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KR102770797B1 - 무선 전력 수신 장치 및 오브젝트 자극 장치 - Google Patents

무선 전력 수신 장치 및 오브젝트 자극 장치 Download PDF

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KR102770797B1
KR102770797B1 KR1020200045121A KR20200045121A KR102770797B1 KR 102770797 B1 KR102770797 B1 KR 102770797B1 KR 1020200045121 A KR1020200045121 A KR 1020200045121A KR 20200045121 A KR20200045121 A KR 20200045121A KR 102770797 B1 KR102770797 B1 KR 102770797B1
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South Korea
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electrode
wireless power
power receiver
receiver
signal
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이재천
홍영준
김상준
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삼성전자주식회사
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Abstract

무선 전력 수신 장치 및 오브젝트 자극 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 코일 형상의 제1 전극, 코일 형상의 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터, 제1 전극 및 제2 전극과 연결된 전극 신호 송수신기, 전극 신호 송수신기와 별도로 제1 전극 및 제2 전극과 연결된 전력 수신기 및 제1 전극과 전력 수신기 간의 도선 및 제2 전극과 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터를 포함하고, 제1 전극의 코일 형상과 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감길 수 있다.

Description

무선 전력 수신 장치 및 오브젝트 자극 장치{WIRELESS POWER RECEIVER AND OBJECT STIMULATOR}
무선 전력 수신 및 오브젝트 자극 기술에 관한 것으로, 전력을 무선으로 전송하거나 전극 신호를 송수신하는 것에 전극을 공유하는 기술에 관한 것이다.
인체 삽입형 디바이스는 인체에 삽입되어 생체 정보를 센싱하거나 치료를 위해 사용된다. 인체 삽입형 디바이스는 인체에 삽입되어야 하기 때문에 작은 부피를 요구한다. 인체 삽입형 디바이스는 탈부착이 어렵기 때문에 배터리를 교체하지 않고 체외에서 무선으로 전력이 공급된다. 인체에 삽입되어 무선으로 전력을 공급받는 동시에 인체에 자극 신호를 인가하기 위하여, 무선 전력 수신 장치에는 전기자극용 전극과 전력을 무선으로 수신하기 위한 코일이 요구된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 코일 형상의 제1 전극; 코일 형상의 제2 전극; 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전극 신호 송수신기; 상기 전극 신호 송수신기와 별도로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전력 수신기; 및 상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선 및 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터를 포함하고, 상기 제1 전극의 코일 형상과 상기 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감길 수 있다.
상기 전극 신호 송수신기는 저주파 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가하고, 상기 전극 캐패시터 및 상기 공진 캐패시터는 개방(open)될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 배타셀에 상기 전극 신호를 인가할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 무선 전력 송신 장치로부터 고주파 신호를 수신하고, 상기 전극 캐패시터는 단락(closed)될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 하나의 인덕터를 형성하고, 상기 인덕터와 상기 공진 캐패시터에 의해 상기 고주파 신호는 공진을 통해 상기 전력 수신기를 충전할 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 스파이럴(spiral) 구조일 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 메쉬(mesh) 구조이고, 상기 메쉬 구조와 상기 전력 수신기 간의 도선은 상기 메쉬 구조를 둘러싸는 코일 형상일 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 스파이럴-메쉬(spiral-mesh) 구조일 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 폭을 가지는 반 괄호 형상의 도체이고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원형을 이룰 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제1 인덕터가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제2 인덕터가 연결될 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 제어부를 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제1 스위치가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제2 스위치가 연결되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 고주파 신호를 수신하는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 개방되도록 제어하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 저주파 신호가 인가되는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 단락되도록 제어할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간에 제1 캐패시터가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간에 제2 캐패시터가 연결될 수 있다.
상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기를 포함하는 하우징을 더 포함하고, 상기 전극 캐패시터는 상기 하우징의 외부에 위치할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기의 양쪽에 각각 배치될 수 있다.
상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기를 포함하는 하우징을 더 포함하고, 상기 전극 캐패시터는 상기 하우징의 외부에 위치할 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 무선 전력 송신 장치로부터 수신되는 고주파 신호에 의한 수신 전압이 최대가 되도록 상기 공진 캐패시터를 조정할 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 제어부를 더 포함하고, 무선 전력 송신 장치로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 발생된 응답 신호를 기초로 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 임피던스 매칭 여부가 판단되고, 상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 상기 판단 결과를 기초로 생성된 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호를 기초로 상기 공진 캐패시터를 조정할 수 있다.
무선 전력 송신 장치로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 발생된 응답 신호를 기초로 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 임피던스 매칭 여부가 판단되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 상기 판단 결과를 기초로 선택된 공진 주파수 신호를 수신할 수 있다.
상기 전극 신호 송수신기는 저주파 신호를 이용하여 외부의 통신 장치와 통신할 수 있다.
일 실시예에 따른 오브젝트 자극 장치는 제1 전극; 및 제2 전극을 포함하는 멤브레인; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 베타셀에 전극 신호를 인가하는 전극 신호 송수신기를 포함할 수 있다.
상기 멤브레인은 다공성 막으로 구성되고, 상기 다공성 막은 면역 세포보다 작고 영양분 보다 큰 직경을 가지는 복수의 구멍을 포함하고, 상기 복수의 구멍을 통해 상기 면역 세포의 유입을 막고 상기 영양분의 유입을 허용할 수 있다.
상기 오브젝트 자극 장치는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터; 상기 전극 신호 송수신기와 별도로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전력 수신기; 및 상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선 및 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터를 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 코일 형상이고, 상기 제1 전극의 코일 형상과 상기 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감길 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 종래의 무선 전력 수신 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2b는 종래의 무선 전력 수신 장치의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 2c는 도 2a의 무선 전력 수신 장치의 구조를 변경하여 면적을 줄인 일례를 도시한 도면이다.
도 2d는 도 2b의 무선 전력 수신 장치의 구조를 변경하여 면적을 줄인 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4a는 저주파 신호가 인가된 경우 임피던스 관점에서 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 4b는 고주파 신호가 인가된 경우 임피던스 관점에서 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 스파이럴 전극 형태를 도시한 도면이다.
도 5b는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 전극 캐패시터의 위치의 일례를 도시한 도면이다.
도 5c는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 메쉬 전극 형태를 도시한 도면이다.
도 5d는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 전극 캐패시터의 위치의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 5e는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 스파이럴 메쉬 전극 형태를 도시한 도면이다.
도 5f는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 리본 전극 형태를 도시한 도면이다.
도 6a는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수평 전극 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 6b는 도 6a의 무선 전력 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 6c는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수평 전극 구조의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 6d는 도 6c의 무선 전력 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 의한 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 무선 전력 송신 장치에 의한 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 다른 실시예에 따라 스위치를 적용한 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 9b는 저주파 신호가 인가된 경우의 도 9a의 무선 전력 수신 장치를 임피던스 관점에서 도시한 도면이다.
도 9c는 고주파 신호가 인가된 경우의 도 9a의 무선 전력 수신 장치를 임피던스 관점에서 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따라 4개의 전극을 포함하는 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 오브젝트 자극 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 11b는 도 11a의 수직 방향의 단면도이다.
도 11c는 다른 실시예에 따른 오브젝트 자극 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 11d는 도 11c의 수평 방향의 단면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(110)는 전극 구조를 무선 전력 수신에 사용함으로써 무선 전력 수신 장치(110)의 부피를 줄일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 전극 구조를 전극 신호의 송수신과 무선 전력의 수신에 공유함으로써 무선 전력 수신 장치(110)의 부피를 줄일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 코일 형상의 전극 구조를 주파수에 따라 전극 또는 코일로 사용함으로써 무선 전력 수신 장치(110)의 부피를 줄일 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 인체 삽입형 디바이스에 적용될 수 있다. 예를 들어, DBS(Deep Brain Neuro Stimulator), 달팽이관 임플란트(Cochlear Implants), ICD(Implantable Cardiac Defibrillator), 인슐린 펌프(Insulin Pump) 또는 인공 췌장(artificial pancreas)에 무선 전력 수신 장치(110)가 적용될 수 있다. 다만, 이들은 예시일 뿐이며 그 밖의 다양한 종류의 인체 삽입형 디바이스에 무선 전력 수신 장치(110)가 적용될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 인체 삽입형 디바이스 외에 작은 부피를 요구하는 전자 장치에도 적용될 수 있다.
인체 삽입형 디바이스의 부피는 작아야 한다. 반면에, 전기자극 전류량 및 수신전력은 각각 전극과 수신코일의 크기에 비례한다. 따라서, 전극과 수신코일의 효과적인 공간 배치가 요구된다. 이를 위하여, 무선 전력 수신 장치(110)는 전극 구조를 전극 신호의 송수신과 무선 전력의 수신에 공유할 수 있다. 여기서, 전극 구조는 둘 이상의 전극(111, 113)을 포함하며 각각의 전극은 코일 형상을 가진다. 각 전극(111, 113)의 코일 형상의 감기는 방향은 동일하다. 코일 형상은 다양한 종류가 있으며, 1겹의 링(ring)부터 n겹의 솔레노이드(solenoid)를 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 주파수에 따라 전극 구조(111, 113)를 전극 신호의 송수신을 위해 사용하거나 무선 전력을 수신하기 위해 사용할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 전극(111)과 전극(113) 사이에 직렬로 연결된 전극 캐패시터를 통해 주파수에 따라 전극 구조(111, 113)를 전극으로 사용하거나 코일로 사용할 수 있다.
임피던스 관점에서 저주파 신호에 대해 캐패시터는 개방(open)되기 때문에, 전극(111)과 전극(113)은 분리된 상태가 된다. 무선 전력 수신 장치(110)는 분리된 전극(111)과 전극(113)에 전극 신호를 인가하거나 전극(111)과 전극(113)를 이용하여 외부 장치로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다. 임피던스 관점에서 고주파 신호에 대해 캐패시터는 단락(short)되기 때문에, 전극(111)과 전극(113)은 연결된 상태가 된다. 전극(111)과 전극(113)은 각각 코일 형상을 가지기 때문에, 전극(111)과 전극(113)은 하나의 연결된 코일로서 기능할 수 있다. 이로 인해 등가 코일의 감긴 횟수는 더 증가하는 효과가 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 공진 캐패시터와 함께 연결된 전극(111)과 전극(113)을 이용하여 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 수신된 전력으로 배터리를 충전할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 저주파 신호를 인가하여 전극(111)과 전극(113) 사이에 배치된 오브젝트(101)에 전기적인 자극을 줄 수 있다. 저주파 신호에서 전극(111)과 전극(113)은 분리된 전극으로 동작하여 전극(111)과 전극(113) 사이에 전기장을 형성할 수 있다. 전기장에 의해 전극(111)과 전극(113) 사이에 배치된 오브젝트(101)는 전기적인 자극을 받을 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는 인공 췌장의 베타셀(beta cell)을 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 저주파 신호를 인가하여 전극(111)과 전극(113)을 이용하여 외부의 장치와 통신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)에 포함된 전극 신호 송수신기는 저주파 신호를 이용하여 외부의 통신 장치와 통신할 수 있다. 저주파 신호에서 전극(111)과 전극(113)은 분리된 전극으로 동작하여 외부의 데이터 신호를 수신하거나 무선 전력 수신 장치(110)에 의해 생성된 데이터 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 외부의 장치는 인체에 삽입된 다른 종류의 인체 삽입형 디바이스를 포함할 수 있다.
도 2a는 종래의 무선 전력 수신 장치의 일례를 도시한 도면이다. 도 2b는 종래의 무선 전력 수신 장치의 다른 일례를 도시한 도면이다. 도 2c는 도 2a의 무선 전력 수신 장치의 구조를 변경하여 면적을 줄인 일례를 도시한 도면이다. 도 2d는 도 2b의 무선 전력 수신 장치의 구조를 변경하여 면적을 줄인 일례를 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 무선 전력 수신 장치의 전극 신호 송수신을 위한 두 전극은 양쪽에 배치되고, 무선 전력 수신을 위한 코일은 다른 한 쪽에 배치된다. 도 2b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치의 전극 신호 송수신을 위한 두 전극은 한쪽에 배치되고, 무선 전력 수신을 위한 코일은 반대편에 배치된다. 이처럼, 종래의 무선 전력 수신 장치는 전극과 코일이 별도의 면적을 차지하기 때문에 부피가 큰 문제가 있다.
도 2c를 참조하면, 도 2a의 구조에서 양쪽에 배치된 두 전극에 코일을 겹쳐서 배치한 구조가 도시된다. 도 2d를 참조하면, 도 2b의 구조에서 한쪽에 배치된 두 전극에 코일을 겹쳐서 배치한 구조가 도시된다. 하지만, 전극은 도체이기 때문에 코일이 무선 전력을 수신하는 것을 방해한다. 차지하는 부피가 줄어드는 대신 무선 전력 수신 성능이 열화되는 문제가 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 전극(111), 제2 전극(113), 제1 전극(111) 및 제2 전극(113) 사이에 연결된 전극 캐패시터(301), 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)과 연결된 전극 신호 송수신기(305), 전극 신호 송수신기(305)와 별도로 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)과 연결된 전력 수신기(307) 및 제1 전극(111)과 전력 수신기(307) 간의 도선 및 제2 전극(113)과 전력 수신기(307) 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터(313)를 포함한다.
여기서, 제1 전극(111)과 제2 전극(113)은 코일 형상으로 구성된다. 제1 전극(111)의 코일 형상과 제2 전극(113)의 코일 형상은 동일한 방향으로 감긴다. 코일 형상은 다양한 종류가 있으며, 감기는 횟수가 1인 링(ring)부터 감기는 횟수가 n인 솔레노이드(solenoid)를 포함할 수 있다. 여기서, n은 1 이상의 자연수이다.
무선 전력 수신 장치(110)는 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)을 통해 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치된 배타셀에 전극 신호를 인가할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 수신 장치(110)는 인공 췌장의 베타셀의 기능을 유지하거나 촉진할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)을 통해 무선 전력 송신 장치로부터 고주파 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 전극 캐패시터(303)는 단락(closed)될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)을 통해 하나의 인덕터를 형성하고, 인덕터와 공진 캐패시터(303)에 의해 고주파 신호는 공진을 통해 전력 수신기를 충전할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 인덕터 및 제2 인덕터(311)를 추가하여 전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 제1 전극(111)과 전극 신호 송수신기(305) 간에 제1 인덕터(311)가 연결되고, 제2 전극(113)과 전극 신호 송수신기(305) 간에 제2 인덕터(311)가 연결될 수 있다. 제1 인덕터(311)와 제2 인덕터(311)는 병렬로 전극 신호 송수신기(305)에 연결될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)를 추가하여 전력 수신기(307)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 제1 전극(111)과 전력 수신기(307) 간에 제1 캐패시터(313)가 연결되고, 제2 전극(113)과 전력 수신기(307) 간에 제2 캐패시터(313)가 연결될 수 있다. 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)는 병렬로 전력 수신기(307)에 연결될 수 있다.
도 4a는 저주파 신호가 인가된 경우 임피던스 관점에서 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다. 도 4b는 고주파 신호가 인가된 경우 임피던스 관점에서 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)를 추가하여 전력 수신기(307)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 저주파 신호가 인가되는 경우, 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)는 임피던스 관점에서 개방(open)될 수 있다. 저주파 신호가 인가되는 경우, 제1 인덕터 및 제2 인덕터(311)는 임피던스 관점에서 단락(short)될 수 있다. 전력 수신기(307)는 회로에 영향을 미치지 않게 되고, 전극 신호 송수신기(305)의 전극 신호 송수신 성능은 향상될 수 있다. 전력 수신기(307)는 등가 임피던스로서 작용할 수 있는데, 전체 회로로부터 전력 수신기(307)가 배제됨으로써 전극 신호 송수신 성능은 향상될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 인덕터 및 제2 인덕터(311)를 추가하여 전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 고주파 신호가 인가되는 경우, 제1 인덕터 및 제2 인덕터(311)는 임피던스 관점에서 개방(open)될 수 있다. 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터 (313)는 임피던스 관점에서 단락(short)될 수 있다. 전극 신호 송수신기(305)는 회로에 영향을 미치지 않게 되고, 전력 수신기(307)의 무선 전력 수신 성능은 향상될 수 있다. 전극 신호 송수신기(305)는 등가 임피던스로서 작용할 수 있는데, 전체 회로로부터 전극 신호 송수신기(305)가 배제됨으로써 제1 전극(111) 및 제2 전극(113)이 형성하는 등가 인덕터와 공진 캐패시터(313)에 의한 임피던스 매칭이 정확하게 수행될 수 있다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 스파이럴 전극 형태를 도시한 도면이다. 도 5b는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 전극 캐패시터의 위치의 일례를 도시한 도면이다. 도 5c는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 메쉬 전극 형태를 도시한 도면이다. 도 5d는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 전극 캐패시터의 위치의 다른 일례를 도시한 도면이다. 도 5e는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 스파이럴 메쉬 전극 형태를 도시한 도면이다. 도 5f는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 리본 전극 형태를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)의 제1 전극 또는 제2 전극은 스파이럴(spiral) 구조일 수 있다. 제1 전극의 스파이럴 구조와 제2 전극의 스파이럴 구조는 같은 방향으로 감기는 형상을 가질 수 있다. 스파이럴 구조는 감기는 횟수가 많기 때문에, 아래에서 설명될 메쉬 구조보다 코일로서 더 나은 성능을 달성할 수 있다.
저주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 개방되고, 제1 전극과 제2 전극은 수직으로 전기장을 형성할 수 있다. 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 단락되고, 제1 전극과 제2 전극은 하나의 코일을 형성하고, 자기장은 수직으로 형성될 수 있다.
도 5b는 도 5a의 무선 전력 수신 장치(110)의 개념도이다. 예를 들어, 제1 전극과 제2 전극을 직렬로 연결하는 전극 캐패시터는 하우징 내부에 위치할 수 있다. 이 경우, 하우징은 4 개의 포트가 필요하다. 여기서, 하우징은 전극 신호 송수신기(305) 및 전력 수신기(307)를 포함할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)의 제1 전극 또는 제2 전극은 메쉬(mesh) 구조일 수 있다. 메쉬 구조와 전력 수신기 간의 도선은 메쉬 구조를 둘러싸는 코일 형상일 수 있다. 메쉬 구조를 둘러싸는 코일 형상의 도선에 의해 무선 전력이 수신될 수 있다. 메쉬 구조는 저주파에서 하나의 도체로 보이기 때문에 전극으로서 더 나은 성능을 달성할 수 있다.
저주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 개방되고, 제1 전극과 제2 전극은 수직으로 전기장을 형성할 수 있다. 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 단락되고, 제1 전극과 제2 전극은 하나의 코일을 형성하고, 자기장은 수직으로 형성될 수 있다.
도 5d는 도 5c의 무선 전력 수신 장치(110)의 개념도이다. 예를 들어, 제1 전극과 제2 전극을 직렬로 연결하는 전극 캐패시터는 하우징 외부에 위치할 수 있다. 이 경우, 하우징은 2개의 포트가 필요하며, 제조 과정이 단순해지고 제조 단가가 절감될 수 있다. 여기서, 하우징은 전극 신호 송수신기(305) 및 전력 수신기(307)를 포함할 수 있다.
도 5e를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)의 제1 전극 또는 제2 전극은 스파이럴-메쉬(spiral-mesh) 구조일 수 있다. 스파이럴-메쉬 구조는 스파이럴 구조를 이루는 도선이 일정한 값 이상의 폭을 가지며, 도선이 메쉬 형상으로 구성된 구조를 의미한다. 스파이럴-메쉬 구조는 메쉬 구조에 비해 감기는 횟수를 더 많이 구현할 수 있기 때문에 코일로서의 성능이 더 향상될 수 있다.
도 5f를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)의 제1 전극 및 제2 전극은 폭을 가지는 반 괄호 형상의 도체일 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 함께 원형을 이룰 수 있다. 저주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 개방되고, 제1 전극과 제2 전극은 수평으로 전기장을 형성할 수 있다. 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 단락되고, 제1 전극과 제2 전극은 하나의 코일을 형성하고, 자기장은 수직으로 형성될 수 있다.
도 6a는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수평 전극 구조의 일례를 도시한 도면이다. 도 6b는 도 6a의 무선 전력 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다. 도 6c는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수평 전극 구조의 다른 일례를 도시한 도면이다. 도 6d는 도 6c의 무선 전력 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 제1 전극 및 제2 전극은 전극 신호 송수신기 및 전력 수신기의 양쪽에 각각 배치될 수 있다. 저주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 개방되고, 제1 전극과 제2 전극은 수평으로 전기장을 형성할 수 있다. 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 단락되고, 제1 전극과 제2 전극은 하나의 코일을 형성하고, 자기장은 수직으로 형성될 수 있다.
도 6b는 도 6a의 무선 전력 수신 장치(110)의 전극 캐패시터가 하우징의 내부에 위치하는 실시예를 도시한 것이다. 하우징은 4개의 포트가 요구된다. 여기서, 하우징은 전극 신호 송수신기(305) 및 전력 수신기(307)를 포함할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 제1 전극 및 제2 전극은 전극 신호 송수신기 및 전력 수신기의 양쪽에 각각 배치될 수 있다. 저주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 개방되고, 제1 전극과 제2 전극은 수평으로 전기장을 형성할 수 있다. 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터는 단락되고, 제1 전극과 제2 전극은 하나의 코일을 형성하고, 자기장은 수직으로 형성될 수 있다.
도 6d는 도 6c의 무선 전력 수신 장치(110)의 전극 캐패시터가 하우징의 외부에 위치하는 실시예를 도시한 것이다. 하우징은 2개의 포트가 요구되며, 제조 과정이 단순해지고 제조 단가가 절감될 수 있다. 여기서, 하우징은 전극 신호 송수신기(305) 및 전력 수신기(307)를 포함할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 의한 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
수신단의 임피던스 측정을 통해 획득되는 임피던스 정보를 이용하여 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 이하에서, 송신단은 무선 전력 송신 장치를 지칭하고, 수신단은 무선 전력 수신 장치(110)를 지칭한다.
무선 전력 수신 장치(110)는 무선 전력을 수신하기 위해 임피던스 매칭 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 수신 전력의 크기를 측정하여 임피던스 매칭 여부를 결정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 무선 전력 송신 장치로부터 수신되는 고주파 신호에 의한 수신 전압이 최대가 되도록 공진 캐패시터를 조정할 수 있다.
무선 전력 송신 장치가 전송하는 고주파 신호에 대해 전극 캐패시터(301), 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)는 단락된 것으로 보일 수 있다. 제1 전극(111)과 제2 전극(113)은 하나의 코일로서 동작할 수 있다. 제1 전극(111)과 제2 전극(113)이 형성하는 코일의 인덕턴스와 공진 캐패시터(703)에 의해 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 임피던스 매칭을 위해 공진 캐패시터(703)는 배랙터(Varactor)나 캡 뱅크(cap bank)를 포함할 수 있다. 공진 캐패시터(703)의 캐패시턴스는 수신 코일의 전압이 최대가 되도록 설정될 수 있다.
참고로, 무선 전력 수신 장치(110)는 컴포넌트(701)을 추가하여 전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(701)는 인덕터 또는 스위치를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)를 추가하여 전력 수신기(307)의 개방 효과를 강화할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에 의한 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
송신단의 임피던스 측정을 통해 획득되는 임피던스 정보를 이용하여 임피던스 매칭이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(110)는 제어부를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)는 무선 전력 수신 장치(110)로 테스트 신호를 송신할 수 있다. 테스트 신호는 특정 주파수를 가질 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 무선 전력 수신 장치(110)에서 응답 신호가 발생될 수 있다.
무선 전력 송신 장치(120)는 응답 신호를 기초로 임피던스 매칭 여부를 판단할 수 있다. 수신단의 임피던스 매칭 상태를 판단하기 위하여 무선 전력 송신 장치(120)에서 송신 코일의 입력 임피던스를 측정할 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 송신 코일의 입력 임피던스에는 수신 코일 자체의 임피던스(R+jωLRx)와 수신 코일의 부하(ZL)의 합이 포함된다. 두 값의 허수값의 합이 0 이 되는 경우 공진(resonance) 상태가 된다.
무선 전력 송신 장치(120)은 수학식 1의 수신 코일 자체의 임피던스(R+jωLRx)와 수신 코일의 부하(ZL)의 허수값의 합이 0이 되는 공진 캐패시터의 캐패시턴스를 계산할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)은 계산된 캐패시턴스의 정보를 포함하는 제어 신호를 수신단에 송신하여 수신단의 공진 캐패시턴스를 조정할 수 있다. 이처럼, 무선 전력 송신 장치(120)는 임피던스 매칭의 판단 결과를 기초로 무선 전력 수신 장치(110)로 제어 신호를 송신할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(110)는 무선 전력 송신 장치(120)에 의해 판단 결과를 기초로 생성된 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어부는 제어 신호를 기초로 공진 캐패시터를 조정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(120)는 임피던스 매칭을 달성하는 주파수를 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)은 송신 주파수를 변경시켜 가면서 송신 코일의 입력 임피던스를 측정하고, 수신 코일의 임피던스가 매칭된 주파수를 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)은 선택된 주파수를 송신 신호의 주파수로서 설정할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(120)로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 발생된 응답 신호를 기초로 무선 전력 송신 장치(120)에 의해 임피던스 매칭 여부가 판단될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)는 임피던스 매칭을 이루는 주파수를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(120)는 결정된 주파수의 신호를 무선 전력 수신 장치(110)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)의 제1 전극 및 제2 전극은 무선 전력 송신 장치(120)에 의해 판단 결과를 기초로 선택된 공진 주파수 신호를 수신할 수 있다.
도 9a는 다른 실시예에 따라 스위치를 적용한 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다. 도 9b는 저주파 신호가 인가된 경우의 도 9a의 무선 전력 수신 장치를 임피던스 관점에서 도시한 도면이다. 도 9c는 고주파 신호가 인가된 경우의 도 9a의 무선 전력 수신 장치를 임피던스 관점에서 도시한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(110)는 인덕터 대신 스위치를 이용하여 전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화할 수 있다. 이를 위하여, 무선 전력 수신 장치(110)는 제어부를 포함할 수 있다. 제1 전극과 전극 신호 송수신기 간에 제1 스위치가 연결되고, 제2 전극과 전극 신호 송수신기 간에 제2 스위치가 연결될 수 있다.
제1 전극 및 제2 전극이 고주파 신호를 수신하는 경우, 제어부는 제1 스위치 및 제2 스위치는 개방되도록 제어할 수 있다. 도 9c를 참조하면, 고주파 신호에 대응하여, 전극 캐패시터, 전력 수신기(307)의 앞단에 배치된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터는 단락될 수 있다. 전극 신호 송수신기(305)의 앞단에 배치된 스위치는 개방될 수 있다.
제1 전극 및 제2 전극에 저주파 신호가 인가되는 경우, 제어부는 제1 스위치 및 제2 스위치는 단락되도록 제어할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 저주파 신호에 대응하여, 전극 캐패시터, 전력 수신기(307)의 앞단에 배치된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터는 개방될 수 있다. 전극 신호 송수신기(305)의 앞단에 배치된 스위치는 단락될 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따라 4개의 전극을 포함하는 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
무선 전력 수신 장치(110)는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(110)는 복수의 전극 중에서 두 개의 전극을 선택하여 전극 신호를 송신하거나 수신하는 데에 이용할 수 있다.
도 10을 참조하면, 4 개의 전극이 무선 전력 수신 장치(110)에 연결될 수 있다. 전극(1001)은 포트(1011)에 연결되고, 전극(1003)은 포트(1013)에 연결되고, 전극(1005)은 포트(1015)에 연결되고, 전극(1007)은 포트(1017)에 연결된다. 한 쌍의 전극을 제외하고, 복수의 전극 사이에는 각각 전극 캐패시터가 직렬로 연결될 수 있다.
복수의 전극은 코일 형상을 가질 수 있다. 각 전극의 코일 형상의 감기는 방향은 서로 동일할 수 있다. 고주파 신호에 대응하여 전극 캐패시터가 단락되면 복수의 전극은 하나의 코일로서 동작할 수 있다.
전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화하기 위하여 무선 전력 수신 장치(110)는 컴포넌트(701)를 포함할 수 있다. 컴포넌트(701)는 인덕터 또는 스위치를 포함할 수 있다. 컴포넌트(701)는 고주파 신호에 대응하여 개방되고 저주파 신호에 대응하여 단락될 수 있다.
전극 신호 송수신기(305)의 개방 효과를 강화하기 위하여 무선 전력 수신 장치(110)는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)를 포함할 수 있다. 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터(313)는 저주파 신호에 대응하여 개방되고 고주파 신호에 대응하여 단락될 수 있다.
도 11a는 일 실시예에 따른 오브젝트 자극 장치의 구조를 도시한 도면이다. 도 11b는 도 11a의 수직 방향의 단면도이다. 도 11c는 다른 실시예에 따른 오브젝트 자극 장치의 구조를 도시한 도면이다. 도 11d는 도 11c의 수평 방향의 단면도이다.
일 실시예에 따르면, 오브젝트 자극 장치는 베타셀을 포함하고 보호하는 동시에 베타셀의 기능을 촉진할 수 있다. 이를 위하여, 오브젝트 자극 장치는 멤브레인과 전극 신호 송수신기를 포함한다. 멤브레인은 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.
전극 신호 송수신기는 제1 전극 및 제2 전극과 연결된다. 전극 신호 송수신기는 제1 전극 및 제2 전극을 통해 베타셀에 전극 신호를 인가할 수 있다. 전극 신호가 인가되면 베타셀은 목적하는 기능을 수행하게 된다. 예를 들어, 전극은 베타셀에 전기 자극을 주거나 인슐린(insulin)의 분비 상태 또는 글루코스(glucose)의 농도를 감지할 수 있다.
멤브레인은 베타셀을 포함하고 베타셀을 보호하며 베타셀을 유지한다. 이를 위하여, 멤브레인은 다공성 막으로 구성된다. 다공성 막은 면역 세포보다 작고 영양분 보다 큰 직경을 가지는 복수의 구멍을 포함하고, 복수의 구멍을 통해 면역 세포의 유입을 막고 영양분의 유입을 허용한다.
도 11a를 참조하면, 메쉬 구조의 두 개의 전극이 멤브레인에 포함될 수 있다. 메쉬 구조의 두 개의 전극 사이에는 베타셀이 배치될 수 있다. 전극 신호 송수신기는 전극을 통해 베타셀에 전극 신호를 인가할 수 있다. 도 11b를 참조하면, 베타셀에 인가되는 전극 신호의 전기장은 수직 방향임을 알 수 있다.
도 11c를 참조하면, 리본 구조의 두 개의 전극이 멤브레인에 포함될 수 있다. 리본 구조의 두 개의 전극 사이에는 베타셀이 배치될 수 있다. 전극 신호 송수신기는 전극을 통해 베타셀에 전극 신호를 인가할 수 있다. 도 11d를 참조하면, 베타셀에 인가되는 전극 신호의 전기장은 수평 방향임을 알 수 있다.
추가로, 오브젝트 자극 장치는 무선 전력을 수신할 수도 있다. 이를 위하여, 오브젝트 자극 장치는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터, 전극 신호 송수신기와 별도로 제1 전극 및 제2 전극과 연결된 전력 수신기 및 제1 전극과 전력 수신기 간의 도선 및 제2 전극과 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극과 제2 전극은 코일 형상이고, 제1 전극의 코일 형상과 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감길 수 있다.
저주파 신호에 대응하여, 전극 캐패시터는 개방되고 전극 신호 송수신기는 베타셀에 전극 신호를 인가할 수 있다. 고주파 신호에 대응하여, 전극 캐패시터는 단락되어 두 전극은 하나의 코일을 형성하고, 전력 수신기는 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 무선으로 수신하여 배터리를 충전할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
[1]

Claims (22)

  1. 코일 형상의 제1 전극;
    코일 형상의 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전극 신호 송수신기;
    상기 전극 신호 송수신기와 별도로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전력 수신기;
    상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선 및 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터; 및
    선택된 주파수에 따라 상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선과 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 선택적으로 연결하거나 분리하는 제1 캐패시터와 제2 캐패시터
    를 포함하고,
    상기 제1 전극의 코일 형상과 상기 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감기는,
    무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 신호 송수신기는 저주파 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가하고, 상기 전극 캐패시터 및 상기 공진 캐패시터는 개방(open)되는,
    무선 전력 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 오브젝트에 상기 전극 신호를 인가하는,
    무선 전력 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 무선 전력 송신 장치로부터 고주파 신호를 수신하고, 상기 전극 캐패시터는 단락(closed)되는,
    무선 전력 수신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 하나의 인덕터를 형성하고, 상기 인덕터와 상기 공진 캐패시터에 의해 상기 고주파 신호는 공진을 통해 상기 전력 수신기를 충전하는,
    무선 전력 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 스파이럴(spiral) 구조인,
    무선 전력 수신 장치
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 메쉬(mesh) 구조이고, 상기 메쉬 구조와 상기 전력 수신기 간의 도선은 상기 메쉬 구조를 둘러싸는 코일 형상인,
    무선 전력 수신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 스파이럴-메쉬(spiral-mesh) 구조인,
    무선 전력 수신 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 폭을 가지는 반 괄호 형상의 도체이고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원형을 이루는,
    무선 전력 수신 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제1 인덕터가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제2 인덕터가 연결되는,
    무선 전력 수신 장치.
  11. 코일 형상의 제1 전극;
    코일 형상의 제2 전극;
    제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전극 신호 송수신기;
    상기 전극 신호 송수신기와 별도로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전력 수신기; 및
    상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선 및 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터; 및
    제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제1 스위치가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전극 신호 송수신기 간에 제2 스위치가 연결되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 고주파 신호를 수신하는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 개방되도록 제어하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 저주파 신호가 인가되는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 단락되도록 제어하고,
    상기 제1 전극의 코일 형상과 상기 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감기는,
    무선 전력 수신 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간에 제1 캐패시터가 연결되고, 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간에 제2 캐패시터가 연결되는,
    무선 전력 수신 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기를 포함하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 전극 캐패시터는 상기 하우징의 외부에 위치하는,
    무선 전력 수신 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기의 양쪽에 각각 배치되는,
    무선 전력 수신 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전극 신호 송수신기 및 상기 전력 수신기를 포함하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 전극 캐패시터는 상기 하우징의 외부에 위치하는,
    무선 전력 수신 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 무선 전력 송신 장치로부터 수신되는 고주파 신호에 의한 수신 전압이 최대가 되도록 상기 공진 캐패시터를 조정하는,
    무선 전력 수신 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    제어부를 더 포함하고,
    무선 전력 송신 장치로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 발생된 응답 신호를 기초로 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 임피던스 매칭 여부가 판단되고,
    상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 상기 판단 결과를 기초로 생성된 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호를 기초로 상기 공진 캐패시터를 조정하는,
    무선 전력 수신 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    무선 전력 송신 장치로부터 수신된 테스트 신호에 대응하여 발생된 응답 신호를 기초로 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 임피던스 매칭 여부가 판단되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 무선 전력 송신 장치에 의해 상기 판단 결과를 기초로 선택된 공진 주파수 신호를 수신하는,
    무선 전력 수신 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 전극 신호 송수신기는 저주파 신호를 이용하여 외부의 통신 장치와 통신하는,
    무선 전력 수신 장치.
  20. 제1 전극; 및 제2 전극을 포함하는 멤브레인; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 연결된 전극 캐패시터;
    선택된 주파수를 갖는 전극 신호에 따라 선택적으로 상기 전극 신호를 수신하고, 상기 전극 신호를 수신하면, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되거나 분리되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결되거나 분리되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 베타셀에 상기 전극 신호를 인가하는 전극 신호 송수신기
    를 포함하는,
    오브젝트 자극 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 멤브레인은 다공성 막으로 구성되고,
    상기 다공성 막은 면역 세포보다 작고 영양분 보다 큰 직경을 가지는 복수의 구멍을 포함하고, 상기 복수의 구멍을 통해 상기 면역 세포의 유입을 막고 상기 영양분의 유입을 허용하는,
    오브젝트 자극 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 전극 신호 송수신기와 별도로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전력 수신기; 및
    상기 제1 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선 및 상기 제2 전극과 상기 전력 수신기 간의 도선을 연결하는 공진 캐패시터를 더 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 코일 형상이고, 상기 제1 전극의 코일 형상과 상기 제2 전극의 코일 형상은 동일한 방향으로 감기는,
    오브젝트 자극 장치.
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