KR102339759B1 - 웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들 - Google Patents

웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들 Download PDF

Info

Publication number
KR102339759B1
KR102339759B1 KR1020167033408A KR20167033408A KR102339759B1 KR 102339759 B1 KR102339759 B1 KR 102339759B1 KR 1020167033408 A KR1020167033408 A KR 1020167033408A KR 20167033408 A KR20167033408 A KR 20167033408A KR 102339759 B1 KR102339759 B1 KR 102339759B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
structural housing
battery box
computing device
polymer rim
Prior art date
Application number
KR1020167033408A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170015902A (ko
Inventor
그레고리 김 저스티스
로버트 엘 바테이
아담 휴코
조나단 호간더
벤자민 셔렛트-템플
스코트 에프 윌리엄스
Original Assignee
마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
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 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨 filed Critical 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
Publication of KR20170015902A publication Critical patent/KR20170015902A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102339759B1 publication Critical patent/KR102339759B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163Wearable computers, e.g. on a belt
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C17/00Indicating the time optically by electric means
    • G04C17/02Indicating the time optically by electric means by electric lamps
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G17/00Structural details; Housings
    • G04G17/02Component assemblies
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1635Details related to the integration of battery packs and other power supplies such as fuel cells or integrated AC adapter
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • G06F1/183Internal mounting support structures, e.g. for printed circuit boards, internal connecting means
    • G06F1/188Mounting of power supply units
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/06Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure on insulating boards, e.g. wiring harnesses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49004Electrical device making including measuring or testing of device or component part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

웨어러블 컴퓨팅 디바이스용 배터리 박스가 개시된다. 배터리 박스는 커버, 배터리, 배터리 및 폴리머 림을 홀딩하도록 크기 설정된 구조 하우징으로 구성된다. 배터리 박스는 폴리머 림에 분자 결합된 열가소성 엘라스토머에 봉입된다. 폴리머 림, 열가소성 엘라스토머, 및 배터리 박스의 커버는 협력하여 배터리 박스 내로의 유체 진입을 방지한다.

Description

웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들{BATTERY COMPARTMENTS FOR WEARABLE ELECTRONIC DEVICE}
도 1a는 예시적인 웨어러블 전자 디바이스의 양상들을 개략적으로 보여준다.
도 1b는 예시적인 웨어러블 전자 디바이스의 추가 양상들을 보여준다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 웨어러블 전자 디바이스의 분해도들이다.
도 3은 예시적인 웨어러블 전자 디바이스의 일부분의 분해도이다.
도 4는 예시적인 웨어러블 전자 디바이스의 일부분의 분해도이다.
도 5a, 5b 및 5c는 예시적인 개방형 배터리 컴파트먼트의 양상들을 보여준다.
도 5d는 예시적인 배터리 하우징의 배면도이다.
도 5e는 예시적인 개방형 배터리 컴파트먼트의 분해도를 개략적으로 보여준다.
도 5f는 예시적인 개방형 배터리 박스 어셈블리의 예시적인 도브테일(dovetail) 및 도브테일 소켓 세부사항을 개략적으로 보여준다.
도 6은 개방형 배터리 컴파트먼트를 포함하는 웨어러블 전자 디바이스를 제작하는 방법을 예시한다.
삭제
이 개시물의 양상들은 이제 예로서, 그리고 상기 나열된 도면들을 참고하여 설명될 것이다. 하나 이상의 도면들에서 실질적으로 동일할 수 있는 컴포넌트들 및 다른 엘리먼트들은 대등하게 식별되며, 최소한으로 반복하여 설명된다. 그러나, 대등하게 식별되는 엘리먼트들은 또한 어느 정도 상이할 수 있다는 것이 유념될 것이다.
도 1a-c는 하나의 비제한적 구성의 웨어러블 컴퓨팅 디바이스 또는 웨어러블 전자 디바이스(10)의 양상들을 보여준다. 예시된 디바이스는 손목 둘레에 착용될 수 있는 합성 밴드(composite band)(12)의 형태를 취한다. 합성 밴드(12)는 플렉서블한 세그먼트들(14) 및 강성의 세그먼트들(16)을 포함한다. 용어들 ‘플렉서블’ 및 ‘강성’은 반드시 절대적인 의미가 아니라 서로 관련되어 이해되어야 한다. 또한, 플렉서블한 세그멘트는 하나의 벤딩(bending) 모드 및/또는 스트레칭(stretching) 모드에 대해 상대적으로 유연한 반면, 다른 벤딩 모드들 및 트위스팅(twisting) 모드들에 비해 상대적으로 플렉서블하지 않다. 플렉서블한 세그먼트는 몇몇 예시들에서 엘라스토머성(elastomeric)일 수 있다. 이러한 그리고 다른 예시들에서, 플렉서블한 세그먼트는 힌지를 포함할 수 있으며, 적어도 부분적으로 플렉서빌리티를 위해 힌지에 의존할 수 있다.
예시된 구성은 4개의 강성 세그먼트들(16)을 링크시키는 4개의 플렉서블한 세그먼트들(14)을 포함한다. 다른 구성들은 더 많거나 더 적은 플렉서블한 세그먼트들, 더 많거나 더 적은 강성 세그먼트들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 플렉서블한 세그멘트는 인접한 강성 세그멘트들의 쌍들 사이에 결합된다.
웨어러블 전자 디바이스(10)의 다양한 기능적 컴포넌트들, 센서들, 에너지 저장 셀들, 등은 복수의 강성 세그먼트들(16) 사이에 분포될 수 있다. 따라서, 도 1a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 개재(intervening) 플렉서블 세그멘트들(14)은 개재 플렉서블 세그멘트의 내에서 또는 개재 플렉서블 세그멘트를 통해 인접한 강성 세그멘트들 사이에서 주행하는 전기 컨덕터들(18)의 경로를 포함할 수 있다. 전기 컨덕터들의 경로는 전력 분배, 통신 신호의 수신 또는 송신, 또는 디바이스의 한 기능적 컴포넌트로부터 다른 기능적 컴포넌트로의 제어 또는 감각 신호(sensory signal) 전달을 위한 컨덕터들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 전기 컨덕터들의 경로는 다양한 전자 및/또는 로직 컴포넌트들을 또한 물리적으로 지원할 수 있는 플렉서블 인쇄 회로 어셈블리(FPCA, 이하 참조)의 형태로 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 폐쇄 메커니즘(closure mechanism)은 복합 밴드(12)의 단부들의 용이한 부착 및 분리를 가능하게 하여, 밴드가 루프로 닫히고 손목에 착용될 수 있다. 다른 구현예들에서, 디바이스는 손 위에서 잡아당지고 여전히 손목에 맞도록 충분히 탄력있는 연속 루프로서 제조될 수 있다. 대안 적으로, 디바이스는 밴드의 단부들이 서로 체결되지 않은 개방형 팔찌 폼 팩터(form factor)를 가질 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 사용자의 이두근, 허리, 가슴, 발목, 다리, 머리 또는 다른 신체 부위 주위에 더욱 긴 밴드 형상의 웨어러블 전자 디바이스들이 착용될 수 있다. 따라서, 여기에서 고려되는 웨어러블 전자 디바이스들은 안경, 머리 밴드, 팔 밴드, 발목 밴드, 가슴 끈 또는 심지어 조직에 이식될 이식형 디바이스(implantable device)를 포함한다.
도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 디바이스(10)는 다양한 기능적 컴포넌트들을 포함한다: 컴퓨트 시스템(20), 디스플레이(22), 확성기(24), 햅틱 모터(26), 통신 스위트(28) 및 다양한 센서들. 예시된 구현예에서, 기능적 컴포넌트들은 강성 세그먼트들(16), 즉 디스플레이-캐리어 모듈(16A), 필로우(pillow)(16B), 배터리 컴파트먼트들(16C 및 16D) 및 버클(16E)로 통합된다. 이 전술은 물리적 스트레스로부터, 과도한 열과 습도로부터, 그리고 땀, 로션, 연고 등과 같은 피부에 있는 물질과 물로의 노출로부터 기능적 컴포넌트들을 보호한다.
웨어러블 전자 디바이스(10)의 예시된 구조에서, 합성 밴드(12)의 한 단부는 다른 단부와 중첩된다. 버클 (16E)은 복합 밴드의 중첩 단부에 배열되고, 수용 슬롯(receiving slot)(30)은 중첩된 단부에 배열된다. 본 명세서에서 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 수용 슬롯은 숨겨진(concealed) 랙 피쳐(rack feature)를 가지며, 버클은 랙 피쳐와 맞물리는 한 세트의 폴(pawl)들을 포함한다. 버클은 수용 슬롯에 채워지고(snap into), 적절한 조정을 위해 앞뒤로 미끄러진다. 버클을 적절한 각도로 슬롯에 밀어 넣으면, 폴들은 더 타이트한 피팅 설정점들로 래칫한다(ratchet). 해제 버튼들(32)이 동시에 압박될 때, 폴들은 랙 피쳐로부터 해제되어, 복합 밴드가 느슨해지거나 제거될 수 있게 한다.
웨어러블 전자 디바이스(10)의 기능적 컴포넌트들은 하나 이상의 에너지 저장 셀들(34)로부터 전력을 끌어낸다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리와 같은 배터리는 이러한 목적에 적합한 에너지 저장 셀의 한 유형이다. 대체 에너지 저장 셀들의 예로는 수퍼 캐패시터 및 울트라 커패시터가 있다. 통상적인 에너지 저장 셀은 저장 용량에 맞게 축적되는 사이즈의 견고한 구조이다. 최소의 강성 벌크로 적절한 저장 용량을 제공하기 위해, 복수의 별개의 분리된 에너지 저장 셀들이 사용될 수 있다. 이들은 배터리 컴파트먼트들(16C 및 16D) 또는 복합 밴드(12)의 강성 세그먼트들(16) 중 임의의 것에 배열될 수 있다. 에너지 저장 셀들과 기능적 컴포넌트들 사이의 전기 접속은 플렉서블한 세그먼트들(14)을 통해 라우팅된다. 몇몇 구현예들에서, 에너지 저장 셀은 착용자의 손목 또는 다른 신체 부위 둘레에 편안하게 맞을 수 있는 곡선 형상을 갖는다.
일반적으로, 에너지 저장 셀들(34)은 교체가능 및/또는 충전가능할 수 있다. 몇몇 예들에서, 재충전 전력은 보조 USB 커넥터를 분리 가능하게 고정하기 위한 자기 래치를 포함하는 USB(universal serial bus) 포트(36)를 통해 제공될 수 있다. 다른 예들에서, 에너지 저장 셀들은 무선 유도(inductive) 또는 주변 광 충전에 의해 재충전될 수 있다. 또 다른 예들에서, 웨어러블 전자 디바이스는 사용자의 우연적인 또는 의도적인 신체 운동으로부터 에너지 저장 셀을 재충전하기 위한 전기 기계적 부품을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 에너지 저장 셀은 웨어러블 전자 디바이스(10)에 통합된 전기 기계적 발전기에 의해 충전될 수 있다. 발전기는 사용자가 움직일 때 움직이는 기계식 전기자에 의해 작동될 수 있다.
웨어러블 전자 디바이스(10)에서, 컴퓨트 시스템 (20)은 디스플레이-캐리어 모듈(16A)에 하우징되고 디스플레이(22) 아래에 위치한다. 컴퓨트 시스템은 디스플레이(22), 확성기(24), 통신 스위트(28) 및 다양한 센서들에 동작가능하게 결합된다. 컴퓨트 시스템/디바이스는 데이터 및 명령어들을 유지하는 데이터 저장 머신(38) 및 명령어들을 실행시키는 논리 머신(40)을 포함한다.
디스플레이 (22)는 얇은 저전력 발광 다이오드(LED, ight emitting diode) 어레이 또는 액정 디스플레이(LCD, liquid-crystal display) 어레이와 같은 임의의 적합한 유형의 디스플레이일 수 있다. 양자점 디스플레이 기술이 또한 사용될 수 있다. 적절한 LED 어레이들은 특히 유기 LED(OLED) 또는 액티브 매트릭스 OLED 어레이들을 포함한다. LCD 어레이는 능동적으로 역광될 수 있다. 그러나, 일부 유형의 LCD 어레이들, 예컨대 실리콘상의 액정(LCOS, liquid crystal on silicon) 어레이는 주변 광을 통해 전면 조명될 수 있다. 비록 도면이 실질적으로 편평한 디스플레이 표면을 나타내지만, 곡선형 디스플레이 표면이 사용될 수도 있기 때문에, 이러한 양상은 결코 필수적인 것이 아니다. 몇몇 사용 시나리오들에서, 종래의 손목시계와 같이 착용자의 손목 앞면 상에 디스플레이(22)를 구비한 웨어러블 전자 디바이스(10)가 착용될 수 있다. 그러나, 손목의 뒷면에 표시를 배치하는 것은 더 나은 개인정보 보호 및 터치 입력의 편의성을 제공할 수 있다. 손목의 뒤쪽의 디스플레이를 구비한 디바이스가 착용되는 사용 시나리오를 수용하기 위해, 보조 디스플레이 모듈(42)이 디스플레이-캐리어 모듈(16A)에 대향하는 강성 세그먼트 상에 포함될 수 있다. 보조 디스플레이 모듈은 예를 들어 시각을 나타낼 수 있다.
통신 스위트(28)는 임의의 적절한 유선 또는 무선 통신 부품을 포함할 수 있다. 도 1b 및 도 1c에서, 통신 스위트는 웨어러블 전자 디바이스(10)와 다른 컴퓨터 시스템들 사이에서 데이터를 교환할 뿐 아니라 재충전 전력을 제공하는데 사용될 수 있는 USB 포트(36)를 포함한다. 통신 스위트는 양방향 블루투스, Wi-Fi, 셀룰러, 근거리 통신 및/또는 다른 라디오를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 통신 스위트는 광학, 가시선(예를 들어, 적외선) 통신을 위한 추가 트랜시버를 포함할 수 있다.
웨어러블 전자 디바이스(10)에서, 터치 스크린 센서 (44)는 디스플레이(22)에 결합되고 사용자로부터 터치 입력을 수신하도록 구성된다. 따라서, 일부 구현예들에서 디스플레이는 터치 센서 디스플레이일 수 있다. 일반적으로 터치 센서는 저항성, 용량성 또는 광학 기반일 수 있다. 로커(rocker)를 포함 할 수 있는 푸시 버튼들(46A 및 46B)의 상태를 검출하기 위해 푸시 버튼 센서들(예컨대, 마이크로스위치들)이 사용될 수 있다. 푸시 버튼 센서들로부터의 입력은 홈-키 또는 온-오프(on-off) 피쳐, 제어 오디오 볼륨, 마이크로폰 등을 규정(enact)하는데 사용될 수 있다.
또한, 도 1b 및도 1c는 웨어러블 전자 디바이스(10)의 다양한 다른 센서들을 보여준다. 이러한 센서들은 마이크로폰(48), 가시광 센서(50), 자외선 센서 (52) 및 주변 온도 센서(54)를 포함한다. 주변 소음 레벨 측정 또는 사용자로부터의 음성 명령들의 수신에 이용될 수 있는 마이크로폰은 컴퓨트 시스템 (20)에 입력을 제공한다. 가시광 센서, 자외선 센서 및 주변 온도 센서로부터의 입력은 사용자 환경의 양상들을 평가하는데 사용될 수 있다. 특히, 가시광 센서는 전반적인 조명 레벨을 감지하는데 사용될 수 있는 반면, 자외선 센서는 장치가 실내 또는 실외에 있는지 여부를 감지한다. 몇몇 시나리오들에서, 가시광 센서로부터의 출력은 디스플레이(22)의 밝기 레벨을 자동으로 조정하거나 자외선 센서의 정확도를 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 예시된 구성에서, 주변 온도 센서는 수용 슬롯(30) 옆에 필로우(16B)의 금속성 인클로저 뒤에 배치된 서미스터(thermistor) 형태를 취한다. 이 위치는 주변 공기에 직접 전도 경로를 제공하면서 센서를 수분 및 기타 환경적 영향들로부터 보호한다.
또한, 도 1b 및 도 1c는 한 쌍의 접촉 센서들, 즉 디스플레이-캐리어(16A) 상에 배치된 충전 접촉 센서(56), 및 필로우(16B) 상에 배열된 필로우 접촉 센서 (58)를 도시한다. 웨어러블 전자 디바이스(10)가 착용될 때 각각의 접촉 센서는 착용자의 피부에 접촉한다. 접촉 센서들은 복수의 감지 기능들을 제공하기 위해 독립적인 센서 요소 또는 협력 센서 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 센서들은 착용자의 피부의 전기 저항 및/또는 캐패시턴스에 반응하는 전기 저항 및/또는 커패시턴스 감각 기능을 제공할 수 있다. 이를 위해, 두 개의 접촉 센서들은 예를 들어 전기 피부 반응 센서(galvanic skin-response sensor)로 구성될 수 있다. 컴퓨트 시스템 (20)은 접촉 센서들로부터의 감각 입력을 사용하여, 예를 들어, 장치가 착용되고 있는지 여부 또는 얼마나 타이트하게 착용되고 있는지를 평가할 수 있다. 예시된 구성에서, 2개의 접촉 센서들 사이의 이격은 피부 저항의 보다 정확한 측정을 위해 상대적으로 긴 전기 경로 길이를 제공한다. 몇몇 예들에서, 접촉 센서는 또한 착용자의 피부 온도의 측정을 제공할 수 있다. 예시된 구성에서, 서미스터 형태의 피부 온도 센서(60)는 피부에 직접적인 열 전도 경로를 제공하는 충전 접촉 센서(56)에 통합된다. 주변 온도 센서(54) 및 피부 온도 센서(60)로부터의 출력은 착용자의 신체로부터의 열 유속(heat flux)의 추정에 차동적으로 적용될 수 있다. 이 메트릭은, 예를 들어 만보계 기반 칼로리 계산의 정확성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 위에 설명된 접촉 기반 피부 센서들 이외에도 다양한 유형의 비접촉 피부 센서들이 또한 포함될 수 있다.
예시된 구성에서 필로우 접촉 센서 (58) 내에는 광 펄스 레이트형 센서(optical pulse-rate sensor)(62)가 배치된다. 광 펄스 레이트형 센서는 협대역(예를 들어, 녹색) LED 이미터 및 매치된 포토다이오드를 포함하여, 모세 혈관을 통한 맥동 혈류를 검출하고, 그에 의해 착용자의 맥박의 측정을 제공할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 광 펄스 레이트형 센서는 또한 착용자의 혈압을 감지하도록 구성될 수 있다. 예시된 구성에서, 광 펄스 레이트형 센서(62) 및 디스플레이(22)는 착용될 때 디바이스의 대향 측면 상에 배치된다. 펄스 레이트형 센서는 대안적으로 엔지니어링의 용이성을 위해 디스플레이 뒤에 직접 위치될 수도 있다. 그러나, 몇몇 구현예들에서, 센서가 디스플레이로부터 분리될 때 더 나은 판독이 얻어진다.
웨어러블 전자 디바이스(10)는 또한 가속도계(64), 자이로스코프(66) 및 자력계(68)와 같은 동작 감지 부품을 포함할 수 있다. 가속도계 및 자이로스코프는 결합된 여섯 개의 자유도를 위해 세 개의 직각 축에 따른 관성 데이터 뿐만 아니라 세 개의 축의 회전 데이터를 제공할 수 있다. 이 감각 데이터는 예를 들어 만보계/ 칼로리 계산 기능을 제공하는데 사용될 수 있다. 가속도계 및 자이로스코프로부터의 데이터는 자력계로부터의 지자기(geomagnetic) 데이터와 결합되어 관성 데이터 및 회전 데이터를 지리적인 배향의 관점에서 추가로 정의할 수 있다.
웨어러블 전자 디바이스(10)는 또한 착용자의 지리적 위치 및/또는 속도를 결정하기위한 GPS(global positioning system) 수신기(70)를 포함할 수 있다. 몇몇 구성들에서, GPS 수신기의 안테나는 비교적 플렉서블하며, 플렉서블한 세그먼트(14A) 내로 연장될 수 있다. 도 1b 및 도 1c의 구성에서, GPS 수신기는 광 펄스 레이트형 센서로부터의 간섭을 감소시키기 위해 광 펄스 레이트형 센서(62)로부터 멀리 옮겨진다. 보다 일반적으로, 웨어러블 전자 디바이스의 다양한 기능적 컴포넌트들, 즉 디스플레이(22), 컴퓨트 시스템(20), GPS 수신기(70), USB 포트(36), 마이크로폰(48), 가시광 센서(50), 자외선 센서(52) 및 피부 온도 센서는 엔지니어링의 용이성을 위한 동일한 강성 세그먼트에 배치될 수 있으나, 광 펄스 레이트형 센서는 다른 기능적 컴포넌트들에 대한 간섭을 줄이기 위한 다른 어느 곳에든 배치될 수 있다.
도 2a 및 2b는 하나의 비제한적 구성의 웨어러블 전자 디바이스(10)의 내부 구성의 양상들을 보여준다. 특히, 도 2a는 세미 플렉서블한 전기자(72) 및 디스플레이 캐리어(74)를 도시한다. 세미 플렉서블한 전기자는 디스플레이-캐리어 (16A), 필로우(16B) 및 배터리 컴파트먼트들(16B 및 16C)을 지지하는 복합 밴드(12)의 백본(backbone)이다. 세미 플렉서블한 전기자는 일 구현예에서 매우 얇은 강철 밴드일 수 있다. 디스플레이 캐리어는 플라스틱으로 오버몰딩된 금속 프레임일 수 있다. 그것은 디스플레이(22)가 외부 세미 플렉서블한 전기자(72)이도록, 기계적 패스너(fastener)로 세미 플렉서블한 전기자에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 이들 패스너들은 몰드 인 리벳 피쳐들(molded-in rivet features)이지만, 나사 또는 다른 패스너들이 대신 사용될 수도 있다. 디스플레이 캐리어는 디스플레이 캐리어 모듈(16A)에 적절한 강성을 제공하여, 그것을 이탈시키거나 깨지게 할 수 있는 구부림 또는 트위스팅 움직임들로부터 디스플레이(22)를 보호한다. 예시된 구성에서, 디스플레이 캐리어는 또한 컴퓨트 시스템 (20)이 위치하는 메인 인쇄 회로 어셈블리(PCA)(76)를 둘러싸고, 메인 PCA에 대한 장착 피쳐들을 제공한다.
도 2a의 구성에서, 푸시 버튼들(46A 및 46B)은 디스플레이 캐리어(74)의 일 측면을 관통한다. 이들 푸시 버튼들은 디스플레이 캐리어에 직접 조립되고, O- 링들에 의해 밀봉된다. 푸시 버튼들은 센서 FPCA(80)에 장착된 마이크로스위치들에 대해 작용한다.
디스플레이-캐리어(16A)는 센서 FPCA(80)를 또한 둘러싼다. 강성 세그먼트(16A)의 일 단부에 그리고 센서 FPCA 상에는 가시광 센서(50), 자외선 센서(52) 및 마이크로폰(48)이 위치된다. 폴리메틸메타크릴레이트 윈도우(82)는 이들 3 개의 센서에 걸쳐서 디스플레이-캐리어(16A)의 유리 삽입 몰딩(GIM, glass insert molded) 베젤(84)로 삽입 몰딩된다. 윈도우는 마이크로폰용 구멍을 가지며, 자외선 센서를 제외하고 안쪽 덮개에 IR 투명 잉크가 인쇄된다. 발수성 가스켓(86)은 마이크로폰 위에 위치되고, 열가소성 엘라스토머(TPE) 부츠가 이들 3개 컴포넌트들을 둘러싼다. 부츠의 목적은 음향적으로 마이크로폰을 밀봉하여 외부에서 보았을 때 그 영역을 더 외형적으로 매력적으로 만드는 것이다.
상술한 바와 같이, 디스플레이 캐리어 (74)는 플라스틱으로 오버몰딩될 수 있다. 이 오버몰딩은 몇 가지 작업을 수행한다. 첫째, 오버몰딩은 디바이스 TPE 오버몰딩이 화학적으로 결합될 표면을 제공한다. 둘째, 이것은 차단(shut-off) 표면을 생성하여, 디바이스가 TPE로 오버몰딩될 때, TPE가 디스플레이 캐리어 컴파트먼트로 들어가지 않을 것이다. 마지막으로, PC 오버몰딩은 디스플레이-캐리어(16A)의 상부를 부착하기 위한 글루 랜드(glue land)를 생성한다.
USB 포트(36)의 충전 콘택들은 플라스틱 기판 내로 오버몰딩되고, 필로우(16B)로부터 배터리 컴파트먼트(16D)까지 모두 메인 FPCA(78)에 리플로 납땜된다. 예시된 구성에서, 메인 FPCA는 세미 플렉서블한 전기자(72) 아래에 위치되고, 디스플레이 캐리어의 일체형 피쳐들 상에 조립된다. 메인 FPCA는 세미 플렉서블 전기자(72)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 예시된 구성에서, 충전 접촉 센서(56)는 프레임 형상이고, 충전 콘택들을 둘러싼다. 이것은 예를 들어 리벳 피쳐들로, 디스플레이 캐리어 (74) 바로 아래에 세미 플렉서블한 전기자에 부착된다. 충전 접촉 센서 프레임 아래의 메인 FPCA에는 피부 온도 센서(60)(도 2a 및 도 2b에 도시되지 않음)가 부착되고, 열 전도성 퍼티로 프레임으로부터 센서까지 열전도가 유지된다.
도 2a 및 도 2b는 블루투스 안테나(88) 및 GPS 안테나(90)를 또한 도시하며, 이들은 실딩된 접속부들을 통해 각각의 무선 장치(radio)들에 결합된다. 각각의 안테나는 디스플레이 캐리어(74)의 어느 한 측면 상의 세미 플렉서블한 전기자(72)에 부착된다. 세미 플렉서블한 전기자는 몇몇 구현예들에서 안테나에 대한 접지면으로서의 역할을 할 수 있다. FPCA로서 형성되고 접착제로 플라스틱 안테나 기판들에 부착되는 경우, 블루투스 및 GPS 안테나는 각각 플렉서블한 세그먼트들(14A 및 14D)로 연장된다. 플라스틱 안테나 기판들은 몇몇 예들에서 세미 플렉서블한 전기자와 안테나 사이에 약 2 밀리미터의 간격을 유지한다. 안테나 기판들은 열 적층형 기둥(heat staked post)으로 세미 플렉서블한 전기자(72)에 부착될 수 있다. TPE 필러 부품들은 안테나 기판들 주변에 부착된다. 이들 TPE 필러 부품은 장치가 TPE로 오버몰딩될 때 '싱크 (sink)'와 같은 TPE 결함들을 방지할 수 있다.
도 2a는 메인 FPCA(78)가 배터리 컴파트먼트들과 세미 플렉서블한 전기자 사이에 샌드위치되도록, 세미 플렉서블한 전기자(72)의 내부 표면에 부착된 배터리 컴파트먼트들(배터리 박스들)(16C 및 16D)을 또한 보여준다. 또한, 배터리 컴파트먼트들(16C 및 16D)은 디스플레이 캐리어(74), 디스플레이(22) 및 컴퓨트 시스템(20)이 배터리 컴파트먼트들 사이에 위치하도록 세미 플렉서블한 전기자(72)에 부착된다. 배터리 컴파트먼트들은 디스플레이 캐리어(74)에 대해 이전에 설명된 플라스틱 오버몰딩과 동일한 기능을 수행하는 오버몰딩된 림을 갖는다. 배터리 컴파트먼트들은 몰딩된 일체형 리벳 피쳐들로 부착될 수 있다. 예시된 구성에서, 배터리 컴파트먼트(16C)는 또한 햅틱 모터 (26)를 둘러싼다.
도 2a에 또한 도시된 바와 같이, 벌크헤드(bulkhead)(92)는 세미 플렉서블한 전기자(72)의 일 단부에 배치되고 용접된다. 이 피쳐는 도 3의 분해도에서 보다 상세히 도시된다. 벌크헤드는 필로우 접촉 센서(58)에 대한 부착 지점을 제공한다. 세미 플렉서블한 전기자의 타 단부는플렉서블한 스트랩(14C)이 부착되는 배터리 컴파트먼트(16D)를 통해 연장된다. 스트랩은 명확화를 위해 도 2에 생략되어 있지만, 도 1b 및 도 1c에 도시된다. 일 예시에서, 스트랩은 배터리 컴파트먼트 내에 일체로 형성된 리벳으로 부착된다. 다른 실시 예에서, 스트랩의 플라스틱 단부 부분은 배터리 컴파트먼트 오버몰딩 프로세스의 일부로서 몰딩된다.
도 2a의 구성에서, 버클(16E)은 스트랩 (14C)의 타 단부에 부착된다. 버클은 시트 금속 스프링 박스 (96) 내에서 측 방향으로 이동하도록 제한된 2 개의 대향하는 스프링 장진형(spring-loaded) 폴들(94)을 포함한다. 폴들 및 스프링 박스는 스트랩에 대한 부착 피쳐들을 또한 갖는 버클 하우징 및 커버에 의해 숨겨진다. 2 개의 해제 버튼들(32)은 버클 하우징의 대향 측면들로부터 돌출된다. 이들 버튼들이 동시에 눌려지면, 이들은 (도 1c에 도시된 바와 같이) 수용 슬롯(30)의 트랙으로부터 폴을 해제시킨다.
이제 도 3을 참조하면, 필로우(16B)는 광 펄스 레이트형 센서(62)를 둘러싸는 필로우 접촉 센서(58)를 포함한다. 필로우는 TPE 및 플라스틱 오버몰딩들, 내부 구조 필로우 케이스(98) 및 판금 또는 MIMS 내부 밴드(100)를 더 포함한다. 필로우 어셈블리는 물을 밀봉하기 위한 접착제들을 이용하여, 그리고 벌크헤드에 단단히 오버몰딩되는 플라스틱 및 필로우 케이스를 클램핑하는 두 개의 나사들에 의해 벌크 헤드(92)에 부착된다. 내부 밴드는 수용 슬롯(30) 및 그 숨겨진 랙 피처를 포함한다. 예시된 구성에서, 내부 밴드는 수밀 밀봉용 접착제들 및 숨겨진 랙의 어느 한 측상의 내부 밴드의 내부에 용접되는 스프링 강 스냅(spring steel snap)들(102)을 통해 필로우에 부착된다. 메인 FPCA (78)는 벌크헤드를 통해 필로우 어셈블리 내로 연장하여 필로우 접촉 센서(58)까지 연장된다. 주변 온도 센서(54)는 이 FPCA에 부착되고 작은 플라스틱 프레임으로 둘러싸인다. 프레임은 센서에 대한 내부 밴드를 통과하는 전도 경로를 유지하는 데 도움이 되는 열적 퍼티(thermal putty)를 포함한다. 센서로부터의 FPCA의 반대쪽면에 발포 스프링을 사용하여, 센서, 그것의 프레임 및 열 퍼티를 내부 밴드의 내부 표면에 밀어 넣을 수 있다.
본 명세서에 설명된 감각 기능을 통해 컴퓨트 시스템(20)은 웨어러블 전자 디바이스(10)의 착용자에 관한 다양한 형태의 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 그러한 정보는 착용자의 프라이버시를 최대한으로 고려하여 획득되고 사용되어야 한다. 따라서, 감각 기능들은 착용자의 옵트-인(opt-in) 참여 대상으로 규정될 수 있다. 개인 데이터가 디바이스 상에 수집되고, 프로세싱을 위해 원격 시스템으로 송신되는 구현예들에서, 그 데이터는 익명화될 수 있다. 다른 예들에서, 개인 데이터는 웨어러블 전자 디바이스로 국한될 수 있고, 단지 비-개인적인 요약 데이터만이 원격 시스템에 송신될 수 있다.
도 4는 웨어러블 전자 디바이스(10)의 분해도를 예시한다. 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 전력 요구량은 단일 배터리의 용량을 초과할 수 있다. 따라서, 제 1 배터리 컴파트먼트(16C) 및 제 2 배터리 컴파트먼트(16D)룰 갖는 구성이 구현될 수 있다. 배터리 컴파트먼트(16C 및 16D)는 배터리 (33/37)를 커버하고 보호하도록 협력하는 커버(31) 및 배터리 하우징(35)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 각각의 배터리 컴파트먼트는 배터리 컴파트먼트(16C)에 대해 도시된 바와 같이 햅틱 모터 (26)를 추가적으로 하우징하도록 구성될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 예시적인 배터리 컴파트먼트(16c)를 보여준다. 배터리 컴파트먼트(16C)는 하나 이상의 패스너들(504)에 의해 고정된 커버(31)를 포함할 수 있다. 배터리 컴파트먼트(16C)는 배터리(33) 및 햅틱 모터(26)를 하우징할 수 있다. 배터리 컴파트먼트(16C)는 개방형 배터리 박스 구성으로 제조될 수 있다. 배터리 컴파트먼트(16C)의 개방형 배터리 박스 구성은 커버(31)의 제거시 배터리(33) 및 햅틱 모터(26)(존재한다면)에 대한 액세스를 허용한다. 배터리 컴파트먼트(16C)는 배터리 커넥터 (515)를 포함할 수 있다. 배터리 커넥터(515)는 배터리 (33)와 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 다른 컴포넌트들 사이에서 전력의 전달을 용이하게하기 위해 배터리(33)에 연결될 수 있다. 배터리 컴파트먼트(16C)는 햅틱 모터(26)를 지지하기 위하여 하나 이상의 마운트들(520)을 더 포함할 수 있다.
배터리 (33)는 그 수명 기간 동안 사이즈가 변할 수 있다. 따라서, 배터리 컴파트먼트(16C)는 배터리 (33)의 수명 연장을 수용 할 수 있도록 사이즈 설정될 수 있다. 따라서, 배터리 컴파트먼트(16C)는 배터리 수명 초기에 각각의 배터리(33)에 대해 대형화될 수 있어, 배터리 수명 연장시 공간을 제공한다.
배터리 컴파트먼트(16C)는 열가소성 엘라스토머 코팅(516)에 의해 봉입될(enveloped) 수 있다. 열가소성 엘라스토머 코팅(516)은 배터리 컴파트먼트(16C)로부터 착용자를 전기적으로 절연시키고 완충시키는 기능을 할 수 있다. 또한, 열가소성 엘라스토머 코팅(516)은 전체적으로 매끄러운 연속 표면을 얻기 위해 웨어러블 전자 디바이스의 다른 컴포넌트들에 적용될 수 있다. 열가소성 엘라스토머 코팅(516)은 배터리 컴파트먼트(16C)에 대한 액세스를 유지하고 커버(31)의 부착을 허용하는 방식으로 적용된다.
도 5d는 배터리 하우징(35)의 배면도를 보여준다. 배터리 하우징 (35)의 외부 표면은 구조 하우징(508) 상에 하나 이상의 리벳들(522)을 포함할 수 있다. 메인 FPCA(78)(도시되지 않음) 및 세미 플렉서블한 전기자(72)(도시되지 않음)는 하나 이상의 리벳들(522)로 구조 하우징(508)에 고정될 수 있다. 도 5e에 도시된 바와 같이, 리벳들(522)은 메인 FPCA(78)의 리벳 홀들(530) 및 세미 플렉서블한 전기자(72)의 리벳 홀들(540)과 정렬되도록 구성될 수 있다.
도 5e는 배터리 하우징(35)을 포함하는 배터리 컴파트먼트(16c)의 분해도를 보여준다. 또한, 도 5e는 메인 FPCA(78) 및 세미 플렉서블한 전기자(72)를 보여준다. 배터리 하우징(35)은 배터리를 하우징하도록 크기 설정된 구조 하우징(508)으로 구성될 수 있다. 구조 하우징(508)은 또한 배터리용 개구를 한정하는 마우스(mouth)와 구조 하우징(508)의 베이스 내에 위치된 액세스 포트(514)를 포함할 수 있다. 구조 하우징(508)의 다른 컴포넌트들은 구조 하우징(508)의 하부 부분에 위치된 내부 리벳들(524)을 포함한다. 상부 나사 보스(screw boss(528) 및 하부 나사 보스(526)는 커버의 패스너 포트들과 정렬되고, 커버를 배터리 하우징(35)에 고정하기 우해 패스너들을 수용하도록 위치될 수 있다. 구조 하우징(508)은 배터리 박스 내의 배터리에 대한 접속 액세스를 제공하는 액세스 포트(514)를 포함할 수 있다.
구조 하우징(508)은 부분적으로 또는 완전히 니켈 또는 임의의 다른 적절한 금속으로 구성될 수 있다. 구조 하우징(508)은 몰딩, 다이 주조 또는 임의의 다른 적절한 제조 방법(들)에 의해 형성될 수 있다. 구조 하우징 (508) 및 배터리 컴파트먼트(16C)는 도시된 바와 같이 길게된다. 또한, 배터리 컴파트먼트(16C)는 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 폼 팩터와의 호환성을 위해 제로 또는 제로가 아닌 곡률 반경으로 구성될 수 있다. 다른 구성들에서, 구조 하우징은 안락함 및/또는 미적 고려사항들에 따라 다르게 성형될 수 있다.
폴리머 림(510)은 구조 하우징(508)의 마우스 위에 오버레이될 수 있다. 폴리머 림(510)은 도 5d 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 복수의 연동하는 도브테일들(550) 및 도브테일 소켓들(552)의 사용을 통해 구조 하우징(508)의 마우스에 연결될 수 있다. 복수의 도브테일 소켓들(552)은 구조 하우징(508)의 마우스에 의해 한정된다. 각각의 도브테일 소켓들(552)은 폴리머 림(510)의 상보적인 도브테일(550)과 연동하도록 사이즈 설정된다. 함께, 도브테일 소켓(552)과 도브테일(550)은 협력하여 배터리 하우징의 측면을 형성한다.
폴리머 림(510)은 플라스틱, 고무 또는 임의의 다른 폴리머 화합물로 형성될 수 있다. 폴리머 림(510)의 폴리머 화합물은 열가소성 엘라스토머 코팅과의 분자 결합의 이점을 제공한다. 열가소성 엘라스토머 코팅과 폴리머 림(510) 사이에 형성된 분자 결합은 열가소성 엘라스토머 코팅을 배터리 컴파트먼트의 외부에 고정시키는 기능을 한다. 또한, 분자 결합은 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 수명 동안 배터리 컴파트먼트로부터의 열가소성 엘라스토머 코팅의 박리(delamination)를 방지한다.
다시 도 5c로 돌아가, 폴리머 림(510), 배터리 컴파트먼트 커버(31) 및 열가소성 엘라스토머 코팅(516)은 협력하여 배터리 컴파트먼트(16C) 내로의 유체 진입을 막을 수 있다. 폴리머 림(510)은 고정될 때 배터리 컴파트먼트 커버(31)에 대한 밀봉 표면을 제공할 수 있다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 메인 FPCA(78)가 구조 하우징(508)과 열가소성 엘라스토머 코팅(516) 사이의 구조 하우징(508)의 외부 표면에 고정될 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 메인 FPCA(78)는 플렉서블한 회로 어레이이고, 배터리 커넥터(515)를 포함할 수 있다. 메인 FPCA(78)가 구조 하우징(508)의 외부 표면에 고정될 때, 배터리 커넥터(515)는 액세스 포트(514)를 통해 연장되고, 내부의 배터리와 전기적으로 연결된다. 배터리 커넥터 (515)는 메인 FPCA(78)가 배터리와 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 다양한 컴포넌트들 사이에서 전력을 전도시키게 한다. 배터리 커넥터(515)는 SMT 커넥터, 용접된 리드들, 또는 임의의 다른 적절한 전기 커넥터일 수 있다.
메인 FPCA(78)는 구조 하우징 (508)의 외부 표면과 세미 플렉서블한 전기자(72) 사이에 위치될 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 세미 플렉서블한 전기자(72)는 스틸 밴드를 포함할 수 있고, 하나 이상의 배터리 컴파트먼트들, 컴퓨트 시스템, 및 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 다른 컴포넌트들이 부착될 수 있는 연속 구조적 요소를 형성할 수 있다. 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 다양한 컴포넌트들에 대한 부착 지점들을 제공하는 것 외에도, 세미 플렉서블한 전기자(72)는 메인 FPCA(78) 및 구조 하우징(508)에 추가적인 구조적 안정성을 제공한다. 또한, 세미 플렉서블한 전기자(72)는 열가소성 엘라스토머 코팅의 적용 중에 열 및 화학적 손상으로부터 메인 FPCA(78)를 보호할 수 있다.
도 6은 웨어러블 컴퓨팅 디바이스용 배터리 컴파트먼트를 제조하는 방법(600)을 예시한다. 방법 (600)은 배터리 컴파트먼트를 조립하고, 메인 FPCA 및 세미 플렉서블한 전기자에 배터리 컴파트먼트를 고정시키는 단계, 및 사출 성형 동안 열가소성 엘라스토머 코팅의 진입을 방지하는 단계를 포함한다.
단계 (602)에서, 방법 (600)은 배터리 하우징을 형성하기 위해 폴리머 림을 금속 부재에 도브테일형으로 결합하는(dovetailing) 단계를 포함한다. 폴리머 림은 폴리머 림 상의 복수의 연동된 도브테일들 및 금속 부재의 마우스 내의 복수의 도브테일 소켓들을 통해 금속 부재에 고정된다. 일예로서, 폴리머 림은 금속 부재의 도브테일 소켓들 내부 및 주위의 제 위치에 몰딩될 수 있다.
604에서, 방법 (600)은 메인 FPCA 및 세미 플렉서블한 전기자를 배터리 하우징의 금속 부재에 고정하는 단계를 선택적으로 포함한다. 상기 논의된 바와 같이, 메인 FPCA 및/또는 세미 플렉서블한 전기자는 배터리 하우징과 나중에 도포되는 열가소성 엘라스토머 사이에 샌드위칭될 수 있다. 배터리 하우징의 금속 부재의 외부 표면상의 하나 이상의 리벳들이 메인 FPCA 및/또는 세미 플렉서블한 전기자를 배터리 하우징에 고정하는 것을 용이하게 하거나 또는 다른 부착 메커니즘이 사용될 수도 있다.
606에서, 방법 (600)은 더미 배터리 또는 핸드 로드(hand load)를 배터리 컴파트먼트의 하우징 내로 삽입하는 단계를 포함한다. 핸드 로드는 배터리 하우징의 전체 내부에 꼭 맞도록 사이즈 설정된다. 핸드 로드는 사출 성형 중에 액체 열가소성 엘라스토머의 진입을 막는 역할을 한다.
608에서, 방법 (600)은 배터리 컴파트먼트의 하우징 둘레에 액체 열가소성 엘라스토머를 사출 성형하는 단계를 포함한다. 사출 성형 프로세스는 폴리머 림과 열가소성 엘라스토머 사이의 분자 결합들의 형성을 촉진하기에 충분한 온도 및 압력에서 수행될 수 있다. 열가소성 엘라스토머의 온도 및 압력은 과도한 열, 화학적 프로세스들 또는 과도한 압력에 의해 메인 FPCA 또는 배터리 컴파트먼트가 손상되는 것을 방지하기 위해 제한될 수 있다. 사출 성형 프로세스가 완료된 후에, 배터리 하우징의 배면 및 측면은 고형의 열가소성 엘라스토머로 봉입되고, 방법 (600)은 단계 (610)로 진행할 수 있다.
단계(610)에서, 방법 (600)은 배터리 하우징으로부터 핸드 로드를 제거하는 단계를 포함한다. 배터리 하우징의 개구 주변의 영역은 단계(612)로 진행하기 전에 미용적으로(cosmetically) 기계가공될 수 있다.
단계(612)에서, 방법 (600)은 배터리 하우징 내의 배터리를 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 논의된 바와 같이, 배터리는 SMT 커넥터, 배터리 리드들 또는 임의의 다른 적절한 연결을 통해 메인 FPCA에 전기적으로 연결될 수 있다.
단계(614)에서, 방법 (600)은 단계 (616)에서 배터리 컴파트먼트 커버를 배터리 하우징에 체결하기 전에 폴리머 림 및/또는 배터리 컴파트먼트 커버의 밀봉면들에 밀봉재를 도포하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 배터리 컴파트먼트 커버는 하나 이상의 패스너들로 고정될 수 있다.
본 명세서에 설명된 구성들 및/또는 접근법들은 물론 예시적인 것이며, 이들 특정 구현예들 또는 예들은 제한의 의미로 고려되지 않을 것인데, 이는 복수의 변형들이 가능하기 때문이라는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 설명된 특정 루틴들 또는 방법들은 하나 이상의 프로세싱 정책들을 나타낼 수 있다. 이로써, 도시된 또는 설명된 다양한 동작들은 도시된 또는 설명된 순서로 수행되거나, 다른 순서로 수행되거나, 동시에 수행되거나, 또는 생략될 수 있다.
이 개시물의 대상은 다양한 프로세스들, 시스템들 및 구성들의 모든 새로운 그리고 명백하지 않은 결합물들 및 서브-결합물들, 및 본 명세서에 개시된 다른 피쳐들, 기능들, 동작들, 및/또는 특성들 뿐 아니라, 그 임의의 그리고 모든 등가물들을 포함한다.

Claims (11)

  1. 컴퓨팅 디바이스에 있어서,
    배터리; 및
    상기 배터리를 홀딩하도록 사이즈 설정된 배터리 박스의 바닥부 및 측벽의 아랫 부분을 형성하는 구조적 하우징(structural housing) - 상기 구조적 하우징은,
    상기 배터리와 복수의 도브테일 소켓(dovetail socket)들을 수용하도록 사이즈 설정된 개구를 규정하는 마우스(mouth)와,
    상기 배터리에 대한 연결 액세스를 제공하는 액세스 포트
    를 포함함 -;
    복수의 도브테일들을 형성하는 폴리머 림(polymer rim) - 각각의 도브테일은 상기 마우스의 상보적 도브테일 소켓과 맞물림되어(interlock with), 상기 폴리머 림을 상기 구조적 하우징에 기계적으로 연결시키도록 구성되고, 상기 측벽의 높이가 상기 구조적 하우징을 넘게끔 상기 폴리머 림이 상기 측벽의 높이를 증가시키도록, 상기 폴리머 림은 상기 배터리 박스의 측벽의 윗 부분을 형성함 -;
    상기 배터리 박스의 외부를 둘러싸도록 상기 폴리머 림의 외측에 분자 결합된 열가소성 엘라스토머; 및
    상기 배터리 박스의 최상부를 형성하고 상기 구조적 하우징에 연결가능한 커버 - 상기 커버는 상기 배터리 박스 내로의 유체 진입(fluid ingress)에 저항하도록 상기 폴리머 림과 상기 열가소성 엘라스토머로부터 협력하여 형성된 면(face)과 인터페이싱함 -
    를 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 하우징은 적어도 부분적으로 금속으로 구성된 것인 컴퓨팅 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 하우징은 상기 배터리의 수명 연장을 제공하도록 사이즈 설정된 것인 컴퓨팅 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    햅틱 모터(haptic motor)
    를 더 포함하며,
    상기 구조적 하우징은 상기 배터리 박스 내에서 상기 햅틱 모터를 홀딩하도록 구성된 하나 이상의 모터 마운트(motor mount)를 포함한 것인 컴퓨팅 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 하우징과 상기 열가소성 엘라스토머 사이에 있는 플렉서블 인쇄 회로 어레이
    를 더 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플렉서블 인쇄 회로 어레이로부터 상기 구조적 하우징의 액세스 포트를 거쳐서 상기 배터리까지 연장된 배터리 커넥터
    를 더 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 하우징과 상기 열가소성 엘라스토머 사이에 있는 스틸 밴드(steel band)
    를 더 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구조적 하우징과 상기 스틸 밴드 사이에 있는 플렉서블 인쇄 회로 어레이
    를 더 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 인쇄 회로 어레이와 상기 스틸 밴드는 하나 이상의 리벳(rivet)에 의해 상기 구조적 하우징에 고정된 것인 컴퓨팅 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    복수의 패스너(fastener)들
    을 더 포함하고,
    상기 구조적 하우징은 상기 폴리머 림 외부에 있는 복수의 보스(boss)들을 포함하고,
    상기 커버는 상기 복수의 보스들과 정렬된 복수의 포트들을 포함하고,
    상기 복수의 패스너 각각은 상기 커버를 상기 폴리머 림에 대해 밀봉시키도록 대응 포트를 통해 대응 보스 내로 연장된 것인 컴퓨팅 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 박스는 제로가 아닌(nonzero) 곡률 반경의 세장형인 것인 컴퓨팅 디바이스.
KR1020167033408A 2014-05-30 2015-05-28 웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들 KR102339759B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/292,472 2014-05-30
US14/292,472 US9904320B2 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Battery compartments for wearable electronic device
PCT/US2015/032770 WO2015184026A1 (en) 2014-05-30 2015-05-28 Battery compartments for wearable electronic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170015902A KR20170015902A (ko) 2017-02-10
KR102339759B1 true KR102339759B1 (ko) 2021-12-14

Family

ID=53398208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167033408A KR102339759B1 (ko) 2014-05-30 2015-05-28 웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9904320B2 (ko)
EP (1) EP3149545B1 (ko)
KR (1) KR102339759B1 (ko)
CN (1) CN106415411B (ko)
ES (1) ES2729240T3 (ko)
WO (1) WO2015184026A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160070296A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Applejack 199 L.P. Wearable devices
US20160073530A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-10 Intel Corporation Design and apparatus for a segmented device enclosure
CH710089A1 (fr) * 2014-09-12 2016-03-31 José Carlos Fernandes Demétrio Bracelet avec connectivité sans fil.
FI127170B (en) * 2014-10-03 2017-12-29 Pulseon Oy Portable biometric device and method of making it
WO2016059514A1 (en) 2014-10-17 2016-04-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
JP2016085457A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 電子機器
TWI584110B (zh) * 2014-11-10 2017-05-21 Asia Vital Components Co Ltd 穿戴式電子裝置散熱結構
US9698545B2 (en) * 2014-11-14 2017-07-04 Foxconn Interconnect Technology Limited Machine case with improved terminal module
JP6675216B2 (ja) * 2015-02-27 2020-04-01 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2016168289A (ja) * 2015-03-16 2016-09-23 カシオ計算機株式会社 バンド及び電子機器
US10263224B2 (en) * 2015-04-23 2019-04-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and electronic device
KR102042871B1 (ko) * 2015-05-08 2019-11-08 최기은 배터리가 구비된 스트랩을 가지는 착용 가능한 스마트폰
KR102382205B1 (ko) * 2015-08-07 2022-04-05 삼성전자주식회사 배터리 팩
JP6540396B2 (ja) * 2015-09-07 2019-07-10 オムロンヘルスケア株式会社 脈波検出装置
TW201800890A (zh) * 2016-06-17 2018-01-01 致伸科技股份有限公司 穿戴式電子裝置
CN205846058U (zh) * 2016-07-05 2016-12-28 卓尔悦欧洲控股有限公司 电池装置及其电子烟
GB2559781A (en) * 2017-02-17 2018-08-22 Zapgo Ltd Wearable electronic device including a supercapacitor
US11442503B2 (en) * 2017-05-17 2022-09-13 Apple Inc. Wearable bands with embedded circuitry
USD819635S1 (en) * 2017-07-31 2018-06-05 Oculus Vr, Llc Head-mounted display
DE102017121536A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Turck Duotec S.A. Elektronisches Modul mit Batterie in umspritzten Gehäuse
US11307661B2 (en) 2017-09-25 2022-04-19 Apple Inc. Electronic device with actuators for producing haptic and audio output along a device housing
US11334032B2 (en) 2018-08-30 2022-05-17 Apple Inc. Electronic watch with barometric vent
US10474194B1 (en) * 2019-01-30 2019-11-12 Garmin Switzerland Gmbh Wearable electronic device with an inductive user interface
CN113994345A (zh) 2019-04-17 2022-01-28 苹果公司 无线可定位标签
US11419504B2 (en) 2019-06-28 2022-08-23 Fitbit, Inc. Methods and systems for combination electrodes for wearable devices
US11349191B1 (en) * 2019-09-17 2022-05-31 Amazon Technologies, Inc. Ring-shaped devices with combined battery and antenna assemblies
US20220035317A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 Facebook Technologies, Llc Wearable devices with overmolded electronic components and related methods
CN112428307A (zh) * 2020-11-18 2021-03-02 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种用于可穿戴机器人的柔性供电系统及方法
CN113707974B (zh) * 2021-08-31 2023-09-29 京东方科技集团股份有限公司 智能穿戴设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001997A1 (en) 2002-06-27 2004-01-01 Vocollect, Inc. Wearable terminal

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779249A (en) * 1986-12-04 1988-10-18 Sun S.R.L. Immersible and disposable decorative wristwatch
US5872744A (en) 1996-07-31 1999-02-16 Motorola, Inc. Battery arrangement for a wrist-carried radiotelephone
US6035035A (en) 1996-12-19 2000-03-07 Classicom, Llc Wrist mounted telephone device
KR100415989B1 (ko) * 1998-07-11 2004-05-20 삼성전자주식회사 컴퓨터고유배터리팩또는일반배터리를사용할수있는휴대형컴퓨터
KR100313144B1 (ko) 1998-11-27 2001-11-07 윤종용 와치 타입 휴대용 무선단말기
US6192253B1 (en) * 1999-10-06 2001-02-20 Motorola, Inc. Wrist-carried radiotelephone
TWI224722B (en) 2000-05-19 2004-12-01 Asulab Sa Electronic device for generating and displaying an item of information
SG115592A1 (en) * 2002-12-19 2005-10-28 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Energy source mounting device for a portable electronic apparatus
US20050189906A1 (en) 2004-03-01 2005-09-01 Huei-Hsin Sun Battery arrangement for wrist-carried device
US20060226804A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-12 Inventec Corporation Mobil phone battery replacement apparatus
US7874722B2 (en) 2006-08-27 2011-01-25 Nike, Inc. Watch casing integrally formed with watch band
US20090201767A1 (en) 2008-02-08 2009-08-13 Theodore Weissenburger Caldwell Battery Assembly Module for the ShotWatch™
JPWO2010023940A1 (ja) 2008-08-29 2012-01-26 パナソニック株式会社 電池パック及びその電池パックを備えた電子機器構成体
US8098141B2 (en) * 2009-02-27 2012-01-17 Nokia Corporation Touch sensitive wearable band apparatus and method
CN101887953B (zh) * 2009-05-15 2013-02-20 深圳富泰宏精密工业有限公司 电池盖卡锁结构及该便携式电子装置
US20110066042A1 (en) 2009-09-15 2011-03-17 Texas Instruments Incorporated Estimation of blood flow and hemodynamic parameters from a single chest-worn sensor, and other circuits, devices and processes
CN102110789A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 深圳富泰宏精密工业有限公司 电池盖结构
US9735400B2 (en) * 2010-10-29 2017-08-15 Nec Corporation Battery pack lock structure and electronic apparatus
WO2012061440A2 (en) 2010-11-01 2012-05-10 Nike International Ltd. Wearable device assembly having athletic functionality
US8974349B2 (en) * 2010-11-01 2015-03-10 Nike, Inc. Wearable device assembly having athletic functionality
US9098069B2 (en) * 2011-11-16 2015-08-04 Google Technology Holdings LLC Display device, corresponding systems, and methods for orienting output on a display
JP5861427B2 (ja) * 2011-12-07 2016-02-16 富士通株式会社 ガスケット、防水構造、及び、電子機器
TWM429300U (en) * 2011-12-27 2012-05-11 Ks Terminals Inc Solar cell junction box
TWM447523U (zh) * 2012-09-12 2013-02-21 Wistron Corp 可攜式電子裝置及其電池模組
CN203367386U (zh) 2013-06-08 2013-12-25 宁波松江蓄电池有限公司 电池包
CN203872216U (zh) * 2014-03-27 2014-10-08 上海盛本通讯科技有限公司 具有防水结构的手机

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001997A1 (en) 2002-06-27 2004-01-01 Vocollect, Inc. Wearable terminal

Also Published As

Publication number Publication date
CN106415411B (zh) 2019-12-17
KR20170015902A (ko) 2017-02-10
US9904320B2 (en) 2018-02-27
US20150346766A1 (en) 2015-12-03
CN106415411A (zh) 2017-02-15
ES2729240T3 (es) 2019-10-31
WO2015184026A1 (en) 2015-12-03
EP3149545A1 (en) 2017-04-05
EP3149545B1 (en) 2019-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102339759B1 (ko) 웨어러블 전자 디바이스를 위한 배터리 컴파트먼트들
US10258280B2 (en) Wearable electronic device
CN106575819B (zh) 要被佩戴在人类皮肤上的电子设备及包含其的通信系统
EP3148406B1 (en) Optical pulse-rate sensor pillow assembly
US9292008B1 (en) Watchband with integrated electronics
US20150342480A1 (en) Optical pulse-rate sensing
US7298320B1 (en) Waterproof combined global positioning system receiver and two-way radio and method of waterproof enclosure fabrication
US20160363957A1 (en) Wearable computer with electronic strap and attachment therefor
EP3300386A1 (en) Bluetooth headset and watch including same
US20150346877A1 (en) Wearable electronic device
WO2017136383A1 (en) Flexible electronic strip and its method for manufacture
US20190312240A1 (en) Battery pack
KR20210006947A (ko) 바디 센서(body sensor)
KR102428591B1 (ko) 웨어러블 장치
CN212994915U (zh) 存储型智能穿戴手环
KR20130098482A (ko) 휴대단말기용 보호케이스
CN217081909U (zh) 一种无线烟感底座
KR20170091849A (ko) 센서가 구비된 워치용 방수케이스
CN113294638A (zh) 一种无线烟感底座

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant