JP6900101B2 - ディスプレイの内蔵アンテナ - Google Patents

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Description

本発明は、給電装置を含むディスプレイの内蔵アンテナに関する。
４Ｇ(4th Generation)通信システムの商用化以後に増加している無線データトラフィック需要を満たすために、改善された５Ｇ(5th Generation)通信システム又はｐｒｅ-５Ｇ通信システムを開発するための努力がなされている。そのため、５Ｇ通信システム又はｐｒｅ-５Ｇ通信システムは、４Ｇネットワーク以後(beyond 4G network)通信システムまたはＬＴＥシステム以後(post LTE)システムと呼ばれている。
高いデータ伝送率を達成するために、５Ｇ通信システムは、ミリメートル波(ｍｍＷａｖｅ)帯域(例えば、６０ギガ(６０ＧＨｚ)帯域)での実現が考慮されている。５Ｇ通信システムでは、超高周波帯域で電波の経路損失の緩和及び電波の伝達距離を増加させるために、ビームフォーミング(beam forming)、大規模多重入力多重出力(ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ)、全次元多重入力多重出力(ＦＤ-ＭＩＭＯ)、アレイアンテナ、アナログビームフォーミング、及び大規模アンテナ(large scale antenna)技術などが論議されている。
さらに、システムのネットワーク改善のために、５Ｇ通信システムでは、進化した小型セル、改善された小型セル、クラウド無線アクセスネットワーク(ｃｌｏｕｄ ＲＡＮ)、超高密度ネットワーク(ultra-dense network)、Ｄ２Ｄ(Device to Device)通信、無線バックホール、移動ネットワーク、協力通信(cooperative communication)、ＣｏＭＰ(Coordinated Multi-Points)、及び受信干渉除去(interference cancellation)などの技術が開発されている。
その他にも、５Ｇ通信システムでは、進歩した符号化変調(ＡＣＭ)方式であるＦＱＡＭ(hybrid frequency shift keying(FSK) and quadrature amplitude modulation(QAM) Modulation)及びＳＷＳＣ(Sliding Window Superposition Coding）、進歩したアクセス技術であるＦＢＭＣ(Filter Bank Multi Carrier)、ＮＯＭＡ(Non Orthogonal Multiple Access)、及びＳＣＭＡ(Sparse Code Multiple Access)などが開発されている。
一般的に、５Ｇ通信をサポートする無線通信端末はディスプレイを具備する。このディスプレイは、透明電極に基づいたディスプレイの内蔵アンテナを有する。例えば、ディスプレイの内蔵アンテナは、一般的なコイルライン又はＰＣＢ(Printed Circuit Board)金属レイヤに比べて相対的に薄い厚さを有する特性がある。それによって、電流が印加される場合、熱による抵抗損失(ohmic loss）が相対的に高いことがある。さらに、半導体工程に基づいて透明電極の厚さを持続的に増加するのに限界があるという問題があった。
上記した情報は、本発明の開示の理解を助けるための背景情報として表示されるだけである。上記のいずれかが本発明に関する従来技術として適用されるか否かに関しては、何の決定も判定も下されていない。
したがって、上記した従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、ディスプレイの内蔵アンテナに含まれるコイルを実現する場合にＱ値を極大化する方法を提供することにある。例えば、抵抗値の過度な上昇が抑制可能である場合、およそ２倍のＱ値が実現される。
本発明の他の目的は、並列給電のためのマルチレイヤ構造を有するコイルに同一の位相の電流を供給する装置を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、ディスプレイの内蔵アンテナが提供される。上記ディスプレイ内蔵アンテナは、所定間隔で離隔されるように構成される少なくとも２つのコイルと、少なくとも２つのコイルが並列に接続されるように少なくとも２つのコイルの給電端子を具備し、具備された給電端子を通じて少なくとも２つのコイルに電流を供給する集積回路(ＩＣ)とを含む。少なくとも２つのコイルに流れる電流の位相が、ＩＣにより供給される電流によって同一である。
本発明の他の態様によれば、ディスプレイの内蔵アンテナが提供される。上記ディスプレイ内蔵アンテナは、円環状の第１のアンテナと、第１のアンテナと同一の平面上に配置され、第１のアンテナの中心空間内に略同軸上に配置される円形状の第２のアンテナと、第１のアンテナと第２のアンテナの駆動電流を供給する集積回路(ＩＣ)と、ＩＣにより供給される前記駆動電流が第１のアンテナに備えられる給電端子と第２のアンテナに備えられる給電端子に並列に供給されるようにＩＣと第１及び第２のアンテナを接続する第１の導電体とを含む。
本発明は、ディスプレイ内蔵アンテナ向けの給電装置において抵抗値を減少させて認識距離を増加させ、それによって消費電力を減少することができる。
本発明による実施形態の上記及び他の態様、特徴、及び利点は、添付の図面と共に述べる以下の詳細な説明から、一層明らかになるはずである。
本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対する他の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の他の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対するもう一つの例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対するもう一つの例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の他の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の視認性を考慮してコイルを設計する一例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の視認性を考慮してコイルを設計する他の例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置に備えられるコイルと本体を接続する断面組み立ての一例を示す図である。 本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置に備えられるコイルと本体を接続する両面組み立ての一例を示す図である。 本発明の多様な実施形態による実際製造されたディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の一例を示す図である。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
添付の図面を参照した下記の説明は、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるような本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供するものであり、この理解を助けるための様々な特定の詳細を含むが、唯一つの実施形態に過ぎない。従って、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、ここに説明する実施形態の様々な変更及び修正が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。なお、公知の機能又は構成に関する具体的な説明は、明瞭性と簡潔性のために省略する。
次の説明及び請求項に使用する用語及び単語は、辞典的意味に限定されるものではなく、発明者により本発明の理解を明確且つ一貫性があるようにするために使用する。従って、特許請求の範囲とこれと均等なものに基づいて定義されるものであり、本発明の実施形態の説明が単に実例を提供するためのものであって、本発明の目的を限定するものでないことは、本発明の技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
本明細書に記載の各要素は、文脈中に特に明示しない限り、複数形を含むことは、当業者には理解できるものである。したがって、例えば、“コンポーネント表面（a component surface）”との記載は、１つ又は複数の表面を含む。
‘含む’又は‘有する’などの用語は、明細書上に記載された該当特徴（例えば、数値、機能、動作、又は構成要素のようなエレメント）が存在することを指定し、追加的な特徴の存在を排除しないことを理解しなければならない。
本明細書では、“Ａ又はＢ”、“Ａ又は/及びＢのうち少なくとも一つ”、“Ａ又は/及びＢのうち一つ以上”の表現は、記載された項目のすべての組み合わせを含むことができる。例えば、“Ａ又はＢ”、“Ａ及びＢのうち少なくとも一つ”、又は“Ａ又はＢのうち少なくとも一つ”は、（１）少なくとも一つのＡを包含、（２）少なくとも一つのＢを包含、あるいは（３）少なくとも一つのＡ及び少なくとも一つのＢの両方ともを包含のあらゆるケースを称する。
多様な実施形態で使用される“第１”、“第２”のように序数を含む表現は、多様な構成要素を順序及び/または重要度に関係なく修飾するが、該当構成要素を限定するものではない。これら表現は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使われる。例えば、第１のユーザー機器と第２のユーザー機器は、順序または重要度に関係なく、異なるユーザー機器を示すことができる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、かつ第１の構成要素は第２の構成要素と呼ばれてもよく、同様に第２の構成要素も第１の構成要素と変更して呼ばれてもよい。
一つのエレメント(例えば、第１のエレメント)が他のエレメント(例えば、第２のエレメント)に“(機能的に又は通信的に)結合又は接続される”と記載された場合に、一つのエレメントが他のエレメントに直接に接続されるか、あるいは他のエレメント(例えば、第３のエレメント)を介して接続されると理解されなければならない。一方、一つのエレメント(例えば、第１のエレメント)が他のエレメント(例えば、第２のエレメント)に“直接接続される”、あるいは“直接結合される”と記載された場合には、これらエレメント間に他のエレメント(例えば、第３のエレメント)が存在しないと理解されることができる。
本明細書で使われる表現“〜するように構成される(configured to)”は、状況に従って、例えば“〜に適合した(suitable for)”、“〜する能力を有する(having the capacity to)”、“〜するように設計される(designed to)”、“〜するように構成される(adapted to)”、“〜するように作られる(made to)”、または“〜ができる(capable of)”に変更できる。用語“〜するように構成される”は、ハードウェア的に“特別に設計される(specifically designed to)”ことを必ずしも意味するものではない。あるいは、場合によっては、表現“〜するように構成される装置”は、その装置が他の装置または構成要素とともに“〜ができる”ことを意味する。例えば、文句“Ａ，Ｂ，及びＣを実行するように構成(または設定)されるプロセッサ”は、対応する動作を遂行するための専用プロセッサ(例えば、埋め込みプロセッサ)、またはメモリ装置に格納されている一つ以上のソフトウェアプログラムを実行することで、対応動作を遂行できる汎用プロセッサ(generic-purpose processor)(例えば、ＣＰＵ又はアプリケーションプロセッサ(ＡＰ))を意味することができる。
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されるものであって、他の実施形態の範囲を限定するものではない。単数の表現は、コンテキスト中に特記で明示されない限り、複数の表現を含むことができる。ここで使用される技術的及び科学的な用語を含むすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者には一般的に理解される意味と同一の意味を有する。一般的に使用される辞典で定義されるような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解析されなければならなく、ここで明白に定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解析されない。
図１は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成を示す。
図１を参照すると、集積回路(ＩＣ)１１０は、ディスプレイに含まれたマルチレイヤ構造を有する複数のコイル１２０，１３０に電流を供給する。複数のコイル１２０，１３０は、異なる機能を実行するために提供される。例えば、複数のコイル１２０，１３０は、近距離通信(Near Field Communication：ＮＦＣ)用コイルと磁気セキュア伝送(Magnetic Secure Transmission：ＭＳＴ)用コイルを含むことができる。この場合、ＮＦＣ用コイルは、ＮＦＣをサポートするアンテナとして動作し、ＭＳＴ用コイルは、ＭＳＴをサポートするアンテナとして動作する。
例えば、ＩＣ１１０は、２個の給電端子‘ａ’，‘ｂ’を通じてマルチレイヤ構造を有する複数のコイル１２０，１３０に電流を供給できる。すなわち、ＩＣ１１０により供給される電流は、給電端子‘ａ’を通じてマルチレイヤ構造によって並列に接続される複数のコイル１２０，１３０に供給される。これによって、複数のコイル１２０，１３０に同一の位相の電流が供給され得る。給電端子‘ａ’に供給された電流は、複数のコイル１２０，１３０の各々を通じて流れ、その後に給電端子‘ｂ’を通じて出力される。
一実施形態によれば、マルチレイヤ構造を有する２つのコイル(トップコイル１２０とボトムコイル１３０)は、所定間隔で上下方向に離隔され、並列構造を有するために同一の入力給電端子‘ａ’と同一の出力給電端子‘ｂ’により接続され得る。したがって、並列給電方式により２つのコイル(トップコイル１２０、ボトムコイル１３０)に電流が供給される。
入力給電端子‘ａ’に印加される電流(ＩIN）は、キルヒホッフ(Kirchoff)の法則に従って下記の＜数式１＞により定義される。
ＩIN＝Ｉtop＋Ｉbottom ・・・＜数式１＞
＜数式１＞で、Ｉtopはトップコイルを通して流れる電流量を示し、Ｉbottomはボトムコイルを通して流れる電流量を示す。
入力給電端子‘ａ’及び出力給電端子‘ｂ’でコイル側から見た入力抵抗(ＲIN）は、下記の＜数式２＞により定義できる。
Figure 0006900101
 ＜数式２＞に基づき、入力抵抗(ＲIN）は、トップコイルの抵抗値(Ｒtop Coil）とボトムコイルの抵抗値(Ｒbottom Coil）が並列接続される結果値に対応する。
したがって、ディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置に備えられるコイルが並列接続されるマルチレイヤ構造を有するように構成される場合、抵抗値が低減できることに注意すべきである。これは、ディスプレイに具備される内蔵アンテナ用給電装置から最適のＱ値を取り出すようにする。これは、下記の＜数式３＞により確認できる。
Figure 0006900101
＜数式３＞によると、Ｑ値は抵抗値(Ｒ)に反比例し、インダクタンス(Ｌ)値に比例することが知られる。すなわち、小さいＱ値を得るために、抵抗値を減少させ、インダクタンス値を増加すべきである。したがって、図１に示した並列構造を有するコイル１２０，１３０は、抵抗値を下げる原因となる。
図２は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成を示す。
図２を参照すると、トップコイル２２０とボトムコイル２３０は、マルチレイヤ構造を有する。さらに、トップコイル２２０とボトムコイル２３０は、ＩＣ２１０から供給される電流ＩINが入力される共通の入力給電端子‘ａ’を使用し、ＩＣ２１０に電流ＩOUTを出力する共通の出力給電端子‘ｂ’を使用する並列構造を有する。
入力給電端子‘ａ’に入力される電流ＩINによって、トップコイル２２０に電流Ｉtopが流れ、ボトムコイル２３０に電流Ｉbottomが流れる。入力給電端子‘ａ’の前に位置するダイオードと出力給電端子‘ｂ’の後に位置するダイオードは、必要に応じて選択的に適用されてもよい。
図３は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対する他の例を示す。
図３を参照すると、ＩＣ３１０は、ディスプレイに内蔵されたマルチレイヤ構造を有する複数のコイル３２０，３３０に電流を供給する。例えば、ＩＣ３１０は、２つの給電端子‘ａ’、‘ｂ’を通じてマルチレイヤ構造を有する複数のコイル３２０，３３０に電流を供給できる。すなわち、ＩＣ３１０により供給される電流は、給電端子‘ａ’を通じて並列接続される複数のコイル３２０，３３０に供給される。それによって、複数のコイル３２０，３３０に同一の位相の電流が供給され得る。給電端子‘ａ’に供給される電流は、複数のコイル３２０，３３０の各々を通して流れた後に、給電端子‘ｂ’を通じて出力される。
さらに、ディスプレイに備えられる内蔵アンテナ用給電装置から最適のＱ値を取り出すために、ボトムコイル３３０のインダクタンス値が増加することがある。ボトムコイル３３０に追加されるインダクタ(inductor)３４０は、Ｑ値を低めるために追加される。
例えば、追加されたインダクタ３４０が考慮されない場合、ボトムコイル３３０のインダクタンス値(Ｌbottom wire）は、下記の＜数式４＞により定義される。
Ｌbottom wire＝μoμr(Ｉｎ(８Ｒ/ａ)-２) ・・・＜数式４＞
＜数式４＞において、Ｒはボトムコイルの半径を意味し、ａはワイヤの厚さ(ｍｍ)を意味し、μoは１.４２７ｎＨに対応する。
しかし、追加されたインダクタ３４０によるインダクタンス値(Ｌｕｍｐｅｄ Ｌ）が考慮される場合、全体インダクタンス値(Ｌbottom）は、下記の＜数式５＞により定義される。
Ｌbottom＝Ｌｕｍｐｅｄ Ｌ＋Ｌbottom wire ・・・＜数式５＞
＜数式５＞によれば、純粋ボトムコイル３３０のインダクタンス値(Ｌbottom wire)がインダクタ３４０によるインダクタンス値(Ｌｕｍｐｅｄ Ｌ）に追加されることが確認できる。これは、Ｑ値がインダクタンス値に比例する特性を考慮すると、該当Ｑ値を増加させる原因となる。
しかしながら、Ｑ値を増加するためのインダクタ３４０は、ボトムコイル３３０でなくトップコイル３２０に設置され得る。さらに、インダクタ３４０は、ボトムコイル３３０又はトップコイル３２０の特定位置に限定して設置される必要はない。すなわち、インダクタ３４０がボトムコイル３３０又はトップコイル３２０上の如何なる位置に設置されても類似した目的が得られることである。
一実施形態によれば、追加されたインダクタ３４０のインダクタンス(inductance）は、トップコイル３２０のインダクタンス(Ｌtop）とボトムコイル３３０のインダクタンス(Ｌbottom）を考慮して決定できる。例えば、ボトムコイル３３０にインダクタ３４０が追加される場合、このインダクタが追加されたボトムコイル３３０のインダクタンス(Ｌbottom）とトップコイル３２０のインダクタンス(Ｌtop）が同一であり得る。このような理由で、インダクタ３４０は、トップコイル３２０とボトムコイル３３０との間により小さいインダクタンスを有するコイルに追加されてもよい。
図４は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成の他の例を示す。
図４を参照すると、トップコイル４２０とボトムコイル４３０はマルチレイヤ構造を有する。さらに、トップコイル４２０とボトムコイル４３０は、ＩＣ４１０から供給される電流ＩINが入力される共通の入力給電端子‘ａ’を使用し、ＩＣ４１０に電流ＩOUTが出力される共通の出力給電端子‘ｂ’を使用するための並列構造を有する。
入力給電端子‘ａ’に入力された電流ＩINによって、トップコイル４２０に電流Ｉtopが流れ、ボトムコイル４３０に電流Ｉbottomが流れる。入力給電端子‘ａ’の前に位置するダイオードと出力給電端子‘ｂ’の後に位置するダイオードは必要に応じて選択的に適用できる。
入力給電端子‘ａ’とボトムコイル４３０との間にインダクタ４４０が追加され得る。追加されたインダクタ４４０は、所定のインダクタンス値(Ｌｕｍｐｅｄ Ｌ）を有する。したがって、ボトムラインの全体インダクタンス値(Ｌbottom）は、ボトムコイル３３０のインダクタンス値(Ｌbottom wire)にインダクタ４４０のインダクタンス値(Ｌｕｍｐｅｄ Ｌ）を追加して生成された値により決定され得る。
図５は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す。
図５を参照すると、トップコイル５２０とボトムコイル５３０はマルチレイヤ構造を有する。さらに、トップコイル５２０とボトムコイル５３０は、ＩＣ５１０から供給される電流ＩINが入力される共通の入力給電端子‘ａ’を使用し、ＩＣ５１０に電流ＩOUTを出力する共通の出力給電端子‘ｂ’を使用するための並列構造を有する。
入力給電端子‘ａ’に入力された電流ＩINによって、トップコイル５２０に電流Ｉtopが流れ、ボトムコイル５３０に電流Ｉbottomが流れる。入力給電端子‘ａ’の前に位置するダイオードと出力給電端子‘ｂ’の後に位置するダイオードは、必要によって選択的に適用できる。
ボトムコイル５３０は、少なくとも２つのポイント５５０，５６０で金属体(metallic body)５４０と短絡(sorting)され得る。この場合、ポイント５５０を通じてボトムコイル５３０に流れる電流は、分岐されて電流Ｉbottom metalが金属体５４０に流れ、ポイント５６０を通じて戻るようになる。
ボトムコイル５３０と金属体５４０が短絡される場合、入力抵抗値(ＲIN）は減少する。その理由は、ボトムコイル５３０と金属体５４０が短絡により並列に接続される構造を有するためである。これは、下記の＜数式６＞により明確に定義できる。
Figure 0006900101
＜数式６＞において、ＲMetallic BodyとＲbottom Coilとの間で、ＲMetallic BodyがＲbottom Coilに比べて相対的に大きい値を有する関係が成立する。したがって、ＲINは、金属体５４０のない場合に比べて一層減少する。抵抗値の減少は、Ｑ値を増加させる原因として作用する。
しかしながら、金属体５４０は、必ずしもボトムコイル５３０と短絡しなければならないものではない。すなわち、金属体５４０がトップコイル５２０と短絡されても同一の効果が得られる。さらに、金属体５４０は、ボトムコイル５３０またはトップコイル５２０と２個のポイントでのみ短絡する必要はない。すなわち、金属体５４０がボトムコイル５３０又はトップコイル５２０と２個以上のポイントで短絡されても、同一の効果が得られる。
図６は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対するもう一つの例を示す。
図６を参照すると、ＩＣ６１０は、ディスプレイに内蔵されたマルチレイヤ構造を有する複数のコイル６２０，６３０に電流を供給する。例えば、ＩＣ６１０は、２つの給電端子‘ａ’、‘ｂ’を通じてマルチレイヤ構造を有する複数のコイル６２０，６３０に電流を供給できる。すなわち、ＩＣ６１０により供給される電流は、給電端子‘ａ’を通じて並列接続される複数のコイル６２０，６３０に供給される。これによって、複数のコイル６２０，６３０に同一の位相の電流が供給され得る。給電端子‘ａ’に供給された電流は、複数のコイル６２０，６３０の各々を通じて流れた後に給電端子‘ｂ’を通じて出力される。
一方、エレメントの集積化のために、接続アンテナ(connectivity antenna)６５０は、複数のコイル６２０，６３０の中心の空間に配置される。この場合、接続アンテナ６５０を管理するＩＣ６４０に接続されるライン(信号ラインと接地ライン）は、入力給電端子‘ａ’と出力給電端子‘ｂ’との間に存在するオープン空間(開口面)に位置させ得る。これは、ＩＣ６４０と接続アンテナ６５０を連結するラインによる空間損失を低減する効果を有する。
図７は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す。
図７を参照すると、トップコイル７２０とボトムコイル７３０は、マルチレイヤ構造を有する。さらに、トップコイル７２０とボトムコイル７３０は、ＩＣ７１０から供給される電流ＩINが入力される共通の入力給電端子‘ａ’を使用し、ＩＣ７１０に電流ＩOUTが出力される共通の出力給電端子‘ｂ’を使用するための並列構造を有する。
入力給電端子‘ａ’に入力された電流ＩINによって、トップコイル７２０に電流Ｉtopが流れ、ボトムコイル７３０に電流Ｉbottomが流れる。入力給電端子‘ａ’の前に位置するダイオードと出力給電端子‘ｂ’の後に位置するダイオードは、必要によって選択的に適用できる。その他に、接続アンテナ７４０が別に構成されることを確認できる。
図８は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の構成に対するもう一つの例を示す。
図８を参照すると、ＩＣ８１０は、ディスプレイに内蔵されたマルチレイヤ構造を有する複数のコイル８２０，８３０に電流を供給する。例えば、ＩＣ８１０は、２個の給電端子‘ａ’，‘ｂ’を通じてマルチレイヤ構造を有する複数のコイル８２０，８３０に電流を供給できる。すなわち、ＩＣ８１０により供給される電流は、給電端子‘ａ’を通じて並列接続される複数のコイル８２０，８３０に供給される。これによって、複数のコイル８２０，８３０に同一の位相の電流が供給される。給電端子‘ａ’に供給された電流は、複数のコイル８２０，８３０の各々を通じて流れた後に給電端子‘ｂ’を通じて出力される。
接続アンテナ８５０は、エレメントの集積化のために、複数のコイル８２０，８３０の中心の空間に位置され得る。この場合、接続アンテナ８５０を管理するＩＣ８４０に接続するためのライン(信号ラインと接地ライン）を引き出す空間確保のために、複数のコイル８２０，８３０は、多段並列構造で構成できる。すなわち、セグメントポイント８６０は、複数のコイル８２０，８３０を給電端子‘ａ’，‘ｂ’以外の他の空間で接続するように設置される。したがって、複数のコイル８２０，８３０の間に２個のセグメントポイントと合計４個の短絡ポイントを有する。
この場合、接続アンテナ８５０を管理するＩＣ８４０を接続するラインのうち、信号ラインは、給電端子によるセグメントポイントを通じて引き入りあるいは引き出され、接地ラインは、他のセグメントポイントを通じて引き入りあるいは引き出される。これは、ＩＣ８４０と接続アンテナ８５０を接続するラインによる空間損失を低減させる効果を有するようにする。
図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃは、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す。すなわち、図９Ａ乃至図９Ｃは、図８で提案された２個のセグメントポイントがボトムコイル上に配置される例を示す。しかしながら、２個のセグメントポイントは、ボトムコイルに対して存在する必要はない。すなわち、セグメントポイントは、トップコイルを対して設置されることも可能である。さらに、セグメントポイントを構成する短絡ポイント間の間隔も特定値により固定する必要はない。しかしながら、抵抗値の減少のために、短絡ポイント間の間隔を最適値として設定する必要はある。
図１０は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置の側面構成のもう一つの例を示す。
図１０を参照すると、トップコイル１０２０とボトムコイル１０３０は、マルチレイヤ構造を有する。さらに、トップコイル１０２０とボトムコイル１０３０は、ＩＣ１０１０から供給される電流ＩINが入力される共通の入力給電端子‘ａ’を使用し、ＩＣ１０１０に電流ＩOUTが出力される共通の出力給電端子‘ｂ’を使用するための並列構造を有する。
入力給電端子‘ａ’に入力された電流ＩINによって、トップコイル１０２０に電流Ｉtopが流れ、ボトムコイル１０３０に電量Ｉbottomが流れる。入力給電端子‘ａ’の前に位置するダイオードと出力給電端子‘ｂ’の後に位置するダイオードは必要によって選択的に適用できる。
ボトムコイル１０３０は、少なくとも２個のポイント１０５０，１０６０で金属体１０４０と短絡できる。この場合、ボトムコイル１０３０に流れる電流は、ポイント１０５０で分岐されて電流Ｉbottom metalが金属体１０４０に流れ、ポイント１０６０で戻るようになる。
ボトムコイル１０３０と金属体１０４０が短絡される場合、入力抵抗値(ＲIN）は減少する。その理由は、ボトムコイル１０３０と金属体１０４０が短絡により並列接続構造を有するためである。
接続アンテナ１０８０は、エレメントの集積化のために、複数のコイル１０２０，１０３０の中心の空間に位置する。この場合、接続アンテナ１０８０を管理するＩＣ１０７０を接続するためのライン(信号ラインと接地ライン）は、入力給電端子‘ａ’と出力給電端子‘ｂ’との間に存在し、あるいは別に構成されたセグメントポイントに対応するオープン空間(開口面)に位置され得る。これは、ＩＣ１０７０と接続アンテナ１０８０を接続するためのラインによる空間損失を低減させる効果を得るようにする。
図１１は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置を、視認性を考慮してコイルを設計した例を示す。
図１１を参照すると、マルチレイヤ構造で設置される接続アンテナ１１１０と並列給電方式によるコイル１１２０の直径Ｄ１とＤ２を異なって設計することによって、視認性(visibility)を向上させることができる。このようなデザインは、寄生容量(parasitic capacitance)値を最小化する方案となり得る。すなわち、容量による周波数変形を防止できる。
接続アンテナ１１１０と並列給電方式によるコイル１１２０の上下関係は変形可能である。すなわち、上記デザインにおいて、並列給電方式によるコイル１１２０は上側部に位置されてもよく、接続アンテナ１１１０は下側部に位置されてもよい。
図１２は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置を、視認性を考慮してコイルを設計する他の例を示す。
図１２を参照すると、コイル１２１０と接続アンテナ１２２０は、並列給電方式によるコイル１２１０内に接続アンテナ１２２０を設計して同一の平面上に単層構造で設置され得る。すなわち、２つのアンテナが共に位置され、ドーナッツ(円環)形状の第１のアンテナ１２１０と円形の第２のアンテナ１２２０との組み合わせが実現され得る。
第１のアンテナ１２１０と第２のアンテナ１２２０は、同一の平面上に配置され得る。第２のアンテナ１２２０は、第１のアンテナ１２１０の中心空間内に略同軸上に配置されてもよい。第１のアンテナ１２１０はＮＦＣ用アンテナであり、第２のアンテナ１２２０はＭＳＴ用アンテナである。第１のアンテナ１２１０と第２のアンテナ１２２０のうち少なくとも一つは、第２の導電体を通じて金属体に接続されてもよい。
集積回路(図示せず）は、第１のアンテナ１２１０と第２のアンテナ１２２０の駆動電流を供給できる。例えば、ディスプレイに含まれる内蔵アンテナは、集積回路により供給される駆動電流を第１のアンテナ１２１０に備えられる給電端子と第２のアンテナ１２２０に備えられる給電端子に並列に供給するように、集積回路と第１及び第２のアンテナ１２１０，１２２０を接続するための第１の導電体をさらに含んでもよい。少なくとも一つのダイオードが第１の導電体上に具備され得る。
集積回路により供給される駆動電流によって、第１のアンテナ１２１０に流れる電流の位相は、第２のアンテナ１２２０に流れる電流の位相と同一である。さらに、インダクタは、第１のアンテナ１２１０と第２のアンテナ１２２０のうち少なくともいずれか一つに付加され得る。インダクタが付加されるアンテナのインダクタンスは、他のアンテナのインダクタンスと同一であってもよい。
図１３は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置に具備されるコイルを本体に接続する断面組立の例を示す。
図１３を参照すると、並列構造を有するトップコイル１３２０とボトムコイル１３３０は、ビア(via)１３５０を通じて接続される。トップコイル１３２０とボトムコイル１３３０がビア１３５０を介して接続されて生成される構造は、ＰＣＢ(Printed Circuit Board)１３１０に結合(bonding)される。例えば、上記構造とＰＣＢ１３１０は、トップコイル１３２０とボトムコイル１３３０を接続するためのビア１３５０が位置する部分１３４０で結合できる。
図１４は、本発明の多様な実施形態によるディスプレイに含まれる内蔵アンテナ用給電装置に具備されるコイルを本体に接続する両面組立の例を示す。
図１４を参照すると、並列構造を有するトップコイル１４２０とボトムコイル１４３０は、各々部分１４４０と１４５０で独立的にＰＣＢ１４１０に結合される。さらに、ＰＣＢ１４１０は、トップコイル１４２０とボトムコイル１４３０が給電端子を共有するように、所定位置でビア１４６０を通じて貫通できる。
図１５は、本発明の多様な実施形態により、実際製造されたディスプレイに備えられる内蔵アンテナ用給電装置の例を示す。
図１５を参照すると、円形のコイルが２個の給電端子を通じて外部デバイスと接続可能な構造を有することに注意すべきである。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
１１０ 集積回路（ＩＣ）
１２０ トップコイル
１３０ ボトムコイル
２２０ トップコイル
２３０ ボトムコイル
３２０ トップコイル
３３０ ボトムコイル
３４０ インダクタ
４２０ トップコイル
４３０ ボトムコイル
４４０ インダクタ
５２０ トップコイル
５３０ ボトムコイル
５４０ 金属体
６５０ 接続アンテナ
７２０ トップコイル
７３０ ボトムコイル
７４０ 接続アンテナ
８５０ 接続アンテナ
１０２０ トップコイル
１０３０ ボトムコイル
１０４０ 金属体
１０８０ 接続アンテナ
１１１０ 接続アンテナ
１１２０ コイル
１２１０ コイル
１２２０ 接続アンテナ
１３２０ トップコイル
１３３０ ボトムコイル
１３５０ ビア
１４２０ トップコイル
１４３０ ボトムコイル
１４６０ ビア

Claims (15)

  1. 所定間隔で離隔されるように構成される少なくとも２つのコイルと、
    前記少なくとも２つのコイルが並列に接続されるように前記少なくとも２つのコイルの給電端子を具備し、前記具備された給電端子を通じて前記少なくとも２つのコイルに電流を供給する集積回路(ＩＣ)と、を含み、
    前記ＩＣにより供給される電流によって、前記少なくとも２つのコイルに流れる電流の位相が同一であり、
    前記少なくとも２つのコイルのうちいずれか一つのコイルが金属体と短絡されることを特徴とするディスプレイ内蔵アンテナ。
  2. 前記少なくとも２つのコイルのうちいずれか一つに直列に付加されるインダクタと、
    前記少なくとも２つのコイルのうち前記いずれか一つを少なくとも２つの所定の部分で前記金属体と短絡させる導電体と、
    前記少なくとも２つのコイルの入力給電端子と前記少なくとも２つのコイルの出力給電端子のうち少なくとも一つと前記ＩＣとの間にダイオードと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  3. 接続アンテナは、前記少なくとも２つのコイルの中心領域に配置され、前記接続アンテナを駆動するための第２のＩＣに前記接続アンテナを接続するためのラインが前記給電端子に接続するように構成される前記少なくとも２つのコイルのオープン空間を通じて引き出されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  4. セグメントポイントは、前記少なくとも２つのコイルのうちいずれか一つのコイルに形成され、前記形成されたセグメントポイントを通じて前記接続アンテナと前記接続アンテナを駆動するＩＣを接続するラインを引き出すことを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  5. 前記セグメントポイントは、前記少なくとも２つのコイルのうち少なくとも一つに複数のギャップを含むことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  6. 前記第２のＩＣを接続するための第１のラインは、前記給電端子に接続するように前記オープン空間で前記少なくとも２つのコイルを通じて引き出され、第２のＩＣを接続するための第２のラインが前記セグメントポイントを通じて引き出されることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  7. 前記少なくとも２つのコイルが各々略円形状を有し、
    前記少なくとも２つのコイルが同一の中心軸で積み重ねられた配列内に構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  8. 前記少なくとも２つのコイルが各々同一の半径の前記略円形状を有することを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  9. 前記少なくとも２つのコイルが各々異なる半径の前記略円形状を有し、
    前記異なる半径が相互キャパシタンスにより周波数の変形を防止するように構成されることを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  10. 前記２つのコイルのうちいずれか一つに対応する第１のコイルが円環状であり、他のコイルに対応する第２のコイルが円形であり、
    前記第２のコイルは、同一の平面上で前記第１のコイルの中心空間内に略同軸上に配置されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  11. 前記少なくとも２つのコイルが、近距離通信(ＮＦＣ)用コイルと、磁気セキュア伝送(ＭＳＴ)用コイルを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  12. 前記インダクタが付加される前記少なくとも２つのコイルのインダクタンスが他のコイルのインダクタンスと同一であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  13. 円環状の第１のアンテナと、
    前記第１のアンテナと同一の平面上に配置され、前記第１のアンテナの中心空間内に略同軸上に配置される円形状の第２のアンテナと、
    前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの駆動電流を供給する集積回路(ＩＣ)と、
    前記ＩＣにより供給される前記駆動電流が前記第１のアンテナに備えられる給電端子と前記第２のアンテナに備えられる給電端子に並列に供給されるように前記ＩＣと前記第１及び前記第２のアンテナを接続する第１の導電体と、を含み、
    前記第１の導電体は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれか一つのアンテナを金属体と短絡させることを特徴とするディスプレイ内蔵アンテナ。
  14. 前記第１のアンテナに流れる電流の位相が、前記ＩＣにより供給される前記駆動電流により前記第２のアンテナに流れる電流の位相と同一であることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
  15. 前記第１のアンテナが近距離通信(ＮＦＣ)用アンテナであり、前記第２のアンテナが磁気セキュア伝送(ＭＳＴ)用アンテナであることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ内蔵アンテナ。
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