KR102362535B1 - 무선 터미널에서 내장 코일 구조 및 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 다양한 실시 예에서는 무선 터미널에서 무선 통신을 지원하는 코일을 배치하는 구조와, 이를 구동하는 방법을 제안한다. 이를 위한 무선 터미널은 폐 루프의 메탈 테두리와, 상기 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 배치하는 적어도 하나의 코일을 포함한다. 상기 비대칭 구조는 코일 외측과 상기 메탈 테두리의 내측이 떨어진 거리가 일정하지 않도록 배치된 구조이며, 상기 적어도 하나의 코일은 디스플레이 전면에 일체형으로 배치한다.

Description

무선 터미널에서 내장 코일 구조 및 구동 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGEMENTING INTERFERENCE IN AN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시의 다양한 실시 예들은 무선 터미널에서 무선 통신을 지원하는 코일을 배치하는 구조와, 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한, 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
상술한 바와 같이 다양한 통신 방식의 개발은 무선 터미널에서 이를 효율적으로 지원하기 위한 방안의 마련을 요구하고 있다. 이와 함께, 무선 터미널의 휴대가 용이할 수 있도록 부피의 감소도 요구되고 있다.
일반적으로 휴대를 고려한 무선 터미널은 기능 추가를 위한 부품 개수가 증가함에도, 이를 효율적으로 배치하여 그 크기의 증가를 막기 위한 방안이 요구되고 있다. 또한, 좁은 공간에 많은 부품이 집약됨에 따라, 부품 상호 간의 영향을 함께 고려되어야 할 것이다.
특히, 무선 통신을 지원하는 터미널은, 코일에 의한 인덕턴스를 확보하기 위한 충분한 공간이 필요하나, 인체로부터의 영향을 고려할 필요가 있는 웨어러블 디바이스 (wearable device), 공간적인 제약이 따르는 스몰 디바이스 (small device)에서는 이를 만족시키는 것이 용이하지 않았다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 무선 터미널에서 다른 부품의 영향을 회피하기 위해, 내부 코일을 배치하는 구조 및 이를 구동하는 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 외곽이 금속 성분으로 이루어진 무선 터미널에서 상기 외곽의 금속 성분으로 인한 영향을 회피할 수 있도록, 내부 코일을 배치하는 구조 및 이를 구동하는 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 무선 터미널에서 다른 부품에 의한 유도 전류의 영향을 최소화할 수 있도록 하는 비대칭 코일 구조 및 이를 구동하는 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무선 터미널에서 소정의 통신 방식을 지원하는 코일을 배치하는 구조는, 폐 루프의 메탈 테두리와, 상기 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 배치하는 적어도 하나의 코일을 포함하며, 상기 비대칭 구조는 코일 외측과 상기 메탈 테두리의 내측이 떨어진 거리가 일정하지 않도록 배치된 구조이며, 상기 적어도 하나의 코일은 디스플레이 전면에 일체형으로 배치함을 특징으로 한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 웨어러블 터미널에서 다수의 코일을 운영하여 소정 방식을 기반으로 통신하는 방법은, 적어도 하나의 센서를 통해 감지된 신호를 기반으로 상기 웨어러블 터미널의 착용 상태를 판단하는 과정과, 상기 판단을 기반으로 상기 다수의 코일 중 적어도 하나의 코일을 선택하는 과정과, 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 상기 소정 방식에 따른 통신을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 다수의 통신 방식을 기반으로 통신을 지원하는 웨어러블 터미널은, 적어도 하나의 센서와, 폐 루프의 메탈 테두리와, 상기 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 배치되고, 디스플레이 전면에 일체형으로 배치된 다수의 코일과, 상기 적어도 하나의 센서를 통해 감지된 신호를 기반으로 상기 웨어러블 터미널의 착용 상태를 판단하고, 상기 판단을 기반으로 상기 다수의 코일 중 적어도 하나의 코일을 선택하며, 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 미리 설정된 통신 방식에 따른 통신을 수행하는 통신 처리부를 포함함을 특징으로 한다.
제안된 다양한 실시 예에 따르면, 비대칭 구조로 인한 메탈 영향을 줄임으로써, 통신을 위한 인식 거리의 증가, 전력 소비의 감소 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 제안될 다양한 실시 예의 적용 가능한 무선 터미널인 웨어러블 기기의 일 예로 스마트 시계의 외형을 도시한 도면이다.
도 2는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 무선 터미널에서의 코일 배치 예를 도시한 도면이다.
도 3은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 메탈 테두리 내에 코일이 비대칭 구조로 배치된 예를 도시한 도면이다.
도 4는 제안된 실시 예에 따라, 코일을 디스플레이 내에 실장하는 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 제안된 다양한 실시 예들에 따라, 디스플레이 안테나로 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 코일의 인덕턴스를 확보하기 위한 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 인덕턴스 보상 방안을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 제안된 다양한 실시 예에 따른 비대칭 구조의 예들을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 코일의 형태에 의해 비대칭 구조로 코일을 배치한 예들을 도시한 도면이다.
도 14와 도 15는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 메탈 케이스 내에 복수의 코일을 배치하는 예들을 도시한 도면이다.
도 16은 제안된 다양한 실시 예들에 따라, 메탈 케이스 내에 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 발생하는 더미 영역을 활용하는 예를 도시한 도면이다.
도 17은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 비대칭 구조의 코일 배치로 인해 발생할 수 있는 와전류를 상쇄하는 구조를 도시한 도면이다.
도 18은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 비대칭 구조로 배치된 두 개의 코일을 활용한 예를 도시한 도면이다.
도 19는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 비대칭 구조로 메탈 테두리 내에 다수의 코일 또는 안테나를 배치라는 예를 도시한 도면이다.
도 20은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 무선 터미널이 비대칭 구보로 배치된 복수의 코일들을 이용하야 통신을 수행하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 21은 제안된 다양한 실시 예들에 따른, 무선 터미널에서 와전류를 상쇄하기 위한 코일 배치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 22는 제안된 다양한 실시 예에 따른, 무선 터미널의 한 예로써, 웨어러블 터미널의 블록 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다" 또는 "가질 수 있다" 또는 “포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, “A 또는 B”, “A 또는/및 B 중 적어도 하나” 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B", “ A 및 B 중 적어도 하나” 또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 “제 1”, “제 2”, “첫째” 또는 “둘째” 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)"있다거나 "접속되어 (connected to)"있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)", "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)", "~하도록 설계된 (designed to)", "~하도록 변경된 (adapted to)", "~하도록 만들어진 (made to)" 또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor) (예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있을 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미가 있는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 무선 터미널은, 예를 들면, 스마트폰 (smartphone), 태블릿 PC (tablet personal computer), 이동 전화기 (mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기 (e-book reader), 데스크탑 PC (desktop personal computer), 랩탑 PC (laptop personal computer), 넷북 컴퓨터 (netbook computer), 워크스테이션 (workstation), 서버, PDA (personal digital assistant), PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 (camera), 또는 웨어러블 장치 (wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형 (예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치 (head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형 (예: 전자 의복), 신체 부착형 (예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형 (예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 무선 터미널은 가전제품 (home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스 (set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널 (security control panel), TV 박스 (예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔 (예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더 (camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에서, 무선 터미널은, 각종 의료기기 (예: 각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA (magnetic resonance angiography), MRI (magnetic resonance imaging), CT (computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 (navigation) 장치, GPS 수신기 (global positioning system receiver), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 (infotainment) 장치, 선박용 전자 장비 (예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기 (avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛 (head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM (automatic teller's machine), 상점의 POS (point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things) (예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기 (thermostat), 가로등, 토스터 (toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 무선 터미널은, 가구 (furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드 (electronic board), 전자 사인 수신 장치 (electronic signature receiving device), 프로젝터 (projector), 또는 각종 계측 기기 (예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하 제안될 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 제안될 다양한 실시 예의 적용 가능한 무선 터미널인 웨어러블 기기의 일 예로 스마트 시계의 외형을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 시계는 손목에 착용을 위해 핸드 스트립 (hand strap)을 구비한다. 상기 핸드 스트립에는 다양한 통신 방식을 지원하기 위한 안테나 및 코일이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 핸드 스트립에는 NFC (120), BT/WiFi (130), GPS 안테나 (150) 등이 설치될 수 있다. 상기 스마트 시계는 금속 몸체 (metal body)(110)를 가지며, 유리 재질의 디스플레이가 금속 링 (metal ring)(140)에 의해 보호될 수 있다.
상술한 바와 같이 핸드 스트립에 안테나 또는 코일이 배치되는 경우, 배치에 있어 공간적인 혜택을 얻을 수는 있으나, 통신 끊김 현상으로 인한 발열과, 이로 인한 배터리 소모가 발생할 수 있다. 이러한 이유로, 안테나 또는 코일을 통신 터미널의 내부에 배치하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
하나의 예로써, 디스플레이 층에 특정 방식의 통신을 지원할 목적으로 코일을 배치할 수 있다. 하지만, 코일에서 발생한 H-field는 금속을 투과하지 못하며, 근처에 금속이 존재할 시 와전류 (eddy current)가 발생할 수 있다. 상기 와전류는 디바이스의 성능 열화의 원인이 될 수 있다. 금속이 외곽 및 디스플레이의 뷰 영역 (view area) 외곽 상단에 존재할 때에도 자기장이 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 무선 터미널의 케이스 등의 외관을 금속 소재로 구성하는 경우가 증가하고 있다. 상기 외관이 금속 소재는 내부 코일에 영향을 미칠 수 있다.
일반적으로 와전류는 거리에 비례하므로, 메탈 몸체 (metal body)와 코일의 간격이 근접할수록, 상기 코일에 흐르는 전류로 인한 상기 메탈 몸체의 와전류가 증가할 수 있다. 따라서, 메탈 몸체에서의 와전류를 줄이기 위해서는 상기 메탈 몸체와 코일을 충분히 떨어뜨릴 필요가 있다. 즉, 무선 터미널 내 코일을 배치할 목적으로 확보할 수 있는 공간에서 메탈 몸체 등과 같이 와전류가 발생할 수 있는 도체와 가능한 최대 거리를 유지할 수 있도록, 설계하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 설계는 와전류로 인한 전류 손실을 줄일 수 있을 것이다. 그뿐만 아니라 상기와 같은 설계는 코일의 면적을 감소시킬 수 있고, 디스플레이 내부에만 코일이 존재하도록 하여 저항을 증가시킬 수 있다.
또한, 코일 배치를 위한 설계에 있어, 통신 방향, 인체 영향을 고려한 안테나 위치와, 메탈 영향을 고려할 필요가 있다. 즉, 통신 방향으로 안테나 위치를 위해 디스플레이 전면부를 활용한 투명 코일 구조를 적용하고, 인체 영향을 줄이기 위해 인체와의 거리가 가장 먼 디스플레이 상단에 위치하며, 메탈 영향을 줄이기 위해 비대칭 코일 구조를 활용할 수 있다. 상기 비대칭 구조는 자기장 세기를 향상시키는 기법으로써, 웨어러블 기기의 협소한 공간에서 메탈 영향을 줄일 수 있다.
도 2는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 무선 터미널에서의 코일 배치 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 메탈 테두리 (210) 내에 코일 (220)을 비대칭 구조로 배치할 수 있다. 상기 비대칭 구조는 메탈 테두리 (210)의 중심점과 코일 (220)의 중심점이 일치하지 않도록, 상기 메탈 테두리 (210) 내에 상기 코일 (220)을 배치하는 구조가 될 수 있다. 상기 비대칭 구조는 상기 코일 (220)이 배치된 상기 메탈 테두리 (210) 내에 이격 공간 (230)을 만들게 된다.
상기 제안된 구조는 코일 (220)로 인해 상기 금속 테두리 (210)로 유기되는 와전류의 세기를 저감시킬 수 있다. 이는 금속 테두리 (210)에 흐르는 와전류가 상기 코일 (220)에 영향을 주는 것을 줄일 수 있다.
정리하면, 디스플레이 전면부를 활용한 투명 코일을 사용하고, 인체와 가장 먼 거리 (예컨대, 디스플레이의 상단)에 위치하도록, 비대칭 구조로 코일을 배치하는 것이 무선 터미널의 협소한 공간에서 메탈 영향을 줄이기 위한 방안이 될 것이다.
도 3은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 메탈 테두리 내에 코일이 비대칭 구조로 배치된 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 메탈 테두리 (330)의 중심점 (310)은 코일의 중심점 (320)과 일치하지 않음을 확인할 수 있다. 상기 메탈 테두리 (330)의 중심점 (310)과 상기 코일의 중심점 (320)은 무게 중심이 될 수 있다. 상기 비대칭 구조에서는 유도 전류, 즉 와전류의 감소로 인해, 상기 코일에 의한 전체 자기장의 세기가 증가할 수 있다.
하지만, 상기 코일이 상기 메탈 테두리 (330)와의 상/하측 거리가 동일하거나 좌/우측 거리가 동일할 경우에는, 상기 코일과 상기 메탈 테두리 (330)의 중심점이 일치할 수도 있다. 이 경우를 제외한다면, 비대칭 구조에서 상기 코일과 상기 메탈 테두리 (330)의 중심점은 일치하지 않을 것이다. 즉, 상술한 코일의 중심점과 상기 메탈 테두리의 중심점이 일치하는 경우는, 대칭 구조에 의해 코일이 메탈 테두리 (330) 내에 배치되더라도, 와전류를 감소하는 구조가 될 수 있다.
하기 <수학식 1>은 N 각형의 무게 중심을 정의하고 있다.
Figure 112015104126677-pat00001
하기 <수학식 2>는 대칭 구조에서의 코일 외부 자기장의 세기를 정의하고 있다.
Figure 112015104126677-pat00002
하기 <수학식 3>은 비대칭 구조에서의 코일 외부 자기장의 세기를 정의하고 있다.
Figure 112015104126677-pat00003
상기 <수학식 2>와 상기 <수학식 3>에서 앞쪽 텀 (term)은 내부 코일의 자기장을 정의하고, 뒤쪽 텀은 외곽 메탈의 상쇄 자기장을 정의한다.
상기 <수학식 2>와 상기 <수학식 3>에 따르면, 비대칭 구조에서 유도전류가 감소하고, 외부 자기장이 증가함을 확인할 수 있다.
도 4는 제안된 실시 예에 따라, 코일을 디스플레이 내에 실장하는 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 영역은 솔리드 (solid) 재질의 가는 선을 활용한 블랙 매트릭스 (BM: black matrix) 영역 (410)과, 도일 저항값의 확보를 위한 두꺼운 폭의 투명 금속 선을 활용한 활성화 영역 (active area)(420)으로 구분될 수 있다. 특히, 상기 BM 영역 (410)은 그물 (mesh) 형태의 가는 금속 선에 의해 구성될 수 있다 (430 참조). 상기 그물 형태 (430)는 그물 간의 갭 (gap) 형상을 가질 수 있다 (440 참조).
도 5는 제안된 다양한 실시 예들에 따라, 디스플레이 안테나로 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 안테나로 구현할 시, 하단 부에 인덕턴스를 확보하기 위한 코일을 배치할 수 있다 (510 참조). 상기 인덕턴스를 확보하기 위해, 럼프트 (lumped) 소자 또는 연성 회로 기판 (FPCB: flexible print circuit board)로 구현하는 것이 가능할 수 있다.
a는 인덕턴스 (512)를 FPCB로 구현한 예를 보이고 있다. 즉, A/A 외부 코일 설계에 해당할 수 있다. b는 본딩 (bonding)으로 병합 구현한 예를 보이고 있다. 상기 병합 구현된 코일은 내부에 비아 (via)가 존재할 수 있다.
예컨대, 디스플레이를 안테나로 구현하는 경우, 인덕턴스를 확보하기 위한 코일과 H-field 방사 코일을 분리하여 구현할 수 있다.
도 6은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 코일의 인덕턴스를 확보하기 위한 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 메탈 영역 (610)은 내부에 활성화 영역 (active area)(620)을 가진다. 상기 활성화 영역 (620) 외측으로 인덕턴스를 확보하기 위한 코일이 위치할 수 있다. 상기 활성화 영역 (620)은 디스플레이 (630), 배터리 (640), PBA (650)가 적층된 구조를 가진다. 그리고 상기 메탈 테두리, 즉 메탈 영역 (610)과 중첩되는 상기 디스플레이 (630)의 블랙 매트릭스 영역 (induction 확보 코일 위치)에 인덕턴스 확보를 위한 럼프트 소자 또는 연성회로 기판을 배치할 수 있다.
도 7은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 인덕턴스 보상 방안을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 코일 영역을 연결하는 입력 및 출력에서 입력 측에 집중 정수 소자 (lumped element)를 추가하는 것에 의한 구현이 가능하다. 상기 집중 정수 소자는 전류의 분포가 위치에 상관없이 균일한 소자를 지칭한다. 즉, 양단에 단자가 있어서 필요한 곳에 부착할 수 있는 집중 소자를 의미한다. 예컨대, 상기 집중 정수 소자는 칩 타입 (chip type)의 저장 (R), 인덕터 (L) 및 커패시터 (C)가 될 수 있다.
일반적으로 메탈 테두리 내에서 코일이 대칭 구조로 배치되는 경우, 대칭 영역은 이격 거리 L을 확보하기 위해, solid로 구현함에 따라, 코일 폭 (W)가 감소할 수 있다. 하지만, 제안된 다양한 실시 예에 따라, 메탈 테두리 내에서 코일이 비대칭 구조로 배치되는 경우, 시인성을 위해 MM로 구현하며, R을 감소시키기 위해 W를 최대화할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 제안된 다양한 실시 예에 따른 비대칭 구조의 예들을 도시한 도면이다.
도 8은 한 변에서 비대칭 구조를 가지도록 코일을 배치한 예들을 도시한 것이고, 도 9는 한 변에서 비대칭 구조를 가지도록 코일을 배치한 다른 예들을 도시한 것이며, 도 10은 두 변에서 비대칭 구조를 가지도록 코일을 배치한 예를 도시한 것이다.
즉, 도 8에서는 코일이 메탈 케이스 (810)의 좌측에 코일 (820)을 배치함으로써, 상기 메탈 케이스 (810)의 우측에 L의 더미 공간이 생성될 수 있다. 도 9에서는 코일이 메탈 케이스 (910)의 아래 측에 코일 (920)을 배치함으로써, 상기 메탈 케이스 (910)의 위 측에 L의 더미 공간이 생성될 수 있다. 도 10에서는 코일이 메탈 케이스 (1010)의 좌측 아래에 코일 (1020)을 배치함으로써, 상기 메탈 케이스 (1010)의 상측에 L1 및 우측에 L2의 더미 공간이 생성될 수 있다.
도시하고 있지는 않지만, 한 변에서 비대칭 구조를 가지도록 코일을 배치하는 예는 우측 또는 상측에 코일을 배치하는 것에 의한 구현도 가능할 것이다. 또한 두 변에서 비대칭 구조를 가지도록 코일을 배치하는 예는 좌/상측 또는 우/상측 또는 우/하측에 코일을 배치하는 것에 의한 구현도 가능할 것이다.
도 11 내지 도 13은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 코일의 형태에 의해 비대칭 구조로 코일을 배치한 예들을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 메탈 테두리 (1110) 내에서 좌상 점과 우하 점을 연결하는 선을 기준으로 좌측 아래 공간에 직각 삼각형의 형태로 코일 (1120)을 배치한 예를 보이고 있다. 이 경우, 상기 코일 (1120)의 좌상 점과 우하 점을 연결하는 선을 기준으로 우측 위에 더미 공간이 생성될 수 있다. 이때, 최대 이격 거리는 L이 될 수 있다.
도 12를 참조하면, 메탈 테두리 (1210) 내에서 아래 면에 정삼각형의 형태로 코일 (1220)을 배치한 예를 보이고 있다. 이 경우, 상기 코일 (1220)의 좌측 위쪽 공간과 우측 위쪽 공간이 더미 공간이 될 수 있다. 이때, 좌상 방향의 대각 이격 거리는 L1이 될 수 있고, 우상 방향의 대각 이격 거리는 L2이 될 수 있다.
도 13을 참조하면, 메탈 테두리 (1310)의 형태가 원형인 경우를 가정하고 있다. 그리고 상기 메탈 테두리 (1310) 내에서 아래쪽에 원형의 코일 (1320)을 배치한 예를 보이고 있다. 이 경우, 상기 코일 (1320)의 위쪽 공간에 더미 공간이 생성될 수 있다. 이때, 위쪽의 이격 거리는 L이 될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 제안된 실시 예에서는 메탈 테두리의 형태에 따라 코일의 비대칭 구조를 달리 적용할 수 있고, 메탈 테두리 내에 배치할 코일의 구조에 따라서도 비대칭 구조를 달리 적용할 수 있다.
도 14와 도 15는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 메탈 케이스 내에 복수의 코일을 배치하는 예들을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 두 개의 코일들 (1420, 1430)을 메탈 케이스 (1410) 내에 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 코일 (1430)을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 (1410) 내의 아래쪽에 배치한다. 그리고 상기 제1 코일 (1430)을 비대칭 구조로 배치함으로써, 상기 메탈 테두리 (1410)의 위쪽 공간에 생성된 더미 공간에 제2 코일 (1420)을 배치할 수 있다. 단지, 상기 제1 코일 (1430)로 흐르는 전류와 상기 제2 코일 (1420)로 흐르는 전류가 서로 상쇄되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 코일 (1430)과 상기 제2 코일 (1420)이 연접하여 있는 부분에서 동일 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 배치할 필요가 있다.
도 15를 참조하면, 네 개의 코일들 (1520, 1530, 1540, 1550)을 메탈 케이스 (1510) 내에 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 코일 (1520)을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 (1410) 내의 좌측 위쪽에 배치하고, 제2 코일 (1530)을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 (1410) 내의 우측 위쪽에 배치하며, 제3 코일 (1540)을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 (1410) 내의 우측 아래쪽에 배치하고, 제4 코일 (1550)을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 (1510) 내의 좌측 아래쪽에 배치한다.
단지, 상기 제1 내지 제4 코일들 (1520, 1530, 1540, 1550)로 흐르는 전류들이 서로 상쇄되는 것을 방지하기 위해, 연접한 코일 간에 동일 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 배치할 필요가 있다. 하지만, 상기 메탈 테두리 (1510) 내에 네 개의 코일들이 배치될 시, 일부 연접한 부분에서는 전류 간의 상쇄가 발생할 수는 있다.
도 16은 제안된 다양한 실시 예들에 따라, 메탈 케이스 내에 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 발생하는 더미 영역을 활용하는 예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 메탈 테두리 (1610) 내에 비대칭 구조로 코일 (1610)을 아래 쪽에 배치하고, 이로 인해 상측에 생성된 더미 영역에 주기적인 구조를 가지는 패턴을 삽입할 수 있다. 이러한 구조는 상기 코일 (1610)과 메탈 테두리 (1610)의 분리를 극대화할 수 있다.
도 17은 제안된 다양한 실시 예에 따른, 비대칭 구조의 코일 배치로 인해 발생할 수 있는 와전류를 상쇄하는 구조를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, (a)는 메탈 테두리 내에 대칭 구조로 코일을 배치할 시, 상기 코일에 흐르는 전류 (a)로 인해 메탈 케이스에 와전류 (b)가 발생함을 보이고 있다. (b)는 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 코일을 배치할 시, 상기 코일에 흐르는 전류 (a)로 인해 메탈 케이스에 와전류 (b)가 발생함을 보이고 있다.
상기 대칭 구조에서 메탈 테두리에서 발생하는 와전류의 세기가 비대칭 구조에서 메탈 테두리에 발생하는 와전류의 세기에 비해, 상대적으로 큼을 확인할 수 있다.
(c)는 비대칭 구조로 코일을 배치함으로써, 메탈 테두리 내에 생성된 더미 영역에 추가 코일을 배치함으로써, 기존 코일로 인해 메탈 테두리에서 발생한 와전류 b'를 상쇄하기 위한 전류 a'이 발생하도록 한다.
즉, 비대칭 구조를 기반으로 두 개의 코일을 병렬로 배치함으로써, 두 개의 코일을 동시 사용할 시에 와전류 상쇄로 인한 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다. 또한, 두 개의 코일 각각을 독립적으로 동작시킬 수 있다.
도 18은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 비대칭 구조로 배치된 두 개의 코일을 활용한 예를 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 메탈 테두리 내에 배치된 두 개의 코일들의 동작을 제어하여 통신을 위한 빔 형성을 제어함을 보이고 있다. 예컨대, 비대칭 구조로 두 개의 코일들이 배치된 무선 터미널이 웨어러블 단말의 일 예인 스마트 시계이었으면, 사용자가 어느 손에 착용하였는지에 따라, 상기 두 개의 코일들 중 하나를 선택적으로 구동시킬 수 있다.
예컨대, 왼손에 스마트 시계를 착용한 경우 (a), 통신 빔이 왼손의 바깥쪽 방향 (왼쪽)으로 형성되도록, 두 개의 코일들 중 하나를 구동 (1-off, 2-on)시킬 수 있으며, 오른손에 스마트 시계를 착용한 경우 (b), 통신 빔이 오른손의 바깥쪽 방향 (오른쪽)으로 형성되도록, 두 개의 코일들 중 하나를 구동 (1-on, 2-off)시킬 수 있다.
도 19는 제안된 다양한 실시 예에 따라, 비대칭 구조로 메탈 테두리 내에 다수의 코일 또는 안테나를 배치라는 예를 도시한 도면이다.
도 19를 참조하면, (a)는 NFC를 지원하는 하나의 코일과 WiFi/BT/GPS/3G 등을 지원하는 안테나를 메탈 케이스 내에 비대칭 구조로 배치할 수 있다. 예컨대, 코일을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 내의 아래쪽에 배치한다. 그리고 상기 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 상기 메탈 테두리의 위쪽 공간에 생성된 더미 영역에 안테나를 배치할 수 있다.
(b)는 NFC를 지원하는 제1 코일과 MST를 지원하는 제2 코일을 메탈 케이스 내에 비대칭 구조로 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 코일을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 내의 아래쪽에 배치한다. 그리고 상기 제1 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 상기 메탈 테두리의 위쪽 공간에 생성된 더미 영역에 제1 코일을 배치할 수 있다.
(a)는 NFC를 지원하는 제1 코일과 MST를 지원하는 제2 코일 및 WiFi/BT/GPS/3G 등을 지원하는 안테나를 메탈 케이스 내에 비대칭 구조로 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 코일을 비대칭 구조로 상기 메탈 테두리 내의 왼쪽 아래쪽 배치한다. 그리고 상기 제1 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 상기 메탈 테두리의 오른쪽 아래에 생성된 더미 영역에 제1 코일을 배치할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 코일을 비대칭 구조로 배치함으로써, 상기 메탈 테두리의 위쪽 공간에 생성된 더미 영역에 안테나를 배치할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 디스플레이 영역에 공간 분할을 활용하여 다양한 기능의 연결을 구현할 수 있다. 상기 NFC와 MST는 자기장 통신의 대표적인 예가 될 수 있고, WiFi/BT/GPS/3G 등은 RF 통신의 대표적인 예들이 될 수 있다.
도 20은 제안된 다양한 실시 예에 따라, 무선 터미널이 비대칭 구보로 배치된 복수의 코일들을 이용하여 통신을 수행하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 20을 참조하면, 무선 터미널은 2010단계에서 무선 터미널의 착용 방향을 판단한다. 예컨대, 스마트 시계는, 왼쪽 손목에 작용하였는지 아니면 오른쪽 손목에 착용하였는지를 판단한다. 상기 판단은 사용자의 판단에 의해 입력되는 정보를 이용하거나 적어도 하나의 센서 (자이로 센서, 가속도 센서 등)를 이용하거나 카메라를 이용할 수 있다. 상기 무선 터미널은 2020단계에서 설정된 기능을 수행한다. 예컨대, 상기 무선 터미널은 NFC, MST 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 무선 터미널은 2030단계에서 앞서 판단한 착용 방향과 설정된 기능을 고려하여 하나의 코일을 선택하고, 상기 선택한 코일을 동작시킨다. 예컨대, 스마트 시계를 오른 손목에 착용한 경우, 제1 코일을 동작시키고, 제2 코일을 동작시키지 않고, 왼 손목에 착용한 경우, 제1 코일을 동작시키지 않고, 제2 코일을 동작시킬 수 있다.
상기 무선 터미널은 2040단계에서 앞서 동작시킨 코일의 조합에 의해 해당 기능을 수행하는 것이 가능한지를 판단한다. 예컨대, 해당 기능이 NFC인 경우, NFC 방식에 의해 통신할 대상이 인식되는지를 판단한다. 그리고 해당 기능이 MST인 경우, MST 방식에 의해 통신할 대상이 인식되는지를 판단한다.
만약, 통신할 대상을 인식하지 못하였다면, 상기 무선 터미널은 2050에서 해당 기능을 지원하는 다른 코일도 같이 구동시킴으로써, 복수의 코일을 기반으로 해당 기능을 수행하는 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
도 21은 제안된 다양한 실시 예들에 따른, 무선 터미널에서 와전류를 상쇄하기 위한 코일 배치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, 메탈 테두리 (2110) 내에 대칭 구조로 제1 코일 (통신용 코일)(2120)을 배치할 시, 상기 제1 코일 (2120)에 흐르는 전류 a로 인해 메탈 케이스 (2110)에 와전류 a'가 발생할 수 있다.
상기한 바에 따라, 비대칭 구조로 제1 코일 (2120)을 배치함으로써, 상기 메탈 테두리 (2110) 내에 더미 영역을 생성할 수 있다. 상기 생성된 더미 영역에는 제2 코일 (와전류 상쇄용 더미 코일)(2130)을 배치할 수 있다.
상기 제2 코일 (2130)에 흐르는 전류 b로 인해 상기 메탈 케이스 (2110)에 와전류 b'가 발생할 수 있다. 상기 와전류 b'는 상기 제1 코일 (2120)로 인해 상기 메탈 테두리 (2110)에 발생한 와전류 a'를 상쇄할 수 있다.
도 22는 제안된 다양한 실시 예에 따른, 무선 터미널의 한 예로써, 웨어러블 터미널의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 22를 참조하면, 웨어러블 터미널은 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코 #n)(2220-1……. 2220-n)과, 적어도 하나의 센서 (센서 #1……. 센서 #n)(2230-1......2230-n) 및 통신 처리부 (2210)을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n)은 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 디스플레이 전면에 일체형으로 배치될 수 있다. 상기 비대칭 구조는 코일 외측과 상기 메탈 테두리의 내측이 떨어진 거리가 일정하지 않도록 배치된 구조를 의미한다. 상기 비대칭 구조는 메탈 테두리의 형태에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 코일의 비대칭 구조는 사건 비대칭 구조, 삼각 비대칭 구조, 원형 비대칭 구조 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n)은 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 하나의 코일이 배치될 수 있다. 그리고 상기 비대칭 구조로 코일을 배치함으로써, 상기 메탈 테두리 내에 존재하는 더미 공간에 상기 비대칭 구조로 배치된 코일과 동일한 전류 방향을 가지도록 적어도 하나의 추가 코일을 배치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 배치된 코일로 흐르는 전류로 인해 발생하는 상기 메탈 테두리의 와전류를 상쇄하기 위한 와전류를 발생시키기 위해, 상기 비대칭 구조로 코일을 배치함으로써, 상기 메탈 테두리 내에 존재하는 더미 공간에 더미 코일을 배치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메탈 테두리 내에 비대칭 구조로 코일을 배치함으로써, 상기 메탈 테두리 내에 존재하는 더미 공간에 주기 구조의 패턴을 삽입할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 코일은 디스플레이 전면에 일체형으로 배치할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이의 외곽에 위치하는 블랙 매트릭스 영역에는 솔리드 재질의 가는 선에 의해 상기 코일을 배치하고, 상기 디스플레이의 내측에 위치하는 활성화 영역에는 두꺼운 폭의 투명 금속 선에 의해 상기 코일을 배치할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스 영역에 배치된 상기 솔리드 재질의 가는 선에 의한 코일은, 메쉬 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 메쉬 간에는 갭이 형성될 수 있다. 그뿐만 아니라, 상기 메탈 테두리와 중첩되는 블랙 매트릭스 영역에 인덕턴스 확보를 위한 럼프트 소자 또는 연성회로 기판을 배치할 수도 있다.
상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n)은 상기 통신 처리부 (2210)에 의해 그 동작 여부가 제어될 수 있다. 즉, 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 중 하나의 코일만이 동작하거나 두 개 또는 그 이상의 코일이 상기 통신 처리부 (2210)의 명령에 의해 동작할 수 있다.
상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 각각은 특정 통신 방식에 의한 통신을 지원할 수 있다. 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 중 복수의 코일들이 동일한 통신 방식을 지원하는 것도 가능하다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 터미널이 스마트 시계이면, 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 각각은 고유한 빔을 형성하도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 통신 처리부 (2210)의 제에 의해 특정 코일이 동작함으로써, 상기 동작된 코일에 의해 형성되는 빔의 방향으로의 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 스마트 시계를 착용한 손목이 왼쪽인지 오른쪽인지에 따라, 상기 착용된 손목의 바깥 방향으로 빔이 형성될 수 있도록, 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 중 하나의 코일이 선택될 수 있다.
상기 적어도 하나의 센서 (센서 #1……. 센서 #n)(2230-1……. 2230-n)는 자이로 센서, 가속도 센서 등이 될 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서 (센서 #1……. 센서 #n)(2230-1……. 2230-n)는 측정된 정보를 상기 통신 처리부 (2210)로 제공할 수 있다.
예컨대, 상기 적어도 하나의 센서 (센서 #1……. 센서 #n)(2230-1……. 2230-n)를 포함하는 센서 모듈은, 물리량을 계측하거나 전자 장치의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 센서 모듈은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서 (예: RGB (red, green, blue) 센서), 생체 센서, 온/습도 센서, 조도 센서, 또는 UV (ultra violet) 센서 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대체로 (additionally or alternatively), 상기 센서 모듈은, 예를 들면, 후각 센서 (E-nose sensor), EMG 센서 (electromyography sensor), EEG 센서 (electroencephalogram sensor), ECG 센서 (electrocardiogram sensor), IR (infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 전자 장치는 프로세서의 일부 또는 별도로, 센서 모듈을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서가 슬립 상태에 있는 동안, 센서 모듈을 제어할 수 있다.
상기 통신 처리부 (2210)는 상기 적어도 하나의 센서 (센서 #1……. 센서 #n)(2230-1……. 2230-n)를 통해 감지된 신호를 기반으로 상기 웨어러블 터미널의 착용 상태를 판단할 수 있다. 예컨대, 사용자가 스마트 시계를 왼쪽 손목에 착용하였는지 오른쪽 손목에 착용하였는지를 판단할 수 있다.
상기 통신 처리부 (2210)는 판단 결과를 기반으로 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 중 적어도 하나의 코일을 선택하며, 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 미리 설정된 통신 방식에 따른 통신을 수행할 것을 명령할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 처리부 (2210)는 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 상기 미리 설정된 통신 방식에 따른 통신 수행에 실패하면, 상기 적어도 하나의 코일 (코일 #1……. 코일 #n)(2220-1……. 2220-n) 중 선택되지 않은 적어도 하나의 코일을 사용하여 상기 미리 설정된 통신 방식에 따른 통신을 수행할 것을 명령할 수도 있다.
한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시에서 제안한 다양한 실시 예에 따른 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 변형에 의한 실시할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 개시에 따른 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 그뿐만 아니라, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 단말에서 소정의 통신 방식을 지원하는 코일 배치 구조에 있어서,
    폐-루프(closed-loop)의 메탈 프레임;
    상기 메탈 프레임 내에 비대칭적으로 배치되는 코일 ― 상기 코일은 상기 코일의 외측과 상기 메탈 프레임의 내측 사이의 거리가 일정하지 않도록 구성되고 상기 코일은 디스플레이의 전면 상에 배치됨 ― ; 및
    상기 메탈 프레임 내의 공간에 배치된 적어도 하나의 추가적인 코일을 포함하고,
    상기 공간은 상기 코일이 상기 메탈 프레임 내에 비대칭적으로 배치되는 결과로서 형성되고,
    상기 코일을 통해 흐르는 전류에 의해 상기 메탈 프레임 내에 유도되는 제1 와전류(eddy current)와 상기 적어도 하나의 추가적인 코일을 통해 흐르는 전류에 의해 상기 메탈 프레임 내에 유도되는 제2 와전류는 서로를 상쇄하는,
    코일 배치 구조.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 코일의 형태는 상기 메탈 프레임의 형태에 기초하는,
    코일 배치 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코일의 형태는 상기 메탈 프레임의 형태에 기초하여 사선 비대칭 구조, 삼각 비대칭 구조, 원형 비대칭 구조 중 하나에 의해 결정되는,
    코일 배치 구조.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 메탈 프레임 내의 상기 공간에 주기적 패턴이 추가적으로 배치되는,
    코일 배치 구조.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코일은 디스플레이 전면에 일체형으로 배치되고,
    상기 코일은, 상기 디스플레이의 외각의 블랙 매트릭스 영역에 배치되는 솔리드 라인, 및 상기 디스플레이의 활성화 영역 상에 배치되는 투명 금속 라인을 포함하는,
    코일 배치 구조.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 영역에 배치되는 솔리드 라인은 메쉬를 형성하는,
    코일 배치 구조.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 메탈 프레임과 중첩되는 상기 블랙 매트릭스 영역에 인덕턴스 확보를 위한 럼프트 소자 또는 연성회로 기판이 배치되는,
    코일 배치 구조.
  8. 웨어러블 단말에서 메탈 프레임 내에 비대칭적 구조로 배치된 복수의 코일들을 동작시켜 소정 방식으로 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 센서에 의해 생성된 신호에 기초하여 상기 웨어러블 단말의 착용 상태를 결정하는 단계;
    상기 결정된 착용 상태에 기초하여 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나의 코일을 선택하는 단계; 및
    상기 복수의 코일들 중 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 상기 선택된 적어도 하나의 코일에 대응하는 통신 방식을 이용하여 통신을 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 웨어러블 단말의 상기 착용 상태를 결정하는 단계는 사용자가 상기 웨어러블 단말을 오른쪽 손목 또는 왼쪽 손목에 착용하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 코일들은 디스플레이의 전면에 배치되는,
    방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 선택된 적어도 하나의 코일을 이용한 통신이 실패하는 경우, 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나의 선택되지 않은 코일을 이용하여 통신을 설정하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 코일을 선택하는 단계는, 상기 웨어러블 단말이 스마트 워치인 경우, 상기 스마트 워치를 착용한 손목으로부터 외측 방향으로 통신을 위한 밤을 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 코일을 선택하는 단계를 포함하는,
    방법.
  12. 복수의 통신 방식들에서의 통신을 지원하는 웨어러블 단말에 있어서,
    적어도 하나의 센서;
    폐-루프의 메탈 프레임;
    상기 메탈 프레임 내에 비대칭 구조로 디스플레이 전면에 배치되는 복수의 코일들; 및
    통신 프로세서를 포함하고, 상기 통신 프로세서는:
    상기 적어도 하나의 센서에 의해 생성된 신호에 기초하여 상기 웨어러블 단말의 착용 상태를 결정하고,
    상기 결정된 착용 상태에 기초하여 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나의 코일을 선택하고,
    상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용하여 상기 선택된 적어도 하나의 코일에 대응하는 통신 방식을 이용하여 통신을 설정하도록 구성되고,
    상기 웨어러블 단말의 상기 착용 상태를 결정하는 것은 사용자가 상기 웨어러블 단말을 오른쪽 손목 또는 왼쪽 손목에 착용하는지 여부를 판단하는 것을 포함하는,
    웨어러블 단말.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는, 상기 선택된 적어도 하나의 코일을 사용한 통신이 실패하는 경우, 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나의 선택되지 않은 코일을 사용하여 통신을 설정하도록 추가로 구성되는,
    웨어러블 단말.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는, 상기 웨어러블 단말이 스마트 워치인 경우, 상기 스마트 워치를 착용한 손목의 바깥 방향으로 통신을 위한 빔을 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 코일을 선택하도록 구성되는,
    웨어러블 단말.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 코일들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이의 활성화 영역의 외측 상의 블랙 매트릭스 영역 내에 배치되고,
    상기 블랙 매트릭스 영역 내에 배치되는 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나는 솔리드 물질의 라인으로 형성되는,
    웨어러블 단말.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 코일들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이의 활성화 영역 내에 배치되고,
    상기 활성화 영역 내에 배치된 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나는 투명한 금속 라인으로 형성되는,
    웨어러블 단말.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 영역 내에 배치되는 상기 복수의 코일들 중 적어도 하나는 메쉬 형태로 구성되는,
    웨어러블 단말.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 메탈 프레임과 중첩되는 상기 블랙 매트릭스 영역에 인덕턴스 확보를 위한 럼프트 소자 또는 연성회로 기판이 배치되는,
    웨어러블 단말.
  19. 삭제
  20. 삭제
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