KR20140068412A - 개선된 안테나 패턴이 형성된 pcb를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 근접 필드 통신 기능을 구현하기 위한 복수의 회로 소자를 포함하고, 전파를 송수신하기 위해 안테나에 접속되기 위한 제1접점 및 제2접점을 구비한 통신 회로부; 및 제1표면 상에, 제1단 및 제2단을 갖는 실선의 소용돌이 형태를 갖는 제1안테나패턴이 형성된 PCB로서, 상기 제1안테나패턴의 제1단은 제1접점에 연결되고, 상기 제1안테나패턴의 제2단은 (1)상기 제1표면의 상기 제2접점으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제1비아와 (2)상기 제1표면의 상기 제2단으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제2비아와 (3)상기 제2표면으로 노출된 상기 비아들을 서로 연결시키는 브리지패턴을 통해 상기 제2접점에 연결된 PCB를 포함하는, 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈을 제공한다.

Description

개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥{NFC MODULE AND RICE COOKER WITH THE NFC MODULE}
본 발명은 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신(NFC) 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무선 통신을 위한 안테나 패턴의 형태를 개선하여 통신 효율을 향상시킨 NFC 모듈 및 개선된 NFC 모듈을 장착하고 또한 연동할 수 있는 전기 밥솥에 관한 것이다.
일반적인 NFC 모듈은 전자기장에 의한 무선 통신 기능을 구현하기 위한 복수의 회로 소자를 포함한다. 이러한 복수의 회로 소자는, 전자기장을 방출 및 감지하기 위한 안테나를 필요로 하는데, 회로 소자로부터 연장된 하나 또는 복수의 접점이 구비되고, 이 접점들에 안테나가 연결될 수 있다.
그런데, NFC 모듈의 소형화를 도모하였기 때문에, 또한, 통신 효율의 개선에 대한 요구가 부족하여, 안테나의 크기를 줄이고자 하였을 뿐, 안테나의 통신 효율을 향상시키고자 하는 노력이 미흡하였다.
따라서, 본 발명은, NFC 모듈의 통신 효율을 향상시킬 수 있도록 안테나 패턴을 개선하는 것을 목적으로 한다.
또한, NFC 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴을 간단하게 형성할 수 있도록 안테나 패턴의 형태를 개선하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈은, 근접 필드 통신 기능을 구현하기 위한 복수의 회로 소자를 포함하고, 전파를 송수신하기 위해 안테나에 접속되기 위한 제1접점 및 제2접점을 구비한 통신 회로부; 및 제1표면 상에, 제1단 및 제2단을 갖는 실선의 소용돌이 형태를 갖는 제1안테나패턴이 형성된 PCB로서, 상기 제1안테나패턴의 제1단은 제1접점에 연결되고, 상기 제1안테나패턴의 제2단은, (1)상기 제1표면의 상기 제2접점으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제1비아와 (2)상기 제1표면의 상기 제2단으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제2 비아와 (3)상기 제2표면으로 노출된 상기 비아들을 서로 연결시키는 브리지패턴을 통해, 상기 제2접점에 연결된 PCB를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 제1안테나패턴은 1회 이상 회전한 소용돌이 형태로 구성될 수 있으며, 더욱, 상기 제1안테나패턴은 상기 PCB의 테두리를 따라 형성되고, 상기 통신 회로부는 상기 제1안테나패턴이 형성하는 소용돌이 형태의 내부 공간에 탑재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 브리지패턴은, 상기 제2표면 상에, 상기 제1안테나패턴과 결합하여 동작할 수 있도록 실선의 소용돌이 형태를 갖는 제2안테나패턴으로서 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 근접 필드 통신 모듈을 구비하고, 취사 또는 보온을 위한 미리 저장된 제어 방식을 상기 근접 필드 통신 모듈로부터 입력되는 정보에 기초하여 변경하고, 상기 변경된 제어 방식에 따라 취사 또는 보온을 실행할 수 있는 전기 밥솥을 개시한다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명은, 안테나 패턴을 개선함으로써 NFC 모듈의 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, NFC 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴을 간단하게 형성할 수 있게 되어, 제품의 가격이 낮아질 수 있다.
또한, 개선된 안테나 패턴을 갖는 NFC 모듈을 탑재한 전기 밥솥을 제공함으로써, 사용자가 NFC 기능을 편리하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴의 구성 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3(a) 및 3(b)은 상기 구성 방식에 따른 안테나 패턴을 PCB에 구현한 예시를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴의 또다른 구성 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈을 탑재한 전기 밥솥을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 전기 밥솥의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈의 다양한 실시예와, 이렇게 구성된 NFC 모듈을 탑재한 전기 밥솥에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈의 개략적인 구조를 설명한다. NFC 기능을 수행하는 NFC 모듈(10)은, 통신 회로부(100)와 안테나(200)를 포함한다. 한편, 통신 회로부(100)와 안테나(200)는 PCB(P)에 탑재될 수 있다. 이때, PCB(P)는 제1표면과 제2표면을 가질 수 있는데, 상기 구성(통신 회로부 및 안테나)들은 임의의 표면에 배치될 수 있다.
이때, 안테나(200)는 전도성 패턴을 PCB에 인쇄하는 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 전도성 패턴(안테나 패턴)을 1회 이상 감은 소용돌이 형태로 구성하고 있는데, 이로써, 안테나 패턴(200)으로부터 방사되거나 안테나 패턴(200)에서 수신하는 전파의 감도가 향상되어, 통신 효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 안테나 패턴(200)을 형성할 때, 패턴을 구성하는 어느 하나의 끝부분은 통신 회로부(100)의 어느 하나의 접점(예를 들면, 제1접점(201))에 직접 연결될 수 있으나, 패턴을 구성하는 다른쪽 끝부분은 소용돌이 형태로 감겨진 패턴을 가로질러서 접점(예를 들면, 제2접점(202))에 접속될 필요가 있다. 이렇게 안테나 패턴(200)이 패턴을 가로지르는 부분에서는 패턴이 서로 절연되어야만 한다.
안테나 패턴들을 가로지르는 부분에서 절연 구조를 형성하기 위해서는, 제1접점(201)으로부터 연장되어 소용돌이 형태를 구성하는 안테나 패턴을 1차로 형성하고, 형성된 안테나 패턴(200)의 끝부분(제1접점에 연결되지 않은 다른쪽 끝부분)을 제외한 나머지 전체를 절연시키고, 절연된 위로 상기 끝부분으로부터 연결되어 제2접점(202)에 연결되는 패턴을 2차로 형성하는 등의 제조 공정이 필요하다. 이하에서는 이러한 절연 구조를 개선함으로써 복잡한 제조 공정을 해소하는 방법이 설명된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴의 구성 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에는, 제1에 도시된 NFC 모듈 중에서 PCB를 도시하지 않고, 안테나 패턴의 구조를 위주로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 안테나 패턴(제1안테나의 패턴)(210)은 통신 회로부(100)의 제1접점(201)에 연결된 제1단(211)을 시작으로 통신 회로부(100)의 둘레를 감으면서 소용돌이 형태를 구성하고 있다. 이때, 소용돌이 형태는 적어도 1회 이상 감겨지는 것이 바람직한데, 이 감겨지는 횟수는 PCB(P)의 여유 공간, NFC 기능에서 원하는 전파의 출력량 또는 감도에 따라 정해질 수 있다. 안테나 패턴은 제2접점(202)의 근방에서 종료할 수 있는데, 이 종료된 부분은 제1단(211)의 다른쪽 끝부분으로서 제2단(212)이 된다.
한편, 제2단(212)은 PCB(P)를 관통하는 제2비아홀(232)에 형성된 제2비아(242)를 통해 PCB(P)의 제2표면으로 연장될 수 있다. 또한, 통신 회로부(100)의 제2접점(202)도 PCB(P)를 관통하는 제1비아홀(231)에 형성된 제1비아(241)와 연결되어 PCB(P)의 제2표면으로 연장될 수 있다.
그리고, PCB(P)의 제2표면으로 연장된 제2접점(202)과 제2단(212)은 브리지패턴(243)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이로써, 복수 회 감겨진 형태의 제1안테나(210)의 패턴이 완성된다. 또한, 비아들(241 및 242) 및 브리지패턴(243)을 이용하여 안테나 패턴을 구성함으로써, 안테나 패턴의 제2단(212)이 소용돌이를 구성하는 안테나 패턴을 제1표면 상에서 가로지를 필요가 없으므로, 별도의 절연 구조를 형성할 필요가 없다.
한편, 도면에서는 단지 2회 감겨진 형태의 안테나 패턴을 도시하고 있지만, 패턴의 감겨진 횟수는 2회로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 더많은 횟수를 감아서 안테나를 구성할 수도 있다.
도 3(a) 및 3(b)은 상기 구성 방식에 따른 안테나 패턴을 PCB에 구현한 예시를 보여주는 도면이다. 도 3(a)은 PCB(P)의 제1표면의 구성을 보여주는 도면으로서, PCB(P)의 둘레를 따라서 제1안테나(210)의 안테나 패턴이 형성되어 있으며, 제1안테나(210)가 그리는 소용돌이 형태의 내부 공간에 통신 회로부(100)의 회로 소자들이 배치되어 있는 것을 볼 수 있다.
안테나 패턴은 제1접점(201)과 제2접점(202)에 연결되어 있다. 여기서, 제1접점(201)에는 안테나 패턴이 직접 연결되어 있으나, 제2접점(202)과 안테나 패턴의 제2단(212)은 직접 연결되어 있지 않음을 알 수 있다.
도 3(b)는 PCB(P)의 제2표면을 보여주는 도면이다. 제2표면에는 통신 회로부(100)를 구성하는 회로 소자 중 일부가 더 배치될 수 있다. 또한, 안테나 패턴의 제2단(212)에 연결된 제2비아(242)로부터 제2접점(202)에 연결된 제1비아(241)를 서로 연결하는 브리지패턴(243)이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 필드 통신 모듈을 구성하는 PCB에 있어서, 안테나 패턴의 또다른 구성 방식을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예에서는, PCB(P)의 제2표면에서 브리지패턴 대신에 또하나의 안테나 패턴(제2안테나)(220)을 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때의 제2안테나(220)의 패턴은 제1비아(241)와 제2비아(242)를 연결하는 소용돌이 형태를 구성함에 있어서, 서로 패턴이 교차하지 않게 구성될 수 있다.
이렇게 제1안테나(210)와 더불어 제2안테나(220)를 연속적으로 형성함으로써, 안테나의 효율이 증가하게 되어, 근접 필드 통신이 좀 더 먼 거리에서도 이루어질 수 있으며, 데이터 송수신의 정확도가 향상될 수 있다.
도 5 및 7은, 본 발명에 따른 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈을 탑재한 전기 밥솥을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 5을 참조하면, 쌀과 물을 담은 내솥이 안착될 수 있는 외솥부와, 외솥부의 상부에 배치되어 내솥의 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑부를 구비한 전기 밥솥(C)의 구성을 볼 수 있다. 여기서, 일례로서 뚜껑부의 일측에는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 모듈(10)이 탑재되어, 사용자가 NFC 기능을 지원하는 단말기(도시하지 않음)를 접근 또는 접촉시킬 수 있는 NFC 접촉 영역이 형성될 수 있다.
한편, 전기 밥솥(C)의 NFC 접촉 영역을 구성하는 NFC 모듈(10)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 전기 밥솥에서 취사 및/또는 보온 동작을 제어하기 위한 전기밥솥 기능 제어부(20)에 연결될 수 있다.
전기밥솥 기능 제어부(20)는 내솥에 담겨진 쌀과 물 등의 재료를 가열하여 취사/조리하거나 내솥에 담겨진 밥 또는 음식물을 보온하기 위하여 적어도 하나의 히터의 발열 동작을 제어하는 소정의 제어 방식을 저장하고 있다. 그리고, NFC 모듈(10)로부터 전송되는 정보에 기초하여 저장된 제어 방식을 조정 및 변경하고, 변경된 제어 방식으로 히터의 발열 동작을 제어할 수 있도록 구현된다.
전기밥솥 기능 제어부(20)는, 발열 동작에 대한 제어 방식뿐만 아니라, 전기 밥솥 자체의 동작에 관한 다양한 정보를 생성할 수 있으며, 이러한 정보들을 근접 필드 통신을 통해 사용자의 단말기로 전송하는 통신 동작을 행할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 NFC 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥에 의하면, 신뢰도 및 효율좋은 근접 필드 통신을 구현할 수 있어서, 사용자가 NFC 기능을 이용하여 편리하게 그리고 정확하게 전기 밥솥을 제어할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 근접 필드 통신 기능을 구현하기 위한 복수의 회로 소자를 포함하고, 전파를 송수신하기 위해 안테나에 접속되기 위한 제1접점 및 제2접점을 구비한 통신 회로부; 및
    제1표면 상에, 제1단 및 제2단을 갖는 실선의 소용돌이 형태를 갖는 제1안테나패턴이 형성된 PCB로서, 상기 제1안테나패턴의 제1단은 제1접점에 연결되고, 상기 제1안테나패턴의 제2단은, (1)상기 제1표면의 상기 제2접점으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제1비아와 (2)상기 제1표면의 상기 제2단으로부터 상기 PCB를 관통하여 제2표면으로 노출된 제2비아와 (3)상기 제2표면으로 노출된 상기 비아들을 서로 연결시키는 브리지패턴을 통해, 상기 제2접점에 연결된 PCB를 포함하는 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1안테나패턴은 1회 이상 회전한 소용돌이 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1안테나패턴은 상기 PCB의 테두리를 따라 형성되고, 상기 통신 회로부는 상기 제1안테나패턴이 형성하는 소용돌이 형태의 내부 공간에 탑재되는 것을 특징으로 하는 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브리지패턴은, 상기 제2표면 상에, 상기 제1안테나패턴과 결합하여 동작할 수 있도록 실선의 소용돌이 형태를 갖는 제2안테나패턴으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 개선된 안테나 패턴이 형성된 PCB를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 근접 필드 통신 모듈을 구비하고,
    취사 또는 보온을 위한 미리 저장된 제어 방식을 상기 근접 필드 통신 모듈로부터 입력되는 정보에 기초하여 변경하고, 상기 변경된 제어 방식에 따라 취사 또는 보온을 실행할 수 있는 전기 밥솥.
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