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WO2017052015A1 - 이동 단말기 - Google Patents

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Publication number
WO2017052015A1
WO2017052015A1 PCT/KR2016/002883 KR2016002883W WO2017052015A1 WO 2017052015 A1 WO2017052015 A1 WO 2017052015A1 KR 2016002883 W KR2016002883 W KR 2016002883W WO 2017052015 A1 WO2017052015 A1 WO 2017052015A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
frame
mobile terminal
radiator
metal member
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/002883
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김동진
송문수
김남용
전병은
황경선
김창일
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US15/762,974 priority Critical patent/US10665926B2/en
Publication of WO2017052015A1 publication Critical patent/WO2017052015A1/ko

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
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    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F1/00—Preventing the formation of electrostatic charges

Definitions

  • the present invention relates to a mobile terminal utilizing the metal member provided on the side of the mobile terminal as an antenna.
  • 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.
  • the functions of mobile terminals are diversifying. For example, data and voice communication, taking a picture and video with a camera, recording a voice, playing a music file through a speaker system, and outputting an image or video to a display unit.
  • Some terminals have an electronic game play function or a multimedia player function.
  • recent mobile terminals may receive multicast signals that provide visual content such as broadcasting, video, and television programs.
  • 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.
  • the metal member with fixed design is mainly used as an antenna, so the antenna design freedom is low and antenna performance (bandwidth, radiation efficiency, isolation, influence on human body, etc.) ) Has the limitation of improvement.
  • a slit may be applied for the antenna design, and the exterior design is damaged.
  • death grip may occur.
  • the slits are located at the top and the bottom of the terminal, the radiator size is reduced to limit the antenna bandwidth and the efficiency.
  • Another object is to provide a mobile terminal utilizing the metal member provided on the outer side of the mobile terminal as a radiator of the antenna.
  • a display unit A frame supporting the display unit; A printed circuit board formed on one surface of the frame; A case formed on one surface of the printed circuit board; First and second metal members having beam shapes disposed on both sides of the frame and spaced apart from the frame and exposed to the outside; And a first antenna formed adjacent to the frame and implementing a first frequency band, wherein the first antenna comprises: a first radiator including at least one end of the first metal member or the second metal member; A first feeding part feeding the first radiator; And a first ground part which grounds the first radiator.
  • the first antenna further includes a variable part provided on the case and formed between the first feed part and the first radiator to vary a resonance frequency in a first frequency band. can do.
  • the first feed unit, the first feed terminal is formed on the printed circuit board and electrically connected to a point of the change portion; And a second feed terminal, one end of which is electrically connected to the variation unit and the other end of which is electrically connected to the first radiator.
  • variable part is composed of one or more conductive members, when the conductive member is two or more conductive members may be spaced apart from each other and fed by an indirect feeding method.
  • the conductive member may include an open stub that is directly or indirectly fed.
  • the first or second metal member is grounded by a plurality of connecting pins, the plurality of connecting pins are formed in a direction away from the first feeder with respect to the first ground portion
  • the first frequency band may be spaced at an interval smaller than 1/4 times the wavelength ⁇ 1 corresponding to the center frequency f1 of the first frequency band.
  • connection pin may include a first connection pin for electrically connecting the first or second metal member and the printed circuit board.
  • connection pin may include a second connection pin for electrically connecting the first or second metal member and the frame.
  • an end portion of the first radiator may be provided with a fastening portion coupled to the frame, and the fastening portion may have an extension pattern portion.
  • an electric shock prevention device may be connected to at least one of the first feed part, the first ground part, and the connection pin.
  • the first connection pin may be in contact with the upper or lower surface of the printed circuit board.
  • a part of the frame may be cut out so that the printed circuit board protrudes outward from the frame.
  • the first antenna is formed on the upper end of the first metal member, the second antenna for implementing a second frequency band different from the frequency band of the first antenna on the upper end of the second metal member Is provided,
  • the second antenna The second radiator including an upper end of the second metal member and implements a second frequency band;
  • a second feeder configured to feed the second radiator;
  • a second ground part that grounds the second radiator.
  • the second metal member is connected to the ground by a plurality of connecting pins, the plurality of connecting pins are formed in a direction away from the second feeder with respect to the second ground portion, It may be spaced at intervals smaller than 1/4 times the wavelength ⁇ 2 corresponding to the center frequency f 2 of the two frequency bands.
  • the lower end of the second metal member is provided with a third antenna for implementing a third frequency band
  • the third antenna includes a lower end of the second metal member and a third frequency band A third radiator to implement; A third feeder configured to feed the third radiator; And a third ground part that grounds the third radiator.
  • the second metal member is connected to the ground by a plurality of connecting pins, the plurality of connecting pins are formed in a direction away from the third feed portion with respect to the third ground portion, It may be spaced at intervals smaller than 1/4 times the wavelength ⁇ 3 corresponding to the center frequency f3 of the three frequency bands.
  • a fourth antenna provided on the upper side of the frame, the fourth antenna, the first pattern portion formed on the upper surface of the frame; And a second pattern portion formed on the case, wherein the first and second pattern portions are electrically connected, and a fourth feed portion and a fourth ground portion may be formed in the first and second pattern portions.
  • the frame further includes a fifth antenna provided on the lower side of the frame, the fifth antenna, the third pattern portion formed on the bottom surface of the frame; And a fourth pattern part formed on the speaker module disposed on the same plane as the case, wherein the third and fourth pattern parts are electrically connected to each other, and a fifth feed part and a third feed part are respectively connected to the third and fourth pattern parts. 5 grounding may be formed.
  • the second antenna further includes a variable part provided on the case and formed between the second feed part and the second radiator to vary a resonance frequency in a second frequency band. can do.
  • the third antenna further includes a variable part provided on the case and formed between the third feed part and the third radiator to vary a resonance frequency in a third frequency band. can do.
  • the metal member provided on the side as the radiator of the antenna can provide an antenna design guide in the mobile terminal.
  • 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.
  • Figure 2 shows the back of the frame associated with the present invention.
  • FIG 3 illustrates a rear surface of a mobile terminal in which a frame is exposed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a rear view of the first and second metal members in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating a state in which the first metal member is fastened to the portion C of FIG. 4.
  • FIG. 6 illustrates a rear side of a mobile terminal to which a printed circuit board is exposed according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a view illustrating a first antenna and a shift unit formed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a schematic conceptual diagram of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for preventing an electric shock in a mobile terminal according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9a to 9c shows one embodiment of the connecting pin in one embodiment of the present invention.
  • 10A to 10C are schematic views for explaining grounding by the first connection pin according to an embodiment of the present invention.
  • 11A to 11C are schematic views for explaining grounding by the second connection pin according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a mobile terminal for explaining a fourth antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a mobile terminal for explaining a fourth antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 14A to 14C illustrate a process of forming a fourth antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an enlarged perspective view of region G of FIG. 4.
  • FIG. 16 illustrates an embodiment in which a slide coupling hole is coupled to region E of FIG. 4.
  • FIG. 17A is a graph showing antenna performance with or without parasitic resonance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 17B is a graph showing antenna efficiency in FIG. 17A.
  • 18A to 18D illustrate an embodiment of a fluctuation part pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 19A is a graph showing antenna performance with or without an open stub according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19B is a graph showing antenna efficiency in FIG. 19A.
  • FIG. 20 is a graph showing antenna performance when there is a gap coupled stub in FIG. 18D.
  • FIG. 21A is a conceptual diagram of a shift unit including an electric shock prevention device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 21B is a conceptual view of a shift unit when a matching unit is formed in an electric shock prevention device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 21D is a graph showing antenna efficiency with or without a matching unit.
  • FIG. 21D is a graph showing antenna efficiency with or without a matching unit.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal according to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of one example of the mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing a mobile terminal, so that the mobile terminal described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal disclosed herein may use a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the disclosed mobile terminal 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, and two or more bodies which are coupled to be movable relative.
  • a description of a particular type of mobile terminal may generally apply to other types of mobile terminals.
  • the terminal body may be understood as a concept that refers to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an external appearance. As shown, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case for example, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the display unit 151 may be disposed in front of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display unit 151 may be mounted to the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • an electronic component may be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components attachable to the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 102 may be detachably coupled to the rear case 102 to cover the mounted electronic component. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the coupling. On the other hand, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the cases 101, 102, and 103 may be formed by injecting a synthetic resin, or may be formed of a metal, for example, stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.
  • STS stainless steel
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • the mobile terminal 100 may be configured such that one case may provide the internal space, unlike the above example in which a plurality of cases provide an internal space for accommodating various electronic components.
  • the mobile terminal 100 of the unibody that the synthetic resin or metal from the side to the rear may be implemented.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a waterproof portion (not shown) to prevent water from seeping into the terminal body.
  • the waterproof portion is provided between the window 151a and the front case 101, between the front case 101 and the rear case 102 or between the rear case 102 and the rear cover 103, and a combination thereof. It may include a waterproof member for sealing the inner space.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, an optical output unit 154, and first and second units.
  • the cameras 121a and 121b, the first and second manipulation units 123a and 123b, the microphone 122, the interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151, the first sound output unit 152a, the proximity sensor 141, the illuminance sensor 142, and the light output unit may be disposed on the front surface of the terminal body.
  • the first camera 121a and the first operation unit 123a are disposed, and the second operation unit 123b, the microphone 122, and the interface unit 160 are disposed on the side of the terminal body.
  • the mobile terminal 100 in which the second sound output unit 152b and the second camera 121b are disposed on the rear surface of the mobile terminal 100 will be described as an example.
  • first manipulation unit 123a may not be provided on the front surface of the terminal body, and the second sound output unit 152b may be provided on the side of the terminal body instead of the rear surface of the terminal body.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible display). display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • display a 3D display, or an e-ink display.
  • two or more display units 151 may exist according to the implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 151a and the display (not shown) on the rear surface of the window 151a or directly patterned on the rear surface of the window 151a. May be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with the touch sensor.
  • the touch screen may function as the user input unit 123 (see FIG. 1A).
  • the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 152a may be formed in the window 151a of the display unit 151.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (for example, a gap between the window 151a and the front case 101).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as the user is tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 123a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 123a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 123a and 123b may be variously set.
  • the first operation unit 123a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, etc.
  • the second operation unit 123b is output from the first or second sound output units 152a and 152b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 151.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the terminal body.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., control of the volume of sound output from the first and second sound output units 152a and 152b, and the touch recognition mode of the display unit 151. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit may be disposed at the rear upper end of the terminal body so that the user can easily manipulate the index body when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the rear input unit when the rear input unit is provided at the rear of the terminal body, a new type user interface using the same may be implemented.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 123a provided in the front of the terminal body, the first operation unit 123a is not disposed on the front of the terminal body.
  • the display unit 151 may be configured with a larger screen.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 serves as a path for connecting the mobile terminal 100 to an external device.
  • the interface unit 160 may be connected to another device (eg, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), or a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • the second camera 121b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 embedded in the terminal body or detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the battery 191 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 160.
  • the battery 191 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 103 is coupled to the rear case 102 to cover the battery 191 to limit the detachment of the battery 191 and to protect the battery 191 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 103 may be detachably coupled to the rear case 102.
  • An accessory may be added to the mobile terminal 100 to protect the appearance or to assist or expand the function of the mobile terminal 100.
  • An example of such an accessory may be a cover or pouch that covers or accommodates at least one surface of the mobile terminal 100.
  • the cover or pouch may be configured to be linked with the display unit 151 to expand the function of the mobile terminal 100.
  • Another example of the accessory may be a touch pen for assisting or extending a touch input to a touch screen.
  • the display unit 151 may be formed in a structure divided into two regions 151-1 and 151-2 side by side in one direction.
  • the plurality of display regions 151-1 and 151-2 may be independently controlled, and if necessary, only one of the two regions may be selectively activated to lower power consumption.
  • the first area 151-1 of the display unit 151 may occupy most of the front surface of the mobile terminal 100 as a main screen for outputting general image information.
  • the second area 151-2 of the display unit 151 may be arranged side by side upward in the first area 151-1 as an auxiliary screen displaying status information of the mobile terminal 100 and the like.
  • the first region 151-1 and the second region 151-2 may be independently activated and inactivated. For example, in a state where the user does not use, the first region is turned off and the second region is turned on, so that even if the mobile terminal 100 is not used, the state or basic information (eg, date, time) of the terminal is not used. Etc.) can always be checked.
  • the second region 151-2 is illustrated to be positioned at the upper end of the first region 151-1, the present invention is not limited thereto, and the second region 151-2 is the first region.
  • a structure located at the bottom of 151-1 is also possible, and a structure located at both the top and bottom thereof is also possible.
  • the second region 151-2 may be formed on one side or both sides of the first region 151-1.
  • the camera modules 121a provided on the front surface of the camera module 121a may be formed in pairs to shorten the time taken for the HDR function to operate.
  • the HDR function is a camera photographing technique that takes a plurality of pictures to have a variety of brightness and to correct them to combine them into a more realistic picture.
  • two front camera modules 121a it is possible to shorten the time taken to take and correct pictures of different brightness.
  • one of the front camera module 121a may be for photographing a general angle of view, and the other may be for photographing a wide angle, but is not limited thereto.
  • FIG. 2 illustrates a rear surface of the mobile terminal 100 to which the frame 104 related to the present invention is exposed.
  • the frame 104 may support the rear surface of the display unit 151. Frame 104 is sufficient to provide a space for mounting the antenna to be located on the top and bottom of the mobile terminal 100 is not limited to a specific part name. Accordingly, the frame 104 may be the front case 101 (see FIG. 1B).
  • a mobile terminal includes a display unit 151, a frame 104 supporting the display unit 151, a printed circuit board 181 formed on a rear surface of the frame 104, and And a rear case 102 formed on the rear surface of the printed circuit board 181, and beam-shaped first and spaced apart from the frame 104 on both sides of the frame 104 and exposed to the outside. It comprises a second metal member (105, 106).
  • the first and second metal members 105 and 106 may form side surfaces of the mobile terminal 100 to implement a beautiful exterior design.
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating an antenna forming position by the metal members 105 and 106 of the mobile terminal and the metal members 105 and 106 coupled to the frame 104 or the printed circuit board 181 according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the thing.
  • FIG. 15 is an enlarged perspective view of region G of FIG. 4, and FIG. 16 is an embodiment in which the slide coupling hole 253 is coupled to region E of FIG. 4.
  • a slide coupling module may be used to stably couple the first and second metal members 105 and 106 to the frame 104.
  • first metal member 105 will be mainly described, but the same may be applied to the second metal member 106.
  • a slide coupling hole 253 may be provided on an inner side surface of the first metal member 105.
  • the slide coupling hole 253 may be divided into a first region 2531 having a wider hole and a second region 2532 having a narrower hole.
  • the hole forming member 2533 forming the slide coupling hole 253 may be coupled to the first metal member 105 in a soldering manner.
  • a protruding hook portion 215 corresponding to the slide coupling hole 253 of the first metal member 105 may be provided at the side of the frame 104.
  • the protruding hook portion 215 may have a separation prevention portion 2151 located outside and a coupling portion 2152 positioned inside.
  • the width of the separation prevention portion 2151 of the protruding hook portion 215 and the width of the first region 2253 of the slide engaging hole 253 correspond to each other, and the width of the engaging portion 2152 of the protruding hook portion 215 The width may correspond to the width of the second area 2532 of the slide coupling hole 253.
  • a fastening hole 108 is formed in the fastening part 107 to be fastened to a fastening hole 109 formed in the printed circuit board 181 by a coupling member such as a bolt.
  • the fastening part 107 and the fastening hole 108 may be formed at upper and lower ends and intermediate points of the first and second metal members 105 and 106.
  • the fastening part 107 is fastened by a coupling member such as a bolt so that the first and second metal members 105 and 106 form an appearance.
  • the first to third antennas 210, 220, and 230 are implemented using the first and second metal members 105 and 106. That is, the first and second metal members 105 and 106 are formed adjacent to the frame 104 and implement first to third antennas 210, 220 and 230 to implement different frequency bands by using upper and lower portions as radiators. Can be.
  • the first antenna 210 when viewed from the rear of the mobile terminal for convenience, the first antenna 210, what is provided on the upper left, the second antenna 220, which is provided on the upper right is provided at the lower right This is referred to as a third antenna 230.
  • the first to third antennas 210, 220, and 230 may be, for example, planar inverted-F antenna (PIFA) antennas.
  • PIFA planar inverted-F antenna
  • the first antenna 210 is illustrated as being formed on the top of the first metal member 105, and the second antenna 220 is the top of the second metal member 106.
  • the third antenna 230 is formed at the bottom of the second metal member 106 is illustrated.
  • the components include one radiator, one feeder, and one ground, respectively.
  • the first antennas 210 will be described mainly, and are not particularly in conflict.
  • the second and third antennas 220 and 230 have the same configuration as that of the first antenna 210.
  • first to third radiators 211, 221 and 231 of the first to third antennas 210, 220 and 230 are formed on a part of the first and second metal members 105 and 106, the first to third radiators 211, 221 and 231 will be described below.
  • first and second metal members 105, 106 may be used in combination.
  • the first antenna 210 has at least one end of the first metal member 105.
  • a first radiator 211 including a first frequency band, a first feed part 212 for feeding the first radiator 211, and a first ground for grounding the first radiator 211.
  • a branch 213 is included.
  • the first to third antennas 210, 220, and 230 are spaced apart from the first and second metal members 105 and 106 and the printed circuit board 181, so that the first and third antennas 210, 220, and 230 are separated from the first and second metal members 105 and 106. Since slots are formed between the printed circuit boards 181, the first to third antennas 210, 220, and 230 form slot antennas.
  • FIG. 7A is a view for explaining the formation of the first antenna 210 and the variable unit 130 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7b is a schematic conceptual diagram of FIG.
  • the first antenna 210 includes a shifting unit 130.
  • the shifting unit 130 may include the rear case ( It is provided on the 102, is formed between the first feeder 212 and the first radiator 211 to vary the resonant frequency in the first frequency band. That is, the rear case 102 is abbreviate
  • the variable part 130 is a part that mediates the first feed part 212 and the first radiator 211, and may be used for tuning a resonance frequency.
  • the variation unit 130 will be described with reference to the first antenna 210, but is not necessarily limited thereto. The same may be applied to the second and third antennas 220 and 230.
  • the antenna feeding is not directly connected to the metal members 105 and 106, but is connected through the variation unit 130, thereby increasing the design freedom of the antenna.
  • a plurality of connection pins 260 were used to improve grounding performance.
  • the first feeder 212 has two feed terminals 212a and 212b, which feed the first radiator 211 through the change unit 130. That is, the first feeder 212 in one embodiment of the present invention is formed on the printed circuit board 181 and is electrically connected to one point of the variation unit 130. And a second feed terminal 212b having one end electrically connected to the fluctuation part 130 and the other end electrically connected to the first radiator 211.
  • the current supplied from the printed circuit board 181 is sequentially supplied to the first radiator 211 through the first feed terminal 212a, the variation unit 130, and the second feed terminal 212b.
  • 18A to 18D illustrate an embodiment of a pattern of the variation unit 130 according to an embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIGS. 18A to 18D.
  • the variation unit 130 may be composed of a single member or may be composed of a plurality of members.
  • 18A and 18C illustrate the configuration of a single member
  • FIGS. 18B and 18D illustrate the configuration of two members.
  • variable unit 130 when the variable unit 130 includes one conductive member 130, the variable unit 130 itself becomes a conductive member.
  • the first feed terminal 212a is electrically connected to one end of the conductive member
  • the second feed terminal 212b is electrically connected to the other end of the conductive member to feed the first radiator 211. .
  • This is to adjust the electrical length, and the conductive member at this time may be referred to as a delay feeding line.
  • a direct feed is applied at both ends of the conductive member, so that bandwidth, impedance matching, and resonance frequency tuning of the antenna can be performed.
  • variable unit 130 when the variable unit 130 includes two conductive members 131 and 132, a direct feed method and an indirect feed method may be simultaneously performed. That is, when the variable part 130 includes the first and second conductive members 131 and 132, the second conductive member 131 is spaced apart from the first conductive member 131 fed from the first feed terminal 212a. 132 is formed, and the second conductive member 132 is fed between the first and second conductive members 131 and 132 by a coupling feeding or indirect feeding method. Thereafter, the second conductive member 132 is in contact with the second feed terminal 212b so that the second feed terminal 212b directly feeds the first radiator 211.
  • Such a feeding method may be referred to as a gap coupled feeding, which is a kind of indirect feeding method.
  • a gap coupled feeding which is a kind of indirect feeding method.
  • variable unit 130 when the variable unit 130 is formed of one conductive member, the variable unit 130 is supplied by a direct feeding method. However, when the variable unit 130 is formed of two or more conductive members, at least two conductive members are indirectly spaced from each other. A power supply can be made by a power feeding method.
  • variable unit 130 when the variable unit 130 is composed of three or more conductive members, the two conductive members are formed in contact with the first and second feed terminals 212a and 212b, respectively, and the remaining conductive members are mutually in contact with each other.
  • the frequency bands can be varied by being spaced apart to allow indirect feeding to each other.
  • the first and second feed terminals 212a and 212b may be electrically connected to one middle point of the variable part 130 formed of a single conductive member.
  • the conductive member implements an open stub shape and is directly fed by a feeding line between the points where the first and second feed terminals 212a and 212b of the conductive member 130 are connected.
  • This section can be referred to as a feeding line.
  • a function for forming an additional resonance frequency or impedance matching is performed through a stub pattern derived from the feed line. That is, FIG. 18C is a form in which an open stub is added to FIG. 18A.
  • the variation unit 130 includes first and second conductive members 131 and 132, and one end of the first conductive member 131 is connected to the first feed terminal 212a. The other end is directly fed with the first radiator 211 by the second feed terminal 212b, and as shown in FIG. 18A, the first radiator 211 is driven by the first conductive member 131. To feed directly.
  • a second conductive member 132 is formed to be spaced apart from the first conductive member 131, and is indirectly fed to the second conductive member 132 by the first conductive member 131. Since the second conductive member 132 is indirectly fed in the form of an open stub, the second conductive member 132 may be referred to as a gap coupled open stub.
  • the first and second conductive members 131 and 132 are supplied by an indirect power feeding method to enable additional resonance frequency formation and impedance matching.
  • the metal member 105, 106 is grounded by a plurality of contact pins (260, contact pin), the plurality of connection pins 260 is a first feed portion (centered around the first ground portion 213) ( It is formed in a direction away from 212, spaced at intervals smaller than 1/4 times the wavelength ( ⁇ 1 ) corresponding to the first resonant frequency (f1) that is the center frequency of the first frequency band.
  • the plurality of connection pins 260 may be grounded to the printed circuit board 181 or the frame 104, and the connection pins 260 may use different connection pins 260 according to a grounding method.
  • connection pin 260 has a wavelength corresponding to the second and third resonant frequencies f2 and f3, which are center frequencies of the second and second frequency bands, respectively. should be spaced at intervals less than 1/4 of ⁇ 2 , ⁇ 3 ).
  • connection pins 260 are electrically connected between the printed circuit board 181 and the metal members 105 and 106 to first ground pins 261 to ground the metal members 105 and 106, and the frame 104 and the metal. And a second connecting pin 262 electrically connecting the members 105 and 106 to ground the metal members 105 and 106.
  • FIG. 3 is a view for explaining the arrangement of a plurality of connecting pins 260 according to an embodiment of the present invention.
  • the first and second metal members 105 and 106 are in contact with each other.
  • the configuration of connecting the second metal members 105 and 106 also includes a first feeding part 212 in addition to the plurality of connecting pins 260. Therefore, the first feeder 212 may also be included in the connection pin 260 in a broad sense.
  • the first feeder 212 serves to feed the metal member to implement the first antenna 210, and the plurality of connection pins 260 may be the first to third.
  • connection pin 261 illustrated in FIG. 9A may be a second feed terminal 212b.
  • the first antenna 210 implements an antenna of the GPS band, and the spacing between the connecting pins 260 is close to about 1/4 of the wavelength corresponding to the GPS operating frequency (157 MHz), so that the GPS band Parasitic resonances at nearby frequencies cause antenna efficiency to decrease.
  • FIGS. 10A to 10C illustrate grounding by the first connection pin according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 10A to 10C illustrate grounding by the first connection pin according to an embodiment of the present invention
  • 11A to 11C are schematic views for explaining grounding by a second connection pin according to an embodiment of the present invention.
  • the connecting pin 260 serves to connect the first and second metal members 105 and 106 to the printed circuit board 181 or the frame 104.
  • it may be divided into vertical connection pins 261 and 262 and straight connection pins 263 according to the structural shape connecting them.
  • the vertical connection pins 261 and 262 may be used as the second feed terminal 212b, and the straight connection pins 262 may be used as the first ground part 213.
  • one end 260a and the other end 260b of the connection pin 260 may be provided with a metal wire of a bent terminal.
  • the bent terminal can be elastically bent to a force within a range that acts opposite to the direction of projection. Therefore, when the first radiator 211 presses one end 260a of the connection pin 260 or the printed circuit board 181 presses the other end 260b of the connection pin 260, compression is possible by a predetermined range.
  • the other member can be connected stably.
  • the connecting pin 260 may include a mold part 265 to couple to the frame 104.
  • a depression or groove is formed in the frame 104 in a shape corresponding to the appearance of the mold part 265 so that the connecting pin 260 can be inserted therein.
  • the mold part 265 may be double-injected to the metal wire, or after the metal wire is inserted into the mold part 265, one end 260a and the other end 260b may be bent to form a final connection pin 260. It may be.
  • the first vertical connecting pin 261 of the vertical connecting pins 261 and 262 may have a molding portion 265 formed to be slightly higher, and may be used to connect two members through the frame 104, and the second vertical connecting pin may be used. 262 may be used to connect the two members directly vertically without passing through the frame 104 because there are not many moldings 265.
  • the first vertical connecting pin 261 may be the second feed terminal 212b
  • the second vertical connecting pin 262 may be the first ground part 213.
  • one end 262a of the second vertical connecting pin 262 is in contact with the first metal member 105, and the other end 262b is in contact with the printed circuit board 181. Is formed.
  • One side (top or bottom) of the printed circuit board 181 is provided with a frame 104, the second vertical connecting pin 262 is formed at the same height as the frame 104, the other end is the frame Directly contacting the printed circuit board 181 through the groove formed in the (104).
  • one end 262a of the second vertical connection pin 261 is in contact with the first metal member 105, and the other end 262b is bent approximately vertically from the one end 262a of the printed circuit board. In contact with one surface of the (181).
  • the second connecting pin 263 is formed horizontally, one end 263a is in contact with the first metal member 105, and the other end 263b is in contact with the frame 104, so that the first metal member ( 105) is grounded.
  • FIG. 10C illustrates that the first connection pins 261 and 262 are grounded on the upper surface of the printed circuit board 181. In the case of FIG. 10C, since the thickness of the mobile terminal can be increased by the thickness of the first vertical connection pin 261, this is not preferable.
  • FIG. 11A illustrates that the second connecting pin 263 is grounded to the frame 104.
  • a groove is formed in the frame 104 such that the second connecting pin 263 is inserted into the groove.
  • FIG. 11B illustrates the case where the rear case 102 is flat
  • FIG. 11C illustrates the case where the rear case 102 is curved.
  • the rear case 102 may be formed in a curved surface, which is advantageous in implementing a slimmer mobile terminal.
  • both ends 263a and 263b of the second connection pin 263 are connected to the first metal member 105 and the frame 104, respectively.
  • the spacing between the plurality of connection pins 260 is greater than 1/4 times the wavelength ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 corresponding to the first to third resonant frequencies f1, f2, and f3. Parasitic resonances may occur.
  • FIG. 7A is a view for explaining the feeding and grounding of the metal member and the printed circuit board 181 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a conceptual diagram of FIG. 7A.
  • a fastening part 107 coupled to the frame 104 is provided at an end of the first radiator 211, and an extension pattern part 217 is formed at the fastening part 107.
  • a first resonant frequency may be implemented using the first metal member 105, but a fastening part 107 formed at an end of the first metal member 105 to vary a first resonant frequency bandwidth and a resonant length.
  • An extension pattern portion 217 made of a metal material is formed on the substrate.
  • the extension pattern part 217 may be, for example, a flexible printed circuit board. As shown in FIG.
  • the first feeder 212 includes first and second feed terminals 212a and 212b, and a current flows from the printed circuit board 181 by the first feed terminal 212a.
  • the supplied current flows to the first metal member 105 through the variable unit 130 and the second feed terminal 212b.
  • the first radiator 211, the first feeder 212, the first ground part 213, and the connecting pin 260 are formed to form the first antenna 210. At the same time, parasitic resonances can be prevented.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for preventing an electric shock in a mobile terminal according to an embodiment of the present invention. Since the first and second metal members 105 and 106 are exposed to the outside, a minute current may flow. Accordingly, in order to prevent this, an electric shock prevention device 270 may be connected to the first feeder 212, the first grounding part 213, and the connection pin 260, and tuning may be performed to the electric shock prevention device 270. Matching portions 271 may be formed.
  • the matching unit 271 includes a lumped element such as an inductor or a capacitor.
  • an antenna may be formed at the top and bottom of the frame 104.
  • the antenna provided at the top of the frame 104 may be formed at the bottom of the fourth antenna 240 and the frame 104.
  • the antenna provided will be referred to as a fifth antenna 250 to be described.
  • the fourth and fifth antennas 240 and 250 may be provided in at least some regions of the top and bottom of the frame 104. That is, the fourth and fifth antennas 240 and 250 may be provided only at the top of the frame 104, only at the bottom of the frame 104, or both at the top and the bottom of the frame 104 as necessary.
  • FIG. 12 is a perspective view of a mobile terminal for explaining a fourth antenna according to an embodiment of the present invention
  • Figure 13 is an exploded perspective view of a mobile terminal for explaining a fourth antenna according to an embodiment of the present invention
  • 14A to 14C illustrate a process of forming a fourth antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the fourth antenna 240 includes a first pattern portion 241 formed on the top surface of the frame 104 and a second pattern portion 242 formed on the rear case 102.
  • the first and second pattern parts 241 and 242 are electrically connected to each other, and a fourth feed part 244 and a fourth ground part 245 are formed in any one of the first and second pattern parts 241 and 242.
  • the first and second pattern parts 241 and 242 are electrically connected by sea clips 242a, 242b, 242c and C-clip, and one of the sea clips 242a performs a power feeding function, and the other ( 242b performs a grounding function, and the other 242c simply performs an electrical connection function.
  • a fastening part 107 coupled to the frame 104 may be provided at an upper end of the first radiator 211, and the first pattern part 241 may be fastened to the fastening part 107.
  • the degree of freedom in designing the antenna may be increased by contacting two separate objects by implementing an antenna pattern on a part of the upper surface of the rear case 102 and the frame 104.
  • a pattern may be formed on the rear case 102 to improve the bandwidth and efficiency of the antenna.
  • the contact structure of the point to point (point to point) method in addition to the sea clip is not particularly limited.
  • the fifth antenna 250 is provided on the lower side of the frame 104 and is coplanar with the third pattern portion 251 formed on the bottom surface of the frame 104 and the rear case 102. And a fourth pattern portion 252 formed on the speaker module 118 disposed in the third and fourth pattern portions 251 and 252, and the third and fourth pattern portions 251 and 252 are electrically connected to each other. ), A fifth feed part 254 and a fifth ground part 255 are formed.
  • the third and fourth pattern parts 251 and 252 are electrically connected by C-clips, but are not specifically illustrated.
  • the lower end of the radiator 231 is provided with a fastening part 107 coupled to the frame 104, and the third pattern part 251 is fastened to the fastening part 107.
  • the fastening part 107 is configured for the same function as that of the first antenna 210.
  • first and second pattern parts 241 and 242 and the third and fourth pattern parts 251 and 252 may be connected in at least two places.
  • the first antenna 210 implements the frequency of the GPS / High Band region
  • the second antenna 220 implements the frequency of the BlueTooth / WiFi region
  • the fourth antenna 240 implements frequencies in the low band / middle band region. That is, the antenna of the low band (700-900 MHz) and the middle band (1700-2100 MHz) band is arranged on the upper surface of the frame 104 where the design of the antenna pattern is relatively free, and the GPS (1575 MHz) and the high band (2300-2700 MHz) are arranged. Since the antenna of the band is close to the GPS and the high band region, it is preferable to configure the GPS and the HB as one antenna for ease of design.
  • a GPS / HB antenna and a BT / WiFi antenna are designed for the first and second metal members 105 and 106 formed on both sides, respectively. Minimize the interference between the liver.
  • GPS / HB antennas were placed in the metal member region far from the end of the middle band pattern to reduce the frequency interference of the middle band, which is the frequency between GPS (1575MHz) and high band (2300 ⁇ 2700MHz).
  • the first metal member 105 implements the first antenna 210 implementing the GPS / High Band region. Formed on.
  • FIG. 17A is a graph showing antenna performance with or without parasitic resonance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 17B is a graph showing antenna efficiency in FIG. 17A.
  • the parasitic resonance is expressed in the form of a frequency overlapping the first to third resonance frequencies in the first to third antennas 210, 220, and 230, and the first and second metal members 105 and 106 by the plurality of connection pins 260. Can be removed by grounding it.
  • FIG. 19A is a graph showing antenna performance depending on the presence or absence of an open stub according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19B is a graph showing antenna efficiency in FIG. 19A. That is, FIG. 19A is a graph of antenna performance in the same state as in FIG. 18C. 19A and 19B, it can be seen that antenna performance is improved when an open stub is added to the variable unit 130. This is especially noticeable at 2620-2650 MHz.
  • FIG. 20 is a graph showing antenna performance when there is a gap coupled stub in FIG. 18D. As shown in FIG. 20, an additional resonance is formed in the 5 GHz band by a coupled pattern to form a dual resonance to improve performance in the 5 GHz band of WiFi. In addition, it is possible to control the frequency of the 5GHz band independently of the 2.4GHz band which is a resonance frequency band by the slot antenna.
  • FIG. 21A is a conceptual view illustrating a shift unit including an electric shock prevention device 270 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 21A is provided with a matching unit 271 in the electric shock prevention device 270 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21C is a graph showing antenna performance with or without a matching unit 271
  • FIG. 21D is a graph showing antenna efficiency with or without a matching unit 271.
  • the electric shock prevention device 270 may be a capacitor
  • the matching unit 271 may be formed of a combination of an inductor or a capacitor.
  • the present invention described above can be embodied as computer readable codes on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like. This also includes implementations in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer may include the controller 180 of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.
  • Embodiments of the present invention can be applied to a mobile terminal utilizing the metal member provided on the outer side of the antenna as a radiator.

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Abstract

본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 디스플레이부; 상기 디스플레이부를 지지하는 프레임; 상기 프레임의 일면에 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 일면에 형성되는 케이스; 상기 프레임의 양측으로 상기 프레임으로부터 이격 배치되고 외부에 노출되는 빔 형상의 제1 및 제2 금속부재; 및 상기 프레임에 인접하여 형성되며 제1 주파수 대역을 구현하는 제1 안테나를 포함하고, 상기 제1 안테나는, 상기 제1 금속부재 또는 제2 금속부재의 적어도 일 단부를 포함하는고 제1 제1 방사체; 상기 제1 방사체를 급전시키는 제1 급전부; 및 상기 제1 방사체를 접지시키는 제1 접지부를 포함하는 이동 단말기가 제공된다.

Description

이동 단말기
본 발명은 이동 단말기의 측면에 구비되는 금속부재를 안테나로 활용하는 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 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
한편, 현재 출시되고 있는 메탈을 외관으로 사용하는 metal phone의 경우 디자인이 고정된 금속부재를 주로 안테나로 활용하고 있어 안테나 설계 자유도가 낮아 안테나 성능 (대역폭, 방사 효율, 격리도, 인체에 대한 영향 등) 개선의 한계성을 가지고 있다.
이를 해소하기 위하여, 금속부재로 이동 단말기 전체를 감싸게 되면 안테나 설계를 위해 슬릿(slit)이 적용될 수 밖에 없어 외관 디자인이 훼손되는 단점이 있다. 또한, 측면 슬릿(Side slit)이 적용된 단말기의 경우 데쓰 그립(death grip) 현상이 발생될 수 있으며, 슬릿이 상단 및 하단에 있는 경우는 방사체 크기가 줄어들어 안테나 대역폭 및 효율 개선에 한계를 가지고 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 이동 단말기의 측면 외곽에 구비되는 금속부재를 안테나의 방사체로 활용하는 이동단말기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 디스플레이부; 상기 디스플레이부를 지지하는 프레임; 상기 프레임의 일면에 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 일면에 형성되는 케이스; 상기 프레임의 양측으로 상기 프레임으로부터 이격 배치되고 외부에 노출되는 빔 형상의 제1 및 제2 금속부재; 및 상기 프레임에 인접하여 형성되며 제1 주파수 대역을 구현하는 제1 안테나를 포함하고, 상기 제1 안테나는, 상기 제1 금속부재 또는 제2 금속부재의 적어도 일 단부를 포함하는 제1 방사체; 상기 제1 방사체를 급전시키는 제1 급전부; 및 상기 제1 방사체를 접지시키는 제1 접지부를 포함하는 이동 단말기가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 안테나는, 상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제1 급전부와 상기 제1 방사체 사이에 형성되어 제1 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 급전부는, 상기 인쇄회로기판상에 형성되어 상기 변동부의 일 지점에 전기적으로 연결되는 제1 급전단자; 및 일 단부는 상기 변동부에 전기적으로 연결되고 타 단부는 상기 제1 방사체와 전기적으로 연결되는 제2 급전단자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 변동부는 하나 이상의 도전멤버로 이루어지고, 상기 도전멤버가 2 이상인 경우에는 도전멤버들이 서로 이격되어 간접 급전 방식에 의해 급전될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 도전멤버는 직접 급전 또는 간접 급전되는 개방형 스터브(open stub)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 또는 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제1 접지부를 중심으로 제1 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수(f1)에 대응하는 파장(λ1)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연결핀은, 상기 제1 또는 제2 금속부재와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 제1 연결핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연결핀은, 상기 제1 또는 제2 금속부재와 상기 프레임을 전기적으로 연결하는 제2 연결핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 방사체의 단부에는 상기 프레임에 결합되는 체결부가 구비되고, 상기 체결부에는 연장 패턴부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 급전부, 제1 접지부 및 연결핀 중 적어도 하나에는 감전 방지 소자가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 연결핀은 상기 인쇄회로기판의 상면 또는 하면에 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 연결핀이 상기 인쇄회로기판의 하면에서 접촉되는 경우에는 상기 인쇄회로기판이 프레임보다 외부로 더 돌출되도록 상기 프레임의 일부가 절개될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 안테나는 제1 금속부재의 상단부에 형성되고, 상기 제2 금속부재의 상단부에는 상기 제1 안테나의 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 구현하는 제2 안테나가 구비되며, 상기 제2 안테나는, 상기 제2 금속부재의 상단부를 포함하고 제2 주파수 대역을 구현하는 제2 방사체; 상기 제2 방사체를 급전시키는 제2 급전부; 및 상기 제2 방사체를 접지시키는 제2 접지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제2 접지부를 중심으로 제2 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수(f2)에 대응하는 파장(λ2)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 금속부재의 하단부에는 제3 주파수 대역을 구현하는 제3 안테나가 구비되며, 상기 제3 안테나는, 상기 제2 금속부재의 하단부를 포함하고 제3 주파수 대역을 구현하는 제3 방사체; 상기 제3 방사체를 급전시키는 제3 급전부; 및 상기 제3 방사체를 접지시키는 제3 접지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제3 접지부를 중심으로 제3 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제3 주파수 대역의 중심 주파수(f3)에 대응하는 파장(λ3)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 프레임의 상측에 구비되는 제4 안테나를 더 포함하고, 상기 제4 안테나는, 상기 프레임의 상단면에 형성되는 제1 패턴부; 및 상기 케이스 상에 형성되는 제2 패턴부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 패턴부는 전기적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 패턴부에는 제4 급전부 및 제4 접지부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 프레임의 하측에 구비되는 제5 안테나를 더 포함하고, 상기 제5 안테나는, 상기 프레임의 하단면에 형성되는 제3 패턴부; 및 상기 케이스와 동일 평면에 배치되는 스피커 모듈 상에 형성되는 제4 패턴부를 포함하고, 상기 제3 및 제4 패턴부는 전기적으로 연결되며, 상기 제3 및 제4 패턴부에는 제5 급전부 및 제5 접지부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 안테나는, 상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제2 급전부와 상기 제2 방사체 사이에 형성되어 제2 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제3 안테나는, 상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제3 급전부와 상기 제3 방사체 사이에 형성되어 제3 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 측면에 구비되는 금속부재를 안테나의 방사체로 활용함으로써 이동 단말기에서의 안테나 설계 가이드 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 정형화된 구조 속에서 안테나 설계 자유도를 높일 수 있는 변동부를 제시함으로써 측면 외곽에 금속부재를 사용하는 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 프레임의 후면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임이 노출된 이동 단말기의 후면을 도시한 것이다.
도 4는 도 3에서 제1 및 제2 금속부재가 분리된 상태의 후면도이다.
도 5는 도 4의 C 부분에 제1 금속부재가 체결된 상태의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판이 노출되는 이동 단말기의 후면을 도시한 것이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 안테나와 변동부가 형성되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 도 7a의 개략적인 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 이동 단말기에서 감전을 방지하기 위한 개념도이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시예에서 연결핀의 일 실시 예를 도시한 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 연결핀에 의한 접지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결핀에 의한 접지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나를 설명하기 위한 이동 단말기의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나를 설명하기 위한 이동 단말기의 분해사시도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 4의 G영역을 확대한 사시도이다.
도 16은 도 4의 E영역에 슬라이드 결합 홀이 결합한 일 실시 예이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 공진의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 17b는 도 17a에서의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.
도 18a 내지 도 18d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변동부 패턴의 실시예를 도시한 것이다.
도 19a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변동부에 개방형 스터브의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 19b는 도 19a에서의 안테나 효율을 나타낸 그래프이다.
도 20은 도 18d에서의 갭 커플드 스터브가 있는 경우의 안테나 성능을 나타내는 그래프이다.
도 21a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감전 방지 소자를 구비한 변동부의 개념도이고, 도 21b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감전 방지 소자에 매칭부가 형성된 경우의 변동부의 개념도이고, 도 21c는 매칭부의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 21d는 매칭부의 유무에 따른 안테나 효율을 나타내는 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.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
*이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
*또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 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.
또한, 본 발명에서 상기 디스플레이부(151)는 일 방향으로 나란하게 2개의 영역(151-1,151-2)으로 분할된 구조로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 복수의 디스플레이 영역(151-1,151-2)은 각각 독립적으로 제어될 수 있으며, 필요한 경우 2개의 영역 중 어느 하나만을 선택적으로 활성화됨으로써 전력소모를 낮출 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이부(151)의 제1영역(151-1)은 일반 영상 정보를 출력하는 메인 스크린으로 이동 단말기(100) 전면(前面)의 대부분을 차지할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이부(151)의 제2영역(151-2)은 이동 단말기(100)의 상태 정보 등을 표시하는 보조 스크린으로 제1영역(151-1)에서 위쪽으로 나란히 배치될 수 있다.
상기 제1영역(151-1) 및 제2영역(151-2)은 활성화 상태와 비활성화 상태가 각각 독립적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 사용자가 사용하지 않는 상태에서 제1영역은 OFF상태로 제2영역은 ON상태로 두어, 이동 단말기(100)가 사용되지 않는 경우에도 단말의 상태나 기본 정보(예, 날짜, 시간 등)를 항상 확인할 수 있다.
또한, 도 1b에서는 비록 제2영역(151-2)이 제1영역(151-1)의 상단에 위치하도록 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제2영역(151-2)이 제1영역(151-1)의 하단에 위치하는 구조도 가능하고, 상단 및 하단 모두에 위치하는 구조도 가능하다. 또, 다른 예에서는, 제2영역(151-2)이 제1영역(151-1)의 일 측면 또는 양 측면에 위치하는 구조로 가능하다.
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전면에 구비되는 카메라 모듈(121a)는 한 쌍으로 형성되어 HDR(High Dynamic Range) 기능이 작동하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 상기 HDR 기능은 다양한 밝기를 갖도록 여러 장의 사진을 찍어 이들을 하나로 합치는 보정을 하여 보다 사실적인 사진을 촬영하도록 하는 카메라 촬영 기법이다. 예를 들면, 전면 카메라 모듈(121a)을 두 개로 함으로써 상이한 밝기의 사진들을 촬영하여 보정하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 이때, 전면 카메라 모듈(121a) 중 하나는 일반 화각을 촬영하기 위한 것일 수 있고, 다른 하나는 광각(wide view)을 촬영하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명과 관련된 프레임(104)이 노출된 이동 단말기(100)의 후면을 도시한 것이다.
상기 프레임(104)은 디스플레이부(151)의 배면을 지지할 수 있다. 프레임(104)은 이동 단말기(100)의 상단 및 하단에 위치할 안테나가 실장될 공간을 마련하면 족하고 특정 부품 명칭에 제한되지 않는다. 따라서 프레임(104)은 전술한 프론트 케이스(101, 도 1b 참조)가 될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기는 디스플레이부(151)와, 상기 디스플레이부(151)를 지지하는 프레임(104)과, 상기 프레임(104)의 배면에 형성되는 인쇄회로기판(181)과, 상기 인쇄회로기판(181)의 배면에 형성되는 리어 케이스(102)와, 상기 프레임(104)의 양측으로 상기 프레임(104)으로부터 이격 배치되고 외부에 노출되는 빔(beam) 형상의 제1 및 제2 금속부재(105,106)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)가 이동 단말기(100)의 측면 외관을 형성하여 미려한 외관 디자인을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 프레임이 노출되는 이동 단말기의 후면을 도시한 것이고, 도 4는 도 3에서 제1 및 제2 금속부재(105,106)가 분리된 상태의 후면도이다. 즉, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 금속부재(105,106)에 의한 안테나 형성 위치와 금속부재(105,106)가 프레임(104) 또는 인쇄회로기판(181)에 결합되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 15은 도 4의 G영역을 확대한 사시도이고, 도 16은 도 4의 E영역에 슬라이드 결합 홀(253)이 결합한 일 실시 예이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 및 제2 금속부재(105,106)와 프레임(104)의 안정적인 결합을 위해 슬라이드 결합 모듈이 사용될 수 있다. 이하에서는 편의상 제1 금속부재(105)를 위주로 설명하나, 이는 제2 금속부재(106)에도 동일하게 적용될 수 있다. 상기 제1 금속부재(105)의 내측면에는 슬라이드 결합 홀(253)이 구비될 수 있다. 슬라이드 결합 홀(253)은 넓은 폭의 홀을 갖는 제1 영역(2531)과 좁은 폭의 홀을 갖는 제2 영역(2532)으로 나눌 수 있다. 상기 슬라이드 결합 홀(253)을 형성하는 홀 형성 부재(2533)는 제1 금속부재(105)와 솔더링 방식으로 결합할 수 있다.
상기 프레임(104)의 측면에는 상기 제1 금속부재(105)의 슬라이드 결합 홀(253)에 대응되는 돌출 후크부(215)가 구비될 수 있다. 돌출 후크부(215)는 외측에 위치하는 이탈 방지부(2151) 및 내측에 위치하는 결합부(2152)를 가질 수 있다.
돌출 후크부(215)의 이탈 방지부(2151)의 폭과 슬라이드 결합 홀(253)의 제1 영역(2531)의 폭은 대응되고, 돌출 후크부(215)의 결합부(2152)의 폭은 슬라이드 결합 홀(253)의 제2 영역(2532)의 폭과 대응될 수 있다. 제1 금속부재(105)를 프레임(104) 내측면으로 통과시켜 슬라이드 하면 제1 금속부재(105)와 프레임(104)이 안정적으로 결합할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 체결부(107)에는 체결공(108)이 형성되어 인쇄회로기판(181)에 형성된 체결공(109)에 볼트와 같은 결합부재에 의해 체결된다. 상기 체결부(107) 및 체결공(108)은 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)의 상단 및 하단과 중간 지점에 형성될 수 있다. 상기 체결부(107)는 볼트와 같은 결합부재에 의해 체결되어 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)가 외관을 형성하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)를 이용하여 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)를 구현한다. 즉, 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)는 상기 프레임(104)에 인접하여 형성되며 상단 및 하단부를 방사체로 활용하여 서로 다른 주파수 대역을 구현하는 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 편의상, 이동 단말기의 후면에서 바라보았을 때, 좌측 상단에 구비되는 것을 제1 안테나(210), 우측 상단에 구비되는 것을 제2 안테나(220), 우측 하단에 구비되는 것을 제3 안테나(230)로 지칭하기로 한다. 상기 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)는 일예로 PIFA(planar inverted-F antenna) 안테나일 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 안테나(210)는 제1 금속부재(105)의 상단에 형성되는 것으로 예시하였고, 제2 안테나(220)는 제2 금속부재(106)의 상단에 형성되며, 제3 안테나(230)는 제2 금속부재(106)의 하단에 형성되는 것으로 예시하였다. 그러나, 상기 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)는 어느 위치에 형성되든지 구성요소는 방사체와 급전부 및 접지부를 각각 하나씩 포함하므로, 이하에서는 제1 안테나(210)을 위주로 설명하며, 특별히 저촉되지 않는 한, 제2 및 제3 안테나(220,230)는 제1 안테나(210)에서와 동일한 구성을 갖는다. 또한, 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)에서의 제1 내지 제3 방사체(211,221,231)는 제1 및 제2 금속부재(105,106)의 일부에 형성되는 것이므로, 이하에서는 제1 내지 제3 방사체(211,221,231)와 제1 및 제2 금속부재(105,106)가 혼용되어 사용되는 경우도 있다.
도 5는 도 4의 C 부분에 제1 금속부재(105)가 체결된 상태의 확대도인데 도 5를 참조하면, 상기 제1 안테나(210)는 상기 제1 금속부재(105)의 적어도 일 단부를 포함하고 제1 주파수 대역을 구현하는 제1 방사체(211)와, 상기 제1 방사체(211)를 급전시키는 제1 급전부(212)와, 상기 제1 방사체(211)를 접지시키는 제1 접지부(213)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)는 제1 및 제2 금속부재(105,106)와 인쇄회로기판(181)이 이격되어 있어, 제1 및 제2 금속부재(105,106)와 인쇄회로기판(181) 사이에 슬롯(slot)을 형성하므로 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)는 슬롯 안테나(slot antenna)를 형성한다.
또한, 도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 안테나(210)와 변동부(130)가 형성되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 도 7a의 개략적인 개념도이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 제1 안테나(210)는 변동부(130)를 포함하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 변동부(130)는 상기 리어 케이스(102) 상에 구비되고, 상기 제1 급전부(212)와 상기 제1 방사체(211) 사이에 형성되어 제1 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시킨다. 즉, 도 7a에서는 리어 케이스(102)가 생략되어 있다. 상기 변동부(130)는 상기 제1 급전부(212)와 제1 방사체(211)를 매개하는 부분으로, 공진 주파수를 튜닝(tuning)하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 이하에서는 제1 안테나(210)와 관련하여 변동부(130)를 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 및 제3 안테나(220,230)에서도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 안테나 급전을 금속부재(105,106)에 직접 연결되지 않고, 변동부(130)를 통하여 연결되므로 안테나의 설계 자유도를 높일 수 있다. 또한, 후술하듯이 접지 성능을 향상시키기 위하여 다수의 연결핀(260)을 사용하였다.
상기 제1 급전부(212)는 두 개의 급전단자(212a,212b)를 갖는데, 이는 상기 변동부(130)를 거쳐서 상기 제1 방사체(211)를 급전시킨다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서의 제1 급전부(212)는 상기 인쇄회로기판(181)상에 형성되어 상기 변동부(130)의 일 지점에 전기적으로 연결되는 제1 급전단자(212a)와, 일 단부는 상기 변동부(130)에 전기적으로 연결되고 타 단부는 상기 제1 방사체(211)와 전기적으로 연결되는 제2 급전단자(212b)를 포함한다.
이와 같이, 인쇄회로기판(181)으로부터 공급되는 전류는 제1 급전단자(212a), 변동부(130) 및 제2 급전단자(212b)를 순차적으로 거쳐 제1 방사체(211)로 공급되게 된다.
도 18a 내지 도 18d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변동부(130)의 패턴의 실시예를 도시한 것인데, 이하에서는 도 18a 내지 도 18d를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 변동부(130)는 단일 멤버로 구성될 수도 있고 다수의 멤버로 구성될 수도 있다. 도 18a 및 도 18c에서는 단일의 멤버로 구성되는 것을 예시한 것이고, 도 18b 및 도 18d는 두 개의 멤버에 의해 구성된 것을 예시한 것이다.
도 18a에서와 같이, 상기 변동부(130)가 하나의 도전멤버(130)로 이루어지는 경우에는 변동부(130) 자체가 도전멤버가 된다. 상기 제1 급전단자(212a)는 상기 도전멤버의 일 단부에 전기적으로 연결되고, 제2 급전단자(212b)는 상기 도전멤버의 타 단부에 전기적으로 연결되어 제1 방사체(211)를 급전시키게 된다. 이는 전기적인 길이를 조절하기 위한 것으로, 이때의 도전멤버를 딜레이 피딩 라인(delay feeding line)이라 명명할 수 있다. 이때는 상기 도전멤버의 양 단부에서 직접 급전(direct feed)되어 안테나의 대역폭, 임피던스 매칭 및 공진 주파수 튜닝이 가능하다.
또한, 도 18b에 도시된 바와 같이, 상기 변동부(130)가 두 개의 도전멤버(131,132)로 이루어지는 경우에는 직접 급전(direct feed) 방식과 간접 급전(indirect feed) 방식이 동시에 행해질 수 있다. 즉, 상기 변동부(130)가 제1 및 제2 도전멤버(131,132)로 구성되는 경우에는 상기 제1 급전단자(212a)로부터 급전되는 제1 도전멤버(131)와 이격되도록 제2 도전멤버(132)가 형성되며, 상기 제1 및 제2 도전멤버(131,132) 사이에는 커플링 급전(coupling feeding) 또는 간접 급전(indirect feeding) 방식에 의해 제2 도전멤버(132)가 급전된다. 이후, 상기 제2 도전멤버(132)는 제2 급전단자(212b)와 접촉됨으로써 제2 급전단자(212b)가 제1 방사체(211)를 직접 급전시키게 된다. 이와 같은 급전 방식을 갭 커플드 피딩(gap coupled feeding)으로 명명할 수 있으며, 이는 간접 급전 방식의 일종이다. 이와 같이, 직접 급전 및 간접 급전 방식을 혼용함으로써 안테나의 대역폭, 임피던스 매칭 및 공진 주파수 튜닝이 가능하다.
이와 같이, 변동부(130)가 하나의 도전멤버로 이루어진 경우에는 직접 급전 방식에 의해 급전되나, 상기 변동부(130)가 2 이상의 도전멤버로 이루어진 경우에는 적어도 두 개의 도전멤버가 서로 이격되어 간접 급전 방식에 의해 급전되도록 할 수 있다.
예를 들면, 상기 변동부(130)가 세 개 이상의 도전멤버들로 구성되는 경우, 두 개의 도전멤버는 각각 제1 및 제2 급전단자(212a,212b)와 접촉 형성되고, 나머지 도전멤버는 서로 이격 형성되어 서로 간접 급전이 이루어지도록 함으로써 주파수 대역을 가변시킬 수 있다.
또한, 도 18c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 급전단자(212a,212b)가 단일 도전멤버로 이루어지는 변동부(130)의 중간 일 지점에 각각 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이때, 상기 도전멤버는 개방 스터브(open stub) 형태를 구현하게 되어 도전멤버(130) 중 제1 및 제2 급전단자(212a,212b)가 연결되는 지점 사이의 구간(feeding line)에 의해서 직접 급전이 이루어지므로 이 구간을 급전 라인(feeding line)이라 명명할 수 있다. 이때, 나머지 영역에서는 상기 급전 라인으로부터 파생되어 나오는 스터브 패턴(stub pattern)을 통해 추가적인 공진 주파수를 형성하거나 임피던스 매칭을 위한 기능이 수행된다. 즉, 도 18c는 도 18a에 개방 스터브가 추가된 것과 같은 형태이다.
또한, 도 18d에 도시된 바와 같이, 상기 변동부(130)가 제1 및 제2 도전멤버(131,132)로 구성되고, 제1 도전멤버(131)의 일 단부는 제1 급전단자(212a)에 의해 직접 급전되고, 타 단부는 제2 급전단자(212b)에 의해 제1 방사체(211)와 직접 급전되어, 도 18a에서와 같이, 상기 제1 도전멤버(131)에 의해서 제1 방사체(211)를 직접 급전시킨다. 이와 동시에, 상기 제1 도전멤버(131)와 이격 형성되는 제2 도전멤버(132)가 형성되어 있으며, 상기 제1 도전멤버(131)에 의해 상기 제2 도전멤버(132)에도 간접 급전이 되며, 상기 제2 도전멤버(132)는 개방 스터브 형태로 간접 급전되므로, 상기 제2 도전멤버(132)를 갭 커플드 개방 스터브(gap coupled open stub)라고 명명할 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 도전멤버(131,132)는 간접 급전 방식에 의해 급전되어 추가적인 공진 주파수 형성 및 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
한편, 상기 금속부재(105,106)는 다수의 연결핀(260,contact pin)에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀(260)은 상기 제1 접지부(213)를 중심으로 제1 급전부(212)로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수인 제1 공진 주파수(f1)에 대응하는 파장(λ1)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격된다. 상기 다수의 연결핀(260)은 인쇄회로기판(181) 또는 프레임(104)에 접지되며, 상기 연결핀(260)은 접지 방식에 따라 서로 다른 연결핀(260)을 사용할 수 있다. 이는 제2 및 제3 안테나(220,230)에서도 마찬가지여서, 상기 연결핀(260)은 각각 제2 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수인 제2 및 제3 공진 주파수(f2,f3)에 대응하는 파장(λ2,λ3)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격되어야 한다.
상기 연결핀(260)은 상기 인쇄회로기판(181)과 금속부재(105,106)를 전기적으로 연결하여 상기 금속부재(105,106)를 접지시키는 제1 연결핀(261)과, 상기 프레임(104)과 금속부재(105,106)를 전기적으로 연결하여 상기 금속부재(105,106)를 접지시키는 제2 연결핀(262)을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 연결핀(260)의 배치를 설명하기 위한 도면인데, 도 3을 참조하면, 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)와 접촉하면서 제1 및 제2 금속부재(105,106)를 연결(급전 및 접지 포함)시키는 구성은 다수의 연결핀(260) 이외에 제1 급전부(212)도 포함된다. 따라서, 상기 제1 급전부(212)도 넓은 의미로는 상기 연결핀(260)에 포함될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 급전부(212)는 제1 안테나(210) 구현을 위해 금속부재를 급전시키는 기능을 하는 것이고, 다수의 연결핀(260)은 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)에서 기생 공진을 방지하기 위한 기능을 하므로, 이를 구별하되, 경우에 따라서는 제1 급전부(212)의 제2 급전단자(212b)를 연결핀(260)에 포함하여 설명하기로 한다. 일예로, 도 9a에 도시된 연결핀(261)은 제2 급전단자(212b)일 수 있다.
예를 들면, 제1 안테나(210)는 GPS 대역의 안테나를 구현하는데, 연결핀(260)들 사이의 간격이 GPS 동작 주파수(157MHz)에 대응하는 파장의 약 1/4에 근접하게 되어 GPS 대역 인근 주파수에 기생 공진 발생으로 안테나 효율 저하 원인이 된다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시예에서 연결핀(260)의 일 실시 예를 도시한 것이고, 도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 연결핀에 의한 접지를 설명하기 위한 개략도이고, 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결핀에 의한 접지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9a 내지 도 11c를 참조하면, 상기 연결핀(260)은 제1 및 제2 금속부재(105,106)와 인쇄회로기판(181) 또는 프레임(104)을 연결시켜주는 역할을 한다. 다만 연결시켜주는 구조적 형상에 따라 수직 연결핀(261,262), 일자 연결핀(263)으로 나눌 수 있다. 이때, 상기 수직 연결핀(261,262)은 제2 급전단자(212b)로 사용될 수 있고, 상기 일자 연결핀(262)은 제1 접지부(213)로 사용될 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 연결핀(260)의 일단(260a) 및 타단(260b)은 구부러진 단자의 메탈 와이어로 구비될 수 있다. 구부러진 단자는 돌출 방향 반대로 작용하는 일정 범위내의 힘에 탄성적으로 휘어질 수 있다. 따라서 제1 방사체(211)가 연결핀(260)의 일단(260a)을 누르거나 인쇄회로기판(181)이 연결핀(260)의 타단(260b)을 누르는 경우에 일정 범위만큼 압축이 가능하게 되어 다른 부재를 안정적으로 연결시킬 수 있다.
연결핀(260)은 프레임(104)에 결합하기 위해 몰드부(265)를 포함할 수 있다. 몰드부(265)의 외관과 대응하는 형상으로 프레임(104)에 함몰부(또는 홈)가 형성되어 연결핀(260)을 꽂을 수 있다. 몰드부(265)는 메탈 와이어에 이중 사출될 수도 있고, 또는 몰드부(265)에 메탈 와이어가 꽂아진 이후 일단(260a) 및 타단(260b)을 휘어서 최종적인 연결핀(260) 형상이 형성될 수도 있다.
상기 수직 연결핀(261,262) 중 제1 수직 연결핀(261)은 몰딩부(265)가 다소 높이 형성되어, 프레임(104)를 관통하여 두 개의 부재를 연결시키는데 사용될 수 있고, 제2 수직 연결핀(262)는 몰딩부(265)가 많지 않아 프레임(104)를 거치지 않고 직접 수직으로 두 개의 부재를 연결시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 수직 연결핀(261)은 제2 급전단자(212b)일 수 있고, 제2 수직 연결핀(262)는 제1 접지부(213)일 수 있다.
도 10b 내지 도 10c를 참조하면, 제2 수직 연결핀(262)의 일 단부(262a)는 제1 금속부재(105)에 접촉되고, 타 단부(262b)는 인쇄회로기판(181)과 접촉하도록 형성된다. 상기 인쇄회로기판(181)의 일면(상면 또는 하면)에는 프레임(104)이 구비되며, 상기 제2 수직 연결핀(262)은 상기 프레임(104)과 동일 높이에 형성되고, 타 단부는 상기 프레임(104)에 형성되는 홈을 통하여 상기 인쇄회로기판(181)에 직접 접촉하도록 되어 있다.
즉, 상기 제2 수직 연결핀(261)은 일 단부(262a)는 제1 금속부재(105)와 접촉되고, 타 단부(262b)는 상기 일 단부(262a)로부터 대략 수직으로 절곡되어 인쇄회로기판(181)의 일면에 접촉하게 된다. 그리고, 제2 연결핀(263)은 수평으로 형성되고, 일 단부(263a)는 제1 금속부재(105)와 접촉되고, 타 단부(263b)는 프레임(104)에 접촉되어 제1 금속부재(105)를 접지시키게 된다.
상기 제1 연결핀(261,262)의 타 단부(261b,262b)가 인쇄회로기판(181)의 하면에 접촉하기 위해서는 상기 인쇄회로기판(181)이 프레임(104)보다 더 돌출되어야 한다. 도 10c는 상기 제1 연결핀(261,262)이 인쇄회로기판(181)의 상면에 접지되는 것을 도시한 것이다. 도 10c의 경우에는 제1 수직 연결핀(261)의 두께만큼 이동 단말기의 두께가 증가할 수 있게 되므로, 이는 바람직하지는 않다.
또한, 도 11a는 제2 연결핀(263)이 프레임(104)에 접지되는 것을 도시한 도면으로, 상기 프레임(104)에는 홈이 형성되어 상기 홈에 상기 제2 연결핀(263)이 삽입되도록 되어 있다. 도 11b는 리어 케이스(102)가 평면인 경우를 도시한 것이고, 도 11c는 리어 케이스(102)가 곡면인 경우를 도시한 것이다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 제2 연결핀(263)을 사용하게 되면, 상기 리어 케이스(102)를 곡면으로 형성할 수 있어 보다 슬림한 이동 단말기를 구현하는데 유리하다. 이때, 상기 제2 연결핀(263)의 양 단부(263a,263b)가 각각 제1 금속부재(105) 및 프레임(104)에 연결된다.
만약, 상기 다수의 연결핀(260) 사이의 간격이 제1 내지 제3 공진 주파수(f1,f2,f3)에 대응하는 파장 (λ1,λ2,λ3)의 1/4배 보다 큰 경우에는 기생공진이 발생할 수 있다.
또한, 도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속부재와 인쇄회로기판(181)의 급전 및 접지를 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 도 7a의 개념도이다.
도 7a를 참조하면, 상기 제1 방사체(211)의 단부에는 상기 프레임(104)에 결합되는 체결부(107)가 구비되고, 상기 체결부(107)에는 연장 패턴부(217)가 형성된다. 상기 제1 금속부재(105)를 이용하여 제1 공진 주파수를 구현할 수 있으나, 제1 공진 주파수 대역폭 및 공진 길이를 가변시키기 위하여 상기 제1 금속부재(105)의 단부에 형성되는 체결부(107)에 금속 물질로 이루어진 연장 패턴부(217)를 형성한다. 상기 연장 패턴부(217)는 일예로 연성회로기판일 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 급전부(212)는 제1 및 제2 급전단자(212a,212b)로 이루어지는데, 제1 급전단자(212a)에 의해 인쇄회로기판(181)으로부터 전류가 공급되고, 공급된 전류는 변동부(130) 및 제2 급전단자(212b)를 거쳐 제1 금속부재(105)로 흐르게 된다. 도 7a 및 도 7b에서와 같이, 제1 방사체(211), 제1 급전부(212), 제1 접지부(213) 및 연결핀(260)이 형성되어 제1 안테나(210)를 형성함과 동시에 기생 공진을 방지할 수 있도록 하였다.
또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 이동 단말기에서 감전을 방지하기 위한 개념도인데, 상기 제1 및 제2 금속부재(105,106)가 외부에 노출되어 있으므로, 미세하게 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상기 제1 급전부(212), 제1 접지부(213) 및 연결핀(260)에는 감전 방지 소자(270)가 연결될 수 있으며, 상기 감전 방지 소자(270)에는 튜닝을 위한 매칭부(271,matching portion)가 형성될 수 있다. 상기 매칭부(271)는 인덕터(inductor) 또는 커패시터(capacitor)와 같은 집중정수소자(lumped element)를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 프레임(104)의 상단 및 하단에 안테나가 형성될 수 있는데, 프레임(104)의 상단에 구비되는 안테나를 제4 안테나(240), 프레임(104)의 하단에 구비되는 안테나를 제5 안테나(250)로 명명하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제4 및 제5 안테나(240,250)는 프레임(104)의 상단 및 하단 중 적어도 일부 영역에 구비될 수 있다. 즉, 제4 및 제5 안테나(240,250)는 필요에 따라 프레임(104)의 상단에만 구비되거나 하단에만 구비되거나 또는 상단 및 하단 모두에 구비될 수도 있다.
먼저, 상기 프레임(104)의 상측에 구비되는 제4 안테나(240)를 살펴보기로 한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나를 설명하기 위한 이동 단말기의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나를 설명하기 위한 이동 단말기의 분해사시도이고, 도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 안테나의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도 12 내지 도 14c를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 제4 안테나(240)를 설명한다. 상기 제4 안테나(240)는 상기 프레임(104)의 상단면에 형성되는 제1 패턴부(241)와, 상기 리어 케이스(102) 상에 형성되는 제2 패턴부(242)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 패턴부(241,242)는 전기적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 패턴부(241,242) 중 어느 하나에는 제4 급전부(244) 및 제4 접지부(245)가 형성된다.
상기 제1 및 제2 패턴부(241,242)는 씨클립(242a,242b,242c,C-clip)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 씨클립 중 하나(242a)는 급전 기능을 수행하고, 다른 하나(242b)는 접지 기능을 수행하며, 나머지 하나(242c)는 단순히 전기적인 연결 기능을 수행한다. 상기 제1 방사체(211)의 상단에는 상기 프레임(104)에 결합되는 체결부(107)가 구비되고, 상기 제1 패턴부(241)는 상기 체결부(107)에 체결될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 리어 케이스(102)와 프레임(104)의 상단면 일부 영역에 안테나 패턴을 구현하여 분리된 두 개체의 접촉시킴으로써 안테나의 설계 자유도가 높아질 수 있다. 즉, 금속물질이 외곽에 고정된 형태로 사용되는 경우에도 안테나의 대역폭 및 효율을 개선하기 위하여 리어 케이스(102) 상에 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 상기 씨클립 외에도 포인트 투 포인트(point to point) 방식의 접촉 구조이면 특별히 제한되지 않는다.
또한, 상기 제5 안테나(250)는 상기 프레임(104)의 하측에 구비되며, 상기 프레임(104)의 하단면에 형성되는 제3 패턴부(251)와, 상기 리어 케이스(102)와 동일 평면에 배치되는 스피커 모듈(118) 상에 형성되는 제4 패턴부(252)를 포함하고, 상기 제3 및 제4 패턴부(251,252)는 전기적으로 연결되며, 상기 제3 및 제4 패턴부(251,252) 중 어느 하나에는 제5 급전부(254) 및 제5 접지부(255)가 형성된다.
제5 안테나(250)에서도 제4 안테나(240)에서와 마찬가지로 상기 제3 및 제4 패턴부(251,252)는 씨클립(C-clip)에 의해 전기적으로 연결되고, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 제3 방사체(231)의 하단에는 상기 프레임(104)에 결합되는 체결부(107)가 구비되고, 상기 제3 패턴부(251)는 상기 체결부(107)에 체결된다. 상기 체결부(107)는 제1 안테나(210)에서와 동일한 기능을 위한 구성이다.
이때, 상기 제1 및 제2 패턴부(241,242)와 제3 및 제4 패턴부(251,252)는 적어도 2군데에서 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 안테나(210)는 GPS/High Band 영역의 주파수를 구현하고, 제2 안테나(220)는 BlueTooth/WiFi 영역의 주파수를 구현하며, 제4 안테나(240)는 Low Band/Middle Band 영역의 주파수를 구현한다. 즉, 안테나 패턴의 설계가 비교적 자유로운 프레임(104)의 상단면에는 로우 밴드(700-900MHz) 및 미들 밴드(1700-2100MHz) 대역의 안테나를 배치하고, GPS (1575MHz) 및 하이 밴드(2300~2700MHz) 대역의 안테나는 GPS 및 하이밴드 영역이 서로 근접하므로, 설계의 용이성을 위해 GPS와 HB를 하나의 안테나로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 하이 밴드(2300~2700MHz) 대역은 BT/WiFi 2.4GHz 대역과 중첩되므로 양 측면에 형성되는 제1 및 제2 금속부재(105,106)에 각각 GPS/HB 안테나와 BT/WiFi 안테나를 설계하여 안테나 간의 간섭을 최소화할 수 있도록 하였다. 뿐만 아니라, GPS (1575MHz) 와 High band (2300~2700MHz) 사이의 주파수인 Middle band의 주파수 간섭을 줄이기 위해 Middle Band pattern의 종단으로부터 멀리 떨어진 금속부재 영역에 GPS/HB 안테나를 배치하였다. 즉, 제4 안테나(240)의 좌측에서는 로우 밴드 대역을 구현하고, 우측에서는 미들 밴드 대역을 구현하는 경우, GPS/High Band 영역을 구현하는 제1 안테나(210)를 제1 금속부재(105)에 형성하였다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 성능 및 효율에 대하여 설명하기로 한다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 공진의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 17b는 도 17a에서의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다. 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 1550-1625MHz 에서 기생 공진이 발생하는 경우에는 안테나 효율이 낮으나 기생 공진을 제거한 경우에는 안테나 효율이 2dB 정도 향상된 것을 알 수 잇다. 이와 같은 기생 공진은 제1 내지 제3 안테나(210,220,230)에서 제1 내지 제3 공진 주파수와 중첩되는 주파수 형태로 발현되며, 다수의 연결핀(260)에 의해 제1 및 제2 금속부재(105,106)를 접지시킴으로써 제거될 수 잇다.
또한, 도 19a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변동부에 개방 스터브의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 19b는 도 19a에서의 안테나 효율을 나타낸 그래프이다. 즉, 도 19a는 도 18c에서와 같은 상태에서의 안테나 성능 그래프이다. 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 변동부(130)에 개방형 스터브를 추가하는 경우에 안테나 성능이 향상된 것을 알 수 있다. 이는 특히, 2620-2650MHz 에서 두드러진 것을 알 수 있다.
도 20은 도 18d에서의 갭 커플드 스터브가 있는 경우의 안테나 성능을 나타내는 그래프이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 커플드 패턴(coupled pattern)에 의해 5GHz 대역에서 추가 공진이 형성되어 듀얼 공진(dual resonance)가 형성되어 WiFi의 5GHz 대역에서의 성능을 개선할 수 있도록 하였다. 뿐만 아니라, 슬롯 안테나에 의한 공진 주파수 대역인 2.4GHz 대역과는 독립적으로 5GHz 대역의 주파수를 제어할 수 있게 되었다.
도 21a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감전 방지 소자(270)를 구비한 변동부의 개념도이고, 도 21a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감전 방지 소자(270)에 매칭부(271)를 구비한 경우의 변동부의 개념도이고, 도 21c는 매칭부(271)의 유무에 따른 안테나 성능을 나타내는 그래프이고, 도 21d는 매칭부(271)의 유무에 따른 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.
도 21c 및 도 21d에 도시된 바와 같이, 매칭부(271)가 있는 경우에 고주파 대역 주파수(high band frequency)에서의 임피던스 매칭을 통하여 안테나 효율이 향상된 것을 알 수 있다. 이때, 감전 방지 소자(270)는 캐패시터(capacitor)일 수 있으며, 상기 매칭부(271)는 인덕터 또는 캐패시터의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 21d에서와 같이, 특히 2620-2690MHz 구간에서 성능이 향상됨을 알 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 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.
본 발명의 실시예들은 측면 외곽에 구비되는 금속부재를 안테나의 방사체로 활용하는 이동 단말기에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부를 지지하는 프레임;
    상기 프레임의 일면에 형성되는 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 일면에 형성되는 케이스;
    상기 프레임의 양측으로 상기 프레임으로부터 이격 배치되고 외부에 노출되는 빔 형상의 제1 및 제2 금속부재; 및
    상기 프레임에 인접하여 형성되며 제1 주파수 대역을 구현하는 제1 안테나를 포함하고,
    상기 제1 안테나는,
    상기 제1 금속부재 또는 제2 금속부재의 적어도 일 단부를 포함하는 제1 방사체;
    상기 제1 방사체를 급전시키는 제1 급전부; 및
    상기 제1 방사체를 접지시키는 제1 접지부를 포함하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나는,
    상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제1 급전부와 상기 제1 방사체 사이에 형성되어 제1 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 급전부는,
    상기 인쇄회로기판상에 형성되어 상기 변동부의 일 지점에 전기적으로 연결되는 제1 급전단자; 및
    일 단부는 상기 변동부에 전기적으로 연결되고 타 단부는 상기 제1 방사체와 전기적으로 연결되는 제2 급전단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변동부는 하나 이상의 도전멤버로 이루어지고, 상기 도전멤버가 2 이상인 경우에는 도전멤버들이 서로 이격되어 간접 급전 방식에 의해 급전되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도전멤버는 직접 급전 또는 간접 급전되는 개방형 스터브(open stub)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제1 접지부를 중심으로 제1 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수(f1)에 대응하는 파장(λ1)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결핀은,
    상기 제1 또는 제2 금속부재와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 제1 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연결핀은,
    상기 제1 또는 제2 금속부재와 상기 프레임을 전기적으로 연결하는 제2 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사체의 단부에는 상기 프레임에 결합되는 체결부가 구비되고, 상기 체결부에는 연장 패턴부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 급전부, 제1 접지부 및 연결핀 중 적어도 하나에는 감전 방지 소자가 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연결핀은 상기 인쇄회로기판의 상면 또는 하면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 연결핀이 상기 인쇄회로기판의 하면에서 접촉되는 경우에는 상기 인쇄회로기판이 프레임보다 외부로 더 돌출되도록 상기 프레임의 일부가 절개되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 제1 금속부재의 상단부에 형성되고,
    상기 제2 금속부재의 상단부에는 상기 제1 안테나의 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 구현하는 제2 안테나가 구비되며,
    상기 제2 안테나는,
    상기 제2 금속부재의 상단부를 포함하고 제2 주파수 대역을 구현하는 제2 방사체;
    상기 제2 방사체를 급전시키는 제2 급전부; 및
    상기 제2 방사체를 접지시키는 제2 접지부를 포함하는 이동 단말기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제2 접지부를 중심으로 제2 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수(f2)에 대응하는 파장(λ2)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 금속부재의 하단부에는 제3 주파수 대역을 구현하는 제3 안테나가 구비되며,
    상기 제3 안테나는,
    상기 제2 금속부재의 하단부를 포함하고 제3 주파수 대역을 구현하는 제3 방사체;
    상기 제3 방사체를 급전시키는 제3 급전부; 및
    상기 제3 방사체를 접지시키는 제3 접지부를 포함하는 이동 단말기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 금속부재는 다수의 연결핀에 의해 접지 연결되며, 상기 다수의 연결핀은 상기 제3 접지부를 중심으로 제3 급전부로부터 멀어지는 방향으로 형성되며, 상기 제3 주파수 대역의 중심 주파수(f3)에 대응하는 파장(λ3)의 1/4배 보다 작은 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 상측에 구비되는 제4 안테나를 더 포함하고,
    상기 제4 안테나는,
    상기 프레임의 상단면에 형성되는 제1 패턴부; 및
    상기 케이스 상에 형성되는 제2 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 패턴부는 전기적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 패턴부에는 제4 급전부 및 제4 접지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 하측에 구비되는 제5 안테나를 더 포함하고,
    상기 제5 안테나는,
    상기 프레임의 하단면에 형성되는 제3 패턴부; 및
    상기 케이스와 동일 평면에 배치되는 스피커 모듈 상에 형성되는 제4 패턴부를 포함하고,
    상기 제3 및 제4 패턴부는 전기적으로 연결되며, 상기 제3 및 제4 패턴부에는 제5 급전부 및 제5 접지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제2 안테나는,
    상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제2 급전부와 상기 제2 방사체 사이에 형성되어 제2 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제3 안테나는,
    상기 케이스 상에 구비되고, 상기 제3 급전부와 상기 제3 방사체 사이에 형성되어 제3 주파수 대역에서의 공진 주파수를 가변시키는 변동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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