KR101573043B1 - 이중층 구조를 가지는 스마트 의류 - Google Patents

이중층 구조를 가지는 스마트 의류 Download PDF

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Abstract

이중층 구조를 가지는 스마트 의류가 개시된다. 이중층 구조를 가지는 스마트 의류는, 의복의 외형을 형성하는 의복층; 상기 의복층의 내측 둘레면에 봉제되어 고정되는 폐곡면 형상의 탄성 밴드; 상기 탄성 밴드의 표면에 소정의 폭과 길이로 봉제되는 생체신호 감지 전극; 상기 생체신호 감지 전극으로부터 얻어진 생체신호에 상응하는 생체 정보를 미리 지정된 수신단으로 전송하는 생체신호 측정 모듈; 및 적어도 상기 탄성 밴드와 상기 생체신호 감지 전극을 관통하도록 배치되어 상기 생체신호 감지 전극과 상기 생체신호 측정 모듈이 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터를 포함한다.

Description

이중층 구조를 가지는 스마트 의류{Smart clothes having double layer}
본 발명은 이중층 구조를 가지는 스마트 의류에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발달과 함께 언제 어디서나 생체정보를 실시간으로 획득하여 사용하고자 하는 이-헬스 케어(e-health care) 관련 기술이 다양하게 개발되고 있으며, 그 적용 분야도 다양하게 확대되고 있다.
그 결과, 고령화로 인한 노인 돌봄, 응급환자의 신속한 원격 처치 및 처방, 군인 및 위험환경 작업자의 인체 안정성 체크 및 위험 발생시 경보 등 광범위한 분야에서 생체정보 획득 및 전달을 요하는 바이오 의복, 즉 스마트 의류의 대량 수요가 예상된다.
이러한 추세에 따라 스마트 의류와 관련하여 다양한 발명들이 특허출원되고 있으며, 대표적인 발명으로는 의복의 중간부분을 접어서 겹쳐 입는 방법으로 전극을 고정하는 방법(Textile Article Having Electrically Conductive Portions and Method For Producing The Same, PCT, W003/094717) 등이 있다.
일반적으로 생체 신호를 측정하기 위한 생체신호 측정 전극은 인체에 압박이 느껴질 정도로 밀착력을 가져야 한다.
그러나 종래의 스마트 의류는 일반적으로 홑겹으로 되어 있어 밀착성이 떨어지는 경향이 있으므로, 생체신호 측정 전극의 밀착성을 높이기 위해 수영복 소재 등의 신축 소재를 이용하여 스마트 의류가 전체적으로 인체에 밀착되도록 하는 방법이 이용되고 있다.
그러나 수영복 소재 등의 신축 소재로 제조된 스마트 의류는 밀착성이 지나치고, 발한(發汗)이 용이하지 않아 불쾌한 착용감을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명은 의복을 구성하는 섬유층 등인 제1 층과 제1 층의 내측에 탄성 소재로 형성된 제2 층으로 구성되어 생체신호 측정 전극은 인체에 밀착되되, 의복은 인체에 상대적으로 덜 밀착되어 효과적인 생체 신호 측정이 가능할 뿐 아니라 편안한 의복 착용감을 제공할 수 있는 이중층 구조를 가지는 스마트 의류를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이중층 구조를 가지는 스마트 의류에 있어서, 의복의 외형을 형성하는 의복층; 상기 의복층의 내측 둘레면에 봉제되어 고정되는 폐곡면 형상의 탄성 밴드; 상기 탄성 밴드의 표면에 소정의 폭과 길이로 봉제되는 생체신호 감지 전극; 상기 생체신호 감지 전극으로부터 얻어진 생체신호에 상응하는 생체 정보를 미리 지정된 수신단으로 전송하는 생체신호 측정 모듈; 및 적어도 상기 탄성 밴드와 상기 생체신호 감지 전극을 관통하도록 배치되어 상기 생체신호 감지 전극과 상기 생체신호 측정 모듈이 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터를 포함하는 이중층 구조를 가지는 스마트 의류가 제공된다.
스마트 의류는, 상기 생체신호 측정 모듈에 전기적으로 연결되는 복수의 커넥터에 의해 각각 삽입 관통되고, 상기 생체신호 측정 모듈의 하부에 배치되는 이격부를 더 포함하되, 상기 이격부는 직물로 형성되며, 상기 탄성 밴드의 탄성력에 의해 벌어지는 상기 복수의 커넥터 간의 이격 간격이 소정의 간격 이상으로 벌어지지 않도록 저지할 수 있다.
상기 생체신호 감지 전극은 전도성 있는 직물 및 인체에 무해한 금속이 코팅된 직물 중 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 커넥터는 상기 생체신호 측정 모듈의 하부에 고정된 암 커넥터와 적어도 상기 탄성 밴드와 상기 생체신호 감지 전극을 관통하여 고정되는 수 커넥터를 포함하되, 전도성 재질로 형성된 상기 암 커넥터와 상기 수 커넥터는 스냅 방식으로 상호 결합될 수 있다.
상기 탄성 밴드는 절연성(絶緣性) 재질로 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 의복을 구성하는 섬유층인 제1 층과 제1 층의 내측에 탄성 소재로 형성된 제2 층으로 구성되어 생체신호 측정 전극은 인체에 밀착되되, 의복은 인체에 상대적으로 덜 밀착되어 효과적인 생체 신호 측정이 가능할 뿐 아니라 편안한 의복 착용감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중층 구조를 가지는 스마트 의류의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중층 구조를 가지는 스마트 의류의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 모듈의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류의 구성 형태를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중층 구조를 가지는 스마트 의류의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중층 구조를 가지는 스마트 의류의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 모듈의 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류의 구성 형태를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스마트 의류는 생체신호 감지 전극(110), 의복의 외형을 형성하는 의복층(115), 탄성 밴드(120), 수 커넥터(125a)와 암 커넥터(125b)로 구성된 커넥터(125), 이격부(130), 생체신호 측정 모듈(135) 및 주머니(140)를 포함할 수 있다.
생체신호 감지 전극(110)은 전도성 있는 직물로 이루어지며, 예를 들어 인체에 대한 유해 가능성을 배제하기 위해 은도금 또는 은코팅된 직물일 수 있다.
생체신호 감지 전극(110)은 탄성 밴드(120)에 봉제된 형태로 고정되며, 탄성 밴드(120)는 스마트 의류를 입은 사람의 인체 둘레를 밀착하여 감싸도록 폐곡면 형태의 탄성 소재로 형성될 수 있다.
탄성 밴드(120)의 표면(즉, 인체에 접촉되는 영역) 중 소정의 위치 및 길이로 생체신호 감지 전극(110)이 봉제되어 고정되며, 탄성 밴드(120)의 탄성력에 의해 생체신호 감지 전극(110)이 인체의 표면에 밀착될 수 있다. 생체신호 감지 전극(110)의 폭, 길이, 수량 및 봉제 위치는 인체로부터 어떤 생체 신호를 측정할 것인지에 따라 다양할 수 있다.
탄성 밴드(120)는 생체신호 감지 전극(110)과 달리 절연성 재질로 형성될 수 있으며, 탄성 밴드(120)의 위치 고정을 위해 탄성 밴드(120)의 하나 이상의 개소는 의복층(115)의 내측면(즉, 인체에 접촉되는 면)에 봉제된 형태로 고정될 수 있다.
수 커넥터(125a)와 암 커넥터(125b)는 전도성 재질로 형성되며, 스냅식으로 상호 착탈되도록 구성된다.
생체신호 측정 모듈(135)이 생체신호 감지 전극(110)과 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해, 암 커넥터(125b)는 생체신호 측정 모듈(135)의 하부 면에 고정 배치되거나, 생체신호 측정 모듈(135)의 하부 면에 암 커넥터(125b)가 삽입 고정되는 홈이 형성될 수 있다.
수 커넥터(125a)는 도 1에 예시된 바와 같이 생체신호 감지 전극(110), 의복층(115), 탄성 밴드(120) 및 이격부(130)를 관통 삽입하고, 수 커넥터(125a)의 노출된 부위가 암 커넥터(125b)에 스냅식으로 결합될 수 있다. 이 경우, 수 커넥터(125a)에 결합된 암 커넥터(125b)의 위치에 대응되도록 배치되는 생체신호 측정 모듈(135)은 의복(즉, 의복층(115))의 외부에 위치하게 되며, 이후 설명될 주머니(140)에 의해 보호된다.
다른 예로서, 수 커넥터(125a)는 도 2에 예시된 바와 같이 생체신호 감지 전극(110), 탄성 밴드(120) 및 이격부(130)를 관통 삽입하고, 수 커넥터(125a)의 노출된 부위가 암 커넥터(125b)에 스냅식으로 결합될 수도 있다. 이 경우, 수 커넥터(125a)에 결합된 암 커넥터(125b)의 위치에 배치되는 생체신호 측정 모듈(135)은 의복의 내부(즉, 탄성 밴드(120)와 의복층(115)의 사이 공간)에 위치하게 되며, 이후 설명될 주머니(140)에 의해 추가적으로 보호될 수 있다.
이격부(130)는 직물로 형성되어, 인체의 둘레에 밀착되는 탄성 밴드(120)의 탄성력에 의해 복수의 수 커넥터(125a)들 간의 벌어진 이격 간격이 소정의 간격을 초과하지 않도록 저지하는 기능을 수행한다.
도전성 재질로 형성된 수 커넥터(125a) 및 암 커넥터(125b)를 통해 생체신호 감지 전극(110)에 의해 측정된 생체 신호를 입력받는 생체신호 측정 모듈(135)은 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는 아날로그 생체신호를 증폭하는 증폭부(210), 증폭된 아날로그 생체신호의 노이즈를 제거하는 필터부(220), 노이즈 제거된 아날로그 생체신호를 디지털 생체신호로 변환하는 변환부(230), 디지털 생체신호를 저장하는 저장부(240) 및 디지털 생체 신호를 유선 또는 무선 통신(예를 들어 무선 인터넷, 블루투스, 지그비 등) 방식으로 외부 전송하는 통신부(250)를 포함할 수 있다.
생체신호 측정 모듈(135)은 주머니(140)가 형성하는 공간 내부에 수용되어 보호될 수 있다. 예를 들어 직물 등의 재질로 형성될 수 있는 주머니(140)는 둘레면 중 일부가 의복층(115)(도 1 참조) 또는 탄성 밴드(120)(도 2 참조)에 봉제되어 고정될 수 있으며, 주머니(140)의 개방된 공간(예를 들어, 상측면)을 통해 생체신호 측정 모듈(135)이 수 커넥터(125a) 또는 암 커넥터(125b)와 분리되거나 결합될 수 있다. 물론 주머니(140)는 생략될 수도 있다.
도 4에는 본 실시예에 따른 이중층 구조를 가지는 스마트 의류의 구성 형태가 예시되어 있다. 참고로, 도 4는 도 2에 도시된 구조로 형성된 스마트 의류에 대한 것으로서, 도 4의 (a)는 정상적인 상태의 스마트 의류의 외형을 나타낸 것이고, (b)는 안과 밖이 바뀌도록 뒤집혀진 상태의 스마트 의류의 외형을 나타낸 것이다.
도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 의복층(115)의 내측에는 폐곡면 형상의 탄성 밴드(120)가 장착될 수 있고, 탄성 밴드(120)의 일 영역에는 소정의 폭 및 길이를 가지는 생체신호 감지 전극(110)이 봉제되어 고정되며, 생체신호 감지 전극(110)은 생체신호 감지 전극(110), 탄성 밴드(120) 및 이격부(130)를 삽입 관통하는 도전성 재질의 커넥터(125)에 의해 생체신호 측정 모듈(135)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 생체신호 감지 전극 115 : 의복층
120 : 탄성 밴드 125a : 수 커넥터
125b : 암 커넥터 130 : 이격부
135 : 생체신호 측정 모듈 140 : 주머니
210 : 증폭부 220 : 필터부
230 : 변환부 240 : 저장부
250 : 통신부

Claims (5)

  1. 이중층 구조를 가지는 스마트 의류에 있어서,
    의복의 외형을 형성하는 의복층;
    상기 의복층의 내측 둘레면에 봉제되어 고정되는 폐곡면 형상의 탄성 밴드;
    상기 탄성 밴드의 표면에 소정의 폭과 길이로 봉제되는 생체신호 감지 전극;
    상기 생체신호 감지 전극으로부터 얻어진 생체신호에 상응하는 생체 정보를 미리 지정된 수신단으로 전송하는 생체신호 측정 모듈;
    적어도 상기 탄성 밴드와 상기 생체신호 감지 전극을 관통하도록 배치되어 상기 생체신호 감지 전극과 상기 생체신호 측정 모듈이 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터; 및
    상기 생체신호 측정 모듈에 전기적으로 연결되는 복수의 커넥터에 의해 각각 삽입 관통되고, 상기 생체신호 측정 모듈의 하부에 배치되는 이격부를 더 포함하되,
    상기 이격부는 직물로 형성되며, 상기 탄성 밴드의 탄성력에 의해 벌어지는 상기 복수의 커넥터 간의 이격 간격이 소정의 간격 이상으로 벌어지지 않도록 저지하는 것을 특징으로 하는, 이중층 구조를 가지는 스마트 의류.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체신호 감지 전극은 전도성 있는 직물 및 인체에 무해한 금속이 코팅된 직물 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중층 구조를 가지는 스마트 의류.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 생체신호 측정 모듈의 하부에 고정된 암 커넥터와 적어도 상기 탄성 밴드와 상기 생체신호 감지 전극을 관통하여 고정되는 수 커넥터를 포함하되,
    전도성 재질로 형성된 상기 암 커넥터와 상기 수 커넥터는 스냅 방식으로 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 이중층 구조를 가지는 스마트 의류.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 밴드는 절연성(絶緣性) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중층 구조를 가지는 스마트 의류.
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