KR101678222B1 - 키패드를 구비한 휴대용 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 있어서, 소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼의 양단에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 키패드부와, 상기 키패드부의 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되는 무선통신부와, 상기 키패드부에 입력된 신호를 인식하는 디지털(digital) 회로부 및 특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 상기 키패드부가 상기 디지털 회로부와 무선통신부에 선택적으로 스위칭되도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

키패드를 구비한 휴대용 단말기{A PORTABLE TERMINAL HAVING KEYPAD}
본 발명은 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 휴대용단말기에 구비된 키패드의 일부 패턴을 PEA(PCB Embedded Antenna)안테나로 사용하기 위한 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 관한 것이다.
각종 전자, 통신 산업의 발달로 말미암아, 휴대용 단말기가 널리 보급되고 있으며, 사용자의 욕구에 부응하기 위하여 상기 단말기의 기능은 점차 다양화 되어가고 있으나, 반면에 점차 소형 경박화되어 가고 있는 추세이다.
이러한 상기 휴대용 단말기의 초기 제품은 외장형 안테나를 사용하여 안테나 방사 효율이 우수하였으나, 단말기의 슬림화, 집적화에 대한 제약으로 인해 최근에는 내장형 안테나가 활발히 사용되고 있다.
그러나, 상기 외장형 혹은 내장형 안테나를 구성하기 위해서는 사출물과 별도의 안테나 패턴을 구현해야 하므로 휴대용 단말기의 원가 상승의 원인이 되어, 최근에는 PCB 내에 안테나 패턴을 인쇄하는 기법을 사용하여 별도의 원가 상승 없이 안테나를 구현하고 있다.
도 1은 종래의 휴대용 단말기에 구비된 내장형 안테나를 보인 구성도이다.
상기 도1의 (a)는 휴대용 단말기의 하단의 필-컷(fill-cut, 100) 영역에 PEA(PCB Embedded Antenna)가 내장된 휴대용 단말기의 후면부(rear-side)를 도시한 것이고, (b)는 PCB 부착형 돔 시트(102, 104)가 존재하는 휴대용 단말기의 전면부(front-side)를 도시한 것이고, (c)는 상기 PCB 상에 PEA와 돔 시트가 결합되어 내장된 영역(108)을 도시한 것으로, 상기 PCB 내에 패턴을 인쇄하여 안테나를 구현하기 위해서는 주파수 밴드에 따라 차이가 있으나 일정 면적 이상의 필-컷(fill-cut,)영역 즉, 패턴이 존재하지 않고, 절연체(dielectric)층만 존재하는 영역이 필요하며, 상가 영역에는 다른 금속 패턴이 존재하지 않아야 한다.
상기 필-컷 영역에서 다른 금속 패턴 영역을 제외시킨 유효 면적이 부족할 경우 원하는 주파수에서 안테나 공진이 발생하지 않거나 공진이 발생한다 하더라도 안테나 방사 효율이 낮아 안테나로의 기능을 수행할 수 없다. 이러한 유효 면적을 감소시키는 원인은 상기 휴대용 단말기 하단에 존재하는 키패드의 키 인식용 돔(dome)이 안착되는 PCB 상의 패턴에 의한 것이다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 안테나 패턴을 구현하고자 하는 부분 반대면에 PCB 부착형 돔 시트가 존재하고, 돔 키 동작을 구현하기 위해 PCB 상에 돔이 안착될 수 있도록 패턴을 구현하므로 안테나를 내장할 영역이 작아지는 문제로 인해 PEA 구현이 용이하지 않은 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 휴대용 단말기에 구비된 키패드의 일부 패턴을 PEA 안테나로 사용하기 위한 것으로, PCB 상에 인쇄된 돔 패턴의 키패드에 구비된 다수의 키버튼 중에서 미리 설정된 키버튼에 소정의 소자를 연결하여 상기 PCB 상에 전기적으로 결합된 칩소자 상호간 충돌없이 안테나 방사 성능을 향샹시키도록 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 견지에 따르면, 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 있어서, 소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼의 양단에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 키패드부와, 상기 키패드부의 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되는 무선통신부와, 상기 키패드부에 입력된 신호를 인식하는 디지털(digital) 회로부 및 특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 상기 키패드부가 상기 디지털 회로부와 무선통신부에 선택적으로 스위칭되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 PCB 상에 인쇄된 돔 패턴 키패드의 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자들을 통해 상기 키패드를 디지털 신호 발생 시에는 해당 주파수 영역에서 분리하고, RF 공진 시에는 단락시킴으로써 내장 안테나의 공간 영역을 확보할 필요가 없고, 칩소자 상호간 충돌 없이 안테나 방사 성능을 향상시켜 슬림화/집적화할 수 있는 효과가 발생한다.
도 1은 종래의 휴대용 단말기에 구비된 내장형 안테나를 보인 구성도.
도2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기의 일부 구성을 보인 블록도.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기의 키패드부의 일부 키버튼 구성을 보인 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드부에 연결된 더미 패턴을 가지는 무선통신부의 일부를 보인 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기의 회로도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 휴대용단말기에 구비된 키패드의 일부 패턴을 PEA(PCB Embedded Antenna)안테나로 사용하기 위한 것으로 특히, PCB 상에 인쇄된 돔 패턴의 키패드에 구비된 다수의 키버튼 중에서 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자들을 통해 상기 키패드에 입력되는 이산적(discrete) 디지털 신호는 해당 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 분리하여 디지털 회로부로 인가시키고, 주파수 신호가 인가되어 RF 공진할 경우에는 상기 키패드를 무선통신부와 단락시킴으로써 내장 안테나의 공간 영역을 확보할 필요가 없고, 상기 PCB상에 전기적으로 결합된 칩소자 상호간 충돌 없이 안테나 방사 성능을 향상시켜 슬림화/집적화할 수 있도록 하는 기술을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 3G 단말기 예를 들면 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)단말기, GSM/GPRS(GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION PACKET RADIO SERVICE) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
이하에서 언급되는 본 발명의 실시 예에 따른 미리 설정된 키버튼을 시작(start) 키버튼, 제로(zero) 키버튼 및 샵(sharp) 키버튼으로 예를 들어 설명하지만 본원발명의 요지가 이에 국한되지 않음을 전제로 하는 바이다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 관해 도2, 3 및 4를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기의 일부 구성을 보인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 키패드를 구비한 휴대용 단말기(200)은 무선 통신부(210), 키패드부(212), 디지털회로부(214), 제어부(216)를 포함한다.
상기 무선 통신부(210)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 키패드부(212)의 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되고, 안테나를 이용하여 공중으로부터 무선 하향 신호를 수신하고, 상기 무선 하향 신호를 복조하여 얻어진 하향 데이터를 상기 제어부(216)로 출력한다. 또한, 상기 무선 통신부(210)는 상기 제어부(216)로부터 입력된 상향 데이터를 변조하여 무선 하향 신호를 생성하고, 상기 생성된 무선 상향 신호를 안테나를 이용하여 공중으로 무선 전송한다. 이러한 변조 및 복조는 바람직하게는 부호분할다중접속(code division multiple access: CDMA)방식에 따라 수행될 수 있고, 이외에 주파수분할다중(frequency division multiplexing: FDM)방식, 시분할다중(time division multiplexing: TDM)방식 등에 따라 수행될 수도 있다.
상기 디지털회로부(214)는 키패드부(212)에 입력된 신호를 인식한다. 즉, 상기 디지털회로부(214)는 키패드부(212)에 구비된 다수의 키버튼 중에서 임의의 키버튼에 신호가 입력되면, 입력되는 키버튼에 연결된 해당 저항에 의한 전압을 입력받고, 상기 키패드부(212)의 출력 신호를 입력받아 어떠한 키버튼이 입력되었는지를 인식하고 이를 제어부(216)로 출력한다.
이어서, 상기 키패드부(212)는 소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼의 양단에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성한다.
여기서, 도 3을 참조하면 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기 키패드부(212)의 일부 키버튼 구성을 보인 구성도이다.
상기 키패드부(212)는 디지털회로부(214)와 연결되어있고, 특정 키버튼을 누르면 접점이 붙는 동작으로 상기 디지털회로부(214)로 신호가 입력되는데, 도 3의 (b)와(c)에 도시된 바와 같이 대표적인 두 가지 회로가 있다. 즉, 키버튼을 누르면 디지털 회로에 논리값 0으로 입력되는 회로 (b)와, 논리값 1로 입력되는 회로 (c)가 있으며, 이러한 키패드에 구비된 다수의 키버튼의 (b)와 (c)와 같은 회로는 디지털 신호 라인인 키센스(keysense)라인과 스캔(scan)라인을 통해 상기 디지털회로부(214)와 연결된다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 키패드부(212)는 이러한 다수의 키버튼 중 미리 설정된 키버튼(30, 31, 33)의 양단 즉, 상기 스캔라인과 키센스 라인에 병렬 연결되는 미리 설정된 키버튼(30, 31, 33)의 일단에는 커패시터(310, 312, 314)를 각각 연결하고, 상기 키센스 라인과 연결되는 미리 설정된 키버튼(30, 31, 33)의 또 다른 일단에는 인덕터 혹은 비드(316, 318, 320, 322)를 각각 직렬 연결하여 상기 제어부(216)의 제어 하에 상기 디지털 회로부(214) 혹은 무선통신부(210)에 선택적으로 스위칭된다.
여기서, 상기 스캔 라인과 키센스 라인에 병렬 연결되는 소정의 커패시턴스(capacitance) 값을 가지는 커패시터(310, 320, 322)는 주파수 신호가 인가되어 RF 공진할 경우에는 상기 키패드부(212)를 무선통신부(210)와 단락되도록 하기 위해 연결되는 것으로, 이로 인해 상기 커패시터(310, 320, 322)가 연결된 스캔 라인과 키센스 라인에는 전류가 흐르지 않으므로, RF 공진 시 PCB 상에 전기적으로 결합된 상기 키패드부(212)와 무선통신부(210)가 단락되어 서로 충돌하지 않는다.
또한, 상기 키센스 라인에 직렬 연결되는 소정의 인덕턴스(inductance) 혹은 비드(bead) 값을 가지는 인덕터 혹은 비드(316, 318, 320, 322)는 상기 키패드부(212)에 입력되는 이산적(discrete) 디지털 신호를 해당 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 분리하여 디지털 회로부로 인가시키기 위해 연결되는 것으로, 상기 인덕터 혹은 비드(316, 318, 320, 322)는 직렬로 연결된 회로에서는 단락회로로 작용하기 때문에 해당 주파수 영역에서 저항값이 커지면서 전류의 흐름이 용이하지 않으므로 상기 무선통신부(21)와 분리되어 키버튼에 입력되는 디지털 신호를 디지털회로부(214)로 인가한다.
상기 제어부(216)는 상기 휴대용 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행하고, 특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 키패드부(212)가 상기 디지털회로부(214)와 무선통신부(210)에 선택적으로 스위칭되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(216)는 상기 디지털회로부(214)로부터 인가된 키패드부(212)의 출력 신호를 입력 받아, 해당 키버튼에 대응하는 기능 동작을 수행하도록 한다.
한편, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기 키패드부(212)의 미리 설정된 키버튼의 키센스 라인을 따라 연결되어 안테나 동작을 수행하기 위해 형성된 더미(dumy)패턴을 가지는 무선통신부(210)의 일부를 보인 구성도이다.
상기 무선통신부(210)는 키패드부(212)의 미리 설정된 키버튼(40, 41, 42)의 스캔 라인을 따라 직류 블락킹 커패시터(DC blocking capacitor, 412)를 통해 안테나 급전(feeding)부(414)와 직렬 연결된다. 이러한 상기 직류 블락킹 커패시터를 통해 상기 무선통신부(210)에 주파수 신호가 인가되어 RF 공진할 경우 교류(AC)와 직류(DC)성분을 분리하여 AC성분은 통과시키고, DC성분은 차단하여 상기 무선통신부(210)의 안테나 급전부(414)에 상기 DC 성분이 영향을 주지 않도록 한다.
그리고, 상기 PCB상에 전기적으로 결합되어 미리 설정된 키버튼(40, 41, 42)의 키센스 라인을 따라 안테나 동작을 수행하기 위해 형성된 무선통신부(210)의 일부를 더미 패턴으로 형성하여 무선통신부(210)의 안테나 방사 성능을 최적으로 향상하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기의 일부 회로도이다. 상기 회로도(50)는 키패드부(500)와 무선통신부(510)로 구성되는 7열 3행의 스캔 키패드 디지털 로직(logic)이 설계되어 실행되는 것으로, 상기 키패드부(500)의 다수의 키버튼에는 숫자(예컨대, 0~9) 선택용 키버튼과, 기능(예컨대, 네비게이션키, 메뉴키, OK키 등) 선택용 키버튼이 있다.
상기 키패드부(500)는 제어부의 제어 하에 미리 설정된 키버튼(시작, 제로, 샵)의 키센스 라인과 연결되는 일단에 직렬 연결된 인덕터 혹은 비드(53, 54, 55)를 통해 상기 키패드부(500)의 특정 키버튼에 입력되는 이산적 디지털 신호를 해당 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 분리하여 디지털 회로부(미도시)로 인가하고, 상기 미리 설정된 키버튼의 스캔라인과 키센스 라인에 병렬 연결되는 또 다른 일단에 커패시터(58, 51, 52)를 통해 무선통신부(510)에 주파수 신호가 인가되어 RF 공진할 경우에는 상기 키패드부(500)를 무선통신부(510)와 단락된다.
그리고, 상기 무선통신부(510)은 미리 설정된 키버튼의 각 키센스 라인을 따라 스캔 라인 상에 직류 블락킹 커패시터(56)를 통해 안테나 급전부(57)와 직렬 연결되어 상기 직류 블락킹 커패시터를 통해 RF 공진할 경우 AC성분은 통과시키고, DC성분은 차단하여 상기 안테나 급전부(57)에 상기 DC 성분이 영향을 주지 않도록 한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
210. 무선통신부 212. 키패드부
214. 디지털회로부 216. 제어부

Claims (8)

  1. 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 있어서,
    소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 키패드부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되는 무선통신부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되며, 상기 키패드부에 입력된 신호를 인식하는 디지털(digital) 회로부; 및
    특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 상기 키패드부가 상기 디지털 회로부 또는 상기 무선통신부에 선택적으로 스위칭되도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자는, 상기 미리 설정된 키버튼의 양단에 병렬로 연결된 커패시터와, 상기 미리 설정된 키버튼의 일단에 직렬로 연결된 인덕터 또는 비드를 포함함을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  2. 삭제
  3. 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 있어서,
    소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 키패드부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되는 무선통신부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되며, 상기 키패드부에 입력된 신호를 인식하는 디지털(digital) 회로부; 및
    특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 상기 키패드부가 상기 디지털 회로부 또는 상기 무선통신부에 선택적으로 스위칭되도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자는, 상기 미리 설정된 키버튼의 일단에 연결된 인덕터 또는 비드 중 하나를 포함하며,
    상기 키패드부는,
    상기 키버튼에 이산적(discrete) 디지털 신호가 입력되면 상기 미리 설정된 키버튼의 일단에 연결된 상기 인덕터 또는 상기 비드 중 하나를 통해 상기 특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 상기 무선통신부와 분리됨을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 키패드부는 상기 무선통신부와 직렬로 연결됨을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  5. 키패드를 구비한 휴대용 단말기에 있어서,
    소정 패턴의 키버튼을 구비하고, 상기 키버튼 중 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 키패드부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되는 무선통신부;
    상기 키패드부의 상기 미리 설정된 키버튼의 신호라인과 연결되며, 상기 키패드부에 입력된 신호를 인식하는 디지털(digital) 회로부; 및
    특정 서비스 밴드의 공진 주파수 영역에서 발생된 신호에 따라 상기 키패드부가 상기 디지털 회로부 또는 상기 무선통신부에 선택적으로 스위칭되도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 미리 설정된 키버튼에 연결된 소자는, 상기 미리 설정된 키버튼의 양단에 연결된 커패시터를 포함하며,
    상기 키패드부는,
    상기 무선통신부에 특정 주파수 신호가 인가되어 RF 공진 시 상기 미리 설정된 키버튼의 양단에 연결된 상기 커패시터를 통해 상기 무선통신부와 단락됨을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무선통신부는,
    상기 키패드부와 직렬로 연결된 신호라인에 연결된 직류 블락킹 커패시터(DC blocking capacitor)를 통해 안테나 급전(feeding)부로 연결되는 신호라인에 직류성분이 차단됨을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 키패드부는,
    더미(dummy) 패턴을 가지는 인쇄회로기판(Printed circuit board, PCB)상에 설치됨을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 소정 패턴의 키버튼은,
    PCB 상에 메탈돔(dome) 스위치, 메탈돔 시트가 순차적으로 결합된 돔 키 스위치임을 특징으로 하는 키패드를 구비한 휴대용 단말기.
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