KR200290674Y1 - 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터에 관한 것이다.

본원고안은 휴대용 모니터의 후면 케이스를 비교적 간단한 구조 변경에 의해 배터리용 팩의 기능을 수행할 수 있도록 설계한 다음, 에너지저장밀도가 높고 크기가 작은 기존의 사각 평판형 핸드폰용 배터리를 모니터의 후면 케이스의 배터리함에 삽입·장착하여 사용할 수 있도록 함으로서 장시간 지속적인 전원공급이 가능한 소형의 휴대용 모니터를 제공하고자 함을 목적으로 하는 것으로,

영상을 시청하기 위한 액정화면(10)과; 방송국으로부터 방송신호를 수신하기 위한 안테나(20)와; 각종의 전기·전자소자들을 탑재하기 위한 회로기판(미도시)과; 상기 회로기판을 안치시키고 액정화면을 지지하는 기능을 수행하며, 하부에 후면 케이스를 용이하게 착탈할 수 있도록 걸림고리를 형성하는 한편 측면에는 후면케이스에 장착된 배터리의 제4접점과 결합될 수 있도록 제5접점(31)을 형성한 전면 케이스(30)와; 모니터의 후면을 덮음과 동시에 핸드폰용 배터리를 장착하기 위한 배터리함(50)을 형성한 후면 케이스(40)와; 모니터에 전원을 공급하는 핸드폰용 배터리(60)와; 휴대용 모니터를 거치하기 위한 거치대(70)와; 상용 AC전원을 변압·정류하여 배터리 및 모니터에 공급하기 위한 어탭터(80)로; 이루어짐을 특징으로하는 핸드폰용 배터리를 사용한 휴대용 모니터에 관한 것이다.

Description

핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터 {Portable monitor using batteries for portable telephone as power sources}

본 고안은 핸드폰 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 모니터는 그 특성상 휴대 및 보관이 편리한 구조를 갖도록 제작되어야 하며 이를 위해서는 시각적 기능을 저해하지 않는 범위 내에서 가능한 한 그 크기가 작게 설계되어야 함을 궁극의 목표로 하고 있다.

상기와 같은 목표를 달성하기 위해 모니터 제품의 소형화를 위한 노력이 지속되어 왔으며 지금까지의 노력은 주로 전자회로의 크기를 최소화하는데 집중되어 왔다. 그러한 노력의 결과 손바닥 크기 만한 정도의 휴대용 모니터가 보편화된 것은 이미 오래 전의 일이 되었다.

그러나 상기와 같은 노력에도 불구하고 휴대용 모니터에 전원을 공급하는 배터리의 경우 도 14에서 보는 바와 같이 종래의 원통형 건전지를 그대로 사용함으로서 휴대용 모니터의 소형화에 결정적인 장애 요인이 되었다.

휴대용 모니터는 음성신호와 영상신호를 동시에 처리해야 하는 장치로서 음성신호만을 처리하는 기기에 비해 장치 내에서 처리되어야 하는 데이터의 양이 절대적으로 많기 때문에 일반적인 휴대용 오디오기기와 비교할 때, 전력의 소모가 대단히 크다. 따라서 그 만큼 배터리의 소모량도 많아지게 된다.

그러나 종래 휴대용 모니터의 전원으로 사용하던 원통형 건전지의 경우 에너지 저장밀도가 낮아 사용시간이 극히 짧아지는 관계로 동 건전지를 휴대용 모니터의 전원으로 사용하기에는 적절치 못한 측면이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 도 15에서 보는 바와 같이 많은 수의 건전지를 병렬로 연결하여 사용하기도 하였으나 그러한 방법은 휴대용 모니터의 크기를 증대시키는 결과를 가져와 휴대용 모니터의 소형화에 역행한다는 문제를 안고 있었다.

본원고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것이다.

이 고안의 기술적 사상이 안출된 기술적 배경에는 최근 들어 핸드폰이 급속도로 보급되는 사회적 환경이 자리잡고 있다.

수년 전부터 폭발적인 수요 증가 추세를 보이고 있는 핸드폰은 휴대용 모니터와 같이 소형화와 다기능화를 궁극의 목표로 하고 있다. 따라서 핸드폰 사용의 급속한 증가와 함께 이를 소형화하기 위한 노력이 함께 기울여져 왔으며, 이의 일환으로 에너지저장밀도가 높으면서 휴대가 간편하게 설계·제작된 핸드폰용 배터리가 다수 개발되어 출시되고 있다.

그 대표적인 것이 휴대가 편리하면서 에너지 저장밀도가 높게 설계된 얇은 사각 평판형상의 3.6 ~ 3.7V의 Li-ion Battery이다. (도 13 참조)

이들 핸드폰용 배터리는 핸드폰의 모델에 따라 세부적인 형상이 각각 다르지만 얇은 사각평판형상이라는 점과 고밀도의 에너지저장능력을 가진다는 점에서 공통점을 가지고 있다.

본원고안은 휴대용 모니터의 후면 케이스를 비교적 간단한 구조 변경에 의해 배터리용 팩의 기능을 수행할 수 있도록 설계한 다음, 에너지저장밀도가 높고 크기가 작은 기존의 사각 평판형 핸드폰용 배터리를 모니터의 후면 케이스의 배터리함에 삽입·장착하여 사용할 수 있도록 함으로서 장시간 지속적으로 사용할 수 있는 소형의 휴대용 모니터를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

도 1은 본 고안이 적용되는 휴대용 모니터의 사시도,

도 2은 본 고안에 따른 핸드폰용 배터리가 삽입·장착된 휴대용 모니터의 분해사시도,

도 3는 본 고안에 따른 배터리함이 내장된 후면케이스의 상세도,

도 4는 본 고안의 핸드폰용 배터리가 장착되는 과정도,

도 5는 본 고안의 핸드폰용 배터리가 장착된 상태도,

도 6은 본 고안의 핸드폰용 배터리를 분리해 내는 과정도,

도 7은 본 고안의 핸드폰용 배터리가 상부 배터리함에 일부 장착된 상태도,

도 8은 본 고안의 핸드폰용 배터리가 상부 배터리함에 모두 장착된 상태도,

도 9는 본 고안의 핸드폰용 베터리가 배터리함에 모두 장착된 상태도,

도 10은 본 고안에 의해 전기적으로 연결된 배터리의 상태도,

도 11은 본 고안에 의해 전기적으로 연결된 배터리의 회로도,

도 12는 거치대에 충전용 잭을 삽입한 상태도,

도 13은 본 고안에 일실시예로 적용되는 배터리를 장착한 핸드폰,

도 14는 종래의 원통형 건전지를 사용한 휴대용 모니터,

도 15는 종래의 원통형 건전지를 사용하여 공급전력을 높인 휴대용 모니터,

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 액정화면 20 : 안테나

30 : 전면케이스 31 : 제5접점

32 : 제1요홈 33 : 제2요홈

40 : 후면 케이스 41 : 후부커버

42 : 측부 43 : 걸림턱

44 : 탄성걸림턱

50 : 배터리함 510 : 상부배터리함

511 : 제2접점 512 : 제2접선

520 : 하부배터리함 521 : 제3접점

522 : 제3 접선

531 : 제1접점

541 : 구분돌기 542 : 고정턱

543 : 결합돌기 544 : 제4접점

545 : 접점판넬

550 : 충전용 잭 560 : 테이프

60 ; 배터리 61 ; 양극접점

62 : 음극접점

70 : 거치대 80 : 어탭터

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 구성을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안이 적용되는 휴대용 모니터의 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 핸드폰용 배터리가 삽입·장착된 휴대용 모니터의 분해사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 배터리함이 내장된 후면케이스의 상세도이다.

본원고안의 구성은,

영상을 시청하기 위한 액정화면(10)과; 방송국으로부터 방송신호를 수신하기 위한 안테나(20)와; 각종의 전기·전자소자들을 탑재하기 위한 회로기판(미도시)과; 상기 회로기판을 안치시키고 액정화면을 지지하는 기능을 수행하며, 하부에 후면 케이스를 용이하게 착탈할 수 있도록 걸림고리를 형성하는 한편 측면에는 후면케이스에 장착된 배터리의 제4접점과 결합될 수 있도록 제5접점(31)을 형성한 전면 케이스(30)와; 모니터의 후면을 덮음과 동시에 핸드폰용 배터리를 장착하기 위한 배터리함(50)을 형성한 후면 케이스(40)와; 모니터에 전원을 공급하는 핸드폰용 배터리(60)와; 휴대용 모니터를 거치하기 위한 거치대(70)와; 상용 AC전원을 변압·정류하여 배터리 및 모니터에 공급하는 어탭터(80)로; 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 후면케이스(40)는 모니터의 뒷면 커버의 기능을 하는 후부커버(41)와; 배터리가 삽입되도록 하기 위한 공간을 형성하는 측부(42)로; 구성하되, 그 하단부에는 전면케이스에 용이하게 장착할 수 있도록 돌출 형성된 걸림턱(43)을 형성하고, 그 상부에는 전면케이스(30)의 측단부와 탄성결합되면서 후면케이스(40)가 전면케이스(30)로부터 이탈되지 않도록 걸쇠 역할을 하는 탄성걸림턱(44)을 형성함을 특징으로 하며,

상기 배터리함(50)은 다시 상부 배터리함(510)과 하부 배터리함(520)으로 분리되어 구성되고, 상·하부 배터리함(510, 520)에 일렬로 장착된 한 쌍(두 개)의 배터리를 직렬 연결하기 위해 탄성력을 갖고 중앙에 돌출 형성된 제1접점(531)과; 상기 두 개의 배터리가 직렬 연결되어 한 쌍을 이룬 배터리 세 쌍의 양극을 병렬 연결하기 위해 상부 배터리함(510)에 탄성력을 갖고 돌출 형성된 제2접점(511) 및 제2접선(512)과; 상기 두 개의 배터리가 직렬 연결되어 한 쌍을 이룬 배터리 세 쌍의 음극을 병렬 연결하기 위해 하부 배터리함(520)에 탄성력을 갖고 돌출 형성된 제3접점(521) 및 제3접선(522)과; 각 배터리가 상·하부 배터리함에 안정적으로 삽입되어 각 접점과 일치되도록 유도하기 위한 구분돌기(541)와; 삽입된 배터리의 하단부에 있는 배터리 접점이 각 접점(제1 내지 제3접점)에 압착되어 고정되도록 하기 위한 고정턱(542)과; 삽입된 배터리가 배터리함에 안착된 후 이탈되지 않도록 하기 위해 배터리의 상단부를 탄력·고정시키는 결합돌기(543)와; 상기 배터리함에 안착되어 전기적으로 결합된 6개의 배터리의 양극과 음극을 상기 전면 케이스의 제5접점에 접촉하여 통전될 수 있도록 하기 위한 제4접점(544)과; 어탭터로부터 공급되는 충전용 전원을 공급받기 위한 충전용 잭(550)과; 상기 제1내지 제3접점과제2접선 및 제3접선을 고정 결합하기 위한 접점판넬(545)로 이루어짐을 특징으로 한다.

계속해서 본 고안의 배터리함에 핸드폰용 배터리를 결합하고 분리시키는 과정을 도 4 내지 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 핸드폰용 배터리가 장착되는 과정도이고, 도 5는 본 고안의 핸드폰용 배터리가 장착된 상태도이며, 도 6은 본 고안의 핸드폰용 배터리를 분리해 내는 과정도이고, 도 7은 본 고안의 핸드폰용 배터리가 상부 배터리함에 일부 장착된 상태도이며, 도 8은 본 고안의 핸드폰용 배터리가 상부 배터리함에 모두 장착된 상태도이고, 도 9는 본 고안의 핸드폰용 베터리가 배터리함에 모두 장착된 상태도이다.

우선 도 4에서와 같이 핸드폰용 배터리(60)의 접점(61.62)이 있는 하단부를 상부 배터리함(510)의 고정턱(542) 안으로(A방향) 삽입한다. 이 때 배터리의 양극접점(61)은 제1접점(531)에 접촉되고, 배터리의 음극접점(62)은 제2접점(511)에 접촉된다. 이어서 배터리의 상단부를 후부커버(41)를 향해 밀면(B방향으로) 탄성력을 가진 상기 제1접점(531) 및 제2접점(511)은 배터리의 양극접점(61)과 음극접점(62)에 눌려지면서 접촉점을 더욱 강하게 압착한다. 다음 배터리의 측부가 구분돌기(541)에 의해 안내되면서 상부 배터리함(50)의 내부로 서서히 안착된다.배터리의 외면부가 후면케이스(40)의 후부커버(41)에 닿게되면 탄력을 지닌 결합돌기(543)의 사면이 배터리의 상면에 의해 위로 젖혀지면서 배터리의 상단부가 배터리함의 내부에 안착된다. 이와 동시에 곧 바로 결합돌기(543)는 탄성력에 의해 원상회복되면서 배터리의 내면부 상단을 누르고 배터리가 상부 배터리함으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 계속해서 두 번째와 세 번째 배터리를 같은 방식으로 결합한다.

이어서 도 4에서와 같이 핸드폰용 배터리(60)의 접점(61, 62)이 있는 하단부를 하부 배터리함(520)의 고정턱(542)에 삽입한다. 이 때 배터리의 음극접점(62)은 제1접점(531)에 접촉되고, 배터리의 양극(61)은 제3접점(531)에 접촉된다. 이어서 배터리의 상부를 후부커버(41)를 향해 밀면(B방향으로) 탄성력을 가진 상기 제1접점(531) 및 제3접점(521)은 배터리의 양극접점(61)과 음극접점(62)에 눌려지면서 접촉점을 더욱 강하게 압착한다. 다음 배터리의 측부가 구분돌기(541)에 의해 안내되면서 하부 배터리함의 내부로 서서히 안착된다. 배터리의 외면부가 후면 케이스(40)의 후부커버(41)에 닿게 되면 탄력을 지닌 결합돌기(543)의 사면이 배터리의 상면에 의해 위로 젖혀지면서 배터리의 상단부가 배터리함의 내부에 안착된다. 이와 동시에 곧 바로 결합돌기(543)는 탄성력에 의해 원상회복되면서 배터리의 내면부 상단을 누르고 배터리가 하부 배터리함으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 이어서 두 번째와 세 번째 배터리를 같은 방식으로 결합하면 상·하부 배터리함(510, 520)에 모든 배터리가 장착되게 된다.

도 9는 본 고안의 핸드폰용 배터리가 상부 배터리함에 모두 장착된 상태도이다.

상기와 같이 핸드폰용 배터리(60)가 배터리함(50)의 내부에 모두 채워지게 되면 사용자는 후면케이스(40)를 모니터의 전면케이스(30)에 결합한다.

여기에서 후면케이스(40)를 전면케이스(30)에 결합 또는 분리하는 과정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 후면케이스의 하단에 돌출 형성된 고정턱(43)을 전면케이스의 하단에 형성된 제1요홈(32)에 삽입한 다음, 후면케이스의 상부를 상기 전부 케이스(30)에 결합하면 후면케이스(40)의 상단에 돌출 형성된 결합돌기(44)가 전면케이스(30)의 후면 상단에 형성된 제2요홈(33)에 삽입되면서 탄성 결합되게 된다.

모니터의 사용중 배터리가 모두 방전되어 교환이 필요하게 될 경우, 사용자가 후면케이스(40)의 결합돌기(44)를 하방으로 누르면서 당기면 후면케이스(40)가 전면케이스(30)로부터 분리되게 된다.

이어서 도6에서와 같이 사용자가 결합돌기(543)를 앞으로 당기면서(D방향) 배터리의 하단부(접점이 있는 부분)를 강하게 누르면(C방향) 접점의 스프링이 뒤로밀리면서 배터리의 상단부가 앞으로 나오고(E방향) 배터리가 배터리함(50)으로부터 분리되게 된다.

도 7 내지 도 9에 도시된 테이프(560)는 본원에서 배터리를 일시에 분리해 낼 수 있도록 하기 위한 구성으로서, 도 8 또는 도 9와 같이 배터리(60)가 장착된 상태에서 테이프(560)의 일단을 당겨 올리면 상·하부 배터리함(510, 520)에 장착된 배터리를 일거에 모두 분리해 낼 수 있게 된다.

도 10은 배터리함에 배터리가 모두 장착되었을 경우 배터리의 전기적 연결상태를 나타내는 도로서 상부 배터리함(510)에 장착된 배터리의 양극접점(61)이 제1접점(531)에 연결되고, 음극접점(62)은 제2접점(511)에 연결되어 있음을 알 수 있다. 또 하부 배터리함(520)에 장착된 된 상태를 보면 양극접점(61)은 제3접점(521)에 연결되고 음극접점(62)은 제1접점(531)에 연결되어 있음을 알 수 있다.

상기 배터리의 연결상태를 전자회로로 나타내면 도 11과 같다. 즉. 상기 배터리의 연결상태는 3.6 ~ 3.7V 배터리 두 개를 직렬 연결하고 상기 직렬 연결된 한 쌍의 배터리 세 쌍을 병렬 연결한 것임을 알 수 있다.

즉, 최대 전압 7.2V 내지 7.4V의 배터리를 3개 병렬 연결한 본원 고안에 의하면 종래의 원통형 배터리에 의해 작동되는 휴대용 모니터의 동작시간을 획기적으로 개선할 수 있게 된다.

본 출원인의 시험결과에 의하면 본 고안에 의한 배터리 전원을 5.6inch 2.4GHz의 Wireles 수신기가 장착된 모니터에 적용할 경우 2 ~ 3시간 이상 사용할 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 종래의 1.5V 건전지 8개를 연결해서 사용할 경우 30분에 채 미치지 못하던 동작시간을 약 4 내지 6배 이상 증가시키는 효과를 가져 온 것이다.

또 본원에 의하면 종래의 원통형 건전지를 사용한 때에 비해서 배터리의 공간 점유율이 약 40%이상 개선된 것으로 조사되었다.

또한 배터리가 장착된 상태에서 충전 혹은 방전 상태에 관계없이 수시로 충전시킬 수 있게 됨에 따라(종래의 충전용 배터리에서는 금기시 하던 부정기적인 충전을 핸드폰에서는 이미 해결되었음) 충전을 위해 시간을 맞추어야 하는 등 충전방식에 별도의 신경을 쓰지 않아도 되게 되었다.

본원에서 충전용 잭(550)은 그 기본 위치를 후면케이스의 측면에 두도록 하였으나, 필요에 따라 거치대(70)의 일정 부위에 잭(550)을 위치시킬 수도 있다. 이는 어쩔 수 없이 공간을 점유하는 거치대(70)의 내부에 충전용 잭(550)을 위치시킴으로서 모니터의 크기를 가능한한 작게 하기 위한 것이다.

도 12는 거치대(70)의 후단부에 충전용 잭(550)을 위치시킨 실시예를 도시한것으로서 내부의 회전부(71)를 동판(72)으로 구성하고 동 동판을 전원공급용 전선으로 대체 활용하고 있음을 나타낸 것이다.

이러한 본원고안의 활용은 휴대용 모니터에만 국한되지 않고, 휴대용 카메라, 혹은 캠코더 등과 같이 소형화를 추구하는 휴대용 전자 제품에 모두 적용될 수 있으며, 이는 모두 본원고안의 기술적 범주내에 속하는 것이 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 고안은,

휴대용 모니터에서 배터리의 공간 점유율을 줄임으로서 휴대용 모니터의 소형화를 크게 앞당기는 효과를 가져올 것이며,

또한 1회 충전으로 휴대용 모니터를 사용할 수 있는 시간을 획기적으로 개선함으로서 휴대용 모니터의 사용효율을 크게 개선하는 효과를 가져올 것이다.

또 기존의 핸드폰용 배터리의 사용 영역을 확장함으로서 핸드폰용 배터리의 가격을 저감시키는 효과를 가져오는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 영상을 시청하기 위한 액정화면(10)과; 방송국으로부터 방송신호를 수신하기 위한 안테나(20)와; 각종의 전기·전자소자들을 탑재하기 위한 회로기판(미도시)과; 상기 회로기판을 안치시키고 액정화면을 지지하는 기능을 수행하며, 하부에 후면 케이스를 용이하게 착탈할 수 있도록 걸림고리를 형성하는 한편 측면에는 후면케이스에 장착된 배터리의 제4접점과 결합될 수 있도록 제5접점(31)을 형성한 전면 케이스(30)와; 모니터의 후면을 덮음과 동시에 핸드폰용 배터리를 장착하기 위한 배터리함(50)을 형성한 후면 케이스(40)와; 모니터에 전원을 공급하는 핸드폰용 배터리(60)와; 휴대용 모니터를 거치하기 위한 거치대(70)와; 상용 AC전원을 변압·정류하여 배터리 및 모니터에 공급하는 어탭터(80)로; 이루어짐을 특징으로 하는 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 후면케이스(40)는 모니터의 뒷면 커버의 기능을 하는 후부커버(41)와; 배터리가 삽입되도록 하기 위한 공간을 형성하는 측부(42)로; 구성하되, 그 하단부에는 전면케이스에 용이하게 장착할 수 있도록 돌출 형성된 걸림턱(43)을 형성하고, 그 상부에는 전면케이스(30)의 측단부와 탄성결합되면서 후면케이스(40)가 전면케이스(30)로부터 이탈되지 않도록 걸쇠 역할을 하는 탄성걸림턱(44)을 형성함을특징으로 하는 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배터리함(50)은 다시 상부 배터리함(510)과 하부 배터리함(520)으로 분리되어 구성되고, 상·하부 배터리함(510, 520)에 일렬로 장착된 한 쌍(두 개)의 배터리를 직렬 연결하기 위해 탄성력을 갖고 중앙에 돌출 형성된 제1접점(531)과; 상기 두 개의 배터리가 직렬 연결되어 한 쌍을 이룬 배터리 세 쌍의 양극을 병렬 연결하기 위해 상부 배터리함(510)에 탄성력을 갖고 돌출 형성된 제2접점(511) 및 제2접선(512)과; 상기 두 개의 배터리가 직렬 연결되어 한 쌍을 이룬 배터리 세 쌍의 음극을 병렬 연결하기 위해 하부 배터리함(520)에 탄성력을 갖고 돌출 형성된 제3접점(521) 및 제3접선(522)과; 각 배터리가 상·하부 배터리함에 안정적으로 삽입되어 각 접점과 일치되도록 유도하기 위한 구분돌기(541)와; 삽입된 배터리의 하단부에 있는 배터리 접점이 각 접점(제1 내지 제3접점)에 압착되어 고정되도록 하기 위한 고정턱(542)과; 삽입된 배터리가 배터리함에 안착된 후 이탈되지 않도록 하기 위해 배터리의 상단부를 탄력·고정시키는 결합돌기(543)와; 상기 배터리함에 안착되어 전기적으로 결합된 6개의 배터리의 양극과 음극을 상기 전면 케이스의 제5접점에 접촉하여 통전될 수 있도록 하기 위한 제4접점(544)과; 어탭터로부터 공급되는 충전용 전원을 공급받기 위한 충전용 잭(550)과; 상기 제1내지 제3접점과 제2접선 및 제3접선을 고정 결합하기 위한 접점판넬(545)로 이루어짐을 특징으로하는 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 충전용 잭(550)은 거치대(70)의 후단에 삽입 위치시키도록 함을 특징으로 하는 핸드폰용 배터리를 전원으로 이용한 휴대용 모니터.