KR101511679B1

KR101511679B1 - 이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법 및 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기

Info

Publication number: KR101511679B1
Application number: KR20130080156A
Authority: KR
Inventors: 남재욱; 공면정
Original assignee: 남재욱
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: KR20150009029A

Abstract

본 발명은 이어폰 단자를 이용하여 모바일 단말과 외부 전자기기 간에 전력 및 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 모바일 단말에서 생성된 전력 생성용 신호를 이어폰 단자부의 오디오 출력단자를 통해 상기 외부 전자기기로 전송하면 상기 외부 전자기기가 상기 전력 생성용 신호를 이용하여 구동에 필요한 전력을 생성하고, 상기 이어폰 단자부의 마이크 출력단자를 통해 상기 외부 전자기기로부터 데이터가 상기 모바일 단말로 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 모바일 단말과 연결되는 외부 전자기기에 배터리나 어댑터가 필요 없어지게 되어 장치가 간단하게 구성될 뿐 아니라 사용자는 별도의 전원을 관리하거나 유지하기 위한 경제적 지출을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법 및 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기{METHOD FOR TRANSCEIVING POWER SOURCE AND DATA BETWEEN MOBILE TERMINAL AND EXTERIOR ELECTRONIC DEVICE USING EARPHONE SOCKET, AND ELECTRONIC DEVICE TRANSCEIVING POWER SOURCE AND DATA WITH MOBILE TERMINAL}

본 발명은 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모바일 단말의 이어폰 단자를 통한 전력 증폭용 신호발생 방법과 그 신호를 수신하여 전력을 증폭하는 방법, 외부 무전원 장치에서 획득한 데이터를 모바일 단말에 전달하는 방법 및 모바일 단말에서 운영되는 소프트웨어에 관한 것이다

전자공학의 발전에 따라 다양한 전자기기가 개발되어 출시되고 있으며, 최근 헬스케어에 대한 관심이 높아짐에 따라 병원 등의 진료기관에 가지 않더라도 개인적으로 자신의 건강상태를 체크할 수 있는 개인용 건강 측정기가 많이 상용화되어 있다.

일반적인 개인용 건강 측정기는 장치내에서 생체 데이터의 수집, 분석, 해석, 저장 및 표시의 모든 기능을 처리하여야 하므로 고성능의 프로세서를 요구하고 그에 따라 장비 단가가 높아 소비자들이 구매하기에는 상당한 부담이 되고 있다.

특히, 개인용 건강 측정기는 접촉 또는 무접촉식 체온 측정기, 혈압측정을 위한 혈압계, 맥박측정을 위한 맥박계, 혈당 측정을 위한 혈당계, 혈액내 산소포화도 측정기, 심폐소리를 듣기 위한 전자 청진기 등 기능에 따라 다양한 제품이 판매되고 있으므로 소비자들이 고가의 장비 여러 대를 구매하기에는 부담이 될 수 밖에 없어 일반인들이 개인용 건강 측정기를 쉽게 접할 수 없는 것이 현실이다.

한편, 개인의 통신수단으로 사용되는 모바일 단말이 스마트폰으로 진화하면서 고성능의 중앙연산장치를 보유하게 되었고, 전용 집적회로에 버금가는 데이터의 산술연산 능력을 보유함에 따라 활용도가 많이 증가되고 있다.

이러한 모바일 단말의 활용 측면에서, 미국공개특허 2012-0123222호에는 생체 측정기에서 측정된 데이터를 처리한 후 이어폰 단자를 통해 모바일 단말로 전달할 수 있도록 하는 생체 측정기의 데이터 전달과 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상기 미국공개특허는 단독 장치로서의 생체 데이터 측정기에 대한 것으로 일반적인 측정기로서의 기능을 모두 제공하도록 구현되어 있다. 즉, 상기 미국공개특허에 따른 생체 데이터 측정기는 측정 장치(measuring unit), 마이크로 콘트롤러(micro-control unit), 스위치(switch unit), 레벨 쉬프트(level shift unit), 증폭기(amplifying unit), 전원장치(power management unit)등의 구성을 모두 구비하고 있다는 점에서 모바일 단말의 자원을 전혀 사용하지 않는 단독 장치로서의 생체 데이터 측정기에 대한 기술이고 외부 전원이 반드시 필요한 장치이다.

즉, 종래의 기술에서는 모바일 단말에서 사용할 데이터를 외부 전자기기에서 전달 받기 위해서는 외부 장치에서 데이터를 생성하고 전송하기 위해 독자적인 전원장치와 별도의 데이터 전송용 연결 방법이 필요했다. 독자적인 전원장치라 함은 배터리 또는 외부 전원 공급을 위한 어댑터를 의미한다.

즉, 모바일 단말에서 활용하려고 하는 외부 전자기기에는 그 장치를 동작시키기 위한 배터리나 어댑터 등의 전원장치가 필요하고, 이를 관리하거나 구매해야 하는 불편함이 있었다. 이는 사용자에게 불편함을 줄뿐 아니라, 기능을 유지하기 위해 별도의 금액을 지불해야 하는 등의 경제적 손실도 적지 않다. 또한, 외부 전자기기에서는 모바일 단말의 다양한 외부단자 및 무선방식을 통해 데이타를 모바일 단말에 전달하고자 하고 있으며, 이는 복잡한 구조뿐만 아니라, 많은 기술적 난제를 포함하고 있어 실용화 단계까지 접근하기에는 긴 시간의 개발이 필요하다.

한편, 한국공개특허 10-2011-0063728에는 복수의 전극을 이용하여 맥파 신호를 획득하고, 획득한 맥파 신호를 신호 처리하여 출력하는 맥파 센싱 모듈을 이용하는 ‘이동 단말기 및 이동 단말기의 생체신호 측정 방법'에서는 일 예로 이어폰 포트를 사용하는 것을 제안 하고 있으나, 이는 복수의 전극을 포함함에 따라, 이어폰 포트는 맥파 센싱을 위한 복수의 전극을 통해 수집되는 맥파 신호를 모바일 단말로 전달하는 단자를 더 포함할 수 있음에 대한 예시에 불과한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 기술로서, 본 발명의 목적은 외부 전자기기가 모바일 단말의 이어마이크단자를 통해 수신되는 신호를 이용하여 전력을 생성함으로써 별도의 배터리나 어댑터가 요구되지 않고, 외부 전자기기에서 수집된 데이터의 처리 및 표시를 모바일 단말에서 이루어지도록 함으로써 장치의 구성이 간단하고 그에 따라 저가의 장치를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 이어폰 단자를 이용하여 모바일 단말과 외부 전자기기 간에 전력 및 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 모바일 단말에서 어플리케이션을 구동하여 전력 생성용 주파수가 포함된 음성신호를 생성하고, 상기 모바일 단말에서 생성된 전력 생성용 주파수가 포함된 음성신호를 이어폰 단자부의 오디오 출력단자를 통해 외부 전자기기로 전송하면, 상기 외부 전자기기는 모바일 단말로부터 제공되는 상기 전력생성용 주파수가 포함된 음성신호에 의해 발생되는 유도기전력을 근거로 구동에 필요한 전력을 생성하며, 상기 이어폰 단자부의 마이크 출력단자를 통해 상기 외부 전자기기로부터 데이터가 상기 모바일 단자로 전송되는 것을 특징으로 하는 이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법이 제공된다.

삭제

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르면, 센서를 통해 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 사용자 제어신호에 따라 상기 데이터 수집부로부터 수신된 데이터를 처리하는 신호처리 제어부, 상기 처리된 데이터를 이어폰 단자부의 마이크 출력단자를 통해 모바일 단말로 전송하고, 이어폰 단자부의 오디오 출력단자를 통해 전력 생성용 신호를 수신하는 제 1 단자 입출력부, 상기 제 1 단자 입출력부를 통해 수신된 전력 생성용 신호를 이용하여 구동전력을 발생시키는 전원 생성부를 포함하되, 상기 모바일 단말로 전송된 데이터는 모바일 단말 내에서 분석처리되어 분석 결과가 모바일 단말 화면에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기가 제공된다.

여기서, 상기 전원 생성부는 상기 전력 생성용 신호로부터 유도기전력을 얻기위한 유도기전력부, 상기 유도기전력을 유효한 교류전압으로 변환시키기 위해 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 부스터부 및 상기 교류전압을 직류전압으로 변환하는 평활회로부를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 1 오디오 출력단자를 통해 교류신호가 상기 유도기전력부로 입력되고, 제 2 오디오 출력단자를 통해 상기 교류신호의 반전신호가 상기 스위칭 부스터부로 입력되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 신호처리 제어부는 사용자 제어신호 입력을 위한 복수 개의 스위치와, 상기 스위치에 연결되어 스위치 온시 전압강하를 일으키는 전압레벨 조정수단을 포함하되, 상기 전압레벨 조정수단은 각 스위치마다 전압강하의 크기가 다르도록 설정되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 모바일 단말은 상기 외부 전자기기로부터 입력되는 신호의 유지시간을 측정하여 데이터 유지시간이 기준값 이상인 경우 제어 신호로 인식하고 신호의 전압 레벨에 상응하여 미리 설정된 기능을 수행하고, 데이터 유지시간이 기준값 이하인 경우에는 처리대상 데이터로 인식하고 해당 데이터의 처리를 수행하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면 모바일 단말과 연결되는 외부 전자기기에 배터리나 어댑터가 필요 없어지게 되어 장치가 간단하게 구성될 뿐 아니라 사용자는 별도의 전원을 관리하거나 유지하기 위한 경제적 지출을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 외부 전자기기가 생체신호 측정 장치인 경우, 모바일 단말와 연동하여 개인이 항상 휴대하고 건강관리를 할 수 있게 되며, 지속적이고 연속적인 기록을 할 수 있기 때문에 유사시 전문가인 의사에게 진료의 참고자료를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 전체 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 외부 전자기기의 이어마이크단자의 일례를 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 외부 전자기기와 모바일 단말 간의 접속 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 외부 전자기기의 세부 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 5는 외부 전자기기의 유도기전력부와 스위칭부스터부의 입력과 출력의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 6은 외부 전자기기의 스위칭부스터부의 스위치신호와 전력 생성용 신호 간의 관계에 대한 파형을 도시한 그래프이다.
도 7은 외부 전자기기의 전원생성부의 최종 출력 파형을 도시한 그래프이다.
도 8은 외부 전자기기의 신호처리제어부에서 사용자 기능선택을 구현하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9은 외부 전자기기에서 선택된 기능에 대응하여 모바일 단말에서 데이터 처리가 이루어지는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 단말의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 전체 구성 블럭도, 도 2는 본 발명의 외부 전자기기의 이어마이크단자의 일례를 도시한 구조도, 도 3은 본 발명의 외부 전자기기와 모바일 단말 간의 접속 방법을 나타낸 도면, 도 4는 외부 전자기기의 세부 구성을 나타낸 블럭도이다.

이하의 실시예에서는 설명의 편의 및 이해를 돕기 위해 외부 전자기기가 생체신호 측정기인 경우를 예시될 것이며, 외부 전자기기가 예시된 생체신호 측정기에 한정되지 않음은 당연하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 모바일 단말(300)과 모바일 단말(300)과 이어폰 단자를 통해 접속되는 외부 전자기기(100)를 포함하여 이루어지며, 모바일 단말(300)과 외부 전자기기(100) 간에 전력 생성용 신호 및 외부 전자기기(100)에서 수집된 데이터가 송수신되는 것이 주된 특징이다.

우선, 외부 전자기기(100)는 데이터 수집부(101), 신호처리 제어부(102), 단자 입출력부(200) 및 전원 생성부(400)를 포함하여 구성된다.

데이터 수집부(101)는 외부 데이터를 측정하는 측정부로써 온도센서, 습도센서, 압력센서, 전자파센서, 전기센서등의 각종 센서로 구현가능하며, 온도센서로 구현 한다면 외부 온도를 측정하는 온도계나 신체의 온도를 측정하는 체온계 장치로써 활용 할 수 있다. 이와 유사하게 각종 센서는 다양한 활용방법이 존재하며, 그에 따른 장치 구현이 가능하다. 데이터 수집부(101)의 발신장치로서의 구현 방법은 레이저 지시기, 발광다이오드를 활용한 소형 조명기로 구현 가능하다.

신호처리 제어부(102)는 사용자 제어신호에 따라 데이터 수집부(101)로부터 수신된 데이터를 처리하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 전자기기(200)에는 사용자 제어신호 입력을 위한 복수 개의 제어 스위치(103)가 구비되어 있다. 신호처리제어부(102)는 모바일 단말(300)의 마이크 입력 레벨에 맞추기 위한 레벨시프트회로, 리미터회로로 구성될 수 있으며, 사용자의 제어신호를 입력하기 위한 스위치들(103)의 조합으로 구성될 수 있다. 신호처리 제어부(102)의 구체적인 기능에 대해서는 도 8에서 설명될 것이다.

단자 입출력부(200)는 신호처리 제어부(102)에서 처리된 데이터를 단자 입출력부(200) 즉, 이어폰 단자부의 마이크 출력단자(MIC IN)를 통해 모바일 단말(300)로 전송하고, 이어폰 단자부의 오디오 출력단자(AUDIO L, AUDIO R)를 통해 전력 생성용 신호를 수신한다.

단자 입출력부(200)의 일례가 도 2에 도시되어 있는데, 단자 입출력부(200)의 단자 배열 구조는 제조사마다 상이하다. 예를 들어, 삼성 갤럭시S3의 단자입출력부(301)은 도 2에 도시된 것처럼 그라운드(Ground)를 (202), 사운드 R채널은 (204), 사운드 L채널은 (203), 그리고 마이크입력 신호는 (201)에 할당되어 있다. 다른 제조사의 모바일 단말(300)의 단자입출력부(301) 또한 오디오-L채널, 오디오-R채널, 마이크입력 및 그라운드로 구성되어 있으나 그 순서는 제조사마다 다르므로 외부 전자기기(100)의 단자입출력부(200)와 모바일 단말(300)의 단자입출력부(301)와는 상호 신호를 교환할 수 있게 맞춰주어야 하므로 각 제조사의 단자 구조에 맞는 형태의 단자 입출력부(301)를 구비하여야 한다.

전원 생성부(400)는 제 1 단자 입출력부를 통해 수신된 전력 생성용 신호를 이용하여 구동전력을 발생시키는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 유도 기전력부(401), 스위칭 부스터부(402) 및 평활회로부(403)를 포함하여 구성된다.

유도 기전력부(401)는 전력 생성용 신호로부터 유도기전력을 얻기 위한 것으로서, 상기 전원생성부(400)의 유도기전력부(401)는 상호유도전류를 발생시키는 구조로 수학식 1에 따른 기전력을 얻을 수 있게 된다.

위 수학식 1에서 단위시간변화에 따른 전류의 변화 성분은 모바일 단말(300)의 오디오 출력의 R-채널(AUDIO R)로 제어가 가능하다. 이는 모바일 단말(300)에 설치된 소프트웨어를 통해 일정한 주파수를 갖는 교류신호를 발생시킴으로써 얻을 수 있게 된다.

스위칭 부스터부(402)는 유도기전력부(401)에서 유도된 기전력을 유효한 전압으로 변환시키기 위한 것으로서, 이를 위한 스위칭 동작은 모바일 단말(300)의 오디오 출력의 L-채널(AUDIO L)의 신호를 이용할 수 있다.

평활회로부(403)는 스위칭 부스터부(402)에서 변환된 교류전압을 신호처리제어부(102)나 수신/발신부(101)에서 필요한 직류전원으로 변환하기 위한 것으로서, 다이오드와 캐패시터로 구성된 일반적인 평활회로가 사용될 수 있다.

본 발명의 외부 전자기기(100)는 자체 전원이 없는 구조이므로 가용한 전력에 한계성이 존재하므로 임베디드 프로그램을 이용한 외부 프로세서는 그 구성에서 제외되는 것이 특징이다.

한편, 모바일 단말(300)은 단자 입출력부(301), 데이터 처리부(302), 저장부(303), 표시부(304) 및 신호 발생부(305)를 포함하여 구성된다.

단자 입출력부(301)는 외부 전자기기(100)의 단자 입출력부(200) 즉 이어폰 단자가 꽂혀지는 소켓으로서, 일반적인 스마트폰에 구비된 이어폰 소켓이다.

데이터 처리부(302)는 외부 전자기기(100)로부터 수신된 데이터를 가공하는 것으로서, 외부 전자기기(100)에서 전송된 센서 측정 데이터를 의미있는 값으로 제공하기 위해 측정 데이터를 분석하는 부분이다.

저장부(303)는 데이터 처리부(302)에서 처리된 데이터를 저장하는 것이고, 표시부(304)는 처리된 데이터를 표시하여 사용자에게 측정 결과를 제공하기 위한 것이다.

신호 발생부(305)는 외부 전자기기(100)에서 전원을 생성할 수 있도록 전원 생성용 신호를 발생시키는 것으로서, 모바일 단말(300)에 설치된 어플리케이션에 의해 생성될 수 있다.

모바일 단말(300)에 설치된 앱프로그램은 외부 전자기기(100)를 동작시키기 위해 음성신호를 ±1Vp-p의 펄스 파형으로 일정한 주파수의 신호(전력 생성용 신호)를 신호발생부(305)에서 만들어 단자입출력부(301)을 통해 전달하고, 외부 전자기기(100)에서는 단자입출력부(200)의 이어폰단자를 통해 전력 생성용 신호를 받게 되고, 전원생성부(400)에서 이 신호를 이용하여 구동 전력을 생성하고, 생성된 전력을 바탕으로 외부 전자기기(100)가 일정한 목적의 동작을 실현하고, 그 결과를 신호처리제어부(102)를 거치면서 사용자의 의도를 반영한 후, 단자입출력부(200)의 마이크신호라인을 통해 모바일 단말(300)의 단자입출력부(301)로 전달된다. 모바일 단말(300)의 어플리케이션은 데이터처리부(302)의 처리과정을 거치면서 유효한 데이터로 가공하고 그 결과를 표시부(304)에 표시하거나 저장부(303)에 저장을 하여 데이터관리를 담당함으로써 일련의 동작을 마무리 하게 된다. 신호발생부(305)에서 만들어지는 전력 생성용 신호는 최대값과 최소값을 반복하는 신호로써 사인파, 구형파 등이 가능하고 일정한 주파수를 갖게 되며, 이 주파수는 외부 전자기기(100)의 전원생성부(400)내의 유도기전력부(401)의 임피던스에 매칭되는 주파수를 선택한다.

도 5는 외부 전자기기의 유도기전력부와 스위칭부스터부의 입력과 출력의 파형을 나타낸 그래프, 도 6은 외부 전자기기의 스위칭부스터부의 스위치신호와 전력 생성용 신호 간의 관계에 대한 파형을 도시한 그래프, 도 7은 외부 전자기기의 전원생성부의 최종 출력 파형을 도시한 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유도기전력부(401)에 입력되는 신호는 사인파(S100)일 수 있으며, 구형파의 신호일 수도 있다. 출력은 1:N의 권선비에 해당하는 파형(W101)이다.

또한, 도 6에서와 같이, 전력증폭용 신호(S100)와 상반되는 신호(S102)를 이용하여 스위칭부스터부(402)의 스위칭 신호로 사용할 수 있다. 전력증폭용 신호(S100)과 스위칭부스터부(402)의 스위치 신호(S102)는 모바일 단말(300)의 음성신호출력인 R-채널 신호와 L-채널 신호를 소프트웨어 앱에서 생성하여 공급된다.

도7은 평활회로부(403)의 출력을 도시한 것으로 최종적으로 평탄한 직류전원(W103)을 얻어서 외부 전자기기(100)에서 전원으로 사용된다.

도 8은 외부 전자기기의 신호처리제어부에서 사용자 기능선택을 구현하는 방법을 설명하기 위한 그래프이고, 도 9는 외부 전자기기에서 선택된 기능에 대응하여 모바일 단말에서 데이터 처리가 이루어지는 방법을 도시한 흐름도이다.

외부 전자기기(100)의 신호처리제어부(102)는 모바일 단말(300)의 마이크 입력 레벨에 맞추기 위한 레벨시프트회로, 리미터회로로 구성될 수 있으며, 사용자의 제어신호를 입력하기 위한 스위치들(103)의 조합으로 구성될 수 있다. 사용자의 요구를 다양하게 받아들이기 위한 제어신호 입력방법이 도 8에 도시되어 있다.

즉, 신호처리제어부(102)는 스위칭(103) 외에 이와 쌍으로 구현된 저항과 커패시터를 포함할 수 있으며, 저항의 크기를 각각 다르게 함으로써, 눌러진 스위치마다 전압 강하의 크기를 다르게 할 수 있고, 모바일 단말(300)의 소프트웨어 어플리케이션에서 전압 강하의 크기에 따라 어떠한 기능을 수행하는 스위치가 눌러진 것인지를 인식하여 해당 기능의 프로그램을 수행하도록 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스위치(103)와 연결된 저항의 값을 각 스위치(103)마다 다르게 결정함으로써 전압을 다양한 레벨로 설정할 수 있으며, 도 8은 그 일 예로써 3가지의 전압레벨을 표시하였다. 예를 들어, 가장 낮은 전압레벨(F100)은 저항값을 100KΩ으로 구성하였다면, 중간 레벨 전압(F101)의 전압은 10KΩ의 저항으로 구성하고, 가장 높은 레벨 전압(F102)는 1KΩ의 저항으로 구현하게 되면 스위치가 눌러질 때 눌러진 스위치마다 서로 다른 전압을 갖게 되며, 커패시터는 각 저항으로 구성된 전압레벨을 일정시간 유지하기 위해 사용되는 것이다. 여기에 기술된 저항값과 도 8에 표현한 일정시간유지 값인 10ms는 실제 구현하는 과정에서 달라질 수 있음을 상기해야 한다.

또한, 설정된 전압레벨까지 떨어지는 시간을 감지하여 기능을 수행하는 스위치가 ON이 되었음을 인지할 수도 있다.

모바일 단말(300)의 데이터처리부(302)는 도 8과 같은 형태로 수신된 아날로그 신호를 디지털신호로 변경하고 이를 유효한 데이터로 가공한다.

유효한 데이터로 가공이라 함은, 만약에 심장의 박동을 측정하는 외부 전자기기(100)의 경우, 소프트웨어에서 심장 박동의 데이터를 제외한 나머지 데이터를 제거하는 필터와, 충분한 연산이 가능하게 신호를 증폭하는 신호증폭기등의 여러 과정을 거쳐 사람이 인지할 수 있는 소리 데이터나 그래프 데이터로 변형하는 과정을 포함한다. 이렇게 가공된 유효한 데이터는 사용자의 요구에 맞게 모바일 단말(300)의 저장부(303)를 통해 저장 하거나 모바일 단말(300)의 표시부(304)를 통해 외부에 표시하게 된다.

상기의 사용자의 요구란 측정을 하는 날짜 및 시간, 피 측정자의 연령, 성별등 개인 정보 등을 모바일 단말(300)의 저장부(303)을 통해 주기적으로 저장하거나 사용자의 요청으로 저장하는 것을 포함한다.

이와 관련하여 모바일 단말(300)의 어플리케이션의 처리 방법이 도 9의 흐름도에 도식화되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 모바일 단말(300)의 이어 마이크에 외부 전자기기(100)가 연결되면(S301), 모바일 단말(300)의 어플리케이션은 모바일 단말(300)의 단자 입출력부(301)의 마이크출력단자(MIC IN)를 통해 입력되는 신호가 일정시간(예를 들면, 10ms)동안 일정한 전압 레벨(S308)을 유지하는가를 판단하여(S302), 전압레벨이 일정시간 유지되지 않으면, 입력신호가 제어신호가 아닌 실제 데이터인 것으로 판단하고 해당 데이터에 대한 처리를 수행하고(S303), 전압레벨이 일정시간 동안 유지된다면 스위치(103) 선택에 따른 제어신호 입력으로 판단하고, 입력 신호의 전압 레벨을 검출한 후(S304), 그 결과에 따라 각 기능을 구현하게 된다(S305 ~ S308). 여기서, 각 기능은 데이터 전송 개시, 홀드, 정지 등일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 단말의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.

모바일 단말(300)은 단자 입출력부(301), 즉 이어마이크단자를 통해 외부 전자기기(100)가 연결되어 있는지를 판단하고(S401), 만일 연결되어 있지 않으면 계속 외부 전자기기(100)의 연결 여부를 주기적으로 모니터링하고, 외부 전자기기(100)의 연결을 감지하면 이어마이크단자에 전력생성용 주파수가 포함된 음성신호를 발생하고(S402), 이어마이크단자의 마이크 출력단자(MIC IN)를 통해 외부데이터를 수집하여 디지털신호로 변환한다(S403). 디지털데이터로 변환된 신호는 필요한 데이터만 선별할 수 있는 소프트웨어 필터를 통과하고 소프트웨어 필터를 통과한 데이터는 사람이 인지할 수 있는 신호로 소프트웨어 증폭처리된다(S404). 이렇게 가공된 데이터는 사용자가 저장할 것인지를 판단하게 하여 만약, 사용자가 필요에 의해 저장하고자 한다면 모바일 단말(300)의 내부메모리나 외부메모리에 저장을 하게 하고(S406), 해당 데이터를 모바일 단말(300)의 표시장치에 표시한다(S407). 또한, 사용자가 데이터의 저장을 원하지 않는다면 바로 모바일 단말(300)의 표시장치에 표시하고 계속 외부 전자기기(100)에서 전달되는 신호를 반복적으로 처리를 하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 외부 전자기기 101 : 데이터 수집부
102 : 신호처리제어부 103 : 스위치
200, 301 : 단자 입출력부 300 : 모바일 단말
302 : 데이터 처리부 303 : 저장부
304 : 표시부 305 : 신호 발생부
401 : 유도기전력부 402 : 스위칭 부스터부
403 : 평활회로부

Claims

이어폰 단자를 이용하여 모바일 단말과 외부 전자기기 간에 전력 및 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
상기 모바일 단말에서 어플리케이션을 구동하여 전력 생성용 주파수가 포함된 음성신호를 생성하고,
상기 모바일 단말에서 생성된 전력 생성용 주파수가 포함된 음성신호를 이어폰 단자부의 오디오 출력단자를 통해 외부 전자기기로 전송하면, 상기 외부 전자기기는 모바일 단말로부터 제공되는 상기 전력 생성용 주파수가 포함된 음성신호에 의해 발생되는 유도기전력을 근거로 구동에 필요한 전력을 생성하며,
상기 이어폰 단자부의 마이크 출력단자를 통해 상기 외부 전자기기로부터 데이터가 상기 모바일 단자로 전송되는 것을 특징으로 하는 이어폰 단자를 이용한 모바일 단말과 외부 전자기기 간의 전력 및 데이터 송수신 방법.
삭제
센서를 통해 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
사용자 제어신호에 따라 상기 데이터 수집부로부터 수신된 데이터를 처리하는 신호처리 제어부;
상기 처리된 데이터를 이어폰 단자부의 마이크 출력단자를 통해 모바일 단말로 전송하고, 이어폰 단자부의 오디오 출력단자를 통해 전력 생성용 신호를 수신하는 제 1 단자 입출력부;
상기 제 1 단자 입출력부를 통해 수신된 전력 생성용 신호를 이용하여 구동전력을 발생시키는 전원 생성부를 포함하되,
상기 모바일 단말로 전송된 데이터는 모바일 단말 내에서 분석처리되어 분석 결과가 모바일 단말 화면에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기.
제 3 항에 있어서,
상기 전원 생성부는
상기 전력 생성용 신호로부터 유도기전력을 얻기위한 유도기전력부;
상기 유도기전력을 유효한 교류전압으로 변환시키기 위해 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 부스터부; 및
상기 교류전압을 직류전압으로 변환하는 평활회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기.
제 4 항에 있어서,
제 1 오디오 출력단자를 통해 교류신호가 상기 유도기전력부로 입력되고, 제 2 오디오 출력단자를 통해 상기 교류신호의 반전신호가 상기 스위칭 부스터부로 입력되는 것을 특징으로 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기.
제 3 항에 있어서,
상기 신호처리 제어부는
사용자 제어신호 입력을 위한 복수 개의 스위치와, 상기 스위치에 연결되어 스위치 온시 전압강하를 일으키는 전압레벨 조정수단을 포함하되, 상기 전압레벨 조정수단은 각 스위치마다 전압강하의 크기가 다르도록 설정되는 것을 특징으로 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기.
제 6 항에 있어서,
상기 모바일 단말은 상기 외부 전자기기로부터 입력되는 신호의 유지시간을 측정하여 데이터 유지시간이 기준값 이상인 경우 제어 신호로 인식하고 신호의 전압 레벨에 상응하여 미리 설정된 기능을 수행하고, 데이터 유지시간이 기준값 이하인 경우에는 처리대상 데이터로 인식하고 해당 데이터의 처리를 수행하는 것을 특징으로 모바일 단말과 전력 및 데이터를 송수신하는 기능을 갖는 전자기기.