KR102505468B1

KR102505468B1 - 근거리장 통신 디바이스

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Publication number: KR102505468B1
Application number: KR1020207012511A
Authority: KR
Inventors: 모하메드 셰흐; 프레데릭 라디에르
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 프랑스; 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2023-03-02
Also published as: CN111164901B; US20200336174A1; FR3071988A1; FR3071988B1; US11171686B2; WO2019069009A1; KR20200061394A; CN111164901A

Abstract

본 발명의 주제는 휴대용 사용자 장치(P)와의 근거리장 통신을 위한 근거리장 통신 디바이스(D')로서,

제1 캐리어(PCB1, PCB10) 상에 위치되는 제1 통신 안테나(A1);

제1 캐리어(PCB1, PCB10)를 향해 위치되며 패드(I)에 의해 제1 캐리어에 기계적으로 연결되는 제2 캐리어(PCB2, PCB20) 상에 위치되는 상기 제1 안테나를 활성화하기 위한 제1 수단(M1)을 포함하고, 본 발명은 상기 패드(I')가 도전성 금속으로 이루어지며 상기 디바이스는 또한

제1 권선 부분(A21, A31)이 제1 캐리어의 일단부 상에 위치되고, 제2 권선 부분(A22, A32)이 제2 캐리어의 일단부 상에 위치되며, 두 개의 단부가 서로 향하며, 각각의 권선의 제1 부분 및 제2 부분이 패드(I')에 의해 전기적으로 연결되는 제2 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')로서, 상기 제2 안테나는 전자기장(B2, B3, B2', B3')을 방출하고 주성분이 제1 안테나에 의해 방출된 전자기장(B1)의 주성분에 수직인, 상기 제2 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3');

상기 제2 안테나를 활성화하기 위한 제2 수단(M10, M10')을 포함한다.

Description

근거리장 통신 디바이스

본 발명은 휴대용 사용자 장치와의 근거리장 통신(Near-field communication)을 위한 디바이스에 관한 것이다.

전적으로가 아닌 보다 특히, 본 발명은 이동 디바이스를 위한 유도성 충전기에 적용 가능하며, 이들 충전기는 자동차에 탑재되어 설치되도록 의도되며 일단 상기 장치가 유도성 충전기의 수신 표면상에 위치되었다면 이동 장치와의 통신을 위한 근거리장 통신 디바이스를 포함한다.

이동 디바이스(휴대 전화, 랩탑 컴퓨터, 터치스크린 태블릿, 디지털 카메라 등)를 충전할 수 있게 하는, 자기 결합 충전 디바이스는 현재 엄청난 성장을 경험하고 있다.

종래에, 자기 결합 충전 장치는, 충전 모듈에 연결되는, "1차 안테나"로 불리는, 도체 코일을 포함한다. 이동 디바이스의 충전 동안, 충전 모듈은 1차 안테나를 통해, 그 강도가 시간에 걸쳐 달라지는, 전기 전류를 채널링하는 것을 가능하게 하는 충전 신호를 형성한다. 그에 따라 공급되는 1차 안테나는 가변 자기장을 형성한다.

이동 디바이스는 "2차 안테나"로 불리는, 도전성 코일을 포함하는 수신기 모듈을 포함한다. 상기 2차 안테나가 1차 안테나에 의해 형성된 가변 자기장 내에 위치될 때, 전기 전류는 상기 2차 안테나에 유도된다. 이러한 전기 전류는 2차 안테나에 연결된 전기 축압기를 충전할 수 있게 하며, 그에 따라 전류를 이동 디바이스로 공급한다.

유도를 통해 이동 디바이스를 충전하도록, 및 차량에 탑재된 전자 시스템과의 근거리장 통신(NFC)에 의한 충전 기간과 동시에 또는 그 후 통신하도록 충전 장치상에 이동 디바이스를 두는 것이 현실적인 것으로 알려져 있다. 이러한 (일반적으로 수 밀리미터의 거리에 걸친) 단거리 무선 통신은, 다른 것 중에서, 차량이 이동 디바이스에 포함된 특정한 사용자 프로파일을 다운로드하고 그에 따라 이러한 프로파일에 따라 차량의 요소를 조정하고, 예를 들어 차량에서 운전자 좌석의 위치를 조정하고, 좋아하는 라디오 스테이션을 프로그램하고, 계기판의 외형을 수정하거나 또는 "E-call"(비상-호출) 기능을 활성화하는 등을 하는 것을 가능하게 한다.

이를 위해 및 알려진 바와 같이, 이들 충전 장치는 범위가 100 내지 200kHz에 이르는 주파수에서 유도성 충전을 허용하는, WPC(무선 전력 컨소시엄) 안테나, 즉 이러한 컨소시엄의 표준에 따른 무선 유도성 충전 안테나인, 충전 안테나로서 불리는, 유도성 충전을 위한 전용 라디오주파수 안테나, 뿐만 아니라 이러한 근거리장 통신에 전용되는, 일반적으로 약 13.56MHz의 더 높은 주파수의 또 다른 안테나를 포함한다. 이것은 또한 차량에 탑재된 전자 시스템에 연결되는 충전 장치와 이동 디바이스 간의 단거리 결합에 의한 통신을 허용하는 임의의 다른 라디오주파수 안테나일 수 있다.

알려진 방식으로, 1차 WPC 충전 안테나는, 그 자체가 또한 일반적으로 상기 장치의 중심에 위치되는, 휴대용 장치의 2차 안테나에 대하여 동조되도록 충전 디바이스의 중간에 중심을 둔다. NFC 안테나는 일반적으로 완전히 충전 디바이스의 주변부 주위에서, WPC 안테나 주위에 배열된다. 유사하게, 휴대용 장치의 NFC 안테나는 또한 휴대용 디바이스의 뒷면의 주변부 주위에 위치되며 그러므로 휴대용 장치가 유효 NFC를 허용하는, 충전 디바이스 상에 위치될 때 충전 디바이스의 NFC 안테나를 향해 위치된다.

캐리어의 주변부 상에서의 NFC 안테나의 배열은 유도성 충전기에 특정되지 않는다. 실제로, 임의의 근거리장 통신 디바이스에서, NFC 안테나는 일반적으로 캐리어의 주변부 상에 배열되며, 그에 의해 디바이스의 전체 표면에 걸쳐 균일한 통신 구역을 제공한다.

그러나, 최근에 시장에 내놓은 대부분의 스마트폰은 더 이상 주변부 상에 위치된 NFC 안테나를 포함하지 않으며, 그 중에서도, 예를 들어, NFC 지불을 가능하게 하기 위해 스마트폰의 뒷면의 상부 부분 상에 위치된 NFC를 포함한다. 스마트폰을 지닌 사용자는, 따라서, 단말기와 통신하기 위해, 예를 들어, 지불하기 위해 상기 단말기 내에 통합된 NFC 판독기를 향해 스마트폰의 상부를 기울인다. 이러한 제스처는, NFC 안테나가 휴대용 장치의 주변부 주위에 감긴 경우, NFC 판독기의 표면에 평행하게 전화기의 뒷면을 위치시키는 것보다 더 인체공학적이다.

단지 휴대용 장치의 뒷면의 상부 부분 상에서의, 즉 WPC 안테나에 대하여 중심을 벗어난 NFC 안테나의 배치는 또한 상기 안테나의 간섭을 감소시킬 수 있게 한다.

그러나, 주변 에지 중 단지 하나 상에 위치된 NFC 안테나를 포함하는 휴대용 장치와 그 주변부 전체 주위에 위치된 NFC 안테나를 포함하는 충전 디바이스 간의 유효 NFC는 상당히 제한되거나 또는 심지어 가능하지 않다.

또한, 휴대용 장치의 뒷면이 사용자에 의해 부가된, 크롬 금속 셸로 커버된다면, 이러한 금속의 존재는 충전 디바이스의 NFC 안테나의 주파수를 간섭하여 불일치되게 한다. 휴대용 장치와 충전 디바이스 간의 NFC는 그 후 더 이상 가능하지 않다.

그러므로, NFC를 사용하여 상기 스마트폰과 효과적으로 통신할 수 있도록, 임의의 유형의 휴대용 사용자 장치를 위해 그리고 그러므로 또한 이들의 뒷면의 상부 부분 상에 NFC 안테나를 맞추는 이들 새로운 스마트폰을 위해 기능하는 근거리장 통신 디바이스를 설계하는 것이 필요해진다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 극복하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 휴대용 사용자 장치와의 근거리장 통신을 위한 디바이스를 제안하며, 상기 디바이스는,

제1 캐리어 상에 위치된 제1 근거리장 통신 안테나;

상기 제1 캐리어를 향해 위치되며 패드에 의해 상기 제1 캐리어에 기계적으로 연결되는, 제2 캐리어 상에 위치되는 상기 제1 안테나를 활성화하기 위한 제1 수단을 포함하고,

상기 디바이스는 패드가 도전성 금속으로 이루어지며, 또한,

제2 근거리장 안테나로서, 제1 권선 부분은 제1 캐리어의 일단부 상에 위치되며 그의 제2 권선 부분은 제2 캐리어의 일단부 상에 위치되고, 두 개의 단부는 디바이스의 하나의 동일한 측면 상에 위치되며; 각각의 권선의 제1 부분 및 제2 부분은 도전성 금속으로 이루어진 패드에 의해 전기적으로 연결되고, 따라서 제2 안테나는, 주성분이 제1 근거리장 통신 안테나에 의해 방출된 전자기장의 주성분에 수직인, 전자기장을 방출하는, 상기 제2 근거리장 안테나;

상기 제2 근거리장 안테나를 활성화하기 위한 제2 수단을 포함한다는 점에서 주목할 만하다.

상기 제1 캐리어는 하우징 최하부 또는 커버로 이루어질 수 있으며, 제2 캐리어는 인쇄 회로 보드일 수 있다.

바람직하게는, 제1 캐리어 및 제2 캐리어는 인쇄 회로 보드이다.

일 특정한 실시형태에서, 제1 권선 부분은 연속적인 권선 중 두 개 사이에 거리 간격을 포함한다.

제1 실시형태에서, 디바이스는 제1 및 제2 캐리어의 반대 단부에 위치되는, 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나를 포함하며, 제2 활성화 수단은,

두 개의 위치: 라디오주파수 스위치(Int)가 제1 주파수-매칭 수단에 및 제1 통신 안테나에 연결되는 제1 위치, 및 상기 스위치가 제2 주파수-매칭 수단에 및 두 개의 제2 통신 안테나에 연결되는 제2 위치를 가진 상기 라디오주파수 스위치(Int);

두 개의 트랜지스터를 포함하는 스위칭 수단으로서, 상기 스위칭 수단은 각각 제2 NFC 안테나 중 하나에 연결되며 또한 제어 인버터를 포함하는, 상기 스위칭 수단;

제어 인버터에 연결되어, 하나의 제2 통신 안테나가 활성화되고 다른 제2 통신 안테나가 동시에 비활성화되도록 허용하는, 스위칭 수단의 이진 제어부;

상기 라디오주파수 스위치(Int) 및 상기 이진 제어부를 제어하기 위한 수단을 포함한다.

제2 실시형태에서, 제2 활성화 수단은 일 측면 상에서 상기 제1 통신 안테나에 전자기적으로 결합되는 적어도 하나의 수동형 공진기, 안테나-매칭 수단 및 일 측면 상에서 제2 통신 안테나에 다른 측면 상에서 공진기에 전기적으로 연결되는 트랜지스터를 포함한다.

본 발명은 또한 유도성 충전 안테나를 포함하는 유도성 충전기에 관한 것이며, 이것은 제1 통신 안테나가 유도성 충전 안테나를 둘러싼다는 점에서 및 상기 유도성 충전기가 상기 주어진 특징 중 임의의 하나에 따른 근거리장 통신 디바이스를 포함한다는 점에서 주목할 만하다.

본 발명은 또한 상기 주어진 특징 중 임의의 하나에 따른 근거리장 통신 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 임의의 휴대용 사용자 장치에 적용된다.

마지막으로, 본 발명은 또한 상기 주어진 특징 중 임의의 하나에 따른 유도성 충전기 내에 통합되거나 또는 통합되지 않을 수 있는 근거리장 통신 디바이스를 포함하는 임의의 자동차에 적용된다.

본 발명의 다른 목표, 특징 및 이점은 비-제한적인 예로서 제공된 다음의 설명을 판독할 때 및 첨부된 도면을 조사할 때 더 분명해질 것이다:
도 1은 종래 기술의 근거리장 통신 디바이스(D) 상에 위치된 휴대용 사용자 장치(P)를 도시하며, 상기 장치(P)는 그의 뒷면의 최상부에 위치된 근거리장 통신 안테나(A)를 포함하며, 상기 디바이스(D)는 상기 디바이스의 주변부 상에 배열된 제1 근거리장 통신 안테나(A1)를 포함한다;
도 2는 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나(A2 및 A3)를 추가로 포함한, 본 발명에 따른 근거리장 통신 디바이스(D') 상에 위치된 휴대용 사용자 장치(P)를 도시한다;
도 3은 종래 기술(구역 Z1)에 따른 및 본 발명(구역 Z1, Z2, Z3)에 따른, 통신 디바이스의 수신 표면(S)에 관하여 정의된 종 축(x)을 따르며 횡 축(y)에 걸친 근거리장 통신 구역을 표현한 그래프이다;
도 4는 유도성 충전기 내에 통합되며 또한 유도성 충전 안테나(B)를 포함하는 이러한 경우에, 종래 기술의 통신 디바이스(D)에서 제1 NFC 안테나(A1)를 도시한다;
도 5는 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나(A2 및 A3)를 추가로 포함한, 본 발명에 따른 근거리장 통신 디바이스(D')를 도시한다;
도 6은 본 발명에 따른 제2 활성화 수단(M10)의 제1 실시형태를 개략적으로 도시한다;
도 7은 본 발명에 따른 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나(A20 및 A30)의 변형예를 도시한다;
도 8은 도 7에 예시된 변형예를 이용하여 획득된 근거리장 통신 구역(Z1, Z2' 및 Z3')을 개략적으로 예시한다;
도 9는 본 발명에 따른 제2 활성화 수단(M10')의 제2 실시형태를 도시한다.

도 1 및 도 4는 종래 기술에 따른 근거리장 통신 디바이스(D)를 도시하며, 여기에서 근거리장 통신 안테나, 또는 이후 "제1 NFC 안테나(A1)"로서 불리는, NFC(A1)는 상기 디바이스의 수신 표면(S) 아래, 보다 구체적으로 상기 디바이스 내에 통합되는 제1 캐리어, 예를 들어, 인쇄 회로 보드(PCB1) 상에 위치된다.

전적으로는 아니지만, 일반적으로, NFC 안테나(A1)는 인쇄 회로 보드의 주변부 상에서 인쇄되며 복수의 권선으로 이루어진 루프를 형성한다.

디바이스(D)는 또한 제1 캐리어(PCB1)를 향해 위치되는, 제2 캐리어 상에, 예를 들어 인쇄 회로 보드(PCB2)에 위치된 전자 회로(10) 내에 통합되는, 제1 NFC 안테나(A1)를 활성화하기 위한 제1 수단(M1)을 포함하며, 상기 두 개의 상기 캐리어는 상기 캐리어의 4개의 극단에 위치되는 패드(I)에 의해 기계적으로 연결된다. 제1 활성화 수단(M1)은, 그 자체로서 알려진 방식으로, 그 중에서도, 안테나(커패시터의 형태로) 및 NFC 트랜시버의 주파수를 매칭시키기 위한 수단을 포함하며, 제1 NFC 안테나(A1)에 전기적으로 연결된다.

표현 "~을 향해 위치될"은 캐리어의 적어도 일부가 또 다른 캐리어의 반대 부분에 위치됨을 의미하는 것으로 이해되며, 두 개의 부분은 패드(I)의 높이와 대체로 동일한 거리만큼 분리된다. 두 개의 캐리어(PCB1 및 PCB2)는 크기가 동일하거나 또는 동일하지 않을 수 있다. 하나의 캐리어는 캐리어의 평면에 평행하거나 또는 심지어 다른 캐리어의 평면에 수직인 방향으로 다른 캐리어에 대하여 오프셋될 수 있다. 이 경우에, 캐리어 중 하나는 다른 캐리어에 대하여 경사진다.

제1 NFC 안테나(A1)는 와이어에 의해, 예를 들어, 도전성 케이블(C)에 의해 제1 활성화 수단(M1)에 연결된다.

"제1 캐리어"에 의해 이해되는 것은 제1 NFC 안테나(A1)가 단단히 연결되고, 제1 NFC 안테나가 제1 캐리어 상에 인쇄되거나, 또는 클립과 같은 부착 수단에 의해 부착되고, 접합될 수 있는, 플라스틱 또는 금속 재료, 또는 수지, 또는 임의의 다른 재료로 만든 평면 표면이다.

제1 캐리어는 예를 들어, 상기 제1 NFC 안테나(A1)가 인쇄되는 인쇄 회로 보드(PCB1), 또는 상기 제1 NFC 안테나(A1)가 오버몰딩되거나 또는 접합되는 하우징 최하부 또는 커버일 수 있다.

"제2 캐리어"에 의해 이해되는 것은 상기 제1 NFC 안테나(A1)를 활성화하기 위한 제1 수단(M1)이 위치되는, 플라스틱 또는 금속 재료, 또는 수지, 또는 임의의 다른 재료로 만든 평면 표면이다.

제1 캐리어(PCB1)는 기계적 지지 패드(I)에 의해 제2 캐리어(PCB2)에 연결된다.

제1 및 제2 캐리어(PCB1 및 PCB2)는 상기 제1 NFC 안테나(A1)의 주파수가 불일치되는 것을 야기할 수 있는 제1 활성화 수단(M1)에 위치되는 전자 구성요소와 제1 NFC 안테나(A1) 사이에서의 간섭의 문제들을 방지하도록 지지 패드(I)만큼 이격된다.

이것은 종래 기술로부터 알려진다.

도 4는, 예시로서, 상기 통신 디바이스(D)가 유도성 충전기에 포함되는 경우에 통신 디바이스(D)의 중심에 위치되는, WPC 안테나와 같은, 유도성 충전 안테나(B)를 도시한다.

도 1은 또한 통신 디바이스(D)의 수신 표면(S) 상에 위치된, 휴대용 사용자 장치, 이 예에서는 스마트폰(P)을 도시하며, 상기 휴대용 사용자 장치(P)는 통신 디바이스(D)와 통신하기 위해 근거리장 통신 안테나(A)를 포함한다. 상기 안테나(A)는 휴대용 장치(P)의 뒷면의 최상부에 위치되며, 상기 뒷면은 수신 표면(S) 상에 위치된 면이다.

제1 NFC 안테나(A1)는 전자기장(1)을 방출하며, 주성분은 수신 표면(S)에 수직이며 통신 구역(Z1)을 정의한다(도 1 참조).

사용자 장치는 그 뒷면(즉, 수신 표면(S)을 향하는 면)의 일단부에 위치된 NFC 안테나 A를 포함하며, NFC 안테나 S는 제1 NFC 안테나(A1)를 향하여 위치되지도, 통신 디바이스(D)의 제1 NFC 안테나(A1)에 대하여 중심에 있지도 않다.

부가적으로, 사용자 장치(P)는, 치수, 이 경우에는 그의 길이에 의존하여, Nokia 830®, Sony Xperia Z3®, HTC® One M8, iPhone 6 등과 같은 시장에 나와 있는 특정한 큰 스마트폰에 대한 경우인 것처럼, 통신 디바이스의 제1 NFC 안테나(A1)의 길이(L)보다 크며(도 2 참조), 따라서 상기 휴대용 사용자 장치의 NFC 안테나 A는 더 이상 전체적으로 제1 NFC 통신 안테나(A1)의 통신 구역(Z1) 내에 위치되지 않거나, 또는 전혀 위치되지 않는다.

상기 설명된 바와 같이, 통신 디바이스(D)와 휴대용 장치(P) 간의 유효 NFC 통신은 영향을 받으며, 실질적으로 제한되거나 또는 심지어, 몇몇 경우에서는, 불가능하다.

본 발명은 이러한 문제를 극복하는 것을 목표로 한다.

본 발명에 따른 근거리장 통신 디바이스(D')은 도 2, 도 5, 도 7, 도 8 및 도 9에 예시된다.

본 발명에 따르면, 기계적 지지 패드(I')는 도전성 금속으로 만들어지며 근거리장 통신 디바이스(D')는 권선, 예를 들어, 구리 와이어의 형태로 적어도 하나의 제2 NFC 안테나(A2)를 추가로 포함하며, 따라서 각각의 권선의 제1 부분(A21)은 제1 캐리어(PCB10)의 일단부에 위치되며 각각의 권선의 제2 부분(A22)은 제2 캐리어(PCB20)의 일단부에 위치되고, 두 개의 단부는 하나가 다른 것 위에서, 디바이스의 동일한 측면 상에 위치된다. 바람직하게는, 두 개의 단부는 서로를 향해 위치된다.

독창적으로, 본 발명은 각각의 권선의 제1 부분(A21)이 도전성 금속으로 만든 패드(I')에 의해 상기 권선의 제2 부분(A22)에 전기적으로 연결된다고 제안한다. 본 발명에 따르면, 도전성 금속으로 만든 패드(I')는 그러므로 기계적 지지대로서 동작할 뿐만 아니라 제2 NFC 안테나(A2)의 일부를 형성한다(도 5 참조).

도전성 금속, 예를 들어 구리로 만든 패드(I')는, 따라서, 신호가 제2 NFC 안테나(A2)를 통해 송신되도록 허용한다.

본 발명에 따른 통신 디바이스(D')는 또한 상기 제2 NFC 안테나(A2)에 연결되는 제2 활성화 수단(M10)을 포함한다.

도 5는 각각이 제1 및 제2 캐리어(PCB10 및 PCB20)의 반대 단부에 위치되는, 두 개의 제2 NFC 안테나(A2 및 A3)를 도시한다.

그에 따라 제1 캐리어(PCB10), 제2 캐리어(PCB20) 및 패드(I') 사이에 형성된 권선으로 이루어진 제2 NFC 안테나(A2)는 제2 자기장(B2)을 생성하며, 주성분은 제1 NFC 안테나(A1)에 의해 방출된 자기장(B1)의 주성분에 수직이다.

유사하게, 그에 따라 제1 캐리어(PCB10), 제2 캐리어(PCB20) 및 패드(I') 사이에 형성된 권선으로 이루어진 제2 NFC 안테나(A3)는 제3 자기장(B3)을 생성하며, 주성분은 제1 NFC 안테나(A1)에 의해 방출된 자기장(B1)의 주성분에 수직이다.

이것은 도 2에 예시된다.

도 2에서, 서로 수직인 두 개의 축은 제1 NFC 안테나(A1)의 평면에 대하여(즉, 바람직하게는 상기 제1 NFC 안테나(A1)에 평행한, 수신 표면(S)의 평면에 대하여) 정의된다: 제1 NFC 안테나(A1)의 평면에 평행한, 종 축(x), 및 상기 평면에 수직인, 횡 축(y).

제1 NFC 안테나(A1)에 의해 생성된 전자기장(B1)은 주로 방향 y로 배향되지만, 제2 NFC 안테나(A2)에 의해 방출된 제2 전자기장(B2)은 주로 방향 x로 배향되고, 그에 의해 바람직하게는 제1 및 제2 캐리어(PCB10 및 PCB20)의 에지로부터 방향 x로 연장되는 제2 통신(Z2)을 생성한다.

방향에서 표현 "주로"는 전자기장의 주성분이 하나의 방향에서 움직임을 의미하는 것으로 이해되고; 권선에 의해 생성된 자기장이 주성분의 어느 한 측면 상에 위치되며 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 약간 기울어진 필드 라인으로 구성된 필드를 야기한다는 것이 물론 명백하다. 그 중에서도, 독창적으로, 본 발명에 따라, 검출 구역이 종 축(x)뿐만 아니라, 또한 횡 축(y)을 따라, 구역(Z1)의 어느 한 측면 상에서 확장되는 것을 허용하는 주성분에 대한 제2 안테나(A2 및 A3)의 필드 라인에서의 이러한 경사이다.

이러한 제2 검출 구역(Z2)은 그 후 휴대용 사용자 장치(P)가 디바이스(D')의 에지 또는 단부 중 하나에 가까워질 때 통신 디바이스(D')의 에지 중 하나 상에서의 통신을 허용한다.

제2 NFC 안테나(A2)는 그러므로 통신 디바이스(D')의 측방향 에지에서 NFC 구역의 무시할 수 없는 확장을 허용한다.

이것은 유사하게는, 주성분이 축 x를 따라 배향되는, 제3 전자기장(B3)을 생성하는, 또 다른 제2 NFC 안테나(A3)를 부가함으로써 디바이스(D')의 다른 측면 상에서 유사한 방식으로 획득된다.

이것은 도 3에서 그래픽으로 도시된다.

도 3에서, 전자기장의 강도는 종 축 x를 따라 표현된다. 두 개의 제2 NFC 안테나(A2 및 A3) 각각은 NFC 통신 구역이 각각 제1 NFC 안테나(A1)의 각각의 측면 상에, 거리 x1만큼 일 측면 상에 및 거리 x2만큼 다른 측면 상에 자기장을 생성함으로써 축 x를 따라 확장되는 것을 허용한다는 것이 명확하게 보여질 수 있으며, 그 강도는 유효 NFC를 제공하기 위해 요구된 최소 임계치(Th)를 초과한다.

도 7은 통신 디바이스(D')의 변형예를 도시하며, 두 개의 제2 NFC 안테나(A20 및 A30)는 제1 캐리어(PCB10) 상에 위치된 그들의 연속적인 권선 중 둘 사이에서 축 x를 따라 거리 간격 e을 보인다.

이러한 간격 e는 상기 제2 NFC 안테나(A20 및 A30)에 의해 생성된 전자기장이 확장되는 것을 허용하며, 그에 따라 생성된 통신 구역(Z3 및 Z4)은 도 2 및 도 3에 도시된 상호 등거리의 권선을 특징으로 하는 제2 NFC 안테나(A2 및 A3)에 의해 생성된 것들(Z2 및 Z3)보다 크다.

도 8은 도 7에 예시된 통신 디바이스(D')의 변형예를 이용하여 획득된 통신 구역(Z2' 및 Z3')을 도시한다. 상기 구역(Z2' 및 Z3')은 도 2에 예시된 것들(Z2 및 Z3)보다 크다.

본 발명에 따르면, 통신 디바이스(D')는 또한 도 6에 예시된, 제2 NFC 안테나(A2)를 활성화하기 위한 제2 수단(M10)을 포함한다.

제2 활성화 수단(M10)은 예를 들어 제2 캐리어(PCB20) 상에 위치된 인쇄 회로에 포함된다.

제1 실시형태에 따르면, 제2 활성화 수단(M10)은 다음을 포함한다:

제1 활성화 수단(M1)은 예를 들어, 두 개의 커패시터(C1 및 C2)의 형태로, 제1 안테나(A1)의 주파수에 매칭시키기 위한 제1 수단을 추가로 포함한다;

두 개의 안테나(A2, A3)에 연결된 두 개의 커패시터(C3 및 C4)의 형태로, 하나 이상의 제2 안테나(A2 및 A3)의 주파수에 매칭시키기 위한 제2 수단;

두 개의 위치: 제1 활성화 수단(M1) 및 제1 NFC 안테나(A1)가 활성화되도록 허용하는 제1 위치(S1), 및 제2 매칭 수단 및 두 개의 제2 NFC 안테나(A2 및 A3)가 활성화되도록 허용하는 제2 위치(S2)를 가진 라디오주파수 스위치(Int);

두 개의 트랜지스터(T1 및 T2)를 포함하는 스위칭 수단으로서, 상기 스위칭 수단은 각각 제2 NFC 안테나(A2, A3)에 연결되며 또한 제어 인버터(Inv)를 포함하는, 상기 스위칭 수단;

하나의 제2 안테나가 활성화되고 다른 제2 안테나가 스위칭 수단을 통해 동시에 비활성화되도록 허용하는, 즉 제어 인버터(Inv)가 제어되도록 허용하는 이진 제어부(μ1);

라디오주파수 스위치(Int) 및 이진 제어부(μ1)를 제어하기 위한 수단(M20);

제어 수단(M20)은, 예를 들어, 마이크로제어기로 통합된 소프트웨어의 형태를 취한다.

스위치(Int)가 제1 위치(S1)에 있을 때, 제1 NFC 안테나(A1)가 활성화되며 통신 구역(Z1)을 정의하는 전자기장(B1)을 방출한다.

스위치(Int)가 제2 위치(S2)에 있을 때, 제어부(μ1)는 이진 위치 1에 있고(또는 제어 수단(20)으로부터 세트포인트 1을 수신하고), 제2 NFC 안테나(A2)는 활성화되며 통신 구역(Z2)(또는 Z2')을 정의하는, 전자기장(B2)을 방출한다.

스위치(Int)가 제2 위치(S2)에 있으며, 제어부(μ1)가 0에 있을 때(또는 제어 수단(20)으로부터 세트포인트 0을 수신하는), 제2 NFC 안테나(A3)는 활성화되며 통신 구역(Z3)(또는 Z3')을 정의하는, 전자기장(B3)을 방출한다.

이진 제어부(μ1)는 그러므로 제2 매칭 수단(C3 및 C4)에 연결되는, 제2 통신 안테나(A2 및 A3) 중 어느 하나를 선택하는 것을 가능하게 한다.

도 6에 예시된 전자 회로는 분별력 있게, 결과적으로 제1 NFC 안테나(A1), 제2 NFC 안테나(A2) 또는 제3 NFC 안테나(A3)를 선택하는 것을 가능하게 한다.

물론, 제1 및 제2 출력(S1 및 S2)은 제어 안테나(A2 및 A3) 중 어느 하나가 활성화될 때 제1 안테나(A1)가 항상 활성화되도록 제어 수단(M20)에 (스위치(Int) 없이) 바로 연결될 수 있다.

도 9에 예시된 제2 실시형태에 따르면, 제2 안테나(A2 또는 A3)에 전기적으로 연결되는 제2 활성화 수단(M10')은 하기를 포함한다:

하기에 연결되는; 도전성 금속, 예를 들어 구리로 만든 권선의 루프 형태의 수동형 공진기(R1);

커패시터(C1'); 및

트랜지스터(T1')

수동형 공진기(R1)는 제1 NFC 안테나(A1)에 전자기적으로 결합되도록 하는 방식으로 제1 NFC 안테나(A1)에 근접하여 위치되며, 그에 의해 전류가 그에 따라 전류를 제2 NFC 안테나(A2)에 공급하는 공진기(R1)를 통해 생성되도록 허용한다.

제2 활성화 수단(M10')의 이러한 제2 실시형태에서, 제1 안테나(A1) 및 하나 이상의 제2 안테나(A2, A3)는 동시에, 및 대안으로가 아닌 도 6에 예시된 제1 실시형태에 대한 경우처럼 동작한다.

본 발명은 유도성 충전 안테나 및 근거리장 통신 디바이스를 포함하는 임의의 휴대용-장치 유도성 충전기에 적용 가능하다.

본 발명은 또한 휴대용 장치 자체에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 통신 디바이스는 임의의 유형의 유도성 충전기 또는 임의의 근거리장 통신 디바이스와 통신할 수 있도록 휴대용 사용자 장치 내에 통합될 수 있다. 휴대용 장치와 통합된 본 발명에 따른 통신 디바이스를 갖고, 상기 장치는, 복수의 유효 통신 구역을 가지므로, 보다 효과적으로 통신할 수 있다.

본 발명은 그러므로 NFC 구역으로 하여금, 도체로서 기계적 지지 패드(I')를 사용하여, 두 개의 캐리어 상에 2차 안테나(A2 및 A3)의 부가를 통해 통신 디바이스(D')의 에지에서 확장되는 것을 허용한다는 점에서 분별력 있다.

본 발명은 그러므로 도전성 금속 패드를 통해 두 개의 캐리어 상에서의 제2 안테나의 권선에 기초한다.

본 발명은 그러므로 구현하기에 간단하고, 저렴하며 종래 기술의 문제점을 해결한다.

Claims

휴대용 사용자 장치(P)와의 근거리장 통신을 위한 근거리장 통신 디바이스(D')로서,

제1 캐리어(PCB1, PCB10) 상에 위치된 제1 근거리장 통신 안테나(A1);

상기 제1 캐리어(PCB1, PCB10)를 향해 위치되며 패드(I)에 의해 상기 제1 캐리어에 기계적으로 연결되는, 제2 캐리어(PCB2, PCB20) 상에 위치되는 상기 제1 근거리장 통신 안테나(A1)를 활성화하기 위한 제1 수단(M1);

제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')로서, 제1 권선 부분(A21, A31)은 상기 제1 캐리어(PCB1, PCB10)의 일단부 상에 위치되며 제2 권선 부분(A22, A32)은 상기 제2 캐리어(PCB2, PCB20)의 일단부 상에 위치되고, 두 개의 단부는 상기 디바이스(D')의 하나의 동일한 측면 상에 위치되는, 상기 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3');

상기 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')를 활성화하기 위한 제2 수단(M10, M10')을 포함하되,
상기 디바이스(D')는 상기 패드(I)가 도전성 금속으로 만들어지고

각각의 권선의 제1 부분(A21, A31) 및 제2 부분(A22, A32)이 도전성 금속으로 만든 패드(I')에 의해 전기적으로 연결되며, 따라서 상기 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')가, 주성분이 상기 제1 근거리장 통신 안테나(A1)에 의해 방출된 전자기장(B1)의 주성분에 수직인 전자기장(B2, B3, B2', B3')을 방출하는 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
제1항에 있어서, 상기 제1 캐리어(PCB1, PCB10)는 하우징 최하부 또는 커버로 이루어지며 상기 제2 캐리어(PCB2, PCB20)는 인쇄 회로 보드인 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
제1항에 있어서, 상기 제1 캐리어(PCB1, PCB10) 및 상기 제2 캐리어(PCB2, PCB20)는 인쇄 회로 보드인 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
제1항에 있어서, 상기 제1 권선 부분(A21, A31)은 두 개의 연속적인 권선 사이에 거리 간격(e)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
제1항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 제1(PCB1, PCB10) 및 제2 캐리어(PCB2, PCB20)의 반대 단부에 위치되는 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')를 포함하며, 상기 디바이스(D')는, 상기 제2 수단(M10)이,

두 개의 위치(S1, S2)를 갖는 라디오주파수 스위치(Int)로서, 상기 두 개의 위치는 상기 스위치가 제1 주파수-매칭 수단(C1, C2)에 그리고 상기 제1 근거리장 통신 안테나(A1)에 연결되는 제1 위치(S1), 및 상기 라디오주파수 스위치(Int)가 제2 주파수-매칭 수단(C3, C4)에 그리고 상기 두 개의 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')에 연결되는 제2 위치(S2)인, 상기 라디오주파수 스위치(Int);

두 개의 트랜지스터(T1, T2)를 포함하는 스위칭 수단으로서, 각각 상기 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3) 중 하나에 연결되며 또한 제어 인버터(Inv)를 포함하는, 상기 스위칭 수단;

제어 인버터(Inv)에 연결되어, 상기 제2 근거리장 통신 안테나 (A2, A3) 중 하나가 활성화되고 상기 제2 근거리장 통신 안테나 (A2, A3) 중 다른 하나가 동시에 비활성화되도록 허용하는, 상기 스위칭 수단의 이진 제어부(μ1);

상기 라디오주파수 스위치(Int) 및 상기 이진 제어부(μ1)를 제어하기 위한 수단(M20)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
제1항에 있어서, 상기 제2 수단(M10')은 일 측면 상에서 상기 제1 근거리장 통신 안테나(A1)에 전자기적으로 결합되는 적어도 하나의 수동형 공진기(R1, R2), 안테나-매칭 수단(C1', C2') 및 일 측면 상에서 상기 제2 근거리장 통신 안테나(A2, A3, A20, A30, A2', A3')에 그리고 다른 측면 상에서 상기 공진기(R1, R2)에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(T1', T2')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 근거리장 통신 디바이스(D').
유도성 충전 안테나(B)를 포함하는 유도성 충전기(100)로서,
제1 근거리장 통신 안테나(A1)가 상기 유도성 충전 안테나(B)를 둘러싸며 상기 유도성 충전기는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 근거리장 통신 디바이스(D')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유도성 충전기.
휴대용 사용자 장치(P)로서,
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 근거리장 통신 디바이스(D')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 사용자 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 근거리장 통신 디바이스(D')를 포함하는, 자동차.
제7항에 청구된 바와 같은 유도성 충전기(100)를 포함하는, 자동차.