KR100918152B1 - 손목에 착용 가능한 소형 전자 물체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밴드(wristband)로 손목에 착용할 수 있는 시계(18)와 같은 휴대할 수 있는 물체에 관계되고, 이 휴대 가능한 물체가 유도충전기로 재충전될 수 있는 적어도 하나의 재충전 가능한 충전지에 의해 전력을 공급받으며, 유도충전기는 제 1 권선(56)과 제 2 권선(2)을 포함하고, 상기 휴대 가능한 물체는 제 2 권선(2)이 밴드의 스트랜드(strand)(16,26)에 수용되는 것을 특징으로 한다.

Description

손목에 착용 가능한 소형 전자 물체{ELECTRONIC OBJECT OF SMALL DIMENSIONS CAPABLE OF BEING WORN ON THE WRIST}

본 발명의 다른 특징들과 이점들은 본 발명에 따라 휴대 가능한 물체의 실시예의 다음의 상세 묘사로부터 보다 분명히 명백해질 것이며, 부가된 도면들을 참조해 단순히 비제한적인 실례의 목적으로 예시가 주어질 것이다.:

도 1은 제 2 권선이 배열되는 절연기판의 전체 평면도;

도 2는 제 2 권선이 있는 절연기판 주위에 전성형된(overmoulded) 밴드 스트랜드의 세로방향 횡단면도;

도 3은 제 2 권선이 삽입되는 내부 공동의 시스형(sheath-shaped) 밴드 스트랜드의 세로방향 횡단면도;

도 4는 도 3에서 원으로 둘러싸인 영역의 확대도;

도 5는 라디오방송 정보를 수신하기 위한 제 2 권선과 안테나가 증착되는 절연기판의 단면도;

도 6은 전기 충전기의 개략적 사시도.

*부호설명*

1 : 절연기판 2,4,6,8,46,56 : 권선

10 : 접촉패드 12,14,30,48,50 : 단부

16,26 : 스트랜드 18 : 시계

20 : 시계 케이스 24 : 인쇄회로기판

28 : 밴드 32 : 공동

34 : 바 36 : 개스킷

38 : 헤드 40 : 홀

42 : 플랜지 44 : 안테나

54 : 코어 58 ; 공극

본 발명은 손목에 착용할 수 있는 시계와 같은 전자 물체에 관계된다.

여러 가지 시간관련 정보에 접근하게 할뿐만 아니라 수신 및, 필요하다면 예를 들어 도로교통 상태에 관한 라디오 방송 정보, 시장가격 또는 일기예보를 전송할 수 있는 다기능시계가 시중에 널리 존재한다.

충족시킬 수 있는 많은 기능들 외에도 전술된 유형의 시계들은 대부분의 경우에 동력 소비가 매우 큰 특성을 가지고 있다. 이것이 에너지 저장용량이 제한된 일회용 전지가 아닌 이러한 목적을 위해 제공되는 전기 충전기에 의해 주기적으로 재충전될 수 있는 축전지로 항상 동력이 공급되는 이유이다.

축전지는 손목시계 케이스에 제공된 오옴 접촉(ohmic contact)을 통해, 그리고 상기 다기능 시계를 충전기에 연결함으로서 충전될 수 있다. 그러나 그러한 오 옴 접촉의 결점은 공지되어 있다. 그것은 심각하게 유해한데, 특히 조립되고, 물, 먼지 및 습기에 대해 용이한 접근 통로를 제공하는 시계의 씰링에 그러하다.

이러한 결점들을 극복하기 위해, 유도를 통해 충전 축전지에 대한 기술이 사용되었다. 이러한 경우에, 충전기는 충전 변압기(charge transformer)의 1차 코일(primary)로 구성된 권선을 포함하고, 반면 변압기의 제 2 권선은 시계 내부의, 충전 회로 또는 재충전 가능한 축전지에 배치된다.

유도충전 기술은 유리하게 시계의 축전지가 어떠한 접촉이 있거나 리드 와이어(lead wires)가 없이 충전되도록 한다. 따라서 보통 생략될 외부 충전기에 상기 축전지를 연결시키는 오옴 접촉을 허용한다. 그러나 이 기술은 선호적으로 플라스틱 물질로 만들어진 시계 케이스를 필요로 한다. 게다가 금속물질로 만들어진 시계 케이스는 충전 변압기의 제 1 및 제 2 권선 사이에서 전자기 결합의 효율성을 감소시킬 것이다. 플라스틱 물질로 만들어진 케이스에서 관찰된 것처럼 동일한 충전 효율을 유지하기 위해 충전 전류 주파수(charge current frequency)는 전자기장에 집단(population)의 노출을 조절하는 표준을 어기는 위험을 갖고 있는, 금속 케이스의 경우에, 따라서 증가되어야 할 것이다. 유도로 재충전되도록 시계를 만드는데 사용될 수 있는 물질의 선택은 이런 식으로 제한되며, 유행과 고객의 요구의 변화에 대처할 수 있게 하기 위해 어려움을 겪는 시계 제조업자에게 심각한 어려움을 준다.

본 발명의 목적은 전술된 결점들을 극복하고, 그 밖에도 축전지의 최적 충전 을 보장하는 동안 축전지가 간단한 방식으로 유도를 통해 재충전될 수 있는 손목시계와 같은 전자 물체를 제안하는 것이다.

그러므로 본 발명은 밴드로 손목에 착용될 수 있는 손목시계와 같은 휴대 가능한 물체에 관계되며, 이 휴대 가능한 물체는 유도 충전수단으로 재충전될 수 있는 적어도 하나의 재충전 가능한 축전지로 전력을 공급하고, 이러한 유도 충전수단은 제 1 권선과 제 2 권선을 포함하며, 상기 휴대 가능한 물체는 제 2 권선이 밴드에 수용되는 것을 특징으로 한다.

이러한 특징들 때문에, 본 발명은 휴대 가능한 물체, 특히 손목시계를 제공하며, 상기 손목시계는 케이스가, 시계 제조업자가 유행의 변화 및 고객으로부터의 특별한 요구에 응하도록 자유롭게 적응시킬 수 있는 어떠한 유형의 재료로 만들어질 수 있다. 또한 시계가 특히 금속 물질로 만들어질 수 있긴 하지만, 본 발명은 유도를 통해 축전지를 충전시키도록 이어진 모든 이점들을 보유한다. 즉, 어떠한 접촉 및 리드 와이어도 없으며 커넥터가 없는 케이스가 제공될 수 있으며 따라서 씰링이 보다 쉽게 보장된다.

본 발명의 상보적 특징에 따라, 제 2 권선을 형성하는 도전경로(conductive paths)는 적어도 하나의 표면, 선호적으로 절연기판의 양족 표면에 배열된다.

뿐만 아니라 제 2 권선을 형성하는 도전경로의 상당수를 가질 수 있다는 사실은 축전지 충전 전류 주파수가 감소되도록 하고, 일반적으로 시행되는 표준에 의해 정해진 전자기 방사(electromagnetic radiation)에 집단을 노출시키는 것에 관해 극한값을 지나는 위험을 방지한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따라, 제 2 권선이 증착되는 절연 기판은 플라스틱 또는 탄성 중합체와 같은 연성재(flexible material)로 만들어진 밴드의 두께 방향에서 성형으로 삽입된다.

제 2 실시예에 따라, 제 2 권선이 증착되는 절연기판은 시스형 밴드에 이입된다.

본 특허 출원신청서의 전문에 이미 언급된 바와 같이, 본 발명의 휴대 가능한 물체는 특히 라디오 방송 정보를 정취하기 위해 쓰일 것이다. 그러므로 수신 안테나를 갖추어야 한다. 제 2 권선과 안테나 모두는 동일한 절연기판에 증착될 수 있고, 이는 제조 방법을 단순화하고 따라서 시간과 비용을 상당히 절감시킨다.

본 발명은 충전 장치로 재충전되도록 의도된 축전지로 동력이 공급된 휴대 가능한 물체의 경우에 비해 상이한 위치에서 유도 충전 장치의 제 2 권선의 배열을 이루는 일반적인 발명의 개념으로부터 기인한다. 이를 실행함으로서 전체 이점은 특히 케이스의 씰링에 유해한 오옴 접촉을 이용하는 것을 피하고, 반면 유도 충전의 유일한 문제점들 중 하나, 즉 케이스를 제조하는데 사용될 수 있는 재료의 제한된 선택을 피하는 유도 충전에 관계된 이점들을 이용하는 것이다.

본 발명은 손목시계 유형의 시계를 참조로 기술될 것이다. 본 발명이 그러한 실시예에 제한되지 않는 것은 말할 것도 없이, 밴드로 손목에 착용될 수 있는 어떠한 소형 전자 물체 유형에도 적용될 수 있다.

도 1은 제 2 권선이 증착된 절연기판의 단면도이다. 참조 숫자 1에 의해 전 체로 표시된 이 기판은 예를 들면 Kapton® 는 필요한 신축성을 갖는 다른 절연 물질로 만들어진 연성 밴드의 형태이다. 제 2 권선은 적어도 하나의 표면에, 선호적으로 절연기판(1)의 양쪽 표면에 증착된다. 게다가, 제 2 권선(2)을 형성하는 권회수(4)가 커질수록 유도 충전 전류의 주파수는 낮아지고 전자기 방사에 대한 공공의 노출에 관계된 전류 표준을 지나는 것을 피한다.

도 1에서 볼 수 있는 것처럼, 제 2 권선은 실질적으로 직사각형인 외부 권선(4)으로 형성된 외부 돌출부(perimeter)를 갖는다. 다른 권선(6,8)들은 외부 권선(4)에 관해 동심 방식으로 배치된다. 권선(6,8)은 또한 직사각형이며, 크기가 점차 줄어든다.

제 2 권선(2)의 권선(4내지8)은 예를 들면 사진식각술(photolithography)과 같은 다른 적절한 기술로 절연기판(1)에 배치된다. 그러한 경우에, 구리와 같은 박판 전도성 물질이 기판의 표면에 먼저 접합된다. 이 전도성 물질의 박판은 그리고나서 제 2 권선의 원하는 형태를 재현하는 마스크(mask)의 개구를 통해 광선에 노출될 감광제(photoresist) 층으로 코팅된다. 그 다음 감광제가 현상된 후에 절연도료(resist)로 덮이지 않은 구리막 영역이 화학적으로 식각된다. 최종적으로 잔존 절연도료가 제거된다.

절연 기판(1)의 전면에 배열된 권선(4내지8)과 상기 기판(1)의 저면에 배열된 (도시되지 않은)권선들은 종래에는 내부 권선(8)의 자유단부에 제공된 접촉패드(10)의 하부에 위치한 (역시 도시되지 않은)비아(vias) 또는 홀을 통해 서로 연결된다.

편의상 제 2 권선(2)의 양 단부(12,14)는 절연기판(1)의 동일한 전면에 배열되고, 제 1 단부(12)가 상기 제 2 권선(2)의 외부 권선(4)에 연결되는 반면, 제 2 단부(14)는 상기 기판의 두꺼운 부분을 지나고 상기 기판(1)의 저면에 배열된 권선에 전도성을 부여하기 위해 도금된 관통홀을 통해 연결된다.

도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 표면에 배열된 제 2 권선의 기판(1)과 다양한 권선은 손목시계 밴드의 스트랜드(16) 중 하나를 형성할 수 있도록 충분히 유연하고 내성이 있는 물질 또는 탄성 중합체를 이용해 전성형 된다. 도 2에서 볼 수 있는 것처럼, 제 2 권선의 양쪽 단부(12,14)는 사실상 시계(18) 밴드 스트랜드(16)의 전체 세로길이에 걸쳐 연장되고, 홀(22)을 통해 상기 시계(18)의 케이스(20)를 관통한다. 시계(18) 케이스(20) 내부에서, 제 2 권선(2)의 단부(12,14)는 선호적으로 나사에 의해 인쇄회로기판(24)에 고정된다. 사실상, 시계의 밴드가 마모되며 교체되어야 하는 케이스가 구상되어야 한다. 그러한 케이스에서 밴드에 삽입된 제 2 권선의 단부들이 인쇄회로기판에 나사 체결될 필요가 있는 한 마모된 밴드를 새로운 밴드로 교체하기 용이하다.

손목시계(18)의 케이스(20)를 통과하는 제 2 권선 단부의 불투과성 통로는 본 특허 출원서의 주제를 형성하지 않기 때문에, 여기에 기술되지 않을 것이다. 그러한 의문점을 위해, 특허 제 1 033 636으로 발표된 유럽 특허 출원서가 유리하게 참조될 수 있다.

절연기판(1)과 표면에 형성된 전도성 조직을 장착하도록 구상될 수 있는 다른 해법은 시스형 밴드의 공동으로 전도성 조직을 단순히 삽입하는데 있다. 이 경 우, 제 2 권선의 단부는 시계 케이스에 포함된 인쇄회로기판에 납땜 또는 접합시킴으로서 고정될 수 있는데, 그것은 마모된 밴드를 교체하고 절연기판(1)을 제거하기 위해 약간 당겨질 필요가 있도록 하기 위해서이다. 이러한 제 2 해법은 도 3을 참조로 제시되는데 시계(18)의 밴드 스트랜드(26)가 단부(30)에서 구부러진 밴드(28)에 의해 형성되고 세로방향 변부가 예를 들면 플라스틱 밴드에서 열용접(thermowedling) 또는 접합으로 서로 고정될 수 있거나 가죽 밴드의 경우에는 꿰매질 수 있다. 따라서 두 부분에서 접힌 밴드(28)가 제 2 권선(2)의 두 단부(12,14)가 삽입되는 공동(32)의 범위를 정한다. 이러한 경우, 밴드를 바꾸고 싶을 때 인쇄회로기판(24)으로부터 단부(12,14)를 분리하도록 시계(18)의 케이스(20)를 개방할 필요가 없기 때문에, 제 2 권선의 상기 단부(12,14)는 상기 인쇄회로기판(24)에 특히 납땜으로 영구히 고정될 수 있다. 스트랜드(26)를 형성하기 위해 구부려진 밴드(28)의 두 부분은 바(34)로 시계(18)의 케이스에 고정된다. 씰링 개스킷(36)은 제 2 권선(2)의 단부(12,14)에 성형된다. 이 개스킷은 상기 개스킷(36)이 연동되는 케이스(20)에 배열된 홀(40)의 직경보다 다소 큰 직경의 헤드(38)를 갖는다. 이 홀(40)을 지나, 탄성 물질로 만들어진 개스킷(36)의 헤드(38)가 압축되고 상기 홀(40)을 일단 지나면 처음의 형태로 돌아가며, 따라서 이 개스킷(36)이 반대편에 있는 플랜지(42)로 인해, 헤드(38)로부터 떨어져 고정된 개스킷(36)은 (도 4 참조)홀(40)의 길이와 동일하다.

본 발명에 따라 손목시계(18)를 만들려고 하며, 특히 전파에 의해 방송된 정보를 수신하기 위해 만들어진다. 따라서 도 5에서 볼 수 있는 것처럼 제 2 권선(2)처럼 유리하게 동일한 절연기판(1)에 배열될 수 있는 안테나를 포함한다. 참조 번호 44로 표시된 이 안테나는 예를 들면 직사각형의 몇몇 동심의 권선(46)으로 형성되고 두 단부(48,50)를 포함한다. 안테나(44)의 이 단부들(48,50)은 제 2 권선의 단부(12,14)에 독립적일 수 있으며, 또는 거기로 결합될 수 있다. 결합되는 경우에, 안테나 및 제 2 권선에 의해 수신된 전자 신호들은 전기 용량성 분리 수단을 사용하는 시계(18)의 케이스(20)에 서 분리된다.

도 6은 시계(18)의 축전지를 재충전하도록 만들어진 전기 충전기의 걔략적 다이어그램이다. 참조 번호 52에 의해 전체로서 지정된 이 충전기는 주로 제 1 권선(56)이 감기는 페라이트 코어(54)로 형성된다. 시계(18)의 축전지를 재충전하기 위해, 두께 방향에서 제 2 권선(2)을 둘러싸고 있는 스트랜드(16 또는 26))는 오직 코어(54)에 의해 형성된 공극(58)에 배열될 필요가 있다.

본 발명이 상기 기술된 실시예에 한정되지 않음은 말할 것도 없이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양하고 단순한 수정과 변형이 구상될 수 있다.

Claims (10)

1. 밴드로 손목에 착용될 수 있는 시계(18)와 같은 휴대 가능한 물체에서, 이 휴대 가능한 물체가 유도충전 수단에 의해 재충전될 수 있는 적어도 하나의 재충전 가능한 축전기로 전력을 공급받으며, 이러한 유도충전 수단이 제 1 권선(56)과 제 2 권선(2)을 포함하는데 있어서,

   상기 휴대 가능한 물체는 제 2 권선(2)이 밴드의 스트랜드(26,36)에 수용되며, 제 2 권선(2)을 형성하는 전도성 권선(4,6,8)이 절연기판(1)의 적어도 한 면에 배열되고, 상기 제 2 권선(2)이 배열되는 절연기판(1)이 시스형 밴드의 스트랜드로 삽입되며,

   상기 제 2 권선(2)이 직사각형 외부 권선(4)에 의해 형성되어, 다른 권선(6,8)이 크기가 점차적으로 줄어드는 외부 권선(4)에 대해 동심으로 배열되는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
2. 제 1항에 있어서, 제 2 권선(2)이 배열되는 절연기판(1)이 연성재로 만들어진 밴드의 스트랜드(16)의 두께방향에 삽입되는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
3. 제 3항에 있어서, 씰링 개스킷(36)이 제 2 권선(20)의 두 개의 자유단부(12,14)에 성형되고, 이 씰링 개스킷은 휴대 가능한 물체 및 축방향으로 고정된 플랜지(42)의 케이스(20)에 배열된 홀(40)보다 직경이 큰 헤드(38)를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
4. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 권선(2)이 휴대 가능한 물체의 케이스(20)에 둘러싸여진 인쇄회로기판(24)에 나사로 고정되고 접합되거나 납땜된 두 개의 자유단부(12,14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
5. 제 1항에 있어서, 안테나(44)가 제 2 권선(2)과 같이 동일한 절연기판(1)에 배열되는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
6. 제 6항에 있어서, 제 2 권선(2)과 안테나(44)가 결합되고, 용량성 분리 수단이 각각 상기 제 2 권선(2)과 상기 안테나(44)에 의해 수신된 전자 신호를 분리하기 위해 휴대 가능한 물체에 제공되는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
7. 제 1항에 있어서, 제 2 권선(2)이 절연기판(1)의 표면에 사진 식각술에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 물체.
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