KR20170024309A - 전자 디바이스 - Google Patents

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KR20170024309A
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KR
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measurement sensor
electronic device
circuit board
region
lens
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KR1020150119406A
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심홍조
이현옥
이윤우
김성혁
박미현
김현우
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엘지전자 주식회사
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Abstract

전자 디바이스가 개시된다. 본 발명의 전자 디바이스는, 전자 디바이스의 외관을 형성하는 케이스 및 배터리 커버, 상기 케이스 내부에 실장되며 전자 소자들이 장착된 회로기판을 포함하되, 상기 회로기판은 적어도 일부에 측정 센서가 장착되며, 상기 측정 센서가 장착된 리세스 영역의 일 면이 다른 영역에 대해 상기 전자 디바이스의 두께방향으로 다른 높이로 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 측정 센서가 실장된 리세스 영역이 다른 영역보다 얇고 서로 이격되어 사용자의 체온을 더 정확히 측정할 수 있다.

Description

전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 측정 센서가 실장된 리세스 영역이 다른 영역보다 얇고 서로 이격된 전자 디바이스에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
최근에는, 사용자의 몸에 착용하는 웨어러블(wearable) 타입의 전자 디바이스에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 글래스 타입(glass type), 와치 타입(watch type)의 전자 디바이스에 대한 시도가 이루어지고 있다.
웨어러블 타입의 전자 디바이스의 경우, 디자인적인 요구를 충족시키면서도 한정된 공간에 필요한 전자 소자를 배치하여야 하므로, 최적화된 설계의 필요성이 증가되고 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 측정 센서가 실장된 리세스 영역이 다른 영역보다 얇고 서로 이격되어 사용자의 체온을 더 정확히 측정할 수 있는 전자 디바이스를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전자 디바이스의 외관을 형성하는 케이스 및 배터리 커버, 상기 케이스 내부에 실장되며 전자 소자들이 장착된 회로기판을 포함하되, 상기 회로기판은 적어도 일부에 측정 센서가 장착되며, 상기 측정 센서가 장착된 리세스 영역의 일 면이 다른 영역에 대해 상기 전자 디바이스의 두께방향으로 다른 높이로 형성된 전자 디바이스를 제공한다.
상기 리세스 영역의 일 면의 높이는 다른 영역의 높이보다 낮을 수 있다.
상기 측정 센서는 상기 회로기판의 다른 영역과 이격되어, 상기 리세스 영역의 중심부에 위치할 수 있다.
상기 회로기판은 상기 리세스 영역의 일 면과 마주보는 면이 다른 영역에 대해 상기 전자 디바이스의 두께방향으로 다른 높이로 형성될 수 있다.
상기 회로기판은 상기 측정 센서의 측면을 차폐하며, 상기 리세스 영역에 위치한 방열캡을 더 포함할 수 있다.
상기 방열캡은 상기 회로기판의 다른 영역과 이격될 수 있다.
상기 단열캡은 단열 재질을 포함할 수 있다.
상기 단열캡은 실리카 에어로겔을 포함할 수 있다.
상기 배터리 커버는 상기 리세스 영역과 대응되는 부분에 위치하는 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 렌즈는 상기 배터리 커버의 다른 부분과 다른 재질을 포함할 수 있다.
상기 렌즈는 적외선을 투과하는 재질을 포함할 수 있다.
상기 측정 센서는 심박수를 측정하는 제 1 측정 센서와, 체온을 측정하는 제 2 측정 센서를 포함하며, 상기 렌즈는 상기 제 2 측정 센서와 대응되는 부분에 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 돌출부는 상기 제 2 측정 센서를 향하는 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 전자 디바이스의 외부를 향하는 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 측정 센서는 심박수를 측정하는 제 1 측정 센서와, 체온을 측정하는 제 2 측정 센서를 포함할 수 있다.
상기 제 1 측정 센서와 상기 제 2 측정 센서는 서로 이격될 수 있다.
상기 제 2 측정 센서는 적외선을 기전력으로 변환하는 서모파일과, 상기 서모파일과 이격되어 위치하며 상기 기전력을 증폭해주는 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 서모파일은 상기 배터리 커버와 이격될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 디바이스의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면 측정 센서가 실장된 리세스 영역이 다른 영역보다 얇고 서로 이격되어 사용자의 체온을 더 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면 체온을 측정하는 제 2 측정 센서와 대응하는 위치의 렌즈가 돌출되어 제 2 측정 센서로 적외선을 집중시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동 단말기의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자 디바이스의 후면도들이다.
도 6은 본 발명에 따른 전자 디바이스의 작동 방법을 나타내는 후면도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 후면도들이다.
도 9는 기존 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 단면도이다.
도 10 내지 도 20은 본 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기(200)의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동 단말기(200)의 후면 사시도이다.
개시된 이동 단말기(200)는 바 형태의 단말기 본체를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.
단말기 본체는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(201), 리어 케이스(202) 및 배터리 커버(203)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202)의 사이에 형성된 공간에는 각종 소자가 내장된다. 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 사이에는 적어도 하나의 프레임이 추가로 배치될 수 있다.
케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.
단말기 본체, 주로 프론트 케이스(201)에는 디스플레이부(251), 음향출력모듈(252), 근접센서(241), 카메라 모듈(221) 등이 배치될 수 있다. 프론트 케이스(201) 및 리어 케이스(202)의 측면에는 마이크(222), 측면 입력부(232), 인터페이스(270) 등이 배치될 수 있다.
디스플레이부(251)는 프론트 케이스(201)의 주면의 대부분을 차지한다. 즉, 디스플레이부(251)는 단말기 본체의 전면에 배치되어 시각정보를 출력하도록 형성된다. 디스플레이부(251)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력모듈(252), 근접센서(241), 카메라 모듈(221)이 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 전면 입력부(231)가 배치될 수 있다.
전면 입력부(231)는 사용자 입력부의 일 예로서, 복수의 조작 유닛들을 포함할 수 있다. 조작 유닛들은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 본 실시예에서 전면 입력부(231)는 터치키로 구성된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 전면 입력부(231)에 푸시키가 추가될 수 있다.
또한, 디스플레이부(251)는 터치센서와 함께 터치스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치스크린은 사용자 입력부가 될 수 있다. 이를 통하여, 단말기 전면에 전면 입력부(231)가 없는 구성도 가능하게 된다. 이 경우에, 이동 단말기(200)는 단말기 본체에 대한 입력조작이 디스플레이부(251)와 후술할 후면 입력모듈(233)를 통하여만 가능하도록 구성될 수 있다.
사용자 입력부(130)의 또 다른 일 예로서 구성되는 측면 입력부(232)는 스피커(252)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다.
도 2를 참조하면, 단말기 본체의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(202)에는 카메라 모듈(221')이 추가로 장착될 수 있다. 카메라 모듈(221')은 카메라(221, 도 1 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라 모듈(221)과 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.
예를 들어, 전면의 카메라 모듈(221)은 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 후면의 카메라 모듈(221')은 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라 모듈들(221, 221')은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 본체에 설치될 수도 있다.
카메라 모듈(221')에 인접하게는 플래시(223)와 거울(미도시)이 추가로 배치될 수 있다. 플래시(223)는 카메라 모듈(221')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울은 사용자가 카메라 모듈(221')을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.
단말기 본체의 후면에는 스피커(252')가 추가로 배치될 수도 있다. 후면의 스피커(252')는 전면의 스피커(252, 도 2 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 본체에는 이동 단말기(200)에 전원을 공급하기 위한 배터리(291)가 장착된다. 배터리(291)는 전원공급부(190)의 일 예로서 구성된다. 배터리(291)는 단말기 본체에 내장되거나, 단말기 본체에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
도시에 의하면, 단말기 본체의 후면에는 후면 입력모듈(233)가 배치된다. 후면 입력모듈(233)는 사용자 입력부의 또 다른 일 예로서 구성된다. 후면 입력모듈(233)는 단말기 본체의 후면에 노출되는 카메라 모듈(221')에 인접하게 위치할 수 있다.
후면 입력모듈(233)는 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 스피커(252, 252')에서 출력되는 음향의 크기 조절, 또는 디스플레이부(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.
본 발명의 후면 입력모듈(233)는 푸시입력이 가능한 형태로 구현된다. 이하, 상기 후면 입력모듈(233)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기(200)의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 이동 단말기(200)의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이동 단말기(200)는 디스플레이부(210)가 윈도우글래스(273)와 디스플레이 모듈(249)로 구성될 수 있다. 윈도우글래스(273) 및 디스플레이 모듈(249)은 일체로 구성될 수 있다.
윈도우글래스(273)는 프론트 케이스(201)의 일면에 결합될 수 있다. 윈도우글래스(273)의 일면에는 터치를 감지할 수 있도록 형성되는 터치 감지 패턴이 형성될 수 있다. 터치 감지 패턴은 터치 입력을 감지하도록 형성되고, 광투과성을 가질 수 있다. 터치 감지 패턴은 윈도우글래스(273)의 전면 또는 후면에 위치할 수 있다. 터치 감지 패턴은 윈도우글래스(273)의 특정 부위에 발생하는 전압 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변화시킬 수 있다. 윈도우 글래스(273)는 폴리카보네이트, 아크릴과 같은 투명한 합성수지나 유리재질을 포함할 수 있다
디스플레이 모듈(249)은 윈도우글래스(273)의 일면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(249)은 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD)일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 디스플레이 모듈(249)은 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display, 3차원 디스플레이(3D display) 등이 될 수 있다.
단말기 본체에는 회로기판(PCB, 281)이 내장된다. 회로기판(281)은 프론트 케이스(201) 또는 리어 케이스(202)에 장착되거나, 별도의 구조물에 장착될 수 있다. 이하, 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202)가 별도로 구비되는 구조를 일 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 케이스들(201, 202)은 일체로 형성될 수도 있다.
회로기판(281)은 이동 단말기(200)의 각종 기능을 동작시키기 위한 제어부의 일 예로서 구성된다. 제어부로서의 기능 수행을 위하여 회로기판(281)에는 각종 전자소자가 장착된다. 회로기판(281)은 복수 개로 구비되어, 서로의 조합에 의하여 제어부의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 회로기판(281)은 서로 전기적으로 연결되는 메인 회로기판과 서브 회로기판을 구비하고, 이들의 적어도 일부가 단말기 본체의 두께 방향으로 서로 중첩되게 배치되어 공간적으로 확장된 구조를 가질 수 있다.
리어 케이스(202)에는 배터리(291)를 수용하는 배터리 수용부(292)가 형성되며, 배터리 커버(203)는 배터리 수용부(292)를 덮도록 리어 케이스(202)에 착탈 가능하게 결합된다. 배터리(291)가 착탈 가능한 상기 구조와 달리, 배터리(291)는 단말기 본체에 내장되어 착탈이 불가능하게 구성될 수도 있다.
배터리 커버(203)는 디스플레이부(251)의 후면측에 위치하며, 배터리 커버(203)는 적어도 일부 영역이 금속 재질로 구성될 수 있다.
프론트 케이스(201)는 가장자리 영역과 중심 영역의 재질이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 프론트 케이스(201)의 가장자리 영역은 몰드 재질을 포함할 수 있다. 또한, 프론트 케이스(201)의 중심 영역은 금속 재질을 포함할 수 있다. 다른 예로, 배터리 커버(203)가 전자 디바이스(200)의 측면을 감쌀 수 있다. 즉, 배터리 커버(203)가 전자 디바이스(200)의 측면으로 연장되어 프론트 케이스(201)의 가장자리 영역을 감쌀 수 있음을 의미한다. 또 다른 예로, 배터리 커버(203)가 전자 디바이스(200)의 측면을 감싸며 배터리 커버(203)의 측면은 몰드 재질을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전자 디바이스의 후면도들이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(200)는 후면 입력모듈(233)의 적어도 일 측에 측정 센서(152)가 위치할 수 있다. 측정 센서(152)는 측정 센서(152)는 후면 입력모듈(233)과 이격되어 위치할 수 있다. 예를 들어, 측정 센서(152)는 후면 입력모듈(233)의 측면 중 적어도 한면에 위치할 수 있다. 다른 예로, 측정 센서(152)는 후면 입력 모듈(233)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 이에 따라, 후면 입력모듈(233)과 동시에 터치되지 않을 수 있다. 측정 센서(152)는 안테나 회로가 위치하는 부분인 배터리 커버(203)의 가장자리 부분에 위치하지 않을 수 있다.
측정 센서(152)는 내부에 위치한 복수개의 발열소자로부터 떨어질 수 있다. 다만 상술한 안테나 회로 등에 의해 측정 센서(152)가 실장되는 위치는 제한적일 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152)는 발열소자로부터 인접해 있어도 발열의 영향을 최소화 할 수 있는 구조가 필요할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전자 디바이스의 작동 방법을 나타내는 후면도들이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(200)는 측정 센서(152)를 작동하기 위해 제어부는 온도 및 심박수를 측정하기 위한 어플리케이션을 실행할 수 있다. 제어부는 어플리케이션을 통해 측정을 위한 기설정된 입력을 요구할 수 있다. 즉, 제어부는 디스플레이부에 기설정된 입력을 요구하는 화면을 표시할 수 있다. 기설정된 입력은 예를 들어 측정 센서(152) 상에 사용자의 손(H)을 롱 터치하는 것일 수 있다.
사용자의 기설정된 입력이 입력되면 제어부는 측정된 온도 및/또는 심박수를 디스플레이부(251)에 표시할 수 있다. 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이, 제어부는 디스플레이부(251)의 일 측에 사용자의 온도를 표시하고 타 측에 사용자의 심박수를 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 디바이스(200)는 간단한 입력으로 사용자의 체온 및/또는 심박수를 측정할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 더 편하기 자신의 건강상태를 확인할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 후면도들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(200)는 측정 센서(152)가 복수개의 영역으로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 측정 센서(152)는 제 1 측정 센서(152a) 및 제 2 측정 센서(152b)를 포함할 수 있다. 제 1 측정 센서(152a)는 측정 센서(152)를 반으로 나누었을 때 상부에 위치할 수 있으며, 제 2 측정 센서(152b)는 하부에 위치할 수 있다.
제 1 측정 센서(152a)는 심박수를 측정하는 센서일 수 있으며, 제 2 측정 센서(152b)는 체온을 측정하는 센서일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 측정 센서(152)에 터치를 하면 심박수와 체온을 동시에 측정할 수 있다. 측정 센서(152)가 다양한 기능을 가진 측정 센서를 포함하기 때문에 한번에 다양한 기능의 측정을 할 수 있다.
도면에는 제 1 측정 센서(152a)와 제 2 측정 센서(152b)만이 나타나지만 이에 한정하지 아니하며, 측정 센서(152)는 다른 기능을 가진 측정 센서들을 더 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(100)는 제 1 측정 센서(152a)와 제 2 측정 센서(152b)가 서로 이격되어 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 8의 (a)에 나타난 것과 같이, 후면 입력 모듈(233)의 측면에 이격되어 제 1 측정 센서(152a)가 위치하고, 후면 입력 모듈(233)을 기준으로 마주보는 곳에 제 2 측정 센서(152b)가 위치할 수 있다.
다른 예로, 도 8의 (b)에 나타난 것과 같이, 후면 입력 모듈(233)의 상부에 이격되어 제 1 측정 센서(152a)가 위치하고, 후면 입력 모듈(233)을 기준으로 마주보는 곳에 제 2 측정 센서(152b)가 위치할 수 있다. 즉, 후면 입력 모듈(233)의 상하부에 제 1, 2 측정 센서(152a, 152b)가 위치함을 의미한다.
제 1 측정 센서(152a)와 제 2 측정 센서(152b)가 서로 이격되어 다른 부분에 위치하기 때문에 사용자는 측정하기 원하는 센서에만 신호를 입력하여 측정할 수 있다. 또한, 각각의 측정 센서가 서로 이격되어 있기 때문에 측정할 때 서로 간섭하지 않을 수 있다.
도면에는 제 1, 2 측정 센서(152a, 152b)가 좌우측, 상하측에 위치하는 것만 도시되어 있으나 이에 한정하지 아니하며 안테나가 실장되는 부분과 중첩되지 않는 부분에 서로 이격되어 위치할 수 있다.
도 9는 기존 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 기존 발명에 따른 전자 디바이스(100)는 회로기판(281) 상에 측정 센서(152)가 위치하였다. 이에 따라, 회로기판(281)으로부터 상부에 위치한 측정 센서(152)로 전도열(71)이 전달될 수 있었다. 이에 따라, 측정 센서(152)가 정확한 온도를 측정하지 못한다는 문제점이 있었다.
또한, 전자 디바이스(100)의 케이스 내부 공기를 통해 다른 발열 장치에서 발산된 대류열(73)이 전달될 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152)가 정확한 온도를 측정하지 못한다는 문제점이 있었다.
체온을 측정하는 센서는 국제 기준에 따르면 0.2도 이내의 오차를 가져야 허용될 수 있다. 이에 따라, 상술한 전도열(71) 또는 대류열(73)이 최대한 전달되지 않아야 한다. 그러나 기존의 전자 디바이스(100)는 회로기판(281)으로부터 전달되는 열로 인하여 정확한 체온을 측정할 수 없었다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 측정 센서(152)로 전달되는 전도열(71)과 대류열(73)을 방지할 수 있는 구조가 필요하다.
도 10 내지 도 20은 본 발명에 따른 전자 디바이스를 나타내는 도면들이다.
도 10 및 11을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 회로기판(281)의 적어도 일부에 위치한 리세스(137)에 측정 센서(152)가 위치할 수 있다. 회로기판(281)의 리세스(137) 영역은 다른 영역에 비하여 제 1 높이(RH)만큼 낮을 수 있다. 측정 센서(152)가 위치할 영역의 회로 기판(281)을 에칭하여 리세스(137) 영역을 형성할 수 있다.
리세스(137)는 측정 센서(152)로 향하는 전기 배선(157)을 제외한 다른 전기 배선은 위치하지 않을 수 있다. 즉, 회로기판(281)을 형성할 때 리세스(137) 영역은 측정 센서(152)를 위한 전기 배선(157)만을 실장하고 다른 층은 증착되지 않을 수 있다. 리세스(137) 영역은 다른 전기 배선이 위치하지 않기 때문에 측정 센서(152)로 전달되는 전도열이 거의 없을 수 있다. 또한, 측정 센서(152)가 회로기판(281)의 높이보다 낮을 수 있다.
리세스(137)는 회로기판(281)의 양 면에 모두 위치할 수 있다. 즉, 회로기판(281)의 리세스(137) 영역은 양 면이 다 홈을 가질 수 있다. 회로기판(281)의 양면을 두번 에칭하여 리세스(137) 영역을 형성할 수 있다. 이에 따라, 회로기판(281)의 리세스(137) 영역은 다른 영역에 비하여 아주 작은 두께를 가질 수 있다.
리세스(137)영역의 두께는 다른 영역보다 두께가 얇고, 전기 배선(157)도 다른 영역보다 적게 배치되기 때문에 측정 센서(152)로 전달되는 열이 상당히 줄어들 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152)의 체온 측정 시 오차가 줄어들 수 있다.
도 12를 참조하면, 리세스(137) 영역에 측정 센서(152)가 실장될 수 있다. 측정 센서(152)는 리세스(137) 영역의 중심부에 위치할 수 있다. 측정 센서(152)의 폭(SD)은 리세스(137) 영역의 폭(HD)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152)는 회로기판(281)의 다른 영역에 접하지 않을 수 있다. 즉, 측정 센서(152)의 측면은 회로기판(281)의 다른 영역의 측면으로부터 이격되어 있을 수 있음을 의미한다.
측정 센서(152)의 하부면은 다른 영역과 비교하여 전기 배선(157)이 적게 배치되기 때문에 열이 더 적게 전달되고 측정 센서(152)의 측면은 이격되어 있어 전도열이 전달되지 않을 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152) 주변의 회로기판(281)에 발열소자가 위치하여도 그 영향을 적게 받을 수 있다.
본 도면에 따르면 측정 센서(152)의 상부면은 회로기판(281) 다른 영역의 상부면보다 높이가 높은 것으로 도시되었다. 이 경우, 회로기판(281)에서 측정 센서(152)가 돌출되어 방열에 더 유리할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않으며, 측정 센서(152)의 상부면은 회로기판(281) 다른 영역의 상부면보다 높이가 낮을 수도 있다. 이 경우, 측정 센서(152)가 회로기판(281)에서 돌출되지 않아 전자 디바이스 내부의 공간을 절약할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(100)는 측정 센서(152)의 측면에 측정 센서(152)를 차폐하는 방열캡(124)이 위치할 수 있다. 방열캡(124)은 단열 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방열캡(124)은 실리카 에어로겔을 포함할 수 있다. 방열캡(124)은 측정 센서(152)의 측면을 둘러쌀 수 있다.
방열캡(124)은 리세스(137) 영역 전체를 채우지 않을 수 있다. 즉, 방열캡(124)은 회로기판(281)의 다른 영역과 이격되어 있을 수 있음을 의미한다. 이에 따라, 방열캡(124)은 측정 센서(152)로 전도열은 전달하지 않으며 대류열 또한 막아줄 수 있다.
방열캡(124)은 측정 센서(152)의 상부면은 측정을 위하여 차폐하지 않으며 측정 센서(152)의 측면만 차폐할 수 있다. 방열캡(124)은 네 측면을 받쳐주기 위하여 리세스(137) 영역의 바닥면에 넓게 펴져서 평평하게 위치할 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 오브젝트(OB)에서 방출되는 적외선(57)을 통하여 온도를 측정할 수 있다. 체온 측정 센서는 내부에 다른 종류의 두 금속 또는 반도체가 연결될 수 있다. 즉, 두 금속 또는 반도체의 양 끝이 서로 연결됨을 의미한다. 양 끝의 연결점 중 하나의 연결점은 오브젝트(OB)에서 방출되는 적외선(57)이 방사되어 온도가 상승할 수 있다. 즉, 오브젝트(OB)에서 방출되는 적외선(57)의 방사 에너지가 열 에너지로 전환됨을 의미한다. 하나의 연결점의 온도가 다른 연결점의 온도보다 상승할 경우, 두 금속 또는 반도체가 연결되어 형성된 회로에 기전력이 발생할 수 있다. 즉, 열 에너지가 전기 에너지로 전환됨을 의미한다.
이에 따라, 회로에 전압계(81)를 사용하여 측정된 전압으로 온도를 측정할 수 있다. 상술한 원리는 제벡 효과(seebeck effect)라고 한다.
오브젝트(OB)에서 방출된 적외선(57)은 인체에서 방사하는 원적외선 대역일 수 있다. 이에 따라, 체온 측정 센서는 원적외선 대역을 흡수하기 쉬운 레이어를 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 측정 센서(152)의 상부에 렌즈(312)가 위치할 수 있다. 렌즈(312)는 배터리 커버(203) 상에 측정 센서(152)와 대응되는 영역에 위치할 수 있다.
렌즈(312)는 오브젝트(OB)로부터 방사되는 적외선(57)을 측정 센서(152)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(312)는 적외선(57)을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 렌즈(312)는 유리, 플라스틱, 게르마늄, 실리콘 및 이들의 조합들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
렌즈(312)는 적어도 일부가 돌출될 수 있다. 렌즈(312)는 적어도 일부가 측정 센서(152)를 향하여 돌출된 돌출부(324)를 포함할 수 있다. 상세하게, 돌출부(324)는 체온 측정 센서의 기능을 하는 제 2 측정 센서(152b)에 대응되는 영역에 위치할 수 있다.
돌출부(324)는 중심부가 다른 영역보다 두꺼운 볼록 렌즈의 기능을 할 수 있다. 이에 따라, 돌출부(324)는 오브젝트(OB)로부터 조사되는 적외선(57)을 제 2 측정 센서(152b)로 향하도록 할 수 있다. 즉, 돌출부(324)는 제 2 측정 센서(152b)가 더 잘 작동되도록 할 수 있다.
제 1 측정 센서(152a)는 심박동 측정 센서일 수 있다. 제 1 측정 센서(152a)는 내부에 포토다이오드(342) 및 광원(345)이 위치할 수 있다. 포토다이오드(342)와 광원(345)은 서로 이격되어 위치할 수 있다. 제 1 측정 센서(152a)의 자세한 구동 방식은 후술하도록 한다.
제 2 측정 센서(152b)는 내부에 서모파일(thermopile, 307) 및 증폭기(309)가 위치할 수 있다. 제 2 측정 센서(152b)의 자세한 구동 방식은 후술하도록 한다.
본 발명에 따른 전자 디바이스는 렌즈(312)의 적어도 일부가 돌출되어 있어 오브젝트(OB)의 적외선을 측정 센서(152)로 모을 수 있다. 이에 따라, 측정 센서(152)가 더 잘 작동될 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 서모파일(307)이 돌출부(324)를 통해 오브젝트(OB)로부터 적외선(57)을 흡수할 수 있다. 서모파일(307)에 적외선(57)이 집중되기 때문에 제 2 측정 센서(152b)는 더 잘 작동될 수 있다.
서모파일(307)로 향한 적외선(57)은 상술한 제벡 효과로 인하여 기전력을 발생시킬 수 있다. 서모파일(307)에서 발생한 기전력은 신호가 미약할 수 있다. 이에 따라, 증폭기(309)가 신호를 증폭시키기 위하여 서모파일(307)에 인접하여 위치할 수 있다. 증폭기(309)가 신호를 증폭시킴에 따라 노이즈 대비 신호가 커질 수 있다. 이에 따라 더 정확한 온도를 측정할 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 광원(345)으로부터 조사되는 광(59)이 오브젝트(OB)를 통과하여 확산 분산되고 일부는 반사될 수 있다.
이 경우, 심장의 수축 이완에 따라 포토다이오드(342)로 반사되는 광(59)의 양이 다를 수 있다. 예를 들어, 심장이 수축할 때는 오브젝트(OB)에 혈액이 차 어두워지며 포토다이오드(342)로 반사되는 광(59)의 양이 적을 수 있다. 이와 달리, 심장이 이완할 때는 오브젝트(OB)에 혈액이 빠져 밝아지며 포토 다이오드(342)로 반사되는 광(59)의 양이 많을 수 있다.
이에 따라, 제 1 측정 센서(152a)는 밝기의 변화를 측정하여 심박수를 측정할 수 있다.
광원(345)으로부터 조사되는 광(59)은 굴절 없이 오브젝트(OB)를 통과하고 포토다이오드(342)로 향할 수 있다. 이에 따라, 광원(345)과 포토다이오드(342)는 송신 및 수신 모듈의 기능을 할 수 있다. 또한, 굴절 없이 송수신하기 위하여 제 1 측정 센서(152a)에 대응하는 부분의 렌즈(312)는 평평할 수 있다.
도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 오브젝트(OB)가 서모파일(307)의 측정 각도(field of view) 내에 위치해야 더 정확하게 측정할 수 있다. 오브젝트(OB)의 적어도 일부가 서모파일(307)의 측정각도에서 벗어난다면 정확하지 않은 측정이 될 수 있다. 이에 따라, 오브젝트(OB)와 서모파일(307)의 거리가 가까울수록 오브젝트(OB)가 측정각도 내에 위치하여 더 정확한 측정이 이루어질 수 있다.
그러나, 서모파일(307)과 오브젝트(OB)가 접촉할 경우 서모파일(307)의 열평형 상태에 영향이 미치기 때문에 정확한 온도의 측정이 힘들 수 있다. 이에 따라, 서모파일(307)과 오브젝트(OB)이 이격되어야 더 정확한 온도의 측정이 이루어질 수 있다. 즉, 배터리 커버와 서모파일(307)이 이격됨을 의미한다.
이에 따라, 서모파일(307)과 오브젝트(OB)가 떨어져 있어도 오브젝트(OB)가 측정 각도 내에 쉽게 위치하도록 상술한 돌출부(도 16의 324)를 이용하여 정확한 측정을 도울 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 렌즈(312)의 적어도 일부에 돌출부(324)가 부착될 수 있다. 돌출부(324)는 렌즈(312)와 UV본딩 방법 또는 접착층을 이용하여 부착될 수 있다. 돌출부(324)는 렌즈(312)의 평평한 하부면 중 상술한 제 2 측정 센서(도 17의 152b)에 대응되는 위치에 부착할 수 있다.
돌출부(324)는 렌즈(312)와 동일한 물질을 포함하며, 중심부가 다른 부분보다 돌출되어 볼록 렌즈의 기능을 할 수 있다. 이에 따라, 돌출부(324)는 렌즈로 향하는 광을 중심부로 모을 수 있다. 본 도면에서는 돌출부(324)의 중심부가 비어 있는 것으로 도시되었지만 이에 한정하지 아니하며 돌출부(324)의 내부가 채워질 수도 있다.
도 20을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스는 돌출부(324)가 측정 센서의 반대방향을 향해 돌출될 수 있다. 즉, 전자 디바이스에 렌즈(312)를 조립하였을 때 돌출부(324)는 외부로 노출될 수 있음을 의미한다.
돌출부(324)의 돌출방향이 측정 센서의 반대방향이어도 적외선(57)을 모아주는 기능은 동일할 수 있다. 즉, 돌출부(324)의 중심부가 다른 부분에 비해 두껍기 때문에 돌출부(324)는 다른 쪽으로 조사되는 적외선(57)이 돌출부(324)의 중심부를 향해 조사되도록 변환시킬 수 있다.
돌출부(324)가 외부로 노출되는 경우 사용자는 렌즈(312)의 위치를 쉽게 감지할 수 있다. 이에 따라, 더 쉽게 체온 및/또는 심박수를 측정할 위치를 더 쉽게 찾을 수 있다. 특히, 측정 센서의 위치는 전자 디바이스의 후면의 배터리 케이스에 위치할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 후면을 보지 않고 디스플레이 화면을 보며 더 쉽게 체온 및/또는 심박수를 측정할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 전자 디바이스의 외관을 형성하는 케이스 및 배터리 커버;
    상기 케이스 내부에 실장되며 전자 소자들이 장착된 회로기판을 포함하되,
    상기 회로기판은,
    적어도 일부에 측정 센서가 장착되며,
    상기 측정 센서가 장착된 리세스 영역의 일 면이 다른 영역에 대해 상기 전자 디바이스의 두께방향으로 다른 높이로 형성된 전자 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리세스 영역의 일 면의 높이는,
    다른 영역의 높이보다 낮은 전자 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 센서는,
    상기 회로기판의 다른 영역과 이격되어,
    상기 리세스 영역의 중심부에 위치한 전자 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 리세스 영역의 일 면과 마주보는 면이 다른 영역에 대해 상기 전자 디바이스의 두께방향으로 다른 높이로 형성된 전자 디바이스.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 측정 센서의 측면을 차폐하며, 상기 리세스 영역에 위치한 방열캡을 더 포함하는 전자 디바이스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 방열캡은,
    상기 회로기판의 다른 영역과 이격된 전자 디바이스.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 단열캡은,
    단열 재질을 포함하는 전자 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 단열캡은,
    실리카 에어로겔을 포함하는 전자 디바이스.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 커버는,
    상기 리세스 영역과 대응되는 부분에 위치하는 렌즈를 포함하는 전자 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    상기 배터리 커버의 다른 부분과 다른 재질을 포함하는 전자 디바이스.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    적외선을 투과하는 재질을 포함하는 전자 디바이스.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 측정 센서는,
    심박수를 측정하는 제 1 측정 센서와,
    체온을 측정하는 제 2 측정 센서를 포함하며,
    상기 렌즈는,
    상기 제 2 측정 센서와 대응되는 부분에 돌출부를 포함하는 전자 디바이스.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 제 2 측정 센서를 향하는 방향으로 돌출된 전자 디바이스.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 전자 디바이스의 외부를 향하는 방향으로 돌출된 전자 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 센서는,
    심박수를 측정하는 제 1 측정 센서와,
    체온을 측정하는 제 2 측정 센서를 포함하는 전자 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 센서와 상기 제 2 측정 센서는 서로 이격된 전자 디바이스.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 2 측정 센서는,
    적외선을 기전력으로 변환하는 서모파일과,
    상기 서모파일과 이격되어 위치하며 상기 기전력을 증폭해주는 증폭기를 포함하는 전자 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 서모파일은,
    상기 배터리 커버와 이격된 전자 디바이스.
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