WO2021020687A1 - 웨어러블 전자 장치 및 조립 방법 - Google Patents

웨어러블 전자 장치 및 조립 방법 Download PDF

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WO2021020687A1
WO2021020687A1 PCT/KR2020/003626 KR2020003626W WO2021020687A1 WO 2021020687 A1 WO2021020687 A1 WO 2021020687A1 KR 2020003626 W KR2020003626 W KR 2020003626W WO 2021020687 A1 WO2021020687 A1 WO 2021020687A1
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bio
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signal
circuit board
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장동후
정종관
한선호
김용이
김희영
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments disclosed in this document relate to a wearable electronic device and a method of assembling the same.
  • Wearable electronic devices worn on the user's body are gradually diversifying their functions.
  • the size of wearable electronic devices is gradually getting smaller.
  • wearable electronic devices are equipped with functions capable of measuring user's biometric information.
  • various sensors including a heart rate sensor have been mounted on wearable electronic devices in the form of wrist watches.
  • PCB printed circuit board
  • FPCB flexible printed circuit board
  • Wearable electronic devices have a volume limit due to their wearable characteristics. In order to mount various functions in a wearable electronic device, various electronic components must be placed inside the electronic device.
  • the contact structure for electrical connection between electronic components needs to be improved in a three-dimensional configuration rather than a planar configuration.
  • Various embodiments disclosed in this document are an electronic device with improved assembly properties by efficiently arranging related parts in an electronic device so that an electronic device having space constraints can measure various biometric information, and by improving electrical connections between the parts. And to provide a manufacturing method.
  • An electronic device includes a display, a processor operatively connected to the display, a cover facing the display and at least partially formed of a light-transmitting material, and a first surface facing the cover.
  • a flexible printed circuit board having a second side corresponding to the opposite side of the first side, a wireless charging coil disposed to surround the flexible printed circuit board, and a light emitting unit mounted on the first side of the flexible printed circuit board
  • a first biosignal detection unit including a light receiving unit, an internal electrode formed inside the cover, which is a portion facing the flexible printed circuit board, and an external electrode electrically connected to the internal electrode and formed outside the cover.
  • a second biosignal detection unit including, a contact unit having one end mounted on the first surface of the flexible printed circuit board and extending to the cover so that the opposite end is connected to the internal electrode of the second biosignal detection unit, and the first A signal processor mounted on the second surface of the flexible printed circuit board may be included to process the first biosignal detected by the biosignal detection unit and the second biosignal detected by the second biosignal detection unit.
  • the assembly method may include an operation of arranging a ring-shaped wireless charging coil on a cover and an operation of arranging a flexible printed circuit board on an inner circumference of the wireless charging coil, In the operation of arranging the flexible printed circuit board, a contact portion having one end mounted on the flexible printed circuit board and extending to the cover may be brought into contact with an internal electrode formed on the cover.
  • various components that enable the electronic device to measure various biometric information may be efficiently disposed in the electronic device to effectively use a limited space in the electronic device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a front perspective view of a mobile electronic device according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 3 is a perspective view of a rear surface of the electronic device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the electronic device of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view of a flexible printed circuit board, a coil for wireless charging, and a cover coupled to each other according to various embodiments disclosed in this document.
  • 6A and 6B are cross-sectional views taken along line A-A of FIG. 5.
  • FIG. 7A is a plan view of the flexible printed circuit board shown in FIG. 5.
  • FIG. 7B is a rear view of the flexible printed circuit board shown in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a plan view of the cover shown in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of detecting a bio-signal by a wearable electronic device according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 10 is a view for explaining an assembly method according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (for example, a short-range wireless communication network), or a second network 199 It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network).
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) Can be included.
  • a sensor module 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197
  • at least one of these components may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components may be implemented as one integrated circuit.
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the display device 160 eg, a display.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to implement at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132. The command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132.
  • the command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together , A sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.
  • the coprocessor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, an application is executed). ) While in the state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the functions or states related to. According to an embodiment, the coprocessor 123 (eg, an image signal processor or a communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • an image signal processor or a communication processor may be implemented as part of another functionally related component (eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
  • the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a nonvolatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 may receive a command or data to be used for a component of the electronic device 101 (eg, the processor 120) from outside the electronic device 101 (eg, a user).
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output an sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry set to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the strength of a force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device (for example, an external electronic device directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102) (for example, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to connect directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through a tactile or motor sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture a still image and a video.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 388 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It is possible to support establishment and communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor), and may include one or more communication processors that support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : A LAN (local area network) communication module, or a power line communication module) may be included.
  • a corresponding communication module is a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It can communicate with external electronic devices through a computer network (for example, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 in a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive from the outside.
  • the antenna module may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is, for example, provided by the communication module 190 from the plurality of antennas. Can be chosen.
  • the signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • At least some of the components are connected to each other through a communication method (e.g., a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI))) between peripheral devices and signals ( E.g. commands or data) can be exchanged with each other.
  • a communication method e.g., a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations executed by the electronic device 101 may be executed by one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 does not execute the function or service by itself.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the execution result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology Can be used.
  • the electronic device 200 includes a first surface (or front surface) 210A, a second surface (or rear surface) 210B, and a first surface 210A, and A housing 210 including a side surface 210C surrounding a space between the second surfaces 210B, and connected to at least a portion of the housing 210, and connecting the electronic device 200 to a user's body part (for example, It may include a binding member (250, 260) configured to be detachably attached to the wrist, ankle, etc.).
  • the housing may refer to a structure forming some of the first surface 210A, the second surface 210B, and the side surface 210C of FIG. 2.
  • the first surface 210A may be formed by a substantially transparent front plate 201 (eg, a glass plate including various coating layers or a polymer plate).
  • the second surface 210B may be formed by a substantially opaque rear plate 207.
  • the back plate 207 is formed by, for example, coated or colored glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the above materials. Can be.
  • the side surface 210C is coupled to the front plate 201 and the rear plate 207 and may be formed by a side bezel structure (or “side member”) 206 including metal and/or polymer.
  • the back plate 207 and the side bezel structure 206 are integrally formed and may include the same material (eg, a metallic material such as aluminum).
  • the binding members 250 and 260 may be formed of various materials and shapes.
  • An integral type and a plurality of unit links may be formed to flow with each other by woven material, leather, rubber, urethane, metal, ceramic, or a combination of at least two of the above materials.
  • the electronic device 200 includes a display 220 (see FIG. 4), an audio module 205 and 208, a sensor module 211, a key input device 202, 203, and 204, and a connector hole ( 209) may be included.
  • the electronic device 200 omits at least one of the components (eg, key input devices 202, 203, 204, connector holes 209, or sensor modules 211) or other configurations. Additional elements may be included.
  • the display 220 may be exposed through a substantial portion of the front plate 201, for example.
  • the shape of the display 220 may be a shape corresponding to the shape of the front plate 201, and may have various shapes such as a circle, an oval, or a polygon.
  • the display 220 may be combined with or disposed adjacent to a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a fingerprint sensor.
  • the audio modules 205 and 208 may include a microphone hole 205 and a speaker hole 208.
  • a microphone for acquiring external sound may be disposed inside, and in some embodiments, a plurality of microphones may be disposed to detect the direction of sound.
  • the speaker hole 208 can be used as an external speaker and a receiver for a call.
  • the speaker holes 207 and 214 and the microphone hole 203 may be implemented as a single hole, or a speaker may be included without the speaker holes 207 and 214 (eg, piezo speakers).
  • the sensor module 211 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state of the electronic device 200 or an external environmental state.
  • the sensor module 211 may include, for example, a biometric sensor module 211 (eg, an HRM sensor) disposed on the second surface 210B of the housing 210.
  • the electronic device 200 is a sensor module not shown, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, At least one of a humidity sensor or an illuminance sensor may be further included.
  • the key input device 202, 203, 204 is disposed on the first surface 210A of the housing 210 and is rotatable in at least one direction, and the wheel key 202, and/or the side surface 210C of the housing 210 ) May include a side key button 202, 203 disposed on it.
  • the wheel key may have a shape corresponding to the shape of the front plate 202.
  • the electronic device 200 may not include some or all of the aforementioned key input devices 202, 203, 204, and the key input devices 202, 203, 204 that are not included may be displayed. It may be implemented in other forms such as a soft key on the 220.
  • the connector hole 209 may accommodate a connector (eg, a USB connector) for transmitting and receiving power and/or data with an external electronic device, and a connector for transmitting and receiving an audio signal with an external electronic device.
  • a connector eg, a USB connector
  • Other connector holes may be included.
  • the electronic device 200 may further include, for example, a connector cover (not shown) that covers at least a portion of the connector hole 209 and blocks the inflow of foreign substances into the connector hole.
  • the binding members 250 and 260 may be attached to and detached from at least a partial region of the housing 210 by using the locking members 251 and 261.
  • the binding members 250 and 260 may include one or more of a fixing member 252, a fixing member fastening hole 253, a band guide member 254, and a band fixing ring 255.
  • the fixing member 252 may be configured to fix the housing 210 and the binding members 250 and 260 to a user's body part (eg, wrist, ankle, etc.).
  • the fixing member fastening hole 253 may fix the housing 210 and the fixing members 250 and 260 to a part of the user's body corresponding to the fixing member 252.
  • the band guide member 254 is configured to limit the movement range of the fixing member 252 when the fixing member 252 is fastened with the fixing member fastening hole 253, so that the binding members 250 and 260 It can be tightly attached.
  • the band fixing ring 255 may limit the range of motion of the fixing members 250 and 260 in a state in which the fixing member 252 and the fixing member fixing hole 253 are fastened.
  • the electronic device 400 includes a side bezel structure 410, a wheel key 420, a front plate 201, a display 220, a first antenna 450, and a second antenna 455. , A support member 460 (eg, a bracket), a battery 470, a printed circuit board 480, a sealing member 490, a rear plate 493, and a binding member 495 and 497. At least one of the components of the electronic device 400 may be the same as or similar to at least one of the components of the electronic device 200 of FIG. 2 or 3, and redundant descriptions will be omitted below.
  • the support member 460 may be disposed inside the electronic device 400 and connected to the side bezel structure 410, or may be integrally formed with the side bezel structure 410.
  • the support member 460 may be formed of, for example, a metal material and/or a non-metal (eg, polymer) material.
  • the display 220 may be coupled to one surface and the printed circuit board 480 may be coupled to the other surface.
  • a processor, memory, and/or interface may be mounted on the printed circuit board 480.
  • the processor may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphic processing unit (GPU), an application processor signal processor, or a communication processor.
  • the memory may include, for example, volatile memory or nonvolatile memory.
  • the interface may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface), an SD card interface, and/or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • the interface may electrically or physically connect the electronic device 400 to an external electronic device, for example, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
  • the battery 470 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 400, and may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell. have. At least a portion of the battery 470 may be disposed substantially on the same plane as the printed circuit board 480, for example.
  • the battery 470 may be integrally disposed inside the electronic device 200 or may be disposed detachably from the electronic device 200.
  • the first antenna 450 may be disposed between the display 220 and the support member 460.
  • the first antenna 450 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the first antenna 450 may perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit and receive power required for charging, and may transmit a short-range communication signal or a self-based signal including payment data.
  • an antenna structure may be formed by a side bezel structure 410 and/or a part of the support member 460 or a combination thereof.
  • the second antenna 455 may be disposed between the circuit board 480 and the rear plate 493.
  • the second antenna 455 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the second antenna 455 may perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging, and may transmit a short-range communication signal or a self-based signal including payment data.
  • an antenna structure may be formed by a side bezel structure 410 and/or a part of the rear plate 493 or a combination thereof.
  • the sealing member 490 may be positioned between the side bezel structure 410 and the rear plate 493.
  • the sealing member 490 may be configured to block moisture and foreign matter flowing from the outside into a space surrounded by the side bezel structure 410 and the rear plate 493.
  • FIG. 5 is a perspective view of a flexible printed circuit board 520, a wireless charging coil 530, and a cover 510 according to various embodiments disclosed in this document, and FIGS. 6A and 6B are, 5 is a cross-sectional view taken along line AA, FIG. 7A is a plan view of the flexible printed circuit board 520 shown in FIG. 5, and FIG. 7B is a rear surface of the flexible printed circuit board 520 shown in FIG. Is also.
  • An electronic device (eg, the electronic device of FIG. 1 or the electronic device of FIGS. 2 to 4) according to various embodiments disclosed in this document is a display (eg, the display device 160 of FIG. 1 or the display 220 of FIG. 4 ). ), a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1), a cover 510 (eg, the rear plate 493 of FIG. 4), a flexible printed circuit board 520, and a wireless charging coil 530 ) (E.g., the second antenna 455 of FIG. 4), a first bio-signal detecting unit 540, a second bio-signal detecting unit 550, a contact unit 560, and a signal processing unit 570 Wow, it may be formed by including a magnet member 580.
  • a display eg, the display device 160 of FIG. 1 or the display 220 of FIG. 4 ).
  • a processor eg, the processor 120 of FIG. 1
  • a cover 510 eg, the rear plate 493 of FIG. 4
  • the first biosignal detection unit 540 mounted on the flexible printed circuit board 520, the contact unit 560 and the signal processing unit 570 and the second biosignal detection unit 550 disposed on the cover 510 are A sensor module (eg, the sensor module 211 of FIG. 3) may be formed.
  • the display can convey information to the user.
  • the display of the electronic device may be the display device of FIG. 1 or the display of FIG. 4.
  • the description of the display will be replaced with the description of the display device of FIG. 1 and the display of FIG. 4.
  • the cover 510 may be installed on the electronic device at a position facing the display. If the direction in which the display displays information in the electronic device is the front side of the electronic device, the cover 510 may be disposed on the back side of the electronic device. As shown in FIGS. 6A and 6B, the cover 510 may have a convex shape. If the side facing the flexible printed circuit board 520 is referred to as the inside of the cover 510 and the opposite side is referred to as the outside of the cover 510, the outside of the cover 510 may be formed to be convex. When the electronic device according to various embodiments disclosed in this document is a type of electronic device that is worn on a wrist, the outside of the cover 510 may contact the user's wrist. At least a portion of the cover 510 may be formed of a light-transmitting material. In some cases, the cover 510 may be formed of a material that transmits light, such as glass or a transparent synthetic resin.
  • the flexible printed circuit board 520 includes a board main body 521 on which various electronic components are mounted and a flexible printed circuit board 520. 480)) and a board connector 522 electrically connected thereto.
  • the flexible printed circuit board 520 may have a first surface facing the cover 510 and a second surface corresponding to a surface opposite to the first surface.
  • the flexible printed circuit board 520 may be formed of a flexible material to allow bending.
  • the board connector 522 has one end connected to the board main body 521, and via a wireless charging coil 530 surrounding the flexible printed circuit board 520, a printed circuit board (for example, the printed circuit of FIG. It may be connected to the substrate 480.
  • the board connector 522 may be in a curved state due to a step difference between the flexible printed circuit board 520 and the wireless charging coil 530.
  • the flexible printed circuit board 520 is formed of a flexible material, the flexible printed circuit board 520 and the printed circuit board (for example, the printed circuit board 480 of FIG. 4) are ) Can be connected electrically.
  • the wireless charging coil 530 may be disposed to surround the flexible printed circuit board 520. 5 to 6A and 6B, the wireless charging coil 530 may have a ring shape in which a wire made of a metal material is wound. A flexible printed circuit board 520 may be disposed in the center of the ring-shaped wireless charging coil 530. The wireless charging coil 530 may transmit and receive power through an external charging device. The wireless charging coil 530 is electrically connected to a printed circuit board (for example, the printed circuit board 480 in FIG. 4) to transmit power from an external charging device to a printed circuit board (for example, the printed circuit board 480 in FIG. 4). ).
  • a printed circuit board for example, the printed circuit board 480 in FIG. 4
  • the first bio-signal detection unit 540 detects the first bio-signal and may include a light-emitting unit 541 and a light-receiving unit 543.
  • the light emitting unit 541 may be mounted on the first surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the light emitting unit 541 may be a device such as a light emitting diode (LED) or an organic light emitting diode (OLED) capable of emitting light.
  • the light-emitting unit 541 may be composed of various devices capable of emitting light.
  • the light receiving unit 543 may be mounted on the first surface of the flexible printed circuit board 520. As shown in FIG. 7A, a plurality of light-receiving units 543 may be provided and arranged in a circular shape around the light-emitting unit 541.
  • the light-receiving unit 543 may be a light-receiving element that converts light energy into electrical energy.
  • An example of such a light-receiving device may be a photo diode.
  • the first bio-signal detected by the first bio-signal detector 540 may be a bio-signal related to a user's heartbeat.
  • the first bio-signal detecting unit 540 including the light-emitting unit 541 and the light receiving unit 543 detects the first bio-signal may be a bio-signal related to a user's heartbeat.
  • the first physiological signal detector 540 may use a difference in optical response according to oxygen saturation of hemoglobin in blood.
  • Light provided from the light emitting unit 541 is transmitted to the user's body through the cover 510.
  • the light receiving unit 543 receives reflected light of light transmitted to the body.
  • the reflected light received by the light receiving unit 543 has periodicity due to a difference in optical reaction according to the oxygen saturation of hemoglobin described above.
  • the first bio-signal detection unit 540 may detect a signal related to the user's heartbeat using this periodicity.
  • a user's movement is indirectly measured through a sensor (eg, an acceleration sensor or a gyro sensor) that detects the position of the electronic device, and the signal related to the heart rate may be processed more precisely through the movement information.
  • the operation of the first bio-signal detection unit 540 and the detected first bio-signal may be controlled or processed by the signal processing unit 570.
  • the processor of the electronic device for example, the processor 120 of FIG. 1 operates the first biosignal detection unit 540 and receives the first biosignal detected from the first biosignal detection unit 540. You can also handle it.
  • the signal processing unit 570 and the processor of the electronic device may divide and process an instruction required for control and signal processing.
  • the first bio-signal detection by the first bio-signal detection unit 540 described above describes a representative principle of detecting heart rate-related information using the light-emitting unit 541 and the light-receiving unit 543, and various embodiments disclosed in this document
  • the first bio-signal detection unit 540 may detect the user's heart rate-related information as the first bio-signal through various methods.
  • the second bio-signal detection unit 550 detects the second bio-signal, and may include internal electrodes 551 and 552 and external electrodes 553 and 554.
  • the internal electrodes 551 and 552 may be formed of a conductive material, and may be disposed on the inner surface of the cover 510 as shown in FIGS. 6A and 6B. As described above, the inside of the cover 510 refers to a direction in which the cover 510 and the flexible printed circuit board 520 face each other. Accordingly, the inner surface of the cover 510 is a surface facing the flexible printed circuit board 520 in the cover 510.
  • the internal electrodes 551 and 552 may include a first internal electrode 551 and a second internal electrode 552. The first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 may be formed on a part of the inner surface of the cover 510.
  • the first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 may be in contact with a contact portion 560 to be described later. As shown in FIGS. 6A and 6B, the cross-sectional area of the cover 510 may be larger than that of the flexible printed circuit board 520 on which the contact portion 560 is mounted. The first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 may be formed to extend from the outer circumference of the cover 510 in the center direction of the cover 510 for contact with the contact part 560.
  • the external electrodes 553 and 554 may be formed of a conductive material, and may be disposed on the outer surface of the cover 510 as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the outer surface of the cover 510 corresponds to a surface opposite to the inner surface of the cover 510 described above. As described above, the outer surface of the cover 510 is a surface that contacts the user's body. Accordingly, the outer surface of the cover 510 may be in contact with the user's body.
  • External electrodes 553 and 554 disposed on the outer surface of the cover 510 may be in contact with the user's body.
  • the external electrodes 553 and 554 may include a first external electrode 553 and a second external electrode 554.
  • the first external electrode 553 may be electrically connected to the first internal electrode 551 of the internal electrodes 551 and 552.
  • the second external electrode 554 may be electrically connected to the second internal electrode 552 of the internal electrodes 551 and 552.
  • the first external electrode 553 and the first internal electrode 551 are connected through the outer circumference of the cover 510, and the second external electrode 554 and the second internal electrode 552 Can be connected.
  • a method of connecting the external electrodes 553 and 554 and the internal electrodes 551 and 552 may be implemented in various other ways.
  • the external electrodes 553 and 554 and the internal electrodes 551 and 552 may be connected through a passage 555 formed in the cover 510.
  • a conductor may be inserted so that the external electrodes 553 and 554 and the internal electrodes 551 and 552 are respectively connected through the passage 555.
  • the passage may be formed in the form of a through hole.
  • the second bio-signal detected by the second bio-signal detector 550 may be a bio-signal related to the user's electrocardiogram.
  • the second bio-signal detector 550 including the internal electrodes 551 and 552 and the external electrodes 553 and 554 detects the second bio-signal.
  • the second bio-signal detector 550 may detect a bio-signal related to an electrocardiogram by measuring an electrical signal when the heart muscle contracts. When the heart muscle contracts or relaxes, the action potential spreads from the heart to the whole body. When electrodes are attached to various parts of the body, the potential difference caused by the current caused by contraction or relaxation of the heart muscle can be obtained. For example, the potential difference may be obtained using the first external electrode 553 of the second bio-signal sensor 550 and the electrocardiogram electrode of the external electronic device. When the electronic device according to various embodiments disclosed in this document is a type of electronic device worn on a wrist, the first external electrode 553 may contact one wrist of the user.
  • the second external electrode 554 may serve as a ground electrode.
  • a voltage change over time may be detected in the form of a waveform by the first external electrode 553 and the electrocardiogram electrode of the external electronic device. By analyzing the shape of this waveform (amplitude, period, kurtosis, etc.), it is possible to detect a second biological signal, which is a biological signal related to an electrocardiogram.
  • the operation of the second bio-signal detection unit 550 and the detected second bio-signal may be controlled or processed by the signal processing unit 570.
  • the processor of the electronic device operates the second bio-signal detection unit 550 and detects the second bio-signal from the second bio-signal detection unit 550. You can also handle it.
  • the signal processing unit 570 and the processor of the electronic device may divide and process an instruction required for control and signal processing.
  • the second bio-signal detection by the second bio-signal detection unit 550 described above describes a typical principle of detecting ECG-related information using a plurality of electrodes, and the second bio-signal according to various embodiments disclosed in this document
  • the sensing unit 550 may detect the user's ECG-related information as the second bio-signal through various methods.
  • one end of the contact unit 560 may be mounted on the first surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the opposite end of the contact unit 560 may be in contact with the internal electrodes 551 and 552 of the second biosignal detection unit 550.
  • the contact part 560 may be formed of a conductive material.
  • the contact unit 560 may electrically connect the internal electrodes 551 and 552 to the flexible printed circuit board 520 by contacting the internal electrodes 551 and 552 of the second bio-signal detection unit 550.
  • the contact portion 560 may be formed to extend in a direction perpendicular to the first surface of the flexible printed circuit board 520. 6A and 6B, the contact portion 560 may be formed to extend in the -Y direction.
  • the contact portion 560 is formed to protrude to the first surface of the flexible printed circuit board 520, electrical connection between the internal electrodes 551 and 552 and the flexible printed circuit board 520 can be easily made.
  • Two contact units 560 may be provided to be electrically connected to the first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 of the internal electrodes 551 and 552, respectively.
  • the contact part 560 may be filled with a buffer material therein. 6A and 6B, the contact portion 560 may support a central portion of the cover 510.
  • the buffer material filled in the contact portion 560 may buffer an external force acting on the central portion of the cover 510. Even when the inside of the contact portion 560 is not filled with a buffering material, the contact portion 560 has a predetermined elasticity and thus can buffer an external force acting on the central portion of the cover 510.
  • the signal processing unit 570 may process a first bio-signal detected by the first bio-signal detection unit 540 and a second bio-signal detected by the second bio-signal detection unit 550.
  • the signal processing unit 570 may convert a first bio signal and a second bio signal in an analog form into a digital signal or amplify the first and second bio signals.
  • the signal processing unit 570 may be mounted on the second surface of the flexible printed circuit board 520. In this way, it is possible to effectively utilize the flexible printed circuit board 520 having a narrow area by utilizing both sides of the flexible printed circuit board 520.
  • the magnet member 580 may include a first magnet 581 and a second magnet 582. 6A and 6B and 7A, the first magnet 581 may be disposed on the first surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the first magnet 581 may be formed in a ring shape and may be disposed in the center of the first surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the light emitting part 541 of the above-described first bio-signal detection part 540 may be disposed inside the first magnet 581.
  • the light-receiving part 543 of the first bio-signal detection part 540 may be arranged along the outer periphery of the first magnet 581.
  • the second magnet 583 may be disposed on the second surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the space in which the second magnet 583 is disposed may be a space formed by the signal processing unit 570 mounted on the second surface of the flexible printed circuit board 520.
  • 6A and 6B due to the volume of the signal processing unit 570 itself, a space is formed as high as the height of the signal processing unit 570 between the flexible printed circuit board 520 and the structure in contact with the flexible printed circuit board 520 Can be.
  • the second magnet 583 can be placed in this very part. Meanwhile, the central axis of the first magnet 581 and the central axis of the second magnet 583 may be matched.
  • the first magnet 581 and the second magnet 583 may allow an electronic device according to various embodiments disclosed in this document to be mounted and fixed to a charging device.
  • the electronic device may include a coil 530 for wireless charging.
  • the charging coil of the charging device and the wireless charging coil 530 of the electronic device are disposed within a set range, the electronic device may be wirelessly charged by the charging device.
  • the charging device may have a magnet therein.
  • the relative positions of the first magnet 581 and the second magnet 583 and the wireless charging coil 530 are determined.
  • the relative position of the magnet of the charging device and the charging coil of the charging device is determined.
  • the charging coil of the charging device and the wireless charging coil 530 of the electronic device are disposed in corresponding positions and wireless charging is performed. Can be done.
  • the first magnet 581 and the second magnet 583 may provide mounting consistency in which the electronic device may be placed in a position where wireless charging can be performed.
  • the attractive force between the first magnet 581 and the second magnet 583 and the magnet of the charging device may provide a mounting fixing force that may be fixed to each other while the electronic device and the charging device are charging.
  • the electronic device can ensure sufficient mounting consistency and mounting fixing force through the first magnet 581 and the second magnet 583 disposed on both sides of the flexible printed circuit board 520. have.
  • an electronic device including the first magnet 581 and the second magnet 583 is The space required by this can be minimized.
  • the light-tight member 590 may seal between the first magnet 581 and the cover 510.
  • the light emitting unit 541 of the first bio-signal sensing unit 540 may be disposed at the center of the first magnet 581.
  • the first bio-signal detection unit 540 In order for the first bio-signal detection unit 540 to detect the correct first bio-signal, the light generated from the light-emitting unit 541 must not leak through the first magnet 581 and the cover 510. This is because the light receiving unit 543 needs to receive only light reflected from the user's body.
  • the light-tight member 590 is installed between the first magnet 581 and the cover 510 on one of the first magnet 581 and the cover 510 so that the light emitting unit 541 is shielded from light. ) And the cover 510 may be airtight.
  • FIG. 8 is a plan view of the cover 510 shown in FIG. 5.
  • the optical film 800 may be attached to the inner surface of the cover 510 as shown in FIG. 8.
  • the optical film 800 may be an optical film having polarization properties.
  • the optical film 800 may prevent components disposed inside the electronic device from being viewed from the outside through the cover 510.
  • the optical film 800 may be entirely formed as a circular film.
  • the optical film 800 may have two grooves 810 extending in the direction of the center of the optical film 800 in a portion of the outer periphery thereof.
  • the first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 disposed on the cover 510 may be exposed through the two grooves 810.
  • the contact portion 560 may contact the first internal electrode 551 and the second internal electrode 552 exposed through the groove 810 of the optical film 800, respectively.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of detecting a bio-signal by a wearable electronic device according to various embodiments disclosed in this document.
  • the processor of the electronic device causes the first bio-signal detection units 540 and 540 to detect the first bio-signal (910).
  • the processor may cause the first biosignal detection unit 540 to detect the first biosignal every predetermined period.
  • a user may input a first bio-signal detection command through a touch input unit included in a display (eg, the display 220 of FIG. 4) of an electronic device.
  • the touch input unit may include a capacitive touch sensor or a pressure type touch sensor that enables the display to detect a user's touch input.
  • the processor may cause the first bio-signal detection unit 540 to detect the first bio-signal according to the first bio-signal detection command.
  • a command for detecting a user's first bio-signal may be input through an external electronic device wirelessly connected to the wearable electronic device.
  • the first biosignal detection command input from an external electronic device may be received through a communication module included in the wearable electronic device.
  • the processor may cause the first bio-signal detection unit 540 to detect the first bio-signal according to the first bio-signal detection command received through the communication module.
  • the processor may cause the first bio-signal detection unit 540 to detect the first bio-signal in various ways.
  • the processor may compare the first bio-signal detected by the first bio-signal detection unit 540 with a set value (920).
  • the first biological signal may be a signal related to a heartbeat.
  • the set value may be heart rate information in a normal state.
  • Heart rate information in a normal state may be different according to personal information such as age and gender.
  • the heart rate information in a normal state may be received and stored from a server providing related information. In some cases, it is also possible to use the user's first bio-signal as a setting value.
  • the processor checks whether the difference between the first bio-signal and the set value detected by the first bio-signal detection unit 540 is within the range value (930). If the difference is out of the range value, the processor causes the second bio-signal detection unit 550 to detect the second bio-signal (940). According to various embodiments, when the difference between the detected first biosignal and the set value is not within the range value, it is possible to display the detected first biosignal as abnormal on the display of the electronic device. Through this, it is also possible to notify the user that the first biometric signal is out of the normal range.
  • the second biological signal may be an electrocardiogram related signal.
  • FIG. 10 is a view for explaining an assembly method according to various embodiments disclosed in this document.
  • a ring-shaped wireless charging coil 530 may be disposed on the inner surface of the cover 510.
  • a flexible printed circuit board 520 may be disposed on the inner periphery of the wireless charging coil 530.
  • the contact portion 560 mounted on the first surface of the flexible printed circuit board 520 is brought into contact with the internal electrodes 551 and 552 of the cover 510.
  • the electronic device is flexible with the internal electrodes 551 and 552 of the cover 510 through the contact portion 560 protruding to the first surface of the flexible printed circuit board 520.
  • the printed circuit board 520 may be electrically connected. Accordingly, the flexible printed circuit board 520 is disposed on the cover 510 while the internal electrodes 551 and 552 of the cover 510 and the contact portion 560 of the flexible printed circuit board 520 are aligned with each other. Only the internal electrodes 551 and 552 and the flexible printed circuit board 520 can be easily connected. For this reason, it is possible to have an effect of removing the risk of assembly failure and saving assembly cost.
  • An electronic device includes a display, a processor operatively connected to the display, a cover facing the display and at least partially formed of a light-transmitting material, a first surface facing the cover, and A flexible printed circuit board having a second side corresponding to the opposite side of the first side, a wireless charging coil disposed to surround the flexible printed circuit board, a light emitting unit mounted on the first side of the flexible printed circuit board, and A first biosignal sensing unit including a light receiving unit, an internal electrode formed inside the cover, which is a portion facing the flexible printed circuit board, and an external electrode electrically connected to the internal electrode and formed outside the cover
  • a second bio-signal detection unit having one end mounted on the first surface of the flexible printed circuit board and extending to the cover so that the opposite end thereof is connected to the internal electrode of the second bio-signal detecting unit, and the first living body
  • a signal processing unit mounted on the second surface of the flexible printed circuit board may be included to process the first biosignal detected by the signal detection unit and the second bio
  • the contact portion may be formed to extend in a direction perpendicular to the first surface of the flexible printed circuit board.
  • the inside of the contact part may be filled with a buffer material.
  • it may further include a first magnet disposed on the first surface of the flexible printed circuit board.
  • it may further include a second magnet disposed on the second surface of the flexible printed circuit board to be disposed in a space formed on the second surface of the flexible printed circuit board by mounting of the signal processing unit.
  • a central axis of the first magnet and a central axis of the second magnet may be equally disposed.
  • the first magnet may be formed in a ring shape such that the light emitting portion of the first bio-signal sensing unit is disposed at the center thereof.
  • the light-tight member may further include a light-tight member disposed between the first magnet and the cover so that the light emitting portion of the first bio-signal sensing unit is light-shielded to seal between the first magnet and the cover.
  • a plurality of light-receiving units of the first bio-signal sensing unit may be provided and arranged along the outer periphery of the first magnet.
  • the external electrode of the second physiological signal sensing unit includes a first external electrode and a second external electrode
  • the internal electrode of the second physiological signal sensing unit is a first internal electrode electrically connected to the first external electrode.
  • An electrode and a second internal electrode electrically connected to the second external electrode may be provided, and two contact portions may be provided to contact the first internal electrode and the second internal electrode, respectively.
  • the internal electrode of the second bio-signal sensing unit may be formed to extend from the outer periphery of the cover in the direction of the center of the cover.
  • an optical film attached to the cover may be further included.
  • the optical film is formed in a circular shape, and has a plurality of grooves extending from a part of the outer circumference to the center direction, and the first internal electrode and the second internal electrode of the internal electrode of the second biological signal sensing unit are the optical film It may be disposed in each of a plurality of grooves formed in.
  • the first bio-signal detected by the first bio-signal sensor may be a signal related to a heartbeat
  • the second bio-signal detected by the second bio-signal sensor may be a signal related to an electrocardiogram.
  • the processor controls the first bio-signal detection unit to periodically detect the first bio-signal, and checks a difference between the first bio-signal and a set value detected by the first bio-signal detection unit, and the difference is When out of the range value, the second biosignal detection unit may detect the second biosignal.
  • the processor checks the difference between the first bio-signal detected by the first bio-signal detection unit and the set value, and when the difference is out of the range value, the first bio-signal detected on the display is displayed as abnormal. can do.
  • the processor controls the first bio-signal detection unit to detect a first bio-signal based on a touch input input to the display, and the first bio-signal and a set value detected by the first bio-signal detection unit are The difference may be checked, and when the difference is out of a range value, the second biosignal detection unit may detect the second biosignal.
  • the processor checks the difference between the first bio-signal detected by the first bio-signal detection unit and the set value, and when the difference is out of the range value, the first bio-signal detected on the display is displayed as abnormal. can do.
  • the electronic device further includes a communication module that performs communication with an external electronic device, wherein the processor includes the first biosignal detection request from the external electronic device received by the communication module. Controls the bio-signal detection unit to detect the first bio-signal, checks the difference between the first bio-signal detected by the first bio-signal detection unit and the set value, and detects the second bio-signal when the difference is out of a range value The additional second bio-signal may be detected.
  • Assembling an electronic device includes an operation of arranging a ring-shaped wireless charging coil on a cover and an operation of disposing a flexible printed circuit board on the inner circumference of the wireless charging coil. can do.
  • a contact portion having one end mounted on the flexible printed circuit board and extending to the cover may be brought into contact with the internal electrode formed on the cover.

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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이, 상기 디스플레이와 동작적으로 연결되는 프로세서, 상기 디스플레이와 대향하며 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성되는 커버, 상기 커버와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면에 해당하는 제2면을 갖는 유연 인쇄 회로 기판, 상기 유연 인쇄 회로 기판을 감싸도록 배치되는 무선 충전용 코일, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되는 발광부 및 수광부를 포함하는 제1 생체 신호 감지부, 상기 유연 인쇄 회로 기판과 마주보는 부분인 상기 커버의 안쪽에 형성되는 내부 전극과 상기 내부 전극과 전기적으로 연결되고 상기 커버의 바깥쪽에 형성되는 외부 전극을 포함하는 제2 생체 신호 감지부, 한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되고 상기 커버로 연장되어 반대쪽 말단이 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극과 연결되는 컨택부 및 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호 및 상기 제2 생체 신호 감지부가 감지한 제2 생체 신호를 처리하도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 실장되는 신호 처리부를 포함할 수 있다. 이 밖에도 다양한 실시예가 가능할 수 있다.

Description

웨어러블 전자 장치 및 조립 방법
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 웨어러블 전자 장치와 그의 조립 방법에 관한 것이다.
사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 전자 장치는 그 기능이 점차 다양화되고 있다. 더불어, 웨어러블 전자 장치의 크기는 점차 작아지고 있다.
건강에 대한 관심이 늘어남에 따라, 웨어러블 전자 장치에는 사용자의 생체 정보를 측정할 수 있는 기능들이 탑재되고 있다. 최근에는 손목시계 형태의 웨어러블 전자 장치에 심박 센서를 포함한 각종 센서들이 탑재되고 있다.
전자 장치가 다양한 기능을 수행할 수 있도록 하는 다양한 전자 부품들은PCB(printed circuit board) 또는 FPCB(flexible printed circuit board))에 실장 또는 연결될 수 있다.
웨어러블 전자 장치는 웨어러블이라는 특성 상 부피의 한계를 갖는다. 웨어러블 전자 장치에 다양한 기능을 탑재하기 위해서는 다양한 전자 부품을 전자 장치 내부에 배치해야 한다.
이러한 제약을 극복하기 위해서는 다양한 전자 부품을 전자 장치 내부에 효율적으로 배치시킬 필요가 있다.
또한, 전자 부품 사이의 전기적 연결을 위한 컨택 구조 역시 평면적 구성이 아닌 입체적 구성으로 개선될 필요가 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 공간의 제약을 갖는 전자 장치가 다양한 생체 정보를 측정할 수 있도록 관련 부품들을 전자 장치 내에 효율적으로 배치시키고, 부품들 사이의 전기적 연결을 개선하여 조립성이 향상된 전자 장치 및 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이, 상기 디스플레이와 동작적으로 연결되는 프로세서, 상기 디스플레이와 대향하며 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성되는 커버, 상기 커버와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면에 해당하는 제2면을 갖는 유연 인쇄 회로 기판, 상기 유연 인쇄 회로 기판을 감싸도록 배치되는 무선 충전용 코일, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되는 발광부 및 수광부를 포함하는 제1 생체 신호 감지부, 상기 유연 인쇄 회로 기판과 마주보는 부분인 상기 커버의 안쪽에 형성되는 내부 전극과 상기 내부 전극과 전기적으로 연결되고 상기 커버의 바깥쪽에 형성되는 외부 전극을 포함하는 제2 생체 신호 감지부, 한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되고 상기 커버로 연장되어 반대쪽 말단이 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극과 연결되는 컨택부 및 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호 및 상기 제2 생체 신호 감지부가 감지한 제2 생체 신호를 처리하도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 실장되는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 조립 방법은, 커버 상에 링 형태의 무선 충전용 코일을 배치하는 동작 및 상기 무선 충전용 코일의 내주에 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작을 포함할 수 있고, 상기 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작은, 한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판에 실장되고 상기 커버로 연장되는 컨택부를 상기 커버에 형성된 내부 전극과 접촉되도록 할 수 있다.
본 문서에 개시된의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치가 다양한 생체 정보를 측정할 수 있도록 하는 다양한 부품을 전자 장치 내에 효율적으로 배치하여 한정된 전자 장치 내의 공간을 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, 부품들 사이의 전기적인 연결을 개선하여 조립성을 향상시킬 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 전면의 사시도이다.
도 3은, 도 2의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 4는, 도 2의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판과, 무선 충전용 코일과, 커버가 결합된 상태의 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는, 도 5를 A-A선에 따라 절개한 단면도이다.
도 7a는, 도 5에 도시된 유연 인쇄 회로 기판의 평면도이다.
도 7b는, 도 5에 도시된 유연 인쇄 회로 기판의 배면도이다.
도 8은, 도 5에 도시된 커버의 평면도이다.
도 9는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치가 생체 신호를 감지하는 작동 순서도이다.
도 10은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 조립 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(200)는, 제 1 면(또는 전면)(210A), 제 2 면(또는 후면)(210B), 및 제 1 면(210A) 및 제 2 면(210B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(210C)을 포함하는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 적어도 일부에 연결되고 상기 전자 장치(200)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 탈착 가능하게 결착하도록 구성된 결착 부재(250, 260)를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 2의 제 1 면(210A), 제 2 면(210B) 및 측면(210C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(210A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(201)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(210B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(207)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(207)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(210C)은, 전면 플레이트(201) 및 후면 플레이트(207)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 “측면 부재”)(206)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(207) 및 측면 베젤 구조(206)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다. 상기 결착 부재(250, 260)는 다양한 재질 및 형태로 형성될 수 있다. 직조물, 가죽, 러버, 우레탄, 금속, 세라믹, 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 일체형 및 복수의 단위 링크가 서로 유동 가능하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는, 디스플레이(220, 도 4 참조), 오디오 모듈(205, 208), 센서 모듈(211), 키 입력 장치(202, 203, 204) 및 커넥터 홀(209) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(202, 203, 204), 커넥터 홀(209), 또는 센서 모듈(211))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(220)는, 예를 들어, 전면 플레이트(201)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 디스플레이(220)의 형태는, 상기 전면 플레이트(201)의 형태에 대응하는 형태일 수 있으며, 원형, 타원형, 또는 다각형 등 다양한 형태일 수 있다. 디스플레이(220)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 지문 센서와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
오디오 모듈(205, 208)은, 마이크 홀(205) 및 스피커 홀(208)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(205)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(208)은, 외부 스피커 및 통화용 리시버로 사용할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(207, 214)과 마이크 홀(203)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(207, 214) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예 : 피에조 스피커).
센서 모듈(211)은, 전자 장치(200)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(211)은, 예를 들어, 상기 하우징(210)의 제 2 면(210B)에 배치된 생체 센서 모듈(211)(예: HRM 센서)을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
키 입력 장치(202, 203, 204)는, 하우징(210)의 제 1 면(210A)에 배치되고 적어도 하나의 방향으로 회전 가능한 휠 키(202), 및/또는 하우징(210)의 측면(210C)에 배치된 사이드 키 버튼(202, 203)을 포함할 수 있다. 휠 키는 전면 플레이트(202)의 형태에 대응하는 형태일 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(200)는 상기 언급된 키 입력 장치(202, 203, 204)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함 되지 않은 키 입력 장치(202, 203, 204)는 디스플레이(220) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 커넥터 홀(209)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있고 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 다른 커넥터 홀(미도시))을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는, 예를 들면, 커넥터 홀(209)의 적어도 일부를 덮고, 커넥터 홀에 대한 외부 이물질의 유입을 차단하는 커넥터 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
결착 부재(250, 260)는 락킹 부재(251, 261)를 이용하여 하우징(210)의 적어도 일부 영역에 탈착 가능하도록 결착될 수 있다. 결착 부재(250, 260)는 고정 부재(252), 고정 부재 체결 홀(253), 밴드 가이드 부재(254), 밴드 고정 고리(255) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
고정 부재(252)는 하우징(210)과 결착 부재(250, 260)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 고정시키도록 구성될 수 있다. 고정 부재 체결 홀(253)은 고정 부재(252)에 대응하여 하우징(210)과 결착 부재(250, 260)를 사용자의 신체 일부에 고정시킬 수 있다. 밴드 가이드 부재(254)는 고정 부재(252)가 고정 부재 체결 홀(253)과 체결 시 고정 부재(252)의 움직임 범위를 제한하도록 구성됨으로써, 결착 부재(250, 260)가 사용자의 신체 일부에 밀착하여 결착되도록 할 수 있다. 밴드 고정 고리(255)는 고정 부재(252)와 고정 부재 체결 홀(253)이 체결된 상태에서, 결착 부재(250,260)의 움직임 범위를 제한할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(400)는, 측면 베젤 구조(410), 휠 키(420), 전면 플레이트(201), 디스플레이(220), 제 1 안테나(450), 제 2 안테나(455), 지지 부재(460)(예 : 브라켓), 배터리(470), 인쇄 회로 기판(480), 실링 부재(490), 후면 플레이트(493), 및 결착 부재(495, 497)를 포함할 수 있다. 전자 장치(400)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2, 또는 도 3의 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다. 지지 부재(460)는, 전자 장치(400) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(410)와 연결될 수 있거나, 상기 측면 베젤 구조(410)와 일체로 형성될 수 있다. 지지 부재(460)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 지지 부재(460)는, 일면에 디스플레이(220)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(480)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(480)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 어플리케이션 프로세서 신호 처리부, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스), SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(400)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(470)는, 전자 장치(400)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(470)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(480)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(470)는 전자 장치(200) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(200)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
제 1 안테나(450)는 디스플레이(220)와 지지부재(460) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 안테나(450)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제 1 안테나(450)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(410) 및/또는 상기 지지부재(460)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
제 2 안테나(455)는 회로 기판(480)과 후면 플레이트(493) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 안테나(455)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제 2 안테나(455)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(410) 및/또는 상기 후면 플레이트(493)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
실링 부재(490)는 측면 베젤 구조(410)와 후면 플레이트(493) 사이에 위치할 수 있다. 실링 부재(490)는, 외부로부터 측면 베젤 구조(410)와 후면 플레이트(493)에 의해 둘러싸인 공간으로 유입되는 습기와 이물을 차단하도록 구성될 수 있다.
도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판(520)과, 무선 충전용 코일(530)과, 커버(510)가 결합된 상태의 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는, 도 5를 A-A선에 따라 절개한 단면도이고, 도 7a는, 도 5에 도시된 유연 인쇄 회로 기판(520)의 평면도이고, 도 7b는, 도 5에 도시된 유연 인쇄 회로 기판(520)의 배면도이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치 또는 도 2 내지 도 4의 전자 장치)는 디스플레이(예: 도 1의 표시 장치(160) 또는 도 4의 디스플레이(220))와, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))와, 커버(510)(예: 도 4의 후면 플레이트(493))와, 유연 인쇄 회로 기판(520)과, 무선 충전용 코일(530)(예: 도 4의 제 2 안테나(455))과, 제1 생체 신호 감지부(540)와, 제2 생체 신호 감지부(550)와, 컨택부(560)와, 신호 처리부(570)와, 자석 부재(580)를 포함하여 이루어질 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(520)에 실장되는 제1 생체 신호 감지부(540)와, 컨택부(560) 및 신호 처리부(570)와 커버(510)에 배치되는 제2 생체 신호 감지부(550)는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(211))을 이룰 수 있다.
디스플레이는 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이는 도 1의 표시 장치 또는 도 4의 디스플레이일 수 있다. 디스플레이에 대한 설명은 앞서 도 1의 표시 장치 및 도 4의 디스플레이의 설명으로 대체하도록 한다.
커버(510)는 디스플레이와 대향하는 위치에서 전자 장치에 설치될 수 있다. 전자 장치에서 디스플레이가 정보를 표시하는 방향을 전자 장치의 전면이라하면, 커버(510)는 전자 장치의 후면에 배치될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 커버(510)는 볼록한 모양이 될 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(520)과 마주보는 면을 커버(510)의 안쪽이라하고, 그 반대쪽을 커버(510)의 바깥쪽이라하면, 커버(510)의 바깥쪽이 볼록하게 형성될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 손목에 착용되는 형태의 전자 장치인 경우, 커버(510)의 바깥쪽은 사용자의 손목과 접촉될 수 있다. 커버(510)는 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 커버(510)는 유리나 투명한 합성 수지와 같이 빛을 투과시키는 재질로 형성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 유연 인쇄 회로 기판(520)은 각종 전자 부품들이 실장되는 기판 본체(521)와 유연 인쇄 회로 기판(520)을 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(480))과 전기적으로 연결시키는 기판 커넥터(522)를 포함할 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(520)은 커버(510)와 마주보는 제1면과 제1면에 반대쪽 면에 해당하는 제2면을 가질 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(520)은 유연한 재질로 형성되어 구부러짐이 허용될 수 있다. 기판 커넥터(522)는 한 쪽 말단이 기판 본체(521)와 연결되고, 유연 인쇄 회로 기판(520)을 둘러싸는 무선 충전용 코일(530)을 경유하여 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(480))과 연결될 수 있다. 기판 커넥터(522)는 유연 인쇄 회로 기판(520)과 무선 충전용 코일(530) 사이의 단차에 의해 휘어진 상태일 수 있다. 상술한 바와 같이, 유연 인쇄 회로 기판(520)은 유연한 재질로 형성되므로 기판 커넥터(522)는 휘어진 상태에서도 유연 인쇄 회로 기판(520)과 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(480))을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
무선 충전용 코일(530)은 유연 인쇄 회로 기판(520)을 감싸도록 배치될 수 있다. 도 5내지 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 무선 충전용 코일(530)은 금속 재질의 선이 권선된 링 형태일 수 있다. 링 형태의 무선 충전용 코일(530) 중앙에 유연 인쇄 회로 기판(520)이 배치될 수 있다. 무선 충전용 코일(530)은 외부 충전 장치를 통해 전력을 주고 받을 수 있다. 무선 충전용 코일(530)은 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(480))과 전기적으로 연결되어 외부 충전 장치의 전력을 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(480))에 전달할 수 있다.
제1 생체 신호 감지부(540)는 제1 생체 신호를 감지하며, 발광부(541) 및 수광부(543)를 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b와 도 7a를 참조하면, 발광부(541)는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면에 실장될 수 있다. 발광부(541)는 빛을 발할 수 있는 LED(light emitting diode), OLED(organic light emitting diode)와 같은 소자일 수 있다. 이 밖에도 발광부(541)는 빛을 발할 수 있는 다양한 소자로 구성될 수 있다.
수광부(543)는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면에 실장될 수 있다. 수광부(543)는 도 7a에 도시된 것과 같이, 복수 개 마련되어 발광부(541) 주변에 원형으로 배열될 수 있다. 수광부(543)는 광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 수광 소자일 수 있다. 이러한 수광 소자의 예로 포토다이오드(photo diode)를 들 수 있다.
제1 생체 신호 감지부(540)가 감지하는 제1 생체 신호는 사용자의 심박과 관련된 생체 신호일 수 있다. 이하에서는 발광부(541) 및 수광부(543)를 포함하는 제1 생체 신호 감지부(540)가 제1 생체 신호를 감지하는 과정에 대해 간략하게 설명한다.
제1 생체 신호 감지부(540)는 혈액 속 헤모글로빈의 산소 포화도에 따른 광학적 반응의 차이를 이용할 수 있다. 발광부(541)에서 제공된 빛은 커버(510)를 통해 사용자의 신체로 전달된다. 수광부(543)는 신체로 전달된 빛의 반사광을 수광한다. 수광부(543)가 수광하는 반사광은 상술한 헤모글로빈의 산소 포화도에 따른 광학적 반응의 차이로 인해 주기성을 갖는다. 제1 생체 신호 감지부(540)는 이 주기성을 이용하여 사용자의 심박과 관련된 신호를 감지할 수 있다. 경우에 따라서는 전자 장치의 위치를 감지하는 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 통해 사용자의 움직임을 간접적으로 측정하여 이 움직임 정보를 통해 심박과 관련된 신호를 더욱 정밀하게 처리할 수 있다. 제1 생체 신호 감지부(540)의 동작, 감지된 제1 생체 신호 등은 신호 처리부(570)에 의해 제어되거나 처리될 수 있다. 경우에 따라서는 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 제1 생체 신호 감지부(540)를 동작시키고, 제1 생체 신호 감지부(540)로부터 감지된 제1 생체 신호를 처리할 수도 있다. 신호 처리부(570)와 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 제어와 신호의 처리에 요구되는 인스트럭션을 분할하여 처리할 수도 있다.
이상에서 설명한 제1 생체 신호 감지부(540)의 제1 생체 신호 감지는 발광부(541) 및 수광부(543)를 이용한 심박 관련 정보를 감지하는 대표적인 원리를 설명한 것이며, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 제1 생체 신호 감지부(540)는 이 밖에도 다양한 방법으로 사용자의 심박 관련 정보를 제1 생체 신호로 감지할 수 있다.
제2 생체 신호 감지부(550)는 제2 생체 신호를 감지하며, 내부 전극(551, 552)과 외부 전극(553, 554)을 포함할 수 있다.
내부 전극(551, 552)은 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이, 커버(510)의 안쪽면에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 커버(510)의 안쪽은 커버(510)와 유연 인쇄 회로 기판(520)이 마주보는 방향을 지칭한다. 따라서, 커버(510)의 안쪽면은 커버(510)에서 유연 인쇄 회로 기판(520)과 마주보는 면이다. 내부 전극(551, 552)은 제1 내부 전극(551)과 제2 내부 전극(552)을 포함할 수 있다. 제1 내부 전극(551)과 제2 내부 전극(552)은 커버(510)의 안쪽면의 일부에 형성될 수 있다. 제1 내부 전극(551)과 제2 내부 전극(552)은 후술하는 컨택부(560)와 접촉될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이, 커버(510)의 단면적이 컨택부(560)가 실장된 유연 인쇄 회로 기판(520)보다 클 수 있다. 제1 내부 전극(551)과 제2 내부 전극(552)은 컨택부(560)와의 접촉을 위해 커버(510)의 외주에서 커버(510)의 중심 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
외부 전극(553, 554)은 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이, 커버(510)의 바깥쪽면에 배치될 수있다. 커버(510)의 바깥쪽면은 상술한 커버(510)의 안쪽면의 반대쪽 면에 해당한다. 상술한 바와 같이, 커버(510)의 바깥쪽면은 사용자의 신체와 맞닿는 면이다. 따라서, 커버(510)의 바깥쪽면은 사용자의 신체와 접촉될 수 있다. 커버(510)의 바깥쪽면에 배치되는 외부 전극(553, 554)은 사용자의 신체와 접촉될 수 있다. 외부 전극(553, 554)은 제1 외부 전극(553)과 제2 외부 전극(554)을 포함할 수 있다. 제1 외부 전극(553)은 내부 전극(551, 552)의 제1 내부 전극(551)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 외부 전극(554)은 내부 전극(551, 552)의 제2 내부 전극(552)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 6a에 도시된 것과 같이, 커버(510)의 외주부를 통해 제1 외부 전극(553)과 제1 내부 전극(551)이 연결되고, 제2 외부 전극(554)과 제2 내부 전극(552)이 연결될 수 있다. 외부 전극(553, 554)과 내부 전극(551, 552)의 연결 방법은 이 밖에도 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 것과 같이, 외부 전극(553, 554)과 내부 전극(551, 552)은 커버(510) 내부에 형성된 통로(555)를 통해 연결될 수도 있다. 통로(555)를 통해 외부 전극(553, 554)과 내부 전극(551, 552)가 각각 도통되도록 전도체가 삽입될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 통로는 쓰루홀(through hole) 형태로 형성될 수 있다.
제2 생체 신호 감지부(550)가 감지하는 제2 생체 신호는 사용자의 심전도와 관련된 생체 신호일 수 있다. 이하에서는 내부 전극(551, 552) 및 외부 전극(553, 554)을 포함하는 제2 생체 신호 감지부(550)가 제2 생체 신호를 감지하는 과정에 대해 간략하게 설명한다.
제2 생체 신호 감지부(550)는 심장 근육이 수축할 때의 전기 신호를 측정하여 심전도와 관련된 생체 신호를 감지할 수 있다. 심장 근육이 수축 또는 이완할 때 활동 전위는 심장에서 온몸으로 퍼저나간다. 신체의 여러 부위에 전극을 부착하면 심장 근육의 수축 도는 이완에 의한 전류로 발생하는 전위 차이를 구할 수 있다. 예를 들어, 제2 생체 신호 감지부(550)의 제1 외부 전극(553)과 외부 전자 장치의 심전도 전극을 이용하여 이러한 전위 차이를 구할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 손목에 착용되는 형태의 전자 장치인 경우, 제1 외부 전극(553)은 사용자의 한 쪽 손목에 접촉될 수 있다. 이와 같은 상태에서 외부 전자 장치의 심전도 전극을 사용자의 반대쪽 손가락 또는 손목에 접촉시키면 심장 박동에 따른 양 손목의 전위 차를 감지할 수 있다. 한편, 제2 외부 전극(554)은 접지 전극의 역할을 수행할 수 있다. 제1 외부 전극(553) 및 외부 전자 장치의 심전도 전극에 의해 시간에 따른 전압 변화를 파형의 형태로 감지할 수 있다. 이 파형의 모양(진폭, 주기, 첨도 등)을 분석하면 심전도와 관련된 생체 신호인 제2 생체 신호를 감지할 수 있다. 제2 생체 신호 감지부(550)의 동작, 감지된 제2 생체 신호 등은 신호 처리부(570)에 의해 제어되거나 처리될 수 있다. 경우에 따라서는 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 제2 생체 신호 감지부(550)를 동작시키고, 제2 생체 신호 감지부(550)로부터 감지된 제2 생체 신호를 처리할 수도 있다. 신호 처리부(570)와 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 제어와 신호의 처리에 요구되는 인스트럭션을 분할하여 처리할 수도 있다.
이상에서 설명한 제2 생체 신호 감지부(550)의 제2 생체 신호 감지는 복수의 전극을 이용하여 심전도 관련 정보를 감지하는 대표적인 원리를 설명한 것이며, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 제2 생체 신호 감지부(550)는 이 밖에도 다양한 방법으로 사용자의 심전도 관련 정보를 제2 생체 신호로 감지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 컨택부(560)는 한쪽 말단이 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면에 실장될 수 있다. 컨택부(560)의 반대쪽 말단은 제2 생체 신호 감지부(550)의 내부 전극(551, 552)과 접촉될 수 있다. 컨택부(560)는 전도성 재질로 형성될 수 있다. 컨택부(560)는 제2 생체 신호 감지부(550)의 내부 전극(551, 552)과 접촉됨으로써 내부 전극(551, 552)과 유연 인쇄 회로 기판(520)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 컨택부(560)는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면과 수직하는 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 도 6a 및 도 6b를 기준으로 컨택부(560)는 -Y 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이와 같이, 컨택부(560)가 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면으로 돌출되어 형성되기 때문에 내부 전극(551, 552)과 유연 인쇄 회로 기판(520)의 전기적 연결이 간편하게 이루어질 수 있다. 컨택부(560)는 두 개 마련되어 내부 전극(551, 552)의 제1 내부 전극(551) 및 제2 내부 전극(552)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
컨택부(560)는 내부에 완충 물질이 충진될 수 있다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 컨택부(560)는 커버(510)의 중앙 부분을 지지할 수 있다. 컨택부(560) 내부에 채워진 완충 물질은 커버(510)의 중앙 부분에 작용하는 외력을 완충할 수 있다. 컨택부(560) 내부에 완충 물질이 채워지지 않은 경우에도 컨택부(560)는 소정의 탄성을 갖기 때문에 커버(510)의 중앙 부분에 작용하는 외력을 완충할 수 있다.
신호 처리부(570)는 제1 생체 신호 감지부(540)가 감지한 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 감지부(550)가 감지한 제2 생체 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(570)는 아날로그 형태의 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하거나, 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호를 증폭할 수 있다. 도 6a 및 도 6b와 도 7b를 참조하면, 신호 처리부(570)는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제2면에 실장될 수 있다. 이와 같이, 유연 인쇄 회로 기판(520)의 양 면을 활용하여 협소한 면적을 갖는 유연 인쇄 회로 기판(520)을 효과적으로 활용할 수 있다.
자석 부재(580)는 제1 자석(581)과 제2 자석(582)을 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b와 도 7a를 참조하면, 제1 자석(581)은 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면에 배치될 수 있다. 제1 자석(581)은 링 형태로 형성되어 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면의 중앙에 배치될 수 있다. 제1 자석(581)의 내부에는 상술한 제1 생체 신호 감지부(540)의 발광부(541)가 배치될 수 있다. 제1 생체 신호 감지부(540)의 수광부(543)는 제1 자석(581)의 외주를 따라 배열될 수 있다.
도 6a 및 도 6b와 도 7b를 참조하면, 제2 자석(583)은 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제2면에 배치될 수 있다. 제2 자석(583)이 배치되는 공간은 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제2면에 실장된 신호 처리부(570)로 인해 형성되는 공간일 수 있다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 신호 처리부(570) 자체의 부피로 인해 유연 인쇄 회로 기판(520)과 유연 인쇄 회로 기판(520)과 맞닿는 구성 사이에는 신호 처리부(570)의 높이만큼 공간이 형성될 수 있다. 제2 자석(583)은 바로 이 부분에 배치될 수 있다. 한편, 제1 자석(581)의 중심축과 제2 자석(583)의 중심축은 일치될 수 있다.
제1 자석(581) 및 제2 자석(583)은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 충전 장치에 거치 고정될 수 있도록 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자 장치는 무선 충전용 코일(530)을 구비할 수 있다. 충전 장치의 충전 코일과 전자 장치의 무선 충전용 코일(530)이 상대적 위치가 설정된 범위 내에 배치되는 경우 충전 장치에 의해 전자 장치가 무선 충전될 수 있다. 충전 장치는 내부에 자석을 구비할 수 있다. 전자 장치에서 제1 자석(581) 및 제2 자석(583)과 무선 충전용 코일(530)의 상대 위치는 결정되어 있다. 마찬가지로, 충전 장치의 자석과 충전 장치의 충전 코일의 상대 위치는 결정되어 있다. 충전 장치 내부의 자석과 제1 자석(581) 및 제2 자석(583)이 서로 잡아당기면 충전 장치의 충전 코일과 전자 장치의 무선 충전용 코일(530)이 서로 대응되는 위치로 배치되고 무선 충전이 수행될 수 있다. 이와 같이, 제1 자석(581) 및 제2 자석(583)은 전자 장치가 무선 충전이 수행될 수 있는 위치로 배치될 수 있는 거치 정합성을 제공할 수 있다.
또한, 제1 자석(581) 및 제2 자석(583)과 충전 장치의 자석 사이의 인력은 전자 장치와 충전 장치가 충전이 수행되는 동안 서로 고정될 수 있는 거치 고정력을 제공할 수 있다.
자석에 의한 안정적인 거치 정합성 및 거지 고정력이 보장되려면, 자석의 부피가 일정 수준이상이 되어야 한다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 양 면에 배치되는 제1 자석(581)과 제2 자석(583)을 통해 충분한 거치 정합성 및 거치 고정력을 보장할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 제2 자석(583)은 신호 처리부(570)로 인해 형성되는 공간 상에 배치되는 것이므로 제1 자석(581) 및 제2 자석(583)을 포함하는 전자 장치는 자석에 의해 소요되는 공간을 최소화할 수 있다.
광 기밀 부재(590)는 제1 자석(581)과 커버(510) 사이를 기밀할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 자석(581)의 중심에는 제1 생체 신호 감지부(540)의 발광부(541)가 배치될 수 있다. 제1 생체 신호 감지부(540)가 정확한 제1 생체 신호를 감지하려면 발광부(541)에서 발생된 빛이 제1 자석(581)과 커버(510) 사이를 통해 새어나가지 않도록 해야한다. 수광부(543)는 사용자의 신체에서 반사되는 빛 만을 수광해야하기 때문이다. 광 기밀 부재(590)는 제1 자석(581)과 커버(510) 사이에서 제1 자석(581) 및 커버(510) 중 하나에 설치되어 발광부(541)가 광 차폐되도록 제1 자석(581)과 커버(510) 사이를 기밀할 수 있다.
도 8은, 도 5에 도시된 커버(510)의 평면도이다.
광학 필름(800)은 도 8에 도시된 것과 같이, 커버(510)의 안쪽면에 부착될 수 있다. 광학 필름(800)은 편광 성질의 광학적 필름일 수 있다. 광학 필름(800)은 전자 장치 내부에 배치된 부품이 커버(510)를 통해 외부에서 보여지는 것을 방지할 수 있다. 광학 필름(800)은 전체적으로 원형의 필름으로 형성될 수 있다. 광학 필름(800)은 그 외주의 일부에서 광학 필름(800)의 중심 방향으로 연장된 두 개의 홈(810)을 가질 수 있다. 이 두 개의 홈(810)으로 커버(510)에 배치되는 제1 내부 전극(551)과 제2 내부 전극(552)이 드러날 수 있다. 컨택부(560)는 광학 필름(800)의 홈(810)으로 드러난 제1 내부 전극(551) 및 제2 내부 전극(552)과 각각 접촉될 수 있다.
도 9는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치가 생체 신호를 감지하는 작동 순서도이다.
전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 제1 생체 신호 감지부(540)(540)가 제1 생체 신호를 감지하도록 한다(910).
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 제1 생체 신호 감지부(540)가 일정 주기마다 제1 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 사용자는 전자 장치의 디스플레이(예: 도 4의 디스플레이(220))에 포함된 터치 입력부를 통해 제1 생체 신호 감지 명령을 입력할 수 있다. 여기서 터치 입력부는 디스플레이가 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있도록 하는 정전식 터치 센서 또는 압력식 터치 센서를 포함할 수 있다. 프로세서는 제1 생체 신호 감지 명령에 따라 제1 생체 신호 감지부(540)가 제1 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치와 무선으로 연결되는 외부 전자 장치를 통해 사용자의 제1 생체 신호 감지 명령이 입력될 수 있다. 웨어러블 전자 장치에 포함된 통신 모듈을 통해 외부 전자 장치에서 입력된 제1 생체 신호 감지 명령을 수신할 수 있다. 프로세서는 통신 모듈을 통해 수신된 제1 생체 신호 감지 명령에 따라 제1 생체 신호 감지부(540)가 제1 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
이 밖에도 프로세서는 다양한 방법으로 제1 생체 신호 감지부(540)가 제1 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
다음으로, 프로세서는 제1 생체 신호 감지부(540)가 감지한 제1 생체 신호를 설정값과 비교할 수 있다(920). 상술한 바와 같이, 제1 생체 신호는 심박과 관련된 신호일 수 있다. 여기서 설정값은 정상 상태의 심박수 정보일 수 있다. 정상 상태의 심박수 정보는 나이, 성별 등과 같은 개인 정보에 따라 서로 다를 수 있다. 정상 상태의 심박수 정보는 관련 정보를 제공하는 서버로부터 수신되어 저장될 수도 있다. 경우에 따라서는, 평상시 사용자의 제1 생체 신호를 설정값으로 사용하는 것도 가능하다.
프로세서는 제1 생체 신호 감지부(540)가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의차이가 범위값 내에 있는지 확인한다(930). 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우라면 프로세서는 제2 생체 신호 감지부(550)가 제2 생체 신호를 감지하도록 한다(940). 다양한 실시예에 따르면, 감지된 제1 생체 신호와 설정값의 차이가 범위값 내에 있지 않은 경우에는 전자 장치의 디스플레이에 감지된 제1 생체 신호가 비정상인 것으로 표시하는 것도 가능하다. 이를 통해, 제1 생체 신호가 정상 범위에서 벗어난 것을 사용자에게 알리는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 제2 생체 신호는 심전도 관련 신호일 수 있다. 위와 같은 동작 과정을 통해 사용자는 자신의 건강 상태를 보다 효율적으로 정밀하게 측정할 수 있다.
다음으로, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 조립하는 과정에 대해 설명한다. 도 10은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 조립 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 커버(510)의 안쪽면에 링 형태의 무선 충전용 코일(530)을 배치할 수 있다. 다음으로, 무선 충전용 코일(530)의 내주에 유연 인쇄 회로 기판(520)을 배치할 수 있다. 이 때, 도 10에 도시된 것과 같이, 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면에 실장된 컨택부(560)가 커버(510)의 내부 전극(551, 552)과 접촉되도록 한다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 유연 인쇄 회로 기판(520)의 제1면으로 돌출된 컨택부(560)를 통해 커버(510)의 내부 전극(551, 552)과 유연 인쇄 회로 기판(520)이 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 커버(510)의 내부 전극(551, 552)과 유연 인쇄 회로 기판(520)의 컨택부(560)를 상호 정렬시킨 상태에서 커버(510) 상에 유연 인쇄 회로 기판(520)을 배치하는 것만으로 내부 전극(551, 552)과 유연 인쇄 회로 기판(520)이 간편하게 연결될 수 있다. 이로 인해, 조립 불량 위험을 제거하고 조립 비용을 절약할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 디스플레이, 상기 디스플레이와 동작적으로 연결되는 프로세서, 상기 디스플레이와 대향하며 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성되는 커버, 상기 커버와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면에 해당하는 제2면을 갖는 유연 인쇄 회로 기판, 상기 유연 인쇄 회로 기판을 감싸도록 배치되는 무선 충전용 코일, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되는 발광부 및 수광부를 포함하는 제1 생체 신호 감지부, 상기 유연 인쇄 회로 기판과 마주보는 부분인 상기 커버의 안쪽에 형성되는 내부 전극과 상기 내부 전극과 전기적으로 연결되고 상기 커버의 바깥쪽에 형성되는 외부 전극을 포함하는 제2 생체 신호 감지부, 한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되고 상기 커버로 연장되어 반대쪽 말단이 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극과 연결되는 컨택부 및 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호 및 상기 제2 생체 신호 감지부가 감지한 제2 생체 신호를 처리하도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 실장되는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨택부는, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면과 수직하는 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 컨택부의 내부는 완충 물질로 채워질 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 배치되는 제1 자석을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부의 실장에 의해 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면 상에 형성되는 공간에 배치되도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 배치되는 제2 자석을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 자석과 상기 제2 자석은, 상기 제1 자석의 중심축과 상기 제2 자석의 중심축이 동일하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석은, 상기 제1 생체 신호 감지부의 발광부가 그 중심에 배치되도록 링 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 생체 신호 감지부의 발광부가 광 차폐되도록 상기 제1 자석과 상기 커버 사이에 배치되어 상기 제1 자석과 상기 커버 사이를 기밀하는 광 기밀 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 생체 신호 감지부의 수광부는, 복수 개 마련되어 상기 제1 자석의 외주를 따라 배열될 수 있다.
또한, 상기 제2 생체 신호 감지부의 외부 전극은, 제1 외부 전극과 제2 외부 전극을 포함하고, 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극은, 상기 제1 외부 전극과 전기적으로 연결되는 제1 내부 전극과 상기 제2 외부 전극과 전기적으로 연결되는 제2 내부 전극을 포함하고, 상기 컨택부는 두 개 마련되어 상기 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극과 각각 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극은, 상기 커버의 외주에서 상기 커버의 중심 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 커버에 부착되는 광학 필름을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 필름은, 원형으로 형성되되, 외주의 일부에서 중심 방향으로 연장된 복수의 홈을 갖고, 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극의 제1 내부 전극과 제2 내부 전극은 상기 광학 필름에 형성된 복수의 홈에 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호는 심박과 관련된 신호이고, 상기 제2 생체 신호 감지부가 감지한 제2 생체 신호는 심전도와 관련된 신호일 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 주기적으로 감지하도록 제어하고, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 감지된 제1 생체 신호가 비정상인 것으로 표시할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 디스플레이에 입력되는 터치 입력에 기반하여 상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 감지하도록 제어하고, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 감지된 제1 생체 신호가 비정상인 것으로 표시할 수 있다.
또한, 상기 전자 장치는, 외부 전자 장치와 통신을 수행하는 통신 모듈;을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈이 수신하는 외부 전자 장치로부터의 제1 생체 신호 감지 요청에 기반하여 상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 감지하도록 제어하고, 상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 조립하는 동작은, 커버 상에 링 형태의 무선 충전용 코일을 배치하는 동작 및 상기 무선 충전용 코일의 내주에 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작은, 한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판에 실장되고 상기 커버로 연장되는 컨택부를 상기 커버에 형성된 내부 전극과 접촉되도록 할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된의 실시 예들은 본 문서에 개시된의 실시 예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 문서에 개시된의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 웨어러블 전자 장치에 있어서,
    디스플레이;
    상기 디스플레이와 동작적으로 연결되는 프로세서;
    상기 디스플레이와 대향하며 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성되는 커버;
    상기 커버와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면에 해당하는 제2면을 갖는 유연 인쇄 회로 기판;
    상기 유연 인쇄 회로 기판을 감싸도록 배치되는 무선 충전용 코일;
    상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되는 발광부 및 수광부를 포함하는 제1 생체 신호 감지부;
    상기 유연 인쇄 회로 기판과 마주보는 부분인 상기 커버의 안쪽에 형성되는 내부 전극과 상기 내부 전극과 전기적으로 연결되고 상기 커버의 바깥쪽에 형성되는 외부 전극을 포함하는 제2 생체 신호 감지부;
    한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 실장되고 상기 커버로 연장되어 반대쪽 말단이 상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극과 연결되는 컨택부; 및
    상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호 및 상기 제2 생체 신호 감지부가 감지한 제2 생체 신호를 처리하도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 실장되는 신호 처리부;를 포함하는 웨어러블 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨택부는,
    상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면과 수직하는 방향으로 연장되도록 형성되는 웨어러블 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판의 제1면에 배치되는 제1 자석;을 더 포함하는 웨어러블 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호 처리부의 실장에 의해 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면 상에 형성되는 공간에 배치되도록 상기 유연 인쇄 회로 기판의 제2면에 배치되는 제2 자석;을 더 포함하는 웨어러블 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 자석과 상기 제2 자석은,
    상기 제1 자석의 중심축과 상기 제2 자석의 중심축이 동일하게 배치되는 웨어러블 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 자석은,
    상기 제1 생체 신호 감지부의 발광부가 그 중심에 배치되도록 링 형태로 형성되는 웨어러블 전자 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 생체 신호 감지부의 발광부가 광 차폐되도록 상기 제1 자석과 상기 커버 사이에 배치되어 상기 제1 자석과 상기 커버 사이를 기밀하는 광 기밀 부재;를 더 포함하는 웨어러블 전자 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 생체 신호 감지부의 수광부는,
    복수 개 마련되어 상기 제1 자석의 외주를 따라 배열되는 웨어러블 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 생체 신호 감지부의 외부 전극은,
    제1 외부 전극과 제2 외부 전극을 포함하고,
    상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극은,
    상기 제1 외부 전극과 전기적으로 연결되는 제1 내부 전극과 상기 제2 외부 전극과 전기적으로 연결되는 제2 내부 전극을 포함하고,
    상기 컨택부는 두 개 마련되어 상기 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극과 각각 접촉되는 웨어러블 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극은,
    상기 커버의 외주에서 상기 커버의 중심 방향으로 연장되어 형성되는 웨어러블 전자 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 커버에 부착되는 광학 필름;을 더 포함하고,
    상기 광학 필름은,
    원형으로 형성되되, 외주의 일부에서 중심 방향으로 연장된 복수의 홈을 갖고,
    상기 제2 생체 신호 감지부의 내부 전극의 제1 내부 전극과 제2 내부 전극은 상기 광학 필름에 형성된 복수의 홈에 각각 배치되는 웨어러블 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 주기적으로 감지하도록 제어하고,
    상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 하는 웨어러블 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이에 입력되는 터치 입력에 기반하여 상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 감지하도록 제어하고,
    상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 하는 웨어러블 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치는,
    외부 전자 장치와 통신을 수행하는 통신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 모듈이 수신하는 외부 전자 장치로부터의 제1 생체 신호 감지 요청에 기반하여 상기 제1 생체 신호 감지부가 제1 생체 신호를 감지하도록 제어하고,
    상기 제1 생체 신호 감지부가 감지한 제1 생체 신호와 설정값의 차이를 확인하고, 그 차이가 범위값을 벗어나는 경우 상기 제2 생체 신호 감지부가 제2 생체 신호를 감지하도록 하는 웨어러블 전자 장치.
  15. 전자 장치의 조립 방법에 있어서,
    커버 상에 링 형태의 무선 충전용 코일을 배치하는 동작; 및
    상기 무선 충전용 코일의 내주에 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작;을 포함하고,
    상기 유연 인쇄 회로 기판을 배치하는 동작은,
    한쪽 말단이 상기 유연 인쇄 회로 기판에 실장되고 상기 커버로 연장되는 컨택부를 상기 커버에 형성된 내부 전극과 접촉되도록 하는 웨어러블 전자 장치의 조립 방법.
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