WO2018016892A1 - 코일 공유 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2018016892A1
WO2018016892A1 PCT/KR2017/007828 KR2017007828W WO2018016892A1 WO 2018016892 A1 WO2018016892 A1 WO 2018016892A1 KR 2017007828 W KR2017007828 W KR 2017007828W WO 2018016892 A1 WO2018016892 A1 WO 2018016892A1
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antenna
coil
mst
electronic device
various embodiments
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PCT/KR2017/007828
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이우섭
김윤주
성정오
김태근
최세환
박성철
박정식
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삼성전자 주식회사
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    • H04M2201/00—Electronic components, circuits, software, systems or apparatus used in telephone systems
    • H04M2201/36—Memories

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to a method of sharing a coil and an electronic device using the same.
  • WPC international standard wireless power consortium
  • A4WP alliance for wireless power
  • MST magnetic secure transfer
  • NFC near field communication
  • a coil optimized for each technology may be required.
  • a miniaturized electronic device such as a smart phone
  • there are limitations in area and thickness and it may be difficult to secure coil performance by interference due to surrounding coils.
  • Each technique can have different frequency characteristics and different inductances required for performance optimization.
  • inductors eg, coils having close resonant frequencies may act as mutual interference.
  • An electronic device may include: a first cover constituting a front surface of the electronic device; A second cover constituting a rear surface of the electronic device; A memory included in a space formed between the first cover and the second cover; A processor included in the space and electrically connected to the memory; A first antenna and a second antenna included in the space and electrically connected to the processor; And a switch included in the space and connected to at least one of the first antenna and the second antenna, wherein the memory, when executed, when the processor executes a function corresponding to the first antenna, Shorting the switch to connect the first and second antennas; And instructions for causing the first antenna and the second antenna to transmit a magnetic field signal together.
  • a method of operating an electronic device including a first antenna, a second antenna, and a switch connected to at least one of the first antenna and the second antenna may include a function corresponding to the first antenna. Connecting the first antenna and the second antenna by shorting the switch when performing the operation; And transmitting the magnetic field signal by the first antenna and the second antenna.
  • the electronic device may adjust the length of the coil by using a switch, thereby optimizing performance according to each technology.
  • a switch may be used to secure optimum performance without interfering with each other.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device capable of performing a payment function according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device capable of performing a payment function using an MST according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal transmitted through an MST output module and a signal measurement value received from an external device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a loop antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a payment system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram of a payment system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a payment user interface of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a payment user interface of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of outputting a signal including payment information through an MST output module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS 10A to 10B are structural diagrams of an electronic device including an antenna for magnetic payment according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an MST module that may have various antenna structures according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a loop antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • 13A to 13D schematically illustrate the structure of a loop antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a plurality of loop antennas according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15A and 15B schematically illustrate a plurality of coil antennas according to various embodiments.
  • 16A through 16C are hardware block diagrams of an electronic device including a plurality of MST modules according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17A to 17C are hardware block diagrams of an electronic device capable of using at least one module of a plurality of MST modules in common with other wireless short-range communication according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram schematically illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating a plurality of coil antennas in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure, and illustrates intensity and shadow areas of magnetic fields generated in the plurality of coil antennas.
  • 20 and 21 are diagrams schematically illustrating a plurality of coil antennas in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure, and illustrate intensity and shadow areas of magnetic fields generated by the plurality of coil antennas.
  • 22A to 22D are diagrams illustrating various embodiments utilizing a plurality of coil antennas according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a view illustrating a method of mounting a coil according to various embodiments of the present disclosure.
  • 24 and 25 are diagrams illustrating simulation results of coil structures and their radiation characteristics according to various embodiments of the present disclosure.
  • 26 is a diagram illustrating an NFC coupling preventing circuit of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 27 is a diagram illustrating an optimum frequency and inductance required for each wireless technology according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating that a charging circuit and a payment circuit of an electronic device may use a coil in common, according to various embodiments of the present disclosure.
  • 29A to 29D are diagrams illustrating a method of extending coils by connecting different coils through switches according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a selective connection when an electronic device supports WPC and even A4WP according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating a selective connection structure of an MST coil and a WPC coil and an internal structure of a switch according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a structure used as an MST coil extended to an A4WP coil, a WPC coil, and an NFC coil according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG 33 is a flowchart illustrating a switch operation in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating that various types of coils may be used in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • 35 is a diagram illustrating an electronic device having an IC in which a wireless charging IC and an MST IC are shared in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • 36 is a diagram illustrating coil mounting of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an electronic device in which a coil is mounted in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A or / and B,” or “one or more of A or / and B” may include all possible combinations of items listed together. .
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B,” includes (1) at least one A, (2) at least one B, Or (3) both including at least one A and at least one B.
  • the expressions of ⁇ may modify various elements in any order and / or importance, and are used to distinguish one element from another element, but do not limit the elements.
  • the first user device and the second user device may represent different user devices regardless of the order or importance.
  • the first component may be called a second component, and similarly, the second component may be renamed to the first component.
  • One component (such as a first component) is "(functionally or communicatively) coupled with / to" to another component (such as a second component) or " When referred to as “connected to”, it should be understood that any component may be directly connected to the other component or may be connected through another component (eg, a third component).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • no other component e.g., a third component
  • the expression “configured to” as used in this document is, for example, “having the capacity to” depending on the context, for example, “suitable for,” “. It may be used interchangeably with “designed to,” “adapted to,” “made to,” or “capable of.”
  • the term “configured to” may not necessarily mean only “specifically designed to” in hardware. Instead, in some situations, the expression “device configured to” may mean that the device “can” along with other devices or components.
  • the phrase “processor configured (or configured to) perform A, B, and C” may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general-purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing corresponding operations.
  • the term “screen” may refer to a screen of a display unit.
  • the screen is “screen of the display” It is used as.
  • the term “screen” may refer to an object displayed on the display unit.
  • the screen is used as a display object in the sentences "card screen is displayed”, “display section displays card screen” or “control section controls display section to display card screen”.
  • An electronic device may include, for example, a smartphone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, Desktop personal computer (PC), laptop personal computer (PC), netbook computer, workstation, server, personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP), MP3 player, mobile medical It may include at least one of a device, a camera, or a wearable device.
  • wearable devices may be accessory (eg, watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, glasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs)), textiles, or clothing one-pieces (eg, it may include at least one of an electronic garment, a body attachment type (eg, a skin pad or a tattoo), or a living implantable type (eg, an implantable circuit).
  • HMDs head-mounted-devices
  • the electronic device may be a home appliance.
  • Home appliances are, for example, televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwaves, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation controls Panel (home automation control panel), security control panel, TV box (e.g. Samsung HomeSync TM , Apple TV TM , or Google TV TM ), game console (e.g. Xbox TM , PlayStation TM ), electronic dictionary It may include at least one of an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the electronic device may include various medical devices (eg, various portable medical measuring devices (such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure monitors, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Such as computed tomography (CT), imaging or ultrasound), navigation devices, global navigation satellite system (GNSS), event data recorder (EDR), flight data recorder (FDR), automotive infotainment ) Devices, ship's electronic equipment (e.g. ship's navigational devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or home robots, automatic teller's machines (financial institutions) Point of sales, point of sales, or Internet of things (e.g. light bulbs, sensors, electricity or gas meters, sprinkler devices, fire alarms, thermostats, street lights, It may include at least one of (toaster), exercise equipment, hot water tank, heater, boiler.
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic resonance imaging
  • CT computed to
  • an electronic device may be a furniture or part of a building / structure, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument).
  • the electronic device may be one or a combination of the aforementioned various devices.
  • An electronic device according to an embodiment may be a flexible electronic device.
  • the electronic device according to an embodiment of the present disclosure is not limited to the above-described devices, and may include a new electronic device according to technology development.
  • An electronic device may be a combination of one or more of the aforementioned various devices. Also, an electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be a flexible device. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the electronic device according to various embodiments of the present disclosure is not limited to the above-described devices.
  • An electronic device may generate a magnetic field signal.
  • the magnetic field signal generated by the electronic device may be a signal similar to the magnetic field signal generated when the magnetic card is swiped to a card reader of a card reader (eg, a point of sale reader). have.
  • a card reader eg, a point of sale reader
  • the user can pay the cost or the like without the magnetic card by bringing the electronic device that generated the magnetic field signal into or close to the card reader.
  • Magnetic field communication methods may include near field communication (NFC) and magnetic secure transmission or near field magnetic data stripe transmission (MST). These schemes may differ in data rate (bit / sec), communication range, and frequency.
  • NFC near field communication
  • MST magnetic secure transmission or near field magnetic data stripe transmission
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • the WPC disclosed in the present invention discloses a representative example of inductive wireless charging, and may support various other inductive wireless charging (eg, power matters alliance (PMA)).
  • PMA power matters alliance
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device capable of performing a payment function according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include, for example, a camera module 101, an acceleration sensor 103, a gyro sensor 105, a biometric sensor 107, and the like. It may include an MST module 110, an NFC module 120, an MST control module 130, an NFC control module 140, a processor 150, and a memory 160.
  • the camera module 101 may acquire card information by photographing a card required for payment.
  • the camera module 101 may recognize card information (for example, a card company, a card number, a card expiration date, or a card owner, etc.) marked on a card through an optical character reader (OCR) function.
  • OCR optical character reader
  • the user may input necessary card information into the electronic device by using an input device (for example, a touch panel, a pen sensor, a key, an ultrasonic input device, or a microphone input device) included in the terminal.
  • the acceleration sensor 103 or the gyro sensor 105 may acquire location information of the electronic device at the time of payment.
  • the acquired position information of the electronic device is transmitted to the processor 150, and the processor 150 based on the position information of the obtained electronic device, the strength of the current fed to the antenna of the MST module 110 (for example, the coil antenna).
  • the antenna of the MST module 110 for example, the coil antenna.
  • the biometric sensor 107 may acquire biometric information (for example, a fingerprint or an iris) of the user in order to perform authentication of the card or the user for payment.
  • biometric information for example, a fingerprint or an iris
  • the MST module 110 may include a coil antenna.
  • the MST control module 130 may supply voltages in different directions to both ends of the coil antenna according to data (eg, 0 or 1 bit) and control the direction of the current flowing through the coil antenna.
  • the signal transmitted through the coil antenna (a magnetic field signal by the coil through which the current flows) may generate induced electromotive force in the POS terminal in a form similar to an operation of actually reading the magnetic card to the POS terminal.
  • the MST control module 130 may include a data receiving module 131 and an output conversion module 133.
  • the data receiving module 131 may receive a logical low / high pulse including the payment information transmitted by the processor 150 (or the security module inside the electronic device 100). have.
  • the output conversion module 133 may include a circuit for converting the data recognized by the data receiving module 131 into a required form in order to transfer the data to the MST module 110.
  • the circuit may include a circuit (H-Bridge) for changing the direction of the voltage supplied to both ends of the MST module 110.
  • the electronic device 100 may communicate with the communication module (not shown).
  • Receive payment information from at least part of the magnetic stripe of the card e.g. magnetic card
  • the card company / bank server e.g. Track 1, Track 2, Track 3 or Token
  • the processor 150 may be stored in a form required for the processor 150 or a separate built-in security module.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device capable of performing a payment function using an MST according to various embodiments of the present disclosure.
  • the MST data transmission module 210 may transmit information necessary for payment to the MST control module 220.
  • the MST data transmission module 210 may be a processor or a secure zone within the processor.
  • the MST data transmission module 210 may be a security module (eSE / UICC) embedded in an electronic device (eg, the electronic device 100).
  • the MST data transmission module 210 controls to enable the MST output module 230 together with the data pulse 211 for a necessary time (for example, time required to periodically transmit a predetermined number of MST signals).
  • Signal 212 may be sent.
  • the MST data transmission module 210 may transmit differential type data having different phases.
  • the MST data transmission module 210 transmits track 1, track 2 or track 3 data included in the magnetic card sequentially by time, or interleaved each data. It may be.
  • the data receiving module 222 of the MST control module 220 may recognize a low / high state of the transmitted pulse as data (for example, 0 or 1 bit).
  • the number of times of transition between low and high for a specified time may be checked and recognized as data. For example, it can be recognized as 0 (zero) bit when the low / high conversion is 1 for a specified time and 1 (one) bit when the 2 is.
  • the output conversion module 221 of the MST control module 220 is a circuit for converting the recognized data into the required form in order to transfer the data recognized by the data receiving module 222 to the MST module 230. It may include.
  • the circuit may include a first switch S1, a second switch S2, a third switch S3, and a fourth switch S4.
  • the first switch S1 and the fourth switch S4 may have the same control state, and the second switch S2 and the third switch S3 may have the same control state.
  • the direction of the voltage supplied to both ends of the coil antenna 231 may be changed according to the control state of the switch. In this case, the voltage level supplied to the antenna may be.
  • the first switch and the fourth switch may be turned on, and the second switch and the third switch may be turned off. Or vice versa.
  • the output conversion module 221 changes the direction of the voltage (direction of current) supplied to both ends of the coil antenna L in accordance with the data recognized by the data receiving module 222, through the coil antenna to an external device (eg, Direction of the magnetic field transmitted to the POS terminal). This may be a form similar to the magnetic field generated when the magnetic card is swiped to the POS terminal.
  • the switches S1, S2, S3, and S4 may include at least one of an N-type transistor (eg, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), a P-type transistor, or a relay).
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • the MST output module 230 may include a coil antenna (L).
  • the MST output module 230 may further include an inductor, a capacitor, a resistor, and the like.
  • the MST output module 230 may further include an amplifier for amplifying the signal.
  • the coil antenna L may be used for NFC or wireless charging.
  • FIG 3 illustrates an example of a signal transmitted through an MST output module and a signal measurement value received from an external device according to various embodiments of the present disclosure.
  • an MST signal 320 including payment data is transmitted through an MST output module (eg, the MST output module 230), an external device (eg, a POS terminal) receives the signal 310.
  • the data may be recognized based on the transition rise time of the MST signal.
  • the inductance value and the number of turns of the coil antenna may be optimized. For example, the inductance value may be 10 uH or more.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a loop antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • a loop antenna (for example, a coil antenna) may be implemented in the terminal in various forms.
  • the loop antenna 410 may have a form in which a pattern is implemented in the flexible PCB 411.
  • a path (dotted line) may be formed through a pattern included in the FPCB 411, and may be connected to the MST control module 412 (eg, the MST control module 220).
  • the FPCB 411 may further include an NFC and a wireless charging loop antenna in addition to the loop antenna for the MST.
  • the loop antenna (coil antenna) 420 may be a form in which a pattern implemented in the FPCB 421 is connected to at least a part of a mechanism of the electronic device 100.
  • a portion 422 of the terminal exterior (eg, cover) may include a conductive material (eg, metal) through which current can flow.
  • the part 422 may be electrically connected to another part through the connecting element 423 when separated from the other part (not electrically connected).
  • the connection element 423 may be a passive element such as an inductor, a capacitor, or a structure including a conductive material.
  • the loop antenna (coil antenna) 430 may be in the form of using at least a portion 431 of the mechanism of the electronic device 100. At least a portion of the device of the terminal may include a slit (not shown) to secure the inductance required for communication. A current path is formed around the slit and may be connected to the MST control module 412.
  • the loop antenna may be connected to a component including a coil (or an inductor) in the electronic device 100.
  • a component including a coil (or an inductor) in the electronic device 100.
  • it may be used as a loop antenna by being electrically connected to a coil (or inductor) configured inside a component such as a speaker, a motor, a pen of an electronic device.
  • the loop antenna may be formed in the display panel unit.
  • the loop antenna may be implemented by using a transparent electrode at the bottom of the cover glass.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a payment system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the payment system 500 may include an electronic device 510 (eg, the electronic device 100) and / or at least one server.
  • the server may include a payment server 520, a token server, a token service provider 530, or a financial server 540.
  • the electronic device 1110 may include, for example, a payment application, a wallet application 511, and / or a payment middleware 512.
  • the payment server 520 may include, for example, a payment service server 521 and / or a token requester server 522.
  • the payment application 511 may include, for example, a Samsung Pay Application.
  • the payment application 511 may provide, for example, a user interface related to payment (eg, a user interface (UI) or a user experience (UX).)
  • the user interface related to payment may be a wallet UI. / UX), for example, the payment application 511 may provide a user interface related to card registration, payment, or transaction.
  • ID & V identification & verification
  • the electronic device 510 may perform a payment transaction using the payment application 511.
  • the payment application 511 may provide a payment function to a user through simple payment, quick payment, or execution of a designated application that omits at least some of the functions included in the application. Can be.
  • the user may perform a payment function using the payment application 511 and receive information related to the payment function from the electronic device 510.
  • the payment middleware 512 may include information related to a card company.
  • the payment middleware 512 may include a card company software development kit (SDK).
  • SDK card company software development kit
  • the payment server 520 may include a management server for electronic payment or mobile payment.
  • the payment server 520 may receive payment related information from the electronic device 510 and transmit the received information to the outside or process the payment server 520.
  • the payment server 520 may use the payment service server 521 and / or the token requestor server 522 to exchange information between the electronic device 510 and the token server 530. Can transmit and receive.
  • the payment service server 521 may include, for example, a payment server 520 (for example, a Samsung payment server).
  • the payment service server 521 may manage, for example, card information associated with a service account (eg, Samsung account) or a user account.
  • the payment service server 521 may include an application program interface (API) server (not shown) associated with the payment application 511.
  • the payment service server 521 may provide, for example, an account management module (eg, account integration or Samsung account integration).
  • the token requestor server 522 may provide an interface for processing information related to payment.
  • the token requestor server 522 may issue, delete, or activate information related to payment (eg, a token).
  • the information may be functionally connected to the payment middleware 512 to control information required for payment.
  • the payment application 511 included in the electronic device 510 and the payment service server 521 included in the payment server 520 may be functionally connected.
  • the payment application 511 may transmit and receive information related to payment to the payment server 520.
  • the payment middleware 512 included in the electronic device 510 and the token requestor server 522 included in the payment server 520 may be functionally connected.
  • the payment middleware 512 may transmit and receive payment related information to the token requestor server 522.
  • the token server 530 may issue or manage information (eg, a token) related to payment.
  • the token server 530 may control a life cycle of the token, and the operation cycle may include a generation, modification, or deletion function.
  • the token server 530 may include, for example, a token management server, and may manage token provisioning, [ID & V], replenishment, or life cycle.
  • financial server integration can be performed.
  • the payment server 520 and / or the token server 530 may be located in the same or similar areas or in separate areas.
  • the payment server 520 may be included in the first server
  • the token server 530 may be included in the second server.
  • the payment server 520 and / or the token server 530 may be implemented in one server (for example, a first server or a second server).
  • the financial server 540 may perform card issuance.
  • the financial server 540 may include a card issuing server.
  • information necessary for payment provided to the user may be generated.
  • a user may store information necessary for payment generated by the financial server 540 in the electronic device 510 using the payment application 511.
  • the financial server 540 may be functionally connected to the token server 530 to transmit and receive information necessary for payment.
  • the electronic device 510 may transmit track information (track 1/2/3), which is data necessary for payment, to the payment server 520 as a bit value.
  • the track 1 may include the issued card number, name, additional data (valid date), and arbitrary data (any data that can be input from the card issuer).
  • Track 2 may include the card number, additional data (valid date), and any data (any data space that can be entered by the card issuer).
  • a token + cryptogram which is not track 1/2/3, may be converted into a bit and emitted through a magnetic signal.
  • the token is an identifier (ID) for identifying the card received from the card company when registering the card on the mobile
  • transaction data is information related to the transaction expiration date of the card used for payment, received by POS Store identifier (merchant ID), etc.
  • chant ID identifier
  • Some of the data in Track1 / 2/3 can be converted into bits by replacing tokens and cryptograms, which can be released to the POS via magnetic signals.
  • token information can be received and sent to a card network (eg, VISA, MASTER, etc.) without any change on the POS.
  • the token may include at least a number for identifying the card company and the like.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a payment system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the payment system 1200 may include an electronic device 610 (eg, the electronic device 100), a payment service server 620, a token service provider (TSP) 630, and a POS terminal ( 640.
  • an electronic device 610 eg, the electronic device 100
  • a payment service server 620 e.g. the electronic device 100
  • a token service provider (TSP) 630 e.g. the electronic device 100
  • a POS terminal 640
  • one or more electronic devices may be added to the payment system 600.
  • the electronic device 650 may be a wearable device (eg, a smart watch) that can be functionally connected (eg, communicate) with the electronic device 610
  • the electronic device 660 may be an accessory (eg, loop pay).
  • Fob e.g, a wearable device
  • the electronic device 610 may operate a payment function.
  • the electronic device 610 may register a card (eg, a master card or a visa card) with the electronic device 610 or the payment service server 620 (eg, a first external device) to perform a payment function.
  • the payment service server 620 may register a card or another user registered through another electronic device (eg, the electronic device 650) of the user corresponding to the electronic device 610.
  • Information about a plurality of registered cards including other cards registered through the electronic device may be managed.
  • the payment service server 620 may obtain token information corresponding to the registered card information from the token service provider 630 (eg, the second external device) and transmit the token information to the electronic device 610.
  • Token service provider 630 may issue a token used in the payment process.
  • the token may be a value that replaces a primary account number (PAN), which is card information.
  • the token may be generated using a bank identification number (BIN) or the like.
  • the generated token may be encrypted by the token service provider 630 or transmitted to the payment service server 620 in an unencrypted state, and then encrypted by the payment service server 620.
  • the encrypted token information may be transmitted to the electronic device 610 through the payment service server 620 and then decrypted by the electronic device 610.
  • the token may be generated and encrypted by the token service provider 630 and transferred to the electronic device 610 without passing through the payment service server 620.
  • the payment service server 620 may include a token generation function. In this case, the token service provider 630 may not be used in the payment system 600.
  • the electronic device 610 may perform payment using at least one of one or more other electronic devices 650 or 660 that are functionally connected based on short-range communication (eg, Bluetooth or WiFi).
  • the other electronic device 650 eg, the third external device
  • the electronic device 610 may be a wearable device (eg, a smart watch), and in this case, the electronic device 610 performs a payment in association with the wearable device. can do.
  • the electronic device 610 may transmit the card image to the smart watch.
  • the smart watch may transmit a payment command signal to the electronic device 610.
  • the electronic device 610 may receive a payment command signal and transmit an MST signal in response to the payment command signal.
  • the other electronic device 660 may be an accessory (e.g., loop pay Fob), in which case the electronic device 1210 has its input / output interface (e.g., earphones). It can be functionally connected to the accessory (eg, Loop Pay Fob) through.
  • an accessory e.g., loop pay Fob
  • the electronic device 1210 has its input / output interface (e.g., earphones). It can be functionally connected to the accessory (eg, Loop Pay Fob) through.
  • FIG. 7 illustrates a payment user interface of an electronic device according to various embodiments.
  • the electronic device 100 may receive a user input and execute a payment application.
  • the electronic device 100 may execute a payment application (eg, Samsung Pay) in response to an input sweeping in the direction of the display in the lower bezel area.
  • a payment application eg, Samsung Pay
  • the electronic device 100 may select at least one card from among pre-registered cards in response to a user input, and may display a card image corresponding to the selected card through a display. Can be displayed.
  • the electronic device 100 may select a card to be used for payment in response to a user input (for example, scrolling left and right) and display a card image corresponding thereto.
  • the electronic device 100 may request an authentication from a user for payment using a selected card.
  • the electronic device 100 may perform user authentication using biometric information of the user.
  • the electronic device 100 may perform a payment operation by scanning a user's fingerprint through the fingerprint detection module.
  • the electronic device 100 may automatically terminate the payment application.
  • the electronic device 100 may receive an input of pressing a button (for example, a home button) of the electronic device 100 from the user and terminate the payment application.
  • the electronic device 100 may check this and accordingly, stop the generation of the MST signal.
  • the card company may notify the electronic device 100 through the network (for example, a payment message through SMS), and the electronic device 100 may stop the generation of the MST signal.
  • a value-added network (VAN) company or a POS terminal may notify the electronic device 100 of the confirmation of payment.
  • VAN value-added network
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a payment user interface of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may indicate that payment is possible (or payment information is being transmitted to an external device through the electronic device 100) while user authentication is completed and payment is in progress. It may be.
  • the electronic device 100 displays a portion 820 of a semitransparent circle toward the back of the card image 810, and the circle becomes larger and larger within the box 830.
  • a portion of the new circle 840 can be shown to be displayed.
  • the box 830 may inform the position of the loop antenna for transmitting the MST signal.
  • the user may recognize the position of the antenna by looking at the box 830.
  • the user may recognize that the payment is in progress by seeing the effect of the circle gradually increasing in the box 830.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of outputting a signal including payment information through an MST output module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may transmit a signal including payment information through a MST output module 230 (eg, a coil antenna, a loop antenna, etc.) for a predetermined period while the payment is in progress.
  • a MST output module 230 eg, a coil antenna, a loop antenna, etc.
  • the electronic device 100 may transmit pulse (910, 920, 930) signals at one second intervals, and may transmit 16 MST signals per pulse signal.
  • the width of the pulse signal may be 0.1 to 0.5 seconds.
  • the first pulse and the second pulse may include different data.
  • the first pulse and the second pulse may be transmitted through different MST output modules 230.
  • NFC may operate in a polling mode while the MST signal is transmitted.
  • FIGS 10A to 10B are structural diagrams of an electronic device including an antenna for magnetic payment according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a top housing 1010, a bottom housing 1060, a side housing 1030, and a supporting structure located inside the portable device, which are positioned to be exposed to at least some regions of the exterior.
  • 1050 may be included.
  • the side housing 1030 may be formed of a single material or a combination of different materials, and may be disposed to support at least a portion of the upper housing 1010 and the lower housing 1060.
  • the inner support structure 1050 may consist of a single material or a combination of heterogeneous materials and may be arranged to support at least a portion of the lower housing 1060.
  • at least some areas of the upper housing 1010 and the lower housing 1060 may include a display area.
  • the display module may be exposed through a portion of the upper housing 1010.
  • the enclosure including the upper housing 1010, the side housing 1030, and the support structure 1050 may include a printed circuit board (PCB) 1040 and a battery 1070.
  • PCB printed circuit board
  • the electronic device 100 may include an antenna (for example, a coil antenna) 1020 for magnetic payment.
  • the antenna 1020 may be positioned to cover at least a portion of the side housing 1030 and the battery 1070, and may include a processor (eg, a processor 150 or a communication module) located on the PCB 1040.
  • the MST control module 130 may be connected to the PCB 1040 through an opening of the side housing 1030 so as to communicate data for payment with the MST control module 130.
  • the material of the region where the coil part (for example, the metal pattern) of the antenna 1020 is located may have a different property from that of the region where the coil part is not located.
  • an area in which the coil part is located may include a non-conductive material (eg, plastic), and an area in which the coil part is not located may include a conductive material (eg, metal).
  • the antenna 1020 may be configured using a flexible printed circuit board (FPCB) including a plurality of layers. At least one of the plurality of layers may include wirings and vias that constitute the antenna coil.
  • the antenna 1020 may be composed of a single coil or two or more different coils.
  • the antenna 1020 may further include a heat dissipation sheet (eg, graphite sheet) and a shielding agent (eg, ferrite).
  • the electronic device 100 may include a fingerprint sensor (not shown) to perform authentication of a card or user for payment.
  • the fingerprint sensor (not shown) may be included in a front home key, a side key, and a separate key on the back of the electronic device 100.
  • a fingerprint sensor may be included in at least a portion of the display panel.
  • 10C to 10D illustrate a method of arranging and implementing a coil antenna when different coils for short-range wireless communication in an electronic device are implemented in close proximity according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include a wireless charging antenna 1021 (eg, WPC, A4WP, PMA, etc.), an MST antenna 1023, and an NFC antenna 1025.
  • a wireless charging antenna 1021 eg, WPC, A4WP, PMA, etc.
  • MST antenna 1023 e.g., MST antenna 1023
  • NFC antenna 1025 e.g., NFC antenna
  • the NFC antenna 1025 communicates in a 13.5 MHz band and may be sensitive to the influence of peripheral coils (eg, the wireless charging antenna 1021 and the MST antenna 1023). As a result, the NFC antenna 1025 may be disposed at the outermost side and may have an inductance value of about 1 uH.
  • the MST antenna 1023 communicates in a magnetic field power induction manner and may not be relatively sensitive to frequency.
  • the MST antenna 1023 may be disposed between the NFC antenna 1025 and the wireless charging antenna 1021.
  • the inductance value of the MST coil antenna 1023 may be about 15 uH and the DCR (resistance value) may be about 1.4 Ohm.
  • both the WPC and the PMA scheme may be used for the wireless charging antenna 1021.
  • the inductance value of the wireless charging antenna 1021 may be about 8 uH and the resistance value may be about 0.25 Ohm.
  • both ends of the output unit of the MST signal may include a (parallel) capacitor (not shown).
  • the capacitor may be positioned on the PCB 1040 adjacent to the contact portion 1042 to which the PCB 1040 and the MST coil antenna 1023 in the electronic device 100 are in contact.
  • a capacitor (not shown) may be included in the MST coil antenna 1023.
  • a capacitor may change the resonant frequency of the MST coil antenna 1023 to prevent the resonant frequency of the MST coil antenna 1023 from operating as a parasitic of the NFC coil antenna 1025.
  • a capacitor may be about 0.18 nF.
  • both ends of the MST signal may each include a (serial) inductor (not shown).
  • An inductor (not shown) included in each output terminal may have a breakdown voltage of 2 to 2.5 [Volt, V] based on a peak current value of the MST signal.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an MST module that may have various antenna structures according to various embodiments of the present disclosure.
  • an MST module (eg, the MST module 110) may include one antenna (eg, a coil antenna).
  • the MST module may include a driver 1111, a driver IC, a connector 1113, and an antenna 1115.
  • the connector 1113 may receive a current from the driver 1111, and feed the current to the antenna 1115.
  • the antenna 1115 may form a magnetic field by the supplied current, and radiate a magnetic field signal (MST signal) of a specific frequency to the outside.
  • MST signal magnetic field signal
  • the antenna 1115 may be designed to partially vary the strength of the magnetic field. For example, as illustrated in FIG. 1110, when a current is supplied to the antenna 1115, the first portion 1116 and the second portion 1117 may form magnetic fields having different intensities.
  • the antenna 1125 may be designed to partially form a plurality of current paths. For example, as shown in FIG. 1120, when a current is supplied to the coil antenna 1125, a first path 1126 is formed in one portion of the coil antenna 1125, and the other portion of the coil antenna 1125 is formed. The second path 1127 may be formed.
  • an MST module (eg, MST module 110) may include two antennas (eg, a loop antenna).
  • the MST module may include a driver 1131, a connector 1133, a first antenna 1135, and a second antenna 1136.
  • the first antenna 1135 and the second antenna 1136 may transmit the same MST signal.
  • a first electrode 1137 and a second electrode 1138 are formed in the driving unit 1131, and the connection unit 1133 may connect the first electrode 1137 to the first antenna 1135 and the second antenna.
  • the second electrode 1138 may be electrically connected to the first antenna 1135 and the second antenna 1136, respectively.
  • Each of the first antenna 1135 and the second antenna 1136 receives current from the first electrode 1137 or the second electrode 1138 through the connecting portion 1133, and forms a magnetic field by the supplied current.
  • the magnetic field signal (MST signal) of a specific frequency can be emitted to the outside.
  • the first antenna 1144 and the second antenna 1145 may transmit different MST signals.
  • the third electrode 1146 and the fourth electrode 1147 are formed as a pair in the driving unit 1141, and the fifth electrode 1148 and the sixth electrode 1149 are formed as the other pair.
  • the connection part 1143 may electrically connect the third electrode 1146 and the fourth electrode 1147 to the first antenna 1144, and connect the fifth electrode 1148 and the sixth electrode 1149 to the second antenna ( 1145) may be electrically connected.
  • the first antenna 1144 receives current from the third electrode 1146 or the fourth electrode 1147 through the connection portion 1143, forms a magnetic field by the supplied current, and transmits an RF signal of a specific frequency to the outside. It can radiate.
  • the second antenna 1145 may receive a current from the fifth electrode 1148 or the sixth electrode 1149 through the connector 1143, and form a magnetic field by the supplied current to radiate to the outside.
  • FIG. 12 schematically illustrates a loop antenna according to various embodiments of the present invention.
  • the loop antenna 1200 may be designed to have different strengths of magnetic fields for each region. Accordingly, the position of the null point of the loop antenna generated in the terminal may be shifted.
  • the width of the antenna pattern (eg, coil) of the first portion 1210 may be wider than the width of the antenna pattern of the second portion 1220. Accordingly, when current flows, the resistance of the first portion 1210 is lower than that of the second portion 1220, and thus, the strength of the magnetic field generated in the first portion 1210 occurs in the second portion 1220. May be stronger than the strength of the magnetic field.
  • the shaded region of the loop antenna 1200 is not the center 1230 of the terminal, but the lower portion 1240.
  • the electronic device 100 displays an MST recognition range (eg, an area between the center and the upper end of the terminal 830) corresponding to the box 830 and accordingly the user.
  • MST recognition range eg, an area between the center and the upper end of the terminal 830
  • the shaded area may be the center 1230 of the terminal.
  • 13A to 13D schematically illustrate the structure of a loop antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • the loop antenna 1310 may include a first path 1311 at the top of the electronic device 100, a second path 1312 at the center, and a third path 1313. ) May be designed to be formed at the bottom.
  • the loop antenna 1310 may be designed such that the direction 1311a of the current flowing through the first path 1311 is the same as the direction 1312a of the current flowing through the second path 1312. Then, the current direction 1311a of the first path 1311 may be opposite to the direction 1313a of the current flowing through the third path 1313.
  • the loop antenna 1310 forms a magnetic field by the electric current supplied from the communication module 1315 (for example, the MST module 110), its strength is increased at the top and the center rather than the bottom to thereby shade the area 1314. May be formed around the bottom.
  • the loop antenna 1320 may be configured such that a direction 1323 a of the current flowing through the third path 1323 is the same as a direction 1322 a of the current flowing through the second path 1322. Can be designed. The directions 1323a and 1322a may then be opposite to the directions 1321a of the current flowing through the first path 1321. Accordingly, the shaded area 1325 may be formed around the upper portion of the terminal.
  • the paths of the loop antenna 1330 connected to the communication module 1332 may have a “B” shape (ie, current flow). 'B' shape), and the directions of the currents in the center 1331 may be opposite to each other. Accordingly, the center 1331 may be a shaded area.
  • the loop antenna of the 'B' shape for example, the loop antenna 1330 has a magnetic field on both sides (upper and lower) as compared to the loop antenna 1200 of FIG. 12. It can have the effect of dispersing.
  • the paths of the loop antenna 1340 connected to the communication module 1342 may be shaped as an “8”, and the center 1341. In the currents can be the same direction. Accordingly, the center 1341 may have the strongest magnetic field strength. Top 1343 and bottom 1344 may be shaded areas.
  • the loop antenna may have various structures, for example, “B” shaped paths as illustrated in FIGS. 1350, 1360, and 1370. Can be designed. Arrows in these figures indicate the direction of the current, and where the directions of the currents are opposite to each other (dashed rectangle) may be shaded areas.
  • the shaded area may vary according to the position of current paths and the direction of current in the loop antenna. Therefore, in the antenna design for increasing the MST recognition rate, the location of the shaded area may be considered to increase the MST recognition rate.
  • the loop antenna 1380 may be applied to, for example, the antenna 1125 of FIG. 1120.
  • the first path 1381 forming the outside of the loop antenna 1380 may be formed of a coil of a flat type, and the second path 1382 forming a relatively inside may be formed of a solenoid coil. have.
  • the flat coil may be, for example, in the form of wound without overlapping the XY plane.
  • the solenoid coil may be wound several times around the Z axis.
  • the solenoid coil 1393 of the loop antenna 1390 may have a shape wound several times in a direction perpendicular to the Z axis. By varying the number of turns of the coils arranged in each section and the area in which the coils are placed, the shaded area moves from the center of the loop antenna 1390 to the outskirts, and in the second path 1393 rather than the first path 1391. Larger amounts of magnetic force lines can be emitted.
  • FIG. 14 schematically illustrates a plurality of loop antennas in accordance with various embodiments of the present invention.
  • a plurality of loop antennas may be connected to the same output unit of the MST control module.
  • the first antenna 1411 and the second antenna 1413 may transmit the same signal at the same time.
  • one end of the first antenna 1411 and one end of the second antenna 1413 may be connected to the first electrode, respectively, and the other end of the first antenna 1411 and the second antenna ( The other end of 1413 may be connected to the second electrode, respectively.
  • the first antenna 1411 and the second antenna 1413 may be implemented in different layers of the FPCB.
  • the first antenna 1411 may be formed on the bottom layer of the FPCB, and the second antenna 1413 may be formed on the top layer of the FPCB based on the illustrated Z axis.
  • the loop antennas may be formed on the same layer as each other.
  • the first antenna 1421 may be formed on the same layer on the XY plane, and the second antenna 1423 may be formed on the bottom of the same layer.
  • 15A and 15B schematically illustrate a plurality of coil antennas in accordance with various embodiments.
  • a plurality of coil antennas for example, the first antenna 1511 and the second antenna 1513 may be formed on the same plane (XY plane).
  • the MST loop antenna may be manufactured in various forms in order to improve recognition of a magnetic field transmitted to an external device (eg, a POS terminal).
  • the paths may be in the form of an “8” character as shown in FIG. 19D or may be in the form of a “B” character as shown in FIG. 19C.
  • the electronic device is close to an external device (e.g. POS terminal) it is possible to form the maximum current paths in the direction orthogonal to the direction in which the magnetic card is swiped on the external device (e.g. POS terminal). It may be in the form.
  • the first antenna 1511 and the second antenna 1513 may transmit different MST signals, respectively.
  • the coil antenna may be formed in different planes with respect to different axes.
  • the first coil antenna 1521 may form a loop around the x axis
  • the second coil antenna 1523 may form a loop around the y axis.
  • a shielding agent (not shown) may be disposed between the first coil antenna 1521 and the second coil antenna 1523 to remove interference between each other.
  • the first coil antenna 1521 or the second coil antenna 1523 may be an FPCB antenna.
  • a loop may be formed in a stacked form by connecting a pattern to an FPCB composed of a plurality of layers.
  • the first coil antenna 1521 or the second coil antenna 1523 may form a loop to surround at least a part of the housing of the electronic device.
  • One portion of the coil antenna may be located under the front display of the terminal, and the other portion of the coil antenna may be located under the rear cover of the terminal.
  • the coil antenna may be of FPCB type or may use at least a part of the appearance of the terminal.
  • 16A through 16C are hardware block diagrams of an electronic device including a plurality of MST modules according to various embodiments of the present disclosure.
  • the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may transmit the same data to an external device.
  • the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may include coil antennas of different types.
  • the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be spaced apart from each other. Voltages or currents transmitted to the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be at different levels.
  • the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632 in the MST control module 1630 may receive at least one same signal from the MST data transmission module 1640.
  • the MST data transmission module 1640 may transmit an MST signal 1651 including the same payment information to the first data receiving module 1631 and the second data module 1632.
  • the MST data transmission module 1640 may further include a control signal for activating the first MST module 1610 and the second MST module 1620 in the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632.
  • 1652 may be transmitted in the same manner.
  • the MST control module 1630 may control the first MST module 1610 and the second MST module 1620 to transmit the MST signal 1651 to the outside.
  • the first data receiving module 1631 and the first output conversion module 1633 may be one module.
  • the second data receiving module 1632 and the second output conversion module 1634 may also be one module.
  • the MST data transmission module 1640 transmits an MST signal 1654 including the same payment information to the first data receiving module 1631 and the second data module 1632,
  • different control signals 1653 and 1655 may be connected to the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632. ) Can be delivered respectively.
  • the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be sequentially activated based on a control signal to transmit a portion of the MST signal. According to another exemplary embodiment, the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be alternately activated to transmit an MST signal to an external device (eg, a POS terminal).
  • an external device eg, a POS terminal
  • the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be selectively activated according to the state of the terminal. For example, when near field communication (eg, NFC communication) is activated in a terminal using a loop antenna adjacent to the first MST module 1610 or when cellular network radio communication is activated using an adjacent antenna, the MST The control module 1630 may transmit the MST signal by activating the second MST module 1620. For example, when the MST signal is transmitted by activating at least one of the first MST module 1610 and the second MST module 1620, the recognition is not well performed.
  • near field communication eg, NFC communication
  • the MST The control module 1630 may transmit the MST signal by activating the second MST module 1620.
  • the MST signal is transmitted by activating at least one of the first MST module 1610 and the second MST module 1620, the recognition is not well performed.
  • the user terminal When the user terminal is lifted from the POS terminal and re-tagging), the user terminal may be recognized as a sensor, and the first MST module 1610 and the second MST module 1620 may be simultaneously activated.
  • the second MST module 1620 eg, the second coil antenna 1523 of FIG. 15B
  • the horizontal mode may be activated.
  • the first MST module 1610 eg, the first coil antenna 1521 of FIG. 15B
  • the first MST module 1610 eg, the first coil antenna 1521 of FIG. 15B
  • the MST data transmission module 1640 activates the first MST module 1610 and the second MST module 1620 on the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632.
  • the control signal 1654 may be transmitted in the same manner, and the MST signals 1653 and 1655 including different payment information may be transmitted to the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632.
  • Track1 and Track2 information may be delivered to the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632, respectively.
  • the MST signal including the Track1 information may be transmitted to the first MST module 1610 through the first output conversion module 1633 and thereby transmitted to the outside.
  • the MST signal including the Track 2 information may be transmitted to the second MST module 1620 through the second output conversion module 1634 and thereby transmitted to the outside.
  • the first data receiving module 1631 and the first output conversion module 1633 may be one module.
  • the second data receiving module 1632 and the second output conversion module 1634 may also be one module.
  • the MST data transmission module 1640 may provide different payment information to the first data receiving module 1631 and the second data receiving module 1632 in the MST control module 1630.
  • the MST signals 1656 and 1658 may be transmitted.
  • the MST data transmission module 1640 may control different control signals 1657 and 1659 to the MST control module 1630 so as to independently control the first MST module 1610 and the second MST module 1620. Can be delivered to.
  • the first data receiving module 1631 and the first output conversion module 1633 may be one module.
  • the second data receiving module 1632 and the second output conversion module 1634 may also be one module.
  • 17A to 17C are hardware block diagrams of an electronic device capable of using at least one module of a plurality of MST modules in common with other wireless short-range communication according to various embodiments of the present disclosure.
  • a second MST module 1721 may be connected to a wireless charging control module 1713, and thus, a wireless charging module (wireless charging coil antenna).
  • the second MST module 1712 may further include a switch (not shown) to prevent the second MST module 1712 from being connected to the MST control module 1711 (open (high impedance) state).
  • the wireless charging control module 1713 may include an AC / DC converter, a rectifier, and the like.
  • the power control module 1714 may be, for example, a configuration of the electronic device 100.
  • the second MST module 1712 may include, for example, a coil antenna having an inductance value of about 10 uH.
  • the electronic device 100 may perform at least one MST module, for example, a second MST module 1726, from among a plurality of MST modules.
  • the MST / wireless charging control module 1721 may include an MST control module 1722 including a data receiving module 1723 and an output conversion module 1724, and a wireless charging control module 1725.
  • the electronic device 100 may use at least one MST module, eg, the second MST module 1732, among the plurality of MST modules as an NFC coil antenna.
  • the electronic device may further include a switch 1735 to adjust the turn number or inductance value of the coil antenna.
  • the MST control module 1731 may be an MST module used for another short range wireless communication. It may further include an internal switch (not shown) so as not to be connected to the MST control module 1731.
  • FIG 18 schematically illustrates an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna device 1800 may be a configuration of an electronic device (eg, the electronic device 100), and may include a first loop antenna 1810 and a second loop antenna. 1820, communication module 1830, and switch 1840.
  • the communication module 1830 may include a first communication module 1831, a second communication module 1832, a third communication module 1833, and four terminals 1834 to 1837.
  • the first communication module 1831 may be electrically connected to the first loop antenna 1810 through the first terminal 1834 and the second terminal 1835 to transmit and receive radio waves of short-range communication.
  • the first communication module 1831 may be a resonance charging (eg, an A4WP (alliance for wireless power) module) and may receive radio waves for charging through the first loop antenna 1810.
  • A4WP alliance for wireless power
  • the second communication module 1832 may be electrically connected to the second loop antenna 1820 through the third terminal 1836 and the fourth terminal 1837 to transmit and receive radio waves of short-range communication.
  • the second communication module 1832 may operate as an NFC module.
  • the third communication module 1833 is electrically connected to the first loop antenna 1810 and the second loop antenna 1820 through the terminals 1834 to 1837 and the switch 1840, thereby performing short-range communication.
  • MST or WPC wireless power consortium
  • the third communication module 1833 can transmit radio waves.
  • MST or WPC wireless power consortium
  • the third communication module 1833 can transmit radio waves.
  • the first loop antenna 1810 and the second loop antenna 1820 may form one path by the switch 1840, and the third communication module 1833 may transmit and receive radio waves through the path.
  • the on / off operation of the switch 1840 may be controlled by the communication module 1830 or a control module (eg, an AP) in the electronic device.
  • the switch 1840 may be included in the communication module 1830 as shown, but is not limited to this, and it does not matter where the first loop antenna 1810 and the second loop antenna 1820 can be electrically connected. .
  • the position of the switch 1840 may take into consideration the length of the path, the number of turns of the path, an inductance value, and the like so that a specific frequency of the third communication module 1833 may be selected (ie, resonated). .
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating a plurality of coil antennas in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure, and illustrates intensity and shadow areas of magnetic fields generated in the plurality of coil antennas.
  • an electronic device 1910 includes a first coil antenna 1911 and a second coil antenna 1912, and supplies electric current. Accordingly, the first coil antenna 1911 and the second coil antenna 1912 may each form a magnetic field.
  • FIG. 1920 is a view illustrating positions of strength and shadow points of a magnetic field (recognized by an external device (POS terminal)) generated by the first coil antenna 1911 according to various embodiments of the present disclosure. 1930 also shows the location of the intensity and shadow area of the magnetic field generated by the second coil antenna 1912 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the first shaded region 1921 generated by the first coil antenna 1911 and the first shaded region 1922 generated by the second coil antenna 1912 may not overlap each other.
  • the first coil antenna 1911 and the second coil antenna 1912 may transmit the MST signal periodically and interchangeably.
  • the first coil antenna 1911 and the second coil antenna 1912 may transmit a total of 16 MST signals to the outside once every second.
  • the shaded areas can also be alternated periodically.
  • the shaded area may be periodically changed in the first shaded area 1921 and the second shaded area 1922 or vice versa.
  • the external device eg, the POS terminal
  • the external device may not receive or receive the payment information from the first coil antenna 1911. Unrecognized cases can occur.
  • the payment may be completed by receiving payment information (MST signal) from the second coil antenna 1912 of the external device (eg POS terminal).
  • the electronic device may increase the success rate of payment by sequentially operating the plurality of coil antennas in which shaded areas are alternated.
  • 20 and 21 are diagrams schematically illustrating a plurality of coil antennas in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure, and illustrate intensity and shadow areas of magnetic fields generated by the plurality of coil antennas.
  • the first coil antenna 2011 and the second coil antenna 2013 may operate simultaneously to transmit an MST signal.
  • the first coil antenna 2011 may be formed in the left region of the electronic device (eg, a smartphone) and the second coil antenna 2013 may be formed in the right region.
  • a current may be supplied to the first coil antenna 2011 and the second coil antenna 2013 at the same time.
  • the direction of the current may be different.
  • the path of the first coil antenna 2011 may form a clockwise direction
  • the path of the second coil antenna 2013 may form a counterclockwise direction. Therefore, referring to FIG. 2020, the direction of the current is the same in the center, and thus the intensity of the magnetic field is the greatest, and a shaded area may be formed around the same.
  • two shaded areas 2021 and 2023 may be formed on both sides of the center.
  • the directions of currents may be the same.
  • the direction of the current changes in the center, so the strength of the magnetic field may be the weakest.
  • the first coil antenna 2111 and the second coil antenna 2113 may be arranged as shown.
  • the adjacent areas (ie, the centers) of the currents may be shaded areas 2121.
  • the electronic device may increase the success rate of payment by simultaneously operating the plurality of coil antennas in alternating shaded areas but changing the direction of the current.
  • the electronic device 100 may change the shadow area by using a method of sequentially operating a plurality of coil antennas, a method of simultaneously operating a plurality of coil antennas, and changing a direction of current, and combinations thereof. This can increase the success rate of MST payments.
  • 22A to 22D are various embodiments utilizing a plurality of coil antennas according to various embodiments of the present disclosure.
  • the plurality of coil antennas may be implemented as planar coil antennas 2214 and 2224 and solenoid antennas 2212 and 2222.
  • FIG. 22B may be implemented in a form similar to that of FIG. 15B described above.
  • a wearable terminal eg, a smart watch
  • the first coil antenna 2242 is included in the wrist strap and the second coil antenna 2244 is placed on the LCD backside. May be included.
  • an electronic device eg, the electronic device 100 including two or more displays or a flip cover may include coil antennas separated from each other.
  • the plurality of coil antennas may operate at the same time or divided by time.
  • the coil antenna may be selectively used according to the angle of the electronic device 100 and the movement (tagging information) of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may guide an area that is well recognized through an output device (eg, a display).
  • FIG. 23 is a view illustrating a method of mounting a coil according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include three different coils.
  • the electronic device 100 may include an NFC coil 2310, an MST coil 2320, and a wireless charging coil 2330.
  • the three different coils may be arranged to have the same center.
  • the NFC coil 2310 may be mounted at the outermost part because it is modulated at the highest frequency and is subject to much interference from the surrounding antenna or coil.
  • the MST coil 2320 having a close relationship between the size and the operating range of the coil may be mounted in the middle.
  • MST and wireless charging coils which deliver high power, have low sensitivity to peripheral coils and may have a small impact on performance even when coils of different bands or functions are surrounded.
  • 24 and 25 are diagrams illustrating simulation results of coil structures and their radiation characteristics according to various embodiments of the present disclosure.
  • a coil structure may include a first structure 2410 and a second structure 2420.
  • the first structure 2410 may include a short range communication coil 2411 (eg, an NFC coil).
  • the short range communication coil 2411 may have a first resonant frequency (eg, 15 MHz).
  • the second structure 2420 may include a short range communication coil 2421 and a wireless charging coil 2423 (eg, a WPC coil).
  • the wireless charging coil 2423 may be disposed inside the short range communication coil 2421.
  • the wireless charging coil 2423 may have a second resonant frequency (eg, 500 kHz).
  • the short range communication coil 2421 and the wireless charging coil 2423 may be mounted together on one surface.
  • the radiation characteristic 2425 of the near field communication coil 2421 when the near field communication coil 2421 and the wireless charging coil 2423 are mounted together may be described.
  • the magnetic field may be enhanced as compared with the radiation characteristic 2415 of the near field communication coil 2411 when only the near field communication coil 2411 is mounted (FIG. 2410). This is because the coupling of the magnetic field occurs even when the adjacent coils do not operate, and the surface current is induced to increase the magnetic field.
  • a coil structure may include a first structure 2510 and a second structure 2520.
  • the first structure 2510 may include a first coil 2511 (eg, a WPC coil).
  • the second structure 2520 may include a first coil 2521 (eg, a WPC coil) and a second coil 2523 (eg, an MST coil).
  • a first coil 2521 eg, a WPC coil
  • a second coil 2523 eg, an MST coil
  • the first coil 2521 may be disposed inside the second coil 2523.
  • the first coil 2421 and the second coil 2423 may be mounted together on one surface.
  • the radiation characteristics 2525 of the first coil 2521 when the first coil 2521 and the second coil 2523 are mounted together may be described.
  • the magnetic field may be enhanced as compared with the radiation characteristic 2515 of the first coil 2511. This is because the coupling of the magnetic field occurs even when the adjacent coils do not operate, and the surface current is induced to increase the magnetic field.
  • the electronic device includes an NFC coil, an MST coil, and a wireless charging coil
  • the NFC coil is at the outermost side
  • the wireless charging coil eg, the WPC
  • MST coils can lead to effective performance by placing them in between to obtain the appropriate number of turns (area).
  • 26 is a diagram illustrating an NFC coupling preventing circuit of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • an NFC coupling prevention circuit 2620 may be mounted on the MST output line 2610 of the electronic device 100. Due to the resonant frequency of the MST coil 2601, the NFC coil 2603 may be parasitic to operate NFC. Therefore, the resonant frequency of the MST coil 2601 can be lowered to a low frequency through a shunt capacitor or a series inductor, and the effect is far from the resonant frequency of the NFC coil 2603.
  • the inductor when used as a line through which a high current (for example, a current flowing through the MST coil is 2A), an inductor having a very large size may be required.
  • a high current for example, a current flowing through the MST coil is 2A
  • the influence of the tuning may be less. Since the WPC coil has low sensitivity to the surrounding coil, it may be less affected by the tuning result of the MST coil.
  • 27 is a diagram illustrating an optimum frequency and inductance required for each wireless technology according to various embodiments of the present disclosure.
  • each technique may have a different frequency specification, and the inductance required for optimization of performance may be different.
  • 0.5 to 5 khz may be an optimal frequency, and 15 to 80 uH may be an optimal inductance.
  • Inductive wireless charging eg WPC
  • WPC 100-200khz is the optimal frequency
  • 8.8uH may be the optimal inductance.
  • Resonant wireless charging eg A4WP
  • 678Mhz is the optimal frequency
  • 1-2uH may be the optimal inductance.
  • NFC 13.56Mhz is the optimal frequency
  • 0.5 ⁇ 1uH may be the best inductance.
  • the electronic device 100 may require a coil optimized for each technology in order to apply the above-mentioned technologies (WPC, A4WP, MST, NFC).
  • WPC Wired Power Consortium
  • A4WP A4WP
  • MST MST
  • NFC NFC
  • inductors eg, coils
  • optimized performance can be derived through sharing or efficient arrangement of coils for each technology.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating that a charging circuit and a payment circuit of an electronic device may use a coil in common, according to various embodiments of the present disclosure.
  • a charging circuit eg, WPC 2815, A4WP 2825
  • a payment circuit eg, MST 2811 and NFC 2821
  • the electronic device 100 may be coils 2817 and 2827.
  • the inductance of the inductor can be tuned to allow each circuit to achieve optimized performance.
  • the switches 2813 and 2823 may be disposed in the payment circuits 2811 and 2821 instead of the charging circuits 2815 and 2825.
  • the switches 2813 and 2823 are mounted on the payment circuits 2811 and 2821 and the coils 2817 and 2827 are shared, the charging performance of the charging circuits 2815 and 2825 is prevented to the maximum, thereby preventing the charging performance from being degraded. can do.
  • the switches 2813 and 2823 disposed in the payment circuits 2811 and 2821 are turned off during charging, and may be turned on during payment.
  • 29A to 29D are diagrams illustrating a method of extending coils by connecting different coils through switches according to various embodiments of the present disclosure.
  • the MST coil 2911 is connected to the MST IC 2912, and the WPC coil 2913 is connected to the WPC IC 2914.
  • the MST coil 2911 and the WPC coil 2913 do not share coils at all.
  • the MST coil 2921 is connected to the MST IC 2922, and the WPC coil 2913 is connected to the WPC IC 2924.
  • a switch 2925 may be disposed between the MST coil 2921 and the MST IC 2922.
  • the switch 2925 may be connected to the WPC coil 2923 and the contact 2926.
  • the MST coil 2921 may be connected to at least a portion of the WPC coil 2913 so that the entire coil may be connected. It may be extended to increase the number of windings or the length.
  • the WPC IC 2924 may charge using only the WPC coil 2913.
  • the coils of different coils 2931, 2933, and 2935 are not shared with each other as shown in 2910 of FIG. 29A. However, it may be in the form of surrounding the outside through the same center (center).
  • the performance of the MST is proportional to the current flowing in the coil and the number of turns of the coil.
  • the current flowing through the coil is inversely proportional to the resistance of the coil.
  • a wide line is necessary.
  • the mounting area of the MST coil 2333 is limited, and thus it may be difficult to increase the number of windings while maintaining the width of the wire. have.
  • the electronic device 100 may connect the WPC coil 2945 to the MST coil 2943 and use it as the MST coil 2943. That is, as illustrated in 2920 of FIG. 29A, the MST coil 2945 may share at least a portion of the WPC coil 2945 and expand (eg, increase the number of windings or the length of the coil) and be connected to each other.
  • the MST coil 2943 may use a WPC coil 2945 and an additional coil (for example, a coil excluding 2945 from 2943), thereby achieving optimized performance.
  • the length of the coil may be different for each circuit compared to FIG. 28 (the length of the coil is increased when the charging is greater than the length of the coil when charging), thus, more optimized performance may be exhibited.
  • the WPC coil 2945 may be connected to the MST coil 2943. It may also be provided with a configuration in which at least part of the sharing is extended. For example, the MST coil 2945 can be reduced and the area or number of turns of the WPC coil 2945 can be increased by the decrease. Through this, wireless charging performance of the electronic device 100 may be effectively improved.
  • the WPC coil 2945 must maintain frequency resonance when performing wireless charging, and the MST coil 2945 is used when the WPC coil 2945 performs a wireless charging operation in order to prevent the influence of the MST circuit. ) Can be disconnected.
  • a WPC coil 2945 and a bridge or open stub are used, and the charging performance of the WPC coil 2945 affects a bridge or an open stub. May not receive.
  • a circuit diagram 2950 for selectively connecting an MST coil 2955 and a WPC coil 2955 of an electronic device 100 is disclosed.
  • the electronic device 100 may mount the switches 2951 to short-circuit or open a connection between the MST coil 2955 and the WPC coil 2955 of the MST circuit (eg, MST IC).
  • the switches 2951 may be shorted to operate both the MST coil 2955 and the WPC coil 2955 as extended MST coils 2955 and 2955.
  • the switches 2951 may be opened to disconnect the MST circuit. Through this, it is possible to prevent the deterioration of the charging performance of the WPC coil 2955 that may be generated due to the MST circuit is connected.
  • the structure 2950 may include one switch (top) between the MST coil 2955 and the MST IC, and the other switch (bottom) may be mounted on the PCB. It may be mounted between the WPC coil 2955 and the MST IC. For reference, at least a part of the structure 2950 may be mounted on an FPCB rather than a PCB.
  • the performance of the wireless charging may be proportional to the area of the coil for wireless charging or the number of windings.
  • the switch 2951 may be controlled to share at least a part of the wireless charging coil 2945 so that there is no problem in the MST performance. As a result, both WPC and MST performance can be improved.
  • the switch 2951 when the switch 2951 is opened during NFC operation, it may help to improve NFC performance.
  • MST coil 2953 may act as a parasitic resonance to NFC. Accordingly, when the switch is opened, the resonance frequency of the MST coil 2955 is shifted to improve the NFC performance.
  • the electronic device 100 may selectively connect the MST coil 2944 and the wireless charging coil 2965 through the switch 2963.
  • the switch 2963 when the MST is used, the switch 2963 may be shorted to operate both the MST coil 2944 and the WPC coil 2965 as extended MST coils 2944 and 2965. According to another embodiment, when using wireless charging, the switch 2963 may be opened to disconnect the MST module 2961. Through this, it is possible to prevent the deterioration in charging performance of the wireless charging module 2962, which may be generated due to the connection of the MST module 2961.
  • the MST coil 2944 and the wireless charging coil 2965 may be disposed with different centers. That is, unlike FIG. 29A or 29B, each coil may be configured not to have the same center. Through this, it is possible to increase the coverage (coverage) of the coil, it is possible to improve the usability (usability) in using the payment. For example, referring to FIG. 19, by using different arrangements of the centers of the coils, the shadow areas of the magnetic fields according to the coils may be complementary to each other, thereby increasing the usability of the user.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a selective connection when an electronic device supports inductive wireless charging (eg, WPC) and even resonant wireless charging (eg, A4WP) according to various embodiments of the present disclosure.
  • WPC inductive wireless charging
  • A4WP resonant wireless charging
  • the electronic device 100 discloses a case in which only the WPC is supported during wireless charging.
  • the electronic device 100 may further support up to A4WP.
  • the A4WP IC 3013, the WPC IC 3015, and the MST IC 3011 do not affect the mutual operation, and may be selectively connected through the switches 3012, 3014, and 3016 to prevent breakage of the IC.
  • the switch 3016 connected to the WPC IC 3015 may be shorted, and the switch 3014 connected to the MST IC 3011 and the switch 3014 connected to the A4WP 3130. Can be opened. Selective shorting or opening of such switches can also be applied when using A4WP and MST techniques.
  • the WPC IC 3015 may use a WPC coil (dark color), and in the case of the MST IC 3011 or the A4WP IC 3013, the MST coil and the WPC coil (dark color) may be used. Can be used interconnected.
  • FIG. 31 is a view illustrating an optional connection structure 3110 of an MST coil and a WPC coil and an internal structure 3120 of a switch according to various embodiments of the present disclosure.
  • all of the MST, WPC, or A4WP may use high current.
  • the output of the MST IC may be 2.5A.
  • the switch 3120 should be capable of blocking a certain amount of AC.
  • the switch 3120 should be able to clamp a voltage of 50V or more.
  • the resistance should be low when switching on for efficient transmission and charging of the magnetic signal.
  • the Ron resistance of the switch 3120 may be 300 mOhm or less.
  • FETs P-type field effect transistors
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a structure used as an MST coil extended to an A4WP coil, a WPC coil, and an NFC coil according to various embodiments of the present disclosure
  • the switch 3321 connected to the MST circuit 3230 is short-circuited during the MST operation, respectively, connected to the A4WP 3210, the WPC 3220, and the NFC 3240 in order not to be affected or not affected by the MST operation.
  • the switches 3211, 3221, 3241 may be open.
  • the MST may secure inductance up to 20 uH. This can further improve the radiation performance of the MST.
  • FIG 33 is a flowchart illustrating a switch operation in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may identify that the terminal is operating in operation 3310.
  • the electronic device 100 may determine whether the MST operation is required in operation 3320. For example, when the MST operation is required, the electronic device 100 may short-circuit the MST unit switch and open all the switches connected to the remaining circuits. As another example, when the MST operation is not required, the electronic device 100 may branch to operation 3330.
  • the electronic device 100 may determine whether an NFC operation is required in operation 3330. For example, when the NFC operation is required, the electronic device 100 may short the NFC unit switch and open all the switches connected to the remaining circuits. For another example, when the NFC operation is not required, the electronic device 100 may branch to operation 3340.
  • the electronic device 100 may determine whether the WPC operation is required in operation 3340. For example, when the WPC operation is required, the electronic device 100 may short-circuit the WPC unit switch and open all the switches connected to the remaining circuits. For another example, if the WPC operation is not needed, the electronic device 100 may branch to operation 3350.
  • the electronic device 100 may determine whether the A4WP operation is required in operation 3350. For example, when the A4WP operation is required, the electronic device 100 may short the A4WP unit switch and open all the switches connected to the remaining circuits. For another example, when the A4WP operation is not needed, the electronic device 100 may terminate the operation according to the current flowchart or return to operation 3310.
  • the order of the disclosed 3320 to 3350 operations can be freely changed by design changes.
  • the 3320 to 3350 operations may check not only time difference but also all operations simultaneously.
  • the electronic device may adjust the length of the coil by using at least one switch, thereby optimizing performance according to each technology.
  • the on / off of the switch (on / off) can ensure the optimum performance without interference to each circuit. This may effectively improve the usability of the user's wireless technology.
  • 34 is a diagram illustrating the use of various types of coils in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the solenoid 3410 may be used as a payment circuit coil of the electronic device 100.
  • each coil disclosed in FIG. 34 may be connected to different ICs (eg, payment IC and charger IC).
  • the payment circuit may increase usability only when the recognition area and the recognition distance of the magnetic signal are wide.
  • the electronic device 100 may spread the magnetic signal of the payment circuit using the solenoid 3410. In this way, an effect of increasing the payment area of the electronic device 100 may be obtained.
  • 35 is a diagram illustrating an electronic device 100 having an IC 3510 in which a wireless charging IC and an MST IC are shared in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may support a wireless charging operation and a payment operation through a common IC 3510 in which a wireless charging IC and an MST IC are integrated into one.
  • the shared IC 3510 may have one end 3313 connected to a wireless charging coil (eg, WPC coil, 3530) and one end 3511 connected to a payment coil (eg, MST coil, 3520).
  • At least one switch (SW, 3540) may be included between the common IC and the coil for MST, and a capacitor may be provided between one end of the wireless charging coil 3530 and the MST coil 3520 and the shared IC 3510. (capacitor, 3550) may be present.
  • the capacitor may match the resonant frequency of the wireless charging coil 3530 to a wireless charging frequency (eg, WPC frequency). Since the frequency of the MST is different from the matched frequency (eg, WPC frequency), the MST signal is difficult to flow in the path to which the capacitor is connected.
  • a bandpass filter or a highpass filter can be used.
  • the electronic device 100 opens the switch 3540 between the MST coil 3520 and the common IC 3510 when performing a wireless charging operation, and switches 3540 when performing a payment operation. ) Can be shorted.
  • 36 is a diagram illustrating coil mounting of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may have a structure in which a wireless charging coil (for example, a WPC antenna), an MST coil, and an NFC coil are mounted.
  • a wireless charging coil for example, a WPC antenna
  • an MST coil for example, a MST coil
  • an NFC coil for example, a MST coil
  • a wireless charging coil may be positioned at an innermost corner, an NFC coil may be positioned at an outermost position, and an MST coil may be positioned between a wireless charging coil and an NFC coil.
  • spatial constraints may occur in coil mounting, and at least a part of the coil shape (eg, shape, number of turns, coil thickness, etc.) due to interference problems between coils of different uses. Constraints may arise.
  • the electronic device 100 may have a structure in which at least some of a coil for wireless charging (for example, a WPC antenna), an MST coil, and an NFC coil are shared.
  • a coil for wireless charging for example, a WPC antenna
  • an MST coil for example, a MST coil
  • an NFC coil for example, a MST coil
  • a wireless charging coil may be positioned at an innermost corner, an NFC coil may be positioned at an outermost portion thereof, and the MST coil may be located at a portion sharing at least a partial region of the wireless charging coil. If the MST coils share at least a portion of the wireless charging coils, the spatial constraints of the wireless charging coils and the spatial constraints of the MST coils are reduced, thereby improving performance (e.g., increasing signal strength and distance). . When the wireless charging coil and the MST coil are shared, unlike in FIG. 3610 or 3615, the MST coil may not have a shape surrounding the wireless charging coil, and each coil may have various shapes (eg, a shape, Number of turns, coil thickness, etc.).
  • the wireless charging coil may have a circular shape similar to or the same as the coil included in the wireless charger, the number of windings may be increased, or the thickness of the coil may be increased to increase the reception performance of the wireless power signal.
  • the recognition area or the recognition distance of the signal may be increased by sharing at least a part of the wireless charging coil with which the MST antenna is increased.
  • the MST coil may share at least a portion of the wireless charging coil, thereby reducing at least a portion of the MST coil located in the area surrounding the wireless charging coil, and for the NFC located at the outermost
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an electronic device in which a coil is mounted in a coil sharing structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3710 of FIG. 37 may represent a rear case of the electronic device 100 made of a conductor, and 3720 schematically illustrates a combination of internal components (PCB, battery, MST coil, NFC coil, etc.) of the electronic device 100. Can be represented.
  • the rear case of the electronic device 100 may be divided into three parts through slits 3711.
  • the three parts may be electrically connected to each other through the connection part 3713.
  • An opening 3715 in which an optical sensor (camera, PPG sensor), etc. may be disposed may be included in the rear case.
  • the slit 3711 may be connected to the opening to have a T shape.
  • the MST coil may be wound around a ferrite sheet in a solenoid shape and disposed between the slits 3711.
  • the ferromagnetic material may induce the magnetic flux generated by the MST coil to both sides of the slit and transmit it to the outside of the electronic device 100.
  • a battery (not shown) may be disposed on the rear side of the MST coil.
  • At least two of the MST coil, the wireless charging coil, or the NFC coil may be connected through a switch.
  • the MST coil and the NFC coil surrounding the ferrite sheet may be connected to each other through a switch.
  • an antenna may be formed below the lower slit of the rear case.
  • the left side of the connection part 3713 is a first antenna 3721
  • the right side is a second antenna 3722
  • a signal may be received from a circuit and radiated through a power feed disposed in the SUB-PCB.
  • the first antenna 3721 or the second antenna 3722 may receive a radio signal and transfer the signal to a circuit through power feeding.
  • the first antenna 3721 and the second antenna 3722 may operate as a main antenna for transmitting and receiving signals.
  • the frequency supported by the first antenna 3721 may be higher than the frequency supported by the second antenna 3722.
  • the first antenna 3721 may support 1.6 GHz to 5 GHZ
  • the second antenna 3722 may support 600 MHz to 2 GHz.
  • an antenna may be formed above the upper slit of the rear case.
  • the left side of the connection part 3713 is a fourth antenna 3724, and the right side is a third antenna 3723, and a signal may be received from a circuit and radiated through power feeding disposed on a PCB.
  • the third antenna 4723 or the fourth antenna 3724 may receive a wireless signal and transmit the signal to a circuit through a power supply.
  • the third antenna 4723 and the fourth antenna 3724 may operate as a diversity antenna for receiving a signal.
  • the frequency supported by the third antenna 3723 may be higher than the frequency supported by the fourth antenna 3724.
  • the third antenna 3723 may support 1.6 GHz to 5 GHZ
  • the fourth antenna 3724 may support 600 MHz to 2 GHz.
  • connection parts 3713 may be disposed opposite to each other on the X axis.
  • the first antenna 3721, the third antenna 3723, the second antenna 3722, and the fourth antenna 3724 each supporting similar frequencies are positioned diagonally to increase the isolation between the antennas and to transmit and receive signals. Correlation in can be lowered.
  • the center portion between the slits 3711 of the rear case may be grounded by the ground portion 3730 on the PCB.
  • the ground of the PCB can be connected to the rear case through a capacitor. Grounding can improve the performance of the antenna and increase the shielding effect of noise.
  • Internal heights of the electronic device 100 of the PCB and the SUB-PCB may be different.
  • PCB and SUB-PCB can be connected to FPCB.
  • the SUB-PCB may be disposed at a lower position than the PCB so that the distance between the SUB-PCB and the first and second antenna parts on the Z axis is farther than the distance between the PCB and the first antenna part.
  • the distance between the SUB-PCB and the 1/2 antenna can be increased to improve the performance of the 1/2 antenna.
  • the circuit of the main PCB and the feeder of the SUB-PCB can be connected to each other via coaxial lines.
  • An electronic device comprising: a first cover constituting a front surface of the electronic device; A second cover constituting a rear surface of the electronic device; A memory included in a space formed between the first cover and the second cover; A processor included in the space and electrically connected to the memory; A first antenna and a second antenna included in the space and electrically connected to the processor; And a switch included in the space and connected to at least one of the first antenna and the second antenna, wherein the memory, when executed, when the processor executes a function corresponding to the first antenna, Shorting the switch to connect the first and second antennas; And instructions for causing the first antenna and the second antenna to transmit a magnetic field signal together.
  • the instructions may include: opening the switch to separate the first antenna and the second antenna when the processor executes a function corresponding to the second antenna; And instructions for transmitting a magnetic field signal using the second antenna.
  • the first antenna may be an MST coil
  • the second antenna may be a wireless charging coil
  • the first antenna may be an NFC coil
  • the second antenna may be a wireless charging coil
  • the switch may be connected to the first antenna.
  • the centers of the first antenna and the second antenna may be the same.
  • the centers of the first antenna and the second antenna may not be the same.
  • the first antenna may be a flat coil, and the second antenna may be a solenoid.
  • the electronic device may include a third antenna included in the space and electrically connected to the processor; And a switch included in the space and connected to each of the first to third antennas, wherein the instructions are configured to include at least one of the first antenna, the second antenna, and the third antenna by the processor.
  • instructions for shorting only the switch connected to the antenna corresponding to the executing function may be included.
  • the third antenna is an NFC coil, and may be located at the outermost sides surrounding the first antenna and the second antenna.
  • a method of operating an electronic device including a first antenna, a second antenna, and a switch connected to at least one of the first antenna or the second antenna may include: executing a function corresponding to the first antenna; If so, shorting the switch to connect the first and second antennas; And transmitting the magnetic field signal by the first antenna and the second antenna.
  • the first antenna may be an MST coil
  • the second antenna may be a wireless charging coil
  • the first antenna may be an NFC coil
  • the second antenna may be a wireless charging coil
  • the switch may be connected to the first antenna.
  • the centers of the first antenna and the second antenna may be the same.
  • the centers of the first antenna and the second antenna may not be the same.
  • the first antenna may be a flat coil, and the second antenna may be a solenoid.
  • the electronic device further includes a third antenna and a switch connected to each of the first to third antennas, and when executing the function corresponding to at least one of the first antenna, the second antenna, or the third antenna, The method may further include shorting only a switch connected to the antenna corresponding to the executing function.
  • the third antenna is an NFC coil, and may be located at the outermost sides surrounding the first antenna and the second antenna.

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Abstract

전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치의 전면을 구성하는 제1 커버; 상기 전자 장치의 후면을 구성하는 제2 커버; 상기 제 1 커버 및 제 2 커버 사이에 형성된 공간 내에 포함된 메모리; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제1 안테나, 제2 안테나; 및 상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 연결되고; 및 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다. 이 밖의 다른 실시예도 가능하다.

Description

코일 공유 방법 및 장치
본 발명의 다양한 실시 예는 코일을 공유하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치의 코일(coil)을 이용하여 자기 유도 방식으로 전력 또는 데이터를 전송하는 기술들이 늘어나고 있다. 예를 들어, 국제 표준 규격인 WPC(wireless power consortium), A4WP(alliance for wireless power) 등을 이용하여 전력을 전송할 수 있으며, MST(magnetic secure transfer), NFC(near field communication) 등을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
상기 언급한 서로 다른 기술들(WPC, A4WP, MST, NFC 등)을 적용하기 위해서는 각 기술 별로 최적화 된 코일이 필요할 수 있다. 다만, 스마트 폰과 같이 소형화된 전자 장치에서는 면적 및 두께의 제약이 있으며, 주변 코일로 인한 간섭에 의해 코일 성능을 확보하기에 어려움이 따를 수 있다. 각각의 기술들은 서로 다른 주파수 특성을 가질 수 있으며, 성능의 최적화를 위해 요구하는 인덕턴스(inductance)가 다를 수 있다. 또한, 근접한 공진 주파수를 가지는 인덕터(예: 코일)들은 상호 간섭으로 작용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치의 전면을 구성하는 제1 커버; 상기 전자 장치의 후면을 구성하는 제2 커버; 상기 제1 커버 및 제2 커버 사이에 형성된 공간 내에 포함된 메모리; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제1 안테나, 제2 안테나; 및 상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 연결되고; 및 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 제1 안테나, 제2 안테나 및 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하는 전자 장치를 동작하는 방법에 있어서, 상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 연결하는 동작; 및 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 스위치를 이용하여 코일의 길이를 조절할 수 있으며, 이를 통해 각각의 기술에 따라 성능을 최적화할 수 있다. 또한, 스위치의 온/오프(on/off)를 통해 서로 다른 기술들이 동작함에 있어, 상호 간에 간섭을 받지 않고 최적의 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결제 기능을 수행할 수 있는 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, MST를 이용한 결제 기능을 수행할 수 있는 전자 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, MST 출력 모듈을 통해 송출되는 신호와, 외부 장치에서 수신되는 신호 측정값의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 루프 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결제 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 결제 시스템에 관한 블록도이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 결제 유저 인터페이스에 관한 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 결제 유저 인터페이스에 관한 도면이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 MST 출력 모듈을 통해, 결제 정보를 포함하는 신호를 출력하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 결제를 위한 안테나를 포함하는 전자 장치의 구조도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 안테나 구조를 가질 수 있는 MST 모듈에 관한 구성도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 루프 안테나를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15a 및 15b는 다양한 실시예에 따른 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16a 내지 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수개의 MST 모듈을 포함한 전자 장치 내부의 하드웨어 블록도이다.
도 17a 내지 17c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 복수개의 MST 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 다른 무선 근거리 통신과 공용으로 사용할 수 있는 전자 장치 내부의 하드웨어 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 내 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시하고, 복수의 코일 안테나에서 발생되는 자기장의 세기 및 음영 지역을 보여주는 도면이다.
도 20 및 도 21은 각각, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 내 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시하고, 복수의 코일 안테나에서 발생되는 자기장의 세기 및 음영 지역을 보여주는 도면이다.
도 22a 내지 22d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 코일 안테나를 활용한 다양한 실시 예에 관한 도면이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일을 실장하는 방법에 관한 도면이다.
도 24 및 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 구조 및 그 방사 특성의 시뮬레이션 결과에 관한 도면이다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 NFC 커플링 방지회로에 관한 도면이다.
도 27은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 기술 별로 요구하는 최적의 주파수 및 인덕턴스를 설명하는 도면이다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 충전 회로와 결제 회로가 코일을 공용으로 사용할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 29a 내지 29d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 서로 다른 코일을 스위치를 통해 연결하여 코일을 확장하는 방법에 관한 도면이다.
도 30은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 WPC 및 나아가 A4WP까지 지원하는 경우의 선택적 연결을 나타내는 구조도이다.
도 31은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MST 코일과 WPC 코일의 선택적 연결 구조 및 스위치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 32는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 A4WP 코일, WPC 코일 및 NFC 코일까지 확장된 MST 코일로 사용하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 33은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 코일 공유 구조에서 스위치 동작에 관한 흐름도이다.
도 34는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 코일 공유 구조에서 다양한 형태의 코일을 사용할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 35는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일 공유 구조에서 무선충전용 IC와 MST용 IC가 공용화된 IC를 갖는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 36는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 코일 실장을 나타내는 도면이다.
도 37는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일 공유 구조에서 코일이 실장된 전자 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "화면"이라는 용어는 표시부의 화면을 지칭할 수 있다. 예컨대, "화면에 카드(이미지)가 표시된다", "표시부는 카드를 화면에 표시한다" 또는 "제어부는 화면에 카드를 표시하도록 표시부를 제어한다"라는 문장들에서 화면은 "표시부의 화면"으로써 사용되는 것이다. 한편, "화면"이라는 용어는 표시부에서 표시되는 대상을 지칭할 수도 있다. 예컨대, "카드 화면이 표시된다", "표시부는 카드 화면을 표시한다" 또는 "제어부는 카드 화면을 표시하도록 표시부를 제어한다"라는 문장들에서 화면은 표시 대상으로써 사용되는 것이다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 내비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 문서의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 자기장 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치에서 발생된 자기장 신호는, 마그네틱 카드가 카드 판독 장치(예: POS(Point of Sale) reader)의 카드 리더기에 스와이프(swipe) 되면서 발생되는 자기장 신호와 유사한 형태의 신호일 수 있다. 예를 들면, 사용자는 자기장 신호를 발생시킨 전자 장치를 카드 판독 장치에 근접 또는 접촉시킴으로써 마그네틱 카드 없이 비용 등을 결제할 수 있다.
자기장 통신 방식으로는 NFC(near field communication)과 MST(magnetic secure transmission 또는 near field magnetic data stripe transmission) 등이 있을 수 있다. 이들 방식은 데이터 비율(bit/sec), 통신 범위(range) 및 주파수가 다를 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
본 발명에 개시된 WPC는 유도 방식 무선 충전의 대표적인 예를 개시한 것이며, 기타 다양한 유도 방식 무선 충전(예: power matters alliance(PMA) 등)을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결제 기능을 수행할 수 있는 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는, 예를 들면, 카메라 모듈(101), 가속도 센서(103), 자이로 센서(105), 생체 센서(107), MST 모듈(110), NFC 모듈(120), MST 제어 모듈(130), NFC 제어 모듈(140), 프로세서(150), 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(101)은 결제에 필요한 카드를 촬영하여 카드 정보를 획득할 수 있다. 카메라 모듈(101)은 OCR(optical character reader) 기능을 통해 카드에 표기되어 있는 카드 정보(예: 카드 회사, 카드 넘버, 카드 유효 날짜, 또는 카드 소유주 등)를 인식할 수 있다. 또는 사용자가 단말에 포함된 입력 장치(예: 터치 패널, 펜 센서, 키, 초음파 입력 장치, 또는 마이크 입력 장치 등)를 이용하여 필요한 카드 정보를 전자 장치에 입력할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 가속도 센서(103) 또는 자이로 센서(105)는 결제 시 전자 장치의 위치 정보를 획득할 수 있다. 획득된 전자 장치의 위치 정보는 프로세서(150)에 전달되고, 프로세서(150)는 획득된 전자 장치의 위치 정보에 기반하여 MST 모듈(110)의 안테나(예: 코일 안테나)로 급전되는 전류의 세기를 조절하여 POS 단말로 송출되는 자기장의 세기를 조절하거나, 코일 안테나가 복수개인 경우, 사용되는 코일 안테나를 선택할 수도 있다.
한 실시예에 따르면, 생체 센서(107)는 결제를 위한 카드 또는 사용자의 인증을 수행하기 위하여 사용자의 생체 정보(예: 지문 또는 홍채)를 획득할 수 있다.
한 실시예에 따르면, MST 모듈(110)은 코일 안테나를 포함할 수 있다. MST 제어 모듈(130)은 데이터(예: 0 또는 1 bit )에 따라, 코일 안테나의 양단에 서로 다른 방향의 전압을 공급하고, 코일 안테나에 흐르는 전류의 방향을 제어할 수 있다. 코일 안테나를 통해 송출되는 신호(전류가 흐르는 코일에 의한 자기장 신호)는 마그네틱 카드를 실제로 POS 단말에 읽히도록 하는 동작과 유사한 형태로 POS 단말에 유도 기전력을 발생시킬 수 있다.
한 실시예에 따르면, MST 제어 모듈(130)은 데이터 수신 모듈(131) 및 출력 변환 모듈(133)을 포함할 수 있다. 데이터 수신 모듈(131)은 프로세서(150) (또는 전자 장치(100) 내부의 보안 모듈)가 전송하는 결제 정보를 포함한 논리적인 로우/하이(low/high) 형태의 펄스(pulse)를 전달받을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 출력 변환 모듈(133)은 데이터 수신 모듈(131)에서 인식된 데이터를, MST 모듈(110)로 전달하기 위하여, 필요한 형태로 변환하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 회로는 MST 모듈(110)의 양단에 공급되는 전압의 방향을 바꾸어 주는 회로(H-Bridge)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(101) 또는 입력 장치(예를 들면, 터치 패널, 펜 센서 등)를 통해 입력된 카드 정보에 기반하여, 전자 장치(100)는 통신 모듈(미도시)를 통해 카드 회사/은행 서버로부터 카드(예: 마그네틱 카드)의 마그네틱 스트립(magnetic stripe)의 적어도 일부에 포함되어 있는 결제 정보를 전달받고(예: 트랙(Track) 1, 트랙 2, 트랙 3 또는 토큰(token) 정보), 이를 프로세서(150) 또는 별도의 내장 보안 모듈에 필요한 형태로 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, MST를 이용한 결제 기능을 수행할 수 있는 전자 장치의 구성도이다.
한 실시예에 따르면, MST 데이터 전송 모듈(210)는 결제 시 필요한 정보를 MST 제어모듈(220)로 전송할 수 있다. MST 데이터 전송 모듈(210)는 프로세서 또는 프로세서 내부의 보안 영역(Trustzone, Secure World) 일 수 있다. MST 데이터 전송 모듈(210)는 전자 장치(예: 전자 장치(100))에 내장된 보안 모듈 (eSE/UICC) 일 수도 있다. MST 데이터 전송 모듈(210)는 데이터 펄스(211)와 함께, MST 출력 모듈(230)을 필요한 시간 동안(예: MST 신호를 주기적으로 정해진 수만큼 송출하는데 소요되는 시간) 활성화(enable) 하기 위한 제어 신호(212)를 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, MST 데이터 전송 모듈(210)는 서로 다른 위상을 가진 차등(Differential) 형태의 데이터를 전송할 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, MST 데이터 전송 모듈(210)는 마그네틱 카드에 포함된 트랙 1, 트랙 2 또는 트랙 3 데이터를 시간 별로 구분하여 순차적으로 전송하거나, 또는 각각의 데이터를 교차로 배치하여(interleaved) 전송할 수도 있다.
한 실시예에 따르면, MST 제어모듈(220)의 데이터 수신모듈(222)은 전달된 펄스의 low/high 상태를 데이터(예: 0 또는 1 bit)로 인식할 수 있다. 또는, 지정된 시간 동안 low/high 간 변환(transition)된 횟수를 확인하여, 이를 데이터로 인식할 수도 있다. 예를 들면 지정된 시간 동안 low/high 변환이 1번일 경우 0(zero) bit, 2번일 경우 1(one) bit 로 인식할 수 있다.
한 실시예에 따르면 MST 제어모듈(220)의 출력 변환모듈(221)은 데이터 수신모듈(222)에서 인식된 데이터를 MST 모듈(230)로 전달하기 위하여, 인식된 데이터를 필요한 형태로 변환하는 회로를 포함할 수 있다. 회로는 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 제4 스위치(S4)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)는 동일 제어 상태를 가질 수 있고, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)는 동일한 제어 상태를 가질 수 있다. 스위치의 제어 상태에 따라 코일 안테나(231)의 양단에 공급되는 전압의 방향이 변경될 수 있다. 이때, 안테나에 공급되는 전압 레벨은 일 수 있다. 예를 들면, Zero bit 일 경우에는 제 1스위치와 제 4 스위치를 On 하고, 제 2 스위치와 제 3 스위치는 Off할 수 있다. 또는 그 반대로 동작할 수도 있다. 출력 변환모듈(221)은 데이터 수신모듈(222)에서 인식된 데이터에 맞게 코일 안테나(L)의 양단에 공급되는 전압의 방향(전류의 방향)을 변경하여, 코일 안테나를 통해 외부 장치(예: POS 단말)로 전달되는 자기장의 방향을 변경할 수 있다. 이는 마그네틱 카드가 POS 단말에 스와이프(swipe)되면서 발생되는 자기장과 유사한 형태일 수 있다. 상기의 스위치들(S1, S2, S3, S4) 은 N 타입 트랜지스터(예: MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor), P 타입 트랜지스터, 또는 릴레이(relay) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, MST 출력 모듈(230)은 코일 안테나(L)를 포함할 수 있다. MST 출력 모듈(230)은 인덕터, 커패시터, 저항 등을 더 포함할 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, MST 출력 모듈(230)은 신호를 증폭하기 위한 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수도 있다. 코일 안테나(L)는 NFC 또는 무선 충전용으로 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 코일 안테나는 복수 개 일수도 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, MST 출력 모듈을 통해 송출되는 신호와, 외부 장치에서 수신되는 신호 측정값의 예를 도시한다.
도 3을 참조하면, MST 출력 모듈(예: MST 출력 모듈(230))을 통해 결제 데이터를 포함한 MST 신호(320)가 송출될 때, 외부 장치(예: POS 단말)는 신호(310)을 수신하고, MST 신호의 변환 구간(transition rise time)에 기반하여 데이터를 인식할 수 있다. MST 신호의 인식률을 개선 하기 위해서 코일 안테나의 인덕턴스 값 및 권선(turn) 수는 최적화될 수 있다. 예를 들면, 인덕턴스 값은 10uH 이상일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 루프 안테나의 구조를 도시한다.
도 4를 참조하면, 루프 안테나(예: 코일 안테나)는 다양한 형태로 단말에 구현될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 루프 안테나(410)는 FPCB(Flexible PCB; 411) 에 패턴을 구현한 형태일 수 있다. FPCB(411)에 포함된 패턴을 통해 경로(current path)(점선)를 형성하고, MST 제어 모듈(412)(예: MST 제어 모듈(220))에 연결될 수 있다. FPCB(411) 에는 MST 를 위한 루프 안테나 외에 추가로 NFC, 무선 충전용 루프 안테나를 더 포함할 수도 있다.
다른 실시예에 따르면, 루프 안테나(코일 안테나, 420)는 FPCB(421) 에 구현된 패턴과 전자 장치(100)의 기구물의 적어도 일부를 연결한 형태일 수 있다. 예를 들어, 단말 외관(예: 커버)의 일부(422)는 전류가 흐를 수 있는 전도성 물질(예: metal)을 포함할 수 있다. 또한 일부(422)는, 다른 부분과 분리된(전기적으로 연결되지 않은) 경우, 연결 소자(423)를 통해 다른 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 소자(423)는 인덕터, 커패시터 등의 수동 소자(passive element)이거나, 전도성 물질을 포함한 구조물일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 루프 안테나(코일 안테나; 430)는 전자 장치(100)의 기구물의 적어도 일부(431)를 이용한 형태일 수 있다. 단말의 기구물의 적어도 일부분은 통신에 필요한 인덕턴스를 확보하기 위해 슬릿(slit, 미도시)을 포함할 수 있다. 슬릿의 주변에 전류 경로(path) 가 형성되어, MST 제어모듈(412)에 연결될 수 있다.
도 4에는 미도시하였으나, 루프 안테나는 전자 장치(100) 내 코일(또는 인덕터)을 포함하는 부품과 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 스피커, 모터, 펜 등 부품의 내부에 구성되어 있는 코일(또는 인덕터)과 전기적으로 연결되어 루프 안테나로 활용될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 루프 안테나는 디스플레이 패널부에 형성될 수 있다. 루프 안테나는 커버 글래스 하단부에 투명한 전극을 이용하여 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결제 시스템을 도시한다.
다양한 실시예에 따르면, 결제 시스템(500)은, 전자 장치(510, 예: 전자 장치(100)) 및/또는 적어도 하나의 서버를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 서버는 결제 서버(520), 토큰 서버(token server, token service provider; 530), 또는 금융 서버(issuer; 540)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1110)는, 예를 들면, 결제 어플리케이션(payment application, wallet application; 511) 및/또는 결제 미들웨어(payment middleware; 512)를 포함할 수 있다. 상기 결제 서버(520)는, 예를 들면, 결제 서비스 서버(521) 및/또는 토큰 요구자 서버(token requester, token requester server; 522)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결제 어플리케이션(511)은 예를 들어, 삼성 페이 어플리케이션(Samsung Pay Application)을 포함할 수 있다. 상기 결제 어플리케이션(511)은, 예를 들면, 결제와 관련된 사용자 인터페이스(예: UI(user interface) 또는 UX(user experience)를 제공할 수 있다. 상기 결제와 관련된 사용자 인터페이스는 월렛 사용자 인터페이스(wallet UI/UX)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 어플리케이션(511)은, 카드 등록(card registration), 지불(payment), 또는 거래와 관련된 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 결제 어플리케이션(511)은, 예를 들면, 문자 판독기(예: OCR(optical character reader/recognition)) 또는 외부 입력(예: 사용자 입력)을 통한 카드 등록과 관련된 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 상기 결제 어플리케이션(511)은, 예를 들면, ID&V(identification & verification)를 통한 사용자 인증과 관련된 인터페이스를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(510)은, 상기 결제 어플리케이션(511)을 이용하여 결제 거래를 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 어플리케이션(511)은, 어플리케이션에 포함된 기능들 중 적어도 일부를 생략하는 간편 결제(Simple Pay) 또는 빠른 결제(Quick Pay) 또는 지정된 어플리케이션 실행을 통해 사용자에게 결제 기능을 제공할 수 있다. 사용자는, 상기 결제 어플리케이션(511)을 이용하여 결제 기능을 수행하고, 상기 결제 기능과 연관된 정보를 전자 장치(510)로부터 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결제 미들웨어(512)는, 카드사와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 미들웨어(512)는, 카드사 SDK(software development kit)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결제 서버(520)는, 전자 결제 또는 모바일 결제를 위한 관리 서버를 포함할 수 있다. 상기 결제 서버(520)는, 예를 들면, 상기 전자 장치(510)로부터 결제와 관련된 정보를 수신해서 외부로 송신하거나 상기 결제 서버(520)에서 처리할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결제 서버(520)는, 상기 결제 서비스 서버(521) 및/또는 토큰 요구자 서버(522)를 이용하여, 상기 전자 장치(510)와 상기 토큰 서버(530) 사이에서 정보를 송수신할 수 있다. 상기 결제 서비스 서버(521)는, 예를 들면, 결제 서버(520)(예: Samsung payment server)를 포함할 수 있다. 상기 결제 서비스 서버(521)는, 예를 들면, 서비스 계정(예: Samsung account) 또는 사용자 계정과 연동된 카드 정보를 관리 할 수 있다. 또한, 상기 결제 서비스 서버(521)는, 상기 결제 어플리케이션(511)와 관련된 API(application program interface) 서버(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 결제 서비스 서버(521)는, 예를 들면, 계정 관리 모듈(예: account integration 또는 Samsung account integration)을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 토큰 요구자 서버(522)는, 결제와 관련된 정보를 처리하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 토큰 요구자 서버(522)는, 결제와 관련된 정보(예: 토큰(token))의 발급, 삭제, 또는 활성화를 수행할 수 있다. 또는 상기 결제 미들웨어(512)와 기능적으로 연결되어 결제에 필요한 정보를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(510)에 포함된 상기 결제 어플리케이션(511)과 상기 결제 서버(520)에 포함된 상기 결제 서비스 서버(521)는 기능적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 어플리케이션(511)은 상기 결제 서버(520)로 결제와 관련된 정보를 송수신할 수 있다. 한 실시에에 따르면, 상기 전자 장치(510)에 포함된 상기 결제 미들웨어(512)와 상기 결제 서버(520)에 포함된 상기 토큰 요구자 서버(522)는 기능적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 미들웨어(512)는 상기 토큰 요구자 서버(522)로 결제와 관련된 정보를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 토큰 서버(530)는, 결제와 관련된 정보(예: 토큰)를 발급하거나 관리할 수 있다. 예를 들면, 상기 토큰 서버(530)는, 토큰의 동작 주기(life cycle)을 제어할 수 있고, 상기 동작 주기는 생성, 수정, 또는 삭제 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기 토큰 서버(530)는, 예를 들면, 토큰 관리 서버를 포함할 수 있고, 토큰 프로비저닝(token provisioning), [ID&V], 보충(replenishment), 또는 동작 주기(life cycle)를 관리할 수 있고, 금융 서버 통합(integration)을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결제 서버(520) 및/또는 상기 토큰 서버(530)는 동일 또는 유사한 영역에 위치하거나 서로 분리된 영역에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 결제 서버(520)는 제1 서버에, 상기 토큰 서버(530)는 제2 서버에 포함될 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 결제 서버(520) 및/또는 상기 토큰 서버(530)가 하나의 서버(예: 제1 서버 또는 제2 서버)에 구분되어 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 다르면, 상기 금융 서버(540)는 카드 발급을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 금융 서버(540)는, 카드 발급 서버를 포함할 수 있다. 또한 사용자에게 제공되는 결제에 필요한 정보를 생성할 수 있다. 사용자는 상기 금융 서버(540)에서 생성된 결제에 필요한 정보를 상기 결제 어플리케이션(511)을 이용하여 상기 전자 장치(510)에 저장할 수 있다. 또한 상기 금융 서버(540)는 상기 토큰 서버(530)와 기능적으로 연결되어 결제에 필요한 정보를 송수신할 수 있다.
미도시 하였으나, 전자 장치(510)는 결제에 필요한 데이터인 트랙 정보 (트랙 1/2/3)를 비트 값으로 결제 서버(520)에 전송할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 트랙 1에는 발행된 카드의 번호, 이름, 추가 데이터(유효날짜), 임의의 데이터 (카드 발행 사에서 입력 가능한 임의의 데이터)를 포함할 수 있다. 트랙 2에는 카드의 번호, 추가 데이터(유효날짜), 임의의 데이터(카드 발행 사에서 입력 가능한 임의의 데이터 공간)를 포함할 수 있다. 토큰을 이용한 결제 방식에서는 트랙 1/2/3이 아닌 토큰 크립토그램(token + cryptogram)의 값을 비트(bit)로 변환하여 자기 신호(magnetic signal)를 통해 방출할 수 있다.
여기서, 토큰은 카드를 모바일에 등록할 때 카드사로부터 받은 카드를 식별할 수 있는 식별자(ID)이고, 거래 데이터(transaction data)는 거래와 관련된 정보로 결제 시 사용하는 카드의 만료날짜, POS로 받은 상점 식별자(merchant ID) 등이 있을 수 있으며, 거래와 관련된 정보 중 일부를 조합해서 만들 수 있다. 트랙1/2/3의 데이터 중 일부를 토큰과 크립토그램으로 치환한 값을 비트로 변환하여 자기 신호를 통해 POS로 방출 할 수 있다. 기존 트랙의 형식(format)을 이용하면 POS 상에 별도의 변경 없이 토큰 정보를 받아서 카드 네트워크(card network, 예: VISA, MASTER 등)로 보내줄 수 있다. 토큰은 적어도 카드사 등을 식별할 수 있는 번호를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 결제 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 결제 시스템(1200)은 전자 장치(610; 예: 전자 장치(100)), 결제 서비스 서버 (620), 토큰 서비스 제공자(token service provider(TSP), 630) 및 POS 단말(640)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 결제 시스템(600)에는 하나 이상의 전자 장치가 추가될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(650)는 상기 전자 장치(610)과 기능적으로(예: 통신) 연결 가능한 웨어러블 장치(예: 스마트 시계)일 수 있고, 전자 장치(660)은 액세서리(예: 루프 페이 Fob)일 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(610)는 결제 기능을 동작할 수 있다. 전자 장치(610)는 결제 기능을 수행하기 위해 카드(예: 마스터 카드 또는 비자 카드)를 전자 장치(610) 또는 결제 서비스 서버(620)(예: 제1 외부 장치)에 등록할 수 있다. 결제 서비스 서버(620)는 전자 장치(610)를 통해서 등록된 카드 외에도, 전자 장치(610)에 대응하는 사용자의 다른 전자 장치(예: 전자 장치(650))를 통해서 등록된 카드 또는 다른 사용자의 전자 장치를 통해서 등록된 다른 카드를 포함하는 복수의 등록된 카드들에 대한 정보를 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 결제 서비스 서버(620)는 등록한 카드 정보에 해당하는 토큰 정보를 토큰 서비스 제공자(630)(예: 제2 외부 장치)로부터 획득하여 전자 장치(610)에 전달할 수 있다.
토큰 서비스 제공자(630)는 결제 과정에서 사용되는 토큰을 발행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 토큰은 카드의 정보인 카드 고유 번호(primary account number, PAN)를 대체하는 값일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 토큰은 은행 식별 번호(bank identification number, BIN) 등을 이용하여 생성될 수 있다. 생성된 토큰은 토큰 서비스 제공자(630)에 의해서 암호화되거나, 또는 암호화되지 않은 상태로 결제 서비스 서버(620)으로 전송된 후, 결제 서비스 서버(620)에 의해 암호화될 수 있다. 암호화된 토큰 정보는 결제 서비스 서버(620)를 통해 전자 장치(610)으로 전달된 후, 전자 장치(610)에서 복호화 될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 토큰은 토큰 서비스 제공자(630)에서 생성 및 암호화되고, 결제 서비스 서버(620)를 거치지 않고 전자 장치(610)로 전달될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 결제 서비스 서버(620)는 토큰 생성 기능을 포함할 수도 있으며, 이런 경우, 결제 시스템(600)에서 토큰 서비스 제공자(630)가 사용되지 않을 수도 있다.
전자 장치(610)는, 예를 들면, 근거리 통신(예: 블루투스 또는 WiFi)에 기반하여 기능적으로 연결된 하나 이상의 다른 전자 장치들(650 또는 660) 중의 적어도 하나를 이용하여 결제를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 다른 전자 장치(650)(예: 제3 외부 장치)는 웨어러블 장치(예: 스마트 시계)일 수 있으며, 이런 경우, 전자 장치(610)은 웨어러블 장치와 연동하여 결제를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(610)은 카드 이미지를 스마트 시계로 전송할 수 있다. 이에 응답하여, 스마트 시계는 결제 명령 신호를 전자 장치(610)로 전송할 수 있다. 전자 장치(610)는 결제 명령 신호를 수신하고, 이에 응답하여 MST 신호를 송출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 다른 전자 장치(660)(예: 제4 외부 장치)는 액세서리(예: 루프 페이 Fob)일 수 있으며, 이런 경우, 전자 장치(1210)는 그 입출력 인터페이스(예: 이어폰)를 통하여 상기 액세서리(예: 루프 페이 Fob)과 기능적으로 연결될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 결제 유저 인터페이스를 도시한다.
다양한 실시 예에 따른 도 711 내지 715를 참조하면, 전자 장치(100)는 사용자 입력을 수신하여 결제 어플리케이션을 실행시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 하단 베젤 영역에서 디스플레이의 방향으로 스윕(sweep)하는 입력에 대응하여 결제 어플리케이션(예: 삼성 페이)을 실행시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 717 내지 721을 참조하면, 전자 장치(100)는 사용자 입력에 대응하여, 기 등록된 카드들 중 적어도 하나의 카드를 선택할 수 있으며, 디스플레이를 통해 선택된 카드에 대응되는 카드 이미지를 표시할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자 입력(예: 좌우 스크롤)에 대응하여, 결제 시 사용할 카드를 선택할 수 있고, 그에 대응되는 카드 이미지를 표시할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 723을 참조하면, 전자 장치(100)는 선택된 카드를 이용한 결제를 위해 사용자에게 인증을 요청할 수 있다. 전자 장치(100)는 사용자의 생체 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 지문 감지 모듈을 통해 사용자의 지문을 스캔(scan)하여 결제 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 725 내지 729를 참조하면, 전자 장치(100)는 결제가 완료되면 결제 어플리케이션을 자동으로 종료할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 사용자로부터 전자 장치(100)의 버튼(예: 홈 버튼)을 누르는 입력을 수신하여 결제 어플리케이션을 종료할 수도 있다. 결제가 완료될 경우, 전자 장치(100)는 이를 확인하고, 이에 따라 MST 신호의 발생을 중지할 수 있다. 예를 들어, 카드사가 결제를 확인할 경우, 네트워크를 통해 전자 장치(100)에게 이를 알릴 수 있으며(예: SMS를 통한 결제 메시지), 전자 장치(100)는 MST 신호의 발생을 중지할 수 있다. 카드사뿐만 아니라 VAN(value-added network) 사 또는 POS 단말에서 직접, 결제의 확인을 전자 장치(100)에게 알릴 수도 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 결제 유저 인터페이스를 도시한다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 사용자 인증이 완료되고, 결제가 진행되는 동안에는 결제가 가능한 상태(또는, 결제 정보가 전자 장치(100)를 통해 외부 장치로 전송중인 상태)임을 표시해 줄 수도 있다. 예를 들어, 도 803 내지 807을 참조하면, 전자 장치(100)는 카드 이미지(810)의 뒤쪽으로 반투명한 원의 일부(820)를 표시하고, 박스(830) 내에서 원이 점점 커지며 내부의 새로운 원의 일부(840)가 표시되는 효과를 보여줄 수 있다. 여기서, 박스(830)은 MST 신호를 송출하는 루프 안테나의 위치를 알려줄 수 있다. 사용자는 박스(830)를 보고 안테나의 위치를 인식할 수 있다. 또한, 사용자는 박스(830) 내에서 원이 점점 커지는 효과를 보고 결제 진행 중임을 인식할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 MST 출력 모듈을 통해, 결제 정보를 포함하는 신호를 출력하는 방법을 나타내는 도면이다.
한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 결제가 진행되는 동안 MST 출력 모듈(230, 예: 코일 안테나, 루프 안테나 등)을 통해 결제 정보를 포함한 신호를 일정 주기 동안 송출할 수 있다.
도 9를 참조하면, 예를 들어, 전자 장치(100)는 1초 간격으로 펄스(pulse, 910, 920, 930) 신호를 송출할 수 있으며, 한 펄스 신호당 16회의 MST 신호를 송출할 수 있다. 여기서 펄스 신호의 폭은 0.1~0.5 초일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 펄스(pulse) 및 제2 펄스(pulse)는 서로 다른 데이터를 포함할 수 있다. 제1 펄스와 제2 펄스는 서로 다른 MST 출력 모듈(230)을 통해 송출될 수 있다. 미도시 하였으나 MST 신호가 송출되는 동안 NFC는 폴링 모드(polling mode)로 동작할 수 있다.
도 10a 내지 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 결제를 위한 안테나를 포함하는 전자 장치의 구조도이다.
도 10a 내지 10b를 참조하면, 전자 장치(100)는 외관의 적어도 일부 영역에 드러나도록 위치하는 상부 하우징(1010), 하부 하우징(1060), 측면 하우징(1030) 및 휴대장치 내부에 위치하는 지지구조(1050)를 포함할 수 있다. 측면 하우징(1030)은 단일 물질 또는 이종의 물질들의 결합으로 형성될 수 있으며, 상부 하우징(1010)과 하부 하우징(1060)의 적어도 일부를 지지하도록 배치될 수 있다. 내부 지지구조(1050)는 단일 물질 또는 이종의 물질들(heterogeneous materials)의 결합으로 구성될 수 있으며, 하부 하우징(1060)의 적어도 일부를 지지하도록 배치될 수 있다. 여기서, 상부 하우징(1010)과 하부 하우징(1060)의 적어도 일부 영역은 디스플레이 영역을 포함할 수 있다. 예컨대, 상부 하우징(1010)의 일부 영역을 통해 디스플레이 모듈이 노출될 수 있다. 상부 하우징(1010), 측면 하우징(1030)과 지지구조(1050)으로 이루어지는 인클로져(enclosure)는 PCB(Printed Circuit Board)(1040) 및 배터리(1070)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)은 마그네틱 결제를 위한 안테나(예: 코일 안테나)(1020)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나(1020)는 측면 하우징(1030)과 배터리(1070)의 적어도 일부 영역을 덮도록 위치할 수 있으며, PCB(1040)에 위치하는 프로세서(예: 프로세서(150) 또는 통신 모듈(예: MST 제어 모듈(130))과 결제를 위한 데이터를 통신할 수 있도록 측면 하우징(1030)의 개구부를 통하여 PCB(1040)와 연결될 수 있다. 측면 하우징(1030)과 상부 하우징(1010)의 일부 영역에는 안테나(1020)를 부착하기 위하여 주변 영역과 높이 또는 두께가 다른 영역이 존재할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면 하우징(1030)에 있어서, 안테나(1020)의 코일부(예: 금속 패턴)가 위치하는 영역의 재질은, 코일부가 위치하지 않는 영역의 재질과 다른 성질을 가질 수 있다. 예를 들어, 코일부가 위치하는 영역은 비도전성 물질(예를 들면, 플라스틱)을 포함할 수 있으며, 코일부가 위치하지 않는 영역은 도전성 물질(예를 들면, 금속)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나(1020)는 복수의 층(multi-layer)을 포함하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 이용하여 구성될 수 있다. 복수의 층 중 적어도 하나의 층에는 안테나 코일을 구성하는 배선 및 관통부(via)를 포함할 수 있다. 안테나(1020)는 단일(single) 코일로 구성될 수 있으며, 두 개 이상의 서로 다른 코일들로 구성될 수도 있다. 다양한 실시예에 따르면, 안테나(1020)는 방열시트(예: 그라파이트 시트(graphite sheet)) 및 차폐제(예: 페라이트(ferrite))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 결제를 위한 카드 또는 사용자의 인증을 수행하기 위해 지문 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서(미도시)는 전자 장치(100)의 전면 홈 키, 측면 키, 후면에 별도의 키에 포함될 수 있다. 또한 디스플레이 패널의 적어도 일부에 지문 센서가 포함될 수도 있다.
도 10c 내지 도 10d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 내 서로 다른 근거리 무선통신용 코일 안테나가 근접하여 구현되는 경우, 코일 안테나의 배치 및 구현방법을 설명하는 도면이다.
도 10c를 참조하면, 전자 장치(100)는 무선 충전 안테나(1021, 예: WPC, A4WP, PMA 등), MST 안테나(1023) 및 NFC 안테나(1025)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, NFC 안테나(1025)는 13.5MHz 대역의 통신을 하며 주변 코일(예: 무선 충전 안테나(1021), MST 안테나(1023))의 영향에 민감할 수 있다. 이로 인해, NFC 안테나(1025)는 최외곽에 배치될 수 있으며, 약 1uH 의 인덕턴스 값을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, MST 안테나(1023)는 자기장 전력 유도 방식의 통신을 하여, 비교적 주파수에는 민감하지 않을 수 있다. MST 안테나(1023)는 NFC 안테나(1025)와 무선 충전 안테나(1021) 사이에 배치될 수 있다. MST 코일 안테나(1023)의 인덕턴스값은 약 15uH, DCR(저항값)은 약 1.4 Ohm일 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 무선 충전 안테나(1021)는 WPC 및 PMA 방식이 모두 사용될 수 있다. 무선 충전 안테나(1021)의 인덕턴스 값은 약 8uH, 저항값은 약 0.25Ohm 일수 있다.
도 10d를 참조하면, MST 신호의 출력부 양 끝 단에는 (병렬)커패시터(미도시)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 커패시터는 전자장치(100) 내의 PCB(1040) 와 MST 코일 안테나(1023)가 접촉되는 컨택부(1042)에 인접하여 PCB(1040) 상에 위치할 수 있다. 또는, 커패시터(미도시)는 MST 코일 안테나(1023)에 포함될 수도 있다.
다앙한 실시 예에 따르면, 커패시터(미도시)는 MST 코일 안테나(1023)의 공진 주파수를 변경시켜, MST 코일 안테나(1023)의 공진 주파수가 NFC 코일 안테나(1025)의 기생으로 동작하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 커패시터(미도시)는 약 0.18nF 일수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, MST 신호의 양 끝 단에는 각각 (직렬)인덕터(미도시)를 포함할 수도 있다. 각 출력단에 포함된 인덕터(미도시)는 MST 신호의 피크(peak) 전류 값에 기반하여, 그 내압이 2~2.5[Volt, V]일 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 안테나 구조를 가질 수 있는 MST 모듈에 관한 구성도이다.
도 1110 및 도 1120을 참조하면, MST 모듈(예: MST 모듈(110))은 하나의 안테나(예: 코일 안테나)를 포함할 수 있다. MST 모듈은 구동부(1111, driver IC), 연결부(1113) 및 안테나(1115)를 포함할 수 있다. 연결부(1113)는 전류를 구동부(1111)로부터 수신하고, 이를 안테나(1115)로 급전할 수 있다. 안테나(1115)는 급전된 전류에 의해 자기장을 형성하고, 특정 주파수의 자기장 신호(MST 신호)를 외부로 방사할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 안테나(1115)는 부분(part)적으로 자기장의 세기가 다르도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 1110에 도시된 바와 같이, 안테나(1115)로 전류가 급전되면, 제1 부분(1116)과 제2 부분(1117)은 서로 다른 세기의 자기장을 형성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 안테나(1125)는 부분적으로 다수의 경로(current paths)가 형성되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 1120에 도시된 바와 같이, 코일 안테나(1125)로 전류가 급전되면, 코일 안테나(1125)의 일 부분에 제1 경로(1126)가 형성되고 코일 안테나(1125)의 다른 부분에 제2 경로(1127)가 형성될 수 있다.
도 1130 및 도 1140을 참조하면, MST 모듈(예: MST 모듈(110))은 두 개의 안테나(예: 루프 안테나)를 포함할 수 있다. MST 모듈은 구동부(1131), 연결부(1133), 제1 안테나(1135) 및 제2 안테나(1136)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제1 안테나(1135)와 제2 안테나(1136)는 동일한 MST 신호를 전송할 수 있다. 도 1130을 참조하면, 구동부(1131)에 제1 전극(1137)과 제2 전극(1138)이 형성되고, 연결부(1133)는 제1 전극(1137)을 제1 안테나(1135) 및 제2 안테나(1136)에 각각, 전기적으로 연결할 수 있고, 제2 전극(1138)을 제1 안테나(1135) 및 제2 안테나(1136)에 각각, 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 안테나(1135) 및 제 2 안테나(1136)는 각각, 연결부(1133)를 통해 제1 전극(1137) 또는 제2 전극(1138)으로부터 전류를 급전 받고, 급전된 전류에 의해 자기장을 형성하고, 특정 주파수의 자기장 신호(MST 신호)를 외부로 방사할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 안테나(1144)와 제 2 안테나(1145)는 다른 MST 신호를 전송할 수도 있다. 도 1140을 참조하면, 구동부(1141)에 한 쌍으로써 제3 전극(1146)과 제4 전극(1147)이 형성되고, 다른 한 쌍으로써 제5 전극(1148)와 제6 전극(1149)이 형성될 수 있다. 연결부(1143)는 제3 전극(1146)과 제4 전극(1147)을 제1 안테나(1144)에 전기적으로 연결할 수 있고, 제5 전극(1148)와 제6 전극(1149)을 제2 안테나(1145)에 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 안테나(1144)는 연결부(1143)를 통해 제3 전극(1146) 또는 제4 전극(1147)으로부터 전류를 급전 받고, 급전된 전류에 의해 자기장을 형성하고, 특정 주파수의 RF 신호를 외부로 방사할 수 있다. 제2 안테나(1145)는 연결부(1143)를 통해 제5 전극(1148) 또는 제6 전극(1149)으로부터 전류를 급전 받고, 급전된 전류에 의해 자기장을 형성하여 외부로 방사할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나를 개략적으로 도시한다.
한 실시예에 따르면, 루프 안테나(1200)는 영역별로 자기장의 세기가 다르도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 단말 내 발생하는 루프 안테나의 음영지역(null point)의 위치가 이동될 수 있다. 예를 들면, 제1 부분(1210)의 안테나 패턴(예: 코일)의 너비(width)를 제2부분(1220)의 안테나 패턴의 너비에 비해 넓게 구현할 수 있다. 이에 따라, 전류가 흐를 때 제2 부분(1220)보다는 상대적으로 제1 부분(1210)의 저항이 낮아지고 따라서, 제1 부분(1210)에서 발생하는 자기장의 세기가 제2 부분(1220)에서 발생하는 자기장의 세기보다 강할 수 있다. 제1 부분(1210)에서 발생하는 자기장의 세기가 제2 부분(1220)에서 발생하는 자기장의 세기보다 강할 경우, 루프 안테나(1200)의 음영지역은 단말의 중앙(1230)이 아닌, 하단부(1240)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8과 같이, 결제가 진행되는 동안 전자 장치(100)는 MST 인식 범위(예: 박스(830)에 해당되는 '단말의 중앙과 상단부 사이의 영역')를 표시하고 이에 따라 사용자가 상기 MST 인식 범위를 리더에 근접하게 함으로써, MST의 인식률을 개선할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제1 부분(1210)의 안테나 패턴의 너비와 제2 부분(1220)의 안테나 패턴의 너비가 같을 경우 음영 지역은 단말의 중앙(1230)일 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조를 개략적으로 도시한다.
한 실시예에 따르면, 도 13a를 참조하면, 루프 안테나(1310)는 제1 경로(1311)가 전자 장치(100)의 상부에, 제2 경로(1312)가 중앙에, 그리고 제3 경로(1313)가 하부에 형성되도록 설계될 수 있다. 또한, 루프 안테나(1310)는 제 1 경로(1311)를 흐르는 전류의 방향(1311a)이 제 2 경로(1312)를 흐르는 전류의 방향(1312a)과 동일해지게 설계될 수 있다. 그러면, 제 1 경로(1311)의 전류 방향(1311a)은 제 3 경로(1313)를 흐르는 전류의 방향(1313a)과 반대가 될 수도 있다. 이에 따라, 루프 안테나(1310)가 통신 모듈(1315)(예: MST 모듈(110))로부터 급전된 전류에 의해 자기장을 형성하면, 하부보단 상부와 중앙에서 그 세기가 강해져서 음영 지역(1314)은 하부 주변에 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 13a를 참조하면, 루프 안테나(1320)는 제 3 경로(1323)를 흐르는 전류의 방향(1323a)이 제 2 경로(1322)를 흐르는 전류의 방향(1322a)과 동일해지게 설계될 수 있다. 그러면, 방향(1323a)과 방향(1322a)는 제 1 경로(1321)를 흐르는 전류의 방향(1321a)과는 반대가 될 수도 있다. 이에 따라, 단말의 상부 주변에 음영 지역(1325)이 형성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 13b를 참조하면, 통신 모듈(1332)(예: MST 모듈(110))에 연결된 루프 안테나(1330)의 경로들은 "B"자 형태(즉, 전류 흐름을 그려보면 'B'자 형태)일 수 있으며, 중앙(1331)에서 전류들의 방향이 서로 반대일 수 있다. 이에 따라 중앙(1331)이 음영 지역일 수 있다.'B'자 형태의 루프 안테나 예컨대, 루프 안테나(1330)은 도 12의 루프 안테나(1200)와 비교하여, 자기장을 양쪽(상부와 하부)으로 분산시키는 효과를 줄 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 13b를 참조하면, 통신 모듈(1342)(예: MST 모듈(110))에 연결된 루프 안테나(1340)의 경로들은 "8"자 형태일 수 있으며, 중앙(1341)에서 전류들이 방향이 서로 동일할 수 있다. 이에 따라 중앙(1341)이 자기장의 세기가 가장 강할 수 있다. 상부(1343)와 하부(1344)는 음영 지역일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 13c를 참조하면, 상기 13a 내지 13b의 구조들 외에도 루프 안테나는 다양한 구조들 예컨대, 도 1350, 도 1360 및 도 1370에 도시된 바와 같은 "B" 자 형태의 경로들을 갖도록 설계될 수 있다. 이러한 도면들에서 화살표는 전류의 방향을 나타내며, 전류의 방향이 서로 반대되는 곳들(점선 사각형)이 음영 지역일 수 있다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하여 루프 안테나의 구조를 살펴본 바에 따르면, 음영 지역은 루프 안테나에서 경로(current paths)의 위치 그리고 전류의 방향에 따라 달라질 수 있다. 따라서, MST 인식률을 높이기 위한 안테나 설계에 있어서, 음영 지역의 위치는 MST 인식률을 높이기 위한 고려 대상일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 13d를 참조하면, 루프 안테나(1380)는 예컨대, 도 1120의 안테나(1125)에 적용될 수 있다. 루프 안테나(1380)의 외부를 형성하는 제 1 경로(1381)는 평면(flat) 타입의 코일로 구성되고, 상대적으로 내부를 형성하는 제 2 경로(1382)는 솔레노이드(solenoid) 코일로 구성될 수 있다. 플랫 코일은 예를 들어, XY 평면에 겹침 없이 감긴 형태일 수 있다. 솔레노이드 코일은 Z축을 중심으로 여러 번 감긴 형태일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 루프 안테나(1390)의 솔레노이드 코일(1393)은 Z축에 수직 방향으로 여러 번 감긴 형태일 수도 있다. 각 섹션에 배치된 코일의 턴 수와, 코일이 배치된 면적을 다르게 함으로써, 음영 지역은 루프 안테나(1390)의 중앙에서 외곽으로 이동하며, 제1 경로(1391) 보다 제2 경로(1393)에서 더 많은 양의 자기력 선이 방사될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 루프 안테나를 개략적으로 도시한다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수의 루프 안테나, 예를 들어, 제 1 안테나(1411)와 제 2 안테나(1413)는 MST 제어 모듈의 동일한 출력부에 연결될 수 있다. 제 1 안테나(1411)와 제 2 안테나(1413)는 동일한 신호를 동일한 시간에 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 1410을 참조하면, 제 1 안테나(1411)의 일단과 제 2 안테나(1413)의 일단이 각각, 제 1 전극에 연결될 수 있고 제 1 안테나(1411)의 타단과 제 2 안테나(1413)의 타단이 각각, 제 2 전극에 연결될 수 있다. 제 1 안테나(1411)와 제 2 안테나(1413)는 FPCB 의 서로 다른 층에 구현될 수 있다. 예를 들면, 도시된 Z축을 기준으로, 제 1 안테나(1411)는 FPCB 의 하층(bottom layer), 제 2 안테나(1413)는 FPCB 의 상층(top layer)에 형성될 수 있다. 루프 안테나들은 서로 동일한 층에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 1420을 참조하면, 제 1 안테나(1421)는 XY 평면 상에서 동일 층의 상부에 형성될 수 있고, 제 2 안테나(1423)는 동일 층의 하부에 형성될 수 있다.
도 15a 및 15b는 다양한 실시예에 따른 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시한다.
도 15a를 참조하면, 복수의 코일 안테나 예를 들어, 제 1 안테나(1511)와 제 2 안테나(1513)는 같은 평면(XY 평면) 상에 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, MST용 루프 안테나는 외부 장치(예: POS 단말) 에 전달되는 자기장의 인식을 개선하기 위하여 다양한 형태로 제작될 수 있다. 예를 들면 경로들이 도 19d에 도시된 바와 같은 “8”자 형태이거나, 도 19c에 도시된 바와 같은 “B”자 형태일 수 있다. 전자 장치가 외부 장치(예: POS 단말)에 근접했을 때, 외부 장치(예: POS 단말) 에 마그네틱 카드가 스와이프(swipe)되는 방향과 직교 방향의 경로(current paths)를 최대한 형성할 수 있는 형태일 수 있다. 제 1 안테나(1511)와 제 2 안테나(1513)는 각각 다른 MST 신호를 전송할 수 있다.
도 15b를 참조하면, 코일 안테나는 서로 다른 평면에, 다른 축을 기준으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 코일 안테나(1521)는 x 축을 중심으로 루프를 형성하고, 제 2 코일 안테나(1523)는 y 축을 중심으로 루프를 형성할 수도 있다. 제 1 코일 안테나(1521)와 제 2 코일 안테나(1523) 사이에는 서로 간의 간섭(interference)을 제거하기 위한 차폐제(미도시)가 배치될 수도 있다.
한 실시예에 따르면, 제 1 코일 안테나(1521) 또는 제 2 코일 안테나(1523)는 FPCB 안테나 일 수 있다. 복수의 층(layer)으로 구성된 FPCB에 패턴을 연결하여 적층 형태로 루프를 형성할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제 1 코일 안테나(1521) 또는 제 2 코일 안테나(1523)는 전자장치의 하우징의 적어도 일부를 감싸는 형태로 루프를 형성할 수 있다. 코일 안테나의 한 부분은 단말의 전면부 디스플레이의 아래에 위치하고, 코일 안테나의 다른 한 부분은 단말의 후면 커버 아래에 위치할 수 있다. 코일 안테나는 FPCB 형태이거나, 단말의 외관의 적어도 일부를 이용할 수도 있다.
도 16a 내지 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수개의 MST 모듈을 포함한 전자 장치 내부의 하드웨어 블록도이다.
한 실시예에 따른 도 16a를 참조하면, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)은 동일한 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST모듈(1620)은 서로 다른 형태의 코일 안테나를 포함할 수 있다. 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)은 서로 이격되어 위치할 수 있다. 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)에 전달되는 전압 또는 전류는 서로 다른 레벨일 수도 있다. MST 제어 모듈(1630) 내부의 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)는 적어도 하나의 동일한 신호를 MST 데이터 전송 모듈(1640)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 모듈(1632)에 동일한 결제 정보를 포함한 MST 신호(1651)를 전송할 수 있다. 또한, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)에 제 1 MST 모듈(1610) 및 제 2 MST 모듈(1620)을 활성화 하기 위한 제어 신호(1652)를 동일하게 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(1652)의 수신에 따라, MST 제어 모듈(1630)은 MST 신호(1651)를 외부로 송출하도록 제 1 MST 모듈(1610) 및 제 2 MST 모듈(1620)을 제어할 수 있다. 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 1 출력 변환 모듈(1633)은 하나의 모듈일 수 있다. 제 2 데이터 수신 모듈(1632)과 제 2 출력 변환 모듈(1634)도 하나의 모듈일 수 있다.
한 실시예에 따른 도 16b를 참조하면, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 모듈(1632)에 동일한 결제 정보를 포함한 MST 신호(1654)를 전송하고, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)를 독립적으로 제어할 수 있도록, 서로 다른 제어 신호들(1653, 1655)을 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신모듈(1632)에 각각 전달할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)은 제어 신호에 기반하여 순차적으로 활성화되어 각각 MST 신호의 일부를 송출할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)은 교차로 활성화되어 MST 신호를 외부 장치(예: POS 단말)에 송출할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)은 단말의 상태에 따라 선택적으로 활성화될 수도 있다. 예를 들면, 제 1 MST 모듈(1610)와 인접한 루프 안테나를 이용하여 단말에서 근거리 무선 통신(예: NFC 통신)이 활성화된 경우 또는 인접한 안테나를 이용하여 셀룰러 네트워크 무선 통신이 활성화된 경우에는, MST 제어 모듈(1630)은 제 2 MST 모듈(1620)을 활성화하여 MST 신호를 송출할 수 있다. 예를 들면, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620) 중 적어도 어느 하나를 활성화하여 MST 신호를 송출하였을 때 인식이 잘 되지 않아, 사용자가 단말을 움직여 다시 인식하고자 하는 경우(예: 사용자 단말을 POS 단말에서 띄었다 다시 태깅(tagging)하는 경우), 이를 센서로 인식하고, 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)를 동시에 활성화 할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)의 표시 모드가 세로 모드(portrait mode)인 경우에는 제 2 MST 모듈(1620)(예: 도 15b의 제 2 코일 안테나(1523))이 활성화될 수 있고, 가로 모드(landscape mode)인 경우에는 제 1 MST 모듈(1610)(예: 도 15b의 제 1 코일 안테나(1521))이 활성화될 수 있다.
한 실시예에 따르면, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)에 제 1 MST 모듈(1610) 및 제 2 MST 모듈(1620)을 활성화 하기 위한 제어 신호(1654)를 동일하게 전송하고, 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)에 서로 다른 결제 정보를 포함한 MST 신호들(1653, 1655)을 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)에 각각, Track1, Track2 정보를 전달될 수 있다. Track1 정보를 포함하는 MST 신호는 제 1 출력 변환 모듈(1633)을 통해 제 1 MST 모듈(1610)로 전달되고, 이에 의해 외부로 송출될 수 있다. 또한, Track 2 정보를 포함하는 MST 신호는 제 2 출력 변환 모듈(1634)을 통해 제 2 MST 모듈(1620)로 전달되고, 이에 의해 외부로 송출될 수 있다. 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 1 출력 변환 모듈(1633)은 하나의 모듈일 수 있다. 제 2 데이터 수신 모듈(1632)과 제 2 출력 변환 모듈(1634)도 하나의 모듈일 수 있다.
한 실시예에 따르면, 도 16c를 참조하면, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 MST 제어 모듈(1630) 내부의 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 2 데이터 수신 모듈(1632)에 서로 다른 결제 정보를 포함한 MST 신호들(1656, 1658)을 전송할 수 있다. 또한, MST 데이터 전송 모듈(1640)는 제 1 MST 모듈(1610)과 제 2 MST 모듈(1620)을 독립적으로 제어할 수 있도록, 서로 다른 제어 신호들(1657, 1659)를 MST 제어 모듈(1630)에 전달할 수 있다. 제 1 데이터 수신 모듈(1631)과 제 1 출력 변환 모듈(1633)은 하나의 모듈일 수 있다. 제 2 데이터 수신 모듈(1632)과 제 2 출력 변환 모듈(1634)도 하나의 모듈일 수 있다.
도 17a 내지 17c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 복수개의 MST 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 다른 무선 근거리 통신과 공용으로 사용할 수 있는 전자 장치 내부의 하드웨어 블록도이다.
도 17a를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, MST 제어 모듈(1711)은, 제 2 MST 모듈(1721)이 무선 충전 제어 모듈(1713)과 연결되어 무선 충전 모듈(무선 충전 코일 안테나)로 동작하는 경우, 제 2 MST 모듈(1712)이 MST 제어 모듈(1711)과 연결되지 않도록(open(High Impedance) 상태) 하기 위한 스위치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 무선 충전 제어 모듈(1713)은 AC/DC 컨버터, 또는 정류부 등을 포함할 수 있다. 전력 제어 모듈(1714)은 예컨대, 전자 장치(100)의 구성일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 2 MST모듈(1712)은, 예를 들면, 약10uH의 인덕턴스 값을 가지는 코일 안테나를 포함할 수 있다.
도 17b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(100)는 복수개의 MST 모듈들 중 적어도 하나의 MST 모듈 예컨대, 제 2 MST 모듈(1726)을 공진 방식의 무선 충전용 코일 안테나로 사용할 수 있다. MST/무선 충전 제어 모듈(1721)은 데이터 수신 모듈(1723)과 출력 변환 모듈(1724)을 포함하는 MST 제어 모듈(1722)과, 무선 충전 제어 모듈(1725)을 포함할 수 있다.
도 17c를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(100)는 복수개의 MST 모듈들 중 적어도 하나의 MST 모듈 예컨대, 제 2 MST 모듈(1732)을 NFC 코일 안테나로 사용할 수 있다. 제 2 MST 모듈(1732)이 NFC 코일 안테나로 사용되는 경우, 코일 안테나의 턴(turn) 수 또는 인덕턴스 값을 조정하기 위해, 전자 장치는 스위치(1733)를 더 포함할 수 있다. MST 모듈 중 적어도 하나를 다른 근거리 무선 통신(예: NFC 통신)용으로 사용하는 경우에는 MST 제어 모듈(1731)은 다른 근거리 무선 통신용으로 사용되는 MST 모듈 예를 들어, 제 2 MST 모듈(1732)이 MST 제어 모듈(1731)과 연결되지 않도록 하기 위한 내부 스위치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한다.
도 18를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 안테나 장치(1800)는 전자 장치(예: 전자 장치(100))의 구성일 수 있으며, 제 1 루프 안테나(1810), 제 2 루프 안테나(1820), 통신 모듈(1830) 및 스위치(1840)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(1830)은 제 1 통신 모듈(1831), 제 2 통신 모듈(1832), 제 3 통신 모듈(1833) 및 4개의 단자(1834~1837)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 제 1 통신 모듈(1831)은 제 1 단자(1834) 및 제 2 단자(1835)를 통해 제 1 루프 안테나(1810)와 전기적으로 연결되어, 근거리 통신의 전파를 송수신할 수 있다. 예컨데, 제 1 통신 모듈(1831)은 공진 충전(예: A4WP(alliance for wireless power) 모듈로써, 제 1 루프 안테나(1810)를 통해 충전을 위한 전파를 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 제 2 통신 모듈(1832)은 제 3 단자(1836) 및 제 4 단자(1837)을 통해 제 2 루프 안테나(1820)와 전기적으로 연결되어, 근거리 통신의 전파를 송수신할 수 있다. 예컨대, 제 2 통신 모듈(1832)은 NFC 모듈로써 동작할 수 있다.
실시예에 따른 제 3 통신 모듈(1833)은 상기 단자들(1834~1837) 그리고 스위치(1840)를 통해 제 1 루프 안테나(1810) 및 제 2 루프 안테나(1820)과 전기적으로 연결되어, 근거리 통신(예: MST 또는 WPC(wireless power consortium))의 전파를 송출할 수 있다. 예를 들어, 스위치(1840)가 온(ON)된 상태에서 제 3 통신 모듈(1833)에서 제 1 단자(1834)로 전류가 공급되면, 전류는 제 1 단자(1834)를 통해 제 1 루프 안테나(1810)를 거쳐 제 2 단자(1835)로 유입되고, 이어서, 스위치(1840) 및 제 3 단자(1836)를 통해 제 2 루프 안테나(1820)를 통해 제 4 단자(1837)를 거쳐 제 3 통신 모듈(1833)로 유입된다. 이와 같이 1 루프 안테나(1810) 와 제 2 루프 안테나(1820)가 스위치(1840)에 의해 하나의 경로를 형성하고, 제 3 통신 모듈(1833)은 상기 경로를 통해 전파를 송수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 스위치(1840)의 온/오프(ON/OFF) 동작은 통신 모듈(1830)이나 전자 장치 내 제어 모듈(예: AP)에 의해 제어될 수 있다. 스위치(1840)은 도시된 바와 같이 통신 모듈(1830)에 포함될 수도 있지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 1 루프 안테나(1810) 와 제 2 루프 안테나(1820)를 전기적으로 연결할 수 있는 곳이면 어디든 상관 없다. 다만, 스위치(1840)의 위치는 제 3 통신 모듈(1833)의 특정 주파수가 선택(즉, 공진)될 수 있게, 경로의 길이, 경로의 턴(turn) 수, 인덕턴스 값 등이 고려될 수 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 내 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시하고, 복수의 코일 안테나에서 발생되는 자기장의 세기 및 음영 지역을 보여주는 도면이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(1910, 예: 전자 장치(100))는 제 1 코일 안테나(1911)와 제 2 코일 안테나(1912)를 구비하고, 전류의 급전에 따라 제 1 코일 안테나(1911)와 제 2 코일 안테나(1912)는 각각, 자기장을 형성할 수 있다. 도 1920은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 코일 안테나(1911)에서 발생되는(외부 장치(POS 단말)에서 인식되는) 자기장의 세기 및 음영 지역(Null point)의 위치를 보여 준다. 또한, 도 1930은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 2 코일 안테나(1912)에서 발생되는 자기장의 세기 및 음영 지역의 위치를 보여 준다.
도 1920에 따르면, 제 1 코일 안테나(1911)에 의해 발생되는 제 1 음영 지역(1921)과 제 2 코일 안테나(1912)에 의해 발생하는 제 1 음영 지역(1922)은 서로 중첩(overlap)되지 않을 수 있다. 제 1 코일 안테나(1911)와 제 2 코일 안테나(1912)는 주기적으로 그리고 서로 바꿔가면서 MST 신호를 송출할 수 있다. 예를 들어, 제 1 코일 안테나(1911)와 제 2 코일 안테나(1912)는 1초마다 한번씩 총 16번(즉, 각각 8번) MST 신호를 외부로 송출할 수 있다. 이에 따라, 음영 지역도 주기적으로 교번될 수 있다. 예를 들어, 제 1 음영 지역(1921)에서 제 2 음영 지역(1922) 또는 그 반대로, 음영 지역이 주기적으로 변경될 수 있다. 이때, 외부 장치(예: POS 단말)가 제 1 음영 지역(1921)에 위치하는 경우, 외부 장치(POS 단말)는 제 1 코일 안테나(1911)로부터 결제 정보를 수신하지 못하거나 수신되더라도 결제 정보를 인식할 수 없는 경우가 생길 수 있다. 외부장치(예: POS 단말) 제 2 코일 안테나(1912)로부터 결제 정보(MST 신호)를 수신하여 결제를 완료할 수 있다. 도 19을 참조하여 설명한 바와 같이, 전자 장치는 음영 지역이 교번되게 복수의 코일 안테나를 순차적으로 동작시킴으로써 결제의 성공률을 높일 수 있다.
도 20 및 도 21은 각각, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 내 복수의 코일 안테나를 개략적으로 도시하고, 복수의 코일 안테나에서 발생되는 자기장의 세기 및 음영 지역을 보여주는 도면이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 코일 안테나(2011)와 제 2 코일 안테나(2013)는 MST 신호를 송출하기 위해 동시에 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 2010을 참조하면, 제 1 코일 안테나(2011)는 전자 장치(예; 스마트 폰)의 좌측 영역에 형성되고 제 2 코일 안테나(2013)는 우측 영역에 형성될 수 있다. 제 1 코일 안테나(2011) 및 제 2 코일 안테나(2013)로 동시에 전류가 급전될 수 있다. 이때, 전류의 방향은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제 1 코일 안테나(2011)의 경로는 시계 방향을 형성하고, 제 2 코일 안테나(2013)의 경로는 반시계 방향을 형성할 수 있다. 따라서, 도 2020을 참조하면, 중앙에서 전류의 방향이 같아져 자기장의 세기가 가장 크고, 그 주변에 음영 지역이 생길 수 있다. 예를 들어, 중앙의 양 옆에 2 개의 음영 지역(2021, 2023)이 형성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 다양한 실시 예에 따르면, 전류의 방향은 서로 같을 수도 있다. 중앙에서 전류의 방향이 달라져 자기장의 세기가 가장 약할 수 있다. 도 2110을 참조하면, 제 1 코일 안테나(2111)와 제 2 코일 안테나(2113)가 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 전류의 방향이 서로 같을 경우, 서로 인접한 곳(즉, 중앙)이 음영 지역(2121)일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 20 및 도 21을 참조하면, 복수의 코일 안테나를 동시에 동작시키되 전류의 방향을 변경함으로써(예: 전류의 방향을 서로 같게 또는 서로 반대가 되게 함으로써), 음영 지역이 주기적으로 변경될 수 있다. 즉, 전자 장치는 음영 지역이 교번되게 복수의 코일 안테나를 동시에 동작시키되 전류의 방향을 변경함으로써 결제의 성공률을 높일 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 복수의 코일 안테나를 순차적으로 동작시키는 방법, 복수의 코일 안테나를 동시에 동작시키되 전류의 방향을 변경시키는 방법 및 그 조합들을 모두 사용하여 음영 지역을 변경할 수 있다. 이를 통해 MST 결제의 성공률을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
도 22a 내지 22d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 코일 안테나를 활용한 다양한 실시 예들이다.
도 22a를 참조하면, 복수의 코일 안테나는 평면 코일 안테나(2214, 2224)와 솔레노이드 안테나(2212, 2222)로 구현될 수도 있다. 도 22b는 앞서 설명된 도 15b와 유사한 형태로 구현될 수 있다. 복수의 코일 안테나가 웨어러블(wearable) 단말(예: 스마트 시계)에서 활용되는 경우에는 도 22c와 같이, 제 1 코일 안테나(2242)는 손목 스트랩에 포함되고 제 2 코일 안테나(2244)는 LCD 배면에 포함될 수 있다. 도 22d와 같이 2개 이상의 디스플레이를 포함하거나 또는 플립(flip) 커버를 포함하는 전자 장치(예: 전자 장치(100))에서는 각 면에 서로 분리된 코일 안테나가 포함될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수의 코일 안테나는 동시에 또는 시간으로 나누어 동작할 수도 있다. 코일 안테나는 전자 장치(100)의 각도, 전자 장치(100)의 움직임(태깅(tagging) 정보)에 따라 선택적으로 사용될 수도 있다. 전자 장치(100)는 출력 장치(예: 디스플레이)를 통해 인식이 잘되는 영역을 안내(guide)해줄 수 있다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일을 실장하는 방법에 관한 도면이다.
도 23을 참조하면, 전자 장치(100)는 서로 다른 3개의 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 NFC 코일(2310), MST 코일(2320) 및 무선 충전 코일(2330)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 서로 다른 3개의 코일을 가장 효율적으로 실장 하기 위해, 서로 다른 3개의 코일이 모두 동일한 중심(center)를 갖도록 배치할 수 있다. 예를 들어, NFC 코일(2310)은 가장 높은 주파수로 변조(modulation)하여, 주변 안테나 또는 코일에 간섭을 많이 받기 때문에 최 외곽에 실장될 수 있다. 코일의 크기와 동작 범위(range)가 밀접한 관계를 지닌 MST 코일(2320)은 중간에 실장 될 수 있다. 높은 파워를 전달하는 저주파 통신인 MST 및 무선 충전용 코일은 주변 코일에 따른 민감도가 낮아 다른 대역 또는 기능의 코일이 둘러 싸고 있어도 성능에 대한 영향이 적을 수 있다.
도 24 및 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 구조 및 그 방사 특성의 시뮬레이션 결과에 관한 도면이다.
도 24를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 코일 구조는 제 1 구조(2410) 및 제 2 구조(2420)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제 1 구조(2410)는 근거리 통신 코일(2411, 예: NFC 코일)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 근거리 통신 코일(2411)은 제 1 공진 주파수(예: 15MHz)를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제 2 구조(2420)는 근거리 통신 코일(2421) 및 무선 충전 코일(2423, 예: WPC 코일)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일(2423)은 근거리 통신 코일(2421)의 안쪽에 배치될 수 있다. 무선 충전 코일(2423)은 제 2 공진 주파수(예: 500kHz)를 가질 수 있다. 근거리 통신 코일(2421)과 무선 충전 코일(2423)은 일면에 함께 실장 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른, 도 2415 및 2425를 참조하면, 근거리 통신 코일(2421) 및 무선 충전 코일(2423)이 함께 실장 된 경우(도 2420)의 근거리 통신 코일(2421)의 방사 특성(2425)은, 근거리 통신 코일(2411)만을 탑재한 경우(도 2410)의 근거리 통신 코일(2411)의 방사 특성(2415)에 비해 자기장이 강화 되는 현상을 나타낼 수 있다. 이는 인접 코일이 동작하지 않더라도 자기장의 커플링(coupling)이 발생하여, 표면 전류가 유기되어 자기장이 강화되는 현상이 발생하기 때문이다.
도 25를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 코일 구조는 제 1 구조(2510) 및 제 2 구조(2520)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제 1 구조(2510)는 제 1 코일(2511, 예: WPC 코일)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제 2 구조(2520)는 제 1 코일(2521, 예: WPC 코일) 및 제 2 코일(2523, 예: MST 코일)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 코일(2521)은 제 2 코일(2523)의 안쪽에 배치될 수 있다. 제 1 코일(2421)과 제 2 코일(2423)은 일면에 함께 실장 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른, 도 2515 및 2525를 참조하면, 제 1 코일(2521) 및 제 2 코일(2523)이 함께 실장 된 경우(도 2520)의 제 1 코일(2521)의 방사 특성(2525)은, 제 1 코일(2511)만을 탑재한 경우(도 2510)의 제 1 코일(2511)의 방사 특성(2515)에 비해 자기장이 강화 되는 현상을 나타낼 수 있다. 이는 인접 코일이 동작하지 않더라도 자기장의 커플링(coupling)이 발생하여, 표면 전류가 유기되어 자기장이 강화되는 현상이 발생하기 때문이다.
도 24 및 25를 참조하면, 이러한 보강 간섭을 통해, 일면의 외부 또는 내부에 실장된 특정 코일의 방사 특성을 향상시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 NFC 코일, MST 코일 및 무선 충전 코일을 포함하는 경우, NFC 코일은 최 외각에, 무선 충전 코일(예: WPC)은 최 내각에, 주변 코일의 영향을 덜 받는 MST 코일은 적절한 턴 수(면적)를 얻기 위해 그 사이에 배치하는 것이 효과적인 성능을 이끌어 낼 수 있다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 NFC 커플링 방지회로에 관한 도면이다.
도 26을 참조하면, 전자 장치(100)의 MST 출력 라인(2610)에 NFC 커플링(coupling) 방지 회로(2620)가 실장 될 수 있다. MST 코일(2601)의 공진 주파수로 인해 NFC 코일(2603)이 기생으로 동작하여 NFC가 동작할 수 있다. 따라서, 병렬 커패시터(shunt capacitor) 또는 직렬 인덕터(series inductor)를 통해, MST 코일(2601)의 공진 주파수를 저주파로 내릴 수 있으며, NFC 코일(2603)의 공진 주파수와 멀어지는 효과를 줄 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 높은 전류(예: MST 코일에 흐르는 전류는 2A)가 흐르는 라인으로 인덕터를 사용하는 경우, 사이즈가 매우 큰 인덕터가 필요할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, MST 코일의 경우 성능을 발휘함에 있어서, 주파수에 대한 의존도가 낮으므로, 상기 튜닝(병렬 커패시터 또는 직렬 인덕터)의 영향이 적을 수 있다. WPC 코일은 주변 코일에 대한 민감도가 낮으므로, MST 코일의 상기 튜닝 결과에 영향을 적게 받을 수 있다.
도 27은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 기술 별로 요구하는 최적의 주파수 및 인덕턴스를 설명하는 도면이다.
도 27에 도시된 바와 같이 각각의 기술들은 서로 다른 주파수 특정을 가질 수 있으며, 성능의 최적화를 위해 요구하는 인덕턴스(inductance)가 다를 수 있다.
도 27을 참조하면, 다양한 실시 예에 따르면, MST는 0.5~5khz가 최적의 주파수이며, 15~80uH가 최적의 인덕턴스일 수 있다. 유도 방식 무선 충전(예: WPC)는 100~200khz가 최적의 주파수이며, 8.8uH가 최적의 인덕턴스일 수 있다. 공진 방식 무선 충전(예: A4WP)는 6.78Mhz가 최적의 주파수이며, 1~2uH가 최적의 인덕턴스일 수 있다. NFC는 13.56Mhz가 최적의 주파수이며, 0.5~1uH가 최적의 인덕턴스일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 상기 언급한 기술들(WPC, A4WP, MST, NFC)을 적용하기 위해서는 각 기술 별로 최적화 된 코일이 필요할 수 있다. 다만, 스마트 폰과 같이 소형화된 전자 장치에서는 면적 및 두께의 제약이 있으며, 주변 코일로 인한 간섭에 의해 코일 성능을 확보하기에 어려움이 따를 수 있다. 또한, 근접한 공진 주파수를 가지는 인덕터(예: 코일)들은 상호 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서, 각 기술 별로 코일을 공유 또는 효율적인 배치를 통해 최적화된 성능을 이끌어 낼 수 있다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 충전 회로와 결제 회로가 코일을 공용으로 사용할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 28을 참조하면, 전자 장치(100)의 충전 회로(예: WPC(2815), A4WP(2825))와 결제 회로(예: MST(2811), NFC(2821))는 코일(2817, 2827)을 공용으로 사용할 수 있다. 참고로, 인덕터의 인덕턴스는 각 회로가 최적화된 성능을 이끌어낼 수 있도록 튜닝 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 스위치(2813, 2823)는 충전 회로(2815, 2825)가 아닌 결제 회로(2811, 2821)에 배치될 수 있다. 결제 회로(2811, 2821)에 스위치(2813, 2823)를 실장하고 코일(2817, 2827)을 공유하는 경우, 충전 회로(2815, 2825)의 충전 전력의 유실을 최대한 방지함으로써 충전 성능이 열화 되지 않게 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 충전 중에는 결제 회로(2811, 2821)에 배치된 스위치(2813, 2823)가 오프(off)되며, 결제 중에는 온(on) 될 수 있다.
도 29a 내지 29d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 서로 다른 코일을 스위치를 통해 연결하여 코일을 확장하는 방법에 관한 도면이다.
다양한 실시 예에 따른 도 29a의 2910을 참조하면, MST 코일(2911)은 MST IC(2912)에 연결되어 있으며, WPC 코일(2913)은 WPC IC(2914)에 연결되어 있다. 이 경우, MST 코일(2911)과 WPC 코일(2913)은 상호 간 코일을 전혀 공유하지 않는다.
다양한 실시 예에 따른 도 29a의 2920을 참조하면, MST 코일(2921)은 MST IC(2922)에 연결되어 있으며, WPC 코일(2923)은 WPC IC(2924)에 연결되어 있다. MST 코일(2921)과 MST IC(2922) 사이에는 스위치(2925)가 배치될 수 있다. 스위치(2925)는 WPC 코일(2923)과 접점(2926)을 통해 연결될 수 있는데, 스위치가 온(on)인 경우, MST 코일(2921)은 WPC 코일(2923)의 적어도 일부와 연결되어 전체적인 코일이 확장되어 권선 수 또는 길이 등이 증가될 수 있다. 스위치가 오프(off)인 경우, WPC IC(2924)는 WPC 코일(2923)만을 이용하여 충전할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 29b의 2930을 참조하면, 앞선 도 29a의 2910과 같이 서로 다른 코일(2931, 2933, 2935) 간 코일을 공유하지 않는다. 단지, 동일한 중심(center)을 통해 외곽을 감싸는 형태일 수 있다. 일반적으로, MST의 성능은 코일에 흐르는 전류와 코일의 권선 수에 비례한다. 코일에 흐르는 전류는 코일의 저항에 반비례한다. 코일의 저항 증가를 막으며 권선 수를 늘리기 위해서는 폭이 넓은 선이 필요하지만, 도 29b의 2930에서는 MST 코일(2933)의 실장 영역이 제한되어 선의 폭을 유지하면서 권선 수를 늘리기에는 어려움이 따를 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 29b의 2940을 참조하면, 전자 장치(100)는 WPC 코일(2945)을 MST 코일(2943)에 연결하여 MST 코일(2943)로 활용할 수 있다. 즉, 도 29a의 2920과 같이 MST 코일(2943)은 WPC 코일(2945)의 적어도 일부를 공유하여 확장(예: 권선 수 또는 길이 등의 증가)하여 연결될 수 있다. 예를 들어, MST 코일(2943)은 WPC 코일(2945) 및 추가 코일(예: 2943에서 2945를 제외한 코일)을 이용할 수 있기에, 최적화된 성능을 발휘할 수 있다. 이 경우, 도 28 대비 회로 별로 코일의 길이를 달리할 수 있으므로(결제 시 코일의 길이가 충전 시 코일의 길이보다 확장됨), 더욱 최적화된 성능을 발휘할 수 있다.
다양한 실시 예에 다르면, 전자 장치(100)는 상기 언급된 MST 코일(2943)이 WPC 코일(2945)의 적어도 일부를 공유하여 확장 연결되는 구성 외에도, WPC 코일(2945)이 MST 코일(2943)의 적어도 일부를 공유하여 확장 연결되는 구성도 구비할 수 있다. 예를 들어, MST 코일(2943)이 감소되고, 감소된 만큼 WPC 코일(2945)의 면적 또는 권선 수가 증가될 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(100)의 무선 충전 성능이 효과적으로 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 무선 충전을 수행할 때 WPC 코일(2945)은 주파수 공진을 유지해야 하고, MST 회로로 인한 영향을 막기 위해 WPC 코일(2945)이 무선 충전 동작을 수행할 때에는 MST 코일(2943)과의 연결을 끊을 수 있다. 참고로, 충전 시에는 WPC 코일(2945) 및 브릿지(bridge) 또는 오픈 스터브(open stub)를 사용하게 되는데, WPC 코일(2945)는 브릿지(bridge) 또는 오픈 스터브(open stub)에 충전 성능이 영향을 받지 않을 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 29c를 참조하면, 전자 장치(100)의 MST 코일(2953)과 WPC 코일(2955)을 선택적으로 연결하기 위한 회로도(2950)가 개시되어 있다. 전자 장치(100)는 스위치들(2951)을 실장 하여 MST 회로(예: MST IC)의 MST 코일(2953) 및 WPC 코일(2955)와의 연결을 단락 또는 개방할 수 있다. 예를 들어, MST를 사용하는 경우에는 스위치들(2951)을 단락 시켜 MST 코일(2953) 및 WPC 코일(2955) 모두를 확장된 MST 코일(2953 및 2955를 포함)로 동작 시킬 수 있다. 다른 예로, 무선 충전을 사용하는 경우에는 스위치들을(2951) 개방하여 MST 회로와의 연결을 끊을 수 있다. 이를 통해, MST 회로가 연결됨으로 인해 발생될 수 있는 WPC 코일(2955)의 충전 성능 저하를 막을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구조(2950)는 스위치(2951) 모두가 PCB에 실장 될 수 있도록 하나의 스위치(상단)는 MST 코일(2953)과 MST IC 사이에, 나머지 하나의 스위치(하단)는 WPC 코일(2955)과 MST IC 사이에 실장 될 수 있다. 참고로, 상기 구조(2950)의 적어도 일부는 PCB 가 아닌 FPCB에도 실장이 가능하다.
다양한 실시 예에 따르면, 무선 충전(예: WPC)의 성능을 확보하기 위해 WPC 코일(2955)의 면적을 더 넓힐 필요가 있다. 예를 들어, 무선 충전의 성능은 무선 충전용 코일의 면적 또는 권선 수 등에 비례할 수 있다. 상기 선택적 연결구조에서는 MST 코일(2953)이 차지하는 면적의 일부를 줄이고, 해당 면적에 무선 충전용 코일(2945)을 확장하여 실장할 수 있다. MST를 사용하는 경우 스위치(2951)를 제어하여 무선 충전용 코일(2945)의 적어도 일부를 공유함으로써 MST 성능에는 문제가 없을 수 있다. 이로 인해, WPC 및 MST 성능 모두가 향상될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, NFC 동작 시 스위치(2951)가 개방(open)되는 경우 NFC 성능 개선에 도움이 될 수 있다. MST 코일(2953)은 NFC에 기생 공진으로 작용할 수 있다. 따라서, 스위치가 개방(open)될 경우 MST 코일(2953)의 공진 주파수가 이동되어 NFC 성능이 개선 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 도 29d를 참조하면, 전자 장치(100)는 MST 코일(2964)과 무선 충전 코일(2965)을 스위치(2963)을 통해 선택적으로 연결할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, MST를 사용하는 경우에는 스위치(2963)을 단락 시켜 MST 코일(2964) 및 WPC 코일(2965) 모두를 확장된 MST 코일(2964 및 2965를 포함)로 동작 시킬 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 무선 충전을 사용하는 경우에는 스위치(2963)를 개방하여 MST 모듈(2961)과의 연결을 끊을 수 있다. 이를 통해, MST 모듈(2961)이 연결됨으로 인해 발생될 수 있는 무선 충전 모듈(2962)의 충전 성능 저하를 막을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, MST 코일(2964) 및 무선 충전 코일(2965)는 중심을 달리하여 배치될 수 있다. 즉, 도 29a 또는 29b와 달리, 각 코일이 동일한 중심을 갖지 않도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 코일의 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있으며, 결제를 이용함에 있어서 사용성(usability)을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 도 19를 참조하면, 각 코일의 중심을 달리하는 배치를 통해, 각 코일에 따른 자기장의 음영지역을 상호 보완할 수 있으므로, 사용자의 사용성이 증대될 수 있다.
도 30은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 유도 방식 무선 충전 방식(예: WPC) 및 나아가 공진 방식 무선 충전(예: A4WP)까지 지원하는 경우의 선택적 연결을 나타내는 구조도이다.
도 29a의 2920을 참조하면, 전자 장치(100)는 무선 충전 중 WPC만을 지원하는 경우를 개시하고 있다. 도 30을 참조하면, 전자 장치(100)는 나아가 A4WP까지 지원할 수 있다. 이 경우 A4WP IC(3013), WPC IC(3015) 및 MST IC(3011) 모두 상호 동작에 영향을 주지 않으며, IC의 파손을 막기 위해 스위치들(3012, 3014, 3016)을 통해 선택적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, WPC 기술을 이용하는 경우에는, WPC IC(3015)에 연결된 스위치(3016)만이 단락 될 수 있으며, MST IC(3011)에 연결된 스위치(3012) 및 A4WP(3130)에 연결된 스위치(3014)는 개방될 수 있다. 상기와 같은 스위치들의 선택적 단락 또는 개방은 A4WP 및 MST 기술을 이용하는 경우에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, WPC IC(3015)는 WPC 코일(짙은 색)을 사용할 수 있으며, MST IC(3011) 또는 A4WP IC(3013) 의 경우 MST Coil(옅은 색) 및 WPC 코일(짙은 색)을 상호 연결하여 사용할 수 있다.
도 31은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MST 코일과 WPC 코일의 선택적 연결 구조(3110) 및 스위치의 내부 구조(3120)를 도시한다.
도 31을 참조하면, MST, WPC 또는 A4WP는 모두 높은 전류를 사용할 수 있다. 예를 들어 MST IC 의 출력(output)은 2.5A 일 수 있다. 또한, 높은 전압의 AC 전압이 발생 할 수 있기 때문에 스위치(3120)는 일정 이상의 AC 블로킹(blocking)이 가능해야 한다. 예를 들어, 스위치(3120)는 50V 이상의 전압을 클램핑(clamping) 할 수 있어야 한다. 또한, 마그네틱 신호의 효율적인 전송 및 충전을 위해 스위치 온(on) 시 갖는 저항이 낮아야 한다. 예를 들어, 스위치(3120)의 Ron 저항은 300mOhm 이하일 수 있다. 상기 조건을 만족 시키기 위해 P형 FET(field effect transistor) 2개를 사용하는 1채널 백투백 스위치(1channel back2back switch)를 사용할 수도 있다.
도 32는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 A4WP 코일, WPC 코일 및 NFC 코일까지 확장된 MST 코일로 사용하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 32를 참조하면, MST 동작 시 MST 회로(3230)에 연결된 스위치(3231)만 단락 되며, MST 동작에 영향을 받거나 주지 않기 위해 A4WP(3210), WPC(3220) 및 NFC(3240) 에 연결된 각각의 스위치(3211, 3221, 3241)는 개방될 수 있다. 예를 들어, 도 32와 같이 모든 코일이 공유될 경우, MST는 20uH까지 인덕턴스를 확보할 수 있다. 이를 통해 MST 의 방사성능이 더욱 개선될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, A4WP(3210), WPC(3220) 또는 NFC(3240)를 사용하는 경우, 동작하는 회로와 연결된 스위치만 단락 되며 나머지 회로에 연결된 스위치는 개방될 수 있다. 이를 통해, 각 회로가 다른 회로에 서로 영향을 주고 받는 것을 방지할 수 있다.
도 33은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 코일 공유 구조에서 스위치 동작에 관한 흐름도이다.
도 33을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 3310 동작에서 단말이 동작 중임을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 3320 동작에서 MST 동작이 필요한지 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 MST 동작이 필요한 경우 MST부 스위치를 단락 시키고, 나머지 회로에 연결된 스위치들은 모두 개방시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치(100)는 MST 동작이 필요하지 않은 경우 3330 동작으로 분기할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 3330 동작에서 NFC 동작이 필요한지 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 NFC 동작이 필요한 경우 NFC부 스위치를 단락 시키고, 나머지 회로에 연결된 스위치들은 모두 개방시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치(100)는 NFC 동작이 필요하지 않은 경우 3340 동작으로 분기할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 3340 동작에서 WPC 동작이 필요한지 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 WPC 동작이 필요한 경우 WPC부 스위치를 단락 시키고, 나머지 회로에 연결된 스위치들은 모두 개방시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치(100)는 WPC 동작이 필요하지 않은 경우 3350 동작으로 분기할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 3350 동작에서 A4WP 동작이 필요한지 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 A4WP 동작이 필요한 경우 A4WP부 스위치를 단락 시키고, 나머지 회로에 연결된 스위치들은 모두 개방시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치(100)는 A4WP동작이 필요하지 않은 경우 현 흐름도에 따른 동작을 종료하거나 또는 3310 동작으로 되돌아갈 수 있다. 상기 개시된 3320 내지 3350 동작들의 순서는 설계 변경에 의해 자유롭게 변경될 수 있다. 또한, 3320 내지 3350 동작들이 시간의 차이를 두고 확인하는 것은 물론이거니와 모든 동작을 동시에 확인하는 것도 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 전자 장치는 적어도 하나 이상의 스위치를 이용하여 코일의 길이를 조절할 수 있으며, 이를 통해 각각의 기술에 따라 성능을 최적화할 수 있다. 또한, 스위치의 온/오프(on/off)를 통해 각각의 회로에 간섭을 받지 않고 최적의 성능을 확보할 수 있다. 이를 통해, 사용자의 무선 기술의 사용성을 효과적으로 개선할 수 있다.
도 34는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일 공유 구조에서 다양한 형태의 코일을 사용할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 34를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 결제 회로 코일로 솔레노이드(3410)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 34에 개시된 각각의 코일은 서로 다른 IC(예: 결제 IC 및 충전 IC)와 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 결제 회로의 경우, 자기 신호의 인식 면적 및 인식 거리가 넓어야 사용성이 증대될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 솔레노이드(3410)를 사용하여 결제 회로의 자기 신호를 넓게 퍼뜨릴(spread) 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(100)의 결제 영역이 증가하는 효과를 획득할 수 있다.
도 35는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일 공유 구조에서 무선충전용 IC와 MST용 IC가 공용화된 IC(3510)를 갖는 전자 장치(100)를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 무선 충전용 IC와 MST용 IC가 하나로 통합된 공용화 IC(3510)를 통해 무선 충전 동작과 결제 동작을 지원할 수 있다. 공용화 IC(3510)는 무선 충전용 코일(예: WPC코일, 3530)과 연결되는 일단(3513)과 결제용 코일(예: MST 코일, 3520)과 연결되는 일단(3511)을 가질 수 있다. 공용화 IC와 MST용 코일 사이에는 적어도 하나 이상의 스위치(SW, 3540)를 포함할 수 있으며, 무선충전용 코일(3530)과 MST용 코일(3520)이 연결되는 일단과 공용화 IC(3510) 사이에 커패시터(capacitor, 3550)가 존재할 수 있다. 상기 커패시터는 무선 충전용 코일(3530) 의 공진주파수를 무선 충전 주파수(예: WPC 주파수)에 정합 시킬 수 있다. MST 의 주파수는 상기 정합된 주파수(예: WPC 주파수) 와 다르기 때문에 MST 신호는 커패시터가 연결된 경로로 흐르기 어렵다. 커패시터 대신 대역통과 필터나 고역 통과 필터가 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 무선 충전 동작을 수행할 경우 MST용 코일(3520)과 공용화 IC(3510) 사이에 있는 스위치(3540)를 개방 시키고, 결제 동작을 수행할 경우 스위치(3540)를 단락 시킬 수 있다.
도 36는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 코일 실장을 나타내는 도면이다.
도 36의 3610 및 3615를 참조하면, 전자 장치(100)는 무선충전용 코일(예: WPC 안테나), MST용 코일, NFC용 코일을 각각 실장 하는 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 최 내각에 무선 충전용 코일이 위치하고, 최 외곽에 NFC 코일이 위치하고, 무선 충전용 코일과 NFC 코일의 중간에 MST 코일이 위치할 수 있다. 서로 다른 용도의 코일이 각각 실장 되는 경우 코일 실장에 있어 공간적 제약이 발생될 수 있고, 서로 다른 용도의 코일간의 간섭 문제로 인해 코일의 형태(예: 모양, 권선 수, 코일 두께 등)에 적어도 일부 제약이 발생될 수 있다.
도 36의 3620 및 3625를 참조하면, 전자 장치(100)는 무선충전용 코일(예: WPC 안테나), MST용 코일, NFC용 코일 중 적어도 일부를 공유하는 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 최 내각에 무선 충전용 코일이 위치하고, 최 외곽에 NFC 코일이 위치하고, MST 코일은 무선 충전용 코일의 적어도 일부 영역을 공유하는 부분에 위치할 수 있다. MST용 코일이 무선 충전용 코일의 적어도 일부를 공유하는 경우 무선 충전용 코일의 공간적 제약과 MST용 코일의 공간적 제약 문제가 줄어들게 되고 이를 통해 성능(예: 신호 세기, 거리 증대) 개선을 얻을 수 있다. 무선 충전용 코일과 MST용 코일이 공유되는 경우, 도 3610 또는 도 3615와 다르게, MST용 코일이 무선 충전용 코일을 둘러싸는 형태를 갖지 않을 수 있고, 각각의 코일은 다양한 형태(예: 모양, 권선 수, 코일 두께 등)를 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 충전용 코일이 무선 충전기에 포함된 코일과 유사하거나 동일한 원형 형태를 가지거나 권선 수가 증가되거나 코일 두께가 두꺼워짐으로써 무선 전력 신호의 수신 성능을 증대 시킬 수 있다. 또 다른 예를 들어, MST용 안테나가 증대된 무선 충전용 코일의 적어도 일부를 공유함으로써, 신호의 인식 면적 또는 인식 거리가 증대될 수 있다. 또 다른 예를 들어, MST용 코일이 무선 충전용 코일의 적어도 일부를 공유함으로써, 무선 충전용 코일을 둘러싸는 영역에 위치하는 MST용 코일의 적어도 일부를 줄일 수 있고, 최 외곽에 위치하는 NFC용 코일의 형태(예: 모양, 권선 수, 코일 두께 등)를 확대함으로써 NFC의 성능(예: 신호 세기 증대 또는 인식 거리 증대 등)을 향상 시킬 수 있다.
도 37는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 코일 공유 구조에서 코일이 실장 된 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 37의 3710은 도전체로 만들어진 전자 장치(100)의 후면 케이스를 나타낼 수 있으며, 3720은 전자 장치(100)의 내부 컴포넌트(PCB, 배터리, MST 코일, NFC 코일 등)들이 결합된 모습을 개략적으로 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 후면 케이스는 슬릿(slit, 3711)을 통해 세 부분으로 나누어질 수 있다. 또한, 연결부(3713)를 통해 세 부분이 서로 도전될 수 있다. 광학센서(카메라, PPG센서) 등이 배치될 수 있는 개구부(opening, 3715))는 후면 케이스에 포함될 수 있다. 슬릿(3711)은 개구부와 연결되어 T 자 형태를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 3720을 참조하면, MST 코일은 강자성체(ferrite sheet)를 중심으로 솔레노이드 형태로 감겨져 슬릿(3711) 사이에 배치될 수 있다. 강자성체는 MST 코일이 형성하는 자속을 슬릿 양쪽으로 유도하여 전자 장치(100)의 외부로 전달할 수 있다. MST 코일의 후면에는 배터리(미도시)가 배치 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, MST용 코일, 무선 충전용 코일 또는 NFC 코일 중 적어도 둘은 스위치를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 강자성체(ferrite sheet)를 감싸고 있는 MST용 코일과 NFC용 코일은 스위치를 통해 서로 연결 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 후면 케이스의 하부 슬릿의 아래쪽에 안테나가 형성 될 수 있다. 연결부(3713) 좌측이 제1 안테나(3721), 우측이 제2 안테나(3722)이고 SUB-PCB에 배치된 급전을 통해 신호를 회로로부터 전달받아 방사할 수 있다. 또한, 제1 안테나(3721) 또는 제2 안테나(3722)는 무선 신호를 수신하여 급전을 통해 신호를 회로로 전달 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나(3721)와 제2 안테나(3722)는 신호를 송수신 하는 메인(main) 안테나로 동작할 수 있다. 제1 안테나(3721)가 지원하는 주파수가 제2 안테나(3722)를 지원하는 주파수보다 높을 수 있다. 예를 들어 제1 안테나(3721)는 1.6GHz~5GHZ 를 지원하고, 제2 안테나(3722)는 600MHz~2GHz를 지원 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 후면 케이스의 상부 슬릿의 위쪽에 안테나가 형성될 수 있다. 연결부(3713) 좌측이 제4 안테나(3724), 우측이 제3 안테나(3723)이고 PCB에 배치된 급전을 통해 신호를 회로로부터 전달받아 방사할 수 있다. 또한, 또는 제3 안테나(3723) 또는 제4 안테나(3724)는 무선 신호를 수신하여 급전을 통해 신호를 회로로 전달 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제3 안테나(3723)와 제4 안테나(3724)는 신호를 수신 하는 다이버시티(diversity) 안테나로 동작할 수 있다. 제3 안테나(3723)가 지원하는 주파수가 제4 안테나(3724)를 지원하는 주파수보다 높을 수 있다. 예를 들어 제3 안테나(3723)는 1.6GHz~5GHZ 를 지원하고, 제4 안테나(3724)는 600MHz~2GHz를 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 연결부(3713)는 X축 상에서 서로 반대에 배치 될 수 있다. 유사한 주파수를 지원하는 제1 안테나(3721)와 제3 안테나(3723), 제2 안테나(3722)와 제4 안테나(3724)가 각각 대각선에 위치하여 안테나 상호간의 격리(isolation)를 증가 시키고 신호 송수신에 있어서의 상관(correlation)을 낮출 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 후면 케이스의 슬릿(3711) 사이의 중앙부는 PCB 상의 접지부(3730)에 의해 접지될 수 있다. 감전을 방지하기 위해 PCB의 접지가 커패시터를 통해 후면 케이스와 연결될 수 있다. 접지를 통해 안테나의 성능을 향상 시킬 수 있고 노이즈(noise)의 차폐효과를 높일 수 있다. PCB 와 SUB-PCB 의 전자 장치(100)에서의 내부 높이는 다를 수 있다. PCB 와 SUB-PCB 는 FPCB로 연결될 수 있다. SUB-PCB 는 PCB 보다 낮은 위치에 배치되어 Z축상 SUB-PCB와 제1/2안테나부의 거리는 PCB와 제1 안테나부의 거리보다 멀도록 배치될 수 있다. SUB-PCB와 제1/2안테나간 거리를 멀게 하여 제1/2안테나의 성능을 향상 시킬 수 있다. 메인 PCB의 회로와 SUB-PCB의 급전부는 동축선을 통해 서로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치의 전면을 구성하는 제1 커버; 상기 전자 장치의 후면을 구성하는 제2 커버; 상기 제 1 커버 및 제 2 커버 사이에 형성된 공간 내에 포함된 메모리; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서; 상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제1 안테나, 제2 안테나; 및 상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 연결되고; 및 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서가, 상기 제2 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 개방(open)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 분리되고; 및 상기 제2 안테나를 이용하여 자기장 신호를 송출하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나는 MST 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일일 수 있다.
상기 제1 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일일 수 있다.
상기 스위치는 상기 제1 안테나에 연결될 수 있다.
상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일할 수 있다.
상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일하지 않을 수 있다.
상기 제1 안테나는 평면 코일(flat coil)이며, 상기 제2 안테나는 솔레노이드(solenoid)일 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제3 안테나; 및 상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 내지 제3 안테나 각각에 연결된 스위치를 포함할 수 있고, 상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서가, 상기 제1 안테나, 제2 안테나, 또는 제3 안테나 중 적어도 하나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 실행하는 기능에 대응되는 안테나에 연결된 스위치만을 단락 시키도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
상기 제3 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 둘러싼 최 외각에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 제1 안테나, 제2 안테나 및 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하는 전자 장치를 동작하는 방법에 있어서, 상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 연결하는 동작; 및 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 제2 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 개방(open)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 분리하는 동작; 및 상기 제2 안테나를 이용하여 자기장 신호를 송출하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나는 MST 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일일 수 있다.
상기 제1 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일일 수 있다.
상기 스위치는 상기 제1 안테나에 연결될 수 있다.
상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일할 수 있다.
상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일하지 않을 수 있다.
상기 제1 안테나는 평면 코일(flat)이며, 상기 제2 안테나는 솔레노이드(solenoid)일 수 있다.
상기 전자 장치는 제3 안테나 및 상기 제1 안테나 내지 제3 안테나 각각에 연결된 스위치를 더 포함하고, 상기 제1 안테나, 제2 안테나, 또는 제3 안테나 중 적어도 하나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 실행하는 기능에 대응되는 안테나에 연결된 스위치만을 단락 시키는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 둘러싼 최 외각에 위치할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치의 전면을 구성하는 제1 커버;
    상기 전자 장치의 후면을 구성하는 제2 커버;
    상기 제 1 커버 및 제 2 커버 사이에 형성된 공간 내에 포함된 메모리;
    상기 공간 내에 포함되고, 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서;
    상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제1 안테나, 제2 안테나; 및
    상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하고,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
    상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 연결되고; 및
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함하는 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서가,
    상기 제2 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 개방(open)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 분리되고; 및
    상기 제2 안테나를 이용하여 자기장 신호를 송출하도록 하는 인스트럭션들을 포함하는 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 MST 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일인 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일인 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제1 안테나에 연결된 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일한 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일하지 않은 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 평면 코일(flat coil)이며, 상기 제2 안테나는 솔레노이드(solenoid)인 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 내에 포함되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제3 안테나; 및
    상기 공간 내에 포함되고, 상기 제1 안테나 내지 제3 안테나 각각에 연결된 스위치를 포함하고,
    상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서가,
    상기 제1 안테나, 제2 안테나, 또는 제3 안테나 중 적어도 하나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 실행하는 기능에 대응되는 안테나에 연결된 스위치만을 단락 시키도록 하는 인스트럭션들을 포함하는 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 안테나는 NFC 코일이며,
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 둘러싼 최 외각에 위치하는 장치.
  11. 제1 안테나, 제2 안테나 및 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나 중 적어도 하나에 연결된 스위치를 포함하는 전자 장치를 동작하는 방법에 있어서,
    상기 제1 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 단락(short)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 연결하는 동작; 및
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나가 자기장 신호를 함께 송출하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 안테나에 대응되는 기능을 실행하는 경우, 상기 스위치를 개방(open)시켜 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 분리하는 동작; 및
    상기 제2 안테나를 이용하여 자기장 신호를 송출하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 MST 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일이거나,
    상기 제1 안테나는 NFC 코일이며, 상기 제2 안테나는 무선 충전 코일이거나, 또는
    상기 제1 안테나는 평면 코일(flat coil)이며, 상기 제2 안테나는 솔레노이드(solenoid)인 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제1 안테나에 연결된 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일하거나, 또는
    상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 중심이 동일하지 않은 방법.
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