WO2022131640A1 - 웨어러블 디바이스 - Google Patents

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WO2022131640A1
WO2022131640A1 PCT/KR2021/018193 KR2021018193W WO2022131640A1 WO 2022131640 A1 WO2022131640 A1 WO 2022131640A1 KR 2021018193 W KR2021018193 W KR 2021018193W WO 2022131640 A1 WO2022131640 A1 WO 2022131640A1
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battery
frame
wearable device
user
unit
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PCT/KR2021/018193
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French (fr)
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이승민
노승윤
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주식회사 아모그린텍
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Definitions

  • the present invention relates to a wearable device.
  • a head mounted display device is a display device capable of displaying visual information while worn on a user's head.
  • a virtual reality device that displays the virtual reality world through a display unit disposed at a position corresponding to the user's eyes when worn, or an augmented reality device that displays an augmented screen with the real world through the display unit. have.
  • Such an HMD device requires a driving power to drive the display unit.
  • the HMD device receives commercial power as driving power through a power cable or receives driving power through a battery built into the device itself.
  • the method of using commercial power provided through the power cable as the driving power limits the activity of the user, the method of embedding a battery in the device itself is used as the main method of providing the driving power.
  • a battery having a high storage capacity needs to be mounted in the HMD device.
  • a battery with a higher storage capacity increases, its size also increases. Accordingly, since additional space is required to mount a larger capacity battery inside the HMD device, the overall size of the HMD device is inevitably increased.
  • the present invention has been devised in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wearable device capable of realizing weight reduction and design diversification while increasing battery capacity.
  • the present invention provides a main body including a display unit for augmented reality or virtual reality; a wearing part for maintaining the wearing state of the main body part so that the display unit can be disposed on the user's face; a battery unit coupled to the wearing unit and including a first battery serving as a main battery providing driving power to the body unit and a second battery serving as an auxiliary battery supporting the first battery; and a manipulation unit provided in the wearing unit to separate the second battery from the wearing unit when a user operates; provides a wearable device comprising a.
  • the wearing unit may include a frame formed in a ring shape to wrap the circumference of the user's head, the frame, the frame, the first side of the arc-shaped first frame is connected to the main body and the first battery is coupled. and an accommodating groove formed in the second frame to accommodate the arc-shaped second frame, both ends of which are respectively fastened to the ends of the first frame and provided with the manipulation unit, and the second battery. .
  • the wearable device may further include a holder member in which the second battery is embedded, and the holder member may be detachably coupled to the receiving groove.
  • the wearable device may further include a cover member coupled to the first frame to protect the first battery disposed on one surface of the first frame from an external environment.
  • the main body may not include a battery for driving power.
  • the wearing part may further include a plate-shaped support member coupled to the first frame, and the support member may be formed in a curved surface having a predetermined area to partially wrap a user's head.
  • first battery and the second battery may be flexible batteries having flexibility.
  • the flexible battery may include: an electrode assembly; an exterior material for sealing the electrode assembly together with an electrolyte; a first pattern formed on the electrode assembly such that peaks and valleys are repeatedly arranged along the longitudinal direction of the electrode assembly; and a second pattern formed on the exterior material to coincide with the second pattern along the longitudinal direction of the exterior material.
  • the overall weight can be reduced by using a thin flexible battery having a relatively light weight per storage capacity as the driving power source.
  • a part of the battery may be detachably coupled to the wearing part.
  • FIG. 1 is a view showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded view of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the second battery is separated in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a view of FIG. 3 viewed from another direction;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a flexible battery that can be applied as a first battery and a second battery in the wearable device according to the present invention
  • FIG. 6 is an exemplary view showing various patterns applied to the electrode assembly and the exterior material in FIG. 5, and is a view showing various intervals between adjacent valleys or ridges;
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the detailed configuration of FIG.
  • the wearable device 100 may be a head mounted display (HMD) device for realizing visual virtual reality or augmented reality.
  • HMD head mounted display
  • the display unit 112 may be disposed at a position corresponding to the user's eyes, and the user may view various information or images displayed through the display unit 112 . can be checked
  • the wearable device 100 includes a body part 110 , a wearing part 120 , battery parts 130a and 130b and an operation part 140 as shown in FIGS. 1 to 4 . ) may be included.
  • the main body 110 may be disposed at a position corresponding to the user's eyes.
  • Such a main body 110 may provide various image information to the user.
  • the main body 110 may include a display unit 112 for displaying various image information as shown in FIG. 1 , and includes a control unit for controlling driving of the display unit 112 . can do.
  • control unit may be a microprocessor
  • display unit 112 may be an augmented reality display on which augmented reality is output or a virtual reality display on which virtual reality is output.
  • the display unit 112 may be a transparent organic light emitting display.
  • the user experiences augmented reality in which the real real world seen through the transparent organic light emitting display is overlapped with the information or image output through the transparent organic light emitting display, or by imitating a specific environment or situation of reality as it is.
  • augmented reality in which the real real world seen through the transparent organic light emitting display is overlapped with the information or image output through the transparent organic light emitting display, or by imitating a specific environment or situation of reality as it is.
  • a virtual reality that makes it appear that the user is interacting with an actual surrounding situation or environment may be experienced.
  • the main body 110 may further include other functional modules for performing various functions in addition to the display unit 112 .
  • the main body 110 is a communication module for transmitting and receiving data in a wireless manner, various sensor modules for detecting a user's gesture or movement, temperature, speed, etc., and for acquiring information about the user's surroundings At least one of a camera module, a microphone module, and a speaker module may be further included.
  • the main body 110 may further include a data storage unit for storing information obtained through the above-described functional module, and may include a USB port for connection with an external storage medium.
  • the body unit 110 is positioned in front of the user's face so that the body unit 110 is positioned in front of the user's face.
  • the wearable part 120 may be provided as a frame formed in a ring shape so as to wrap around a user's head when the wearable device 100 is worn.
  • the frame includes an arc-shaped first frame 121 having one side connected to the main body 110 and an arc-shaped second frame having both ends fastened to an end of the first frame 121 , respectively.
  • a frame 122 may be included, and the first frame 121 and the second frame 122 may be convex in opposite directions.
  • the frame may be formed in a ring shape through the coupling of the first frame 121 and the second frame 122, one side of the first frame 121 and the second frame ( 122) may wrap around the user's head while in contact with the user's head.
  • the wearing unit 120 may wrap the user's head circumference, and the body connected to one side of the first frame 121 .
  • the unit 110 may be disposed to be located in front of the user's face.
  • both ends of the second frame 122 may be fixedly coupled to the ends of the first frame 121 , or may be rotatably coupled to the first frame 121 .
  • the wearable unit 120 may be prevented from flowing downward in a state in which it is disposed to cover the circumference of the user's head so that the wearing state is released.
  • the wearing part 120 may further include a plate-shaped support member 125 coupled to the first frame 121 .
  • a support member 125 may be provided to have a predetermined area to partially wrap the user's head, and may be formed in a curved surface so as to be in close contact with the user's head.
  • the first frame 121 and the second frame 122 may wrap around the user's head, and the support member ( 125) may be in contact with the upper portion of the user's head.
  • the first frame 121 and the second frame 122 can be prevented from flowing downward through the support member 125 while being worn on the user's head.
  • the battery units 130a and 130b may serve as a power supply source for supplying driving power to the body unit 110 .
  • the battery units 130a and 130b provide driving power to a control unit (not shown) built into the main body unit 110 , thereby providing various functions including the display unit 112 included in the main body unit 110 .
  • the module may be driven under the control of the controller.
  • Such battery parts 130a and 130b are worn to prevent the weight from being concentrated toward the body part 110 disposed in front of the user's face when the wearable device 100 according to an embodiment of the present invention is worn. It may be built into the unit 120 side, and the battery units 130a and 130b may be configured as flexible batteries to reduce overall weight and have high capacity.
  • the battery parts 130a and 130b serving as a power supply source are not built into the body part 110 and the body part 110 is worn state. It may be built-in to the side of the wearing part 120 surrounding the user's head to maintain the.
  • the battery units 130a and 130b are provided with at least one flexible battery and are disposed along the longitudinal direction of the first frame 121 and/or the second frame 122 constituting the wearable unit 120 . It may be coupled to the wearing part 120 as much as possible.
  • the wearable device 100 since the weight of the main body 110 itself can be reduced by the weight of the omitted battery, the user can use the wearable device ( Even if 100) is worn, the user's body can be prevented from being pulled forward by the weight of the main body 110, and the weight of the wearing unit 120 itself increases by the weight of the added battery. Since it is possible to share the total weight of the wearable device 100 .
  • the wearable device 100 since the battery parts 130a and 130b are disposed on the wearing part 120 side, the main body part 110 has a separate space for storing the battery. This may be unnecessary. Through this, the wearable device 100 according to an embodiment of the present invention can reduce the overall size of the main body 110, and thus can be implemented with a miniaturization or thinness.
  • the internal space of the body part 110 can be utilized.
  • the internal space of the main body 110 may further include other additional functional modules in addition to the aforementioned functional modules.
  • the wearable device 100 uses a flexible battery having a relatively light weight per storage capacity instead of a prismatic battery having a relatively heavy weight per storage capacity as a power source, thereby reducing the overall weight and reducing the weight. can be implemented.
  • the battery units 130a and 130b may be provided as a single flexible battery, but the battery units 130a and 130b may be provided as a plurality of flexible batteries to increase the total capacity.
  • at least one flexible battery may be detachably coupled to the wearing unit 120 so that the battery units 130a and 130b can be continuously used through simple replacement even when the power of the battery is exhausted.
  • the battery units 130a and 130b function as a first battery 130a serving as a main battery providing driving power to the body unit 110 and an auxiliary battery supporting the first battery 130a.
  • first battery 130a and the second battery 130b may be provided as flexible batteries as described above, and the flexible batteries may be plate-shaped flexible batteries having a predetermined area and length.
  • first battery 130a and the second battery 130b may further include separate circuit units 152 and 153 for controlling charging/discharging or preventing overcharging, respectively. A detailed description of such a flexible battery will be described later.
  • the user replaces the second battery 130b through a simple operation to provide driving power to the first battery 130a.
  • the main body 110 may be continuously driven.
  • the wearing part 120 may include a receiving groove 123 for accommodating the second battery 130b, and the second battery 130b is detachably attached to the receiving groove 123 . can be combined.
  • the wearable device 100 is provided in the wearing part 120 so that the second battery 130b mounted in the receiving groove 123 can be easily separated from the receiving groove 123 when the user operates it. It may include a manipulation unit 140 .
  • the second frame 122 may include an accommodating groove 123 formed along the longitudinal direction, and the manipulation unit 140 may include the accommodating groove 123 . It may be provided in the second frame 122 so as to be positioned around a defined rim.
  • the receiving groove 123 may be formed to a predetermined depth inward from the upper surface of the second frame 122 so that the upper part is opened, and the manipulation unit 140 is provided on one surface of the second frame 122 by the user. It may be provided as a button capable of pressing operation.
  • the first battery 130a may be disposed on one surface of the first frame 121 along the longitudinal direction of the first frame 121 , and the The second battery 130b may be inserted into the receiving groove 123 .
  • the first battery 130a may be disposed on one surface of the first frame 121 via a cover member 124 coupled to one surface of the first frame 121 , and the body part 110 . ) can be electrically connected to.
  • the second battery 130b may be detachably coupled to the receiving groove 123 while coupled to the holder member 151 .
  • the second battery 130b may be integrally formed with the holder member 151 or may be detachably coupled to one side of the holder member 151 .
  • the holder member 151 may be formed of a material having rigidity so that a shape substantially similar to that of the receiving groove 123 can be maintained, or may be formed of a soft material having flexibility.
  • the holder member 151 may be electrically connected to the first battery 130a while being inserted into the receiving groove 123 .
  • the holder member 151 may include a connection terminal exposed to the outside so as to be electrically connected to the second battery 130b, and the connection terminal is provided in the receiving groove 123 . It can be contacted with the corresponding connection terminal.
  • any one of the connection terminal and the corresponding connection terminal may be a known pogo pin.
  • the first battery 130a can be prevented from being exposed to the outside through the cover member 124 , and driving power is supplied to the main body 110 while being fixed to one side of the first frame 121 . It can serve as a main battery that provides
  • the second battery 130b is electrically connected to the first battery 130a in a state in which it is mounted in the receiving groove 123 via the holder member 151 and moves toward the first battery 130a. power can be provided.
  • the second battery 130b may serve as an auxiliary battery that supports the capacity of the first battery 130a, and is separated from the receiving groove 123 when some or all of the stored power is exhausted. and may be replaced with a new second battery 130b.
  • the second battery 130b when the user operates the manipulation unit 140 when replacement of the second battery 130b mounted on the receiving groove 123 is required, the second battery 130b is In a state coupled to the holder member 151, at least a portion of the length may protrude upward from the receiving groove 123 in the state coupled thereto.
  • the second battery 130b detachably coupled to the receiving groove 123 is an auxiliary battery that supplies power to the first battery 130a.
  • the wearable device 100 according to an embodiment of the present invention provides the first battery 130a and the second battery 130b through replacement of the second battery 130b even when the power of the first battery 130a and the second battery 130b is completely exhausted. Power may be continuously supplied to the first battery 130a.
  • the wearable device 100 can be continuously driven through replacement of the second battery 130b, thereby increasing the use time or enabling continuous use.
  • the second battery 130b may supply the stored power to the first battery 130a, but when the power of the first battery 130a is completely exhausted, the power stored in the main body 110 is supplied. You can also supply directly.
  • the first battery 130a and the second battery 130b may be provided as flexible batteries having flexibility as described above, and the flexible batteries have a predetermined area and length and have a flexible plate shape.
  • the first battery 130a and the second battery 130b may be changed to a shape corresponding to the shape of the first frame 121 and the second frame 122 .
  • first battery 130a and the second battery 130b may be respectively coupled to the side of the first frame 121 and the second frame 122 in an arc-shaped bent state as shown in FIG. 2 . have.
  • the first battery 130a and the second battery 130b may be in a form in which the electrode assembly 131 is sealed inside the exterior materials 137 and 138 together with the electrolyte as shown in FIGS. 5 to 7 . .
  • each of the first battery 130a and the second battery 130b may include patterns 136 and 139 formed along the longitudinal direction of the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138, respectively.
  • the first pattern 136 formed on the electrode assembly 131 and the second pattern 139 formed on the exterior materials 137 and 138 may be provided to have the same directionality.
  • the deformation amount of the substrate itself constituting the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 may be prevented or minimized through the pattern 136.139.
  • the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 can be prevented from being damaged or from being degraded by bending.
  • first pattern 136 and the second pattern 139 may be respectively formed on the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 to coincide with each other as well as the same directionality. This is to ensure that the first pattern 136 and the second pattern 139 always behave the same.
  • the pattern ( Since the 136 and 139 are formed to coincide with each other, even if bending occurs in the longitudinal direction, the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 can always maintain a uniform spacing or contact state with respect to the entire length.
  • the electrolyte is sealed together with the electrode assembly 131 . Since it can be uniformly distributed over the entire length, deterioration of the performance as a battery can be prevented.
  • the first pattern 136 and the second pattern 139 have peaks and valleys, respectively, in the electrode assembly 131 and the exterior material. It may be formed in a direction parallel to the width direction of the electrodes 137 and 138 , and peaks and valleys may be alternately disposed along the longitudinal direction of the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 .
  • the ridges and valleys constituting the first pattern 136 and the second pattern 139 may be formed at the same position as the ridges and the valleys between the valleys. Accordingly, the first pattern 136 and the second pattern 139 may coincide with each other.
  • the ridges and valleys of the first pattern 136 and the second pattern 139 are in a direction parallel to a straight line parallel to the width direction of the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 . It may be formed, and it may be formed so that the mountain part and the valley part are repeatedly arranged along the longitudinal direction.
  • the patterns 136 and 139 may be continuously formed in a direction parallel to the width direction of the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 , or may be formed discontinuously. In addition, the patterns 136 and 139 may be formed over the entire length of the electrode assembly 131 and the exterior materials 137 and 138 , or may be formed partially over a partial length.
  • the peaks and valleys may be provided to have various cross sections, such as an arc-shaped cross-section including a semicircle, a polygonal cross-section including a triangle or a square, and a cross-section in which an arc-shaped cross-section and a polygonal cross-section are combined.
  • each of the peaks and valleys may be provided to have the same pitch and width, but may also be provided to have different pitches and widths.
  • the first battery 130a and the second battery 130b are the patterns 136, 139), by reducing the fatigue applied to the substrate itself, damage can be prevented, or performance as a battery can be prevented from being deteriorated.
  • first pattern 136 and the second pattern 139 may be provided so that the interval between adjacent ridges or valleys may be formed at the same interval or may be provided to have different intervals.
  • the intervals may be provided in a combined form.
  • the electrode assembly 131 may be encapsulated together with the electrolyte inside the exterior materials 137 and 138 . As shown in FIG. 7 , the electrode assembly 131 may include an anode 132 , a cathode 134 , and a separator 133 .
  • the positive electrode 132 may include a positive electrode current collector 132a and a positive electrode active material 132b
  • the negative electrode 134 may include a negative electrode current collector 134a and a negative electrode active material 134b
  • the current collector 132a and the negative electrode current collector 134a may be implemented in the form of a plate-shaped sheet having a predetermined area.
  • the active materials 132b and 134b may be compressed, deposited, or coated on one or both surfaces of the current collectors 132a and 134a of the positive electrode 132 and the negative electrode 134 .
  • the active materials 132b and 134b may be provided over the entire area of the current collectors 132a and 134a or may be provided partially over a partial area of the current collectors 132a and 134a.
  • the positive electrode current collector 132a and the negative electrode current collector 134a may include a negative electrode terminal 135a and a positive electrode terminal 135b for electrical connection with an external device, respectively.
  • the positive electrode terminal 135b and the negative electrode terminal 135a may be provided in a shape extending from the positive electrode current collector 132a and the negative electrode current collector 134a by a predetermined length to protrude from one side of the exterior materials 137 and 138. In addition, it may be provided so as to be exposed on the surface of the exterior materials (137, 138).
  • the positive active material 132b and the negative active material 134b may contain a polytetrafluoroethylene (PTFE) component.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the separator 133 disposed between the positive electrode 132 and the negative electrode 134 may include a nanofiber web layer 151b on one or both surfaces of the nonwoven fabric layer 151a.
  • the nanofiber web layer 151b may be a nanofiber containing at least one selected from polyacrylonitrile nanofibers and polyvinylidene fluoride nanofibers.
  • the exterior materials 137 and 138 may be formed of a plate-shaped member having a predetermined area, and may protect the electrode assembly 131 from external force by accommodating the electrode assembly 131 and the electrolyte therein.
  • the exterior materials 137 and 138 may include a pair of the first exterior material 137 and the second exterior material 138 , and the pair of the first exterior material 137 and the second exterior material 138 . can be sealed with an adhesive on the edge side facing each other. Accordingly, external exposure of the electrolyte and the electrode assembly 131 accommodated in the exterior materials 137 and 138 may be prevented, and external leakage of the electrolyte may be prevented.
  • These exterior materials 137 and 138 include the first exterior material 137 and the second exterior material 138 as two members, and all edges of the first exterior material 137 and the second exterior material 138 constituting the sealing part.
  • the side can be sealed via adhesive.
  • the first exterior material 137 and the second exterior material 138 may be formed as a single member and may be folded in half along the width direction or the length direction, and the first exterior material 137 and the second exterior material 138 may be folded in half. ), the remaining edge portions abutting each other may be sealed with an adhesive.
  • the wearable device 100 may be implemented in a form that can serve as both an augmented reality function and a virtual reality function, or may be a form in which an augmented reality function and a virtual reality function are integrated. Information may be displayed on the display unit 112 .
  • a smartphone having a virtual reality function may be detachably coupled to the main body 110 .
  • the display unit 112 included in the main body 110 may be omitted, and the smartphone coupled to the main body 110 may replace the role of the display unit 112 .

Abstract

웨어러블 디바이스가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 증강현실용 또는 가상현실용 디스플레이 유닛을 포함하는 본체부; 사용자의 얼굴 안면에 상기 디스플레이 유닛이 배치될 수 있도록 상기 본체부의 착용상태를 유지하기 위한 착용부; 상기 착용부에 결합되고, 상기 본체부 측으로 구동전원을 제공하는 메인배터리로서 기능하는 제1배터리와 상기 제1배터리를 보조하는 보조배터리로서 기능하는 제2배터리를 포함하는 배터리부; 및 사용자의 조작시 상기 제2배터리를 상기 착용부로부터 분리할 수 있도록 상기 착용부에 구비되는 조작부;를 포함한다.

Description

웨어러블 디바이스
본 발명은 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
최근 전자 기술이 발전함에 따라 사용자에게 시각 정보를 표시하기 위한 다양한 수단이 개발되고 있다. 그 일환으로, 사용자의 머리에 착용 가능한 디스플레이 장치가 개발되고 있다.
일례로, HMD 디바이스 (Head Mounted Display Device)는 사용자의 머리에 착용 된 상태에서 시각 정보를 표시할 수 있는 디스플레이 장치이다. 이와 같은 HMD 디바이스로는 착용시 사용자의 눈과 대응되는 위치에 배치되는 디스플레이 유닛을 통해 가상현실 세계를 보여주는 가상현실 기기나 상기 디스플레이 유닛을 통해 현실 세계와 함께 증강된 화면을 보여주는 증강현실 기기 등이 있다.
이와 같은 HMD 디바이스는 디스플레이 유닛을 구동하기 위한 구동전원이 필요하다. 이를 위해, HMD 디바이스는 전원케이블을 통해 상용전원을 구동전원으로 공급받거나 기기 자체에 내장된 배터리를 통해 구동전원을 공급받는다.
그러나 전원케이블을 통해 제공되는 상용전원을 구동전원으로 이용하는 방식은 사용자의 활동성을 제약하기 때문에 기기 자체에 배터리를 내장하는 방식이 구동전원을 제공하는 주된 방식으로 사용된다.
이에 따라, 사용자가 오랜 시간 동안 HMD 디바이스를 사용하기 위해서는 높은 축전 용량을 가진 배터리가 HMD 디바이스에 탑재될 필요가 있다. 그러나 축전 용량이 높은 배터리일수록 그 크기 역시 증가한다. 따라서, HMD 디바이스의 내부에 더 큰 용량의 배터리를 장착하기 위해서는 추가적인 공간이 필요하기 때문에 HMD 디바이스의 전체크기 역시 증가할 수밖에 없다.
또한, 배터리를 탑재하기 위한 공간이 증가하면 설계자유도가 감소하기 때문에 디자인의 다양성이 저해되는 원인으로 작용하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 배터리의 용량을 증가시키면서도 경량화 및 디자인의 다양화를 구현할 수 있는 웨어러블 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 증강현실용 또는 가상현실용 디스플레이 유닛을 포함하는 본체부; 사용자의 얼굴 안면에 상기 디스플레이 유닛이 배치될 수 있도록 상기 본체부의 착용상태를 유지하기 위한 착용부; 상기 착용부에 결합되고, 상기 본체부 측으로 구동전원을 제공하는 메인배터리로서 기능하는 제1배터리와 상기 제1배터리를 보조하는 보조배터리로서 기능하는 제2배터리를 포함하는 배터리부; 및 사용자의 조작시 상기 제2배터리를 상기 착용부로부터 분리할 수 있도록 상기 착용부에 구비되는 조작부;를 포함하는 웨어러블 디바이스를 제공한다.
또한, 상기 착용부는 사용자의 머리둘레를 감쌀 수 있도록 링형상으로 형성되는 프레임을 포함할 수 있고, 상기 프레임은, 일측이 상기 본체부와 연결되고 상기 제1배터리가 결합되는 호형상의 제1프레임과, 양단이 상기 제1프레임의 단부와 각각 체결되고 상기 조작부가 구비되는 호형상의 제2프레임 및 상기 제2배터리를 수용할 수 있도록 상기 제2프레임에 형성되는 수용홈;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 디바이스는, 상기 제2배터리가 내장되는 홀더부재를 더 포함할 수 있고, 상기 홀더부재는 상기 수용홈에 탈착가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 디바이스는, 상기 제1프레임의 일면에 배치되는 상기 제1배터리를 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 상기 제1프레임에 결합되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부는 구동전원을 위한 배터리를 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상기 착용부는 상기 제1프레임에 결합되는 판상의 지지부재를 더 포함할 수 있고, 상기 지지부재는 사용자의 머리 일부 감쌀 수 있도록 소정의 면적을 가지는 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1배터리 및 제2배터리는 가요성을 갖는 플렉서블 배터리일 수 있다.
이때, 상기 플렉서블 배터리는, 전극조립체; 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 상기 전극조립체의 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열되도록 상기 전극조립체에 형성되는 제1패턴; 및 상기 외장재의 길이방향을 따라 상기 제2패턴과 일치하도록 상기 외장재에 형성되는 제2패턴;을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 축전 용량당 무게가 상대적으로 가벼운 박형의 플렉서블 배터리를 구동전원으로 사용함으로써, 전체무게를 경감할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리의 일부가 착용부에 탈착가능하게 결합될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 전원이 모두 소진된 경우 간편하게 배터리의 일부를 교체할 수 있기 때문에 사용시간이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 1에서 제2배터리가 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 4는 도 3을 다른 방향에서 바라본 도면,
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스에서 제1배터리 및 제2배터리로 적용될 수 있는 플렉서블 배터리를 나타낸 개략도,
도 6은 도 5에서 전극조립체와 외장재에 적용되는 다양한 패턴을 나타낸 예시도로서, 서로 이웃하는 골부 또는 산부들간의 다양한 간격을 나타낸 도면, 그리고,
도 7은 도 5의 세부구성을 나타낸 확대단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 시각적 가상현실 또는 증강 현실을 구현하기 위한 HMD(Head mounted display) 장치일 수 있다.
이와 같은 웨어러블 디바이스(100)는 사용자가 머리에 착용하면 사용자의 눈과 대응되는 위치에 디스플레이 유닛(112)이 배치될 수 있으며, 사용자는 상기 디스플레이 유닛(112)을 통해 표시되는 다양한 정보나 화상을 확인할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본체부(110), 착용부(120), 배터리부(130a,130b) 및 조작부(140)를 포함할 수 있다.
상기 본체부(110)는 사용자가 상기 착용부(120)를 통해 상기 웨어러블 디바이스(100)를 머리에 착용하면, 사용자의 눈과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
이와 같은 본체부(110)는 사용자 측으로 다양한 화상정보를 제공할 수 있다
이를 위해, 상기 본체부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 다양한 화상정보를 표시하기 위한 디스플레이 유닛(112)을 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이 유닛(112)의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 마이크로프로세서일 수 있으며, 상기 디스플레이 유닛(112)은 증강현실이 출력되는 증강현실용 디스플레이이거나 가상현실이 출력되는 가상현실용 디스플레이일 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 유닛(112)은 투명 유기 발광 디스플레이일 수 있다.
이에 따라, 사용자는 상기 투명 유기 발광 디스플레이를 통해 출력되는 정보나 영상과 함께 상기 투명 유기 발광 디스플레이를 통해 눈으로 보는 실제 현실세계가 겹쳐진 증강현실을 체험하거나, 현실의 특정한 환경이나 상황을 그대로 모방하여 실제 주변 상황이나 환경과 상호작용하고 있는 것처럼 만드는 가상현실(Virtual Reality)을 상기 디스플레이 유닛(112)을 통해 체험할 수 있다.
한편, 상기 본체부(110)는 상기 디스플레이 유닛(112) 이외에 다양한 기능을 수행하기 위한 다른 기능모듈들을 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 본체부(110)는 데이터를 무선 방식으로 송,수신하기 위한 통신 모듈, 사용자의 제스처나 움직임, 온도, 속도 등을 감지하기 위한 각종 센서모듈, 사용자의 주변 영상 정보를 획득하기 위한 카메라 모듈, 마이크 모듈 및 스피커 모듈 중 적어도 어느 하나의 모듈을 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 본체부(110)는 상술한 기능모듈을 통해 획득된 정보를 저장하는 데이터 저장 유닛 등을 더 포함할 수 있으며, 외부저장매체와의 연결을 위한 USB 포트 등을 포함할 수도 있다.
상기 착용부(120)는 상술한 바와 같이 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)를 착용하면 상기 본체부(110)가 사용자의 얼굴 전방에 위치하도록 상기 본체부(110)를 고정할 수 있다.
일례로, 상기 착용부(120)는 상기 웨어러블 디바이스(100)의 착용시 사용자의 머리둘레를 감쌀 수 있도록 링형상으로 형성되는 프레임으로 구비될 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 프레임은 일측이 상기 본체부(110)와 연결되는 호형상의 제1프레임(121)과 양단이 상기 제1프레임(121)의 단부와 각각 체결되는 호형상의 제2프레임(122)을 포함할 수 있으며, 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)은 서로 반대방향으로 볼록하도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 프레임은 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)의 결합을 통해 링형상으로 형성될 수 있으며, 착용시 서로 마주하는 제1프레임(121)의 일면 및 제2프레임(122)의 일면은 사용자의 머리와 접촉되면서 사용자의 머리둘레를 감쌀 수 있다.
이에 따라, 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)를 착용하면, 상기 착용부(120)는 사용자의 머리둘레를 감쌀 수 있으며, 상기 제1프레임(121)의 일측에 연결된 본체부(110)는 사용자의 얼굴 전방에 위치하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제2프레임(122)은 양단부가 상기 제1프레임(121)의 단부와 고정결합될 수도 있으나, 상기 제1프레임(121)에 대해서 회동가능하게 결합될 수도 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)에서 상기 착용부(120)는 사용자의 머리둘레를 감싸도록 배치된 상태에서 하방으로 흘러내려 착용상태가 해제되는 것이 방지될 수 있다.
이를 위해, 상기 착용부(120)는 상기 제1프레임(121)에 결합되는 판상의 지지부재(125)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 지지부재(125)는 사용자의 머리를 일부 감쌀 수 있도록 소정의 면적을 갖도록 구비될 수 있으며, 사용자의 머리와 밀착될 수 있도록 곡면으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)를 착용하면, 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)은 사용자의 머리 둘레를 감쌀 수 있으며, 상기 지지부재(125)는 사용자의 머리 상부 부분과 접촉될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)은 사용자의 머리에 착용된 상태에서 상기 지지부재(125)를 통해 하방으로 흘러내리는 것이 방지될 수 있다.
상기 배터리부(130a,130b)는 상기 본체부(110) 측으로 구동전원을 공급하는 전원공급원의 역할을 수행할 수 있다.
즉, 상기 배터리부(130a,130b)는 상기 본체부(110)에 내장된 제어부(미도시) 측으로 구동전원을 제공함으로써 상기 본체부(110)에 포함된 디스플레이 유닛(112)을 포함하는 다양한 기능모듈이 상기 제어부의 제어를 통해 구동될 수 있다.
이와 같은 배터리부(130a,130b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)의 착용시 사용자의 안면 전방에 배치되는 본체부(110) 측으로 무게가 집중되는 것을 방지할 수 있도록 상기 착용부(120) 측에 내장될 수 있으며, 상기 배터리부(130a,130b)는 전체적인 무게를 경감하면서도 고용량을 가질 수 있도록 플렉서블 배터리로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 전원공급원의 역할을 수행하는 배터리부(130a,130b)가 상기 본체부(110)에 내장되지 않고 상기 본체부(110)의 착용상태를 유지할 수 있도록 사용자의 머리 둘레를 감싸는 착용부(120) 측에 내장될 수 있다.
일례로, 상기 배터리부(130a,130b)는 적어도 하나의 플렉서블 배터리로 구비되어 상기 착용부(120)를 구성하는 제1프레임(121) 및/또는 제2프레임(122)의 길이방향을 따라 배치되도록 상기 착용부(120)에 결합될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)에서 상기 본체부(110)는 생략된 배터리의 무게만큼 본체부(110) 자체의 무게가 경감될 수 있기 때문에 사용자가 상기 웨어러블 디바이스(100)를 착용하더라도 본체부(110)의 무게에 의해 사용자의 몸이 전방으로 쏠리는 것이 방지될 수 있으며, 상기 착용부(120)는 부가된 배터리의 무게만큼 착용부(120) 자체의 무게가 증가할 수 있기 때문에 웨어러블 디바이스(100)의 전체무게를 분담할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)에서 상기 배터리부(130a,130b)가 착용부(120) 측에 배치되기 때문에 상기 본체부(110)는 배터리를 내장하기 위한 별도의 공간이 불필요할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 상기 본체부(110)의 전체크기를 줄일 수 있으므로, 소형화 또는 박형화로 구현될 수 있다.
더불어, 상기 본체부(110)에서 배터리의 탑재공간이 생략되므로 본체부의 크기를 종래와 동일하게 유지하면, 상기 본체부(110)의 내부공간을 활용할 수 있다. 이를 통해, 상기 본체부(110)의 내부공간에는 전술한 기능모듈 이외에 다른 추가적인 기능모듈들이 더 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 전원공급원으로서 축전 용량당 무게가 상대적으로 무거운 각형의 배터리 대신 축전 용량당 무게가 상대적으로 가벼운 플렉서블 배터리를 사용함으로써 전체무게를 경감시켜 경량화를 구현할 수 있다.
이때, 상기 배터리부(130a,130b)는 하나의 플렉서블 배터리로 구비될 수도 있으나, 상기 배터리부(130a,130b)는 전체용량을 증가시킬 수 있도록 복수 개의 플렉서블 배터리로 구비될 수 있다. 더불어, 상기 배터리부(130a,130b)는 배터리의 전원이 모두 소진되더라도 간편한 교체를 통하여 지속적으로 사용할 수 있도록 적어도 어느 하나의 플렉서블 배터리가 상기 착용부(120)에 탈착가능하게 결합될 수 있다.
일례로, 상기 배터리부(130a,130b)는 상기 본체부(110) 측으로 구동전원을 제공하는 메인배터리로서 역할하는 제1배터리(130a)와 상기 제1배터리(130a)를 보조하는 보조배터리로서 기능하는 제2배터리(130b)를 포함할 수 있고, 상기 제2배터리(130b)는 상기 착용부(120)에 탈착가능하게 결합될 수 있으며, 상기 제2배터리(130b)는 사용자의 조작시 상기 착용부(120)로부터 간편하게 분리될 수 있다.
여기서, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 상술한 바와 같이 플렉서블 배터리로 구비될 수 있으며, 상기 플렉서블 배터리는 소정의 면적 및 길이를 가지는 판상의 플렉서블 배터리일 수 있다. 더불어, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 충방전을 제어하거나 과충전을 방지하기 위한 별도의 회로부(152,153)를 각각 더 포함할 수 있다. 이와 같은 플렉서블 배터리에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이에 따라, 사용자는 상기 배터리부(130a,130b)의 전원이 일부 소진되거나 완전히 소진된 경우 간편한 조작을 통하여 상기 제2배터리(130b)를 교체하여 상기 제1배터리(130a) 측으로 구동전원을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 본체부(110)는 지속적으로 구동될 수 있다.
이를 위해, 상기 착용부(120)는 상기 제2배터리(130b)를 수용하기 위한 수용홈(123)을 포함할 수 있고, 상기 제2배터리(130b)는 상기 수용홈(123)에 탈착가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 웨어러블 디바이스(100)는 사용자의 조작시 상기 수용홈(123)에 장착된 제2배터리(130b)를 상기 수용홈(123)으로부터 간편하게 분리할 수 있도록 상기 착용부(120)에 구비되는 조작부(140)를 포함할 수 있다.
비제한적인 일례로써, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2프레임(122)은 길이방향을 따라 형성된 수용홈(123)을 포함할 수 있고, 상기 조작부(140)는 상기 수용홈(123)을 규정하는 테두리 주변에 위치하도록 상기 제2프레임(122)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 수용홈(123)은 상부가 개방되도록 상기 제2프레임(122)의 상면으로부터 내측으로 일정깊이 인입형성될 수 있으며, 상기 조작부(140)는 상기 제2프레임(122)의 일면에 사용자의 누름조작이 가능한 버튼으로 구비될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1배터리(130a)는 상기 제1프레임(121)의 길이방향을 따라 상기 제1프레임(121)의 일면에 배치될 수 있으며, 상기 제2배터리(130b)는 상기 수용홈(123)에 삽입될 수 있다.
이때, 상기 제1배터리(130a)는 상기 제1프레임(121)의 일면에 결합되는 커버부재(124)를 매개로 상기 제1프레임(121)의 일면에 배치될 수 있으며, 상기 본체부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2배터리(130b)는 홀더부재(151)에 결합된 상태에서 상기 수용홈(123)에 탈착가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제2배터리(130b)는 상기 홀더부재(151)와 일체로 형성될 수도 있고, 상기 홀더부재(151)의 일측에 착탈가능하게 결합될 수도 있다.
또한, 상기 홀더부재(151)는 상기 수용홈(123)과 대략 유사한 형상이 유지될 수 있도록 강성을 가지는 재질로 형성될 수도 있으나, 유연성을 가지는 연질의 재질로 형성될 수도 있다.
더불어, 상기 홀더부재(151)는 상기 수용홈(123)에 삽입된 상태에서 상기 제1배터리(130a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 홀더부재(151)는 상기 제2배터리(130b)와 전기적으로 연결될 수 있도록 외부로 노출되는 접속단자를 포함할 수 있으며, 상기 접속단자는 상기 수용홈(123)의 내부에 구비되는 대응 접속단자와 접촉될 수 있다. 일례로, 상기 접속단자 및 대응 접속단자 중 어느 하나는 공지의 포고핀일 수 있다.
이에 따라, 상기 제1배터리(130a)는 상기 커버부재(124)를 통해 외부 노출이 방지될 수 있으며, 상기 제1프레임(121)의 일측에 고정된 상태에서 상기 본체부(110) 측으로 구동전원을 제공하는 메인배터리로서의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제2배터리(130b)는 상기 홀더부재(151)를 매개로 상기 수용홈(123)에 장착된 상태에서 상기 제1배터리(130a)와 전기적으로 연결되어 상기 제1배터리(130a) 측으로 전원을 제공할 수 있다. 이를 통해, 상기 제2배터리(130b)는 상기 제1배터리(130a)의 용량을 보조하는 보조배터리로서의 역할을 수행할 수 있으며, 저장된 전원이 일부 또는 전부 소진된 경우 상기 수용홈(123)으로부터 분리되어 새로운 제2배터리(130b)로 교체될 수 있다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수용홈(123)에 장착된 제2배터리(130b)의 교체가 필요한 경우 사용자가 상기 조작부(140)를 조작하면 상기 제2배터리(130b)는 상기 홀더부재(151)와 결합된 상태에서 상기 수용홈(123)으로부터 상방으로 이동하여 적어도 일부의 길이가 외부로 돌출될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)에서 상기 수용홈(123)에 착탈가능하게 결합되는 제2배터리(130b)는 상기 제1배터리(130a) 측으로 전원을 공급하는 보조배터리로 기능할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)의 전원이 완전히 소진되더라도 상기 제2배터리(130b)의 교체를 통해 상기 제1배터리(130a) 측으로 전원을 지속적으로 공급할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 상기 제2배터리(130b)의 교체를 통한 지속적인 구동이 가능함으로써 사용시간을 늘리거나 지속적인 사용이 가능할 수 있다.
여기서, 상기 제2배터리(130b)는 상기 제1배터리(130a) 측으로 저장된 전원을 공급될 수도 있지만, 상기 제1배터리(130a)의 전원이 완전히 소진된 경우 상기 본체부(110) 측으로 저장된 전원을 직접 공급할 수도 있다.
한편, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 상술한 바와 같이 유연성을 가지는 플렉서블 배터리로 구비될 수 있으며, 상기 플렉서블 배터리는 소정의 면적과 길이를 갖추고 유연성을 가지는 판상의 형태일 수 있다.
이에 따라, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)가 각각 호형으로 형성되는 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)에 결합되더라도 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)의 형상과 대응되는 형태로 변경될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 도 2에 도시된 바와 같이 호형으로 휘어진 상태로 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122) 측에 각각 결합될 수 있다.
이와 같은 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 전극조립체(131)가 전해액과 함께 외장재(137, 138)의 내부에 봉지된 형태일 수 있다.
이때, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b) 각각은 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 길이방향을 따라 형성되는 패턴(136, 139)을 각각 포함할 수 있으며, 상기 전극조립체(131)에 형성되는 제1패턴(136)과 상기 외장재(137, 138)에 형성되는 제2패턴(139)은 서로 동일한 방향성을 갖도록 구비될 수 있다.
이를 통해, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)가 상기 착용부(120) 측에 휘어진 상태로 장착되더라도 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 상기 패턴(136.139)을 통해 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)를 구성하는 기재 자체의 변형량이 방지되거나 최소화될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)가 휘어진 상태로 장착되더라도 휘어지는 부분에서 일어날 수 있는 기재 자체의 변형량이 최소화될 수 있기 때문에 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)에서 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)는 밴딩에 의해 파손되거나 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
이때, 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)은 서로 동일한 방향성뿐만 아니라 서로 일치하도록 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)에 각각 형성될 수 있다. 이는, 상기 제1패턴(136)과 제2패턴(139)이 항상 동일한 거동이 일어날 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이, 본 발명에 적용되는 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)에서 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위하여 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)에 각각 형성되는 패턴(136, 139)은 서로 일치하도록 형성되기 때문에 길이방향에 대한 휘어짐이 발생하더라도 상기 전극조립체(131)와 외장재(137, 138)는 전체 길이에 대하여 항상 균일한 간격 또는 접촉상태를 유지할 수 있다.
이를 통해, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 휘어진 상태로 상기 제1프레임(121) 및 제2프레임(122)에 각각 장착되더라도 상기 전극조립체(131)와 함께 봉지되는 전해액이 전체 길이에 대하여 균일하게 분포될 수 있기 때문에 배터리로서의 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
일례로, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)은 각각의 산부 및 골부가 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 폭방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 길이방향을 따라 산부 및 골부가 교대로 배치될 수 있다.
더불어, 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)을 구성하는 산부 및 골부는 산부는 산부끼리, 골부는 골부끼리 서로 동일한 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)은 서로 합치될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)의 산부 및 골부는 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 길이방향을 따라 상기 산부 및 골부가 반복적으로 배치되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 패턴(136, 139)은 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 폭방향과 평행한 방향으로 연속적으로 형성될 수 있고 비연속적으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 패턴(136, 139)은 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)의 전체 길이에 대하여 형성될 수도 있고 일부 길이에 대하여 부분적으로 형성될 수도 있다.
더불어, 상기 산부 및 골부는 반원을 포함하는 호형단면, 삼각이나 사각을 포함하는 다각단면, 호형단면과 다각단면이 상호 조합된 단면 등과 같은 다양한 단면을 갖도록 구비될 수 있다. 더하여, 각각의 산부 및 골부는 동일한 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있지만 서로 다른 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있다.
이를 통해, 상기 전극조립체(131) 및 외장재(137, 138)가 휘어진 상태로 상기 착용부(120) 측에 내장되더라도 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)는 상기 패턴(136, 139)을 통해 기재 자체에 가해지는 피로도를 줄여 파손되는 것이 방지되거나 배터리로서의 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제1패턴(136) 및 제2패턴(139)은 서로 이웃하는 산부간의 간격 또는 골부간의 간격이 동일한 간격으로 형성될 수도 있고 서로 다른 간격을 갖도록 구비될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
상기 전극조립체(131)는 상기 외장재(137, 138)의 내부에 전해액과 함께 봉지될 수 있다. 이와 같은 전극조립체(131)는 도 7에 도시된 바와 같이 양극(132), 음극(134) 및 분리막(133)을 포함할 수 있다.
상기 양극(132)은 양극집전체(132a) 및 양극 활물질(132b)을 포함할 수 있고, 상기 음극(134)은 음극집전체(134a) 및 음극 활물질(134b)을 포함할 수 있으며, 상기 양극집전체(132a) 및 음극집전체(134a)는 소정의 면적을 갖는 판상의 시트형태로 구현될 수 있다.
즉, 상기 양극(132) 및 음극(134)은 각각의 집전체(132a, 134a)의 일면 또는 양면에 활물질(132b, 134b)이 압착 또는 증착되거나 도포될 수 있다. 이때, 상기 활물질(132b, 134b)은 집전체(132a, 134a)의 전체 면적에 대하여 구비될 수도 있고 일부 면적에 대하여 부분적으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 양극집전체(132a) 및 음극집전체(134a)는 외부장치와의 전기적인 연결을 위한 음극단자(135a) 및 양극단자(135b)를 각각 포함할 수 있다.
여기서, 상기 양극단자(135b) 및 음극단자(135a)는 상기 양극집전체(132a) 및 음극집전체(134a)로부터 일정길이 연장되어 외장재(137, 138)의 일측에 돌출되는 형태로 구비될 수도 있고, 외장재(137, 138)의 표면상에 노출되도록 구비될 수도 있다.
이때, 상기 양극 활물질(132b) 및 음극 활물질(134b)은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. 이를 통해, 상기 제1배터리(130a) 및 제2배터리(130b)가 밴딩되더라도 상기 양극 활물질(132b) 및 음극 활물질(134b)은 밴딩에 의해 각각의 집전체(132a, 134a)로부터 박리되거나 크랙의 발생이 방지될 수 있다.
한편, 상기 양극(132)과 음극(134) 사이에 배치되는 분리막(133)은 부직포층(151a)의 일면 또는 양면에 나노섬유웹층(151b)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 나노섬유웹층(151b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노 섬유일 수 있다.
상기 외장재(137, 138)는 일정 면적을 갖는 판상의 부재로 이루어질 수 있으며, 내부에 상기 전극조립체(131) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 상기 전극조립체(131)를 보호할 수 있다.
일례로, 상기 외장재(137, 138)는 한 쌍의 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)를 포함할 수 있으며, 상기 한 쌍의 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)는 서로 맞접하는 테두리 측이 접착제를 통해 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 상기 외장재(137,138)의 내부에 수용된 상기 전해액 및 전극조립체(131)는 외부 노출이 방지될 수 있으며, 상기 전해액의 외부누설이 방지될 수 있다.
이러한 외장재(137, 138)는 상기 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)가 두 개의 부재로 이루어지고, 밀봉부를 구성하는 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)의 모든 테두리측은 접착제를 통해 밀봉될 수 있다. 대안으로, 상기 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)는 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접힐 수 있으며, 상기 제1외장재(137) 및 제2외장재(138)에서 서로 맞접하는 나머지 테두리 부분은 접착제를 통해 밀봉될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 증강현실 기능과 가상현실 기능을 겸할 수 있는 형태로 구현될 수도 있고, 증강현실 기능과 가상현실 기능이 통합된 형태일 수도 있으며, 스마트폰과 연동된 정보가 디스플레이 유닛(112)에 표시될 수도 있다.
더불어, 본 발명에 따른 웨러어블 디바이스(100)가 가상현실 기기로 구현되는 경우 가상현실 기능을 갖는 스마트폰은 상기 본체부(110)에 착탈가능하게 결합될 수도 있다. 이와 같은 경우 상기 본체부(110)에 포함된 디스플레이 유닛(112)은 생략될 수 있으며, 상기 본체부(110)에 결합된 스마트폰은 상기 디스플레이 유닛(112)의 역할을 대체할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 증강현실용 또는 가상현실용 디스플레이 유닛을 포함하는 본체부;
    사용자의 얼굴 안면에 상기 디스플레이 유닛이 배치될 수 있도록 상기 본체부의 착용상태를 유지하기 위한 착용부;
    상기 착용부에 결합되고, 상기 본체부 측으로 구동전원을 제공하는 메인배터리로서 기능하는 제1배터리와 상기 제1배터리를 보조하는 보조배터리로서 기능하는 제2배터리를 포함하는 배터리부; 및
    사용자의 조작시 상기 제2배터리를 상기 착용부로부터 분리할 수 있도록 상기 착용부에 구비되는 조작부;를 포함하는 웨어러블 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 착용부는 사용자의 머리둘레를 감쌀 수 있도록 링형상으로 형성되는 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은,
    일측이 상기 본체부와 연결되고 상기 제1배터리가 결합되는 호형상의 제1프레임과, 양단이 상기 제1프레임의 단부와 각각 체결되고 상기 조작부가 구비되는 호형상의 제2프레임 및 상기 제2배터리를 수용할 수 있도록 상기 제2프레임에 형성되는 수용홈;을 포함하는 웨어러블 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는,
    상기 제2배터리가 내장되는 홀더부재를 더 포함하고,
    상기 홀더부재는 상기 수용홈에 탈착가능하게 결합되는 웨어러블 디바이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는,
    상기 제1프레임의 일면에 배치되는 상기 제1배터리를 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 상기 제1프레임에 결합되는 커버부재를 더 포함하는 웨어러블 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는 구동전원을 위한 배터리를 포함하지 않는 웨어러블 디바이스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 착용부는 상기 제1프레임에 결합되는 판상의 지지부재를 더 포함하고, 상기 지지부재는 사용자의 머리 일부 감쌀 수 있도록 소정의 면적을 가지는 곡면으로 형성되는 웨어러블 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1배터리 및 제2배터리는 가요성을 갖는 플렉서블 배터리인 웨어러블 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 배터리는,
    전극조립체;
    상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;
    상기 전극조립체의 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열되도록 상기 전극조립체에 형성되는 제1패턴; 및
    상기 외장재의 길이방향을 따라 상기 제1패턴과 일치하도록 상기 외장재에 형성되는 제2패턴;을 포함하는 웨어러블 디바이스.
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