JP2013031150A - アンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】携帯無線端末において、様々な実装要素を一つの部材で代替して工程費を節減し、実装空間を確保する装置を提供する。
【解決手段】本発明によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置は、アンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体及びこれと連動する装置において、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信し、被感知体に対応する金属体と、前記金属体が送受信する信号を処理する通信モジュール部と、前記金属体から被感知体に対応する情報を取得するセンサモジュール部とを具備したメインボードとを有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、携帯無線端末に関し、特に、様々な要素を一つで代替して工程費を節減し、実装空間を確保する部材に関する。
現在、電子通信産業の発達によって、移動通信端末（セルラーフォン）、電子手帳、個人複合端末などの携帯端末は現代社会の必需品になるとともに、急変する情報を伝達する重要な手段となっている。このような状況で、携帯端末は次第に機能が付加されその大きさは軽薄化しているのが実情である。
上述した中で、携帯端末がスリムになっていく状況において、限定された空間に様々な構成要素を実装することはさらに難しくなってきている。
例えば、図１は、従来の携帯無線端末での要素の配置を示す図である。
図１に示すように、携帯無線端末１００は、外観を形成するケースフレーム１１０に下記の要素を構成する。携帯無線端末１００は、メインボード１２０に実装される少なくとも一つ以上のアンテナ１３０、１５０と、センサ用部材１４０で構成される。
センサ用部材１４０は、被感知体に対応するものであって、一例として、近接センサは被感知体との距離により静電容量が変化する金属板を要する。通常、アンテナ１３０、１５０は、大きいほどその性能が優秀である。さらに、近接センサ用金属板が大きいほど、近接センサは良好な性能又は敏感度を持つ。
しかしながら、様々な要素が限られた空間内にともに実装される状況で、要素間の干渉を回避してその性能を確保することが困難となっている問題がある。
韓国特許出願公開第１０−２０１０−０１２０４８５号明細書
そこで、本発明は上記従来の携帯無線端末における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、携帯無線端末において、様々な実装要素を一つの部材で代替して工程費を節減し、実装空間を確保する装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、携帯無線端末でアンテナやセンサ用部材として兼用する一つの金属部材と、金属部材と連動してアンテナの性能やセンサの性能を確保する装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、携帯無線端末でアンテナや近接センサ用部材として兼用する一つの金属部材と、金属部材への人体の接近が感知されるとアンテナへの供給電力を下げ、比吸収率（ＳＡＲ）を低減させる装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置は、アンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体及びこれと連動する装置において、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信し、被感知体に対応する金属体と、前記金属体が送受信する信号を処理する通信モジュール部と、前記金属体から被感知体に対応する情報を取得するセンサモジュール部とを具備したメインボードとを有することを特徴とする。
本発明に係るアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置によれば、工程費が少なく端末をスリム化し、アンテナ性能とセンサ性能を共に確保することができるという効果がある。
従来の携帯無線端末での要素の配置を示す図である。 本発明の一実施形態による携帯無線端末の斜視図である。 本発明の一実施形態による携帯無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。 本発明の一実施形態による携帯無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による携帯無線端末の構成を示すブロック図である。
次に、本発明に係るアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
以下で本発明を説明するに当たって、関連する公知機能或いは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を略する。そして、後述される用語は、本発明においての機能を考慮して定義された用語であってこれはユーザ、運用者の意図または慣例などに応じて異なることがある。したがって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいて定めなければならない。
本発明は、携帯無線端末に関し、特に様々な要素を１つで代替して工程費を節減し実装空間を確保する部材に関する。
本発明の一実施形態は、携帯無線端末でアンテナやセンサ用部材として並行できる金属体及びこれと連動する装置を提供する。
図２は、本発明の一実施形態による携帯無線端末の斜視図である。
図２に示すように、携帯無線端末２０は、音声信号を出力するためのスピーカ２１と、スピーカ２１の下部に位置して画像信号を出力するためのディスプレイ２２と、を含む。
さらに、携帯無線端末２０は、データの入力手段であるキーパッドアセンブリ２３と、キーパッドアセンブリ２３の下部に位置して音声信号を入力するためのマイクロホン２４とを含む。ディスプレイ２２は数百万画素のＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）であり得る。また、もしＬＣＤにタッチスクリーンが適用されると、ディスプレイ２２はキーパッドアセンブリ２３の代わりにデータ入力ユニットの機能を行うことができる。
本実施形態による携帯無線端末２０は、該当通信サービス帯域で信号を送受信する少なくとも一つ以上のアンテナを含む。さらに、携帯無線端末２０は、少なくとも一つ以上のセンサを具備し、該当センサは、被感知体に対応するセンサ用部材を要することもある。
一例として、静電容量式の近接センサ又はタッチセンサは、導電体との距離により静電容量が変化する金属板を要する。さらに、抵抗式の湿度センサ、熱センサなどは、温度変化によって抵抗が変わる金属板を要する。
特に、本実施形態による携帯無線端末２０は、アンテナやセンサ用部材として兼用する一つの金属体を具備する。
すなわち、金属体は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送信又は受信することができ、少なくとも一つ以上の被感知体（例えば、導電体、湿度、熱など）に対応することができる。
図３は、本発明の一実施形態による携帯無線端末の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、携帯無線端末は、制御部３１０、（第１、第２）アンテナ３２０、３３０、近接センサモジュール部３４０、通信モジュール部３５０、表示部３６０、保存部３７０、コーデック３８０、スピーカ３８１、マイク３８２及び入力部３９０を含む。
制御部３１０は、端末の全般的な動作を制御する。特に、前記制御部３１０は、後述する通信モジュール部（３５０−１）、・・・、（３５０−Ｎ）の送受信信号を処理するモデムを含む。これに限定されず、通信モジュール部（３５０−１）、・・・、（３５０−Ｎ）が送受信信号を個別的に処理するようにする具現も可能である。
通信モジュール部３５０は、後述する第１アンテナ３２０及び第２アンテナ３３０を介して送受信した信号を処理する。
通信モジュール部３５０は、少なくとも一つ以上の通信モジュール部（３５０−１）、・・・、（３５０−Ｎ）、（３５０−Ｍ）を含み、各通信モジュール部（３５０−１）、・・・、（３５０−Ｎ）、（３５０−Ｍ）は各通信サービスの帯域を分担する。
通信モジュール部３５０は、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＰＣＳ、ＤＣＳ、ＷＣＤＭＡ、ＥＶＤＯ、ＨＳＰＡ、ＧＰＳ、ＢＴ及びＷｉＦｉのうち、少なくとも一つ以上に対する通信モジュール部を含むことができる。
さらに、制御部３１０は、通信環境（例えば、異種網へのハンドオーバ）、使用者が設定した環境によって該当通信モジュール部を決定することができる。
特に、第１アンテナ３２０は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信することができる。
さらに、第１アンテナ３２０は、近接センサモジュール部３４０のセンサ用部材として兼用する。
図３に示すように、端末は、該当通信サービス帯域で信号を送受信する第２アンテナ３３０を追加に備えることができるが、センサ用部材として兼用する第１アンテナ３２０とは大別される。
本実施形態によれば、一つのアンテナが二つの用途に用いられ、これにより実装空間が確保され工程費の節減を可能にする。
近接センサモジュール部３４０は、第１アンテナ３２０と導電体（例えば、手）との距離により変化する静電容量を制御部３１０に出力する。
なお、近接センサモジュール部３４０は、第１アンテナ３２０と導電体（例えば、手）との距離により変化する静電容量がしきい値に到達する場合にのみ、近接信号を制御部３１０に出力する。
本実施形態によれば、近接センサモジュール部３４０から受信した静電容量がしきい値に到達したか、近接センサモジュール部３４０から近接信号を受信すると、制御部３１０は、第１アンテナ３２０又は第２アンテナ３３０へ供給される電力を下げて比吸収率を低減させる。一例として、音声通話の際、使用者が端末を頭の方に近づけると、制御部３１０は、第１アンテナ３２０又は第２アンテナ３３０へ供給される電力を下げて身体への比吸収率を低減させる。ただし、第１アンテナ３２０又は第２アンテナ３３０へ供給される電力が下げられるからといって、その放射性能が劣化されることはない。
本実施形態によれば、近接センサモジュール部３４０と均等な様々なセンサモジュール部を具備することができる。
一例として、端末は、タッチセンサモジュール部、熱センサモジュール部、湿度センサモジュール部などの構成を有することができる。ただし、第１アンテナ３２０は、このようなセンサモジュール部のためのセンサ用部材として兼用するということが重要である。
一例として、端末は、熱センサモジュール部を具備し、第１アンテナ３２０は熱センサモジュール部のセンサ用部材として用いることができる。第１アンテナ３２０の放射性能が落ちると、うまく放射されなかった電磁波は端末の温度を上昇させる要因になる。
すなわち、アンテナの性能が落ちると、端末は非正常的に過熱し誤動作を引き起こす可能性がある。
熱センサモジュール部は、第１アンテナ３２０を介して変化する温度を感知し、これを制御部３１０に知らせる。端末を不安定にする温度が感知されると、制御部３１０は該当冷却装置を駆動させる。
表示部３６０、保存部３７０、コーデック３８０、入力部３９０、マイク３８２及びスピーカ３８１は端末の公知の構成であるため、これらについての説明は省略する。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置について説明をする。
図４は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図４に示すように、装置４００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信し、接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体４３０と、これと連動する通信モジュール部４４０及び近接センサモジュール部４５０が具備されたメインボード４２０とを含む。
通信モジュール部４４０は、金属体４３０が送受信する信号を処理し、近接センサモジュール部４５０は、金属体４３０の静電容量の変化を感知する。メインボード４２０に構成される図示していない制御部は、通信モジュール部４４０及び近接センサモジュール部４５０とのやりとりにより該当動作を制御する。
メインボード４２０は、基本回路と部品を載せた基板である。メインボード４２０は、端末の実行環境を設定してその情報を維持し、端末を安定的に駆動させ、端末の全ての装置のデータ入出力交換を円滑にする部分である。メインボード４２０は、制御部（ＣＰＵを含む）、マイクロプロセッサ、補助プロセッサ、メモリ、バイオス、接続回路などを含む。
金属体４３０は、メインボード４２０の製作の時に蒸着される金属薄膜であるか、又は、メインボード４２０の非接地面に後工程により付着される金属板であることができる。
金属体４３０は、該当通信サービス帯域で共振することができ、導電体の接近により静電容量が適切に変化し得る形状を持つ。
金属体４３０は、通信モジュール部４４０から電流を供給される給電端４３１を構成してモノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）タイプのアンテナとして動作する。金属体４３０の給電端４３１は、通信モジュール部４４０と線路４４１を介して電気的に接続され、近接センサモジュール部４５０は、金属体４３０と線路４５１を介して電気的に接続される。また、金属体４３０は、端末の外郭に位置している方がアンテナの性能及び近接センサの性能の確保には有利である。
図５は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図５に示すように、装置５００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体５３０と、これと連動する第１通信モジュール部５４０、第２通信モジュール部５６０及び近接センサモジュール部５５０が具備されたメインボード５２０とを含む。
金属体５３０は、該当通信サービス帯域で共振することができ、導電体の接近に対して静電容量が適切に変化し得る形状を持つ。金属体５３０は、第１通信モジュール部５４０、第２通信モジュール部５６０及び近接センサモジュール部５５０に、それぞれの線路５４１、５５１、５６１により電気的に接続されて電流を供給される。金属体５３０は、モノポールタイプのアンテナとして動作して、第１通信モジュール部５４０が処理する通信サービス帯域の信号と、第２通信モジュール部５６０が処理する通信サービス帯域の信号を送受信する。
本実施形態による装置５００は、二つの通信モジュール部５４０、５６０で構成されるが、金属体５３０を放射体とするそれ以上の通信モジュール部で構成されることもできる。
さらに、本実施形態による装置５００は、近接センサモジュール部５５０以外にも、金属体５３０をセンサ用部材として用いるそれ以上のセンサモジュール部で構成することもできる。
図６は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図６に示すように、装置６００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体６３０と、これと連動する通信モジュール部６４０及び近接センサモジュール部６５０が具備されたメインボード６２０とを含む。
金属体６３０は、該当通信サービス帯域で共振することができ、導電体の接近により静電容量が適切に変化し得る形状を持つ。金属体６３０は、電流を供給されるための一つの給電端６３１を構成してモノポールタイプのアンテナとして動作する。図４の実施形態とは異なり、金属体６３０の一つの給電端６３１から分岐された線路６４１、６５１が、通信モジュール部６４０と近接センサモジュール部６５０とに電気的に接続される。
図７は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装置７００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体７３０と、これと連動する通信モジュール部７４０及び近接センサモジュール部７５０が具備されたメインボード７２０とを含む。
図７の（Ａ）に示すように、通信モジュール部７４０と近接センサモジュール部７５０は、金属体７３０の互いに異なる給電端７３１、７３２に線路７４１、７５１を介して電気的に接続される。したがって、通信モジュール部７４０が処理する信号と近接センサモジュール部７５０が処理する信号とを分岐することができる。
近接センサモジュール部７５０が金属体７３０に電気的に接続される末端７３２は、アンテナ性能に影響を与えない場所に位置することが好ましい。
図７の（Ｂ）に示すように、金属体７３０の給電端７３１は、分岐された線路７４１、７５１を介して通信モジュール部７４０と近接センサモジュール部７５０とに電気的に接続される。装置７００は、通信モジュール部７４０が処理する信号と近接センサモジュール部７５０が処理する信号とを分岐するためのフィルタ７７７を具備することができる。
一例として、通信モジュール部７４０は６００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ帯域の信号を処理し、近接センサモジュール部７５０は１ＭＨｚ〜１３ＭＨｚ帯域の信号を処理する。
特に、装置７００は、近接センサモジュール部７５０がアンテナ性能を劣化させることを防ぐために少なくとも一つ以上のアンテナ素子、一例として、フローティングインダクタ（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）７８０を、近接センサモジュール部７５０の端に構成する。
図７に示したように、フローティングインダクタ７８０は、金属体７３０と近接センサモジュール部７５０とを接続する線路７５１に構成される。
図８は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装置８００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体８３０と、これと連動する通信モジュール部８４０及び近接センサモジュール部８５０が具備されたメインボード８２０とを含む。
金属体８３０は、電流を供給される給電端８３１と、接地のための接地端８３２とを持つ逆Ｆアンテナ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ：ＩＦＡ）又は板状逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ：ＰＩＦＡ）として動作することができる。
金属体８３０の給電端８３１は、線路８４１を介して通信モジュール部８４０と電気的に接続され、金属体８３０の接地端８３２は、線路を介してメインボード８２０の接地面（ｇｒｏｕｎｄ）８２１と電気的に接続される。
通信モジュール部８４０と近接センサモジュール部８５０は、金属体８３０の互いに異なる給電端８３１、８３３と線路８４１、８５１を介して電気的に接続される。
したがって、通信モジュール部８４０が処理する信号と、近接センサモジュール部８５０が処理する信号とを分岐させることができる。
図８の（Ｂ）に示すように、金属体８３０の給電端８３１は、分岐された線路８４１、８５１を介して通信モジュール部８４０と近接センサモジュール部８５０に電気的に接続される。装置８００は、通信モジュール部８４０が処理する信号と近接センサモジュール部８５０が処理する信号とを分岐するためのフィルタ８７７を具備することができる。
特に、装置８００は、近接センサモジュール部８５０がアンテナの性能を劣化させることを防ぐため、アンテナ素子、一例として、フローティングインダクタ８８０を近接センサモジュール部８５０の端に構成する。図８に示したように、フローティングインダクタ８８０は、金属体８３０と近接センサモジュール部８５０を接続する線路８５１に構成される。
さらに、金属体８３０がメインボード８２０の接地面８２１に接地されると、近接センサモジュール部８５０は正常に動作しないので、これを防ぐため接地端３３２に少なくとも一つ以上のアンテナ素子、一例として、直列コンデンサ（ｓｅｒｉｅｓ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８９０を構成する。
図８に示したように、前記直列コンデンサ８９０は接地端８３２と接地面８２１を接続する線路に構成される。接地端８３２に構成された直列コンデンサ８９０によって、近接センサモジュール部８５０は、接地端８３２が開放されていると認識して正常に動作することができる。
図９は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装置９００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体９３０と、これと連動する図示しない通信モジュール部及び近接センサモジュール部が具備
されたメインボード９２０とを含む。
特に、金属体９３０は、メインボード９２０に固定される射出成形物（以下、「キャリア」と称する）９７０に付着される。金属体９３０は、キャリア９７０の外面に沿って折り曲げられた形状を持つ。
図９の（Ａ）に示すように、通信モジュール部と近接センサモジュール部は、金属体９３０の互いに異なる給電端９３１、９３３と線路９４１、９５１を介して電気的に接続される。
したがって、通信モジュール部が処理する信号と、近接センサモジュール部が処理する信号とを分岐することができる。
金属体９３０は、通信モジュール部からの給電によってモノポールアンテナとして動作する。また、近接センサモジュール部は、金属体９３０の静電容量を感知しこれを制御部に出力する。
図９の（Ｂ）に示すように、金属体９３０の給電端９３１は、分岐された線路９４１、９５１を介して通信モジュール部と近接センサモジュール部とに電気的に接続される。この時、装置９００は、通信モジュール部が処理する信号と、近接センサモジュール部９５０が処理する信号とを分岐するためのフィルタ９７７を具備することができる。
特に、装置９００は、近接センサモジュール部がアンテナ性能を劣化させることを防ぐため、アンテナ素子、一例として、フローティングインダクタ９８０を近接センサモジュール部の端に構成する。
図９に示したように、フローティングインダクタ９８０は、金属体９３０と近接センサモジュール部を接続する線路９５１に構成される。
図１０は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装置１０００は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信して接近する導電体との距離により静電容量が変化する金属体１０３０と、これと連動する図示しない通信モジュール部及び近接センサモジュール部が具備されたメインボード１０２０とを含む。
特に、金属体１０３０は、メインボード１０２０に固定される射出成形物（以下、「キャリア」と称する）１０７０に付着される。金属体１０３０は、キャリア１０７０の外面に沿って折り曲げられた形状を持つ。
金属体１０３０は、電流を給電される給電端１０３１と接地のための接地端１０３２を持つ逆Ｆアンテナ又は板状逆Ｆアンテナとして動作することができる。
金属体１０３０の給電端１０３１は、線路１０４１を介して通信モジュール部と電気的に接続され、金属体１０３０の接地端１０３２は、線路を介してメインボード１０２０の接地面１０２１と電気的に接続される。
図１０の（Ａ）に示すように、通信モジュール部と近接センサモジュール部は、金属体１０３０の互いに異なる給電端１０３１、１０３３と線路１０４１、１０５１を介して電気的に接続される。したがって、通信モジュール部処理する信号と近接センサモジュール部処理する信号とを分岐することができる。
図１０の（Ｂ）に示すように、金属体１０３０の給電端１０３１は、分岐された線路１０４１、１０５１により通信モジュール部と近接センサモジュール部とに電気的に接続される。装置１０００は、通信モジュール部が処理する信号と、近接センサモジュール部が処理する信号とを分岐するためのフィルタ１０７７を具備することができる。
特に、装置１０００は、近接センサモジュール部がアンテナの性能を劣化させることを防ぐため、アンテナ素子、一例として、フローティングインダクタ１０８０を近接センサモジュール部の端に構成する。図１０に示したように、フローティングインダクタ１０８０は、金属体１０３０と近接センサモジュール部とを接続する線路１０５１に構成される。
なお、金属体１０３０がメインボード１０２０の接地面１０２１に接地されると、近接センサモジュール部は正常に動作しないので、これを防ぐため接地端１０３２に少なくとも一つ以上のアンテナ素子、一例として、直列コンデンサ１０９０を構成する。
図１０に示したように、直列コンデンサ１０９０は、接地端１０３２と接地面１０２１とを接続する線路に構成される。接地端１０３２に構成された直列コンデンサ１０９０によって、近接センサモジュール部は接地端１０３２が開放されていると認識し、正常に動作することができる。
図１１及び図１２は、本発明の一実施形態によるアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置を示す図である。
図１１は図７の実施形態の装置７００と類似の構成を持ち、図１２は図８の実施形態の装置８００と類似の構成を持つ。ただし、図１１の実施形態の装置１１００の金属体１１３０と図１２の実施形態の装置１２００の金属体１２３０は、図７及び図８の金属体７３０、８３０とは大別される。
図１１及び図１２の金属体１１３０、１２３０は、端末の外観を形成するケースフレーム１１１０、１２１０にまで延長されて構成される。さらに、金属体１１３０、１２３０は、端末の外観を形成するケースフレーム１１１０、１２１０に構成される金属部材を含むことができる。
一例として、外部に露出されて端末の外観を美麗にするように、ケースフレーム１１１０、１２１０に構成された金属枠がアンテナ及びセンサ用部材として動作することができる。
図１３は、本発明の一実施形態による携帯無線端末の構成を示すブロック図である。
図１３に示すように、携帯無線端末は、制御部１３１０、アンテナ１３２０、近接センサモジュール部１３４０、通信モジュール部１３５０、アンテナマッチング部１３５５、表示部１３６０、保存部１３７０、コーデック１３８０、スピーカ１３８１、マイク１３８２、及び入力部１３９０を含む。
制御部１３１０は、端末の全般的な動作を制御する。特に、制御部１３１０は後述する通信モジュール部１３５０の送受信信号を処理するモデムを含む。
これに限定されず、通信モジュール部１３５０が送受信信号を個別的に処理するようにする具現も可能である。
通信モジュール部１３５０は、アンテナ１３２０とアンテナマッチング部１３５５を介して送受信する該当通信サービス帯域の信号を処理する。
通信モジュール部１３５０は、少なくとも一つ以上の通信モジュール部（１３５０−１）、・・・、（１３５０−Ｎ）を含み、各通信モジュール部（１３５０−１）、・・・、（１３５０−Ｎ）は、各通信サービス帯域を分担する。
制御部３１０は、通信環境（例えば、異種網へのハンドオーバ）、使用者が設定した環境によって該当通信モジュール部を決定する。
アンテナ１３２０は、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信できる。
さらに、アンテナ１３２０は、近接センサモジュール部１３４０のセンサ用部材として兼用する。本発明の一実施形態により、一つのアンテナが二つの用途として用いられ、これにより実装空間が確保され工程費の節減が可能になる。
上記携帯端末は、アンテナ１３２０介して受信する信号のうち、通信モジュール部１３５０が処理する信号と近接センサモジュール部１３４０が処理する信号とを分岐するためのフィルタを、分岐部１３７８にさらに構成する。
近接センサモジュール部１３４０は、アンテナ１３２０と導電体（例えば、手）との距離により変化する静電容量を制御部１３１０に出力する。また、近接センサモジュール部１３４０は、アンテナ１３２０と導電体（例えば、手）との距離により変化する静電容量がしきい値に到達した場合にのみ該当信号を制御部１３１０に出力する。
本実施形態によれば、近接センサモジュール部１３４０から受信した静電容量がしきい値に到達したか、近接センサモジュール部１３４０から該当信号を受信すると、制御部１３１０は、アンテナ１３２０に供給される電力を下げて比吸収率を低減させることができる。
さらに、制御部１３１０は、近接センサモジュール部１３４０から受信した静電容量の大きさ、又は近接センサモジュール部１３４０からの近接信号の受信有無によって、アンテナ１３２０と調和してアンテナ性能を確保するアンテナマッチング部１３５５を制御する。
一例として、近接センサモジュール部１３４０から近接信号を受信しないと、制御部１３１０は第１方法でアンテナマッチング部１３５５を制御し、近接センサモジュール部１３４０から近接信号を受信すると、制御部１３１０は第２方法でアンテナマッチング部１３５５を制御する。近接センサモジュール部１３４０から近接信号が発生したということは、アンテナ１３２０に導電体が近接したということを意味する。
アンテナマッチング部１３５５は、コンデンサ、インダクタなどのアンテナ素子からなる回路であり、制御部１３１０の予め設定された制御によりアンテナマッチング部１３５５のキャパシタンス又はインダクタが調節される。
これとは異なり、アンテナマッチング部１３５５は図１４に示すように、制御部１３１０の制御下で、アンテナ１３２０と共に共振するか又は共振しない補助アンテナ１３３０を構成することもできる。
図１４に示すように、アンテナマッチング部１３５５は、制御部１３１０の制御により補助アンテナ１３３０を電気的に接続するか又は接続しない動作を行うスイッチング装置１３５５を含む。
さらに、本発明は、近接センサモジュール部１３４０を代替する様々なセンサモジュール部を具備することができる。
一例として、端末は、タッチセンサモジュール部、熱センサモジュール部、湿度センサモジュール部などを構成することができる。
ただし、アンテナ１３２０は、このようなセンサモジュール部のためのセンサ用部材として兼用するということが重要である。
また、制御部１３１０は、このようなセンサモジュール部から取得した情報からアンテナマッチング部１３５５を制御することもできる。一例として、熱センサモジュール部は、アンテナ１３２０を介して変化する温度を感知して、これを制御部１３１０に知らせる。アンテナ１３２０の性能を劣化させる温度が感知される場合、制御部１３１０は、アンテナマッチング部１３５５を制御してアンテナの性能を確保することができる。
表示部１３６０、保存部１３７０、コーデック１３８０、入力部１３９０、マイク１３８１及びスピーカ１３８２は端末の公知の構成であるので、これらについての説明は省略する。
結論として、本発明による携帯無線端末でのアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置は、工程費が少なく端末をスリム化し、アンテナ性能とセンサ性能を共に確保することができる。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
２０ 携帯無線端末
２１ スピーカ
２２ ディスプレイ
２３ キーパッドアセンブリ
２４ マイクロホン
３１０ 制御部
３２０ 第１アンテナ
３３０ 第２アンテナ
３４０、４５０、７５０、８５０ 近接センサモジュール部
３５０、４４０、７４０、８４０ 通信モジュール部
３６０ 表示部
３７０ 保存部
３８０ コーデック
３８１ スピーカ
３８２ マイク
３９０ 入力部
４００、７００、８００ アンテナとセンサ用部材を兼用する金属体と連動する装置
４２０ メインボード
４３０、５３０、６３０、７３０、８３０ 金属体
４３１ 給電端
４４１、４５１、７４１、７５１、８４１、８５１ 線路
７７７、８７７ フィルタ
７８０、８８０ フローティングインダクタ
８９０ 直列コンデンサ

Claims (20)

  1. アンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体及びこれと連動する装置において、
    少なくとも一つ以上の通信サービス帯域で信号を送受信し、被感知体に対応する金属体と、
    前記金属体が送受信する信号を処理する通信モジュール部と、前記金属体から被感知体に対応する情報を取得するセンサモジュール部とを具備したメインボードとを有することを特徴とするアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  2. 前記金属体は、前記通信モジュール部と電気的に接続される第１端と、
    前記センサモジュール部と電気的に接続される第２端とを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  3. 前記金属体は、前記通信モジュール部とセンサモジュール部とに電気的に接続される一つの端を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  4. 前記メインボードは、前記通信モジュール部の信号と前記センサモジュール部の信号とを分岐するフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  5. 前記メインボードは、前記金属体と前記通信モジュール部を電気的に接続する第１線路と、
    前記金属体と前記センサモジュール部を電気的に接続する第２線路とを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  6. 前記第２線路は、フローティングインダクタ（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  7. 前記金属体は、前記メインボードの接地面（ｇｒｏｕｎｄ）と電気的に接続される第３端をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  8. 前記メインボードは、前記金属体の第３端と前記接地面を電気的に接続する線路を構成し、前記線路に直列コンデンサ（ｓｅｒｉｅｓ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を構成することを特徴とする請求項７に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  9. 前記メインボードは、制御部の制御下でキャパシタンス又はインダクタを変更して前記金属体の共振特性を調節するアンテナマッチング部と、
    前記センサモジュール部から受信した情報又は信号によって前記アンテナマッチング部を制御する前記制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  10. 前記アンテナマッチング部は、補助アンテナと、該補助アンテナを前記制御部の制御によって電気的に接続するか否かを行うスイッチング装置を含む回路であることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  11. 前記制御部は、前記センサモジュール部から受信した情報がしきい値に到達しないと前記アンテナマッチング部を第１方法で制御し、
    前記センサモジュール部から受信した情報がしきい値に到達すると前記アンテナマッチング部を第２方法で制御することを特徴とする請求項９に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  12. 前記センサモジュール部は、前記金属体からの被感知体に対する情報がしきい値に到達する場合は、前記制御部に該当信号を出力し、前記制御部は前記センサモジュール部から該当信号が受信されないと前記アンテナマッチング部を第１方法で制御し、前記センサモジュール部から該当信号が受信されると前記アンテナマッチング部を第２方法で制御することを特徴とする請求項９に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  13. 前記センサモジュール部は、前記金属体の静電容量の変化量がしきい値に到達すると近接信号を制御部に出力し、前記制御部は前記センサモジュール部からの近接信号の受信有無によって前記アンテナマッチング部の制御を異ならせることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  14. 前記センサモジュール部は、前記金属体の静電容量の変化量がしきい値に到達すると近接信号を制御部に出力し、前記制御部は前記センサモジュール部から近接信号を受信する場合は前記金属体へ提供される電流を下げることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  15. 前記金属体は、前記メインボードの製作時に蒸着され後工程によりメインボードの非接地面に付着されたもの、又は前記メインボードに固定される射出成形物に付着されたもののいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  16. 前記金属体は、端末の外観を形成するケースフレームに構成される金属部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  17. 前記ケースフレームに構成される金属部材は、
    外部に露出されて前記ケースフレームの周りに形成される金属枠であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  18. 前記センサモジュール部は、前記金属体の静電容量の変化を感知できるタッチセンサモジュール部、近接センサモジュール部、及び湿度センサモジュール部の内のいずれか一つであるか、又は、前記金属体の抵抗の変化を感知できる湿度センサモジュール部及び熱センサモジュール部の内のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  19. 前記金属体は、モノポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、板状逆Ｆアンテナの内のいずれか一つのタイプとして共振することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
  20. 前記通信モジュール部は、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＰＣＳ、ＤＣＳ、ＷＣＤＭＡ、ＥＶＤＯ、ＨＳＰＡ、ＧＰＳ、ＢＴ及びＷｉＦｉのうち、少なくとも一つ以上の通信サービス帯域の信号を処理することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ及びセンサ用部材として兼用する金属体と連動する装置。
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