼침 동작 시 힌지에서 발생되는 일정수준 이상의 강한 저항을 이용하여 일정량 이상의 에너지를 생성하고 생성된 에너지로 배터리 전력을 충전할 수 있다. In an embodiment, a certain amount of energy can be generated by using a strong resistance of a certain level or more generated from the hinge during folding and unfolding operations of the foldable phone, and the generated energy can be used to charge the battery power.
실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템은 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 상기 플렉시블 디스플레이를 지지하여 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행하는 힌지; 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집하는 에너지하베스팅모듈;The energy harvesting system for a foldable phone according to an embodiment includes a hinge that supports the flexible display and performs a folding or unfolding operation to enable unfolding and folding of the flexible display; An energy harvesting module that collects energy from torque generated from the hinge during folding or unfolding operations;
수집된 에너지를 배터리 전력으로 전환하는 에너지 전환 모듈; 및 전환된 에너지를 저장하는 배터리; 를 포함한다.An energy conversion module that converts the collected energy into battery power; and a battery to store the converted energy. Includes.
다른 실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법은 (A) 힌지에서 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 플렉시블 디스플레이를 지지하고, 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행하는 단계; (B) 에너지하베스팅모듈에서 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집하는 단계; (C) 에너지 전환 모듈에서 수집된 에너지를 배터리 전력으로 전환하는 단계; 및 (D) 배터리에서 전환된 에너지를 저장하는 단계; 를 포함한다.An energy harvesting method for a foldable phone according to another embodiment includes the steps of (A) supporting a flexible display at a hinge to enable unfolding and folding operations of the flexible display, and performing a folding or unfolding operation; (B) collecting energy by torque generated from the hinge through a folding or unfolding operation in the energy harvesting module; (C) converting the energy collected by the energy conversion module into battery power; and (D) storing the converted energy in a battery; Includes.
이상에서와 같은 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템은 폴더블폰, 노트북 등 힌지구조를 포함하는 스마트 단말에서 플렉시블 디스플레이의 접힘 및 펼침 동작을 통해 에너지를 자체적으로 생성시킬 수 있다. 이를 통해, 배터리가 완전히 방전되거나 배터리 잔량이 일정 수준 미만 경우, 단말의 배터리 충전이 불가한 상황에서도 긴급히 필요한 전력을 자체적으로 생성하여 스마트 단말 이용 편의를 향상시킬 수 있다. The energy harvesting system of a foldable phone as described above can self-generate energy through the folding and unfolding motion of a flexible display in a smart terminal including a hinge structure, such as a foldable phone or laptop. Through this, when the battery is completely discharged or the remaining battery power is below a certain level, the convenience of using the smart terminal can be improved by generating urgently needed power on its own even in situations where the terminal's battery cannot be charged.
실시예에서는 폴더블폰의 접힘 및 펼침 동작에 의한 에너지 하베스팅을 통해 자체 전력을 생성함으로써, 배터리 잔량이 거의 남지 않은 마지막 순간에 스마트 단말을 사용할 수 있도록 한다. 이를 통해, 정전, 유기, 재난 등의 상황에서도 스마트 단말을 자체 충전하여 사용할 수 있도록 함으로써, 사용자의 안정성을 향상시킬 수 있다. In the embodiment, the foldable phone generates its own power through energy harvesting through folding and unfolding operations, allowing the smart terminal to be used at the last moment when there is little battery remaining. Through this, user safety can be improved by allowing the smart terminal to be self-charged and used even in situations such as power outage, abandonment, or disaster.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 포함하는 폴더블폰을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 긴급충전 모듈의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 데이터 처리과정을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 긴급충전모듈의 데이터 처리 과정을 나타낸 도면
도 6은 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 화면 출력 제어 과정을 나타낸 도면1 is a diagram showing a foldable phone including an energy harvesting system according to an embodiment.
Figure 2 is a diagram showing the data processing configuration of a foldable phone energy harvesting system according to an embodiment
Figure 3 is a diagram showing the data processing configuration of the emergency charging module according to an embodiment
Figure 4 is a diagram showing the data processing process of the foldable phone energy harvesting system according to an embodiment
Figure 5 is a diagram showing the data processing process of the emergency charging module according to an embodiment
Figure 6 is a diagram showing the screen output control process of the foldable phone energy harvesting system according to an embodiment
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 포함하는 폴더블폰을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a foldable phone including an energy harvesting system according to an embodiment.
도 1의 (a)를 참조하면, 실시예에서 폴더블폰(100)은 적어도 하나의 폴딩축을 기준으로 적어도 한번 접히는 형태의 단말기를 의미한다. 실시예에서 폴더블폰은 플렉서블 이동 단말기를 포함할 수 있다. 플렉서블 이동 단말기는 폴딩축을 포함하는 힌지로 접히거나 벤딩(bending)될 수 있는 기기이다. 실시예에 따른 폴더블폰은 커버디스플레이(110)와 제 1디스플레이 유닛(130)을 포함하는 상단기기와 제2 디스플레이 유닛(140)을 포함하는 하단기기로 구성될 수 있고, 플렉시블 디스플레이(130,140)의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 플렉시블 디스플레이를 지지하여 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행하는 힌지(120)를 포함한다. 실시예에서 메인 디스플레이를 구성하는 제1 디스플레이 영역(130)과 제2 디스플레이 영역(140)은 힌지(120)에 의해 연결될 수 있다. 도 1의 (b)를 참조하면, 실시예에서 접힘 각도(folding angle)는 힌지(120)와 수직하는 제1 디스플레이 영역에 포함되는 라인과 제 2 디스플레이 영역에 포함되는 라인 사이의 각도이다.Referring to (a) of FIG. 1, in the embodiment, the foldable phone 100 refers to a terminal that is folded at least once based on at least one folding axis. In an embodiment, a foldable phone may include a flexible mobile terminal. A flexible mobile terminal is a device that can be folded or bent with a hinge that includes a folding axis. The foldable phone according to the embodiment may be composed of an upper device including a cover display 110 and a first display unit 130 and a lower device including a second display unit 140, and the flexible displays 130 and 140 It includes a hinge 120 that supports the flexible display to enable unfolding and unfolding operations and performs a folding or unfolding operation. In an embodiment, the first display area 130 and the second display area 140 constituting the main display may be connected by a hinge 120. Referring to (b) of FIG. 1, in the embodiment, the folding angle is the angle between the line included in the first display area and the line included in the second display area perpendicular to the hinge 120.
실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템은 폴더블폰(100)의 힌지(120)의 회전력(torque)을 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다. 실시예에서는 폴더블폰의 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작에 의한 에너지 하베스팅을 통해 에너지를 생산하여 배터리가 방전된 경우에도, 접힘 및 펼침 동작 반복 후 해당 동작에 의해 생성된 에너지를 폴더블폰에서 사용할 수 있도록 한다. 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 및 펼침 동작 시 발생되는 일정수준 이상의 강한 저항을 이용하여 일정량 이상의 에너지를 생성하고 생성된 에너지로 폴더블폰 배터리 전력을 충전할 수 있다. 일반적으로 피크전압이 높아야 돌파전류가 발생하여 에너지 하베스팅에 의한 폴더블폰의 충전이 가능하다. 피크전압은 속도에 의해 생길 수도 있지만 토크와 같은 강한 저항에 의해서도 발생될 수 있으므로, 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 또는 펼침 시의 폴더블폰 기기 설계에 의해 생성되는 힌지의 강한 저항을 이용하여, 에너지 하베스팅을 수행하고 유의미한 배터리 충전량을 확보할 수 있도록 한다.The energy harvesting system for the foldable phone according to the embodiment provides an energy harvesting system using the torque of the hinge 120 of the foldable phone 100. In the embodiment, energy is produced through energy harvesting through the folding or unfolding motion of the foldable phone, so that even when the battery is discharged, the energy generated by the folding and unfolding motion is repeated and the energy generated by the motion is transferred to the foldable phone. Make it available for use. In an embodiment, a certain amount of energy can be generated by using a certain level of strong resistance generated during folding and unfolding operations of the foldable phone, and the generated energy can be used to charge the foldable phone battery power. In general, the peak voltage must be high to generate a breakthrough current, making it possible to charge a foldable phone through energy harvesting. Peak voltage can be generated by speed, but can also be generated by strong resistance such as torque, so in the embodiment, the strong resistance of the hinge generated by the design of the foldable phone device when folded or unfolded is used to generate energy harvesting energy. It performs charging and secures meaningful battery charge.
도 2는 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the data processing configuration of a foldable phone energy harvesting system according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템(100)은 힌지(120), 에너지 하베스팅 모듈(150), 에너지 전환 모듈(160), 긴급 충전 모듈(170) 및 배터리(180)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.Referring to FIG. 2, the foldable phone energy harvesting system 100 according to the embodiment includes a hinge 120, an energy harvesting module 150, an energy conversion module 160, an emergency charging module 170, and a battery 180. ) may be configured to include. The term 'module' used in this specification should be interpreted to include software, hardware, or a combination thereof, depending on the context in which the term is used. For example, software may be machine language, firmware, embedded code, and application software. As another example, hardware may be a circuit, processor, computer, integrated circuit, integrated circuit core, sensor, Micro-Electro-Mechanical System (MEMS), passive device, or a combination thereof.
힌지(120)는 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 플렉시블 디스플레이를 지지하여 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행한다. 에너지 하베스팅 모듈(150)은 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집한다. 실시예에서 에너지 하베스팅 모듈(150)은 압전 및 마찰 전기를 이용한 압전 효과와 정전기 유도현상을 통해 에너지를 수집할 수 있다. 또한, 실시예에서는 에너지 하베스팅 모듈(150)은 힌지의 회전 움직임에 의한 기계적 에너지로 전위차를 만들고 전위차로 쌍극자와 보상 전하를 형성하여 전류를 생성시킨다. 압전(piezoelectricity)현상은, 진동, 압력, 충격 등의 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로 실시예에서 하베스팅 모듈(150)은, 힌지 회전에 의한 기계적 에너지를 압전 재료에 전달하고, 전달된 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하여 변환된 에너지의 축전을 수행하도록 한다.The hinge 120 supports the flexible display and performs a folding or unfolding operation so that the flexible display can be unfolded or folded. The energy harvesting module 150 collects energy by torque generated from the hinge through a folding or unfolding operation. In an embodiment, the energy harvesting module 150 may collect energy through the piezoelectric effect and electrostatic induction using piezoelectricity and triboelectricity. Additionally, in the embodiment, the energy harvesting module 150 creates a potential difference with mechanical energy generated by the rotational movement of the hinge and forms a dipole and compensation charge with the potential difference to generate current. The piezoelectricity phenomenon converts mechanical energy such as vibration, pressure, and impact into electrical energy. In the embodiment, the harvesting module 150 transfers mechanical energy from hinge rotation to the piezoelectric material and transfers the mechanical energy to the piezoelectric material. Converts energy into electrical energy and stores the converted energy.
에너지 전환모듈(160)은 생성된 전류로 인해 발생된 에너지를 배터리 전력으로 전환한다. 배터리(180)는 전환된 에너지를 저장한다.The energy conversion module 160 converts the energy generated by the generated current into battery power. Battery 180 stores the converted energy.
긴급 충전 모듈(170)은 플렉시블 디스플레이의 접힘 또는 펼침 동작이 일정횟수 이상 반복수행 되는 경우, 폴더블폰을 배터리 충전모드로 전환한다. 실시예에서 긴급 충전 모듈(170)은 절전모드에서 플렉시블 디스플레이의 펼침이 감지되고, 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도 유지시간이 일정 시간을 초과하는 경우, 플렉시블 디스플레이에 화면을 출력하도록 한다. The emergency charging module 170 switches the foldable phone to battery charging mode when the folding or unfolding operation of the flexible display is repeated a certain number of times. In an embodiment, the emergency charging module 170 detects the unfolding of the flexible display in the power saving mode and outputs a screen on the flexible display when the expansion angle maintenance time of the flexible display exceeds a certain time.
도 3은 실시예에 따른 긴급충전 모듈의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the data processing configuration of an emergency charging module according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 긴급충전 모듈(140)은 감지부(141), 모드 전환부(143) 및 출력제어부(145)를 포함하여 구성될 수 있다. 감지부(141)는 힌지의 회전 각도를 감지하여 플렉시블 디스플레이의 접힘 각도(folding angle)를 파악할 수 있다. 실시예에서 감지부(141)는 플렉시블 디스플레이의 접힘 각도가 제1 값(예컨대 60도)을 초과하는 경우, 펼침 상태로 감지하고, 플렉시블 디스플레이의 접힘 각도가 제2값(예컨대, 30도) 미만인 경우 접힘으로 감지할 수 있다. 감지부(141)는 플렉시블 디스플레이의 펼침 상태가 감지된 경우, 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도 유지시간을 카운팅한다.Referring to FIG. 3, the emergency charging module 140 according to the embodiment may be configured to include a detection unit 141, a mode switching unit 143, and an output control unit 145. The detection unit 141 can determine the folding angle of the flexible display by detecting the rotation angle of the hinge. In an embodiment, the detection unit 141 detects the unfolded state when the folded angle of the flexible display exceeds the first value (e.g., 60 degrees), and detects the unfolded state when the folded angle of the flexible display is less than the second value (e.g., 30 degrees). In this case, it can be detected by folding. When the unfolded state of the flexible display is detected, the detection unit 141 counts the maintenance time of the unfolded angle of the flexible display.
모드 전환부(143)는 감지부(141)에서 플렉시블 디스플레이의 접힘과 펼침 동작이 일정횟수 이상 반복 수행되거나, 힌지의 각도 변화가 일정 시간동안 지속되는 것을 감지한 경우, 폴더블폰을 배터리 충전 모드로 전환하고, 충전모드에서 힌지의 움직임에 의해 수집된 에너지를 통해 배터리를 충전한다. 또한, 모드전환부(143)는 감지부(141)에서 힌지의 회전 각속도가 일정 수치를 초과하거나 접힘상태 및 펼침상태가 일정 시간내에 연속적으로 감지되는 경우, 폴더블폰을 배터리 충전 모드로 전환하고, 충전모드에서 힌지의 움직임에 의해 수집된 에너지를 통해 배터리를 충전할 수 있다. When the detection unit 141 detects that the folding and unfolding operations of the flexible display are repeated a certain number of times or that a change in the angle of the hinge continues for a certain period of time, the mode switching unit 143 switches the foldable phone to the battery charging mode. switch, and charges the battery through the energy collected by the movement of the hinge in charging mode. In addition, the mode switching unit 143 switches the foldable phone to the battery charging mode when the rotational angular speed of the hinge in the sensing unit 141 exceeds a certain value or when the folded and unfolded states are continuously detected within a certain time, In charging mode, the battery can be charged through the energy collected by the movement of the hinge.
실시예에서 출력제어부(145)는 절전모드에서 플렉시블 디스플레이의 펼침 상태가 감지되고, 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도 유지시간이 일정 시간을 초과하는 경우, 플렉시블 디스플레이에 화면을 출력한다. 이를 통해 출력 제어부(145)는 긴급충전을 위해 폴더블폰의 접힘과 펼침을 반복하는 중, 펼침 시 화면이 켜지고 화면 출력으로 인한 전력소모를 없앨 수 있도록 한다. 예컨대, 배터리 잔량 5%이하에서는 절전모드로 진입하는데, 실시예에서는 절전모드 상태에서 폴더블폰을 펼치면, 화면이 바로 켜지 않고 일정시간(예컨대, 2초)동안 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도가 유지될 때만 화면이 켜지도록 출력을 제어한다. 즉, 실시예에서는 반복적인 접힘, 펼침 동작시에 화면을 켜지 않고 에너지 하베스팅을 통한 긴급충전만을 수행할 수 있다In the embodiment, the output control unit 145 detects the unfolded state of the flexible display in the power saving mode and outputs a screen on the flexible display when the expansion angle maintenance time of the flexible display exceeds a certain time. Through this, the output control unit 145 repeats folding and unfolding of the foldable phone for emergency charging, and when unfolding, the screen turns on and power consumption due to screen output is eliminated. For example, when the remaining battery capacity is 5% or less, it enters power saving mode. In the embodiment, when the foldable phone is unfolded in power saving mode, the screen does not turn on immediately, but turns on only when the unfolding angle of the flexible display is maintained for a certain period of time (e.g., 2 seconds). Control the output so that it turns on. That is, in the embodiment, only emergency charging through energy harvesting can be performed without turning on the screen during repeated folding and unfolding operations.
이하에서는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법이 제공하는 작용(기능)은 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Below, the energy harvesting method of the foldable phone will be explained in turn. Since the operation (function) provided by the energy harvesting method of the foldable phone according to the embodiment is essentially the same as the function of the energy harvesting system of the foldable phone, descriptions overlapping with FIGS. 1 to 3 will be omitted.
도 4는 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 데이터 처리과정을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the data processing process of the foldable phone energy harvesting system according to an embodiment.
도 4를 참조하면, S110 단계에서는 힌지에서 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 플렉시블 디스플레이를 지지하여 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행한다. S120 단계에서는 에너지하베스팅모듈에서 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집한다. 실시예에서 S120 단계에서는 에너지 하베스팅 모듈에서 압전 및 마찰 전기를 이용한 압전 효과와 정전기 유도현상을 통해 에너지를 수집할 수 있다. 또한, 힌지의 회전 움직임에 의한 기계적 에너지로 전위차를 만들고 전위차로 쌍극자와 보상 전하를 형성하여 전류를 생성시킬 수 있다. S130 단계에서는 에너지 전환 모듈에서 수집된 에너지를 배터리 전력으로 전환한다. S140 단계에서는 배터리에서 전환된 에너지를 저장한다.Referring to FIG. 4, in step S110, a folding or unfolding operation is performed by supporting the flexible display at the hinge so that the flexible display can be unfolded or folded. In step S120, the energy harvesting module collects energy from the torque generated from the hinge through a folding or unfolding operation. In the embodiment, in step S120, energy may be collected through the piezoelectric effect and electrostatic induction phenomenon using piezoelectricity and triboelectricity in the energy harvesting module. In addition, a potential difference can be created using mechanical energy generated by the rotational movement of the hinge, and a dipole and compensating charge can be formed through the potential difference to generate a current. In step S130, the energy collected by the energy conversion module is converted into battery power. In step S140, the converted energy is stored in the battery.
도 5는 실시예에 따른 긴급충전모듈의 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing the data processing process of the emergency charging module according to an embodiment.
도 5를 참조하면, S141 단계에서는 긴급충전모듈의 감지부에서 플렉시블 디스플레이의 펼침 또는 접힘 동작을 감지한다. 실시예에서 S141 단계에서는 접힘 각도의 크기를 파악하여 플렉시블 디스플레이의 펼침 또는 접힘 동작을 센싱할 수 있다. S142 단계에서는 펼침 또는 접힘의 연속동작 횟수가 설정횟수(n)를 초과하는지 파악한다. S142 단계에서는 펼침 또는 접힘의 연속동작 횟수가 설정횟수를 초과하는 경우, S143 단계에서는 모드 전환부에서 충전모드로 진입한다. 실시예에서는 S141 단계에서 힌지의 회전각 변화량 또는 각속도를 파악하고 S142 단계에서 회전각 변화량 또는 각속도가 설정값을 초과하는 경우, S143 단계에서 충전모드로 진입할 수 있다. 실시예에 따른 충전모드는 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 연속 동작을 디스플레이 개시를 위한 기기제어 정보로 인식하지 않고, 힌지에 회전 의한 토크를 이용한 에너지 하베스팅 시스템 구동 개시 정보로 파악하여, 플렉시블 디스플레이의 연속 동작에 의해 획득한 기계적 에너지를 배터리 전력으로 충전시킬 수 있도록 한다.Referring to Figure 5, in step S141, the detection unit of the emergency charging module detects the unfolding or folding motion of the flexible display. In an embodiment, in step S141, the unfolding or folding motion of the flexible display can be sensed by determining the size of the folding angle. In step S142, it is determined whether the number of consecutive unfolding or folding operations exceeds the set number (n). In step S142, if the number of consecutive unfolding or folding operations exceeds the set number, the charging mode is entered in the mode switching unit in step S143. In the embodiment, the rotation angle change or angular velocity of the hinge is determined in step S141, and if the rotation angle change or angular velocity exceeds the set value in step S142, the charging mode may be entered in step S143. The charging mode according to the embodiment does not recognize the continuous unfolding and folding operations of the flexible display as device control information for display start, but recognizes it as information to start the energy harvesting system operation using torque generated by rotation of the hinge, thereby enabling continuous operation of the flexible display. It allows the mechanical energy obtained through movement to be charged with battery power.
도 6은 실시예에 따른 폴더블폰 에너지 하베스팅 시스템의 화면 출력 제어 과정을 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram showing a screen output control process of a foldable phone energy harvesting system according to an embodiment.
도 6을 참조하면, S144 단계에서는 긴급충전 모듈의 감지부에서 배터리 잔량을 감지하여 폴더블폰의 배터리 모드를 검출하고 S145 단계에서는 긴급충전모듈의 감지부에서 절전모드 상태인지 파악한다. 배터리 잔량이 일정 수치 미만인 절전모드 상태인 경우, S147 단계에서 플렉시블 디스플레이가 펼침 상태인지 확인한다. 플렉시블 디스플레이가 펼침 상태인 경우, S149 단계에서는 감지부에서 펼침 각도 유지시간을 카운팅 하여, 펼침각도 유지시간이 기설정된 시간(n초)을 초과하는지 파악한다. 펼침각도 유지시간이 n초(예컨대, 2초)를 초과하는 경우 S151 단계에서는 출력제어부에서 플렉시블 디스플레이에 화면을 출력한다. Referring to FIG. 6, in step S144, the battery mode of the foldable phone is detected by detecting the remaining battery capacity in the detection unit of the emergency charging module, and in step S145, the detection unit of the emergency charging module determines whether the device is in power saving mode. If the battery is in power saving mode where the remaining battery capacity is below a certain level, check whether the flexible display is in the unfolded state in step S147. If the flexible display is in an unfolded state, in step S149, the detection unit counts the unfolding angle maintenance time and determines whether the unfolding angle maintenance time exceeds a preset time (n seconds). If the unfolding angle maintenance time exceeds n seconds (eg, 2 seconds), the output control unit outputs the screen to the flexible display in step S151.
이상에서와 같은 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템은 폴더블폰, 노트북 등 힌지구조를 포함하는 스마트 단말에서 플렉시블 디스플레이의 접힘 및 펼침 동작을 통해 에너지를 자체적으로 생성시킬 수 있다. 이를 통해, 배터리가 완전히 방전되거나 배터리 잔량이 일정 수준 미만 경우, 단말의 배터리 충전이 불가한 상황에서도 긴급히 필요한 전력을 자체적으로 생성하여 스마트 단말 이용 편의를 향상시킬 수 있다. 또한, 실시예에서는 폴더블폰의 접힘 및 펼침 동작에 의한 에너지 하베스팅을 통해 자체 전력을 생성함으로써, 배터리 잔량이 거의 남지 않은 마지막 순간에 스마트 단말을 사용할 수 있도록 한다. 이를 통해, 정전, 유기, 재난 등의 상황에서도 스마트 단말을 자체 충전하여 사용할 수 있도록 함으로써, 사용자의 안정성을 향상시킬 수 있다. The energy harvesting system of a foldable phone as described above can self-generate energy through the folding and unfolding motion of a flexible display in a smart terminal including a hinge structure, such as a foldable phone or laptop. Through this, when the battery is completely discharged or the remaining battery power is below a certain level, the convenience of using the smart terminal can be improved by generating urgently needed power on its own even in situations where the terminal's battery cannot be charged. In addition, in the embodiment, the foldable phone generates its own power through energy harvesting through folding and unfolding operations, allowing the smart terminal to be used at the last moment when there is little battery remaining. Through this, user safety can be improved by allowing the smart terminal to be self-charged and used even in situations such as power outage, abandonment, or disaster.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed content is merely an example, and various modifications and implementations may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the claims, so the scope of protection of the disclosed content is limited to the above-mentioned specific scope. It is not limited to the examples.
Claims (8)
플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 상기 플렉시블 디스플레이를 지지하여 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행하는 힌지;
상기 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집하는 에너지하베스팅모듈;
상기 수집된 에너지를 배터리 전력으로 전환하는 에너지 전환 모듈; 및
상기 전환된 에너지를 저장하는 배터리; 를 포함하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템.
In the energy harvesting system of the foldable phone,
A hinge that supports the flexible display and performs a folding or unfolding operation so that the flexible display can be unfolded or folded.
an energy harvesting module that collects energy from torque generated in the hinge during the folding or unfolding operation;
An energy conversion module that converts the collected energy into battery power; and
a battery storing the converted energy; An energy harvesting system for a foldable phone including.
접힘 또는 펼침 동작이 일정횟수 이상 반복수행 되는 경우, 폴더블폰을 배터리 충전모드로 전환하는 긴급 충전 모듈; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템.
The method of claim 1, wherein the energy harvesting system of the foldable phone is
An emergency charging module that switches the foldable phone to battery charging mode when the folding or unfolding operation is repeated a certain number of times; An energy harvesting system for a foldable phone, further comprising:
절전모드에서 플렉시블 디스플레이의 펼침 상태가 감지되고, 상기 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도 유지시간이 일정 시간을 초과하는 경우, 플렉시블 디스플레이에 화면을 출력하는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템.
The device of claim 2, further comprising: the emergency charging module; silver
An energy harvesting system for a foldable phone, characterized in that the unfolded state of the flexible display is detected in power saving mode, and when the unfolded angle maintenance time of the flexible display exceeds a certain time, the screen is output to the flexible display.
압전 및 마찰 전기를 이용하여 압전 효과와 정전기 유도현상을 통해 에너지를 수집하는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 시스템.
According to claim 1, The energy harvesting module; silver
An energy harvesting system for a foldable phone that collects energy through the piezoelectric effect and electrostatic induction using piezoelectricity and triboelectricity.
(A) 힌지에서 플렉시블 디스플레이의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 상기 플렉시블 디스플레이를 지지하고, 접힘(fold) 또는 펼침(unfold) 동작을 수행하는 단계;
(B) 에너지하베스팅모듈에서 상기 접힘 또는 펼침 동작으로 힌지에서 발생되는 토크에 의한 에너지를 수집하는 단계;
(C) 에너지 전환 모듈에서 상기 수집된 에너지를 배터리 전력으로 전환하는 단계;
(D) 배터리에서 상기 전환된 에너지를 저장하는 단계; 를 포함하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법.
In the energy harvesting method of the foldable phone,
(A) supporting the flexible display at the hinge to enable unfolding and folding operations of the flexible display, and performing a folding or unfolding operation;
(B) collecting energy from the torque generated in the hinge during the folding or unfolding operation in the energy harvesting module;
(C) converting the collected energy into battery power in an energy conversion module;
(D) storing the converted energy in a battery; Energy harvesting method for a foldable phone including.
(D-1) 긴급 충전 모듈에서 접힘 또는 펼침 동작이 일정횟수 이상 반복수행 되는 경우, 폴더블폰을 배터리 충전모드로 전환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법.
The method of claim 5, wherein step (D); Is
(D-1) switching the foldable phone to battery charging mode when the folding or unfolding operation in the emergency charging module is repeated a certain number of times or more; An energy harvesting method for a foldable phone, comprising:
절전모드에서 플렉시블 디스플레이의 펼침이 감지되고, 상기 플렉시블 디스플레이의 펼침 각도 유지시간이 일정 시간을 초과하는 경우, 플렉시블 디스플레이에 화면을 출력하는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법.
The method of claim 6, wherein the step (D-1); Is
An energy harvesting method for a foldable phone, comprising outputting a screen to the flexible display when the unfolding of the flexible display is detected in power saving mode and the maintaining time of the unfolding angle of the flexible display exceeds a certain time.
힌지의 회전에 의한 기계적 에너지로 전위차를 만들고 상기 전위차로 쌍극자와 보상 전하를 형성하여 전류를 생성시키는 것을 특징으로 하는 폴더블폰의 에너지 하베스팅 방법. The method of claim 5, wherein step (B); Is
An energy harvesting method for a foldable phone, characterized in that a potential difference is created using mechanical energy generated by the rotation of the hinge, and a dipole and compensating charge are formed using the potential difference to generate current.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220054747A KR20230155196A (en) | 2022-05-03 | 2022-05-03 | Energy harvesting system and method of foldable phone |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101494213B1 (en) | 2013-12-31 | 2015-02-17 | 연세대학교 산학협력단 | Self-powered generator, method for manufacturing the same and piezoelectric enery-harvesting device using the generator |
| KR102205321B1 (en) | 2020-03-10 | 2021-01-20 | 주식회사 케이디파워 | AC single-phase and three-phase energy harvesting wireless current sensor system |
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2022
- 2022-05-03 KR KR1020220054747A patent/KR20230155196A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101494213B1 (en) | 2013-12-31 | 2015-02-17 | 연세대학교 산학협력단 | Self-powered generator, method for manufacturing the same and piezoelectric enery-harvesting device using the generator |
| KR102205321B1 (en) | 2020-03-10 | 2021-01-20 | 주식회사 케이디파워 | AC single-phase and three-phase energy harvesting wireless current sensor system |
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