KR102124634B1 - 카메라용 안테나 장치 - Google Patents

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KR102124634B1
KR102124634B1 KR1020140023550A KR20140023550A KR102124634B1 KR 102124634 B1 KR102124634 B1 KR 102124634B1 KR 1020140023550 A KR1020140023550 A KR 1020140023550A KR 20140023550 A KR20140023550 A KR 20140023550A KR 102124634 B1 KR102124634 B1 KR 102124634B1
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김승환
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Abstract

본 발명은 카메라에 착탈되고 줌아웃이 가능한 렌즈경통에 안테나를 수용함으로써, 공진 주파수를 조절할 수 있는 카메라용 안테나 장치에 관한 것으로, 카메라의 일부에 형성된 렌즈 삽입부 및 상기 렌즈 삽입부에 삽입되는 렌즈 경통을 포함하는 카메라에 구비되는 안테나 장치에 있어서, 상기 렌즈 삽입부의 둘레를 따라 수용되어 제1 공진 주파수를 구현하는 제1 방사체 및 상기 렌즈 경통에 수용되고, 상기 제1 방사체의 일단과 선택적으로 연결되어 제2 공진 주파수를 구현하는 제2 방사체를 포함한다.

Description

카메라용 안테나 장치{AN INTERNAL ANTENNA FOR CAMERA DEVICE}
본 발명은 카메라용 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 카메라에 착탈되고 줌아웃이 가능한 렌즈경통에 안테나를 수용함으로써, 공진 주파수를 조절할 수 있는 카메라용 안테나 장치에 관한 것이다.
일반적인 디지털 카메라는 피사체에 반사된 빛을 전기적 신호로 변환하여 화상 데이터로 저장하고, 저장된 화상 데이터를 가공하거나 재생할 수 있는 장치이다.
디지털 카메라는 필름을 사용하지 않기 때문에 현상이나 인화, 확대 과정 등이 필요 없고 정지 화상 뿐만 아니라 동영상도 촬영하여 저장하는 기능을 구현한다.
또한, 디지털 카메라는 컴퓨터에 연결하여 촬영한 데이터를 컴퓨터 메모리나 시디롬, USB 메모리 등의 저장장치에 저장하거나 원하는 이에게 메일에 첨부하여 전송하는 등의 그 활용범위가 점점 더 넓어지고 있다.
즉, 디지털 카메라는 디지털 매체를 이용하여 쉽게 편집, 가공할 수 있기 때문에 필름 카메라를 급속히 대체한 바 있다.
최근 디지털 카메라는 심미적인 요소가 제품 판매 실적에 많은 영향을 미치는 만큼 제품의 디자인도 제품의 성능 못지 않게 중요한 요소로 인식되고 있다.
또한 점점 많은 기능들이 디지털 카메라에 컨버젼스(convergence)됨에 따라 구비되는 부품들이 증가하는데 비해, 사용자들은 점점 심플한 구조의 디자인을 선호하는 경향이다.
이와 관련하여 최근에는 다양한 소비자의 요구에 따라 여러 가지 기능이 탑재된 디지털 카메라가 개발되고 있는데, 그 중의 하나로 안테나 모듈이 내장된 디지털 카메라가 대표적이다.
디지털 카메라에 내장되는 안테나 모듈은 카메라를 통해 직접적으로 멀티미디어 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다.
예를 들어, 카메라를 통해 촬영된 이미지, 동영상 등의 데이터를 와이파이 안테나를 통해 다른 전자기기로 전송한다든가, GPS 모듈을 통해 위성으로부터 수신된 위성 정보를 이용하여 위치 정보를 제공받을 수 있다.
이러한 내장형 안테나는 통신 단말기의 소형화 및 슬림화 추세에 맞추어 그 형태가 변화되고 있다.
즉 안테나의 종류가 다양해지고, 다른 부품을 배치할 영역이 더 필요하고, 카메라의 크기가 줄어들수록 안테나의 크기나 두께를 더욱 얇게 하여 카메라의 메인보드에 배치해야 한다.
그러나 안테나의 길이는 통상적으로 주파수의 파장에 비례하기 때문에, 예를 들어 GPS 안테나와 같은 고주파 대역의 주파수를 수신하기 위한 안테나는 소정의 길이 이하로 줄일 수 없는 한계가 있다.
또한, 다수의 안테나들을 카메라 장치 내부의 여러 영역에 분산시켜 배치할 경우, 내부의 메인 회로기판(PCB)이나 배터리와 같은 전기물 및 메탈 소재의 부품들과 소정간격 이격 배치해야 한다.
안테나의 특성상 카메라의 상단 위치가 성능 확보에 가장 유리하나, 파워(power), 셔터(shutter) 및 줌(zoom)등의 영향으로 공간 확보에 어려움이 있다. 카메라의 좌측, 우측은 핸드 이펙트(hand effect)의 영향으로 성능 확보에 영향을 미치고, 하단은 삼각대, 배터리 등의 영향을 피하기 어려운 문제가 있다.
도 1a는 종래의 카메라의 하단에 구비된 안테나를 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 안테나의 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 카메라의 하단에 안테나를 배치하면, 도 1b의 그래프에서 알 수 있듯이 주파수 대역폭이 좁을뿐더러, 방사 이득 효율도 높지 않음을 알 수 있다. 도 1a는 카메라의 하단에서 바라본 형상을 도시한 형태이며, 참조부호 11은 카메라의 바디를 나타내고 있고, 참조부호 12는 카메라의 렌즈이며, 참조부호 13은 카메라 바디의 하단에 위치한 안테나를 도시하였다.
또한, 분산된 다수의 안테나들의 배치로 인하여 카메라 장치 내부 레이아웃의 효율을 저하시키는 문제가 생긴다. 이러한 문제는 카메라 장치의 소형화 및 슬림화 추세에 방해가 되는 요소로 작용한다.
따라서 카메라 장치에 다양한 주파수 영역 대의 안테나를 실장하면서도, 안테나의 성능 구현을 최대화시킴과 동시에 제품 외관의 심플함과 심미성을 개선시킨 카메라 장치의 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 카메라에 수용되는 안테나의 공진 주파수를 용이하게 조절할 수 있는 카메라용 안테나 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 카메라의 주변 기구물에 의한 제약 사항이나 핸드 이펙트(Hand effect) 영향으로 인한 성능 저하를 방지하기 위해 카메라 내에 안테나를 효율적으로 배치함으로써, 방사 이득을 확대할 수 있는 카메라용 안테나 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 바디와 렌즈가 메탈로 구성된 카메라에 상기 메탈과의 간섭에 의한 안테나의 방사이득 효율 저하를 방지할 수 있는 카메라용 안테나 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 카메라 장치를 소형화, 심플화 및 슬림화하는데 있다.
전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른, 카메라용 안테나 장치는, 내부에 통신 모듈을 갖는 카메라; 상기 카메라의 렌즈 경통 소정 위치에 제1무선 통신 시스템으로부터의 신호를 수신할 수 있는 길이와 넓이를 갖는 제1 방사체; 상기 카메라의 상기 통신 모듈로부터 상기 제1 방사체에 전원을 공급하기 위한 급전 라인; 및 상기 제1 방사체의 접지를 위한 접지 라인;을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 카메라용 안테나 장치에 따르면, 카메라에 착탈이 가능한 복수의 렌즈 경통마다 방사체를 서로 다른 구조로 구비함으로써, 카메라에 주파수 대역이 서로 다른 안테나를 선택적으로 수용할 수 있다.
또한 본 발명은 렌즈 경통의 줌아웃(zoom out) 기능을 이용하여, 렌즈 경통의 인출 방향으로 구비된 방사체의 길이를 조절함으로써, 카메라용 안테나 장치의 공진 주파수를 용이하게 변동할 수 있다.
또한 본 발명은 카메라의 바디를 둘러싼 메탈에 카메라용 안테나를 접지시킴으로써, 카메라용 안테나의 광대역 특성을 구현할 수 있다.
또한 본 발명은 바디와 렌즈가 메탈로 구성된 카메라에 안테나를 상기 메탈로부터 소정 간격 이격된 슬릿 형태로 구현함으로써, 타 메탈과의 간섭에 의한 방사이득 효율 저하를 방지할 수 있다.
도 1a는 종래의 카메라의 하단에 구비된 안테나를 도시한 도면.
도 1b는 도 1a에 도시된 안테나의 정재파비 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치가 구비된 카메라 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 방사체의 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 방사체 및 제2 방사체의 정재파비 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치의 제2 방사체의 다양한 구조의 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치가 카메라 필터에 구현된 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 방사체의 정재파비 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방사체 및 종래 안테나 방사체의 안테나 방사이득효율을 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 체결 구조의 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 급전부 및 접지부와 회로간 연결을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 안테나 장치가 구비된 카메라를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치가 구비된 카메라 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치가 구비된 카메라 장치는, 사출 그립부(22), 바디부(23) 및 렌즈부(40)를 포함하여 구비될 수 있다.
사출 그립부(22)는, 카메라의 일 측면을 감싸고, 바디부(23)와 체결될 수 있다. 사출 그립부(22)는 카메라 사용 시 사용자가 카메라를 손으로 파지하는 부분에 해당한다. 사출 그립부(22)는 예를 들어 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
바디부(23)는, 카메라의 일 측면 및 배면을 제외한 전면(全面)을 감싸는 카메라의 커버로써, 메탈 소재로 구성될 수 있다. 바디부(23)는 셔터버튼, 플래시 모듈, 스피커 모듈, AF(Auto Focus) 모듈, 삼각대(Tripod) 모듈, 배터리, SD 메모리 카드, SIM 카드 및 외부 잭(Jack)이 삽입되는 플러그(Plug) 등을 포함하는 부분에 해당하며, 그 내부에 메인보드를 구비할 수 있다.
바디부(23)는 사출 성형에 의해 형성될 수도 있고, 최근 디자인 경향에 따라 사출 성형된 바디부 전체의 외면을 둘러싼 메탈에 의해 형성될 수도 있다.
렌즈부(40)는, 피사체의 영상을 통과시키는 것으로 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 경통으로 구비될 수 있다. (이하 렌즈부(40)를 렌즈 경통이라고 표현할 수 있다.) 통상적인 렌즈부(40)는 하나 이상의 렌즈를 포함하여 피사체의 초점(Focus)를 맞추거나 광학 줌(Optical zoom) 기능을 갖는다.
렌즈 경통(40)은 바디부(23)의 일부에 형성된 렌즈 삽입부에 수용될 수 있다. 예를 들어 렌즈 경통(40)은 렌즈 삽입부에 고정되거나, 착탈이 가능하도록 삽입될 수 있다.
특히 본 발명의 실시예에 의한 렌즈 경통(40)은 안테나로 이용되는 소정의 방사체들(34, 42)을 수용하여 구비될 수 있다. 이때, 방사체는 하나 또는 둘 이상이 구비될 수 있다.
이하, 렌즈 경통(40)에 구비된 방사체들(34, 42)에 대해서는 이하 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치는 렌즈 삽입부의 둘레를 따라 수용되는 제1 방사체(34) 및 렌즈 경통(40)에 수용되는 제2 방사체(42)를 포함할 수 있다.
제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)는 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치로서, 전파를 수신받기 위한 장치로, 렌즈 삽입부 및 렌즈 경통 중 적어도 하나에 설치된다.
이러한 안테나 장치는 기지국으로부터 상기 안테나와 동일한 공진 주파수 대역을 갖는 전파가 방출되면, 안테나 장치가 전파를 인식하여 공진하게 되어 전파를 수신하게 된다. 이때, 수신된 전파에 포함된 데이터를 카메라 내부의 메인보드(미도시)로 전송하게 된다.
구체적으로, 제1 방사체(34)는 렌즈 삽입부 둘레의 일부 또는 전체에 수용될 수 있고, 적어도 하나 이상의 방사체가 미리 설정된 소정의 간격으로 이격되어 수용될 수 있다. 렌즈 삽입부는 카메라의 바디부(23) 일부가 렌즈 경통(40)이 삽입될 크기로 소정의 깊이만큼 트렌치된 영역일 수 있다.
그리고 제1 방사체(34)는 상기 렌즈 삽입부에 인접한 카메라의 바디부(23)에 구비되거나, 렌즈 삽입부 내부에 구비될 수 있다.
제1 방사체(34)는 고주파 밴드 특성을 갖는 방사체로서, 상기 제2 방사체(42)보다 넓은 폭, 짧은 길이의 방사체로 구비되어 넓은 대역을 구현할 수 있다.
제1 방사체(34)는 전기적 신호를 공급하는 급전부(Feeding, F) 및 제1 방사체를 접지시키는 접지부(Ground, G)와 연결될 수 있다.
급전부(F)는 카메라 내부의 메인보드와 연결되어 제1 방사체(34)를 급전할 수 있다. 접지부(G)는 카메라의 바디부(23)를 감싸는 메탈에 연결되어 제1 방사체(34)를 접지시킬 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나는 카메라의 바디를 둘러싼 메탈을 이용하여 안테나를 접지시킴으로써, 광대역 특성을 구현할 수 있다.
제2 방사체(42)는 렌즈 경통(40)의 둘레의 일부 또는 전체에 수용될 수 있고, 적어도 하나 이상의 방사체가 미리 설정된 소정의 간격으로 이격되어 수용될 수 있다. 상기 미리 설정된 소정의 간격이란, 복수의 방사체 간에 서로 전파 영향을 미치지 않고, 안테나의 방사이득을 확보할 수 있는 거리로 정의될 수 있다.
렌즈 경통(40)이 도 3a에 도시된 바와 같이 카메라의 바디부(23)로부터 돌출되되, 단면의 면적이 점점 좁아지는 다단의 구조인 경우, 제2 방사체(42)는 렌즈 경통(40)의 상기 다단마다 구비될 수 있다.
이러한 제2 방사체(42)는 렌즈 경통(40)의 다단식 인출 시, 렌즈 경통(40)의 다단마다 실장된 방사체들이 순차적으로 접촉되도록 구현할 수 있다.
도 3a는 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)가 커넥터(44)에 의해 서로 전기적으로 연결된 구조를 예로 도시한다.
도 3a에서는 카메라의 바디부(23)와 가장 인접한 렌즈 경통(40)의 단면의 일부에 구비된 제2 방사체(42)를 도시하였으나, 제2 방사체(42)가 렌즈 경통(40)에 수용되는 구조 및 형상은 전술한 형태로 한정하지 않으며, 카메라가 수신해야 하는 주파수를 수신 가능한 형상이면 어느 형태를 사용하여도 무방하다.
제2 방사체(42)는 제1 방사체(34)와 연결되면, 상기 제1 방사체(34)에 연결된 급전부(F)로부터 급전되고, 접지부(G)로부터 접지될 수 있다. 즉, 제2 방사체(42)는 제1 방사체(34)와 연결되어 하나의 안테나 장치로 구현될 수 있다.
제2 방사체(42)는 줌아웃(zoom out) 기능에 의해 렌즈 삽입부로부터 다단식으로 인출되는 렌즈 경통(40)에 렌즈 경통(40)이 인출되는 방향으로 수용될 수 있다.
즉, 제2 방사체는 상기 렌즈 삽입부로부터 외부 방향으로 다단식 인출되는 렌즈 경통(40)에 수용되고, 렌즈 경통(40)의 다단식 인출 시, 렌즈 경통(40)의 다단마다 실장된 방사체들이 순차적으로 접촉되는 구조일 수 있다.
그리고 제2 방사체(42)는 렌즈 경통(40)의 인출에 의해 다단마다 구비된 방사체가 연결됨에 따라, 상기 연결된 총 방사체의 길이에 의해 공진 주파수가 결정되는 구조이다.
제2 방사체(42)는 일단에 제1 방사체(34)와 선택적으로 연결되는 커넥터(44)를 포함할 수 있다. 커넥터(44)는 렌즈 경통(40)을 미리 정해진 소정의 방향으로 회전함에 따라 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)를 접촉 또는 비접촉하는 구조일 수 있다. 또한 제2 방사체(42)에 포함된 커넥터(44)는 도 3a에 도시한 바와 같이 제2 방사체(42)와 제1 방사체(34) 간의 연결을 위한 도선의 라인일 수도 있고, 단순히 제1 방사체(34)와 연결되기 위한 부분을 지칭할 수도 있다. 커넥터(44)가 단순히 제1 방사체(34)와 연결되기 위한 부분을 지칭하는 경우 도 3a에 도시한 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)간을 연결하는 도선으로 구성된 라인은 제2 방사체(42)의 연장된 부분으로 볼 수 있다.
이러한 구성에 따라 줌아웃 기능을 가진 렌즈 경통(40)이 디폴트 상태, 즉 렌즈 경통(40)이 삽입되어 있으며, 제1 방사체(34)가 제2 방사체(42)와 연결되지 않은 초기 상태에서는 제1 방사체(34)만으로 제1 공진 주파수를 구현하는 안테나로 동작하고, 렌즈 경통(40)이 돌출되어 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)가 연결된 상태에서는 제2 공진 주파수를 구현하는 안테나로 동작할 수 있다.
이를 다시 설명하면, 렌즈 경통(40)이 디폴트 상태에서는 제1 방사체(34)가 제2 방사체(42)와 소정 간격 이격되어 있는 상태인 경우 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)가 각각 서로 다른 고주파 대역의 안테나로 동작할 수 있다. 렌즈 경통(40)이 돌출된 상태에서는 제1 방사체(34)가 제2 방사체(42)와 접촉되는 경우 두 방사체가 연결됨으로써 저주파 대역의 소정 안테나로 동작할 수 있다.
또는 렌즈 경통(40)이 돌출된 상태에서 소정 간격 이격된 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42) 간에 유발되는 커플링에 의한 커플링 안테나로 동작할 수 있다.
따라서 디폴트 상태에서는 제1 방사체(34)가 와이파이 안테나로 동작하고, 렌즈 경통(40)이 돌출된 상태에서는 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)가 GPS 안테나로 동작할 수 있다.
도 3b는 도 3a의 상태에서 렌즈 경통(40)이 소정의 방향으로 회전하여 커넥터(44)가 움직여서 제2 방사체(42)를 제1 방사체(34)로부터 이격시켜 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)가 비접촉된 구조를 예로 도시한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면 제1 방사체(34)는 제2 방사체(42)와의 접촉 및 비접촉 관계에 따라 서로 다른 공진 주파수를 구현할 수 있다. 또한, 제1 방사체(34)는 제2 방사체(42)와의 이격 거리에 따라 단독 안테나 또는 커플링 안테나로 구현될 수 있다.
즉, 제1 방사체(34)는 미리 설정된 소정의 거리만큼 제2 방사체(42)로부터 이격되면, 제2 방사체(42)의 전파 영향, 메탈 간섭 등에 의한 영향을 받지 않고, 단독 안테나로 구현될 수 있다. 제1 방사체(34)는 단독 안테나로 구현되고, 예를 들어 2.4GHz, 5GHz의 공진 주파수 특성을 구현하여, 와이파이 안테나로 구현될 수 있다.
제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)와의 이격 거리는 렌즈 경통(40)을 회전시켜 제2 방사체(42)를 제1 방사체(34)로부터 이동시켜 조절할 수 있다.
제1 방사체(34)와 제2 방사체(42) 간의 유도 커플링 안테나에 대해서는 이하 도 3c 및 도 3d를 참조하여 설명하기로 한다.
한편, 제1 방사체(34)는 도 3a에 예시한 바와 같이 제2 방사체(42)의 커넥터(44)에 의해 접촉되어 전기적으로 연결된 상태에서 제2 공진 주파수 구현한다. 즉, 제1 방사체(34)는 제2 방사체(42)와 이격된 상태에서 단독 안테나 또는 커플링 안테나로 구현되다가, 렌즈 경통(40)의 회전에 의해 제2 방사체(42)와 컨택됨으로써, 제1 방사체(34)의 길이에 제2 방사체(42)의 길이가 더해진 길이의 방사체로 구비될 수 있다. 제1 방사체(34)의 길이에 제2 방사체(42)의 길이가 더해졌기 때문에 상대적으로 저주파수 대역을 구현할 수 있다.
예를 들어 BT(Blue tooth)안테나, GPS(Global Positioning System) 안테나, GSM(Global System for mobile communication)안테나, CDMA(Code Division Multiple Access)안테나, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 및 다이버시티(Diversity) 안테나 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 방사체의 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 방사체 및 제2 방사체의 정재파비 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 도 3b에 도시된 제1 방사체(34)의 공진 주파수가 카메라용 안테나의 주파수 대역 중 고주파 대역인 WIFI(2.4GHz, 5GHz) 대역의 방사 패턴을 나타냄을 알 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 3a에 도시된 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)의 공진 주파수가 카메라용 안테나의 주파수 대역 중 상대적으로 저주파 대역인 GPS 1.5GHz 대역의 방사 패턴을 나타냄을 알 수 있다.
도 4 및 도 5의 시뮬레이션 결과 그래프를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치는, 제1 안테나로 동작하는 제1 방사체(34)와 제1 방사체(34)와 제2 방사체(42)가 선택적으로 연결될 시 하나의 안테나로 동작하는 제2 안테나 장치를 이용하여 안테나의 공진 주파수를 용이하게 조절함을 알 수 있다.
즉, 제1 방사체(34)를 제2 방사체(42)와 소정 간격 이격시키면, 고주파 대역의 특성을 갖는 안테나로 이용할 수 있고, 제1 방사체(34)를 제2 방사체(42)와 직접적으로 연결시키면, 저주파 대역의 특성을 갖는 안테나로 이용할 수 있다.
또한, 제2 방사체(42)의 길이를 조절함에 따라 공진 주파수를 조절할 수 있다.
한편, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 커플링 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3c 및 도 3d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)는 비접촉되고 소정 간격 근접거리에서 이격된 상태에서 유도되는 커플링에 의해 구현되는 커플링 안테나일 수 있다.
여기서 커플링(Coupling)이란 고주파 밴드와 저주파 밴드의 끝단이 서로 근접하는 구조로 구비됨으로써, 고주파 밴드와 저주파 밴드의 대역확장과 고대역 주파수의 중심 주파수 이동 특성을 갖게 되어 적절한 튜닝에 의해 원하는 대역으로 이동되게 되는 현상으로 정의할 수 있다.
제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)는 서로 이격된 거리에 따라 유도되는 커플링의 양이 조절될 수 있다. 제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42) 간의 거리 조절은 줌아웃 기능에 의한 렌즈 경통(40)의 인출 정도에 따라 조절될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치의 제2 방사체의 다양한 구조의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치의 제2 방사체는 복수의 렌즈 경통에 따라 각각 서로 다른 길이로 수용될 수 있다.
예를 들어 렌즈 경통(55)은 도 6에 도시한 바와 같이 신장이 가능한 형태로 구성되며, 대물렌즈(52)를 포함할 수 있다. 또한 경통(55)에는 다수의 렌즈들(도면에 미도시)을 포함할 수 있다. 경통(55)의 가장 넓은 반지름을 갖는 경통부에는 와이파이 안테나(53)로 동작하기 위한 방사체를 포함할 수 있다. 이는 도 6의 (a)에 도시하였다. 경통(55)이 3단으로 구성되는 경우 두 번째 넓은 반지름을 갖는 경통부에는 RFID 안테나(54)로 동작하기 위한 방사체를 포함할 수 있다. 이는 도 6의 (b)에 도시하였다. 경통(55)이 3단으로 구성되는 경우 망원 렌즈도 동작하기 위한 가장 작은 반지름을 갖는 경통부에는 NFC 안테나로 동작하기 위한 방사체를 포함할 수 있다. 이는 도 6의 (c)에 도시하였다. 이상에서 설명한 각 안테나들은 하나의 예시일 뿐 다른 주파수를 수신할 수 있는 여러 가지 형태의 안테나들로 구성될 수 있다. 즉, 카메라에 착탈 가능한 복수의 렌즈별로 서로 다른 안테나를 위한 제2 방사체가 서로 다른 길이로 수용될 수 있다.
이러한 제2 방사체는 제1 방사체와 연결되어 일체형 안테나를 구현할 수도 있고, 제1 방사체를 제외하고 제2 방사체 자체만으로 하나의 안테나를 구현할 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 제1 방사체는 앞서 설명한 바와 같이 카메라의 바디부(23)에 포함될 수 있다. 하지만, 제1 방사체를 렌즈부의 첫 번째 방사체 예를 들어 도 6의 (a)에 예시한 방사체(53)가 제1 방사체가 될 수도 있다. 또한 방사체의 위치는 대물렌즈(52)와 평형한 형태들로 예시하여 설명하고 있으나, 경통이 신장되는 둘레에 위치할 수도 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 제1 방사체(34)가 카메라의 바디부(23)에 위치한 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
한편, 제2 방사체는 렌즈 경통(40)의 다단마다 구비되는 복수의 방사체 및 서로 인접한 상기 렌즈 경통(40)의 다단 사이마다 구비되어 인접한 상기 방사체를 선택적으로 연결하는 컨택부(51a)를 포함하는 구조로 구비될 수 있다.
제2 방사체의 컨택부(51a)는, 렌즈 경통(40)이 회전하며 인출됨에 따라 렌즈 경통(40)의 다단마다 구비된 복수의 방사체를 연결하는 구조일 수 있다. 컨택부(51)는 방사체와 동일한 재료의 방사체로 구비될 수 있다.
각각의 컨택부들(51a, 51b, 51c, 이하 컨텍부를 총칭하는 경우 참조부호 51을 사용함)은 렌즈 경통(40)의 다단마다 다단의 일부면에 실장될 수 있으며, 서로 다른 다단에 실장된 컨택부(51)는 상기 복수의 다단이 외부로 돌출됨에 따라 서로 컨택되어 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 컨택부(51)는 렌즈 경통(40)을 미리 정해진 소정의 방향으로 회전시킴에 따라 렌즈 경통(40)의 다단마다 구비된 복수의 방사체를 선택적으로 연결하여 상기 제2 공진 주파수를 조절할 수 있다.
이때, 상기 다단마다 실장된 컨택부(51)는 사용자의 의도에 따라 렌즈 경통(40)을 회전하는 방향에 의해 선택적으로 연결될 수 있다. 즉, 사용자가 렌즈 경통의 회전을 조절하여 이웃하는 다단에 각각 실장된 컨택부(51)를 서로 접촉시킬 수도 있고, 이격시킬 수도 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나 장치는, 렌즈 경통(40)이나 렌즈 삽입부에 안테나를 구현함에 따라 카메라 내부에 안테나를 설치하기 위한 면적을 따로 요구하지 않아, 카메라의 내부 공간 효율을 개선시키는 효과가 있다.
제1 방사체(34) 및 제2 방사체(42)는 메탈시트, 주석적층 패턴, FPCB 패턴, 필름 패턴 중 적어도 하나의 전도성 도체 패턴으로 구비될 수 있다.
그리고 도시되지는 않았지만, 카메라의 다른 전기 부품들에서 발생되는 전자파를 차폐하기 위해 동과 니켈이 차례로 도금된 전자파 차폐막이 바디부(23) 및 렌즈 경통(40) 사이 및/또는 렌즈 삽입부의 하부에 더 구비될 수 있다. 또한 참조부호 36, 38은 안테나에 급전을 위한 부와 연결되기 위한 구성이며, 참조부호 39는 카메라 바디로 이물질이 유입을 방지하기 위한 실드를 도시하였다. 또한 제1 안테나를 구성하는 도체로 구성된 제1 방사체(34)를 함께 예시하고 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치가 카메라 필터에 구현된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치는 렌즈 경통(40)의 최상단(80), 즉 가장 외부로 돌출된 영역에 적어도 하나 이상의 방사체(62, 72)를 구비할 수 있다.
상기 각 방사체(62, 72)는 각각 렌즈 경통의 내부에 연결된 도선(미도시)을 통하여 카메라의 메인보드로부터 급전되고, 카메라의 메탈 바디부(23)에 연결되어 접지될 수 있다. 또는, 방사체(62, 72) 간에 유도되는 커플링에 의한 커플링 안테나로 구현될 수 있다. 또한 참조부호 62와 64는 앞서 설명한 바와 같이 각각 안테나의 급전 라인과 접지 라인이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치는, 카메라의 렌즈 필터 프레임(90)의 둘레를 따라 구비되는 제3 방사체를 구비할 수 있다.
마찬가지로 제3 방사체는 도 8에 예시한 바와 같이 둘 이상의 방사체들(92, 95)이 서로 소정 간격 이격되어 구비될 수 있고, 각각 렌즈 경통의 내부에 연결된 도선(미도시)을 통하여 카메라의 메인보드로부터 급전되고, 카메라의 메탈 바디부(23)에 연결되어 접지될 수 있다.
또는, 제3 방사체는 복수의 방사체(92, 95) 간에 유도되는 커플링에 의한 커플링 안테나로 구현될 수 있다.
상기 제3 방사체는 구현하고자 하는 안테나의 공진 주파수에 따라 그 두께와 길이가 설정될 수 있다. 그리고 상게 제3 방사체는 카메라의 렌즈 필터 프레임(90) 상에 서로 소정 간격 이격된 복수의 방사체로 구비될 수 있다. 또한 참조부호 93, 94와 96 및 97은 각 안테나의 급전 라인과 접지 라인이다.
상기 복수의 제3 방사체 간의 이격된 소정 간격이란, 복수의 방사체 간에 서로 전파 영향을 미치지 않고, 안테나의 방사이득을 확보할 수 있는 거리로 정의될 수 있다.
상기 제3 방사체는 전기적 신호를 공급하는 급전부(Feeding, F) 및 제1 방사체를 접지시키는 접지부(Ground, G)와 연결될 수 있다.
급전부(F)는 카메라 내부의 메인보드와 연결되어 상기 제3 방사체를 급전할 수 있다. 접지부(G)는 카메라의 바디부(23)를 감싸는 메탈에 연결되어 상기 제3 방사체를 접지시킬 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 카메라용 안테나는 카메라의 바디를 둘러싼 메탈을 이용하여 안테나를 접지시킴으로써, 광대역 특성을 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로 도 9는, 메탈로 둘러싸인 카메라 바디의 일면에 돌출되고, 사출 성형된 외면이 메탈로 둘러싸여 구비된 렌즈 경통을 포함하는 카메라 장치에 구비되는, 카메라용 안테나 장치를 개시한다.
도 9에 도시된 카메라용 안테나 장치는, 렌즈 경통(40)의 사출 성형된 외면의 일부 둘레를 따라 수용되되, 상기 메탈로부터 소정 간격 이격된 슬릿 방사체들(100, 105)을 포함한다.
슬릿 방사체들(100, 105)은 상기 메탈에 의한 전파 영향을 거의 받지 않고, 안테나의 방사 이득을 확보할 수 있는 소정의 거리만큼 상기 메탈로부터 이격될 수 있다. 예를 들어 렌즈 경통(40)을 둘러싼 메탈을 안테나를 실장하기 위해 메탈의 일부를 제거함으로써, 안테나의 방사이득 확장 영역을 확보할 수 있다. 슬릿 방사체들(100, 105)은 상기 방사이득 확장 영역에 수용될 수 있다.
슬릿 방사체들(100, 105)은 카메라의 메인보드로부터 슬릿 방사체들(100, 105) 중 하나에 연결되어 해당 슬릿 방사체(100)로 급전하는 급전부(120)와 연결될 수 있다. 그리고 해당 슬릿 방사체(100)는 메탈로 둘러싸인 상기 카메라의 바디부(23)를 통해 해당 슬릿 방사체(100)를 접지시키는 접지부(140)와 연결될 수 있다.
도 10에 예시한 형태를 기본으로 하여 슬릿 방사체들(100, 105)는 렌즈 경통(40)의 사출 성형된 외면의 일부 둘레를 따라 적어도 하나 이상 수용될 수 있으며, 도 10에 도시한 형태와 다른 예로 복수의 슬릿 방사체들을 갖는 경우 각 방사체들간 서로 소정 간격 이격되어 구비될 수 있다. 또한 복수의 슬릿 방사체들은 서로 다른 길이와 폭으로 구현됨으로써, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 안테나로 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 방사체의 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10을 참조하면, 도 9에 도시된 슬릿 방사체들(100, 105)의 공진 주파수가 1.5GHz대역의 방 패턴을 나타냄을 알 수 있다.
슬릿 방사체들(100, 105)의 공진 주파수는 GPS 대역의 방사 패턴을 예시하였으나, 구현되는 길이나 폭의 조절 그리고, 인접하게 배치된 방사체와의 유도 커플링에 따라 공진 주파수가 조절될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방사체 및 종래 안테나 방사체의 안테나 방사이득효율을 나타낸 그래프이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 렌즈 삽입부 및 렌즈 경통의 인출방향을 따라 구비된 방사체 및 슬릿 방사체는 종래의 카메라 바닥면에 실장된 안테나의 방사이득효율보다 월등히 높음을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 의한 안테나는 타 메탈과의 간섭에 의한 방사이득 효율 저하를 방지하고, 안테나 전파 방사에 최적인 위치에 구현됨으로써, 방사이득효율 개선 효과가 있음을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 체결 구조의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 장치의 급전부(F) 및 접지부(G)는 스프링(130), C클립(140) 및 납땜(도면에 도시하지 않음) 중 적어도 하나의 방법에 의해 카메라에 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 안테나 장치의 급전부(F) 및 접지부(G)와 회로간 연결을 설명하기 위한 도면이다.
따라서 도 13은 도 12의 구성을 통해 안테나의 방사체 일단에 구비된 급전부(F) 및 접지부(G)가 연결된 이후 회로 기판과의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 13에서 예시한 바와 같이 안테나 장치로 급전을 위한 회로 기판(160)에 돌기형의 급전부(162)가 구비되며, 안테나 장치의 일단과 연결되는 케이블(170)은 돌기형의 급전부(162)가 끼워질 수 있는 소켓 형태(180)로 구성될 수 있다. 도 13의 (a)에 예시한 도면은 소켓(180)을 갖는 케이블(170)이 회로 기판(160)과 채결된 형상을 도시하였으며, (b)에 예시한 도면은 소켓(180)을 갖는 케이블(170)이 회로 기판(160)과 분리된 형상을 도시하였다.
또한 돌기형의 급전부(162)는 접지 라인을 함께 가질 수 있다. 접지 라인은 돌기형 외곽을 둘러싸고 있는 원통 기둥형상(163)을 가진 부분이 될 수 있다. 따라서 케이블(170)의 내부에는 서로 다른 2개의 도선을 가지며, 하나의 도선은 급전을 위한 도선이며, 나머지 하나의 도선은 접지를 위한 도선이 될 수 있다. 또한 케이블(170)의 내부에 포함된 각 도선은 상호간 절연체로 둘러싸인 형태로 구성될 수 있다. 또한 절연체로 둘러싸인 두 개의 도선은 하나의 케이블(170) 내에 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 카메라용 안테나 장치에 따르면, 카메라에 착탈이 가능한 복수의 렌즈 경통마다 방사체를 서로 다른 구조로 구비함으로써, 카메라에 주파수 대역이 서로 다른 안테나를 선택적으로 수용할 수 있다.
또한 본 발명은 렌즈 경통의 줌아웃 기능을 이용하여, 렌즈 경통의 인출 방향으로 구비된 방사체의 길이를 조절함으로써, 카메라용 안테나 장치의 공진 주파수를 용이하게 변동할 수 있다.
또한 본 발명은 카메라의 바디를 둘러싼 메탈에 카메라용 안테나를 접지시킴으로써, 카메라용 안테나의 광대역 특성을 구현할 수 있다.
또한 본 발명은 바디와 렌즈가 메탈로 구성된 카메라에 안테나를 상기 메탈로부터 소정 간격 이격된 슬릿 형태로 구현함으로써, 타 메탈과의 간섭에 의한 방사이득 효율 저하를 방지할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
22: 사출 그립부 23: 바디부
34: 제1 방사체 40: 렌즈부 또는 렌즈 경통
42: 제2 방사체 44: 커넥터

Claims (23)

  1. 카메라용 안테나 장치에 있어서,
    적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 다단식으로 인출 가능한 렌즈 경통;
    상기 렌즈 경통의 제 1 단에 배치되는 제 1 방사체;
    상기 렌즈 경통의 제 2 단에 배치되는 제 2 방사체; 및
    상기 카메라의 내부에 위치하는 통신 모듈을 포함하고,
    상기 렌즈 경통이 인입 상태일 때, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 전기적으로 연결되지 않고, 상기 통신 모듈은 상기 제 1 방사체를 통해 제 1 신호를 수신하고,
    상기 렌즈 경통이 인출 상태일 때, 상기 제 1 방사체는 상기 인입 상태 보다 상기 제 2 방사체로부터 더 멀리 배치되고, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 전기적으로 연결되고, 상기 통신 모듈은, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체를 통해 상기 제 1 신호 보다 낮은 주파수의 제 2 신호를 수신하는 카메라용 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체 사이의 커넥터를 포함하며,
    상기 렌즈 경통이 상기 인출 상태일 때, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 상기 커넥터를 통해 전기적으로 연결되는 카메라용 안테나 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 와이파이(Wifi)에 관한 신호를 포함하고,
    상기 제 2 신호는 BT(blue tooth), GPS(global positioning system), GSM(global system for mobile communication), CDMA(code division multiple access), 또는 WCDMA(wideband code division multiple access)에 관한 신호를 포함하는 카메라용 안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 경통은,
    회전 방식을 통해 상기 인입 상태 또는 인출 상태로 전환되는 카메라용 안테나 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체는,
    상기 렌즈 경통에 배치되는 대물 렌즈와 평행하게 상기 제 1 단에 배치되는 카메라용 안테나 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체는,
    상기 렌즈 경통에 배치되는 대물 렌즈와 직교하게 상기 제 1 단에 배치되는 카메라용 안테나 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 경통이 인입 상태일 때, 상기 통신 모듈은,
    상기 제 2 방사체를 통해 상기 제 1 신호와 다르고, 상기 제 2 신호 보다 높은 주파수의 제 3 신호를 수신하는 카메라용 안테나 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,상기 렌즈 경통은 도체이고,
    상기 제 1 방사체와 이격하여 상기 렌즈 경통에 형성되는 슬릿 형태의 제 3 방사체를 더 포함하는 카메라용 안테나 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 방사체는,
    상기 제 1 방사체가 배치되는 상기 제 1 단, 또는 상기 제 2 방사체가 배치되는 상기 제 2 단과는 다른 단에 형성되는 카메라용 안테나 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 통신 모듈은,
    상기 제 3 방사체를 통해, 상기 제 1 방사체와는 다른 주파수의 제 3 신호를 수신하는 카메라용 안테나 장치.
  20. 삭제
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 경통은,
    상기 통신 모듈을 수용하는 상기 카메라의 바디(body)에 착탈 가능한 카메라용 안테나 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체 또는 상기 제 2 방사체는,
    상기 통신 모듈과 전기적으로 연결되는 급전부; 및
    상기 제 1 방사체를 접지하기 위한 접지부를 더 포함하는 카메라용 안테나 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 접지부는,
    상기 통신 모듈을 수용하고, 상기 렌즈 경통과 결합되는 상기 카메라의 도전성 바디(body)와 전기적으로 연결되는 카메라용 안테나 장치.
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