KR101883050B1 - 코일 및 그를 이용한 모바일 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 기술적 측면에 따른 무선 통신 코일은, 서로 이격되어 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 코일, NFC(Near Field Communication) 코일 및 일면에, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 NFC 코일이 구비되는 자성체 시트를 포함하고, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 서로 직렬 연결되고, 상기 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 코일에서 전류는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

Description

코일 및 그를 이용한 모바일 단말 {COIL FOR WIRELESS COMMUNICATION AND WIRELESS CHARGING AND MOBILE TERMINAL USING THE SAME}

본 발명은 코일 및 그를 이용한 모바일 단말에 관한 것이다.

코일을 이용한 무선 통신은 다양한 환경에서 적용되고 있다. 특히, 전자 결재와 연관하여 코일을 이용한 무선 통신 기술이 적용되고 있다.

이러한 무선 통신 기술에서, 송신 코일에서 형성되는 자기장에 수신 코일이 자기적으로 결합하여 데이터를 송신한다. 따라서, 송신 코일과 수신 코일 간의 자기적 결합의 정도에 따라 데이터 송신의 신뢰성이 결정될 수 있다.

한편, 이러한 코일을 이용한 무선 통신 기술은 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있으며, 어플리케이션에 따라 송신 코일과 수신 코일의 각도나 위치가 가변될 수 있다. 그로 인하여, 데이터 송신의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

일본 공개특허공보 제2003-318634호 일본 공개특허공보 제2015-092777호

본 발명에 따른 일 실시형태의 목적은, 수신 코일의 위치 또는 각도가 변화되는 환경에서도 데이터 송신의 신뢰성을 담보할 수 있는 코일 및 그를 이용한 모바일 단말을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 기술적 측면은 무선 통신 코일을 제안한다. 상기 무선 통신 코일은, 서로 이격되어 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 코일, NFC(Near Field Communication) 코일 및 일면에, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 NFC 코일이 구비되는 자성체 시트를 포함하고, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 서로 직렬 연결되고, 상기 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 코일에서 전류는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

본 발명의 다른 일 기술적 측면은 모바일 단말을 제안한다. 상기 모바일 단말은, 서로 이격되어 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 코일, NFC(Near Field Communication) 코일 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 구비되는 금속판을 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 서로 직렬 연결되고, 상기 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 코일에서 전류는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수신 코일의 위치 또는 각도가 변화되는 환경에서도 데이터 송신의 신뢰성을 담보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일이 적용된 모바일 단말이 무선 통신을 수행하는 일 예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 카드 리더를 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자기 헤드의 일 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 마그네틱 카드에 인접한 자기 헤드의 양단 전압을 도시하는 도면이다.
도 5는 마그네틱 카드 리더의 자기 헤드가 하나의 코일로 구성된 송신 코일에 자기적으로 결합하는 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 하나의 코일로 구성된 송신 코일에 자기적으로 결합하는 자기 헤드의 다양한 위치를 설명하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 송신 코일에서, 코일의 중심부와의 거리에 따른 통신 불가 지역을 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일을 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 무선 통신용 코일의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 10은 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 11은 하나의 코일을 송신 코일로서 이용하는 예와, 복수 코일을 송신 코일로서 이용하는 예에서의 자기 헤드의 결합 계수를 도시하는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라, 'ㄷ'자로 감긴 코일을 포함하는 무선 통신용 코일을 도시하는 도면이다.
도 17은 발명의 일 실시예에 따라, 비 대칭형으로 감긴 무선 통신용 코일을 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라, 'ㄱ'자로 감긴 코일을 포함하는 무선 통신용 코일을 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 3개 이상의 복수의 코일을 포함하는 무선 통신용 코일을 도시한다.
도 20은 솔레노이드를 이용한 무선 통신용 코일의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 21은 솔레노이드를 이용한 무선 통신용 코일의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
도 22는 솔레노이드 코일들의 다양한 배치를 도시하는 참고도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로, 관통홀을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로서, 슬릿을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로, 복수의 금속판을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일이 적용된 모바일 단말이 무선 통신을 수행하는 일 예를 도시하는 사시도이다.

무선 통신용 코일(20)은 모바일 단말(30)에 적용된다. 무선 통신용 코일(20)은 모바일 단말(30)의 제어에 따라 자기장을 형성할 수 있다.

무선 통신 코일(20)은 송신 코일로서 동작할 수 있으며, 수신 코일을 구비한 무선 신호 수신 장치와 자기적으로 결합하여, 무선으로 정보를 전송할 수 있다.

도 1에서는 수신 코일을 구비한 무선 신호 수신 장치로서 마그네틱 카드 리더(10)가 개시되어 있다. 실시예에 따라, 수신 코일을 구비한 장치로서 마그네틱 카드 리더(10) 외에도 다양한 무선 신호 수신 장치가 사용될 수 있다.
이하에서, 마그네틱 카드 리더(10)와 자기적으로 결합하여 마그네틱 카드 리더(10)에 무선으로 카드 정보를 제공하는 무선 통신 코일(20)을, 'MST(Magnetic Secure Transmission) 코일'이라 칭한다.

무선 통신용 코일(20)은 복수의 코일을 포함한다. 복수의 코일은 자기장을 형성할 수 있다. 즉, 무선 통신용 코일(20)에 포함된 복수의 코일은 넓게 퍼진 자기장을 형성하여, 마그네틱 카드 리더(10)의 수신 코일의 위치나 각도가 변경되는 경우에도 자기적 결합의 성능을 증대시킬 수 있다.

예를 들어, 도시된 예에서 무선 통신용 코일(20)은 두 코일의 중심을 통과하고, 모바일 단말(30)의 길이 방향으로 길게 형성된 자기장을 형성할 수 있으며, 그에 따라 마그네틱 카드 리더(10)와의 자기적 결합 위치를 폭넓게 가질 수 있다.

무선 통신 코일(20)은 자기장의 방향을 변환함으로써, 마그네틱 카드 리더(10)에 전송하고자 하는 데이터 - 예컨대, 카드 번호 데이터-를 전송할 수 있다. 즉, 마그네틱 카드 리더(10)는 무선 통신 코일(20)에서 형성된 자기장의 방향 변환으로부터 유발되는 수신 코일의 양단 전압의 변화를 이용하여 상기 카드 번호 데이터를 읽을 수 있다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 카드 리더(10)와 그의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 카드 리더를 설명하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 마그네틱 카드 리더(10)는 자기 헤드(210) 및 아날로그-디지털 컨버터(220)를 포함한다.

자기 헤드(210)는 자기 플럭스(Magnetic Flux)에 의하여 전압을 발생시킬 수 있다. 즉, 자기 헤드(210)는 수신 코일을 포함할 수 있으며, 자기장에 의하여 수신 코일의 양단에 발생하는 양단 전압을 검출할 수 있다.

아날로그-디지털 컨버터(220)는 양단 전압으로부터 복호 신호를 생성할 수 있다. 복호 신호는 디지털 전압 신호일 수 있으며, 복호 신호로부터 카드 정보 데이터를 생성할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 자기 헤드(210)의 일 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 자기 헤드(210)는 코어(310) 및 수신 코일(320)을 포함할 수 있다.

코어(310)는 다양한 재질로 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 코어(310)의 재질은 고경도 퍼멀로이(Hard Permalloy)일 수 있다. 코어(310)의 상대 투자율은, 예를 들어, 100,000일 수 있다.

수신 코일(320)은 코어(310)에 감기며, 수신 코일(320)이 자기장 내에 존재하는 경우, 수신 코일(320)에는 자기 플럭스에 의하여 양단 전압(Vhead)이 유발된다.

유발된 양단 전압(Vhead)은 아날로그-디지털 컨버터(220, 도 2에 도시됨)에 제공되고, 아날로그-디지털 컨버터는 양단 전압으로부터 복호 신호를 생성할 수 있다.

도 4는 마그네틱 카드에 인접한 자기 헤드의 양단 전압을 도시하는 도면이다.

마그네틱 카드에는 자화된 자기 띠(410)가 존재한다.

자기 헤드(210)가 자기 띠(410) 위를 이동함에 따라, 자기 헤드(210)의 수신 코일에는 자기 플럭스에 의하여 양단 전압(Vhead)이 유발된다.

양단 전압(Vhead)은 자기 띠(410)의 극성에 따라 피크 전압을 가질 수 있다. 예컨대, 동일한 극성이 인접해 있는 경우 양단 전압(Vhead)에는 피크 전압이 유발될 수 있다.

아날로그-디지털 컨버터(220, 도 2에 도시됨)는 양단 전압(Vhead)으로부터 복호 신호(Vdecode)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 아날로그-디지털 컨버터는 피크 전압이 검출될 때마다 에지를 생성하여 복호 신호(Vdecode)를 생성할 수 있다.

복호 신호(Vdecode)는 디지털 전압 신호이므로, 이로부터 디지털 데이터를 복호할 수 있다. 예를 들어, 복호 신호(Vdecode)의 주기의 길이에 따라 '1' 또는 '0'을 복호할 수 있다. 도시된 예를 들면, 복호 신호(Vdecode)의 첫번째 주기와 두번째 주기는 세 번째 주기의 2배 임을 알 수 있다. 따라서, 복호 신호(Vdecode)의 첫번째 주기와 두번째 주기는 '1'로 복호되고, 세번째 주기 내지 다섯번째 주기는 '0'으로 복호될 수 있다. 이러한 복호 방식은 예시적인 것으로써, 다양한 복호 기술이 적용될 수 있음은 자명하다.

도 4에서는 마그네틱 카드 리더가 마그네틱 자기 띠로부터 복호를 수행하는 예를 도시하고 있다. 한편, 자기 헤드(210)는 마그네틱 자기 띠 분만 아니라, 송신 코일에서 생성되는 자기장으로부터 양단 전압을 생성할 수 있다. 즉, 마그네틱 카드 리더의 자기 헤드(210)는 송신 코일과 자기적으로 결합하여 데이터-예를 들어, 카드 번호 데이터-를 수신할 수 있다.

도 5는 마그네틱 카드 리더의 자기 헤드가 하나의 코일로 구성된 송신 코일에 자기적으로 결합하는 예를 도시하고 있다.

즉, 송신 코일(510)은 전압(Vc)을 인가받아 자기장을 형성할 수 있다. 자기 헤드(210)는 송신 코일(510)에 의해 형성된 자기장과 자기적으로 결합하여 데이터를 수신할 수 있다.

도 5에서는 자기 헤드(210)가 송신 코일(510)의 권선된 일 부분 위에 위치하는 예를 도시하고 있으나, 실제 사용 상황에서는 송신 코일(510)의 위치는 다양하게 변화할 수 있다.

도 6은 하나의 코일로 구성된 송신 코일에서 자기 헤드의 다양한 위치를 설명하는 단면도이다.

송신 코일(610)은 전류의 흐름에 의해 도시된 예와 같이 자기장을 형성할 수 있다. 자기장의 방향은 전류의 흐르는 방향에 따라 변경될 수 있다.

자기 헤드(620)가 송신 코일의 주변에 위치하는 예의 경우, 도시된 바와 같이 자기적 결합을 원활히 수행할 수 있다. 이는, 송신 코일에서 형성되는 자기장이 송신 코일의 주변에서는 폐루프의 형태를 가지므로, 자기 헤드(620)는 그러한 자기장에 용이하게 자기적으로 결합할 수 있다.

한편, 자기 헤드(630)가 송신 코일(610)의 중심에 위치하고 있는 경우, 도시된 바와 같이 자기력선과 수직하게 된다. 따라서, 자기적 결합이 약하거나 없을 수 있다.

결국, 하나의 코일로 송신 코일을 구성하는 경우, 자기 헤드, 즉, 수신 코일의 위치에 따라 자기적 결합력이 낮아질 수 있다.

특히, 하나의 코일로 구성된 송신 코일은 통상적으로 모바일 단말의 중앙 부분에 위치되므로, 마그네틱 카드 리더의 자기 헤드는 송신 코일의 중앙부에 위치하게 되는 경우가 많다. 그에 따라 자기적 결합이 약해지게 되며, 원활한 통신을 위해서는 모바일 단말의 위치를 변경하여 통신이 원활하도록 조절해야 하는 불편함이 있다.

도 7은 도 6에 도시된 송신 코일에서, 코일의 중심부와의 거리에 따른 통신 불가 지역 즉, 널 에어리어(Null Area, 빗금 표시)를 도시하는 그래프이다. 그래프는 송신 코일과 자기 헤드 간의 거리 Z에 따른 결합 계수 K를 도시하고 있다.

결합 계수가 K1에서 -K1에 해당하는 영역(빗금 표시)은 정상적인 자기 결합이 불가능한 널 에어리어(Null Area)이며, 도시된 바와 같이, 송신 코일과 자기 헤드의 거리가 멀어질수록 널 에어리어의 영역도 커지는 것을 알 수 있다.

이는 상술한 바와 같이, 송신 코일이 하나의 코일이므로 코일의 중심에서 형성되는 자기력선은 수직 방향으로 생성되기 때문이다. 즉, 자기 헤드가 송신 코일의 중심 상에 있는 경우에는 도시된 바와 같이 자기적 결합이 어려운 널 에어리어가 존재하여 무선 통신의 신뢰성이 저하될 수 있다.

이하에서는, 상술한 상황에서도 효과적으로 무선 통신을 수행할 수 있는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신용 코일을 개시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일을 도시하는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 무선 통신용 코일(800)은 제1 코일(810)과, 제1 코일에 이격된 제2 코일(820)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제1 코일(810)과 제2 코일(820)의 사이에는 금속판이 존재할 수 있다.

제1 코일(810)과 제2 코일(820)은 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 점선은, 두 코일 사이에 형성되는 자기장을 나타내는 복수의 자기력선 중 적어도 일부를 도시하고 있다. 즉, 두 코일 사이에 형성되는 자기장을 도시하고 있다.

두 코일 사이에 형성되는 자기장은 제1 코일(810)의 적어도 일부 영역과 제2 코일(820)의 적어도 일부 영역을 지나는 폐루프 형상이다. 도시된 예에서, 자기장은 제1 코일(810)의 중심과 제2 코일(820)의 중심을 지나는 폐루프로 도시되어 있다. 이와 같이, 두 코일 사이에, 두 코일을 통하여 형성되는 자기장에는 두 코일을 지나는 폐루프의 자기력선이 존재하므로, 수신 코일이 두 코일 사이의 어느 임의의 위치에 존재하는 경우에도 상기 자기장과의 자기적 결합이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 무선 통신용 코일의 단면도를 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, 제1 코일(810)과 제2 코일(820)에 의하여 자기장이 형성될 수 있으며, 형성된 자기장의 일부는 도 9에 도시된 자기력선으로 표시될 수 있다.

이와 같이 자기장은 제1 코일(810)에서 형성된 자기장과, 제2 코일(820)에서 형성된 자기장이 상호 작용되어 형성된다. 예를 들어, 제1 코일(810)에서 형성된 자기장과, 제2 코일(820)에서 형성된 자기장은 두 코일에 평행하는 방향, 즉, 도시된 예에서는 제1 코일에서 제2 코일로 향하는 제1 방향으로 서로 보강되어, 도시된 자기력선과 같이 두 코일을 모두 지나는 확장된 형태의 자기장이 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 코일(810)에서 형성된 자기장과, 제2 코일(820)에서 형성된 자기장은, 제2 코일에서 제1 코일로 향하는 제2 방향으로 서로 보강되어 상기 자기장을 형성할 수도 수도 있다.

예컨대, 제1 코일(810)과 제2 코일(820)이 제1 평면에 있다고 할 때, 제1 평면에 수평하는 제2 평면 상의 한 점 (DT1)에서, 제1 코일(810)에서 발생된 제1 자기장과 제2 코일(820)에서 발생된 제2 자기장은 서로 보강될 수 있다. 이는, 상기 한 점 (DT1)에서 두 자기력선은 유사한 방향성을 띄고 있으므로, 수평 방향으로 서로 보강되는 것이다.

자기장은 두 코일을 모두 지난다. 도시된 예에서, 자기장은 제1 코일(910)의 중심을 제1 수직 방향-아래에서 위를 향하는 방향-으로 통과하고, 제2 코일(920)의 중심을 제1 수직 방향에 반대되는 제2 수직 방향-위에서 아래를 향하는 방향-으로 통과한다.

즉, 도시된 예를 참조하면, 두 코일에 모두 결합되는 자기력선은, 제1 코일(810)을 아래에서 위로 관통하고, 제1 코일(810)에서 제2 코일(820) 방향으로 진행하여, 제2 코일(820)을 위에서 아래 방향으로 관통한 후, 다시 제2 코일(820)에서 제1 코일 방향(810)으로 진행할 수 있다.

이는 제1 코일(810)에 의하여 생성된 자기장과, 제2 코일(820)에 생성된 자기장이, 두 코일의 수평 방향으로 서로 보강되므로, 두 코일에 의해 형성되는 자기장은 두 코일을 모두 지나는 폐루프 형태로 형성될 수 있는 것이다.

실시예에 따라, 두 코일 사이에 금속판(840)을 구비할 수 있다.

일 예로, 금속판(840)은 도시된 예와 같이, 제1 코일(810) 또는 제2 코일(820)과 동일한 또는 평행하는 평면 상에서, 제1 코일(810) 및 제2 코일(820)의 사이에 구비될 수 있다. 금속판(840)은 제1 코일(810) 및 제2 코일(820)에 이격될 수 있다.

한편, 도시된 예와 다르게, 금속판(840)은 제1 코일(810)의 적어도 일부 영역 또는 제2 코일(820)의 적어도 일부 영역에 겹쳐지도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 금속판(840)은 제1 코일(810) 또는 제2 코일(820)과 평행하는 평면 상에서, 제1 코일(810)의 적어도 일부 영역 또는 제2 코일(820)의 적어도 일부 영역과 겹쳐질 수 있다.

이와 같이, 두 코일 사이에 금속판이 존재하는 경우에도, 자기장은 별다른 영향 없이 두 코일을 모두 지나는 형태로 형성될 수 있다. 이러한 금속판은 휴대용 단말의 케이스의 일부일 수 있다. 즉, 금속 케이스가 두 코일 사이에 존재하더라도, 금속 케이스가 자기장에 미치는 영향은 없거나 미미하므로 도시된 바와 같이 자기장이 형성될 수 있다.

도 10은 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 단면도이다.

도 10을 참조하면, 제1 코일(910)과 제2 코일(920)의 위에, 금속판(940)이 존재한다. 금속판(940)는 제1 코일(910)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(920)의 적어도 일부 영역에 겹쳐지고 있다.

이러한 경우에도, 자기장은, 도시된 바와 같이, 제1 코일(910)의 적어도 일부 영역과 제2 코일(920)의 적어도 일부 영역을 지나는 폐루프를 형성함을 알 수 있다.

이와 같이, 금속판(930)이 두 코일(910, 920)의 적어도 일부에 겹쳐진다 하더라도, 두 코일을 지나는 넓은 형상의 자기장이 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일은 서로 이격된 복수의 코일을 포함하므로, 상술한 바와 같이 두 코일을 커버할 수 있는 넓은 자기장을 형성할 수 있다. 이에 따라, 마그네틱 카드 리더의 자기 헤드(830, 930)가 무선 통신용 코일의 어느 위치, 예를 들어, 가운데에 위치하는 경우라도 원활하게 자기적인 결합을 수행할 수 있다.

도 11에 도시된 그래프는 하나의 코일을 송신 코일로서 이용하는 예와, 본 발명의 일 실시예에 따라 복수 코일을 송신 코일로서 이용하는 예에서의 자기 헤드의 결합 계수를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 예, 즉, 하나의 코일을 송신 코일로 이용하는 경우에는 자기 헤드가 코일 중심에 가까울수록 결합 계수가 0에 가까워지므로, 자기적 결합이 어렵다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일은, 복수의 코일을 이용하므로, 복수 코일의 중심점에 해당하는 위치에서도 높은 결합 계수를 가져 자기 헤드와 안정적으로 자기 결합할 수 있음을 알 수 있다.

이상에서는 도 8 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일을 설명하였다. 이하, 도 12 내지 도 22을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 12에 도시된 일 실시예는 두 개의 코일을 직렬 연결한 예를 도시하고 있다.

도 12를 참조하면, 무선 통신용 코일(1200)은 제1 코일(1210)과, 그에 직렬 연결된 제2 코일(1220)을 포함한다. 여기에서, 제1 코일(1210)의 권선 방향과 제2 코일(1220)의 권선 방향은 반대일 수 있다. 예컨대, 제1 코일(1210)은 시계 방향으로 권선되고, 제2 코일(1220)은 반시계 방향으로 권선될 수 있다.

즉, 제1 코일(1210)의 경우, 전류 (I)가 시계 방향으로 회전하므로 제1 코일(1210)의 중심에서는 위에서 아래 방향으로 통과하는 자기장이 형성될 수 있다. 반면, 제2 코일(1220)의 경우, 상기 전류 (I)가 반시계 방향으로 회전하므로 제2 코일(1220)의 중심에서는 아래에서 위 방향으로 통과하는 자기장이 형성될 수 있다.

결국, 제1 코일(1210)의 중심을 통과하는 자기장의 방향과, 제2 코일(1220)의 중심을 통과하는 자기장의 방향은 서로 반대임을 알 수 있다. 이는 두 자기장이 중첩되어 두 코일의 중심을 순환하도록 하기 위함이다.

즉, 두 코일에서의 중심을 통과하는 자기장의 방향이 동일한 경우, 중첩된 자기장은 두 코일의 중심을 순환하지 않으므로, 본 발명의 일 실시예에서는, 직렬 연결된 두 코일의 권선 방향을 상반되게 하여 두 코일에서 발생한 자기장이 중첩되어 두 코일의 중심을 순환하도록 할 수 있다.

도시된 예에서는, 제1 코일(1210)과 제2 코일(1220)이 직렬 연결된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이다. 따라서, 제1 코일(1210)과 제2 코일(1220)은 병렬 연결될 수 도 있다. 다만, 병렬 연결된 경우라도, 제1 코일(1210)에서 유발되는 자기장의 방향과 제2 코일(1220)에서 유발되는 자기장의 방향이 반대되어야 하며, 그에 따라 두 자기장이 수평 방향으로 보강될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 13에 도시된 무선 통신용 코일(1300)은 도 12에 도시된 무선 통신용 코일의 일 예(1200)에 자성체 시트를 추가한 실시예이다.

도 13을 참조하면, 무선 통신용 코일(1300)은 직렬 연결된 제1 코일(1310) 및 제2 코일(1320)을 포함할 수 있다. 제1 코일(1310)의 권선 방향과 제2 코일(1320)의 권선 방향이 다름은 도 11에서 상술한 바와 같다.

제1 코일(1310)의 일 면에는 제1 자성체 시트(1330)가 부착되고, 제2 코일(1320)의 일 면에는 제2 자성체 시트(1340)가 부착된다.

자성체 시트(1330, 1340)에 의하여 자기장 필드의 크기를 크게 하거나, 또는 결합 계수를 높일 수 있다. 자성체 시트(1330, 1340)는 투자율을 지니는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 자성체 시트(1330, 1340)는 나노 크리스탈, 페라이트, 비결정질(amorphous) 등의 물질로 구성될 수 있다.

도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 14에 도시된 무선 통신용 코일(1400)은 도 13에 도시된 무선 통신용 코일의 일 예(1300)에 금속판을 추가한 실시예이다.

도 14를 참조하면, 무선 통신용 코일(1400)은 직렬 연결된 제1 코일(1410) 및 제2 코일(1420)을 포함할 수 있다. 제1 코일(1410)의 권선 방향과 제2 코일(1420)의 권선 방향이 다름은 도 11에서 상술한 바와 같다.

제1 코일(1410)의 일 면에는 제1 자성체 시트(1430)가 부착되고, 제2 코일(1420)의 일 면에는 제2 자성체 시트(1440)가 부착된다.

한편, 제1 코일(1410)과 제2 코일(1420)의 사이에는 도전성 물질, 예를 들어, 금속판(1450) 등이 존재할 수 있다.

금속판(1450)은 제1 코일(1410) 또는 제2 코일(1420)과 동일한 또는 평행하는 평면 상에 구비되고, 제1 코일(1410)과 제2 코일(1420)의 사이에 구비될 수 있다. 금속판(1450)은 두 코일에서 각각 생성된 자기장이 수평 방향으로 쉽게 보강되도록 할 수 있다.

금속판(1450)은 제1 길이 및 제2 길이를 가지는 다각형 형상일 수 있다. 도시된 예에서는 직사각형인 예를 도시하고 있다. 여기에서, 상기 제1 길이는 제1 코일에서 제2 코일로 향하는 제1 방향의 길이이고, 상기 제2 길이는 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향의 길이이다. 상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 길 수 있다.

즉, 도시된 예와 같이, 두 코일이 금속판(1450)의 오른쪽과 왼쪽에 있다고 할 때, 금속판(1450)의 좌우 길이가 상하 길이보다 길 수 있다. 이는, 금속판(1450)이 두 코일의 중앙 부분을 넓게 커버할수록, 두 코일에서 각각 생성된 자기장이 수평 방향으로 쉽게 보강되기 때문이다. 따라서, 금속판(1450)은, 두 코일 사이의 거리에 해당하는 상기 제1 방향으로 긴 형상일 수 있다.

도시된 예에서 금속판(1450)은 두 코일에 맞닿는 직사각형으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이다. 따라서, 두 코일 사이에 위치하는 보다 작은 다각형으로도 구현 가능하다.

금속판(1450)은 제1 및 제2 자성체 시트(1430, 1440)과 겹치지 않도록 하여, 상호 영향을 최소화할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.

도 15에 도시된 무선 통신용 코일(1500)은 도 14에 도시된 무선 통신용 코일의 일 예(1400)에서 복수의 자성체 시트(1330, 1340)를 하나의 자성체 시트(1530)로 치환한 예이다.

실시예에 따라, 도시되지는 않았으나, 제1 코일(1510)과 제2 코일(1520) 사이에 다른 코일이 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(1510)과 제2 코일(1520) 사이에 무선 충전용 코일이나, 또는 NFC(Near Field Communication)과 같은 무선 통신용 코일이 구비될 수 있다. 이와 같이, 다양한 코일이 구비되는 경우, 각 코일 별로 자성체 시트를 구비하기보다는, 도시된 바와 같이, 하나의 자성체 시트(1530)로 다양한 코일을 커버할 수 있다.

이상에서 도 8 내지 도 15를 참조하여 설명한 예들에서는, 사각형의 형상으로 감긴 코일들이 예시되어 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 코일은 다양한 타입으로 감길 수 있다. 이하, 도 16 내지 도 19를 참조하여 다양한 코일 형상에 대하여 설명한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라, 'ㄷ'자로 감긴 코일을 포함하는 무선 통신용 코일(1600)을 도시하는 도면이고, 도 17은 발명의 일 실시예에 따라, 비 대칭형으로 감긴 무선 통신용 코일(1700)을 도시하고 있다. 도18은 발명의 일 실시예에 따라,'ㄱ'자로 감긴 코일을 포함하는 무선 통신용 코일(1800)을 도시하고 있다.

도 16에 도시된 무선 통신용 코일(1600)은 양 측면에 'ㄷ'자로 감긴 코일을 직렬 연결하여 구성된다. 다만, 상술한 바와 같이, 두 코일은 병렬 연결되어 구성될 수도 있다.

도 17에 도시된 예에서는, 제1 코일(1710)과 제2 코일(1720)의 형상이 서로 비대칭임을 알 수 있다. 또한 제1 코일(1710) 및 제2 코일(1720)코일 자체도 비대칭으로 감겨있다. 이는 무선 통신용 코일(1700)이 적용되는 단말의 형상에 따라, 제1 코일(1710)과 제2 코일(1720)의 형상이 결정될 수 있으므로, 제1 코일(1710)과 제2 코일(1720)의 형상은 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 제1 코일(1710)과 제2 코일(1720) 사이에도 다른 용도의 코일(예를 들어, 무선 충전용 코일 등)이 구비될 수 있으며, 그러한 다른 용도의 코일의 형상에 따라, 제1 코일(1710)과 제2 코일(1720)의 형상이 다양하게 결정될 수 있다.

도 18에 도시된 무선 통신용 코일(1800)은 양 측면에 ' ㄱ '자로 감긴 코일을 직렬 연결하여 구성된다. 다만, 상술한 바와 같이, 두 코일은 병렬 연결되어 구성될 수도 있다.

도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 코일은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 코일이 'ㄱ'자, 'ㄷ'자나 비대칭 형상으로 감기는 경우, 해당 코일에서 형성되는 자기장은 보다 넓게 퍼질 수 있다. 따라서, 자기 헤드와 같은 수신 코일의 방향이 어느 쪽으로 향하여도, 원활하기 자기적인 결합을 할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 3개 이상의 복수의 코일을 포함하는 무선 통신용 코일(1900)을 도시한다.

도시된 예에서, 제1 코일(1910)과 제2 코일(1920)은 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 제1 코일(1790)에 흐르는 전류 방향은 제2 코일(1920)에 흐르는 전류 방향과 반대일 수 있으며, 그에 따라, 제1 코일(1910)과 제2 코일(1920)을 모두 지나는 하나의 자기력선이 생성될 수 있다.

또한, 제3 코일(1930)과 제4 코일(1940)은 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 제3 코일(1930)에 흐르는 전류 방향은 제4 코일(1940)에 흐르는 전류 방향과 반대 반대일 수 있으며, 그에 따라, 제3 코일(1930)과 제4 코일(1940)을 모두 지나는 하나의 자기력선이 생성될 수 있다.

한편, 제1 코일(1910) 내지 제4 코일(1940)에 의하여, 자기장은 상기 코일들에 수평하는 평면 상에서 넓게 퍼져 형성될 수 있다. 이와 같이, 무선 통신용 코일(1900)은 3개 이상의 코일을 포함할 수 있으며, 그에 따라 자기장이 커버할 수 있는 영역을 다양하게 조절할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예에서, 무선 통신용 코일들은 복수의 코일을 직렬 연결하는 예들을 기준으로 설명하였다.

한편, 실시예에 따라, 무선 통신용 코일은 복수의 코일을 병렬 연결하여 구성할 수도 있다. 복수의 코일이 병렬 연결되는 경우에도, 하나의 코일에서는 중심을 통과하여 위쪽 방향으로 나가는 자기력선이, 다른 코일에서는 중심을 통과하여 아래 방향으로 나가는 자기력선이 형성되어야 한다.

예를 들어, 병렬 연결된 제1 코일과 제2 코일이 동일한 방향(예컨대, 시계 방향)으로 권선된다고 하면, 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 흐르고, 제2 코일에서 전류는 반 시계 방향으로 흐를 수 있다.

두 코일 간에, 권선 방향 또는 전류의 흐름 방향 중 어느 하나를 다르게 설정함으로써, 하나의 코일에서는 중심을 통과하여 위쪽 방향으로 나가는 자기장이, 다른 코일에서는 중심을 통과하여 아래 방향으로 나가는 자기장이 형성되도록 함으로써, 중첩된 자기장은 보다 넓게 분포될 수 있는 것이다.

이상에서는 권선형 코일에 대하여 설명하였으나, 무선 통신용 코일은 다양한 다른 종류의 코일로 구성될 수 도 있다. 이하, 도 20과 도 21을 참조하여, 솔레노이드 코일을 포함하는 무선 통신용 코일에 대하여 설명한다.

도 20은 솔레노이드를 이용한 무선 통신용 코일의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 20에 도시된 무선 통신용 코일(2000)은 수평형 솔레노이드를 이용한 실시예에 관한 것이다.

도 20을 참조하면, 무선 통신용 코일(2000)은 제1 자성체(2030)에 감긴 제1 코일(2010)을 포함하는 제1 솔레노이드와, 제2 자성체(2040)에 감긴 제2 코일(2020)을 포함하는 제2 솔레노이드를 포함할 수 있다.

제1 코일(2010)은 제1 축 방향을 중심으로 제1 자성체(2030)에 권선되는 솔레노이드 코일이고, 제2 코일(2020)은 상기 제1 축 방향을 중심으로 제2 자성체(2040)에 권선되는 솔레노이드 코일일 수 있다. 즉, 제1 코일(2010)과 제2 코일(2020)은 동일한 중심축을 기준으로 권선될 수 있다.

제1 솔레노이드와 제2 솔레노이드는 직렬 연결되어 동일한 방향으로 전류가 흐르므로, 도시된 자력선과 같이 자기장이 흐를 수 있다. 즉, 제1 솔레노이드와 제2 솔레노이드 사이 공간에서는 제1 솔레노이드에서 제2 솔레노이드로 향하는 자기력선이 존재한다. 한편, 제1 솔레노이드와 제2 솔레노이드 주변 공간에서는, 제1 솔레노이드에서 나와 제2 솔레노이드로 들어가는 자기력선이 존재한다. 도시된 예에서는 자기장의 일부만을 자기력선으로써 도시하였으나, 이는 설명을 위한 것이므로 이러한 자기력선에 의해 자기장이 한정되지 않는다.

본 실시예에서도, 두 솔레노이드의 위쪽 공간 또는 아래쪽 공간에서 자기장이 넓게 펼쳐져 형성되므로, 기 상술한 실시예들과 같이 수신용 코일과 자기적으로 결합할 수 있는 영역이 넓게 형성된다.

도 21은 솔레노이드를 이용한 무선 통신용 코일의 다른 일 예를 도시하는 도면이다. 도 21에 도시된 무선 통신용 코일(2000)은 수직형 솔레노이드를 이용한 실시예에 관한 것이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 제1 솔레노이드는 제1 자성체(2130)에 감긴 제1 코일(2110)을 포함하고, 제2 솔레노이드는 제2 자성체(2140)에 감긴 제2 코일(2120)을 포함할 수 있다.

제1 코일(2110)은 제1 축 방향을 중심으로 제1 자성체(2130)에 권선되는 솔레노이드 코일이고, 제2 코일(2120)은 제1 축 방향과 평행하는 제2 축 방향을 중심으로 제2 자성체(2140)에 권선되는 솔레노이드 코일일 수 있다. 즉, 제1 코일(2010)의 중심축과 제2 코일(2020)의 중심축은 평행한다.

이와 같이, 수직형 솔레노이드를 이용하는 경우에도, 자기장이 넓게 형성되도록 하기 위하여, 제1 코일(1830)에 흐르는 전류 방향과 제2 코일(1840)에 흐르는 전류 방향을 서로 반대되게 함은 상술한 바로부터 쉽게 이해할 수 있다.

도 22는 솔레노이드 코일들의 다양한 배치를 도시하는 참고도이다.

도 22에는 도 20에 도시된 수평형 솔레노이드 뿐만 아니라, 도 21에 도시된 수직형 솔레노이드도 적용 가능하다.

도 22에 도시된 바와 같이, 솔레노이드는 실시 형태에 따라 다양하게 배치될 수 있으며, 적어도 일부 영역에서 서로 대칭되도록 구비됨으로써, 보다 넓게 확장된 자기장을 형성할 수 있다.

솔레노이드 코일을 사용하는 경우, 필요에 따라 솔레노이드 코일을 소형화할 수 있으므로, 스마트 와치 등과 같은 소형 어플리케이션에서도 본 발명에 따른 무선 통신용 코일을 쉽게 적용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신용 코일은 다양한 변형 실시예를 모두 포함한다. 또한, 도면에 도시되지 않았더라도, 복수 코일을 이용하여 코일에 수평하는 방향으로 연장된 자기력선을 포함하는 자기장을 형성하는 다양한 코일들의 조합 또한 본 발명에 해당될 수 있다.

이하에서는, 상기에서 설명한 무선 통신용 코일이 적용되는 모바일 단말의 다양한 실시예에 대하여 도 23 내지 도 28를 참조하여 설명한다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 일 예를 도시하는 도면이다.

도 23을 참조하면, 모바일 단말은 하우징(2300)과 무선 통신용 코일(2340, 2350)을 포함할 수 있다.

그 외에도, 모바일 단말은 통신 모듈, 디스플레이 장치 등 다양한 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 이러한 모바일 단말의 다른 구체적인 구성 요소들에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

하우징(2300)은 금속부(2310)와 비금속부(2320, 2330)을 포함할 수 있다. 비금속부(2320, 2330)는 금속부(2310)의 양 단에 형성될 수 있다.

금속부(2310)와 비금속부(2320, 2330)는 사출 공정 등을 통하여 하나의 완성체로서 생성될 수도 있고, 또는 별도 생산되어 조립될 수 도 있다.

무선 통신용 코일은 제1 코일(2340) 및 제2 코일(2350)을 포함할 수 있다.

제1 코일(2340) 및 제2 코일(2350)은 하우징(2300)의 길이 방향으로 서로 이격되어, 하우징에 고정될 수 있다. 무선 통신용 코일(2040, 2050)에 대해서는 도 8 내지 도 22를 참조하여 상술한 바로부터 쉽게 이해할 수 있다.

제1 코일(2340)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(2350)의 적어도 일부 영역은 비금속부(2320, 2330)에 겹쳐질 수 있다. 이는, 제1 코일(2340) 및 제2 코일(2350)의 모든 영역을 금속부로 덮어버리는 경우, 금속부에 영향을 받게 되어 자기장이 충분히 형성되지 못하기 때문이다. 따라서, 제1 코일(2340)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(2350)의 적어도 일부 영역이 비금속부(2320, 2330)에 겹쳐지게 되면, 해당 비금속부는 자기장이 통과하는 경로가 될 수 있어, 자기장을 충분히 넓게 형성할 수 있다. 도시된 예에서는 제1 코일(2340) 및 제2 코일(2350)의 모든 영역이 비금속부에 겹쳐진 예를 도시하고 있다.

도시된 예에서 하우징(2300)은 후면이 도시되어 있다. 실시예에 따라, 이러한 하우징(2300)는 후면의 적어도 일부가 탈착 분리 가능할 수도 있고, 또는 전면과 일체형으로 형성될 수도 있다.

금속부(2310)는 금속 재질로 형성되고, 비금속부(2320, 2330)는 비금속 재질로 형성된다.

모바일 단말은 무선 통신용 안테나(2360, 2370)을 더 포함할 수 있다.

무선 통신용 코일(2340, 2350) 및 무선 통신용 안테나(2360, 2370)는 보다 원활한 통신을 위하여, 비금속부(2320, 2330)에 겹쳐질 수 있다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.

도 24를 참조하면, 모바일 단말은 하우징(2400) 및 무선 통신용 코일(2440, 2450)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 모바일 단말은 무선 통신용 안테나(2460, 2470)을 더 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 제1 코일(2440) 및 제2 코일(2450)은 금속부(2410) 및 비금속부(2420, 2430)에 겹쳐질 수 있다.

즉, 제1 코일(2440)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(2450)의 적어도 일부 영역은 비금속부(2420, 2430)에 겹쳐지고, 제1 코일(2440)의 나머지 영역 및 제2 코일(2450)의 나머지 영역은 금속부(2410)에 겹쳐질 수 있다.

즉, 도 10을 참조하여 상술한 바와 같이, 무선 통신용 코일(2440, 2450)의 일부 영역에 금속부(2410)가 겹쳐지더라도, 제1 코일(2240)의 일부 영역과 제2 코일(2450)의 일부 영역에는 폐루프 형상의 자기력선이 흐를 수 있다.

따라서, 본 예에서는 금속부(2410)의 길이를 보다 넓게 형성할 수 있으므로, 디자인의 자유도를 확보할 수 있다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면이다.

도 25를 참조하면, 모바일 단말은 하우징(2500) 및 무선 통신용 코일(2540, 2550)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 모바일 단말은 무선 통신용 안테나(2560, 2570)을 더 포함할 수 있다.

하우징(2500)은 금속부(2510)에 적어도 하나의 슬릿(2511, 2512)을 포함할 수 있다.

즉, 금속부(2510)는 제1 코일(2540) 및 제2 코일(2550)과 겹쳐진 영역에 형성된 적어도 하나의 슬릿(2511, 2512)을 포함할 수 있다.

슬릿(2511, 2512)은 제1 코일(2540)의 적어도 일부 영역 또는 제2 코일(2550)의 적어도 일부 영역에 겹칠 수 있다. 비금속부(2520, 2530)의 일부는 슬릿의 형상으로 형성될 수 있다.

따라서, 이러한 슬릿(2511, 2512)은 제1 코일(2240)과 제2 코일(2250)을 통하여 형성되는 자기장이 지나는 통로 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 금속부(2510)가 제1 코일(2540)의 상당 부분 및 제2 코일(2550)의 상당 부분에 겹쳐지도록 구성되더라도, 슬릿(2511, 2512)을 통하여 자기장이 형성될 수 있다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로, 관통홀을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.

도 26을 참조하면, 하우징(2600)은 금속부(2610)와, 적어도 하나의 관통홀(2620, 2630)을 포함할 수 있다.

관통홀(2620, 2630)은 빈 공간이며, 해당 공간에는 비금속부(2640, 2650)가 존재할 수 있다. 즉, 비금속부(2640, 2650)의 형상은 적어도 하나의 관통홀(2620, 2630)의 형상에 대응될 수 있다.

제1 코일(2640)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(2650)의 적어도 일부 영역은, 관통홈(2620, 2630)의 적어도 일부에 겹쳐질 수 있다. 따라서, 관통홈(2620, 2630)은 제1 코일(2640) 및 제2 코일(2650)에 의하여 형성되는 자기장이 흐르는 통로로서 기능할 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로서, 슬릿을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.

도 27을 참조하면, 하우징(2700)은 금속부(2710)와, 적어도 하나의 슬릿(2720, 2730)을 포함할 수 있다.

슬릿(2720, 2730)의 내부는 빈 공간이며, 해당 공간에는 비금속부(2740, 2750)가 존재할 수 있다. 즉, 비금속부(2740, 2750)의 형상은 적어도 하나의 슬릿(2720, 2730)의 형상에 대응될 수 있다.

제1 코일(2740)의 적어도 일부 및 제2 코일(2750)의 적어도 일부는, 슬릿(2720, 2730)의 적어도 일부에 겹쳐질 수 있으며, 그에 따라, 슬릿(2720, 2730)은 제1 코일(2740) 및 제2 코일(2750)에 의하여 형성되는 자기장이 흐르는 통로로서 기능할 수 있다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 또 다른 일 예를 도시하는 도면으로, 복수의 금속판을 포함하는 금속부의 예를 도시하고 있다.

도 28을 참조하면, 하우징(2800)은 복수의 금속판, 도시된 예에서는 제1 금속판(2810), 제2 금속판(2820) 및 제3 금속판(2830)을 포함할 수 있다. 제1 금속판(2810), 제2 금속판(2820) 및 제3 금속판(2830)은 서로 분리될 수 있다.

비금속부는 적어도 하나의 비금속판(2840, 2850)을 포함할 수 있다. 비금속판(2840, 2850)은 상기 서로 분리된 복수의 금속판(2810, 2820, 2830) 사이에 구비될 수 있다.

제1 코일(2840)의 적어도 일부 영역 및 제2 코일(2850)의 적어도 일부 영역은, 비금속판(2840, 2850)의 적어도 일부에 겹쳐질 수 있으며, 그에 따라, 비금속판(2840, 2850)은 제1 코일(2840) 및 제2 코일(2850)에 의하여 형성되는 자기장이 흐르는 통로로서 기능할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 하우징은 비금속부 외에도 금속부를 포함할 수 있으며, 금속부가 존재하는 경우라도 무선 통신용 코일의 일부를 비금속부에 겹치도록 함으로써, 자기장을 효과적으로 형성할 수 있다. 그에 따라, 하우징의 대부분이 금속으로 구성되어야 하는 디자인적 요구에서도, 안정적인 성능을 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 마그네틱 카드 리더
20 : 무선 통신용 코일
30 : 모바일 단말
210 : 자기헤드
220 : 아날로그-디지털 컨버터
810, 910, 1210, 1310, 1410, 1510, 1710, 1910, 2010, 2110, 2340, 2440, 2540, 2640, 2760, 2860 : 제1 코일
820, 920, 1220, 1320, 1420, 1520, 1720, 1920, 2020, 2120, 2350, 2450, 2550, 2650, 2770, 2870 : 제2 코일
1330 : 제1 자성체
1340 : 제2 자성체
1450,1540, 2310, 2410, 2510, 2610, 2710, 2810 : 금속판
1930 : 제3 코일
1940 : 제4 코일

Claims (16)

1. 서로 이격되어 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 코일;
   NFC(Near Field Communication) 코일; 및
   일면에, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 NFC 코일이 구비되는 자성체 시트; 를 포함하고,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 서로 직렬 연결되고,
   상기 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 코일에서 전류는 반시계 방향으로 회전하고,
   상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 적어도 하나는 비대칭 형상인 무선 통신용 코일.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 제1 자기장을 형성하고,
   상기 NFC 코일은 상기 제1 자기장과 다른 제2 자기장을 형성하는 무선 통신용 코일.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 자기장을 나타내는 복수의 자기력선 중 적어도 일부는
   상기 제1 코일의 적어도 일부 영역과 상기 제2 코일의 적어도 일부 영역을 지나는 폐루프 형상인 코일.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 코일은 제3 자기장을 형성하고,
   상기 제2 코일은 제4 자기장을 형성하고,
   상기 제1 자기장은 상기 제3 자기장 및 상기 제4 자기장이 상호 작용되어 형성되는 코일.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 코일은 시계 방향으로 권선되고, 상기 제2 코일은 반시계 방향으로 권선되는 코일.
   
6. 서로 이격되어 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 코일;
   NFC(Near Field Communication) 코일; 및
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 구비되는 금속판을 포함하는 하우징;
   을 포함하고,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 서로 직렬 연결되고,
   상기 제1 코일에서 전류는 시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 코일에서 전류는 반시계 방향으로 회전하고,
   상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 적어도 하나는 비대칭 형상인 모바일 단말.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 제1 자기장을 형성하고,
   상기 NFC 코일은 상기 제1 자기장과 다른 제2 자기장을 형성하는 모바일 단말.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 자기장을 나타내는 복수의 자기력선 중 적어도 일부는
   상기 제1 코일의 적어도 일부 영역과 상기 제2 코일의 적어도 일부 영역을 지나는 폐루프 형상인 모바일 단말.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 코일은 제3 자기장을 형성하고,
   상기 제2 코일은 제4 자기장을 형성하고,
   상기 제1 자기장은 상기 제3 자기장 및 상기 제4 자기장이 상호 작용되어 형성되는 모바일 단말.
   
10. 제6항에 있어서, 상기 모바일 단말은
    일면에, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 NFC 코일이 구비되는 자성체 시트; 를 포함하고,
    를 더 포함하는 모바일 단말.
    
11. 제6항에 있어서, 상기 금속판은
    내부에 적어도 하나의 슬릿 또는 적어도 하나의 관통홀을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 슬릿 또는 적어도 하나의 관통홀은
    상기 제1 코일의 적어도 일부 영역 또는 상기 제2 코일의 적어도 일부 영역에 겹치는 모바일 단말.
    
12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 코일은 시계 방향으로 권선되고, 상기 제2 코일은 반시계 방향으로 권선되
    는 모바일 단말.
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