WO2015167106A1 - 다층기판을 이용한 전송선로 - Google Patents

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WO2015167106A1
WO2015167106A1 PCT/KR2014/012501 KR2014012501W WO2015167106A1 WO 2015167106 A1 WO2015167106 A1 WO 2015167106A1 KR 2014012501 W KR2014012501 W KR 2014012501W WO 2015167106 A1 WO2015167106 A1 WO 2015167106A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dielectric layer
dielectric
transmission line
mobile terminal
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/012501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
황치현
김인무
Original Assignee
엘지전자(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자(주) filed Critical 엘지전자(주)
Publication of WO2015167106A1 publication Critical patent/WO2015167106A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines

Definitions

  • the present invention relates to a transmission line using a multi-layer substrate, and to a transmission line using a multi-layer substrate that can facilitate the assembly of the mobile terminal and improve the design freedom by eliminating the configuration of the coaxial cable for the antenna connection.
  • the antenna of the mobile terminal may be classified into an external antenna exposed to the outside and an internal antenna installed inside the terminal. Initially, the external antenna was mainly used, but there is a tendency to be damaged by an external shock, so the direction of development is gradually shifted toward the internal antenna.
  • the built-in antenna is implemented in a multilayer board, and the antenna circuit implemented in the multilayer board is connected to an RF (Radio Frequency) circuit using a coaxial cable. Since the built-in antenna is designed to be compact in order to be embedded in a mobile terminal, there is a problem that the radiation efficiency of the antenna is reduced, the frequency band is narrowed, and the antenna gain is reduced. Despite these problems, mobile terminals are required to be miniaturized and high performance due to miniaturization and multifunction.
  • Another purpose is to connect the antenna circuit and the RF (Radio Frequency) circuit to the transmission line of the PCB without using cables, so that the assembly of the mobile terminal can be facilitated and the design freedom of the multilayer board can be improved. To provide a furnace for that purpose.
  • RF Radio Frequency
  • a ground metal layer A plurality of dielectric layers stacked on the ground metal layer; A transmission line formed on the dielectric layer; At least one of the plurality of dielectric layers may be a transmission line using a multi-layer substrate, characterized in that the low-loss dielectric layer formed of a material having a lower dielectric constant and dielectric loss than other dielectric layers.
  • a body including a front case and a rear case; An antenna circuit unit located inside the body; And a ground metal layer located inside the body.
  • a plurality of dielectric layers stacked on the ground metal layer;
  • the transmission line using the multilayer board is a mobile terminal using a multilayer board, wherein at least one of the plurality of dielectric layers is a low loss dielectric layer formed of a material having a lower dielectric constant and dielectric loss than other dielectric layers. May be provided.
  • the antenna circuit and the RF (Radio Frequency) circuit can be connected using a transmission line using a multilayer board without using a cable.
  • the antenna circuit and the RF (Radio Frequency) circuit when the antenna circuit and the RF (Radio Frequency) circuit is connected, by using a transmission line using a multi-layer substrate rather than using a cable to facilitate the assembly of the mobile terminal and improve the design freedom
  • the advantage is that you can.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a transmission line using a multilayer board according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are plan views of transmission lines using multilayer boards according to embodiments of the present invention.
  • 6 and 7 are cross-sectional views of a multilayer board on which a transmission line of an antenna is formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 to 12 are conceptual views of a transmission line using a multilayer board according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13 and 14 are transmission lines of an antenna using a multilayer board and a transmission line according to the prior art. This graph shows the simulation results of the transmission efficiency to the network.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal according to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of one example of the mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing a mobile terminal, so that the mobile terminal described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal disclosed herein may use a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the broadcast receiving module 111 of the wireless communication unit 110 receives a broadcast signal and / or broadcast related information from an external broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel.
  • Two or more broadcast receiving modules may be provided to the mobile terminal 100 for simultaneous broadcast reception or switching of broadcast channels for at least two broadcast channels.
  • the broadcast management server may mean a server that generates and transmits a broadcast signal and / or broadcast related information or a server that receives a previously generated broadcast signal and / or broadcast related information and transmits the same to a terminal.
  • the broadcast signal may include not only a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal, but also a broadcast signal having a data broadcast signal combined with a TV broadcast signal or a radio broadcast signal.
  • the broadcast signal may be encoded according to at least one of technical standards (or broadcast methods, for example, ISO, IEC, DVB, ATSC, etc.) for transmitting and receiving digital broadcast signals, and the broadcast receiving module 111 may
  • the digital broadcast signal may be received by using a method suitable for the technical standard set by the technical standards.
  • the broadcast associated information may mean information related to a broadcast channel, a broadcast program, or a broadcast service provider.
  • the broadcast related information may also be provided through a mobile communication network. In this case, it may be received by the mobile communication module 112.
  • the broadcast related information may exist in various forms such as an electronic program guide (EPG) of digital multimedia broadcasting (DMB) or an electronic service guide (ESG) of digital video broadcast-handheld (DVB-H).
  • EPG electronic program guide
  • ESG electronic service guide
  • the broadcast signal and / or broadcast related information received through the broadcast receiving module 111 may be stored in the memory 160.
  • the mobile communication module 112 may include technical standards or communication schemes (eg, Global System for Mobile communication (GSM), Code Division Multi Access (CDMA), Code Division Multi Access 2000 (CDMA2000), and EV).
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • CDMA2000 Code Division Multi Access 2000
  • EV Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only (DO), Wideband CDMA (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) and the like to transmit and receive a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, a server on a mobile communication network.
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • CDMA2000 Code Division Multi Access 2000
  • EV Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only (DO)
  • WCDMA Wideband CDMA
  • HSDPA High
  • the wireless signal may include various types of data according to transmission and reception of a voice call signal, a video call call signal, or a text / multimedia message.
  • the wireless internet module 113 refers to a module for wireless internet access and may be embedded or external to the mobile terminal 100.
  • the wireless internet module 113 is configured to transmit and receive wireless signals in a communication network according to wireless internet technologies.
  • wireless Internet technologies include Wireless LAN (WLAN), Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wireless Fidelity (Wi-Fi) Direct, Digital Living Network Alliance (DLNA), Wireless Broadband (WiBro), and WiMAX (World).
  • the wireless Internet module 113 for performing a wireless Internet access through the mobile communication network 113 May be understood as a kind of mobile communication module 112.
  • the short range communication module 114 is for short range communication, and includes Bluetooth TM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC. (Near Field Communication), at least one of Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology can be used to support short-range communication.
  • the short-range communication module 114 may be configured between a mobile terminal 100 and a wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or through the wireless area networks. ) And a network in which the other mobile terminal 100 (or an external server) is located.
  • the short range wireless communication network may be short range wireless personal area networks.
  • the other mobile terminal 100 is a wearable device capable of exchanging (or interworking) data with the mobile terminal 100 according to the present invention (for example, smartwatch, smart glasses). (smart glass), head mounted display (HMD).
  • the short range communication module 114 may sense (or recognize) a wearable device that can communicate with the mobile terminal 100, around the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may include at least a portion of data processed by the mobile terminal 100 in the short range communication module ( The transmission may be transmitted to the wearable device through 114. Therefore, the user of the wearable device may use data processed by the mobile terminal 100 through the wearable device. For example, according to this, when a call is received by the mobile terminal 100, the user performs a phone call through the wearable device or when a message is received by the mobile terminal 100, the received through the wearable device. It is possible to check the message.
  • the location information module 115 is a module for obtaining a location (or current location) of a mobile terminal, and a representative example thereof is a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal based on information of the wireless access point (AP) transmitting or receiving the Wi-Fi module and the wireless signal.
  • the location information module 115 may perform any function of other modules of the wireless communication unit 110 to substitute or additionally obtain data regarding the location of the mobile terminal.
  • the location information module 115 is a module used to obtain the location (or current location) of the mobile terminal, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the mobile terminal.
  • the input unit 120 is for inputting image information (or signal), audio information (or signal), data, or information input from a user.
  • the mobile terminal 100 is one.
  • the plurality of cameras 121 may be provided.
  • the camera 121 processes image frames such as still images or moving images obtained by the image sensor in the video call mode or the photographing mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 or stored in the memory 170.
  • the plurality of cameras 121 provided in the mobile terminal 100 may be arranged to form a matrix structure, and through the camera 121 forming a matrix structure in this way, the mobile terminal 100 may have various angles or focuses.
  • the plurality of pieces of image information may be input.
  • the plurality of cameras 121 may be arranged in a stereo structure to acquire a left image and a right image for implementing a stereoscopic image.
  • the microphone 122 processes external sound signals into electrical voice data.
  • the processed voice data may be variously used according to a function (or an application program being executed) performed by the mobile terminal 100. Meanwhile, various noise reduction algorithms may be implemented in the microphone 122 to remove noise generated in the process of receiving an external sound signal.
  • the user input unit 123 is for receiving information from a user. When information is input through the user input unit 123, the controller 180 may control an operation of the mobile terminal 100 to correspond to the input information. .
  • the user input unit 123 may be a mechanical input unit (or a mechanical key, for example, a button, a dome switch, a jog wheel, or the like located on the front or rear side of the mobile terminal 100). Jog switch, etc.) and touch input means.
  • the touch input means may include a virtual key, a soft key, or a visual key displayed on the touch screen through a software process, or a portion other than the touch screen.
  • the virtual key or the visual key may be displayed on the touch screen while having various forms, for example, graphic or text. ), An icon, a video, or a combination thereof.
  • the sensing unit 140 senses at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information, and generates a sensing signal corresponding thereto.
  • the controller 180 may control driving or operation of the mobile terminal 100 or perform data processing, function or operation related to an application program installed in the mobile terminal 100 based on the sensing signal. Representative sensors among various sensors that may be included in the sensing unit 140 will be described in more detail.
  • the proximity sensor 141 refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object present in the vicinity without using a mechanical contact by using an electromagnetic force or infrared rays.
  • the proximity sensor 141 may be disposed in an inner region of the mobile terminal covered by the touch screen described above or near the touch screen.
  • the proximity sensor 141 examples include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may be configured to detect the proximity of the object by the change of the electric field according to the proximity of the conductive object.
  • the touch screen (or touch sensor) itself may be classified as a proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may detect a proximity touch and a proximity touch pattern (for example, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, and a proximity touch movement state). have.
  • the controller 180 processes data (or information) corresponding to the proximity touch operation and the proximity touch pattern detected through the proximity sensor 141 as described above, and further, provides visual information corresponding to the processed data. It can be output on the touch screen. Further, the controller 180 may control the mobile terminal 100 to process different operations or data (or information) according to whether the touch on the same point on the touch screen is a proximity touch or a touch touch. .
  • the touch sensor applies a touch (or touch input) applied to the touch screen (or the display unit 151) using at least one of various touch methods such as a resistive film method, a capacitive method, an infrared method, an ultrasonic method, and a magnetic field method. Detect.
  • the touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the touch screen or capacitance generated at the specific portion into an electrical input signal.
  • the touch sensor may be configured to detect a position, an area, a pressure at the touch, a capacitance at the touch, and the like, when the touch object applying the touch on the touch screen is touched on the touch sensor.
  • the touch object is an object applying a touch to the touch sensor and may be, for example, a finger, a touch pen or a stylus pen, a pointer, or the like.
  • the touch controller processes the signal (s) and then transmits the corresponding data to the controller 180.
  • the controller 180 can know which area of the display unit 151 is touched.
  • the touch controller may be a separate component from the controller 180 or may be the controller 180 itself.
  • the controller 180 may perform different control or perform the same control according to the type of touch object that touches the touch screen (or a touch key provided in addition to the touch screen). Whether to perform different control or the same control according to the type of touch object may be determined according to the operation state of the mobile terminal 100 or an application program being executed.
  • the touch sensor and the proximity sensor described above may be independently or combined, and may be a short (or tap) touch, a long touch, a multi touch, a drag touch on a touch screen. ), Flick touch, pinch-in touch, pinch-out touch, swipe touch, hovering touch, etc. A touch can be sensed.
  • the ultrasonic sensor may recognize location information of a sensing object using ultrasonic waves.
  • the controller 180 can calculate the position of the wave generation source through the information detected from the optical sensor and the plurality of ultrasonic sensors.
  • the position of the wave source can be calculated using the property that the light is much faster than the ultrasonic wave, that is, the time that the light reaches the optical sensor is much faster than the time when the ultrasonic wave reaches the ultrasonic sensor. More specifically, the position of the wave generation source may be calculated using a time difference from the time when the ultrasonic wave reaches the light as the reference signal.
  • the camera 121 which has been described as the configuration of the input unit 120, includes at least one of a camera sensor (eg, CCD, CMOS, etc.), a photo sensor (or image sensor), and a laser sensor.
  • a camera sensor eg, CCD, CMOS, etc.
  • a photo sensor or image sensor
  • a laser sensor e.g., a laser sensor
  • the camera 121 and the laser sensor may be combined with each other to detect a touch of a sensing object with respect to a 3D stereoscopic image.
  • the photo sensor may be stacked on the display element, which is configured to scan the movement of the sensing object in proximity to the touch screen. More specifically, the photo sensor mounts a photo diode and a transistor (TR) in a row / column and scans contents mounted on the photo sensor by using an electrical signal that varies according to the amount of light applied to the photo diode. That is, the photo sensor calculates coordinates of the sensing object according to the amount of light change, and thus, the position information of the sensing object can be obtained.
  • TR transistor
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may be configured as a stereoscopic display unit for displaying a stereoscopic image.
  • the stereoscopic display unit may be a three-dimensional display method such as a stereoscopic method (glasses method), an auto stereoscopic method (glasses-free method), a projection method (holographic method).
  • the sound output unit 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 170 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, and the like.
  • the sound output unit 152 may also output a sound signal related to a function (for example, a call signal reception sound or a message reception sound) performed in the mobile terminal 100.
  • the sound output unit 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.
  • the haptic module 153 generates various haptic effects that a user can feel.
  • a representative example of the tactile effect generated by the haptic module 153 may be vibration.
  • the intensity and pattern of vibration generated by the haptic module 153 may be controlled by the user's selection or the setting of the controller. For example, the haptic module 153 may synthesize different vibrations and output or sequentially output them.
  • the haptic module 153 may be used to stimulate pins that vertically move with respect to the contact skin surface, jetting force or suction force of air through the jetting or suction port, grazing to the skin surface, contact of electrodes, and electrostatic force
  • Various tactile effects can be generated, such as effects by the endothermic and the reproduction of a sense of cold using the elements capable of endothermic heat generation.
  • the haptic module 153 may not only deliver a tactile effect through direct contact, but also may allow a user to feel the tactile effect through a muscle sense such as a finger or an arm. Two or more haptic modules 153 may be provided according to a configuration aspect of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 outputs a signal for notifying occurrence of an event by using light of a light source of the mobile terminal 100.
  • Examples of events occurring in the mobile terminal 100 may be message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the signal output from the light output unit 154 is implemented as the mobile terminal emits light of a single color or a plurality of colors to the front or the rear.
  • the signal output may be terminated by the mobile terminal detecting the user's event confirmation.
  • the interface unit 160 serves as a path to all external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 receives data from an external device, receives power, transfers the power to each component inside the mobile terminal 100, or transmits data inside the mobile terminal 100 to an external device.
  • the port, audio input / output (I / O) port, video input / output (I / O) port, earphone port, etc. may be included in the interface unit 160.
  • the identification module is a chip that stores a variety of information for authenticating the usage rights of the mobile terminal 100, a user identification module (UIM), subscriber identity module (SIM), universal user authentication And a universal subscriber identity module (USIM).
  • a device equipped with an identification module (hereinafter referred to as an 'identification device') may be manufactured in the form of a smart card. Therefore, the identification device may be connected to the terminal 100 through the interface unit 160.
  • the interface unit 160 may be a passage for supplying power from the cradle to the mobile terminal 100 or may be input from the cradle by a user.
  • Various command signals may be a passage through which the mobile terminal 100 is transmitted.
  • Various command signals or power input from the cradle may operate as signals for recognizing that the mobile terminal 100 is correctly mounted on the cradle.
  • the memory 170 may store a program for the operation of the controller 180 and may temporarily store input / output data (for example, a phone book, a message, a still image, a video, etc.).
  • the memory 170 may store data regarding vibration and sound of various patterns output when a touch input on the touch screen is performed.
  • the memory 170 may include a flash memory type, a hard disk type, a solid state disk type, an SSD type, a silicon disk drive type, and a multimedia card micro type. ), Card-type memory (e.g., SD or XD memory), random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read It may include at least one type of storage medium of -only memory (PROM), programmable read-only memory (PROM), magnetic memory, magnetic disk and optical disk.
  • the mobile terminal 100 may be operated in connection with a web storage that performs a storage function of the memory 170 on the Internet.
  • the controller 180 controls the operation related to the application program, and generally the overall operation of the mobile terminal 100. For example, if the state of the mobile terminal satisfies a set condition, the controller 180 may execute or release a lock state that restricts input of a user's control command to applications.
  • controller 180 may perform control and processing related to voice call, data communication, video call, or the like, or may perform pattern recognition processing for recognizing handwriting input or drawing input performed on a touch screen as text and images, respectively. Can be. Furthermore, the controller 180 may control any one or a plurality of components described above in order to implement various embodiments described below on the mobile terminal 100 according to the present invention.
  • the power supply unit 190 receives an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power for operation of each component.
  • the power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery configured to be rechargeable, and may be detachably coupled to the terminal body for charging.
  • the power supply unit 190 may be provided with a connection port, the connection port may be configured as an example of the interface 160 is electrically connected to the external charger for supplying power for charging the battery.
  • the power supply unit 190 may be configured to charge the battery in a wireless manner without using the connection port.
  • the power supply unit 190 uses one or more of an inductive coupling based on a magnetic induction phenomenon or a magnetic resonance coupling based on an electromagnetic resonance phenomenon from an external wireless power transmitter. Power can be delivered.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented in a recording medium readable by a computer or a similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
  • the disclosed mobile terminal 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, and two or more bodies which are coupled to be movable relative to each other.
  • a description of a particular type of mobile terminal may generally apply to other types of mobile terminals.
  • the terminal body may be understood as a concept that refers to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an external appearance. As shown, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the display unit 151 may be disposed in front of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display unit 151 may be mounted to the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • an electronic component may be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components attachable to the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 102 may be detachably coupled to the rear case 102 to cover the mounted electronic component. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the coupling. On the other hand, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the cases 101, 102, and 103 may be formed by injecting a synthetic resin, or may be formed of a metal, for example, stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.
  • STS stainless steel
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • the mobile terminal 100 may be configured such that one case may provide the internal space, unlike the above example in which a plurality of cases provide an internal space for accommodating various electronic components.
  • the mobile terminal 100 of the unibody that the synthetic resin or metal from the side to the rear may be implemented.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a waterproof portion (not shown) to prevent water from seeping into the terminal body.
  • the waterproof portion is provided between the window 151a and the front case 101, between the front case 101 and the rear case 102 or between the rear case 102 and the rear cover 103, and a combination thereof. It may include a waterproof member for sealing the inner space.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, an optical output unit 154, and first and second units.
  • the cameras 121a and 121b, the first and second manipulation units 123a and 123b, the microphone 122, the interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151, the first sound output unit 152a, the proximity sensor 141, the illuminance sensor 142, and the light output unit may be disposed on the front surface of the terminal body.
  • the first camera 121a and the first operation unit 123a are disposed, and the second operation unit 123b, the microphone 122, and the interface unit 160 are disposed on the side of the terminal body.
  • the mobile terminal 100 in which the second sound output unit 152b and the second camera 121b are disposed on the rear surface of the mobile terminal 100 will be described as an example.
  • first manipulation unit 123a may not be provided on the front surface of the terminal body, and the second sound output unit 152b may be provided on the side of the terminal body instead of the rear surface of the terminal body.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible display). display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • display a 3D display, or an e-ink display.
  • two or more display units 151 may exist according to an implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 151a and the display (not shown) on the rear surface of the window 151a or directly patterned on the rear surface of the window 151a. May be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with the touch sensor.
  • the touch screen may function as the user input unit 123 (see FIG. 1A).
  • the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 152a may be formed in the window 151a of the display unit 151.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (for example, a gap between the window 151a and the front case 101).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as the user is tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 123a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 123a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 123a and 123b may be variously set.
  • the first operation unit 123a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, etc.
  • the second operation unit 123b is output from the first or second sound output units 152a and 152b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 151.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the terminal body.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., control of the volume of sound output from the first and second sound output units 152a and 152b, and the touch recognition mode of the display unit 151. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit may be disposed at the rear upper end of the terminal body so that the user can easily manipulate the index body when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the rear input unit when the rear input unit is provided at the rear of the terminal body, a new type user interface using the same may be implemented.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 123a provided in the front of the terminal body, the first operation unit 123a is not disposed on the front of the terminal body.
  • the display unit 151 may be configured with a larger screen.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 serves as a path for connecting the mobile terminal 100 to an external device.
  • the interface unit 160 may be connected to another device (eg, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), or a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an 'array camera'.
  • the second camera 121b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 embedded in the terminal body or detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the battery 191 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 160.
  • the battery 191 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 103 is coupled to the rear case 102 to cover the battery 191 to limit the detachment of the battery 191 and to protect the battery 191 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 103 may be detachably coupled to the rear case 102.
  • An accessory may be added to the mobile terminal 100 to protect the appearance or to assist or expand the function of the mobile terminal 100.
  • An example of such an accessory may be a cover or pouch that covers or accommodates at least one surface of the mobile terminal 100.
  • the cover or pouch may be configured to be linked with the display unit 151 to expand the function of the mobile terminal 100.
  • Another example of the accessory may be a touch pen for assisting or extending a touch input to a touch screen.
  • the communication system may use different air interfaces and / or physical layers.
  • a radio interface that can be used by a communication system includes frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), and code division multiple access (CDMA). ), Universal Mobile Telecommunications Systems (UMTS) (especially Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A)), Global System for Mobile Communications (GSM), etc. This may be included.
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the CDMA wireless communication system includes at least one terminal 100, at least one base station (Base Station, BS (also referred to as Node B or Evolved Node B)), and at least one Base Station Controllers (BSCs). ), And may include a mobile switching center (MSC).
  • the MSC is configured to connect with the Public Switched Telephone Network (PSTN) and BSCs.
  • PSTN Public Switched Telephone Network
  • the BSCs may be connected to the BS through a backhaul line.
  • the backhaul line may be provided according to at least one of E1 / T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL, or xDSL.
  • Each of the plurality of BSs may include at least one sector, and each sector may include an omnidirectional antenna or an antenna pointing in a radial direction from the BS.
  • each sector may include two or more antennas of various types.
  • Each BS may be configured to support a plurality of frequency assignments, and the plurality of frequency assignments may each have a specific spectrum (eg, 1.25 MHz, 5 MHz, etc.).
  • BSs may be called Base Station Transceiver Subsystems (BTSs).
  • BTSs Base Station Transceiver Subsystems
  • one BSC and at least one BS may be collectively referred to as a "base station”.
  • the base station may also indicate “cell site”.
  • each of the plurality of sectors for a particular BS may be called a plurality of cell sites.
  • the broadcast transmitter transmits a broadcast signal to the terminals 100 operating in the system.
  • the broadcast receiving module 111 illustrated in FIG. 1A is provided in the terminal 100 to receive a broadcast signal transmitted by BT.
  • a satellite positioning system for identifying the position of the mobile terminal 100 may be linked to the CDMA wireless communication system.
  • the satellite 300 helps to locate the mobile terminal 100.
  • Useful location information may be obtained by up to two or more satellites.
  • the location of the mobile terminal 100 may be tracked using all the technologies capable of tracking the location as well as the GPS tracking technology.
  • at least one of the GPS satellites may optionally or additionally be responsible for satellite DMB transmission.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a transmission line 400 using a multilayer board according to an embodiment of the present invention.
  • At least one PCB 300 may be disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the PCB 300 may include a circuit configuration such as an antenna circuit unit, an RF circuit unit, an antenna transmission line 400 connecting the antenna circuit unit and the RF circuit unit, and various kinds of electronic components.
  • the PCB 300 may be composed of a plurality of PCBs divided according to the mounted components, and various types of PCBs, such as a multilayer board, a flexible printed circuit, and a single layer board, may be used. have.
  • the antenna transmission line 400 according to the embodiment of the present invention may be formed on a multi-layer substrate.
  • 3 to 5 are plan views of transmission lines using multilayer boards according to embodiments of the present invention.
  • 3 is a plan view of a PCB 300 according to an embodiment of the present invention of FIG. 2
  • FIG. 4 is an enlarged view of the transmission line 400 of FIG. 3
  • FIG. 5 is a plan view of a PCB according to another embodiment of the present invention. to be.
  • the PCB 300 of the mobile terminal 100 includes an antenna circuit unit 310 in which an antenna is formed, and an RF circuit unit that processes radio signals transmitted and received by the antenna according to the type of components respectively mounted. 330 and a transmission circuit unit 320 connecting the antenna circuit unit 310 and the RF circuit unit 330.
  • the RF circuit unit 330 converts data of the mobile terminal 100 into a form capable of wireless transmission, including electronic products and control circuits that perform control functions such as the wireless communication unit 110 and the controller 180.
  • the radio signal can be converted into data.
  • the antenna circuit 310 receives a radio signal from the outside and wirelessly transmits transmission data generated by the RF circuit unit 330.
  • the transmission circuit unit 320 connects the antenna circuit unit 310 and the RF circuit unit 330 to transmit a signal.
  • the transmission circuit unit 320 transmits the radio signal received by the antenna circuit unit 310 to the RF circuit unit 330, and transmits the transmission data generated by the RF circuit unit 330 to the antenna circuit unit 310.
  • the transmission circuit unit 320 may be formed by etching the transmission line 400 for signal transmission to the multi-substrate.
  • FIG. 5 is a plan view of a PCB 350 according to another embodiment of the present invention, which illustrates a case in which the patterns of the transmission lines 400a and b are formed in duplicate.
  • the PCB 350 of the mobile terminal 100 includes an antenna circuit unit 356 in which an antenna is formed, and an RF circuit unit which processes radio signals transmitted and received by the antenna according to the type of mounted components. 352 and a transmission circuit portion 354 connecting the antenna circuit portion 352 and the RF circuit portion 356.
  • the RF circuit unit 352 converts data of the mobile terminal 100 into a form capable of wireless transmission, including electronic products and control circuits that perform control functions such as the wireless communication unit 110 and the controller 180.
  • the radio signal can be converted into data.
  • the antenna circuit unit 356 receives a radio signal from the outside and wirelessly transmits transmission data generated by the RF circuit unit 352.
  • the transmission circuit unit 354 may include a first transmission line 400a and a second transmission line 400b connecting the antenna circuit 352 and the RF circuit unit 356. Pass the signal through.
  • the first transmission line 400a transmits the radio signal received by the antenna circuit unit 356 to the RF circuit unit 352, and the second transmission line 400b transmits the transmission data generated by the RF circuit unit 352 to the antenna circuit unit ( 356).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a multilayer board on which a transmission line 400 of an antenna according to an embodiment of the present invention is formed
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion of the transmission line 400 of an antenna using a multilayer board according to an embodiment of the present invention. It is a cross section.
  • the printed circuit board on which the antenna is formed is configured in the form of a multilayer board in which a plurality of dielectric layers and a metal layer (c) are stacked.
  • the multilayer board may be divided into an upper substrate layer 510, an intermediate substrate layer 530, and a lower substrate layer 520 according to the materials constituting each layer.
  • the metal layer (c) of the multilayer board may include a copper foil covering the one or both surfaces of the copper foil insulating substrate to form a conductor pattern.
  • the dielectric layer of the intermediate substrate layer 530 may be formed of a prepreg (PPG) material or a flame retardant-4 (FR4) material.
  • PPG prepreg
  • FR4 flame retardant-4
  • An upper region and a lower region may be divided into an upper substrate layer 510 and a lower substrate layer 520 with respect to the intermediate substrate layer 530.
  • the lower substrate layer 520 includes a bottom ground metal layer 520b, a bottom dielectric layer 520c formed over the bottom ground metal layer 520b, and a metal layer 520d formed over the bottom dielectric layer 520c.
  • the bottom ground metal layer 520b may serve as a ground of the multilayer board, and an insulating layer 520a may be formed on an outer surface thereof to prevent contamination or oxidation.
  • the lowermost dielectric layer 520c may be formed of a material having a lower dielectric constant (Dk) and a dielectric loss factor (Df) than the dielectric layer of the intermediate substrate layer 530 to improve the transfer efficiency of the multilayer substrate.
  • Dk dielectric constant
  • Df dielectric loss factor
  • DielectricConstant (Dk) is the ratio of the capacitance between the two electrodes of the battery, with and without the dielectric (strictly vacuum), ie the ratio of C / C 0 .
  • the dielectric constant Dk may be defined as ⁇ r as shown in Equation 1 below.
  • ⁇ * is the permittivity of the dielectric
  • ⁇ 0 is the permittivity of the vacuum
  • ⁇ 0 8.854 * 10 ⁇ 12 [F / m].
  • C is the capacitance when a dielectric is sandwiched between two electrodes of the battery
  • A is the area of the dielectric
  • t is the thickness of the dielectric.
  • Dissipation Factor is the loss of energy lost to heat in a dielectric when an alternating electric field is applied to it.
  • Df Dissipation Factor
  • delta (delta) is the dielectric loss angle and dielectric loss is proportional to tan delta (tangent delta).
  • Dielectric losses increase as the frequency of alternating current and the strength of the electric field increase, and generally increase in the high frequency range. The high and low dielectric loss is an important factor in determining the insulation performance. The lower the dielectric loss, the better the insulation.
  • the causes of the dielectric loss include the nonuniformity of the material, the dielectric effect, and the loss due to hysteresis.
  • Dielectric loss is an indicator of the loss caused by the material of the dielectric through which electromagnetic waves are transmitted. It is calculated as the ratio between the real part and the imaginary part of the dielectric constant Dk. The smaller this value, the less propagation loss.
  • the dielectric loss Df may be defined as tan ⁇ as shown in Equation 2 below.
  • ⁇ r is the dielectric constant in [Equation 1].
  • the dielectric constant Dk and the dielectric loss Df may be measured using an LCR meter (4285A precision LCR meter, 4284A precision LCR meter, etc.), or measured using an impedance analyzer (agilent 4291B impedance analyzer, etc.) (parallel). plate measurement method, etc.), or may be measured using a network analyzer (agilent vector network analyzer, agilent8510C VNA, agilent PNA, agilent E8363C, etc.).
  • the lowermost dielectric layer 520c has a dielectric constant Dk of 4 or less.
  • Dielectric loss (Df) is less than 0.014 can be applied to the material. Materials that can satisfy these conditions include LCP (Liauid Crystal Polymer), Teflon, Epoxy Resin, Pre-Preg, Modified Epoxy Resin, etc. Therefore, the lowermost dielectric layer 520c may apply at least one of them.
  • the upper substrate layer 510 is formed of the uppermost dielectric layer 510c formed on the upper portion of the intermediate substrate layer 530, the uppermost metal layer 510b formed on the uppermost dielectric layer 510c, and the pattern formed on the uppermost metal layer 510b.
  • An insulating film 510a may be formed to prevent contamination or oxidation.
  • the uppermost dielectric layer 510c may be formed of a material having a lower dielectric constant (Dk) and a dielectric loss factor (Df) than the dielectric layer of the intermediate substrate layer 530, thereby improving transfer efficiency of the multilayer substrate.
  • Dk dielectric constant
  • Df dielectric loss factor
  • the top dielectric layer 510c has a dielectric constant Dk of 4 or less.
  • Dielectric loss (Df) is less than 0.014 can be applied to the material. Materials that can satisfy these conditions include LCP (Liauid Crystal Polymer), Teflon, Epoxy Resin, Pre-Preg, Modified Epoxy Resin, etc.
  • the top dielectric layer 510c may apply at least one of them.
  • An antenna transmission line 400 may be formed on the uppermost metal layer 510b by etching. As illustrated in FIG. 7, when the top metal layer 510b is etched to form a micro trip line, the antenna transmission line 400 may be implemented.
  • W is the width of the microstrip line
  • t is the height
  • H is the height from the metal layer 510d to the top dielectric layer 510c to perform the ground function
  • ⁇ r represents the dielectric constant of the top dielectric layer 510c.
  • Equation 3 The relationship between the numerical value and the characteristic impedance is shown in Equation 3 below.
  • W of the microstripline is determined by Dk, H, and t. That is, the lower the Dk, the higher the H, the W of the microstripline can increase, and as the W of the microstripline increases, the transmission efficiency is improved.
  • the lowermost dielectric layer and the uppermost dielectric layer of the multilayer substrate are formed of a material having low dielectric constant and low dielectric loss, thereby improving the transfer efficiency of the multilayer substrate. Accordingly, since the antenna transmission line 400 can be formed on a multilayer board, coaxial cables and related components for connecting the antenna circuits can be deleted to facilitate assembly of the mobile terminal and to improve design freedom. Can be.
  • FIG. 8 to 12 is a conceptual diagram of a transmission line using a multi-layer substrate according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is a cross-sectional view of a transmission line according to the first embodiment of the present invention and the device module 151
  • FIG. 9 is a plan view of the ground 620 of FIG. 9
  • FIG. 10 is a transmission line according to the second embodiment of the present invention.
  • Fig. 11 is a stacked sectional view between the furnace and the device module 151
  • Fig. 11 is a stacked sectional view between the transmission line and the device module 151 according to the third embodiment of the present invention. It is a cross section.
  • a predetermined device module 151 may be stacked on the multilayer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed.
  • the device module 151 includes a device 155 such as a PCB, and includes a metal layer 157 on a surface in contact with the device module 151 and the multilayer board 600.
  • the metal layer 157 may include a metal material such as Mg and SUS.
  • the multi-layer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed is formed on the lowermost ground metal layer 620, the second dielectric layer 614 formed on the ground metal layer 620, and the second dielectric layer 614 formed on the second dielectric layer 614.
  • the first dielectric layer 612 and the transmission line 610 formed on the first dielectric layer 612 may be included.
  • Hole patterns 613 and 615 for electrically connecting the ground GND of each layer may be formed in each of the dielectric layers 612 and 614 to ground the multilayer substrate.
  • a transmission line 610 and a ground GND having a predetermined width W1 are patterned.
  • An insulating film 622 is formed on the transmission line 610, and a ground pad 624 formed at the same height as the insulating film 622 is formed in the ground GND region. Accordingly, the ground performance may be improved by multiple connection of the ground GND with the device module 151, and interference with the transmission line 610 may be blocked when the device module 151 is disposed on the transmission line 610.
  • the first dielectric layer 612 on which the transmission line 610 is formed is a low loss dielectric layer Di_L formed of a material having a low dielectric constant (Dk) and a dissipation factor (Df), and the second dielectric layer 614 It may be a general dielectric layer Dielectric_N formed of a material having a higher dielectric loss than the first dielectric layer 612.
  • Dielectric_L low loss dielectric layer
  • Dk dielectric constant
  • Df dissipation factor
  • the first dielectric layer 612 may be formed of a material having a dielectric constant Dk of 4 or less and a dielectric loss Df of 0.014 or less. Materials that can satisfy these conditions include LCP (Liauid Crystal Polymer), Teflon, Epoxy Resin, Pre-Preg, Modified Epoxy Resin, etc. Therefore, the first dielectric layer 612 may apply at least one of them.
  • LCP Liauid Crystal Polymer
  • Teflon Teflon
  • Epoxy Resin Epoxy Resin
  • Pre-Preg Pre-Preg
  • Modified Epoxy Resin etc. Therefore, the first dielectric layer 612 may apply at least one of them.
  • the bottom ground metal layer 620 may include a mesh ground having a width w2 greater than the width w1 of the transmission line 610.
  • the bottom ground metal layer 620 is larger than the width w1 of the transmission line 610, and the ground metal is meshed in the same region as the ground between the dielectric layers 612 and 614 (W2). It can include an etched mesh ground.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the transmission line and the device module 151 according to the second embodiment of the present invention.
  • the first dielectric layer 612 is a general dielectric layer Dielectric_N.
  • a predetermined device module 151 may be stacked on the multilayer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed.
  • the device module 151 includes a device 155 such as a PCB, and includes a metal layer 157 on a surface in contact with the device module 151 and the multilayer board 600.
  • the metal layer 157 may include a metal material such as Mg and SUS.
  • the multi-layer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed is formed on the lowermost ground metal layer 620, the second dielectric layer 614 formed on the ground metal layer 620, and the second dielectric layer 614 formed on the second dielectric layer 614.
  • the first dielectric layer 612 and the transmission line 610 formed on the first dielectric layer 612 may be included.
  • Hole patterns 613 and 615 for electrically connecting the ground GND of each layer may be formed in each of the dielectric layers 612 and 614 to ground the multilayer substrate.
  • a transmission line 610 and a ground GND having a predetermined width W1 are patterned.
  • An insulating film 622 is formed on the transmission line 610, and a ground pad 624 formed at the same height as the insulating film 622 is formed in the ground GND region. Accordingly, the ground performance may be improved by multiple connection of the ground GND with the device module 151, and interference with the transmission line 610 may be blocked when the device module 151 is disposed on the transmission line 610.
  • the first dielectric layer 612 on which the transmission line 610 is formed is a general dielectric layer Dielectric_N formed of a material having a higher dielectric loss than the second dielectric layer 614, and the second dielectric layer 614 is a dielectric constant Dk.
  • Df dielectric loss factor
  • FR4 which is a general dielectric material
  • a material having a dielectric constant Dk of 4 or less and a dielectric loss Df of 0.014 or less may be used. Materials that can satisfy these conditions include LCP (Liauid Crystal Polymer), Teflon, Epoxy Resin, Pre-Preg, Modified Epoxy Resin, etc. Therefore, the second dielectric layer 614 may apply at least one of them.
  • the bottom ground metal layer 620 may include a mesh ground having a width w2 greater than the width w1 of the transmission line 610.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the transmission line and the device module 151 according to the second embodiment of the present invention.
  • the entire dielectric layer of the multilayer is a low loss dielectric layer Dielectric_L. It is.
  • a predetermined device module 151 may be stacked on the multilayer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed.
  • the device module 151 includes a device 155 such as a PCB, and includes a metal layer 157 on a surface in contact with the device module 151 and the multilayer board 600.
  • the metal layer 157 may include a metal material such as Mg and SUS.
  • the multi-layer substrate 600 on which the transmission line 610 is formed includes a lowermost ground metal layer 620, a dielectric layer 612 formed on the ground metal layer 620, and a transmission line 610 formed on the dielectric layer 612. It may include.
  • the dielectric layer 612 may be formed of a plurality of layers.
  • An insulating film 622 is formed on the transmission line 610, and a ground pad 624 formed at the same height as the insulating film 622 is formed in the ground GND region. Accordingly, the ground performance may be improved by multiple connection of the ground GND with the device module 151, and interference with the transmission line 610 may be blocked when the device module 151 is disposed on the transmission line 610.
  • the dielectric layer 612 on which the transmission line 610 is formed may be a low loss dielectric layer Dielectric_L formed of a material having a lower dielectric constant (Dk) and a dielectric loss factor (Df) than the general dielectric.
  • Dielectric_L a low loss dielectric layer formed of a material having a lower dielectric constant (Dk) and a dielectric loss factor (Df) than the general dielectric.
  • Dk dielectric constant
  • Df dielectric loss factor
  • FR4 which is a general dielectric material
  • Materials that can satisfy these conditions include LCP (Liauid Crystal Polymer), Teflon, Epoxy Resin, Pre-Preg, Modified Epoxy Resin, etc. Therefore, the dielectric layer 612 may apply at least one of them.
  • the bottom ground metal layer 620 may include a mesh ground having a width w2 greater than the width w1 of the transmission line 610.
  • FIG. 12 illustrates a transmission line pattern according to an embodiment of the present invention. An enlarged cross section of the.
  • the peeling strength of the transmission line 610 pattern may be lower than that in the general dielectric layer Dielectric_N such as FR4.
  • the surface treatment area 650 may be included on the matt side of the transmission line 610 to improve adhesion. have.
  • the surface treatment area 650 may have a roughness of 5 ⁇ m or more in order to increase the peel strength.
  • the multi-layer substrate of the present invention is formed of a material having a low dielectric constant and a low dielectric loss material of the lowermost dielectric layer and the uppermost dielectric layer.
  • the entire dielectric layer is formed of FR-4.
  • FIG. 7 shows antennas ANT1 and ANT2 having transmission lines formed on a multilayer board according to the prior art, and antennas ANT3 and ANT4 having transmission lines formed on a multilayer board according to an embodiment of the present invention, respectively, in the 2100 and 2600 MHz regions. It is a test of transmission efficiency.
  • the horizontal axis of the graph represents the frequency band (GHz) and the vertical axis represents the loss (db).
  • the loss is -1.0db,-for the antennas (ANT3, ANT4) in which the transmission line is formed on the multilayer board of the present invention, respectively. While measuring 0.7db, it can be seen that the losses of the antennas ANT1 and ANT1 having transmission lines formed in the multilayer board of the prior art are measured as -1.2db and -0.6db, respectively.
  • the loss is -0.8db, -1.0 for the antennas (ANT3, ANT4) in which the transmission line is formed on the multilayer board of the present invention, respectively. While measured in db, it can be seen that the loss of the antennas ANT1 and ANT1 having transmission lines formed in the multilayer board of the prior art are measured as -1.6db and -1.9db, respectively.
  • the antennas ANT3 and ANT4 having the transmission lines formed on the multilayer board according to the embodiment of the present invention are superior to the antennas ANT1 and ANT1 having the transmission lines formed on the multilayer board of the prior art even in a region of 2100 MHz or more, which is a relatively high frequency band. It can be seen that it has a high transmission efficiency.
  • the transmission efficiency is much higher than that of the conventional multilayer substrate. have. That is, even if the length of the transmission line is increased, the loss can be reduced through impedance matching, so that the present invention can be applied to not only the transmission line of the antenna but also other electronic devices requiring signal transmission.
  • the multilayer substrate and the transmission line of the present invention can be applied to form high-speed transmission lines such as USB 2.0 / 3.0 transmission lines, MIPI transmission lines, DDR 2/3/4 transmission lines, and the like.

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  • Telephone Function (AREA)

Abstract

본 발명은 다층기판을 이용한 전송선로에 관한 것으로서, 최하부 유전체층과 최상부 유전체층을 중간 기판층보다 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성한 다층기판을 이용하여 전송선로를 구현함으로써, 안테나 회로와 RF(Radio Frequency) 회로 연결 시 케이블을 사용하지 않고 다층기판에 형성된 전송선로를 이용하여 연결할 수 있도록 한다.

Description

다층기판을 이용한 전송선로
본 발명은 다층기판을 이용한 전송선로에 관한 것으로서, 안테나 연결을 위한 코엑셜 케이블의 구성을 삭제하여 이동 단말기의 조립을 용이하게 하고 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 다층기판을 이용한 전송선로에 관한 것이다.
이동 단말기의 안테나는 외부로 노출되는 외장형 안테나(external antenna)와 단말기의 내부에 설치되는 내장형 안테나(internal antenna)로 구분될 수 있다. 초기에는 외장형 안테나를 주로 사용하였으나, 외부의 충격에 의하여 파손되기 쉬운 단점이 있어 점차 내장형 안테나로 개발 방향을 전향하는 추세이다.
내장형 안테나는 다층기판에 구현되고, 다층기판에 구현된 안테나 회로는 동축케이블을 이용하여 RF(Radio Frequency) 회로에 연결된다. 이러한 내장형 안테나는 이동 단말기에 내장될 수 있도록 소형으로 설계되기 때문에, 안테나의 방사효율이 저하되고, 주파수 대역이 좁아지며, 안테나 이득이 작아지는 문제가 있다. 이러한 문제가 있음에도, 이동 단말기는 소형화 및 다기능화로 인해 내장형 안테나의 소형화 및 고성능화가 요구되고 있다.
이에, 설계공간을 절약하기 위한 방편으로 안테나 회로와 RF 회로를 동축케이블 대신 PCB의 전송라인으로 연결하는 기술이 연구되었으나, 일반적인 기판상에서는 전송효율이 저하되어 적용이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 안테나 회로와 RF(Radio Frequency) 회로 연결 시 케이블을 사용하지 않고 PCB의 전송라인으로 연결할 수 있도록 하여 이동 단말기의 조립을 용이하게 하고 설계 자유도를 향상시킬 수 있도록 하는 다층기판을 이용한 전송선로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 그라운드 금속층; 상기 그라운드 금속층 상에 적층되는 복수의 유전체층; 상기 유전체층 상에 형성되는 전송선로를 포함하고; 상기 복수의 유전체층 중 적어도 하나 이상은 다른 유전체층 보다 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로가 제공될 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 프론트 케이스(front case)와 리어 케이스(rear case)을 포함하는 바디(body); 상기 바디의 내측에 위치하는 안테나 회로부; 및상기 바디의 내측에 위치하고, 그라운드 금속층; 상기 그라운드 금속층 상에 적층되는 복수의 유전체층; 상기 유전체층 상에 형성되어 상기 안테나 회로부로 송수신되는 안테나 신호를 전송하는 다층기판을 이용한 전송선로를 포함하고; 상기 다층기판을 이용한 전송선로는 상기 복수의 유전체층 중 적어도 하나 이상은 다른 유전체층 보다 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로인 것을 특징으로 하는 이동 단말기가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 다층기판을 이용한 전송선로의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나 회로와 RF(Radio Frequency) 회로 연결 시 케이블을 사용하지 않고 다층기판을 이용한 전송선로를 이용하여 연결할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나 회로와 RF(Radio Frequency) 회로 연결 시 케이블을 사용하지 않고 다층기판을 이용한 전송선로를 이용함으로써 이동 단말기의 조립을 용이하게 하고 설계 자유도를 향상시킬 수 있다는 장점이 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 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로를 포함하는 이동 단말기의 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로의 평면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 전송선로가 형성되는 다층기판의 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로의 개념도이다.도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 안테나의 전송선로와 종래기술에 따른 전송선로의 전송효율 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
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 개`시된 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), 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 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.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 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. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전ㅇ후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 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.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 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 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 커버(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 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(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 후면 커버(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 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 후면 커버(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.
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 후면 커버(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, 후면 커버(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.
다음으로, 본 발명에 따른 이동 단말기(100)를 통해 실시 가능한 통신 시스템에 대하여 살펴본다.
먼저, 통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템뿐만 아니라 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 자명하다.
CDMA 무선 통신 시스템은, 적어도 하나의 단말기(100), 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS (Node B 혹은 Evolved Node B로 명칭될 수도 있다.)), 적어도 하나의 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)를 포함할 수 있다. MSC는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN) 및 BSCs와 연결되도록 구성된다. BSCs는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs가 CDMA 무선 통신 시스템에 포함될 수 있다.
복수의 BS 각각은 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS로부`터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당은 각각 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 가질 수 있다.
섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS는, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴 수 있다. 이러한 경우, 하나의 BSC 및 적어도 하나의 BS를 합하여 "기지국"이라고 칭할 수 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"를 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.
방송 송신부(Broadcasting Transmitter, BT) 는, 시스템 내에서 동작하는 단말기들(100)에게 방송 신호를 송신한다. 도 1a에 도시된 방송 수신 모듈(111)은, BT에 의해 전송되는 방송 신호를 수신하기 위해 단말기(100) 내에 구비된다.
뿐만 아니라, CDMA 무선 통신 시스템에는 이동 단말기(100)의 위치를 확인하기 위한, 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이 연계될 수 있다. 상기 위성(300)은, 이동 단말기(100)의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 이동 단말기(100)의 위치가 추적될 수 있다. 또한, GPS 위성 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 전송을 담당할 수도 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 이동 단말기에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로(400)를 포함하는 이동 단말기의 분해 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100)는, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나 이상의 PCB(300)가 배치될 수 있다.
PCB(300)에는 안테나 회로부, RF 회로부, 안테나 회로부와 RF 회로부를 연결하는 안테나 전송선로(400), 등의 회로 구성과, 여러 종류의 전자 부품들이 실장될 수 있다.
이러한 PCB(300)는 실장된 부품에 따라 복수개로 분할된 PCB로 구성될 수 있으며, 다층기판(multi layer PCB), 연성인쇄회로(flexible printed circuit), 단층기판 등 다양한 종류의 PCB가 이용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 전송선로(400)는 다층기판에 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로의 평면도이다. 도 3은 도 2의 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB(300)의 평면도, 도 4는 도 3의 전송선로(400)의 확대도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCB의 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100)의 PCB(300)는 각기 실장된 부품의 종류에 따라, 안테나가 형성된 안테나 회로부(310), 안테나로 송수신되는 무선신호를 처리하는 부분인 RF 회로부(330) 및 안테나 회로부(310)와 RF 회로부(330) 간을 연결하는 전송 회로부(320)를 포함한다.
RF 회로부(330)는 무선 통신부(110) 및 제어부(180) 등의 제어 기능을 수행하는 전자 제품과 제어회로 들을 포함하여 이동 단말기(100)의 데이터를 무선 송신이 가능한 형태로 변환하거나, 수신된 무선 신호를 데이터로 변환할 수 있다.
안테나 회로부(310)는 외부로부터 무선 신호를 수신하고 RF 회로부(330)에서 생성된 송신 데이터를 무선 송신한다.
전송 회로부(320)는 안테나 회로부(310)와 RF 회로부(330) 간을 연결하여 신호를 전달한다. 전송 회로부(320)는 안테나 회로부(310)로 수신된 무선 신호를 RF 회로부(330)로 전달하고, RF 회로부(330)에서 생성된 송신 데이터를 안테나 회로부(310)로 전달한다.
본 발명의 실시예에 따른 전송 회로부(320)는 다중기판에 신호 전달을 위한 전송선로(400)를 에칭하는 방식으로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCB(350)의 평면도로서, 전송선로(400a, b)의 패턴을 이중으로 형성한 경우를 예시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)의 PCB(350)는 각기 실장된 부품의 종류에 따라, 안테나가 형성된 안테나 회로부(356), 안테나로 송수신되는 무선신호를 처리하는 부분인 RF 회로부(352) 및 안테나 회로부(352)와 RF 회로부(356) 간을 연결하는 전송 회로부(354)를 포함한다.
RF 회로부(352)는 무선 통신부(110) 및 제어부(180) 등의 제어 기능을 수행하는 전자 제품과 제어회로 들을 포함하여 이동 단말기(100)의 데이터를 무선 송신이 가능한 형태로 변환하거나, 수신된 무선 신호를 데이터로 변환할 수 있다.
안테나 회로부(356)는 외부로부터 무선 신호를 수신하고 RF 회로부(352)에서 생성된 송신 데이터를 무선 송신한다.
전송 회로부(354)는 안테나 회로부(352)와 RF 회로부(356) 간을 연결하는 제1전송선로(400a)와 제2전송선로(400b)를 포함할 수 있다. 통해 신호를 전달한다. 제1전송선로(400a)는 안테나 회로부(356)로 수신된 무선 신호를 RF 회로부(352)로 전달하고, 제2전송선로(400b)는 RF 회로부(352)에서 생성된 송신 데이터를 안테나 회로부(356)로 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 전송선로(400)가 형성되는 다층기판의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 안테나의 전송선로(400)의 부분 확대 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 안테나가 형성되는 인쇄회로기판은 복수의 유전체층과 금속층(c)이 적층된 다층기판의 형태로 구성된다.
다층기판은 각 층을 구성하고 있는 물질에 따라 상부 기판층(510), 중간 기판층(530), 하부 기판층(520)으로 나누어볼 수 있다.
다층기판의 금속층(c)은 동박 절연기판의 단면 또는 양면을 덮어 도체 패턴을 형성하는 동박을 포함할 수 있다.
중간 기판층(530)의 유전체층은 통상적으로 널리 사용되고 있는 물질인 프리프레그(PPG : Prepreg) 물질 혹은 FR4(Flame Retardant-4)물질로 형성될 수 있다.
중간 기판층(530)을 중심으로 상부 영역 및 하부 영역을 각각 상부 기판층(510)과 하부 기판층(520)으로 나누어 볼 수 있다.
하부 기판층(520)은 최하부 그라운드 금속층(520b), 최하부 그라운드 금속층(520b)의 상부에 형성되는 최하부 유전체층(520c), 최하부 유전체층(520c)의 상부에 형성되는 금속층(520d)을 포함한다. 최하부 그라운드 금속층(520b)은 다층기판의 그라운드 기능을 수행할 수 있으며, 그 외표면에는 오염이나 산화 방지를 위한 절연막(520a)이 형성될 수 있다.
최하부 유전체층(520c)은 중간 기판층(530)의 유전체층보다 유전상수(Dielectric Constant, Dk) 및 유전손실(Dissipation Factor, Df)이 낮은 재료로 형성함으로써 다층기판의 전송효율을 향상시킬 수 있다.
유전상수(DielectricConstant,Dk)는 축전지의 두 전극 사이에 유전체를 넣었을 경우와 넣지 않았을 경우(엄밀히는 진공일 경우)의 전기용량의 비율, 즉, C/C0의 비이다. 유전상수(Dk)는 유전체의 성질을 나타내는 기본상수이다. 유전율ε(epsilon), 전기편극 P, 전기변위 D, 전기장의 세기 E와의 사이에는 D = E ＋ P = εE(epsilon * E)의 관계가 있다. MKSA 단위계에서는 특정한 차원과 수치가 정해지므로 절대유전율이라 하고 진공에서의 유전율ε0(epsilon0)과의 비를 비유전율(상대유전상수)이라 한다. 유전상수는 유전체의 복소 비유전율(complex relative permittivity)로 명칭될 수도 있다.
유전상수(Dk)는 다음의 [수학식 1]과 같이 εr로 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2014012501-appb-I000001
여기서, ε*는 유전체의 유전율(permittivity)이고, ε0는 진공의 유전율(permittivity)로 ε0= 8.854 * 10-12[F/m]이다. C는 축전지의 두 전극 사이에 유전체를 넣었을 경우의 전기용량, A는 유전체의 면적, t는 유전체의 두께이다.
유전손실(DissipationFactor,Df)은 유전체에 교류 전기장을 걸었을 경우에 유전체 속에서 열로 없어지는 에너지 손실을 나타낸다. 유전체를 전극에 끼우고 교류전압을 가하면 흐르는 전류의 위상은 유전손실이 있기 때문에 완전히 90° 나아가지 않고 δ(delta)만큼 늦는다. 여기서 δ(delta)가 유전손실각이고 유전손실은 tan δ(tangent delta)에 비례한다. 유전손실은 교류의 주파수와 전기장의 세기가 증가함에 따라 증가하며, 일반적으로 고주파 영역에서 커진다. 유전손실의 많고 적음은 절연물의 성능을 결정하는 데 중요한 요소로서, 유전손실이 적을수록 좋은 절연재가 된다. 유전손실의 발생 원인으로는 물질의 불균일, 유전여효, 히스테리시스에 의한 손실을 들 수 있다. 유전손실은 전자파가 전달되는 유전체의 재질에 의한 손실을 나타내는 지표로써, 유전상수(Dk)의 실수부와 허수부의 비로서 계산되어지며, 이 값이 작을수록 전파중 손실이 적다. 이러한, 유전손실(Df)는 하기 [수학식 2]와 같이 tanθ로 정의될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2014012501-appb-I000002
여기서,
Figure PCTKR2014012501-appb-I000003
로, εr은 [수학식 1]에서의 유전상수이다.
상기 유전상수(Dk)와 유전손실(Df)는 LCR meter (4285A precision LCR meter, 4284A precision LCR meter 등)를 이용하여 측정할 수도 있고, Impedance analyzer(agilent 4291B impedance analyzer 등)를 이용하여 측정(parallel plate measurement method 등)할 수도 있고, network analyzer(agilent vector network analyzer, agilent8510C VNA, agilent PNA, agilent E8363C 등)를 이용하여 측정할 수도 있다.
예컨대, 중간 기판층(530)의 유전체층이 FR4로 형성된 경우, FR4의 유전상수(Dk)= 4.1, 유전손실(Df)= 0.014이므로, 최하부 유전체층(520c)은 유전상수(Dk)가 4 이하, 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 적용할 수 있다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 물질로는 LCP(Liauid Crystal Polymer), 테프론(Teflon), 에폭시레진(Epoxy Resin), 프리 프레그(Pre-Preg), 변형된 에폭시 레진(Modified Epoxy Resin), 등이 존재하므로, 최하부 유전체층(520c)은 이들 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
상부 기판층(510)은 중간 기판층(530)의 상부에 형성되는 최상부 유전체층(510c), 최상부 유전체층(510c)의 상부에 형성되는 최상부 금속층(510b) 및 최상부 금속층(510b)에 형성되는 패턴의 오염이나 산화 방지를 위한 절연막(510a)이 형성될 수 있다.
최상부 유전체층(510c)은 중간 기판층(530)의 유전체층보다 유전상수(Dielectric Constant, Dk) 및 유전손실(Dissipation Factor, Df)이 낮은 재료로 형성함으로써 다층기판의 전송효율을 향상시킬 수 있다.
예컨대, 중간 기판층(530)의 유전체층이 FR4로 형성된 경우, FR4의 유전상수(Dk)= 4.1, 유전손실(Df)= 0.014이므로, 최상부 유전체층(510c)은 유전상수(Dk)가 4 이하, 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 적용할 수 있다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 물질로는 LCP(Liauid Crystal Polymer), 테프론(Teflon), 에폭시레진(Epoxy Resin), 프리 프레그(Pre-Preg), 변형된 에폭시 레진(Modified Epoxy Resin) 등이 존재하므로, 최상부 유전체층(510c)은 이들 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
최상부 금속층(510b)에는 안테나 전송선로(400)가 에칭 방식으로 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 최상부 금속층(510b)을 에칭하여 마이크로트립라인을 형성하면 안테나 전송선로(400)를 구현할 수 있다. 도 6에서 W는 마이크로스트립라인의 폭, t는 높이, H는 그라운드 기능을 수행하는 금속층(510d)에서부터 최상부 유전체층(510c)까지의 높이를, εr은 최상부 유전체층(510c)의 유전율을 나타낸다. 이러한 수치와 특성 임피던스의 관계식은 다음의 [수학식 3]과 같다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2014012501-appb-I000004
[수학식 3]에 기재된 바와 같이, 특성 임피던스를 안테나 매칭을 위한 50ohms으로 매칭하기 위해서는 Dk, H, t에 의해 마이크로스트립라인의 W가 결정된다. 즉, Dk가 낮을수록, H가 높을수록, 마이크로스트립라인의 W는 증가할 수 있으며, 마이크로스트립라인의 W가 증가하면 전송효율이 향상된다.
이와 같이, 다층기판의 최하부 유전체층과 최상부 유전체층을 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성함으로써 다층기판의 전송효율을 향상시킬 수 있다. 이에, 안테나 전송선로(400)를 다층기판상에 형성하는 것이 가능해 지므로 안테나 회로를 연결하기 위한 동축 케이블(coaxial cable)과 그 관련 부품을 삭제하여 이동 단말기의 조립을 용이하게 하고 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 전송선로의 개념도이다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 전송선로와 기기 모듈(151)간의 적층 단면도, 도 9은 도 9의 그라운드(620)의 평면도, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전송선로와 기기 모듈(151)간의 적층 단면도, 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전송선로와 기기 모듈(151)간의 적층 단면도, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전송선로 패턴의 확대 단면도이다.
도 8을 참조하면, 전송선로(610)가 형성된 다층기판(600) 상에는 소정 기기 모듈(151)이 적층될 수 있다.
기기 모듈(151)은 PCB 등의 기기(155)를 포함하며, 기기 모듈(151)과 다층기판(600)과 접하는 면에 금속층(157)을 포함한다. 금속층(157)은 Mg, SUS 등의 금속물질을 포함할 수 있다.
전송선로(610)가 형성된 다층기판(600)은, 최하부 그라운드 금속층(620), 그라운드 금속층(620)의 상부에 형성되는 제2유전체층(614), 제2유전체층(614)의 상부에 형성되는 제1유전체층(612) 및 제1유전체층(612) 상에 형성되는 전송선로(610)를 포함할 수 있다.
각 유전체층(612, 614)에는 각 층의 그라운드(GND)를 전기적으로 연결하는 홀패턴(613, 615)이 형성되어 다층기판을 그라운드 시킬 수 있다.
최외층인 제1유전체층(612) 상에는 기 설정된 폭(W1)을 갖는 전송선로(610)와 그라운드(GND)가 패터닝된다.
전송선로(610)상에는 절연막(622)이 형성되고 그라운드(GND)영역에는 절연막(622)과 같은 높이로 형성된 그라운드 패드(624)가 형성된다. 이에, 그라운드(GND)를 기기 모듈(151)과 다중 연결하여 그라운드 성능을 향상시킬 수 있으며, 전송선로(610) 상에 기기 모듈(151) 배치 시 전송선로(610)와의 간섭을 차단할 수 있다.
전송 선로(610)가 형성된 제1유전체층(612)은 유전상수(Dielectric Constant, Dk) 및 유전손실(Dissipation Factor, Df)이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층(Dielectric_L)이고, 제2유전체층(614)은 제1유전체층(612)보다 유전손실이 높은 재료로 형성된 일반 유전체층(Dielectric_N)일 수 있다. 예컨대, 제2유전체층(614)이 일반적인 유전체 재료인 FR4로 형성된 경우, FR4의 유전상수(Dk)= 4.1, 유전손실(Df)= 0.014이다. 이에, 제1유전체층(612)은 유전상수(Dk)가 4 이하, 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 적용할 수 있다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 물질로는 LCP(Liauid Crystal Polymer), 테프론(Teflon), 에폭시레진(Epoxy Resin), 프리 프레그(Pre-Preg), 변형된 에폭시 레진(Modified Epoxy Resin), 등이 존재하므로 제1유전체층(612)은 이들 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
최하부 그라운드 금속층(620)은 전송 선로(610)의 폭(w1)보다 더 큰 폭(w2)을 갖는 메시(mesh) 그라운드를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 최하부 그라운드 금속층(620)은 전송 선로(610)의 폭(w1)보다 크고, 각 유전체층(612, 614)의 그라운드와 그라운드 사이(W2)와 같은 영역에 그라운드 금속이 메시 형태로 식각된 메시 그라운드를 포함할 수 있다.
메시 그라운드를 포함하는 경우, 임피던스 매칭을 통해 역 전류(return current)를 억제하여 방사하는 효과를 얻을 수 있다. 이에, 전송선로(610)의 폭(w1)을 증가시켜 저항을 감소시킴으로써 신호 전송 시 발생하는 손실(loss)를 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전송선로와 기기 모듈(151)간의 적층 단면도로서, 도 8의 제1실시예와 대비하여 제1유전체층(612)이 일반 유전체층(Dielectric_N)이고, 제2유전체층(614)이 저손실 유전체층(Dielectric_L)인 경우를 예시한 것이다.
도 10을 참조하면, 전송선로(610)가 형성된 다층기판(600) 상에는 소정 기기 모듈(151)이 적층될 수 있다.
기기 모듈(151)은 PCB 등의 기기(155)를 포함하며, 기기 모듈(151)과 다층기판(600)과 접하는 면에 금속층(157)을 포함한다. 금속층(157)은 Mg, SUS 등의 금속물질을 포함할 수 있다.
전송선로(610)가 형성된 다층기판(600)은, 최하부 그라운드 금속층(620), 그라운드 금속층(620)의 상부에 형성되는 제2유전체층(614), 제2유전체층(614)의 상부에 형성되는 제1유전체층(612) 및 제1유전체층(612) 상에 형성되는 전송선로(610)를 포함할 수 있다.
각 유전체층(612, 614)에는 각 층의 그라운드(GND)를 전기적으로 연결하는 홀패턴(613, 615)이 형성되어 다층기판을 그라운드 시킬 수 있다.
최외층인 제1유전체층(612) 상에는 기 설정된 폭(W1)을 갖는 전송선로(610)와 그라운드(GND)가 패터닝된다.
전송선로(610)상에는 절연막(622)이 형성되고 그라운드(GND)영역에는 절연막(622)과 같은 높이로 형성된 그라운드 패드(624)가 형성된다. 이에, 그라운드(GND)를 기기 모듈(151)과 다중 연결하여 그라운드 성능을 향상시킬 수 있으며, 전송선로(610) 상에 기기 모듈(151) 배치 시 전송선로(610)와의 간섭을 차단할 수 있다
전송 선로(610)가 형성된 제1유전체층(612)은 제2유전체층(614)보다 유전손실이 높은 재료로 형성된 일반 유전체층(Dielectric_N)이고, 제2유전체층(614)은 유전상수(Dielectric Constant, Dk) 및 유전손실(Dissipation Factor, Df)이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층(Dielectric_L)일 수 있다. 예컨대, 제1유전체층(612)이 일반적인 유전체 재료인 FR4로 형성된 경우, 제2유전체층(614)은 유전상수(Dk)가 4 이하, 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 적용할 수 있다. 이러한 조건을 만족할 수 있는는 물질로는 LCP(Liauid Crystal Polymer), 테프론(Teflon), 에폭시레진(Epoxy Resin), 프리 프레그(Pre-Preg), 변형된 에폭시 레진(Modified Epoxy Resin), 등이 존재하므로 제2유전체층(614)은 이들 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
최하부 그라운드 금속층(620)은 전송 선로(610)의 폭(w1)보다 더 큰 폭(w2)을 갖는 메시(mesh) 그라운드를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 전송선로와 기기 모듈(151)간의 적층 단면도로서, 도 8의 제1실시예와 대비하여 다중 레이어의 유전체층 전체가 저손실 유전체층(Dielectric_L)인 경우를 예시한 것이다.
도 11을 참조하면, 전송선로(610)가 형성된 다층기판(600) 상에는 소정 기기 모듈(151)이 적층될 수 있다.
기기 모듈(151)은 PCB 등의 기기(155)를 포함하며, 기기 모듈(151)과 다층기판(600)과 접하는 면에 금속층(157)을 포함한다. 금속층(157)은 Mg, SUS 등의 금속물질을 포함할 수 있다.
전송선로(610)가 형성된 다층기판(600)은, 최하부 그라운드 금속층(620), 그라운드 금속층(620)의 상부에 형성되는 유전체층(612) 및 유전체층(612) 상에 형성되는 전송선로(610)를 포함할 수 있다. 여기서, 유전체층(612)은 복수의 레이어로 형성될 수 있다.
전송선로(610)상에는 절연막(622)이 형성되고 그라운드(GND)영역에는 절연막(622)과 같은 높이로 형성된 그라운드 패드(624)가 형성된다. 이에, 그라운드(GND)를 기기 모듈(151)과 다중 연결하여 그라운드 성능을 향상시킬 수 있으며, 전송선로(610) 상에 기기 모듈(151) 배치 시 전송선로(610)와의 간섭을 차단할 수 있다
전송 선로(610)가 형성된 유전체층(612)은 일반적인 유전체보다 상대적으로 유전상수(Dielectric Constant, Dk) 및 유전손실(Dissipation Factor, Df)이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층(Dielectric_L)일 수 있다. 예컨대, 일반적인 유전체 재료인 FR4로 형성된 경우, 제1유전체층(612)은 유전상수(Dk)가 4 이하, 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 적용할 수 있다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 물질로는 LCP(Liauid Crystal Polymer), 테프론(Teflon), 에폭시레진(Epoxy Resin), 프리 프레그(Pre-Preg), 변형된 에폭시 레진(Modified Epoxy Resin), 등이 존재하므로 유전체층(612)은 이들 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
최하부 그라운드 금속층(620)은 전송 선로(610)의 폭(w1)보다 더 큰 폭(w2)을 갖는 메시(mesh) 그라운드를 포함할 수 있다.도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전송선로 패턴의 확대 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따라 저손실 유전체층(Dielectric_L)에 전송 선로(610)를 형성하는 경우 FR4 등의 일반 유전체층(Dielectric_N)에 형성하는 경우보다 전송 선로(610) 패턴의 박리 강도가 저하될 수 있다.
저손실 유전체층(Dielectric_L)에 형성된 전송 선로(610)의 박리 강도(peel strength)를 높이기 위해, 전송 선로(610)의 접착면(matt side)에 접착력 향상을 위한 표면처리 영역(650)을 포함할 수 있다. 표면처리 영역(650)은 박리 강도(peel strength)를 높이기 위해 5um 이상의 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다층기판을 이용한 안테나의 전송선로(400)와 종래기술에 따른 전송선로(400)의 전송효율 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 본 발명의 다층기판은 최하부 유전체층과 최상부 유전체층을 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성한 것이고, 종래기술의 다층기판은 전체 유전체층이 FR-4로 형성된 것이다.
도 7은 종래기술에 따른 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT1, ANT2)와 본 발명의 실시예에 따른 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT3, ANT4)에 대해 각각 2100Mhz영역과 2600Mhz영역에서 전송효율을 실험한 것이다.
그래프의 가로축은 주파수 대역(GHz)를 나타내고 세로축은 손실(db)를 나타낸다.
그래프에 도시된 바와 같이, 2100Mhz영역에서의 실험결과(m1, m2, m3, m4)의 경우 본 발명의 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT3, ANT4)의 경우 손실이 각각 -1.0db, -0.7db로 측정되는 반면, 종래기술의 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT1, ANT1)의 경우 손실이 각각 -1.2db, -0.6db로 측정되는 것을 알 수 있다.
이보다 더 높은 주파수 대역인 2600Mhz영역에서의 실험결과(m5, m6, m7, m8)의 경우 본 발명의 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT3, ANT4)의 경우 손실이 각각 -0.8db, -1.0db로 측정되는 반면, 종래기술의 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT1, ANT1)의 경우 손실이 각각 -1.6db, -1.9db로 측정되는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT3, ANT4)는 비교적 고주파 대역인 2100Mhz 이상의 영역에서도 종래기술의 다층기판에 전송선로가 형성된 안테나(ANT1, ANT1)에 비해 월등히 높은 전송효율을 갖는다는 것을 알 수 있다.
이상 실험 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이, 최하부 유전체층과 최상부 유전체층을 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성한 다층기판에 신호 전송선로를 형성하는 경우 종래의 다층기판에 비해 월등히 높은 전송효율을 얻을 수 있다. 즉, 전송라인의 길이가 증가하더라고 임피던스 매칭을 통해 손실(loss)을 감소시킬 수 있으므로, 안테나의 전송라인뿐 아니라 신호 전송이 필요한 다른 전자기기에서도 적용이 가능하다. 예컨대, USB 2.0/3.0의 전송라인, MIPI 전송라인, DDR 2/3/4 전송라인 등, 고속전송 라인을 형성하는 데에 본 발명의 다층기판과 전송선로를 적용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 그라운드 금속층;
    상기 그라운드 금속층 상에 적층되는 복수의 유전체층;
    상기 유전체층 상에 형성되는 전송선로를 포함하고;
    상기 복수의 유전체층 중 적어도 하나 이상은 다른 유전체층 보다 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저손실 유전체층은 유전상수(Dk)가 4 이하이고 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저손실 유전체층을 제외한 다른 유전체층은, 프리프레그(PPG : Prepreg) 물질 및 FR4(Flame Retardant-4)물질 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제1유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제2유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제1유전체층과 상기 제2유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전송선로는,
    안테나 회로부로 송수신되는 안테나 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전송선로는,
    상기 복수의 유전체층 중 최상부 유전체층 상에 형성되고, 상기 최상부 유전체층과의 접착력을 증가시키는 러프니스(roughness)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드 금속층은,
    상기 전송선로의 폭보다 넓은 메시 그라운드(mesh ground)패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로.
  10. 프론트 케이스(front case)와 리어 케이스(rear case)을 포함하는 바디(body);
    상기 바디의 내측에 위치하는 안테나 회로부; 및
    상기 바디의 내측에 위치하고, 그라운드 금속층, 상기 그라운드 금속층 상에 적층되는 복수의 유전체층, 상기 유전체층 상에 형성되어 상기 안테나 회로부로 송수신되는 안테나 신호를 전송하는 다층기판을 이용한 전송선로를 포함하고;
    상기 다층기판을 이용한 전송선로는 상기 복수의 유전체층 중 적어도 하나 이상은 다른 유전체층 보다 유전상수와 유전손실이 낮은 재료로 형성된 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 다층기판을 이용한 전송선로인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전송선로 상에 형성되는 절연막;
    상기 절연막 상에 형성되며 상기 전송선로가 형성된 상기 다층기판의 그라운드에 접지되는 금속층; 및
    상기 금속층 상에 적층되어 상기 바디의 내측에 수납되는 기구모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 저손실 유전체층은, 유전상수(Dk)가 4 이하이고 유전손실(Df)은 0.014 이하인 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 저손실 유전체층을 제외한 다른 유전체층은, 프리프레그(PPG : Prepreg) 물질 및 FR4(Flame Retardant-4)물질 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제1유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제2유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층은 상기 전송선로 하부의 제1유전체층과 상기 제1유전체층 하부의 제2유전체층을 포함하고,
    상기 제1유전체층과 상기 제2유전체층이 상기 저손실 유전체층인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 전송선로는,
    안테나 회로부로 송수신되는 안테나 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 전송선로는,
    상기 복수의 유전체층 중 최상부 유전체층 상에 형성되고, 상기 최상부 유전체층과의 접착력을 증가시키는 러프니스(roughness)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 전송선로는,
    상기 바디의 길이보다는 짧고 8cm와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 그라운드 금속층은,
    상기 전송선로의 폭보다 넓은 메시 그라운드(mesh ground)패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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