KR101050644B1 - 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시 동일한 압력으로 접촉가능하도록 구성한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰에 관한 것으로서, 이를 위해 생체정보 측정 장치에 있어서, 제 1 하우징과, 상기 제 1 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되는 제 2 하우징과, 상기 제 2 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되고, 생체정보측정용 센서를 구비하는 제 3 하우징과, 상기 각각의 하우징들의 사이에 구비되어 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결시키는 다수의 관절부와, 상기 각각의 하우징들의 사이에 구비되어 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시키는 적어도 하나 이상의 락킹부와, 상기 각각의 하우징들 및 상기 관절부들의 내부에 구비되고, 상기 락킹부들의 구속 및 구속해제시 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 이용하여 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 함으로써, 상기 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시킬 수 있게 동일한 압력을 제공하는 초탄성부재를 포함함을 특징으로 하며, 이에 따라, 사용자별 신체의 두께 및 길이의 차이에 따른 생체정보에 대한 신호 편차를 줄이면서, 최적의 생태로 신호를 추출할 수 있는 이점이 있다.
제 1, 2, 3 하우징, 다수의 관절부, 초탄성부재, 제 1, 2 락킹부.
Description
본 발명은 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시 동일한 압력으로 접촉가능하도록 구성한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰에 관한 것이다.
통상적으로, 맥박이나 심박수 등이라고 한 인체의 혈류에 관한 생체 정보를 측정하는 장치가 있다. 이와 같은 장치의 제품에는 형상, 크기가 다양한 것이 있고, 휴대 가능한 크기에 소형화하게 되거나, 다른 제품에 일체적으로 편입되고 있는 것이 있다.
일례로서 손목 시계에 맥박 센서를 내장한 장치가 있다. 사용자는 손목 시계에 편입되는 맥박 센서에 손가락 단의 배면을 접합하는 것으로, 맥박 센서에 의하여 광학적으로 맥박이 검출되고, 손목시계 본체의 표시부에 맥박 수가 표시된다.
이러한 종래의 생체 정보를 측정하는 장치는 다극 전극을 이용하여 심전 도(electtocardiogram 이하 ' ECG ' 이라함) 신호를 검출함으로써 맥박수를 측정하는 ECG 센서가 통상적으로 사용되었다. 또한, 발광 다이오드(Light Emitting Diode 이하 ' LED' 라함)를 이용하여 생체의 피부 표면에 광을 조사하고, 포토 다이오트(Photo Diode 이하 'PD' 라함)를 이용하여 상기 생체내에서의 산란(scattering)에 의해 상기 피부 표면으로부터 출력된 광을 검출함으로써, 생체 정보를 측정하는 광센서가 개시된 바 있다.
이러한 종래의 생체 정보를 측정하는 장치는 이미 국제공개번호 제 WO/05/034742 호에 이미 개시된 바와 같이, 투과형 광센서 중 인체의 귀의 일부분인 이주(耳珠)를 대상으로 한 맥박측정센서의 경우 집게 형태로 이주를 압박하게 되어 있으며, 일반적인 집게 구조와 같이 두 개의 암(arm)과 피봇(pivot), 스프링을 가지고 있는 구조이다.
종래 기술인 ECG 센서의 경우 전도성 물질로 이루어진 전극이나 젤과 같은 점성이 높은 물질이 도포된 전용 패드를 사용하여야 한다. 또한 운동 중 측정을 하기 위해서는 운동 중 근육이 움직이지 않는 부위에 설치(가슴부위)하지 않으며, 근전도 신호에 의해 심전도 신호가 교란되어 심장 박동수를 구하는데 문제가 발생하였다.
현재까지 운동 중 측정을 위한 방식으로 바이오 셔츠 같은 전용 의류가 등장하였으나, 사용에 번거로움을 유발하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 근래에는 생체정보측정 장치를 소형화는 연구가 활발하게 진행되고 있고, 이를 위해 사용자의 귀를 이용한 이어폰에 장 착하는 장치가 개발되었다.
생체정보측정 장치를 이어폰에 장착할 경우 사용자의 귓바퀴부분을 투과형으로 측정하는 방식을 채택하였으나. 이어폰과 두부(頭部)의 상대운동에 의해 잡음이 크게 발생할 수 있으며, 귀걸이 부분만 존재하여 상대운동을 막을 수 있는 방법이 없는 단점이 있었다.
따라서, 이어폰 헤드셋 무게에 의해 발생하는 두부와의 상대 운동 문제를 해결하기 위해 가벼운 센서부 칩(clip)을 분리하여 사용하게 하였다. 하지만, 사용자가 추가적으로 센서부 칩을 관리해야 하는 불편함이 있었다. 사용자의 귓불에 칩을 설치하는 방법도 존재하였으나, 역시 무거운 이어폰부와 추가적인 칩으로 구성됨으로 복잡성을 가지고 있으며 이로인해 휴대에 불편함이 있었다.
또한 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용자 귀 안에 센서부를 완전히 삽입하는 장치도 개발되었으나. 이럴 경우 이어폰 기능을 삭제하여 음악정취를 할 수 없게되는 단점이 있었다.
종래의 집게 구조와 같이 두 개의 암(arm)과 피봇(pivot), 스프링을 가지고 있는 구조에서는 사용자의 이주 두께 및 길이에 따라 스프링 가압력이 달라져 사용자의 불편함을 초래할뿐만 아니라 정확한 측정이 불가능한 단점이 있었다.
또한, 집게 구조로 인해 공간을 많이 차지하여 일반적인 어어폰과 같은 구조와 통합시에 센서부 삽입을 위한 집게를 벌리는 동작과 이어폰을 삽입하기 위한 동작이 서로 상충하여 사용자가 실제적인 불편함이 있었다.
따라서, 사용자의 이주부분을 동일한 압력으로 접촉하여 이주 두께 및 길이 에 따른 압력차이를 제거하여 정확한 생체 정보를 측정할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시 동일한 압력으로 접촉가능하도록 구성함으로써, 사용자별 신체의 두께 및 길이의 차이에 따른 생체정보에 대한 신호 편차를 줄이면서, 최적의 생태로 신호를 추출할 수 있도록 한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 하나의 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 구비한 하우징을 접히거나 펼쳐 질수 있도록 구성함으로써, 부품수를 줄여 제품의 제조원가를 절감할 수 있고, 간단한 구조로 인해 이어폰 같은 소형의 전자 기기내의 작은 공간에 설치가능하도록 한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 구비한 하우징을 접히거나 펼쳐 질수 있게 구속시키거나 구속을 해제시키는 락킹부를 구성함으로써, 제품의 작동을 용이하게 하도록 한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰을 제공하는데 있다.
본 발명은, 생체정보 측정 장치에 있어서,
제 1 하우징;
상기 제 1 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되는 제 2 하우징;
상기 제 2 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되고, 생체정보측정용 센서를 구비하는 제 3 하우징;
상기 각각의 하우징들의 사이에 구비되어 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결시키는 다수의 관절부;
상기 각각의 하우징들의 사이에 구비되어 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시키는 적어도 하나 이상의 락킹부; 및
상기 각각의 하우징들 및 상기 관절부들의 내부에 구비되고, 상기 락킹부들의 구속 및 구속해제시 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 이용하여 상기 각각의 하우징들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 함으로써, 상기 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시킬 수 있게 동일한 압력을 제공하는 초탄성부재를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰에 의하면,
초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시 동일 한 압력으로 접촉가능하도록 구성함으로써, 사용자별 신체의 두께 및 길이의 차이에 따른 생체정보에 대한 신호 편차를 줄이면서, 최적의 생태로 신호를 추출할 수 있고, 또한, 하나의 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 구비한 하우징을 접히거나 펼쳐 질수 있도록 구성함으로써, 부품수를 줄여 제품의 제조원가를 절감할 수 있고, 간단한 구조로 인해 이어폰 같은 소형의 전자 기기내의 작은 공간에 설치하며, 이로 인해 사용자의 운동 중 이어폰을 통해 음악청취 및 심장박동수를 측정가능하다.
또한, 초탄성부재를 이용하여 생체정보측정용 센서를 구비한 하우징을 접히거나 펼쳐 질수 있게 구속시키거나 구속을 해제시키는 락킹부를 구성함으로써, 제품의 작동을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형예들이 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 7a,b,c에 도시된 바와 같이, 생체정보 측정 장치(10)는 제 1, 2, 3 하우징(20)(30)(40)과, 다수의 관절부(50)와, 적어도 하나 이상의 락킹부(60)와, 초탄성부재(70)로 구성되어 있고, 상기 제 1 하우징(20)은 후술하는 제 2 하우 징(30)을 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 2 하우징(30)의 일단과 연결되어 있으며, 상기 제 2 하우징(30)은 상기 제 1 하우징(20)으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 1 하우징(20)의 일단에 연결되어 있고, 상기 제 3 하우징(40)은 사용자의 신체 일부분인 귀 이주(耳珠)부분에 접촉되는 생체정보측정용 센서(2)의 발광 다이오드(2a)를 구비하고, 상기 제 2 하우징(30)으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 2 하우징(30)의 타일단에 연결되어 있으며, 상기 다수의 관절부(50)는 상기 제 1, 2 ,3 하우징(20)(30)(40)을 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결시킬 수 있도록 상기 제 1, 2 ,3 하우징(20)(30)(40)의 사이에 구비되어 있고, 상기 락킹부(60)들은 상기 제 1, 2, 3 하우징(20)(30)(40)들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시킬 수 있도록 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)들의 사이에 구비되어 있으며, 상기 초탄성부재(70)는 상기 락킹부(60)들의 구속 및 구속해제시 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 이용하여 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)들을 접히거나 펼쳐질 수 있게 함으로써, 상기 생체정보측정용 센서(2)의 발광 다이오드(2a)를 사용자의 귀 이주(3)부분에 접촉 시킬 수 있게 동일한 압력을 제공하도록 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)들 및 상기 관절부(50)들의 내부에 구비되어 있다.
이러한 본 발명의 생체정보 측정 장치(10)는 바람직한 실시예로 이어폰(1)에 적용가능하고, 또한, 사용자의 신체에 접촉할 수 있는 정보통신기기와 멀티미디어 기기등 모든 소형의 전자 기기(미도시 됨)에 적용할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 하우징(20)은 사용자가 음악을 청취함 과 아울러 심장박동수 측정할 수 있도록 상기 이어폰(1)에 형성된 장착홈(1a)에 장착되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 관절부(50)들은 제 1, 2 관절부(51)(52)로 이루어지고, 상기 제 1 관절부(51)는 상기 제 1, 2 하우징(20)(30)을 연결함과 아울러 상기 제 1, 2 하우징(20)(30)을 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 1, 2 하우징(20)(30)의 일단 사이에 구비되어 있고, 상기 제 2 관절부(52)는 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 연결함과 아울러 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)의 일단 사이에 구비되어 있으며, 상기 제 1, 2 관절부(51)(52)는 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)의 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)의 두께보다 얇게 제공되어 있다.
도 3 및 도 4a, b, c에 도시된 바와 같이, 상기 초탄성부재(70)는 변태온도에 따라서 변형됨과 아울러 항복 강도(yield strenght)이상으로 변형율이 발생되는 니트놀(Nitinol)재질로 이루어져 있고, 상기 니트놀 재질의 초탄성부재(70)는 일정한 힘을 받으며, 일반 재질과 달리 약 8%정로의 변형률까지 변형될 수 있다.
도 1, 도 6a.b.c,d 및 도 7a,b,c에 도시된 바와 같이, 상기 락킹부(60)는 제 1, 2 락킹부(61)(62)로 이루어져 있고, 상기 제 1 락킹부(61)는 제 1 하우징(20)의 외부에 노출된 제 1, 2 누름부재(61a)(61b)를 누름에 따라서 상기 제 1, 2 하우징(20)(30)을 접히거나 펼칠 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시킬 수 있도록 상기 제 1, 2 하우징(20)(30)의 대면되는 면의 사이에 구비되어 있으며, 상기 제 2 락킹부(62)는 상기 제 1 락킹부(61)에 의해 상기 제 2, 3 하우징(30(40)을 구속 및 구속 해제시 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 회전시킴에 시킴에 따라서 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 접히거나 펼칠 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시킬 수 있도록 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)의 대면되는 면의 사이에 구비되어 있다.
도 6a,b,c,d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 락킹부(61)는 제 1, 2 누름부재(61a)(61b)와, 후크부(61c)와, 한쌍의 와이어 래치부(61d)로 구성되어 있고, 상기 제 1, 2 누름부재(61a)(61b)는 누름에 따라서 후술하는 한쌍의 와이어 래치부(61d)를 벌어지게 하거나 오므라지게 하도록 상기 제 1 하우징(20)의 측면 외부에 노출되어 있으며, 상기 후크부(61c)는 상기 제 2 하우징(30)을 회전시킴에 따라서 상기 한쌍의 와이어 래치부(61d)에 걸리거나 걸림을 해제시킬 수 있도록 상기 제 2 하우징(30)의 일면에 제공되어 있고, 상기 한쌍의 와이어 래치부(61d)는 상기 후크부(61c)와 대응되는 위치에 제공되고, 상기 제 1, 2 누름부재(61a)(61b)들을 누름과 아울러 그 중심부가 양측으로 벌어지거나 오므라짐과 아울러 상기 후크부(61c)를 걸리거나 걸림을 해제시킬 수 있도록 상기 제 1, 2 누름부재(61a)(61b)의 사이에 구비되어 있으며, 상기 후크부(61c)는 상기 와이어 래치부(61d)들과 접촉시 상기 와이어 래치부(61d)와 결합이 용이하게 가이드 이동하도록 가이드 경사면(601)이 형성되어 있다.
상기 와이어 래치부(61d)들은 누름에 따라서 벌어지거나 오므라질 수 있도록 반구형의 형상 및 연성의 재질로 이루어져 있다.
도 7a,b,c에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 락킹부(62)는 제 1, 2 걸림부재(62a)(62b)로 이루어져 있고, 상기 제 1 걸림부재(62a)는 후술하는 제 2 걸림부 재(62b)와 걸림거나 걸림을 해제시킬 수 있도록 상기 제 2 하우징(30)의 일면에 구비되어 있으며, 상기 제 2 걸림부재(62b)는 상기 제 1 걸림부재(62a)와 대응되는 위치에 제공되며, 상기 초탄성부재(70)에 의해 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 회전시 상기 이어폰(1)의 외부 돌기부(A1)와 접촉됨과 아울러 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 접히거나 펼쳐질 수 있게 걸리거나 걸림을 해제시킬 수 있도록 상기 제 3 하우징(40)의 일면에 구비되어 있고, 상기 제 1 걸림부재(62a)의 일단은 후술하는 걸림턱(602)과 착탈이 용이하도록 반구형의 형상으로 이루어져 있으며, 상기 제 2 걸림부재(62b)의 일단은 상기 제 1 걸림부재(62a)와 착탈가능하도록 걸림턱(602)이 형성되어 있다.
도 3 및 도 4a, b, c에 도시된 바와 같이, 상기 초탄성부재(70)는, 제 1, 2, 3 탄성부(71)(72)(73)와, 다수의 탄성 관절부(74)로 구성되어 있고, 상기 제 1 탄성부(71)는 후술하는 상기 제 2 탄성부(72)로부터 접히거나 펼쳐질 수 있도록 상기 제 1 하우징(20)내에 구비되어 있으며, 상기 제 2 탄성부(72)는 상기 제 1 탄성부(71)로부터 상기 제 2 하우징(30)과 함께 접히거나 펼쳐질 수 있게 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공하도록 상기 제 2 하우징(30)내에 구비되어 있고, 상기 제 3 탄성부(73)는 상기 제 2 탄성부(72)로부터 상기 제 3 하우징(40)과 함께 접히거나 펼쳐질 수 있게 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공하도록 상기 제 3 하우징(40)내에 구비되어 있으며, 상기 다수의 탄성 관절부(74)는 상기 관절부(50)들내에 구비되고, 상기 제 1, 2, 3 탄성부(72)(73)를 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공함과 아울러 연결시킬 수 있도록 상기 각각의 탄성 부(71)(72)(73)들의 사이에 구비되어 있으며, 상기 탄성 관절부(74)들은 상기 각각의 탄성부(71)(72)(73)들을 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공할 수 있도록 상기 각각의 탄성부(71)(72)(73)들의 두께보다 얇게 제공되어 있다.
상기 제 1 하우징(20)에는 상기 제 1 락킹부(61)를 구비하도록 결합홈(21)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰의 동작과정을 첨부된 도 1 내지 도 7a,b,c을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 2a, b, c에 도시된 바와 같이, 생체정보 측정 장치(10)는 생체정보측정용 센서(2)를 구비하고, 상기 생체정보측정용 센서(2)는 운동상태, 운동량 측정 및 스트레스 측정/해소에 기본이 되는 심장 맥박수를 얻어내기 위해 사용되는 광혈류(photoplethysmography : PPG) 측정 센서 또는 투과형 센서라고도 한다.
상기 생체정보측정용 센서(2)는 발광 다이오드(LED, LD)(2a), 포토 다이오드(PD)(2b)로 구성된다.
도 1 내지 도 7a,b,c에 도시된 바와 같이, 생체정보 측정 장치(10)는 제 1, 2, 3 하우징(20)(30)(40)과 다수의 관절부(50)와, 적어도 하나 이상의 락킹부(60)와, 초탄성부재(70)로 구성된다. 상기 다수의 관절부(50)는 제 1, 2 관절부(51)(52)로 이루어지고, 상기 제 제 1, 2 하우징(20)(30)의 사이에는 제 1 관절부(51)가 구비되고, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)에는 제 2 관절부(52)가 구비된다.
상기 제 1, 2, 3 하우징(20)(30)(40)과 상기 관절부(50)들의 내부에는 초탄성부재(70)를 구비한다.
여기서, 상기 초탄성부재(70)는 제 1 하우징(20)내에 구비되는 제 1 탄성부(71)와, 상기 제 2 하우징(30)내에 구비되는 제 2 탄성부(72)와, 상기 제 3 하우징(40)내에 구비되는 제 3 탄성부(73)와, 상기 제 1, 2 관절부(50)내에 구비되는 다수의 탄성 관절부(74)로 구성된다.
여기서, 상기 제 3 하우징(40)에는 상기 생체정보측정용 센서(2)의 발광 다이오드(LED, LD)(2a)가 구비되고, 사용자의 귀 이주(3)부분의 반대편에는 포토 다이오드(PD)(2b)가 구비된다.
상기 제 1 하우징(20)에 형성된 결합홈(21)에는 상기 제 1 락킹부(61)를 구비하고, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)의 사이에는 상기 제 2 락킹부(62)가 구비된다.
이 상태에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 이어폰(1)에 형성된 장착홈(1a)에 상기 제 1 하우징(20)을 장착한다.
여기서, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 사용자는 상기 생체정보 측정 장치(10)를 구비한 이어폰(1)을 상기 사용자의 귀에 작용한다.
이때, 도 5a,b,c,d에 도시된 바와 같이, 상기 이어폰(1)과 상기 귀 이주(3)부분이 접촉되고, 상기 이어폰(1)에 내장된 포토 다이오드(PD)(2b)가 상기 귀 이주(3)부분에 접촉된다. 이 상태에서, 사용자가 상기 제 1 락킹부(61)의 제 1, 2 누름 부재(61a)(61b)를 양쪽으로 누르면, 상기 제 1, 2 누름 부재(61a)(61b)의 사이 에 구비된 한쌍의 와이어 래치부(61d)의 중심부가 양측으로 벌어짐과 아울러 상기 제 2 하우징(30)의 일면에 제공된 후크부(61c)가 상기 한쌍의 와이어 래치부(61d)에서 걸림이 해제되고, 이와 동시에, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)은 상기 제 1 하우징(20)에서 구속이 해제됨과 아울러 상기 제 1 하우징(20)으로부터 회전하면서 펼쳐진다.
이때, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)내에는 상기 제 2, 3 탄성부(72)(73)가 내장되고, 상기 제 2 ,3 탄성부(72)(73)는 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 원상태로 복원되려는 응력 변형률(Stress-strain)을 이용하여 회전시킨다.
상기 초탄성부재(70)는 니티놀(Nitinol)재질로 이루어지고, 상기 니티놀 재질의 특성 중 변태온도 이상에서의 응력 변형률이 나타난다. 상기 니티놀 재질은 항복 강도 (yield strength)이상으로 힘이 걸리게 되면 상대적으로 일정한 힘을 받고, 일반 재질과 달리 약 8%정도의 변형률까지 변형될 수 있다.
도 5c, d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 , 3탄성부(72)(73) 및 상기 제 1, 2 탄성부(71)(72)의 사이에 구비된 탄성 관절부(74)는 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 보여주고 있다.
또한, 도 7a,b,c에 도시된 바와 같이, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)이 회전하여 펼쳐짐과 아울러 상기 제 3 하우징(40)이 상기 어이폰(1)의 외부에 형성된 돌기부(A1)에 접촉되고, 이때, 상기 제 2 하우징(30)에 형성된 제 1 걸림부재(62a)와 상기 제 3 하우징(40)에 형성된 제 2 걸림부재(62b)가 서로 이탈되어 상기 제 3 하우징(40)을 상기 제 2 하우징(30)으로부터 회전하여 펼쳐지게 한다. 이때, 상기 제 3 하우징(40)은 상기 제 2 관절부(50)에 의해 회전하면서 펼쳐진다. 또한, 상기 초탄성부재(70)의 제 3 탄성부(73)는 상기 제 3 하우징(40)과 함께 원상태로 복원되려는 응력 변형률(Stress-strain)을 이용하여 회전시킨다.
상기와 같이, 상기 제 3 탄성부(73) 및 상기 제 2, 3 탄성부(72)(73)의 사이에 구비된 탄성 관절부(74)는 원상태로 복원되려는 응력 변형률(Stress-strain)을 보여주고 있다.
이때, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 하우징(40)에 구비된 상기 생체정보측정용 센서(2)의 발광 다이오드(2a)는 사용자의 귀 이주(3)부분에 접촉됨과 아울러 동일한 압력을 제공하고, 상기 귀 이주(3)부분의 반대편에 구비된 포토 다이오드(2b)와 대면되는 위치에 제공된다. 상기 제 3 하우징(40)은 사용자의 귀 이주(3)부분의 두께 및 길이 차이와 무관하게 상기 발광 다이오드(2a)를 동일한 압력을 접촉하여 사용자의 생체정보에 대한 신호 편차를 줄이고, 이로인해 최적의 생태로 정확한 신호를 추출할 수 있다.
여기서, 상기 제 1, 2 관절부(50)는 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)의 두께보다 얇게 제공한다.
또한, 마찬가지로, 상기 탄성 관절부(74)들은 상기 제 1, 2, 3 탄성부(71)(72)(73)의 두께보다 얇게 제공된다. 그 이유는 다음과 같다.
상기 탄성 관절부(74)들은 단면 두께를 0.5mm x 0.5mm로 제작시 0.5 N 힘이 작용하여 상기 제 3 하우징(40)의 상기 발광 다이오드(2a)를 귀 이주(3)부분에 접촉시킨다.
여기서, 상기 탄성 관절부(74)들의 두께 수치는 0.5mm로 한정되는 것은 아니고, 0.5mm 이상 또는 이하로도 변경 가능하다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 탄성부(71)(72)(73)와 상기 탄성 관절부(74)들은 제 2 모멘트의 관성값을 크게 하기 위해 상기 각각의 탄성부(71)(72)(73)와 상기 탄성 관절부(74)들의 단면 두께를 2.0mm x 0.5mm 이상으로 설정한다.
이와 같이, 상기 각각의 탄성부(71)(72)(74)와 탄성 관절부(74)들의 두께를 다르게 함으로써, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)의 접히거나 펼쳐질때 회전에 따른 제 2 모멘트의 관성값이 커지고, 이로인해, 상기 각각의 하우징(20)(30)(40)들의 접히거나 펼쳐지는 작동을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 각각의 탄성부(71)(72)(73)와 상기 탄성 관절부(74)의 두께 수치는 2.0mm x 0.5mm 이상 또는 이하로도 변경 가능하다.
여기서, 도 1 및 도 7a,b,c 에 도시된 바와 같이, 상기 이어폰(1)을 상기 사용자 귀 이주(3)부분에서 분리하고, 상기 제 3 하우징(40)을 상기 제 2 하우징(30)으로 접힘과 아울러 상기 제 3 하우징(40)의 제 2 걸림부재(62b)가 상기 제 2 하우징(30)의 제 1 걸림부재(62a)에 걸려 고정되고, 상기 제 3 하우징(40)은 상기 제 2 하우징(30)에 구속된다.
이 상태에서, 도 6a,b,c에 도시된 바와 같이, 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)을 접힘과 아울러 상기 제 2 하우징(30)의 후크부(61c)를 상기 제 1 하우징(20)의 한쌍의 와이어 래치부(61d)에 걸려 고정시킨다. 이때, 상기 후크부(61c)에는 가이드 경사면(601)이 형성되어 있어 상기 후크부(61c)가 상기 와이어 래치부(61d)에 결합시 상기 가이드 경사면(601)을 따라서 가이드 이동하여 상기 와이어 래치부(61d)에 걸려 고정시킨다.
상기 제 2, 3 하우징(30)(40)은 상기 제 1 하우징(20)에 접힌 상태로 구속된다.
이때, 상기 제 2, 3 탄성부(72)(73) 및 상기 탄성 관절부(74)는 상기 제 2, 3 하우징(30)(40)과 함께 접힘과 아울러 접힌 상태로 구속된다.
이상에서 설명한 본 발명의 생체정보 측정 장치 및 이를 구비한 이어폰은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 이어폰에 장착시킨 상태를 나타낸 사시도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰을 사용자의 귀에 장착시킨 상태를 나타낸 사시도.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 이어폰에 장착시킨 상태를 나타낸 확대사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 구성 중 초탄성부재를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 구성 중 초탄성부재의 작동 상태를 나타낸 도면으로써, 도 4a는 초탄성부재의 작동 전 상태를 나타낸 도면이고, 도 4b는 초탄성부재의 작동 상태를 나타낸 도면, 도 4c는 초탄성부재의 작동 후 상태를 나타낸 도면.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 작동 전 상태를 나타낸 도면.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰을 사용자의 귀에 장착시킨 상태를 나타낸 도면.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰을 사용자의 귀에 장착시킨 상태에서 작동상태를 나타낸 도면.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰을 사용자의 귀 이주부에 접촉시킨 상태를 나타낸 도면.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 구성 중 제 1 락킹부의 작동 전 상태를 나타낸 측단면도.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 구성 중 제 1 락킹부의 작동 전 상태를 나타낸 평면도.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 구성 중 제 1 락킹부의 작동 상태를 나타낸 평면도.
도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 구성 중 제 1 락킹부의 작동 상태를 나타낸 측단면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치를 구비한 이어폰의 구성 중 제 2 락킹부의 작동 전 상태를 나타낸 측단면도.
도 7b는 도 7a의 A부 확대 측단면도로서, 제 2 락킹부의 작동 전 상태를 나타낸 측단면도.
도 7c는 도 7a의 A부 확대 측단면도로서, 제 2 락킹부의 작동 상태를 나타낸 측단면도.
Claims (12)
- 생체정보 측정 장치에 있어서,제 1 하우징;상기 제 1 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되는 제 2 하우징;상기 제 2 하우징으로부터 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결되고, 생체정보측정용 센서를 구비하는 제 3 하우징;상기 제 1, 2, 3 하우징의 사이에 구비되어 상기 제 1, 2, 3 하우징을 접히거나 펼쳐질 수 있게 연결시키는 다수의 관절부;상기 제 1, 2, 3 하우징의 사이에 구비되어 상기 제 1, 2, 3 하우징을 접히거나 펼쳐질 수 있게 구속시키거나 구속을 해제시키는 적어도 하나 이상의 락킹부; 및상기 제 1, 2, 3 하우징 및 상기 관절부들의 내부에 구비되고, 상기 락킹부들의 구속 및 구속해제시 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 이용하여 상기 제 1, 2, 3 하우징을 접히거나 펼쳐질 수 있게 함으로써, 상기 생체정보측정용 센서를 사용자의 신체에 접촉시킬 수 있게 동일한 압력을 제공하는 초탄성부재를 포함함을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 하우징은 이어폰에 형성된 장착홈에 장착됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 관절부는 제 1, 2 관절부로 이루어지고,상기 제 1 관절부는 제 1, 2 하우징의 사이에 구비되며,상기 제 2 관절부는 상기 제 2, 3 하우징의 사이에 구비되고,상기 제 1, 2 관절부는 상기 제 1, 2, 3 하우징의 두께보다 얇게 제공됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 초탄성부재는 니트놀(Nitinol) 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 락킹부들은, 상기 제 1, 2 하우징의 사이에 구비되어 누름에 따라서 상기 제 1, 2 하우징을 접히거나 펼칠 수 있도록 구속시키거나 구속을 해제시키는 제 1 락킹부와,상기 제 2, 3 하우징의 사이에 구비되어 상기 제 1 락킹부에 의해 상기 제 2 ,3 하우징을 구속 및 구속 해제시 상기 제 2, 3 하우징을 회전시킴에 따라서 상기 제 2, 3 하우징을 접히거나 펼칠 수 있도록 구속시키거나 구속을 해제시키는 제 2 락킹부로 구성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 락킹부는, 상기 제 1 하우징의 측면 외부에 노출되는 제 1, 2 누름부재와,상기 제 2 하우징의 일면에 제공되는 후크부와,상기 제 1, 2 누름 부재의 사이에 구비되고, 상기 후크부와 걸리거나 걸림을 해제할 수 있는 위치에 제공되며, 상기 제 1, 2 누름 부재를 누름에 따라서 그 중심부가 양측으로 벌어지거나 오므라짐과 아울러 상기 후크부를 걸리거나 걸림을 해제시키는 한쌍의 와이어 래치부로 구성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 후크부는 상기 와이어 래치부들과 접촉시 가이드 이동하는 가이드 경사면이 형성되고,상기 와이어 래치부들은 반구형의 형상 및 연성의 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 락킹부는, 상기 제 2 하우징의 일면에 구비되는 제 1 걸림부재와,상기 제 3 하우징의 일면에 구비되고, 상기 제 1 걸림부재와 대응되는 위치 에 제공되며, 상기 초탄성부재에 의해 상기 제 2, 3 하우징을 회전시 외부와 접촉됨과 아울러 상기 제 2, 3 하우징을 접히거나 펼쳐질 수 있게 걸리거나 걸림을 해제시키는 제 2 걸림부재로 구성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 걸림부재의 일단은 반구형의 형상으로 이루어지고,상기 제 2 걸림부재의 일단은 상기 제 1 걸림부재와 착탈가능하도록 걸림턱이 형성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 초탄성부재는, 상기 제 1 하우징내에 구비되는 제 1 탄성부와,상기 제 2 하우징내에 구비되어 상기 제 1 탄성부로부터 상기 제 2 하우징과 함께 접히거나 펼쳐질 수 있도록 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공하는 제 2 탄성부와,상기 제 3 하우징내에 구비되어 상기 제 2 탄성부로부터 상기 제 3 하우징과 함께 접히거나 펼쳐질 수 있도록 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공하는 제 3 탄성부와,상기 제 1, 2, 3 탄성부 사이에 구비되고, 상기 관절부들내에 구비되며, 상기 제 1, 2, 3 탄성부를 원상태로 복원되려는 응력 변형률을 제공할 수 있게 연결시키는 다수의 탄성 관절부로 구성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 탄성 관절부들은 상기 제 1, 2, 3 탄성부의 두께보다 얇게 제공됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 하우징에는 상기 제 1 락킹부를 구비하는 결합홈이 형성됨을 특징으로 하는 생체정보 측정 장치.
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