KR20170089668A - 안테나를 구비하는 와치 타입의 이동 단말기 - Google Patents

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KR20170089668A
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유재욱
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Abstract

본 발명에 따른 안테나를 구비하는 와치 타입의 이동 단말기는, 와치의 외관을 형성하는 본체 및 개방 형태의 내부 루프 및 외부 루프를 포함하고, 상기 본체의 내부에 수용되는 루프 안테나를 포함하고, 상기 루프 안테나는, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일단에서 상호 연결되고, 상기 루프 안테나는 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부 및 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부를 포함하여, 복수의 통신 서비스를 제공하기 위한 하나의 안테나를 제공할 수 있다.

Description

안테나를 구비하는 와치 타입의 이동 단말기{A WATCH-TYPE MOBILE TERMINAL COMPRISING AN ANTENNA}
본 발명은 안테나를 구비하는 와치 타입의 이동 단말기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 와치 타입의 이동 단말기의 본체 내에 수용되는 다중 대역 안테나에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
이와 같은 이동 단말기는 최근 인체에 착용 가능한 와치 타입의 이동 단말기로 제공될 수 있다. 와치 타입의 이동 단말기는 좁은 실장 공간 내에 다수의 전자 부품들이 실장되어야 하는 공간상의 제약을 수반한다. 이러한 와치 타입의 이동 단말기에서도 복수의 통신 서비스에 대한 니즈가 증가하는 추세에 있다. 이를 위하여, 와치 타입의 이동 단말기에서 복수의 통신 서비스를 제공하기 위한 복수의 안테나 각각을 모두 실장할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 복수의 통신 서비스를 제공하기 위한 하나의 안테나를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 와치 타입의 이동 단말기는 와치의 외관을 형성하는 본체; 및 개방 형태의 내부 루프 및 외부 루프를 포함하고, 상기 본체의 내부에 수용되는 루프 안테나를 포함하고, 상기 루프 안테나는, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일단에서 상호 연결되고,상기 루프 안테나는 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부 및 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부를 포함하여, 복수의 통신 서비스를 제공하기 위한 하나의 안테나를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 급전부는, 이동 통신 서비스를 위한 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제1급전부; 와이파이 또는 블루투스 통신 서비스를 위한 제3주파수 대역 및 제4주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제2급전부; 및 GPS 서비스를 위한 제5주파수 대역에서의 무선 신호를 인가하는 제3급전부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1급전부 및 상기 제2급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프와 연결되고, 상기 제3급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 사이의 공간으로 슬롯 급전될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 타단은 개방되고, 상기 일단에서의 무선 신호가 상기 타단으로 커플링되도록 상기 일단은 상기 타단과 근접될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2주파수 대역은 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 루프 안테나의 원주의 길이는 상기 제1주파수 대역에서 반파장 및 상기 제2주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제4주파수 대역은 상기 제3주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 제2급전부에서 상기 접지부까지의 길이는 상기 제3주파수 대역에서 반파장 및 상기 제4주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3급전부는 상기 일단으로부터 상기 루프 안테나의 원주의 길이의 1/4 지점인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1급전부 내지 상기 제3급전부는 상기 루프 안테나와 수직 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 안테나는, 개방 형태의 내부 루프; 상기 내부 루프로부터 일정 이격 거리를 두고 배치되는 외부 루프; 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일단에서 상호 연결되는 연결부; 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일 지점에서 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부; 및 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 중 어느 하나에서 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 급전부는, 이동 통신 서비스를 위한 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제1급전부; 와이파이 또는 블루투스 통신 서비스를 위한 제3주파수 대역 및 제4주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제2급전부; 및 GPS 서비스를 위한 제5주파수 대역에서의 무선 신호를 인가하는 제3급전부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 사이의 공간으로 슬롯 급전될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 타단은 개방되고, 상기 일단에서의 무선 신호가 상기 타단으로 커플링되도록 상기 일단은 상기 타단과 근접될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2주파수 대역은 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 루프 안테나의 원주의 길이는 상기 제1주파수 대역에서 반파장 및 상기 제2주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제4주파수 대역은 상기 제3주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 제2급전부에서 상기 접지부까지의 길이는 상기 제3주파수 대역에서 반파장 및 상기 제4주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3급전부는 상기 일단으로부터 상기 루프 안테나의 원주의 길이의 1/4 지점인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 안테나를 구비하는 와치 타입의 이동 단말기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 안테나에 복수의 급전부를 구비하여 하나의 안테나로 복수의 통신 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 급전부에 동시에 신호를 인가하여 하나의 안테나로 복수의 통신 서비스를 동시에 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 도 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 와치의 본체 및 상기 본체의 내부에 수용되는 안테나 및 회로기판이 도시되는 와치의 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 급전부 및 하나의 접지부를 포함하는 루프 안테나를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1급전부에서의 급전에 따른 제1 및 제2주파수 대역에서의 안테나의 동작원리를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2급전부에서의 급전에 따른 제3 및 제4주파수 대역에서의 동작원리를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3급전부에서의 급전에 따른 제5주파수 대역에서의 동작원리를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 와치의 착용 여부에 따른 상기 와치 내에 수용된 안테나의 방사 패턴의 변화를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 와치 내에 장착 가능한 루프 안테나의 일 실시예를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 도 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a에서 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 전원 공급부(190)는 상기 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면(backside) 케이스(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면 케이스(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면 케이스(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면부(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면(大畵面)으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면부(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
상기 배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면부(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면부(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
앞서 도 1a를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기에는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등의 근거리 통신 기술이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예와 관련된 와치 타입의 이동 단말기(200)의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2을 참조하면, 와치 타입의 이동 단말기(200)는 디스플레이부(251)를 구비하는 본체(201) 및 본체(201)에 연결되어 손목에 착용 가능하도록 구성되는 밴드(202)를 포함한다. 일반적으로 이동 단말기(300)는 도1a 내지 도 1c의 이동 단말기(100)의 특징 또는 그와 유사한 특징을 포함할 수 있다.
본체(201)는 외관을 형성하는 케이스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이스는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 제1케이스(201a) 및 제2케이스(201b)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성되어 유니 바디의 이동 단말기(200)가 구현될 수도 있다.
와치 타입의 이동 단말기(200)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(301)에는 상기 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.
본체(201)의 전면에는 디스플레이부(251)가 배치되어 정보를 출력할 수 있으며, 디스플레이부(251)에는 터치센서가 구비되어 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(351)의 윈도우(251a)는 제1 케이스(201a)에 장착되어 제1 케이스(201a)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
본체(201)에는 음향 출력부(252), 카메라(221), 마이크로폰(222), 사용자 입력부(223) 등이 구비될 수 있다. 디스플레이부(251)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 사용자 입력부(223)로 기능할 수 있으며, 이에 따라 본체(201)에 별도의 키가 구비되지 않을 수 있다.
밴드(202)는 손목에 착용되어 손목을 감싸도록 이루어지며, 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그러한 예로서, 밴드(202)는 가죽, 고무, 실리콘, 합성수지 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 밴드(202)는 본체(201)에 착탈 가능하게 구성되어, 사용자가 취향에 따라 다양한 형태의 밴드로 교체 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 밴드(202)는 안테나의 성능을 확장시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 밴드에는 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역을 확장시키는 그라운드 확장부(미도시)가 내장될 수 있다.
밴드(202)에는 파스너(fastener; 202a)가 구비될 수 있다. 파스너(202a)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(202a)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서 전술한 바와 같이, 본 발명에서 본체(201)는 사용에 따른 외관 손상 방지 및 디자인적 측면에서 금속재질로 구현될 수 있다. 이때, 무선통신부(110)를 통해 자유공간으로 또는 자유공간을 통해 전자기파를 송신하거나 수신하는 안테나는 상기 본체(201)에 의한 영향을 받을 수밖에 없다. 또한, 상기 안테나는 상기 와치 타입의 이동 단말기(200) 내부의 좁은 실장 공간으로 인하여, 복수의 통신 서비스를 제공하는 복수의 안테나들을 모두 구비할 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이하에서는 도 3 내지 도 9를 참조하여 본체 및 상기 본체의 내부에 수용되는 안테나를 구비하는 본 발명의 와치 타입의 이동 단말기(200)에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 와치의 본체 및 상기 본체의 내부에 수용되는 안테나 및 회로기판이 도시되는 와치의 분해도이다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 복수의 급전부 및 하나의 접지부를 포함하는 루프 안테나를 도시한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 와치 타입의 이동 단말기(300)는 본체(301) 및 루프 안테나(400)를 포함한다.
상기 본체(301)는 상기 와치(300)의 외관을 형성한다. 여기서, 상기 본체(300)의 내부에는 와치의 디스플레이부를 지지하는 역할을 수행하는 지지부(deco)가 장착된다. 따라서, 상기 지지부(deco)에 슬롯을 형성하여, 내부 루프와 외부 루프를 갖는 루프 안테나(400)가 생성될 수 있다.
상기 루프 안테나(400)는 내부 루프(410), 외부 루프(420), 복수의 급전부(430) 및 접지부(440)를 포함한다. 또한, 상기 루프 안테나(400)는 연결부(450)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 루프 안테나(400)는 개방 형태의 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)를 포함하고, 상기 본체(301)의 내부에 수용된다.
이때, 상기 외부 루프(420)는 상기 내부 루프(410)로부터 일정 이격 거리를 두고 배치된다.
이때, 상기 루프 안테나(400)는 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)의 일단에서 상호 연결된다. 여기서, 상기 상호 연결된 일단에는 스위칭 소자가 구비되어 상기 일단은 전기적으로 온 또는 오프될 수 있다.
또한, 상기 루프 안테나(400)는 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부(430) 및 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부(440)를 포함한다.
상기 내부 루프(410)는 금속재질의 원형으로 구현되며, 개방 형태를 갖는다. 또한, 상기 외부 루프(420)는 금속재질의 원형으로 구현되며, 개방 형태를 갖고, 상기 내부 루프(410)로부터 일정 이격 거리를 두고 배치된다.
상기 복수의 급전부(430)는 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420)의 일 지점에서 복수의 통신 신호들의 각각을 인가한다.
상기 접지부(440)는 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420) 중 어느 하나에서 상기 와치의 접지와 연결된다. 한편, 상기 접지부(440)는 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420) 중 어느 하나가 상기 접지와 전기적으로 연결되거나 분리되도록 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 상기 스위칭 소자에 의해 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서 서로 다른 주파수 대역에서의 물리적으로 다른 공진 길이를 각각 형성할 수 있다.
상기 연결부(450)는 개방 형태의 내부 루프(410) 및 상기 내부 루프(410)로부터 일정 이격 거리를 두고 배치되는 외부 루프(420)의 일단에서 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420)가 상호 연결되도록 한다. 여기서, 상기 연결부(450)에는 스위칭 소자가 구비되어 상기 일단은 전기적으로 온 또는 오프될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420)의 타단은 개방될 수 있다. 이때, 상기 연결부(450)의 일단에서의 무선 신호가 상기 타단으로 커플링되도록 상기 일단은 상기 타단과 근접할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420)의 상기 일단과 상기 타단은 스위칭 소자에 의하여 전기적으로 온 되거나 또는 오프될 수 있다. 이러한 온 또는 오프에 의해 서로 다른 주파수 대역에서 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프(420)의 공진길이를 다르게 형성할 수 있다.
한편, 상기 복수의 급전부(430)에 대해 살펴보면 다음과 같다. 상기 복수의 급전부(430)는 제1급전부(431), 제2급전부(432) 및 제3급전부(433)를 포함한다. 상기 제1급전부(431)는 이동 통신 서비스를 위한 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서의 통신 신호를 인가한다. 상기 제2급전부(432)는 와이파이 또는 블루투스 통신 서비스를 위한 제3주파수 대역 및 제4주파수 대역에서의 통신 신호를 인가한다. 또한, 상기 제3급전부(433)는 GPS 서비스를 위한 제5주파수 대역에서의 무선 신호를 인가한다.
한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명에서 제1급전부 내지 제3급전부에서의 급전에 따른 안테나의 동작원리를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1급전부에서의 급전에 따른 제1 및 제2주파수 대역에서의 안테나의 동작원리를 도시한다.
이와 관련하여, 상기 제2주파수 대역은 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역이다. 예를 들어, 상기 안테나(400)는 상기 제1주파수 대역 및 상기 제2주파수 대역에서 WCDMA, LTE 등의 이동통신 서비스를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1주파수 대역은 기존의 LTE 주파수 대역이고, 상기 제2주파수 대역은 LTE-A에서의 반송파 집성(Carrier Aggregation)을 위한 추가적인 주파수 대역일 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2주파수 대역은 상기 LTE 및 LTE-A의 주파수 대역에 한정되는 것은 아니고, WCDMA, LTE 등의 이동통신 서비스를 제공하기 위하여 일부 변경될 수 있다. 이때, 상기 안테나(400)의 원주의 길이는 상기 제1주파수 대역에서 반파장 및 상기 제2주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 안테나(400)는 상기 제1주파수 대역 및 상기 제2주파수 대역에서 각각 반파장 및 일파장의 루프 안테나로 동작한다.
도 5의 (a)를 참조하면, 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)는 각각 회로 기판(460)의 신호선과 접지와 각각 제1급전부(431) 및 접지부(440)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)는 두 개의 링 형태에 의한 루프 모드로서, 전계에 의한 방사는 루프의 외부를 통해 이루어진다. 또한, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)는 각각 상기 회로 기판(460)의 접지와 신호선과 각각 제1급전부(431) 및 접지부(440)를 통해 연결되는 것도 가능하다.
한편 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420) 사이의 공간에서 전계의 세기가 최대(붉은색)가 되는 반면에, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)로부터의 거리가 멀어짐에 따라 전계의 세기가 감소(푸른색)이 됨을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2급전부에서의 급전에 따른 제3 및 제4주파수 대역에서의 동작원리를 도시한다.
이와 관련하여, 상기 제4주파수 대역은 상기 제3주파수 대역보다 높은 주파수 대역이다. 예를 들어, 상기 안테나는 상기 제3주파수 대역 및 상기 제4주파수 대역에서 와이파이(WiFi) 또는 블루투스(Bluetooth) 서비스를 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제3주파수 대역은 제1와이파이 및 블루투스 서비스를 제공하는 주파수 대역이다. 또한, 상기 제4주파수 대역은 제2와이파이 서비스를 제공하는 주파수 대역이다. 예를 들어, 상기 제1와이파이는 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ad 규격을 지원할 수 있다. 또한, 상기 제2와이파이는 802.11a, 802.11n, 및 802.11ad 규격을 지원할 수 있다. 즉, 802.11n 및 802.11ad 규격과 관련된 와이파이는 상기 제3주파수 대역 및 상기 제4주파수 대역에서 모두 서비스될 수 있다.
한편, 상기 제3 및 제4주파수 대역은 위에 제시된 서비스의 주파수 대역에 한정되는 것은 아니고, 와이파이, 블루투스, 지그비(Zigbee) 등의 ISM(Industrial Science, Medical) 주파수 대역에서의 통신 서비스 및 인터페이스 규격의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2급전부(432)에서 상기 접지부(440)까지의 길이는 상기 제3주파수 대역에서 반파장 및 상기 제4주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성된다. 즉, 상기 안테나(400)는 상기 제3주파수 대역 및 상기 제4주파수 대역에서 각각 반파장 및 일파장의 폴디드(folded) 안테나로 동작한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)는 각각 회로 기판(460)의 신호선과 접지와 각각 제2급전부(432) 및 접지부(440)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)는 각각 상기 회로 기판(460)의 접지와 신호선과 각각 상기 제2급전부(432) 및 접지부(440)를 통해 연결되는 것도 가능하다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 제2급전부(432)에서 상기 접지부(440) 사이에 공진모드의 1/4 파장 및 반파장의 길이의 루프 모드의 방사가 발생할 수 있다. 이때, 도 6의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 전계의 세기는 상기 제2급전부(432) 및 상기 접지부(440)에서 최대값(붉은색)을 가짐을 알 수 있다. 한편, 상기 제2급전부(432) 및 상기 접지부(440)로부터 거리가 멀어짐에 따라 전계의 세기가 감소(푸른색)이 됨을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3급전부에서의 급전에 따른 제5주파수 대역에서의 동작원리를 도시한다.
이와 관련하여, 상기 제5주파수 대역은 GPS L1/L2 및 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 서비스를 지원하는 주파수 대역을 포함한다. 한편, 상기 제5주파수 대역은 상기 GPS L1/L2 및 GLONA 서비스의 주파수 대역에 한정되는 것은 아니고, 필요한 GPS 서비스를 제공하기 위하여 일부 변경될 수 있다. 이때, 상기 제3급전부(433)는 상기 일단으로부터 상기 루프 안테나의 원주의 길이의 1/4 지점인 것을 특징으로 한다. 상기 제3급전부(433)는 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프 (420)사이의 공간으로 슬롯 급전된다.
도 7의 (a)를 참조하면, 상기 내부 루프(410) 및 상기 외부 루프 (420)사이의 공간에 해당하는 슬롯으로 상기 제3급전부(433)에 의하여 전계가 커플링된다. 이때, 상기 슬롯에 의해 커플링된 전계는 상기 슬롯의 가운데로 최대 전계가 형성된다. 한편, 상기 필드는 반파장에 해당하는 상기 슬롯 양쪽으로 전계가 형성된다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 회로 기판(460)의 신호선으로부터의 전계가 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)의 사이의 공간을 통해 커플링된다.
한편, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 안테나(400)가 와치 타입의 이동 단말기(300) 내에 장착된 경우, 내부 루프(410) 및 외부 루프(420) 사이의 공간에서 전계의 세기가 최대(붉은색)이 되고, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)로부터 거리가 멀어짐에 따라 전계의 세기가 감소(푸른색)함을 알 수 있다. 또한, 도 7의 (a) 및 (b)에서 도시된 바와 같이, 상기 내부 루프(410) 및 외부 루프(420)의 절반에 해당하는 영역에 대해서만 전계가 주로 분포됨에 따라, 상기 절반에 해당하는 영역만이 안테나로서 동작함을 알 수 있다.
한편, 이상의 도 3 내지 도 7에서 전술된 상기 안테나(400)가 와치 타입의 이동 단말기(300) 내에 수용되어 동작하는 경우, 착용 여부에 따른 상기 안테나(400)의 방사 패턴(radiation pattern)의 변화에 대해 살펴보기로 한다.
이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 와치의 착용 여부에 따른 상기 와치 내에 수용된 안테나의 방사 패턴의 변화를 도시한다.
도 8의 (a)에 따르면, 사용자가 와치를 착용하지 않는 경우에 해당하며, 이를 free mode로 지칭하기로 한다. 한편, 상기 free mode에서 상기 안테나(400)에 의한 방사 패턴의 최대값(붉은색)은 상기 와치 타입의 이동 단말기(300)의 센터의 상단을 향하고 있음을 알 수 있다.
또한, 도 8의 (b)에 따르면, 사용자가 와치를 착용한 경우에 해당하며, 이를 hand mode로 지칭하기로 한다. 한편, 상기 hand mode에서 상기 안테나(400)에 의한 방사 패턴의 최대값(붉은색)은 상기 와치 타입의 이동 단말기(300)의 센터의 상단을 향하고 있어, 상기 free mode에서의 방사 패턴과 변화가 없음을 알 수 있다. 즉, 상기 hand mode에서의 방사 패턴의 차이는 와치 착용에 따라, 높은 유전율을 갖는 인체와의 접촉에 따라, 접촉된 영역 주변에 전계가 감소되는 영향에 불과하다.
따라서, 안테나가 와치 내에 수용되는 본체형 안테나는, 와치의 밴드 내에 수용되는 밴드형 안테나에 비하여 착용 여부에 따른 방사패턴의 변화가 작음을 알 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 와치 내에 장착 가능한 루프 안테나의 일 실시예를 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 안테나(900)는 원형의 링 안테나(900)에 슬롯(850)을 형성할 수 있다. 상기 슬롯(960)에 의해 상기 원형의 링 안테나(900)는 내부 루프(910) 및 외부 루프(920)로 구분될 수 있다. 이때, 상기 내부 루프(910) 및 외부 루프(920)은 각각 급전부(930) 및 접지부(940)와 연결될 수 있다. 이와 같이, 와치 내에 장착 가능한 상기 원형의 링 안테나(900)에 의해서, 상기 안테나(800)는 기판 형태의 PCB 또는 플렉서블 PCB로 제작되어, 상기 와치 내에 수용이 용이하게 된다.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 안테나에 복수의 급전부를 구비하여 하나의 안테나로 복수의 통신 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 급전부에 동시에 신호를 인가하여 하나의 안테나로 복수의 통신 서비스를 동시에 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 전술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
200: 와치 타입의 이동 단말기 400: 안테나
410: 내부 루프 420: 외부 루프
430: 급전부 440: 접지부

Claims (15)

  1. 와치 타입의 이동 단말기에 있어서,
    와치의 외관을 형성하는 본체; 및
    개방 형태의 내부 루프 및 외부 루프를 포함하고, 상기 본체의 내부에 수용 되는 루프 안테나를 포함하고,
    상기 루프 안테나는, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일단에서 상호 연결되고,
    상기 루프 안테나는 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부 및 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부를 포함하는, 와치 타입의 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 급전부는,
    이동 통신 서비스를 위한 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제1급전부;
    와이파이 또는 블루투스 통신 서비스를 위한 제3주파수 대역 및 제4주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제2급전부; 및
    GPS 서비스를 위한 제5주파수 대역에서의 무선 신호를 인가하는 제3급전부를 포함하는, 와치 타입의 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1급전부 및 상기 제2급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프와 연결되고,
    상기 제3급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 사이의 공간으로 슬롯 급전되는, 와치 타입의 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 타단은 개방되고,
    상기 일단에서의 무선 신호가 상기 타단으로 커플링되도록 상기 일단은 상기 타단과 근접한, 와치 타입의 이동 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2주파수 대역은 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 루프 안테나의 원주의 길이는 상기 제1주파수 대역에서 반파장 및 상기 제2주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성되는, 이동 단말기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제4주파수 대역은 상기 제3주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 제2급전부에서 상기 접지부까지의 길이는 상기 제3주파수 대역에서 반파장 및 상기 제4주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성되는, 이동 단말기.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제3급전부는 상기 일단으로부터 상기 루프 안테나의 원주의 길이의 1/4 지점인 것을 특징으로 하는, 이동 단말기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1급전부 내지 상기 제3급전부는 상기 루프 안테나와 수직 연결되는 것을 특징으로 하는, 이동 단말기.
  9. 안테나에 있어서,
    개방 형태의 내부 루프;
    상기 내부 루프로부터 일정 이격 거리를 두고 배치되는 외부 루프;
    상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일단에서 상호 연결되는 연결부;
    상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 일 지점에서 복수의 통신 신호들의 각각을 인가하는 복수의 급전부; 및
    상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 중 어느 하나에서 상기 와치의 접지와 연결되는 접지부를 포함하는, 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 급전부는,
    이동 통신 서비스를 위한 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제1급전부;
    와이파이 또는 블루투스 통신 서비스를 위한 제3주파수 대역 및 제4주파수 대역에서의 통신 신호를 인가하는 제2급전부; 및
    GPS 서비스를 위한 제5주파수 대역에서의 무선 신호를 인가하는 제3급전부를 포함하는, 안테나.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3급전부는 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프 사이의 공간으로 슬롯 급전되는, 안테나.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 내부 루프 및 상기 외부 루프의 타단은 개방되고,
    상기 일단에서의 무선 신호가 상기 타단으로 커플링되도록 상기 일단은 상기 타단과 근접한, 안테나.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2주파수 대역은 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 루프 안테나의 원주의 길이는 상기 제1주파수 대역에서 반파장 및 상기 제2주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성되는, 안테나.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제4주파수 대역은 상기 제3주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 제2급전부에서 상기 접지부까지의 길이는 상기 제3주파수 대역에서 반파장 및 상기 제4주파수 대역에서 일파장이 되도록 구성되는, 안테나.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제3급전부는 상기 일단으로부터 상기 루프 안테나의 원주의 길이의 1/4 지점인 것을 특징으로 하는, 안테나.
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