KR20170028017A - 휴대용 전자장치 - Google Patents

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KR20170028017A
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battery
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양준호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

링 형상의 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 상응하는 링 형상을 가지며, 상기 제1 하우징의 측면에 나란히 배치된 제2 하우징; 상기 제1 하우징에 실장되며 상기 제1 하우징의 링형상을 따라 감긴 충전코일; 상기 제2 하우징에 배치된 복수개의 자석; 및 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 대해 회전 시 상기 충전코일에 흐르는 전류를 이용하여 충전하는 배터리를 포함하는 휴대용 전자장치는 배터리의 크기를 최소화 하면서 간단히 자가충전 가능하여 장시간 사용할 수 있다.

Description

휴대용 전자장치{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 링의 회전력을 이용한 휴대용 전자장치에 관한 것이다.
전자장치는 이동 가능 여부에 따라 고정 전자장치와 휴대형 전자장치로 나눌 수 있다. 휴대형 전자장치는 핸드폰 및 스마트폰과 같이 이동통신을 이용하여 통화가 가능한 휴대용 단말기, 휴대용 CD플레이어나 MP3와 같은 휴대용 음향장치 및 노트북이나 타블렛 등 다양한 종류가 이용되고 있다.
최근에는 그 크기가 더 작아지고 휴대가 편리하도록 사용자의 몸에 착용 가능한 휴대용 전자장치가 등장하고 있다. 예를 들면 팔찌/시계형 통신장치, 블루투스 이어폰, 선글라스 타입 전자장치와 같이 사용자의 몸에 착용 가능한 웨엉러블 전자장치가 등장하고 있다.
다만, 휴대용 전자장치는 선을 이용하여 전원 공급이 어려우므로 자체 배터리를 구비하여 저장된 전력을 이용하여 휴대용 전자장치를 구동한다. 이때 배터리 크기는 사용시간과 관련이 있어, 대용량 배터리를 사용하면 휴대용 전자장치의 크기가 커지는 문제가 있어 전자장치의 사용시간 확보가 중요한 과제로 나타나고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같이 휴대용 전자장치에 배터리의 용량을 최소화 하면서 사용시간 확보를 위해 자가충전이 가능한 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 링 형상의 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 상응하는 링 형상을 가지며, 상기 제1 하우징의 측면에 나란히 배치된 제2 하우징; 상기 제1 하우징에 실장되며 상기 제1 하우징의 링형상을 따라 감긴 충전코일; 상기 제2 하우징에 배치된 복수개의 자석; 및 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 대해 회전 시 상기 충전코일에 흐르는 전류를 이용하여 충전하는 배터리를 포함하는 휴대용 전자장치를 제공한다.
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에 위치하여 상기 제2 하우징의 회전을 보조하는 볼 베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 하우징의 내측면은 마찰력이 작은 재질을 포함하고, 상기 제1 하우징의 내측면은 마찰력이 큰 재질을 포함할 수 있다.
상기 제2 하우징의 내측면이 형성하는 원의 크기는 상기 제1 하우징의 내측면이 형성하는 링의 크기보다 크게 형성할 수 있다.
상기 제2 하우징의 내측면은 상기 제1 하우징에서 멀어질수록 상기 제2 하우징의 외측면을 향해 기울어진 경사면을 가질 수 있다.
상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 양측에 각각 한 쌍이 배치될 수 있다.
상기 제1 하우징의 외측면에 인접하게 또는 상기 외측면에 노출되게 실장된 제1 부품; 상기 제1 하우징의 내측면에 인접하게 또는 상기 내측면에 노출되게 실장된 제2 부품; 및 상기 제1 하우징의 내부에 위치하며, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품 및 상기 배터리 사이를 연결하는 플렉서블 기판을 포함하고,
상기 플렉서블 기판은 상기 제1 부품과 중첩되는 부분은 상기 제1 하우징의 내측면 방향으로 꺾어지고, 상기 제2 부품과 중첩되는 부분은 상기 제1 하우징의 외측면 방향으로 꺾어질 수 있다.
상기 플렉서블 기판은, 절연필름; 상기 절연필름의 일면에 형성된 제1 전극; 상기 절연필름의 길이방향으로 이격되어 상기 절연필름의 일면에 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 절연필름이 꼬여서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 반대 방향을 향하여 상기 제1 부품과 상기 제2 부품에 각각 접속될 수 있다.
상기 제1 하우징의 외측면에 형성된 복수개의 체지방 측정 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징의 내측면에 형성된 심전도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 심전도센서는 상기 제1 하우징의 내측면에 마주하도록 배치된 한 쌍의 심전도센서 단자를 포함할 수 있다.
외부 단말기와 연결하는 무선통신부; 상기 제1 하우징의 외측에 실장되는 복수개의 엘이디; 및 상기 무선통신부를 통해 이벤트 정보가 수신되면 상기 복수개의 엘이디의 색상, 점등순서 점등 횟수 등을 제어하여 상기 이벤트 정보를 사용자에게 제공하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
충전모드에서는 상기 충전코일에 흐르는 전류를 상기 배터리에 공급하고, 사용자 입력모드에서는 상기 충전코일에 흐르는 전류에 방향 또는 전류량에 따라 상기 휴대용 전자장치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
외부 단말기와 연결하는 무선통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 무선통신부를 통해 이벤트 정보가 수신되면 상기 사용자 입력모드로 변환할 수 있다.
본 발명에 따른 휴대용 전자장치는 배터리의 크기를 최소화 하면서 간단히 자가충전 가능하여 장시간 사용할 수 있다.
또한, 내측에 위치하는 센가 사용자의 몸에 밀착된 상태로 결합하기 때문에 심전도나 체온 등 생체정보를 지속적으로 측정 가능한 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 휴대용 전자장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 길이방향 단면도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 너비 방향 단면도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 사용 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치의 플렉서블 기판을 도시한 도면이다.
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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치(100)를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치(100)의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 휴대용 전자장치(100)는 외관을 형성하는 하우징(110, 120)과 상기 하우징(110, 120)에 실장되는 무선 통신부(170), 입력부(160), 센싱부(140), 출력부(150), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성요소들은 휴대용 전자장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 휴대용 전자장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(170)는, 휴대용 전자장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 휴대용 전자장치(100)와 다른 휴대용 전자장치 사이, 또는 휴대용 전자장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(170)는, 휴대용 전자장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(170)는, 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
센싱부(140)는 휴대용 전자장치(100) 내 정보, 휴대용 전자장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 센싱부(140)는 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor, 143), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor), 마이크로폰(microphone), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 체지방 측정센서(141), 심전도센서(142)와 같은 생체인식 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에 개시된 휴대용 전자장치(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 광 출력부(151), 디스플레이부(152), 음향 출력부, 햅팁 모듈(153), 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광출력부(151)는 복수개의 램프로 구성되며 LED를 사용하는 경우 색상과 밝기를 다양하게 조절 가능하다. 상기 광출력부(151)는 디자인적인 기능과 동시에 색상과 밝기에 따라 다양한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면 문자메시지가 온 경우 녹색으로 점등되고 전화가 온 경우 파란색으로 점등될 수 있다.
디스플레이부(152)는 휴대용 전자장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(152)는 휴대용 전자장치(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(152)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(152)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(152)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다. 이처럼, 디스플레이부(152)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부로 기능할 수 있다.
입력부(160)는, 터치패드(161)와 버튼(162)과 같이 사용자의 제어명령을 입력하기 위한 사용자 입력부를 포함할 수 있다. 그 외에 영상 신호 입력을 위한 카메라 또는 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone)을 포함할 수 있다. 입력부(160)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 휴대용 전자장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(185)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(185)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 휴대용 전자장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
메모리(185)는 휴대용 전자장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(185)는 휴대용 전자장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 휴대용 전자장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 휴대용 전자장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리(191)를 포함하며, 상기 배터리(191)는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 배터리(191)를 충전하기 위해 외부 전원과 연결되는 충전단자(193)가 하우징의 외측으로 노출되어 설치될 수 있다. 본 발명은 충전이 어려운 상황에서도 휴대용 전자장치(100)를 사용하기 위해 자가발전모듈을 더 구비할 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 휴대용 전자장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 휴대용 전자장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(185)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 휴대용 전자장치(100) 상에서 구현될 수 있다.
도 2을 참조하여 보다 구체적으로 본 발명의 휴대용 전자장치(100)를 살펴보도록 한다. 본 발명의 휴대용 전자장치(100)는 가운데가 개방된 링 형상으로 사용자의 손가락에 착용 가능하다. 링의 사이즈를 키우면 팔에도 착용이 가능하나, 본 실시예는 손가락에 착용하는 반지 타입의 휴대용 전자장치(100)를 기준으로 설명하도록 한다.
본 발명의 휴대용 전자장치(100)는 외측면에는 사용자에게 정보를 제공하기 위한 광출력부(151)나 디스플레이부(152, 도 4 참조)가 위치할 수 있다. 상기 광출력부(151)는 무선 통신모듈(170)에서 수신한 정보에 따라 점등되며 색상 및 밝기에 따라 다양한 정보를 제공할 수 있다. 도면상으로 상기 광출력부(151)는 4개의 엘이디 램프로 구성되나 이에 제한되지 않으며, 개수 및 배치는 가변 가능하다.
광출력부(151) 이외에 디스플레이부(152)를 더 포함할 수 있으며 곡면을 구현하기 위해 유기발광다이오드(OLED)를 이용할 수 있다. 다만 유기발광다이오드를 디스플레이로 사용하는 경우 소비전력이 커 배터리(191)가 빨리 소모되는 문제가 있다. 상기 문제를 해결하기 위해 전자잉크를 이용하여 디스플레이부(152)를 구현할 수 있다.
상기 디스플레이부(152)에 터치패드(161)를 적층하여 터치스크린을 구현할 수 있으며, 반지형상의 웨어러블 단말기의 특성상 사용자의 신체에 쉽게 접촉될 수 있으므로, 터치입력기능을 선택적으로 활성화 하거나 비활성화 할 수 있다.
전자잉크는 일반적인 디스플레이와 달리 어느 정도 구부릴 수 있을 정도로 유연하고, 두 개의 전극층 사이에 검은색 입자와 흰색 입자를 구비한 마이크로 캡슐을 배치하여 구현한다. 상기 입자는 한 번 이동한 후에 계속 전기가 통하지 않아도 화면이 유지되기 때문에 대기전력이 0에 가깝게 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한 외측에 체지방 측정을 위한 체지방 측정센서(141)를 더 구비할 수 있다. 체지방 측정센서(141)는 2개 이상의 전극를 이용하여 사용자의 몸에 접촉시키고 사용자의 몸에 전류를 흘려 임피던스를 측정하여 체지방을 산출할 수 있다. 신체와 많은 부위가 접촉될수록 보다 정확한 측정결과를 얻을 수 있으나, 2개의 전극으로도 측정이 가능하다.
예를 들면 왼손의 검지 손가락에 휴대용 전자장치(100)를 낀 상태로 하나의 체지방 측정센서(141) 전극과 다른 손가락(예를 들면 엄지)을 접촉하고 다른 체지방 측정센서(141) 전극은 오른손을 접촉하면 두 팔 사이로 전류를 흘려 체지방 량을 측정할 수 있다.
도 3은 도 2의 둘레를 따라 자른 단면을 도시하고 있으며, 하우징(110, 120)의 내측면에는 충전단자(153)와 심전도 센서(142)를 구비할 수 있다.
심전도 센서(142)는 심장박동시 발생하는 신체 표면의 전위를 측정하여 심장박동의 세기 맥박등을 측정할 수 있다. 전위 측정을 위해 일반적인 심전도 검사시에 손가락이나 발가락에 집게를 이용하여 피부와 밀착시킨다. 본 발명의 심전도 센서(142)는 하우징(11, 120)의 내측면에 위치하므로 휴대용 전자장치를 손가락에 착용하면 사용자의 피부와 밀착하고, 한 쌍의 심전도 센서(142)가 하우징(11, 120)의 내측면에 마주보도록 나누어져 배치되어, 통상의 심전소 측정시 집게로 손가락을 집은 효과를 얻을 수 있다.
심전도 센서(142)를 이용하여 사용자 인증이 가능한 바, 심전도 센서(142)를 구비하면 제3자가 사용하는 것을 방지할 수 있으며, 지속적으로 심전도를 측정하여 심장질환이 있는 환자가 착용하는 경우 심전도 센서(142) 측정결과 이상이 있으면 위험신호를 전송하여 응급처치가 가능하다.
내측에는 내장된 배터리(191)를 충전하기 위한 충전단자(153)를 더 구비할 수 있다. 충전단자(153)가 외측에 노출되면 미관상 좋지 않으므로 내측면에 형성할 수 있다. 다만, 휴대용 전자장치(100)의 특성상 배터리(191)의 용량이 부족 시 바로 충전이 가능한 것이 아니기 때문에 자가발전 시스템(1921, 1922)을 구비할 수 있다.
일반적인 자가발전 장치는 회전력을 이용하여 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 방법을 이용한다. 회전 구조를 일반적인 전자장치에 구비하기 위해서는 공간이 많이 필요하고 손잡이가 전자장치에서 튀어나온 형태가 대부분이어서 휴대성도 떨어지는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 휴대용 전자장치(100)는 링 형상의 하우징(110, 120)을 가지고 있기 때문에 이를 이용하여 회전 구조를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 휴대용 전자장치(100)를 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)으로 분리한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 휴대용 전자장치(100)를 너비방향으로 자른 단면도이다.
본 발명의 하우징은 전자장치가 구비된 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)에 상응하는 크기의 링 형상의 제2 하우징(120)으로 구성된다. 제1 하우징(110)은 전술한 광출력부(151), 디스플레이부(152), 배터리(191), 제어부(180) 등이 배치될 수 있다. 제2 하우징(120)은 상기 제1 하우징(110)의 측방향으로 배치되며, 링의 중심으로 회전 가능하게 제1 하우징(110)에 결합한다.
제2 하우징(120)은 제1 하우징(110)에 상대적으로 회전 가능하게 결합하며, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 하우징(110)의 좌우에 한 쌍 구비될 수 있고, 일측에만 위치할 수도 있다. 양측에 구비하는 경우 한 쌍의 제2 하우징(120)은 연결되어 동시에 회전될 수도 있고, 각각 별개로 구동될 수도 있다. 도 6은 본 발명의 휴대용 전자장치(100)의 착용 상태를 나타낸 도면으로 사용자가 휴대용 전자장치(100)를 손가락에 끼우고 다른 손가락으로 제2 하우징(120)을 회전시킬 수 있다.
제1 하우징(110)은 내측이 사용자의 손가락에 접하는 상태이나, 제2 하우징(120)은 사용자의 손가락과 이격된 상태가 되도록, 내측면이 이루는 원의 크기가 제1 하우징(110) 보다 크게 형성하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 경사면을 이루도록 형성하여 제2 하우징(120)의 내측면이 사용자의 손가락에 닿지 않도록 구성할 수 있다.
제2 하우징(120)의 경사면은 제1 하우징(110)과 연속적인 면을 형성하기 위해 제1 하우징(110)과 접하는 부분은 제1 하우징(110)과 크기가 같고 제1 하우징(110)에서 멀어질수록 제2 하우징(120)의 외측면을 향해(도면상 위쪽)기울어진 경사면을 가질 수 있다.
다른 한편, 제2 하우징(120)의 외측면에는 요철을 형성하여 사용자가 회전을 위해 손가락으로 눌러서 회전할 때 마찰력을 높일 수 있다.
반면 제1 하우징(110)은 손가락에 고정된 상태가 유지되도록 제1 하우징(110)의 내측면은 마찰력이 큰 부재를 이용할 수 있다. 다만, 마찰력이 너무 큰 경우 휴대용 전자장치(100)를 손가락에서 빼기 어려운 문제가 있으므로 제2 하우징(120)의 회전 시에 따라서 제1 하우징(110)이 회전되지 않는 정도의 마찰력을 제공하면 된다.
또는 링의 개구방향으로는 마찰력이 적고, 링의 둘레 방향으로는 마찰력이 큰 소재를 이용할 수도 있다. 표면에 미세요철방향으로 방향에 따른 마찰력을 다르게 구현할 수 있다.
제1 하우징(110)에 대해 제2 하우징(120)이 회전되도록 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120) 사이에는 볼베어링(125)이 구비될 수 있다. 볼베어링(125)은 2개의 부재 사이에 개재된 볼 형상의 부재로서 제2 하우징(120)의 제1 하우징(110)에 대해 부드럽게 회전하도록 볼베어링(125)이 회전한다.
제1 하우징(110)에는 제1 하우징(110)의 링을 따라 감긴 충전코일(1921)을 포함하고, 제2 하우징(120)에는 상기 제2하우징의 링을 따라 자석(1922)이 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 자석(1922)은 상기 충전코일(1921)과 인접하게 배치될 수 있으며, 상기 자석(1922)은 소정거리 이격하여 복수개가 배치될 수 있다.
제2 하우징(120)이 회전하면 상기 자석(1922)의 위치가 변화하며 자석(1922)이 형성하는 자기장이 변화한다. 상기 자기장의 변화에 따라 상기 충전코일(1921)에 유도전류가 흐르게 되고, 상기 충전코일(1921)에 흐르는 유도전류를 이용하여 배터리(191)를 충전할 수 있다.
충전코일(1921)에 유도전류를 흘리게 하는 방법은 상기 제2 하우징(120)을 회전시켜 자석(1922)이 생성하는 자기장을 변화시키는 방법 이외에 무선충전장치 위에 본 발명의 휴대용 전자장치(100)를 안착하면 상기 충전코일(1921)에 역시 유도전류가 흘러 상기 배터리(191)를 충전할 수 있다.
본 발명의 충전코일(1921)에 흐르는 전류를 이용하여 사용자 명령을 입력할 수도 있다. 휴대용 전자장치(100)는 충전모드와 사용자 입력모드를 구분하여 충전모드시에는 상기 충전코일(1921)에 흐르는 전류를 배터리(191)에 공급하고, 사용자 입력모드에는 상기 충전코일(1921)에 흐르는 전류를 이용하여 상기 제2 하우징(120)의 회전방향을 감지할 수 있다.
상기 제2 하우징(120)의 회전방향에 따라 사용자가 상기 휴대용 전자장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어 디스플레이부(152)를 구비한 경우 디스플레이부(152)의 화면을 이동하거나 선택창의 위치를 변화시키기 위해서 상기 제2 하우징(120)을 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시킬 수 있다. 음향출력부가 있거나 외부 음향출력장치와 무선통신으로 연결되어 있는 경우 상기 제2 하우징(120)을 회전하여 음량을 조절할 수도 있다.
제2 하우징(120)의 회전 방향과 회전 속도 및 회전 정도에 따라 상이한 명령을 입력할 수 있으며, 제2 하우징(120)이 2개인 경우 각각의 제2 하우징(120)을 이용하여 상이한 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 수동으로 충전모드와 사용자 입력모드를 변경할 수 있고, 특정 이벤트가 발생하여 사용자의 명령을 입력받아야 하는 상황에서는 자동으로 사용자 입력모드로 변경될 수 있다.
본 발명의 휴대용 전자장치(100)의 외측면에 위치하는 광출력부(151), 디스플레이부(152), 체지방측정 센서(141) 등을 포함하고, 내측면에 위치하는 충전단자, 심전도 센서(142) 등을 포함한다. 상기 부품들을 중첩하여 배치하면 더 많은 부품을 실장할 수 있으나 휴대용 전자장치(100)의 두께가 커져 착용감이 저하되는 문제가 있다.
휴대용 전자장치(100)의 두께를 얇게 하기 위해 외측면에 노출되는 부품과 내측면에 노출되는 부품을 중첩하여 배치하지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이 어긋나게 배치할 수 있다. 각 부품을 연결하는 플렉서블 기판(181)은 각 부품과 접속되며 상기 제1 하우징(110)의 내부에 링의 둘레 방향으로 배치된다.
도 7은 본 발명과 관련된 휴대용 전자장치(100)의 플렉서블 기판(181)을 도시한 도면으로, 플렉서블 기판(181)은 절연기판의 표면에 접속단자(1811a, 1811b)를 포함하는 회로패턴이 형성된 부재로서, 상기 접속단자(1811a, 1811b)와 각종 부품이 접속되어 상기 회로패턴을 따라 각 부품 간에 신호가 송수신될 수 있다.
플렉서블 기판(181)은 링 형상의 제1 하우징(110) 내부에 배치되며 각 부품의 접속면과 플렉서블 기판(181)의 표면에 노출된 접속단자(1811a, 1811b)와 접속하여 전기적으로 연결된다. 일반적으로 각 부품의 전면은 제1 하우징(110)의 외측으로 노출되고 배면에 상기 플렉서블 기판(181)과 접속하는 접속면이 배치된다. 휴대용 전자장치(100)의 두께를 최소화하기 위해 제1 하우징(110)의 외측면에 위치하는 부품의 배면(접속면)과 제1 하우징(110)의 내측면에 위치하는 부품의 배면(접속면)이 상기 제1 하우징(110)의 두께 방향에서 다른 높이에 위치한다.
상기 부품의 접속면에 상응하여 접속면의 높이가 상이한 각 부품을 연결하기 위해 플렉서블 기판(181)은 꺽어져 배치된다. 이때, 제1 하우징(110)의 외측면에 위치하는 부품의 접속면은 제1 하우징(110)의 내측면을 향하고, 반대로 제1 하우징(110)의 내측면에 위치하는 부품의 접속면은 제2 하우징(120)의 외측면을 향하기 때문에 각 부품과 플렉서블 기판(181)이 접촉하는 면이 반대 방향이 된다.
따라서 플렉서블 기판(181)은 양면에 각각 패턴을 형성하여 제1 하우징(110)의 외측면에 위치하는 부품은 플렉서블 기판(181)의 제1 면과 접속되고 제2 하우징(120)의 내측면에 위치하는 부품은 플렉서블 기판(181)의 제2 면과 접속될 수 있다. 다만, 플렉서블 기판(181)의 양면에 각각 패턴을 형성하는 경우 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해 플렉서블 기판(181)의 일면에 각 부품과 접속하는 접속단자(1811a, 1811b)를 위치시키고, 도 7에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판(181)을 꼬아서 배치할 수 있다. 상기 꼬인 지점(1815)을 중심으로 양측에 위치하는 접속단자(1811a, 1811b)가 향하는 방향이 반대 방향이 된다. 플렉서블 기판(181)이 꼬인 부분(1815)은 각 부품의 사이로 부품이 배치되지 않는 부분으로 공간적으로 여유가 있어 꼬인 부분(1815)이 배치되는 데에 문제가 없다.
각 접속단자(1811a, 1811b)가 위치하는 부분에 비해 꼬인 부분(1815)의 플렉서블 기판(181)의 너비를 좁게 형성하여 꼬인 부분(1815)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 꼬인 부분(1815)을 눌려 접힌 상태로 배치될 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 전자장치(100)는 배터리(191)의 크기를 최소화하면서 간단히 자가충전 가능하여 장시간 사용할 수 있다.
또한, 내측에 위치하는 센가 사용자의 몸에 밀착된 상태로 결합하기 때문에 심전도나 체온 등 생체정보를 지속적으로 측정 가능한 장점이 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 휴대용 전자장치(100)에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
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.
100: 휴대용 전자장치 110: 제1 하우징
120: 제2 하우징 125: 볼베어링
140: 센싱부 141: 체지방 측정센서
142: 심전도 센서 143: 자이로 센서
150: 출력부 151: 광출력부
152: 디스플레이부 153: 햅틱모듈
160: 입력부 161: 터치패드
162: 버튼 170: 무선통신부
180: 제어부 181: 플렉서블 기판
185: 메모리 190: 전원공급부
191: 배터리 192: 자가발전 모듈
1921: 충전코일 1922: 자석
193: 충전단자

Claims (14)

  1. 링 형상의 제1 하우징;
    상기 제1 하우징에 상응하는 링 형상을 가지며, 상기 제1 하우징의 측면에 나란히 배치된 제2 하우징;
    상기 제1 하우징에 실장되며 상기 제1 하우징의 링형상을 따라 감긴 충전코일;
    상기 제2 하우징에 배치된 복수개의 자석; 및
    상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 대해 회전 시 상기 충전코일에 흐르는 전류를 이용하여 충전하는 배터리를 포함하는 휴대용 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에 위치하여 상기 제2 하우징의 회전을 보조하는 볼 베어링을 더 포함하는 휴대용 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징의 내측면은 마찰력이 작은 재질을 포함하고;
    상기 제1 하우징의 내측면은 마찰력이 큰 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징의 내측면이 형성하는 원의 크기는 상기 제1 하우징의 내측면이 형성하는 링의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 하우징의 내측면은 상기 제1 하우징에서 멀어질수록 상기 제2 하우징의 외측면을 향해 기울어진 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 양측에 각각 한 쌍이 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 외측면에 인접하게 또는 상기 외측면에 노출되게 실장된 제1 부품;
    상기 제1 하우징의 내측면에 인접하게 또는 상기 내측면에 노출되게 실장된 제2 부품; 및
    상기 제1 하우징의 내부에 위치하며, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품 및 상기 배터리 사이를 연결하는 플렉서블 기판을 포함하고,
    상기 플렉서블 기판은
    상기 제1 부품과 중첩되는 부분은 상기 제1 하우징의 내측면 방향으로 꺾어지고,
    상기 제2 부품과 중첩되는 부분은 상기 제1 하우징의 외측면 방향으로 꺾어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은,
    절연필름;
    상기 절연필름의 일면에 형성된 제1 전극;
    상기 절연필름의 길이방향으로 이격되어 상기 절연필름의 일면에 형성된 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 절연필름이 꼬여서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 반대 방향을 향하여 상기 제1 부품과 상기 제2 부품에 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 외측면에 형성된 복수개의 체지방 측정 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 내측면에 형성된 심전도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 심전도센서는 상기 제1 하우징의 내측면에 마주하도록 배치된 한 쌍의 심전도센서 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
  12. 제1항에 있어서,
    외부 단말기와 연결하는 무선통신부;
    상기 제1 하우징의 외측에 실장되는 복수개의 엘이디; 및
    상기 무선통신부를 통해 이벤트 정보가 수신되면 상기 복수개의 엘이디의 색상, 점등순서 점등 횟수 등을 제어하여 상기 이벤트 정보를 사용자에게 제공하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 휴대용 전자장치.
  13. 제1항에 있어서,
    충전모드에서는 상기 충전코일에 흐르는 전류를 상기 배터리에 공급하고,
    사용자 입력모드에서는 상기 충전코일에 흐르는 전류에 방향 또는 전류량에 따라 상기 휴대용 전자장치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 휴대용 전자장치.
  14. 제13항에 있어서,
    외부 단말기와 연결하는 무선통신부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 무선통신부를 통해 이벤트 정보가 수신되면 상기 사용자 입력모드로 변환하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자장치.
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