(57)【要約】  ウェアラブルデバイスが提供される。本発明の例示的な実施例に係るウェアラブルデバイスは、少なくとも一つの機能モジュールが含まれた本体部；所定の長さを有して前記本体部に連結され、使用者の顔面に前記本体部の着用状態を維持させるための着用部；および前記着用部に内蔵されて前記機能モジュールが駆動され得るように前記本体部側に電源を提供する少なくとも一つのフレキシブルバッテリー；を含む。  【選択図】図1
2019505122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの機能モジュールが含まれた本体部；
所定の長さを有して前記本体部に連結され、使用者の顔面に前記本体部の着用状態を維持させるための着用部；および
前記着用部に内蔵されて前記機能モジュールが駆動され得るように前記本体部側に電源を提供する少なくとも一つのフレキシブルバッテリー；を含む、ウェアラブルデバイス。
【請求項２】
前記着用部は、前記本体部に着脱可能に結合される、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項３】
前記本体部は、前記機能モジュールの全般的な動作を制御するための制御部を含み、
前記着用部は、端部側に少なくとも一つの接触端子が備えられ、前記フレキシブルバッテリーは、前記本体部と着用部との結合時に前記接触端子を通じて前記制御部と電気的に連結される、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項４】
前記着用部は、柔軟性を有する素材で形成されて前記本体部に連結されるバンド部材を含み、
前記フレキシブルバッテリーは、前記バンド部材に内蔵される、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項５】
前記バンド部材は、所定の長さを有して両端部側が前記本体部にそれぞれ連結される、請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項６】
前記着用部は、
前記本体部の両端部側にそれぞれ連結される一対のバンド部材、および前記一対のバンド部材を連結しつつ長さが可変され得る連結部材を含み、
前記フレキシブルバッテリーは、前記一対のバンド部材のうち少なくとも一方に内蔵される、請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項７】
前記バンド部材は、革、合成樹脂、織物、およびシリコンのうち選択された１種以上を含む、請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項８】
前記着用部は、所定の長さを有し、頑丈な（ｒｉｇｉｄ）材質で形成されて一端部側が前記本体部にそれぞれ連結される一対のフレーム部材からなり、
前記フレキシブルバッテリーは、前記一対のフレーム部材のうち少なくともいずれか一方に内蔵される、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項９】
前記機能モジュールは、増強現実用ディスプレイ並びに仮想現実用ディスプレイのうち少なくとも一つを含むディスプレイユニット、くもり止めユニット、通信モジュール、ＧＰＳモジュール、センサモジュール、およびカメラユニットのうち少なくともいずれか一つをさらに含む、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１０】
前記本体部は、増強現実機器または仮想現実機器のうちいずれか一つである、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１１】
前記本体部は、ゴーグルタイプまたはメガネタイプのうちいずれか一つである、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１２】
前記フレキシブルバッテリーは、
電極組立体；および
前記電極組立体を電解液と共に封止する外装材；を含み、
前記電極組立体および外装材は、ベンディング時に長さ方向に対する収縮および弛緩のためのパターンが互いに一致するようにそれぞれ形成される、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１３】
前記パターンは、長さ方向に沿って複数個の山部および谷部が交互に形成され、
前記山部および谷部は、弧状の断面、多角断面、およびこれらが相互に組み合わせられた断面のうちいずれか一つの断面を有するように備えられる、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１４】
前記パターンは、前記電極組立体および外装材の全体の長さに対して形成されるか一部の長さに対して部分的に形成される、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェアラブルデバイスに関するものであって、より具体的には、バッテリーの容量を増加させながらも軽量化およびデザインの多様化を実現できるウェアラブルデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近電子技術の発展により、多様な形態で使用者に視覚情報を表示するための手段として、使用者の頭に着用可能な形態を有するディスプレイ装置が開発されている。
【０００３】
すなわち、使用者の頭に着用可能なディスプレイ装置を、ＨＭＤデバイス（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ）という。このようなＨＭＤデバイスとしては、使用者の目に接したディスプレイパネルを通じて仮想現実の世界を見せてくれる仮想現実機器や、現実世界と共に増強された画面を見せてくれる増強現実機器などがある。
【０００４】
このようなＨＭＤデバイスの場合、多様な機能を駆動するためのバッテリーが要求され、角形バッテリーやコイン形バッテリーが用いられる。
【０００５】
一方、使用者が長期間ＨＭＤデバイスを使うためには、高い蓄電容量を有するバッテリーを搭載する必要性が増加している。しかし、蓄電容量が高いバッテリーであるほどその大きさも増加するようになる。したがって、ＨＭＤデバイスの内部により大きい容量のバッテリーを装着するためにはさらなる空間が必要であるため、ＨＭＤデバイスの全体の大きさも増加せざるを得ず、バッテリーを搭載するための空間の増加は設計自由度の減少に繋がるため、デザインの多様性を阻害する原因となる。
【０００６】
また、一般の角形バッテリーやコイン形バッテリーの場合、蓄電容量が増加するほど重さも顕著に増加するようになるため、ＨＭＤデバイスの重さが増加する問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記のような点に鑑みて案出されたものであって、バッテリーの容量を増加させながらも、軽量化およびデザインの多様化を実現できるウェアラブルデバイスを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために本発明は、少なくとも一つの機能モジュールが含まれた本体部；所定の長さを有して前記本体部に連結され、使用者の顔面に前記本体部の着用状態を維持させるための着用部；および前記着用部に内蔵されて前記機能モジュールが駆動され得るように前記本体部側に電源を提供する少なくとも一つのフレキシブルバッテリー；を含むウェアラブルデバイスを提供する。
【０００９】
また、前記着用部は、前記本体部に着脱可能に結合され得る。
【００１０】
また、前記本体部は、前記機能モジュールの全般的な動作を制御するための制御部を含み、前記着用部は、端部側に少なくとも一つの接触端子が備えられ、前記フレキシブルバッテリーは、前記本体部と着用部の結合時に前記接触端子を通じて前記制御部と電気的に連結され得る。
【００１１】
また、前記着用部は、柔軟性を有する素材で形成されて前記本体部に連結されるバンド部材を含み、前記フレキシブルバッテリーは、前記バンド部材に内蔵され得る。この時、前記バンド部材は、革、合成樹脂、織物およびシリコンのうち選択された１種以上を含む軟質の素材で形成され得る。
【００１２】
一例として、前記着用部は、所定の長さを有するバンド部材からなり、前記バンド部材の両端部側が前記本体部にそれぞれ連結され得る。
【００１３】
他の例として、前記着用部は、前記本体部の両端部側にそれぞれ連結される一対のバンド部材および前記一対のバンド部材を連結しつつ長さが可変され得る連結部材を含み、前記フレキシブルバッテリーは、前記一対のバンド部材のうち少なくとも一方に内蔵され得る。
【００１４】
さらに他の例として、前記着用部は所定の長さを有し、硬い（ｒｉｇｉｄ）材質で形成されて一端部側が前記本体部にそれぞれ連結される一対のフレーム部材からなり、前記フレキシブルバッテリーは、前記一対のフレーム部材のうち少なくともいずれか一方に内蔵され得る。
【００１５】
また、前記機能モジュールは、増強現実用ディスプレイ並びに仮想現実用ディスプレイのうち少なくとも一つを含むディスプレイユニット、くもり止めユニット、通信モジュール、ＧＰＳモジュール、センサモジュール、およびカメラユニットのうち少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。
【００１６】
好ましい実施例として、本発明に係るウェアラブルデバイスは、増強現実機器または仮想現実機器として具現され得る。
【００１７】
また、前記本体部は、ゴーグルタイプまたはメガネタイプのうちいずれか一つであり得る。
【００１８】
また、前記フレキシブルバッテリーは、電極組立体；および前記電極組立体を電解液と共に封止する外装材；を含み、前記電極組立体および外装材は、ベンディング時に長さ方向に対する収縮および弛緩のためのパターンが互いに一致するようにそれぞれ形成され得る。
【００１９】
また、前記パターンは、長さ方向に沿って複数個の山部および谷部が交互に形成され、前記山部および谷部は、弧状の断面、多角断面、および、これらが相互に組み合わせられた断面のうちいずれか一つの断面を有するように備えられ得る。
【００２０】
また、前記パターンは、前記電極組立体および外装材の全体の長さに対して形成されるか、一部の長さに対して部分的に形成され得る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、蓄電容量当たりの重さが相対的に軽い薄型のフレキシブルバッテリーが内蔵されて駆動電源として使用されることによって、角形バッテリーが搭載された従来のウェアラブルデバイスと比較して重さを顕著に減少させることができる。
【００２２】
また、本発明によると、フレキシブルバッテリーが、機能モジュールが内蔵された本体部に設置されずに着用部側に設置されることによって、本体部の大きさを小型化したり本体部を多様な形状で容易に実現することができる。すなわち、本発明に係るウェアラブルデバイスは、本体部がヘッドマウントタイプやメガネタイプで具現されても、流れ落ちたり外されることなく着用された状態を維持することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、フレキシブルバッテリーが内蔵された着用部が本体部に対して着脱可能に結合され得ることによって、バッテリーの電源が完全に消耗した場合に手軽に取り替えることができるため、使用便宜性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係るウェアラブルデバイスを示した図面。
【図２】本発明の他の実施例に係るウェアラブルデバイスを示した図面。
【図３】図２で着用部が本体部から分離された状態を示した図面。
【図４】本発明のさらに他の実施例に係るウェアラブルデバイスを示した図面。
【図５】図４で着用部が本体部から分離された状態を示した図面。
【図６】本発明に係るウェアラブルデバイスに適用され得るフレキシブルバッテリーを示した概略図。
【図７】図６で電極組立体と外装材に適用される多様なパターンを示した例示図であって、互いに隣り合う谷部または山部間の多様な間隔を示した図面。
【図８】図６の細部構成を示した拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために説明と関わらない部分は省略したのであり、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同じ参照符号を付加する。
【００２６】
本発明の一実施例に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、視覚的仮想現実または増強現実を実現するためのＨＭＤ（Ｈｅａｄ  ｍｏｕｎｔｅｄ  ｄｉｓｐｌａｙ）装置であって、使用者が頭に着用した状態でディスプレイユニットを通じて表示される多様な情報や画像を確認できるものであり、図１〜図５に図示された通り、本体部１１０、２１０、３１０、着用部１２０、２２０、３２０、およびフレキシブルバッテリー１３０を含む。
【００２７】
すなわち、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、前記着用部１２０、２２０、３２０を介して前記本体部１１０、２１０、３１０の使用者の頭に固定することによって、使用者が、前記本体部１１０、２１０、３１０に含まれたディスプレイユニットを通じて表示される多様な画像情報を確認することができる。
【００２８】
このために、前記本体部１１０、２１０、３１０は、ディスプレイユニットのように所定の機能を遂行する多様な機能モジュールを含むことができ、多様な機能モジュールの全般的な動作を制御するための制御部を含むことができる。ここで、前記制御部はマイクロプロセッサであり得、前記ディスプレイユニットは増強現実用ディスプレイまたは仮想現実用ディスプレイであり得る。
【００２９】
一例として、前記本体部１１０、３１０は、図１、図４、および図５に図示された通り、着用時に使用者の両目に対応する位置に配置されて使用者が前方を注視できるように光の透過が可能な素材からなる透過部１１２、３１２と前記増強現実用ディスプレイとを含んで、現実に存在するイメージに仮想のイメージを重ねて一つの映像に見せてくれる増強現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器であり得る。
【００３０】
具体的な一例として、前記増強現実機器は、ＨＵＤ（ｈｅａｄ−ｕｐ  ｄｉｓｐｌａｙ）機能を通じて着用者の目の前に配置された増強現実用ディスプレイまたは透過部１１２、３１２側に、速度、走行時間、後方映像、前方映像などのような多様な情報を表示するスマートスノーゴーグルや、着用者の走行距離、走行時間、水温などのような多様な情報を表示するスマート水泳ゴーグル等であり得る。
【００３１】
併せて、前記増強現実用ディスプレイは透明有機発光ディスプレイであり得、前記透明有機発光ディスプレイは透過部１１２、３１２の一面に配置される形態であり得る。これに伴い、使用者は、前記透過部１１２、３１２を通じて目で見る実際の現実世界と、前記透明有機発光ディスプレイに出力された情報や映像とが重ねられた増強現実を体験することができる。
【００３２】
しかし、前記増強現実機器はこれに限定されず、公知とされている多様な増強現実機器をすべて適用することができる。また、前記増強現実用ディスプレイに表示される情報も、前述した情報の他に使用目的に合う多様な情報が表示され得る。
【００３３】
また、前記本体部２１０は、図２および図３に図示された通り、光学レンズ２１２と前記仮想現実用ディスプレイとを含めて、着用者が現実の特定の環境や状況をそのまま模倣して実際の周辺の状況や環境と相互に作用しているように思わせる仮想現実（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器であり得る。
【００３４】
具体的な一例として、前記仮想現実機器は、航空機の操縦訓練のような模擬訓練装置、仮想手術施術のような医療用模擬実習装置などであり得るが、これに限定されず、公知とされている多様な仮想現実機器をすべて適用することができる。
【００３５】
このような本体部１１０、２１０は、図１〜図３に図示された通り、一方が使用者の顔面に密着され、柔軟性を有する素材からなるバンド形態の着用部１２０、２２０を介して使用者の頭に固定されるゴーグルタイプであり得る。
【００３６】
また、前記本体部３１０は、図４および図５に図示された通り、プラスチックや金属のようにリジッドな素材からなる一対のフレーム部材形態の着用部３２０が、使用者の耳にかけられるメガネタイプでもよい。
【００３７】
一方、本発明に係る本体部１１０、２１０、３１０は、前記ディスプレイユニットの他に多様な機能を遂行するための他の機能モジュールが含まれ得る。一例として、前記本体部１１０、２１０、３１０は、透過窓やディスプレイユニット側にくもりを止めるためのくもり止めユニット、データを無線方式で送、受信するための通信モジュール、使用者の位置を追跡するためのＧＰＳモジュール、着用者のジェスチャーや動き、温度、速度などを感知するための各種センサモジュール、着用者の周辺の映像情報を獲得するためのカメラユニット、マイクユニット、およびスピーカーユニットのうち少なくともいずれか一つを含むことができ、前述した機能モジュールを介して獲得された情報を保存するデータ保存ユニットなどがさらに含まれ得、外部機器と有線方式でデータの入力、出力が可能なデータ端子が含まれてもよい。
【００３８】
これに伴い、使用者は本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００を着用した状態で、前記カメラユニット１４０を通じて撮影された映像データを前記データ保存ユニットに保存した後、保存された映像データを通信モジュールを通じてコンピュータやスマートフォンのような外部機器に伝送することによって、撮影された映像データを再生することができる。
【００３９】
前記着用部１２０、２２０、３２０は、使用者が本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００を着用して、前記本体部１１０、２１０、３１０が使用者の顔面に位置した状態を維持させるためのものである。
【００４０】
このために、前記着用部１２０、２２０、３２０は、所定の長さを有し、少なくとも一方が前記本体部１１０、２１０、３１０に連結され得る。
【００４１】
この時、前記着用部１２０、２２０、３２０は、上述した通り柔軟性を有する素材からなるバンド形態であってもよく、剛性を有する素材からなる一対のフレーム部材でもよい。
【００４２】
一例として、前記着用部１２０は図１に図示された通り、前記本体部１１０の両側にそれぞれ連結された一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂと、前記一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂを連結する連結部材１２２を含むバンド形態で構成されることによって、使用者の頭を包み込む形態であり得る。
【００４３】
この時、前記一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂおよび連結部材１２２は、柔軟性を有する軟質の材質で形成され得、前記連結部材１２２は長さが可変して前記一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂ間の間隔が調節され得る。一例として、前記一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂは、革、合成樹脂、およびシリコンのうち、選択された１種以上を含む素材で形成され得る。
【００４４】
これに伴い、本発明の一実施例に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、使用者の頭の大きさが異なっても、前記連結部材１２２を通じて前記着用部１２０の全体の長さが可変することによって、手軽に着用することができる。
【００４５】
ここで、前記連結部材１２２は、複数のスリットが形成された締結部材１２３が長さ方向の中間に配置されて前記スリットを通過する位置を調節することによって、全体の長さが調節される形態であり得る。代案として、前記連結部材１２２は柔軟性および伸縮性を有する材質で形成され得る。これに伴い、着用過程で前記連結部材１２２に加えられる外力によって全体の長さが伸び、外力が除去される場合に元の状態の長さに復帰する方式が適用されてもよい。しかし、前記着用部１２０、２２０、３２０の全体の長さを調整する方式はこれに限定されず、二つの部材を連結しつつ長さが調節される方式であれば、公知とされている方式をすべて適用することができる。
【００４６】
他の例として、前記着用部２２０は、図２および図３に図示された通り、所定の長さを有し、柔軟性を有する素材で形成され得、前記着用部２２０の両端部側が前記本体部２１０にそれぞれ連結されるバンド形態であってもよい。このような場合、前記着用部２２０は柔軟性と共に伸縮性を有することによって、外力により全体の長さが伸びたり、外力が除去された時に元の状態の長さに復帰する形態であり得る。
【００４７】
さらに他の例として、前記着用部３２０は図４および図５に図示された通り、所定の長さを有し、頑丈な材質で形成されて前記本体部３１０にそれぞれ連結される一対のフレーム部材でもよい。これを通じて、使用者は、本実施例に係るウェアラブルデバイス３００をメガネと同じ方式で着用することができる。
【００４８】
前記フレキシブルバッテリー１３０は、前記本体部１１０、２１０、３１０側に駆動電源を供給する電源供給源の役割を遂行するためのものである。すなわち、前記フレキシブルバッテリー１３０は、前記本体部１１０、２１０、３１０に内蔵された制御部（図示されず）側に駆動電源を提供することによって、前記本体部１１０、２１０、３１０に含まれた前述した機能モジュールが、前記制御部の制御を通じて駆動され得る。
【００４９】
この時、本発明に適用されるフレキシブルバッテリー１３０は、所定の面積と長さとを有し、柔軟性を有する板状の形態であり得、前記フレキシブルバッテリー１３０は、前記着用部１２０、２２０、３２０に一つ以上が内蔵され得る。
【００５０】
すなわち、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、電源供給源の役割を遂行するフレキシブルバッテリー１３０が、前記本体部１１０、２１０、３１０に内蔵されずに、本体部１１０、２１０、３１０の着用状態を維持させるための着用部１２０、２２０、３２０側に内蔵される。これに伴い、機能モジュールが含まれた本体部にバッテリーが設置された従来のウェアラブルデバイスとは異なり、前記本体部１１０、２１０、３１０側にバッテリーを内蔵するための空間が不要であるため、本体部１１０、２１０、３１０の全体の大きさを減らして小型化または薄型化を実現することができる。
【００５１】
併せて、前記本体部１１０、２１０、３１０でバッテリーの搭載空間が省略されるため、本体部の大きさを維持しながらも本体部１１０、２１０、３１０の空間活用度を高めることができ、前述した機能モジュール以外の他の追加的な機能モジュールをさらに含むことができるため、さらに多様な機能を具現することができ、多様なデザインへの変更が容易となり得る。
【００５２】
これに加えて、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００に適用される本体部１１０、２１０、３１０は、従来のウェアラブルデバイスとは異なり、バッテリーの重さ分だけ本体部１１０、２１０、３１０の重さが軽減されるため、着用状態で重い本体部１１０、２１０、３１０により体が前方に傾くことを防止することができることによって、使用者の着用感を高めることができる。
【００５３】
また、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、電源供給源として蓄電容量当たりの重さが相対的に重い角形バッテリーの代わりに、蓄電容量当たりの重さが相対的に軽いフレキシブルバッテリーを使うことによって、全体の重さを軽減させて軽量化を実現することができる。一例として、４０００ｍＡｈの蓄電容量を有する角形バッテリーの場合、その重さは概略１ｋｇ程度であるが、４０００ｍＡｈの蓄電容量を有するフレキシブルバッテリー１３０の重さは概略１２０ｇ程度であるので、角形バッテリーに比べて概略１／１０水準の重さでありながらも、同じ容量の蓄電容量を有することができる。
【００５４】
すなわち、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、蓄電容量当たりの重さが相対的に軽いフレキシブルバッテリー１３０を使うことによって、角形バッテリーが内蔵された従来のウェアラブルデバイスと比較して重さを顕著に減少させることができる。これに伴い、使用者が本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００を着用する場合、従来と比べて軽量化し着用感が向上することによって、活動性をより一層高めることができる。併せて、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、フレキシブルバッテリー１３０の使用を通じて軽量化が可能であるため、バンドタイプの着用部１２０、２２０を通じて着用状態が維持されるゴーグルタイプはもちろん、一対のフレーム部材タイプの着用部３２０を通じて着用状態が維持されるメガネタイプで具現されても、使用過程で着用状態が自重によって解除される可能性が顕著に減少され得る。
【００５５】
具体的には、前記フレキシブルバッテリー１３０は、図１に図示された通り、前記着用部１２０が軟質の材質からなる一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂと連結部材１２２とで構成される場合、前記一対のバンド部材１２１ａ、１２１ｂのうち少なくとも一方に内蔵され得、図２および図３に図示された通り、前記着用部２２０が、軟質の材質からなる一つの筒体で形成された両端部側が前記本体部２１０の両端にそれぞれ連結される場合、前記筒体と概略同じ長さを有して前記筒体の内部に内蔵されてもよい。
【００５６】
併せて、図４および図５に図示された通り、前記着用部３２０が二つのフレーム部材で形成される場合、前記フレキシブルバッテリー１３０は、前記二つのフレーム部材のうち少なくともいずれか一方に内蔵され得る。
【００５７】
このように、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、電源供給源であるフレキシブルバッテリーが着用部１２０、２２０、３２０側に内蔵されることによって、本体部１１０、２１０、３１０の重さを軽量化することができ、バッテリーの蓄電容量を高めるために使われるフレキシブルバッテリー１３０の全体個数を増加させるか、相対的にさらに長い長さを有するフレキシブルバッテリー１３０を使うことによって、バッテリーが内蔵された着用部１２０、２２０、３２０の全体重さが増加しても本体部１１０、２１０、３１０の重さが増加することが防止されるため、着用感が低下することを最小化しながらも自由な蓄電容量を実現することができる。
【００５８】
一方、本発明に係るウェアラブルデバイス２００、３００は、前記フレキシブルバッテリー１３０が内蔵された着用部２２０、３２０が前記本体部２１０、３１０に対して着脱可能に結合され得る。これに伴い、前記着用部２２０、３２０に内蔵されたフレキシブルバッテリー１３０の電源が一部又はすべてが消耗するか、反復的な使用によってフレキシブルバッテリー１３０の性能が低下して他のバッテリーへの取り替えが必要な場合、前記本体部２１０、３１０から着用部２２０、３２０を分離することによって他の着用部に手軽に取り替えることができる。
【００５９】
併せて、前記フレキシブルバッテリー１３０の電源が一部又はすべてが消耗して前記本体部２１０、３１０から分離された着用部２２０、３２０は、外部充電機器を通じて前記フレキシブルバッテリー１３０を再充電することによって再使用され得る。
【００６０】
このために、前記着用部２２０、３２０は、端部側に外部に露出する少なくとも一つの接触端子２２４が備えられ得、前記本体部２１０、３１０側には前記着用部２２０、３２０の端部側が挿入される収容溝２１４、３１４が形成され得る。併せて、前記収容溝２１４、３１４側には前記接触端子２２４と対応する被接触端子（図示されず）が備えられることによって、前記着用部２２０、３２０の端部が収容溝２１４、３１４に挿入された場合、前記接触端子２２４および被接触端子が互いに接触され得る。
【００６１】
ここで、前記接触端子２２４および被接触端子は、一対で備えられて正極と負極とが分離された形態でもよく、正極と負極とが統合されたマイクロピンとＵＳＢポートタイプでもよい。また、前記着用部２２０、３２０側に回路部１５０がフレキシブルバッテリー１３０と共に内蔵されることによって、前記フレキシブルバッテリー１３０の充、放電を制御することもでき、前記回路部１５０には、フレキシブルバッテリー１３０の過充電を防止するための保護回路が含まれ得る。
【００６２】
これに伴い、前記本体部２１０、３１０に内蔵された制御部は、前記本体部２１０、３１０と着用部２２０、３２０との結合時に前記フレキシブルバッテリー１３０と互いに電気的に連結されることによって、前記フレキシブルバッテリー１３０から電源の供給を受けることができる。
【００６３】
併せて、前記本体部２１０、３１０から分離された着用部２２０、３２０は、外部の充電機器から提供される電源を利用して消耗した電源が充電され得る。
【００６４】
この時、図２〜図５に図示された通り、前記着用部２２０、３２０側には前記本体部２１０、３１０と結合された状態を拘束または解除するための拘束手段が備えられ得る。これを通じて、本発明に係るウェアラブルデバイス２００、３００は、使用者が前記拘束手段を操作しないのであれば、使用者の意図によらず前記着用部２２０、３２０が本体部２１０、３１０から分離されることを防止することができる。
【００６５】
一例として、前記拘束手段は前記着用部２２０、３２０の一方に使用者の押し操作が可能なボタン２２６を含むことができ、使用者が前記ボタン２２６を押す場合、前記収容溝２１４、３１４に挿入された着用部２２０、３２０の拘束状態が解除され、前記ボタン２２６を押した力を除去する場合、元の状態に復帰するボタン方式が採用され得る。しかし、前記拘束手段はこれに限定されず、ピン挿入方式、クリップ方式、圧入方式、ねじ結合方式など、公知とされている多様な方式をすべて適用することができる。
【００６６】
一方、図１に図示された通り、前記着用部１２０が本体部１１０から分離されないように結合された場合にも、前記着用部１２０側には前記フレキシブルバッテリー１３０の充、放電を制御するための回路部１５０が内蔵され得、前記着用部１２０の一方に前記回路部１５０と連結される充電ポート（図示されず）が形成されることによって、前記充電ポートを通じてフレキシブルバッテリー１３０が再充電されてもよい。
【００６７】
また、図面に図示してはいないが、図１に適用された着用部１２０も、前述した方式と同じ方式で前記本体部１１０に着脱可能に結合されることによって、着用部１２０の取り替えが必要な場合、着用部１２０を本体部１１０から手軽に分離して取り替えることができる。
【００６８】
併せて、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、図１〜図５に図示された三つの形態の着用部１２０、２２０、３２０および本体部１１０、２１０、３１０が、互いに組み合わせられた形態で構成されてもよい。
【００６９】
一方、本発明に適用されるフレキシブルバッテリー１３０は、図６〜図８に図示された通り、電極組立体１３１が電解液と共に外装材１３７、１３８の内部に封止された形態であり得る。
【００７０】
この時、本発明に適用されるフレキシブルバッテリー１３０は、前記電極組立体１３１および外装材１３７、１３８に長さ方向に対する収縮および弛緩のためのパターン１３６、１３９がそれぞれ備えられ得、前記外装材１３７、１３８に形成される第１パターン１３９と前記電極組立体１３１に形成される第２パターン１３６とが、互いに同じ方向性を有するように備えられ得る。
【００７１】
これを通じて、図１〜図３に図示された通り、前記フレキシブルバッテリー１３０が柔軟性を有するバンド形態の着用部１２０、２２０、３２０に内蔵されて、使用過程で着用部１２０、２２０、３２０と共にベンディングされるか反りが発生しても、前記パターン１３６．１３９を通じて前記電極組立体１３１および外装材１３７、１３８を構成する機材自体の変形量が防止されるか最小化され得る。これに伴い、前記フレキシブルバッテリー１３０がベンディングされても曲がる部分で発生し得る機材自体の変形量が最小化されることによって、電極組立体１３１および外装材１３７、１３８がベンディングによって破損したり性能が低下することを防止することができる。
【００７２】
この時、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６は、互いに同じ方向性だけでなく第１パターン１３９と第２パターン１３６とが互いに一致するように配置され得る。これは、前記第１パターン１３９と第２パターン１３６とが常に同じ挙動を起こし得るようにするためである。
【００７３】
このように、本発明に適用されるフレキシブルバッテリー１３０は、前記電極組立体１３１および外装材１３７、１３８に長さ方向に対する収縮および弛緩のためのパターン１３６、１３９が互いに一致するように形成されることによって、長さ方向に対する反りが発生しても前記電極組立体１３１と外装材１３７、１３８とが全体の長さに対して常に均一な間隔または接触状態を維持することができる。これを通じて、前記フレキシブルバッテリー１３０は、前記電極組立体１３１と共に封止される電解液が全体の長さに対して均一に分布されることによって、バッテリーとしての性能が低下することを防止することができる。
【００７４】
一例として、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６は、それぞれの山部および谷部が前記外装材１３７、１３８および電極組立体１３１の幅方向と平行な方向に形成され得、前記外装材１３７、１３８および電極組立体１３１の長さ方向に沿って山部および谷部が交互に配置され得る。併せて、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６を構成する山部および谷部は、山部は山部同士に、谷部は谷部同士に互いに同じ位置に形成されることによって、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６が互いに合致され得る。
【００７５】
具体的に説明すると、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６の山部および谷部は、前記外装材１３７、１３８および電極組立体１３１の幅方向と平行な直線に対して平行な方向に形成され得、長さ方向に沿って前記山部および谷部が繰り返して配置されるように形成され得る。
【００７６】
この時、前記パターン１３６、１３９は、前記電極組立体１３１および外装材１３７、１３８の幅方向と平行な方向に連続的に形成されても、非連続的に形成されてもよく、前記電極組立体１３１および外装材１３７、１３８の全体の長さに対して形成されても、一部の長さに対して部分的に形成されてもよい。
【００７７】
ここで、前記山部および谷部は、半円を含む弧状の断面、三角や四角を含む多角断面、および弧状の断面と多角断面とが相互に組み合わせられた断面のうち、選択されたいずれか一つの断面を有するように備えられ得、それぞれの山部および谷部は、同じピッチおよび幅を有するように備えられてもよいが、互いに異なるピッチおよび幅を有するように備えられてもよい。
【００７８】
これを通じて、前記外装材１３７、１３８および電極組立体１３１が曲がった状態で前記着用部１２０、２２０、３２０側に内蔵されても、前記パターン１３６、１３９を通じて機材自体に加えられる疲労度を減らして破損することを防止したりバッテリーとしての性能が低下することを防止することができる。
【００７９】
一方、前記第１パターン１３９および第２パターン１３６は、互いに隣り合う山部間の間隔または谷部間の間隔が同じ間隔で形成されてもよく、互いに異なる間隔を有するように備えられてもよく、同じ間隔と互いに異なる間隔が組み合わせられた形態で備えられてもよい。
【００８０】
併せて、前記外装材１３７、１３８に形成される第１パターン１３９は、前記外装材１３７、１３８の表面の全体に形成されてもよいが、部分的に形成されてもよい。
【００８１】
前記電極組立体１３１は、前記外装材１３７、１３８の内部に電解液と共に封止されるものであって、正極１３２、負極１３４および分離膜１３３を含む。
【００８２】
前記正極１３２は、正極集電体１３２ａおよび正極活物質１３２ｂを含むことができ、前記負極１３４は、負極集電体１３４ａおよび負極活物質１３４ｂを含むことができ、前記正極集電体１３２ａおよび負極集電体１３４ａは、所定の面積を有する板状のシート形態で具現され得る。
【００８３】
すなわち、前記正極１３２および負極１３４は、それぞれの集電体１３２ａ、１３４ａの一面または両面に活物質１３２ｂ、１３４ｂが圧着または蒸着されるか塗布され得る。この時、前記活物質１３２ｂ、１３４ｂは、集電体１３２ａ、１３４ａの全面積に対して備えられてもよく、一部の面積に対して部分的に備えられてもよい。
【００８４】
また、前記正極集電体１３２ａおよび負極集電体１３４ａは、それぞれの本体から外部装置との電気的な連結のための負極端子１３５ａおよび正極端子１３５ｂがそれぞれ形成され得る。ここで、前記正極端子１３５ｂおよび負極端子１３５ａは、前記正極集電体１３２ａおよび負極集電体１３４ａから延びて外装材１３７、１３８の一方に突出する形態で備えられてもよく、外装材１３７、１３８の表面上に露出するように備えられてもよい。
【００８５】
この時、前記正極活物質１３２ｂおよび負極活物質１３４ｂは、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）成分を含有することができる。これを通じて、前記フレキシブルバッテリー１３０がベンディングされても、前記正極活物質１３２ｂおよび負極活物質１３４ｂがベンディングによりそれぞれの集電体１３２ａ、１３４ａから剥離されたりクラックが発生することを防止することができる。
【００８６】
一方、前記正極１３２と負極１３４との間に配置される分離膜１３３は、不織布層１３３ａの一面または両面にナノ繊維ウェブ層１３３ｂを含むことができる。
【００８７】
ここで、前記ナノ繊維ウェブ層１３３ｂは、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）ナノ繊維およびポリビニリデンフルオライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）ナノ繊維のうち選択された１種以上を含有したナノ繊維であり得る。
【００８８】
好ましくは、前記ナノ繊維ウェブ層１３３ｂは、放射性および均一な気孔の形成を確保するためにポリアクリロニトリルナノ繊維だけで構成され得る。
【００８９】
前記外装材１３７、１３８は、一定の面積を有する板状の部材で形成され得、内部に前記電極組立体１３１および電解液を収容することによって外力から前記電極組立体１３１を保護することができる。
【００９０】
一例として、前記外装材１３７、１３８は、一対の第１外装材１３７および第２外装材１３８で備えられ得、互いに当接する縁側が接着剤を通じて密封されることによって、内部に収容された前記電解液および電極組立体１３１の外部露出を防止すると共に、前記電解液が外部に漏れることを防止することができる。
【００９１】
このような外装材１３７、１３８は、前記第１外装材１３７および第２外装材１３８が二つの部材で形成された後、前記密封部を構成する縁側がすべて接着剤を通じて密封されてもよく、一つの部材で形成されて幅方向または長さ方向に沿って二つ折りにされた後、当接する残りの部分が接着剤を通じて密封されてもよい。
【００９２】
一方、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００は、増強現実機能と仮想現実機能とを兼ねることができる形態で具現されてもよく、増強現実機能と仮想現実機能とが統合された形態でもよく、スマートフォンと連動した情報がディスプレイユニットに表示されてもよい。併せて、本発明に係るウェアラブルデバイス１００、２００、３００が仮想現実機器で具現される場合、仮想現実機能を有するスマートフォンが前記本体部１１０、２１０、３１０に着脱可能に結合される形態で具現され得る。このような場合、前記本体部に含まれたディスプレイユニットは省略され得、前記本体部に結合されたスマートフォンが前記ディスプレイユニットの役割を代替できる。
【００９３】
以上で本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一思想範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって、他の実施例を容易に提案できるであろうが、これも本発明の思想範囲内に入ると言える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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