KR20160036436A - 안테나 장치 - Google Patents

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KR20160036436A
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홍원빈
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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 내부에 구현되는 안테나 장치에 있어서, 상기 디스플레이 장치의 내부에 구비되는 유전체 층, 유전체 층의 일면에 배치되고, 디스플레이 장치의 투명 영역(transmittance area)에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴으로 이루어지는 적어도 하나 이상의 안테나 영역부, 디스플레이 장치의 투명 영역 또는/및 불투명 영역에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 급전 패턴이 구비되는 급전 영역부 및 디스플레이 장치의 구비되는 기판부와 상기 급전 패턴을 연결하는 전송 선로부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 장치는 다른 다양한 실시 예들을 통해서도 구현될 수 있다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}
본 발명의 다양한 실시 예는 안테나 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라, 최근에는 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(wireless local area network; w-LAN), 블루투스(Bluetooth), 근접무선통신(near field communication; NFC) 등 다양한 방식으로 구현되고 있다. 이동통신 서비스는 음성 통화 중심의 1세대 이동통신 서비스로부터 4세대 이동통신망으로 진화하면서 인터넷, 멀티미디어 서비스가 가능하게 되었다. 향후에 상용화될 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초고주파 대역을 통해 제공될 것으로 전망된다.
또한, 근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 규격이 활성화하면서, 전자 장치 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치를 탑재하게 되었다. 예컨대, 4세대 이동통신 서비스는 700MHz, 1.8GHz, 2.1GHz 등의 주파수 대역에서, 와이파이는 규약에 따라 다소 차이는 있으나, 2.4GHz, 5GHz의 주파수 대역에서, 블루투스는 2.45GHz의 주파수 대역에서 운용되고 있다.
상용화되고 있는 전자 장치, 예컨데 TV와 대형 전자 장치에서 베젤 영역이 축소되면서 대형화 화면을 구현하고 있으며, 휴대 단말기와 같은 전자 장치에서도 베젤 영역은 점자 축소되고, 화면은 대형화되고 있다. 또한, 다양한 외부 장치들과의 무선 통신 및 데이터 전송 속도를 높이면서 상용화된 무선통신망에서 안정된 서비스 품질을 제공하기 위해서, 전자 장치의 안테나 장치는 높은 이득(gain)과 광범위한 방사 영역(beam coverage)을 만족해야 한다. 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 고주파 대역을 통해 제공될 것인 바, 이전에 상용화된 이동통신 서비스에서 사용된 안테나 장치보다 더 높은 성능이 요구될 수 있다. 예컨대, 더 높은 주파수 대역의 무선 신호는, 대용량의 정보를 더 빠르게 전송할 수 있지만, 주파수 대역이 높아질수록 무선 신호의 직진성이 강해짐 인해 장애물에 의해 반사 또는 차단되고, 신호 도달 거리가 짧아지는 특성이 있다.
그러나, 최근의 전자 장치는 안테나 장치의 실장 공간이나 실장 위치를 제한하는 크기와 형상으로 변화하면서도, 대용량의 데이터를 더 빠르게 전송할 것을 요구하는 추세이다. 또한, 전자 장치의 베젤 영역은 축소되고, 화면은 대형화 되어가는 추세에서, 전면 방향으로 방사되도록 실장되는 안테나 장치의 설치 공간이 점점 줄어들게 됨은 물론, 안테나 장치의 실장 위치를 다른 위치로 변경하게 되면 안테나 방사 성능을 확보하는데 어려움이 발생할 수 있다.
또한, 이동통신 서비스뿐만 아니라, 와이파이, 블루투스, 근접 무선 통신 등의 다양한 안테나 장치까지 탑재된 전자 장치에서, 초고주파 대역에서 안정된 송수신 성능을 확보할 수 있는 안테나 장치를 확보하는데 어려움이 따르고 있다.
또한, 점점 슬림해지며 베젤 영역이 줄어들고 있는 전자 장치에서 안테나 성능을 확보하기 위해 디스플레이 장치에 안테나 장치를 함께 실장하는 기술이 제안되고 있는데, 디스플레이 장치에는 터치스크린 패널이 구비됨에 따라 터치스크린 패널에서 발생되는 전자기장은 안테나 모듈의 방사 성능과 간섭이 발생될 수 있어, 안테나 모듈의 성능에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 디스플레이 장치에 구비되는 엘씨디(LCD)와 같은 디스플레이 패널이나 터치스크린 패널에서 발생되는 약 1MHz 정도의 구동 펄스(drive pulse)에 의해 고주파방해(High frequency interference)가 발생될 수 있다. 즉, 두 개 이상의 RF 장치가 장착되는 경우, 장치 간의 아이솔레이션(isolation) 확보를 통해 장치들 사이의 성능 열화가 발생될 수 있다.
또한, 도전성 격자 형상을 가지는 안테나 장치에서, 전도성 격자가 높은 면 저항을 가지는 경우, 급전부에는 과도한 로스(loss)가 발생될 수 있다. 즉 저항의 경우, 단위 면적당 길이에 비례하는 것으로(저항=길이/단면적), 안테나 장치의 전도성 격자가 높은 저항을 가지면 가질수록 안테나 장치의 효율은 저하될 수 있다.
또한, 안테나 장치 중 안테나 영역에 구비되는 전도성 격자에 저항 성분이 포함되면, 안테나 모듈의 급격한 효율 감쇄를 초래할 수 있고, 안테나 방사(radiation) 성능이 급격히 저하되거나, 안테나 모듈의 구동불능을 초래할 수 있다.
이에, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 터치스크린패널의 실장 위치에 따라 디스플레이 패널에 구비되는 안테나 모듈의 위치를 유동적으로 가변시킬 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 안테나 모듈의 실장 위치에 따라 급전을 다양화할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 동일 평면(co-planar) 또는 다른 평면(differential-layer)으로 급전을 가능하게 함은 물론 안테나 모듈로 원활하게 급전하며 급전손실을 최소화할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 디스플레이 패널 상에 구현되는 안테나 모듈로 다양한 방법으로 급전을 제공하여 안테나 모듈의 실장 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 안테나 모듈의 전도성 격자를 저 저항이 가능할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 안테나 모듈의 전송 선로 상의 로스(loss)를 최소화하기 위한 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 안테나 모듈의 효율을 증가시키기 위해 저항을 고려한 안테나 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시 예 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 내부에 구현되는 안테나 장치는, 상기 디스플레이 장치의 내부에 구비되는 유전체 층; 및 상기 유전체 층의 일면에 배치되고, 상기 디스플레이 장치의 투명 영역(transmittance area)에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴으로 이루어지는 적어도 하나 이상의 안테나 영역부; 및 상기 디스플레이 장치의 투명 영역 또는/및 불투명 영역에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 급전 패턴이 구비되는 급전 영역부; 및 상기 디스플레이 장치의 구비되는 기판부와 상기 급전 패턴을 연결하는 전송 선로부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치내부에 구현되는 안테나 장치는, 상기 디스플레이 장치의 내부에 구비되는 유전체 층; 및 상기 유전체 층에 배치되며, 전자기파를 송신 또는 수신하는 복수개의 전도성 격자들로 구비되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 복수개의 전도성 격자들은 상기 전도성 격자들로 인가되는 신호 전류 방향을 기준으로 병렬 방향으로는 상대적으로 많은 배열의 전도성 격자 라인을 가지며, 직렬 방향으로는 상대적으로 적은 개수의 전도성 격자가 구비될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 터치스크린패널이 디스플레이 장치에 실장되는 위치에 따라, 안테나 모듈의 위치를 유동적으로 가변시킬 수 있으며, 안테나 모듈의 실장 위치에 따라 급전부의 위치를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는 안테나 모듈이 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 상으로 구현됨에 따라 안테나 장치의 실장 공간을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 급전에 따라 디스플레이 패널 상으로 복수개의 안테나를 실장할 수 있어, 배열 안테나로서 확장할 수 있다. 더불어, 안테나 출력을 증가시킬 수 있어, 송, 수신할 때 전력 사용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 안테나 모듈의 실장 위치에 따라 안테나 모듈로의 급전을 안테나 모듈과 동일 평면(co-planar) 또는 다른 평면(differential-layer)으로 가능하게 할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널 상에 구현되는 안테나 모듈로 급전을 제공하는 경우, 안테나 모듈과 결합된 타입으로 급전(결합형 급전, direct type feeding)으로 제공하거나, 안테나 모듈과 분리된 타입의 급전(분리형 급전, coupling type feeding)으로 제공할 수 있다. 또한, 안테나 모듈이 디스플레이 패널 상에 복수개가 배열되는 경우 각 안테나 모듈로 루프 타입으로 급전(루프 형 급전, loop type feeding)으로 제공하거나, 병렬 타입으로 급전(병렬형 급전)으로 제공할 수 있다. 즉, 안테나 모듈이 디스플레이 장치의 어느 위치에 실장되어도 안테나 모듈로 원활하게 급전할 수 있으며, 급전손실을 최소화할 수 있다. 또한, 안테나 모듈로 다양한 방법으로 급전을 제공할 수 있어, 안테나 모듈의 실장 위치의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 안테나 모듈에 제공되는 전도성 격자의 형상이나 형태를 통해 저 저항이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 안테나 모듈과 터치스크린 패널 사이를 격리하도록 유전체층의 일면으로 Artificial Magnetic Conductor(AMC)를 구비하거나, index 매칭을 위한 영역을 밴드 스톱 TL(band stop TL)로 구현하거나, 전방향성 안테나 모듈을 구비하여 가로형 안테나(broadside antenna) 설치 시에 발생되는 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR)을 제한하여 안테나 모듈의 전송 선로 상의 로스(loss)를 최소화할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에서의, 네트워크 환경 내의 전자 장치가 기재된다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예 중에서 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치가 구비되는 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예 중에서 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치가 구비되는 디스플레이 장치의 개략적 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 급전 패턴에 형성되는 도전성 격자들 및 저항 도출 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 같은 길이에 X방향 또는 Y방향으로 서로 다른 폭을 가지는 전도성 격자들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 저항 값에 따른 안테나 방사 성능을 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에 인공자기도체가 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 저지대역 영역이 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 전자파 인체흡수율의 감소를 위한 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12f는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서 유전체 층에 형성되는 안테나 영역부와 급전 영역부의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 동일 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 동일 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 다른 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 다른 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 유전체 상에 복수개의 안테나 영역부가 구비됨에 따른 급전 영역부를 나타내는 도면이다.
도 16a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 동일 평면 상에서 분리되어 전계 타입의 커플링 급전되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 동일 평면 상에서 분리되어 자계 타입의 커플링 급전되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16c는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 간접 급전부로 구비되는 안테나 장치의 단면도이다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 경우, 전계에 의한 커플링 급전되는 간접 급전부를 나타내는 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 경우, 자계에 의한 커플링 급전되는 간접 급전부를 나타내는 도면이다.
도 19a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 다른 평면 상에서 간접 급전부로 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 19b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 19c는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 간접 급전부로 구비되는 안테나 장치의 단면도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
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어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to),"또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰 (smartphone), 태블릿 PC (tablet personal computer), 이동 전화기 (mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기 (e-book reader), 데스크탑 PC (desktop personal computer), 랩탑 PC (laptop personal computer), 넷북 컴퓨터 (netbook computer), 워크스테이션 (workstation), 서버, PDA (personal digital assistant), PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 (camera), 또는 웨어러블 장치 (wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치 (head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리 (appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 (smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품 (smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스 (set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널 (security control panel), TV 박스 (예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™ 또는 구글 TV™, 게임 콘솔 (예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더 (camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기 (예: 각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA (magnetic resonance angiography), MRI (magnetic resonance imaging), CT (computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 (navigation) 장치, GPS 수신기 (global positioning system receiver), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 (infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기 (avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛 (head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM (automatic teller's machine), 상점의 POS (point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기 (thermostat), 가로등, 토스터 (toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구 (furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드 (electronic board), 전자 사인 수신 장치 (electronic signature receiving device), 프로젝터 (projector), 또는 각종 계측 기기 (예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치 (예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시 예에서의, 네트워크 환경 100 내의 전자 장치 101가 기재된다. 상기 전자 장치 101는 버스 110, 프로세서 120, 메모리 130, 입출력 인터페이스 150, 디스플레이 160, 및 통신 인터페이스 170를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치 101는, 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
상기 버스 110는, 예를 들면, 상기 구성요소들 110-170을 서로 연결하고, 상기 구성요소들 간의 통신 (예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
상기 프로세서 120는, 중앙처리장치 (central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서 (application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서 (communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 프로세서 120은, 예를 들면, 상기 전자 장치 101의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
상기 메모리 130는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 상기 메모리 130는, 예를 들면, 상기 전자 장치 101의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 메모리 130는 소프트웨어 및/또는 프로그램 140을 저장할 수 있다. 상기 프로그램 140은, 예를 들면, 커널 141, 미들웨어 143, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스 (application programming interface (API)) 145, 및/또는 어플리케이션 프로그램 (또는 "어플리케이션") 147 등을 포함할 수 있다. 상기 커널 141, 미들웨어 143, 또는 API 145의 적어도 일부는, 운영 시스템 (operating system (OS))라 불릴 수 있다.
상기 커널 141은, 예를 들면, 다른 프로그램들 (예: 미들웨어 143, API 145, 또는 어플리케이션 프로그램 147)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들 (예: 버스 110, 프로세서 120, 또는 메모리 130 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 상기 커널 141은 상기 미들웨어 143, 상기 API 145, 또는 상기 어플리케이션 프로그램 147에서 상기 전자 장치 101의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 미들웨어 143는, 예를 들면, 상기 API 145 또는 상기 어플리케이션 프로그램 147이 상기 커널 141과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 미들웨어 143는 상기 어플리케이션 프로그램 147로부터 수신된 작업 요청들과 관련하여, 예를 들면, 상기 어플리케이션 프로그램 147 중 적어도 하나의 어플리케이션에 상기 전자 장치 101의 시스템 리소스 (예: 버스 110, 프로세서 120, 또는 메모리 130 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 배정하는 등의 방법을 이용하여 작업 요청에 대한 제어 (예: 스케쥴링 또는 로드 밸런싱)을 수행할 수 있다.
상기 API 145는, 예를 들면, 상기 어플리케이션 147이 상기 커널 141 또는 상기 미들웨어 143에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 화상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수 (예: 명령어)를 포함할 수 있다.
상기 입출력 인터페이스 150은, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 상기 전자 장치 101의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 입출력 인터페이스 150은 상기 전자 장치 101의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
상기 디스플레이 160은, 예를 들면, 액정 디스플레이 (LCD), 발광 다이오드 (LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (microelectromechanical systems (MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이 (electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 160은, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠 (예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 상기 디스플레이 160은, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
상기 통신 인터페이스 170은, 예를 들면, 상기 전자 장치 101와 외부 장치 (예: 제 1 외부 전자 장치 102, 제 2 외부 전자 장치 104, 또는 서버 106) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 인터페이스 170은 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크 162에 연결되어 상기 외부 장치 (예: 제 2 외부 전자 장치 104 또는 서버 106)와 통신할 수 있다.
상기 무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 유선 통신은, 예를 들면, USB (universal serial bus), HDMI (high definition multimedia interface), RS-232 (recommended standard 232), 또는 POTS (plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 네트워크 162는 통신 네트워크 (telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크 (computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망 (telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 외부 전자 장치 102, 104 각각은 상기 전자 장치 101와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 서버 106는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 101에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104, 또는 서버 106)에서 실행될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 101가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 상기 전자 장치 101는 상기 기능 또는 상기 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치 (예: 전자 장치 102, 104, 또는 서버 106)에게 요청할 수 있다. 상기 다른 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104, 또는 서버 106)는 상기 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 상기 전자 장치 101로 전달할 수 있다. 상기 전자 장치 101는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 201의 블록도 200이다. 상기 전자 장치 201는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치 101의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치 201는 하나 이상의 어플리케이션 프로세서 (AP: application processor) 210, 통신 모듈 220, SIM (subscriber identification module) 카드 224, 메모리 230, 센서 모듈 240, 입력 장치 250, 디스플레이 260, 인터페이스 270, 오디오 모듈 280, 카메라 모듈 291, 전력 관리 모듈 295, 배터리 296, 인디케이터 297, 및 모터 298 를 포함할 수 있다.
상기 AP 210는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 상기 AP 210에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 상기 AP 210는, 예를 들면, SoC (system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 AP 210는 GPU (graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서 (image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 상기 AP 210는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부 (예: 셀룰러 모듈 221)를 포함할 수도 있다. 상기 AP 210 는 다른 구성요소들 (예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드 (load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장 (store)할 수 있다.
상기 통신 모듈 220은, 도 1의 상기 통신 인터페이스 160와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 상기 통신 모듈 220은, 예를 들면, 셀룰러 모듈 221, WIFI 모듈 223, BT 모듈 225, GPS 모듈 227, NFC 모듈 228 및 RF (radio frequency) 모듈 229를 포함할 수 있다.
상기 셀룰러 모듈 221은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈 221은 가입자 식별 모듈 (예: SIM 카드 224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치 201의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈 221은 상기 AP 210가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈 221은 커뮤니케이션 프로세서 (CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
상기 WIFI 모듈 223, 상기 BT 모듈 225, 상기 GPS 모듈 227 또는 상기 NFC 모듈 228 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 221, WIFI 모듈 223, BT 모듈 225, GPS 모듈 227 또는 NFC 모듈 228 중 적어도 일부 (예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip (IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
상기 RF 모듈 229는, 예를 들면, 통신 신호 (예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. 상기 RF 모듈 229는, 예를 들면, 트랜시버 (transceiver), PAM (power amp module), 주파수 필터 (frequency filter), LNA (low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 221, WIFI 모듈 223, BT 모듈 225, GPS 모듈 227 또는 NFC 모듈 228 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
상기 SIM 카드 224는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM (embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보 (예: ICCID (integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보 (예: IMSI (international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
상기 메모리 230 (예: 메모리 230)는, 예를 들면, 내장 메모리 232 또는 외장 메모리 234를 포함할 수 있다. 상기 내장 메모리 232는, 예를 들면, 휘발성 메모리 (예: DRAM (dynamic RAM), SRAM (static RAM), 또는 SDRAM (synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리 (non-volatile Memory) (예: OTPROM (one time programmable ROM), PROM (programmable ROM), EPROM (erasable and programmable ROM), EEPROM (electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (solid state drive (SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 외장 메모리 234는 flash drive, 예를 들면, CF (compact flash), SD (secure digital), Micro-SD (micro secure digital), Mini-SD (mini secure digital), xD (extreme digital), 또는 메모리 스틱 (memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 외장 메모리 234는 다양한 인터페이스를 통하여 상기 전자 장치 201과 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
상기 센서 모듈 240은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치 201의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 센서 모듈 240은, 예를 들면, 제스처 센서 240A, 자이로 센서 240B, 기압 센서 240C, 마그네틱 센서 240D, 가속도 센서 240E, 그립 센서 240F, 근접 센서 240G, color 센서 240H (예: RGB (red, green, blue) 센서), 생체 센서 240I, 온/습도 센서 240J, 조도 센서 240K, 또는 UV (ultra violet) 센서 240M 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 센서 모듈 240은, 예를 들면, 후각 센서 (E-nose sensor), EMG 센서 (electromyography sensor), EEG 센서 (electroencephalogram sensor), ECG 센서 (electrocardiogram sensor), IR (infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈 240은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치 201는 AP 210의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈 240을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 상기 AP 210가 슬립 (sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈 240을 제어할 수 있다.
상기 입력 장치 250은, 예를 들면, 터치 패널 (touch panel) 252, (디지털) 펜 센서 (pen sensor) 254, 키 (key) 256, 또는 초음파 (ultrasonic) 입력 장치 258를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널 252은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 상기 터치 패널 252은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 상기 터치 패널 252은 택타일 레이어 (tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
상기 (디지털) 펜 센서 254는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트 (sheet)를 포함할 수 있다. 상기 키 256는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 상기 초음파 입력 장치 258는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치 201에서 마이크 (예: 마이크 288)로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있다.
상기 디스플레이 260 (예: 디스플레이 160)은 패널 262, 홀로그램 장치 264, 또는 프로젝터 266을 포함할 수 있다. 상기 패널 262은, 도 1의 디스플레이 160과 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 상기 패널 262은, 예를 들면, 유연하게 (flexible), 투명하게 (transparent), 또는 착용할 수 있게 (wearable) 구현될 수 있다. 상기 패널 262은 상기 터치 패널 252과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 상기 홀로그램 장치 264은 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 상기 프로젝터 266는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 스크린은, 예를 들면, 상기 전자 장치 201의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 260은 상기 패널 262, 상기 홀로그램 장치 264, 또는 프로젝터 266를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스 270는, 예를 들면, HDMI (high-definition multimedia interface) 272, USB (universal serial bus) 274, 광 인터페이스 (optical interface) 276, 또는 D-sub (D-subminiature) 278를 포함할 수 있다. 상기 인터페이스 270는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스 160에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 인터페이스 270는, 예를 들면, MHL (mobile high-definition link) 인터페이스, SD (secure digital) 카드/MMC (multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA (infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 오디오 모듈 280은, 예를 들면, 소리 (sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 상기 오디오 모듈 280의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스 140에 포함될 수 있다. 상기 오디오 모듈 280은, 예를 들면, 스피커 282, 리시버 284, 이어폰 286, 또는 마이크 288 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
상기 카메라 모듈 291은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서 (예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP (image signal processor), 또는 플래쉬 (flash)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.
상기 전력 관리 모듈 295은, 예를 들면, 상기 전자 장치 201의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈 295은 PMIC (power management integrated circuit), 충전 IC (charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지 (battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. 상기 PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 게이지는, 예를 들면, 상기 배터리 296의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 상기 배터리 296는, 예를 들면, 충전식 전지 (rechargeable battery) 및/또는 태양 전지 (solar battery)를 포함할 수 있다.
상기 인디케이터 297는 상기 전자 장치 201 혹은 그 일부 (예: AP 210)의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 상기 모터 298는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동 (vibration), 또는 햅틱 (haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 전자 장치 201는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치 (예: GPU)를 포함할 수 있다. 상기 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB (digital multimedia broadcasting), DVB (digital video broadcasting), 또는 미디어 플로우 (media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
상기 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품 (component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체 (entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈 310의 블록도 300이다. 한 실시 예에 따르면, 상기 프로그램 모듈 310 (예: 프로그램 140)은 전자 장치 (예: 전자 장치 101)에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 (operation system (OS)) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션 (예: 어플리케이션 프로그램 147)을 포함할 수 있다. 상기 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드 (android), iOS, 윈도우즈 (windows), 심비안 (symbian), 타이젠 (tizen), 또는 바다 (bada) 등이 될 수 있다.
프로그램 모듈 310은 커널 320, 미들웨어 330, API (application programming interface) 360, 및/또는 어플리케이션 370을 포함할 수 있다. 상기 프로그램 모듈 310의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드 (preload) 되거나, 서버 (예: 서버 106)로부터 다운로드 (download) 가능하다.
상기 커널 320 (예: 도 1의 커널 141)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저 321 또는 디바이스 드라이버 323를 포함할 수 있다. 상기 시스템 리소스 매니저 321는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 시스템 리소스 매니저 321는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 상기 디바이스 드라이버 323는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WIFI 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC (inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 미들웨어 330는, 예를 들면, 상기 어플리케이션 370이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 상기 어플리케이션 370이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 상기 API 360를 통해 다양한 기능들을 상기 어플리케이션 370으로 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 미들웨어 330 (예: 미들웨어 143)는 런타임 라이브러리 335, 어플리케이션 매니저 (application manager) 341, 윈도우 매니저 (window manager) 342, 멀티미디어 매니저 (multimedia manager) 343, 리소스 매니저 (resource manager) 344, 파워 매니저 (power manager) 345, 데이터베이스 매니저 (database manager) 346, 패키지 매니저 (package manager) 347, 연결 매니저 (connectivity manager) 348, 통지 매니저 (notification manager) 349, 위치 매니저 (location manager) 350, 그래픽 매니저 (graphic manager) 351, 또는 보안 매니저 (security manager) 352 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 런타임 라이브러리 335는, 예를 들면, 상기 어플리케이션 370이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 런타임 라이브러리 335는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.
상기 어플리케이션 매니저 341는, 예를 들면, 상기 어플리케이션 370 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기 (life cycle)를 관리할 수 있다. 상기 윈도우 매니저 342는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 상기 멀티미디어 매니저 343는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱 (codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 (encoding) 또는 디코딩 (decoding)을 수행할 수 있다. 상기 리소스 매니저 344는 상기 어플리케이션 370 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.
상기 파워 매니저 345는, 예를 들면, 바이오스 (BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리 (battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 상기 데이터베이스 매니저 346는 상기 어플리케이션 370 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 상기 패키지 매니저 347는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.
상기 연결 매니저 348는, 예를 들면, WIFI 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 상기 통지 매니저 349는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건 (event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 상기 위치 매니저 350는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 상기 그래픽 매니저 351는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 상기 보안 매니저 352는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치 (예: 전자 장치 101)가 전화 기능을 포함한 경우, 상기 미들웨어 330는 상기 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저 (telephony manager)를 더 포함할 수 있다.
상기 미들웨어 330는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 미들웨어 330는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 상기 미들웨어 330는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.
상기 API 360 (예: API 145)는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠 (tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
상기 어플리케이션 370 (예: 어플리케이션 프로그램 147)은, 예를 들면, 홈 371, 다이얼러 372, SMS/MMS 373, IM (instant message) 374, 브라우저 375, 카메라 376, 알람 377, 컨택트 378, 음성 다이얼 379, 이메일 380, 달력 381, 미디어 플레이어 382, 앨범 383, 또는 시계 384, 건강 관리 (health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공 (예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션 370은 상기 전자 장치 (예: 전자 장치 101)와 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션 (이하, 설명의 편의 상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 상기 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달 (notification relay) 어플리케이션, 또는 상기 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리 (device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 알림 전달 어플리케이션은 상기 전자 장치의 다른 어플리케이션 (예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104)로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 104)의 적어도 하나의 기능 (예: 외부 전자 장치 자체 (또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기 (또는, 해상도) 조절), 상기 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 상기 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스 (예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리 (예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션 370은 상기 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104)의 속성 (예: 전자 장치의 속성으로서, 전자 장치의 종류가 모바일 의료 기기)에 따라 지정된 어플리케이션 (예: 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션 370은 외부 전자 장치 (예: 서버 106 또는 전자 장치 102, 104)로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션 370은 프리로드 어플리케이션 (preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션 (third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에 따른 프로그램 모듈 310의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로그램 모듈 310의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램 모듈 310의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서 (예: AP 210)에 의해 구현 (implement)(예: 실행)될 수 있다. 상기 프로그램 모듈 310의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 (sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 (firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위 (unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛 (unit), 로직 (logic), 논리 블록 (logical block), 부품 (component), 또는 회로 (circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용 (interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,"모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC (application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs (field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치 (programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치 (예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법 (예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체 (computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 프로세서 (예: 프로세서 120)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리 130가 될 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체 (magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체 (optical media)(예: CD-ROM (compact disc read only memory), DVD (digital versatile disc), 자기-광 매체 (magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크 (floptical disk)), 하드웨어 장치 (예: ROM (read only memory), RAM (random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱 (heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는 도 4 내지 도 19c를 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치를 좀더 구체적으로 설명할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예 중에서 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치(100)가 구비되는 디스플레이 장치(10)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시 예 중에서 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치가 구비되는 디스플레이 장치의 개략적 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 화면을 표시하며, 입력을 구현할 수 있는 구성으로서, 다수의 모듈, 예컨데 백라이트 유닛(11)이나, 윈도우 패널, 터치스크린 패널(16) 등이 적층될 수 있다. 디스플레이 장치(10)는 영상 구현방법에 따라 LCD(Liquid Cristal Display)나, LED(Light Emitting Diode) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 또는 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 패널 등과 같이, 영상을 구현하는 방법에 따라 다양한 형태나 재질의 패널들 중 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에서는 LED 또는 LCD 패널의 적층구조를 가지는 디스플레이 장치(10)를 예를 들어 설명한다. 그러나, 디스플레이 장치(10)는 앞서 예를 들었던 다양한 패널들 중 하나로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(10)에 구비되는 패널들의 적층구조를 살펴보면, 가장 하부에 백라이트 유닛(11)(back light unit), 폴리이미드(Polymide)와 같은 제1편광판(sheet), TFT-ARRAY 패널(12), 후면 글래스 패널(13)(rear glass panel), 폴리이미드(Polymide)와 같은 제2편광판(14)(101)이 제공될 수 있으며, 가장 상측으로 커버 글래스 패널(15)이 실장될 수 있다. 또한, 접촉이나 근접을 감지하는 터치스크린 패널(16)은 실장 환경이나 디스플레이 장치(10)의 적층에 따라 커버 글래스 패널(15)과 제2편광판(14) 사이, 제2편광판(14)과 후면 글래스 패널(13) 사이 또는/및 후면 글래스 패널(13)과 TFT-ARRAY 패널(12) 사이에 배치될 수 있다.
터치스크린 패널(16)은 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드(mesh grid)가 제공된 ITO 패널(Indium Tin Oxide Panel)과 같은 전도성 필름 부재로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 안테나 장치(100)(이하 '디스플레이 안테나 패널(100)'이라 함.)는 커버 글래스 패널(15) 상측, 커버 글래스 패널(15)과 제2편광판(14) 사이 또는/및 제2편광판(14)과 후면 글래스 패널(13) 사이로 터치스크린 패널(16)과 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(10)의 하부에는 상기의 패널들로 전원을 공급하는 기판부(17)가 구비될 수 있다. 또한, 통신 모듈이 실장된 기판부(17)에서 디스플레이 안테나 패널(100)로 급전을 제공하도록 디스플레이 안테나 패널(100)은 케이블이나 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 같은 전송 선로부(101)를 통해 기판부(17, 도 16c 및 도 19c 참조)의 RF 모듈(17a, 도 16c 및 도 19c 참조)과 연결될 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(10)는 화면을 표시할 수 있도록 투과율(transmittance)이 필요한 투명 영역(VA, 도 13a, 도 14a, 도 16a 및 도 16b 참조) 과, 투명 영역(VA)의 주변으로 각 패널들의 신호 선들이 구비되며, 투과율이 불필요한 불 투명 영역(BA, 도 13a, 도 14a, 도 16a 및 도 16b 참조)을 포함할 수 있다. 투명 영역(VA)은 가시영역(view area)으로 화면을 표시하기 위해 터치스크린 패널(16)의 메쉬 그리드들이나, 디스플레이 안테나 패널(100)의 전도성 격자들(후술함.)이 시인되는 것을 방지되어야 한다. 또한, 불 투명 영역(BA)은 신호선 등이나 전송 선로부(101) 등이 차폐되도록 인쇄층(미도시)이 구비될 수 있다.
본 발명의 디스플레이 안테나 패널(100)은 상기의 투명 영역(VA) 및/또는 불투명 영역(VA)으로 안테나 패턴(121)과 급전 패턴(131)을 구현할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 안테나 패널(100)은 유전체 층(110), 안테나 영역부(120), 급전 영역부(130), 전송 선로부(101)를 포함할 수 있다(도 13a, 도 14a, 도 16a 및 도 16b 참조).
유전체 층(110)은 터치스크린 패널(16)과 인접하여 적층되는 구성으로, 커버 글래스 패널(15) 상측, 커버 글래스 패널(15)과 제2편광판(14) 사이 또는/및 제2편광판(14)과 후면 글래스 패널(13) 사이로 터치스크린 패널(16)과 인접하게 배치될 수 있다.
유전체 층(110)에는 복수의 전도성 격자들에 의해 안테나 패턴(121)이 구현되는 안테나 영역부(120)와 복수의 전도성 격자들에 의해 급전 패턴(131)이 구현되는 급전 영역부(130)가 구비될 수 있다(도 13a, 도 14a, 도 16a 및 도 16b 참조).
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 급전 패턴에 형성되는 도전성 격자들 및 저항 도출 과정을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 같은 길이에 X방향 또는 Y방향으로 서로 다른 폭을 가지는 전도성 격자들을 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 저항 값에 따른 안테나 방사 성능을 나타내는 그래프이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 급전 영역부에 구비되는 복수의 전도성 격자들 또는/및 안테나 영역부에 구비되는 복수의 전도성 격자들은 신호 전류가 인가되는 방향을 기준으로 병렬 방향으로는 상대적으로 많은 배열의 전도성 격자 라인이 구비될 수 있고, 직렬 방향으로는 상대적으로 적은 개수의 전도성 격자가 구비될 수 있다. 특히, 급전 영역부에 구비되는 복수의 전도성 격자들은 신호 전류 방향으로 저항이 작으면 작을수록 전송 선로부를 통해 인가되는 신호 전류가 급전 영역부에서 저하되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 유전체 층(110)에 전도성 격자들로 형성되는 급전 패턴은 전도성 격자들을 통한 저항 손실을 저하시켜야 전송 선로부(101)를 통해 유입된 신호 전달의 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 급전 패턴에 형성되는 하나의 전도성 격자의 크기를 보면, 마름모 꼴 형상의 전도성 격자가 복수개가 배열되어 급전 패턴을 형성할 수 있다. 전류가 Y방향으로 흐르는 것을 기준으로 전도성 격자가 동일한 길이 'L'을 가진 경우, 전도성 격자의 X방향 폭을 넓게 하면 'Y'방향 폭을 넓게 한 전도성 격자에 비해 같은 길이 'D' 안에 상대적으로 더 많은 개수의 전도성 격자들이 구비될 수 있다. 따라서, 전도성 격자를 신호 전류 방향으로 병렬로는 상대적으로 많이 배열되고, 직렬로는 상대적으로 적은 개수가 구비되면 같은 길이에 구비되는 복수의 전도성 격자들에 의한 저항값이 저하될 수 있다. 이에, 같은 길이를 가지는 복수의 전도성 격자들로 유입되는 신호 전류 값이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다. '같은 길이 'D' 안에 더 많은 전도성 격자들이 구비된다' 라는 것은 같은 길이 내에서 저항 값이 높아지는 것을 의미할 수 있으며, 저항값이 높아지면 신호 전류의 손실이 증가될 수 있다. 따라서, 전도성 격자가 동일한 길이L로 구비되며, Y방향으로 전류가 흐를 때, 전도성 격자의 Y방향 폭을 X방향 폭에 대비하여 상대적으로 길게 형성할 수 있다. 이에, 같은 길이 내에 전도성 격자들의 개수를 최소화하면 저항이 저하될 수 있고, 전송 선로를 통해 유입된 신호 전류가 급전 패턴에서 로스(loss)되는 것을 제한 할 수 있다.
본원 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에서는 급전 영역부에 형성된 복수의 전도성 격자들이 병렬방향으로는 상대적으로 많은 배열을 가지며, 직렬 방향으로는 상대적으로 적은 개수의 전도성 격자가 구비되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이는 급전 영역부에 형성되는 전도성 격자들에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 급전 영역부 또는 안테나 영역부 또는 급전 영역부와 안테나 영역부의 복수개의 전도성 격자들의 구조나 구성을 상기와 같이 구현할 수도 있을 것이다.
이하에서 도 9a 내지 도 11f를 참조하여 투명 영역(VA)과 불투명 영역(VA)으로 구획된 디스플레이 안테나 패널(100)의 안테나 방사 성능을 확보할 수 있는 구성을 먼저 살펴볼 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에 인공자기도체가 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9a및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 안테나 패널(100)에는 복수의 균일한 셀들(C)로 구비된 인공자기도체(102)(Artificial Magnetic Conductor(AMC))가 포함될 수 있다.
유전체 층(110)의 일면에는 안테나 패턴(121)이나 급전 패턴(131) 등이 구현되거나 또는 와이어 형태의 안테나(A)가 실장될 수 있다. 디스플레이 안테나 패널(100)에 와이어 형태의 안테나(A)가 실장되는 경우, 디스플레이 장치(10)에 구비되는 다양한 메탈에 의해 방사 성능에 간섭을 발생시 킬 수 있다. 그러나, 유전체 층(110)의 타면에 인공자기도체(102)를 구비하여, 유전체 층(110)에 구비된 안테나(A)와 터치스크린 패널(16)과의 간섭을 방지하며 격리시킬 수 있다. 또한, 인공자기도체(102)가 복수의 균일한 셀들(C), 즉 주기적인 구조로 형성됨에 따라 와이어 형태의 안테나(A)가 투명 영역(VA)에 구현되는 경우, index 매칭을 확보할 수 있어 와이어 형태의 안테나(A)가 투명 영역(VA)에서 보이는 것을 제한할 수 있다. 즉, 디스플레이 안테나 패널(100)에 와이어 형태의 안테나(A)가 실장되는 경우, 터치스크린 패널(16)의 영향으로 인해 와이어 형태의 안테나(A)는 실장될 수 없었으나, 인공자기도체(102)가 구비됨에 따라 유전체 층(110)의 일면으로 별도의 와이어 형태의 안테나(A)도 실장될 수 있는 수 있는 것이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 저지대역 영역이 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 투명 영역(VA)에는 후술하는 안테나(A)가 구비될 수 있고, 안테나(A)의 주변둘레에는 저지대역 영역 band stop area. BSA)을 형성할 수 있다. 저지대역 영역(BSA)은 복수의 전도성 격자들이 균일하게 형성되는 셀들의 내측에 형성될 수 있다. 저지대역 영역(BSA)은 안테나(A)에서 유기되는 표면파를 최소화하며, 안테나(A) 이외의 투명 영역(VA)에서index 매칭을 확보할 수 있어, 안테나(A)가 투명 영역(VA)에서 보이는 것을 제한할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 전자파 인체흡수율의 감소를 위한 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 도면이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 디스플레이 장치(10)가 구비된 전자 장치에 브로드사이드 안테나를 사용하는 경우, 수직방향 방사패턴이 형성되어 전자파 인체흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)이 높아질 수 있다. 이에, 도 11의 (b)와 같이, 디스플레이 안테나 패널(100)에 형성되는 안테나 패턴(121)을 평면형 전방향성으로 설계하게 되면, 수직 방향 방사패턴의 형성을 제한할 수 있어 통화, 데이터 송, 수신 또는 디스플레이 장치(10)의 근접이나 접촉에 따른 안테나 성능 변화를 최소화하면서 전자파 인체흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)을 낮출 수 있다.
도 12a 내지 도 12f는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서 유전체 층에 형성되는 안테나 영역부와 급전 영역부의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 12a를 참조하면, 디스플레이 안테나 패널(100)에 형성되는 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)는 천이(transition) 형태로 구비될 수 있다. 안테나 및 급전 영역부(120, 130)가 천이 형태로 구비됨에 따라 안테나 방사 성능을 효율적으로 할 수 있다. 즉, 안테나 영역부(120) 및 급전 영역부(130)의 천이 형태에 따라 'Loss=1-lS11l2-lS21l2'를 통해 손실 율을 확인할 수 있다. 안테나 영역부와 급전 영역부가 천이되는 형태에 따라 손실율을 통해 상대적인 전도도(conductivity)를 확인 할 수 있어 디스플레이 안테나 패널(100)에 구현되는 적어도 하나 이상의 안테나들의 신호 전류를 효율적으로 구현할 수 있다.
또한, 도 12b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 안테나 패널(100)은 안테나 패턴(121)과 급전 패턴(131)의 형태나 형상에 따라 하이브리드 타입 안테나(hybrid type antenna)로 구현될 수 있다. 구체적으로 유전체 층(110)에 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)를 포함하는 적어도 하나 이상의 안테나가 구현될 수 있고, 급전 영역부(130)와 안테나 영역부(120)의 일부를 붙투명 영역에 구비할 수 있어, 안테나 영역부(120)의 일부는 BM(black matrix)으로 구비하고, 나머지 안테나 영역부를 BM에 연결된 복수의 전도성 격자들로 구비 구비될 수 있다. 즉, 투명 영역(VA)이나 불투명 영역(VA)에 따라 안테나 영역부(120)는 일부가 BM으로 구비되고, 나머지 부분은 복수의 도전성 격자들로 구비하여 BM과 복수의 도전성 격자들이 공존되도록 구비될 수 있는 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 안테나 패널(100)은 유전체 층(100)에 형성되는 안테나 영역부(120)의 폭(W)에 따라 안테나 방사 효율이 정해질 수 있다. 디스플레이 장치(100)의 투명 영역(VA) 및 불투명 영역(BA)에 대응한 디스플레이 안테나 패널(100)에 형성되는 적어도 하나 이상의 안테나에 전도성 격자들 및 BM을 미스매칭(mismatching)하여 공존시킴에 따라 안테나 방사 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 12c를 참조하면, 디스플레이 안테나 패널(100)에 구현되는 급전 영역부(130)와 안테나 영역부(120)의 연결 상태에 따라 커플드 타입 안테나(coupled type antenna)로 구현될 수 있다. 구체적으로 유전체 층(110)에 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)를 포함하는 적어도 하나 이상의 안테나가 구현될 수 있고, 급전 영역부(130)는 안테나 영역부(120)와 커플링 급전되는 구조로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 안테나 패널(100)에 구비되는 안테나는 불투명 영역(BA) 및 투명 영역(VA)의 위치에서 커플드 타입 안테나로서 구현될 수 있는 것이다. 또한, 안테나 영역부(120)의 폭 방향(W)에 따라 안테나 방사 효율이 정해질 수 있다. 따라서, 안테나 영역부(120)의 폭(W)에 따라 안테나 방사 효율이 정해짐은 물론 즉 커플드 급전 구조로 인해 안테나 방사 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 12d를 참조하면, 디스플레이 안테나 패널(100)에 구현되는 급전 영역부(130)와 안테나 영역부(120)의 형태에 따라 개구 타입 안테나(Aperture type Antenna)로 구현될 수 있다. 구체적으로 슬롯(slot)에서 공진하는 안테나 구조를 구현함에 따라 안테나 방사 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 12e를 참조하면, 디스플레이 안테나 패널(100)에 구현되는 급전 영역부(130)와 안테나 영역부(120)의 형태에 따라 무급점 타입 안테나(Parasitic type Antenna)로 구현될 수 있다. 구체적으로 유전체 층에 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)를 포함하는 적어도 하나 이상의 안테나가 구현되며, 안테나 영역부(120)에 인접하게 Parasitic Patch영역(120a)이 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 안테나 영역부(120)에 인접하게 Parasitic Patch 영역(120a)이 추가 구비될 수 있어, 대역폭을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 12f를 참조하면, 디스플레이 안테나 패널(100)에 구현되는 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)의 형태에 따라 선단 발사 타입 안테나(End-fire type antenna)로 구현될 수 있다. 구체적으로, 유전체 층(110)의 투명 영역(VA) 및 불투명 영역(VA)의 위치에 대응하여 End-fire beam steering 을 구비할 수 있다. 이에, 도 12f와 같이 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)의 형태를 선단 발사 타입 안테나(End-fire type antenna)로 구현하여 mmWave와 같이 차세대 안테나 기술을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 13 내지 도 18c를 참조하여 급전 영역부와 안테나 영역부의 결합에 대해 다양한 실시 예들을 설명할 수 있다.
먼저, 도 13a 내지 도 18c를 모두 참조하여 보면, 안테나 영역부(120)는 유전체 층(110)의 일면에 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 안테나 영역부(120)는 상기 디스플레이 장치(10)의 투명 영역(VA)(transmittance area) 또는 투명 영역(VA)과 불투명 영역(VA)으로 제공될 수 있다. 안테나 영역부(120)는 복수의 전도성 격자로 구비된 안테나 패턴(121)으로 구비되어 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다.
안테나 패턴(121)은 복수개의 전도성 격자의 형태에 따라 패치(patch) 구조의 방사 패턴들을 형성할 수 있으며, 슬롯(slot) 구조, 루프(loop) 구조, 모노폴(monopole) 구조, 또는/및 다이폴(dipole) 구조 중 적어도 하나의 구조를 가지는 방사 패턴으로 형성될 수 있다.
급전 영역부(130)는 상기의 안테나 영역부(120)와 인접하게 위치되고, 디스플레이 장치(10)의 투명 영역(VA) 또는/및 불투명 영역(VA)에 제공될 수 있다. 급전 영역부(130)는 복수의 전도성 격자들로 구비될 수 있으며, 상기 안테나 패턴(121)으로 신호 전류를 제공할 수 있다. 본 발명의 급전 영역부(130)는 안테나 영역부(120)에 제공되는 안테나 패턴(121)에 직접 연결되어 안테나 패턴(121)으로 신호 전류를 제공하는 직접 급전 방식과(도 13a 참조), 안테나 패턴(121)과는 직접 연결되지 않으나 전계에 의한 커플링 (electric coupling) 급전이나 자계에 의한 커플링(magnetic coupling) 급전으로 안테나 패턴(121)으로 신호 전류를 제공하는 간접 급전 방식(도 16a 및 도 16b 참조.)으로 구비될 수 있다. 또한, 급전 패턴(131)은 유전체 층(110)의 구조나 전송 선로부(101)의 연결 위치나 상태 또는 디스플레이 장치(10)의 적층 상태 등의 다양한 실장 환경에 따라 안테나 패턴(121)이 구비된 유전체 층(110)의 동일한 면에 구비될 수 있으며 또는/및 안테나 패턴(121)과 다른 면에 구비될 수 있다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 동일 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 13b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 동일 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 14a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 다른 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 14b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 다른 평면 상에서 직접 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13a 내지 도 14b를 참조하면, 급전 패턴(131)은 안테나 패턴(121)과 결합되어 신호 전류를 상기 안테나 패턴(121)으로 제공하는 직접 급전부(direct feeding portion)로 구비될 수 있다. 즉, 급전 패턴(131)은 안테나 패턴(121)과 직접 결합되어 전송 선로부(101)를 통한 신호 전류를 안테나 패턴(121)으로 전달 할 수 있다. 앞서 언급하였듯이 직접 급전부는 유전체 층(110)의 구조 등에 따라 유전체 층(110)의 일면으로 안테나 패턴(121)과 동일한 면에 구비될 수 있고(도 13a 및 도 13b 참조) 또는/및 유전체 층(110)의 타면으로 안테나 패턴(121)과 다른 면에 구비될 수 있다(도 14a 및 도 14b 참조).
예를 들어, 유전체 층(110)이 단일 층으로 구비되는 경우, 안테나 패턴(121)과 직접 급전부는 유전체 층(110)의 일면에 함께 구비될 수 있다. 이와는 달리, 안테나 패턴(121)은 유전체 층(110)의 일면에 구비되고, 직접 급전부는 유전체 층(110)의 타면에 구비될 수 있으며, 유전체 층(110)을 관통하는 비아 홀을 통해 급전 패턴(131)이 안테나 패턴(121)과 결합될 수 있다(도시되진 않았으나, 도 14a 및 도 14b를 참조할 수 있음.).
또한, 유전체 층(110)이 복수개의 층으로 구비되는 경우, 안테나 패턴(121)과 직접 급전부는 적층된 유전체 층(110)의 일면에 함께 구비될 수 있다(도시되진 않았으나, 도 13a 도 13b참조할 수 있음.). 이와는 달리 안테나 패턴(121)은 적층된 유전체 층(110)의 일면에 구비되고, 직접 급전부는 유전체 층(110)의 타면에 구비될 수 있고, 적층된 유전체 층(110)에 형성되는 비아 홀(111)을 통해 직접 급전부가 안테나 패턴(121)과 결합될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 유전체 상에 복수개의 안테나 영역부가 구비됨에 따른 급전 영역부를 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 안테나 영역부(120)는 유전체 층(110)에 적어도 하나 또는 그 이상 구비될 수 있다. 안테나 영역부(120)가 유전체 층(110)에 복수개 구비되는 경우, 직접 급전부는 루프 타입으로 안테나 패턴(121)에 신호 전류를 제공할 수 있고(도 15a), 또는/및 병렬 타입으로 안테나 패턴(121)에 신호 전류를 제공할 수 있다(도 15b). 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예와 같이 유전체 층(110)의 일면에 안테나 영역부(120)가 4개 구비되는 경우, 급전 패턴(131)은 주 급전라인(130a)과 개별 급전라인(130b)을 포함할 수 있다.
구체적으로 도 15a를 참조하면, 루프 타입의 직접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 둘레, 구체적으로 투명 영역(VA)의 둘레 또는/및 불투명 영역(VA)을 따라 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있고, 주 급전라인(130a)에서 각각의 안테나 패턴(121)으로 연결되는 개별 급전라인(130b)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 투명 영역(VA)을 둘레를 따라 구비되고, 개별 급전라인(130b)의 이격거리 'DA', 'DB' 는 안테나 영역부(120)에서 이웃한 안테나 영역부(120)로 DA의 이격거리는'λ'로 구비될 수 있고, DB의 이격거리는 '3 λ /2'로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
이와 달리 도 15b를 참조하면, 병렬 타입의 직접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 투명 영역(VA)으로, 안테나 영역부(120)와 안테나 영역부(120)와 이웃한 안테나 영역부(120) 사이를 관통하도록 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있고, 주 급전라인(130a)에서 각각의 안테나 패턴(121)으로 연결되는 개별 급전라인(130b)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 서로 교차되는 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 일측의 안테나 영역부(120)들과 타측의 안테나 영역부(120)들 사이를 관통하도록 구비될 수 있고, 개별 급전라인(130b)의 이격거리 'DC'는 안테나 영역부(120)에서 이웃한 안테나 영역부(120)로 'λ/2' 로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
도 16a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 동일 평면 상에서 분리되어 전계 타입의 커플링 급전되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 16b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부와 동일 평면 상에서 분리되어 자계 타입의 커플링 급전되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 16c는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 간접 급전부로 구비되는 안테나 장치의 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c 를 참조하면, 앞서 언급한 직접 급전부와 달리, 급전 패턴(131)은 안테나 패턴(121)과 인접하게 구비되어 자계에 의한 커플링 또는 전계에 의한 커플링 급전 방식으로 신호전류를 상기 안테나 패턴(121)으로 제공하는 간접 급전부(indirect feeding portion)로 구비될 수 있다. 또한, 간접 급전부는 유전체 층(110)의 구조 등에 따라 유전체 층(110)의 일면으로 안테나 패턴(121)과 동일한 면에 구비될 수 있고 또는/및 유전체 층(110)의 타면으로 안테나 패턴(121)과 다른 면에 구비될 수 있다.
언급하였듯이, 간접 급전부는 전계에 의한 커플링을 이용하는 방식('전계 타입 급전패턴'을 일컬음.)과 자계에 의한 커플링을 이용하는 방식('자계 타입 급전패턴'을 일컬음.)으로 나뉠 수 있다.
도 16a와 같이, 전계에 의한 커플링을 이용하는 경우, 간접 급전부의 단부에서 가장 큰 전계가 발생됨에 따라, 간접 급전부의 단부는 안테나 영역부(120)와 인접하도록 구비될 수 있다. 간접 급전부는 안테나 영역부(120)와 'T' 형상으로 형성될 수 있다. 이와는 달리 도 16b와 같이, 자계에 의한 커플링을 이용하는 경우, 간접 급전부의 단부 측면에서 가장 큰 전계가 발생될 수 있다. 따라서, 간접 급전부의 단부 측면으로 안테나 영역부(120)가 위치될 수 있도록 급전 패턴(131)부를 구비할 수 있다.
만약 단일 층 또는 복수 개의 적층된 유전체 층(110)에서, 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)가 동일 평면 상에 형성되는 경우, 앞서 설명한 것과 같이 간접 급전부의 가장 큰 전계 또는 가장 큰 자계가 발생되는 위치로 안테나 영역부(120)가 위치될 수 있다. 이와는 달리 후술하나, 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)가 서로 다른 평면 상에 위치되는 경우(도 19a 내지 도 19c 참조), 간접 급전부의 전계 또는 자계가 큰 위치에 개구(113a, '비아 홀'이라고도 함.)를 형성하고, 비아 홀(113a)을 통한 전계 커플링 또는 자계 커플링에 의해 안테나 영역부(120)로 신호 전달이 제공될 수 있도록 구비될 수 있다. 도 16c에 개시된 도면 부호 101은 전송 선로부를 나타낼 수 있다.
도 17a및 도 17b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 경우, 전계에 의한 커플링 급전되는 간접 급전부를 나타내는 도면이다.
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 안테나 영역부(120)는 유전체 층(110)에 적어도 하나 또는 그 이상 구비될 수 있다. 안테나 영역부(120)가 유전체 층(110)에 복수개 구비되는 경우, 간접 급전부는 루프 타입으로 안테나 패턴(121)에 신호 전류를 제공할 수 있고, 또는/및 병렬 타입으로 안테나 패턴(121)에 신호 전류를 제공할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 전계에 의한 커플링에 의해 안테나 영역부(120)로 신호 전류를 전달하는 간접 급전부(이하 '제1간접 급전부'라 함.)는, 급전 패턴(131)의 단부에서 가장 큰 전계가 발생됨에 따라 주 급전라인(130a)에서 각 안테나 영역부(120)로 개별 급전라인(130b)을 구비하여 신호를 전달하도록 구비될 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시 예와 같이 유전체 층(110)의 일면에 안테나 영역부(120)가 복수개, 구체적으로 4개 구비되는 경우, 제1간접 급전부는 주 급전라인(130a)과 개별 급전라인(130b)을 포함할 수 있다.
도 17a와 같이, 루프 타입의 제1간접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 둘레, 구체적으로 투명 영역(VA)의 둘레 또는/및 불투명 영역(VA)을 따라 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있고, 주 급전라인(130a)에서 각각의 안테나 패턴(121)으로 인접한 개별 급전라인(130b)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 투명 영역(VA)을 둘레를 따라 구비되고, 주 급전라인(130a)에서 안테나 패턴(121)과 인접하게 개별 급전라인(130b)이 구비될 수 있다. 또한, 개별 급전라인(130b)들의 이격거리는 개별 급전라인(130b)에서 이웃한 개별 급전라인(130b)까지'λ' 또는 '3 λ /2'로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
이와 달리 도 17b와 같이 병렬 타입의 제1간접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 투명 영역(VA)으로, 안테나 영역부(120)와 안테나 영역부(120)와 이웃한 안테나 영역부(120) 사이를 관통하도록 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있고, 주 급전 라인에서 각 안테나 영역부(120)와 인접하게 개별 급전라인(130b)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 서로 교차되는 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 일측의 안테나 영역부(120)들과 타측의 안테나 영역부(120)들 사이를 관통하도록 구비될 수 있고, 개별 급전라인(130b)의 이격거리는 안테나 영역부(120)에서 이웃한 안테나 영역부(120)로 'λ/2' 로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
도 18a및 도 18b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 경우, 자계에 의한 커플링 급전되는 간접 급전부를 나타내는 도면이다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 앞서 설명한 전계에 의한 커플링 과는 달리 자계에 의한 커플링에 의해 안테나 영역부(120)로 신호 전류를 전달하는 간접 급전부(이하 '제2간접 급전부'라 함.)가 구비될 수 있다.
자계에 의한 커플링의 경우, 급전 패턴(131)의 단부 측면으로 가장 큰 전계가 발생됨에 따라, 주 급전라인(130a)으로 구비된 제2간접 급전부가 안테나 영역부(120)와 이웃하게 배치되어 신호를 전달하도록 구비될 것이다. 즉, 주 급전라인(130a)이 안테나 영역부(120)와 인접하게 루프 타입 또는 병렬 타입으로 구비되어 신호 전류를 전달하도록 구비될 수 있는 것이다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예와 같이 유전체 층(110)의 일면에 안테나 영역부(120)가 4개 구비되는 경우, 제2간접 급전부는 주 급전라인(130a)을 포함할 수 있다.
도 18a와 같이, 루프 타입의 제2간접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 둘레, 구체적으로 투명 영역(VA)의 둘레 또는/및 불투명 영역(VA)을 따라 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 투명 영역(VA)을 둘레를 따라 안테나 영역부(120)의 일면들과 인접하게 구비될 수 있다. 주 급전라인(130a)을 따라 안테나 영역부(120)의 이격거리는 'λ' 또는 '3 λ /2'로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
이와 달리 도 18b와 같이, 병렬 타입의 제2간접 급전부는 안테나 영역부(120)가 구비된 유전체 층(110)의 투명 영역(VA)으로, 안테나 영역부(120)와 안테나 영역부(120)와 이웃한 안테나 영역부(120) 사이를 관통하도록 주 급전라인(130a)이 구비될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예와 같이, 4개의 안테나 영역부(120)가 서로 교차되는 2x2 배열로 구비되는 경우, 주 급전라인(130a)은 일측의 안테나 영역부(120)들과 타측의 안테나 영역부(120)들 사이를 관통하도록 구비될 수 있고, 안테나 영역부(120)의 일면들과 각각 인접하게 구비될 수 있다. 주 급전라인(130a)을 따라 안테나 영역부(120)의 이격거리는 'λ/2' 로 구비될 수 있다. 여기서 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다.
도 19a는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 영역부가 급전 영역부가 다른 평면 상에서 간접 급전부로 구비되는 것을 나타내는 도면이다. 도 19b는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 복수개의 안테나 영역부가 구비되는 것을 나타내는 도면이다. 도 19c는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 간접 급전부로 구비되는 안테나 장치의 단면도이다.
도 19a 내지 도 19c를 참조하면, 급전 영역부(130)가 안테나 영역부(120)와 서로 다른 면에 위치되는 경우, 간접 급전부(전계에 의한 커플링 및 자계에 의한 커플링을 모두 포함함.)는 안테나 영역부(120)와 동일 위치 상에서 겹칠 수 있게 구비될 것이다. 또한, 간접 급전부의 전계 또는 자계가 가장 큰 위치의 유전체 층(110)에는 개구(113a, 이하 '비아 홀'이라 함.)이 형성될 수 있다. 이에, 간접 급전부에서 발생되는 전계나 자계가 비아 홀(113a)을 통해 안테나 영역부(120)로 신호 전류를 전달 할 수 있다. 유전체 층(110)에 하나 또는 복수개의 안테나 영역부(120)가 구비될 수 있다.
구체적으로 상기 유전체 층(110)은 표면으로 적어도 하나 이상의 안테나 패턴(121)을 실장한 제1유전체 층(111) 및 상기 제1유전체 층(111)에 적층되며 표면으로 간접 급전부를 실장한 제2유전체 층(112)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1유전체 층(110)과 상기 제2유전체 층(110) 사이에는 그라운드 층(113)이 구비될 수 있고, 그라운드 층(113)에는 상기 급전 패턴(131)의 전계 또는 자계가 상대적으로 큰 위치에 적어도 하나 이상의 비아 홀(113a)이 구비될 수 있다. 이에, 비아 홀(113a)을 통해 간접 급전부의 전계 또는 자계의 신호 전류가 전달될 수 있는 것이다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예와 같이 제1유전체 층(111)의 일면으로 하나의 안테나 영역부(120)가 구비되는 경우, 안테나 영역부(120)의 위치에 겹치도록 주 급전라인(130a)이 직선으로 형성될 수 있고, 주 급전라인(130a) 상에 비아 홀(113a)이 형성되어 비아 홀(113a)을 통해 안테나 영역부(120)로 신호 전류를 전달할 수 있다.
제1유전체 층(111)의 일면으로 복수개의 안테나 영역부(120)가 구비되는 경우, 구체적으로4개 구비되는 경우, 간접 급전부는 각 안테나 영역부(120)의 위치에서 겹칠 수 있도록 주 급전라인(130a)이 형성될 수 있다. 본 실시 예에서와 같이 2x2 배열의 안테나 영역부(120)가 구비되는 경우, 간접 급전부는 'ㄷ'자 형상으로 주 급전라인(130a)이 형성될 수 있다. 또한, 주 급전라인(130a)과 각각의 안테나 영역부(120)가 겹치는 위치에 적어도 4개 이상의 비아 홀(113a)들이 형성될 수 있다. 간접 급전부에서 발생되는 전계나 자계는 각각의 비아 홀(113a)을 통해 이들과 겹치는 위치에 실장된 안테나 영역부(120)로 신호 전류를 전달 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는, 방사 성능을 구비한 디스플레이 안테나 패널(100)을 디스플레이 장치(10)에 적층 시킴에 따라 한정된 공간에 복수개의 안테나 장치(100)를 구비할 수 있으며, 디스플레이 장치(10)의 투명 영역(VA)과 불투명 영역(VA)에 안테나 영역부(120)와 급전 영역부(130)의 형태를 다양화시킬 수 있음은 물론 급전 패턴(131)의 형상에 따라 복수개의 안테나 영역부(120)를 구현할 수 있게 됨으로써, 전자 장치의 데이터 송, 수신 속도나 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 안테나 장치(100)가 전자 장치의 전면 상에 제공될 수 있어 수십 GHz 이상의 주파수 대역에서 전방향 방사 특성을 확보할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10: 디스플레이 장치 100: 안테나 장치(디스플레이 안테나 패널)
101: 전송 선로부 102: 기판부
110: 유전체 층 120: 안테나 영역부
121: 안테나 패턴 130: 급전 영역부
131: 급전 패턴

Claims (17)

  1. 디스플레이 장치 내부에 구현되는 안테나 장치에 있어서,
    상기 디스플레이 장치의 내부에 구비되는 유전체 층;
    상기 유전체 층의 일면에 배치되고, 상기 디스플레이 장치의 투명 영역(transmittance area)에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴으로 이루어지는 적어도 하나 이상의 안테나 영역부;
    상기 디스플레이 장치의 투명 영역 또는/및 불투명 영역에 제공되며, 복수의 전도성 격자들을 통해 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 급전 패턴이 구비되는 급전 영역부; 및
    상기 디스플레이 장치의 구비되는 기판부와 상기 급전 패턴을 연결하는 전송 선로부를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급전 영역부에 구비되는 복수의 전도성 격자들 또는/및 상기 안테나 영역부에 구비되는 복수의 전도성 격자들은 신호 전류가 인가되는 방향을 기준으로 병렬 방향으로는 상대적으로 많은 배열의 전도성 격자 라인을 가지며, 직렬 방향으로는 상대적으로 적은 개수의 전도성 격자가 구비되는 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급전 패턴은 상기 안테나 패턴과 결합되어 신호전류를 상기 안테나 패턴으로 제공하는 직접 급전부(direct feeding portion)로 구비되거나, 상기 안테나 패턴과 분리된 상태로 신호전류를 상기 안테나 패턴으로 제공하는 간접 급전부(indirect feeding portion)로 구비되는 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 급전 패턴은 직접 급전부로 구비되고,
    상기 급전 패턴은 상기 유전체 층의 일면으로 상기 안테나 패턴의 실장된 면에 구비되거나 또는/및 상기 유전체 층의 타면으로 상기 안테나 패턴의 실장된 면과 다른 면에 구비되어 비아홀을 통해 상기 안테나 패턴에 연결되는 안테나 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 복수개 실장되고,
    상기 급전 패턴은 상기 투명 영역의 둘레를 따라 구비되어 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 루프타입 또는/및 상기 안테나 패턴과 상기 안테나 패턴과 이웃한 안테나 패턴 사이로 구비되어 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 병렬타입 중 적어도 하나로 구비되는 안테나 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급전 패턴은 루프타입으로 상기 안테나 패턴에 신호 전류를 제공하고,
    상기 급전 패턴은 상기 투명 영역의 둘레를 따라 구비되는 주 급전라인과, 상기 주 급전라인에서 상기 안테나 패턴으로 연결되는 개별급전라인을 포함하는 안테나 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 급전 패턴은 병렬타입으로 상기 안테나 패턴에 신호 전류를 제공하고,
    상기 급전 패턴은 상기 안테나 패턴과 상기 안테나 패턴과 이웃한 안테나 패턴을 관통하는 주 급전라인과, 상기 주 급전라인에서 상기 안테나 패턴으로 연결되는 개별급전라인을 포함하는 안테나 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 급전 패턴은 간접 급전부로 구비되고,
    상기 급전 패턴은 상기 급전 패턴에서 상대적으로 큰 전계를 형성하는 단부가 상기 안테나 패턴과 근접하게 구비되는 전계타입(electric coupling type) 급전부로 구비되거나 또는/및 상대적으로 큰 자계를 형성하는 급전 패턴의 주변부가 상기 안테나 패턴과 근접하게 구비되는 자계타입(magnetic coupling type) 급전부로 구비되는 안테나 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 복수개 실장되고,
    상기 전계타입 급전 패턴은 상기 투명 영역의 둘레를 따라 구비되어 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 루프타입 또는/및 상기 안테나 패턴과 상기 안테나 패턴과 이웃한 안테나 패턴 사이로 구비되어 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 병렬타입 중 적어도 하나로 구비되는 안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전계타입 급전 패턴은 루프타입으로 상기 안테나 패턴에 신호 전류를 제공하고,
    상기 전계타입 급전 패턴은,
    상기 전계타입 급전 패턴은 상기 투명 영역의 둘레를 따라 구비되는 주 급전라인과, 상기 주 급전라인에서 상기 안테나 패턴에 인접하게 구비되는 개별급전라인을 포함하는 안테나 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전계타입 급전 패턴은 병렬타입으로 상기 안테나 패턴에 신호 전류를 제공하고,
    상기 전계타입 급전 패턴은,
    상기 전계타입 급전 패턴은 상기 안테나 패턴과, 상기 안테나 패턴과 이웃한 안테나 패턴 사이에 구비되는 주 급전라인과, 상기 주 급전라인에서 상기 안테나 패턴에 인접하게 구비되는 개별급전라인을 포함하는 안테나 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 복수개 실장되고,
    상기 자계타입 급전 패턴은 상기 투명 영역의 둘레를 따라 구비되어 상기 자계타입 급전 패턴의 둘레와 인접한 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 루프타입 또는/및 상기 안테나 패턴과 상기 안테나 패턴과 이웃한 안테나 패턴 사이로 구비되어 상기 자계타입 급전 패턴의 둘레와 인접한 상기 안테나 패턴으로 신호 전류를 제공하는 병렬타입 중 적어도 하나로 구비되는 안테나 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 유전체 층은 표면으로 상기 안테나 패턴을 실장한 제1유전체 층 및 상기 제1유전체 층에 적층되며 표면으로 급전 패턴을 실장한 제2유전체 층을 포함하고,
    상기 제1유전체 층과 상기 제2유전체 층 사이에는 그라운드 층이 구비되고,
    상기 그라운드 층에는 상기 급전 패턴의 전계 또는 자계의 신호 전류를 상기 안테나 패턴에 제공하는 개구가 형성되는 안테나 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 층의 타면에는 복수의 균일한 셀들에 인공자기도체(Artificial Magnetic Conductor(AMC))가 구비되는 안테나 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴의 주변둘레에는 균일한 셀들 내측으로 복수의 전도성 격자들을 형성한 저지대역 영역이 구비되는 안테나 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 평면형 전방향성 안테나로 구비되는 안테나 장치.
  17. 디스플레이 장치 내부에 구현되는 안테나 장치에 있어서,
    상기 디스플레이 장치의 내부에 구비되는 유전체 층; 및
    상기 유전체 층에 배치되며, 전자기파를 송신 또는 수신하는 복수개의 전도성 격자들로 구비되는 안테나 모듈을 포함하고,
    상기 복수개의 전도성 격자들은 상기 전도성 격자들로 인가되는 신호 전류 방향을 기준으로 병렬 방향으로는 상대적으로 많은 배열의 전도성 격자 라인을 가지며, 직렬 방향으로는 상대적으로 적은 개수의 전도성 격자가 구비되는 안테나 장치.

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