KR20180093672A - 코일 안테나를 갖는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향과 실질적으로(substantially) 동일한 축을 중심으로 복수의 루프들을 형성하는 제 1 코일 안테나; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 코일 안테나가 자기장 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 코일 안테나는, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 루프를 형성하는 급전 코일과, 적어도 하나의 루프를 형성하고, 상기 급전 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 급전 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 급전 코일에 인접하게 위치한 공진 코일을 포함할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시 예들이 가능하다.

Description

코일 안테나를 갖는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE HAVING COIL ANTENNA}
본 발명의 다양한 실시 예는 코일 안테나를 이용하여 자기장 신호를 송수신할 수 있도록 된 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치(예: 스마트 폰)는 자기장 통신(예: NFC(near field communication) 또는 MST(magnetic secure transmission))을 위한 코일 안테나를 구비할 수 있다. 또한, 전자 장치는 배터리의 충전을 위한 코일 안테나를 더 구비할 수도 있다.
전자 장치는 통신 회로와, 이에 전기적으로 연결된 코일 안테나를 구비할 수 있다. 통신 회로는 전기적인 신호를 코일 안테나로 출력하고, 코일 안테나는 전기적인 신호에 의해 자기장 신호를 생성하여 외부로 방사할 수 있다. 자기장 신호의 전력 송신 효율을 높이기 위해 코일 안테나는 낮은 임피던스를 갖도록 설계될 수 있다. 한편, 코일 안테나는 자기장 신호를 수신하고, 자기장 신호에 의해 전기적인 신호를 생성하여 통신 회로로 출력할 수 있다. 자기장 신호의 전력 수신 효율을 높이기 위해서는 코일 안테나는 상대적으로 높은 임피던스를 갖도록 설계될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 코일 안테나가 낮은 임피던스를 갖도록 설계될 경우, 전자 장치는 수신 성능이 저하될 수 있고, 반대로, 코일 안테나가 높은 임피던스를 갖도록 설계될 경우, 송신 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 코일 안테나의 송수신 성능의 저하 없이 외부 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있도록 한 전자 장치를 제안한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들은 코일 안테나의 일부를 배터리 충전 용도로 사용할 수 있도록 한 전자 장치를 제안한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향과 실질적으로(substantially) 동일한 축을 중심으로 복수의 루프들을 형성하는 제 1 코일 안테나; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 코일 안테나가 자기장 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 코일 안테나는, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 루프를 형성하는 급전 코일과, 적어도 하나의 루프를 형성하고, 상기 급전 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 급전 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 급전 코일에 인접하게 위치한 공진 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 적어도 하나의 루프를 형성하고, 특정 주파수의 전기적인 신호를 공진하도록 구성된 공진 코일; 적어도 하나의 루프를 형성하도록 구성되고, 상기 공진 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 공진 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 공진 코일에 인접하게 위치한 급전 코일; 및 상기 급전 코일에 전기적으로 연결되고, 상기 특정 주파수의 전기적인 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 코일 안테나의 송수신 성능의 저하 없이 외부 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있도록 한 전자 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들은 코일 안테나의 일부(공진 코일)를 배터리 충전 용도로 사용할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 분해해서 보여 주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 안테나를 갖는 전자 장치를 도시한다.
도 6은 일반적인 코일 안테나와 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 안테나의 성능을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 7i는 본 발명의 코일 안테나의 다양한 구조를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전을 위한 다수의 코일 안테나를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전 겸용 코일 안테나를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전 겸용 코일 안테나를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 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 구성된(또는 설정된) 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(예: CPU 또는 application processor(AP))를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 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 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 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, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 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 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 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, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 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, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 “Beidou”) 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, “GPS”는 “GNSS”와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 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. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 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 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(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. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 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. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 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.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(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, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(262)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(252)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(252)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 처리 프로세서(image processing processor(ISP)), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. 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. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다.
배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다. 한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, AndroidTM, iOSTM, WindowsTM, SymbianTM, TizenTM, 또는 BadaTM를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 프로그램 모듈(310)은 커널(320)(예: 커널(141)), 미들웨어(330)(예: 미들웨어(143)), (API(360)(예: API(145)), 및/또는 어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버(106) 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널(320)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부를 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 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. 미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330) 는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(341), 윈도우 매니저(342), 멀티미디어 매니저(343), 리소스 매니저(344), 파워 매니저(345), 데이터베이스 매니저(346), 패키지 매니저(347), 커넥티비티 매니저(348), 노티피케이션 매니저(349), 로케이션 매니저(350), 그래픽 매니저(351), 또는 시큐리티 매니저(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수 처리를 수행할 수 있다. 어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)의 생명 주기를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용되는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 어플리케이션(370)의 소스 코드 또는 메모리의 공간을 관리할 수 있다. 파워 매니저(345)는, 예를 들면, 배터리의 용량 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보를 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 파워 매니저(345)는 바이오스(BIOS: basic input/output system)와 연동할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)에서 사용될 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 갱신을 관리할 수 있다.
커넥티비티 매니저(348)는, 예를 들면, 무선 연결을 관리할 수 있다. 노티피케이션 매니저(349)는, 예를 들면, 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 이벤트를 사용자에게 제공할 수 있다. 로케이션 매니저(350)는, 예를 들면, 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는, 예를 들면, 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는, 예를 들면, 시스템 보안 또는 사용자 인증을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화(telephony) 매니저 또는 전술된 구성요소들의 기능들의 조합을 형성할 수 있는 하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다. API(360)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, 타이젠의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션(370)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), 와치(384), 헬스 케어(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보) 제공 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치와 외부 전자 장치 사이의 정보 교환을 지원할 수 있는 정보 교환 어플리케이션을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 노티피케이션 릴레이 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치로 전달하거나, 또는 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 또는 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션을 설치, 삭제, 또는 갱신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예: 프로세서(210)), 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현(예: 실행)될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 또는 프로세스를 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 분해해서 보여 주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(400)(예: 전자 장치(201))는 크게, 각종 전자 부품들과, 이들을 보호하기 위한 하우징(410)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 제 1 방향으로 향한 제 1 표면(first surface; 411)과, 제 1 방향과 실질적으로(substantially) 반대되는 제 2 방향으로 향한 제 2 표면(second surface 412)과, 제 1 표면(411)과 제 2 표면(412) 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재(420)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1 표면(411)은 전자 장치의 전면을 구성하는 커버일 수 있다. 전면의 적어도 일부를 통해 디스플레이가 노출될 수 있다. 제 2 표면(412)은 전자 장치의 후면을 구성하는 커버일 수 있다. 측면 부재(420)는 전자 장치의 우측면을 구성하는 우측면 커버(413)와, 전자 장치의 좌측면을 구성하는 좌측면 커버(414)와, 전자 장치의 하측면을 구성하는 하측면 커버(415)와, 전자 장치의 상측면을 구성하는 상측면 커버(416)을 포함할 수 있다.
하우징(410) 내부에는 지문 센서(430), 제 1 표면(411)을 지지하도록 구성된 지지 구조물(440), 후면 카메라(451), 정면 카메라(452), 리시버(453), 제 1 기판(460), 제 2 기판(470), 배터리(480) 및 안테나(490)가 위치할 수 있다.
지문 센서(430)는 제 1 기판(460) 및/또는 제 2 기판(470)에 전기적으로 연결되고, 제 1 표면(411)의 적어도 일부(예: 홈 키(411a))에서 지문의 접촉을 인식하고, 지문 데이터를 생성하여 제 1 기판(460)에 탑재된 프로세서(예: 어플리케이션 프로세서)에 지문 데이터를 출력할 수 있다.
후면 카메라(451)는 제 1 기판(460)에 탑재되어, 제 2 표면(412)에 형성된 홀(412a)을 통해 노출될 수 있다.
정면 카메라(452)는 제 1 기판(460)에 탑재되어, 제 1 표면(411)에 형성된 홀(411b)을 통해 노출될 수 있다.
리시버(453)는 제 1 기판(460)에 탑재되어, 제 1 표면(411)에 형성된 홀(411c)를 통해 노출될 수 있다. 리시버(453) 아래에 후면 카메라(451)가 위치할 수 있고, 그 우측에 정면 카메라(452)가 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면 복수의 후면 카메라(451) 우측에 리시버(453)가 위치할 수 있고, 리시버(453)의 우측에 정면 카메라(452)가 위치할 수 있다.
제 1 기판(460)은 상측면 커버(416)에 인접하게 위치할 수 있고, 상측면 커버(416)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 기판(470)은 하측면 커버(415)에 인접하게 위치할 수 있고, 하측면 커버(4150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나(490)는, 기판(예: 제 1 기판(460) 또는 제 2 기판(470)에 탑재된, 통신 회로(예: NFC 모듈(228))나 충전 회로(예: 전력 관리 모듈(295))에 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나(490)는 Z축을 중심으로 나선형으로 여러 차례 감긴 코일 안테나를 포함할 수 있다. 따라서, 기판에 탑재된 회로로부터 코일 안테나로 전류가 공급(급전)되면, Z축을 중심으로 한 나선형의 전류 경로(current path)가 형성되고, 이러한 전류 경로에 의해, 전류 방향에 수직인 Z축 방향으로 자기장이 형성될 수 있다. 다시 말해, 코일로 전류가 급전되면, 코일의 전기적인 특성(예: C(capacitance), L(inductance), R(resistance))에 대응하는 특정 주파수의 전기적인 신호가 선택(즉, 공진)될 수 있다. 코일은 선택된 전기적인 신호에 의해 자기장 신호(바꾸어 말해, 자기 플럭스(magnetic flux))를 생성하여 외부로 방사(emit)할 수 있다.
안테나가 갖는 쌍대성 원리(reciprocal principle)에 따라, 안테나(490)는 특정 주파수의 자기장 신호를 수신하고, 이를 전류로 변환하여 기판에 탑재된 회로로 전달할 수 있다. 한편, 코일은 FPCB(flexible printed circuit board)(1070)에 포함될 수 있다. 한 실시예에 따르면, FPCB는 제 2 표면(412)에 부착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 안테나를 갖는 전자 장치를 도시한다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(500)(예: 전자 장치(400))는 통신 회로(510), 프로세서(520) 및 코일 안테나(530)를 포함할 수 있다.
통신 회로(510)는, 전자 장치(500)와 네트워크를 통해 연결된 다른 전자 장치 간의 통신에 있어서, 코일 안테나(530)를 통해 다른 전자 장치와 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(510)는 프로세서(520)로부터 데이터를 수신하고, 데이터를 포함하는 특정 주파수의 전기적인 신호를 코일 안테나(530)로 출력할 수 있다.
코일 안테나(530)는 통신 회로(510)로부터 수신된 전기적인 신호에 의해 자기장 신호를 생성하여 외부로 방사할 수 있다. 한편, 코일 안테나(530)는 특정 주파수의 자기장 신호를 외부로부터 수신하고, 이를 전기적인 신호로 변환하여 통신 회로(510)로 전달할 수 있다. 통신 회로(510)는 전기적인 신호로부터 데이터를 획득하여 프로세서(520)로 전달할 수 있다.
코일 안테나(530)는 급전(feeding) 코일(531)과, 이로부터 물리적으로 분리되되 급전 코일(531)과 전기적으로 커플링되도록 급전 코일(531)에 인접하게 위치한 공진 코일(532)을 포함할 수 있다.
급전 코일(531)은 통신 회로(510)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 급전 코일(531)의 제 1 끝 부분은 통신 회로(510)의 제 1 전극(511)에 전기적으로 연결되고, 급전 코일(531)의 제 2 끝 부분은 통신 회로(510)의 제 2 전극(512)에 전기적으로 연결될 수 있다. 급전 코일(531)은 통신 회로(510)로부터 수신된 특정 주파수의 전류를 공진 코일(532)로 급전할 수 있다. 또한, 특정 주파수의 자기장 신호는 공진 코일(532)로 수신될 수 있다. 공진 코일(532)은 자기장 신호에 의해 전기적인 신호를 생성하여 급전 코일(531)을 통해 통신 회로(510)로 전달할 수 있다.
급전 코일(531)의 권선(turn) 수, 그 길이(length) 그리고 그 폭(width) W2은 특정 주파수(예: 공진 주파수보다 높은 주파수)에 최적화될 수 있다. 예컨대, 공진 코일(532)이 NFC 주파수에 최적화되게 그 권선 수가 2회인 경우, 급전 코일(531)의 공진 주파수가 NFC 주파수보다 높게 형성되도록 예컨대, 급전 코일(531)의 권선 수는 1회일 수 있다. 이러한 최적화를 위한 전자 부품으로서 커패시터(550)가 급전 코일(531)의 끝 부분 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 외에도, 다양한 전자 부품(예: 인덕터, 저항, 트랜지스터 등)이 상기 최적화를 위한 용도로 코일 안테나(530)에 추가될 수도 있다.
급전 코일(531)과 통신 회로(510) 간의 전류의 반사나 손실을 줄이기 위한 임피던스(impedance) 정합 회로(540)가, 급전 코일(531)과 통신 회로(510) 사이에 개재될 수도 있다. 예를 들어, 정합 회로(540)는, 집중 정수 소자(lumped element)로서, 저항(register), 인덕터(inductor), 또는 커패시터(capacitor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 정합 회로(540)는, 분포 정수 소자(distributed element)로서, 스트립 라인(strip line)을 포함할 수 있다.
공진 코일(532)은, 급전 코일(531)과 동일 평면(예: 제 2 표면(412))에 형성될 수 있다. 또한, 공진 코일(532)은, 상기 평면 위에서 볼 때, 급전 코일(531)에 인접하면서 급전 코일(531)의 감긴 부분(바꾸어 말해, 루프(loop))을 둘러싸도록 상기 평면에 배치될 수 있다. 여기서, 인접 정도는 커플링 효과가 발생될 수 있는 거리로 정의될 수 있다. 예를 들어, 공진 코일(532)에 있어서 급전 코일(531)과 가장 인접한 루프(예컨대, 도시된 바와 같이 공진 코일(532)에 있어서 제일 안쪽에 위치한 루프)는, 급전 코일(531)의 루프로부터 거리 'd' 만큼 이격될 수 있다. 여기서, 'd'은 공진 주파수, 급전 코일(531)의 폭 W1 및 공진 코일(532)의 폭 W2에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 'd'는 커플링 효과가 발생될 수 있도록 W1의 두 배이내 일 수 있다.
공진 코일(532)에 있어서 서로 겹치는 부분(A)은 접촉되지 아니하게 예컨대, 비도전성 물질로 분리될 수 있다. 또한, 공진 코일(532)에 있어서 급전 코일(531)과 겹치는 부분들(B, C) 또한, 접촉되지 아니하게 예컨대, 비도전성 물질로 분리될 수 있다.
공진 코일(532)의 권선(turn) 수, 그 길이(length) 그리고 그 폭(width) W2은 공진 주파수(예: NFC 주파수)에 최적화될 수 있다. 추가적으로, 상기 최적화를 위한 전자 부품으로서 커패시터(560)가 공진 코일(532)의 두 끝 부분 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 커패시터(560)이 추가되고, 이에 따라 공진 코일(532)의 물리적인 크기(예: 그 길이와 폭)가 보상됨으로써 특정 주파수의 전기적인 신호가 공진 코일(532)에 의해 선택(공진)될 수 있다. 커패시터(560) 외에도, 다양한 전자 부품(예: 인덕터, 저항, 트랜지스터 등)이 상기 최적화를 위한 용도로 코일 안테나(530)에 추가될 수도 있다.
공진 코일(532)은, 급전 코일(531)과 물리적으로 분리되어 있지만 급전 코일(531)에 인접해 있고, 그에 따른 커플링 효과에 의해 급전 코일(531)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 급전 코일(531)에서 공진 코일(532)로 전류가 급전될 수 있다. 전류가 공진 코일(532)로 급전되면, 공진 코일(532)의 전기적인 특성에 따른 특정 주파수의 전기적인 신호가 선택(공진)될 수 있다. 공진 코일(532)는 선택된 전기적인 신호에 의해 자기장 신호를 생성하여 외부로 방사(emit)할 수 있다. 또한, 특정 주파수의 자기장 신호가 공진 코일(532)로 수신될 수 있다. 공진 코일(532)는 자기장 신호에 의해 전기적인 신호를 생성하여 급전 코일(531)을 통해 통신 회로(510)로 전달할 수 있다.
도 6은 일반적인 코일 안테나와 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 안테나의 성능을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제 1 코일 안테나(610)는, 일반적인 코일 안테나의 일례로서, 도시된 바와 같이 3차례의 루프(loop)를 형성하도록 구성된 하나의 코일일 수 있다. 제 1 코일 안테나(610)는, 그 전기적인 특성(L, C)에 따라, 특정 주파수의 자기장 신호를 외부로 방사할 수 있다.
제 2 코일 안테나(620)는 본 발명의 코일 안테나의 일례로서, 그 전기적인 특성의 경우 상기 특정 주파수를 공진 주파수로 선택되도록 구성된 것일 수 있고, 그 구조의 경우 제 1 코일 안테나(610)의 구조와는 다르게 설계된 것일 수 있다. 예를 들어, 제 2 코일 안테나(620)는, 제 1 코일 안테나(610)처럼 하나의 코일이 아닌, 급전 코일(621) 그리고 이와 물리적으로 분리되되 전기적으로 연결되도록 설계된 공진 코일(622)을 포함할 수 있다.
급전 코일(621)은 싱글 루프(single loop)를 형성하는 것이고 공진 코일(622)은 두 차례의 루프를 형성하는 것으로써 그 총 권선 수는 제 1 코일 안테나(610)의 권선 수와 동일할 수 있다. 여기서, 급전 코일(621)은 공진 코일(622)과 물리적으로 분리되어 있고 그 길이가 제 1 코일 안테나(610)의 길이보다 짧고 제 1 코일 안테나(610)보다 덜 권선되어 있기 때문에, 급전 코일(621)의 임피던스는 제 1 코일 안테나(610)의 임피던스보다 낮을 수 있다. 따라서, 급전 코일(621)은 제 1 코일 안테나(610)보다 상대적으로 더 적게 전력을 소모하면서 통신 회로로부터 출력된 전력을 공진 코일(622)로 전달할 수 있다. 공진 코일(622)은 제 1 코일 안테나(610)보다 상대적으로 더 많은 양의 전력을 외부로 출력할 수 있다. 즉, 통신 회로에서 제 1 코일 안테나(610) 및 제 2 코일 안테나(620)로 각각 동일한 전력이 출력될 경우, 제 2 코일 안테나(620)의 공진 코일(622)의 전력 송신 효율이 제 1 코일 안테나(610)의 전력 송신 효율보다 높을 수 있다. 이와 같이 전력 송신 효율이 높다는 것은 보다 저전력으로 통신 회로의 운용이 가능하다는 것이고 따라서 배터리의 전력 소모량을 줄일 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 전력 송신 효율이 높다는 것은, 제 2 코일 안테나(620)를 채용한 전자 장치가 제 1 코일 안테나(610)를 채용한 전자 장치보다 상대적으로 보다 먼 거리에서 다른 전자 장치와 무선 통신 가능하다는 것을 의미한다.
공진 코일(622)의 임피던스는 제 1 코일 안테나(610)보다 낮기 때문에, 공진 코일(622)의 Q는 제 1 코일 안테나(610)의 Q보다 높을 수 있다. 따라서, 공진 코일(622)이 제 1 코일 안테나(610)과 비교하여 더 많은 양의 전력을 외부로부터 수신할 수 있다. 즉, 공진 코일(622)의 전력 수신 효율이 제 1 코일 안테나(610)의 전력 수신 효율보다 높을 수 있다. 이와 같이 전력 수신 효율이 높다는 것은, 제 2 코일 안테나(620)를 채용한 전자 장치가 제 1 코일 안테나(610)를 채용한 전자 장치보다 상대적으로 보다 먼 거리에서 다른 전자 장치와 무선 통신이 가능하다는 것을 의미한다.
도 7a 내지 7i는 본 발명의 코일 안테나의 다양한 구조를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 안테나는 급전 코일 및 이와 직접 접촉되지 않게 분리된 공진 코일을 포함할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 이외에도 도 7a 내지 7i에 도시된 바와 같이 본 발명의 코일 안테나는 다양한 구조로 설계될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 급전 코일(711)의 싱글 루프는 공진 코일(712)에 인접하면서 공진 코일(712)을 둘러쌀 수 있다.
도 7b를 참조하면, 공진 코일(721)의 두 루프 사이에 급전 코일(722)의 싱글 루프가 위치할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 코일은 그 턴 수가 많아질수록 상호 인덕턴스(mutual inductance)가 증가된다. 급전 코일(731)은 복수의 루프를 형성할 수 있다. 이에 따라 급전 코일(731)은 싱글 루프인 도 5의 급전 코일(531)보다 인덕턴스가 높고, 이에 따라 공진 코일(732)에 의해 급전 코일(731)에 유도되는 전력 또한, 도 5의 경우보다 높아질 수 있다.
도 7d를 참조하면, 공진 코일(741)은 도 5의 공진 코일(532)보다 턴 수가 많고 따라서, 외부 전자 장치의 코일에 의해 공진 코일(741)로 유도되는 전력이 도 5의 경우보다 높아질 수 있다.
도 7e를 참조하면, 공진 코일(751)과 급전 코일(752)은 각각, 멀티 루프를 형성할 수 있고, 루프들은 교차 배치되되, 급전 코일(752)의 최외곽 루프가 루프들 중 가장 바깥쪽에 위치할 수 있다.
도 7f를 참조하면, 공진 코일(761)과 급전 코일(762)은 각각, 멀티 루프를 형성할 수 있고, 루프들은 교차 배치되되, 공진 코일(761)의 최외곽 루프가 루프들 중 가장 바깥쪽에 위치할 수 있다.
도 7g를 참조하면, 공진 코일(771)과 급전 코일(772)은 각각, 멀티 루프를 형성할 수 있고, 급전 코일(772)의 멀티 루프는 공진 코일(771)의 두 루프 사이에 위치할 수 있다. 예컨대, 공진 코일(771)의 폭은 0.7(mm)이고 급전 코일(772)의 폭은 0.3일 수 있다. 또한, 공진 코일(771)과 급전 코일(772) 간의 간격은 0.2이고, 공진 코일(771) 내부에 위치한 급전 코일(772)의 턴 간 간격은 0.3일 수 있다. 이에 따라, 총 두께(T)는 2.7일 수 있다.
도 7h를 참조하면, 공진 코일(781)과 급전 코일(782)은 각각, 멀티 루프를 형성할 수 있고, 공진 코일(781)의 멀티 루프는 급전 코일(782)의 두 루프 사이에 위치할 수 있다. 예컨대, 공진 코일(781)의 폭은 0.7(mm)이고 급전 코일(782)의 폭은 0.3일 수 있다. 또한, 공진 코일(781)과 급전 코일(782) 간의 간격은 0.2이고, 급전 코일(782) 내부에 위치한 공진 코일(781)의 턴 간 간격은 0.3일 수 있다. 이에 따라, 총 두께(T)는 2.7일 수 있다.
이상의 도 7a 내지 7g에 도시된 급전 코일 및 공진 코일은 동일 평면(예: 제 2 표면(412))에 위치할 수 있다. 이와 달리, 공진 코일과 급전 코일은 다른 층에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 도 7i에 도시된 바와 같이, FPCB는 복수의 층(multi-layer)을 가질 수 있는데, 제 1 층(791)에 공진 코일 및 급전 코일 중 하나(793)가 위치하고 제 2 층(792)에 다른 하나(794)가 위치할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전을 위한 다수의 코일 안테나를 도시한다.
도 8을 참조하면, 안테나(800)는 제 1 코일 안테나(810)와 제 2 코일 안테나(820)를 포함할 수 있다. 제 1 코일 안테나(810)는 급전 코일 및 이로부터 물리적으로 분리되되 전기적으로 커플링된 공진 코일을 포함할 수 있고, 예를 들어, 도 5 및 도 7a 내지 도 7i에서 보여준 구조를 가질 수 있다. 제 1 코일 안테나(810)의 급전 코일의 두 끝 부분(811, 812)은 각각, 통신 회로의 두 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
제 2 코일 안테나(820)는 제 1 코일 안테나(810)와 동일 평면(예: 제 2 표면(412))에 형성될 수 있다. 물론, 이들은(810, 820) 각각 다른 층에 위치할 수도 있다. 제 2 코일 안테나(820)는, 상기 평면 위에서 볼 때, 상기 제 1 안테나(810)의 내부에 위치할 수 있다. 제 2 코일 안테나(820)는 급전 코일 및 이와 직접 접촉되지 않게 분리된 공진 코일을 포함할 수 있고, 예를 들어, 도 5 및 도 7a 내지 도 7i에서 보여준 구조를 가질 수 있다.
제 2 코일 안테나(820)는 멀티 루프를 형성한 하나의 코일일 수도 있다. 제 2 코일 안테나(820)의 두 끝 부분(821, 822)은 각각, 충전 회로(예: 예: 전력 관리 모듈(295))의 두 전극에 전기적으로 연결됨으로써, 제 2 코일 안테나(820)는 배터리의 충전을 위한 안테나로서 이용될 수 있다.
제 2 코일 안테나(820)는 제 1 코일 안테나(810)로부터 거리 'd' 만큼 이격될 수 있다. 여기서, 'd'는, 두 코일 안테나(810, 820) 간의 간섭(interference)을 방지하기 위한 것으로서, 제 2 코일 안테나(820)의 코일의 폭에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, d는 상기 폭의 2배 이상으로 결정될 수 있다.
한편, 공진 코일은 통신 및 충전 겸용으로 이용될 수도 있다. 즉, 하나의 코일 안테나로 통신 및 충전이 가능하다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전 겸용 코일 안테나를 도시한다.
도 9를 참조하면, 코일 안테나(900)는 급전 코일(910) 그리고 이로부터 물리적으로 분리되되 전기적으로 연결된 공진 코일(920)을 포함할 수 있다.
공진 코일(920)은 싱글 루프 또는 멀티 루프를 형성하고, 그 제 1 끝 부분(921)과 제 2 끝 부분(921)은 충전 회로에 전기적으로 연결될 수 있다.
공진 코일(920)은 제 1 특정 주파수에서 공진하고 제 2 특정 주파수에서도 공진하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 특정 주파수는 무선 충전 주파수(예: 10MHz 이하)일 수 있고, 제 2 특정 주파수는 NFC 주파수(13.56MHz)일 수 있다. 상기 특정 주파수들에 최적화되도록 두 끝 부분(921, 922) 사이에는 공진 커패시터(930)가 전기적으로 연결될 수 있다.
필터(940)가 공진 코일(920)에 전기적으로 연결될 수 있다. 필터(940)는 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호에 대해선 낮은 임피던스(low impedance)를 갖는 반면, 제 2 특정 주파수의 전기적인 신호에 대해선 상대적으로 높은 임피던스(high impedance)를 갖도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 필터(940)는, 노치(notch) 필터로서, 제 1 끝 부분(921)을 충전 회로에 전기적으로 연결하는 제 1 LC 병렬 회로(941)와 제 2 끝 부분(922)을 충전 회로에 전기적으로 연결하는 제 2 LC 병렬 회로(942)를 포함할 수 있다. 여기서, L과 C는 제 2 특정 주파수의 전기적인 신호의 차단 그리고 그 외 주파수 성분의 통과를 위한 값으로 결정될 수 있다. 이에 따라, 제 1 특정 주파수의 자기장 신호는 공진 코일(920)로 수신될 수 있다. 공진 코일(920)은 자기장 신호에 의해 전기적인 신호를 생성하여 필터(940)를 통해 충전 회로로 전달할 수 있다. 제 2 특정 주파수의 전기적인 신호는 필터(940)에 의해 충전 회로로 전달되지 않고 차단될 수 있다.
급전 코일(910)은 싱글 루프 또는 멀티 루프를 형성하고, 그 제 1 끝 부분(911)과 제 2 끝 부분(912)은 통신 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 급전 코일(910)은 공진 코일(920)과 물리적으로 분리되되 전기적으로 연결되도록 설계될 수 있다. 구체적으로, 급전 코일(910)과 공진 코일(920)의 설계와 배치는, 통신 회로가 공진 코일(920)을 통해 데이터 송수신을 수행할 수 있도록, 앞서 도 5 내지 7을 참조하여 설명된 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
무선 충전이 공진 코일(920)을 통해 이루어질 경우, 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호나 그 하모닉(harmonic) 성분은 급전 코일(910)로 전달될 수 있다. 급전 코일(910)은 공진 코일(920)과 물리적으로 분리되어 있기 때문에, 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호나 그 하모닉 성분이 급전 코일(910)로 전달될 때, 전력 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 통신 회로의 손상 위험은 낮다. 이러한 위험을 좀 더 낮추기 위해 급전 코일(910)은 제 2 특정 주파수보다 높은 주파수(예: 20MHz 이상)에서 공진이 이루어지게 설계될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 및 충전 겸용 코일 안테나를 도시한다.
도 10을 참조하면, 코일 안테나(1000)는 통신 회로와 전기적으로 연결된 급전 코일(1010)과 충전 회로에 전기적으로 연결된 공진 코일(1020)을 포함할 수 있다.
공진 코일(1020)은 무선 충전 주파수에서 공진하고 제 2 특정 주파수(예: NFC 주파수)에서 공진하도록 설계될 수 있고, 급전 코일(1010)과 전기적으로 연결되되 물리적으로 분리된 것일 수 있다. 따라서, 앞서 도 9를 통해 설명한 바와 같이, 급전 코일(1010)에 전기적으로 연결된 통신 회로의 손상 위험은 낮다. 추가적으로, 손상 방지 회로(1030)가 급전 코일(1010)에 전기적으로 연결될 수 있다.
손상 방지 회로(1030)는 급전 코일(1010)의 제 1 끝 부분(1011)에 전기적으로 연결된 제 1 스위치(1031)와, 제 1 스위치(1031) 및 접지 사이에 위치한 제 1 커패시터(1033; 일명, de-tuning capacitor)와, 제 2 끝 부분(1012)에 전기적으로 연결된 제 2 스위치(1032)와, 제 2 스위치(1032) 및 접지 사이에 위치한 제 2 커패시터(1034)를 포함할 수 있다.
공진 코일(1020)을 통한 데이터 송수신 모드인 경우, 두 스위치(1031, 1032)는 오프(off)될 수 있다. 이에 따라, 두 커패시터(1033, 1034)와 급전 코일(1010) 간의 전기적인 연결은 차단될 수 있다. 공진 코일(1020)을 통한 배터리 충전 모드인 경우, 두 스위치(1031, 1032)는 온(on)됨으로써 두 커패시터(1033, 1034)와 급전 코일(1010)이 전기적으로 연결되고, 이에 따라 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호나 그 하모닉(harmonic) 성분이 통신 회로로 전달되는 것이 방지될 수 있다. 두 스위치(1031, 1032)의 온/오프는 통신 회로나 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향과 실질적으로(substantially) 동일한 축을 중심으로 복수의 루프들을 형성하는 제 1 코일 안테나; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 코일 안테나가 자기장 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 코일 안테나는, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 루프를 형성하는 급전 코일과, 적어도 하나의 루프를 형성하고, 상기 급전 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 급전 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 급전 코일에 인접하게 위치한 공진 코일을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 배터리; 및 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 공진 코일에 전기적으로 연결되어 상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 급전 코일은 상기 공진 코일의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 공진이 이루어지도록 구성될 수 있다.
상기 전자 장치는, 상기 공진 코일과 상기 충전 회로 사이에 개재되어, 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호를 통과시키고 제 2 특정 주파수의 전기적인 신호를 상기 충전 회로로 흐르지 못하게 저지하도록 구성된 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 특정 주파수는 무선 충전 주파수이고, 제 2 특정 주파수는 NFC 주파수일 수 있다.
상기 전자 장치는, 상기 공진 코일을 통해 상기 급전 코일로 수신된 전기적인 신호에 의한 상기 통신 회로의 손상을 방지하도록 구성된 손상 방지 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 손상 방지 회로는, 상기 급전 코일의 제 1 끝 부분에 전기적으로 연결된 제 1 스위치와, 상기 제 1 스위치 및 접지 사이에 위치한 제 1 커패시터와, 상기 급전 코일의 제 2 끝 부분에 전기적으로 연결된 제 2 스위치와, 상기 제 2 스위치 및 상기 접지 사이에 위치한 제 2 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리가 충전될 때, 상기 스위치들이 온(on) 상태가 됨으로써 상기 커패시터들이 상기 급전 코일에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 스위치들의 온/오프는 상기 통신 회로 또는 상기 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
상기 전자 장치는, 상기 제 2 표면 위에서 볼 때 상기 제 1코일 안테나의 내부에 위치한 제 2 코일 안테나와, 상기 제 2 코일 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제 2 코일 안테나를 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 급전 코일과 상기 공진 코일은 상기 제 2 표면에 형성될 수 있다.
상기 급전 코일과 상기 공진 코일은 다른 층에 형성될 수도 있다.
상기 급전 코일과 상기 공진 코일 중 하나의 루프는 다른 하나를 둘러싸는 것일 수 있다.
상기 급전 코일의 권선 수는 상기 공진 코일의 권선 수보다 많은 것일 수 있다.
상기 급전 코일의 적어도 하나의 루프와 상기 공진 코일의 적어도 하나의 루프는, 교차 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 루프를 형성하고, 특정 주파수의 전기적인 신호를 공진하도록 구성된 공진 코일; 적어도 하나의 루프를 형성하도록 구성되고, 상기 공진 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 공진 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 공진 코일에 인접하게 위치한 급전 코일; 및 상기 급전 코일에 전기적으로 연결되고, 상기 특정 주파수의 전기적인 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로를 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는, 배터리; 및 상기 공진 코일에 전기적으로 연결되어 상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 전자 장치
120: 프로세서 130: 메모리
150: 입출력 인터페이스
160: 디스플레이 170: 통신 인터페이스

Claims (17)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 방향으로 향하는 제 1 표면, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향과 실질적으로(substantially) 동일한 축을 중심으로 복수의 루프들을 형성하는 제 1 코일 안테나;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 제 1 코일 안테나가 자기장 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 통신 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 제 1 코일 안테나는,
    상기 통신 회로에 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 루프를 형성하는 급전 코일과,
    적어도 하나의 루프를 형성하고, 상기 급전 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 급전 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 급전 코일에 인접하게 위치한 공진 코일을 포함하는,
    전자 장치.
  2. 배터리; 및
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 공진 코일에 전기적으로 연결되어 상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함하는,
    전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 급전 코일은 상기 공진 코일의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 공진이 이루어지도록 구성된 것인,
    전자 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 공진 코일과 상기 충전 회로 사이에 개재되어, 제 1 특정 주파수의 전기적인 신호를 통과시키고 제 2 특정 주파수의 전기적인 신호를 상기 충전 회로로 흐르지 못하게 저지하도록 구성된 필터를 더 포함하는,
    전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 특정 주파수는 무선 충전 주파수이고, 제 2 특정 주파수는 NFC 주파수인,
    전자 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 공진 코일을 통해 상기 급전 코일로 수신된 전기적인 신호에 의한 상기 통신 회로의 손상을 방지하도록 구성된 손상 방지 회로를 더 포함하는,
    전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 손상 방지 회로는,
    상기 급전 코일의 제 1 끝 부분에 전기적으로 연결된 제 1 스위치와,
    상기 제 1 스위치 및 접지 사이에 위치한 제 1 커패시터와,
    상기 급전 코일의 제 2 끝 부분에 전기적으로 연결된 제 2 스위치와,
    상기 제 2 스위치 및 상기 접지 사이에 위치한 제 2 커패시터를 포함하는 것인,
    전자 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리가 충전될 때, 상기 커패시터들이 상기 급전 코일에 전기적으로 연결되도록 상기 스위치들이 온(on)되는 것인,
    전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치들의 온/오프는 상기 통신 회로 또는 상기 프로세서에 의해 제어되는 것인,
    전자 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면 위에서 볼 때 상기 제 1코일 안테나의 내부에 위치한 제 2 코일 안테나와,
    상기 제 2 코일 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제 2 코일 안테나를 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함하는,
    전자 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 코일과 상기 공진 코일은 상기 제 2 표면에 형성된 것인,
    전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 코일과 상기 공진 코일은 다른 층에 형성된 것인,
    전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 코일과 상기 공진 코일 중 하나의 루프는 다른 하나를 둘러싸는 것인,
    전자 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 급전 코일의 권선 수는 상기 공진 코일의 권선 수보다 많은 것인,
    전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 코일의 적어도 하나의 루프와 상기 공진 코일의 적어도 하나의 루프는, 교차 배치되는 것인,
    전자 장치.
  16. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 루프를 형성하고, 특정 주파수의 전기적인 신호를 공진하도록 구성된 공진 코일;
    적어도 하나의 루프를 형성하도록 구성되고, 상기 공진 코일로부터 물리적으로 분리되되 상기 공진 코일과 전기적으로 커플링되도록 상기 공진 코일에 인접하게 위치한 급전 코일; 및
    상기 급전 코일에 전기적으로 연결되고, 상기 특정 주파수의 전기적인 신호를 생성하도록 구성된 통신 회로를 포함하는 전자 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    배터리; 및
    상기 공진 코일에 전기적으로 연결되어 상기 공진 코일을 통해 수신된 전기적인 신호를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 더 포함하는,
    전자 장치.
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