KR20030060531A

KR20030060531A - 손목 시계형 휴대 단말기

Info

Publication number: KR20030060531A
Application number: KR1020020001268A
Authority: KR
Inventors: 주현규; 김활수; 윤희진; 강우선
Original assignee: 텔슨전자 주식회사
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-07-16
Also published as: KR100424206B1

Abstract

본 발명은 손목시계형 휴대 단말기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 손목시계형 휴대 단말기는 손목 밴드의 상면에 키입력부가 형성되고 상기 손목 밴드의 내부에는 가요성 키인쇄회로기판이 마련되며 단말기 본체 프론트 하우징 면상에 마련되는 멀티 기능키는 상부 케이스와 하부 케이스의 결합으로 이루어져 케이스 내부에 공간을 형성하며 상기 멀티 기능키 상면에는 중앙 선택을 위한 키입력 구성이 단일의 부품으로 제작되며 와이어 안테나가 상기 손목 밴드에 내장되며, 패키지형 배터리가 상기 단말기 본체에 내장된다.

이로인해, 단말기 본체가 단순화/소형화 되며 손목에 착용하는데 부담감이 없으며 키조작이 편리하며 또한 제작이 용이하게 되어 제품의 경쟁력이 향상되는 잇점이 있다.

Description

손목 시계형 휴대 단말기{WATCH-TYPE MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 손목시계형 휴대 단말기에 관한 것으로, 특히 키입력부가 손목 밴드에 마련되며, 단말기 본체에 구비되는 멀티 기능키의 케이스 내부 공간에는 부품이 내장되며, 멀티 기능키 상면에는 중앙 선택을 위한 키입력 구성이 단일의 부품으로 제작되며, 와이어 안테나가 상기 손목 밴드 케이스에 내장되며, 패키지형 배터리가 내장되어 있는 손목시계형 휴대 단말기에 관한 것이다.

휴대 단말기라 함은 휴대폰, 핸드-헬드 피시(HPC), 웹-패드(WEP PAD), 개인정보 단말기(PDA)등을 말한다. 현재 이러한 휴대 단말기는 전자부품의 고감도, 소형화 및 경량화 추세에 따라, 손목에 착용할 수 있을 정도로 소형화가 가능하게 되었다.

손목시계형 휴대 단말기가 제품의 경쟁력을 갖추기 위해서는, 단말기 본체가 단순화, 소형화 되어야 하고, 손목에 착용하는데 부담감이 없어야 하며, 키조작이 편리해야 하며 또한 제작이 용이하여야 한다.

이하, 종래 손목시계형 휴대 단말기의 문제점들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 손목시계형 휴대 단말기에서 종래에는 사용자의 키데이터 입력을 위한 키(Key)들이 단말기 본체에 마련되거나 또는 이러한 키들은 단말기 본체와 분리되어, 별도의 하우징(Hausing)에 마련되었다.

도 1은 종래의 손목시계형 휴대 단말기의 일 예를 도시한다.

손목시계형 휴대 단말기는 크게 단말기 본체(110)와 밴드(120)로 이루어진다. 손목에 착용되어야 하므로, 단말기 본체(110)는 일반적인 휴대 단말기에 비하여 작은 부피와 면적으로 제작된다. 따라서, 도시되어 있는 바와 같이, 사용자의 키데이터 입력을 위한 키입력부(103)가 단말기 본체(110)에 마련되는 경우, 각 키는 충분한 공간을 확보하지 못하기 때문에 사용자가 편리하게 키를 누를 수가 없다. 또한 단말기 본체(110)를 제작하는데 있어서, 기구적인 제약을 받게 된다.

그리고 종래에는 키입력부(103)가 단말기 본체(101)로부터 분리되는 경우에 키입력부(103)를 위한 하우징이 별도로 밴드(Band)(120)에 마련되어야 하므로,(상기 도 1에 도시하지 않음.) 별도의 하우징에 의해 공간적인 제약이 많이 따르게 된다.

상술한 바와 같이, 종래의 손목시계형 휴대 단말기는 키입력이 불편한 문제점이 있다. 또한, 소형화 되는 단말기 본체와 심플한 디자인을 추구하는 최근의 기술적인 동향으로 볼 때, 이러한 종래의 기술에 의한 손목시계형 휴대 단말기는 경쟁력이 떨어지게 된다.

한편, 단말기 본체(110)는 사용자의 손목에 착용되게 된다. 이때 사용자가 본체를 착용하는데 있어서, 부담을 느끼지 않도록 고려하는 것이 제품의 경쟁력 향상을 위해 매우 중요하다.

도시되어 있는 바와 같이, 단말기 본체(110)의 프론트 하우징(Front Housing)에는 키입력부(103), 화면창(109) 및 스피커(105)등과 같은 각종 부품들이 마련되어 있다. 그런데, 이러한 부품들을 프론트 하우징에 마련하기 위해서는, 각 부품이 차지하는 면적 만큼 프론트 하우징의 넓게 설계하여야 한다. 즉, 프론트 하우징의 면적이 부품이 차지하는 만큼 넓어야 하므로 사용자가 본체(110)를 착용하는데 부담을 느끼게 되는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 공개실용신안공보 제 2000-005501호에는, 상호 분산된 위치에 장착되어 개별적으로 기능하는 다수의 기능키를 하나의 키로 통합한 멀티 기능키에 관한 기술이 개시되어 있다.

도 2는 종래 멀티 기능키의 구조를 도시한 분해 단면도이고, 도 3a는 종래 멀티 기능키의 실시예를 나타낸 정면도이고, 도 3b는 상기 도 3a의 배면도이고, 도 4는 상기 도 3a의 C-C 선 단면도이다. 이하, 도면을 참조하여 대한민국 공개실용신안공보 제 2000-005501호의 멀티 기능키의 구조를 설명하기로 한다.

키패드(30)의 하측에 키 인쇄회로기판(40)과 실드 프레임(50) 및 메인 인쇄회로기판(60)이 결합된다. 키패드(30)상에는 양측의 기능키(32,32')를 사이에 두고 중앙부에 홈(31a)이 형성되어 있는 리브(31)가 상향 돌출 구비되고, 상기 기능키(32,32')사이의 키패드(30)상에 멀티 기능키(10)가 장착이 되되, 멀티 기능키(10)는 상단면의 상하좌우에 손가락으로 눌러서 멀티키(10)의 일정부위를 하향 압압시키는 다수의 압압부 즉, 사용빈도가 높은 기능키, 예를 들면 "메뉴"키, "검색"키, "한/영"키와 "화살표(∧)"키, "메세지"키와 "화살표(∨)"키에 각각 대응하는 제1압압부(11a), 제2압압부(11b), 제3압압부(11c), 제4압압부(11d)로 이루어진 압압면이 구비되어 있고, 상기 각각의 압압부(11a∼11d)와 대응하는 하단면의 상하좌우에는 키 인쇄회로기판(40)의 단자와 각각 대응하는 제1∼제4압압돌기(12,12',13,13')가 형성되어 있으며, 이 압압돌기(12,12',13,13')들 사이의 중앙부에는 중심축(14)이 하향 형성되어 있고, 측단에는 이동통신 단말기의 키 장착부위에 고정하여 멀티키의 회전을 방지하기 위한 위치고정홈(15)이 형성되어 있다.

상기 키패드(30)의 상측에는 프런트커버(20)가 결합이 되되, 이 프런트커버(20)에는 상기 키패드(30)의 양측에 위치한 기능키(32,32')가 관통, 노출되는 키노출구(22,22')와 더불어, 이 키노출구(22,22') 사이에 멀티 기능키(10)가 관통, 멀티 기능키(10)의 압압면(11)이 외부로 노출되도록 하는 키노출구(21)가 형성되어 있다.

한편, 최근에 출시되고 있는 휴대 단말기에는 멀티 기능키 상단면 중앙 부분에 별도의 중앙 선택키가 형성되어 있다.(도 5의 510 참조) 이 중앙 선택키의 구조는 도 2 내지 도 4에서 설명한 멀티 기능키 구조와는 독립적이다.

즉, 멀티 기능키(도 2의 10 참조) 중앙에는 중앙 선택키가 관통되는 관통구멍이 형성되며, 사용자가 중앙 선택키의 누름면(510)을 누르게 되면, 누름면(510)과 대향되는 중앙 선택키의 종단부가 키 키인쇄회로기판(40)상의 접점부에 직접 접촉되게 된다.(도시하지 않음.)

그러나 중앙 선택키가 별도로 구비되는 종래의 멀티 기능키를 제작하는데 있어서, 단일의 부품(멀티 기능키)이 아니라 두 개의 부품(멀티 기능키 및 중앙 선택키)이 필요하게 되는 문제점이 있으며, 중앙 선택키를 설치하기 위한 별도의 공정이 필요하게 되는 문제점이 있다. 또한, 멀티 기능키와 중앙 선택키가 일체화 되지 않아서 전체 외관 디자인이 단순화 되지 않는다.

한편, 휴대 단말기에서 안테나의 특성이 중요하다. 안테나의 특성을 살리기 위해, 일반적으로 형상기억합금으로 제작된 와이어 안테나를 휴대 단말기에 설치하고 이를 외부로 뽑아서 사용한다. PCS, GSM, CDMA등의 전화 방식에 따라서 안테나의 길이가 조금씩 차이가 있지만, 노출되어야 하는 안테나의 길이가 통상적으로 60미리미터 내지 80미리미터 정도는 되어야지만 안테나 고유의 특성을 살릴 수가 있다.

종래에는 손목시계형 휴대 단말기에 안테나를 설치함에 있어, 내장형 안테나만을 단말기 본체에 설치하거나 또는 안테나의 특성을 살리기 위해, 통상적인 휴대폰에서와 같이 단말기 본체로부터 일정거리 만큼 안테나를 외부로 뽑아서 사용할 수 있도록 하였다.

그러나 종래의 방식은 안테나를 수납하기 위한 별도의 공간이 단말기 본체에 마련되어야 한다. 이로인해, 손목시계형 휴대 단말기의 본체가 상대적으로 커지게 되는 문제점이 있다. 또한 와이어 안테나를 본체로부터 뽑거나 집어 넣기 위한 별도의 기구가 단말기 본체에 마련되어야 한다. 따라서 제품의 경쟁력을 위해 손목시계형 휴대 단말기를 소형화, 단순화 하기가 어렵다.

다른 한편, 현재 패키지형 배터리는 배터리 셀(Cell)과, 과충전/과전류 방지 회로부, 가요성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board) 및 외부 단자와의 연결을 위한 터미널 블록등이 패키지 형태로 결합되어 있는 구조이다.

배터리 셀 자체의 양극/음극단자로 전원이 직접 충전되지 않도록 하는 회로가 기판상에 부착되어 있는 형태인 과충전/과전류 방지 회로부에는 배터리 셀 자체의 양극/음극단자에 직접 연결되는 기기구동 단자(양극단자와 음극단자가 한 쌍으로 이루어짐.)와, 외부 충전기로부터의 전원을 입력받기 위한 충전단자(양극단자와 음극단자가 한 쌍으로 이루어짐.)가 마련된다. 상기 충전단자로부터 입력되는 전원은 상기 과충전/과전류 방지 회로를 거쳐 상기 배터리 셀 자체의 양극/음극단자로 입력되게 된다.

시중에 나와 있는 과충전/과전류 방지 회로부는 기판상에 부착되는 회로를 보호하기 위해 몰드(Mold) 패키지화 되어 있는 COB(Chip on Board) 타입과, 몰드 패키지화 되어 있지 않은 PCM(Protection Circuit Module) 타입으로 나뉘어 진다.

패키지형 배터리에서 외부 단자와의 접속을 위한 터미널 블록에는 외부 기기(예:휴대폰)에 마련되어 있는 구동 단자에 직접 접속되는 제 1 터미널 단자(양극단자와 음극단자가 한 쌍으로 이루어짐.)와, 외부 충전기(예:휴대폰 충전기)에 마련되어 있는 충전 단자에 직접 접속되는 제 2 터미널 단자(양극단자와 음극단자가 한 쌍으로 이루어짐.)가 마련된다.

또한, 패키지형 배터리에서 가요성 인쇄회로기판은 상기 과충전/과전류 방지 회로부와 터미널 블록을 연결하는 작업을 용이하게 하기 위한 것이다. 가요성 인쇄회로기판 상에서, 터미널 블록의 제 1 터미널 단자는 과충전/과전류 방지 회로부의 기기구동 단자와 연결되며, 터미널 블록의 제 2 터미널 단자는 과충전/과전류 방지 회로부의 충전단자에 연결된다.

한편, 상술한 바와 같은 패키지형 배터리는 외장형으로 사용되기 위해, 배터리 케이스(Case) 내부 공간에 설치될 수가 있는데, 이러한 형태의 패키지형 배터리는 통상적으로 하드-팩(Hard-Pack)이라고 불리우며, 케이스가 없이 단말기 본체에 내장되는 패키지형 배터리는 소프트-팩(Soft-Pack)이라고 불리운다.

도 6은 종래 패키지형 배터리의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 6을 참조하여 종래의 패키지형 배터리를 조립하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

배터리 셀(601)에는 양극단자(603)와 음극단자(605)가 마련된다. 과충전/과전류 방지 회로부(607)를 배터리 셀(601)에 연결하기 위해, 리드선, 플레이트등과 같은 중간 매개체를 이용하여, 양극 및 음극의 기기구동 단자(609)를 각각 양극 단자(603) 및 음극 단자(605)에 납땜(Solder)한다.

과충전/과전류 방지 회로부(607)를 배터리 셀(601)에 연결하기 위한 납땜 작업이 완료되면, 가요성 인쇄회로기판(613) 상에서 과충전/과전류 방지 회로부(607)와 터미널 블록(615)을 연결하는 작업이 이루어진다. 가요성 인쇄회로기판(613)상에는 해당하는 단자 끼리의 연결을 위한 패턴이 형성되어 있다. 따라서, 작업자는 납땜 작업을 수행하여, 터미널 블록(615)의 제 1 단자(617)와 과충전/과전류 방지 회로부(607)의 기기구동 단자(609)를 연결하며, 터미널 블록(615)의 제 2 단자(619)와 과충전/과전류 방지 회로부(607)의 충전단자(611)를 연결한다. 그리고 양면 테이프를 이용하여 패키지형 배터리 각 부품의 연결 부위를 고정한다.

한편, 상술한 패키지형 배터리 제작 방법은 배터리 셀(601)을 리튬 폴리머 전지로 사용 하였을 경우의 예가 된다. 각형 리튬 전지는 양극 단자를 제외한 전지의 표면은 음의 극성을 가진다.

따라서, 배터리 셀(601)을 각형 리튬 전지로 대체한다면, 상기 도 6의 음극단자(605)는 배터리 셀(601) 표면의 특정 위치가 아닌 임의의 음극성을 가지는 면이 된다. 또한, 납땜 작업 전에 양극단자(603) 주변에 절연 테이프를 부착한다. 이는, 상술한 바와 같이, 양극단자(603)를 제외한 배터리 셀(601)의 표면은 음의 극성을 가지므로, 납땜 작업 도중에 작업자의 부주의로 인하여, 회로부(607)의 양극단자가 배터리 셀(601)의 음의 극성과 만나게 되면 단락(Short)되어 셀의 손상이 오며, 심지어는 발화 또는 폭발의 위험이 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 종래의 패키지형 배터리를 조립하기 위해서는 작업자가 납땜을 하여야 하는데, 셀의 손상, 발화, 폭발등의 위험요소가 존재하게 된다. 또한 조립하는데 많이 시간이 필요하다. 그리고, 터미널 블록(615), 가요성 인쇄회로기판(613)등과 같은 기구물이 필요하므로, 패키지형 배터리의 크기가 커지게 되는문제점이 있으며 제작 단가가 높아진다. 또한 조립 작업이 복잡하게 되며, 작업을 위해 많은 사람이 투입되어야 한다. 또한 사람의 작업에 의해서만 작업이 이루어 지므로 제품 생산성이 매우 낮다.

따라서 본 발명의 목적은 단말기 본체가 단순화, 소형화 되며, 손목에 착용하는데 부담감이 없으며, 키조작이 편리하며 또한 제작이 용이한 손목시계형 휴대 단말기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 손목 밴드의 상면에 키입력부가 형성되고 상기 손목 밴드의 내부에는 가요성 키인쇄회로기판이 마련되며 단말기 본체 프론트 하우징 면상에 마련되는 멀티 기능키는 상부 케이스와 하부 케이스의 결합으로 이루어져 케이스 내부에 공간을 형성하며 상기 멀티 기능키 상면에는 중앙 선택을 위한 키입력 구성이 단일의 부품으로 제작되며 와이어 안테나가 상기 손목 밴드에 내장되며, 패키지형 배터리가 상기 단말기 본체에 내장되어, 단말기 본체가 단순화/소형화 되며 손목에 착용하는데 부담감이 없으며 키조작이 편리하며 또한 제작이 용이한 손목시계형 휴대 단말기를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단말기 본체와, 상기 단말기 본체에 연결되는 손목 밴드로 이루어지는 손목시계형 휴대 단말기에 있어서, 상기 손목 밴드의 상면에는 키입력부가 형성되고, 상기 손목 밴드의 내부에는 가요성 키인쇄회로기판이 마련되어, 사용자의 키 누름 동작에 따른 전기적인 신호를 상기 단말기본체의 메인 인쇄회로기판으로 전달하며, 상기 단말기 본체 내부에 패키지형 배터리가 내장되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 손목시계형 휴대 단말기의 일 예.

도 2는 종래 멀티 기능키의 구조를 도시한 분해 단면도.

도 3a는 종래 멀티 기능키의 실시예를 나타낸 정면도.

도 3b는 상기 도 3a의 배면도.

도 4는 상기 도 3a의 C-C 선 단면도.

도 5는 종래 멀티 기능키의 실시예를 나타낸 정면도.

도 6은 종래 패키지형 배터리의 구조를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 손목밴드의 사시도.

도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명에 실시예에 따른 밴드의 분해 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 멀티 기능키 모듈의 분해 사시도.

도 10은 멀티 기능키 구조가 적용된 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기에 적용된 일 예를 도시한 단면도.

도 11은 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기의 외관을 도시한 사시도.

도 12는 손목밴드 케이스에 내장되는 와이어 안테나를 도시한 사시도.

도 13은 본 발명의 패키지형 배터리의 분해 사시도.

도 14는 본 발명의 패키지형 배터리의 평면도.

도 15는 상기 도 3의 A-A'선 단면도.

도 16는 회로부가 배터리 셀의 상면에 부착된 형태를 도시한 도면.

도 17 내지 도 19는 회로부가 배터리 셀의 측벽면에 부착된 형태를 도시한 도면.

도 20은 패키지형 배터리가 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기에 적용된 예를 도시한 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 밴드의 사시도이며, 도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명에 실시예에 따른 밴드의 분해 사시도이다. 이하 상기 도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 본 발명에 따른 손목시계형 휴대 단말기의 밴드 구조를 설명하기로 한다.

밴드(710)는 단말기 본체(도시하지 않음.)와 연결되며, 사용자의 손목에 착용된다. 이러한 밴드(710)의 면상에는 복수개의 키(701)가 마련된다. 밴드(710)의 내부에 마련되어 사용자가 누르는 특정 키에 대응되는 키데이터를 발생하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)(707)은 가요성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit:이하 "F-PCB"라 한다.)을 사용한다. 주지하다시피, F-PCB는 유연성이 있는 금속박회로의 양측에 필름이 부착되어 있으며, 그 두께가 50~300㎛정도로 매우 얇아서 리지드 인쇄회로기판이 적용되기 어려운 경박단소, 유연성, 고밀도화가 요구되는 제품에 주로 사용되고 있다.

상기 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, F-PCB(707)의 일측은 밴드(710) 케이스에 형성되는 구멍을 통해 외부로 연장되며, 그 단부에는 상기 단말기 본체와의 전기적 연결을 위한 컨넥터(709)가 마련된다.

단말기 본체에는 음성 처리기, 무선신호 처리기, 중앙제어장치, 화면창, 메모리등이 마련되는데, 이러한 부품들은 단말기 본체 내부의 메인 인쇄회로기판(도시하지 않음.)에 장착된다. 컨넥터(709)는 단말기 본체에 구비되는 메인 인쇄회로기판의 컨넥터와 암/수 연결된다.(도시하지 않음.) F-PCB(707)로부터 발생되는 키데이터는 컨넥터(709)를 통하여 단말기 본체에 제공된다.

상기 도 8a는 밴드(710)의 분해 사시도로써, 밴드(710)의 외부 케이스는 상부 케이스(801) 및 하부 케이스(815)로 구성되며, 상기 상/하 케이스는 수직방향으로 나사를 체결함으로서 결합된다.(도시하지 않음.) 밴드(710)는 사용자가 착용감을 느낄 수 있도록, 탄력성이 좋은 실리콘 재료등으로 제작될 수가 있다.

상부 케이스(801)의 면상에는, 도시되어 있는 바와 같이, 키들의 배열에 대응하여 복수개의 구멍들이 형성된다. 키패드(Keypad)(805)에는 숫자키의 조합과 각종 기능키들이 마련되며, 조립시에 각 키는 상기 상부 케이스(801) 면상의 해당 구멍을 통해 외부로 돌출된다.(상기 도 7 참조) 메탈 돔(Metal Dome)(809)은 탄성력을 보유하고 있어 사용자가 키를 누를 때 작동감을 얻을 수 있도록 한다.

F-PCB(707)에는 다수개의 접점부(스위칭 단자)가 마련되는데, 사용자의 키 누름 동작에 따라 특정 접점부(스위칭 단자)가 접촉되면, F-PCB(707)는 해당 키입력 신호(전기적 신호)를 발생하며, 이를 컨넥터(709)를 통해 단말기 본체(도시하지 않음.)로 전달한다.

상/하부 플레이트(803, 813)는 얇은 프레스물로 형성되어, 상/하부 케이스(801, 815) 내부의 부품들을 보호하며 사용자의 착용감을 높인다.백라이트(Back light)(807)는 시트(Sheet) 형상의 EL(Electroluminescent lamp) 램프로 이루어 진다. 필요에 따라서는, F-PCB(707)에 장착되는 LED(도시하지 않음.)가 백라이트(807)를 대신 할 수 있다. 미설명된 참조부호 805는 마이크로써, F-PCB(707)상에서 컨넥터(709)와 대향되는 타측에 설치된다.

도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손목 밴드의 분해 사시도이다. 이하, 상기 도 8a를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 도 8b의 특징을 살펴 보면, 밴드(710)의 면부에 마련되는 키(701)가 상기 도 8a와 같이 키패드(805)에 형성되는 것이 아니라, 상부 케이스(817)에 일체형으로 형성된다.(도 8a와 도 8b가 각각 결합된 상태에서 외부에서 볼 때에는 동일하게 도 7과 같이 나타난다.) 이러한 상부 케이스(817)를 제작하기 위해서는 이중 사출 공법을 사용한다. 키(701) 부위는 다른 부위에 비하여 연질의 재료를 사용한다. 또한 키의 색깔과 나머지 부위의 색깔을 다르게 지정할 수 있다. 상기 도 8b의 구성은 밴드(710)의 면부에 마련되는 키들(701)을 외부 케이스(817)와 일체화 시켜, 물이나 기타 이물로부터 제품을 보호하는 효과를 가진다.

도 9는 본 발명에 따른 멀티 기능키 모듈의 분해 사시도이고, 도 10은 멀티 기능키 구조가 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기에 적용된 일 예를 도시한 단면도이며, 도 11은 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기의 외관을 도시한 사시도이다. 이하 상기 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.

참조부호 ① 및 참조부호 ⑫는 각각 단말기 본체의 프론트 하우징(Front Housing) 및 바텀 하우징(Bottom Housing)을 의미하는 것으로써, 상기 도 9는 하우징(① 및 ⑫) 내부에 장착되는 멀티 기능키 어셈블리(Assembly)(② 내지 ⑪)를 모듈화 한 것이다. 프론트 하우징(①)과 바텀 하우징(⑫)은 수직방향으로 체결된다.

프론트 하우징(①)의 면부에는 멀티 기능키(의 상부케이스)(②)와 상기 멀티 기능키(②) 주위에 복수개로 형성되는 사이드(Side)키(⑦)가 관통, 노출되도록 키 관통구멍이 형성된다. 사이드키(⑦)는 키패드 러버(⑨) 상면의 해당되는 위치에, 돌출되게 형성되어 있는 결합부에 끼워지게 된다.

멀티 기능키는 상부케이스(②)와 하부케이스(⑤)의 결합에 의해 형성되며, 케이스 내부 공간에는 단말기 본체의 프론트 하우징에 마련될 수 있는 부품(예:스피커, 마이크, 적외선 포트)이 내장된다. 상기 도 9의 실시예에서는 스피커(④)가 내장된다. 스피커(④)에는 전기적 연결을 위한 컨넥터가 마련되며, 멀티 기능키 케이스(②, ⑤)에 형성되는 구멍을 통해 외부와 연결된다.(도시하지 않음.) 참조부호 ③은 스피커(④)를 고정하고 보호하기 위한 패드를 나타낸다. 스피커(④)의 음향을 외부로 발산시키기 위해, 멀티 기능키 상부케이스(②)의 면에는 복수개의 구멍이 생성되어 있다.(도 11 참조)

한편, 멀티 기능키의 상부케이스(②) 상면에는 복수개의 누름면(도 11 참조)이 형성되는데, 각 누름면은 사용빈도가 높은 상/하/좌/우 방향전환, 전화번호 검색, 메시지 확인, 네트워크 접속등의 명령키에 대응된다. 그런데, 상기 누름면들은, 본 발명에 따라, 중앙 누름면과 상기 중앙 누름면 주위에 형성되는 복수개의 주변 누름면들이 상부케이스(②) 상면에 일체형으로 이루어진다.(도 11 참조)

멀티 기능키의 하부케이스(⑤) 하면에는 상기 각 누름면들에 대응하는 위치에 돌기가 하향 형성된다.(이하, "멀티 기능키 돌기"라 한다.)(도 10의 ⑤ 참조) 상기 각 멀티 기능키 돌기는 키패드 러버(Rubber)(⑨) 상면에 옴폭하게 형성된 결합면에 삽입되게 된다. 상기 각 멀티 기능키 돌기는 키 인쇄회로기판(⑪) 상의 해당 접점부에 대응한다.

키 고정부(⑥)는 얇은 프레스물로 제작 가능하며, 상기 멀티 기능키 돌기가 삽입되어 고정될 수 있도록 그 면부상에는 복수개의 구멍이 나 있다. 또한 키 고정부(⑥)에는 프론트 하우징(①)의 내면과 결합되기 위한 나사 결합부가 형성된다.

키패드 러버(⑨)는 사용자가 키(멀티 기능키(②,⑤) 및 사이드키(⑦))를 용이하게 누를 수 있고 그 후에 탄력 복구될 수 있도록 소정의 탄성력을 구비하는 재질(예:실리콘 고무)로 이루어 진다. 키패드 러버(⑨)의 상면은 멀티 기능키 하부케이스(⑤) 돌기들과 사이드키(⑦)가 결합될 수 있도록 성형된다. 즉, 상술한 바와 같이, 상면에는 멀티 기능키 하부케이스(⑤) 돌기들이 삽입될 수 있도록 옴폭하게 들어간 결합면이 형성되며, 사이드키(⑦)가 끼워질 수 있도록 돌출되게 결합부가 형성된다.

또한, 키패드 러버(⑨)에서 멀티 기능키 하부케이스(⑤)의 멀티 기능키 돌기들과 사이드키(⑦)에 대응하는 부분은 돌출 형성되며, 각 돌출부에 해당하는 키패드 러버(⑨) 하면은 사용자가 키를 누를 때 탄성력을 받기 위해 절삭되어 공간을 형성한다. 또한, 각 돌출부에 해당하는 키패드 러버(⑨) 하면에는 메탈돔(Metal Dome)(⑩)을 누르도록 돌기가 하향으로 형성된다.(이하, "키패드 러버 돌기"라 한다.)(도 10의 단면도에서는 사이드 키(⑦)에 대응하는 키패드 러버(⑨) 구조가 도시되지 않음.)

한편, 본 발명의 실시예에 따라서, 키패드 러버(⑨)의 중앙에는 관통 구멍이 형성되며, 상부케이스(②)의 중앙 누름면(상기 도 11 참조)에 대응하여 형성되는 중앙의 멀티 기능키 돌기가 상기 관통 구멍을 통하여 키 인쇄회로기판(⑪) 상의 중앙 접점부에 직접 접촉된다.

도시되어 있는 바와 같이, 메탈돔(⑩)은 얇은 판상에 형성될 수 있다. 메탈돔(⑩)은 키패드 러버(⑨) 하면에 하향 형성된 각 키패드 러버 돌기들에 대응하며, 사용자가 키(②, ⑦)를 누르면 하부의 키인쇄회로기판(⑪)상의 접점부들에 접촉된다. 메탈돔(⑩)은 자체적으로 탄성력을 보유하고 있어 사용자가 키를 누를 때 작동감을 얻을 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에서 상술한 중앙 누름면(상기 도 11 참조)에 대응하는 중앙의 멀티 기능키 돌기와 키 인쇄회로기판(⑪)상의 중앙 접점부 간의 거리가, 상기 주변 누름면들(상기 도 11 참조)에 대응하여 형성되는 하부 케이스(⑤)의 주변의 멀티 기능키 돌기들과 키 인쇄회로기판(⑪)상의 주변 접점부들 간의 거리 보다 짧다. 이는 사용자가 상기 중앙 누름면을 눌렀을 때 상기 주변 누름면들이 눌러져 동작되는 것을 방지하기 위한 것이다.

키 인쇄회로기판(⑪)은 키(②, ⑦)에 대응하는 위치에 복수개의 접점부를 구비하여, 사용자가 누름동작에 대응하는 키데이터를 발생한다. 상기 복수개의 접점부는 상기 중앙 누름면(상기 도 11 참조)에 대응하는 중앙 접점부와, 상기 주변 누름면들(상기 도 11 참조)에 대응하는 주변 접점부들과, 사이드키(⑦)에 대응하는사이드키 접점부들로 이루어진다. 키 인쇄회로기판(⑪)은 컨넥터등을 통하여 단말기 본체의 메인 인쇄회로기판(도시하지 않음.)에 전기적으로 연결되어 있으며, 프론트 하우징(①)에 고정된다.

스프링(⑧)은 키 인쇄회로기판(⑪) 상의 중앙 접점부 외주면 상에 설치되며, 하부 케이스(⑤)와 키 인쇄회로기판(⑪) 사이를 지지한다. 스프링(⑧)은 자체의 탄성력에 의해, 키패드 러버(⑨)에 과도한 힘이 가해져 키패드 러버(⑨)가 원상으로 복원되지 않는 것을 방지한다. 또한 스프링(⑧)은 키누름동작에 의해 수축 되는데, 상기 중앙 누름면에 과도한 힘이 가해졌을 때에는 수축된 상태에서의 스프링(⑧) 자체 길이로 인해 상기 주변 누름면들이 눌러져 동작되는 것을 방지한다.

도 12는 손목밴드 케이스에 내장되는 와이어 안테나를 도시한 사시도이다.

손목시계형 휴대 단말기의 본체 내부에는 안테나 터미널이 구비된다.(도시하지 않음.) 상기 안테나 터미널에 안테나 와이어(1201)가 조립되거나 납땜된다.

즉, 와이어 안테나(1201)의 일측 단부(1203)에는 (숫)컨넥터가 마련되어 있어서 단말기 본체 내부의 메인 인쇄회로기판의 (암)컨넥터에 연결되거나, 또는 일측 단부(1203)가 상기 메인 인쇄회로기판에 납땜되어 연결될 수가 있다.

와이어 안테나(1201)는 손목밴드 케이스의 내부 공간에 내장된다. 손목밴드는 메인 케이스(1200)와 덮개 케이스(1205)의 결합에 의해 조립되며, 단말기 본체와의 결합 부위에는 와이어 안테나(1201)가 내부로 삽입될 수 있도록 구멍이 형성된다.

와이어 안테나(1201) 일측 단부(1203)를 상기 단말기 본체의 인쇄회로기판에연결하면, 타측 단부를 손목밴드 케이스에 난 구멍을 통하여 삽입하여 밴드 내부 공간에 안치한다. 와이어 안테나(1201)가 안치되는 형태는 U자형, S자형등 어떠한 형태도 가능하다. 그리고 덮개 케이스(1205)를 메인 케이스(1200)에 결합하여 조립을 완성한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 패키지형 배터리의 분해 사시도 이고, 도 14는 본 발명에 따라 제작된 패키지형 배터리의 평면도이며, 도 15는 상기 도 14의 A-A'선 단면도이다. 이하 상기 도 13 내지 도 15를 참조하여 패키지형 배터리를 제작하는 방법을 설명하기로 한다.

참조부호 13은 통상적으로 사용되고 있는 몰드 패키지화된 과충전/과전류 방지 회로부(이하, "회로부"라 한다.)를 나타낸다. 회로부(13)의 저면에는 양극의 기기 구동용 단자(609), 음극의 기기 구동용 단자(609'), 양극의 충전 단자(611) 및 음극의 충전 단자(611')가 마련되는데, 상기 도 13 내지 도 15에는 도시되지 않았다.(상기 도 6 참조) 접속용 터미널 단자(5, 6)는 각각 기기(예:손목시계형 휴대 단말기)에 마련되어 있는 구동 단자에 접속되며, 접속용 터미널 단자(7)는 외부 충전기(예:손목시계형 휴대 단말기의 충전기)에 마련되어 있는 충전 단자에 접속되는 것이다.

먼저, 회로부(13)에 마련되어 있는 단자들(609, 609', 611, 611')에 각각 접촉되도록 하여, 접속용 터미널 단자들(5 내지 7)을 회로부(13)의 외면에 끼워서 부착한다. 본 발명에서 접속용 터미널 단자(5 내지 7)는 금속 재질의 플레이트로써, 외부 단자와의 연결을 위해 사용되던 종래의 터미널 단자로 사용할 수 있다.

그리고, 상술한 바와 같이 접속용 터미널 단자들(5 내지 7)을 부착하는 작업을 완료하면, 회로부(13)를 배터리 셀(1400)의 일면에 부착한다. 상기 도 13의 실시예에서, 배터리 셀(1400)은 각형 리튬 전지이다. 이때, 회로부(13)의 양극의 기기 구동용 단자(609)에 대응하는 접속용 터미널 단자(5)가 배터리 셀(1400)에 마련되어 있는 양극단자(2)에 접촉되고, 음극의 기기 구동용 단자(609')에 대응하는 접속용 터미널 단자(6)가 배터리 셀(1400)의 음극단자(각형 리튬 전지의 경우에는 음극 극성의 표면이 된다.)에 접촉되도록 하여, 회로부(13)를 배터리 셀(1400)의 일면에 핫-프레스(Hot-Press) 용접이나 SPOT 용접하여 부착한다. 상기 용접에 의해, 양극단자(2), 절연판(3,7), 배터리셀(1400)의 접촉면, 회로부(13)의 접촉면 및 접속용 터미널(5,6,7)은 융해 상태가 되어 서로 결합된다. 핫-프레스 용접이나 SPOT 용접은 인쇄회로기판등을 제작하는 기술분야에서 두 물체를 결합시키기 위해 통상적으로 사용되고 있는 용접 공법이다. 참고적으로, 핫-프레스 용접의 경우에는 결합을 위해 가열/가압하며, SPOT 용접의 경우에는 전기적인 충격을 가한다.

한편, 배터리 셀(1400)의 상부 케이스(11)와 하부 케이스(10)는 수직방향으로 체결되며, 두 케이스(10, 11) 내부 공간에 셀(도시되지 않음.)이 안착된다(도 13 참조). 상기 도 13에 도시된 바와 같이, 양극 단자(1501)는 하기와 같이 조립된다. 즉, 양극의 상/하부 플레이트(Plate)(2,8)가 각각 상부 케이스(11)의 상면과 저면에 부착 및 고정되어 양극 단자(1501)가 된다. 플레이트(2,8)를 고정하기 위해, 상부 케이스(11) 및 상/하부 플레이트(Plate)(2,8)에는 각각 고정홈이 마련되며, 리벳(Rivet)(1)이 상기 고정홈들에 관통된다.

회로부(13)를 배터리 셀(400)의 상부 케이스(11) 일면에 부착할 때, 회로부(13)의 양극의 기기 구동용 단자(609)에 대응하는 접속용 터미널 단자(5)가 상부 케이스(11)의 음의 극성 면상에 만나게 되는 것을 방지하기 위해, 상부 플레이트(2)와 상부 케이스(11) 사이에 절연판(3)을 부착 및 고정한다. 이를 위해, 절연판(3)에 고정홈을 마련하여, 마찬가지로 리벳(1)에 의해 고정된다. 절연판(3)은 가이드 홀더(Guide Holder)의 기능을 수행한다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 회로부(13)를 배터리 셀(1400)의 일면에 용접할 때, 회로부(13)에 마련되어 있는 양극의 충전 단자(611) 및 음극의 충전 단자(611')에 각각 대응하는 접속용 터미널 단자(7)가 배터리 셀(1400)의 상부 케이스(11) 일면에 접속하게 된다. 따라서 절연 테이프(4)를 상부 케이스(11) 상에서 접속용 터미널 단자(7)가 접촉되는 부분에 부착하여, 배터리 셀(1400)(각형 리튬 전지)을 보호한다.

본 발명에서는 양/음극의 기기 구동용 단자(609, 609')에 각각 대응하는 접속용 터미널 단자(5, 6)가 각각 배터리 셀(1400)의 양극 단자(1501) 및 음극면에 접속되면 되므로, 회로부(13)를 배터리 셀(1400)에 부착하는 위치에 따라서, 접속용 터미널 단자(7)가 배터리 셀(1400)의 면상에 접촉되지 않을 수도 있음은 당연하다.

미설명된 참조부호 9는 바닥 쇼트 방지용 절연 테이프로써, 하부 케이스(10)의 상면에 부착된다.

한편, 리튬 폴리머 전지를 배터리 셀(1400)로 사용하는 경우에는, 배터리셀(1400)의 특정 부위에 음극 단자가 마련된다. 이때, 음극 단자는 상기 양극 단자(1501)를 조립하는 방식으로 조립될 수 있다. 그리고 절연판(3) 및 절연 테이프(4, 9)등의 구성은 불필요할 것이다.

한편, 상기 도 13 내지 도 15의 실시예에서는, 배터리 셀(1400)의 일측이 회로부(13)가 부착되기 위한 공간 만큼 연장 형성되어 있으며, 상기 연장 형성된 부분의 수평면상에 회로부(13)가 얹어져 있는 형상이다. 그러나, 양극 단자(1501)는 셀 제작자의 의도에 따라서 배터리 셀(1400)의 임의의 위치에서 마련될 수 있다. 따라서 회로부(13)는 배터리 셀(1400)의 임의의 면(상면, 하면, 측벽면)에 부착 가능하다. 예를 들어, 배터리 셀(1400)의 상면에 부착 가능하며(도 16 참조), 측벽면에도 부착이 가능하다(도 17, 도 18). 상기 도 17 및 도 18은 가로 측벽면에 부착한 형태이지만, 경우에 따라서는 세로 측벽면에도 부착 가능하다. 또한 도 19에 도시되어 있는 바와 같이, 배터리 셀(1400) 측벽의 일부를 함몰하여 공간을 형성하고, 함몰된 부분의 수평면상에 회로부(13)를 부착할 수도 있다.

도 20은 패키지형 배터리가 본 발명의 손목시계형 휴대 단말기에 적용된 예를 도시한 단면도이다. 이하, 상기 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.

참조부호 2001, 참조부호 2003 및 참조부호 2005는 각각 휴대용 단말기의 프론트 하우징(Housing), 중간 하우징 및 바텀(Bottom) 하우징을 의미한다. 휴대용 단말기의 메인 인쇄회로기판(2017)은 프론트 하우징(2001)과 중간 하우징(2003)의 내부 공간에 마련된다.

상기 도 20의 실시예에서는, 도시되어 있는 바와 같이, 패키지형 배터리가중간 하우징(2003)과 하부 하우징(2005)의 내부 공간에 내장되는 형태이다. 단자 연결부(2011)는 회로부(13)의 양/음극의 기기 구동 단자(609, 609')에 대응하는 접속용 터미널 단자(5, 6)(상기 도 20에 도시되지 않음.)와 메인 인쇄회로기판(2017)의 전원 공급 단자(도시되지 않음.)를 연결한다. 패키지형 배터리가 내장되므로 접속용 터미널 단자(5, 6)는 하우징 외부로 노출되지 않는다.

외부 노출 충전 단자(2013)는 회로부(13)의 충전 단자(611, 611')와 대응하는 접속용 터미널 단자(7)(상기 도 20에 도시되지 않음.)에 연결되고 하우징의 외부로 노출된다. 본 발명의 접속용 터미널 단자(7)는, 외부 노출 충전 단자(2013)의 필요없이, 직접 외부로 노출되는 것이 가능하나, 도 20의 실시예에서는 휴대용 단말기의 디자인적인 측면을 고려하여 외부 노출 충전 단자(2013)를 사용한 것이다.

미설명된 참조부호 2015는 이미 상술한 멀티 기능키 어셈블리를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 도 20의 실시예에서 적용되는 패키지형 배터리는 소프트 팩타입으로써, 휴대용 단말기에 내장된다. 그러나 경우에 따라서는 패키지형 배터리를 배터리 케이스 내부공간에 마련하여 외장형으로 사용 가능하다. 이런 경우에는 접속용 터미널 단자(5, 6, 7)는 외부로 노출되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 손목시계형 휴대 단말기는 손목 밴드의 상면에 키입력부가 형성되고 상기 손목 밴드의 내부에는 가요성 키인쇄회로기판이 마련되며 단말기 본체 프론트 하우징 면상에 마련되는 멀티 기능키는 상부 케이스와 하부 케이스의 결합으로 이루어져 케이스 내부에 공간을 형성하며 상기 멀티 기능키 상면에는 중앙 선택을 위한 키입력 구성이 단일의 부품으로 제작되며 와이어 안테나가 상기 손목 밴드에 내장되며, 패키지형 배터리가 상기 단말기 본체에 내장되어, 단말기 본체가 단순화/소형화 되며 손목에 착용하는데 부담감이 없으며 키조작이 편리하며 또한 제작이 용이하게 되어 제품의 경쟁력이 향상되는 잇점이 있다.

Claims

단말기 본체와, 상기 단말기 본체에 연결되는 손목 밴드로 이루어지는 손목시계형 휴대 단말기에 있어서,

상기 손목 밴드의 상면에는 키입력부가 형성되고, 상기 손목 밴드의 내부에는 가요성 키인쇄회로기판이 마련되어, 사용자의 키 누름 동작에 따른 전기적인 신호를 상기 단말기 본체의 메인 인쇄회로기판으로 전달하며, 상기 단말기 본체 내부에 패키지형 배터리가 내장되는 것을 특징으로 하는 손목시계형 휴대 단말기.
청구항 1항에 있어서,

상기 단말기 본체의 프론트 하우징 면상에 마련되는 멀티 기능키는 상부 케이스와 하부 케이스의 결합으로 이루어져 케이스 내부에 공간을 형성하며, 상기 멀티 기능키 케이스에는 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 손목시계형 휴대 단말기.
청구항 2항에 있어서,

상기 멀티 기능키 상부 케이스의 상면은 중앙 누름면과 상기 중앙 누름면 주위의 복수개의 주변 누름면들로 일체형으로 형성되어 있고, 상기 멀티 기능키 하부케이스의 하면에는 각 누름면에 대응하는 돌기가 하향 형성되며 각 돌기들에 대응되어 접점부들이 전기적인 신호를 발생하여 이를 상기 메인 인쇄회로기판으로 전달하는데, 상기 중앙 누름면에 대응하는 중앙의 멀티 기능키 돌기와 중앙 접점부 간의 거리가, 상기 주변 누름면들에 대응하는 주변의 멀티 기능키 돌기들과 주변 접점부들 간의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 손목시계형 휴대 단말기.
청구항 3항에 있어서,

상기 손목 밴드의 내부에 와이어 안테나가 내장되는데, 상기 와이어 안테나의 일측이 상기 메인 인쇄회로기판에 연결되는 것을 특징으로 하는 손목시계형 휴대 단말기.