KR102674665B1 - 웨어러블 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 연결부, 상기 연결부와 연결된 디스플레이부, 상기 기판의 타면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 안테나부를 포함하고, 상기 연결부의 일단은 상기 기판에 연결되고, 상기 연결부의 타단은 상기 디스플레이부에 연결되고, 상기 연결부는, 상기 디스플레이부가 상기 기판의 일면 상에 배치되도록 상기 기판 일측 단부의 외측으로 돌출되도록 구부러질 수 있는 웨어러블 장치에 관한 것이다.

Description

웨어러블 장치 {Wearable apparatus}
본 발명은 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 연결부, 상기 연결부와 연결된 디스플레이부, 상기 기판의 타면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 안테나부를 포함하고, 상기 연결부의 일단은 상기 기판에 연결되고, 상기 연결부의 타단은 상기 디스플레이부에 연결되고, 상기 연결부는, 상기 디스플레이부가 상기 기판의 일면 상에 배치되도록 상기 기판 일측 단부의 외측으로 돌출되도록 구부러질 수 있는 웨어러블 장치에 관한 것이다.
전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등 현대 사회에서 폭넓게 사용되는 전자 장치는 일반적으로 평판형 디스플레이 장치와 배터리를 탑재하고 있으며, 디스플레이 장치나 배터리의 형상으로 인해 바형, 폴더형, 슬라이딩형의 다각형 외관을 가지고 있었다.
특히, 최근에는 디스플레이 장치와 배터리의 성능이 향상되면서 소형화되어, 사용자의 신체에 직접 장착되도록 손목(wrist)이나 두부(head)와 같은 신체의 일부에 착용할 수 있는 웨어러블 전자 장치가 등장하고 있다.
웨어러블 장치의 경우, 박형일 수록, 크기가 작을 수록 디자인을 위해서 더 좋다. 따라서, 기술적 측면에서 작은 면적에 부품을 최적화하여 실장하기 위한 많은 연구가 필요하게 된다. 그런데, 디자인을 지나치게 중시하는 경우 안테나를 주요 부품 배치 후 남는 공간 중 임의의 곳에 위치시켜, 웨어러블 장치의 전체적인 외형만 좋아질 뿐 웨어러블 장치와 외부 장치와의 무선 통신 특성을 충분히 확보할 수 없는 단점이 발생할 수 있다.
또한, 종래의 웨어러블 장치는 안테나의 위치가 특정되지 않거나 디자인을 확보하여야 하는 위치에 배치되어 무선 특성을 충분히 확보할 수 없으므로 효율성이 매우 떨어지게 되며, 무선 특성 확보를 위하여 더 크고 성능이 좋은 안테나를 실장하여야 하므로 전체적인 장치의 생산 단가가 올라가고 충분한 공간을 확보할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 웨어러블 장치가 가지고 있는 단점을 해소하기 위하여, 웨어러블 장치를 착용하였을 때 안테나가 신체의 바깥쪽을 향하도록 배치하는 웨어러블 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 연결부, 상기 연결부와 연결된 디스플레이부, 상기 기판의 타면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 안테나부를 포함하고, 상기 연결부의 일단은 상기 기판에 연결되고, 상기 연결부의 타단은 상기 디스플레이부에 연결되고, 상기 연결부는, 상기 디스플레이부가 상기 기판의 일면 상에 배치되도록 상기 기판 일측 단부의 외측으로 돌출되도록 구부러질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 연결부 또는 상기 안테나부가 상기 기판의 일측 모서리에 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 기판이 제1 PCB 기판, 상기 제1 PCB 기판 상의 제1 FPCB 기판, 상기 제1 FPCB 기판 상의 제2 FPCB 기판, 상기 제2 FPCB 기판 상의 제2 PCB 기판을 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 제1 PCB 기판 및 상기 제2 PCB 기판이 부품 실장 영역을 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 제1 FPCB 기판이 일면에 제2 FPCB 기판이 배치되고, 타면 일측에 상기 안테나부가 배치될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 제2 PCB 기판이 일면 일측에 상기 연결부가 배치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 연결부는 FPCB 기판일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 기판의 상기 일측 단부와 반대되는 타측 단부에 배치되는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 상기 스위치부가 상기 기판의 타면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 웨어러블 장치는, 사용자의 장착시 안테나부가 사용자 신체 외측으로 자연스럽게 위치할 수 있도록 하여, 외부 장치와 웨어러블 장치 사이의 무선 통신 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 웨어러블 장치는, 외부 장치를 향하여 안테나가 바라보도록 배치함으로써 안테나 무선 신호의 방사 특성을 향상시킬 수 있으며, 외부 장치와 웨어러블 장치 간의 거리를 최소화할 수 있는 위치에 배치함으로써 통신 거리를 최적화할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨어러블 장치는, 착용 감지 기능을 수행함으로써, 착용이 되지 않은 상태에서는 불필요한 부품에 전원 공급을 중단하여 전체적인 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 웨어러블 장치는, 안테나부를 사용자의 신체에서 보이지 않는 쪽에 배치함으로써, 웨어러블 장치의 디자인적인 측면을 더욱 강조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 사용자 착용을 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '웨어러블 장치'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 나타내는 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 상세한 구성을 나타내는 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 사용자 착용을 나타내는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 웨어러블 장치(100)는 기판(110), 연결부(120), 디스플레이부(130), 안테나부(140)를 포함할 수 있다.
기판(110)에는 웨어러블 장치가 포함하는 다양한 구성들이 배치될 수 있다. 이 때, 기판에는 배선을 변경할 수 있는 전기 회로가 편성될 수 있고, 절연기판 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연 재료로 만들어진, 프린트, 배선판 및 절연기판을 모두 포함할 수 있다.
기판 상에는 본 발명의 연결부, 디스플레이부, 안테나부, 스위치부 등 다양한 부품들이 배치될 수 있다. 이 때, 기판의 일면 및 타면은 각각 기판의 상면 또는 하면, 반대로 하면 또는 상면을 의미할 수 있다. 또한, 기판의 일측 및 타측은 기판의 네 모서리 측 중에서 어느 하나의 측면과 나머지 다른 측면중 어느 하나의 측면을 의미할 수 있다. 예를 들어, 기판의 일측과 타측은 서로 마주보는 방향의 모서리측을 의미할 수도 있고, 바로 인접하는 모서리측을 의미할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 기판은 여러 층의 PCB 기판 및 FPCB 기판으로 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명의 기판(110)은 제1 PCB 기판(111), 제1 FPCB 기판(112), 제2 FPCB 기판(113), 제2 PCB 기판(114)을 포함할 수 있다. PCB 기판 상에는 웨어러블 장치에 사용되는 여러 부품 및 칩이 실장될 수 있으며, FPCB 기판은 유연한 성질을 가지고 자유롭게 구부러져 웨어러블 장치의 사용에 용이하게 할 수 있다.
제1 PCB 기판(111)은 부품 실장 영역을 포함할 수 있다.
제1 FPCB 기판(112)은 제1 PCB 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 제1 FPCB 기판(112)은 유연하게 구부러질 수 있다. 이 때, 제1 FPCB 기판의 일면에는 제2 FPCB 기판이 배치되고, 안테나부(140)가 제1 FPCB 기판(112)의 타면 일측에 배치될 수 있다.
제2 FPCB 기판(113)은 제1 FPCB 기판(112) 상에 배치될 수 있다. 제2 FPCB 기판(113)은 유연하게 구부러질 수 있다.
제2 PCB 기판(114)은 제2 FPCB 기판(113) 상에 배치될 수 있으며, 제2 PCB 기판(114) 에는 부품 실장 영역을 포함할 수 있다. 이 때, 후술하는 연결부(120)가 제2 PCB 기판(114)의 상면 일측에 배치될 수 있다.
상기 기판은 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있으며, 구체적으로 PCB 기판 또는 FPCB 기판으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판는 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 기재는 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판은 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 기판은 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판은 PCB(인쇄 회로 기판; printed circuit board) 또는 세라믹 기판으로 이루어질 수 있다. 이 때, PCB 기판은 회로 설계를 근거로 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현하며, 절연물 상에 전기도체를 재현할 수 있다. 또한 전기부품을 탑재하고 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성할 수 있으며, 부품의 전기적 연결기능 외의 부품들을 기계적으로 고정시켜줄 수 있다.
아울러, 기판은 수광부 및 배선이 형성되며, 구부린 형태를 가진 유연 기판일 수 있다. 이 때, 유연 기판은 FPCB 기판 등으로 구현할 수 있다.
또한, 유연 기판은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 기판 또는 유연 기판은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 유연 기판이 곡면을 가지면서 휘어지거나 Random한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다. 또한, 상기 유연 기판은 복곡면을 가지는 유연한(Flexible) 기판으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 유연 기판은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 또한, 상기 유연 기판은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다.
연결부(120)는 기판(110)의 일면 일측 단부에 배치될 수 있다. 이 때, 연결부는 FPCB 기판 등 구부러질 수 있는 플렉서블 재질의 유연 기판으로 구성될 수 있다. 본 발명의 웨어러블 장치는 사용자의 손목이나 팔, 목, 발목 등 신체를 둘러싸면서 사용할 수 있다. 따라서, 연결부는 사용자 신체를 유연하게 감싸기 위하여 유연 기판으로 구성할 수 있다.
이 때, 연결부(120)는 기판의 일면 상에 배치될 수도 있으며, 기판의 일측 모서리에 배치되어 연장되는 형태로 구성될 수도 있다. 더 구체적으로, 기판과 다른 층에서 연결부가 배치될 수도 있으며, 기판과 동일한 층에서 연장되어 배치될 수도 있다.
아울러, 본 발명의 연결부(120)는 디스플레이부(130)가 기판(110)의 일면 상에 배치되도록 기판의 일측 단부의 외측으로 돌출되도록 구부러질 수 있다. 사용자 신체를 감싸면서 사용자의 신체에서 착탈하지 않도록 고정하여야 하므로, 기판(110)과 디스플레이부(130)가 서로 바라보는 위치에서 고리를 형성하도록 할 수 있다.
더 구체적으로, 연결부(120)는 제2 PCB 기판(114)의 상면 일측에 배치될 수 있다. 이 때, 연결부(120)는 제2 PCB 기판(114)의 상면에 접착될 수도 있으며, 제2 PCB 기판(114)에서 연장되는 형태로 접착될 수 있다. 또한, 연결부(120)가 제2 PCB 기판(114)과 제2 FPCB 기판(113)의 사이에 끼운 상태로 연결될 수도 있다.
디스플레이부(130)는 연결부(120)와 연결될 수 있다. 이 때, 디스플레이부(130)는 디스플레이부 상면(131)과 디스플레이부 하면(132)을 포함할 수 있다. 디스플레이부 상면(131)은 처음에는 디스플레이부 하면(132)보다 아래쪽에 위치하게 되나, 웨어러블 장치의 생산 과정에서 연결부(120)를 구부러지게 함으로 인하여 디스플레이부 상면(131)이 디스플레이부 하면(132)보다 더 위쪽에 배치된다.
디스플레이부 상면에는 웨어러블 장치에 적용되는 디스플레이 장치가 배치될 수 있으며, 액정, EL, 발광 다이오드, ECD, 터치패널 등 사용자가 원하는 정보를 표시하는 일반적인 장치가 모두 사용될 수 있다.
안테나부(140)는 기판(110)의 타면 일측 단부에 배치될 수 있다. 이 때, 안테나부(140)는 기판의 타면 상에 배치될 수도 있으며, 기판의 일측 모서리에 배치되어 연장되는 형태로 구성될 수도 있다. 더 구체적으로, 기판과 다른 층에서 안테나부가 배치될 수도 있으며, 기판과 동일한 층에서 연장되어 배치될 수도 있다.
안테나부(140)는 웨어러블 장치와 외부 장치들 간의 무선 통신을 수행할 수 있으며, 루프 안테나, 칩 안테나 등 크기가 작은 웨어러블 장치에 적용될 수 있는 모든 안테나를 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 안테나부(140)는 기판(110)의 타면 일측 단부에 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명의 안테나부(140)는 제1 FPCB 기판(22)의 타면 일측 단부에 배치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 연결부(120)와 안테나부(140)는, 기판(110)의 같은 방향에 위치하는 모서리측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판이 가지는 4개의 모서리 중, 어느 하나의 모서리에 연결부(120)와 안테나부(140)가 모두 위치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 안테나부(140)가 연결부와 동일한 방향으로 배치되는 경우, 사용자가 웨어러블 장치를 착용했을 때 자연스럽게 사용자의 바깥쪽 방향을 향하여 안테나가 위치하게 된다. 웨어러블 장치는 사용자 신체에 장착되고, 안테나부는 사용자 신체의 외측을 향하여 배치될 수 있다. 왼팔에 웨어러블 장치(시계)를 착용하는 경우, 사용자는 왼팔목 손등 방향에 얹혀진 것으로 시계를 보기 위해 팔을 가슴 방향으로 가져올 수 있다. 이 때, 안테나는 사용자에서 바깥 쪽 방향을 바라보게 배치된다.
따라서, 본 발명의 웨어러블 장치는 안테나부(140)를 통하여 차량 또는 사용자 단말기 등 외부 장치와 통신 신호를 송수신할 때, 최적의 방향에서 최소의 거리로 송수신할 수 있으며, 바깥 방향으로 방사가 잘 되도록 배치되므로, 무선 통신의 효율을 극대화할 수 있게 된다.
예를 들어, 본 발명의 웨어러블 장치는 심박 센서가 장착되어, 감지한 사용자의 심박 정보 또는 생체 정보를 차량 또는 스마트폰과 송수신하여 실시간 디스플레이 정보에 적용할 수 있다. 또한, 착용 감지가 되지 않는 경우 웨어러블 장치가 포함하는 불필요한 부품에 전원 공급을 차단하여 소비 전력을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨어러블 장치(100)는 스위치부(150)를 더 포함할 수 있다. 스위치부는 상기 기판의 상기 일측 단부와 반대되는 타측 단부에 배치될 수 있으며, tact 스위치 등을 이용하여 FPCB 상에 실장하고, 전체적인 웨어러블 장치의 부품 단가를 낮출 수 있다.
이 때, 스위치부는 상기 기판의 타면 상에 배치될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 웨어러블 장치
110 : 기판
111 : 제1 PCB 기판
112 : 제1 FPCB 기판
113 : 제2 FPCB 기판
114 : 제2 PCB 기판
120 : 연결부
130 : 디스플레이부
131 : 디스플레이부 상면
132 : 디스플레이부 하면
140 : 안테나부
150 : 스위치부

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 연결부;
    상기 연결부와 연결된 디스플레이부; 및
    상기 기판의 타면 상에 배치되며, 상기 기판의 일측 단부에 배치되는 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 연결부의 일단은 상기 기판에 연결되고, 상기 연결부의 타단은 상기 디스플레이부에 연결되며,
    상기 기판은,
    제1 PCB 기판, 상기 제1 PCB 기판 상의 제1 FPCB 기판, 상기 제1 FPCB 기판 상의 제2 FPCB 기판 및 상기 제2 FPCB 기판 상의 제2 PCB 기판을 포함하고,
    상기 연결부는, 상기 디스플레이부가 상기 기판과 대향하도록 상기 기판의 일측 단부의 외측으로 돌출되는 형태로 구부러질 수 있는 웨어러블 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 FPCB 기판은,
    일면에 제2 FPCB 기판이 배치되고, 타면 일측에 상기 안테나부가 배치된, 웨어러블 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 PCB 기판은,
    일면 일측에 상기 연결부가 배치된, 웨어러블 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부는 FPCB 기판인, 웨어러블 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 일측 단부와 반대되는 타측 단부에 배치되는 스위치부를 더 포함하고, 상기 스위치부는 상기 기판의 타면 상에 배치되는 웨어러블 장치.
  9. 삭제
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