KR101449471B1

KR101449471B1 - 직물센서와 디지털 실의 접속 구조 및 방법

Info

Publication number: KR101449471B1
Application number: KR1020130077202A
Authority: KR
Inventors: 정기수; 박윤철
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2014-10-13
Also published as: WO2015002424A1; CN105377122B; US20160369441A1; CN105377122A; US9932697B2

Abstract

본 발명은 착용자의 생체신호를 감지하는 직물센서와, 직물센서에서 감지된 생체신호를 전송하는 디지털 실의 접속 구조 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 신체에 착용되는 면상체, 상기 면상체 상에 구비되며 생체신호를 감지하는 제1 직물센서, 상기 제1 직물센서 상에 구비되며 일측 피복이 탈피된 탈피부가 상기 제1 직물센서와 전기적으로 접속되는 디지털 실, 및 상기 디지털 실의 일측을 상기 제1 직물센서 상에 재봉하여 결합하는 재봉사를 포함하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조가 제공된다.

Description

직물센서와 디지털 실의 접속 구조 및 방법{CONNECTING STRUCTURE AND METHOD OF FABRIC SENSOR AND DIGITAL YARN}

본 발명은 착용자의 생체신호를 감지하는 직물센서와, 직물센서에서 감지된 생체신호를 전송하는 디지털 실의 접속 구조 및 방법에 관한 것이다.

종래 체온이나 맥박, 심전도, 혈압 등의 생체정보를 측정하는 방법은, 피검사자 자신 또는 의사나 간호사 등의 의료진이 생체정보 센서를 피검사자의 신체에 직접 접촉시켜 측정하는 식으로 이루어졌다.

이러한 방법의 예로서, 피검사자의 겨드랑이에 체온계를 몇 분간 끼워서 체온을 측정하거나, 피검사자의 팔을 대상으로 하여 맥박이나 혈압을 측정하는 검사 방법을 들 수 있다.

그러나, 이러한 검사 방법에 의해 입수할 수 있는 일시적인 생체정보만으로는 피검사자의 상황을 충분히 파악할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 피검사자는 이상 증상에 대한 자각이 있음에도 불구하고, 의사나 간호사가 생체정보를 측정할 때에는 그 이상이 나타나지 않아, 정상이라는 진단이 내려지는 경우가 있다.

특히, 부정맥이나 심박이상 등은 반드시 상시 드러난다고는 할 수 없는 것이 통상이며, 단시간의 관찰에서는 피검사자의 심리상태나 검사의 시간대 등의 영향도 있어서, 정확하게 인식되지 않을 가능성이 있다.

이에 따라, 최근에는 정보통신 기술의 발달과 함께, 언제 어디서나 생체정보를 실시간으로 획득하여 사용하고자 하는 이-헬스 케어(e-health care)에 대한 연구가 진행되고 있다.

그리고, 이러한 연구는 특히, 고령화로 인한 노인의 돌봄(care), 응급환자의 신속한 원격 처치 및 처방, 군인 및 위험환경 작업자의 인체 안정성 체크 및 위험 발생시 경보 등 광범위한 분야에서 생체정보의 획득 및 전달을 요하는 스마트 의류의 개발로 이어지고 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0110566호(특허문헌 1)에서는, 의복의 적어도 일부가 생체신호 감지센서로 이루어지고, 생체신호 감지센서에 제1 커넥터가 결합되는 생체신호 측정용 스마트 의복을 제시하고 있다. 이때, 디스플레이 수단이나 무선전송 수단에 구비되는 제2 커넥터가 상기 제1 커넥터에 대응 접속됨으로써, 생체신호 감지센서에서 감지된 생체신호를 외부에 디스플레이하거나 전송하게 된다.

그런데, 상기 특허문헌 1의 경우, 생체신호 감지센서에서 감지된 생체신호를 디스플레이 수단이나 무선전송 수단으로 전송하기 위해, 스냅버튼 형태의 제1 커넥터를 필요로 한다. 이 경우, 제1 커넥터가 금속 재질로 이루어짐에 따라, 세탁시 옷감이 손상될 수 있고, 부식 등에 의해 제1 커넥터 주변의 옷감이 변색되는 문제점이 있다.

또한, 의복 착용시 제1 커넥터의 일측이 인체와 직접 접촉하게 되므로, 착용감이 좋지 못하고, 활동시 이물감을 느끼게 되는 불편함이 있다.

아울러, 생체신호 감지센서와 디스플레이 수단(또는 무선전송 수단)이 제1 커넥터에 의해 1:1로 접속하므로, 호흡이나 맥박, 체온 등 복수 개의 생체신호 감지센서를 동시에 활용하여 다양한 생체정보를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

KR

10-2009-0110566

A (2009.10.22 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 장시간 사용이나 세탁시 옷감의 변색 또는 손상을 방지할 수 있는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조 및 방법의 제공을 목적으로 한다.

또한, 착용감이 우수하고, 활동시 불편함이 느껴지지 않도록, 직물센서와 디지털 실이 접속되는 구조 및 그 방법을 제공하고자 한다.

아울러, 복수 개의 생체신호 감지센서를 동시에 활용하여 다양한 생체정보를 얻을 수 있도록, 복수 개의 직물센서와 디지털 실이 접속되는 구조 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 신체에 착용되는 면상체, 상기 면상체 상에 구비되며 생체신호를 감지하는 제1 직물센서, 상기 제1 직물센서 상에 구비되며 일측 피복이 탈피된 탈피부가 상기 제1 직물센서와 전기적으로 접속되는 디지털 실, 및 상기 디지털 실의 일측을 상기 제1 직물센서 상에 재봉하여 결합하는 재봉사를 포함하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조가 제공된다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조는, 상기 제1 직물센서 상에 결합되며 상기 탈피부의 상부를 덮는 제2 직물센서를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 탈피부가 상기 디지털 실의 상단부에 형성되고, 상기 제2 직물센서가 상기 탈피부와 전기적으로 접속하게 된다.

이때, 상기 제2 직물센서는 도전성 접착제에 의해 상기 제1 직물센서에 부착될 수 있다.

또한, 상기 제2 직물센서의 테두리를 따라 상기 제2 직물센서가 상기 제1 직물센서에 재봉되는 것도 가능하다.

또한, 상기 제2 직물센서 상에 제3 직물센서가 결합될 수 있으며, 이때 상기 제2 직물센서와 상기 제3 직물센서 사이에 탄성부재가 개재되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 디지털 실은, 상기 제1 직물센서 상에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 상기 재봉사가 재봉될 수 있다.

한편, (a) 신체에 착용되는 면상체에 제1 직물센서를 결합하는 단계, (b) 상기 제1 직물센서에 디지털 실을 결합하는 단계, 및 (c) 상기 디지털 실의 일측 피복을 탈피시켜 상기 디지털 실과 상기 제1 직물센서를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법이 제공된다.

여기서, 상기 (b)단계는, 상기 제1 직물센서에 상기 디지털 실의 일측을 가로질러 재봉사가 재봉되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 (b)단계는, 상기 디지털 실이 상기 제1 직물센서 상에 지그재그 형태로 배치되고, 상기 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 상기 재봉사가 재봉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속방법은, (d) 상기 제1 직물센서에 제2 직물센서를 결합하여, 상기 디지털 실의 탈피부 상부를 덮는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 디지털 실의 상단부 피복이 탈피되어 탈피부가 형성되고, 상기 제2 직물센서가 상기 탈피부와 전기적으로 접속하게 된다.

이때, 상기 (d)단계는, 상기 제2 직물센서가 도전성 접착제에 의해 상기 제1 직물센서에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (d)단계는, 상기 제2 직물센서의 테두리를 따라 상기 제2 직물센서가 상기 제1 직물센서에 재봉되는 것을 특징으로 할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속방법은, (e) 상기 제2 직물센서에 제3 직물센서를 결합할 수 있으며 이때, 상기 제2 직물센서와 상기 제3 직물센서 사이에 탄성부재가 개재된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조 및 방법에 의하면, 직물센서를 통해 감지된 생체신호가 의류 등 면상체에 일체로 직조되거나, 면상체의 일면에 재봉되는 디지털 실을 통해 전송되므로, 착용감이 우수하고, 활동시 불편함이 느껴지지 않는 효과가 있다.

또한, 직물센서를 통해 감지된 생체신호를 디지털 실을 이용하여 전송하므로, 종래 커넥터를 이용하는 경우에 비해 장시간 사용이나 세탁시 옷감의 변색 또는 손상을 방지할 수 있다.

아울러, 복수 개의 생체신호 감지센서 각각에 디지털 실을 접속함으로써, 동시에 복수 개의 생체신호 감지센서를 활용하여 다양한 생체정보를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 실의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 디지털 실을 가로질러 재봉사가 제1 직물센서에 재봉된 구조를 보인 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 분해 사시도.
도 6은 도 5의 결합 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 직물센서와 디지털 실을 접속하는 방법을 보인 순서도.

이하, 본 발명인 직물센서와 디지털 실의 접속 구조 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용된 "디지털 실"이라는 용어는, 정보를 전달할 수 있도록 전자의 이동이 가능하면서 제직 또는 편직이 가능한 실을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 전자제품의 기판과 같이 전기·전자 모듈을 서로 연결해 주는 회로선의 역할을 하여 정보 데이터의 전송이 가능하게 함을 미리 밝혀둔다. 즉, 디지털 실은 생체정보를 감지하는 센서와 각종 디바이스(예를 들어, 디스플레이 장치, 통신장치, 저장장치)를 연결하여 정보 데이터 전송을 가능케 한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조는, 신체에 착용되는 면상체(100)와, 면상체(100)에 구비되는 제1 직물센서(200)와, 제1 직물센서(200)에 접속되는 디지털 실(300)과, 디지털 실(300)을 제1 직물센서(200)에 고정하는 재봉사(400)를 포함한다.

상기 면상체(100)는 직물센서가 결합되는 일 면을 가지는 것으로, 신체에 착용된다. 이 면상체(100)는 상의나 하의 등 의류, 또는 탄성을 가진 밴드(band)의 형태로 이루어질 수 있다. 이때, 면상체(100)는 천연 섬유나 합성 섬유 등의 소재로 제직되는 것이 바람직하다.

제1 직물센서(200)는 직물형태로 구현되며, 신체의 움직임에도 비교적 정확하게 생체정보를 감지할 수 있도록 신체에 밀착되는 형태가 바람직하다. 또한, 편의성을 고려하면 신축성 있는 직물이 활용되는 것이 바람직하다.

제1 직물센서(200)는 체온이나 맥박, 호흡, 심전도, 혈압, 혈당, 운동량 등의 생체정보 중 적어도 어느 하나를 감지하며, 면상체(100) 제직시 면상체(100)의 일부를 이루도록 면상체(100)와 함께 제직될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 면상체(100)와 별도로 소정 면적의 제1 직물센서(200)를 면상체(100) 상에 결합하는 것도 가능하다.

이때, 상기 제1 직물센서(200)는 도전성 접착제에 의해 면상체(100)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로는, 제1 직물센서(200)의 테두리를 따라 재봉선이 형성되도록, 제1 직물센서(200)를 면상체(100)에 자수, 박음질, 바느질 등의 방법으로 재봉하여 고정하는 것도 가능하며, 제1 직물센서(200)의 테두리를 면상체(100)에 융착할 수도 있다.

제1 직물센서(200)는 사용자가 면상체(100)를 착용하였을 때, 신체와 직접 접촉하거나 대향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 면상체(100) 착용시 면상체(100)의 내측에 제1 직물센서(200)가 구비된다.

면상체(100) 상에 제1 직물센서(200)가 구비되는 위치는, 제1 직물센서(200)를 통해 측정하고자 하는 신체정보에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 직물센서(200)를 통해 심전도를 측정하고자 할 때, 면상체(100)가 의류인 경우에는 사용자가 의류를 착용하였을 때 제1 직물센서(200)가 심장 부근에 위치하게끔 제1 직물센서(200)의 위치를 배치하는 것이 바람직하다. 면상체(100)가 탄성 밴드인 경우에는, 제1 직물센서(200)가 심장 부근에 위치하도록 하여 착용자가 탄성 밴드를 가슴 부위에 두르게 된다.

제1 직물센서(200)의 일측에 디지털 실(300)이 접속된다. 이 디지털 실(300)은 제1 직물센서(200)를 가로질러 연장될 수 있으며, 디지털 실(300)의 일측 단부가 제1 직물센서(200)에 접속되는 것도 가능하다. 디지털 실(300)은 제1 직물센서(200)에서 감지된 생체신호를 별도의 디스플레이 장치(미도시) 또는 무선전송 장치(미도시)로 전송하는 회로선 역할을 한다.

예를 들어, 면상체(100)의 일측(예를 들어, 의류의 경우 앞쪽 하단에 구비되는 주머니)에 복수의 접속핀을 가진 커넥터(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 커넥터에는 복수의 직물센서와 각각 연결되는 복수의 디지털 실(300)을 통해, 동시에 복수 개의 생체정보가 전달된다.

따라서, 커넥터에 디스플레이 장치를 접속함으로써, 복수의 직물센서로부터 전달된 생체정보를 바로 확인할 수 있다. 바람직하게는, 커넥터에 무선전송 장치를 접속하여, 전달된 생체정보를 PC나 휴대폰 등 외부의 정보처리장치(미도시)로 무선 전송하여 저장하는 한편, 정보처리장치의 디스플레이 기기를 통해 각종 직물센서에서 측정된 생체정보를 확인하는 것이 바람직하다.

상기 디지털 실(300)은 제1 직물센서(200)로부터 디스플레이 장치, 또는 무선전송 장치, 또는 커넥터 등의 디바이스까지 면상체(100)에 재봉된 형태로 연장 형성된다. 이때, 면상체(100)의 제직시, 면상체(100)를 이루는 섬유와 디지털 실(300)이 함께 제직되어, 디지털 실(300)이 면상체(100)의 일부를 이루는 것도 가능하다. 또한, 면상체(100) 상에 디지털 실(300)이 별도로 재봉되어 재봉선으로 연장 형성되는 것도 가능하다.

제1 직물센서(200)와 디지털 실(300)의 접속에 있어서, 융착이나 전도성 접착제를 사용하는 예를 들 수도 있다. 그러나, 융착의 경우, 제조비용의 증가를 초래할 뿐더러 제1 직물센서(200) 또는 디지털 실(300) 내부 구조의 열변형에 따른 측정값의 신뢰도 저하 우려가 있다. 또한, 전도성 접착제의 사용은 제1 직물센서(200)와 디지털 실(300)의 견고한 접속을 보장할 수 없으며, 착용시 또는 세탁시 면상체(100)의 구겨짐 등으로 인해 접착제층 형성 부위가 박리될 우려가 있다. 아울러, 접착제가 굳을 때까지 상당 시간이 소요되기 때문에 대량 생산에는 적합하지 않다.

디지털 실(300)은 제1 직물센서(200) 상에 지그재그(zigzag) 형태로 배치되며, 지그재그 형태의 꼭지점을 각각 가로질러 재봉되는 재봉사(400)에 의해 제1 직물센서(200)에 결합된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 디지털 실(300)이 제1 직물센서(200) 상에 상하 방향 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이때, 지그재그 형태 각각의 꼭지점에 재봉사(400)가 재봉되며, 이 재봉사(400)는 디지털 실(300)의 외주면을 상하 방향으로 둘러 제1 직물센서(200)에 재봉된다.

즉, 디지털 실(300)에서 길이방향으로 서로 이격하는 복수 개의 부분이, 재봉사(400)에 의해 제1 직물센서(200) 상에 상하 지그재그 형태로 결합되는 것이다. 이때, 디지털 실(300)과 재봉사(400)의 재봉은 재봉기에 의해 이루어지는 것이 바람직하며, 디지털 실(300)을 둘러 제1 직물센서(200) 상에 재봉사(400)를 재봉하는 방법은 박음질 등 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 각각 재봉되는 재봉사(400)는 서로 별개로 끝맺음될 수도 있으며, 서로 연결되어 한번에 끝맺음되는 것도 가능하다.

상기 재봉사(400)는 면, 견, 마 등의 천연 섬유 또는 합성 섬유 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 단사 구조로 이루어질 수도 있고, 여러 겹의 단사를 꼬아서 만든 겹사 구조로 이루어지는 것도 가능하다. 한편, 도 1에는 제1 직물센서(200)에 하나의 디지털 실(300)이 접속된 예가 도시되어 있으나, 필요에 따라서는 제1 직물센서(200)에 복수 개의 디지털 실이 접속될 수 있다. 또한, 복수 개의 디지털 실(300)이 제1 직물센서(200)와 전기적 접촉 없이 단순히 제1 직물센서(200)를 지나서 연장되는 것도 가능하다.

제1 직물센서(200)와 디지털 실(300)의 전기적 접속을 위해, 디지털 실(300)의 일측이 탈피된다. 디지털 실(300)은 금속 재질로 이루어지는 복수 개의 코어(320)와, 상기 코어(320)의 바깥쪽을 둘러싸는 절연 재질의 피복(330)을 포함한다(도 3 참조). 따라서, 제1 직물센서(200)에서 감지되어 변환된 전기적 신호를 디지털 실(300)이 전달하기 위해서는, 디지털 실(300)의 피복(330) 일측을 탈피시켜 제1 직물센서(200)와 디지털 실의 코어(320)를 전기적으로 접속시킬 필요가 있다.

디지털 실(300)의 탈피부(디지털 실의 피복 일측이 탈피된 부분)는, 제1 직물센서(200) 상에 배치되는 디지털 실(300)의 어느 부분에도 형성 가능하다. 즉, 탈피부를 통해 제1 직물센서(200)와 디지털 실(300)의 코어(320)가 전기적으로 접촉되기만 하면 된다.

다만, 탈피부와 제1 직물센서(200)의 전기적 접촉이 견고하게 유지되도록 하기 위해서는, 일직선 또는 지그재그 형태로 재봉되어 있는 디지털 실(300)의 피복(330)을 여러 군데 탈피하여 복수의 탈피부를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 재봉사(400)에 의해 가압되는 지그재그 형태의 꼭지점 주변에 적어도 하나의 탈피부가 형성되는 것이 바람직하다.

디지털 실(300)이 접속된 제1 직물센서(200) 상에 제2 직물센서(500)가 결합된다. 이때 제2 직물센서(500)는 외부로 노출된 디지털 실(300)과 제1 직물센서(200)의 결합부위를 덮어서 보호하는 커버 역할을 한다. 또한, 디지털 실(300)의 탈피부와 전기적으로 접촉하여, 제2 직물센서(500)에서 감지되어 변환된 전기적 신호를 디지털 실(300)의 코어(320)에 전달하는 역할을 한다. 이는, 제1 직물센서(200) 상에 제2 직물센서(500)가 결합되면, 면상체(100) 착용시 제2 직물센서(500)가 신체와 가장 근접하여 배치되기 때문이다. 이때, 탈피부는 디지털 실(300)에서 제2 직물센서(500)와 대향하는 부분(도면상 상단부)을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.

제2 직물센서(500)는 세탁시 또는 장기간 사용시 재봉사(400)의 마모나 디지털 실(300)의 단락, 그리고 탈피부의 오염이나 접속 불량을 방지할 수 있도록, 그 사이에 디지털 실(300)을 개재한 상태로 제1 직물센서(200)에 밀착 결합되는 것이 바람직하다.

이때, 제2 직물센서(500)는 융착 또는 재봉에 의해, 제2 직물센서(500)의 테두리를 따라 제1 직물센서(200) 상에 결합될 수 있다. 바람직하게는 제2 직물센서(500)가 최대한 제1 직물센서(200)에 밀착되도록, 제2 직물센서(500)의 일면에 접착제를 도포하고 제1 직물센서(200)에 제2 직물센서(500)를 접착한다.

더욱 바람직하게는 도전성 접착제를 사용하여 제2 직물센서(500)를 제1 직물센서(200) 상에 접착한다. 본 실시예와 같이 디지털 실(300)을 사이에 두고 제1 직물센서(200) 상에 제2 직물센서(500)를 결합하는 경우, 디지털 실(300)의 일측 상부(제2 직물센서(500)와 대향하는 부분)만을 탈피시키더라도 제2 직물센서(500)와의 전기적 접속이 이루어지므로, 탈피 작업이 용이한 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 사시도이다.

디지털 실(300)이 면상체(100)에 재봉되는 형태는 다양하게 변형 실시될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는 면상체(100)에 디지털 실(300)이 재봉됨으로써 형성되는 재봉선(310)이 일자형인 예가 도시되어 있으며, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 도 2에 도시된 바와 같이, 면상체(100) 상에 디지털 실(300)이 더욱 견고하게 결합되도록 지그재그 형태로 재봉선(310')을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 자수 방식으로 면상체(100)에 디지털 실(300)을 결합하는 것도 가능하며, 디지털 실(300)의 재봉선이 소정의 무늬를 이루게끔 할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 실의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 디지털 실(300)은 직경 방향 중심에 배치되는 복수 개의 코어(320)와, 상기 복수 개의 코어(320)를 감싸도록 그 외측에 형성되는 피복(330)을 포함한다. 그리고, 복수 개의 코어(320)와 피복(330) 사이에는 피복(330)의 내주면이 복수 개의 코어(320) 사이 영역으로 인입되지 못함에 따라 빈 공극(340)이 형성된다.

상기 코어(320)는 전기적인 저항이 작고, 반복적인 굽힘에 대한 탄성 회복력이 높은 재질의 금속으로 구성된다. 이때 코어(320)는 예를 들어 구리, 구리 합금, 은, 은 합금, 금, 금 합금, 황동 등의 전도성이 좋은 금속 필라멘트(metal filament)로 구성될 수 있으며, 직경이 50~200㎛이다. 또한, 도 3에는 일곱 개의 코어(320)가 형성되는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 피복(330)은 상기 복수 개의 코어(320) 외주면을 감싸도록 형성된다. 이때 피복(330)은 상기 코어(320)에서 발생하는 전자파가 인체에 도달하지 못하도록 차단하는 역할을 하는 한편, 외부 노이즈 전자파가 코어(320)에 도달하지 못하도록 차단하는 역할도 한다. 이를 위해, 피복(330)의 재질로서 ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated Ethylenepropylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PVDF(Polyvinylidenefluoride), PFA(Perfluoroalkoxy), PVDF(Polyvinylidenefluoride) 및 그 등가물 중에서 어느 하나가 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 디지털 실을 가로질러 재봉사가 제1 직물센서에 재봉된 구조를 보인 개략 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 디지털 실(300)의 둘레를 둘러 재봉사(400)가 제1 직물센서(200)에 재봉된다. 이때, 도 4에는 디지털 실(300)의 일측 피복이 원주 방향을 따라 모두 탈피되어, 코어(320) 전체가 외부로 노출된 탈피부의 예를 도시하고 있다. 이 경우 복수의 코어(320) 중 하단부의 코어(320)를 통해서는 제1 직물센서(200)와 전기적으로 접촉하며, 상단부의 코어(320)를 통해서는 전술한 제2 직물센서(500)와 전기적으로 접촉할 수 있다.

다른 예로서, 도 3에 도시된 디지털 실(300)의 피복 하단부만이 탈피되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수의 코어(320) 중 하단부의 코어(320)가 탈피부를 통해 노출되며, 제1 직물센서(200)와 전기적으로 접촉하게 된다.

또 다른 예로서, 도 3에 도시된 디지털 실(300)의 피복 상단부만이 탈피되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수의 코어(320) 중 상단부의 코어(320)가 탈피부를 통해 노출되며, 제2 직물센서(500)와 전기적으로 접촉하게 된다.

이러한 탈피부는 디지털 실(300)의 길이 방향을 따라 서로 이격하여, 복수 개 형성되는 것이 바람직하다.

재봉사(400)는 박음질 등 다양한 재봉 방법에 의해 디지털 실(300)을 제1 직물센서(200)에 결합하며, 디지털 실(300)의 외주면을 제1 직물센서(200) 방향으로 가압하는 형태로 재봉된다. 즉, 제1 직물센서(200)에 재봉된 재봉사(400)는 디지털 실(300)의 일측을 제1 직물센서(200)에 고정시키는 고리 형태를 이룬다. 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)에서 감지된 생체신호는 탈피부를 통해 디지털 실(300)로 전송되고 디지털 실(300)을 따라 전술한 디바이스로 전달된다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 구조를 보인 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 사시도이다.

직물센서의 종류에 따라서는, 측정값의 신뢰도 향상을 위해 직물센서가 신체에 밀착되어야 할 필요가 있다. 이를 위해, 의류 또는 탄성밴드 형태의 면상체(100)를 탄성이 좋은 재질로 제작하거나, 착용시 신체에 밀착되는 디자인으로 제작하는 것이 바람직하다.

다만, 장기간 사용에 따른 마모나, 세탁시 발생되는 손상에 의해 면상체(100)가 탄성을 잃게 되는 경우가 있다. 또한, 구매시 조금 큰 치수의 면상체(100) 제품을 구매하였거나, 다이어트 등으로 인한 착용자의 신체 변화에 의해, 직물센서의 신체 밀착성이 떨어지고, 결과적으로 측정값의 신뢰도가 저하되는 경우가 발생할 수 있다.

이를 감안하여, 본 발명의 또 다른 실시예는, 제2 직물센서(500) 상에 우레탄 폼(foam) 등의 탄성부재(600)를 개재하고, 그 위에 제3 직물센서(700)를 결합한다. 이 경우, 면상체(100) 착용시 탄성부재(600)의 탄성력에 의해 제3 직물센서(700)가 신체방향으로 밀착하게 된다. 이때, 제3 직물센서(700)에 의해 감지된 생체정보는 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)를 통해 디지털 실(300)로 전달된다.

제3 직물센서(700)는 테두리를 따라 제2 직물센서(500)에 재봉에 의해 결합되는 것이 바람직하다. 물론, 제3 직물센서(700)의 테두리를 따라 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)에 융착되는 것도 가능하며, 도전성 접착제에 의해 제3 직물센서(700)의 테두리 부분이 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)에 접착되는 것도 가능하다. 이때, 탄성부재(600)는 유동 방지를 위해 제2 직물센서(500) 상에 접착되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 직물센서와 디지털 실을 접속하는 방법을 보인 순서도이다. 이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속 방법을 설명하기로 한다.

면상체에 제1 직물센서 결합(S10):

의류 또는 탄성 밴드로 이루어지는 면상체(100)에 제1 직물센서(200)를 결합한다. 이때, 접착제에 의해 면상체(100) 내측에 제1 직물센서(200)를 접착하며, 제1 직물센서(200)의 테두리를 따라 면상체(100)에 재봉하는 것도 가능하다. 또한, 의류 또는 탄성 밴드 등 면상체(100) 제직시 면상체(100)와 함께 제1 직물센서(200)가 일체로 제직될 수도 있다.

재봉사를 이용하여 제1 직물센서에 디지털 실 결합( S20 ):

면상체(100)의 일측(예를 들어, 하단 앞주머니)에는 디스플레이 장치 또는 무선전송 장치가 접속되는 커넥터가 구비될 수 있으며, 이 커넥터와 연결된 디지털 실(300)이 면상체(100)에 재봉된 형태로 연장되어 제1 직물센서(200)에 접속된다.

더욱 상세하게는, 디지털 실(300)이 재봉사(400)에 의해 제1 직물센서(200)에 지그재그 형태로 결합한다. 이때, 디지털 실(300)은 제1 직물센서(200)에 지그재그 형태로 배치되며, 지그재그 형태의 꼭지점 부분에서 재봉사(400)가 디지털 실(300)의 외주면 상부를 둘러 면상체(100)에 재봉된다. 즉, 재봉사(400)가 디지털 실(300)의 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 고리 형태로 재봉되면서 디지털 실(300)을 제1 직물센서(200) 방향으로 가압하여 고정시킨다. 이때, 디지털 실(300)이 지그재그 형태로 연장된 후 그 꼭지점 부분에 재봉사(400)가 재봉되는 과정은 재봉기에 의해 자동으로 수행될 수 있다.

디지털 실의 일측을 탈피(S30):

디지털 실(300)의 피복 일측을 탈피하여 탈피부를 형성시킨다. 이는, 제1 직물센서(200), 또는 후술하는 제2 직물센서(500)와 디지털 실(300)을 전기적으로 접속시키기 위함이다. 탈피부는 디지털 실(300)의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 복수 개 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 탈피부 형성은 국부 가열에 의해 디지털 실(300)의 피복(330) 일측을 탈피시키거나 레이저 마킹(Laser Marking)용 장비로 탈피시킬 수도 있고, 바람직하게는 디지털 실(300)의 열적 변형 방지를 위해, 커터(cutter) 등 별도의 탈피기구를 사용하여 기계적으로 피복(330) 일측을 탈피시키는 것이 바람직하다.

제1 직물센서에 제2 직물센서 결합(S40):

제1 직물센서(200) 상에 제2 직물센서(500)를 결합하여, 디지털 실(300)의 탈피부가 외부로 노출되지 않도록 덮는다. 이때, 제2 직물센서(500)의 결합은 융착 또는 재봉에 의해서도 가능하며, 제2 직물센서(500)의 일 면에 도전성 접착제를 도포하여 제1 직물센서(200) 상에 접착하는 것이 바람직하다.

탈피부가 형성된 디지털 실(300)은 제1 직물센서(200)와 제2 직물센서(500) 사이에 개재되며, 제2 직물센서(500)가 제1 직물센서(200)에 밀착 고정됨으로써, 디지털 실(300)의 탈피부 역시 제1 직물센서(200) 및 제2 직물센서(500)에 밀착 고정된다.

전 단계(S30)에서 디지털 실(300)의 일측 상단부에 탈피부가 형성되면, 제2 직물센서(500) 결합시 디지털 실(300)의 코어(320)는 제2 직물센서(500)와 전기적으로 접속하게 된다. 따라서, 제2 직물센서(500)에서 감지하여 전기적 신호로 변환된 생체 정보는, 디지털 실(300)을 통해 전달될 수 있다.

제2 직물센서 상에 탄성부재 결합( S50 ):

본 발명의 일 실시예에 따른 직물센서와 디지털 실의 접속은, 전술한 단계(S40) 즉, 제1 직물센서(200) 상에 디지털 실(300)을 커버하도록 제2 직물센서(500)를 결합함으로써 이루어진다.

여기에 더하여, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 직물센서가 신체에 잘 밀착되도록 하여 측정값의 신뢰도를 향상시키기 위해, 제2 직물센서(500) 상에 탄성부재(600)가 결합될 수 있다. 이 탄성부재(600)는 우레탄 폼 등의 탄성을 가진 재질로 이루어지며, 제2 직물센서(500) 상에 접착되는 것이 바람직하다.

탄성부재 상에 제3 직물센서 결합( S60 ):

탄성부재(600) 상에 제3 직물센서(700)를 결합한다. 이때, 제3 직물센서(700)는 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)와 전기적으로 접촉되도록 결합하며, 바람직하게는 제3 직물센서(700)의 테두리를 따라 제2 직물센서(500)에 견고하게 봉재된다.

이 경우, 면상체(100) 착용시 제3 직물센서(700)가 탄성부재(600)의 탄성력에 의해 신체에 밀착되며, 제3 직물센서(700)에 의해 신체로부터 감지된 생체정보는 제3 직물센서(700)와 전기적으로 접촉되는 제1 직물센서(200) 또는 제2 직물센서(500)를 통해 디지털 실(300)로 전달된다.

이후, 디지털 실(300)을 따라 커넥터로 전달된 생체정보는 커넥터에 접속되는 디스플레이 장치에 의해 디스플레이될 수 있다. 한편, 커넥터에 무선전송 장치가 접속되는 경우에는, 무선전송 장치를 통해 PC나 휴대폰 등 외부의 정보처리장치로 전송되어 정보처리장치의 디스플레이 기기를 통해 디스플레이된다.

이때, 면상체(100)에는 각각 서로 다른 생체정보를 감지하는 복수 개의 직물센서가 구비될 수 있고, 이들 복수 개의 직물센서는 복수 개의 디지털 실(300)을 통해 커넥터로 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수 개의 직물센서에 의해 서로 다른 복수 개의 생체정보를 동시에 측정하여 파악할 수 있게 된다.

100 : 면상체
200 : 제1 직물센서
300 : 디지털 실
310,310' : 재봉선
320 : 코어
330 : 피복
340 : 공극
400 : 재봉사
500 : 제2 직물센서
600 : 탄성부재
700 : 제3 직물센서

Claims

신체에 착용되는 면상체;
상기 면상체 상에 구비되며, 생체신호를 감지하는 제1 직물센서;
상기 제1 직물센서 상에 구비되며, 일측 피복이 탈피된 탈피부가 상기 제1 직물센서와 전기적으로 접속되는 디지털 실;
상기 디지털 실의 일측을 상기 제1 직물센서 상에 재봉하여 결합하는 재봉사; 및
상기 제1 직물센서 상에 결합되며 상기 탈피부의 상부를 덮는 제2 직물센서를 포함하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 탈피부가 상기 디지털 실의 상단부에 형성되고, 상기 제2 직물센서가 상기 탈피부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 직물센서가 도전성 접착제에 의해 상기 제1 직물센서에 부착되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 직물센서의 테두리를 따라 상기 제2 직물센서가 상기 제1 직물센서에 재봉되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 직물센서 상에 제3 직물센서가 결합되며, 상기 제2 직물센서와 상기 제3 직물센서 사이에 탄성부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
청구항 1에 있어서, 상기 디지털 실은,
상기 제1 직물센서 상에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 상기 재봉사가 재봉되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속 구조.
(a) 신체에 착용되는 면상체에 제1 직물센서를 결합하는 단계;
(b) 상기 제1 직물센서에 디지털 실을 결합하는 단계;
(c) 상기 디지털 실의 일측 피복을 탈피시켜 상기 디지털 실과 상기 제1 직물센서를 전기적으로 접속하는 단계;를 포함하고,
상기 (b)단계는 상기 제1 직물센서에 상기 디지털 실의 일측을 가로질러 재봉사가 재봉되며,
(d) 상기 제1 직물센서에 제2 직물센서를 결합하여 상기 디지털 실의 탈피부 상부를 덮는 단계;
를 더 포함하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.
삭제
청구항 8에 있어서, 상기 (b)단계는,
상기 디지털 실이 상기 제1 직물센서 상에 지그재그 형태로 배치되고, 상기 지그재그 형태의 꼭지점 부분에 상기 재봉사가 재봉되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 디지털 실의 상단부 피복이 탈피되어 탈피부가 형성되고, 상기 제2 직물센서가 상기 탈피부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.
청구항 8에 있어서, 상기 (d)단계는,
상기 제2 직물센서가 도전성 접착제에 의해 상기 제1 직물센서에 부착되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.
청구항 8에 있어서, 상기 (d)단계는,
상기 제2 직물센서의 테두리를 따라 상기 제2 직물센서가 상기 제1 직물센서에 재봉되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.
청구항 8에 있어서,
(e) 상기 제2 직물센서에 제3 직물센서를 결합하되, 상기 제2 직물센서와 상기 제3 직물센서 사이에 탄성부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 직물센서와 디지털 실의 접속방법.