WO2018139691A1 - 이동 단말기 - Google Patents

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WO2018139691A1
WO2018139691A1 PCT/KR2017/000942 KR2017000942W WO2018139691A1 WO 2018139691 A1 WO2018139691 A1 WO 2018139691A1 KR 2017000942 W KR2017000942 W KR 2017000942W WO 2018139691 A1 WO2018139691 A1 WO 2018139691A1
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WO
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antenna
mobile terminal
case
middle frame
touch
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/000942
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English (en)
French (fr)
Inventor
김동진
정강재
김덕윤
윤창원
이소연
이송이
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to US16/479,072 priority patent/US10910697B2/en
Priority to PCT/KR2017/000942 priority patent/WO2018139691A1/ko
Priority to CN201780084799.9A priority patent/CN110226320B/zh
Priority to EP17893914.6A priority patent/EP3576384B1/en
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    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises

Definitions

  • Terminals may be divided into mobile / portable terminals and stationary terminals according to their mobility.
  • the mobile terminal may be further classified into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether a user can directly carry it.
  • such a terminal is a multimedia player having a complex function such as taking a picture or a video, playing a music or video file, playing a game, or receiving a broadcast. Is being implemented.
  • antennas having different frequency characteristics are provided, and in order to transmit and receive more data, a plurality of antennas operating in one frequency band may also transmit and receive data simultaneously or sequentially. .
  • the second antenna may be at least partially overlapped with the middle frame and positioned in a rear direction of the body.
  • the first antenna may constitute a part of the side case exposed to the side of the case.
  • the case may include a rear case including a nonmetal material, and the second antenna may be a conductive pattern attached to the rear case.
  • the data transmission speed can be increased by increasing the number of Wi-Fi antennas.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a radiator of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation and performance of the first antenna of the mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view and a conceptual view illustrating a second antenna of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the operation and performance of the second antenna of the mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating mutual interference between a first antenna and a second antenna of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the efficiency of the first antenna and the second antenna of the mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal according to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of one example of the mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing a mobile terminal, so that the mobile terminal described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal disclosed herein may use a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the broadcast receiving module 111 of the wireless communication unit 110 receives a broadcast signal and / or broadcast related information from an external broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel.
  • Two or more broadcast receiving modules may be provided to the mobile terminal 100 for simultaneous broadcast reception or switching of broadcast channels for at least two broadcast channels.
  • the mobile communication module 112 may include technical standards or communication schemes (eg, Global System for Mobile communication (GSM), Code Division Multi Access (CDMA), Code Division Multi Access 2000 (CDMA2000), and EV).
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • CDMA2000 Code Division Multi Access 2000
  • EV Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only (DO), Wideband CDMA (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) and the like to transmit and receive a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, a server on a mobile communication network.
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • CDMA2000 Code Division Multi Access 2000
  • EV Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only (DO)
  • WCDMA Wideband CDMA
  • HSDPA High
  • the wireless signal may include various types of data according to transmission and reception of a voice call signal, a video call call signal, or a text / multimedia message.
  • the wireless internet module 113 refers to a module for wireless internet access and may be embedded or external to the mobile terminal 100.
  • the wireless internet module 113 is configured to transmit and receive wireless signals in a communication network according to wireless internet technologies.
  • wireless Internet technologies include Wireless LAN (WLAN), Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wireless Fidelity (Wi-Fi) Direct, Digital Living Network Alliance (DLNA), Wireless Broadband (WiBro), and WiMAX (World).
  • the wireless Internet module 113 for performing a wireless Internet access through the mobile communication network 113 May be understood as a kind of mobile communication module 112.
  • the short range communication module 114 is for short range communication, and includes Bluetooth TM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC. (Near Field Communication), at least one of Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology can be used to support short-range communication.
  • the short-range communication module 114 may be configured between a mobile terminal 100 and a wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or through the wireless area networks. ) And a network in which the other mobile terminal 100 (or an external server) is located.
  • the short range wireless communication network may be short range wireless personal area networks.
  • the other mobile terminal 100 is a wearable device capable of exchanging (or interworking) data with the mobile terminal 100 according to the present invention (for example, smartwatch, smart glasses). (smart glass), head mounted display (HMD).
  • the short range communication module 114 may sense (or recognize) a wearable device that can communicate with the mobile terminal 100, around the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may include at least a portion of data processed by the mobile terminal 100 in the short range communication module ( The transmission may be transmitted to the wearable device through 114. Therefore, the user of the wearable device may use data processed by the mobile terminal 100 through the wearable device. For example, according to this, when a call is received by the mobile terminal 100, the user performs a phone call through the wearable device or when a message is received by the mobile terminal 100, the received through the wearable device. It is possible to check the message.
  • the location information module 115 is a module for obtaining a location (or current location) of a mobile terminal, and a representative example thereof is a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal based on information of the wireless access point (AP) transmitting or receiving the Wi-Fi module and the wireless signal.
  • the location information module 115 may perform any function of other modules of the wireless communication unit 110 to substitute or additionally obtain data regarding the location of the mobile terminal.
  • the location information module 115 is a module used to obtain the location (or current location) of the mobile terminal, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the mobile terminal.
  • the input unit 120 is for inputting image information (or signal), audio information (or signal), data, or information input from a user.
  • the mobile terminal 100 is one.
  • the plurality of cameras 121 may be provided.
  • the camera 121 processes image frames such as still images or moving images obtained by the image sensor in the video call mode or the photographing mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 or stored in the memory 170.
  • the plurality of cameras 121 provided in the mobile terminal 100 may be arranged to form a matrix structure, and through the camera 121 forming a matrix structure in this way, the mobile terminal 100 may have various angles or focuses.
  • the plurality of pieces of image information may be input.
  • the plurality of cameras 121 may be arranged in a stereo structure to acquire a left image and a right image for implementing a stereoscopic image.
  • the microphone 122 processes external sound signals into electrical voice data.
  • the processed voice data may be variously used according to a function (or an application program being executed) performed by the mobile terminal 100. Meanwhile, various noise reduction algorithms may be implemented in the microphone 122 to remove noise generated in the process of receiving an external sound signal.
  • the user input unit 123 is for receiving information from a user. When information is input through the user input unit 123, the controller 180 may control an operation of the mobile terminal 100 to correspond to the input information. .
  • the user input unit 123 may be a mechanical input unit (or a mechanical key, for example, a button, a dome switch, a jog wheel, or the like located on the front, rear, or side surfaces of the mobile terminal 100). Jog switch, etc.) and touch input means.
  • the touch input means may include a virtual key, a soft key, or a visual key displayed on the touch screen through a software process, or a portion other than the touch screen. It may be made of a touch key disposed in the.
  • the virtual key or the visual key may be displayed on the touch screen while having various forms, for example, graphic, text, icon, video, or the like. It can be made of a combination of.
  • the proximity sensor 141 refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object present in the vicinity without using a mechanical contact by using an electromagnetic force or infrared rays.
  • the proximity sensor 141 may be disposed in an inner region of the mobile terminal covered by the touch screen described above or near the touch screen.
  • the proximity sensor 141 examples include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may be configured to detect the proximity of the object by the change of the electric field according to the proximity of the conductive object.
  • the touch screen (or touch sensor) itself may be classified as a proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may detect a proximity touch and a proximity touch pattern (for example, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, and a proximity touch movement state). have.
  • the controller 180 processes data (or information) corresponding to the proximity touch operation and the proximity touch pattern detected through the proximity sensor 141 as described above, and further, provides visual information corresponding to the processed data. It can be output on the touch screen. Further, the controller 180 may control the mobile terminal 100 to process different operations or data (or information) according to whether the touch on the same point on the touch screen is a proximity touch or a touch touch. .
  • the touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the touch screen or capacitance generated at the specific portion into an electrical input signal.
  • the touch sensor may be configured to detect a position, an area, a pressure at the touch, a capacitance at the touch, and the like, when the touch object applying the touch on the touch screen is touched on the touch sensor.
  • the touch object is an object applying a touch to the touch sensor and may be, for example, a finger, a touch pen or a stylus pen, a pointer, or the like.
  • the touch controller processes the signal (s) and then transmits the corresponding data to the controller 180.
  • the controller 180 can know which area of the display unit 151 is touched.
  • the touch controller may be a separate component from the controller 180 or may be the controller 180 itself.
  • the controller 180 may perform different control or perform the same control according to the type of touch object that touches the touch screen (or a touch key provided in addition to the touch screen). Whether to perform different control or the same control according to the type of touch object may be determined according to the operation state of the mobile terminal 100 or an application program being executed.
  • the touch sensor and the proximity sensor described above may be independently or combined, and may be a short (or tap) touch, a long touch, a multi touch, a drag touch on a touch screen. ), Flick touch, pinch-in touch, pinch-out touch, swipe touch, hovering touch, etc. A touch can be sensed.
  • the ultrasonic sensor may recognize location information of a sensing object using ultrasonic waves.
  • the controller 180 can calculate the position of the wave generation source through the information detected from the optical sensor and the plurality of ultrasonic sensors.
  • the position of the wave source can be calculated using the property that the light is much faster than the ultrasonic wave, that is, the time that the light reaches the optical sensor is much faster than the time when the ultrasonic wave reaches the ultrasonic sensor. More specifically, the position of the wave generation source may be calculated using a time difference from the time when the ultrasonic wave reaches the light as the reference signal.
  • the camera 121 which has been described as the configuration of the input unit 120, includes at least one of a camera sensor (eg, CCD, CMOS, etc.), a photo sensor (or an image sensor), and a laser sensor.
  • a camera sensor eg, CCD, CMOS, etc.
  • a photo sensor or an image sensor
  • a laser sensor e.g., a laser sensor
  • the camera 121 and the laser sensor may be combined with each other to detect a touch of a sensing object with respect to a 3D stereoscopic image.
  • the photo sensor may be stacked on the display element, which is configured to scan the movement of the sensing object in proximity to the touch screen. More specifically, the photo sensor mounts a photo diode and a transistor (TR) in a row / column and scans contents mounted on the photo sensor by using an electrical signal that varies according to the amount of light applied to the photo diode. That is, the photo sensor calculates coordinates of the sensing object according to the amount of light change, and thus, the position information of the sensing object can be obtained.
  • TR transistor
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may be configured as a stereoscopic display unit for displaying a stereoscopic image.
  • the stereoscopic display unit may be a three-dimensional display method such as a stereoscopic method (glasses method), an auto stereoscopic method (glasses-free method), a projection method (holographic method).
  • the sound output unit 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 170 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, and the like.
  • the sound output unit 152 may also output a sound signal related to a function (for example, a call signal reception sound or a message reception sound) performed in the mobile terminal 100.
  • the sound output unit 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.
  • the haptic module 153 may be used to stimulate pins that vertically move with respect to the contact skin surface, jetting force or suction force of air through the jetting or suction port, grazing to the skin surface, contact of electrodes, and electrostatic force.
  • Various tactile effects can be generated, such as effects by the endothermic and the reproduction of a sense of cold using the elements capable of endotherm or heat generation.
  • the interface unit 160 serves as a path to all external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 receives data from an external device, receives power, transfers the power to each component inside the mobile terminal 100, or transmits data inside the mobile terminal 100 to an external device.
  • the port, audio input / output (I / O) port, video input / output (I / O) port, earphone port, etc. may be included in the interface unit 160.
  • the power supply unit 190 may be provided with a connection port, the connection port may be configured as an example of the interface 160 is electrically connected to the external charger for supplying power for charging the battery.
  • the power supply unit 190 may be configured to charge the battery in a wireless manner without using the connection port.
  • the power supply unit 190 uses one or more of an inductive coupling based on a magnetic induction phenomenon or a magnetic resonance coupling based on an electromagnetic resonance phenomenon from an external wireless power transmitter. Power can be delivered.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented in a recording medium readable by a computer or a similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
  • the soft keys are outputted only when necessary and disappear when unnecessary, thereby increasing the size of the screen.
  • two or more display units 151 may exist according to an implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the rear input unit 123c may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit 123c may be disposed at an upper end portion of the rear of the terminal body so that the user can easily manipulate the index by using the index finger when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the wireless communication technology performed by the mobile terminal 100 may be performed in various forms such as short distance, long distance, or between devices. Since different frequency bands are used, different antennas should be used.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the number of antennas of the base station and the mobile terminal 100 By increasing the number of antennas of the base station and the mobile terminal 100 by two or more, data is transmitted through various paths, and the receiving end detects signals received in each path to reduce interference and lower each transmission speed.
  • the number of antennas needs to be increased within the limited size of the mobile terminal 100.
  • Wi-Fi stands for Wireless Fidelity and is a technology that refers to a local area network that can use wireless Internet within a certain distance by using radio waves or infrared transmission where an access point (AP) is installed.
  • the main purpose of Wi-Fi is to make information easier to access, coexist with peripherals for greater compatibility, and use wireless access to applications, data, media, and streams to avoid clutter.
  • an access point (AP) which is a connection point, is required. If you have an AP, a device that supports Wi-Fi will try to connect to the Internet by catching incoming radio waves.
  • the middle frame 290 and the side case 200 are illustrated.
  • the middle frame 290 and the side case 200 may be spaced apart from each other, but may be partially connected to each other.
  • the first antenna 240 of the present invention has a first end close to the slit 204 is open, the second end is connected to the middle frame 290 and grounded.
  • the first antenna 240 has a second end connected to the middle frame 290 so that the portion connected to the middle frame 290 may serve as a ground line 241, but is grounded but a separate ground line 241 is provided. It may be further provided. In this case, the position of the feed line 242 near the first end determines the resonance frequency of the first antenna 240.
  • An end portion of the second antenna 250 overlaps the slot formed by the first antenna 240 and the middle frame 290 and the thickness direction of the mobile terminal 100. That is, the second antenna 250 is spaced apart from the first antenna 240 in the rear direction of the mobile terminal 100. It may be located on the inner surface of the rear case 102 located on the back of the middle frame 290, it may be implemented in the form of injecting or patterning the inner surface of the rear case 102.
  • FIG 5 is a view for explaining the operation and distribution of the electric field of the second antenna 250 of the mobile terminal 100 according to an embodiment of the present invention
  • (a) is a feed line (2) of the second antenna 250 252 is a view showing the flow of current when the power is applied
  • (b) is a diagram showing the electromagnetic field formed when the power is applied to the power supply line 252 of the second antenna (250).
  • a position (most part of the electric field intensity) that is mainly radiated when the first antenna 240 is operated may include a slit adjacent to the first end of the first antenna 240. 204, and the positions mainly radiated when the second antenna 250 operates as shown in FIG. 5B are different from each other by the gap 253 portion of the second antenna 250. Therefore, interference between the first antenna 240 and the second antenna 250 can be reduced.
  • FIG. 6 is a graph showing mutual interference between the first antenna 240 and the second antenna 250 of the mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • Both the first antenna 240 and the second antenna 250 are protruded downward due to resonance at 2.5 GHz dhk 5 GHz.
  • S 12 representing a transfer coefficient at a portion corresponding to the resonance frequency is larger at the resonance frequency, so that the first antenna 240 and the second antenna 250 are larger.
  • the performance of the antenna 250 is degraded.
  • the resonance frequency of both the first antenna 240 and the second antenna 250 is precisely located at 2.5 GHz, so that impedance matching is good, and thus the actual efficiency is much lower than the theoretical efficiency. It doesn't work.
  • the mobile terminal 100 may increase the data transmission speed by increasing the number of Wi-Fi antennas.
  • antenna performance can be improved by minimizing interference between antennas transmitting and receiving signals for each frequency, and antenna performance can be secured even if the size of the display unit is increased, thereby reducing the size of the bezel on the top of the display unit.

Landscapes

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Abstract

내부에 전장부가 구비된 케이스; 상기 케이스에 실장되는 미들 프레임; 상기 케이스에 실장되는 메인기판; 상기 미들 프레임과 이격되어 나란히 배치되며, 제1 단부는 개방되고 제2 단부는 상기 미들 프레임에 연결된 제1 안테나; 상기 제1 안테나의 제1 부분에 연결되어 신호를 전달하는 제1 급전라인; 상기 제1 안테나의 제2 부분에 연결되어 접지하는 접지라인; 상기 접지라인에 연결되는 제2 안테나; 및 상기 제2 안테나에 연결된 제2 급전라인을 포함하는 이동 단말기는 와이파이 안테나의 개수를 증가시켜 데이터 전송 속도가 빨라질 수 있다.

Description

이동 단말기
본 발명은 베젤의 크기를 줄인 경우에도 안테나 성능을 확보할 수 있는 구조를 가진 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능이 확대됨에 따라 다양한 방식의 무선통신을 적용하여 데이터를 무선 방식으로 주고받는다. 다양한 무선통신방식을 활용하기 위해서는 각각 다른 주파수 특성을 가지는 안테나를 구비하며, 더 많은 데이터를 송수신하기 위해 하나의 주파수 대역에서 동작하는 안테나도 복수 개를 구비하여 동시에 또는 순차적으로 데이터를 송수신할 수 있다.
다만, 무선통신은 주변 전자부품의 영향을 받고 상호 간섭을 일으키는 문제가 있어 다른 부품과의 거리 및 안테나 간의 거리와 배치에 대해 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 복수개의 안테나 사이의 간섭을 최소화 할 수 있는 안테나를 가지는 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
내부에 전장부가 구비된 케이스; 상기 케이스에 실장되는 미들 프레임; 상기 케이스에 실장되는 메인기판; 상기 미들 프레임과 이격되어 나란히 배치되며, 제1 단부는 개방되고 제2 단부는 상기 미들 프레임에 연결된 제1 안테나; 상기 제1 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제1 급전라인; 상기 제1 안테나에 연결되어 접지하는 접지라인; 상기 접지라인에 연결되는 제2 안테나; 및 상기 제2 안테나에 연결된 제2 급전라인을 포함하는 이동 단말기를 제공한다.
상기 접지라인과 연결된 제1 패턴; 및 상기 제2 급전라인과 연결되고 상기 제1 패턴과 갭(gap)을 형성하며 배치되는 제2 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 상기 제1 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
상기 제1 안테나의 제1 단부와 상기 제2 안테나의 갭은 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제2 안테나의 갭은 절곡된 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 안테나의 적어도 일부가 상기 제1 안테나와 상기 미들 프레임 사이의 이격공간과 중첩 배치될 수 있다.
상기 제2 안테나는 적어도 일부가 상기 미들 프레임과 중첩되며 상기 바디의 배면 방향에 위치할 수 있다.
상기 제1 안테나는 상기 케이스의 측면에 노출된 사이드 케이스의 일부를 구성할 수 있다.
상기 케이스는 비금속 재질을 포함하는 리어 케이스를 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 리어 케이스에 부착된 전도성 패턴일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 내부에 전장부가 구비된 케이스; 상기 케이스에 실장되는 미들 프레임; 상기 케이스에 실장되는 메인기판; 상기 미들 프레임의 일측에 나란히 배치되고, 일단이 상기 미들 프레임에 연결되며 타단이 개방되어 상기 미들 프레임과 사이에 개방슬롯을 형성하는 제1 안테나; 및 일측은 상기 슬롯과 중첩되고 타측은 상기 미들 프레임과 중첩된 제2 안테나를 포함하고, 상기 제2 방사체는 상기 미들 프레임과 중첩 배치된 부분에 형성된 갭을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제1 급전라인; 상기 제1 안테나 및 상기 제2 방사체에 연결되어 접지하는 접지라인; 및 상기 제2 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제2 급전라인을 포함하며, 상기 갭은 상기 제2 안테나의 상기 접지라인의 연결부분과 상기 제2 급전라인의 연결부분 사이에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기는 와이파이 안테나의 개수를 증가시켜 데이터 전송 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 각 주파수별 신호를 송수신하는 안테나 사이의 간섭을 최소화 하여 안테나 성능을 제고할 수 있으며, 디스플레이부의 크기를 크게 하더라도 안테나 성능을 확보할 수 있어 디스플레이부 상단의 베젤 크기를 줄일 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 방사체를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제1 안테나의 동작 및 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제2 안테나를 도시한 사시도와 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제2 안테나의 동작 및 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제1 안테나와 제2 안테나의 상호 간섭을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제1 안테나와 제2 안테나의 효율을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다. 최근 이동 단말기(100)가 소형화 됨에 따라 프론트 케이스를 생략하고 윈도우(151a)만으로 이동 단말기 바디의 전면을 구성할 수 있다.
이동 단말기(100) 강성을 위해 디스플레이부(151)의 배면을 지지하는 미들 프레임(290, 도 3 참조)을 구비할 수 있으며, 미들 프레임(290)은 강성을 위해 금속소재를 포함할 수 있다. 또한 이동 단말기에 강성을 제공할 뿐만 아니라 전도성물질을 포함하는 대면적의 구성으로 그라운드로서 역할을 할 수 있어, 안테나와 같은 전자부품의 접지를 위해 각 부품과 연결될 수 있다.
미들 프레임(290)은 외측으로 드러나지 않는 형태로 구성될 수 있고, 바디의 전면에 위치하는 프론트 케이스나 측면에 위치하는 사이드 케이스(200)와 일체형으로 구성할 수 있다.
멀티미디어 기능이 확대됨에 따라 디스플레이부(151)의 크기가 커지고 디스플레이부(151)의 둘레에 위치하는 베젤의 크기는 점점 작아지는 추세이다. 특히 상단 부분은 카메라(121), 음향출력부(152), 근접 센서(141) 등이 위치하기 공간 확보가 필요하고 하단에는 물리적 버튼을 배치하여 디스플레이부(151)의 크기 확장에 제한이 있다.
그러나, 최근에는 각 부품의 크기를 최소화 하고 물리적인 버튼 대신에 소프트키를 이용한 사용자 입력부(123)를 구현하여 필요한 경우에만 소프트 키가 화면에 출력되고 불필요한 경우 사라져 화면의 크기를 더 키울 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
본 실시예의 이동 단말기(100)는 측면 둘레를 감싸는 사이드 케이스(200)를 구비하며, 상기 사이드 케이스(200)는 금속재질을 포함할 수 있다. 다만, 무선통신 성능을 위해 사이드 케이스의 일부는 비금속재질을 포함할 수 있다. 도 1b및 도 1c에 도시된 바와 같이 사이드 케이스(200)는 금속과 같은 전도성 재질로 이루어진 복수개의 안테나(230, 240, 도2 참조)와 안테나 사이에 배치되는 비금속 재질의 슬릿(203, 204, 도2 참조)을 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(123c)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부(123c)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부(123c)는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부(123c)는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부(123c)는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부(123c)가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 이동 단말기에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
멀티미디어 기능이 중요하게 되면서 이동 단말기(100)에서 수행하는 무선통신 기술은 근거리, 원거리 또는 기기간에 이루어지는 등 다양한 형태로 수행되며, 이때 이용하는 주파수 대역이 상이하기 때문에 각각 다른 안테나를 이용해야 한다.
최근에는 무선통신 기술이 발달함에 따라 대용량의 데이터를 송수신하는데 이를 지원하기 위해서 동일한 주파수 대역의 신호를 동시에 또는 순차적으로 송수신하는 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기술을 이용할 수 있다. 기지국과 이동 단말기(100)의 안테나를 2개이상 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하고 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄이고 각각의 전송속도를 낮출 수 있는 기술이다. MIMO기술을 적용하기 위해서는 이동 단말기(100)의 제한된 크기 내에 안테나의 개수 증가가 필요하다.
안테나는 전자기장을 형성하기 때문에 인접한 전도성 물질과 상호 영향을 주고 받는 바, 인접하게 배치된 각 안테나 사이에 간섭이 발생하여 무선신호의 성능 저하를 유발시킬 수 있다. 따라서, 이동 단말기(100)의 외각 부분에 배치하기 위해 케이스에 부착하거나 케이스 자체를 안테나로 이용할 수 있다.
디스플레이부의 크기가 커짐에 따라 이동 단말기(100)의 좌우 베젤의 크기는 거의 제로(0)에 가깝기 때문에 디스플레이부의 좌우에 위치하는 부분의 사이드 케이스는 실질적으로 안테나로서 기능을 하기 어려워 이동 단말기(100)의 상부와 하부에 나누어 안테나를 구현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 이동 단말기(100)의 안테나 중 와이파이와 블루투스와 같은 근거리 무선통신을 위한 안테나를 도시한 도면이다. 본 발명의 이동 단말기(100)는 와이파이/블루투스 무선통신을 수행하는 안테나가 이동 단말기(100)의 측면 상부에 위치한다.
와이파이(WIFI)는 Wireless Fidelity의 약자로 무선접속장치(AP: Access Point)가 설치된 곳에서 전파나 적외선 전송 방식을 이용하여 일정 거리 안에서 무선 인터넷을 할 수 있는 근거리 통신망을 칭하는 기술이다. 와이파이의 주된 목적은 정보를 더 쉽게 접근할 수 있게 하고, 주변 장치와 공존하여 호환성을 높이며, 응용 프로그램과 데이터, 매체, 스트림에 무선 접근을 사용하여 복잡함을 보이지 않게 하는 것이다. 와이파이를 사용하기 위해서는 접속할 수 있는 지점인 액세스 포인트(AP; Access Point)가 필요하다. AP가 있으면 와이파이를 지원하는 기기가 수신 전파를 잡아 인터넷 접속을 시도한다.
IEEE 802.11표준에 따라 2.4GHz와 5GHz의 주파수 대역의 신호를 이용한다. 종래의 와이파이 안테나는 SISO(serial in serial out)방식을 이용하여 속도가 느렸으나, 최근에는 MIMO기술을 WIFI기술에도 적용하여 데이터 전송량이 기하급수적으로 증가하였다.
블루투스는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용하고, 다른 기기와의 간섭을 막기 위해 79개의 채널로 나누어 사용한다. 블루투스는WIFI와 유사한 주파수 대역을 이용할 수 있어 동일한 안테나를 이용하여 무선통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 와이파이 무선통신 성능을 향상시키기 위해 2개의 안테나를 이용하여 와이파이 안테나를 구현한 것을 특징으로 한다. 사이드 케이스의 일부를 이용한 제1 안테나(240)와 제1 안테나(240)의 접지라인(241)을 공유하는 제2 안테나(250)를 이용하여 와이파이용 안테나를 구현한다.
도 2를 참조하면 미들 프레임(290)과 사이드 케이스(200)가 도시되어 있다. 미들 프레임(290)과 사이드 케이스(200)는 이격되어 배치되나 부분적으로 연결되어 일체형으로 형성될 수 있다.
사이드 케이스(200)는 금속과 같은 전도성 물질로 이루어진 안테나(230, 240)와 각 안테나(230, 240) 사이를 구획하는 슬릿(203, 204)을 포함한다. 도 2에는 생략되었으나 도 1b및 도 1c에 도시된 바와 같이 비전도성 물질을 이중사출 방식으로 안테나(230, 240) 사이(슬릿(203, 204))에 주입하여 일체형의 사이드 케이스(200)를 구상할 수 있다.
복수개의 안테나 중 측면에 위치하는 제1 안테나(240)는 와이파이와 블루투스 무선통신에 이용되는 안테나로 제1 단부는 개방되어 있고, 제2 단부는 미들 프레임(290)과 연결된다. 즉 미들 프레임(290)과 제1 안테나(240)는 제1 단부가 개방되고 제2 단부가 막힌 슬롯형태를 가진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)의 제1 안테나(240)의 동작 및 성능을 설명하기 위한 도면이다. 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100) 의 제2안테나(240)의 동작 및 전기장 분포를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 제1 안테나(240)는 슬릿(204)에 가까운 제1 단부는 개방되어 있고, 제2 단부는 미들 프레임(290)과 연결되어 접지된다.
제2 안테나(250)에 이웃한 제3 안테나는 제2 안테나(250)와 인접한 부분이 접지라인(241)을 통해 미들 프레임(290)과 연결되어 제3 안테나와 제2 안테나(250)는 상호 간섭이 최소화 되어 인접한 제3 안테나에 의한 영향을 줄일 수 있다.
제1 안테나(240)는 제2 단부가 미들 프레임(290)과 연결되어 있어 미들 프레임(290)과 연결된 부분이 접지라인(241)으로서 역할을 할 수 있으나, 접지되나 별도의 접지라인(241)을 추가로 구비할 수 있다. 이 경우 제1 단부에 가까운 급전라인(242)의 위치가 제1 안테나(240)의 공진주파수를 결정한다.
접지라인(241)과 인접하여 배치된 급전라인(232)을 더 포함하고, 접지라인(241)에서 제1 안테나(240)를 따라 전류가 흐르며 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 슬릿(204)에서 방사가 주로 일어나 슬릿(204)에서 전기장의 세기가 가장 크게 나타난다.
다만, 전술한 바와 같이 안테나의 실장 공간의 제한 문제 때문에 멀리 이격하여 실장하기 어려워 도 2에 도시된 바와 같이 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250) 은 인접하게 배치된다.
다른 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나가 인접하게 배치되는 경우에도 상호 간섭이 있으나, 동일 주파수 대역에서 동작하는 복수개의 안테나 사이의 상호 간섭은 더 심하게 나타난다. 따라서, 크기가 작은 이동 단말기(100) 내에 동일 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나를 추가로 구비하는 것이 쉽지 않다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 안테나(240)와 동일 주파수에서 동작하는 제2 안테나(250)는 접지라인(241)을 공유하는 추가 방사체를 구비하여 상호 간섭을 피할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)의 제1 안테나(240)를 도시한 도면으로 (a)는 사시도이고 (b)는 이를 개략적으로 도시한 개념도이다. 제2 안테나(250)의 단부는 제1 안테나(240)와 미들 프레임(290)이 형성하는 슬롯과 두께 방향으로 중첩되며 배면방향으로 이격되어 있다. 제2 안테나(250)는 미들 프레임(290)의 배면에 위치하는 리어 케이스(102)의 내측면에 위치할 수 있다.
제2 안테나(250)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 2개의 패턴으로 이루어진다. 제1 패턴(254)과 제2 패턴(2545) 그리고 제1 패턴과(254) 제2 패턴(255) 사이의 이격공간인 갭(253)을 구성하며, 제1 안테나(240)과 공유하는 접지라인(241)은 제1 패턴(254)과 연결되고 급전라인(252)은 제2 패턴(255)과 연결된다.
제2 안테나(250)의 단부는 제1 안테나(240)와 미들 프레임(290)이 형성하는 슬롯과 이동 단말기(100)의 두께 방향으로 중첩되어 배치된다. 즉, 제2 안테나(250)는 제1 안테나(240)로부터 이동 단말기(100)의 배면방향으로 이격되어 있다. 미들 프레임(290)의 배면에 위치하는 리어 케이스(102)의 내측면에 위치할 수 있으며, 리어 케이스(102)의 내측면에 사출하거나 패턴을 붙이는 형태로 구현할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 갭(253)이 캐패시터와 같은 역할을 하며, 갭 부분에 전하가 모이는 특성을 이용하여 제2 안테나(250)와의 간섭을 줄일 수 있다. 좌측은 제1 안테나(240) 부분이고 우측은 제2 안테나(250) 부분이며, 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)는 급전라인(242, 252)을 독립적으로 구비하나, 접지라인(241)은 공통으로 공유하는 형태를 가진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)의 제2 안테나(250)의 동작 및 전기장의 분포를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 제2 안테나(250)의 급전라인(252)에 전원이 인가될 때 전류의 흐름을 도시한 도면이고, (b)는 제2 안테나(250)의 급전라인(252)에 전원이 인가될 때 형성된 전자기장을 도시한 도면이다.
제1 패턴(254)과 제2 패턴(255)은 연결되어 있지 않더라도 갭(253)이 캐패시터 처럼 전하가 충전된 이후에는 전류가 흐를 수 있어 제2 안테나(250)을 따라 루프를 그리며 전류가 제1 패턴(254)에서 제2 패턴(255)을 거쳐 흐른다. 전술한 바와 같이 제1 안테나(240)가 구성하는 슬롯과 상기 제2 안테나(250)이 중첩되고 접지라인(241)을 공유하는 바, 제2 안테나(250)에 흐르는 전류에 의해 제4 안테나 방사체(240)에도 전류가 흐르며 부분적으로 슬롯안테나로서 동작할 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 갭(253)에 전하가 많이 모이기 때문에 갭(253)에서 가장 큰 전기장이 형성된다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 안테나(240)가 동작할 때 주로 방사되는 위치(전기장의 세기가 가장 큰 부분)는 제1 안테나(240)의 제1 단부에 인접한 슬릿(204)이고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 안테나(250)이 동작할 때 주로 방사되는 위치는 제2 안테나(250)의 갭(253) 부분으로 서로 다르다. 따라서 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250) 사이의 간섭을 줄일 수 있다.
제2 안테나(250)은 그라운드인 미들 프레임(290)과 배면에서 바라볼 때 중첩되게 배치된다. 미들 프레임(290)와 중첩되면 미들 프레임(290)에 의해 전하가 잡혀 방사 성능이 저하되나, 제1 안테나(240)의 접지라인(241)을 공유하여 제1 안테나(240)의 도움을 받아 안테나에서 도 5의 (b)와 같이 방사가 이루어질 수 있다.
캐패시터는 두 개의 전도체 사이의 거리와 마주보는 전도체의 넓이에 따라 캐패시터에 모이는 전하량이 결정되기 때문에 도 4 의 (a) 및 도5의 (a)에 도시된 바와 같이 갭은 일자가 아닌 꺾인 형태로 형성하여 갭의 전체 길이를 길게 구성할 수 있다. 갭에 모이는 전하량이 클수록 갭에서의 방사가 더 많이 일어날 수 있어 제1 안테나와의 격리도가 높아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250) 사이의 상호 간섭을 나타내는 그래프이다. 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)는 모두 2.5GHzdhk 5GHz에서 공진이 일어나 아래쪽으로 돌출된 형태를 나타낸다. 다만, 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)가 가까운 곳에 배치되기 때문에 공진주파수에 대응되는 부분에서의 전달계수를 나타내는 S12는 공진주파수에서 더 커져 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)의 성능을 저하시킨다.
일반적인 경우 동일한 주파수의 신호를 송수신하는 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)가 인접 배치되면 전달계수가 -5dB이상 큰 값을 가지나, 본 실시예에서 2.5GHz에서는 -9dB수준이고 5GHz에서는 전달계수가 더 적게 나타나서 실질적으로 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250) 상호 영향은 무시할 수 있는 수준이 된다. 이는 전술한 바와 같이 제2 안테나(250)에 갭을 형성하여 방사 위치를 변경함으로써 반사계수를 낮출 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250)의 무선통신 효율을 나타내는 그래프이다. 실선은 안테나의 임피던스가 정합되어 이상적인 상태 즉 반사계수(S11, S22)가 -∞인 경우에 이론적인 효율(radiation efficiency)을 나타내는 그래프이고, 점선은 실제 설계된 안테나의 성능을 나타낸다. 실제 안테나를 구현하면 임피던스 정합이 완벽하게 이루어지지 않기 때문에 이론적인 값보다 적은 값의 효율(total efficiency)을 가지게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이 2.5GHz대역에서는 제1 안테나(240)와 제2 안테나(250) 모두 공진주파수가 2.5GHz에 정확히 위치하여 임피던스 매칭이 잘 되는 바, 이론적인 효율보다 실제 효율이 많이 저하되지 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기(100)는 와이파이 안테나의 개수를 증가시켜 데이터 전송 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 각 주파수별 신호를 송수신하는 안테나 사이의 간섭을 최소화 하여 안테나 성능을 제고할 수 있으며, 디스플레이부의 크기를 크게 하더라도 안테나 성능을 확보할 수 있어 디스플레이부 상단의 베젤 크기를 줄일 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 내부에 전장부가 구비된 케이스;
    상기 케이스에 실장되는 미들 프레임;
    상기 케이스에 실장되는 메인기판;
    상기 미들 프레임과 이격되어 나란히 배치되며, 제1 단부는 개방되고 제2 단부는 상기 미들 프레임에 연결된 제1 안테나;
    상기 제1 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제1 급전라인;
    상기 제1 안테나에 연결되어 접지하는 접지라인;
    상기 접지라인에 연결되는 제2 안테나; 및
    상기 제2 안테나에 연결된 제2 급전라인을 포함하고,
    상기 제2 안테나는
    상기 접지라인과 연결된 제1 패턴; 및
    상기 제2 급전라인과 연결되고 상기 제1 패턴과 갭(gap)을 형성하며 배치되는 제2 패턴을 포함하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 제1 방향으로 연장되고,
    상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 상기 제1 방향으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나의 제1 단부와 상기 제2 안테나의 갭은 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나의 갭은 절곡된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나의 적어도 일부가 상기 제1 안테나와 상기 미들 프레임 사이의 이격공간과 중첩 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 적어도 일부가 상기 미들 프레임과 중첩되며 상기 케이스의 배면 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 케이스의 측면에 노출된 사이드 케이스의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 비금속 재질을 포함하는 리어 케이스를 포함하고,
    상기 제2 안테나는 상기 리어 케이스에 부착된 전도성 패턴인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 내부에 전장부가 구비된 케이스;
    상기 케이스에 실장되는 미들 프레임;
    상기 케이스에 실장되는 메인기판;
    상기 미들 프레임의 일측에 나란히 배치되고, 일단이 상기 미들 프레임에 연결되며 타단이 개방되어 상기 미들 프레임과 사이에 개방슬롯을 형성하는 제1 안테나; 및
    일측은 상기 슬롯과 중첩되고 타측은 상기 미들 프레임과 중첩된 제2 안테나를 포함하고,
    상기 제2 방사체는 상기 미들 프레임과 중첩 배치된 부분에 형성된 갭을 포함하는 이동 단말기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제1 급전라인;
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 연결되어 접지하는 접지라인;
    상기 제2 안테나에 연결되어 신호를 전달하는 제2 급전라인을 포함하며,
    상기 갭은 상기 제2 안테나의 상기 접지라인의 연결부분과 상기 제2 급전라인의 연결부분 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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