KR101235790B1

KR101235790B1 - 미세전류 자극용 신발

Info

Publication number: KR101235790B1
Application number: KR1020100073321A
Authority: KR
Inventors: 이지훈; 최혁
Original assignee: 이지훈
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2013-02-21
Also published as: KR20110013297A

Abstract

본 발명은 신발에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체의 발부분에 미세전류를 전달하여 자극함으로써 마사지 내지 치료의 효과를 높일 수 있는 미세전류 자극용 신발에 관한 것이다.
본 발명의 미세전류 자극용 신발은, 신발의 외피 일측에 구비되고, 음극단자 및 양극단자가 외부로 노출되게 형성된 단자부; 상기 신발의 밑창 위에 배치되고, 상기 단자부에 전기적으로 접속되는 복수의 제1자극부를 가진 깔창; 및 상기 단자부에 분리가능하게 결합되는 케이스를 가지고, 미세전류를 발생시켜 인가하는 미세전류발생기;를 포함한다.

Description

미세전류 자극용 신발{FOOTWEAR FOR MICRO CURRENT STIMULATION}

본 발명은 신발에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체의 발부분에 미세전류를 전달하여 자극함으로써 마사지 내지 치료의 효과를 높일 수 있는 미세전류 자극용 신발에 관한 것이다.

발(foot)은 다리의 끝부분에 위치한 신체 부위로서, 26개의 뼈, 39개의 관절, 38개의 근육, 107개의 인대, 그외 수많은 모세혈관과 자율신경 등이 복잡하게 얽혀있는 섬세한 인체기관이다. 이러한 발은 발등과 아킬레스건에 각각 한 개씩 두개의 맥박이 뛰고 있으며, 인체의 63곳을 관장하는 경혈이 모여 있다. 그리고, 발은 인체의 균형유지와 체중지탱, 충격흡수, 이동 등 인체에서 발이 차지하는 역할과 기능이 매우 중요하다.

이러한 발의 기능 중에서 가장 중요한 기능은 보행기능, 발의 펌프기능이다. 특히, 발의 펌프기능은 심장을 도와 혈액순환과 신진대사를 촉진시키는 기능으로, 인간이 직립보행을 시작한 이래로 심장의 위치가 지면으로부터 더 높아진 만큼 혈액순환이 더 어려워짐에 따라 원활한 혈액순환을 위하여 발의 펌프기능이 원활하여야 한다. 이에, 발을 제2의 심장기능이라고도 한다.

우리의 생명과 건강은 규칙적인 호흡을 통해 인체에 산소를 공급하고, 심장으로부터 혈액을 모든 기관으로 보내줌으로써 기본적으로 유지되고 있다. 심장이 혈관을 통해 혈액을 보내줌으로써 인체의 모든 기관과 세포군에 산소와 영양분, 호르몬 등을 옮겨주는 역할을 한다. 동시에 그것들을 옮겨주고 나면 혈액은 체내에 침전되었던 독소와 노폐물을 회수하면서 심장으로 돌아오게 되고, 이를 되돌리는데 에 필요한 것이 제2의 심장이라 불리는 발의 펌프기능이다.

이에 예로부터 발 관리를 매우 중요시 하였으며, 최근에는 생활수준의 향상과 더불어 사람의 발에 대한 관심이 매우 급증하고 있고, 이에 발 관리를 보조하는 발 보조기구가 다양하게 출시되고 있다.

이러한 발 보조기구에는 지압용 깔창, 압전소자를 가진 신발 등이 있다. 지압용 깔창은 복수의 돌기가 돌출되어 발바닥 부분에 물리적인 압박을 주도록 구성된다. 이러한 지압용 깔창의 경우 그 물리적인 압박방식으로 인해 일시적인 자극효과 이에는 특별한 건강 증진 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 장기 착용시 오히려 발에 나쁜 영향을 미칠 단점이 있었다.

또한, 압전소자를 가진 신발은 압전소자에 충격, 가압 등의 외력을 가함으로써 발생하는 미세전류를 발바닥에 인가하도록 구성된다. 하지만, 압전소자가 신발 내에 고정적으로 설치됨에 따라 부분 교체가 용이하지 못한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 인체의 발바닥에 미세전류를 전달함으로써 효과적인 발 마사지효과 또는 치료효과를 달성할 수 있는 미세전류 자극용 신발을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 신발의 외측면에 미세전류발생기를 간편하게 탈부착시키는 구조를 적용함으로써 신발의 사용편의성을 향상시킨 미세전류 자극용 신발을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세전류 자극용 신발은,

신발의 외피 일측에 구비되고, 음극단자 및 양극단자가 외부로 노출되게 형성된 단자부;

상기 신발의 밑창 위에 배치되고, 상기 단자부에 전기적으로 접속되는 복수의 제1자극부를 가진 깔창; 및

상기 단자부에 분리가능하게 결합되는 케이스를 가지고, 미세전류를 발생시켜 인가하는 미세전류발생기;를 포함한다.

상기 단자부 및 상기 미세전류발생기의 케이스는 상호 결합되는 부분에 슬라이딩결합구조 및 회전결합구조 중에서 어느 하나의 결합구조를 적용하는 것을 특징으로 한다.

상기 단자부의 상면에는 한 쌍의 레일홈이 형성되고, 상기 미세전류발생기의 케이스의 저면에는 한 쌍의 가이드돌출부가 형성되며, 상기 미세전류발생기의 케이스의 가이드돌출부가 상기 단자부의 레일홈에 슬라이딩결합되고, 상기 각 가이드돌출부 및 각 레일홈에는 음극단자 및 양극단자가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 단자부에는 복수의 제1배선이 연장되고, 상기 신발의 밑창에는 복수의 접속부가 배치되며, 상기 복수의 제1배선은 상기 복수의 접속부에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 접속부는 상기 깔창의 제1자극부에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 깔창은,

일반원사로 직조된 일반원사 직조부 및 전도사로 직조된 복수의 제1자극부로 구성된 상부깔창;

상기 상부깔창의 하부에 배치되고, 완충재로 이루어지며, 복수의 도전부를 가지는 지지부재;

상기 지지부재의 하부에 배치되고, 일반원사로 직조된 일반원사 직조부 및 전도사로 직조된 복수의 도전부로 구성된 하부깔창;을 포함하고,

상기 밑창의 접속부는 상기 하부깔창의 도전부와 접속하고, 상기 하부깔창의 도전부는 상기 지지부재의 도전부와 접속하며, 상기 지지부재의 도전부는 상기 상부깔창의 제1자극부와 접속하고, 상기 상부깔창의 제1자극부는 인체의 발바닥과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 단자부에는 복수의 제2배선이 연장되고, 상기 외피의 내측면 중에서 일부 영역에는 복수의 제2자극부가 형성되고, 상기 복수의 제2배선은 복수의 제2자극부에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 미세전류발생기는,

전원공급 스위치를 구비하며 상기 미세전류 발생기에 전원을 공급하기 위한 전원공급부;

일정주파수를 발생시키는 주파수 발생부;

상기 전원공급부를 통해 공급되는 전원을 이용하여 상기 미세전류를 발생시키되, 상기 주파수 발생부에서 발생되는 주파수를 이용하여 상기 미세전류의 발생주기를 컨트롤하고, 외부에서 입력되는 인에이블신호에 응답하여 상기 미세전류의 발생유지시간을 컨트롤하는 컨트롤칩;

상기 컨트롤칩에서 발생되는 미세전류를 원하는 레벨로 조절하기 위한 발생전류 레벨조절부;를 구비한다.

상기 미세전류 발생기는, 상기 컨트롤칩에서 발생되는 출력전압을 원하는 최종전압으로 컨트롤하기 위한 발생전압 레벨조절부를 더 구비한다.

상기 미세전류발생기는,

양의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제1컨트롤신호, 음의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제2컨트롤신호, 및 전원전압의 승압을 위한 제3컨트롤신호를 발생하여 상기 미세전류 발생을 제어하고, 상기 미세전류발생기를 통해 인체에 공급되는 미세전류의 레벨을 확인하여 미리 정해진 레벨이 아닌 경우에 상기 제3컨트롤신호를 컨트롤하여 승압전압의 레벨을 변동시킴에 의해 상기 미세전류의 인체공급레벨을 컨트롤하는 컨트롤부;

상기 컨트롤부의 상기 제3컨트롤신호에 응답하여 전원전압을 일정레벨의 승압전압으로 승압시키는 승압부; 및

상기 승압부에 의해 승압된 상기 승압전압을 바탕으로 하여 원하는 레벨의 미세전류를 발생시켜 인체와 접속되는 접속단자들을 통해 인체의 특정부위에 공급하되, 상기 제1컨트롤 신호가 입력되는 경우에는 양의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하고, 상기 제2컨트롤 신호가 입력되는 경우에는 음의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하는 미세전류 출력부;를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 미세전류출력부는 적어도 하나의 전압분배회로 및 복수의 스위칭 소자들을 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자들 각각은 상기 제1컨트롤 신호 또는 상기 제2컨트롤 신호에 응답하여 스위칭동작을 수행함을 특징으로 한다.

상기 미세전류출력부는 인체에 공급되는 미세전류의 인체공급 레벨을 확인할 수 있는 공급레벨 확인신호를 발생하여 상기 컨트롤부에 제공하고, 상기 컨트롤부는 상기 공급레벨확인신호에 응답하여 상기 승압부의 승압전압의 레벨을 컨트롤함을 특징으로 한다.

상기 제1컨트롤신호와 상기 제2컨트롤신호는 일정주기와 일정 듀티비를 가지는 펄스 신호이며, 상기 제1컨트롤신호와 상기 제2컨트롤신호는 일정 위상차를 가짐을 특징으로 한다.

상기 컨트롤부는, 상기 공급레벨확인신호를 통해 상기 인체접속단자들이 인체에 실제로 접속되었는지를 확인하여, 미세전류의 발생여부를 컨트롤함을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은, 인체의 발바닥에 미세전류를 전달함으로써 효과적인 발 마사지효과 또는 치료효과를 달성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 신발의 외측면에 미세전류발생기을 간편하게 탈부착시키는 구조를 적용함으로써 신발 세탁 등을 위해 미세전류발생기를 분리하여 사용할 수 있으므로 그 사용편의성을 향상시킨 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 자극용 신발을 도시한 부분 측단면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 화살표 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 미세전류 자극용 신발의 단자부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 미세전류 자극용 신발에 적용되는 미세전류발생기의 케이스 저면을 도시한 저면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 신발의 깔창 및 밑창 부분을 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 미세전류 자극용 신발에 적용되는 제1실시예에 따른 미세전류 발생기를 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 미세전류 자극용 양말에 적용되는 제2실시예에 따른 미세전류발생기를 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 미세전류발생기의 구현예인 회로도이다.
도 10은 도 9의 동작타이밍도이고,
도 11은 도 8의 승압부의 다른 구현예를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 자극용 신발을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 미세전류 자극용 신발(1)은 외피(2)의 일측에 설치된 단자부(110), 단자부(110)에 탈부착되는 미세전류발생기(150), 신발(1)의 밑창(3) 위에 배치되는 깔창(120)을 포함한다.

단자부(110)는 신발(1)의 측면, 뒷꿈치, 베라 등과 같이 신발(1)의 종류, 구조 등에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이러한 단자부(110)에는 미세전류발생기(150)의 케이스(151)가 분리가능하게 결합되고, 단자부(110)와 미세전류발생기(150)의 케이스(151)는 서로 결합되는 부분에 슬라이딩결합구조, 회전결합구조 등과 같이 다양한 결합구조가 적용될 수 있다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 단자부(110) 및 미세전류발생기(150)의 슬라이딩결합구조가 도시되어 있다.

단자부(110)는 한 쌍의 레일홈(111, 112)을 포함하고, 레일홈(111, 112)은 길게 연장되어 있으며, 각 레일홈(111, 112)에는 음극단자(111a) 및 양극단자(112a)가 각각 형성되어 있다. 단자부(110)의 레일홈(111, 112)은 외피(2)의 외측으로 노출되게 설치되고, 단자부(110)의 내측면은 외피(2)의 내부에 매립되어 단자부(110)의 내측면이 외피(2)의 안쪽으로 노출되지 않도록 설치되거나 단자부(110)의 내측면에 절연층이 구비될 수도 있다. 이에, 단자부(110)는 발부분과의 접촉이 방지된다.

이에 대응하여, 미세전류발생기(150)의 케이스(151)는 그 저면에 한 쌍의 가이드돌출부(161, 162)를 가지고, 가이드돌출부(161, 162)는 단자부(110)의 레일홈(111, 112)와 동일하게 길게 연장되어 있다. 각 가이드돌출부(161, 162)에는 음극단자(161a) 및 양극단자(162a)가 각각 형성된다. 이에 미세전류발생기(150)의 케이스(151)는 신발(1)의 단자부(110)에 전기적으로 접속되고, 케이스(151)의 가이드돌출부(161, 162)가 단자부(110)의 레일홈(111, 112)에 슬라이딩되면서 간편하게 결합될 수 있다.

그리고, 케이스(151)의 일측에는 탄력적으로 유동할 수 있는 후크형상의 결합리브(165)가 형성되고, 이에 대응하는 단자부(110)의 일측에는 결합홈(115)이 형성된다. 이에 의해 케이스(151)가 단자부(110)에 슬라이딩결합되는 경우 케이스(151)의 결합리브(165)가 단자부(110)의 결합홈(115)에 끼움결합됨으로써 케이스(151)는 단자부(110)에 고정적으로 유지되어 그 이탈이 방지될 수 있고, 그 슬라이딩결합이 고정적으로 유지되어 이탈이 방지된다. 한편, 신발(1)의 세탁을 위해 미세전류발생기(150)의 케이스(151)를 분리하고자 할 경우에는 케이스(151)를 결합방향과 반대방향으로 밀어내면 결합리브(165)가 탄력적으로 벌어져 결합홈(115)으로부터 이탈되고, 이에 케이스(151)는 단자부(110)로부터 간편하게 분리될 수 있다.

이와 달리, 신발(1)의 단자부(110)와 미세전류발생기(150)의 케이스(151)는 회전결합구조를 통해 분해가능하게 결합되는 회전결합구조를 적용할 수도 있다.

단자부(110)에는 복수의 제1 및 제2 배선(16a, 16b)이 연결되고, 각 제1 및 제2 배선(16a, 16b)은 그 절연성 확보를 위하여 신발(1)의 외피(2) 내부에 매립된다. 복수의 제1배선(16a)은 밑창(3)의 접속부(331)를 통해 깔창(120)의 제1자극부(121b)들과 전기적으로 접속되고, 복수의 제2배선(16b)은 후술하는 제2자극부(221)들과 전기적으로 접속된다.

한편, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 신발(1)의 밑창(3)에는 복수의 제1배선(16a)이 개별적으로 접속되는 복수의 접속부(331)가 형성되고, 각 접속부(331)는 깔창(120)의 제1자극부(121b)들과 전기적으로 접속한다.

깔창(120)은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 상부깔창(121), 지지부재(122), 하부깔창(123)을 포함하고, 상부깔창(121) 및 하부깔창(123)은 섬유로 직조되며, 지지부재(122)는 스펀지 등과 같은 완충재로 구성될 수 있다.

상부깔창(121)은 일반원사로 직조된 일반원사 직조부(121a) 및 전도사로 직조된 제1자극부(121b)로 구성된다. 일반원사 직조부(121a)는 전기가 통하지 않으며, 제1자극부(121b)는 금사, 은사, 동사 등과 같이 전도성이 양호한 전도섬유로 직조된다. 이러한 일반원사 직조부(121a)와 제1자극부(121b)는 직조공정 시에 함께 직조됨으로써 일체형으로 형성될 수도 있고, 각각 별도로 직조된 후에 재봉공정을 통해 서로 연결될 수도 있다. 상부깔창(121)의 제1자극부(121b)들은 발바닥의 경혈점 등과 직접 접촉하도록 배치되어 발바닥에 미세전류를 전달할 수 있다.

지지부재(122)는 상부깔창(121) 및 하부깔창(123) 사이에 접착제 등을 통해 결합되고, 지지부재(122)는 스펀지 등과 같은 완충재에 의해 이루어짐에 따라 대부분의 영역이 비도전부(122a)이다. 이러한 비도전부(122a)의 일정 영역에는 복수의 홈 또는 복수의 절취부가 형성되고, 이러한 홈 또는 절취부들에는 전도성 고무 또는 금속 등으로 이루어진 복수의 도전부(122b)가 각각 부착된다. 도전부(122b)들은 상부깔창(121)의 제1자극부(121b) 및 하부깔창(123)의 도전부(123b)와 부분적으로 접촉할 수 있도록 배치된다.

하부깔창(123)은 일반원사로 직조된 일반원사 직조부(123a) 및 전도사로 직조된 도전부(123b)로 구성된다. 일반원사 직조부(123a)는 전기가 통하지 않으며, 도전부(123b)는 금사, 은사, 동사 등과 같이 전도성이 양호한 전도섬유로 직조된다. 이러한 일반원사 직조부(123a)와 도전부(123b)는 직조공정 시에 함께 직조됨으로써 일체형으로 형성될 수도 있고, 각각 별도로 직조된 후에 재봉공정을 통해 서로 연결될 수도 있다.

그리고, 하부깔창(123)의 도전부(123b)들은 신발(1)의 밑창(3)에 구비된 접속부(331)와 직접적으로 접촉되도록 배치되고, 이에 하부깔창(123)의 도전부(123b)는 접속부(331)를 통해 단자부(110)의 제1배선(16a)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 밑창(3)의 접속부(331)는 하부깔창(123)의 도전부(123b)와 접속하고, 하부깔창(123)의 도전부(123b)는 지지부재(122)의 도전부(122b)와 접속하며, 지지부재(122)의 도전부(122b)는 상부깔창(121)의 제1자극부(121b)와 접속하고, 상부깔창(121)의 제1자극부(121b)들은 인체의 발바닥과 접촉함으로써 인체의 발바닥에 미세전류발생기(150)에서 발생된 미세전류가 인체의 발바닥으로 전달될 수 있다.

한편, 외피(2)의 내측면 중에서 인체의 발등, 발목, 뒤꿈치 등과 접촉하는 부분에는 복수의 제2자극부(221)가 배치될 수 있고, 제2자극부(221)는 전도성 섬유, 전도성 고무, 전도성 금속 등과 같은 전도체 재질로 구성된다. 제2자극부(221)들 각각은 외피(2)의 내측면에 재봉 또는 접착제 등으로 통해 부착될 수 있으며, 제2자극부(221)들은 제2배선(16b)들을 통해 단자부(110)에 전기적으로 접속된다.

미세전류발생기(150)는 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 케이스(151)를 포함하고, 케이스(151)는 신발(1)의 단자부(110)에 탈부착이 용이하게 설치될 수 있다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 미세전류발생기(150)의 제1실시예에 따른 회로구성은 전원공급부(152), 주파수 발생부(156), 컨트롤칩(157), 및 발생전류 레벨조절부(158) 등을 가진다.

추가적으로, 상기 컨트롤칩(157)에서 발생된 발생전압의 레벨을 인체에 필요한 최종전압으로 컨트롤하기 위한 발생전압 레벨조절부(154)를 더 구비할 수 있다. 상기 발생전압 레벨조절부(154)는 저항(R3), 커패시터(C1), 및 인덕터(L)를 구비하여 도 7에 도시된 결선 구조를 가진다.

상기 전원공급부(152)는 배터리에 연결되어 상기 미세전류 발생기(150)에 전원을 공급하기 위한 것이다.

상기 전원공급부(152)는 전원을 공급하는 배터리와, 상기 미세전류발생기(150)에 대한 전원 공급여부를 사용자가 결정하는 전원스위치(S/W1), 배터리의 잔량을 나타내는 배터리잔량 표시등(D1) 및 배터리잔량 표시등 확인 스위치(S/W2)로 구성된다. 이때 상기 전원스위치(S/W1), 배터리잔량 표시등(D1), 배터리잔량 표시등 확인 스위치(S/W2)는 사용자의 조작과 편의를 위해 케이스 외부에 노출되고, 사용자의 배터리 교체를 위해 열고 닫을 수 있는 뚜껑이 구비된다. 전원스위치(S/W1)는 사용자가 직접 조작할 수 있는 형태가 될 수 있으며, 또한 필요에 따라 필름 스위치, 저항 스위치, 열감지 스위치, 터치형 스위치 등을 사용하여, 필요에 따라 자동 및 수동으로 켜지고, 꺼지도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 전원공급부(152)는 상기 컨트롤칩(157)의 입력 단자(VIN)에 연결된 전원 스위치(S/W1)가 온(on)일 경우에만 미세전류 발생기(150)가 작동하여 배터리 소모를 최소화하고, 배터리 전원잔량 표시등(D1)은 상기 컨트롤 칩(157) 내의 LED 조절부 단자(LED)와 연결되어 사용자가 알 수 있게 빨강, 파랑, 노랑 등 색상별 LED 램프 점등이 가능하다. 또한 LED 점등으로 인한 불필요한 배터리 소모를 막기 위해 배터리 전원 잔량 표시등 확인 스위치(S/W2)를 부착하여 LED 점등 여부를 사용자가 지정할 수 있도록 구성된다.

또한 상기 컨트롤 칩(157)의 LED 조절부 단자(LED)에 연결된 다이오드(D1), 저항(R4)을 통해 LED의 밝기와 점등 간격(초 단위), 점등 시간(초 또는 밀리초 단위) 등을 조절하여 배터리 소모를 최소화할 수 있다.

상기 배터리는, 일반적으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 알려진 모든 건전지가 다 사용 가능하다. 즉, 알카라인 전지, 망간 전지 같은 1차 전지와 리튬-이온, 니켈-수소, 니켈-카드뮴 전지와 같은 2차 전지 등을 포함하여 모든 건전지를 사용할 수 있다. 배터리 전원은 3V 코인 배터리는 물론, 1.5V의 일반 건전지를 직렬로 배열하여 3 ~ 12V의 직류전원을 공급하면 된다.

상기 주파수 발생부(156)는 상기 미세전류 발생기(150)를 통해 발생되는 미세전류의 발생주기를 컨트롤 하기 위한 것으로, 상기 컨트롤 칩(157)의 Xin, Xout 단자에 주파수 크리스탈(CRYSTAL)을 연결하여 구성한다. 상기 주파수 발생부(156)에서 발생되는 주파수를 이용하여 상기 컨트롤칩(157) 또는 상기 미세전류 발생기(150)는 원하는 시간(초 또는 밀리 초 단위) 간격으로 미세전류를 출력시키고, 인에이블 단자(EN)를 통하여 원하는 시간(초 또는 밀리 초 단위) 동안 출력을 유지시킨다.

상기 컨트롤칩(157)은 상기 전원공급부(152)를 통해 공급되는 전원을 이용하여 상기 미세전류를 발생시키되, 상기 주파수 발생부(156)에서 발생되는 주파수를 이용하여 상기 미세전류의 발생주기를 컨트롤하고, 외부에서 인에이블단자(EN)를 통하여 입력되는 인에이블신호에 응답하여 상기 미세전류의 발생유지시간을 컨트롤한다.

상기 컨트롤칩(157)은 상기 전원공급부(152)의 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여 필요한 전압과 전류를 가진 미세전류를 발생시키는 구성으로써, 배터리로부터 공급받은 전원을 이용하여 미세전류 발생 주기, 미세전류 유지 시간, 필요로 하는 크기의 전압 및 전류를 가진 미세전류로 변환하는 기능을 수행한다.

상기 컨트롤 칩(157)은 배터리를 통해 입력된 2.5V~12V 전압의 전원을 9V~50V의 전압과 1,000㎂ 이하의 미세 전류로 변환하여 출력함으로써 인체에 유익한 미세전류를 공급하게 된다.

상기 발생전류 레벨조절부(158)는 상기 컨트롤칩(157)에서 발생되는 미세전류를 원하는 레벨로 조절하기 위한 것으로, 도 7에 도시된 바와 같은 결선 구조를 가지는 저항(R1,R2), 가변저항(VR), 콘덴서(C2), 다이오드(D2)를 구비하여, 상기 컨트롤 칩(157)에서 출력된 미세전류를 통해 수㎂~수백㎂의 미세전류로 변환하여 인체에 전달하게 된다.

상기 미세전류 발생기(150)의 전체 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 컨트롤칩(157)의 입력단자(VIN)에 배터리(2.5V~12V 사이의 1차, 2차 전지 사용 가능)가 연결된 상태에서, 전원 스위치(S/W1)가 온(on)되면 배터리로부터 입력되는 전원이 컨트롤 칩(157) 내의 VCC 단자(VCC)를 통하여 컨트롤 칩(157)으로 입력되게 된다.

입력된 전원은 컨트롤 칩(157) 내의 회로에서 필요에 따라 9V~50V로 증폭되어 컨트롤 칩 외부로 출력된다. 여기서 증폭된 9V~50V 전압은 상기 컨트롤칩(157)출력 전압으로서 컨트롤 칩 내의 SW 단자(SW)를 통하여 상기 컨트롤 칩(157) 외부로 출력된다. 상기 출력전압은 상기 컨트롤 칩(157)의 외부에 존재하는 발생전압 레벨조절부(154)에 존재하는 저항(R3)과 콘덴서(C1), 인덕터(L)를 통하여 인체에 필요한 최종 전압으로 재조정된다.

한편, 상기 컨트롤칩(157)에서 출력되는 미세전류는, 상기 컨트롤 칩(157) 의 VSW단자(VSW)를 통하여 필요에 따라 최고 1,000㎂ 이하의 미세전류 크기로 컨트롤 칩(157) 외부로 출력된다. 상기 미세전류는 상기 발생전류 레벨조절부(158)에 구비되며, 상기 미세전류 발생기(150)의 출력단자에 연결된 저항(R1,R2), 가변저항(VR), 콘덴서(C2), 다이오드(D2)를 통하여 원하는 크기의 전류로 조절하여 최종 출력하게 된다. 또한 컨트롤 칩(157)은, 원래 직류 전류는 특성상 양의 위상만 가지고 있는데, 이를 트랜지스터(TR1)를 통해 양의 위상과 음의 위상을 교대로 출력할 수 있도록 하는 기능을 가진다. 컨트롤 칩의 피드백(FB)은 최종 출력의 정확성에 여부에 대한 사항을 체크하는 피드백 기능을 한다.

도 8은 본 발명의 미세전류발생기의 제2실시예에 따른 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 미세전류발생기(150)는 컨트롤부(310), 승압부(320), 및 미세전류 출력부(330)를 구비한다.

상기 컨트롤부(310)는 양의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제1컨트롤신호(S1), 음의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제2컨트롤신호(S2), 및 전원전압의 승압을 위한 제3컨트롤신호(S3)를 발생하여 상기 미세전류 발생을 제어한다. 상기 컨트롤부(310)는 상기 미세전류발생기(150)를 통해 인체에 공급되는 미세전류의 레벨을 확인하여 미리 정해진 레벨이 아닌 경우에 상기 제3컨트롤신호(S3)를 컨트롤하여 승압전압의 레벨을 변동시킴에 의해 상기 미세전류의 인체공급레벨을 컨트롤하게 된다.

상기 컨트롤부(310)는 CPU를 가지는 컨트롤칩을 구비하여 상기 제1 내지 제3컨트롤신호(S1, S2, S3)를 발생할 수 있다.

상기 승압부(320)는 상기 컨트롤부(310)의 상기 제3컨트롤신호(S3)에 응답하여 전원전압(Vdd, Vcc)을 일정레벨의 승압전압으로 승압시켜 상기 미세전류출력부(330)에 공급한다.

상기 승압부(320)를 구성하는 승압회로는 인덕터의 역기전력을 이용하는 DC-DC 컨버터 타입의 승압회로, 커패시터를 이용하는 차지펌프회로를 포함하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 다양한 승압회로가 이용될 수 있다.

상기 미세전류 출력부(330)는 상기 승압부(320)에 의해 승압된 상기 승압전압을 바탕으로 하여 원하는 레벨의 미세전류를 발생시켜 단자(P1, P2)들을 통해 인체의 특정부위에 공급하게 된다. 단자(P1, P2)들은 자극부(121b, 221)들에 접속되고, 이에 단자(P1, P2)들은 자극부(121b, 221)를 통해 인체에 접촉한다.

상기 미세전류 출력부(330)는 상기 제1컨트롤 신호(S1)가 입력되는 경우에는 양의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하고, 상기 제2컨트롤 신호(S2)가 입력되는 경우에는 음의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하게 된다.

여기서 미세전류는 0~1500㎂(0을 포함하지 않음)의 전류레벨로써 마이크로암페어(㎂) 단위의 미세전류를 말한다. 상기 미세전류 출력부(330)는 0~1500㎂(0을 포함하지 않음)의 전류레벨 중에서 치료효과나 마사지 효과가 가장 높다고 판단되는 어느 하나의 전류레벨을 선택하여 발생하게 된다. 예를 들면 0~300㎂의 미세전류 또는 150~150㎂의 미세전류를 출력할 수 있다.

상기 미세전류의 발생을 위하여 상기 미세전류출력부(330)는 적어도 하나의 전압분배회로 및 복수의 스위칭 소자들을 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자들 각각은 상기 제1컨트롤 신호(S1) 또는 상기 제2컨트롤 신호(S2)에 응답하여 스위칭동작을 수행할 수 있다.

상기 미세전류는 인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨이 일정하도록 하기 위하여 사용되는 인체의 피부저항에 대응하여 변동되는 것이 가능하다.

이를 위해 상기 미세전류출력부(330)는 인체에 공급되는 미세전류의 인체공급 레벨을 확인할 수 있는 공급레벨 확인신호를 발생하여 상기 컨트롤부(310)에 제공하고, 상기 컨트롤부(310)는 상기 공급레벨확인신호에 응답하여 상기 승압부(320)의 승압전압의 레벨을 컨트롤하게 된다.

여기서, 상기 공급레벨 확인신호는 인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨을 확인할 수 있는 기능 이외에 인체에 실제로 접촉되어 미세전류가 공급될 수 있는 여건이 조성되었는지를 확인할 수 있는 기능도 제공한다.

도 9는 도 8의 미세전류발생기의 구현 예를 나타낸 회로도이다.

도시된 바와 같이, 상기 컨트롤부(310a)는 컨트롤칩(예를 들면, PIC16F716)(U2), 저항(R4), 커패시터(C4), 전원(Vcc), 전원공급여부를 판단할 수 있는 LED(D2)를 포함하여 도 9와 같은 결선구조를 가진다. 상기 컨트롤칩(U2)은 다양한 종류의 주파수를 가지는 컨트롤 신호의 발생기 가능하다.

상기 컨트롤부(310a)는 도 8에서 설명한 바와 같이, 양의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제1컨트롤신호(S1), 음의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제2컨트롤신호(S2), 및 전원전압의 승압을 위한 제3컨트롤신호(S3)를 발생하여 상기 미세전류 발생을 제어한다.

또한 상기 컨트롤부(310a)는 상기 미세전류 출력부(330a)에서 제공되는 인체에 공급되는 미세전류의 인체공급 레벨을 확인할 수 있는 공급레벨 확인신호(MC)를 수신하여 상기 승압부(320a)의 승압전압(VC)의 레벨을 컨트롤 할 수 있다. 상기 승압전압(VC)의 레벨 컨트롤은 상기 제3컨트롤 신호를 통해 가능하다.

상기 컨트롤부(310a)는 상기 공급레벨확인신호(MC)를 통하여 미세전류의 인체공급레벨을 확인하기도 하지만, 실제로 단자(P1, P2)가 자극부(121b, 221)들을 통해 인체에 접촉되었는지의 여부를 확인하는 것도 가능하다. 인체의 피부저항의 범위는 정해져 있으므로, 상기 공급레벨확인신호(MC)가 피부저항에 대응되는 어느 범위내에 있으면 상기 단자(P1, P2)가 인체에 접속된 것으로 판단하는 것이 가능하기 때문이다.

따라서, 상기 컨트롤부(310a)는 전원이 공급되면, 우선적으로 상기 단자(P1, P2)가 인체에 접촉되었는지 여부를 상기 공급레벨확인신호(MC)를 통해서 확인하고, 미세전류 발생여부를 결정하게 되는 것이다. 즉 상기 공급레벨확인신호(MC)를 통해서 인체에 접촉된 것이 확인되면 상기 미세전류발생기를 통한 미세전류 발생을 수행하고, 이후에 미세전류의 실제 인체공급레벨을 확인하는 기능을 수행하게 되는 것이다.

상기 컨트롤부(310a)는 이동이 가능하고 휴대가 가능한 구성을 가져야 하기 때문에 전원전압은 배터리(battery)를 통해 공급받는 구성을 가질 수 있다.

상기 승압부(320a)는 상기 컨트롤부(310a)에서 발생되는 상기 제3컨트롤신호(S3)에 의해 스위칭이 반복되는 스위칭소자(Q7)와, 인덕터(L1), 정류 및 리플방지, 승압전압의 저장을 위한 다이오드(D1)와 커패시터(C1, C2), 및 저항(R10)을 구비하여 도 9와 같은 결선구조를 가진다. 여기서 상기 스위칭소자(Q7)는 트랜지스터가 이용되고 있으나 이외에도 MOSFET을 포함한 다양한 스위칭 소자가 적용될 수 있다.

상기 승압부(320a)는 도 11에 도시된 바와 같이, 승압단(10)을 다단으로 구성한 DC-DC 컨버터 타입의 승압회로를 통하여 구성하는 것도 가능하고, 부스팅(boosting) 회로 등 다양한 승압회로를 통해 구현하는 것이 가능하다.

상기 미세전류 출력부(330a)는 복수의 저항들(R1, R6, R2, R7, R8, R9)을 이용한 복수의 전압분배기와 복수의 스위칭소자들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)을 이용하여 미세전류를 단자(P1, P2)로 출력하게 된다. 상기 복수의 스위칭소자들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)은 트랜지스터를 이용하고 있으나, 이외에도 MOSFET을 포함한 다양한 스위칭 소자가 적용될 수 있다.

상기 스위칭소자들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) 중 일부 스위칭소자들(Q6, Q3)은 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 컨트롤되고, 일부 스위칭소자들(Q5, Q4)은 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 컨트롤되고, 나머지 스위칭소자들(Q1, Q2)은 제1노드(n1)의 전압 즉 상기 승압전압(VC)에 의해 컨트롤되는 구조를 가진다.

상기 단자(P1, P2)는 인체의 특정부위(치료를 요하거나 마사지를 원하는 부위)에 장착되어 제1단자(P1)를 통해 인가되는 미세전류가 인체를 통과하여 제2단자(P2)로 되돌아오도록 하거나, 상기 제2단자(P2)를 통해 인가되는 미세전류가 인체를 통과하여 제1단자(P1)로 되돌아오도록 하는 구성을 가질 수 있다.

도 10은 도 9의 컨트롤신호 및 미세전류의 타이밍도를 나타낸 것이다.

이하에서는 도 10의 타이밍도를 통해 도 9의 미세전류발생기의 동작을 설명하기로 한다.

우선 상기 미세전류발생기(150)의 미세전류 출력부(330a)의 단자(P1, P2)가 인체의 특정부위에 장착되도록 한 상태에서 상기 미세전류발생기(150)가 동작한다.

배터리를 통해 전원이 공급되면, 상기 컨트롤부(310a)에서는 상기 미세전류출력부(330a)에 인체와의 접촉여부를 확인할 수 있는 신호 또는 통상적인 미세전류 발생을 위한 상기 제3컨트롤 신호(S3)를 발생하고, 상기 공급레벨확인신호(MC)를 수신하여 상기 단자(P1, P2)가 자극부(121b, 221)를 통해 실제로 인체와 접촉하는지 여부를 확인한다.

통상적인 인체의 피부저항을 고려하여 미리 정해진 범위 내에 상기 공급레벨확인신호(MC)의 레벨이 위치하게 되면 인체에 접촉된 것으로 판단하는 것이 가능하기 때문이다.

이후 상기 컨트롤부(110a)에는 상기 승압부(320a)에 미세전류 발생을 위한 상기 제3컨트롤신호(S3)를 공급한다. 상기 제3컨트롤 신호(S3)는 승압을 위해 폭과 주기가 조절된 컨트롤 신호이다.

배터리를 통해 전원이 공급되면, 상기 컨트롤부(310a)에는 상기 승압부(320a)에 상기 제3컨트롤신호(S3)를 공급한다. 상기 제3컨트롤 신호(S3)는 승압을 위해 폭과 주기가 조절된 컨트롤 신호이다.

상기 제3컨트롤 신호(S3)가 인가되면, 상기 제3컨트롤신호(S3)에 응답하여 상기 승압부(320a)의 스위칭소자(Q7)는 온/오프된다.

상기 스위칭소자(Q7)가 턴온(turn-on) 되면, 상기 인덕터(L1)의 전류는 증가하기 시작하고, 상기 다이오드(D1)는 역방향으로 바이어스(bias)가 걸리므로 오프되고, 이에 따라 상기 인덕터(L1) 전압은 상기 전원전압(Vcc, Vdd)과 동일해진다. 다시 상기 제3컨트롤신호(S3)에 의해 상기 스위칭소자(Q7)이 턴 오프(tura-off)되면, 상기 인덕터(L1)의 전류는 감소하기 시작하고, 이에 따라 상기 인덕터(L1)의 전압은 극성이 바뀌어 상기 전원전압과 합쳐진다. 이 전압은 커패시터(C1)에 저장된다.

이렇게 되면, 상기 다이오드(D2)에는 순방향 바이어스가 걸리게 되어 온(On) 되고, 상기 커패시터(C2)는 상기 다이오드(D2)를 통해 출력되는 전압을 저장하며, 상기 출력전압 즉 승압전압(VC)의 맥동(리플)을 제거해 준다.

다음 스위칭 동작이 수행되면, 상기 커패시터(C1)에 저장된 전압의 2배에 해당되는 전압이 상기 커패시터(C2)에 저장되게 되고, 이러한 방식으로 복수의 스위칭 동작이 수행되면, 상기 제1노드(n1)에는 전원전압(Vcc, Vdd)보다 수배~수십배 높은 승압전압(VC)이 발생하게 된다. 예를 들어 전원전압이 3V라고 가정할 경우에 30V의 전압을 얻는 것이 가능해진다. 물론 이보다 높은 레벨의 전압을 발생시키는 것도 가능하다.

즉 상기 컨트롤부(310a)의 제3컨트롤신호(S3)의 폭과 주기에 따라 상기 스위칭소자(Q7)가 온/오프 동작을 반복적으로 수행하면, 상기 승압전압(VC)은 원하는 레벨을 가지게 된다.

상기 승압전압(VC)이 원하는 레벨에 도달하게 되면, 상기 컨트롤부(310a)에서는 제1컨트롤신호(S1) 및 제2컨트롤신호(S2)를 발생한다. 상기 제1컨트롤신호(S1) 및 제2컨트롤신호(S2)는 상기 컨트롤부(310a)의 전원전압의 공급과 동시에 발생될 수도 있으나, 상기 승압전압(VC)이 원하는 레벨에 도달하기 까지는 의미가 없으므로, 여기서는 상기 승압전압(VC)이 원하는 레벨에 도달하게 되면 발생하는 것으로 가정한다.

상기 제1컨트롤신호(S1)는 양의 위상을 가지는 미세전류를 발생시키기 위한 것이고, 상기 제2컨트롤신호(S2)는 음의 위상을 가지는 미세전류를 발생시키기 위한 것이다.

양의 위상과 음의 위상을 가지는 미세전류를 발생시켜 인체에 공급하게 되면, 양의 위상 만을 가지는 미세전류의 경우보다 치료 및 마사지 효과가 우수한 것으로 알려져 있다.

상기 제1컨트롤 신호(S1)는 도 10에 도시된 바와 같이. 일정주기와 일정듀디비(duty ratio)를 가지는 펄스(pulse) 형태의 파형구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 1초의 주기를 가지고 150ms의 시간동안에는 일정전압레벨을 가지고, 나머지 시간동안에는 0의 전압레벨을 가지는 파형구조를 가질 수 있다.

그러나 이는 하나의 예 일뿐 치료나 마사지의 효과적 측면을 고려하여 주기나 듀티비가 일정시간단위로 변화하도록 하는 것도 가능하고, 주기나 듀티비가 다른 형태의 파형구조를 가지는 것도 가능하다.

상기 제2컨트롤신호(S2)는 상기 제1컨트롤신호(S1)와는 일정위상차를 가지는 형태로 일정주기와 일정듀티비를 가지는 펄스 형태의 파형구조를 가질 수 있다. 상기 제2컨트롤신호(S2)는 상기 제1컨트롤신호(S1)와 일정위상차를 가지는 것을 제외하고는 그 형태가 동일하다.

여기서 상기 제2컨트롤신호(S2)는 상기 제1컨트롤신호(S1)가 일정전압레벨을 가지는 시간구간(t1)에는 0의 전압레벨을 가져야 하고, 상기 제1컨트롤신호(S1)이 0의 전압레벨을 가지는 시간구간(T-t1)의 일부구간에서 일정 전압레벨을 가지는 파형구조를 가지게 된다.

즉 상기 제1컨트롤신호(S1)의 펄스와 상기 제2컨트롤신호(S2)의 펄스는 중복되지 않게 발생된다. 즉 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 스위칭소자(Q6, Q3)가 턴온되는 시점과 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 스위칭소자(Q5, Q4)가 턴온되는 시점이 달라야 한다. 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 스위칭소자(Q6, Q3)가 턴온되었다가 다시 턴 오프되는 시점에 바로 이어서 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 스위칭소자(Q5, Q4)가 턴온되도록 하는 것도 가능하고, 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 스위칭소자(Q6, Q3)가 턴온되었다가 다시 턴 오프되고 일정시간이후에 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 스위칭소자(Q5, Q4)가 턴온되도록 하는 것도 가능하다. 이는 상기 제2컨트롤신호(S2)의 펄스 발생시점을 컨트롤하는 것으로 가능하며, 치료나 마사지 효과를 고려하여 필요에 따라 달리 정할 수 있다.

상기 미세전류 출력부(330a)는 상기 승압전압(VC)이 일정레벨에 도달하게 되면, 저항(R1, R6)의 전압분배에 의해 분배된 전압이 스위칭 소자(Q1)를 턴온시키게되고, 저항(R2, R7)의 전압분배에 의해 분배된 전압이 스위칭 소자(Q2)를 턴온 시키게 된다. 이는 스위칭소자(Q5, Q6)가 턴 오프 상태일 때 가능하며, 승압전압(VC)이 일정레벨에 도달하였다고 해도, 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 스위칭소자(Q6)가 턴 온되게 되면, 스위칭소자(Q2)는 턴 온되고 스위칭소자(Q1)는 턴 오프되며, 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 스위칭소자(Q5)가 턴 온 되면, 스위칭소자(Q1)는 턴 온되고 스위칭소자(Q2)는 턴 오프된다.

미세전류 공급을 위해 상기 제1컨트롤신호(S1) 및 상기 제2컨트롤신호(S2)가 인가되면, 미세전류 공급이 시작된다.

상기 제1컨트롤 신호(S1)에 의해 상기 스위칭소자(Q6, Q3)가 턴 온되고, 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 상기 스위칭소자(Q5, Q4)가 턴 오프되면, 스위칭소자(Q2)가 턴 온되어, 미세전류는 상기 제1노드(n1)에서 스위칭소자(Q2) 및 단자(P1)를 통해 인체에 공급되고, 인체에 공급된 미세전류는 인체접촉단자(P2) 및 스위칭소자(Q3), 저항(R8, R9)을 통해 회수되게 된다. 이때 스위칭소자(Q5, Q4, Q1)는 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 턴 오프 상태이다. 이때 인체에 공급되는 미세전류는 도 10의 미세전류 그래프(P1-P2)에 나타난 바와 같이, 양의 위상을 가지게 된다.

이후 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 상기 스위칭소자(Q6, Q3)가 턴 오프되고, 상기 제2컨트롤신호(S2)에 의해 스위칭소자(Q5, Q4)가 턴 온되면, 스위칭소자(Q1)이 턴 온되어, 미세전류는 상기 제1노드에서 스위칭소자(Q1) 및 단자(P2)를 통해 인체에 공급되고, 인체에 공급된 미세전류는 단자(P1) 및 스위칭소자(Q4), 저항(R8, R9)을 통해 회수되게 된다. 이때 스위칭소자(Q6, Q3, Q2)는 상기 제1컨트롤신호(S1)에 의해 턴 오프 상태이다. 이때 인체에 공급되는 미세전류는 도 10의 미세전류 그래프(P1-P2)에 나타난 바와 같이, 음의 위상을 가지게 된다.

이미 설명한 바와 같이, 인체마다 피부저항이 다르기 때문에 인체에 공급되는 미세전류의 레벨은 인체마다 다르다. 따라서, 마사지 또는 치료효과를 높이기 위해서는 일정레벨범위 내의 미세전류가 공급되어야 하기 때문에 인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨을 체크할 필요성이 제기된다.

따라서, 상기 미세전류 출력부(330a)에서는 단자(P1, P2)를 통해 회수되는 미세전류의 레벨을 확인하여 인체에 공급되는 미세전류의 레벨을 컨트롤할 수 있는 구성을 가지고 있다.

상기 저항(R8, R9)를 통해 흐르는 미세전류 또는 미세전류에 대응되는 전압을 인체에 공급되는 미세전류의 인체공급 레벨을 확인할 수 있는 공급레벨 확인신호(MC)로 사용하는 것이 가능하다.

상기 공급레벨확인신호(MC)는 상기 저항(R8, R9)을 통해 흐르는 미세전류를 상기 컨트롤부(310a)로 보내는 것이 가능하고, 도 9에서와 같이, 저항(R8, R9)의 전압분배를 통해 분배된 전압레벨을 상기 공급레벨확인신호(MC)로 사용하는 것도 가능하다.

상기 공급레벨확인신호(MC)는 상기 컨트롤부(310a)의 컨트롤칩(U2)으로 제공되며, 상기 컨트롤부(310a)에서는 상기 공급레벨확인신호(MC)가 제공되면, 이를 분석하여, 인체에 실제공급되는 미세전류의 레벨이 원하는 레벨상태인가를 확인하게 된다.

인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨이 원하는 레벨범위내에 있으면, 별도의 동작을 수행하지 않지만, 원하는 레벨범위를 벗어나는 경우에는, 상기 제3컨트롤신호(S3)를 통해 상기 승압부(320a)의 승압전압(VC)의 레벨을 컨트롤하게 된다.

상기 승압전압(VC)의 레벨이 컨트롤되면, 단자(P1, P2)를 통해 인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨이 변동되고, 상기 컨트롤부(310a)를 통한 컨트롤은 인체에 실제로 공급되는 미세전류의 레벨이 원하는 레벨범위 상태가 될 때까지 계속된다.

한편, 본 발명의 미세전류 자극용 신발을 착용하면, 압박성 궤양, 울혈성 궤양 및 당뇨병성 궤양 등에서 손상된 조직에 미세전류를 흘려 손상된 조직의 치유에 매우 유용하다. 미세전류 자극의 가장 직접적인 효과는 말초혈관에서 혈관벽에 위치한 근육의 수축을 유발하여 혈류를 감소시키는 교감신경의 자극을 감소시켜, 피부로의 혈류 증가를 시키는 것이다. 창상치유에 있어 다양한 연구에서 미세전류의 효과로 당뇨병성 궤양 부위에서 혈류의 증가와 함께 조직산소포화도의 증가를 나타낼수 있다. 또한 미세전류 자극은 혈관신생을 자극하고, 섬유모세포와 단백질의 생합성을 증가시키고, 음극에서 양극으로 향하는 전류의 흐름은 창상변연에서 섬유모세포와 합성된 단백질의 이동을 증가시키며, 세균의 증식을 막아주어 혈류 증가로 인한 조직 산소포화동의 증가와 함께 창상치유에 효과를 나타낸다. 미세전류의 혈관신생 자극 효과는 전류에 의한 VEGF 등의 생성증가에 의해 나타난다. Clover 등의 연구에 의하면 말초혈관 질환 환자에서 근육의 단축을 일으키지 않을 정도의 미세전류로 6주간 자극한 결과 모세혈관 현미경 관찰에서 전기자극 전과 비교하여 25%의 모세혈관의 증가를 나타낸다.

전기자극치료 중 미세전류는 세포의 생리와 성장을 자극하는 능력 때문에 “생물학적 자극” 또는 “생체공학적 요법”이라고도 불리고 있다. 미세전류는 상처 치유에 탁월한 효과를 나타내며, 이런 상처치유의 기전 중 하나로 생체전류와 동일한 미세한 전류를 신체에 통전시킴으로써 세포내 대사를 원활히 하고 ATP 생성을 활발히 한다는 가설이 제시 되고 있다. 미세전류가 염증을 진정시키기 위한 국소적인 미세순환에 직접적으로 영향을 줄 수 있다고 밝혀진 이래 많은 연구가 진행되었고 미세전류를 이용한 아킬레스 건염에 대한 치료와 상처치료에 대한 높은 효과는 여러 논문에서 보고되었다. 또한 미세전류는 전류를 거의 느끼지 못하는 감각이하의 범위로 시행되기 때문에 종전의 전기치료 시 나타나는 전류에 의한 불쾌감 없이 치료가 가능한 장점을 지닌다.

경피적 산소분압 측정은 당뇨병성 족부질환 환자에서 전기자극치료의 효과를 판정하기 위한 가장 중요한 방법으로서 많이 사용되어 왔다. 경피적 산소분압 측정은 표피와 진피에서 산소분압의 절대치를 측정하여 피부의 미세혈류 및 혈액 가스를 측정할 수 있는 비침습적인 검사방법이다. 또한 경피적 산소분압 측정은 창상의 치유, 절단의 위험도를 예견하는 중요한 지표이다. 창상부위에서 측정한 경피적 산소분압이 20mmHg이하일 경우 창상의 치유는 거의 일어날 수 없다. 전기자극치료 이후 교감신경 자극의 감소를 일으켜 말초혈관의 반응으로 혈관 확장 및 전기자극 부위의 모세혈관의 증가가 일어나 경피적 산소분압의 증가를 나타낸다. 이전의 많은 연구들에서 전기자극치료 이후 측정한 경피적 산소분압이 평균 14mmHg 정도 증가한 결과를 보여 당뇨병성 족부질환 환자의 절단을 감소시키는 결과를 나타내었다.

이러한 미세전류 자극치료는 비단 당뇨병성 신경병증, 디스크 질환 같은 말초신경질환 이외에도 근막동통증후군, 테니스엘보, 어깨의 유착성 피낭염, 관절염 등 다양한 근골격계 질환 및 신경질환에서 통증의 조절을 위해 사용될 수 있고, 미세전류 자극치료 효과의 기전으로는 통증을 조절하는 C-fber의 속도에 비해서 감각신경을 전달하는 Aδ-fiber의 신경전도속도가 빨라 통증자극을 전달하지 못하게 차단하는 관문조절설과 뇌에서 endorphin 등의 분비를 촉진하여 통증역치를 낮출수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 미세전류 발생기를 통해 미세전류를 발생하고, 발생된 미세전류의 레벨을 조절하는 것이 가능하며, 제1자극부(121b) 내지 제2자극부(221)를 통해 미세전류를 인체의 발부분에 효과적으로 전달함으로써 보다 향상된 발 마사지효과 또는 당뇨 등의 치료효과를 달성할 수 있게 된다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

1: 신발 2: 외피
3: 밑창 110: 단자부
120: 깔창 121: 상부깔창
122: 지지부재 123: 하부깔창
150: 미세전류발생기 151: 케이스

Claims

신발의 외피 일측에 구비되고, 음극단자 및 양극단자가 외부로 노출되게 형성된 단자부;
상기 신발의 밑창 위에 배치되고, 상기 단자부에 전기적으로 접속되는 복수의 제1자극부를 가진 깔창;
상기 단자부에 분리가능하게 결합되는 케이스를 가지고, 미세전류를 발생시켜 인가하는 미세전류발생기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제1항에 있어서,
상기 단자부 및 상기 미세전류발생기의 케이스는 상호 결합되는 부분에 슬라이딩결합구조 및 회전결합구조 중에서 어느 하나의 결합구조를 적용하는 것을 특징으로 미세전류 자극용 신발.
제1항에 있어서,
상기 단자부의 상면에는 한 쌍의 레일홈이 형성되고, 상기 미세전류발생기의 케이스의 저면에는 한 쌍의 가이드돌출부가 형성되며, 상기 미세전류발생기의 케이스의 가이드돌출부가 상기 단자부의 레일홈에 슬라이딩결합되고, 상기 각 가이드돌출부 및 각 레일홈에는 음극단자 및 양극단자가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제1항에 있어서,
상기 단자부에는 복수의 제1배선이 연장되고, 상기 신발의 밑창에는 복수의 접속부가 배치되며, 상기 복수의 제1배선은 상기 복수의 접속부에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 접속부는 상기 깔창의 제1자극부에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제4항에 있어서,
상기 깔창은,
일반원사로 직조된 일반원사 직조부 및 전도사로 직조된 복수의 제1자극부로 구성된 상부깔창;
상기 상부깔창의 하부에 배치되고, 완충재로 이루어지며, 복수의 도전부를 가지는 지지부재;
상기 지지부재의 하부에 배치되고, 일반원사로 직조된 일반원사 직조부 및 전도사로 직조된 복수의 도전부로 구성된 하부깔창;을 포함하고,
상기 밑창의 접속부는 상기 하부깔창의 도전부와 접속하고, 상기 하부깔창의 도전부는 상기 지지부재의 도전부와 접속하며, 상기 지지부재의 도전부는 상기 상부깔창의 제1자극부와 접속하고, 상기 상부깔창의 제1자극부는 인체의 발바닥과 접촉하는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제4항에 있어서,
상기 단자부에는 복수의 제2배선이 연장되고, 상기 외피의 내측면 중에서 일부 영역에는 복수의 제2자극부가 형성되고, 상기 복수의 제2배선은 복수의 제2자극부에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제1항에 있어서,
상기 미세전류발생기는,
전원공급 스위치를 구비하며 상기 미세전류 발생기에 전원을 공급하기 위한 전원공급부;
일정주파수를 발생시키는 주파수 발생부;
상기 전원공급부를 통해 공급되는 전원을 이용하여 상기 미세전류를 발생시키되, 상기 주파수 발생부에서 발생되는 주파수를 이용하여 상기 미세전류의 발생주기를 컨트롤하고, 외부에서 입력되는 인에이블신호에 응답하여 상기 미세전류의 발생유지시간을 컨트롤하는 컨트롤칩;
상기 컨트롤칩에서 발생되는 미세전류를 원하는 레벨로 조절하기 위한 발생전류 레벨조절부;를 구비함을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제7항에 있어서,
상기 미세전류 발생기는, 상기 컨트롤칩에서 발생되는 출력전압을 원하는 최종전압으로 컨트롤하기 위한 발생전압 레벨조절부를 더 구비함을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제1항에 있어서,
상기 미세전류발생기는,
양의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제1컨트롤신호, 음의 위상을 가지는 미세전류 발생을 위한 제2컨트롤신호, 및 전원전압의 승압을 위한 제3컨트롤신호를 발생하여 상기 미세전류 발생을 제어하고, 상기 미세전류발생기를 통해 인체에 공급되는 미세전류의 레벨을 확인하여 미리 정해진 레벨이 아닌 경우에 상기 제3컨트롤신호를 컨트롤하여 승압전압의 레벨을 변동시킴에 의해 상기 미세전류의 인체공급레벨을 컨트롤하는 컨트롤부;
상기 컨트롤부의 상기 제3컨트롤신호에 응답하여 전원전압을 일정레벨의 승압전압으로 승압시키는 승압부; 및
상기 승압부에 의해 승압된 상기 승압전압을 바탕으로 하여 원하는 레벨의 미세전류를 발생시켜 인체와 접속되는 접속단자들을 통해 인체의 특정부위에 공급하되, 상기 제1컨트롤 신호가 입력되는 경우에는 양의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하고, 상기 제2컨트롤 신호가 입력되는 경우에는 음의 위상을 가지는 상기 미세전류를 공급하는 미세전류 출력부;를 가지는 것을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제9항에 있어서,
상기 미세전류출력부는 적어도 하나의 전압분배회로 및 복수의 스위칭 소자들을 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자들 각각은 상기 제1컨트롤 신호 또는 상기 제2컨트롤 신호에 응답하여 스위칭동작을 수행함을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제10항에 있어서,
상기 미세전류출력부는 인체에 공급되는 미세전류의 인체공급 레벨을 확인할 수 있는 공급레벨 확인신호를 발생하여 상기 컨트롤부에 제공하고, 상기 컨트롤부는 상기 공급레벨확인신호에 응답하여 상기 승압부의 승압전압의 레벨을 컨트롤함을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제10항에 있어서,
상기 제1컨트롤신호와 상기 제2컨트롤신호는 일정주기와 일정 듀티비를 가지는 펄스 신호이며, 상기 제1컨트롤신호와 상기 제2컨트롤신호는 일정 위상차를 가짐을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.
제11항에 있어서,
상기 컨트롤부는, 상기 공급레벨확인신호를 통해, 상기 접속단자들이 인체에 실제로 접속되었는지를 확인하여, 미세전류의 발생여부를 컨트롤함을 특징으로 하는 미세전류 자극용 신발.