KR102007824B1 - 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물 - Google Patents

안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물은, 내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징; 미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및 복수회 권회되어 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 안테나 패턴;을 포함하고, 상기 지지체는 전기 전도성을 띠고, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성한다.

Description

안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물{MAGNETIC MODULE FOR MOBILE DEVICE}
본 발명은 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트폰 등 모바일 기기의 탑재 공간에 장착될 수 있도록 미리 결정된 사이즈를 만족하면서, 안테나 패턴을 지지하기 위한 지지체를 루프 안테나로 사용함으로써 근거리 무선 통신용 루프 안테나를 효율적으로 내장시킨, 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물에 관한 것이다.
모바일 기기는 무선 네트워크를 이용하여 상대방과 음성, 영상 및 데이터 등의 정보를 교환할 수 있는 기기이다. 최근에는 모바일 기기에 근접된 거리에서 기설정된 주파수 대역의 데이터 통신을 실시하는 엔에프시(NFC; Near Field Communication) 기술, 신용카드 정보를 담은 기기를 마그네틱 방식의 결재 단말기에 접촉하면 정보를 인식하여 결재가 되는 마그네틱 보안 전송(MST; magnetic secure transmission)과 같은 모바일 결제 기술 등이 모바일 기기에 적용되고 있다. NFC란 Near Field Communication의 약자로 근거리 무선 통신을 의미한다. 13.56MHz의 대역을 가지며, 아주 가까운 거리의 무선 통신을 하기 위한 기술이다. 현재 지원되는 데이터 통신 속도는 초당 424 킬로비트이며, 교통, 티켓, 지불 등 여러 서비스에서 사용할 수 있다. NFC는 전자기 유도 원리를 이용하는데, NFC 안테나 장치에는 전류가 흐를 수 있는 안테나 코일 설치되고, 안테나 코일에 전류가 흐르면 코일 주변의 근접 영역에서 자기장이 형성되는데(전자기 유도), 이 자기장을 통해 통신한다.
이와 같은 기술을 구현하기 위하여, 모바일 기기에 주파수 신호와 자기력 신호를 공진에 의해 송수신할 수 있는 루프 안테나를 모바일 기기 내부에 설치하여 전술한 데이터 통신을 구현하고 있다. 그러나, 모바일 기기는 기술의 발전에 따라 날로 소형화되고 있기 때문에, 종래의 근거리 무선 통신 안테나에서 생성되는 자기장의 에어리어는 매우 협소하다.
이에 따라, 최근에는 모바일 기기에 탑재되는 영구자석 구조물, 예컨대 영구자석을 구비하는 스피커나 리시버에 근거리 무선 통신 안테나(NFC 안테나)를 내장하여 하나의 단일한 모듈로 제공하는 기술이 있다. 그러나, 모바일 기기 내부에는 각각의 모듈을 탑재하도록 지정된 탑재 공간이 소정의 사이즈로 제한되어 있기 때문에, 제한된 공간 안에 리시버 부품과 루프 안테나를 모두 탑재하고, 동시에 리시버의 기능을 유지하면서 근거리 무선 통신의 요구 성능을 만족시킬 수 있는 구조를 도출하는 것은 매우 어려웠다.
따라서, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 영구자석 구조물에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 요구를 충족시키기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 제한된 탑재 공간 안에 탑재 가능한 사이즈를 만족하면서 동시에 영구자석 구조물의 무선 통신 송수신 성능을 저하시키지 않도록 루프 안테나를 효율적으로 내장한, 영구자석 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물은, 내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징; 미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및 복수회 권회되어 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 안테나 패턴;을 포함하고, 상기 지지체는 전기 전도성을 띠고, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성한다.
또한, 상기 지지체는 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지체에는 전기 전도성을 띠는 전도성 필름 또는 F-PCB가 부착될 수 있다.
또한, 상기 지지체는 외면이 전기 전도성을 띠는 전도성 물질로 도금 또는 인쇄될 수 있다.
또한, 상기 측면부는 금속 재질로 형성되고, 상기 지지체 및 상기 측면부가 일체로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물은, 내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징; 미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및 복수회 권회되어 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 안테나 패턴;을 포함하고, 상기 측면부는 금속 재질로 형성되고, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성할 수 있다.
또한, 상기 측면부는 일단 또는 타단 중 적어도 하나가 내측으로 절곡되어 상기 하우징의 중앙으로 더 확장된 수평부가 형성되고, 상기 수평부 상에 상기 안테나 패턴이 배치되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 일면부와 상기 안테나 패턴 사이에 전도성 필름이 더 형성되고, 상기 전도성 필름은 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성할 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴 위에 전도성 필름이 더 형성되고, 상기 전도성 필름은 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물은, 내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징; 미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 전도성 필름;을 포함하고, 상기 지지체는 전기 전도성을 띠고, 상기 전도성 필름과 전기적으로 접속되어 상기 전도성 필름과 함께 루프 안테나를 형성할 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴은 상기 지지체 내측에서 상기 하우징 일면부의 최외곽을 따르는 권취 라인을 따라 복수회 권취되어 미리 설정된 높이만큼 적층되고, 이어서 상기 권취 라인보다 내측에 위치하는 또 다른 권취 라인을 따라 복수회 권취되어 미리 설정된 높이만큼 적층되는 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물에 따르면, 하우징에 안테나 패턴을 지지하기 위한 지지체를 배치하되, 지지체를 전기 전도성을 띠도록 형성하고 안테나 패턴과 전기적으로 접속함으로써 지지체를 안테나 패턴과 함께 루프 안테나로 구성한다. 이에 따라, 모바일 기기에 요구되는 신호 송수신 성능을 만족하기 위해 필요한 안테나 패턴의 권회수를 줄여 제한된 탑재 공간을 효율적으로 활용하는 이점이 있다.
또한, 안테나 패턴의 종방향 권취 높이를 제한된 범위 안으로 유지하면서, 안테나 패턴이 영구자석 구조물의 일면 가장자리를 차지하는 점유 면적을 줄여, NFC 신호 송수신 성능을 유지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석 구조물과 비교예 1에 따른 영구자석 구조물을 비교한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
도 3b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
도 4b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도 5a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
도 5b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하며, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
[제1 실시예]
도 1a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이고, 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다. 도면을 참조하면, 제1 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 하우징(110), 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)을 포함하여 구성된다.
여기서, 영구자석 구조물(100)이란 내부에 영구자석을 포함하여 구성되는 모바일 기기용 단위 모듈을 의미하는데, 예컨대 리시버 모듈 또는 스피커 모듈이 될 수 있다. 다만, 이러한 영구자석 구조물(100)은 스피커 모듈이나 리시버 모듈에 한정되지 않고 영구자석의 둘레에 코일이 감겨있는 모바일 기기의 구성 부품 전부에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
하우징(110)은 내부에 적어도 하나의 부품을 수용하는 케이싱으로서, 하우징(110)의 내부에는 영구자석과 같은 자성체, 보이스 코일, 진동판 등의 부품이 수용된다. 하우징(110)은 일면부(110a), 타면부(110b) 및 측면부(110c)로 구분되며, 그 형상은 제한이 없으나 일반적으로 모바일 기기에 마련된 탑재 공간의 내부 형상에 대응하도록 구성된다. 도 1a에서는 육면체의 박스 형태로 제작된 구조를 예시적으로 도시하였다. 하우징(110)은 플라스틱 재질의 재료를 사용하여 사출 제작되는데, 일면부(110a)와 타면부(110b)는 플라스틱 재질로 사출 성형되고, 측면부(110c)는 실시예에 따라 플라스틱 이외에 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 사출 성형될 수 있다. 이는 후술하여 실시예 별로 구분하여 설명한다.
한편, 지지체(130)는 미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지는 테두리로서, 후술하는 안테나 패턴(150)을 지지하는 구조체이다. 지지체는 하우징(110)의 일면부(110a)의 외곽을 따라 배치되며, 하우징(110)의 측면부(110c)에 대응하는 형상으로 구성될 수 있다. 예컨대, 하우징(110)이 육면체 박스 형태로 제작될 경우 지지체(130) 역시 사각 틀 형태로 형성된다. 이러한 지지체(130)는 하우징(110)의 일면부(110a) 위에 배치되어 하우징(110)에 결합되는데, 하우징(110)과 지지체(130)는 이중 사출 방식으로 제작되어 일체로 형성될 수 있다.
이때, 지지체(130)는 안테나 패턴(150)과 함께 하나의 루프 안테나를 형성하는데, 이를 위해 전기 전도성을 띠도록 구성한다. 지지체(130)에 전기 전도성을 부여하기 위해서 지지체(130)를 전기 전도성을 띠는 금속 재질, 예컨대, SUS, 알루미늄, 구리 등의 금속을 사용하여 제작할 수 있고, 바람직하게는 SUS를 사용하여 지지체(130)를 제작하는 것이 바람직하다. 또, 지지체(130)에 전기 전도성을 부여하기 위하여 지지체(130)는 플라스틱 사출 성형으로 제작하되, 지지체의 표면에 전기 전도성을 띠는 전도성 필름 또는 F-PCB를 부착할 수 있다. 또, 지지체의 표면에 전기 전도성을 띠는 전도성 물질을 도금 처리하거나 인쇄하는 것도 가능하다.
한편, 안테나 패턴(150)은 복수회 권회되어 지지체(130)의 내측 또는 외측에서 하우징(110)의 일면부 상에 배치되며 이에 따라 안테나 패턴(150)은 루프 형태가 된다. 또는, 안테나 패턴(150)은 복수회 권회되어 지지체(130)의 외측에서 하우징(110)의 측면부 외곽에 돌출 배치되는 것도 가능하다. 안테나 패턴(150)은 대표적으로 안테나 코일을 권회하여 형성할 수 있는데 구체적으로, 안테나 코일은 하우징(110) 일면부의 외곽을 따르는 가상의 권취 라인을 따라 권취되고 권취 횟수가 복수회가 되면서 미리 설정된 높이만큼 일면 상방으로 순차 적층된다. 이어서 적층 높이가 미리 설정된 높이에 이르면, 권취 라인보다 내측에 위치하는 또 다른 가상의 권취 라인을 따라 권취되며, 권취 횟수가 복수회가 되면서 다시 미리 설정된 높이만큼 상방으로 적층되는 방식으로 형성된다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 종방향(높이 방향)으로 3턴 권취되고, 횡방향(평면 방향)으로 2턴 권취될 수 있다. 이때, 최외측에 권취되는 안테나 패턴(150)은 전술한 지지체(130)에 최대한 근접하도록 배치되는 것이 바람직하다. 종방향 또는 횡방향의 권회 턴수는 안테나 패턴(150)에 요구되는 근거리 무선 통신의 성능에 따라 상이하게 변경하여 적용 가능하다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 지지체(130)는 하우징(110)의 측면부(110c)의 외곽 사이즈와 동일하게 마련되어 측면부(110c) 상에 배치될 수 있다. 이때, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 내측에 근접 배치된다. 또, 도 1b에 도시된 바와 같이, 지지체(130)는 일면부(110a)의 외곽을 따라 배치하되 사이즈는 하우징(110)의 측면부(110c)의 외곽 사이즈보다 작게 설계하여 하우징(110)의 일면부(110a) 상에 배치될 수 있다. 이때, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 외측에 배치된다.
본 발명에 따르면, 전술한 지지체(130)는 안테나 패턴(150)과 솔더 접합 등의 방식으로 전기적으로 접속하며, 지지체(130)는 안테나 패턴(150)과 함께 하나의 루프 안테나를 형성한다. 이에 따라, 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)은 엔에프 신호, 마그네틱 보안 전송 신호 등을 상호 공진하면서 송수신하는 안테나로서 기능한다.
보다 구체적으로, 영구자석 구조물(100), 예컨대 리시버 모듈의 하우징(110) 내부에는 영구자석과, 영구자석 주변에 보이스 코일이 권취되어 있다. 보이스 코일에 전기적 신호가 인가되면 진동판이 진동하면서 음성이 출력되는데, 진동판을 진동시키기 위해서 보이스 코일과의 신호가 상호 공진되기 위해서 자계 영역이 형성된다. 이에 따라, 자계 영역에 안테나 패턴(150)을 배치하고 안테나 패턴(150)의 자계를 발생시키면 자기장들이 상호 상승 작용을 일으켜 송수신 효율이 향상된다. 본 발명의 제1 실시예에서는, 지지체(130)와 안테나 패턴(150)은 영구자석 구조물(100)의 하우징(110) 일면부(110a)에 배치되어 있고, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 내측 또는 외측에서 지지체(130)에 최대한 근접하도록 배치되기 때문에, 하우징(110)의 일면부 가장자리를 따라 나선 형태로 구비된다. 이에 따라 전술한 영구자석의 자계 영역 내에 배치하게 되며, 리시버 모듈의 영구자석에서 발생한 자계가 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)의 주파수 신호를 증폭시킴에 따라 외부 간섭에 영향을 최소화하면서 무선 근거리 통신 신호의 송수신 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 하우징(110)의 일면부(110a) 위에 지지체(130)를 형성하고, 지지체(130)를 안테나 패턴(150)과 전기적으로 접속시킴으로써, 지지체(130)를 안테나 패턴(150)과 함께 루프 안테나로서 기능하게 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구조는 안테나 패턴(150)의 일부를 지지체(130)로 대체하는 개념인데, 이에 따르면, 영구자석 구조물(100)의 일면부 상에서 안테나 패턴(150)이 차지하는 테두리 부분의 면적을 줄여 L2 값을 최대화하는 이점이 있다.
구체적으로 설명하면, 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)과 비교예 1에 따른 영구자석 구조물(100)을 비교한 개념도이다. 도 1c 좌측의 실시예 1은 지지체(130)를 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 형성하고 그 내측의 안테나 패턴(150)과 전기적으로 접속함으로써 지지체(130)와 안테나 패턴(150)으로 루프 안테나를 구성한 것이고, 도 1c 우측의 비교예 1은 지지체(130)를 구비하되 그 재질은 전기 전도성이 없는 재질, 예컨대 하우징(110)과 동일한 플라스틱으로 형성하였고, 안테나 패턴(150)만으로 루프 안테나를 구성한 것이다.
실시예 1과 비교예 1 모두 동등한 무선 신호 송수신 성능을 얻기 위하여 안테나 패턴(150)을 하우징(110)의 일면부 상에 배치하는데, 안테나 패턴(150)만 사용할 경우에는 안테나 패턴(150)의 권회 횟수가 최소 턴수를 만족해야 한다. 그런데, 안테나 패턴(150)을 많이 사용할수록 안테나 패턴(150)의 높이가 종방향으로 확장되거나 안테나 패턴(150)이 차지하는 면적이 횡방향으로 확장되는데, 안테나 패턴(150)을 종방향으로만 적층하면 전체 높이가 높아져 탑재 공간 내에 수용될 없고, 반대로 횡방향으로 평면 배치하면 영구자석 구조물(100)의 하우징(110) 일면을 과도하게 덮게 되어 루프 안테나의 성능이 떨어진다. 따라서, 탑재 공간에 탑재 가능하도록 높이 L1를 만족시켜야 하고 동시에 루프 안테나의 신호 송수신 효율을 떨어뜨리지 않는 폭 L2을 유지해야 하는 제한이 있다.
예컨대, 최소 9턴 권취되어야 요구 송수신 성능을 만족한다고 가정하면, 비교예 1은 지지체(130)가 안테나 기능을 하지 못하고 오로지 안테나 패턴(150)으로만 신호 송수신 성능을 만족시켜야 하므로 안테나 패턴(150)이 9턴 권취되어야 한다. 그런데, 적층 높이가 L1으로 제한되어 있기 때문에 안테나 패턴(150)은 리시버 모듈의 하우징(110) 일면 내측으로 확장되어야만 하고, 이에 따라, 폭 L2가 좁아져 루프 안테나의 NFC 성능이 떨어지는 단점이 발생한다.
이에 반해, 제1 실시예는 지지체(130)가 루프 안테나로서 기능하기 때문에 안테나 패턴(150)의 권회 턴수를 적게 하더라도 목표 신호 송수신 성능을 만족한다. 예컨대, 안테나 패턴(150)을 6턴만 권취하여도 목표 성능이 달성되는 것이다. 따라서, 폭 L2을 비교예 1의 폭 보다 넓게 확보할 수 있고, 이에 따라 적층 높이를 만족하면서 동시에 NFC 요구 성능을 만족시키는 구조를 얻을 수 있다.
이와 같은 본원 제1 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물(100)은 지지체(130)를 전기 전도성을 띠도록 구성하고 안테나 패턴(150)과 전기적으로 접속하여 전체로서 하나의 루프 안테나를 구성한다. 이에 따라 특정 신호 송수신 성능을 구현하기 위해 안테나 패턴(150)의 권회 횟수를 줄일 수 있고, 결과적으로 탑재 공간의 사이즈를 만족하면서 신호 송수신 효율을 유지할 수 있는 구조를 얻을 수 있다.
[제2 실시예]
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물(100)을 설명하는 개념도이다. 도면을 참조하면, 제2 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 하우징(110), 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)을 포함하여 구성된다.
이때, 제2 실시예는 하우징(110)의 측면부(110c)가 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 형성되고, 지지체(130) 및 측면부(110 c)가 일체로 형성되는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 하우징(110)을 사출 형성 시 하우징(110)의 일면부(110a)와 타면부(110b)는 플라스틱 재료로 형성하고, 측면부(110c)와 지지체(130)는 금속 재료로 사출 성형하는 이중 사출 방식으로 제2 실시예에 따른 구조물을 제작할 수 있다.
나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
[제3 실시예]
도 3a은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 패턴(150)이 탑재된 모바일 기기용 영구자석 구조물(100)을 설명하는 개념도이고, 도 3b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도면을 참조하면, 제3 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 하우징(110), 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)을 포함하여 구성된다.
이때, 제3 실시예는 하우징(110)의 측면부(110c)가 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 형성된다는 점에서 제1 및 제2 실시예와 상이하다. 그리고, 지지체(130)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 하우징(110)을 사출 형성 시 하우징(110)의 일면부와 타면부 및 지지체(130)는 플라스틱 재료로 형성하고, 하우징(110)의 측면부(110c)는 SUS 등의 금속 재료로 사출 성형하는 이중 사출 방식으로 제3 실시예에 따른 구조물을 제작할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 지지체(130)는 하우징(110)의 측면부(110c)의 외곽 사이즈와 동일하게 마련되어 측면부(110c) 상에 배치될 수 있다. 이때, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 내측에 근접 배치되고 측면부(110c)와 전기적으로 접속함으로써, 측면부(110c)와 안테나 패턴(150)으로 루프 안테나를 구성한다. 나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지지체(130)를 하우징(110)의 일면부의 외곽을 따라 배치하되 사이즈는 하우징(110)의 측면부(110c)의 외곽 사이즈보다 작게 설계하여 하우징(110)의 일면부(110c) 상에 배치될 수 있다. 이때, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 외측에 배치되고 측면부(110c)와 전기적으로 접속함으로써, 측면부(110c)와 안테나 패턴(150)으로 루프 안테나를 구성한다. 나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
[제4 실시예]
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 패턴(150)이 탑재된 모바일 기기용 영구자석 구조물(100)을 설명하는 개념도이고, 도 4b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도면을 참조하면, 제4 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 하우징(110), 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)을 포함하여 구성된다.
이때, 제4 실시예는 하우징(110)의 측면부(110c)의 일단이 내측으로 절곡되어 하우징(110)의 일면부 중앙으로 더 확장된 수평부(131)가 형성된다는 점에서 제3 실시예와 상이하다. 이때 측면부의 양단에 수평부가 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 안테나 패턴(150)은 수평부(131) 상에 배치되어 있고, 수평부(131)를 매개로 하여 안테나 패턴(150)과 하우징(110)의 측면부(110c)가 전기적으로 접속된다. 나머지 구성은 제3 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제3 실시예의 설명을 원용한다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 지지체(130)는 하우징(110)의 일면부의 외곽을 따라 배치하되 사이즈는 하우징(110)의 측면부(110c)의 외곽 사이즈보다 작게 설계하여 하우징(110)의 일면부(110c) 상에 배치될 수 있다. 이때, 안테나 패턴(150)은 지지체(130)의 외측에 배치되고 수평부(131) 상에 배치되어 있어 수평부(131)를 매개로 하여 안테나 패턴(150)과 하우징(110)의 측면부(110c)가 전기적으로 접속함으로써, 측면부(110c)와 안테나 패턴(150)으로 루프 안테나를 구성한다. 나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
[제5 실시예]
도 5a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이고, 도 5b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물의 변형례를 설명하는 개념도이다.
도면을 참조하면, 제5 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 전도성 필름(170)을 더 포함한다. 전도성 필름(170)은 전기 전도성을 지니는 필름 형태의 부재로서 나선 형상의 패턴으로 패터닝될 수 있다. 이러한 전도성 필름(170)은 F-PCB로 구성될 수 있는데, 연성기판(FPCB)에 대해 노광 및 에칭을 포함하는 포토리소그래피(photolithography) 공정이나 레이저 등에 의한 식각 처리에 의해 얻어지는 식각 방식 등을 통해 제작될 수 있다. 상기 전도성 필름(170)은 안테나 패턴의 위 또는 안테나 패턴(150)의 아래에 배치되어, 안테나 패턴(150)과 전기적으로 접속되어 안테나 패턴(150)과 함께 루프 안테나를 형성한다.
제5 실시예에 따르는 영구자석 구조물(100)은, 도 5a에 도시된 것처럼, 하우징(110)의 일면부(110a)와 안테나 패턴(150) 사이에 전도성 필름(170)이 더 형성될 수 있고, 또는 도 5b에 도시된 것처럼, 안테나 패턴(150) 위에 전도성 필름(170)이 더 형성될 수도 있다. 나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
이와 같은 실시예에 따르면, 지지체(130)의 내측 또는 외측에 안테나 패턴(150)과 함께 전도성 필름(170)을 더 구비하고, 전도성 필름(170)을 지지체(130) 및 안테나 패턴(150)과 함께 루프 안테나로서 기능하게 하는 것이다. 이러한 구조는 안테나 패턴(150)의 일부를 전도성 필름(170)으로 대체하는 개념인데, 이에 따르면, 영구자석 구조물(100)의 일면부 상에서 안테나 패턴(150)이 차지하는 테두리 부분의 면적을 더욱 줄여 L2 값을 최대화하는 이점이 있다. 이에 따라, 폭 L2을 보다 넓게 확보할 수 있고, 적층 높이를 만족하면서 동시에 NFC 요구 성능을 향상시키는 구조를 얻을 수 있다.
[제6 실시예]
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물을 설명하는 개념도이다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 영구자석 구조물(100)은 제1 실시예의 안테나 패턴을 대신하여 전도성 필름(170)이 하우징의 일면부에 형성된다. 전도성 필름(170)은 전기 전도성을 지니는 필름 형태의 부재로서 나선 형상의 패턴으로 패터닝되어 루프 안테나를 구성한다. 이러한 전도성 필름(170)은 F-PCB로 구성될 수 있다. 지지체(130)는 전기 전도성을 띠고, 전도성 필름(170)과 전기적으로 접속되어 전도성 필름(170)과 함께 루프 안테나를 형성한다. 나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 공통된 구성에 대해서는 반복 설명을 생략하고 제1 실시예의 설명을 원용한다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
100: 모바일 기기용 영구자석 구조물 110: 하우징
110c: 측면부 130: 지지체
131: 수평부 150: 안테나 패턴
170: 전도성 필름

Claims (11)

  1. 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물로서,
    내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징;
    미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및
    복수회 권회되어 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 안테나 패턴;
    을 포함하고,
    상기 지지체는 전기 전도성을 띠고, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성하되,
    상기 하우징의 일면부와 상기 안테나 패턴 사이에 전도성 필름이 더 형성되거나, 상기 안테나 패턴 위에 전도성 필름이 더 형성되고,
    상기 전도성 필름은 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는 전기 전도성을 띠는 금속 재질로 형성되는 것인,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지체에는 전기 전도성을 띠는 전도성 필름 또는 F-PCB가 부착되는 것인,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는 외면이 전기 전도성을 띠는 전도성 물질로 도금 또는 인쇄된 것인,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측면부는 금속 재질로 형성되고, 상기 지지체 및 상기 측면부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  6. 안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물로서,
    내부에 적어도 하나의 부품을 수용하고, 일면부, 타면부 및 측면부로 구분되는 하우징;
    미리 설정된 높이 및 단면 두께를 가지고 상기 일면부의 외곽을 따라 배치되는 지지체; 및
    복수회 권회되어 상기 지지체의 내측 또는 외측에서 상기 하우징의 일면부 상에 배치되는 안테나 패턴;
    을 포함하고,
    상기 측면부는 금속 재질로 형성되고, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 안테나 패턴과 함께 루프 안테나를 형성하되,
    상기 측면부는 일단 또는 타단 중 적어도 하나가 내측으로 절곡되어 상기 하우징의 중앙으로 더 확장된 수평부가 형성되고, 상기 수평부 상에 상기 안테나 패턴이 배치되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 상기 지지체 내측에서 상기 하우징 일면부의 최외곽을 따르는 권취 라인을 따라 복수회 권취되어 미리 설정된 높이만큼 적층되고, 이어서 상기 권취 라인보다 내측에 위치하는 또 다른 권취 라인을 따라 복수회 권취되어 미리 설정된 높이만큼 적층되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 패턴 지지체를 루프 안테나로 사용하는 모바일 기기용 영구자석 구조물.
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