KR102415667B1 - 이동 단말기 - Google Patents

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KR102415667B1
KR102415667B1 KR1020207027868A KR20207027868A KR102415667B1 KR 102415667 B1 KR102415667 B1 KR 102415667B1 KR 1020207027868 A KR1020207027868 A KR 1020207027868A KR 20207027868 A KR20207027868 A KR 20207027868A KR 102415667 B1 KR102415667 B1 KR 102415667B1
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Abstract

본체; 상기 본체의 전면에 위치하는 디스플레이부 및 상기 본체의 배면의 제1 영역에 위치하는 코일 안테나 모듈; 및 상기 본체의 배면의 제2 영역에 위치하며 사용자의 터치입력을 감지하는 후면터치센서를 포함하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 이동 단말기는 제한된 공간 내에서 후면터치센서를 구비할 수 있어, 한 손 조작의 어려움을 해소 할 수 있다.

Description

이동 단말기
본 발명은 후면터치센서를 구비한 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
본 발명은 후면에 제한된 공간을 활용하여 터치입력을 받을 수 있는 후면터치센서를 구비한 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본체; 상기 본체의 전면에 위치하는 디스플레이부; 상기 본체의 배면의 제1 영역에 위치하는 코일 안테나 모듈; 및 상기 본체의 배면의 제2 영역에 위치하며 사용자의 터치입력을 감지하는 후면터치센서를 포함하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 이동 단말기를 제공한다.
상기 제2 영역은 상기 제1 영역에 둘러싸이도록 배치할 수 있다.
상기 본체의 배면의 제3 영역에 형성된 지문인식센서를 더 포함하고, 상기 제3 영역은 상기 제2영역과 이웃하며 상기 제1 영역에 둘러싸이도록 배치할 수 있다.
상기 본체는 배면 외관을 형성하며 내측면에 상기 코일 안테나 모듈, 상기 후면터치센서 및 상기 지문인식센서가 위치하는 리어 케이스를 더 포함하고, 상기 리어 케이스는 상기 제3 영역의 두께가 다른 영역보다 더 얇게 형셩할 수 있다.
상기 리어 케이스의 제3 영역의 두께는 0.3mm이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 리어 케이스의 외측면은 상기 제3 영역에 상응하여 오목하게 인입된 곡면을 포함할 수 있다.
상기 후면터치센서는 소정간격으로 배치되는 복수개의 제1 전극 사이의 신호 세기 변화를 감지하여 터치여부를 감지하고, 상기 지문인식센서는 소정간격으로 배치되는 복수개의 제2 전극 사이의 신호 세기 변화를 감지하여 지문의 굴곡을 감지하며, 상기 제2 전극 사이의 간격은 상기 제1 전극 사이의 간격보다 더 작게 형성할 수 있다.
상기 본체의 배면 외관을 형성하는 리어 케이스; 상기 리어 케이스의 전면에 위치하는 플렉서블 기판을 더 포함하고, 상기 코일 안테나 모듈은 상기 플렉서블 기판에 전도성 물질로 형성된 코일을 포함하며, 상기 후면터치센서는 상기 플렉서블 기판에 소정간격으로 배치되는 형성된 복수개의 전극을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제1 영역의 적어도 일부를 커버하는 페라이트시트 또는 나노크리스탈라인을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제1 영역의 적어도 일부를 커버하는 방열시트를 더 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제2 영역의 적어도 일부를 커버하는 보강재를 더 포함할 수 있다.
상기 후면터치센서는 플렉서블 기판, 및 상기 플렉서블 기판의 표면에 위치하며 상기 플렉서블 기판이 휘어지는 경우 저항 값이 바뀌는 복수의 소자를 포함하는 변형 계측기(strain gauge)를 포함할 수 있다.
상기 본체의 배면외관을 형성하며 내측면에 상기 변형 계측기가 결합된 리어 케이스; 상기 변형 계측기의 전면방향에 위치하는 미들 프레임 또는 메인기판; 및 상기 변형 계측기와 상기 미들 프레임 또는 상기 메인기판 사이에 형성된 에어갭을 더 포함할 수 있다.
상기 후면터치센서는 상기 본체의 배면외관을 형성하는 리어 케이스에 부착된 금속박막; 및 상기 금속박막에서 이격되어 배치된 복수개의 센싱코일을 포함하고, 상기 복수개의 코일에 흐르는 역기전력을 기초로 상기 터치입력을 감지할 수 있다.
상기 코일 안테나 모듈은 무선으로 배터리를 충전하는 무선전력코일; 및 근거리 무선통신을 수행하는 NFC코일(Near Field Coil)을 포함하고, 상기 후면터치센서는 상기 NFC코일에 둘러싸이도록 배치할 수 있다.
상기 본체의 배면에 위치하는 후면버튼; 및 상기 후면버튼에서 입력받은 신호를 메인기판에 전달하는 신호선이 형성된 플렉서블 기판을 더 포함하고, 상기 후면터치센서는 상기 플렉서블 기판 위에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기는 제한된 공간내에서 후면터치센서를 구비할 수 있어, 한 손 조작의 어려움을 해소 할 수 있다.
또한 종래에 전면에 지문인식센서를 후면에 배치하여 전면의 디스플레이부를 더 확대시킬 수 있고 지문인식센서를 터치입력을 위한 센서로 이용할 수 있어 이동 단말기의 공간 활용에 유리하다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 후면터치센서의 활용성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 후면에 배치되는 코일 안테나 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 후면터치센서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 코일안테나와 일체형으로 형성된 구조를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 후면터치센서의 감도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7내지 도 9는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 후면터치센서의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 후면터치센서의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식센서finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)가 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서(230)가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서(230)를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서(230)는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 후면터치센서(210)의 활용성을 설명하기 위한 도면이다. 최근에 전면의 디스플레이부(151)가 대형화 됨에 따라 이동 단말기(100)의 크기도 커지고 있다. 도 2의 (a)와 같이 대형화 된 이동 단말기(100)를 잡은 손으로 터치입력을 동시에 수행하는 경우 손가락의 움직임이 부자연스럽고 떨어뜨릴 수 있어 사용성이 떨어지는 문제가 있다. 이러한 이유로 일부 사용자는 화면이 작은 이동 단말기(100)를 선호하기도 한다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위해 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100) 본체 후면에 후면터치센서를 구비하여 이동 단말기(100)의 후면을 통해 사용자 입력을 수행할 수 있다. 종래에 후면버튼을 구비한 제품이 있었으나, 후면버튼은 입력할 수 있는 명령의 개수에 제한이 있으며, 화면의 스크롤이나 터치앤 드래그 입력을 수행하기 어려운 문제가 있다. 또한 너무 많은 버튼이 리어 케이스(102)에 위치하면 배면 디자인의 질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명과 같이 후면터치센서(210)를 구비하면 전면의 터치입력을 위해 무리하게 손가락을 뻗지 않아도 되는 바, 단말기를 한 손으로 든 채로 조작하는 것이 용이하다. 이동 단말기(100) 배면 전체에 터치센서를 구비하면 더 다양한 입력이 가능하나, 사용자가 잡았을 때 터치입력이 가해져 의도한 것과 다른 사용자 입력이 입력될 우려가 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 최근 이동 단말기(100)는 후면에 코일 안테나 모듈(200)이 실장된다. 도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 후면에 배치되는 코일 안테나 모듈(200)을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 코일 안테나 모듈(200)은 이동 단말기(100)의 후면에 배치되며, 플렉서블 기판(201)과 같은 절연물질 위에 배치된 나선형의 전도성 물질을 포함할 수 있다. 코일 안테나 모듈(200)은 복수개의 코일을 포함할 수 있으며, 직접적으로 외부 장치와 연결하지 않고 각 코일의 전자기파를 이용하여 신호를 송수신하거나 배터리를 충전할 수 있다. 코일 안테나는 NFC안테나(114), 무선충전코일(192) 및 지불안테나(118) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
NFC(Near Field Communication)는 13.56MHz대역의 주파수를 사용하여 약 10cm이내의 근거리에서 데이터를 교환할 수 있는 비접촉식 무선통신 기술로서 스마트폰 등에 내장되어 교통카드, 신용카드 멤버십카드, 쿠폰, 신분증 등의 기능을 수행할 수 있다. NFC안테나는 NFC를 위한 안테나로 이동 단말기(100) 전면 방향은 디스플레이부가 위치하여 무선통신이 어려우므로 이동 단말기(100) 배면 방향에 위치할 수 있다.
NFC는 카드 모드, 리더 모드 및 P2P 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. NFC 가 카드 모드로 운용되기 위해서, 이동 단말기(100)(100)는 카드 정보를 저장하는 보안 모듈을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 보안 모듈이란 UICC(Universal Integrated Circuit Card)(예컨대, SIM(Subscriber Identification Module) 또는 USIM(Universal SIM)), Secure micro SD 및 스티커 등 물리적 매체일 수도 있고, 이동 단말기(100)(100)에 임베디드되어 있는 논리적 매체(예컨대, embeded SE(Secure element))일 수도 있다. NFC 와 보안 모듈 사이에는 SWP(Single Wire Protocol)에 기반한 데이터 교환이 이루어질 수 있다.
NFC가 카드 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기(100)는 전통적인 IC 카드처럼 저장하고 있는 카드 정보를 외부로 전달할 수 있고, NFC 가 리더 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기(100)는 외부의 태그(Tag)로부터 데이터를 독출할 수 있다. NFC 모듈이 P2P(Peer-to-Peer) 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기(100)는 다른 이동 단말기(100)와 P2P 통신을 수행할 수 있으며, P2P 통신을 위해 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이에는 커넥션(connection)이 생성될 수 있다.
무선충전코일(192)은 무선전력송신코일을 구비한 무선 충전장치에 안착시 무선전력송신코일에서 형성하는 자기장에 의해 유도기전력이 생성되어 전류가 흐르고 이를 용하여 배터리를 충전할 수 있다. 무선 전력송신(wireless Charging)기술은 2가지 대역의 주파수를 이용할 수 잇다. WPC 표준에 따르면, 110kHz이상 205kHz이하의 주파수 대역을 이용하고, PMA표준에 따르면 227kHz이상 278kHz이하의 주파수 대역을 이용한다.
다음으로, 지불안테나(118)는 무선결제에 이용할 수 있다. 결제정보를 가지는 신호를 결제 단말기에 전송하여 결제를 진행하며 결제정보를 가지는 신호는 마그네틱 카드를 카드 리더기에 슬라이드 시켰을 때 발생하는 전자기 신호에 상응하는 신호를 의미한다. 지불 안테나는 100kHz이하의 저주파 신호를 이용할 수 있다.
무선충전 코일(192)이 가장 넓은 면적을 포함하기 때문에 무선충전 코일(192)을 가운데 배치하고, 지불안테나(118)는 무선충전코일(192)의 주변을 둘러싼 형태로 배치할 수 있다. NFC안테나(114)는 무선충전코일(192)이나 지불안테나(118)와의 간섭을 줄이기 위해 무선충전코일(192)과 지불 안테나(118)와 분리하여 별도로 구비할 수 있다.
다만, 이동 단말기(100)의 배면에는 코일 안테나 모듈(200)뿐만 아니라 카메라 모듈(121b) 이 위치하고 하단에는 음향출력부(152b), 인터페이스부(160) 등의 부품이 실장되어 이동 단말기(100) 배면에 공간이 충분치 않은 문제가 있어, 후면터치센서(210)의 배치에 제약이 따른다.
코일 안테나 모듈이 실장된 영역을 제1영역이라 할 때, 도 3의 NFC안테나(114)로 둘러싸인 공간인 제2 영역에 종래에는 후면버튼(123c)이 배치되었으며, 후면버튼(123c)이 배치되었던 제2 영역을 활용하여 후면터치센서(210)를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 후면터치센서(210)의 실시예를 도시한 도면이다. 본 실시예는 정전방식을 이용하여 후면터치센서(210)를 구현한 것으로 도 4의 (a)나 (b)에 도시된 바와 같이 후면터치센서(210)는 Tx전극과 Rx전극이 교차로 배치된 터치전극(211)를 가진다. 각 전극은 직접적으로 연결되지는 않으나, Tx전극에 전원을 공급하면 전자기파가 형성되며 Rx전극으로 전류가 흐르게 된다. 이때, 사용자가 터치전극(211)에 손을 인접하게 위치하면 손으로 전류가 흘러 들어가 Tx에서 Rx로 흐르는 전류의 양이 감소하게 된다. 즉, 제어부는 Rx전극에서 전류량의 변화가 감지되면 터치입력을 감지할 수 있다.
도 4의 (a)와 같이 사각형의 전극을 이용할 수도 있고, 도 4의 (b)와 같은 격자 형태의 전극을 이용할 수도 있다. Tx전극과 Rx전극은 직접 물리적으로 접촉되지 않고 사이에 절연물질이 개재되어 사용자의 손이 닿으면 Tx전극에서 Rx전그으로 흐르는 전류의 흐름을 바꿀 수 있다.
각 전극은 터치를 감지하는 칩(Touch Driver IC)에 연결되어 전류변화가 일어나면 이를 감지하여 터치입력을 인식한다. 제어부는 터치전극(211)의 전류변화가 순차적으로 일어나는 경우 전류변화가 일어나는 방향으로 드래그 입력이 입력된 것으로 인식하여 화면을 스크롤 하거나 마우스가 이동하도록 제어할 수 있다.
도 5의 (a)는 도 4의 (a)의 후면터치센서(210)를 구비한 실시예의 단면도이고, 도 5의 (b)는 도 4의 (b)의 후면터치센서(210) 및 지문인식센서(230)를 구비한 실시예의 단면도이다. 본 실시예의 후면터치센서(210)는 후면 코일안테나 모듈(200)과 하나의 모듈로 형성할 수 있다. 즉 하나의 플렉서블 기판(201) 위에 터치전극(211)를 위한 Tx/Rx전극 및 NFC안테나(114), 지불 안테나(118) 및 무선충전코일(192) 중 적어도 하나를 형성함으로써 하나의 플렉서블 기판(201) 상에 구현된 하나의 부품으로 형성할 수 있다.
도 4의 (a) 및 도 5의 (a)는 후면터치센서(210)만을 구비한 실시예이고 도 4(b) 및 도 5(b)는 후면터치센서(210)와 지문인식센서(230)를 구비한 실시예이다. 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 후면터치센서(210)는 리어 케이스에 밀착시키기 위해 접착테이프(221)로 붙일 수 있다.
NFC안테나(114)는 전자기파가 이동 단말기(100) 내측방향이 아닌 바깥쪽으로 전파되도록 내측으로 향하는 전자기파를 차폐하는 페라이트 시트(Ferrite Sheet) 또는 나노크리스탈 라인(Nano Crystal line)(202)을 더 포함할 수 있다. NFC 안테나(114)은 상대편 안테나와 통신이 이루어져야 하기 때문에 안테나 간의 자기장이 공명을 이루어야 한다. 다만, 이동 단말기(100) 내부의 각종 부품(금속재질의 미들 프레임(105), 메인 기판(181) 등)들은 전도성 물질을 포함하기 때문에 NFC안테나(114)와 상대편 안테나 간의 자기장의 공명을 방해한다.
따라서, NFC안테나(114)와 내부 부품 사이에 페라이트시트나 나노크리스탈라인(202)을 두어 이동 단말기(100) 내측의 금속부재의 영향을 차단할 수 있다. 즉, 페라이트시트나 나노크리스탈라인(202)은 NFC 안테나(114)보다 이동 단말기(100)의 내측 방향에 위치할 수 있다.
또한, 이동 단말기(100)에서 국부적으로 발생하는 열을 분산시키는 그라파이트시트(203)를 더 포함할 수 있다. 그라파이트시트(203)는 면방향으로 열전도율이 금이나 동 알루미늄보다 더 우수한 부재로서 이동 단말기(100)에 열을 균일하게 확산시킬 수 있다.
후면터치센서(211)는 사용자가 손가락으로 터치할 때 힘이 가해지므로 이러한 사용자가 인가하는 압력을 지지하기 위해 제2 영역의 전면에는 보강재(223)를 둘 수 있다. 상기 보강재는 이동 단말기(100) 내부에 위치하는 미들 프레임(105)의 일부를 이용하거나 미들 프레임(105)에 의해 지지될 수 있다.
도 4의 (b)와 같이 후면터치센서(210)로 이용하는 면적의 일부를 지문인식센서(230)로 이용할 수 있다. 도면상 지문인식센서(230)는 후면터치센서(210)의 상부 가운데 위치하나, 정 가운데 또는 일측에 치우치게 배치할 수 있다. 일측 모서리에 치우치게 배치하는 경우 각 전극과 후면터치센서(210) 구동IC와 연결하는 신호선을 단순하게 구현할 수 있는 장점이 있으나, 사용성 측면에서는 가운데 위치하는 것이 더 직관적일 수 있다.
지문인식센서(230)는 정전식 후면터치센서(210)와 유사하게 2개의 전극사이의 전류 변화를 감지하여 지문의 요철을 감지할 수 있다. 다만 도 4의(b)에 도시된 바와 같이 지문인식센서(230)는 더 작은 요철을 감지하는 것이므로 각 전극의 픽셀크기와 간격이 후면터치센서(210)에 비해 작다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 지문인식센서(230)에 대응되는 부분의 리어 케이스(102)의 두께를 좀더 얇게 형성할 수 있다. 사용자가 직접보지 않고 촉감으로 이는 지문인식센서(230)의 위치를 찾을 수 있다. 또한, 지문인식센서(230)에 상응하는 리어 케이스(102)의 배면에 손가락 형상에 상응하는 오목한 형상으로 형성하면 사용자의 손가락이 정확한 위치에 안착되도록 가이드 하는 역할을 한다.
도 6은 지문인식센서(230)와 손가락 사이의 거리에 따른 감지 성능을 도시한 그래프이다. 사용자가 직접 지문인식센서(230)의 전극과 맞닿는 것이 아니라 리어 케이스(102)의 두께만큼 손가락과 지문인식센서(230) 사이의 거리가 발생하게 된다. 도 6의 그래프는 지문인식센서(230)와 손가락 사이의 거리가 25μm 에서 600 μm 범위인 경우 각각 지문의 요철을 감지하는 감도를 나타낸다. 약 300 μm 이상이 되면 지문의 요철에 따른 캐패시턴스 차이가 작게 나타나 지문을 정확히 인식할 수 없다. 따라서 지문인식센서(230)와 리어 케이스(102)의 외측면 사이의 거리를 300 μm 이하의 두께로 형성하기 위해 지문인식센서(230)에 상응하는 부분의 리어 케이스(102)의 두께(b)를 다른 부분의 두께(a)보다 얇게 형성할 수 있다. (b<a)
지문인식센서(230)는 터치전극(211)과 같이 Tx전극과 Rx전극 사이에 흐르는 전류 변화를 감지하여 터치여부를 감지할 수 있는 바, 지문인식이 필요한 시점이 아니면 후면터치센서(210)와 함께 사용자의 후면터치입력을 입력 받을 수 있다.
도 7내지 도 9는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 후면터치센서(210)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 본 실시예는 후면터치센서(210)를 감압방식으로 구현한 것을 특징으로 한다 감압방식, 즉 누르는 힘을 감지하기 위해 변형 계측기(strain gauge)(212)를 사용할 수 있다. 도 7의 (a)를 참고하면 변형 계측기(212)는 플렉서블한 기판(183) 위에 복수개의 소자가 안착되고 도 7의 (b)와 같이 플렉서블 기판(183) 의 휘어지면 각 소자(2121, 2122, 2123, 2124)가 받는 힘이 달라 각 소자(2121, 2122, 2123, 2124)의 저항값이 달라질 수 있다.
이러한 성질을 이용하여 도 7의 (c)와 같은 회로를 구성하여 Vpos 값과 Vneg값을 기초로 변형을 감지할 수 있다. 도 7의 (a)와 같이 4개의 소자(2121, 2122, 2123, 2124)가 안정적으로 배치된 경우 각 소자(2121, 2122, 2123, 2124)의 저항 (R1~R4)의 크기가 같아 Vpos와 Vneg는 같으나, 도 7의 (b)와 같이 힘을 받아 휘어지는 경우 제1 소자(2121)와 제4 소자(2124)의 저항(R1, R4)이 작아지고 제2 소자(2122) 제3 소자(2123)의 저항(R2, R3)이 커지면서 Vpos는 값이 커지고 Vneg는 값이 작아진다. Vpos가 Vneg보다 작은 경우 도 7의 (b)와 다른 방향으로 휘어진 것을 알 수 있다.
이와 같이 4개의 소자(2121, 2122, 2123, 2124)로 이루어진 변형 계측기(212)를 이용할 수도 있으나 본 발명의 후면터치센서(210)는 도 7의 (b)와 반대 방향으로 휘어지는 경우를 감지할 필요가 없는 바 2개의 소자만으로도 리어 케이스(102)의 휨을 감지할 수 있다. 즉, 사용자가 누르면 리어 케이스(102)의 형상에 변화가 일어나며 각 소자의 저항값을 기초로 후면터치입력을 감지할 수 있다.
상기 플렉서블 기판(183)이 변형될 수 있는 공간이 필요하므로 상기 변형 계측기는 리어 케이스(102)에 부착하고 변위 계측기와 이동 단말기 내부의 부품 사이에 공간, 즉 에어갭이 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 후면터치센서(210)와 후면버튼(123c)의 일 실시예를 도시한 도면으로 (a)는 배면이고 (b)는 전면이다. 후면버튼(123c)의 배면이 외측으로 노출되므로 도 8의 (a)가 이동 단말기(100)의 배면 방향을 향하는 쪽이다.
변형 계측기(212)를 이용한 후면터치센서(210)를 구현한 경우 기존의 후면 버튼에 위치하는 지문인식센서(230)와 일체형으로 구현할 수 있다. 후면버튼(123c)을 위한 플렉서블 기판(183)의 일부를 확장하여 변형 계측기(212)를 실장하여 구현할 수 있다. 도면상 상하방향으로 배치하여 상하방향의 스크롤을 감지할 수 있으며 좌우방향으로 확장한 경우 더 다양한 후면터치입력을 감지할 수 있다.
도 9는 도 8의 실시예의 상하방향 단면으로 후면버튼(123c)이 돔 스위치 형태로 형성되고 외부로 노출되어 사용자가 손가락이 닿는 부분에 지문인식센서(230)를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이 지문인식센서(230)도 후면터치입력을 감지할 수 있는 바, 후면터치센서(210)와 함께 후면 터치입력을 감지할 수 있다.
도 10 내지 도 11은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 후면터치센서(210)의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 본 실시예는 유도전류방식으로 후면터치센서(210)를 구현한 실시예이다. 본 실시예는 전술한 변형 계측기(212)와 같이 기존의 후면버튼(123c)에서 입력된 사용자 입력을 메인기판에 전달하는 신호선이 형성된 플렉서블 기판(183)을 확장하여 이용할 수 있다(도 11참조).
유도전류방식은 복수개의 센싱코일(213)을 이용하여 센싱코일(213)에 전도성 물질이 인접한 경우 센싱코일(213)에 유도전류가 발생하는 원리를 이용한다. 도 10의 (a)와 같이 리어 케이스(102)의 내측면에 금속박막(213’)을 구비하고 이와 이격하여 복수 개의 센싱코일(213)을 구비할 수 있다.
도 10의 (b)와 같이 사용자가 리어 케이스(102)를 가압하면 리어 케이스(102)가 휘어지면서 금속박막(213’)과 센싱코일(213) 사이의 간격이 변화하고 센싱코일(213)에 유도전류가 흘러 유도전류에 의한 인덕턴스의 변화를 감지하여 후면터치입력을 인식할 수 있다.
센싱코일(213)의 위치는 변화하지 않도록 미들 프레임(105)에 고정될 수 있으며, 미들 프레임(105)과 거리가 있다면 그 사이에 보강재(223)을 개재하여 높이를 맞출 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 이동 단말기(100)는 제한된 공간 내에서 후면터치센서(210)를 구비할 수 있어, 한 손 조작의 어려움을 해소 할 수 있다.
또한 종래에 전면에 지문인식센서(230)를 후면에 배치하여 전면의 디스플레이부를 더 확대시킬 수 있고 지문인식센서(230)를 터치입력을 위한 센서로 이용할 수 있어 이동 단말기(100)의 공간 활용에 유리하다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 본체;
    상기 본체의 전면에 위치하는 디스플레이부;
    상기 본체의 배면의 제1 영역에 위치하는 코일 안테나 모듈; 및
    상기 본체의 배면의 제2 영역에 위치하며 제1 간격으로 배치되는 복수개의 제1 전극 사이의 신호 세기 변화를 감지하여 사용자의 터치입력을 감지하는 후면터치센서; 및
    상기 본체의 배면의 제3 영역에 위치하며 상기 제1 간격보다 더 작은 제2 간격으로 배치되는 복수개의 제2 전극 사이의 신호 세기 변화를 감지하는 지문인식센서; 를 포함하고,
    상기 제2 영역과 상기 제3 영역은 상기 제1 영역에 둘러싸인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 배면 외관을 형성하며 내측면에 상기 코일 안테나 모듈, 상기 후면터치센서 및 상기 지문인식센서가 위치하는 리어 케이스를 더 포함하고,
    상기 리어 케이스는 상기 제3 영역의 두께가 다른 영역보다 더 얇은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리어 케이스의 제3 영역의 두께는 0.3mm이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 리어 케이스의 외측면은 상기 제3 영역에 상응하여 오목하게 인입된 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 배면 외관을 형성하는 리어 케이스;
    상기 리어 케이스의 전면에 위치하는 플렉서블 기판을 더 포함하고,
    상기 코일 안테나 모듈은 상기 플렉서블 기판에 전도성 물질로 형성된 코일을 포함하며,
    상기 후면터치센서는 상기 플렉서블 기판에 소정간격으로 배치되는 형성된 복수개의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제1 영역의 적어도 일부를 커버하는 페라이트시트 또는 나노크리스탈라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제1 영역의 적어도 일부를 커버하는 방열시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 전면에 위치하며 상기 제2 영역의 적어도 일부를 커버하는 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 코일 안테나 모듈은
    무선으로 배터리를 충전하는 무선전력코일; 및
    근거리 무선통신을 수행하는 NFC코일(Near Field Coil)을 포함하고,
    상기 후면터치센서는 상기 NFC코일에 둘러싸인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 배면에 위치하는 후면버튼; 및
    상기 후면버튼에서 입력받은 신호를 메인기판에 전달하는 신호선이 형성된 플렉서블 기판을 더 포함하고,
    상기 후면터치센서는 상기 플렉서블 기판 위에 형성된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  17. 본체;
    상기 본체의 전면에 위치하는 디스플레이부;
    상기 본체의 배면의 제1 영역에 위치하는 코일 안테나 모듈; 및
    상기 본체의 배면의 제2 영역에 위치하며 사용자의 터치입력을 감지하는 후면터치센서를 포함하고,
    상기 후면터치센서는 압력을 감지하는 변형 계측기(strain gauge) 또는 복수개의 센싱코일을 포함하는 이동 단말기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 변형 계측기는
    플렉서블 기판의 표면에 위치하며 상기 플렉서블 기판이 휘어지는 경우 저항 값이 바뀌는 복수의 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 본체의 배면외관을 형성하며 내측면에 상기 변형 계측기가 결합된 리어 케이스;
    상기 변형 계측기의 전면방향에 위치하는 내부부품; 및
    상기 변형 계측기와 상기 내부부품 사이에 형성된 에어갭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 후면터치센서는
    상기 본체의 배면외관을 형성하는 리어 케이스에 부착된 금속박막; 및
    상기 금속박막에서 이격되어 배치된 복수개의 센싱코일을 포함하고,
    상기 복수개의 코일에 흐르는 역기전력을 기초로 상기 터치입력을 감지하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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