KR20190032160A - 이동 단말기 - Google Patents

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KR20190032160A
KR20190032160A KR1020180001515A KR20180001515A KR20190032160A KR 20190032160 A KR20190032160 A KR 20190032160A KR 1020180001515 A KR1020180001515 A KR 1020180001515A KR 20180001515 A KR20180001515 A KR 20180001515A KR 20190032160 A KR20190032160 A KR 20190032160A
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KR
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conductor
coil antenna
mobile terminal
loop
rear case
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KR1020180001515A
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윤창원
김창일
유한필
노승정
유치상
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엘지전자 주식회사
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Abstract

금속부를 포함하는 리어 케이스를 포함하는 본체; 상기 리어 케이스에 형성된 개구부; 상기 본체 내부에 위치하며 복수개의 도선을 포함하는 코일 안테나; 및 상기 코일 안테나에 전원을 인가하는 급전부를 포함하며, 상기 코일 안테나는, 제1 방향으로 연장되고 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩 배치되는 제1 도선(conducting strip); 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도선의 일측에 위치하며 상기 제1 도선과 연결되어 제1 루프를 형성하는 제2 도선; 및 상기 제2 방향으로 상기 제1 도선의 타측에 위치하며 상기 제1 도선과연결되어 제2 루프를 형성하는 제3 도선을 포함하고, 상기 제1 도선과 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 연결되어 연속적인 코일을 형성하는 이동 단말기에 관한 것이다.

Description

이동 단말기{MOBILE TERMINAL}
본 발명은 메탈 케이스를 구비한 이동 단말기의 무선통신 시, 무선통신 성능을 개선한 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 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.
더 나아가 외부 장치와 무선 통신을 이용하여 정보를 송수신 할 수 있어 단말기의 기능이 증대될 수 있다. 예를 들면 단말기 상호간의 데이터 전송, 이동 단말기의 특정 기능 수행할 수 있으며, 더 나아가 이동 단말기를 이용하여 결제도 가능하다. 또한, 단말기의 사용 태양이 다양해 짐에 따라 배터리 사용량이 많아지면서 손쉽게 충전할 수 있도록 별도의 케이블을 이용하지 않고도 근접하여 위치시키는 것만으로 충전이 가능한 무선충전 기능에 대한 니즈도 증대되고 있다.
외관 디자인과 관련하여 심플한 디자인을 선호하여 메탈 재질 등의 소재가 각광을 받고 있으나, 메탈 재질을 이용하는 경우 내부부품, 특히 무선통신이나 무선충전과 같은 기능의 품질 저하가 문제된다.
본 발명은 메탈 케이스를 구비한 이동 단말기의 무선통신 시, 무선통신 성능을 개선한 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
금속부를 포함하는 리어 케이스를 포함하는 본체; 상기 리어 케이스에 형성된 개구부; 상기 본체 내부에 위치하며 복수개의 도선을 포함하는 코일 안테나; 및 상기 코일 안테나에 전원을 인가하는 급전부를 포함하며, 상기 코일 안테나는, 제1 방향으로 연장되고 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩 배치되는 제1 도선(conducting strip); 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도선의 일측에 위치하며 상기 제1 도선과 연결되어 제1 루프를 형성하는 제2 도선; 및 상기 제2 방향으로 상기 제1 도선의 타측에 위치하며 상기 제1 도선과연결되어 제2 루프를 형성하는 제3 도선을 포함하고, 상기 제1 도선과 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 연결되어 연속적인 코일을 형성하는 이동 단말기를 제공한다.
상기 급전부에서 인가한 전원에 의해 전류는 상기 제1 도선에서는 상기제1 방향으로 전류가 흐르고, 상기 제2 도선에서는 시계 방향으로 전류가 흐르며 상기 제3 도선에서는 반 시계방향으로 전류가 흐를 수 있다.
상기 개구부의 제2 방향의 너비는 상기 제1 도선의 제2 방향의 너비보다 더 넓을 수 있다.
상기 코일 안테나는, 일면과 타면에 상기 복수개의 도선이 분산하여 배치된 절연기판; 및 상기 절연기판을 관통하며, 상기 일면과 타면에 위치하는 도선은 연결하는 비아를 포함할 수 있다.
상기 제1 도선은 상기 절연기판의 일면과 타면에 중첩하여 배치될 수 있다.
상기 절연기판은 상기 제1 루프와 제2 루프로 둘러싸인 부분에 형성된 개방영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 도선, 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 복수 개를 포함하고, 상기 제1 도선의 개수(n1)는 상기 제2 도선의 개수(n2)와 상기 제3 도선의 개수(n3)의 합일 수 있다.
상기 복수개의 제1 도선 각각의 일단은 상기 제2 도선과 연결되고 타단은 상기 제3 도선과 연결되어 상기 제2 도선 상기 제1 도선 및 상기 제3 도선이 8자 형상으로 연결될 수 있다.
상기 복수개의 제1 도선은 상기 제2 도선과 양단이 연결되어 상기 제2 도선과 나선형상의 제1 루프를 형성하는 제1 그룹과 상기 제3 도선과 양단이 연결되어 상기 제3 도선과 나선형상의 제2 루프를 형성하는 제2 그룹을 포함할 수 있다.
상기 개구부는 상기 리어 케이스의 중앙에 위치할 수 있다.
상기 개구부는 상기 리어 케이스의 금속부로 둘러싸일 수 있다.
상기 본체의 배면에 배치되고 상기 개구부를 통해 배면에 노출되는 후면 버튼 또는 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 코일 안테나는 상기 리어 케이스의 내측면에 부착될 수 있다.
상기 급전부를 제어하여 상기 코일 안테나를 통해 NFC무선통신을 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
금속소재를 포함하는 리어 케이스를 포함하는 본체; 상기 리어 케이스에 형성된 개구부; 상기 개구부를 통해 배면에 노출되는 한 쌍의 카메라; 상기 본체 내부에 위치하며 복수개의 도선을 포함하는 코일 안테나; 및 상기 코일 안테나에 전원을 인가하는 급전부를 포함하며, 상기 코일 안테나는, 제1 방향으로 연장되고 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩되며 상기 한 쌍의 카메라 사이에 위치하는 제1 도선; 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도선의 일측에 위치하며 C자 형상을 이루는 제2 도선; 및 상기 제2 방향으로 상기 제1 도선의 타측에 위치하며 C자 형상을 이루는 제3 도선을 포함하고, 상기 제1 도선과 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 연결되어 하나의 8자 형상의 코일을 형성할 수 있다.
상기 코일 안테나는, 일면과 타면에 상기 복수개의 도선이 분산하여 배치된 절연기판; 및 상기 절연기판을 관통하며, 상기 일면과 타면에 위치하는 도선은 연결하는 비아를 포함하고, 상기 절연기판은 상기 제1 루프와 제2 루프로 둘러싸인 부분에 형성되고 상기 카메라가 위치하는 개방영역을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기는 리어 케이스에 금속소재를 포함하는 경우 코일안테나의 성능이 저하되는 문제를 해소할 수 있다.
특히 카메라나, 후면 버튼과 같이 다른 부품을 위한 개구부를 그대로 이용할 수 있어, 외관 디자인을 저해하지 않으면서 안테나 성능을 확보할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 코일 안테나를 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 리어 케이스의 내측면에 부착된 코일 안테나를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 코일 안테나와 리어 케이스에서 형성되는 전기장(E-field)과 자기장(H-field)을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 자기장을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 코일 안테나의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 코일 안테나와 개구부의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 코일 안테나와 카메라의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
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 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(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 1a와 함께 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 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 1 b 및 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 단말기(100)의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기(100)의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기(100)에 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(미도시)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
리어 케이스(102)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b) 등 후면에 위치하는 부품을 외부로 노출시키기 위한 개구부(102a)가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 메탈, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 강화 유리(tempered glass) 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 메탈이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
다만, 메탈 재질을 이용하는 경우, 무선통신이나 무선 충전과 같이 전자기파를 이용하는 기능에 영향을 미쳐 성능이 저하되는 문제가 있어 성능 확보를 위해 비전도성 물질, 예를 들면 합성수지를 이용한 비전도 케이스를 부분적으로 배치할 수 있다. 상기 비전도 케이스에 의해 분할된 메탈 케이스 중 일부는 자체가 방사체로 이용될 수 있다.
다만, 부분적으로 이용된 비전도성 물질은 하우징의 외관을 분할하여 디자인적 품질이 저하되는 문제가 있어 비전도성 물질로 이루어진 비전도 케이스의 영역을 최소화 하는 디자인에 대한 니즈가 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 후면 커버사이에 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.
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 대화면으로 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 리어 케이스(102)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.
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.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 코일 안테나(200)를 도시한 도면으로 (a)는 일면을 (b)는 타면을 도시한다. 도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 리어 케이스(102)의 내측면(전면)을 도시한 도면이다. 코일 안테나(200)의 일면이 이동 단말기(100)의 배면 방향을 향하도록 배치되어 리어 케이스(102)에 부착될 수도 있고, 타면이 리어 케이스(102)에 부착될 수도 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 일면이 리어 케이스(102)에 부착된 경우를 기준으로 설명하도록 한다.
리어 케이스(102)에 형성된 개구부(102a)를 통해 배면을 향하는 카메라(121b)를 비롯하여 음향 출력부(152b), 플래쉬(124) 또는 후면 버튼 등이 노출될 수 있다. 본 발명의 리어 케이스(102)는 금속소재를 포함한다. 금속소재의 케이스는 깔끔한 외관과 견고한 이미지를 제공하기 때문에 외관 케이스로서 선호하는 소재 중 하나이다.
이동 단말기에 실장되는 안테나는 전자기파를 송수신하는 전도성 부재로서, 주변의 전자 부품의 영향을 받는 바 이동 단말기(100)의 가장 외곽 쪽에 배치하는 것이 안정적이다. 따라서 케이스의 일부를 안테나로 이용하거나 리어 케이스(102)의 내측면에 부착하는 방식으로 구현할 수 있다.
특히 근거리 통신(Short range communication)으로서, NFC(Near Field Communication)는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. NFC는 13.56MHz의 낮은 주파수 대역의 신호를 사용하고 10cm이하의 초근거리에서 무선통신을 수행하기 때문에 코일 형태의 안테나를 이용한다.
근거리 통신용 코일 안테나는 이동통신을 위한 안테나와 같이 신호를 공기중에 전파하는 방식이 아니라 코일에 전류를 흘리면 형성되는 전기장에 의해 자기장을 통해 신호를 전송한다. 코일 안테나(200)가 형성한 자기장 내에 상대 안테나가 위치하면 신호를 송수신할 수 있다. 코일 안테나(200)는 대면적을 차지하기 때문에 리어 케이스(102)의 내측면에 부착하는 형태로 배치되는 것이 일반적이다.
다만, 리어 케이스(102)가 금속재질을 포함하는 경우 NFC안테나가 형성하는 전자기장이 방해 받게 되어 NFC안테나가 제 기능을 발휘하기 어려운 문제가 있다. 종래에는 NFC안테나의 성능을 위해 추가적으로 메탈 부분을 제거하는 방식을 이용하였다. 예를 들면 NFC안테나를 노출시키는 개구부(102a)는 일측이 개방된 형태가 필요했다. 이 경우 개구부(102a)가 긴 슬릿 형상으로 형성해야 하기 때문에 이동 단말기(100)의 후면 디자인을 저해하는 요소가 되었다. 또한 NFC안테나를 일측에 치우쳐 배치해야 하기 때문에 이동 단말기의 상단 또는 하단에 위치하는 다른 안테나와 간섭이 문제가 될 수 있다.
그러나, 본 발명은 리어 케이스(102)에 다른 부품을 위해 형성된 개구부(102a)를 이용하여 외관 디자인을 해치지 않고 NFC안테나의 성능을 확보할 수 있다. 또한 개구부의 위치가 이동 단말기 배면의 중앙 부분에 위치할 수 있어 다른 안테나와의 간섭을 최소화 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 코일 안테나(200)는 제1 방향으로 연장된 제1 도선(211), 제1 방향에 수직인 제2 방향의 일측에 위치하는 제2 도선(212), 제2 방향의 타측에 위치하는 제3 도선(213)으로 구성되며 제1 도선(211) 내지 제3 도선(213)은 연결되어 하나의 코일을 형성한다. 따라서, 제1 도선(211) 내지 제3 도선(213)의 2개 지점에서 급전부와 연결되며, 도선(210)이 연결된 모양을 따라 전류가 흐른다. 설명의 편의를 위해 도면을 기준으로 제1 방향은 수직방향 제2 방향은 수평방향으로 설명한다. 90도 기울어지는 경우 제1 방향은 수평방향이 되고 제2 방향은 수직방향인 경우도 본 발명에 포함된다.
제1 도선(211)은 상기 리어 케이스(102)에 형성된 개구부(102a)를 통해 노출된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 도선(211)이 형성된 영역의 제2 방향의 너비는 개구부(102a)의 제2 방향의 너비보다 더 작아 복수개의 제1 도선(211)은 제2방향으로 전부 노출될 수 있다.
제1 도선(211)과 제2 도선(212)이 제1 루프(L1)를 형성하고, 제1 도선(211)과 제3 도선(213)은 제2 루프(L2)를 형성한다. 도 2에 도시된 바와 같이 제1 도선(211) 내지 제3 도선(213)은 복수개의 도선을 포함하며, 제1 도선(211)은 제1 루프(L1)와 제2 루프(L2)에 공유되므로 제1 도선(211)의 개수(n1)는 제2 도선(212)과 제3 도선(213)의 개수의 합(n2+n3)에 상응할 수 있다.
도 4및 도 5는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 코일 안테나(200)와 리어 케이스(102)에서 형성되는 전기장(E-field)과 자기장(H-field)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 코일 안테나(200)에서의 전기장과 자기장을 도4의 (b)는 리어 케이스(102)에서의 전기장과 자기장을 도시한다.
도 4의 (a)는 코일 안테나(200)의 배면방향을 도시한 도면으로서, 제1 도선(211)의 일단은 제2 도선(212)과 연결되고 타단은 제3 도선(213)과 연결되어 제2 도선(212) 제1 도선(211) 및 제3 도선(213)이 ∞ 형상을 이루면서 연결된다. 즉, 코일 안테나(200)에 인가된 전원은 제1 루프(L1)와 제2 루프(L2)를 왕복하며 흐르게 되며 전류의 흐름을 따라 ∞ 형상의 전기장이 형성된다.
제1 도선(211) 내지 제3 도선(213)이 연속적인 도선을 형성하면서 중첩되지 않도록 형성하기 위해 절연기판(220)의 양면을 이용할 수 있다. 즉 절연기판(220)의 일면과 타면에 나누어 제1 도선(211) 내지 제3 도선(213)을 형성하고 절연기판(220)을 관통하는 비아(210a)를 통해 일면과 타면에 형성된 도선(210)을 연결할 수 있다.
제1 도선(211)에서 전류의 흐름(E1)은 제1 루프(L1)와 제2 루프(L2) 동일하게 하측 방향으로 흐르고, 제2 도선(212)에서 전류의 흐름(E2)은 시계방향으로 흐르며, 제3 도선(213)에서 전류의 흐름은(E3) 반 시계 방향으로 흐른다. 만약 제1 도선(211)에서 상측 방향으로 전류가 흐르면 제2 도선(212)과 제3 도선(213)에서의 전류의 흐름도 반대가 된다.
제1 도선(211)에서 하측 방향으로 전류(E1)가 흐르므로 제1 도선(211)의 전기장(E1)에 의해 제1 도선(211)의 우측에서 좌측 방향으로 자기장(H-field)(H1)이 형성된다.
도 4의 (b)는 리어 케이스(102)를 배면에서 바라본 도면으로 코일 안테나(200)를 커버하며 배치된 리어 케이스(102)는 금속재질을 포함한다. 전도성 물질 표면에서 전기장은 0가 되기 때문에(도체표면 경계조건, boundary condition) 금속재질의 리어 케이스(102)의 외곽(배면)에는 리어 케이스(102)의 전면에 위치하는 코일 안테나(200)에 의해 형성된 전기장과 반대 방향으로 흐르는 전류가 발생된다.
즉, 도 4의 (b)의 좌측은 코일 안테나(200)의 제1 루프(L1)의 전류의 흐름(E2)과 반대방향인 반시계 방향으로 전기장(E5)이 형성되고 우측은 코일 안테나(200)의 제2 루프(L2)의 전류흐름(E3)과 반대방향인 시계 방향으로 전기장(E6)이 형성된다.
리어 케이스(102)의 표면에 형성된 전기장(E5, E6)에 의해 개구부(102a)의 제1 방향 양단에서 전위차가 발생한다. 개구부(102a)의 하단은 + 상단은 -의 성질을 가지게 되어, +에서 - 방향으로 전기장(E4)가 형성된다. 상측 방향으로 형성된 전기장(E4)에 의해 리어 케이스의 배면에서는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 좌측에서 우측 방향으로 자기장이 형성된다.
도 5의 (a)는 도 4의 (b)의 A-A 방향으로 바라본 (개구부(102a)를 중심으로 제1 방향으로 단면) 전기장과 자기장을 도시하고, 도 5의 (b)는 도 4의 (b)의 B-B 방향으로 바라본 (개구부(102a)를 중심으로 제2 방향 단면) 전기장과 자기장을 도시한다.
도 5의 (a)는 좌측이 도 4의 상측에 대응되고, 우측이 도 4의 하측에 대응된다. 제1 도선(211)에서는 상측에서 하측방향(E1)으로 전기장이 형성되고, 리어 케이스(102)의 표면(배면)에서는 하측에서 상측 방향(E4)으로 전기장이 형성된다. 코일 안테나(200)의 전기장에 의해 코일 안테나(200)의 표면(배면)에 형성되는 자기장(H1)은 도면으로부터 나오는 방향으로 형성되고, 리어 케이스(102)의 표면에 형성되는 전기장에 의한 자기장은 도면으로 들어가는 방향으로 형성된다.
도 5의 (b)는 제1 도선(211)에 형성된 전기장(E1)은 화면에서 나오는 방향으로 리어 케이스(102)의 표면에서 형성된 전기장(E4)은 화면으로 들어가는 방향으로 형성된다. 전기장(E1, E4)으로 인한 자기장(H1, H2)은 반대 방향으로 형성되므로 도 5에 도시된 바와 같이 루프를 형성하며 흐르게 된다.
제1 도선(211)이 형성된 영역의 제2 방향 너비보다, 개구부(102a)의 크기를 더 크게 형성할 수 있다. 개구부(102a)의 제2 방향의 너비가 제1 도선이 형성된 영역의 너비보다 좁으면 제1 도선에 흐르는 전류(E1)가 리어 케이스에 흐르는 전기장(E5 및 E6)을 상쇄하는 전기장을 형성하여 개구부를 중심으로 제1 방향의 양단 전위차가 작아지게 된다. 그럼 전기장(E4)의 크기가 작아지고 자기장(H2)의 크기도 작아진다.
도 6는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 자기장을 도시한 도면이다. 도 6의(a)는 제1 방향의 단면을 제2 방향에서 바라본 도면이고, 도 6의 (b)는 제2 방향의 단면을 제1 방향에서 바라본 도면이다. 메탈소재의 리어 케이스(102)에도 불구하고 리어 케이스(102)의 내측에 위치하는 코일 안테나(200)에 의해 리어 케이스(102)의 표면에도 자기장이 형성되어 코일 안테나(200)는 무선통신을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 코일 안테나(200)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 코일 안테나(200)의 도선은 ∞ 형상으로 좌측과 우측을 왕복하며 코일이 형성될 수도 있으나 이에 한정되지 않고, 제1 도선(211)에서 일정한 방향으로 전류가 흐르도록, 제2 코일과 제3 코일에 반대방향으로 전류가 흐를 수 있는 구조이면 된다.
도 7의 (a)와 같이 제1 도선(211)의 일부는 양 단부가 제2 도선(212)과 연결되어 제1 루프(L1)를 나선형상으로 형성하고, 일부의 제1 도선(211)은 양 단부가 제3 도선(213)과 연결되어 제2 루프(L2)를 나선형상으로 형성한다. 전류는 제1 루프(L1)에서 시계방향으로 나선으로 돌다가 제2 루프(L2)에서 반시계방향으로 전류가 흐른다.
도 7의 (b)와 같이 제1 도선(211)의 일부는 절연기판(220)의 타면에 각각 형성하여 제1 도선(211)이 형성된 부분의 제2 방향의 너비를 줄일 수 있다. 예를 들면 제1 루프(L1)에 속하는 제1 도선(211)은 절연 필름의 일면에 제2 루프(L2)에 속하는 제1 도선(211)은 절연기판(220)의 타면에 형성할 수 있다.
개구부(102a)에 노출되는 부품이 복수개인 경우 제1 도선(211)을 상기 복수개의 부품 사이에 배치할 수 있다. 다만, 복수개의 부품 사이의 간격이 좁은 경우 제1 도선(211)이 그 사이에 배치될 수가 없는 바, 도 7의 (b)와 같이 제1 도선(211)을 중첩 배치하여 제1 도선(211)이 형성된 영역의 폭을 좁게 하면 좁은 공간에도 제1 도선(211)을 배치할 수 있다.
도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 코일 안테나(200)와 개구부(102a)의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3와 같이 개구부(102a)가 상하방향으로 길게 형성된 경우뿐만 아니라 도 8의 (a) 또는 (b)와 같이 좌우 방향으로 길게 형성된 경우 듀얼 카메라(121b)를 배치하거나, 측방향으로 플래쉬를 배치할 수 있다. 제1 도선(211)은 제2 방향으로 전부 개구부(102a)를 통해 노출되면 되기 때문에 가로 방향으로 개구부(102a)를 형성하는 경우 더 유리할 수 있다.
도 9은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 코일 안테나(200)와 카메라(121b)의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이 개구부(102a)를 통해 카메라(121b)와 같은 일부 부품이 노출되기 위해서 코일 안테나(200)의 절연기판(220)은 부품에 대응되는 영역이 생략되어야 한다. 제1 루프(L1)와 제2 루프(L2)로 둘러 싸인 영역은 도선이 형성되지 않으므로 도 9에 도시된 바와 같이 생략해도 된다.
제1 도선(211)은 한 쌍의 카메라 사이에 배치될 수 있어, 기존의 듀얼 카메라를 위해 형성한 리어 케이스(102) 상의 개구부(102a)를 그대로 이용하여 금속소재의 리어 케이스(102)를 포함하는 이동 단말기(100)에서 소정 기준 이상의 코일 안테나(NFC안테나)의 성능을 확보할 수 있다.
상기의 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.
100: 이동 단말기 102: 리어 케이스
110: 무선통신부 120: 입력부
140: 센싱부 150: 출력부
160: 인터페이스부 170: 메모리
180: 제어부 190: 전원공급부
200: 코일 안테나 211: 제1 도선
212: 제2 도선 213: 제3 도선

Claims (16)

  1. 금속부를 포함하는 리어 케이스를 포함하는 본체;
    상기 리어 케이스에 형성된 개구부;
    상기 본체 내부에 위치하며 복수개의 도선을 포함하는 코일 안테나; 및
    상기 코일 안테나에 전원을 인가하는 급전부를 포함하며,
    상기 코일 안테나는,
    제1 방향으로 연장되고 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩 배치되는 제1 도선(conducting strip);
    상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도선의 일측에 위치하며 상기 제1 도선과 연결되어 제1 루프를 형성하는 제2 도선; 및
    상기 제2 방향으로 상기 제1 도선의 타측에 위치하며 상기 제1 도선과연결되어 제2 루프를 형성하는 제3 도선을 포함하고,
    상기 제1 도선과 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 연결되어 연속적인 코일을 형성하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급전부에서 인가한 전원에 의해 전류는 상기 제1 도선에서는 상기제1 방향으로 전류가 흐르고, 상기 제2 도선에서는 시계 방향으로 전류가 흐르며 상기 제3 도선에서는 반 시계방향으로 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구부의 제2 방향의 너비는 상기 제1 도선의 제2 방향의 너비보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일 안테나는,
    일면과 타면에 상기 복수개의 도선이 분산하여 배치된 절연기판; 및
    상기 절연기판을 관통하며, 상기 일면과 타면에 위치하는 도선은 연결하는 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 도선은 상기 절연기판의 일면과 타면에 중첩하여 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연기판은 상기 제1 루프와 제2 루프로 둘러싸인 부분에 형성된 개방영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도선, 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 복수 개를 포함하고,
    상기 제1 도선의 개수(n1)는 상기 제2 도선의 개수(n2)와 상기 제3 도선의 개수(n3)의 합인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 도선 각각의 일단은 상기 제2 도선과 연결되고 타단은 상기 제3 도선과 연결되어 상기 제2 도선 상기 제1 도선 및 상기 제3 도선이 8자 형상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 도선은
    상기 제2 도선과 양단이 연결되어 상기 제2 도선과 나선형상의 제1 루프를 형성하는 제1 그룹과
    상기 제3 도선과 양단이 연결되어 상기 제3 도선과 나선형상의 제2 루프를 형성하는 제2 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 리어 케이스의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 리어 케이스의 금속부로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 배면에 배치되고 상기 개구부를 통해 배면에 노출되는 후면 버튼 또는 카메라를 더 포함하는 이동 단말기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코일 안테나는 상기 리어 케이스의 내측면에 부착된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 급전부를 제어하여 상기 코일 안테나를 통해 NFC무선통신을 수행하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  15. 금속소재를 포함하는 리어 케이스를 포함하는 본체;
    상기 리어 케이스에 형성된 개구부;
    상기 개구부를 통해 배면에 노출되는 한 쌍의 카메라;
    상기 본체 내부에 위치하며 복수개의 도선을 포함하는 코일 안테나; 및
    상기 코일 안테나에 전원을 인가하는 급전부를 포함하며,
    상기 코일 안테나는,
    제1 방향으로 연장되고 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩되며 상기 카메라 사이에 위치하는 제1 도선;
    상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도선의 일측에 위치하며 C자 형상을 이루는 제2 도선; 및
    상기 제2 방향으로 상기 제1 도선의 타측에 위치하며 C자 형상을 이루는 제3 도선을 포함하고,
    상기 제1 도선과 상기 제2 도선 및 상기 제3 도선은 연결되어 하나의 8자 형상의 코일을 형성하는 이동 단말기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 코일 안테나는,
    일면과 타면에 상기 복수개의 도선이 분산하여 배치된 절연기판; 및
    상기 절연기판을 관통하며, 상기 일면과 타면에 위치하는 도선은 연결하는 비아를 포함하고,
    상기 절연기판은 상기 제1 루프와 제2 루프로 둘러싸인 부분에 형성되고상기 카메라가 위치하는 개방영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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