KR20160021819A

KR20160021819A - 유도성 결합과 체내 전류에 의한 데이터 송신수단을 포함하는 휴대용 디바이스

Info

Publication number: KR20160021819A
Application number: KR1020167000811A
Authority: KR
Inventors: 플로리앙 뻬르니섹; 브뤼노 샤라
Original assignee: 인사이드 씨큐어
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-02-26
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: KR102271738B1; KR20160021820A; KR102271756B1; EP3014794A1; US9871563B2; US9838088B2; EP3014793A1; US20160142106A1; EP3014793B1; US20160156389A1; CN105359437A; WO2014207338A1; EP3014794B1; CN105340200B; CN105340200A; WO2014207337A1; CN105359437B

Abstract

본 발명은, 대상물의 신체 또는 환경과 용량성으로 결합되도록 의도된 제1 전극(2)과, 상기 제1 전극을 바이어스시키는 회로를 포함하는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스(DV)에 관한 것으로, 상기 제1 전극을 바이어스시키는 회로는, 상기 제1 전극(2) 부근에 배열되고, 상기 제1 전극(2)과 간섭하여 자기력선을 가지는 교번하는 자기장(B2)을 AC 신호(Si)로부터 생성할 수 있어서 체내 전류를 생성하는 전기장(E)을 유도하는 전류(ECi)를 유도하는 전기 코일(CL)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유도성 결합과 체내 전류에 의한 데이터 송신수단을 포함하는 휴대용 디바이스{PORTABLE DEVICE INCLUDING MEANS FOR TRANSMITTING DATA BY INDUCTIVE COUPLING AND INTRACORPOREAL CURRENT}

본 발명은 대상물의 몸체 또는 환경과 용량성으로 결합되도록 의도된 적어도 하나의 전극을 포함하는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 수단을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

본 발명은 보다 상세하게는 유럽 특허 EP 0 824 799 및 문헌("Personal Area Networks (PAN) - Near-Field Intra-Body Communication", by Thomas Guthrie Zimmerman, Massachusetts Institute of Technology, September 1995)에 설명된 유형의 "IBAN" ("Intra Body Area Network") 또는 "PAN" ("Personal Area Networks") 데이터 송신 기술에 관한 것이다.

도 1은 송신기(D1), 수신기(D2), 및 대상물의 신체(HB)를 포함하는 IBAN 데이터 송신 시스템을 개략적으로 도시한다. 송신기(D1)는 외부 전극(OE1) 또는 환경 전극, 내부 전극(IE1) 또는 신체 전극, 및 이 2개의 전극들에 결합된 전압 생성기(SG)를 포함한다. 수신기(D2)는 또한 외부 전극(OE2)과 내부 전극(IE2)을 포함한다.

송신기(D1)의 생성기(SG)는 전극(OE1, IE1)들 사이에 발진 전위(Vi1)를 생성한다. 전기장(E)은 내부 전극(IE1)과 대상물의 신체(HB) 사이 및 외부 전극(OE1)과 환경 사이에 형성된다. 신체(HB)는 송신기(D1)에 의해 충전되고 방전될 수 있는 큰 커패시터 판(plate)인 것으로 고려된다. 환경은 개략적으로 바닥(floor)으로 표현되고, IBAN 시스템의 접지(GND)를 형성하는 것으로 고려되는 기준 전위를 구비한다. 대상물의 신체에 적용되는 전기 전하는 환경의 전하와는 상이한 전위를 대상물의 신체에 제공하여, 신체와 환경 사이에 및 신체와 수신기(D2) 사이에 전기장(E)을 야기한다. 전압(Vi2)은 수신기(D2)의 전극(IE2)에 나타난다. 수신기 회로(RCT)는 외부 전극(OE2)의 전위에 대해 전압(Vi2)을 측정한다.

도 2는 도 1의 IBAN 시스템을 용량성 및 저항성 전기 네트워크의 형태로 표현한 것이다. 커패시터(C1)는 디바이스(D1)의 내부 전극(IE1)과, 점(P1)으로 개략적으로 표현된, 이 전극에 가장 근접한 신체 구역(zone) 사이에 용량성 결합을 나타낸다. 커패시터(C2)는 디바이스(D2)의 내부 전극(IE2)과, 점(P2)으로 개략적으로 표현된, 이 전극에 가장 근접한 신체 구역 사이의 용량성 결합을 나타낸다. 커패시터(C3)는 디바이스(D1)의 외부 전극(OE1)과 환경 사이에 용량성 결합을 나타낸다. 커패시터(C4)는 디바이스(D2)의 외부 전극(OE2)과 환경 사이에 용량성 결합을 나타낸다. 커패시터(C5)는 전극(OE1)과 전극(IE1) 사이에 용량성 결합을 나타낸다. 커패시터(C6)는 전극(OE2)과 전극(IE2) 사이에 용량성 결합을 나타내고, 커패시터(C7)는 발(feet)과 환경 사이에 용량성 결합을 나타낸다. 메사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 모델에서 특징으로 하는 다른 결합 커패시터들은 간략화를 위해 여기에 도시되지 않았다.

신체(HB)는 여기서 저항기(R1, R2, R3, R4, R5)로 개략적으로 표현된 순수 저항 노드인 것으로 고려된다. 저항기(R1)와 저항기(R2)는 직렬이고 가상 중간점(fictitious midpoint)(P3)을 통과한다. 이들 저항기는 점(P1)과 점(P2) 사이에 신체의 총 전기 저항기를 나타낸다. 예를 들어 사용자는 우측 손과 좌측 손에 의해 디바이스(D1) 및 디바이스(D2)와 용량성으로 결합하는 것으로 가정하면, 저항기(R1)는 우측 팔과 우측 어께의 저항기이고, 저항기(R2)는 좌측 어께와 좌측 팔의 저항기이며, 중간점(P3)은 2개의 어께들 사이에 위치된다. 저항기(R3)는 점(P3)을 골반 부근에 있는 가상 점(P4)으로 링크하고 가슴의 저항기를 나타낸다. 저항기(R4)와 저항기(R5)는 병렬이고, 점(P4)을 커패시터(C7)에 의해 환경과 결합된 가상 점(P5)으로 링크하며, 좌측 다리와 우측 다리의 직렬 저항기를 나타낸다.

전압(Vi1)이 전극(IE1, OE1)들에 인가될 때, 전류는 전압 생성기(SG)에 의해 전달된다. 이 전류의 일부(Ia)는 커패시터(C5)를 통과하여 외부 전극(OE1)에 도달하고, 이 전류의 일부(Ib)는 커패시터(C1)를 통해 신체로 들어가서, 체내 전류를 형성한다. 전류(Ib)의 일부(Ic)는 저항기(R1), 가슴의 저항기(R3) 및 다리의 저항기(R4, R5)를 통과하고 나서, 커패시터(C7)를 통해, 환경과 커패시터(C3)를 지나서 디바이스(D1)의 외부 전극(OE1)에 결합되고, 여기서 환경은 점선으로 표현되어 있다. 전류(Ib)의 일부(Id)는 저항기(R1, R2)와 커패시터(C1)를 통과하여 디바이스(D2)의 내부 전극(IE2)에 도달하고 나서, 디바이스(D2)를 통과하고, 점선으로 표현된 환경과 커패시터(C3)를 통과하여 디바이스(D1)의 외부 전극(OE1)에 결합된다. 저항(R3+R4) 또는 저항(R3+R5)은 저항(R2)보다 훨씬 더 높을 수 있고, 전류(Ic)는 전류(Id)보다 훨씬 더 낮을 수 있다. 체내 전류(Id)는 전극(IE2, OE2)들의 단자에 전압(Vi2)을 생성한다. 이 전압은 전류(Id)를 측정하도록 구성될 수 있는 수신기 회로(RCT)에 의해 측정된다.

디바이스(D1)로부터 디바이스(D2)로 데이터를 전송하기 위하여, 전압(Vi1)의 진폭은 데이터 반송파 신호로 변조된다. 진폭 변조는 전류(Id)와 전압(Vi2)에서 발견된다. 디바이스(D2)는 전류(Id) 또는 전압(Vi2)을 복조하고 이로부터 이것이 포함하는 데이터를 추출한다.

전류(Id)는, 일반적으로 1 밀리볼트 내지 수 밀리볼트 정도인 전압(Vi2)과 같이 매우 낮다. 마이크로전자회로 분야에서 이루어진 진보 덕분에, 매우 낮은 AC 신호를 검출하고 이로부터 데이터 반송파 변조 신호를 추출할 수 있는, 반도체 칩에 형성된 집적 회로가 오늘날 제조되고 있어, 신체 부근에 위치된 디바이스를 통해 데이터를 교환할 수 있는 IBAN 애플리케이션을 구현할 수 있게 되었다.

본 발명의 구성에 있어, IBAN 기술을 일반적으로 사용되는 휴대용 전자 디바이스와 특히 모바일 전화에 통합하는 것이 계획된다. 도 3은 의도된 애플리케이션의 일례를 도시한다. 제1 IBAN 데이터 송신 디바이스(IDV1)는 모바일 전화(MP1)에 통합되고 제2 IBAN 데이터 송신 디바이스(IDV2)는 전자 도어 록(electronic door lock)으로 통합되고, 도어의 핸들은 디바이스(IDV2)의 내부 전극을 포함하거나 형성한다. 전화(MP1)를 파지하는 사용자가 핸들을 터치하거나 또는 자기 손을 핸들에 가까이 가져가면, 디바이스(IDV1, IDV2)는 대상물의 신체(HB)를 통과하는 체내 전류(Ib)를 통해 데이터를 교환한다. 전화는 예를 들어 도어를 언록(unlock)하는데 필요한 인증 코드를 디바이스(IDV2)에 공급한다.

따라서, IBAN 데이터 송신 디바이스를 휴대용 전자 객체에 통합할 수 있는 수단을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성에 있어, IBAN 데이터 송신 디바이스를, 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스 또는 NFC 디바이스("Near Field Communication")를 포함하는 휴대용 전자 객체에 통합하는 것이 또한 계획된다.

도 4는 NFC 데이터 송신 디바이스(NDV)를 포함하는 모바일 전화(MP2)를 개략적으로 도시한다. 디바이스(NDV)는 전화(미도시)에 통합된 안테나 코일을 포함하고, 외부 디바이스(ED), 예를 들어 NFC 판독기와 유도성 결합하는 것에 의해 데이터를 교환하도록 구성된다. 통신 동안, 외부 디바이스(ED)는 자기장(B1)을 송신하고 이 자기장은 디바이스(NVD)의 안테나 코일에 의해 수신된다. 디바이스(NVD)는 자기장(B2)을 스스로 송신하여 데이터를 외부 디바이스(ED)에 송신할 수 있다.

따라서, IBAN 데이터 송신 디바이스를, 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스를 포함하는 휴대용 전자 객체에 통합하는 수단을 제공하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태는 대상물의 신체 또는 환경과 용량성 결합되도록 의도된 제1 전극과, 상기 제1 전극을 전기적으로 바이어스시키는 회로를 포함하는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스를 포함하는 전자 디바이스로서, 상기 제1 전극을 바이어스시키는 회로는, 상기 제1 전극 부근에 배열되고, 상기 제1 전극에 입사하여 자기력선을 가지는 교번 자기장을 AC 신호로부터 생성할 수 있어서 체내 전류를 생성하는 전기장을 유도하는 전류를 유도하는 전기 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 코일은 자기 전도성 코어를 둘러싸는 동축 권선을 포함하고, 상기 제1 전극과 평행한 자기 축을 구비한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 디바이스는 상기 제1 전극을 형성하는 전도성 평면을 포함하는 인쇄 회로를 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 코일은 상기 인쇄 회로의 일 면 상에 장착되고 상기 전도성 평면은 상기 인쇄 회로의 동일한 면에 걸쳐 연장된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 전극은 플로팅 전기 전위(floating electric potential)에 있다.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 전극은 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스의 접지 평면을 형성한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 상기 환경 또는 상기 신체와 용량성 결합되도록 의도된 제2 전극을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 제2 전극은 디지털 디스플레이의 전도성 평면이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 제2 전극은 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스의 접지 단자에 결합된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 디바이스는 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스를 더 포함하고, 상기 전기 코일은 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스의 안테나 코일이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스와, 상기 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 제1 AC 신호와, 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 제2 AC 신호를 제공하는 공통 AC 신호 생성기를 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 2개의 AC 신호는 동일한 주파수이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스와, 상기 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 AC 신호를 증폭하고 이 AC 신호를 상기 안테나 코일에 인가하는 공통 증폭기를 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 송신될 데이터를 운반하는 제1 변조된 신호를 상기 공통 증폭기에 공급하도록 구성된 송신기 회로를 포함하고, 상기 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 송신될 데이터를 운반하는 변조된 신호를 상기 공통 증폭기에 공급하도록 구성된 송신기 회로를 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 디바이스는 무선 전화 디바이스를 더 포함한다.

상기한 특징들과 다른 특징들은, 첨부 도면을 참조하지만 이들로 제한되지 않는 본 발명에 따른 디바이스의 실시예를 통한 이하의 상세한 설명에서 더 구체적으로 설명된다:
- 도 1은 IBAN 시스템을 개략적으로 도시하는 도면,
- 도 2는 도 1에 있는 IBAN 시스템의 균등 배선도를 도시하는 도면,
- 도 3은 IBAN 애플리케이션의 일례를 도시하는 도면,
- 도 4는 NFC 애플리케이션의 일례를 도시하는 도면,
- 도 5는 NFC 데이터 송신 디바이스의 아키텍처의 일례를 도시하는 도면,
- 도 6은 IBAN 데이터 송신 디바이스의 아키텍처의 일례를 도시하는 도면,
- 도 7은 본 발명에 따른 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스의 아키텍처를 도시하는 도면,
- 도 8은 도 7에 있는 디바이스의 부분 단면도,
- 도 9는 도 7에 있는 디바이스의 부분 평면도,
- 도 10a, 도 10b, 도 10c는 도 7에 있는 디바이스의 제1 실시예의 배선도, 단면도 및 평면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 10d는 도 10c에 있는 실시예의 일 대안을 도시하는 도면,
- 도 11a 및 도 11b는 도 7에 있는 디바이스의 제2 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 12a, 도 12b, 도 12c는 도 7에 있는 디바이스의 제3 실시예의 배선도, 단면도 및 평면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 13a 및 도 13b는 도 7에 있는 디바이스의 제4 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 14a 및 도 14b는 도 7에 있는 디바이스의 제5 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 15a 및 도 15b는 도 7에 있는 디바이스의 제6 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 16a 및 도 16b는 도 7에 있는 디바이스의 제7 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면,
- 도 17a 및 도 17b는 도 7에 있는 디바이스의 제8 실시예의 배선도 및 단면도를 각각 도시하는 도면, 및
- 도 18은 본 발명에 따른 휴대용 디바이스의 일 실시예의 일례를 도시하는 도면.

도 5는, 예를 들어 선출원 EP2431925, EP2431926, EP2431927 및 WO 2012/038664에 설명된 유형의 종래의 NFC 데이터 송신 디바이스의 일반적인 아키텍처를 도시한다. 디바이스(NDV)는 프로세서(MP1), 송신기 회로(NTX), 수신기 회로(NRX), AC 신호(Sn) 생성기(SG1), 송신 증폭기(AX1), 수신 증폭기(AR1), 및 안테나 회로를 포함한다. 안테나 회로는 안테나 코일(CL)과, 안테나 회로를 결정된 작동 주파수에 튜닝시키는 안테나 부품(CP)을 포함한다.

데이터 송신 모드에서, 프로세서는 데이터(DTx)를 송신기 회로(NTX)에 공급한다. 송신기 회로는 AC 신호(Sn)와 데이터(DTx)를 결합한 데이터-운반 신호(Sn(DTx))를 증폭기(AX1)에 공급하고, 여기서 이 데이터는 송신기 회로(NTX)에 의해 이전에 코딩된 것일 수 있다. 증폭기(AX1)는 신호(Sn(DTx))를 안테나 회로에 인가하고, 안테나 회로는 데이터(DTx)를 운반하는 발진 자기장(B2)을 생성한다.

데이터 수신 모드에서, 외부 데이터(DTr)-운반 자기장(B1)은 안테나 회로에서 안테나 신호(Sn(DTr))를 생성하고 이 안테나 신호는 증폭기(AR1)에 의해 추출되고 이 증폭기는 이 안테나 신호를 수신기 회로(NRX)에 공급한다. 수신기 회로는 신호(Sn(DTr))를 복조하고, 이로부터 데이터(DTr)를 추출하며 이 데이터를 프로세서에 공급한다.

도 6은 본 출원인의 이름으로 출원된 프랑스 출원 번호 1 353 384에 설명된 유형의 IBAN 데이터 송신 디바이스(IDV)의 일반적인 아키텍처를 도시한다. 디바이스(IDV)는 프로세서(MP2), 송신기 회로(ITX), 수신기 회로(IRX), AC 신호(Si) 생성기(SG2), 송신 증폭기(AX2), 수신 증폭기(AR2), 디바이스의 접지에 결합된 외부 전극(OE)(환경에 결합되도록 의도된 전극), 및 내부 전극(IE)(대상물의 신체에 결합되도록 의도된 전극)을 포함한다.

데이터 송신 모드에서, 프로세서는 데이터(DTx)를 송신기 회로(ITX)에 공급한다. 송신기 회로는 AC 신호(Si)와 데이터(DTx)를 결합한 데이터-운반 신호(Sn(DTx))를 증폭기(AX2)에 공급하고, 여기서 이 데이터는 회로(ITX)에 의해 이전에 코딩된 것일 수 있다. 증폭기(AX2)는, 신호(Si(DTx))를 전극(IE)에 공급하여, 전극(IE)이 대상물의 신체에 결합될 때 도 2와 연관하여 전술된 체내 전류(Ib)를 생성하는 발진 전기장(E)을 생성한다.

데이터 수신 모드에서, 외부 데이터(DTr)-운반 전기장은 전극(IE, OE)들 사이에 AC 신호(Si(DTr))를 생성하고, 이 신호는 수신기 회로(IRX)에 공급되기 전에 수신 증폭기(AR2)에 의해 검출되고 증폭된다. 수신기 회로는 신호(Si(DTr))를 복조하여 데이터(DTr)를 추출하고 나서 이 데이터를 프로세서에 공급한다.

본 발명의 일부 실시예는, 2개의 동작 모드를 가지고 있고, 즉 제1 동작 모드에서, (즉, 유도성 결합에 의해) NFC 모드에서 데이터를 송신할 수 있고, 제2 동작 모드에서, (즉, 체내 전류를 통해) IBAN 모드에서 데이터를 송신할 수 있는 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스를 목표로 한다. 보다 상세하게는, 이 목표는 전술된 디바이스(NDV 및 IDV)의 요소들을 풀링(pool)하여, IBAN 디바이스와 NFC 디바이스를 간단히 병치(juxtaposition)하는 것에 비해 이러한 디바이스의 복잡성, 방해성 및 비용 가격을 감소시키는 것이다. 이 풀링은 디바이스(IDV, NDV)의 상이한 유닛들, 즉:

- 프로세서(MP1, MP2),

- 송신기 회로(NTX 및 ITX),

- 수신기 회로(NRX 및 IRX),

- 생성기(SG1, SG2), 및

- 데이터를 송신하는 인터페이스 수단, 각각 IBAN 데이터를 송신하는 전극과, NFC 데이터를 송신하는 안테나 코일, 및 그 연관된 증폭기에 관한 것일 수 있다.

단일 프로세서의 형태로 프로세서(MP1, MP2)를 풀링하는 것은 그 자체로 특정 기술적 문제를 전혀 제기하지 않는다. 송신기 회로(NTX 및 ITX)는 일반적으로 매우 상이한 데이터 변조 및 코딩 기술을 구현하는 것으로 이해된다. 이는 수신기 회로(NRX 및 IRX)에 있어서도 그러하다. 그리하여, 한편으로 회로(NTX, ITX)와, 다른 한편으로 회로(NRX, IRX)를 병합하는 것으로 초래되는 2개의 동작 모드를 갖는 송신기 또는 수신기 회로를 사용하는 것으로 이루어지는 임의의 실시예를 배제함이 없이, 이들 회로는 그 개성이 유지되는 것으로 아래에서 고려될 수 있다.

생성기(SG1, SG2)에 관해서, IBAN 데이터 송신 기술은 RF 주파수로부터 UHF 주파수로 넓은 값의 범위를 커버하는 반송파 주파수를 사용할 수 있다. 둘째, 안테나 코일을 갖는 NFC 데이터 송신 기술은 일반적으로 RF 주파수를 사용한다. 보다 상세하게는, 13.56MHz 표준화된 주파수는 오늘날 휴대용 전자 객체에 임베디드(embedded)된 NFC 애플리케이션에 사용된다.

테스트 결과 이 주파수는 IBAN 데이터를 송신하는데 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 그리하여, 본 발명에 따른 IBAN-NFC 디바이스의 특정 실시예에서, 송신기/수신기 회로(NTX/NRX)와 송신기/수신기 회로(ITX/IRX)에 의해 사용되는 단일(AC) 신호 생성기가 제공될 수 있다. 이 신호 생성기는 IBAN 데이터를 송신하는 동안 제1 주파수를 가지고 NFC 데이터를 송신하는 동안 제2 주파수를 가지는 신호 또는 단일 주파수 신호를 공급할 수 있다.

IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스를 제조하기 위해 해결하여야 하는 특정 문제는 데이터를 송신하는 인터페이스 수단에 관한 것이다. 이들 인터페이스 수단은 매우 상이한 특성을 가지고 있고, IBAN 데이터를 송신하는 전극과, NFC 데이터를 송신하는 안테나 코일을 포함한다. 이들 수단 각각은 전술된 바와 같이 원리적으로 전용 송신 증폭기를 요구한다. 한편으로, IBAN 데이터를 송신하는 동안 전극에 결합될 수 있고, 다른 한편으로, NFC 데이터를 송신하는 동안 안테나 코일에 결합될 수 있는 단일 송신 증폭기를 제공하는 것은 높은 전압을 지원하여야 하는 복잡한 스위치를 제공하여 송신 증폭기의 출력을 이 인터페이스 수단들 중 하나의 것 또는 다른 것에 교번적으로 연결하는 것을 수반할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 이들 인터페이스 수단을 간단히 하는 것을 목표로 하고, IBAN 전극이 바이어스 전압을 직접 수신하는 대신에 전기 코일에 의해 생성된 자기장을 통해 전기적으로 바이어스될 수 있다는 발견에 기초한다.

이 전극 바이어스 방법을 구현하는 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스의 일반적인 아키텍처는 도 7에 도시된다. 디바이스(DV)는 제어 회로(CT), 안테나 회로(AC) 및 전극(2)을 포함한다. 안테나 회로(AC)는 안테나 코일(CL)과 안테나 부품(CP)을 포함한다. 안테나 코일(AC)은 전극(2)에 결합되고, 여기서 "결합된"이라는 용어는 안테나 코일(CL)에 의해 방출된 자기장(B2)이 전극(2)에 입사하여 일반적으로 포컬트 전류(Foucault current)라고 불리우는 유도된 전류를 전극(2)에 생성하는 자기력선을 포함하는 것을 의미한다. 전극(2)은 바람직하게는 안테나 코일(AC)에 매우 가까이 있어서 안테나 코일에 가능한 한 강한 유도 전류를 생성하는 자기장의 흐름을 초래한다.

제어 회로(CT)는 2개의 동작 모드, 각각 IBAN 동작 모드와 NFC 동작 모드를 관리하도록 구성된 프로세서(MP)를 포함한다. 이 제어 회로는 2개의 동작 모드에 공통인 AC 신호(Si/Sn) 생성기(SG12)와, 전술된 유형의 송신기(NTX, ITX) 및 수신기(NRX, IRX) 회로를 더 포함한다.

NFC 데이터를 송신하는 동안(즉, 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 동안), 생성기(SG12)는 주파수(F1), 예를 들어 13.56MHz 표준화된 주파수의 반송파 신호(Sn)를 송신기 회로(NTX)에 공급한다. IBAN 데이터를 송신하는 동안(즉, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 동안), 생성기(SG12)는 주파수(F2)의 반송파 신호(Si)를 송신기 회로(ITX)에 공급한다. 일 실시예에 따르면, 주파수(F1)와 주파수(F2)는 동일하고 예를 들어 13.56MHz이다.

제어 회로(CT)는 송신기 회로(NTX)의 출력과 송신기 회로(ITX)의 출력에 결합된 입력을 가지는 송신 증폭기(AX12)와, 수신기 회로(NRX)의 입력과 수신기 회로(IRX)의 입력에 결합된 출력을 가지는 수신 증폭기(AR12)를 더 포함한다. 송신 증폭기(AX12)의 출력과 수신 증폭기(AR12)의 입력은 안테나 회로(AC)에 결합된다. 증폭기(AR12)는 프로세서(MP)에 의해 제어되는 가득 이득을 가지는 저잡음 증폭기("LNA")이다. IBAN 동작 모드에서의 이득은 NFC 동작 모드에서의 이득보다 훨씬 더 크고, 예를 들어, 100배 이상이고, IBAN 데이터를 송신하거나 또는 수신하는 동안 검출되는 전압 또는 전류는 매우 낮다. 일 대안적인 실시예에서, 상이한 이득의 2개의 수신 증폭기, 즉 IBAN 동작 모드를 위해 하나의 수신 증폭기와, NFC 동작 모드를 위해 다른 하나의 증폭기가 나란히 제공될 수 있다.

송신기 회로(NTX, ITX)의 출력과 증폭기(AX12) 사이에 링크는 그 출력들을 서로 분리하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 여기서 간략화를 위하여 디바이스가 IBAN 송신기로 동작할 때 송신기 회로(NTX)의 출력은 높은 임피던스를 가지고, 디바이스가 NFC 송신기로 동작할 때 송신기 회로(ITX)의 출력은 높은 임피던스를 가지는 것으로 고려된다. 유사하게, 디멀티플렉서는 증폭기(AR12)의 출력과 회로(NRX, IRX)의 입력 사이에 제공될 수 있으나, 여기서 이들 입력은 이들 회로 중 하나의 회로 또는 다른 회로를 활성화하는 기간 외에는 높은 임피던스를 가지는 것으로 가정된다.

도 8에 단면도로 도시되고 도 9에 평면도로 도시된 바와 같이, 전극(2)은 바람직하게는 예를 들어 구리로 만들어진 인쇄 회로(1)의 전도성 평면(2)이다. 전도성 평면은 인쇄 회로에 임베디드되거나, 도시된 바와 같이 인쇄 회로의 표면에 배열될 수 있다. 제어 회로(CT)는 바람직하게는 인쇄 회로(1) 상에 배열된 반도체 칩 상의 집적 회로이다. 코일(CL)은 인쇄 회로 상에 배열되고, 바람직하게는 출원 EP 2 431 925에 설명된 유형이다. 이 코일은 예를 들어 페라이트로 만들어진 자기 전도성 코어 주위에 장착된 동축 권선을 포함하고, 여기서는 인쇄 회로의 평면과 전도성 평면(2)과 평행한 자기 축을 구비한다. 이러한 코일은 NFC 애플리케이션에 제공되고, 여기서 판독기의 수신기 회로에서 수동 부하 변조를 시뮬레이팅하는 자기장의 버스트(burst)를 방출하는 것에 의해 NFC 판독기에 데이터를 송신하는 부하가 변조된다.

도 8 및 도 9는 전도성 평면(2)과 함께 안테나 코일(CL)을 사용하여 IBAN 데이터 송신을 구현하는 전술된 기술적 효과를 도시한다. 코일은 전도성 평면(2)에 입사하고 도 9와 관련하여 전술된 바와 같이 전도성 평면에 유도 전류(ECi)를 생성하는 자기력선을 가지는 교번하는 자기장(B2)을 생성한다. 이 유도 전류는 전도성 평면(2)을 전기적으로 바이어스시키고, 전극을 형성하는 전도성 평면(2)이 대상물의 신체(HB)에 결합될 때 체내 전류가 형성되게 할 수 있는 전기장(E)을 생성한다.

도 8은 또한 안테나 코일(CL)에 의해 방출된 자기장(B2)을 받는 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 및 외부 IBAN 디바이스(IDV)를 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 도시한다. 기호 "+" 및 "-"는 생성기(SG12)에 의해 공급되는 AC 신호(Si), 예를 들어 생성기의 포지티브 반파(positive half-wave)의 순간 값에 대해 전도성 평면(2)의 상부 면과 하부 면에서의 전기장의 극성을 표시한다. 이 극성은 전류의 흐름 방향과 함께 신호(Si)의 모든 반파에서 역전된다. 도 8에 도시된 순간에서, 전도성 평면(2)의 상부 면은 유도 전류의 영향 하에서 포지티브 극성을 가지고, 하부 면은 네거티브 극성을 가진다. (전자의 흐름 방향과 반대 방향으로 흐르는) 데이터(DTx)-운반 전류(Ib)는 전도성 평면(2)의 일 면에 의해 송신되고, 신체(HB)를 통과하고 나서, 여기서 전류(Id)와 전류(Ic)로 분할된다. 전류(Id)는 외부 디바이스(IDV)를 통과하고 이 외부 디바이스는 이로부터 데이터를 추출하고 환경을 통해 전도성 평면(2)으로 리턴한다. 전류(Ic)는 신체와 환경의 다른 부분을 통과하는 것에 의해 전도성 평면(2)으로 리턴한다.

전류(Id)는 외부 IBAN 디바이스(IDV)에 의해 캡처된다. 이 전류는 송신기 회로(ITX)에 의해 증폭기(AX12)를 통해 안테나 코일(CL)로 공급되는 데이터(DTx)-운반 신호(Sn)에 의존한다. 외부 디바이스(IDV)가 전류(Id)를 복조하면 외부 디바이스는 데이터(DTx)를 수신할 수 있다.

데이터 수신 모드(데이터(DTr))에서, 안테나 코일(CL)은, 외부 디바이스(IDV)에 의해 방출되는 데이터-운반 전기장의 변동을 검출하기 위해 디바이스(DV)에 의해 사용된다. 전도체는 전기장에 민감하므로, 외부 전기장이 변동하면 디바이스의 접지에 대하여 코일의 단자에서 낮은 전압 변동이 발생한다. 이 변동은 상기 전술된 바와 같이 IBAN 수신 모드에서 매우 높은 이득을 가지는 증폭기(AR12)에 의해 증폭된다. 이렇게 픽업된 신호는 수신기 회로(IRX)에 의해 복조되고 이 수신기 회로는 이로부터 데이터(DTr)를 추출한다.

도 10a 및 도 11a는 도 7에 있는 디바이스(DV)의 2개의 실시예(DV1, DV2)를 도시한다. 각 디바이스(DV1, DV2)는 비대칭 안테나 회로(AC1)와, 제어 회로(CT)와 동일한 제어 회로(CT1)를 포함한다. 비대칭 안테나 회로(AC1)에서, 안테나 코일(CL)의 제1 단자는 전도성 라인(10)에 연결되고, 이 전도성 라인(10)은 분리 커패시터(decoupling capacitor)(Ca)를 통해 증폭기(AX12)의 출력에 결합되고 증폭기(AR12)의 입력에 연결된다. 안테나 코일(CL)의 제2 단자는 디바이스(DV1, DV2)의 접지 평면에 결합된 전도성 라인(11)에 연결된다. 튜닝 커패시터(Cb)는 안테나 코일의 제1 단자와 제2 단자를 결합시킨다. 증폭기(AX12, AR12)의 접지에 연결된 회로(CT)의 접지 단자(Tg)는 전도성 라인(12)을 통해 접지 평면에 더 결합된다.

안테나 회로(AC1)는 코일(CL)의 인덕턴스에 따라 및 커패시터(Ca 및 Cb)의 커패시턴스에 따라 변하는 튜닝 주파수를 구비하고, 이 튜닝 주파수는 여기 신호(Sn 또는 Si)의 주파수 또는 작동 주파수와 같거나 이와 근접하여야 한다. 이들 2개의 신호가 상이한 주파수를 가지는 경우, 스위치에 의해 선택될 수 있는 튜닝 커패시터가 안테나 회로에 제공되어, 그 튜닝 주파수를 원하는 작동 주파수로 조절할 수 있게 한다.

디바이스(DV1)에서, 전도성 평면(2)은 디바이스의 접지 평면을 형성한다. 이와는 반대로 디바이스(DV2)는 전도성 평면(2)과는 별개인 접지 평면(3)을 포함하고, 전도성 평면은 플로팅 전위에 남아 있다. 두 경우에, IBAN 데이터를 송신할 수 있도록 타깃화된 기술적 효과가 획득되는데, 즉 안테나 코일에 의해 방출된 자기장의 영향 하에 전도성 평면(2)의 양측에 전기장(E)이 나타나 체내 전류를 송신할 수 있다.

도 10b 및 도 10c는 디바이스(DV1)의 단면도와 평면도이다. 도 10b에 있는 단면도는 도 10c에 도시된 2개의 단면 축(AA' 및 BB')을 가진다. 전술된 바와 같이, 회로(CT1)는 접지 평면을 형성하는 전도성 평면(2)을 수용하는 인쇄 회로(1) 상에 배열된 반도체 칩이고, 이 접지 평면은 여기서 안테나 코일(CL)와 전도성 라인(11)을 통해 결합되고, 회로(CT)의 접지 단자(Tg)와 전도성 라인(12)을 통해 결합된다. 전도성 라인(10, 11, 12)은 인쇄 회로의 경로이고, 이 경로(11 및 12)는 전도성 비아(via)(v1, v2)를 통해 전도성 평면(2)에 결합된다.

도 11b는 디바이스(DV2)의 단면도이다. 디바이스(DV2)를 수용하는 인쇄 회로(1)는 여기서 플로팅 전위에 있는 전도성 평면(2)과, 전도성 라인(11 및 12)과 연결된 접지 평면(3)을 포함한다.

도 10d는 전도성 평면(2)이 인쇄 회로의 표면에 걸쳐 연장하고 안테나 코일(CL)을 둘러싸는 도 10c에 있는 실시예의 대안의 평면도이다. IBAN 전극을 형성하기 위해, 전도성 평면(2)은 도 9에 보다 명확히 도시된 바와 같이 안테나 코일(CL)에 의해 방출된 자기선속에 의해 통과되는 적어도 하나의 구역을 구비하여야 하는 것으로 이해된다.

도 10b 및 도 11b는 (여기서 안테나 코일(CL)에 의해 방출되는 자기장을 받는 것으로 가정되는) 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 및 외부 IBAN 디바이스(IDV)를 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 더 도시한다. 기호 "+" 및 "-"는 생성기(SG12)에 의해 공급되는 AC 신호(Si)의 순간 값에 대해 전도성 평면(2)의 각 면에서의 전기장의 극성을 표시한다. 전술된 바와 같이, 전도성 평면(2)은 신체(HB)를 통과하는 데이터-운반 전류(Ib)를 송신하고, 여기서 이 전류는 전류(Id)와 전류(Ic)로 분할된다. 전류(Id)는 외부 디바이스(IDV)를 통과하고 이 외부 디바이스는 이 전류로부터 데이터를 추출하고 환경을 통해 전도성 평면(2)으로 리턴시킨다. 전류(Ic)는 환경과 신체의 다른 부분을 통과하는 것에 의해 전도성 평면(2)으로 리턴한다.

도 12a는 도 7에 있는 디바이스(DV)의 다른 실시예(DV3)의 배선도이다. 도 12b 및 도 12c는 디바이스(DV3)의 단면도 및 평면도이다.

회로(DV3)는 제어 회로(CT2)와 안테나 회로(AC2)를 포함한다. 제어 회로(CT2)는, 송신 증폭기(AX12)가 2개의 출력을 갖는 차동 송신 증폭기(AX13)로 대체된다는 점에서 전술된 제어 회로(CT, CT1)와는 상이하다. 안테나 회로(AC2)는 안테나 코일(CL)의 제1 단자에 연결된 전도성 라인(11)이 여기서 분리 커패시터(Cc)를 통해 증폭기(AX13)의 제2 출력에 결합된다는 점에서 전술된 안테나 회로(AC1)와는 상이한 대칭적인 안테나 회로이다. 안테나 회로(AC2)는 코일(CL)의 인덕턴스에 따라 및 커패시터(Ca, Cb 및 Cc)의 커패시턴스에 따라 변하는 튜닝 주파수를 가진다. 전도성 평면(2)은 회로(CT2)의 접지 단자(Tg)와 전도성 라인(12)을 통해 연결된 디바이스(DV3)의 접지 평면이다.

도 12b에서 제어 회로(CT2)는 전도성 평면(2)이 인베디드된 인쇄 회로(1)에 장착된 반도체 웨이퍼이다. 도 12c에서 전도성 라인(10, 11, 12)은 인쇄 회로의 경로이고, 경로(12)는 전도성 비아(v1)를 통해 전도성 평면(2)에 결합된다. 전술된 바와 같이, 전도성 평면(1)은 인쇄 회로(1)의 표면에 형성될 수도 있다.

도 13a는 도 7에 있는 디바이스(DV)의 일 실시예(DV4)의 배선도이고, 도 13b는 디바이스(DV4)의 단면도이다. 회로(DV4)는 제어 회로(CT2) 및 대칭적인 안테나 회로(AC2)를 포함한다. 이 회로는 전도성 평면(2)이 플로팅 전위에 있다는 점에서 디바이스(DV3)와는 상이하다. 제어 회로(CT2)의 접지 단자(Tg)는 전도성 라인(12)을 통해 전도성 평면(2)과는 별개인 접지(3)에 결합된다. 도 13b의 단면도에서 인쇄 회로(1)는 2개의 전도성 평면, 즉 플로팅 전위에 있는 전도성 평면(2)과, 전도성 라인(12)과 연결된 접지 평면(3)을 포함한다.

도 12b 및 도 13b는 (여기서 안테나 코일(CL)에 의해 방출되는 자기장을 받는 것으로 가정되는) 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 및 외부 IBAN 디바이스(IDV)를 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 더 도시한다. 데이터(DTx)-운반 전류(Ib)는 전도성 평면(2)에 의해 송신되고, 신체(HB)를 통과하고 나서, 여기서 전류(Id)와 전류(Ic)로 분할된다. 전류(Id)는 외부 디바이스(IDV)를 통과하고 나서 환경을 통해 전도성 평면(2)으로 리턴한다. 전류(Ic)는 환경과 신체의 다른 부분을 통과하는 것에 의해 전도성 평면(2)으로 리턴한다.

단 하나의 전극을 갖는 IBAN 데이터를 송신할 수 있는 디바이스(DV)와 일부 실시예(DV1 내지 DV4)가 전술되었다. 일반적으로 2개의 전극이 IBAN 데이터 송신 디바이스에 요구되지만, 방금 전술된 유도 전류를 통해 전기장을 생성하는 방법은 단 하나의 전극만을 사용하여 2개의 전극들 사이에 전기 전위차를 인가할 수 있게 한다. 이 전극은 디바이스가 기초하는 인쇄 회로의 일부일 수 있어서, IBAN 데이터 송신 디바이스를 모바일 전화에 통합하는 것이 상당히 간단해진다. 나아가, NFC 안테나 코일과 IBAN 전도성 평면을 결합하면 IBAN 전극이 NFC 안테나 코일을 통해 제어될 수 있어, 프로세서 또는 AC 신호 생성기와 같은 NFC 데이터 송신 디바이스에 이미 존재하는 특정 요소를 사용하여 최저 비용으로 콤팩트한 IBAN-NFC 디바이스를 제조할 수 있게 한다.

제2 전극을 추가하는 것에 의해 이 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스를 보호하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 전극은 예를 들어 인쇄 회로의 후면에 제1 전극을 수용하는 인쇄 회로에 제조될 수 있다. 그러나, 인쇄 회로의 두께를 초과하는 전극간 거리를 제공하여, 전극간 커패시턴스(커패시터(C6), 도 2)의 값을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 2개의 IBAN 전극들 사이의 거리가 더 멀면 멀수록, 전극간 커패시턴스가 더 낮아지고 임피던스가 더 높아진다. 2개의 전극간 거리를 서로 가능한 한 멀리하면 전극들 사이에서 전기장(E)은 감소되고 전극들 외부쪽 전기장은 강력해져서, 환경에 대한 영향이 증가하고 특히 체내 전류의 세기를 증가시킬 수 있다.

여기서 추구되는 하나의 개선은 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스를 모바일 전화 또는 이와 균등한 디바이스에 통합하는 구성에서 제1 전극에 너무 가까이 있지 않은 제2 IBAN 전극을 최저 비용으로 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일부 실시예는 모바일 전화 유형의 휴대용 전자 디바이스가 일반적으로 디지털 디스플레이, 예를 들어, 액정 디스플레이, 또는 OLED 또는 AMOLED 유형("Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode")의 유기 전자발광 다이오드(OLED)를 사용하는 유기 디스플레이를 구비한다는 관점에 기초한다. 그러나, 이러한 디스플레이는 일반적으로 적어도 하나의 큰 전도성 평면을 구비한다. 이러한 전도성 평면은 종종 디지털 디스플레이의 후면에 배열되고, 종종 디스플레이의 전자 회로의 접지에 결합되어, 높은 스위칭 주파수로 인해 방출할 수 있는 간섭 전자기 복사선을 중화시킬 수 있다.

도 14a는 디지털 디스플레이의 전도성 평면(21)에 의해 형성된 제2 IBAN 전극을 포함한다는 점에서 도 11a에 있는 디바이스(DV2)와는 상이한 본 발명에 따른 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스(DV5)의 배선도이다. 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2)은 플로팅 전위에 있는 반면, 디바이스의 접지 단자(Tg)와 전도성 라인(12)을 통해 연결된 제어 회로(CT1)의 접지 평면(3)은 전도체(13)를 통해 디스플레이(20)의 전도성 평면(21)에 연결된다.

도 14b는 디바이스(DV5)의 단면도이다. 상기와 같이, 전도성 평면(2)과 접지 평면(3)은 인쇄 회로의 표면에 (도시된 바와 같이) 임베디드되거나 배열될 수 있는 인쇄 회로(1)의 전도성 층이다. 접지 평면(3)을 디스플레이의 전도성 평면(21)에 결합시키는 전도체(13)는 예를 들어 전기 배선(wire) 또는 전도성 바(bar)이다.

도 14b는 (여기서 안테나 코일(CL)에 의해 방출되는 자기장을 받는 것으로 가정되는) 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 외부 IBAN 디바이스(IDV), 및 제2 전극을 형성하는 전도성 평면(21)을 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 더 도시한다. 기호 "+"는 전도성 평면(2)의 극성을 표시하고, 기호 "-"는 생성기(SG12)에 의해 공급되는 AC 신호(Si)의 순간 값에 대해 전도성 평면(21)의 극성을 표시한다. 도 14b에 도시된 순간에, 전도성 평면(2)은 유도 전류의 영향 하에서 포지티브 극성을 가지고, 전도성 평면(21)은 네거티브 극성을 가진다. (전자의 흐름 방향과 반대 방향으로 흐르는) 전류(Ib)는 전도성 평면(2)에 의해 송신되고, 신체(HB)를 통과하고, 전류(Id)와 전류(Ic)로 분할된다. 전류(Id)는 외부 디바이스를 통과하고 (접지 기호로 표시된) 환경을 통해 전도성 평면(21)으로 리턴한다. 전류(Ic)는 환경과 신체의 다른 부분을 통과하는 것에 의해 전도성 평면(21)과 결합한다.

이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 내부 전극(대상물의 신체에 용량성으로 결합된 전극)과 외부 전극(환경에 용량성으로 결합된 전극)의 개념은 상대적인 것이고, 신체에 대해 2-전극 디바이스의 배열에 의존한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 전도성 평면(2)은 내부 전극 또는 외부 전극을 형성할 수 있고, 전도성 평면(21)은 외부 전극 또는 내부 전극을 형성할 수 있다.

도 15a 및 도 15b는 접지 평면(3)을 포함하지 않는다는 점에서 디바이스(DV5)와는 상이한 본 발명에 따른 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스(DV6)의 배선도 및 단면도이다. 제어 회로(CT1)의 접지 단자(Tg)는 전도성 라인(12)을 통해 디스플레이(20)의 전도성 평면(21)에 직접 연결된다. 나아가, 도 15b에서 볼 수 있는 바와 같이, 반도체 칩에 있는 집적 회로의 형태인 제어 회로(CT1)는, 이 실시예에서, 디스플레이(20)의 후면에, 전자 부품을 수용하는 후면 구역에 또는 전도성 평면(21) 상에 및 전기 절연층(22)을 통해 배열될 수 있다.

도 15b는 (여기서 안테나 코일(CL)에 의해 방출되는 자기장을 받는 것으로 가정되는) 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 외부 IBAN 디바이스(IDV), 및 제2 전극을 형성하는 전도성 평면(21)을 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 더 도시한다. 이렇게 형성된 네트워크는 도 14b와 연관하여 설명된 것과 동일하다.

도 16a는 디지털 디스플레이의 전도성 평면(21)에 의해 형성된 제2 전극을 포함한다는 점에서 도 13a에 있는 디바이스(DV4)와는 상이한 본 발명에 따른 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스(DV7)의 배선도이다. 상기와 같이, 전도성 평면(2)은 플로팅 전위에 있는 반면, 제어 회로(CT1)의 접지 평면(3)은 전도체(13)를 통해 전도성 평면(21)에 연결된다. 제어 회로(CT2)의 접지 단자(Tg)는 전도성 라인(12)을 통해 접지 평면(3)에 연결된다.

도 16b는 인쇄 회로의 표면에 (도시된 바와 같이) 임베디드되거나 배열될 수 있는 인쇄 회로(1)의 전도성 층으로 전도성 평면(2)과 접지 평면(3)을 도시하는 디바이스(DV7)의 단면도이다. 상기와 같이, 전도체(13)는 전기 배선 또는 전도성 바일 수 있다.

도 16b는 (여기서 안테나 코일(CL)에 의해 방출되는 자기장을 받는 것으로 가정되는) 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2), 사용자의 신체(HB), 외부 IBAN 디바이스(IDV), 및 제2 전극을 형성하는 전도성 평면(21)을 포함하는 IBAN 데이터 교환 시스템을 더 도시한다. 이렇게 형성된 네트워크는 도 14b와 관련하여 설명된 것과 동일하다.

도 17a 및 도 17b는 접지 평면(3)을 포함하지 않는다는 점에서 디바이스(DV7)와는 상이한 본 발명에 따른 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스(DV8)의 배선도 및 단면도이다. 제어 회로(CT1)의 접지 단자(Tg)는 전도성 라인(12)을 통해 디스플레이(20)의 전도성 평면(21)에 직접 연결된다. 나아가, 도 15b에서 볼 수 있는 바와 같이, 반도체 칩에 있는 집적 회로의 형태인 제어 회로(CT2)는, 이 실시예에서, 디스플레이(20)의 후면에, 부품을 수용하는 구역에 또는 전기 절연층(22)을 통해 전도성 평면(21)에 직접 배열될 수 있다.

이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 여러 실시예와 여러 다른 응용으로 변형될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제2 IBAN 전극으로 디지털 디스플레이의 전도성 평면을 사용하는 것이 IBAN-NFC 데이터 송신 디바이스를 제조하는 것과 관련하여 설명되었으나, 이 특징은 NFC 기능이 없는 IBAN 데이터 송신 디바이스를 제조하는 데에도 사용될 수 있다. 나아가, 제2 전극은, 예를 들어, IBAN-NFC 디바이스를 수용하는 디바이스의 박스에 배열된 전도성 시트(sheet)로 구성된 다른 형태를 취할 수 있다.

도 18은 메인 프로세서(BB) 또는 무선 전화 "베이스밴드 프로세서"를 포함하는 모바일 전화(MP3)에 통합된 본 발명에 따른 디바이스(DV)(DV1 내지 DV8)를 도시한다. 메인 프로세서(BB)는 디바이스(DV)의 프로세서(MP)에 결합되어 NFC 또는 IBAN 애플리케이션을 트리거할 수 있다. 이들 애플리케이션은 사용자의 요구시, 또는 NFC 동작 모드 및 IBAN 동작 모드를 순환적으로 교번하는 것에 의해 NFC 자기장 또는 IBAN 전기장을 검출할 때 트리거된다. 디바이스(DV)에 의해, 전화는 원격 NFC 디바이스(ED)와 통신을 수립하거나, 원격 디바이스(ED)에 의해 방출되는 자기장(B1)을 통해 데이터를 수신하거나, 또는 자기장(B2)을 스스로 방출하는 것에 의해 데이터를 송신할 수 있다. 또한 전화는 원격 IBAN 데이터 송신 디바이스(IDV)와 통신을 수립하고, 전기장(E1)을 방출하며 데이터-운반 체내 전류(Id1)를 송신하거나 또는 디바이스(DV)에 의해 방출되거나 송신되는 데이터-운반 체내 전류(Id2)와 전기장(E2)을 수신할 수 있다.

Claims

대상물의 신체(HB) 또는 환경과 용량성으로 결합되도록 의도된 제1 전극(2)과, 상기 제1 전극을 전기적으로 바이어스시키는 회로(SG12, ITX, AX12, AX13, CL)를 포함하는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스(DV, DV1-DV8)를 포함하는 전자 디바이스(MP3)로서,
상기 제1 전극을 바이어스시키는 회로는, 상기 제1 전극(2) 부근에 배열되는 전기 코일(CL)로서 상기 제1 전극(2)에 입사하여 자기력선을 가지는 교번하는 자기장(B2)을 AC 신호(Si)로부터 생성할 수 있어서 체내 전류를 생성하는 전기장(E)을 유도하는 전류(ECi)를 유도하는 전기 코일(CL)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 코일(CL)은 자기 전도성 코어 주위를 둘러싸는 동축 권선을 포함하고, 상기 제1 전극과 평행한 자기 축을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 전극을 형성하는 전도성 평면(2)을 포함하는 인쇄 회로(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제3항에 있어서,
상기 코일(CL)은 상기 인쇄 회로의 일 면 위에 장착되고, 상기 전도성 평면(2)은 상기 인쇄 회로의 동일한 면 위에 뻗어있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(DV2, DV4, DV5-DV8)는, 상기 제1 전극이 플로팅 전기 전위에 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(DV1, DV3)는, 상기 제1 전극이 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스의 접지 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(DV5-DV8)는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하기 위해 상기 환경 또는 상기 신체와 용량성으로 결합되도록 의도된 제2 전극(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제7항에 있어서,
상기 제2 전극(21)은 디지털 디스플레이(21)의 전도성 평면인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제2 전극(21)은 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 상기 디바이스(DV5-DV8)의 접지 단자(Tg)에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
유도성 결합(SG12, NTX, NRX)에 의해 데이터를 송신하는 디바이스를 더 포함하고, 상기 전기 코일(CL)은 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스의 안테나 코일인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제10항에 있어서,
유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스와 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는, 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 제1 AC 신호(Si)와 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 제2 AC 신호(Sn)를 제공하는 공통 AC 신호 생성기(SG12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 2개의 AC 신호는 동일한 주파수인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스와 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는, AC 신호(Sn(DTx), Si(DTx))를 증폭하고 이를 상기 안테나 코일에 인가하는 공통 증폭기(AX12, AX13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제13항에 있어서,
- 유도성 결합에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 송신될 데이터(Sn(DTx))를 운반하는 제1 변조된 신호를 상기 공통 증폭기에 공급하도록 구성된 송신기 회로(NTX)를 포함하고, 및
- 체내 전류에 의해 데이터를 송신하는 디바이스는 송신될 데이터(Si(DTx))를 운반하는 변조된 신호를 상기 공통 증폭기에 공급하도록 구성된 송신기 회로(ITX)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
무선 전화 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.