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레이저 빔을 공진에 의해 에너지가 증가된 광으로 전송하는 전송유닛; 및상기 전송유닛으로부터 전송되는 광을 수신하고, 수신한 광 중, 일부 광에 대한 에너지를 전기에너지로 변환하여 기기의 충전이 이루어지도록 하는 수신유닛;을 포함하고,상기 전송유닛은광원부;상기 광원부에서 출력되는 광의 반사율을 증가시키기 위해 광의 너비를 확장시키는 너비 확장부;상기 너비 확장부로부터 수신한 광을 소정범위의 파장으로 분할시켜 공간상으로 출력하는 회절격자; 및상기 회절격자의 출력단에 형성되어 FOV를 확대시키는 망원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부와 상기 회절격자에 사이에 배치되어 상기 광원부로부터 출력되는 광을 평행광선으로 변환하는 시준기;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 2항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부에서 출력되는 광의 출력정보를 입력받아 상기 회절격자의 방향을 제어하는 방향제어부;를 더 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 3항에 있어서, 상기 전송유닛은상기 회절격자의 출력단에 배치되어, 상기 방향제어부의 제어를 상기 회절격자 대신 받아 상기 회절격자에서 출력되는 광의 방향을 변환하는 방향 변환부;를 더 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부에서 출력되는 광의 출력정보를 입력받아 상기 회절격자의 방향을 제어하는 방향제어부;를 더 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제3항에 있어서,상기 광원부는 광의 편광을 유지시키는 편광 유지 광섬유;상기 편광 유지 광섬유의 경로 상에 형성되어, 상기 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기;한쪽 방향으로만 광이 전달될 수 있도록 하는 격리기; 및상기 시준기로부터 전력을 수신하고 상기 반도체 광증폭기로부터 광대역의 광원을 상기 회절격자로 출력하는 커플러;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 광원부는광의 전파 모드가 하나인 단일 모드 광섬유;상기 단일 모드 광섬유 경로 상에 형성되어, 상기 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기;한쪽 방향으로만 광이 전달될 수 있도록 하는 격리기;상기 반도체 광증폭기의 입력단과 출력단에 형성되어 광의 편광을 유지시키는 편광 제어부;상기 시준기로부터 전력을 수신하고 상기 반도체 광증폭기로부터 광대역의 광원을 상기 회절격자로 출력하는 커플러;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 4항에 있어서,상기 광원부는광의 전파 모드가 하나인 단일 모드 광섬유;상기 단일 모드 광섬유 경로 상에 형성되어, 출력 조절이 가능하여 상기 광을 광대역으로 출력하는 광섬유 레이저;외부 소스의 광을 상기 단일 모드 광섬유에 추가시켜 주는 레이저 펌프;상기 레이저 펌프에서 추가되는 광과 상기 단일 모드 광섬유의 광에 파장을 결합시켜주는 광파장 결합기;한쪽 방향으로만 광이 전달될 수 있도록 하는 격리기;상기 광섬유 레이저의 입력단과 출력단에 형성되어 광의 편광을 유지시키는 편광 제어부;상기 시준기로부터 전력을 수신하고 상기 광섬유 레이저로부터 광대역의 광원을 상기 회절격자로 출력하는 커플러;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 3항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부의 출력단에 배치되어, 상기 광원부로부터 입사되는 광을 둘로 나누어 상기 방향제어부와 상기 회절격자로 전달하는 광분리기;를 더 포함하되, 상기 광원부는 광의 이동방향을 전환하여, 광의 이동경로를 형성하는 복수의 방향 전환거울;상기 이동경로 상에 형성되어, 상기 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기;상기 이동경로의 한쪽 방향으로만 광이 전달될 수 있도록 하는 격리기;상기 반도체 광증폭기와 격리기(Isolator) 사이에 배치되어 상기 반도체 광증폭기로부터 출력되는 광을 평행광선으로 변환하는 시준기;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서,상기 광원부는 광의 전파 모드가 하나인 단일 모드 광섬유;상기 단일 모드 광섬유의 경로 상에 형성되어, 상기 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기;상기 반도체 광증폭기의 입력단과 출력단에 형성되어 광의 편광을 유지시키는 편광 제어부; 및상기 반도체 광증폭기의 출력포트에서 나온 광이 자유공간에 있는 시준기로 나가지 전 탭 커플러로 광을 유도하는 순환기;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 광원부는 양방향으로 공진이 이루어지는 양방향 광섬유;상기 양방향 광섬유를 이동하는 광을 소정 비율만큼 출력하는 커플러; 상기 커플러의 출력단에 형성되어 상기 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기; 및상기 양방향 광섬유의 경로상에 형성되고, 상기 반도체 광증폭기의 출력단에 형성되어 광의 편광을 유지시키는 편광 제어부;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 광원부는 입사되는 광을 반사시키고 공진이 이루어지는 과정을 통해 광의 에너지가 증가되도록 하는 자유공간상의 반사경;상기 반사경에서 반사되어 입사되는 광에 대해 신호 이득을 갖는 광대역 이득 스펙트럼을 제공하는 반도체 광증폭기; 및상기 반사경과 상기 반도체 광증폭기 사이에 배치되어 출력되는 광을 평행광선으로 변환하는 시준기;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 13항에 있어서, 복수의 상기 반도체 광증폭기가 병렬로 연결되고, 복수의 상기 반도체 광증폭기의 입출력단 노드에 각각 커플러가 배치되는 무선 광 충전 시스템
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제 8항에 있어서, 복수의 상기 반도체 광증폭기가 병렬로 연결되고, 복수의 상기 반도체 광증폭기의 입출력단 노드에 각각 커플러가 배치되는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 너비 확장부는 상기 광원부에서 전달되는 광을 평행광선으로 형성하는 섬유 시준기; 상기 섬유 시준기(121)에서 평행광선으로 형성되면서 공간상에서 틀어지는 광의 편광을 잡아주는 편광필름; 및 상기 평행광선으로 편광을 유지하는 광의 너비를 확대하는 빔 익스팬더;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 망원부는초점거리 200
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제 1항에 있어서, 상기 수신유닛은 입사된 광을 동일한 각도로 반사시켜주는 역할을 하며, 큐브 형태의 배열로 되어 있고 중심에 간격이 형성된 역반사경; 및 상기 입사된 광 중, 반사되지 않고, 중심에 간격을 통해 통과하는 광을 탐지하여 전기에너지로 변환하는 에너지 변환부;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 1항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부로부터 수신한 광을 상기 수신유닛으로 전달하는 광전달 미러; 및상기 광원부와 상기 광전달 미러 사이에 배치되어 상기 광원부로부터 출력되는 광을 평행광선으로 변환하는 시준기;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 19항에 있어서,상기 전송유닛은 상기 광원부로부터 발생된 광을 수신받을 상기 수신유닛을 검출하기 위한 수신유닛 검출모듈; 및상기 광전달 미러의 방향을 제어하는 방향제어부;를 더 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 20항에 있어서,상기 수신유닛 검출모듈은 공간을 촬영하는 촬영부;상기 촬영부가 촬영한 영상에서 구동에 따른 상기 수신유닛(200)의 LED 빛으로 상기 수신유닛을 검출하는 수신유닛 검출부; 및 상기 방향 제어부의 제어를 받아 상기 광전달 미러가 상기 수신유닛 검출부에 의해 검출된 수신유닛을 추적하여 광을 전달하도록 추적신호를 생성하는 추적신호 생성부;를 포함하는 무선 광 충전 시스템
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제 21항에 있어서,상기 광전달 미러로 폭이 확장된 광이 입사되도록, 광의 폭을 확대시켜 확장시키는 빔 익스팬더 또는 광을 분산시켜 광의 폭을 확대시키는 회절격자가 상기 시준기와 상기 광전달 미러 사이에 배치되는 무선 광 충전 시스템
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제 22항에 있어서상기 수신유닛은 상기 전송유닛에서 전달되는 광의 특정 파장대역 신호만을 검출하여 수신하도록 대역 통과 필터(band pass filter)가 형성되어 있는 무선 광 충전 시스템
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(a) 무선 광 충전 시스템의 전송유닛의 광원부가 전류를 인가받아 공진을 통해 광의 에너지를 증가시켜 광을 발생시키는 단계;(b) 상기 전송유닛의 너비 확장부가 상기 광원부에서 출력되는 광의 반사율을 증가시키기 위해 광의 너비를 확장시키는 단계;(c) 상기 전송유닛의 회절격자가 상기 너비 확장부로부터 수신한 광을 소정 범위의 파장으로 분할시켜 공간상으로 출력하는 단계;(d) 상기 전송유닛의 망원부가 FOV(field of view)를 확대시키는 단계;(e) 수신유닛이 상기 전송유닛에서 전송되는 광을 수신하고, 수신한 광 중, 일부의 광에너지를 전기에너지로 변환하여 기기의 충전이 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 무선 광 충전 방법
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제 24항에 있어서, 상기 (c)단계는 (c-1) 상기 전송유닛의 방향제어부가 상기 회절격자의 방향을 제어하거나, 또는 상기 회절격자의 출력단에 놓인 방향 변환부를 제어하여 광의 방향을 제어하는 단계;를 포함하는 무선 광 충전 방법
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제 24항에 있어서, 상기 (e)단계는 (e-1) 상기 수신유닛의 역반사경이 입사된 광을 같은 각도로 반사시키고 입사된 광의 일부를 후방으로 통과시키는 단계; 및(e-2) 상기 수신유닛의 에너지 변환부는 변환된 전기에너지로 각종 기기를 직간접적으로 충전시키는 단계;를 포함하는 무선 광 충전 방법
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