KR102667305B1 - 광 도전성 부재를 포함하는 가변 커패시터를 포함하는 전자 장치 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 도전층, 전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들 중 광에 반응하여 전기 전도도가 증가하는 적어도 일부 광 도전성 부재 및 상기 복수의 도전체들 중 상기 적어도 일부 광 도전성 부재와 전기적으로 연결된 적어도 일부 도전체를 연결하여, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정된 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

광 도전성 부재를 포함하는 가변 커패시터를 포함하는 전자 장치 및 이를 제어하는 방법{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING VARIABLE CAPACITOR INCLUDING PHOTO-CONDUCTIVE MATERIAL AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 광 도전성 부재를 이용하여 캐패시턴스를 변화시킬 수 있는 가변 커패시터를 전자 장치에 적용하는 기술과 관련된다.
이동 통신 기술의 발달로, 스마트 폰(smartphone) 또는 웨어러블(wearable) 기기와 같이 안테나(antenna)를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 음성 신호 및 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임)를 포함하는 RF(radio frequency) 신호를 송수신한다.
전자 장치는 안테나에서 다양한 주파수의 RF 신호를 보다 효율적으로 송수신하기 위해 안테나를 튜닝(tuning)한다. 전자 장치는 안테나의 효율을 개선하기 위해 공진 주파수(resonance frequency)에 맞게 안테나의 임피던스(impedance)를 조정하는 튜너(tuner)를 포함한다. 튜너는 안테나의 임피던스를 변화시키기 위해 가변 커패시터(variable capacitor)를 포함한다.
안테나의 튜너에 포함되는 가변 커패시터는 SOI(silicon-on-insulator) 기술을 적용한 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)로 구현될 수 있다. 이 경우, 일반적으로 복수의 수동 소자 커패시터(lumped capacitor)와 CMOS 스위치를 연결하여 가변 커패시터가 갖는 캐패시턴스(capacitance) 값을 변화시킬 수 있다.
또는, 안테나의 튜너에 포함되는 가변 커패시터는 MEMS(micro electro mechanical systems) 기반으로 구현될 수 있다. 이 경우, 이동할 수 있는(movable) 전극을 기준 전극과 대향하도록 배치하여 가변 커패시터가 갖는 캐패시턴스 값을 변화시킬 수 있다.
한편, 전자 장치는 안테나의 튜너 이외의도 통신 모듈 또는 PCB(printed circuit board)에 실장되어 다양한 기능을 수행하는 회로들을 포함한다. 통신 모듈 또는 회로들의 지정된 노드(node) 사이의 캐패시턴스 값을 제어하기 위해, 통신 모듈 또는 회로들은 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 영국 공개특허공보 제829210호(1960.3.2일자 공개)에 개시되어 있다.
안테나의 튜너에 포함되는 가변 커패시터를 CMOS와 수동 소자 커패시터로 구현하는 경우, CMOS 스위치의 턴-온(turn-on) 시 저항이 증가하고, CMOS 스위치의 턴-오프(turn-off) 시 저항이 감소할 수 있다. 이에 따라, CMOS와 수동 소자 커패시터로 구현한 가변 커패시터는 안테나의 손실(loss)이 증가하여 안테나의 효율을 개선시킬 수 없는 문제가 있다.
또한, CMOS와 수동 소자 커패시터를 연결하는 경우, 턴-오프 시 캐패시턴스가 증가하고, 가변 커패시터로 구현할 수 있는 캐패시턴스의 최소값이 높고, 캐패시턴스 값 사이의 간격(step)이 넓을 수 있다. 이에 따라, CMOS와 수동 소자 커패시터로 구현한 가변 커패시터는 안테나의 공진 주파수를 가변하여 안테나 성능을 개선하는 데 한계가 있다.
안테나의 튜너에 포함되는 가변 커패시터를 MEMS 기반으로 구현하는 경우, 가변 커패시터로 구현할 수 있는 캐패시턴스의 최소값이 높을 수 있다. 또한, MEMS는 전극을 이동시켜 가변 커패시터의 상태(status)를 변화시키기 위해 별도의 전압 제어부가 필요할 수 있다. 또한, MEMS는 안테나에 높은 임피던스가 걸리는 경우 오동작할 수 있다. 이에 따라, MEMS 기반으로 구현한 가변 커패시터는 무선 단말 또는 휴대용 전자 장치에 적용하는 데 한계가 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 도전층, 전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들 중 광에 반응하여 전기 전도도가 증가하는 적어도 일부 광 도전성 부재 및 상기 복수의 도전체들 중 상기 적어도 일부 광 도전성 부재와 전기적으로 연결된 적어도 일부 도전체를 연결하여, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 가변 커패시터 장치는, 하나 이상의 광원, 상기 하나 이상의 광원을 제어하기 위한 제어 회로, 제1 도전층, 전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 상기 하나 이상의 광원에 대응하도록 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층, 및 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 도전층, 전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들을 이용하여 상기 복수의 도전체들 중 적어도 일부 도전체를 선택적으로 연결하여, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터가 포함하고 있는 서로 마주보는 도전층 사이의 저항을 증가시켜 안테나에서 발생하는 손실을 줄이고 성능을 개선할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터로 구현할 수 있는 캐패시턴스의 최소값을 감소시켜 안테나 성능을 개선할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터로 구현할 수 있는 캐패시턴스의 최대값을 증가시키고 캐패시턴스 값 사이의 간격을 감소시킬 수 있어 안테나 공진 주파수 스위칭 대역을 용이하게 제어할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터의 전극을 이루는 도전층이 고정되어 반영구성을 가질 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터의 전압 피크(voltage peak) 특성이 우수하여 외부 요인에 의한 스위칭 동작의 제한을 받지 않는 튜너를 구현하고, 전자 장치 내부의 제한된 공간을 이용하여 안테나 성능을 개선할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a, 도 2b, 도 3a, 및 도 3b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 통신 경로를 나타낸 블록도들이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 안테나 및 튜너를 나타낸 도면이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치를 나타낸 도면이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치의 제어 회로의 개략적인 동작을 나타낸 순서도이다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치의 구동을 나타낸 도면들이다.
도 6e는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치의 제어 회로의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
도 7a 및 도 7b는 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치의 구동을 나타낸 도면들이다.
도 7c는 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치의 제어 회로의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치의 구동을 나타낸 도면들이다.
도 8c는 또 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치의 제어 회로의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
도 9 내지 도 11은 다양한 실시 예들에 따른 커패시터 장치의 제2 도전층을 나타낸 도면들이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 광 도전성 부재의 활용을 나타낸 도면들이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 광 도전성 부재의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치를 적용한 튜너가 안테나의 공진 주파수를 튜닝하는 동작을 나타낸 그래프들이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(2104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비 휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비 휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터(projector) 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(2101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a, 도 2b, 도 3a, 및 도 3b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 통신 경로를 나타낸 블록도들이다. 전자 장치(101)는 프로세서(120), 통신 모듈(190), 트랜시버(transceiver)(210), PAM(pulse amplitude modulation)(220), FEM(front end module)(230), 튜너(tuner)(240), 커플러(coupler)(250), 및 안테나(260)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 통신 모듈(190)과 RF 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 통신 모듈(190)로부터 공급된 RF 신호에 포함된 음성 정보를 음성으로 변환하여 사용자가 음성을 인식하고, 통화를 할 수 있도록 할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(120)는 통신 모듈(190)로부터 공급된 RF 신호에 포함된 데이터에 기초하여 다양한 어플리케이션(application)을 실행하거나 저장된 정보를 업데이트 할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 CPU(central processing unit, 중앙 처리 장치), AP(application processor, 어플리케이션 프로세서), GPU(graphic processing unit, 그래픽 처리 장치), 및 카메라의 ISP(image signal processor, 이미지 신호 프로세서) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 SoC(system on chip) 또는 SiP(system in package)으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 통신 모듈(190)은 BP(baseband processor, 기저 대역 프로세서, CP(communication processor, 통신 프로세서), RFIC(radio frequency integrated circuit, 무선 주파수 집적 회로), 또는 IFIC(inter frequency integrated circuit, 중간 주파수 집적 회로)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 통신 모듈(190)은 프로세서(120) 및 트랜시버(210)와 RF 신호를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(190)이 CP를 포함하는 경우, 통신 모듈(190)은 트랜시버(210)로부터 전달받은 RF 신호에 포함된 데이터를 프로세서(120)가 처리 가능하도록 변환하여 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜시버(210)는 통신 모듈(190)로 RF 신호를 송수신할 수 있다. 트랜시버(210)는 PAM(220), FEM(230), 튜너(240), 및 커플러(250)와 연결될 수 있다. 트랜시버(210)는 PAM(320), FEM(330), 튜너(240), 및 커플러(250)로부터 공급받은 RF 신호를 통신 모듈(190)로 선택적으로 공급할 수 있다. 트랜시버(210)는 통신 모듈(190)로부터 전달된 RF 신호를 PAM(220), FEM(230), 튜너(240), 및 커플러(250)로 선택적으로 공급할 수 있다.
일 실시 예에서, PAM(220)은 RF 신호를 트랜시버(210)가 송수신하기 용이하도록 변조할 수 있다. PAM(220)은 FEM(230)으로부터 공급받은 RF 신호의 진폭을 증폭시킬 수 있다.
일 실시 예에서, FEM(230)은 트랜시버(210) 및 PAM(220)과 연결될 수 있다. FEM(230)은 RF 신호가 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 서로 다른 주파수 대역의 Rf 신호를 분리하기 위한 듀플렉서(duplexer)를 포함할 수 있다. RF 신호의 송수신 상태가 양호한 경우, FEM(230)은 트랜시버(210)와 RF 신호를 직접 송수신할 수 있다. RF 신호의 크기가 지정된 크기 이하인 경우, FEM(230)은 PAM(220)을 이용하여 RF 신호를 트랜시버(210)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, FEM(230)은 도 2a 및 도 2b와 같이 튜너(240)와 연결될 수 있다. 이 경우, FEM(230)은 튜너(240)에서 임피던스 매칭(impedance matching) 원리를 이용하여 안테나(260)의 공진 주파수(resonance frequency)를 조정함으로써 송수신한 RF 신호를 공급받을 수 있다.
다른 실시 예에서, FEM(230)은 도 3a 및 도 3b와 같이 커플러(250)와 연결될 수 있다. 이 경우, FEM(230)은 튜너(240)에서 전기적 길이를 조절하는 개구부 튜닝(aperture tuning)을 이용하여 안테나(260)의 공진 주파수를 조정함으로써 송수신한 RF 신호를 공급받을 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너(240)는 도 2a 및 도 3a와 같이 트랜시버(210) 및 커플러(250)와 연결되거나, 도 2b 및 도 3b와 같이 통신 모듈(190) 및 커플러(250)와 연결될 수 있다. 튜너(240)는 통신 모듈(190) 또는 트랜시버(210)를 이용하여 제어할 수 있다. 튜너(240)는 커플러(250)로부터 공급받은 RF 신호의 주파수에 대응하도록 안테나(260)의 공진 주파수를 조정하거나 커플러(250)에 포함된 회로의 정합을 조정하여 트랜시버(210)가 RF 신호를 보다 잘 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 튜너(240)는 트랜시버(210)로부터 공급받은 RF 신호의 주파수에 대응하도록 안테나(260)의 공진 주파수를 조정하거나 커플러(250)에 포함된 회로의 정합을 조정하여 안테나(260)로 RF 신호를 보다 잘 송신하도록 제어할 수 있다. 튜너(240)는 안테나(260)의 공진 주파수를 조정하기 위한 가변 커패시터(variable capacitor)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너(240)는 도 2a 및 도 2b와 같이 FEM(230)과 연결될 수 있다. 이 경우, 튜너(240)는 커플러(250)로부터 공급받은 RF 신호의 주파수에 대응하도록 안테나(260)의 공진 주파수를 조정하여 트랜시버(210)로 RF 신호를 보다 잘 전달하거나 트랜시버(210)로부터 RF 신호를 보다 잘 전달받을 수 있다.
다른 실시 예에서, 튜너(240)는 도 3a 및 도 3b와 같이 안테나(260)와 연결될 수 있다. 이 경우, 튜너(240)는 안테나(260)에 전달된 RF 신호의 주파수에 대응하도록 안테나(260)의 공진 주파수를 조정하여 트랜시버(210)로 RF 신호를 전달하거나 트랜시버(210)로부터 RF 신호를 보다 잘 전달받을 수 있다.
일 실시 예에서, 커플러(250)는 트랜시버(210), 튜너(240), 및 안테나(260)와 연결될 수 있다. 커플러(250)는 안테나(260)와 튜너(240) 사이를 매칭시켜 RF 신호의 송수신을 용이하게 하고, RF 신호를 트랜시버(210)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 커플러(250)는 도 2a 및 도 2b와 같이 튜너(240) 및 안테나(260)를 서로 연결할 수 있다. 이 경우, 튜너(240)는 안테나(260)로부터 커플러(250)를 이용하여 커플링한 RF 신호를 공급받을 수 있다.
다른 실시 예에서, 커플러(250)는 도 3a 및 도 3b와 같이 FEM(230)과 연결될 수 있다. 이 경우, 튜너(240)는 안테나(260)와 커플러(250)의 사이에 병렬적으로 연결되어 안테나(260)와 커플러(250) 사이의 전기적 거리를 조정할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 안테나(410, 420, 430) 및 튜너(440, 460)를 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 안테나(410, 420, 430)는 전자 장치(101)의 적어도 일 측에 복수 개로 나뉘어 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나(410, 420, 430)는 전자 장치(101)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 안테나(410, 420, 430)는 서로 분리된 제1 내지 제3 안테나(410, 420, 430)를 포함할 수 있다. 안테나(410, 420, 430)는 전자 장치(101)의 가장자리로부터 RF 신호를 방사할 수 있다. 전자 장치(101)는 안테나(410, 420, 430)를 이용하여 RF 신호를 수신할 수 있다. 제1 안테나(410)는 튜너(440, 460)와 연결될 수 있다. 제2 및 제3 안테나(420, 430)는 배선을 통해 커플러(예: 도 2의 커플러(250))와 직접 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너(440, 460)는 제1 안테나(410)에서 수신한 RF 신호를 공급받을 수 있다. 튜너(440, 460)는 제1 안테나(410)의 공진 주파수를 조정할 수 있다. 튜너(440, 460)는 제1 안테나(410)의 공진 주파수를 조정하기 위한 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 제1 안테나(410)의 공진 주파수를 조정하는 경우, 제1 안테나(410)가 RF 신호를 수신할 수 있다. 튜너(440, 460)는 제1 안테나(410)가 수신한 RF 신호를 접지부(450) 또는 급전(feeding) 회로(470)로 전달할 수 있다. 접지부(450) 또는 급전 회로(470)는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))과 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 접지부(450)와 연결된 튜너(440)는 제1 안테나(410)와 접지부(450) 사이의 임피던스(impedance)를 조절하여 제1 안테나(410)의 공진 주파수를 조정할 수 있다.
일 실시 예에서, 급전 회로(470)와 연결된 튜너(460)는 제1 안테나(410)와 급전 회로(470) 사이의 임피던스를 조절하여 제1 안테나(410)의 공진 주파수를 조정할 수 있다. 급전 회로(470)와 연결된 튜너(460)는 통신 모듈로 RF 신호를 공급할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나(410)는 스위치(480)와 연결될 수 있다. 스위치(480)는 그라운드(490)와 연결될 수 있다. 스위치(480)는 선택적으로 제1 안테나(410)를 그라운드(490)와 연결시킬 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)를 나타낸 도면이다. 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)는 제1 도전층(510), 제2 도전층(520), 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533), 하나 이상의 광원(541, 542, 543), 제어 회로(550), 및 절연층(560)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전층(510)은 커패시터 장치(500)의 제1 면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(510)은 Z축을 기준으로 커패시터 장치(500)의 하부 면에 형성될 수 있다. 제1 도전층(510)은 커패시터 장치(500)의 제1 전극을 형성할 수 있다. 제1 도전층(510)은 제1 RF 신호 단자(RF1) 또는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 그라운드(ground)와 연결될 수 있다. 제1 RF 신호 단자(RF1)는 전자 장치(101) 내부의 구성 요소들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시터 장치(500)가 전자 장치(101)의 튜너(예: 도 3a의 튜너(340))에 포함된 경우, 제1 RF 신호 단자(RF1)는 전자 장치(101)의 안테나(예: 도 3a의 안테나(360))와 연결될 수 있다. 제1 도전층(510)은 금속판 또는 커패시터 장치(500)가 실장된 PCB(printed circuit board)의 배선층으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전층(520)은 커패시터 장치(500)의 제2 면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전층(520)은 Z축을 기준으로 커패시터 장치(500)의 상부 면에 형성될 수 있다. 제2 도전층(520)은 커패시터 장치의 제2 전극을 형성할 수 있다. 제2 도전층(520)은 제2 RF 신호 단자(RF2) 또는 전자 장치(101)의 그라운드(ground)와 연결될 수 있다. 제2 RF 신호 단자(RF2)는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)) 내부의 구성 요소들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시터 장치(500)가 전자 장치(101)의 튜너(예: 도 3a의 튜너(340))에 포함된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 FEM(예: 도 3a의 FEM(330))와 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전층(520)은 제1 도전층(510)과 대향하도록 배치될 수 있다. 제2 도전층(520)은 제1 도전층(520)과 일정한 거리만큼 이격될 수 있다. 제2 도전층(520)은 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524) 및 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)을 포함할 수 있다. 제2 RF 신호 단자(RF2)는 어느 하나의 도전체(521)에 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)은 제2 도전층(520)의 내부에 배치될 수 있다. 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)은 금속 패턴 또는 커패시터 장치(500)가 실장된 PCB의 배선 패턴으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 제2 도전층(520)의 내부에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 도전체들(521, 522, 523, 524)이 X 축 방향으로 서로 이격되도록 배치된 경우, 3개의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)이 도전체들(521, 522, 523, 524) 사이마다 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)의 두께는 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)의 두께보다 얇을 수 있다. 이에 따라, 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 절연층(560)과 이격될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)의 두께는 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)의 두께와 동일할 수 있다. 또한, 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 절연층(560)의 일면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 노출되는 광(light)의 강도가 증가할수록 도전성이 증가할 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 광이 없는 경우 부도체의 성질을 가질 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 광에 노출되는 경우, 광과 반응하여 도전성 물질로 변환될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 최대 전기 전도도(maximum electric conductivity)에 도달할 때까지 광의 강도에 비례하여 전기 전도도가 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 제2 도전층(520)의 일면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 Z축을 기준으로 제2 도전층(520)의 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 제2 도전층(520)과 이격되어 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 제2 도전층(520)의 일면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 3개의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)이 배치된 경우, 제1 내지 제3 광원(541, 542, 543)이 각각의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)과 Z축을 기준으로 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 PCB 내부에 실장될 수 있다. 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 미니 LED(light emitting diode), 마이크로 LED, 양자점(quantum dot) 소자, 또는 발광성을 갖는 반도체 소자일 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 회로(550)는 하나 이상의 광원(541, 542, 543)과 연결될 수 있다. 제어 회로(550)는 하나 이상의 광원(541, 542, 543)을 선택적으로 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off) 시킬 수 있다. 제어 회로(550)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)) 또는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))의 제어에 따라 하나 이상의 광원(541, 542, 543)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 절연층(560)은 제1 도전층(510) 및 제2 도전층(520)의 사이에 배치될 수 있다. 절연층(560)은 제1 도전층(510) 및 제2 도전층(520)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 절연층(560)은 캐피시터 장치(500)의 전극을 형성하는 제1 도전층(510) 및 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance)를 가질 수 있다. 절연층(560)은 지정된 유전율(dielectric coefficient)을 갖는 유전 물질(dielectric material)로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)는, 하나 이상의 광원(541, 542, 543), 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)을 제어하기 위한 제어 회로(550), 제1 도전층(510), 전기적으로 분리된 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524), 및 상기 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524) 사이에 연결된 상태로 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)에 대응하도록 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)을 포함하고, 상기 제1 도전층(510)과 대면하여 형성된 제2 도전층(520), 및 상기 제1 도전층(510) 및 상기 제2 도전층(520) 사이에 배치된 절연층(560)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)은 지정된 간격으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 제2 도전층(520)의 일면 중 상기 절연층(560)과 접촉하는 면의 반대쪽 면에 광을 출력할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)은 상기 절연층(560)과 접촉하고, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 상기 절연층(560)과 지정된 거리만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(550)는 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543) 각각의 턴-온 또는 턴-오프 여부 및 출력하는 광의 강도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)이 출력하는 광을 받아 상기 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(550)는 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)이 턴-온 된 개수 또는 상기 하나 이상의 광원(541, 542, 543)에서 출력하는 광의 강도를 증가시켜 상기 제1 도전층(510)과 상기 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)의 개략적인 동작을 나타낸 순서도이다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S501에서 제1 도전층(510) 및 제2 도전층(520) 사이의 캐패시턴스를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S502에서 하나 이상의 광원(541, 542, 543) 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S503에서 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533) 중 적어도 일부 광 도전성 부재를 이용하여 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524)을 적어도 일부 전기적으로 연결시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S504에서 제1 도전층(510) 및 제2 도전층(520) 사이의 캐패시턴스를 변경할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 구동을 나타낸 도면들이다.
일 실시 예에서, 도 6a와 같이 제1 내지 제3 광원(541, 542, 543)이 모두 턴-오프 된 경우, 제1 내지 제3 광원(541, 542, 543)과 대응하는 위치에 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들(531, 532, 533)은 모두 부도체의 성질을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(520)에 포함된 복수의 도전체들(521, 522, 523, 524) 각각은 모두 전기적으로 분리될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(520)에 포함된 제1 도전체(521)에 연결될 수 있다. 도 6a와 같이 제1 도전체(521)가 나머지 도전체들(522, 523, 524)과 전기적으로 분리된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 도전체(521)에만 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(510)과 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(C)는 제1 도전층(510)과 제1 도전체(521) 사이에 형성되는 캐패시턴스인 제1 캐피시턴스(C1)와 동일할 수 있다. (C = C1)
일 실시 예에서, 도 6b와 같이 제1 광원(541)이 턴-온 되고 제2 및 제3 광원(542, 543)이 턴-오프 된 경우, 제1 광원(541)과 대응하는 위치에 배치된 제1 광 도전성 부재(531)는 도전성 물질로 변환되고, 제2 및 제3 광원(542, 543)과 대응하는 위치에 배치된 제2 및 제3 광 도전성 부재들(532, 533)은 부도체의 성질을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(520)의 제1 및 제2 도전체(521, 522)는 전기적으로 연결되고, 제3 및 제4 도전체(523, 524)는 전기적으로 분리될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(520)에 포함된 제1 도전체(521)에 연결될 수 있다. 도 6b와 같이 제1 도전체(521)가 제2 도전체(522)와 전기적으로 연결된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 및 제2 도전체(521, 522)에 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(510)과 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(C)는 제1 캐피시턴스(C1) 및 제1 도전층(510)과 제2 도전체(522) 사이에 형성되는 캐패시턴스인 제2 캐피시턴스(C2)의 합과 동일할 수 있다. (C = C1 + C2) 이는 제1 및 제2 도전층(510, 520) 사이에 형성되는 캐패시턴스 중 최소 캐패시턴스에 해당할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 6c와 같이 제1 및 제2 광원(541, 542)이 턴-온 되고 제3 광원(543)이 턴-오프 된 경우, 제1 및 제2 광원(541, 542)과 대응하는 위치에 배치된 제1 및 제2 광 도전성 부재(531, 532)는 도전성 물질로 변환되고, 제3 광원(543)과 대응하는 위치에 배치된 제3 광 도전성 부재(533)는 부도체의 성질을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(520)의 제1 내지 제3 도전체(521~523)는 전기적으로 연결되고, 제4 도전체(524)는 전기적으로 분리될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(520)에 포함된 제1 도전체(521)에 연결될 수 있다. 도 6c와 같이 제1 도전체(521)가 제2 및 제3 도전체(522, 523)와 전기적으로 연결된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 내지 제3 도전체(521~523)에 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(510)과 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(C)는 제1 캐피시턴스(C1), 제2 캐피시턴스(C2), 및 제1 도전층(510)과 제3 도전체(523) 사이에 형성되는 캐패시턴스인 제3 캐피시턴스(C3)의 합과 동일할 수 있다. (C = C1 + C2 + C3)
일 실시 예에서, 도 6d와 같이 제1 내지 제3 광원(541~543)이 모두 턴-온 된 경우, 제1 내지 제3 광원(541~543)과 대응하는 위치에 배치된 제1 내지 제3 광 도전성 부재(531~533)는 도전성 물질로 변환될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(520)의 제1 내지 제4 도전체(521~524)는 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(520)에 포함된 제1 도전체(521)에 연결될 수 있다. 도 6d와 같이 제1 도전체(521)가 제2 내지 제4 도전체(522~524)와 전기적으로 연결된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 내지 제4 도전체(521~524)에 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(510)과 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(C)는 제1 캐피시턴스(C1), 제2 캐피시턴스(C2), 제2 캐피시턴스(C3), 및 제1 도전층(510)과 제4 도전체(524) 사이에 형성되는 캐패시턴스인 제4 캐피시턴스(C4)의 합과 동일할 수 있다. (C = C1 + C2 + C3 + C4) 이는 제1 및 제2 도전층(510, 520) 사이에 형성되는 캐패시턴스 중 최대 캐패시턴스에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제1 도전층(510), 전기적으로 분리된 복수의 도전체들(521~524), 및 상기 복수의 도전체들(521~524) 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들(531~533)을 포함하고, 상기 제1 도전층(510)과 대면하여 형성된 제2 도전층(520), 상기 제1 도전층(510) 및 상기 제2 도전층(520) 사이에 배치된 절연층(560), 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(531~533)과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들(541~543), 및 제어 회로(550)를 포함하고, 상기 제어 회로(550)는, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(531~533) 중 광에 반응하여 도전성으로 변경된 적어도 일부 광 도전성 부재 및 상기 복수의 도전체들(521~524) 중 상기 적어도 일부 광 도전성 부재와 전기적으로 연결된 적어도 일부 도전체를 연결하여, 상기 제1 도전층(510)과 상기 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들(541~543) 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 도전체들(521~524)은 서로 이격된 상태로 상기 절연층(560)의 일면에 접촉하고, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(531~533)은 상기 절연층(560)과 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 도전층(510)은 안테나(예: 도 3a의 안테나(360))와 연결되고, 상기 제2 도전층(520)은 FEM(front end module)(예: 도 3a의 FEM(330))과 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(550)는 상기 하나 이상의 광원들(541~543) 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 광에 반응하여 도전성으로 변경된 광 도전성 부재의 면적을 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(550)는 상기 하나 이상의 광원들(541~543) 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 제1 도전층(510)과 상기 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(550)는 상기 하나 이상의 광원들(541~543) 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 제2 도전층(520) 상에 형성되는 도전층의 개수를 증가시킬 수 있다.
도 6e는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S601에서 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S602에서 광에 반응하는 광 도전성 부재(531, 532, 533)의 전기 전도도를 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제어 회로(550)는 동작 S603에서 제1 도전층(510)과 제2 도전층(520) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 구동을 나타낸 도면들이다. 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)는 제1 도전층(610), 제2 도전층(620), 하나 이상의 광원(641, 642, 643), 제어 회로(650), 및 절연층(660)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제1 도전층(610), 제2 도전층(620), 하나 이상의 광원(641, 642, 643), 제어 회로(650), 및 절연층(660) 중 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제1 도전층(510), 제2 도전층(520), 하나 이상의 광원(541, 542, 543), 제어 회로(550), 및 절연층(560)과 중복되거나 동일한 기능에 관한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광원(641, 642, 643)은 제2 도전층(620)과 지정된 간격만큼 Z축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 하나 이상의 광원(641, 642, 643)은 제2 도전층(620)의 표면 상에 광을 출력할 수 있다. 하나 이상의 광원(641, 642, 643)은 출력하는 광의 강도를 제어할 수 있다. 하나 이상의 광원(641, 642, 643)이 출력하는 광의 강도에 따라 광에 노출되는 제2 도전층(620)의 전기 전도도가 변화할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 회로(650)는 하나 이상의 광원(641, 642, 643)이 제2 도전층(620)을 향하여 출력하는 광의 강도를 제어할 수 있다. 제어 회로(650)는 제1 및 제2 도전층(620) 사이에 형성하고자 하는 캐패시턴스의 크기에 따라 출력하는 광의 강도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 7a와 같이 하나 이상의 광원(641, 642, 643)으로부터 출력하는 광의 강도가 작은 경우, 적어도 하나의 광 도전성 부재(631, 632, 633)가 하나 이상의 광원(641, 642, 643)으로부터 출력된 광에 노출되는 강도가 감소할 수 있다. 적어도 하나의 광 도전성 부재(631, 632, 633)는 강도가 작은 광에 노출되어 전기 전도도의 증가율이 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(620)에 포함된 복수의 도전체들(621, 622, 623, 624)는 전기 전도도가 낮은 광 도전성 부재(631, 632, 633)를 이용하여 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(620)에 포함된 제1 도전체(621)에 연결될 수 있다. 도 7a와 같이 제1 도전체(621)가 나머지 도전체들(622, 623, 624)과 전기 전도도가 낮은 광 도전성 부재(631, 632, 633)를 이용하여 연결된 경우, 복수의 도전체들(621, 622, 623, 624)에 의한 캐패시턴스의 합은 감소할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 7b와 같이 하나 이상의 광원(641, 642, 643)으로부터 출력하는 광의 강도가 큰 경우, 적어도 하나의 광 도전성 부재(631, 632, 633)가 하나 이상의 광원(641, 642, 643)으로부터 출력된 광에 노출되는 강도가 증가할 수 있다. 적어도 하나의 광 도전성 부재(631, 632, 633)는 강도가 큰 광에 노출되어 전기 전도도의 증가율이 클 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(620)에 포함된 복수의 도전체들(621, 622, 623, 624)는 전기 전도도가 높은 광 도전성 부재(631, 632, 633)를 이용하여 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(620)에 포함된 제1 도전체(621)에 연결될 수 있다. 도 7b와 같이 제1 도전체(621)가 나머지 도전체들(622, 623, 624)과 전기 전도도가 높은 광 도전성 부재(631, 632, 633)를 이용하여 연결된 경우, 복수의 도전체들(621, 622, 623, 624)에 의한 캐패시턴스의 합은 증가할 수 있다.
일 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제어 회로(650)는, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들(631, 632, 633) 중 광에 반응하여 전기 전도도가 증가하는 적어도 일부 광 도전성 부재 및 상기 복수의 도전체들(621, 622, 623, 624) 중 상기 적어도 일부 광 도전성 부재와 전기적으로 연결된 적어도 일부 도전체를 연결하여, 상기 제1 도전층(610)과 상기 제2 도전층(620) 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 하나 이상의 광원(641, 642, 643) 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(650)는 상기 하나 이상의 광원들(640)로부터 출력하는 상기 광의 강도를 증가시켜 상기 광에 반응하는 광 도전성 부재의 전기 전도도를 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(650)는 상기 하나 이상의 광원들(640)로부터 출력하는 상기 광의 강도를 증가시켜 상기 제1 도전층(610)과 상기 제2 도전층(620) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 7c는 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제어 회로(650)의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제어 회로(650)는 동작 S701에서 하나 이상의 광원들(641, 642, 643)로부터 출력되는 광의 강도를 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제어 회로(650)는 동작 S702에서 광에 반응하는 광 도전성 부재(631, 632, 633)의 전기 전도도를 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(600)의 제어 회로(650)는 동작 S703에서 제1 도전층(610)과 제2 도전층(620) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 구동을 나타낸 도면들이다. 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)는 제1 도전층(710), 제2 도전층(720), 광원(740), 제어 회로(750), 및 절연층(760)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 제1 도전층(710), 제2 도전층(720), 광원(740), 제어 회로(750), 및 절연층(760) 중 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(500)의 제1 도전층(510), 제2 도전층(520), 하나 이상의 광원(541, 542, 543), 제어 회로(550), 및 절연층(560)과 중복되거나 동일한 기능에 관한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 광원(740)은 제2 도전층(720)과 지정된 간격만큼 Z축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 광원(740)은 제2 도전층(720)의 표면 상에 광을 출력할 수 있다. 광원(740)은 출력하는 광의 각도를 제어할 수 있다. 광원(740)이 출력하는 광의 각도에 따라 광에 노출되는 제2 도전층(720)의 면적이 변화할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 회로(750)는 광원(740)이 제2 도전층(720)을 향하여 출력하는 광의 각도를 제어할 수 있다. 제어 회로(750)는 제1 및 제2 도전층(720) 사이에 형성하고자 하는 캐패시턴스의 크기에 따라 출력하는 광의 각도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 7a와 같이 광원(740)으로부터 출력되는 광의 각도가 작은 경우, 제2 도전층(720)에서는 광원(740)으로부터 출력된 광에 노출되는 영역이 감소할 수 있다. 광원(740)으로부터 출력된 광에 노출되는 영역에 배치된 광 도전성 부재(732)만이 도전성 물질로 변환되고, 광원(740)의 영향을 일부만 받거나 받지 않는 도전성 부재들(731, 733)은 부도체의 성질을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(720)에 포함된 복수의 도전체들(721, 722, 723, 724) 중 제1 도전체(721)는 분리된 상태를 유지하고, 제2 및 제3 도전체(722, 723)만 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(720)에 포함된 제1 도전체(721)에 연결될 수 있다. 도 7a와 같이 제1 도전체(721)가 나머지 도전체들(722, 723, 724)과 전기적으로 분리된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 도전체(721)에만 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 이에 따라, 제1 도전층(710)과 제2 도전층(720) 사이에 형성되는 캐패시턴스는 제1 도전층(710)과 제1 도전체(721) 사이에 형성되는 캐패시턴스와 동일할 수 있다. 제2 RF 신호 단자(RF2)를 제2 도전체(722)에 연결하는 경우에도, 제2 도전체(722) 및 제3 도전체(723)가 제1 도전층(710)과 이루는 캐패시턴스(Ca)를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 도 7b와 같이 광원(740)으로부터 출력되는 광의 각도가 큰 경우, 제2 도전층(720)에서는 광원(740)으로부터 출력된 광에 노출되는 영역이 증가할 수 있다. 광원(740)으로부터 출력된 광에 노출되는 영역에 배치된 광 도전성 부재들(731, 732)이 도전성 물질로 변환되고, 광원(740)의 영향을 일부만 받는 도전성 부재(733)는 부도체의 성질을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(720)에 포함된 복수의 도전체들(721, 722, 723, 724) 중 제1 내지 제3 도전체(721~723)는 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제2 도전층(720)에 포함된 제1 도전체(721)에 연결될 수 있다. 도 7b와 같이 제1 도전체(721)가 제2 및 제3 도전체들(722, 723)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 RF 신호 단자(RF2)는 제1 내지 제3 도전체(721~723)에 전기적인 신호를 공급할 수 있다. 이에 따라, 제1 도전층(710)과 제2 도전층(720) 사이에 형성되는 캐패시턴스는 제1 도전층(710)과 제1 내지 제3 도전체(721~723) 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cb)일 수 있다. 제1 내지 제3 도전체(721~723) 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cb)는 제2 도전체(722) 및 제3 도전체(723)가 제1 도전층(710)과 이루는 캐패시턴스(Ca)보다 클 수 있다. 이에 따라, 광원(740)으로부터 출력되는 광의 각도를 증가시킬수록 제1 및 제2 도전층(710, 720) 사이에 형성되는 캐패시턴스의 크기가 증가함을 확인할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(750)는 상기 하나 이상의 광원들(740)로부터 출력되는 상기 광의 각도를 증가시켜 상기 광에 반응하여 도전성으로 변경된 광 도전성 부재의 면적을 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 회로(750)는 상기 하나 이상의 광원들(740)로부터 출력되는 상기 광의 각도를 증가시켜 상기 제1 도전층(710)과 상기 제2 도전층(720) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 8c는 다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 제어 회로(750)의 구체적인 동작을 나타낸 순서도이다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 제어 회로(750)는 동작 S801에서 광원(740)으로부터 출력되는 광의 각도를 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 제어 회로(750)는 동작 S802에서 광에 반응하여 도전성으로 변경된 는 광 도전성 부재(731, 732, 733)의 면적을 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따른 커패시터 장치(700)의 제어 회로(750)는 동작 S803에서 제1 도전층(710)과 제2 도전층(720) 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시킬 수 있다.
도 9 내지 도 11은 다양한 실시 예들에 따른 커패시터 장치의 제2 도전층(예: 도 5의 제2 도전층(520))을 나타낸 도면들이다.
일 실시 예에서, 도 9와 같이 커패시터 장치의 제2 도전층은 복수의 도전체들(810) 및 하나 이상의 광 도전성 부재(820)를 포함할 수 있다. 복수의 도전체들(810)은 XY 평면을 따라 형성된 사각형 형태의 제2 도전층 상에서 반복되는 사각형의 패턴을 갖도록 배치될 수 있다. 복수의 도전체들(810)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전체들(810) 각각은 X축 방향 및 Y축 방향으로 일정한 간격만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(820)는 복수의 도전체들(810) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(820)는 사각형 형태를 가질 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(820) 각각은 복수의 도전체들(810)과 X축 및 Y축 방향으로 인접하게 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(820)는 X축 및 Y축 방향으로 인접한 도전체들(810)을 서로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(820)로 광을 출력하는 경우, 하나 이상의 광 도전성 부재(820)는 도전성으로 변환될 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(820)는 X축 및 Y축 방향으로 인접한 도전체들(810)을 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(820)의 개수가 증가할수록, 제2 도전층에서 전기적으로 연결된 도전체들(810)의 면적이 증가하여 Z축 방향에 배치된 제1 도전층(예: 도 5의 제1 도전층(510))과 형성하는 캐패시턴스의 크기가 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 10과 같이 커패시터 장치의 제2 도전층은 복수의 도전체들(910) 및 하나 이상의 광 도전성 부재(920)를 포함할 수 있다. 복수의 도전체들(910)은 XY 평면을 따라 형성된 원형의 제2 도전층의 중앙부를 기준으로 분할된 복수 개의 부채꼴 형태로 배치될 수 있다. 복수의 도전체들(910)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전체들(910) 각각의 부채꼴의 반지름 부분은 일정한 간격만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(920)는 복수의 도전체들(910) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(920)는 부채꼴 형태일 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(920) 각각은 복수의 도전체들(910)의 반지름 부분과 인접하게 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(920)는 반지름 부분이 인접한 도전체들(910)을 서로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(920)로 광을 출력하는 경우, 하나 이상의 광 도전성 부재(920)는 도전성으로 변환될 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(920)는 반지름 부분이 인접한 도전체들(910)을 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(920)의 개수가 증가할수록, 제2 도전층에서 전기적으로 연결된 도전체들(910)이 증가하여 Z축 방향에 배치된 제1 도전층(예: 도 5의 제1 도전층(510))과 형성하는 캐패시턴스의 크기가 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 11과 같이 커패시터 장치의 제2 도전층은 복수의 도전체들(1010) 및 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)를 포함할 수 있다. 복수의 도전체들(1010)은 XY 평면을 따라 형성된 원형의 제2 도전층을 분할하는 복수 개의 동심원 형태로 배치될 수 있다. 복수의 도전체들(1010)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전체들(1010) 각각을 형성하는 동심원들은 일정한 간격만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)는 복수의 도전체들(1010) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)는 동심원 형태일 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(1020) 각각은 복수의 도전체들(1010)을 이루는 인접한 동심원의 테두리들 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)는 인접한 도전체들(1010)을 서로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)로 광을 출력하는 경우, 하나 이상의 광 도전성 부재(1020)는 도전성으로 변환될 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(1020)는 반지름 부분이 인접한 도전체들(1010)을 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성으로 변환된 광 도전성 부재(1020)의 개수가 증가할수록, 제2 도전층에서 전기적으로 연결된 도전체들(1010)이 증가하여 Z축 방향에 배치된 제1 도전층(예: 도 5의 제1 도전층(510))과 형성하는 캐패시턴스의 크기가 증가할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 광 도전성 부재(1130)의 활용을 나타낸 도면들이다.
일 실시 예에서, 도 12와 같이 광 도전성 부재(1130)는 가변 임피던스(variable impedance) 회로를 구현할 수 있다. 가변 임피던스 회로는 전원(1110), 전극(1120), 광 도전성 부재(1130), 광원(1140), 베이스층(1150), 및 측정기(1160)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전원(1110)은 도전체(1120)에 지정된 전압을 공급할 수 있다. 전원(1110)은 DC(direct current) 전압 또는 AC(alternating current) 전압을 공급할 수 있다.
일 실시 예에서, 전극(1120)은 배선을 이용하여 전원(1110)의 양 측과 연결될 수 있다. 전극(1120)은 2개의 도전체로 이루어질 수 있다. 전극(1120)은 전원(1110)으로부터 전압을 공급받을 수 있다. 전원(1110)이 DC 전압인 경우, 각각의 도전체는 서로 다른 극성을 갖도록 전원(1110)을 사이에 두고 반대편으로 연결될 수 있다. 전원이 AC 전압인 경우, 각각의 도전체는 서로 반대 위상을 갖도록 전원(1110)을 사이에 두고 반대편으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 광 도전성 부재(1130)는 전극(1120)과 연결될 수 있다. 광 도전성 부재(1130)는 전극(1120)을 이루는 2개의 도전체 사이에 배치될 수 있다. 광 도전성 부재(1130)는 광을 받지 않는 상태에서 부도체의 성질을 가질 수 있다. 광 도전성 부재(1130)는 광을 받는 경우 도전성 물질로 변환될 수 있다.
일 실시 예에서, 광원(1140)은 광 도전성 부재(1130)을 향하여 지정된 광을 출력할 수 있다. 광원(1140)이 광을 출력하는 경우, 광 도전성 부재(1130)는 도전성 물질로 변환되면서 전극(1120) 사이의 임피던스를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 광원(1140)에서 출력하는 광을 제어하여 전극(1120) 사이의 임피던스를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 베이스층(1150)은 전극(1120) 및 광 도전성 물질(1130)을 지지할 수 있다. 베이스층(1150)은 절연성의 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(1150)은 세라믹(ceramic) 물질로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 측정기(1160)는 전원(1110)과 연결된 배선과 직렬로 연결될 수 있다. 측정기(1160)는 전원(1110)과 연결된 배선에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 전원(1110)의 전압이 지정된 값을 갖는 경우, 측정기(1160)에서 측정된 전류를 이용하여 가변 임피던스 회로의 임피던스를 측정할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 광 도전성 부재(1230)의 동작 원리를 나타낸 도면이다. 동작 원리를 나타내개 위해, 전원(1210), 전극(1220), 광 도전성 부재(1230), 및 광원(1240)을 연결할 수 있다. 도 13의 전원(1210), 전극(1220), 광 도전성 부재(1230), 및 광원(1240) 중 도 12의 전원(1110), 전극(1120), 광 도전성 부재(1130), 및 광원(1140)과 중복되거나 동일한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 전극(1220)은 2개의 도전체로 이루어질 수 있다. 전극(1220)을 이루는 도전체의 폭은 w, 도전체의 높이는 d, 2개의 도전체 사이의 거리는 l일 수 있다.
일 실시 예에서, 광 도전성 부재(1230)는 전극(1220)을 이루는 2개의 도전체 사이에 배치될 수 있다. 전극(1220)을 이루는 도전체의 두께가 도전체 사이의 거리에 비해 매우 얇은 경우, 광 도전성 부재(1230)의 폭은 w, 광 도전성 부재(1230)의 높이는 d, 광 도전성 부재(1230)의 길이는 l일 수 있다. 광 도전성 부재(1230)의 물리적인 크기가 지정되어 있으므로, 광 도전성 부재(1230)의 비저항 값에 따라 저항 값을 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 광원(1240)은 광 도전성 부재(1230)의 일면 상으로 지정된 광을 출력할 수 있다. 광 도전성 부재(1230)가 광을 받는 영역의 면적은 A일 수 있다. 광 도전성 부재(1230)는 광을 받는 경우, 광 도전성 부재(1230) 내부의 n형 도펀트 및 p형 도펀트의 개수가 증가할 수 있다. 광 도전성 부재(1230) 내부의 n형 도펀트 및 p형 도펀트가 증가하는 개수는 광원(1240)에서 출력하는 광의 세기 및 광을 받는 영역의 면적인 A에 비례할 수 있다. 광 도전성 부재(1230) 내부의 n형 도펀트 및 p형 도펀트가 증가하는 경우, 광 도전성 부재(1230)의 저항이 감소하여 전원(1210)으로부터 출력되는 전류의 세기가 증가할 수 있다.
도 14 및 도 15는 일 실시 예에 따른 커패시터 장치(예: 도 5의 커패시터 장치(500))를 적용한 튜너(예: 도 2의 튜너(340))가 안테나(예: 도 2의 안테나(360))의 공진 주파수를 튜닝하는 동작을 나타낸 그래프들이다.
일 실시 예에서, 공진 주파수는 AC 전압의 최소 전압 크기와 최대 전압 크기 사이의 비율인 VSWR(voltage standing wave ratio) 값이 최소인 주파수로 정의할 수 있다. 지정된 임피던스 값을 갖는 튜너의 VSWR 값을 측정하는 경우, 공진 주파수에서 최소 VSWR 값을 갖고, 공진 주파수를 벗어나는 경우 VSWR 값이 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너의 제1 튜닝 그래프(1310)는 약 700㎒의 공진 주파수 값을 가질 수 있다. 제1 튜닝 그래프(1310)는 튜너를 튜닝하기 전의 그래프일 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너의 커패시턴스를 가변시키는 C Loading(1311) 동작을 수행하는 경우, 튜너의 공진 주파수를 감소시킬 수 있다. C Loading(1311)은 튜너에 포함된 가변 커패시터(예: 도 5의 커패시터 장치(500))의 캐패시턴스 자체를 가변시켜 수행할 수 있다. C Loading(1311)을 수행한 튜너의 공진 주파수 그래프인 제2 튜닝 그래프(1320)는 약 600㎒의 공진 주파수 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 튜너의 인덕턴스(inductance)를 가변시키는 L Loading(1312) 동작을 수행하는 경우, 튜너의 공진 주파수를 증가시킬 수 있다. L Loading(1312)는 튜너와 연결된 스위치(예: 도 4의 스위치(480))를 이용하여 수행할 수 있다. L Loading(1312)을 수행한 튜너의 공진 주파수 그래프인 제3 튜닝 그래프(1330)는 약 800㎒의 공진 주파수 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 도 14와 같이 안테나의 공진 주파수 값 및 공진 주파수에 따른 VSWR 값은 다양하게 변화할 수 있다. 이 때, 안테나와 연결된 튜너에 포함된 가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시키는 경우, VSWR 값을 보다 정밀하게 변화시킬 수 있다. 특히, 약 0.75㎓ 이상 약 0.80㎓ 이하 및 약 0.85㎓ 이상 약 0.90㎓ 이하의 주파수 대역에서 VSWR 값을 보다 정밀하게 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 튜너에 포함된 가변 커패시터를 조정하여 안테나의 VSWR 값의 조정 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", “A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
101: 전자 장치 500, 600, 700: 커패시터 장치
510, 610, 710: 제1 도전층 520, 620, 720: 제2 도전층
550, 650, 750: 제어 회로

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 도전층;
    전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층;
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층;
    상기 하나 이상의 광 도전성 부재들과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들; 및
    제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 하나 이상의 광 도전성 부재들 중 광에 반응하여 전기 전도도가 증가하는 적어도 일부 광 도전성 부재 및 상기 복수의 도전체들 중 상기 적어도 일부 광 도전성 부재와 전기적으로 연결된 적어도 일부 도전체를 연결하여, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정되고,
    상기 하나 이상의 광원은 지정된 간격으로 서로 이격되어 배치되는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 도전체들은 서로 이격된 상태로 상기 절연층의 일면에 접촉하고, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들은 상기 절연층과 이격된, 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전층은 안테나와 연결되고,
    상기 제2 도전층은 FEM(front end module)과 연결된, 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 광에 반응하는 광 도전성 부재의 전기 전도도를 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들로부터 출력되는 상기 광의 강도를 증가시켜 상기 광에 반응하는 광 도전성 부재의 전기 전도도를 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들로부터 출력되는 상기 광의 강도를 증가시켜 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 도전체들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 서로 이격된 상태로 배치되고,
    상기 복수의 도전체들 사이에 상기 하나 이상의 광 도전성 부재가 배치된, 전자 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 도전체들은 원 형태로 서로 이격된 상태로 배치되고,
    상기 복수의 도전체들 사이에 상기 하나 이상의 광 도전성 부재가 배치된, 전자 장치.
  10. 커패시터 장치에 있어서,
    하나 이상의 광원;
    상기 하나 이상의 광원을 제어하기 위한 제어 회로;
    제1 도전층;
    전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 상기 하나 이상의 광원에 대응하도록 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층; 및
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층을 포함하고,
    상기 하나 이상의 광원은 지정된 간격으로 서로 이격되어 배치되는, 커패시터 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 10에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원은 상기 제2 도전층의 일면 중 상기 절연층과 접촉하는 면의 반대쪽 면에 광을 출력하는, 커패시터 장치.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 도전체들은 상기 절연층과 접촉하고, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들은 상기 절연층과 지정된 거리만큼 이격된, 커패시터 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원 각각의 턴-온 또는 턴-오프 여부 및 출력하는 광의 각도를 제어하도록 설정된, 커패시터 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 10에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 도전성 부재들은 상기 하나 이상의 광원이 출력하는 광을 받아 상기 복수의 도전체들을 전기적으로 연결시키는, 커패시터 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 10에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원이 턴-온 된 개수 또는 상기 하나 이상의 광원에서 출력하는 광의 각도를 증가시켜 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스 값을 증가시키도록 설정된, 커패시터 장치.
  16. 전자 장치에 있어서,
    제1 도전층;
    전기적으로 분리된 복수의 도전체들, 및 상기 복수의 도전체들 사이에 연결된 상태로 배치된 하나 이상의 광 도전성 부재들을 포함하고, 상기 제1 도전층과 대면하여 형성된 제2 도전층;
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 사이에 배치된 절연층;
    상기 하나 이상의 광 도전성 부재들과 대면하여 배치된 하나 이상의 광원들; 및
    제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 하나 이상의 광 도전성 부재들을 이용하여 상기 복수의 도전체들 중 적어도 일부 도전체를 선택적으로 연결하여, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 캐패시턴스(capacitance) 값이 변경되도록, 상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 일부 광원을 통해 지정된 광을 출력하도록 설정되고,
    상기 하나 이상의 광원은 지정된 간격으로 서로 이격되어 배치되는, 전자 장치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 16에 있어서,
    상기 복수의 도전체들은 서로 이격된 상태로 상기 절연층의 일면에 접촉하고, 상기 하나 이상의 광 도전성 부재들은 상기 절연층과 이격된, 전자 장치.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 16에 있어서,
    상기 제1 도전층은 안테나와 연결되고,
    상기 제2 도전층은 FEM(front end module)과 연결된, 전자 장치.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 16에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들 중 상기 광을 출력하는 광원의 개수를 증가시켜 상기 광에 반응하여 도전성으로 변경된 광 도전성 부재의 면적을 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 16에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 광원들로부터 출력되는 상기 광의 각도를 증가시켜 상기 광에 반응하여 도전성으로 변경된 광 도전성 부재의 면적을 증가시키도록 설정된, 전자 장치.
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