KR20210073793A

KR20210073793A - 에너지를 수집하기 위한 구조를 갖는 전자 장치

Info

Publication number: KR20210073793A
Application number: KR1020190164433A
Authority: KR
Inventors: 이상헌; 안성진; 오부근; 이재연
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-06-21
Also published as: US20210184601A1; US11533005B2; WO2021118120A1

Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 1 면을 형성하는 제 1 커버와 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 2 면을 형성하는 제 2 커버를 포함하는 하우징 구조; 상기 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이; 상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조; 상기 공간에 위치하는 배터리; 및 상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 상기 전류의 적어도 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함할 수 있다. 그 외에도, 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

에너지를 수집하기 위한 구조를 갖는 전자 장치{A electronic device with a structure for harvesting energy}

다양한 실시예는 에너지를 수집(harvesting)하도록 구성된 전자 장치에 관한 것이다.

전자 장치는 압전 소자(piezoelectric element)를 이용하여 접촉(contact) 입력으로부터 에너지를 수집하거나, 전자기 유도 방식 또는 정전기 유도 현상을 이용하여 소리 또는 진동으로부터 에너지를 수집할 수 있다. 전자 장치는, 수집된 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있다.

접촉 입력 또는 음향 입력으로부터 유효하게 에너지가 수집될 수 있다. 하지만, 상기 입력들로부터 동시에 에너지 수집하는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 접촉 입력이 음향 입력으로부터 에너지를 수집하는 것에 방해 요소로 작용할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 접촉 입력 및 음향 입력으로부터 전기 에너지를 수집하는 구조를 갖는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는, 접촉 입력 및 음향 입력이 동시에 발생되는 상황에서도, 전기 에너지를 수집하는 구조를 갖는 전자 장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 디스플레이가 접촉(contact)(예: 터치, 드래그, 또는 스크롤)되는 동안, 음향 에너지를 전기 에너지로 전환할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 1 면을 형성하는 제 1 커버와 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 2 면을 형성하는 제 2 커버를 포함하는 하우징 구조; 상기 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이; 상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조; 상기 공간에 위치하는 배터리; 및 상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 상기 전류의 적어도 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 힌지 구조; 상기 전자 장치의 제 1 면의 일부를 형성하는 제 1 전면 커버와 상기 전자 장치의 제 2 면의 일부를 형성하는 제 1 후면 커버를 포함하는 제 1 하우징 구조; 상기 힌지 구조를 통해 회동 가능하게 상기 제 1 하우징 구조와 결합되고, 상기 제 1 면의 다른 일부를 형성하는 제 2 전면 커버와 상기 제 2 면의 다른 일부를 형성하는 제 2 후면 커버를 포함하는 제 2 하우징 구조; 상기 제 1 하우징 구조 및 상기 제 2 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이; 상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조; 상기 공간에 위치하는 배터리; 및 상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 내부 음원(예: 내장 스피커) 및/또는 외부 음원으로부터 발생된 음향과 디스플레이에 대한 접촉 입력(예: 손가락 또는 펜 터치 입력)으로부터 전기 에너지를 동시에 수집할 수 있다.

도 1은, 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블럭도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치(400)의 분해 사시도이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 일 실시예에 따른 에너지 수집 소자의 단면도이다.
도 6a는 음향 입력의 인가 시 도 5의 진동 막의 진동 상태를 나타내는 도면이고, 도 6b는 음향과 접촉 입력이 동시 인가 시 도 5의 진동 막의 진동 상태를 나타내는 도면이다.
도 7a는, 다양한 실시예에 따른, 격자화된 에너지 수집 구조의 분해 사시도 및 충전 회로의 블록 구성도이고, 도 7b 는 에너지 수집 구조가 결합된 상태에서 AA’ 방향으로 절단해서 본 단면도이고, 도 7c 는 에너지 수집 구조가 결합된 상태에서 BB’ 방향으로 절단해서 본 단면도이고, 도 7d는 음향과 접촉 입력이 동시 인가 시 진동 막의 진동 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 격자화된 에너지 수집 구조와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 다양한 실시예에 따른, 이중 층(dual layer) 구조의 격자화된 진동 막을 갖는 에너지 수집 구조의 분해 사시도이다.
도 10은, 다양한 실시예에 따른, 에너지 수집, 소음 측정 및 접촉 인식을 지원하도록 구성된 전자 장치의 블록 구성도이다.
도 11은, 손 터치 입력 시, 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 펜 터치 입력 시, 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 폴더블 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 폴더블 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(1400)의 소음 측정 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다양한 실시예에 따른 소음 측정을 위한 동작들(1500)을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1 은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 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. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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)는 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. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(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)는, 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. 일 실시예에 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)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 접촉을 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 접촉에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 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. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일 실시예에 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. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 기반하여 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 는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.

전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.

배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전원 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어^TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도 3 은 일 실시예에 따른 전자 장치(300)의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 측면 베젤 구조(310), 제 1 지지부재(311)(예: 브라켓), 전면 플레이트(또는, 제 1 커버)(320)(예: 글라스(glass)), 디스플레이(330), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지부재(360)(예: 리어 케이스), 후면 플레이트(또는, 제 2 커버)(380), 및 에너지 수집 구조(370)를 포함할 수 있다. 전면 플레이트(320)는 제 1 방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제 1 면(또는 전면)을 형성할 수 있고, 후면 플레이트(380)은 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제 2 면(또는 후면)을 형성할 수 있고, 측면 베젤 구조(310)는 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 면, 상기 제 2 면, 및 상기 측면을 포함하는 구조를 하우징 구조로 지칭할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.

제 1 지지부재(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 디스플레이(330)는 전면을 통해 노출될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 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(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.

배터리(350)는 전자 장치(300)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(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 에너지 수집 구조(370)는, 제 1 커버(320) 위에서 제 1 면을 마주하고 볼 때, 디스플레이(330) 아래에 배치되고, 제 1 면에 대한 접촉 및/또는 전자 장치(300) 외부 또는 내부(예: 음향 출력 장치(155))에서 발생된 음향(또는, 소리)으로부터 전기 에너지(예: 전류(단위 시간당 흐르는 전하 량)에 의해 만들어지는 에너지)를 수집하도록 구성될 수 있다. 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(210))는 예컨대, 인쇄 회로 기판(340)에 장착되며, 에너지 수집 구조(370)에 의해 수집된 전기 에너지를 이용하여 배터리(350)를 충전하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 수집 구조(370)는 디스플레이(330)와 하나의 모듈로 구성될 수도 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치(400)의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면, 일 실시 예에서, 전자 장치(400)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 힌지 구조(410), 힌지 구조(410)를 통해 회동(rotating) 가능하게 결합되는 한 쌍의 하우징 구조(420)(예: 폴더블 하우징 구조), 하우징 구조(420)의 접힘 가능한 부분을 커버하는 힌지 커버(430), 하우징 구조(420)에 의해 형성된 공간에 배치되는 디스플레이(440)(예: 플렉서블(flexible) 디스플레이, 폴더블(foldable) 디스플레이 또는 제1디스플레이), 에너지 수집 구조(450), 지지부재 어셈블리(460), 인쇄 회로 기판(470), 제 1 배터리(481), 및 제 2 배터리(482)를 포함할 수 있다. 본 문서에서, 디스플레이(440)가 배치된 면은 전자 장치(400)의 제 1 면(또는, 전면)으로 정의될 수 있으며, 제 1 면의 반대 면은 전자 장치(400)의 제 2 면(또는, 후면)으로 정의될 수 있다. 또한 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 면은 전자 장치(400)의 측면으로 정의될 수 있다.

일 실시 예에서, 하우징 구조(420)는 제 1 하우징 구조(421)와 제 2 하우징 구조(422)를 포함할 수 있다. 제 1 하우징 구조(421)는 제 1 전면 커버(421a), 제 1 측면 베젤 구조(421b), 및 제 1 후면 커버(421c)를 포함할 수 있다. 제 2 하우징 구조(422)는 제 2 전면 커버(422a), 제 2 측면 배젤 구조(422b), 및 제 2 후면 커버(422c)를 포함할 수 있다. 제 1 전면 커버(421a)와 제 2 전면 커버(422a)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 일체의 전면 커버(421a, 422a)는 플렉서블하고 투명 재질의 소재(예: CPI(Colorless PolyImide))로 구현될 수 있다. 하우징 구조(420)는 도 4에 도시된 형태 및 결합으로 제한되지 않으며, 다른 형상이나 부품의 조합 및/또는 결합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 1 측면 베젤 구조(421b)와 제 1 후면 커버(421c)가 일체로 형성될 수 있고, 제 2 측면 배젤 구조(422b)와 제 2 후면 커버(422c)가 일체로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 제 1 하우징 구조(421)와 제 2 하우징 구조(422)는 폴딩 축(A 축)을 중심으로 양측에 배치되고, 폴딩 축(A 축)에 대하여 전체적으로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 하우징 구조(421) 및 제 2 하우징 구조(422)는 전자 장치(400)의 상태가 펼침 상태(opened mode 또는 unfolding state)인지, 접힘 상태(closed mode 또는 folding state), 또는 중간 상태임에 따라 서로 이루는 각도나 거리가 달라질 수 있다. 펼침 상태에서, 제 1 전면 커버(421a)와 제 2 전면 커버(422a)는 서로 동일한 제 1 방항으로 향하고 제 1 후면 커버(421c)와 제 2 후면 커버(422c) 또한, 제 1 방향과 반대되며 서로 동일한 제 2 방향으로 향할 수 있다. 접힘 상태에서 제 1 전면 커버(421a)와 제 2 전면 커버(422a)는 마주할 수 있다.

일 실시예에서, 에너지 수집 구조(450)는, 펼침 상태에서 제 1 면을 마주하고 볼 때, 디스플레이(440) 아래에 배치되고, 제 1 면에 대한 접촉 및/또는 전자 장치(400) 내부 또는 외부에서 발생된 음향으로부터 전기 에너지를 수집하도록 구성될 수 있다. 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(210))는 예컨대, 인쇄 회로 기판(470)에 장착되며, 에너지 수집 구조(450)에 의해 수집된 전기 에너지를 이용하여 제 1 배터리(481) 및/또는 제 2 배터리(482)를 충전하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 수집 구조(450)는 디스플레이(440)와 하나의 모듈로 구성될 수도 있다.

지지부재 어셈블리(460)는 제1지지 부재(461)(예: 제1지지 플레이트), 제2지지 부재(462)(예: 제2지지 플레이트), 제1지지 부재(461)과 제2지지 부재(462) 사이에 배치되는 힌지 구조(410), 힌지 구조(464)를 외부에서 볼 때, 이를 커버하는 힌지 커버(430), 및 제1지지 부재(461)와 제2지지 부재(462)를 가로지르는 적어도 하나의 배선 부재(463)(예: 연성 회로 기판(FPCB; flexible printed circuit board))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 지지부재 어셈블리(460)는 에너지 수집 구조(450)와 인쇄 회로 기판(470) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 제 1 지지 부재(461)는 디스플레이(440)의 제 1 영역(441)과 제1인쇄 회로 기판(471) 사이에 배치될 수 있다. 제 2지지 부재(462)는 디스플레이(440)의 제 2 영역(442)과 제 2 인쇄 회로 기판(472) 사이에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 지지부재 어셈블리(460)의 내부에는 배선 부재(463)와 힌지 구조(410)의 적어도 일부가 배치될 수 있다. 배선 부재(463)는 제 1 지지 부재(461)와 제 2지지 부재(462)를 가로지르는 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 배선 부재(463)는 디스플레이(440)의 폴딩 영역(443)의 폴딩 축(예: Y축)에 수직한 방향(예: X축 방향)으로 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(470)은 제 1 지지 부재(461) 측에 배치되는 제 1 인쇄 회로 기판(471) 및 제 2 지지 부재(462) 측에 배치되는 제 2 인쇄 회로 기판(472)을 포함할 수 있다. 제 1 인쇄 회로 기판(471)과 제 2 인쇄 회로 기판(472)은 하우징 구조(420) 내부에 형성된 공간에 배치될 수 있다. 제 1 인쇄 회로 기판(471)과 제 2 인쇄 회로 기판(472)에는 전자 장치(400)의 다양한 기능을 구현하기 위한 부품들이 실장될 수 있다.

일 실시 예에서, 제 1 하우징 구조(421)의 제 1 공간에는 제 1 인쇄 회로 기판(471), 제 1 배터리(481), 센서 모듈(491)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 또는 카메라 모듈(492)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)를 포함할 수 있다. 제 2 하우징 구조(422)의 제 2 공간에는 제 2 인쇄 회로 기판(472) 및 제 2 배터리(482)을 포함할 수 있다. 제 2 하우징 구조(422)의 제 2 공간에는 서브 디스플레이(493)(또는, 제 2 디스플레이)가 배치될 수 있다. 서브 디스플레이(493)는 제 2 후면 커버(422c)의 적어도 일부 영역을 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치될 수 있다.

도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 일실시예에 따른 에너지 수집 소자(500)의 단면도이다.

도 5a를 참조하면, 에너지 수집 소자(element) (500)(예: 도 3의 에너지 수집 구조(370) 또는 도 4의 에너지 수집 구조(450))는, 진동 막(또는, 제 1 전극)(510), 전극(또는, 제 2 전극)(520), 및 진동 막(510)과 전극(520) 사이에 공간(530)을 형성하도록 하는 스페이서(spacer; 540)를 포함할 수 있다. 스페이서(540)는 절연 소재(예: 고무 또는 플라스틱)로 구현될 수 있다. 스페이서(540)는 진동 막(510) 및 전극(520)에 부착되기 위한 점착성의 바인더(binder)를 더 포함할 수 있다.

진동 막(510)은 양전하 대전 부재(511) 및 음전하 대전 부재(512)를 포함할 수 있다. 전자 장치의 디스플레이가 배치된 전면(예: 도 3의 전자 장치(300)의 전면 또는 도 4의 전자 장치(400)의 전면)을 마주하고 볼 때, 진동 막(510)은 디스플레이 아래에 위치하고(예: 진동을 위한 공간을 가지도록 별도의 스페이서를 통해 디스플레이에 부착되고) 전극(520)은 진동 막(510) 아래에 위치할 수 있다. 음전하 대전 부재(512)는 양전하 대전 부재(511)와 전극(520) 사이에 배치될 수 있다.

양전하 대전 부재(511)는 대전열(order of electrification)에서 양전하로 대전이 쉽고 전도도(conductivity)가 높은 금속 소재(예: 알루미늄, 구리)로 구현될 수 있다. 음전하 대전 부재(512)는 대전열에서 양전하 대전 부재(511)보다 상대적으로 음전하로 대전이 쉬운 고분자 소재(예: PVDF(polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), 또는 PTFE(polytetrafluoroethylene))로 구현되며, 양전하 대전 부재(511)에 부착될 수 있다.

진동 막(510)은 스페이서(540)를 통해 전극(520)과 공간적으로 분리될 수 있다. 양전하 대전 부재(511)와 전극(520)은 충전 회로(550)에 전기적으로 연결될 수 있다.

다양한 실시예에서, 양전하 대전 부재(511)는 제 1 양전하 대전 부재 그리고 전극(520)은 제 2 양전하 대전 부재로 지칭될 수 있다.

진동 막(510)으로 외부의 힘(예: 음향 및/또는 접촉 입력)이 전달되면, 진동 막(510)은 상하로 진동하고 이에 따라 전류가 생산되어 충전 회로(550)로 전달될 수 있다. 충전 회로(550)(예: 도 2의 충전 회로(210))는, 생산된 전류를 이용하여 배터리(예: 도 2의 배터리(189))를 충전할 수 있다. 전류의 생산 매커니즘은 다음과 같다.

도 5b를 참조하면, 진동 막(510)이 외부의 힘(560)에 의해 제 2 양전하 대전 부재(520)에 접촉 또는 마찰하게 되면, 진동 막(510)의 음전하 대전 부재(512)는 음전하로 대전될 수 있고 제 2 양전하 대전 부재(520)는 양전하로 대전될 수 있다. 이 과정은 접촉/마찰 대전(triboelectrification) 에 의한 것으로, 전자는 제 2 양전하 대전 부재(520)와 음전하 대전 부재(512)가 접촉하는 부분을 통해 음전하 대전 부재(512)로 이동하고 그 결과 음전하 대전 부재(512)와 제 1 양전하 대전 부재(511)는 각각 음전하 또는 양전하를 띠게 된다.

도 5c를 참조하면, 진동 막(510)이 제 2 양전하 대전 부재(520)에서 멀어지면, 진동 막(510)과 제2 양전하 대전 부재(520) 사이의 접촉 영역의 감소 및/또는 충전 회로(550)를 통해 제2양전하 대전 부재(520)와 연결되어 있는 양전하 대전 부재(511)의 전위가 상대적으로 낮음으로 인하여, 제 2 양전하 대전 부재(520)에 모였던 양전하는 충전 회로(550)를 통해 제 1 양전하 대전 부재(511)로 이동한다. 이에 따라, 제 1 양전하 대전 부재(511)로 향하는 전류가 충전 회로(550)에 인가될 수 있다.

도 5d를 참조하면, 진동 막(510)이 제 2 양전하 대전 부재(520)에 다시 접근/접촉하면, 접촉 영역의 증가 및/또는 외부 회로(550)를 통해 양전하 대전 부재(511)와 연결되어 있는 제 2양전하 대전 부재(520)의 전위가 상대적으로 낮음으로 인하여, 양전하 대전 부재(511)에 과잉한 양전하는 다시 충전 회로(550)를 통해 제 2 양전하 대전 부재(520)로 이동한다. 이에 따라, 반대 방향의 (제 2 양전하 대전 부재(520)로 향하는) 전류가 충전 회로(550)에 인가될 수 있다. 접촉 입력 및 음향 입력이 지속되면, 에너지 수집 소자(500)는, 도 5c의 상태와 도 5d의 상태를 반복함에 따라, 교류 전류를 생산할 수 있다.

도 6a는 음향 입력의 인가 시 진동 막(510)의 진동 상태를 나타내는 도면(610)이고, 도 6b는 음향과 접촉 입력이 동시 인가 시 진동 막(510)의 진동 상태를 나타내는 도면(620)이다.

도 6a를 참조하면, 음향 입력(611)이 진동 막(510)으로 전달되고 이에 따라 진동 막(510)이 상하 진동함으로써 교류 전류가 발생될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 진동 막(510)으로 접촉 입력(621)의 압력(예: touch force)이 전달될 수 있다. 접촉 입력(621)에 대한 반작용으로 장력(tension)이 발생되고 진동 막(510) 전체로 전파(spread)될 수 있다. 접촉 입력(621)이 해제되지 않아 장력이 유지되고 있는 동안, 음향 입력(622)이 진동 막(510)으로 전달될 경우, 진동 막(510) 진동의 진폭은 상기 장력 때문에 도 6a의 상태와 비교하여 감소할 수 있다. 진폭 감소는 진동 막(510)과 전극(520) 간의 양전하 이동의 감소를 야기할 수 있다. 이에 따라, 전류가 감소하여 음향 입력(622)에 대한 에너지 수집 능력이, 접촉 입력(621) 없이 음향 입력(622)만이 진동 막(510)에 인가될 때와 비교하여, 저하될 수 있다.

도 7a는, 다양한 실시예에 따른, 격자화된 에너지 수집 구조(700)의 분해 사시도 및 충전 회로(780)의 블록 구성도이고, 도 7b는 에너지 수집 구조(700)가 결합된 상태에서 AA’ 방향으로 절단해서 본 단면도이고, 도 7c는 에너지 수집 구조(700)가 결합된 상태에서 BB’ 방향으로 절단해서 본 단면도이고, 도 7d는 음향과 접촉 입력이 동시 인가 시 진동 막(710)의 진동 상태를 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 도 5와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.

도 7a, 7b, 및 7c를 참조하면, 에너지 수집 구조(700)(예: 도 3의 에너지 수집 구조(370) 또는 도 4의 에너지 수집 구조(450))는, 복수 개의 에너지 수집 소자를 격자 형태로 구성한 에너지 수집 모듈일 수 있다. 에너지 수집 구조(700)는 제 1 양전하 대전 부재(711)와 음전하 대전 부재(712)를 포함하는 진동 막(또는, 제 1 전극)(710), 제 2 양전하 대전 부재(또는, 제 2 전극)(720), 및 스페이서(730)를 포함할 수 있다.

제 1 양전하 대전 부재(711)는, 지정된 형태(예: 사각형)를 가지고 규칙적으로 배열된 다수의 양전하 격자들(또는, 양전하 셀(cell)들)(711a) 및 인접된 양전하 격자들을 잇는 다수의 연결부들(711b)을 포함할 수 있다. 연결부들(711b)은 기하학적으로 병목(bottleneck)과 같은 형태일 수 있다.

음전하 대전 부재(712)는 지정된 형태(예: 양전하 격자와 동일한 형태)를 가지고 양전하 격자들(711a)과 동일하게 배열된 복수의 음전하 격자들(또는, 음전하 셀(cell)들)(712a, 712b, 712c, 712d)을 포함할 수 있다. 음전하 격자들(712a, 712b, 712c, 712d)은, 제 1 양전하 대전 부재(711)와 제 2 양전하 대전 부재(720) 사이에 위치하되, 양전하 격자들((711a) 에 각각 부착될 수 있다.

스페이서(730)는 제 1 양전하 대전 부재(711) 위에 위치하는 제 1 스페이서(731) 및 제 1 양전하 대전 부재(711) 아래에 위치하는 제 2 스페이서(732)를 포함할 수 있다.

제 1 스페이서(731)는 연결부들(711b)의 상부에 부착됨으로써 양전하 격자들(711a)이 진동 시에 연결부들(711b)을 고정하는 제 1 고정부들(731a, 731b, 731c, 731d, 731e)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 연결부들(711b-1, 711b-2, 711b-3)의 상부가 제 1 고정부들(731a, 731b, 731c)에 부착될 수 있다. 제 1 스페이서(731)는 양전하 격자들(711a)이 위로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 제 1 공간들(또는, 상부 공간들)(740)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 양전하 격자들(711a-1, 711a-2)이 위로 이동될 수 있는 제 1 공간들(741, 742, 743, 744)이 제 1 스페이서(731) 내부에 형성될 수 있다.

제 2 스페이서(732)는 연결부들(711b)의 하부에 부착됨으로써 양전하 격자들(711a)이 진동 시에 연결부들(711b)을 고정하는 제 2 고정부들(732a, 732b, 732c, 732d, 732e)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 연결부들(711b-1, 711b-2, 711b-3)의 하부가 제 2 고정부들(732a, 732b, 732c)에 부착될 수 있다. 제 2 스페이서(732)는 양전하 격자들(711a)이 아래로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 제 2 공간들(또는, 하부 공간들)(750)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 양전하 격자들(711a-1, 711a-2)이 아래로 이동될 수 있는 제 2 공간들(751, 752,753,754)이 제 2 스페이서(732) 내부에 형성될 수 있다.

제 1 양전하 대전 부재(711)와 제 2 양전하 대전 부재(720)는 충전 회로(780) 에 연결될 수 있다. 진동 막(710)에 외부의 힘(예: 음향 및/또는 접촉 입력)이 인가되면, 진동 막(570)은 상하로 진동하고 이에 따라 교류 전류가 충전 회로(780)에 인가될 수 있다. 충전 회로(780)(예: 도 2의 충전 회로(210))는, 인가된 교류 전류를 이용하여 배터리(790)(예: 도 2의 배터리(189))를 충전할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 회로(780)는 에너지 수집 구조(700)로부터 입력되는 전하의 흐름을 교류에서 직류로 변환하는 정류기(781), 정류기(781)를 통해 에너지 수집 구조(700)로부터 입력된 전하를 충전하는 축전기(782), 및 축전기(782)에서 방전되는 전하의 전압을 지정된 전압으로 변환하여 배터리(790)를 충전하는 컨버터(783)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 진동 막(710)은 격자(또는, 셀) 단위로 세분화되고 격자들은 각각 스페이서(730)에 의해 독립적으로 진동할 수 있다. 도 7d를 참조하여 예시하자면, 접촉 입력(760)에 대한 반작용으로 양전하 격자(711a-1)에서 장력이 발생되지만 연결부들(711b)이 스페이서(730)에 고정됨에 따라 다른 양전하 격자(711a-2)로 전파되지 않을 수 있다. 따라서, 다른 양전하 격자(711a-2)는, 장력의 영향 없이, 음향 입력(770)에 의해 진동할 수 있다. 결과적으로, 에너지 수집 구조(700)는, 진동 막(710)으로 접촉 입력이 전달되는 동안에도, 음향 입력으로부터 전기 에너지를 수집하여 충전 회로(780)에 전달할 수 있다.

다양한 실시예에서, 도 7의 에너지 수집 구조(700)는 주변 소음의 측정을 지원할 수 있다. 예를 들어, 에너지 수집 구조(700)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서는 진동 막(710)의 진동에 따라 생성된 전기 에너지를 에너지 수집 구조(700)로부터 획득하고, 획득된 전기 에너지에 기반하여 주변 소음의 세기를 측정하고, 측정된 세기 값(예: 데시벨(dB))을 디스플레이를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

도 8은 격자화된 에너지 수집 구조와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 제 1 에너지 수집 구조(810)는 격자화되지 않은 예컨대, 도 5의 에너지 수집 소자(500)일 수 있다. 제 2 에너지 수집 구조(820)는 격자화된 예컨대, 도 7의 에너지 수집 구조(700)일 수 있다.

제 1 시간 구간(830)에서 음향 입력(840)이 에너지 수집 구조들(810, 820)의 진동 막으로 전달될 수 있다. 제 1 에너지 수집 구조(810)의 음향 입력(840)으로부터 에너지 수집 능력은, 제 2 에너지 수집 구조(820)의 음향 입력(840)으로부터 에너지 수집 능력과 동일할 수 있다. 예컨대, 제 1 에너지 수집 구조(810)에서 단위 시간 당 생산하는 전기 에너지(예: 전류에 의해 만들어지는 에너지)는, 제 2 에너지 수집 구조(820)에서 단위 시간 당 생산하는 전기 에너지와 동일할 수 있다.

제 2 시간 구간(850)에서 음향 입력(840)과 접촉 입력(860)이 에너지 수집 구조들(810, 820)의 진동 막으로 전달될 수 있다. 제 1 에너지 수집 구조(810)에서는 접촉 입력(860)에 의한 장력이 진동 막 전체로 전파(spread)되어 에너지 수집 능력이 저하될 수 있다. 제 2 에너지 수집 구조(820)에서는 장력이, 접촉 입력(860)이 인가된 격자(들)로 제한되고 다른 격자들로 전파되지 않을 수 있다. 이에 따라 제 2 에너지 수집 구조(820)는 음향 입력(840)으로부터 에너지를 수집할 수 있다. 예를 들어, 음향 입력(840)이 동일한 세기로 유지되고 있고 접촉 해제되지 않은 채 접촉 입력(860)이 유지되고 있는 것으로 가정했을 때, 제 2 에너지 수집 구조(820)가 제 2 시간 구간(850)에서 단위 시간 당 생산하는 전기 에너지가, 제 1 에너지 수집 구조(810)가 제 2 시간 구간(850)에서 단위 시간당 생산하는 전기 에너지보다 많을 수 있다.

도 9는, 다양한 실시예에 따른, 이중 층(dual layer) 구조의 격자화된 진동 막을 갖는 에너지 수집 구조(900)의 분해 사시도이다. 설명의 편의상, 도 7과 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.

도 9를 참조하면, 에너지 수집 구조(900)(예: 도 3의 에너지 수집 구조(370) 또는 도 4의 에너지 수집 구조(450))는, 제 1 양전하 대전 부재(911)와 음전하 대전 부재(912)를 포함하는 진동 막(또는, 제 1 전극)(910), 제 2 양전하 대전 부재(또는, 제 2 전극)(920), 및 스페이서(930)를 포함할 수 있다.

제 1 양전하 대전 부재(911)는 제 1 층(또는, 상층)에 제 3 방향(예: 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향과 수직 방향)으로 배열된 다수의 제 1 라인들(또는, 하층 라인들)(911a)과 제 2 층(또는, 하층)에 상기 제 3 방향과 교차하는 제 4 방향으로 배열된 다수의 제 2 라인들(또는, 상층 라인들)(911b)을 포함할 수 있다. 제 1 라인들(911a) 및 제 2 라인들(911b)은 다수의 양전하 격자들과 인접된 양전하 격자들을 잇는 다수의 연결부들을 포함할 수 있다.

음전하 대전 부재(912)는 제 1 라인들(911a)의 양전하 격자들에 부착되는 제 1 음전하 격자들(912a)과 제 2 라인들(911b)의 양전하 격자들에 부착되는 제 2 음전하 격자들(912b)을 포함할 수 있다.

스페이서(930)는 제 1 라인들(940) 위에 위치하는 제 1 스페이서(931), 제 1 라인들(940)과 제 2 라인들(950) 사이에 위치하는 제 2 스페이서(932), 및 제 2 라인들(950) 아래에 위치하는 제 3 스페이서(933)를 포함할 수 있다.

제 1 스페이서(931)는 제 1 라인들(911a)의 연결부들(A)의 상부에 부착됨으로써 제 1 라인들(911a)의 양전하 격자들이 진동 시에 제 1 라인들(911a)의 연결부(A)들을 고정하는 고정부들(B)을 포함할 수 있다. 제 1 스페이서(931)는 제 1 라인들(911a)의 양전하 격자들이 위로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(C)과 제 2 라인들(911b)의 양전하 격자들이 위로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(D)을 형성할 수 있다.

제 2 스페이서(932)는 제 1 라인들(911a)의 연결부들(A)의 하부 및 제 2 라인들(911b)의 연결부들(E)의 상부에 부착됨으로써 라인들(911a, 911b)의 양전하 격자들이 진동 시에 라인들(911a, 911b)의 연결부들(A, E)을 고정하는 고정부들(F)을 포함할 수 있다. 제 2 스페이서(932)는 제 1 라인들(911a)의 양전하 격자들이 아래로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(G)과 제 2 라인들(911b)의 양전하 격자들이 위로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(H)을 형성할 수 있다.

제 3 스페이서(933)는 제 2 라인들(911b)의 연결부들(E)의 하부에 부착됨으로써 제 2 라인들(911b)의 양전하 격자들이 진동 시에 제 2 라인들(911b)의 연결부들(E)을 고정하는 고정부들(I)을 포함할 수 있다. 제 3 스페이서(933)는 제 1 라인들(911a)의 양전하 격자들이 아래로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(J)과 제 2 라인들(911b)의 양전하 격자들이 아래로 이동될 수 있게 하기 위한 격자화된 공간들(K)을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 진동 막(910)은 격자(또는, 셀) 단위로 세분화되고 각 격자는 스페이서(930)에 의해 독립적으로 진동할 수 있다. 예를 들어, 격자들 중 일부에 접촉 입력이 전달되어 장력이 발생되더라도 이러한 장력이 스페이서(930)에 의해 상기 일부에 제한될 수 있다. 이에 따라, 다른 격자들은 장력의 영향 없이 음향 입력에 의해 진동할 수 있고 결과적으로 에너지 수집 구조(900)는, 진동 막(910)에 접촉 입력이 가해지는 동안에도, 음향 입력으로부터 에너지를 수집하여 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(210))에 전달할 수 있다.

다양한 실시예에서, 도 9의 에너지 수집 구조(900)는 주변 소음의 측정을 지원할 수 있다. 도 9의 에너지 수집 구조(900)는 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(330) 또는 도 4의 디스플레이(440))에 내장된 터치 회로를 대신하여 또는 보조 수단으로 접촉 인식을 지원할 수도 있다. 구체적으로 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은, 다양한 실시예에 따른, 에너지 수집, 소음 측정 및 접촉 인식을 지원하도록 구성된 전자 장치(1000)의 블록 구성도이다. 설명의 편의상, 도 7 및 도 9와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다. 도 10을 참조하면, 전자 장치(1000)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 에너지 수집 구조(1010), 스위치(1020), ADC(analog digital converter)(1030), 충전 회로(1040), 및 프로세서(1050)를 포함할 수 있다. ADC(1030)는, 별도의 모듈로 구성된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(1050)에 내장된 회로일 수도 있다.

에너지 수집 구조(1010)(예: 도 9의 에너지 수집 구조(900))의 제 1 양전하 대전 부재(1011, 1012)는, X축 라인들(또는, strips)(1011(x0, x1, x2, x3, x4))(예: 도 9의 제 1 라인들(911a))과 Y축 라인들(1012(y0, y1, y2, y3, y4))(예: 도 9의 제 2 라인들(911b))을 포함할 수 있다. 라인들(1011, 1012)은 스위치(1020)을 통해 충전 회로(1040) 또는 프로세서(1050)에 연결될 수 있다. 도시하지는 않지만, 에너지 수집 구조(1010)의 제 2 양전하 대전 부재(예: 도 9의 제 2 양전하 대전 부재(920))는 ADC(1030)와 충전 회로(1040)에 연결될 수 있다.

스위치(1020)는 에너지 수집 구조(1010)를 충전 회로(1040) 또는 프로세서(1050)에 연결할 수 있다. 예를 들어, 스위치(1020)는 라인들(1011, 1012)을 하나씩 순차적으로 프로세서(1050)에 연결하거나 라인들(1011, 1012) 모두를 충전 회로(1040)에 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 스위치(1020)는 제 1 스위치(1021)와 제 2 스위치(1022)를 포함할 수 있다.

제 1 스위치(1021)는 라인들(1011, 1012)에 각각 연결된 복수의 단자들(1021a(a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9, a10))을 포함하고, 단자들(1021a)을 제 2 스위치(1022)에 선택적으로 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 스위치(1021)는 멀티플렉서(multiplexer)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(1021)는, 프로세서(1050)의 제어에 기반하여, 단자들(1021a)을 하나씩 순차적으로 제 2 스위치(1022)에 연결하거나 단자들(1021a) 모두를 제 2 스위치(1022)에 연결하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 각 라인에서 발생된 전기 신호(예: 도 8과 같이 시간에 따라 변화하는 전류)들(Sx0, Sx1, Sx2, Sx3, Sx4, Sy0, Sy1, Sy2, Sy3, Sy4)이 제 1 스위치(1021)를 통해 순차적으로 제 2 스위치(1022)로 전달되거나 상기 전기 신호들이 하나의 전기 신호로 합성(combine)되어 제 2 스위치(1022)로 전달될 수 있다.

제 2 스위치(1022)는 ADC(1030)에 연결된 제 1 단자(1022a)와 충전 회로(1040)(예: 도 7의 충전 회로(780))에 연결된 제 2 단자(1022b)를 포함하고, 제 1 스위치(1021)를 제 1 단자(1022a) 또는 제 2 단자(1022b)에 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 스위치(1022)는 디멀티플렉서(demultiplexer)를 포함할 수 있다.

프로세서(1050)는 스위치들(1021, 1022)을 제어하여 전자 장치(1000)를 신호 처리(예: 소음 측정 및/또는 접촉 인식) 모드로 구성하거나 충전 모드로 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1060)(예: 도 1의 프로세서(120))는 스위치 제어 모듈(1051) 및 신호 처리 모듈(1052)을 포함할 수 있다.

스위치 제어 모듈(1051)은 전자 장치(1000)의 운영 모드를 신호 처리 모드 또는 충전 모드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 스위치 제어 모듈(1051)은, 소음 측정 어플리케이션이 실행되는 것에 기반하여, 운영 모드를 신호 처리 모드(예: 소음 측정 모드)로 결정할 수 있다. 스위치 제어 모듈(1051)은, 소음 감지 어플리케이션의 실행이 종료된 것에 기반하여, 운영 모드를 충전 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 스위치 제어 모듈(1051)은, 에너지 수집 구조(1010)를 이용한 접촉 인식이 활성화로 설정된 것에 기반하여, 운영 모드를 신호 처리 모드(예: 접촉 인식 모드)로 결정할 수 있다. 스위치 제어 모듈(1051)은, 접촉 인식이 비활성화로 설정된 것에 기반하여, 운영 모드를 충전 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 스위치 제어 모듈(1051)은, 게임 어플리케이션이 실행되는 것에 기반하여, 운영 모드를 충전 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 스위치 제어 모듈(1051)은, 디지털 펜을 이용한 기능(예: 드로잉(drawing))이 실행되는 것에 기반하여, 운영 모드를 충전 모드로 결정할 수 있다.

스위치 제어 모듈(1051)은, 충전 모드 시, 라인들(1011, 1012) 모두를 충전 회로(1040)에 연결하도록 스위치들(1021, 1022)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치 제어 모듈(1051)은, 단자들(1021a) 모두를 제 2 스위치(1022)에 연결하도록 제 1 스위치(1021)를 제어하는 동작과 제 1 스위치(1021)를 제 2 단자(1022b)를 통해 충전 회로(1040)에 연결하도록 제 2 스위치(1022)를 제어하는 동작을 수행할 수 있다.

스위치 제어 모듈(1051)은, 신호 처리 모드(접촉 인식 모드 또는 소음 측정 모드) 시, 라인들(1011, 1012)을 하나씩 순차적으로 ADC(1030)에 연결하도록 스위치들(1021, 1022)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치 제어 모듈(1051)은, 단자들(1021a)을 하나씩 순차적으로 제 2 스위치(1022)에 연결하도록 제 1 스위치(1021)를 제어하는 동작과 제 1 스위치(1021)를 제 1 단자(1022a)를 통해 ADC(1030)에 연결하도록 제 2 스위치(1022)를 제어하는 동작을 수행할 수 있다.

신호 처리 모듈(1052)은, 접촉 인식 모드 시, ADC(1030)로부터 하나씩 순차적으로 수신된 전기 신호들에 기반하여, 접촉 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리 모듈(1052)은, ADC(1030)에 의해 아날로그에서 디지털로 변환된 전기 신호들(Sx0, Sx1, Sx2, Sx3, Sx4, Sy0, Sy1, Sy2, Sy3, Sy4)을 ADC(1030)로부터 하나씩 순차적으로 수신할 수 있다. 신호 처리 모듈(1052)은, 수신된 전기 신호들로부터 전하의 흐름(전류)이 발생된 또는 지정된 기준치를 상회하는 전류의 단위 시간 당 변화량이 발생된 x축 라인과 y축 라인을 인식하고, 두 라인의 교차점을 접촉 위치(예: 터치 좌표(x, y))로 결정할 수 있다.

신호 처리 모듈(1052)은, 소음 측정 모드 시, ADC(1030)를 통해 하나씩 순차적으로 수신된 전기 신호들에 기반하여, 주변 소음의 세기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는 소음(음향)의 세기 별로 라인들(1011, 1012) 각각에서 생산하는 전류 값들을 포함하는 테이블 및/또는 입력(전류 값)에 대한 결과로 세기 값을 출력하는 소음 측정 함수(f(전류))를 저장할 수 있다. 신호 처리 모듈(1052)은 각 라인에서 생산된 전류 값들(Ixo, Ix1, Ix2, Ix3, Ix4, Iyo, Iy1, Iy2, Iy3, Iy4)을 계산하고 상기 테이블 또는 소음 측정 함수를 이용하여 전류 값들에 정합되는 소음의 세기 값들을 계산하고, 세기 값들의 평균을 주변 소음의 세기로 결정할 수 있다.

신호 처리 모듈(1052)은 접촉 입력이 전달된 라인에서 생산된 전류 값을 소음 측정에서 제외함으로써 접촉이 발생되는 상황임에도 주변 소음의 세기를 정확하게 측정할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리 모듈(1052)은 상기 전류 값들 중에서 지정된 제 1 기준치 이하의 전류 값을 접촉 입력이, 해제 없이, 유지되는 라인에서 생산된 전류 값으로 판단하고 제 1 기준치를 상회하는 전류 값을 접촉 입력이 전달되지 않은 라인에서 생산된 전류 값으로 판단할 수 있다. 신호 처리 모듈(1052)은 제 1 기준치 이하의 전류 값을, 상기 평균을 계산할 때, 제외할 수 있다. 다른 예로, 신호 처리 모듈(1052)는 각 라인 별로 생산된 전류의 단위 시간당 변화 량을 산출하고, 변화 량들 중에서 지정된 제 2 기준치를 상회하는 변화 량을 접촉 입력이 순간적으로 인가된 라인에서 생산된 변화 량으로 판단하고, 제 2 기준치 이하의 변화 량을 접촉 입력이 전달되지 않은 라인에서 생산된 변화 량으로 판단할 수 있다. 신호 처리 모듈(1052)는, 상기 접촉 입력이 전달된 라인에서 생산된 전류 값을, 상기 평균 계산 시, 제외할 수 있다.

신호 처리 모듈(1052)은, 소음 측정 모드 시, 상술한 바와 같이 접촉 발생 상황임을 인식할 수 있고, 이에 따라 소음 측정의 정확도를 높이기 위해 접촉 중단을 요청하는 메시지를 디스플레이 및/또는 음향 출력 장치를 통해 출력할 수 있다.

도 11은, 손 터치 입력 시, 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 제 1 휴대 전자 장치(1110)는 격자화되지 않은 에너지 수집 구조(예: 도 5의 에너지 수집 소자(500))를 포함할 수 있다. 제 2 휴대 전자 장치(1120)는 격자화된 에너지 수집 구조(예: 도 7의 에너지 수집 구조(700) 또는 도 9의 에너지 수집 구조(900))를 포함할 수 있다.

제 1 휴대 전자 장치(1110)와 제 2 휴대 전자 장치(1120)는 제 1 시간 구간(1130)에서 음향 입력(1140)으로부터 동일한 량의 에너지를 수집할 수 있다. 제 2 시간 구간(1150)에서 음향 입력(1140)이 유지되고 손 터치 입력(1160)이 장치들(1110, 1120)의 전면 커버(예: 글라스) 및 디스플레이를 통해 진동 막으로 전달될 수 있다. 여기서, 손 터치 입력(1160)은 사용자의 의도된 터치 제스처(1161) 및/또는 의도하지 않은 동작 예컨대, 장치를 잡기 위한 파지 동작(1162)을 포함할 수 있다. 제 1 휴대 전자 장치(1110)에서는 손 터치 입력(1160)에 의한 장력이 진동 막 전체로 전파될 수 있다. 제 2 휴대 전자 장치(1120)에서는 손 터치 입력(1160)에 의한 장력이, 손 터치 입력(1160)이 인가된 격자(들)로 제한되고 다른 격자들로 전파되지 않을 수 있다. 이에 따라 제 2 휴대 전자 장치(1120)는 제 1 휴대 전자 장치(1110)보다 전기 에너지를 수집할 수 있다.

스타일러스 펜을 사용하여 이루어지는 접촉 입력의 경우, 펜의 특성상 그림을 그리는 동작 또는 글씨 입력 동작과 같은 외력이 진동 막으로 지속적으로 전달될 수 있다. 일반적으로, 손가락에 비해 펜 팁의 면적은 작고 경도는 높기 때문에 비교적 더 큰 압력이 진동 막으로 전달된다. 이에 따라 진동 막과 그 아래 위치한 전극 간의 협착 및/또는 장력 과잉이 발생할 확률은 높아질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 진동 막이 격자 단위로 세분화되고 각 격자는 스페이서에 의해 독립적으로 진동할 수 있다. 따라서, 펜 터치 입력이 주어지는 동안에도, 펜 터치 입력이 전달된 격자(들)를 제외한 다른 격자들은 음향 입력으로부터 전기 에너지를 수집할 수 있다.

도 12는, 펜 터치 입력 시, 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 휴대 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 제 1 휴대 전자 장치(1210)는 격자화되지 않은 에너지 수집 구조(예: 도 5의 에너지 수집 소자(500))를 포함할 수 있다. 제 2 휴대 전자 장치(1220)는 격자화된 에너지 수집 구조(예: 도 7의 에너지 수집 구조(700) 또는 도 9의 에너지 수집 구조(900))를 포함할 수 있다.

제 1 휴대 전자 장치(1210)와 제 2 휴대 전자 장치(1220)는 제 1 시간 구간(1230)에서 음향 입력(1240)으로부터 동일한 량의 에너지를 수집할 수 있다. 제 2 시간 구간(1250)에서 음향 입력(1240)이 유지되고 펜 터치 입력(1260)이 장치들(1210, 1220)의 전면 커버 및 디스플레이를 통해 진동 막으로 전달될 수 있다. 제 1 휴대 전자 장치(1210)에서는 펜 터치 입력(1260)에 의한 장력이 진동 막 전체로 전파될 수 있다. 제 2 휴대 전자 장치(1220)에서는 펜 터치 입력(1260)에 의한 장력이, 펜 터치 입력(1260)이 인가된 격자(들)로 제한되고 다른 격자들로 전파되지 않을 수 있다. 이에 따라 제 2 휴대 전자 장치(1220)는 제 1 휴대 전자 장치(1210)보다 전기 에너지를 수집할 수 있다.

폴더블 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(400))는 다른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))와 비교하여 넓은 디스플레이를 가질 수 있다. 또한, 디스플레이의 접힘이 이루어질 수 있도록 그 위에 부착되는 전면 커버는, 글라스와 비교하여 저 경도의 소재(예: CPI)로 구현될 수 있다. 따라서, 진동 막과 그 아래 위치한 전극 간의 협착 및/또는 장력 과잉이 발생할 확률은 높아질 수 있다. 격자화된 에너지 수집 구조가 폴더블 전자 장치에 적용될 경우, 접촉 입력(예: 손 터치 입력 또는 펜 터치 입력)이 주어지는 동안에도, 접촉 입력이 전달된 격자(들)를 제외한 다른 격자들은 음향 입력으로부터 전기 에너지를 수집할 수 있다.

도 13은 격자화된 에너지 수집 구조를 갖는 폴더블 전자 장치와 격자화되지 않는 에너지 수집 구조를 갖는 폴더블 전자 장치 간의 에너지 수집 차이를 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하면, 제 1 폴더블 전자 장치(1310)는 격자화되지 않은 에너지 수집 구조(예: 도 5의 에너지 수집 소자(500))를 포함할 수 있다. 제 2 폴더블 전자 장치(1320)는 격자화된 에너지 수집 구조(예: 도 7의 에너지 수집 구조(700) 또는 도 9의 에너지 수집 구조(900))를 포함할 수 있다.

제 1 폴더블 전자 장치(1310)와 제 2 폴더블 전자 장치(1320)는 제 1 시간 구간(1330)에서 음향 입력(1340)으로부터 동일한 량의 에너지를 수집할 수 있다. 제 2 시간 구간(1350)에서 음향 입력(1340)이 유지되고 접촉 입력(1360)이 장치들(1310, 1320)의 전면 커버 및 디스플레이를 통해 진동 막으로 전달될 수 있다. 제 1 폴더블 전자 장치(1310)에서는 접촉 입력(1360)에 의한 장력이 진동 막 전체로 전파될 수 있다. 제 2 폴더블 전자 장치(1320)에서는 접촉 입력(1360)에 의한 장력이, 접촉 입력(1360)이 인가된 격자(들)로 제한되고 다른 격자들로 전파되지 않을 수 있다. 이에 따라 제 2 폴더블 전자 장치(1320)는 제 1 폴더블 전자 장치(1310)보다 전기 에너지를 수집할 수 있다.

도 14는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(1400)의 소음 측정 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면, 전자 장치(1400)는 이중 층 구조의 격자화된 진동 막을 갖는 에너지 수집 구조(예: 도 9의 에너지 수집 구조(900))를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 전자 장치(1400)는 에너지 수집 구조에 의해 수집된 전기 에너지에 기반하여 사용자가 위치한 장소의 소음(1410)의 세기를 예컨대, 데시벨(dB) 단위로 측정하여 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치(1400)는, 소음 측정 모드 시, 접촉 입력(1420)이 전달된 진동 막의 x축 라인(1430)과 y축 라인(1440)을 인식할 수 있다. 전자 장치(1400)는 상기 라인들(1430, 1440)에서 생산된 전류 값을, 소음의 세기를 계산할 때, 제외함으로써 소음(1410)의 세기를 정확히 측정하고 측정된 세기 값(1450)을 사용자에게 제공할 수 있다.

도 15는 다양한 실시예에 따른 소음 측정을 위한 동작들(1500)을 설명하기 위한 흐름도이다. 동작들(1500)은, 소음 측정 모드 시, 프로세서(예: 도 10의 프로세서(1060))에 의해 수행될 수 있다.

동작 1510에서 프로세서는, 에너지 수집 구조(예: 도 9의 에너지 수집 구조(900))로부터 수신된 전기 신호에 기반하여, 장치 주변에 음향(소음)이 발생되고 있음을 인식할 수 있다. 다른 예로, 프로세서는 마이크로부터 수신된 전기 신호에 기반하여 장치 주변에 음향(소음)이 발생되고 있음을 인식할 수도 있다.

동작 1520에서 프로세서는, 소음 발생에 대한 인식에 기반하여, 디스플레이에 접촉 입력이 가해지는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는, 에너지 수집 구조의 진동 막에 있어서 각 라인으로부터 수신된 전기 신호를 이용하여, 각 라인 별로 생산되는 전류 값을 계산할 수 있다. 프로세서는 계산된 전류 값들 중 지정된 기준치(예: 상기 제 1 기준치)를 상회하는 전류 값이 있는 경우, 디스플레이에 접촉 입력이 가해진 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, 프로세서는 각 라인 별로 생산된 전류의 단위 시간당 변화 량을 산출하고, 변화 량들 중에서 지정된 기준치(예: 상기 제 2 기준치)를 상회하는 변화 량이 있는 경우, 디스플레이에 접촉 입력이 가해진 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서는, 디스플레이에 내장된 터치 회로로부터 수신된 전기 신호에 기반하여, 디스플레이에 접촉 입력이 가해지는지 여부를 판단할 수도 있다.

디스플레이에 접촉 입력이 가해진 것으로 판단된 경우(동작 1520, 예), 동작 1530에서 프로세서는, 접촉 입력이 전달된 x축 라인과 y축 라인에서 생산된 전류 값을 제외한 나머지 라인들에서 생산된 전류 값들을 이용하여, 소음의 세기를 측정할 수 있다.

디스플레이에 접촉 입력이 가해지지 않은 것으로 판단된 경우(동작 1520, 아니오), 동작 1540에서 프로세서는, 진동 막의 모든 라인들에서 생산된 전류 값들을 이용하여, 소음의 세기를 측정할 수 있다.

동작 1550에서 프로세서는 측정 결과를 디스플레이 및/또는 음향 출력 장치를 이용하여 출력할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 내부 음원(예: 도 1의 음향 출력 장치(155)) 및/또는 외부 음원으로부터 발생된 음향 및 디스플레이에 대한 접촉 입력(예: 손가락 또는 펜 터치 입력)으로부터 전기 에너지를 동시에 수집할 수 있다. 특히, 에너지 수집 구조를 구성하는 진동 막이 격자화됨으로써, 접촉 입력과 음향 입력이 동시에 존재하는 다양한 상황에서, 접촉 입력에 대한 반작용으로서 발생된 장력으로부터 음향 에너지를 전기 에너지로 전환하는 능력의 저하가 방지될 수 있다. 또한 진동 막의 이중 층 구조는 터치 회로를 대체 또는 보완할 수 있고, 주변 소음을 측정하고 그 결과를 사용자에게 제공하기 위한 기능을 지원할 수 있다.

다양한 실시예에서, 상술한 에너지 수집 구조는 에너지 수집 모듈, 에너지 수집 장치, 전류 생산 장치, 또는 발전기(generator)로 지칭될 수도 있다. 상술한 에너지 수집 구조는, 디스플레이 하부에 위치하는 것으로 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 재질로 구현 시 디스플레이 상부 즉, 전면 커버와 디스플레이 사이에 위치할 수도 있고, 디스플레이에 내장된 구조일 수도 있다. 상술한 스페이서에 의해 형성되는 공간은 셀 공간 또는 격자화 공간으로 지칭될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 1 면을 형성하는 제 1 커버와 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 2 면을 형성하는 제 2 커버를 포함하는 하우징 구조; 상기 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이; 상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조(예: 도 7a의 에너지 수집 구조(700) 또는 도 9의 에너지 수집 구조(900)); 상기 공간에 위치하는 배터리; 및 상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 상기 전류의 적어도 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함할 수 있다.

상기 에너지 수집 구조는, 복수의 양전하 격자들 및 서로 인접된 양전하 격자들을 잇는 복수의 연결부들을 포함하고, 상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 1 양전하 대전 부재(예: 도 7a의 제 1 양전하 대전 부재(711) 또는 도 9의 제 1 양전하 대전 부재(911)); 상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 2 양전하 대전 부재(예: 도 7a의 제 2 양전하 대전 부재(720) 또는 도 9의 제 2 양전하 대전 부재(920)); 상기 제 1 양전하 대전 부재와 상기 제 2 양전하 대전 부재 사이에 위치하고, 상기 복수의 양전하 격자들에 각각 부착되는 복수의 음전하 격자들을 포함하는 음전하 대전 부재(도 7a의 음전하 대전 부재(712) 또는 도 9의 음전하 대전 부재(912)); 및 절연체로 구성되고, 상기 양전하 격자들이 진동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고 상기 연결부들을 고정하는 스페이서(예: 도 7a의 스페이서(730) 또는 도 9의 스페이서(930))를 포함할 수 있다.

상기 스페이서는, 상기 연결부들의 상부에 부착되어, 상기 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 연결부들을 고정하는 제 1 고정부들을 포함하고, 상기 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 제 1 격자화 공간들을 형성하는 제 1 스페이서(예: 도 7a의 제 1 스페이서(731)); 및 상기 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 연결부들을 고정하는 제 2 고정부들을 포함하고, 상기 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 제 2 격자화 공간들을 형성하는 제 2 스페이서(예: 도 7a의 제 2 스페이서(732))를 포함할 수 있다.

상기 제 1 양전하 대전 부재는, 상기 제 1 방향과 수직인 제 3 방향으로 제 1 층에 배열된 제 1 라인들; 및 상기 제 3 방향과 교차하는 제 4 방향으로 제 2 층에 배열된 제 2 라인들을 포함할 수 있다. 상기 스페이서는, 상기 제 1 라인들의 제 1 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 제 1 라인들의 제 1 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 1 연결부들을 고정하는 제 1 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 라인들의 제 2 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 1 스페이서(예: 도 9의 제 1 스페이서(931)); 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 사이에 위치하고, 상기 제 1 연결부들의 하부 및 상기 제 2 라인들의 제 2 연결부들의 상부에 부착되어, 상기 제 1 양전하 격자들 및 상기 제 2 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 1 연결부들 및 상기 제 2 연결부들을 고정하는 제 2 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 2 스페이서(예: 제 2 스페이서(932)); 및 상기 제 2 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 제 2 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 2 연결부들을 고정하는 제 3 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 3 스페이서(예: 제 3 스페이서(933))를 포함할 수 있다.

상기 전자 장치는, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에서 생산된 전류에 기반하여 소음을 측정하도록 구성된 프로세서(예: 도 10의 프로세서(1050)); 및 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들을 하나씩 순차적으로 상기 프로세서에 연결하거나 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 구성된 스위치(예: 도 10의 스위치(1020))를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 스위치를 통해 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들로부터 전기 신호를 순차적으로 수신하고, 순차적으로 수신된 전기 신호들을 이용하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에 생산된 전류 값들을 계산하고, 상기 계산된 전류 값들에 각각 대응하는 세기 값들을 계산하고, 상기 세기 값들의 평균을 상기 소음의 세기 값으로 결정하도록 구성될 수 있다.

상기 스위치는 제 1 스위치와 제 2 스위치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 스위치는, 상기 제 1 라인들과 상기 제 2 라인들에 각각 연결된 단자들을 포함하고, 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 단자들을 하나씩 순차적으로 상기 제 2 스위치에 연결하거나 상기 단자들 모두를 상기 제 2 스위치에 연결할 수 있다. 상기 제 2 스위치는, 상기 프로세서에 연결된 제 1 단자와 상기 충전 회로에 연결된 제 2 단자를 포함하고, 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 1 스위치를 상기 제 1 단자 또는 상기 제 2 단자에 연결할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에서 생산된 전류에 기반하여 상기 디스플레이 상에서 접촉 입력을 인식하도록 구성될 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 접촉 입력이 전달된 라인에서 생산된 전류를, 소음 측정 시, 제외하도록 구성될 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 접촉 입력이 인식된 것에 기반하여, 접촉 중단을 요청하는 메시지를 상기 디스플레이에 표시하도록 구성될 수 있다.

상기 프로세서는, 소음 측정 어플리케이션이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들을 하나씩 순차적으로 상기 프로세서에 연결하도록 상기 스위치를 제어하고, 상기 소음 측정 어플리케이션의 실행이 종료된 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성될 수 있다

상기 프로세서는, 특정(specified) 어플리케이션(예: 게임 어플리케이션)이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 프로세서는, 디지털 펜을 이용한 기능이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 에너지 수집 구조는, 접힘과 펼침이 가능한 플렉서블 디스플레이에 부착될 수 있다.

상기 에너지 수집 구조는, 상기 제 1 커버 위에서 상기 제 1 면을 마주하고 볼 때, 상기 디스플레이 아래에 배치될 수 있다.

상기 제 1 커버는 글라스보다 저 경도의 소재로 구현될 수 있다.

상기 제 1 전면 커버 및 상기 제 2 전면 커버는 글라스보다 저 경도의 소재로 구현될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

700: 에너지 수집 구조
711: 제 1 양전하 대전 부재
712: 음전하 대전 부재
710: 진동 막
720: 제 2 양전하 대전 부재
730: 스페이서
900: 에너지 수집 구조
911: 제 1 양전하 대전 부재
912: 음전하 대전 부재
910: 진동 막
920: 제 2 양전하 대전 부재
930: 스페이서
1010: 에너지 수집 구조
1020: 스위치
1030: ADC
1040: 충전 회로
1050: 프로세서

Claims

전자 장치에 있어서,
제 1 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 1 면을 형성하는 제 1 커버와 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 향하고 상기 전자 장치의 제 2 면을 형성하는 제 2 커버를 포함하는 하우징 구조;
상기 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이;
상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조;
상기 공간에 위치하는 배터리; 및
상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 상기 전류의 적어도 일부 를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 에너지 수집 구조는,
복수의 양전하 격자들 및 서로 인접된 양전하 격자들을 잇는 복수의 연결부들을 포함하고, 상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 1 양전하 대전 부재;
상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 2 양전하 대전 부재;
상기 제 1 양전하 대전 부재와 상기 제 2 양전하 대전 부재 사이에 위치하고, 상기 복수의 양전하 격자들에 각각 부착되는 복수의 음전하 격자들을 포함하는 음전하 대전 부재; 및
절연체로 구성되고, 상기 양전하 격자들이 진동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고 상기 연결부들을 고정하는 스페이서를 포함하는 전자 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 스페이서는,
상기 연결부들의 상부에 부착되어, 상기 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 연결부들을 고정하는 제 1 고정부들을 포함하고, 상기 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 제 1 격자화 공간들을 형성하는 제 1 스페이서; 및
상기 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 연결부들을 고정하는 제 2 고정부들을 포함하고, 상기 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 제 2 격자화 공간들을 형성하는 제 2 스페이서를 포함하는 전자 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 양전하 대전 부재는,
상기 제 1 방향과 수직인 제 3 방향으로 제 1 층에 배열된 제 1 라인들; 및
상기 제 3 방향과 교차하는 제 4 방향으로 제 2 층에 배열된 제 2 라인들을 포함하는 전자 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 스페이서는,
상기 제 1 라인들의 제 1 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 제 1 라인들의 제 1 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 1 연결부들을 고정하는 제 1 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 라인들의 제 2 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 1 스페이서;
상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 사이에 위치하고, 상기 제 1 연결부들의 하부 및 상기 제 2 라인들의 제 2 연결부들의 상부에 부착되어, 상기 제 1 양전하 격자들 및 상기 제 2 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 1 연결부들 및 상기 제 2 연결부들을 고정하는 제 2 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 양전하 격자들이 위로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 2 스페이서; 및
상기 제 2 연결부들의 하부에 부착되어, 상기 제 2 양전하 격자들이 진동 시에, 상기 제 2 연결부들을 고정하는 제 3 고정부를 포함하고, 상기 제 1 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고, 상기 제 2 양전하 격자들이 아래로 이동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하는 제 3 스페이서를 포함하는 전자 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에서 생산된 전류에 기반하여 소음을 측정하도록 구성된 프로세서; 및
상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들을 하나씩 순차적으로 상기 프로세서에 연결하거나 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 구성된 스위치를 더 포함하는 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 스위치를 통해 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들로부터 전기 신호를 순차적으로 수신하고,
순차적으로 수신된 전기 신호들을 이용하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에 생산된 전류 값들을 계산하고,
상기 계산된 전류 값들에 각각 대응하는 세기 값들을 계산하고,
상기 세기 값들의 평균을 상기 소음의 세기 값으로 결정하도록 구성된 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 스위치는 제 1 스위치와 제 2 스위치를 포함하되,
상기 제 1 스위치는, 상기 제 1 라인들과 상기 제 2 라인들에 각각 연결된 단자들을 포함하고, 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 단자들을 하나씩 순차적으로 상기 제 2 스위치에 연결하거나 상기 단자들 모두를 상기 제 2 스위치에 연결하고,
상기 제 2 스위치는, 상기 프로세서에 연결된 제 1 단자와 상기 충전 회로에 연결된 제 2 단자를 포함하고, 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 1 스위치를 상기 제 1 단자 또는 상기 제 2 단자에 연결하는 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들에서 생산된 전류에 기반하여 상기 디스플레이 상에서 접촉 입력을 인식하도록 구성된 전자 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 접촉 입력이 전달된 라인에서 생산된 전류를, 소음 측정 시, 제외하도록 구성된 전자 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 접촉 입력이 인식된 것에 기반하여, 접촉 중단을 요청하는 메시지를 상기 디스플레이에 표시하도록 구성된 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
소음 측정 어플리케이션이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들을 하나씩 순차적으로 상기 프로세서에 연결하도록 상기 스위치를 제어하고,
상기 소음 측정 어플리케이션의 실행이 종료된 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성된 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
특정 어플리케이션이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성된 전자 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
디지털 펜을 이용한 기능이 실행되는 것에 기반하여, 상기 제 1 라인들 및 상기 제 2 라인들 모두 상기 충전 회로에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성된 전자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 에너지 수집 구조는,
접힘과 펼침이 가능한 플렉서블 디스플레이에 부착되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 에너지 수집 구조는,
상기 제 1 커버 위에서 상기 제 1 면을 마주하고 볼 때, 상기 디스플레이 아래에 배치되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 커버는 글라스보다 저 경도의 소재로 구현된 전자 장치.
전자 장치에 있어서,
힌지 구조;
상기 전자 장치의 제 1 면의 일부를 형성하는 제 1 전면 커버와 상기 전자 장치의 제 2 면의 일부를 형성하는 제 1 후면 커버를 포함하는 제 1 하우징 구조;
상기 힌지 구조를 통해 회동 가능하게 상기 제 1 하우징 구조와 결합되고, 상기 제 1 면의 다른 일부를 형성하는 제 2 전면 커버와 상기 제 2 면의 다른 일부를 형성하는 제 2 후면 커버를 포함하는 제 2 하우징 구조;
상기 제 1 하우징 구조 및 상기 제 2 하우징 구조에 의해 형성된 공간에 위치하고, 상기 제 1 면을 통해 노출되는 디스플레이;
상기 공간에 위치하고, 상기 제 1 면에 대한 접촉 입력과 상기 전자 장치 내부 및 외부에서 발생된 음향 입력으로부터 전류를 발생하도록 구성된 에너지 수집 구조;
상기 공간에 위치하는 배터리; 및
상기 에너지 수집 구조로부터 수신되는 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하는 전자 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 에너지 수집 구조는,
다수의 양전하 격자들 및 인접된 양전하 격자들을 잇는 다수의 연결부들을 포함하고, 상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 1 양전하 대전 부재;
상기 제 1 커버 위에서 상기 제 1 면을 마주하고 볼 때, 상기 제 1 양전하 대전 부재 아래에 위치하고 상기 충전 회로에 전기적으로 연결되는 제 2 양전하 대전 부재;
상기 제 1 양전하 대전 부재와 상기 제 2 양전하 대전 부재 사이에 위치하고, 상기 양전하 격자들에 각각 부착되는 다수의 음전하 격자들을 포함하는 음전하 대전 부재; 및
절연체로 구성되고, 상기 양전하 격자들이 진동 가능하도록 격자화 공간들을 형성하고 상기 연결부들을 고정하는 스페이서를 포함하는 전자 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 제 1 전면 커버 및 상기 제 2 전면 커버는 글라스보다 저 경도의 소재로 구현된 전자 장치.