KR101859575B1

KR101859575B1 - 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기

Info

Publication number: KR101859575B1
Application number: KR1020120028769A
Authority: KR
Inventors: 조규식
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2018-05-18
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: KR20130107010A; EP2642588A3; JP2013198165A; EP2642588A2; US10847311B2; EP2642588B1; CN103326106A; US20130249663A1; CN103326106B; US20190019621A1

Abstract

본 발명은 윈도우의 블랙마크(Black Mark : BM) 영역의 일부에 실장될 수 있는 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것으로, 블랙마크 영역 하부의 일부 영역에 적층되며, 각 층마다 루프 형태의 도전성 안테나 패턴이 형성된 다수의 연성인쇄회로기판 층; 및 상기 다수의 도전성 안테나 패턴들이 연결되어 하나의 루프 안테나를 형성하도록 상기 루프 형태의 도전성 안테나 패턴들 중 인접한 도전성 안테나 패턴들을 전기적으로 상호 연결하는 다수의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기{ANTENNA DEVICE FOR NEAR FIELD WIRELESS COMMUNICATION AND ELECTRIC DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것으로, 특히 윈도우의 블랙마크(Black Mark : BM) 영역의 일부에 실장될 수 있는 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

근래, 휴대단말기를 이용하여 데이터 공유, 지불결재, 티켓팅(ticketing)을 행하는 경우가 많아지면서 근거리무선통신 안테나 장치를 실장하는 단말기가 증가하고 있다. 일반적으로, 상기 근거리무선통신 안테나 장치는 13.56MHz(ㅁ7kHz)의 저주파수를 이용하여 10~20cm의 근접거리통신을 수행하기 위해, 자기결합을 활용하는 방식의 LC 공진 루프안테나(loop antenna)를 가진다.

도 1은 종래의 근거리무선통신 안테나 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 종래의 근거리무선통신 안테나 장치(10)는 루프(Loop) 형태를 가지는 다수의 도전성 라인들이 단층으로 배치되어 형성되고 있다. 이와 같은 종래의 근거리무선통신 안테나 장치(10)는 충분한 기전력을 얻기 위하여 일반적으로 전체 면적이 1500㎟ 이상이고, 단축 길이(L)가 30mm 이상을 가지도록 형성된다. 즉, 종래의 근거리 무선 통신 안테나는 비교적 넓은 실장 공간을 필요로 한다. 또한, 종래의 근거리무선통신 안테나 장치(10)는 다수의 도전성 라인들이 단층으로 배치됨에 따라 안테나 패턴(Antenna Pattern)의 폭(S)을 줄이는 데에 한계가 있다. 여기서, 상기 안테나 패턴의 폭(S)은 도전성 라인의 폭(S1)들의 합과 도전성 라인이 형성되어 있지 않은 부분들의 폭(도전성 라인들 사이의 간격, S2)들의 합을 더한 값을 의미한다. 예를 들어, 1개의 도전성 라인의 폭이 0.8mm이고, 도전성 라인 사이의 간격이 0.4mm이며, 상기 다수의 안테나 라인에 의해 형성되는 루프의 수가 4회이면, 상기 안테나 패턴의 폭(S)은 4.8mm ((0.8mm + 0.4mm) x 4)가 된다.

하지만, 최근의 전자기기는 다양한 기능들을 제공함에 따라 매우 많은 전자부품들을 실장하고 있으며, 슬림(Slim)화되고 있다. 이로 인하여 종래의 전자기기는 근거리무선통신 안테나 장치(10)를 위한 실장 영역을 확보하는데 어려움이 있다. 상기 실장 공간 부족에 따라 상기 근거리무선통신 안테나를 단말기의 배터리(Battery) 또는 배터리 커버(Battery cover)에 실장하는 방안이 고안되었다. 하지만 이러한 방법은 상기 배터리 커버가 금속으로 이루어지는 경우 근거리무선통신 안테나 장치의 성능이 사용하기 힘들 정도로 낮아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 윈도우의 블랙마크(Black Mark : BM) 영역의 일부에 실장되어 별도의 실장 공간을 필요로 하지 않는 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치는 블랙마크 영역을 가지는 전자기기에 실장되는 근거리무선통신 안테나 장치에 있어서, 상기 블랙마크 영역 하부의 일부 영역에 적층되며, 각 층마다 루프 형태의 도전성 안테나 패턴이 형성된 다수의 연성인쇄회로기판 층; 및 상기 다수의 도전성 안테나 패턴들이 연결되어 하나의 루프 안테나를 형성하도록 상기 루프 형태의 도전성 안테나 패턴들 중 인접한 도전성 안테나 패턴들을 전기적으로 상호 연결하는 다수의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기는 상기 전자기기의 전면에 설치되며, 영상을 투과하는 투명 영역과 상기 투명 영역 주변에 형성되는 블랙마크 영역을 포함하는 윈도우; 및 다수의 연성인쇄회로기판이 적층되어 형성되고, 각 연성인쇄회로기판 층마다 루프 형태의 도전성 안테나 패턴을 포함하며, 상기 다수의 도전성 안테나 패턴들이 상호 연결되어 하나의 루프 안테나를 형성하는 근거리무선통신 안테나 장치를 포함하되, 상기 근거리무선통신장치는 상기 블랙마크 영역의 하단의 일부 영역에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기는 윈도우의 블랙마크 영역 일부에 근거리무선통신 안테나 장치를 실장하기 때문에, 근거리무선통신 안테나 장치를 위한 별도의 실장 공간을 마련할 필요가 없다. 또한, 본 발명은 윈도우의 블랙마크 영역에 다수개의 근거리무선통신 안테나를 실장함에 따라 근거리무선통신 기능을 사용하는데 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 근거리무선통신 안테나 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 구비한 전자기기를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 전자기기의 윈도우의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 구비한 전자기기를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 구비한 전자기기를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 전자기기의 윈도우의 배면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신 안테나 장치를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 전자 기기(200)는 직사각형 형태를 가지며, 전면에 윈도우(210)가 실장되는 바-타입(Bar-type)의 단말기가 될 수 있다. 이러한 전자 기기(200)는 이동통신 단말기, PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿(Tablet) PC(Personnel Computer), 이북(E-book) 단말기 등이 될 수 있다.

상기 윈도우(210)는 영상을 표시하는 표시 장치(미도시)를 보호하기 위한 구성 요소로, 글래스(Glass), 투명 아크릴 등과 같은 투명 재질로 형성될 수 있다. 상기 윈도우(210)는 표시 장치(미도시)의 상부 전면에 배치된다. 여기서, 상기 표시 장치(미도시)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등으로 형성될 수 있다. 상기 표시 장치(미도시)는 터치 입력을 감지하기 위한 터치 패널(미도시)을 포함하는 터치스크린(Touch-screen) 형태로 제공될 수도 있다.

한편, 상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(210)는 영상을 투과시키는 투명 영역(210a)과, 상기 투명 영역(210a)의 주변에 형성된 블랙 마크(Black Mark) 영역(210b)으로 구분될 수 있다. 상기 블랙 마크 영역(210b)은 전자 기기(200)의 내부가 사용자에게 보이는 것을 차단하며, 빛 샘을 방지하기 위한 영역으로서, 윈도우(210)의 배면에 검은색 테이프(미도시)가 부착되거나 검은색 도료(미도시)가 인쇄(Printing), 코팅(Coating) 또는 증착(Evaporation)됨으로써 형성될 수 있다. 상기 도 2 및 도 3에서는 색상을 표현하지 않았지만, 상기 블랙마크 영역(210b)은 일반적으로 검은색이다. 하지만, 전자기기의 색상에 따라 다른 색상(예컨대 흰색)을 가질 수도 있다.

상기 근거리무선통신 안테나 장치(100)는 근거리무선통신 기능을 지원하기 위한 안테나일 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 장치(100)는 NFC(Near Field Communication) 기능을 지원하기 위한 NFC 안테나일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 장치로 명명하기로 한다. 특히, 본 발명에 따른 상기 안테나 장치(100)는 전자기기(200)의 전면에 위치하는 윈도우(210)의 블랙 마크 영역(210b) 하단의 일부 영역에 실장될 수 있다. 이를 위하여, 상기 안테나 장치(100)는 다수의 연성인쇄회로기판((Flexible Printed Circuit Board : FPCB)을 적층하여 형성된다. 상기 각 FPCB 층에는 루프 형태를 가지는 하나의 도전성 라인이 포함될 수 있다. 이와 같이 다수의 FPCB 층을 이용하여 안테나 장치(100)를 구현함에 따라 본 발명은 안테나 패턴의 폭(W)을 현저하게 감소할 수 있다.

상기 안테나 패턴 폭 감소에 대하여, 상기 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 안테나 장치(100)의 각 도전성 라인(121, 122, 123, 124, 125)의 폭(W1)이 0.8mm이고, 도전성 라인들 사이의 폭(W2)이 0.2mm인 것으로 가정하면, 본 발명의 안테나 장치(100)의 안테나 패턴 폭(W)은 1mm (= 0.8mm + 0.2mm)가 될 수 있다. 이와 같이, 상기 도 1에서 설명한 종래 안테나 장치(10)의 안테나 패턴 폭 "4.8mm"에 비하여 본 발명의 안테나 장치(100)의 안테나 패턴 폭(W)이 현저하게 감소되었음을 알 수 있다. 이와 같이 안테나 패턴 폭이 현저하게 감소됨에 따라 본 발명은 안테나 장치(100)를 윈도우(210)의 블랙 마크 영역(210b)에 실장할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 별도의 안테나 장치 실장 공간을 필요로 하지 않는다.

상기 도 4를 참조하여 안테나 장치(100)의 구조를 좀 더 상세히 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 다수의 FPCB층 예컨대 5개의 FPCB 층(111, 112, 113, 114, 115)들이 적층되어 형성되어 있다. 상기 다수의 FPCB 층은 직사각형 형태를 가지며, 단축의 길이가 상기 블랙마크 영역의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 각 FPCB 층은 하나의 루프를 형성하는 도전성 라인을 포함한다. 이때, 상기 루프는 개방형 루프이다. 예를 들어, 제1FPCB 층(111)은 제1도전성 라인(121)을 포함하고, 제2FPCB 층(112)은 제2도전성 라인(122)을 포함하고, 제3FPCB 층(113)은 제3도전성 라인(123)을 포함하고, 제4FPCB 층(114)은 제4도전성 라인(124)을 포함하며, 제5FPCB 층(115)은 제5도전성 라인(125)을 포함할 수 있다.

상기 제1도전성 라인(121) 내지 제5도전성 라인(125)은 상호 연결되어 하나의 루프 안테나로 동작할 수 있다. 즉, 상기 제1도전성 라인(121) 내지 제5도전성 라인(125)은 상기 하나의 루프 안테나를 형성하기 위한 안테나 패턴이 될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1도전성 라인(121)의 일측 끝 및 제2도전성 라인(122)의 일측 끝은 제1관통홀(131)을 통해 연결되고, 상기 제2도전성 라인(122)의 타측 끝 및 제3도전성 라인(123)의 일측 끝은 제2관통홀(132)을 통해 연결되고, 상기 제3도전성 라인(123)의 타측 끝 및 제4도전성 라인(124)의 일측 끝은 제3관통홀(133)을 통해 연결되며, 상기 제4도전성 라인(124)의 타측 끝 및 제5도전성 라인(125)의 일측 끝은 제4관통홀(134)을 통해 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제5도전성 라인(125)의 타측 끝은 제1연결부(141)와 연결된다. 상기 제1도전성 라인(135)의 타측 끝은 제5관통홀(135)을 통해 제2연결부(142)와 연결된다. 상기 제1연결부(141) 및 제2연결부(142)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 실장되는 통신 모듈(예컨대 근거리무선통신 모듈)과 연결된다. 이때, 상기 제1연결부(141) 및 제2연결부(142) 중 어느 하나는 루프 안테나의 급전부 기능을 수행하고, 다른 하나는 접지부 기능을 수행할 수 있다. 한편, 상기 제1관통홀(131) 내지 제5관통홀(135)은 내측면에 도전성 물질이 채워질 수 있다. 상기 도전성 물질로 인하여 상기 각 FPCB 층의 도전성 라인들이 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 도전성 라인들(121 내지 125)의 일 측이 도전성 물질로 채워진 관통홀을 통해 연결되는 것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 도전성 라인들은 솔더링(Soldering) 등과 같은 다양한 방법에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 도 4에서는 각 FPCB 층(111, 112, 113, 114, 115)에 형성된 도전성 라인(121, 122, 123, 124, 125)들은 위에서 보았을 때 서로 겹치도록 배치되어 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 이러한 도전성 라인들의 다양한 배치에 대한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

이상에서 상술한 본 발명의 안테나 장치(100)는 다층 FPCB를 이용하여 윈도우(210)의 블랙 마크 영역(210b) 하단의 일부 영역에 형성됨으로써, 전자기기(200)는 안테나 장치(100)를 실장하기 위한 별도의 실장 영역을 마련할 필요가 없다. 또한, 상기 안테나 장치(100)는 다수의 도전성 라인(121, 122, 123, 124, 125)을 적층하여 형성되기 때문에, 단층으로 다수의 루프를 형성하는 종래의 안테나 장치에 비하여 안테나 패턴 폭을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 안테나 장치(100)가 다층 FPCB를 이용하여 형성됨에 따라 전자기기(200)의 전방부분에 위치한 윈도우(210)의 블랙 마크 영역(210b)에 실장할 수 있다. 이로 인하여, 상기 안테나 장치(100)는 전자 기기(200)의 전방으로 무선 신호를 방사하거나, 수신할 수 있다. 따라서, 상기 전자 기기(200)의 후면에 위치하는 배터리 커버(미도시)가 금속으로 이루어진 경우에도 본 발명은 안테나 장치(100)의 성능 저하를 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 장치(100)는 루프 안테나를 구성하는 도전성 라인들이 다양한 형태로 적층될 수 있다. 이하에서는 안테나 장치(100)의 식별 번호의 마지막 숫자를 변경하여 각 실시 예에 따른 안테나 장치를 구분하여 설명하기로 한다.

상기 도 5의 (a)에 도시된 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)는 각 FPCB 층에 위치하는 도전성 라인들이 동일한 형태(크기 및 모양)를 가지는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)는 위에서 보았을 때 각 도전성 라인들이 겹쳐져 하나인 것처럼 보여진다. 상기 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)의 안테나 패턴 폭은 상기 도 3에서 설명한 바와 같이 1 mm이다.

상기 도 5의 (b)에 도시된 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)는 상기 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)와 달리, 서로 다른 크기를 가지는 적어도 2개의 도전성 라인들이 교대로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1도전성 라인(1) 및 제3도전성 라인(3)은 제1형태를 가지고, 제2도전성 라인(2) 및 제4도전성 라인(4)은 제2형태를 가질 수 있다. 이때, 제1도전성 라인(1) 및 제3도전성 라인(3)은 제2도전성 라인(2) 및 제4도전성 라인(4) 보다 큰 크기를 가질 수 있다. 또는, 반대로 제1도전성 라인(1) 및 제3도전성 라인(3)은 제2도전성 라인(2) 및 제4도전성 라인(4)보다 작은 크기를 가질 수도 있다. 이러한 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)는 상기 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)와 비교하여, 인접한 층에 형성된 도전성 라인들 사이의 간섭이 적어져 안테나 장치(102)의 성능이 상대적으로 향상될 수 있다.

또한, 도 5의 (b)에 도시된 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)는 상기 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)와 유사하게 다수의 도전성 라인들이 다수의 FPCB 층에 각각 형성되어 적층되기 때문에, 종래의 안테나 장치에 비하여 안테나 패턴 폭을 줄일 수 있다.

한편, 상기 제1도전성 라인(1)과 제2도전성 라인(2)은 위에서 보았을 때 일부 영역이 겹치도록 형성되거나, 겹치지 않고 소정의 이격 거리를 가지도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1도전성 라인(1) 및 제2도전성 라인(2)의 폭이 0.8mm이고, 상기 제1도전성 라인(1) 및 제2도전성 라인(2) 사이의 이격 거리가 0.2mm 것으로 가정하면, 상기 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)의 안테나 패턴 폭은 "2mm (= (0.8mm + 0.2mm) x 2)"가 될 수 있다. 즉, 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)는 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)에 비하여 상대적으로 안테나 패턴 폭이 증가하지만, 상기 도 1에서 설명한 종래 안테나 장치(10)의 안테나 패턴 폭 "4.8mm"에 비하여 감소되었음을 알 수 있다. 상기 제2실시 예에 따른 안테나 장치(102)의 안테나 패턴 폭은 제1도전성 라인(1)과 제2도전성 라인(2)의 일부가 겹치도록 하는 경우 더욱 감소할 수 있다.

한편, 상기 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 안테나 장치(101, 102)와 달리 상기 도 5의 (c) 내지 (i)에 도시된 안테나 장치들(103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)은 루프 안테나를 형성하는 도전성 라인들과 전기적으로 분리되어 있는 도전성 라인(이하 더미 패턴)을 포함하는 FPCB 층을 더 포함할 수 있다. 이로 인하여, 상기 도 5의 (c) 내지 (i)에 도시된 안테나 장치들(103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)의 성능을 향상 시킬 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 일반적으로 루프 안테나는 루프 횟수가 많을수록 더 좋은 안테나 성능을 확보할 수 있다. 그러나, 상기 루프 안테나의 길이는 이용하고자하는 주파수 대역의 공진 주파수(예컨대 NFC 안테나의 경우 13.56 MHz)에 대응하여 특정 값으로 고정되기 때문에, 상기 도전성 라인의 길이를 임의로 중가시킬 수 없다. 하지만, 상기 루프 안테나를 형성하는 도전성 라인들과 전기적으로 연결되지 않는 더미 패턴을 추가하는 경우 공진 주파수가 변경되지 않고, 상기 루프 안테나를 형성하는 도전성 라인에 흐르는 전류에 의해 상기 더미 패턴에 유도 전류가 발생하고, 상기 더미 패턴에 발생된 유도 전류로 인하여 자기장이 강화된다. 따라서, 상기 도 5의 (a) 내지 (i)에 도시된 안테나 장치(103 내지 109)는 도전성 라인의 길이를 더 길게 하지 않아도 충분한 안테나 성능을 확보할 수 있다.

먼저, 상기 도 5의 (c)에 도시된 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치(103)는 도전성 라인들(11, 12) 사이에 더미 패턴(13)이 추가될 수 있다. 즉, 도전성 라인들(11, 12)을 각각 포함하는 FPCB 층들 사이에 상기 더미 패턴(13)을 포함하는 FPCB 층이 배치될 수 있다. 상기 더미 패턴(13)을 제외하면, 상기 제3실시 예에 따른 안테나 장치(103)는 상술한 제1실시 예에 따른 안테나 장치(101)와 유사하다. 따라서, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 도 5의 (d)에 도시된 본 발명의 제4실시 예에 따른 안테나 장치(104)는 더미 패턴(23)을 포함하는 FPCB 층을 최하단에 배치하고, 상기 도전성 라인들(21, 22)을 포함하는 FPCB 층들을 상기 더미 패턴(23)을 포함하는 FPCB 층 위에 적층하는 것을 특징으로 한다. 이와 반대로, 상기 도 5의 (e)에 도시된 본 발명의 제5실시 예에 따른 안테나 장치(105)는 더미 패턴(33)을 포함하는 FPCB 층이 최상단에 위치한다. 즉, 상기 제5실시 예에 따른 안테나 장치(105)는 루프 안테나를 형성하는 도전성 라인들(31, 32)을 포함하는 FPCB층을 적층하고, 상기 더미 패턴(33)을 포함하는 FPCB층을 적층하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 도 5의 (f) 내지 도 5의 (i)에 도시된 본 발명의 안테나 장치(106, 107, 108, 109)는 상기 제3실시 예 내지 제5실시 예에 따른 안테나 장치(103, 104, 105)와 달리 복수의 더미 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 도 5의 (f)에 도시된 본 발명의 제6실시 예에 따른 안테나 장치(106)는 더미 패턴들(42, 44)과 루프 안테나를 이루는 도전성 라인들(41, 43)을 교대로 배치할 수 있다. 이때, 상기 더미 패턴(42, 44)들은 루프 안테나를 이루는 도전성 라인들(41, 43) 상단에 각각 위치한다. 이와 달리, 상기 도 5의 (g)에 도시된 본 발명의 제7실시 예에 따른 안테나 장치(107)는 상기 더미 패턴(52, 54)들이 루프 안테나를 이루는 도전성 라인들(51, 53) 하단에 각각 위치한다.

한편, 상기 도 5의 (h)에 도시된 본 발명의 제8실시 예에 따른 안테나 장치(108)는 더미 패턴(62, 64)들이 루프 안테나를 이루는 도전성 라인들(61, 63)을 감싸도록 위치한다. 즉, 본 발명의 제8실시 예에 따른 안테나 장치(108)는 상기 더미 패턴들(62, 64)을 포함하는 FPCB 층이 최상단 및 최하단에 배치될 수 있다.

상기 도 5의 (i)에 도시된 본 발명의 제9실시 예에 따른 안테나 장치(109)는 제3실시 예와 제8실시 예를 조합한 형태로, 더미 패턴들(72, 76)이 루프 안테나를 이루는 도전성 라인들(71, 73)을 감싸도록 최상단 및 최하단에 배치되고, 상기 도전성 라인들(71, 72) 사이에 더미 패턴(74)이 더 추가될 수 있다.

상기 제6 실시 예 내지 제9실시 예에 따른 안테나 장치들(106, 107, 108, 109)은 복수개의 더미 패턴을 포함하고 있으므로, 하나의 더미 패턴을 포함하는 제3실시 예 내지 제5실시 예에 따른 안테나 장치(103, 104, 105)들에 비하여 더욱 강한 자기장을 형성할 수 있어 더 좋은 안테나 성능을 확보할 수 있다. 한편, 상기 도 5에서 설명한 다양한 형태의 안테나 장치들은 일예일 뿐, 본 발명을 한정하지는 않는다. 즉, 본 발명에 따른 안테나 장치(100)는 상기 도 5에 도시된 다양한 형태를 조합하여 형성될 수도 있음은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명할 것이다. 또한, 상기 도 5의 (c) 내지 도 5의 (i)에서는 도전성 라인들 및 더미 패턴들이 동일한 형태를 가지는 것으로 도시하였지만, 상기 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 다른 형태를 가질 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 예에 따른 안테나 장치는 서로 다른 크기를 가지는 도전성 라인들을 교대로 배치하며, 서로 다른 크기를 가지는 더미 패턴들을 교대로 배치할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치를 구비한 전자기기를 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기기(300)는 상기 도 2 및 도 3에서 상술한 전자 기기(200)와 유사하다. 다만, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기기(300)는 복수의 안테나 장치(110, 120)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 안테나 장치(110, 120)는 이전에 설명한 안테나 장치(100)와 동일한 구성이다. 즉, 상기 도 5에서 설명한 제1실시 예 내지 제9실시 예에 따른 안테나 장치(101 내지 109) 중 어느 하나 또는 변형된 형태의 안테나 장치일 수 있다. 이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기기(300)는 윈도우(310)의 블랙마크 영역(310b)에 복수의 안테나 장치(110, 120)를 포함한다. 이는 상기 전자기기(300)가 복수의 근거리무선통신 모듈(미도시)을 포함하는 경우에 적용될 수 있다.

또한, 비교적 큰 화면 크기(예컨대 7인치 이상)를 가지는 전자기기(예컨대 태블릿 PC)에 적용될 수 있다. 이는 비교적 큰 화면을 가지는 전자기기의 블랙마크 영역의 일측에 하나의 안테나 장치를 실장하는 경우 발생하는 사용의 편의성 저하를 방지하기 위함이다. 상세하게는, 근거리 무선 통신을 위하여 상기 안테나 장치는 해당 수신 장치에 정확히 위치되야 한다. 하지만, 상기 전자기기가 수신 장치보다 큰 크기를 가짐에 따라 상기 안테나 장치의 실장 위치를 정확히 알지 못하는 경우 전자기기(300)에 실장된 안테나 장치가 상기 수신 장치와 근접하지 않아 통신 채널을 형성하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 근거리 무선통신 기능을 사용하는데 있어 사용자의 불편함을 초래할 수 있다. 이와 같이 사용의 편의성이 떨어지는 문제를 방지하기 위하여, 비교적 큰 크기를 가지는 전자기기의 경우 윈도우(310)의 블랙마크 영역(310b)에 다수의 안테나 장치를 실장하여 사용자가 안테나 장치의 실장 위치를 인지하지 못하더라도 근거리 무선 통신 기능을 용이하게 사용할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기 도 6에서는 전자기기(300)의 좌측 및 하단에 안테나 장치가 실장된 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 다수의 안테나 장치들은 전자기기(300)의 상하좌우측의 블랙마크 영역(310b) 중 어느 한 곳 이상에 실장될 수 있다. 상기 다수의 안테나 장치들은 서로 다른 측면에 실장되는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리무선통신 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 대하여 본 명세서 및 도면을 통해 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위해 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명이 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다양한 실시 예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100, 110, 120 : 안테나 장치 200, 300 : 전자기기
210, 310 : 윈도우 210a : 투명 영역
210b, 310b : 블랙마크 영역
111, 112, 113, 114, 115 : 연성인쇄회로기판 층
121, 122, 123, 124, 125 : 도전성 라인(안테나 패턴)
131, 132, 133, 134, 135 : 관통홀

Claims

불투명 영역을 가지는 전자기기에 실장되는 근거리무선통신 안테나 장치에 있어서,
상기 불투명 영역 하부의 일부 영역에 적층되며, 각 층마다 루프 형태의 도전성 안테나 패턴이 형성된 다수의 연성인쇄회로기판 층; 및
상기 다수의 도전성 안테나 패턴들이 연결되어 하나의 루프 안테나를 형성하도록 상기 루프 형태의 도전성 안테나 패턴들 중 인접한 도전성 안테나 패턴들을 전기적으로 상호 연결하는 다수의 관통홀을 포함하고,
상기 다수의 도전성 안테나 패턴들 중 제 1 도전성 안테나 패턴의 제 1 단부는 상기 다수의 관통홀 중 하나를 통하여 제 1 연결부에 연결되고,
상기 제 1 연결부는 제 2 도전성 안테나 패턴을 포함하는 연성 인쇄 회로 기판 층에 포함되고,
상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 도전성 안테나 패턴의 제 2 단부에 연결되는 제 2 연결부는 통신 모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 연성인쇄회로기판 층은
동일한 크기와 모양을 가지는 도전성 안테나 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 연성인쇄회로기판 층은
서로 다른 크기를 가지는 적어도 2개의 도전성 안테나 패턴들이 각층 마다 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제1항에 있어서,
유도 전류에 의한 자기장 강화를 통해 상기 안테나 장치의 성능을 향상시키기 위한 더미 패턴을 포함하는 적어도 하나 이상의 연성인쇄회로기판 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제4항에 있어서,
상기 더미 패턴을 포함하는 연성인쇄회로기판 층은
상기 도전성 안테나 패턴이 형성된 다수의 연성인쇄회로기판 층의 최상부, 최하부 및 상기 각 연성인쇄회로기판 층 사이 중 적어도 한 곳에 배치되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 더미 패턴을 포함하는 연성인쇄회로기판 층은 복수 개인 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 연성인쇄회로기판 층은
직사각형 형태를 가지며, 단축의 길이가 상기 불투명 영역의 폭보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치.
근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기에 있어서,
상기 전자기기의 전면에 설치되며, 영상을 투과하는 투명 영역과 상기 투명 영역 주변에 형성되는 불투명 영역을 포함하는 윈도우; 및
다수의 연성인쇄회로기판이 적층되어 형성되고, 각 연성인쇄회로기판 층마다 루프 형태의 도전성 안테나 패턴을 포함하며, 상기 다수의 도전성 안테나 패턴들이 상호 연결되어 하나의 루프 안테나를 형성하는 근거리무선통신 안테나 장치를 포함하되,
상기 근거리무선통신 안테나 장치는 상기 불투명 영역의 하단의 일부 영역에 설치되고,
상기 다수의 도전성 안테나 패턴들 중 제 1 도전성 안테나 패턴의 제 1 단부는 다수의 관통홀 중 하나를 통하여 제 1 연결부에 연결되고,
상기 제 1 연결부는 제 2 도전성 안테나 패턴을 포함하는 연성 인쇄 회로 기판에 포함되고,
상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 도전성 안테나 패턴의 제 2 단부에 연결되는 제 2 연결부는 통신 모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기.
제8항에 있어서,
상기 불투명 영역의 하단에 실장되는 근거리무선통신 안테나 장치는 복수 개인 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기.
제9항에 있어서,
상기 복수 개의 근거리무선통신 안테나 장치는
상기 윈도우의 상하좌우 측면에 형성되는 불투명 영역 중 적어도 두 측면에 분리되어 실장되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기.
제8항에 있어서,
상기 근거리무선통신 안테나 장치는
직사각형 형태를 가지며, 단축의 길이가 상기 불투명 영역의 폭보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 근거리무선통신 안테나 장치를 구비하는 전자기기.