KR102554726B1 - 열전 장치 및 이를 포함하는 헤드셋 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음성을 출력하는 스피커가 중앙에 설치되는 프레임 및 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재를 포함하는 헤드셋에 장착되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치 - 상기 열전 장치는 상기 프레임 및 상기 완충 부재의 사이에 배치됨 - 에 관한 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 열전 장치는, 상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재; 상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하되, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고, 상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치된다.

Description

열전 장치 및 이를 포함하는 헤드셋{THERMOELECTRIC DEVICE AND HEADSET COMPRISING THE SAME}

본 발명은 열전 장치 및 이를 포함하는 헤드셋에 관한 것으로, 구체적으로 헤드셋에 부착되어 사용자에게 냉감 및/또는 열감을 전달하는 열전 장치 및 상기 열전 장치가 장착된 헤드셋에 관한 것이다.

다양한 게임 컨텐츠 및 멀티미디어 컨텐츠의 사용이 증가함에 따라 헤드셋을 이용하는 사용자가 증가하고 있다. 그러나, 사용자가 헤드셋을 장시간 착용하는 경우 헤드셋과 접촉하는 피부에 땀이 차거나 열이 외부로 방출되지 못하여 국부적으로 온도가 증가하는 등으로 인해 불쾌감을 느끼고 있다.

열전 소자는 지벡 효과나 펠티에 효과 등의 열전 효과를 이용하여 열 에너지와 전기 에너지를 교환시키는 소자이다. 최근에는 이러한 열전 소자를 이용한 체온 발전이나 냉각 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 헤드셋에 열전 소자를 배치하여 사용자의 쾌적한 사용을 도모하려는 시도가 있었다.

본 발명의 일 과제는, 사용자에게 냉감 및/또는 열감을 제공하는 헤드셋을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 과제는, 사용자의 불쾌감을 감소시키는 헤드셋을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 과제는, 사용자에게 냉감 및/또는 열감을 효율적으로 제공하는 열전 장치의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면 음성을 출력하는 스피커가 중앙에 설치되는 프레임 및 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재를 포함하는 헤드셋에 장착되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치 - 상기 열전 장치는 상기 프레임 및 상기 완충 부재의 사이에 배치됨 - 에 있어서, 상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재; 상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하되, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고, 상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는 열전 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면 음성을 출력하는 스피커; 중앙에 상기 스피커가 설치되는 프레임; 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재; 및 상기 프레임과 상기 완충 부재의 사이에 배치되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치;를 포함하되, 상기 열전 장치는, 상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재; 상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하고, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고, 상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는 헤드셋이 제공될 수 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면, 헤드셋에 열전 장치가 장착되어 사용자에게 냉감 및/또는 열감을 제공할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 냉감 및/또는 열감을 제공하는 열전 장치가 헤드셋에 장착되어 헤드셋 사용자의 불쾌감을 감소시킬 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 사용자에게 냉감 및/또는 열감을 효율적으로 제공하기 위한 구조의 열전 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 열전 장치를 포함하는 헤드셋의 구성에 관한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 열전 모듈에 관한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유연 열전 모듈에 관한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 일 실시예에 따른 열 전달 부재의 일 예에 관한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 따른 열 전달 부재의 다른 예에 관한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 일 실시예에 따른 방열 부재에 관한 도면이다.
도 14 내지 도 15는 일 실시예에 따른 고정 부재에 관한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 체결 부재에 관한 도면이다.
도 17 내지 도 20은 일 실시예에 따른 열전 장치에 관한 도면이다.
도 21 내지 도 22은 일 실시예에 따른 열전 장치를 포함하는 헤드셋에 관한 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면 음성을 출력하는 스피커가 중앙에 설치되는 프레임 및 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재를 포함하는 헤드셋에 장착되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치 - 상기 열전 장치는 상기 프레임 및 상기 완충 부재의 사이에 배치됨 - 에 있어서, 상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재; 상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하되, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고, 상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는 열전 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 플레이트부의 내측 일 지점의 두께는 외측 일 지점의 두께보다 얇을 수 있다.

여기서, 상기 날개부의 내측 일 지점의 두께는 외측 일 지점의 두께보다 두꺼울 수 있다.

여기서, 상기 방열 부재는, 상기 테두리부의 외측에 상기 제1 축 방향으로 요철 구조가 형성되어 외부로의 폐열 방출이 증가할 수 있다.

여기서, 상기 냉감 제공부는, 중앙 영역이 개방된 림 형상으로 제공되고 상기 림형상의 내측면에 요철 구조가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 요철 구조는, 상기 제1 축과 수직한 제2 축 방향으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 냉감 제공부는, 복수의 관통공이 형성된 판형으로 제공될 수 있다.

여기서, 상기 열전 모듈은, N형 반도체, P형 반도체 및 상기 N형 반도체와 상기 P형 반도체를 연결하는 전극을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 열전 장치는, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 상기 열전 모듈이 삽입되는 고정 부재;를 더 포함하고, 상기 고정 부재의 열 전도율은 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 열 전도율보다 낮을 수 있다.

여기서, 상기 고정 부재는, 상기 테두리부의 적어도 일부 영역의 내측에 배치되도록 형성된 돌출부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 열 전달 부재는, 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성되는 체결부를 더 포함하고, 상기 열 전달 부재 및 상기 고정 부재는 상기 체결부를 통해 결합될 수 있다.

여기서, 상기 열전 장치는, 상기 열 전달 부재가 배치되는 평면과 동일한 평면 상에 상기 날개부가 형성되지 않은 상기 냉감 제공부의 외측의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 판형의 체결 부재;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 체결 부재는, 상기 완충 부재와 결합하여 상기 열전 장치와 상기 완충 부재를 고정시키는 하나 이상의 체결부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 열전 장치는, 상기 헤드셋에 탈부착이 가능할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면 음성을 출력하는 스피커; 중앙에 상기 스피커가 설치되는 프레임; 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재; 및 상기 프레임과 상기 완충 부재의 사이에 배치되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치;를 포함하되, 상기 열전 장치는, 상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재; 상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하고, 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고, 상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는 헤드셋이 제공될 수 있다.

일 실시예에 따른 헤드셋은 열전 장치가 장착될 수 있다. 도 1은 일 실시예에 따른 열전 장치를 포함하는 헤드셋의 구성에 관한 도면이다. 도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 헤드셋(10)은 열전 동작을 수행하는 열전 장치(100), 음성을 출력하는 스피커(700), 스피커(700)가 탑재되는 프레임(300) 및 쿠셔닝 효과(cushioning effect)를 제공하는 완충 부재(500)를 포함할 수 있다.

프레임(300)의 중앙부에 스피커(700)가 탑재될 수 있다. 프레임(300)은 외부 충격이나 액체 등 외부 환경으로부터 스피커(700)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 프레임(300)은 열전 장치(100)를 헤드셋(10)에 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 프레임(300)은 열전 장치(100)로부터 발생한 열을 외부로 방출시키는 기능을 수행할 수도 있다.

프레임(300)은 중앙 영역이 오목하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임(300)은 반구 형상으로 형성될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 방식으로 오목하게 형성될 수 있다. 상기 오목한 영역에는 스피커(700)가 장착될 수 있다.

완충 부재(500)는 쿠셔닝 효과(cushioning effect)가 있는 물질을 포함하여 구현될 수 있다. 또는, 완충 부재(500)는 탄성이 있는 물질을 포함하여 구현될 수 있다. 또는, 완충 부재(500)는 복원력이 있는 물질을 포함하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(500)에 외부로부터 일 방향으로 힘이 가해지는 경우 상기 완충 부재(500)는 일 방향으로 변형될 수 있다. 상기 완충 부재(500)가 변형되는 경우 최초의 형태로 회복하려 하는 복원력이 발생할 수 있다.

상기 힘이 제거되는 경우 상기 완충 부재(500)는 복원력에 의해 최초의 형태로 회복할 수 있다. 또는, 상기 완충 부재(500)는 최초의 형태와 실질적으로 동일한 형태로 회복할 수 있다. 또는, 상기 완충 부재(500)는 최초의 형태와 다른 제3의 형태로 변형될 수 있다. 상기 완충 부재(500)가 회복 및 변형되는 형태는 상기 완충 부재(500)에 가해지는 힘에 따라 달라질 수 있다.

완충 부재(500)의 예로는 스펀지, 쿠션 등이 있을 수 있다.

도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 열전 장치(100)는 열전 모듈(1000), 열 전달 부재(3000), 방열 부재(5000), 고정 부재(7000) 및 체결 부재(9000)를 포함할 수 있다.

헤드셋 및 열전 장치는 이외에도 다양한 형태를 포함할 수 있으므로, 본 명세서에서 헤드셋 및 열전 장치는 상술한 예시들로 한정되는 것은 아니고, 추가적인 구성을 포함하거나 상술한 구성 중 일부가 제외될 수 있다.

이하에서는 일 실시예에 따른 열전 장치의 구성에 관하여 설명한다.

열전 모듈은 지벡 효과(Seebeck effect)나 펠티에 효과(Peltier effect) 등의 열전 효과(thermoelectric effect)를 이용하여 온도차를 이용한 발전 동작이나 전기 에너지를 이용한 가열/냉각 동작 등의 열전 동작(thermoelectric operation)을 수행하는 모듈을 의미할 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈은 열전 동작을 통해 사용자에게 온감/냉감을 포함하는 열적 자극을 제공할 수 있다.

여기서, 열은 양의 스칼라 형태로 표현되는 물리량이므로 '냉감을 제공한다'라는 표현이 물리적 관점에서 엄밀한 표현은 아닐 수 있지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 열이 제공되는 현상에 대해서 온감이 제공되는 것으로 표현하고, 그 역이 되는 현상, 즉 열을 흡수하는 현상에 대하여는 냉감이 제공되는 것으로 표현하기로 한다.

열전 모듈은 판상으로 제공될 수 있다. 도 2는 일 실시예에 따른 열전 모듈에 관한 사시도이다. 도 2를 참고하면, 열전 모듈(1000)은 외부 기판(1700), 열전 소자(1100), 전극(1300) 및 터미널(1500)을 포함할 수 있다.

또한, 열전 모듈은 유연성을 보유할 수 있다(이하 "유연 열전 모듈"이라 함). 유연 열전 모듈은 기본적으로는 판상으로 제공되더라도 커빙(curving)이 가능한 유연성을 보유하여 곡면 형태를 비롯한 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 3은 일 실시예에 따른 유연 열전 모듈에 관한 사시도이다. 도 3을 참고하면, 유연 열전 모듈(1000)은 곡면으로 이용될 수 있다. 또한, 평면 형태 및 곡면 형태 사이에서 변형될 수 있는 유연 열전 모듈(1000)이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도 2와 같은 평면 형태의 유연 열전 모듈(1000)에 힘을 가해 도 3과 같은 곡면 형태로 변형할 수 있고, 가해준 힘을 제거하는 경우 곡면 형태의 유연 열전 모듈(1000)은 다시 평면 형태로 회복될 수 있다.

한 쌍의 외부 기판(1700)은 서로 대향하도록 이격 배치될 수 있다. 상기 외부 기판(1700)은 그 사이에 배치되는 열전 소자(1100)나 전극(1300)을 지지할 수 있다. 또한, 상기 외부 기판(1700)은 외부로부터 그 내부의 열전 소자(1100)나 전극(1300)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

외부 기판(1700)은 열 전도가 용이하고 유연성을 갖는 재질로 마련될 수 있다. 예를 들어, 외부 기판(1700)은 얇은 폴리이미드(PI: polyimide) 필름일 수 있다. 폴리이미드 필름은 굴곡성이 뛰어날 뿐 아니라, 비록 열 전도율이 높은 편은 아니지만 얇은 두께로 제조가 가능하므로 열 전도에는 유리할 수 있다.

외부 기판(1700)은 열전 모듈(1000)의 일 면에만 배치될 수 있다. 일면에만 외부 기판(1700)이 있는 유연 열전 모듈(1000)은 양면에 외부 기판(1700)이 있는 유연 열전 모듈(1000)에 비하여 그 유연성이 향상되는 장점이 있다. 이는 외부 기판(1700)이 비록 PI 필름과 같은 유연성 재질로 제공되더라도 커빙 등에 대한 저항력을 다소 가지기 때문이다.

일면에만 외부 기판(1700)이 있는 유연 열전 모듈(1000)에서 외부 기판(1700)이 없는 면의 유연성이 반대면보다 더 뛰어날 수 있다. 이때, 유연 열전 모듈(1000)을 곡면 형태로 이용 시 외부 기판(1700)이 없는 면을 볼록한 형태가 되는 부분으로 이용하면, 이러한 장점을 충분히 활용할 수 있다.

열전 소자(1100)는 지벡 효과나 펠티에 효과와 같은 열전 효과를 유발하는 소자일 수 있다. 기본적으로 열전 소자(1100)는 열전 효과를 유발하는 열전 쌍(thermoelectric couple)을 구성하는 이종 소재의 제1 열전 소자와 제2 열전 소자를 포함할 수 있다. 제1 열전 소자와 제2 열전 소자는 전기적으로 연결되어 열전 쌍을 구성한다. 열전 쌍은 전기 에너지가 인가되면 온도차를 발생시키고, 반대로 온도차가 인가되면 전기 에너지를 생산할 수 있다. 열전 소자(1100)의 대표적인 예에는, 비스무트(bismuth)와 안티몬(antimony)의 쌍이 있다. 또 최근에는 주로 N형 반도체와 P형 반도체의 쌍이 열전 소자(1100)로 이용되고 있다.

전극(1300)은 열전 소자(1100)를 전기적으로 연결한다. 열전 소자(1100)는 적어도 이종 소재의 제1 열전 소자와 제2 열전 소자가 열전 쌍을 이루도록 전기적으로 연결되어야 열전 효과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 전극(1300)은 기본적으로 서로 인접한 제1 열전 소자와 제2 열전 소자를 연결하여 열전 쌍을 구성한다.

또한, 전극(1300)은 다수의 열전 소자(1100)를 직렬 연결할 수 있다. 전극(1300)에 의해 직렬 연결된 열전 소자들(1100)은 동시에 동일한 열전 동작을 수행하는 열전 그룹을 형성할 수 있다.

전극(1300)은 주로 구리(copper)나 은(silver) 등의 금속 소재로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

터미널(1500)은 열전 모듈(1000)을 외부로 연결하는 단자이다. 터미널(1500)은 열전 모듈(1000)이 열 출력 모듈(heat outputting module)로 이용되는 경우, 열전 모듈(1000)이 펠티에 효과를 이용한 가열/냉각 동작을 수행하기 위한 전원을 공급할 수 있다. 또한, 터미널(1500)은 열전 모듈(1000)이 발전 모듈(thermoelectric generating module)로 이용되는 경우, 열전 모듈(1000)이 지벡 효과를 이용해 생산한 전력을 외부로 전달할 수 있다.

터미널(1500)은 열전 그룹 별로 한 쌍이 제공되며 열전 그룹 내에 직렬 연결된 열전 소자들(1100) 중 전기 회로 상 양 끝에 있는 열전 소자들(1100)과 연결될 수 있다.

도 2 내지 도 3을 참고하면, 열전 모듈(1000)은 2차원 어레이로 배열된 복수의 열전 소자(1100)를 가질 수 있다. 2차원 어레이에서 열전 소자(1100)는 제1 열전 소자, 예를 들어 N형 반도체와, 제2 열전 소자, 예를 들어 P형 반도체가 번갈아가면서 교번 배열될 수 있다.

열전 모듈(1000)은 지지층을 포함할 수 있다. 지지층은 한 쌍의 외부 기판(1700) 사이에 위치할 수 있다. 지지층은 열전 소자(1100)와 전극(1300)을 지지할 수 있다. 따라서, 열전 소자(1100)와 전극(1300)은 외부 기판(1700)과 더불어 지지층에 의해 지지될 수 있다.

지지층은 열전 모듈(1000)이 유연성을 유지할 수 있도록 유연성 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지층은 스폰지처럼 내부 포어를 갖는 발포층일 수 있다. 여기서, 발포층은 한 쌍의 외부 기판 사이에 발포제를 충진시키는 방식으로 형성될 수 있다. 발포제로는 유기발포제, 무기발포제, 물리적 발포제, 폴리우레탄 및 실리콘 폼(silicon foam) 등이 이용될 수 있다.

열전 모듈(1000)에 지지층이 포함되는 경우에는 지지층에 의해 열전 소자(1100)와 전극(1300)이 지지될 수 있으므로, 외부 기판(1700)이 반드시 필요하지 않을 수 있다. 도 2 내지 도 3에 도시된 한 쌍의 외부 기판(1700) 중 어느 하나의 외부 기판(1700)이 제거될 수 있다. 또는, 한 쌍의 외부 기판(1700) 모두가 제거될 수 있다. 외부 기판(1700)이 제거되는 경우 열전 모듈(1000)의 유연성이 향상될 수 있다.

열 전달 부재는 열전 모듈이 동작함에 따라 발생하는 냉감 및/또는 온감을 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 냉감을 전달하는 경우, 열전 모듈로부터 발생한 냉감이 열 전달 부재를 통하여 사용자에게 전달될 수 있다.

열 전달 부재는 열 전도성이 높은 소재로 제공될 수 있다. 일 예로, 열 전달 부재는 알루미늄, 마그네슘과 같은 금속 및/또는 합금 소재를 이용하여 구현될 수 있다. 다른 예로, 열 전달 부재는 열 전도성 고분자를 이용하여 구현될 수 있다. 이 외에도 세라믹, 탄소 복합 재료, 고분자/금속 복합 재료, 고분자/세라믹 복합 재료 등 다양한 소재로 열 전달 부재를 구현할 수 있다.

열 전달 부재의 열 전도성이 높아짐에 따라 냉감 및/또는 온감이 사용자에게 전달되는 효율이 증가할 수 있다.

열 전달 부재는 판형으로 제공될 수 있다. 여기서, 판형이란 하나 이상의 주면의 넓이가 다른 면의 넓이보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또한, 삼각형, 사각형, 원형 등 그 형상에는 제한이 없을 수 있다.

열 전달 부재는 열적 자극 제공부 및 날개부를 포함할 수 있다. 열적 자극 제공부는 열 전달 부재의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 날개부는 열적 자극 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성될 수 있다.

열적 자극 제공부는 사용자에게 냉감/온감을 포함하는 열적 자극을 제공할 수 있다. 열적 자극 제공부가 사용자에게 냉감을 제공하는 경우 냉감 제공부, 온감을 제공하는 경우 온감 제공부라 할 수도 있다.

열적 자극 제공부의 일 영역은 개방될 수 있다. 상기 개방된 일 영역에는 요철 구조가 형성될 수 있다. 상기 요철 구조를 통해 사용자에게 열적 자극이 전달될 수 있다. 또한, 열적 자극 제공부에 형성된 요철 구조로 인해 사용자에게 제공되는 열적 자극이 증가될 수 있다.

또는, 열적 자극 제공부에는 복수의 관통공이 형성될 수 있다.

열적 자극 제공부의 개방된 영역 또는 관통공에 의해 스피커로부터 출력되는 음성, 음향 및 소리 등이 사용자에게 원활히 전달될 수 있다.

날개부는 열전 모듈과 대향하도록 배치되거나 접촉하여 배치될 수 있다. 날개부는 열전 모듈로부터 발생한 냉감/온감을 사용자에게 전달하거나 열적 자극 제공부로 전달할 수 있다.

날개부는 판형으로 형성될 수 있다. 여기서, 판형이란 하나 이상의 주면의 넓이가 다른 면의 넓이보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또한, 삼각형, 사각형, 원형 등 그 형상에는 제한이 없을 수 있다.

날개부의 두께는 전 영역에 걸쳐 균일할 수 있다. 또는, 날개부의 일 영역의 두께는 다른 영역의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일 예로, 날개부의 열적 자극 제공부와 인접한 영역의 두께는 다른 영역보다 두꺼울 수 있다. 다른 예로, 날개부의 두께는 외측으로 갈수록 얇아질 수 있다. 또 다른 예로, 날개부의 내측 영역의 두께는 외측 영역의 두께보다 두꺼울 수 있다.

날개부의 두께에 따라 열전 장치가 사용자에게 전달하는 열적 자극의 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 날개부의 내측 영역의 두께가 외측 영역보다 두꺼운 경우 열전 장치의 효율이 증가할 수 있다.

열 전달 부재에는 하나 이상의 날개부가 형성될 수 있다. 또는, 열 전달 부재에는 열전 장치에 배치된 열전 모듈의 개수와 대응되는 개수의 날개부가 형성되거나, 열전 모듈의 개수보다 많은 수의 날개부가 형성될 수도 있다.

열 전달 부재는 체결부를 포함할 수 있다. 열 전달 부재는 체결부를 통해 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성과 결합될 수 있다. 예를 들어, 열 전달 부재는 체결부를 통해 고정 부재와 결합될 수 있다.

체결부는 홈 구조 및/또는 돌출 구조로 형성될 수 있다. 열 전달 부재의 체결부가 홈 구조(또는 돌출 구조)로 형성되는 경우, 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 돌출 구조(또는 홈 구조)와 매치되어 결합될 수 있다.

체결부는 나사나 못 등과 같은 고정 유닛으로 고정할 수 있도록 구멍이 뚫린 홀 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 전달 부재에 형성된 홀 구조와 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 홀 구조를 서로 마주보도록 배치하고 이를 고정 유닛을 통과시킴으로써 고정하여 열 전달 부재와 상기 다른 구성을 결합할 수 있다.

체결부는 열적 자극 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 열 전달 부재에는 하나 이상의 체결부가 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 각각 일 실시예에 따른 열 전달 부재의 일 예에 관한 평면도, 사시도 및 측면도이다. 도 4 내지 도 6을 참고하면, 열 전달 부재(3000)는 열적 자극 제공부(3500), 날개부(3100a, 3100b) 및 체결부(3200a, 3200b)를 포함할 수 있다.

열 전달 부재(3000)의 중앙 영역에 열적 자극 제공부(3500)가 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 열 전달 부재(3000)에는 열적 자극 제공부(3500)의 일 지점에서 외측으로 연장되되 서로 마주보는 2개의 판상인 날개부(3100a, 3100b)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 날개부(3100a, 3100b)가 형성된 일 지점과는 다른 열적 자극 제공부(3500)의 일 지점에서 외측으로 연장되되 서로 마주보는 2개의 체결부(3200a, 3200b)가 형성될 수 있다. 상기 체결부(3200a, 3200b)는 홀 구조를 포함할 수 있다.

열적 자극 제공부(3500)에는 복수의 관통공(3300)이 형성될 수 있다.

도 6을 참고하면, 날개부(3100a, 3100b)의 두께는 균일하지 않을 수 있다. 도시된 바와 같이, 날개부(3100a, 3100b)의 내측 일 지점 B에서의 두께는 외측 일 지점 A에서의 두께보다 두꺼울 수 있다.

도 7 내지 도 9는 각각 일 실시예에 따른 열 전달 부재의 다른 예에 관한 평면도, 사시도 및 측면도이다. 도 7 내지 도 9를 참고하면, 열 전달 부재(3000)는 열적 자극 제공부(3500), 날개부(3100a, 3100b) 및 체결부(3200a, 3200b)를 포함할 수 있다.

열적 자극 제공부(3500)는 중앙 영역이 개방된 림 형상으로 제공될 수 있다. 도 7 내지 도 9에는 타원 형상의 림으로 도시되었으나, 이 외에도 원형, 사각형, 육각형 등 제한 없이 다양한 모양의 림 형상으로 열적 자극 제공부(3500)가 제공될 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 림 형상의 열적 자극 제공부(3500) 내측면에 요철 구조가 형성될 수 있다. 상기 요철 구조의 두께는 림이 형성된 방향에 따라 변화할 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 열 전달 부재(3000)에는 열적 자극 제공부(3500)의 일 지점에서 외측으로 연장되되 서로 마주보는 2개의 판상인 날개부(3100a, 3100b)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 날개부(3100a, 3100b)가 형성된 일 지점과는 다른 열적 자극 제공부(3500)의 일 지점에서 외측으로 연장되되 서로 마주보는 2개의 체결부(3200a, 3200b)가 형성될 수 있다. 상기 체결부(3200a, 3200b)는 홀 구조를 포함할 수 있다.

도 9를 참고하면, 날개부(3100a, 3100b)의 두께는 균일하지 않을 수 있다. 도시된 바와 같이, 날개부(3100a, 3100b)의 내측 일 지점 B에서의 두께는 외측 일 지점 A에서의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또는, 날개부(3100a, 3100b)의 두께는 내측에서 외측으로 갈수록 얇아질 수 있다.

방열 부재는 열전 모듈로부터 흡수한 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈이 동작함에 따라 발생한 폐열이 방열 부재로 전달되고, 상기 방열 부재는 전달받은 폐열을 외부로 방출시킬 수 있다.

방열 부재는 열 전도성이 높은 소재로 구현될 수 있다. 일 예로, 방열 부재는 알루미늄, 마그네슘과 같은 금속 및/또는 합금 소재를 이용하여 구현될 수 있다. 다른 예로, 방열 부재는 열 전도성 고분자를 이용하여 구현될 수 있다. 이 외에도 세라믹, 탄소 복합 재료, 고분자/금속 복합 재료, 고분자/세라믹 복합 재료 등 다양한 소재로 방열 부재를 구현할 수 있다.

방열 부재의 일 영역은 고온 영역에 대응되고 타 영역은 저온 영역에 대응되도록 배치된다. 방열 부재는 저온 영역과 접촉하는 면적을 증가시킬 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 방열 부재의 일 영역은 판형이고 타 영역은 핀 형태로 제공될 수 있다. 또는, 상기 타 영역은 돌출부와 함몰부를 갖도록 형성될 수 있다.

방열 부재는 중앙 영역이 개방되도록 형성될 수 있다.

또는, 방열 부재는 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 플레이트부를 포함할 수 있다. 열전 모듈로부터 발생한 폐열은 플레이트부를 거쳐 테두리부로 전달될 수 있다. 상기 테두리부는 상기 플레이트부로부터 전달받은 열을 외부로 방출할 수 있다.

테두리부는 림 형상으로 제공될 수 있다.

테두리부에는 요철 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 테두리부의 외측면에 요철 구조가 형성될 수 있다. 테두리부에 요철 구조가 형성됨에 따라 방열 부재가 외부로 폐열을 방출하는 효율이 증가될 수 있다.

방열 부재가 제1 축을 중심으로 하는 림 형상으로 제공된 경우, 요철 구조는 상기 제1 축 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 요철 구조가 제1 축 방향으로 형성된다는 의미는 요철 구조의 두께 변화가 상기 제1 축을 따라 변화하는 것을 의미하는 것일 수 있다.

플레이트부는 열전 모듈과 대향하도록 배치되거나 접촉하여 배치될 수 있다. 플레이트부는 열전 모듈로부터 발생한 폐열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다.

플레이트부는 판형으로 형성될 수 있다. 여기서, 판형이란 하나 이상의 주면의 넓이가 다른 면의 넓이보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또한, 삼각형, 사각형, 원형 등 그 형상에는 제한이 없을 수 있다.

플레이트부의 두께는 전 영역에 걸쳐 균일할 수 있다. 또는, 플레이트부의 일 영역의 두께는 다른 영역의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일 예로, 플레이트부의 테두리부와 인접한 영역의 두께는 다른 영역보다 두꺼울 수 있다. 다른 예로, 플레이트부의 두께는 내측으로 갈수록 얇아질 수 있다. 또 다른 예로, 플레이트의 외측 영역의 두께는 내측 영역의 두께보다 두꺼울 수 있다.

플레이트부의 두께에 따라 열전 장치가 외부로 폐열을 방출하는 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 플레이트부의 외측 영역의 두께가 내측 영역보다 두꺼운 경우 열전 장치의 폐열 방출 효율이 증가할 수 있다.

플레이트부의 두께에 따라 열전 장치가 사용자에게 전달하는 열적 자극의 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 플레이트부의 외측 영역의 두께가 내측 영역보다 두꺼운 경우 열전 장치의 효율이 증가할 수 있다. 상기 효율의 증가는 방열 부재로부터 열 전달 부재로 전달되는 열이 감소하거나 방열 부재로부터 사용자에게 전달되는 열이 감소함에 의한 것일 수 있다.

방열 부재에는 하나 이상의 플레이트부가 형성될 수 있다. 또는, 방열 부재에는 열전 장치에 배치된 열전 모듈의 개수와 대응되는 개수의 플레이트부가 형성되거나, 열전 모듈의 개수보다 많은 수의 플레이트부가 형성될 수도 있다.

방열 부재는 하나 이상의 체결부를 포함할 수 있다. 방열 부재는 체결부를 통해 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성과 결합될 수 있다. 예를 들어, 방열 부재는 체결부를 통해 프레임과 결합될 수 있다.

체결부는 홈 구조 및/또는 돌출 구조로 형성될 수 있다. 방열 부재의 체결부가 홈 구조(또는 돌출 구조)로 형성되는 경우, 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 돌출 구조(또는 홈 구조)와 매치되어 결합될 수 있다.

체결부는 나사나 못 등과 같은 고정 유닛으로 등으로 고정할 수 있도록 구멍이 뚫린 홀 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 방열 부재에 형성된 홀 구조와 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 홀 구조를 서로 마주보도록 배치하고 이를 고정 유닛을 통과시킴으로써 고정하여 방열 부재와 상기 다른 구성을 결합할 수 있다.

도 10 내지 도 13은 각각 일 실시예에 따른 방열 부재의 평면도, 사시도, 측면도 및 단면도이다. 도 10 내지 도 13을 참고하면, 방열 부재(5000)는 플레이트부(5100a, 5100b) 및 테두리부(5200)를 포함할 수 있다.

테두리부(5200)는 중앙 영역이 개방된 림 형상으로 제공될 수 있다. 도 10 내지 도 13에는 타원 형상의 림으로 도시되었으나, 이 외에도 원형, 사각형, 육각형 등 제한 없이 다양한 모양의 림 형상으로 테두리부(5200)가 제공될 수 있다.

도 10 내지 도 13을 참고하면, 림 형상의 테두리부(5200) 외측면에 요철 구조가 형성될 수 있다. 상기 요철 구조의 두께는 림이 형성된 평면에 수직한 방향에 따라 변화할 수 있다.

도 10 내지 도 13을 참고하면, 방열 부재(5000)에는 테두리부(5200)의 일 지점에서 내측으로 연장되되 서로 마주보는 2개의 판상인 플레이트부(5100a, 5100b)가 형성될 수 있다.

도 13을 참고하면, 플레이트부(5100a, 5100b)의 두께는 균일하지 않을 수 있다. 도시된 바와 같이, 플레이트부(5100a, 5100b)의 외측 일 지점 A에서의 두께는 내측 일 지점 B에서의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또는, 플레이트부(5100a, 5100b)의 두께는 외측에서 내측으로 갈수록 얇아질 수 있다.

고정 부재는 열전 모듈을 열전 장치에 고정시킬 수 있다. 또는, 고정 부재는 열전 장치 및/또는 헤드셋의 서로 다른 구성 요소 사이에 배치되어 이들을 이격시키는 스페이서로써의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재는 열 전달 부재와 방열 부재 사이에 배치되어 이들을 이격시킬 수 있다. 고정 부재가 서로 다른 구성 요소를 이격시킴에 따라 상기 구성 요소 사이의 열 전달이 감소할 수 있다.

고정 부재는 열 전도성이 낮은 소재로 제공될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재는 열 전달 부재 및/또는 방열 부재보다 열 전도성이 낮도록 형성될 수 있다. 고정 부재가 열 전달 부재와 방열 부재의 사이에 배치되는 경우, 열 전도성이 낮은 고정 부재를 제공함에 따라 열 전달 부재와 방열 부재 사이의 열 전달이 감소할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재의 열 전도성을 낮춤에 따라 방열 부재가 열전 모듈로부터 전달받은 폐열을 열 전달 부재로 전달하는 것을 감소시킬 수 있다.

고정 부재의 열 전도성이 낮아짐에 따라 냉감 및/또는 온감이 사용자에게 전달되는 효율이 증가할 수 있다.

고정 부재는 판형으로 제공될 수 있다. 여기서, 판형이란 하나 이상의 주면의 넓이가 다른 면의 넓이보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또한, 삼각형, 사각형, 원형 등 그 형상에는 제한이 없을 수 있다.

고정 부재의 일 영역은 개방될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재의 중앙 영역이 개방될 수 있다. 고정 부재의 개방된 영역에 의해 스피커로부터 출력되는 음성, 음향 및 소리 등이 사용자에게 원활히 전달될 수 있다.

고정 부재의 개방된 영역에 열전 모듈이 삽입될 수 있다. 열전 모듈은 상기 개방된 영역에 삽입됨에 따라 고정 부재와 결합하거나 열전 장치에 고정될 수 있다.

고정 부재에는 하나 이상의 개방된 영역이 형성될 수 있다. 또는 고정 부재에는 열전 장치에 배치된 열전 모듈의 개수와 대응되는 개수의 개방된 영역이 형성되거나, 열전 모듈의 개수보다 많은 수의 개방된 영역이 형성될 수도 있다.

고정 부재는 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 돌출부가 형성됨에 따라 상기 돌출부가 형성된 영역을 가로지르는 열 전달을 감소시킬 수 있다.

고정 부재는 하나 이상의 체결부를 포함할 수 있다. 고정 부재는 체결부를 통해 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성과 결합될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재는 체결부를 통해 열 전달 부재와 결합될 수 있다.

체결부는 홈 구조 및/또는 돌출 구조로 형성될 수 있다. 고정 부재의 체결부가 홈 구조(또는 돌출 구조)로 형성되는 경우, 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 돌출 구조(또는 홈 구조)와 매치되어 결합될 수 있다.

체결부는 나사나 못 등과 같은 고정 유닛으로 고정할 수 있도록 구멍이 뚫린 홀 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재에 형성된 홀 구조와 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 홀 구조를 서로 마주보도록 배치하고 이를 고정 유닛을 통과시킴으로써 고정하여 고정 부재와 상기 다른 구성을 결합할 수 있다.

도 14 내지 도 15는 각각 일 실시예에 따른 고정 부재의 평면도 및 사시도이다. 도 14 내지 도 15를 참고하면, 고정 부재(7000)는 개방 영역(7100a, 7100b) 및 체결부(7200a, 7200b, 7200c, 7200d, 7200e, 7200f)를 포함할 수 있다.

고정 부재(7000)는 중앙 영역이 개방된 고리 형상으로 제공될 수 있다. 도 14 내지 도 15에는 타원 형상의 고리로 도시되었으나, 이 외에도 원형, 사각형, 육각형 등 제한 없이 다양한 모양의 고리 형상으로 고정 부재(7000)가 제공될 수 있다.

도 14 내지 도 15를 참고하면, 고정 부재(7000)의 테두리에는 서로 마주보는 2개의 개방 영역(7100a, 7100b)이 형성될 수 있다. 또한, 고정 부재(7000)의 테두리에는 복수의 체결부(7200a, 7200b, 7200c, 7200d, 7200e, 7200f)가 형성될 수 있다.

고정 부재(7000)에는 서로 다른 종류의 체결부(7200a, 7200b, 7200c, 7200d, 7200e, 7200f)가 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 고정 부재(7000)는 돌출 구조로 형성된 체결부(7200a, 7200b, 7200c, 7200d) 및 홀 구조로 형성된 체결부(7200e, 7200f)를 포함할 수 있다. 상기 다른 종류의 체결부(7200a, 7200b, 7200c, 7200d, 7200e, 7200f)는 각각 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성 요소와 결합할 수 있다.

체결 부재는 열전 장치 및/또는 헤드셋에 포함된 서로 다른 구성 요소를 결합하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 열전 장치 및 완충 부재는 체결 부재를 통해 결합될 수 있다.

체결 부재는 열 전도성이 낮은 소재로 제공될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재는 열 전달 부재 및/또는 방열 부재보다 열 전도성이 낮도록 형성될 수 있다. 체결 부재의 열 전도성이 낮아짐에 따라 냉감 및/또는 온감이 사용자에게 전달되는 효율이 증가할 수 있다.

체결 부재는 판형으로 제공될 수 있다. 여기서, 판형이란 하나 이상의 주면의 넓이가 다른 면의 넓이보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또한, 삼각형, 사각형, 원형 등 그 형상에는 제한이 없을 수 있다.

열전 장치는 하나 이상의 체결 부재를 포함할 수 있다.

체결 부재는 하나 이상의 체결부를 포함할 수 있다. 체결 부재는 체결부를 통해 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성과 결합될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재는 체결부를 통해 완충 부재와 결합될 수 있다.

체결부는 홈 구조 및/또는 돌출 구조로 형성될 수 있다. 체결 부재의 체결부가 홈 구조(또는 돌출 구조)로 형성되는 경우, 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 돌출 구조(또는 홈 구조)와 매치되어 결합될 수 있다.

체결부는 나사나 못 등과 같은 고정 유닛으로 고정할 수 있도록 구멍이 뚫린 홀 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재에 형성된 홀 구조와 열전 장치 및/또는 헤드셋의 다른 구성에 형성된 홀 구조를 서로 마주보도록 배치하고 이를 고정 유닛을 통과시킴으로써 고정하여 체결 부재와 상기 다른 구성을 결합할 수 있다.

도 16은 일 실시예에 따른 체결 부재의 사시도이다. 도 16을 참고하면, 체결 부재(9000a, 9000b)는 꼭지점 부근이 절단된 부채꼴 형상인 섹터 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 복수의 체결 부재(9000a, 9000b) 각각은 체결부(9100a, 9100b, 9100c, 9100d) 및 열 전달 부재가 안착될 수 있는 안착 영역(9200a, 9200b)을 포함할 수 있다. 안착 영역(9200a, 9200b)을 통해 체결 부재(9000a, 9000b)에 열 전달 부재가 안착되는 모습은 후술하도록 한다.

열전 장치는 열전 모듈, 열 전달 부재 및 방열 부재를 포함할 수 있다. 일 예로, 열전 모듈의 일 면에 대응되도록 열 전달 부재가 배치되고, 열전 모듈의 타 면에 대응되도록 방열 부재가 배치될 수 있다. 다른 예로, 열 전달 부재 및 방열 부재가 이격 배치되고, 상기 열 전달 부재 및 상기 방열 부재의 사이에 열전 모듈이 배치될 수 있다.

열전 모듈은 열 전달 부재 및/또는 방열 부재와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈은 열 전달 부재의 날개부 및/또는 방열 부재의 플레이트부와 접촉할 수 있다.

열전 모듈의 열전 동작에 의해 발생하는 열적 자극은 열 전달 부재를 통해 사용자에게 전달될 수 있고, 폐열은 방열 부재를 통해 외부로 방출될 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈의 냉각 동작에 의해 발생하는 냉감은 열 전달 부재의 날개부를 거쳐 냉감 제공부로 전달되어 사용자에게 제공될 수 있다. 또한, 열전 모듈이 동작함에 따라 발생하는 폐열은 방열 부재의 플레이트부를 거쳐 테두리부로 전달되어 외부로 방출될 수 있다.

열 전달 부재 및 방열 부재와 수직한 방향에서 바라볼 때 날개부와 플레이트부가 대향하며 날개부와 플레이트부의 사이에 열전 모듈이 배치되는 경우, 열전 장치의 효율은 날개부 및/또는 플레이트부의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈의 크기와 동일하거나 유사한 크기의 날개부 및 플레이트부가 형성되는 경우 열전 장치의 효율이 증가할 수 있다. 구체적으로, 냉각 동작을 수행하는 열전 모듈의 크기보다 큰 날개부 및 플레이트부가 형성되는 경우, 방열 부재가 열전 모듈로부터 전달받은 폐열이 열전 모듈이 배치되지 않은 플레이트부의 일 영역으로부터 열전 모듈이 배치되지 않은 날개부의 일 영역으로 전달될 수 있다. 이는 열 전달 부재의 온도를 증가시키고 결과적으로 사용자에게 전달되는 냉감을 감소시킬 수 있다.

도 17 및 도 18은 각각 일 실시예에 따른 열전 장치의 일 예에 관한 결합 사시도 및 분해 사시도이다. 도 17 내지 도 18을 참고하면, 열전 장치(100)는 열전 모듈(1000a, 1000b), 열 전달 부재(3000), 방열 부재(5000), 고정 부재(7000) 및 체결 부재(9000a, 9000b)를 포함할 수 있다. 방열 부재(5000)의 상부에는 고정 부재(7000)가 배치될 수 있다. 고정 부재(7000)의 개방된 테두리 영역에 열전 모듈(1000a, 1000b)이 삽입될 수 있다. 고정 부재(7000) 및 열전 모듈(1000a, 1000b)의 상부에는 열 전달 부재(3000) 및 체결 부재(9000a, 9000b)가 배치될 수 있다. 체결 부재(9000a, 9000b)는 열 전달 부재(3000)와 동일 평면 상에 배치되되 날개부가 형성되지 않은 열 전달 부재(3000)의 열적 자극 제공부의 외측의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 열 전달 부재(3000)의 체결부는 체결 부재(9000a, 9000b)의 안착 영역에 대응되도록 배치될 수 있다.

열전 장치(100)가 사용자에게 냉감을 제공하는 경우, 도 17 내지 도 18을 참고하면, 열전 모듈(1000a, 1000b)의 열을 흡수하는 냉면은 열 전달 부재(3000)의 날개부와 접촉하여 냉감을 전달할 수 있다. 상기 열 전달 부재(3000)는 날개부를 통해 전달받은 냉감을 냉감 제공부를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 열전 모듈(1000a, 1000b)의 열을 방출하는 온면은 방열 부재(5000)의 플레이트부와 접촉하여 폐열을 전달할 수 있다. 상기 방열 부재(5000)는 플레이트부를 통해 전달받은 폐열을 테두리부를 통해 외부로 방출할 수 있다.

도 19는 일 실시예에 따른 열전 장치의 중앙 영역에 대한 단면 사시도이고, 도 20은 일 실시예에 따른 열전 장치의 테두리 영역에 대한 단면 사시도이다.

도 19를 참고하면, 전술한 바와 같이, 열 전달 부재(3000)의 날개부의 내측 두께는 외측보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 열전 모듈(1000a, 1000b)로부터 전달받은 열적 자극이 외부로 방출되지 않고 열적 자극 제공부로 전달되는 효율이 증가할 수 있다.

또한, 방열 부재(5000)의 플레이트부의 외측 두께는 내측보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 열전 모듈(1000a, 1000b)로부터 전달받은 폐열이 열전 장치의 외부로 방출되는 효율이 증가할 수 있다.

도 19 내지 도 20을 참고하면, 고정 부재에는 돌출부(7300)가 형성될 수 있다. 돌출부(7300)는 방열 부재(5000)의 내측에 대응되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 방열 부재(5000)가 열전 모듈(1000a, 1000b)로부터 전달받은 폐열이 열전 장치의 내측으로 방출되는 것을 감소시킬 수 있고, 열전 장치의 사용자에 대한 열적 자극 전달 효율을 증가시킬 수 있다.

도 20을 참고하면, 열 전달 부재(3000)의 체결부는 고정 부재의 체결부와 대향하고, 각각에 형성된 홀 구조에 고정 유닛(2000)을 삽입하여 열 전달 부재(3000)와 고정 부재를 결합할 수 있다.

헤드셋에는 열전 장치가 탑재될 수 있다. 열전 장치는 헤드셋의 프레임과 완충 부재의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 열전 장치는 헤드셋에 탈부착 가능할 수도 있다.

열전 장치가 적용된 다양한 기기에는 이를 구동하기 위한 전원 공급이 필요할 수 있다. 상기 전원은 유선으로 제공될 수 있고, 필요에 따라 무선으로 제공되거나 배터리로부터 제공될 수 있다. 또한, 열전 장치의 전원 공급을 조절하기 위하여 리모컨 등이 기기와 함께 제공될 수 있고, 열전 장치를 컴퓨터 등과 연결하여 프로그램을 통하여 조절할 수 있다. 이하에서는 열전 장치를 포함한 헤드셋을 용이하게 설명하기 위하여 이러한 구성을 제외하고 설명하지만, 제외된 부분이 필요하지 않다는 것을 의미하는 것은 아니다.

헤드셋에 열전 장치가 탑재되는 경우 피부에 냉감을 전달할 수 있어 헤드셋을 장착하고 있는 동안 쾌적한 환경을 제공할 수 있다. 예를 들어, 헤드셋을 장시간 착용하는 경우 땀이 차는 등의 문제가 발생할 수 있는데, 열전 장치를 통해 이를 방지할 수 있다.

도 21은 일 실시예에 따른 열전 장치를 포함하는 헤드셋에 관한 사시도이다. 도 21을 참고하면, 헤드셋(10)의 프레임(300) 및 완충 부재(500)의 사이에 열전 장치(100)가 배치될 수 있다.

열전 장치(100)로부터 발생하는 열적 자극은 대부분 완충 부재(500)의 개방된 중앙 영역을 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 헤드셋(10)이 사용자에게 냉감을 제공하는 경우에 대해 살펴보면, 열전 장치(100)에 전원이 공급되어 열전 장치(100)의 완충 부재(500)와 대향하는 면에 냉감이 형성되고 프레임(300)과 대향하는 면에 열감이 형성될 수 있다. 또한, 열전 장치(100)가 동작함에 따라 열이 발생할 수 있다. 상기 열은 방열 부재를 통해 외부로 방출될 수 있다. 또는, 상기 열은 프레임(300)을 통해 외부로 방출될 수도 있다.

열전 장치(100)를 프레임(300)과 완충 부재(500)의 사이에 배치함에 따라 종래 헤드셋의 구조를 변경하지 않고 열적 자극을 전달할 수 있는 장점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 제공되는 사운드를 고려하여 프레임 등의 헤드셋 구조를 설계하는데, 열전 장치(100)가 프레임(300)의 내부에 삽입되거나 하는 경우에는 사운드 왜곡이 발생할 수 있으므로 상기 프레임(300) 등 헤드셋(10)의 구조를 재설계해야 할 필요성이 있을 수 있다. 반면, 열전 장치(100)가 프레임(300)과 완충 부재(500)의 사이에 배치되는 경우에는 프레임(300) 등 헤드셋(10)의 구조를 재설계하지 않고도 사운드 왜곡이 발생하지 않거나 최소화될 수 있는 이점이 발생할 수 있다.

도 22는 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 열전 장치를 포함하는 헤드셋에 관한 도면이다. 도 22의 좌측은 열전 장치(100)를 부착한 헤드셋에 관한 도면이고, 우측은 열전 장치(100)를 탈착한 헤드셋에 관한 도면이다. 사용자는 열전 장치(100)를 부착하여 헤드셋을 이용하거나 경우에 따라 탈착하여 이용할 수도 있다.

상기에서는 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

10: 헤드셋 100: 열전 장치
300: 프레임 500: 완충 부재
700: 스피커 1000: 열전 모듈
1100: 열전 소자 1300: 전극
1500: 터미널 1700: 외부 기판
2000: 고정 유닛 3000: 열 전달 부재
3100: 날개부 3200: 체결부
3300: 관통공 3400: 요철 구조
3500: 열적 자극 제공부 5000: 방열 부재
5100: 플레이트부 5200: 테두리부
7000: 고정 부재 7100: 개방 영역
7200: 체결부 7300: 돌출부
9000: 체결 부재 9100: 체결부
9200: 안착 영역

Claims (15)

1. 음성을 출력하는 스피커가 중앙에 설치되는 프레임 및 사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재를 포함하는 헤드셋에 장착되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치 - 상기 열전 장치는 상기 프레임 및 상기 완충 부재의 사이에 배치됨 - 에 있어서,
   상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재;
   상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및
   상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하되,
   상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고,
   상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는
   열전 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 플레이트부의 내측 일 지점의 두께는 외측 일 지점의 두께보다 얇은
   열전 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 날개부의 내측 일 지점의 두께는 외측 일 지점의 두께보다 두꺼운
   열전 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 방열 부재는, 상기 테두리부의 외측에 상기 제1 축 방향으로 요철 구조가 형성되어 외부로의 폐열 방출이 증가하는
   열전 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 냉감 제공부는, 중앙 영역이 개방된 림 형상으로 제공되고 상기 림형상의 내측면에 요철 구조가 형성되는
   열전 장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 요철 구조는, 상기 제1 축과 수직한 제2 축 방향으로 형성되는
   열전 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 냉감 제공부는, 복수의 관통공이 형성된 판형으로 제공되는
   열전 장치.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 열전 모듈은, N형 반도체, P형 반도체 및 상기 N형 반도체와 상기 P형 반도체를 연결하는 전극을 포함하는
   열전 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 열전 장치는,
   상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 상기 열전 모듈이 삽입되는 고정 부재;를 더 포함하고,
   상기 고정 부재의 열 전도율은 상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 열 전도율보다 낮은
   열전 장치.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 고정 부재는, 상기 테두리부의 적어도 일부 영역의 내측에 배치되도록 형성된 돌출부를 포함하는
    열전 장치.
    
11. 제9 항에 있어서,
    상기 열 전달 부재는, 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성되는 체결부를 더 포함하고,
    상기 열 전달 부재 및 상기 고정 부재는 상기 체결부를 통해 결합되는
    열전 장치.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 열전 장치는,
    상기 열 전달 부재가 배치되는 평면과 동일한 평면 상에 상기 날개부가 형성되지 않은 상기 냉감 제공부의 외측의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 판형의 체결 부재;를 더 포함하는
    열전 장치.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 체결 부재는, 상기 완충 부재와 결합하여 상기 열전 장치와 상기 완충 부재를 고정시키는 하나 이상의 체결부를 포함하는
    열전 장치.
    
14. 제1 항에 있어서,
    상기 열전 장치는, 상기 헤드셋에 탈부착이 가능한
    열전 장치.
    
15. 음성을 출력하는 스피커;
    중앙에 상기 스피커가 설치되는 프레임;
    사용자의 피부와 접촉하고 쿠셔닝 효과를 제공하는 완충 부재; 및
    상기 프레임과 상기 완충 부재의 사이에 배치되어 상기 사용자에게 냉감을 제공하는 열전 장치;를 포함하되,
    상기 열전 장치는,
    상기 스피커로부터 상기 완충 부재로 향하는 제1 축을 중심으로 하는 림 형상의 테두리부 및 상기 테두리부의 일 지점에서 내측으로 연장되어 형성된 판상의 플레이트부를 포함하는 방열 부재;
    상기 제1 축에 수직한 냉감 제공부 및 상기 냉감 제공부의 일 지점에서 외측으로 연장되어 형성된 판상의 날개부를 포함하는 열 전달 부재; 및
    상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재의 사이에 배치되고 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하는 열전 모듈 - 상기 열전 모듈은 열을 흡수하는 냉면 및 상기 냉면의 반대편에 형성되고 열을 방출하는 온면을 포함함 - ;을 포함하고,
    상기 방열 부재 및 상기 열 전달 부재는, 상기 제1 축 방향에서 볼 때 상기 플레이트부 및 상기 날개부가 적어도 일부 중첩되도록 배치되고,
    상기 열전 모듈은, 상기 냉면 및 상기 온면이 각각 상기 날개부 및 상기 플레이트부의 적어도 일부와 대향하도록 배치되는
    헤드셋.

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