KR101754997B1 - 센서 시스템을 가지는 신발류 - Google Patents

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KR101754997B1
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앨런 엠 슈록
앤드류 에이 오윙스
마이클 에스 에이머스
앤써니 씨 딘
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나이키 이노베이트 씨.브이.
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Abstract

신발류 물품이 상부 부재와 밑창 구조부를 포함하며, 상기 밑창 구조부에 연결된 센서 시스템을 갖는다. 상기 센서 시스템은 상기 센서 위의 사용자 발에 의해 가해진 힘을 감지하기 위한 구조의 복수의 센서를 포함하고 있다. 각 센서는 힘-감지 저항성 재료와 연통하는 2 개의 전극을 포함하고 있다. 상기 전극들과 힘-감지 저항성 재료는 멀티-로브 형상일 수도 있다. 추가적으로, 상기 센서 시스템에는 상기 신발류 물품의 밑창 부재를 형성할 수 있는 삽입물이 제공될 수도 있다. 상기 삽입물은 슬릿을 가질 수도 있고, 규정된 주변 형상을 가질 수도 있다.

Description

센서 시스템을 가지는 신발류{FOOTWEAR HAVING SENSOR SYSTEM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2011년 2월 17일에 출원된 미국 가출원번호 61/443,911의 우선권과 이익을 주장하는데, 이것은 그 전문이 여기에서 참조문헌으로 병합되어 있다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 센서 시스템을 가지는 신발류에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 상기 신발에 위치한 통신 포트에 작동 가능하게 연결된 힘 센서 어셈블리를 가지는 신발에 관한 것이다.
센서 시스템들이 포함된 신발류가 알려져 있다. 센서 시스템들은 퍼포먼스 데이터를 수집하는데, 여기서 상기 데이터는 분석 목적을 위해서라든지 추후 사용을 위해서 접속 가능해질 수 있다. 특정한 시스템들에서, 상기 센서 시스템들은 복잡하거나 데이터가 접속만 가능하다거나 특정한 운영 체제에서 사용 가능할 수 있다. 이에 따라, 상기 수집한 데이터를 사용하는 것이 불필요하게 제한될 수 있다. 따라서, 센서 시스템들을 가지는 특정한 신발은 이익이 되는 수많은 기능들을 제공하는 반면에, 그럼에도 불구하고 그들은 특정한 제한들을 갖는다. 본 발명은 이러한 제한들 중 특정한 것과 종래 기술의 다른 단점들을 극복하고자 하고, 지금까지는 가능하지 않은 새로운 기능들을 제공하고자 한다.
본 발명은 일반적으로 센서 시스템을 가지는 신발류에 관한 것이다. 본 발명의 측면들은 상부 부재와 밑창 구조부를 포함하는 신발류 물품에 관한 것이며, 상기 밑창 구조부에 연결된 센서 시스템을 갖는다. 상기 센서 시스템은 상기 센서 위의 사용자 발에 의해 가해진 힘을 감지하기 위한 구조의 복수의 센서를 포함하고 있다.
일 측면에 따르면, 상기 신발류는 상기 센서들에 작동 가능하게 연결된 통신 포트를 더 포함하고 있다. 일 실시예에서, 상기 통신 포트는 범용으로 판독 가능한 포맷으로 각각의 센서에 의해 감지된 힘 관련 데이터를 전송하기 위한 구조이다. 또한 상기 포트는 전자 모듈에 연결해서 상기 센서들과 상기 모듈 간 통신을 가능하게 하는 구조일 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 신발류는 상기 센서들과 연통하는 전자 모듈을 포함하는데, 이 모듈은 상기 센서들로부터 데이터를 수집하기 위한 구조이다. 상기 모듈은 상기 통신 포트를 통해서 상기 센서들과 연결될 수도 있고, 상기 신발류 속 공강 내부에 위치할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 모듈은 추가 처리를 위해서 상기 데이터를 외부 장치로 전송하기 위한 구조이기도 하다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 신발류는 전자 모듈을 탈착식으로 수용하기 위한 구조인 밑창 구조부에 위치한 웰(well)을 포함할 수도 있다. 상기 웰(well)은 상기 센서들과 연결되고 상기 모듈과 연통하기 위한 구조인 통신 포트를 가질 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 센서 시스템은 상기 센서들을 상기 포트 및/또는 상기 전자 모듈들로 연결하는 복수의 센서 납들을 더욱 포함하고 있다. 상기 납들은 상기 포트 및/또는 상기 모듈들로부터 상기 센서들로 전력을 공급하기 위한 하나 이상의 전력 납들을 포함할 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 센서들은 하나 이상의 다양한 종류의 센서들일 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 센서들은 힘-감지 저항기 센서들이다. 또 다른 실시예에서, 상기 센서들은 상기 전극들 사이에 위치한 힘-감지 저항성 재료를 갖는 2개의 전극을 포함하고 있다. 상기 전극들과 힘-감지 재료는 상기 밑창 구조부 중 분리된 부재들 위에 놓일 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 센서 시스템은 상기 밑창 구조부의 제1 지골 영역의 제1 센서, 상기 밑창 구조부의 제1 중족골 머리 영역의 제2 센서, 상기 밑창 구조부의 제5 중족골 머리 영역의 제3 센서, 및 상기 밑창 구조부의 뒤꿈치 영역의 제4 센서를 포함하고 있다.
본 발명의 다른 측면들은 상술한 센서 시스템을 포함할 수 있는 삽입 부재에 관한 것이다. 상기 삽입 부재는 상기 밑창 구조부와 접촉하도록 위치가 조정되는데, 예를 들면 상기 삽입 부재를 상기 신발류 물품 속에 삽입 및/또는 상기 삽입 부재를 상기 신발류 물품의 일부로서, 예컨대 상기 신발류 물품의 밑창 구조부 일부로서 형성시키는 방법에 의해서이다. 예를 들면, 상기 삽입물은 기타 구성예들 중에서 안창 부재, 상기 중창의 일부, 또는 상기 안창 부재 아래나 위로 삽입되도록 조정된 분리된 부재일 수도 있다.
하나의 측면에 따르면, 상기 삽입물은 발의 중족골 부분에 연결되도록 조정된 중앙 부분, 상기 상기 중앙 부분의 앞쪽 가장자리에서 연장되고 상기 발의 제1 지골 부분에 의해 연결되도록 조정된 제1 지골 부분, 및 상기 중앙 부분의 뒤쪽 가장자리에서 연장되고 상기 발의 뒤꿈치에 의해 연결되도록 조정된 뒤꿈치 부분을 포함하는 삽입 부재로 형성되어 있다. 상기 중앙 부분은 상기 앞쪽 가장자리에서 뒤쪽 가장자리까지 측정한 길이와, 상기 길이에 수직하는 너비를 가지는데, 여기서 상기 제1 지골 부분은 상기 중앙 부분의 앞쪽 가장자리에서 길어지는 방식으로 연장되고, 상기 중앙 부분의 너비보다 좁은 너비와 상기 제1 지골 부분의 너비보다 큰 길이를 갖는다. 상기 뒤꿈치 부분은 상기 중앙 부분의 뒤쪽 가장자리에서 길어지는 방식으로 연장되고, 상기 중앙 부분의 너비보다 좁은 너비와 상기 뒤꿈치 부분의 너비보다 큰 길이를 갖는다. 상기 삽입물은 또한 상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서 및 전자 장치와 연통하기 위한 구조인 포트를 포함하는 센서 시스템을 포함하고 있다. 상기 힘 센서들 중 적어도 하나가 상기 중앙 부분 위에 놓이고, 상기 힘 센서들 중 적어도 하나가 상기 제1 지골 부분 위에 놓이고, 상기 힘 센서들 중 적어도 하나가 상기 뒤꿈치 부분 위에, 그리고 상기 포트는 상기 중앙 부분 위에 놓인다. 상기 삽입 부재는 외측으로 휘어진 형상을 갖는 전방 안쪽 가장자리, 내측으로 휘어진 형상을 갖는 전방 바깥쪽 가장자리, 적어도 하나의 내측으로 휘어진 형상을 갖는 후방 바깥쪽 가장자리를 가지는 주변 가장자리를 가질 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 삽입물은 상기 신발류 물품의 밑창 구조부와 접촉하도록 위치 조정한 가요성 폴리머 삽입 부재 및 상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서와 전자 장치와 연통하도록 구성된 포트를 포함하는 센서 시스템을 포함할 수도 있다. 상기 삽입 부재는 상기 삽입 부재의 두께를 완전히 통과해서 연장될 수 있고 상기 센서 시스템의 힘 센서들 중 적어도 하나에 근접 위치하는, 복수의 슬릿을 갖는다. 상기 슬릿들 중 하나 이상은 상기 삽입 부재의 주변 가장자리로부터 내측으로 연장되며, 상기 삽입 부재 내에 완전히 위치해서, 주변 가장자리와 접촉하지 않을 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 센서들 중 하나 이상은 내부 갭을 가지며, 상기 슬릿들 중 하나가 상기 내부 갭으로 연장한다. 또 다른 실시예에서, 상기 삽입 부재는 상기 전극들과 그 위에 납들을 갖는 제1 층 및 상기 힘-감지 저항성 재료를 그 위에 갖는 제2 층을 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 삽입물은 상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서와 전자 장치와 연통하도록 구성된 포트를 포함하는 센서 시스템을 포함할 수도 있다. 상기 힘 센서들 중 적어도 하나는 힘-감지 저항성 재료의 패치, 상기 포트에 연결된 제1 납을 갖는 제1 전극; 및 상기 포트에 연결된 제2 납을 갖는 제2 전극을 포함하고 있다. 힘-감지 저항성 재료의 패치는, 갭에 의해 분리되어 있는 제1 로브와 제2 로브를 포함하는 멀티 로브 구조를 갖는다. 상기 제1 전극이 상기 제1 로브 및 제2 로브와 접촉하고, 상기 제2 전극이 상기 제1 로브 및 제2 로브와 접촉하고 있다. 힘-감지 저항성 재료의 패치는, 제2 갭에 의해 상기 제1 로브로부터 분리되어 있는 제3 로브와 같이, 상기 전극들과 접촉하는 하나 이상의 추가 로브들을 포함할 수도 있다. 힘-감지 저항성 재료의 패치는 또한 상기 갭을 가로질러 있으며 상기 제1 로브와 제2 로브를 연결하고 있는 하나 이상의 좁은 브리지 부재들을 포함할 수도 있다. 또한 상기 전극들은 상기 제1 로브들과 제2 로브들 사이에 길어진 갭 위로 겹쳐진 확장 공간을 각각 가져서, 상기 전극들 중 어느 부분도 상기 길어진 갭 내에 위치하지 않을 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 삽입물은 삽입 부재, 층상 구조로 상기 삽입 부재 표면에 연결된 재료 시트 형태인 그래픽 층을 포함할 수도 있는데, 상기 재료 시트는 그 위에 그래픽 디자인을 가지고, 센서 시스템은 상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서와 전자 장치와 연통하는 구조인 포트를 포함하고 있다.
본 발명의 추가 측면들은 상술한 것처럼 연결된 복수의 센서를 비롯해서 센서 시스템을 가지는 밑창 구조부의 발 접촉 부재 또는 기타 밑창 부재에 관한 것이다. 상기 발 접촉 부재 또는 기타 밑창 부재는 신발류 물품으로 삽입하기 위한 구조일 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 밑창 부재는 또 다른 밑창 부재 위에 놓인 힘-감지 재료에 연결되는 구조인 복수의 전극들과 센서 납들을 포함할 수도 있다.
본 발명의 추가 측면들은 상술한 것처럼 센서 시스템을 가진 신발류 물품을 포함하는 시스템에 관한 것으로, 상기 센서 시스템에 연결된 전자 모듈과, 상기 전자 모듈과 연통하는 구조인 외부 장치를 포함하고 있다. 상기 모듈은 상기 센서들로부터 데이터를 수신해서 상기 외부 장치로 데이터를 송신하는 구조이고, 상기 외부 장치는 상기 데이터를 추가 처리하기 위한 구조이다.
하나의 측면에 따르면, 상기 시스템은 또한 상기 외부 장치에 연결되고, 상기 전자 모듈과 상기 외부 장치 사이에 연통하게 하는 구조인 보조 장치를 포함하고 있다. 상기 보조 장치는 또한 제2 외부 장치로 연결하기 위한 구조로서, 상기 전자 모듈과 제2 외부 장치 사이에 연통하게 하는 구조일 수도 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 외부 장치에 연통된 데이터는 하나 이상의 상이한 적용예들에서 사용 가능하다. 그러한 적용예들에는 상기 외부 장치에 의해 실행된 프로그램용 컨트롤 입력으로서 상기 데이터를 이용하는 것, 예컨대 기타 적용예들 중에서 게임 프로그램, 또는 운동 퍼포먼스 모니터링 목적이 해당될 수 있다. 운동 퍼포먼스 모니터링에는 하나 이상의 퍼포먼스 메트릭, 예컨대 다른 것들 중에서 속도, 거리, 측면 이동, 가속도, 점프 높이, 하중 전달, 발 스트라이크 패턴, 균형, 발 내전 또는 외전, 달리기 중 로프트 시간 측정, 측 절단력, 접촉 시간, 압력 중심, 체중 분포, 및/또는 충격력을 모니터링하는 것이 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면들은 상술한 것처럼 센서 시스템을 포함하는 신발류 물품을 이용하는 방법들에 관한 것이다. 상기 방법들은 상기 전자 모듈에 있는 상기 센서들로부터 데이터를 수신하는 단계 및 추가 처리를 위해 상기 데이터를 상기 모듈로부터 원격 외부 장치로 송신하는 단계를 포함할 수 있는데, 하나 이상의 적용예들에서 이용하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법들은 또한 상기 센서 시스템에서 제1 전자 모듈을 제거하거나 연결해제하는 단계 및 그 자리에 제2 모듈을 연결하는 단계를 포함할 수 있는데, 상기 제2 모듈은 상이한 작동을 위한 구조이다. 상기 방법들은 또한 하나 이상의 적용예들에서 이용하기 위해 상기 데이터를 처리하는 단계 및/또는 외부 장치용 컨트롤 입력으로서 상기 데이터를 이용하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 측면들은 또한 이 방법들의 하나 이상의 특징들을 수행하는 데 사용하기 위한 지시들을 포함하고 그리고/또는 상술한 신발류와 시스템들을 활용하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 측면들은 적어도 2개의 신발류 물품을 포함하되, 각각은 상술한 센서 시스템을 가지며, 거기에 연결된 전자 모듈을 가지고, 각각의 전자 모듈은 상기 센서들로부터 외부 장치로 수신된 데이터를 연통하기 위한 구조인 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 여러 통신 모드를 이용할 수도 있다. 일 실시예에서, 각각의 모듈은 상기 외부 장치와 개별적으로 연통하고 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 모듈들은 추가적으로든지 대안으로서 서로 연통하는 구조이다. 추가 실시예에서, 하나의 전자 모듈이 상기 데이터를 나머지 전자 모듈에 전송하고, 상기 나머지 전자 모듈은 상기 전자 모듈 모두로부터 상기 외부 장치들로 데이터를 전송하는 구조이다.
본 발명의 다른 특징들과 이점들은 첨부된 도면들과 함께 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 신발의 측면도이다;
도 2는 도 1의 신발의 반대쪽 측면도이다;
도 3은 센서 시스템의 일 실시예를 포함하는 신발의 밑창에 대한 평면도이다;
도 4는 도 3의 센서 시스템을 포함하는 신발에 대한 측면 단면도이다;
도 5는 도 3의 센서 시스템을 포함하는 또 다른 신발에 대한 측면 단면도이다;
도 5a는 신발류 물품의 밑창 속 웰(well)에 위치하는 포트의 제1 실시예에 대한 측면 단면도이다;
도 5b는 신발류 물품의 밑창 속 웰(well)에 위치하는 포트의 제2 실시예에 대한 측면 단면도이다;
도 5c는 신발류 물품의 밑창 속 웰(well)에 위치하는 포트의 제3 실시예에 대한 측면 단면도이다;
도 5d는 신발류 물품의 밑창 속 웰(well)에 위치하는 포트의 제4 실시예에 대한 측면 단면도이다;
도 5e는 신발류 물품의 밑창 속 웰(well)에 위치하는 포트의 제5 실시예에 대한 평면도이다;
도 6은 외부 전자 장치와 연통하는 센서 시스템과 이용 가능한 전자 모듈의 일 실시예에 대한 개략도이다;
도 7은 외부 출력 포트를 포함하는, 도 3의 센서 시스템을 포함하는 신발의 밑창에 대한 측면 단면도이다;
도 8은 힘-감지 저항기 (FSR) 센서들을 이용하는 센서 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 신발의 밑창에 대한 평면도이다;
도 9 및 10은 힘-감지 저항성 재료의 힘-감지 저항 습성을 설명하는 개략도이다;
도 11 내지 14는 힘-감지 저항기 (FSR) 센서들을 이용하는 센서 시스템의 실시예들을 포함하는 신발의 밑창들에 대한 측면 단면 전개도들이다;
도 15는 분리 전극들과 힘-감지 저항 요소를 이용하는 센서 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 신발의 밑창에 대한 평면도이다;
도 16 내지 20은 분리 전극들과 힘-감지 저항 요소를 이용하는 센서 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 신발의 밑창에 대한 측면 단면 전개도들이다;
도 21은 신발의 상부 부재 속 센서 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 신발에 대한 측면도이다;
도 22는 2 개의 전자 모듈의 상호 교환을 보여주는 신발 밑창에 대한 측면 단면 전개도들이다;
도 23은 외부 게임 장치와 연통하는, 도 6의 전자 모듈에 대한 개략도이다;
도 24는 외부 장치와 메시 통신 모드인 센서 시스템을 각각 포함하는 신발 한 켤레에 대한 개략도이다;
도 25는 외부 장치와 "데이지 체인" 통신 모드인 센서 시스템을 각각 포함하는 신발 한 켤레에 대한 개략도이다;
도 26은 외부 장치와 독립적 통신 모드인 센서 시스템을 각각 포함하는 신발 한 켤레에 대한 개략도이다;
도 27은 센서 시스템을 구축하는 데 사용하기 위한 2 세트 층의 평면도이다;
도 28은 도 27에서 보여지듯이 한 세트의 층을 이용하는, 센서 시스템을 포함하는 삽입 부재 어셈블리에 대한 평면도이다;
도 29는 본 발명의 측면들에 따른 센서 시스템을 포함하는 삽입 부재에 대한 또 다른 실시예의 평면도이다;
도 30은 도 29에서 보여지듯이 삽입 부재들의 좌 및 우 쌍에 대한 평면도이다;
도 31은 도 29의 삽입 부재 및 센서 시스템의 일 부분에 대한 확대도이다;
도 32는 그래픽 층을 갖는, 도 29의 삽입 부재 및 센서 시스템의 일 부분에 대한 확대 분해도이다;
도 33은 도 29에서 보여지듯이 센서 시스템과 이용하기 위한 삽입 부재의 또 다른 실시예의 일 부분에 대한 확대 분해도이다;
도 34는 본 발명의 측면들에 따른 센서 시스템을 포함하는 삽입 부재의 또 다른 실시예에 대한 평면도이다;
도 35는 도 34에서 보여지듯이 삽입 부재의 좌 및 우 쌍의 평면도이다.
본 발명은 많은 상이한 형태들로 된 실시예를 허용하지만, 본 개시문헌이 본 발명의 원리들에 대한 하나의 예시로서 고려되어야 하며 본 발명의 광범위한 측면들을 묘사되고 설명된 실시예들로 한정하려는 의도가 아니라는 이해와 함께 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 도면들에서 보여지고 여기에서 자세하게 설명될 것이다.
신발류, 예컨대 신발이, 도 1-2에서 하나의 예로서 보여지고 있으며 일반적으로 참조부호 100으로 지정되어 있다. 상기 신발류(100)는 많은 상이한 형태를 띨 수 있는데, 예를 들면 다양한 유형의 운동 신발류를 포함하고 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 신발(100)은 일반적으로 범용 통신 포트(14)에 작동 가능하게 연결된 힘 센서 시스템(12)을 포함하고 있다. 이하에서 더욱 자세하게 설명되듯이, 상기 센서 시스템(12)은 상기 신발(100) 착용자에 관한 퍼포먼스 데이터를 수집한다. 상기 범용 통신 포트(14)에 대한 연결을 통해서, 이하에서 더욱 자세하게 설명되듯이 다양한 상이한 용도로 복수의 상이한 사용자들이 상기 퍼포먼스 데이터에 접속할 수 있다.
신발류(100) 물품은 도 1-2에서 상부(120) 및 밑창 구조부(130)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 하기 설명에서 참조를 위해서, 신발류(100)는 세 가지 일반적 영역들로 나누어질 수도 있다: 도 1에서 묘사되는 것처럼 앞꿈치 영역(111), 중간발 영역(112), 및 뒤꿈치 영역(113). 111-113 영역들은 신발류(100)의 정확한 구역을 정하기 위한 것은 아니다. 대신, 111-113 영역들은 하기 논의 도중에 참조의 틀을 제공하는 신발류(100)의 일반적 영역들을 나타내기 위한 것들이다. 비록 111-113 영역들은 일반적으로 신발류(100)에 적용되지만, 111-113 영역들을 참조하는 것은 특별히 상부(120), 밑창 구조부(130), 또는 상부(120)나 밑창 구조부(130) 내부에 포함되거나 그것의 일부분으로서 형성된 개별 성분들에 적용될 수도 있다.
도 1 및 2에서 더욱 보여지는 것처럼, 상기 상부(120)는 밑창 구조부(130)에 결합되어 있고 발을 수용하기 위한 공간 또는 챔버를 정의한다. 참조를 위해서, 상부(120)는 바깥측(121), 반대편 안측(122), 앞쪽 등가죽 또는 발등 영역(123)을 포함하고 있다. 바깥측(121)은 발의 옆 측면(즉, 외측)을 따라서 뻗어서 위치하며 일반적으로 111-113 영역들의 각각을 통과한다. 유사하게, 안측(122)은 발의 반대편 내 측면(즉, 내측)을 따라서 뻗어서 위치하며 일반적으로 111-113 영역들의 각각을 통과한다. 앞쪽 등가죽 영역(123)은 바깥측(121) 및 안측(122) 사이에 위치해서 발의 상부표면이나 발등 영역과 대응한다. 앞쪽 등가죽 영역(123)은, 이 묘사된 예시에서, 레이스(125) 또는 발에 대해 상부(120)의 크기를 변형하기 위해서 기존의 방식에서 활용되는 기타 바람직한 폐쇄 기구를 갖는 목(throat, 124)을 포함함으로써, 신발류(100)의 핏(fit)을 조정하고 있다. 상부(120)는 상기 발이 상부(120) 내부 공간에 접속하게 하는 발목 개구부(126) 또한 포함하고 있다. 상부(120)를 구성하기 위해, 신발류 상부에 기존에 활용하는 재료들을 비롯해서 다양한 재료들을 사용할 수도 있다. 따라서, 상부(120)는 예컨대, 가죽, 합성 가죽, 천연 또는 합성 직물, 폴리머 시트, 폴리머 폼, 메쉬 직물, 펠트, 부직포 폴리머, 또는 고무 재료 중 하나 이상의 부위들로부터 형성될 수도 있다. 상기 상부(120)는 이들 재료 중 하나 이상의 부위들로부터 형성될 수도 있는데, 여기서 상기 재료들이나 그 부위들은 예컨대, 해당 분야에 기존에 알려지고 사용되는 방식들을 이용해서 바느질하거나 접착제로 함께 결합시킨다.
또한 상부(120)는 뒤꿈치 요소(미도시됨) 및 발가락 요소(미도시됨)를 포함할 수도 있다. 상기 뒤꿈치 요소는, 존재할 경우, 상기 뒤꿈치 영역(113)에서 상부(120)의 내부면 위쪽과 이를 따라서 뻗어 있어서 신발류(100)의 편안함을 향상시킬 수도 있다. 상기 발가락 요소는, 존재할 경우, 앞꿈치 영역(111)과 상부(120)의 외부면 상에 위치해서 마모 방지를 제공하고, 착용자의 발가락들을 보호하고, 발의 위치를 잡는 것을 도와줄 수도 있다. 일부 실시예들에서, 상기 뒤꿈치 요소 및 상기 발가락 요소 중 하나 또는 전부가 없을 수도 있고, 또는 상기 뒤꿈치 요소가 예컨대, 상기 상부(120)의 외부면 상에 위치할 수도 있다. 비록 상술한 상부(120)의 구조는 신발류(100)에 적합하지만, 상부(120)는 본 발명으로부터 벗어나지 않고 임의의 원하는 기존 또는 기존에 없던 구조를 구현할 수도 있다.
밑창 구조부(130)는 상부(120)의 저면에 결합되어 있으며 일반적으로 기존의 형태를 가질 수도 있다. 상기 밑창 구조부(130)는 복수조각 구조, 예컨대, 중창(131), 바깥창(132), 및 깔창, 스트로벨(strobel), 안창 부재, 부티 요소, 양말, 기타일 수 있는 발 접촉 부재(133)를 포함하는 구조를 가질 수도 있다 (도 4-5 참조). 도 4-5에서 보여지는 실시예에서, 상기 발 접촉 부재(133)는 안창 부재이다. 여기서 사용되는 것처럼 용어 "발 접촉 부재"가 반드시 사용자의 발과 직접 접촉하는 것을 의미하는 것은 아니며, 또 다른 요소가 직접 접촉을 방해할 수도 있다. 오히려, 상기 발 접촉 부재는 신발류 물품의 발 수용 챔버의 내부면 부분을 형성한다. 예를 들면, 상기 사용자는 직접 접촉을 방해하는 양말을 신고 있을 수도 있다. 또 다른 예로서, 신발 또는 기타 신발류 물품, 예컨대 외측 부티 요소 또는 신발 커버 위로 미끄러지도록 고안된 센서 시스템(12)이 신발류 물품 속에 통합될 수도 있다. 그러한 물품에서, 상기 밑창 구조부의 상부 부분은 그것이 사용자의 발을 직접 접촉하지 않는다 하더라도 발 접촉 부재로 인식될 수도 있다.
중창 부재(131)는 충격 감쇠 부재일 수도 있다. 예를 들면, 상기 중창 부재(131)는 폴리머 폼 재료, 예컨대 폴리우레탄, 에틸비닐아세테이트, 또는 걷거나 달리거나 점프하거나 기타 활동 도중에 지면이나 기타 접촉면 반응력을 감쇠시키기 위해 압축하는 기타 재료(예컨대 파일론, 파일라이트, 등등) 의 형태일 수도 있다. 본 발명에 따른 일부 구조 예시에서는, 상기 폴리머 폼 재료는 신발류(100)의 편안함, 동작 제어, 안정성, 및/또는 지면이나 기타 접촉면 반응력 감쇠 특성들을 강화하는 다양한 요소들, 예컨대 유체-충만 주머니 또는 감속재를 감싸거나 포함할 수도 있다. 다른 구조 예시에서는, 상기 중창(131)은 지상이나 기타 접촉면 반응력을 감쇠시키기 위해 압축하는 부가 요소들을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 중창은 쿠션 효과와 힘 흡수를 돕기 위해 칼럼 타입 요소들을 포함할 수도 있다.
바깥창(132)은 여기에 묘사된 신발류 구조(100) 예시의 중창(131)의 저면에 결합되어 있으며, 보행이나 기타 활동 도중에 지면이나 기타 표면에 접촉하는 마모방지 재료, 예컨대 고무 또는 가요성 합성 재료, 예컨대 폴리우레탄 형태이다. 바깥창(132) 형성 재료는 적합한 재료들로 제작되고 또는 강화된 정지 마찰력 및 미끄럼 방지를 부여하도록 직조될 수도 있다. 상기 바깥창(132)을 제작하는 구조와 방법들은 이하에서 더욱 논의될 것이다. 발 접촉 부재(133)(안창 무재, 깔창, 부티 부재, 스트로벨, 양말, 기타 등등일 수도 있음) 는 상부(120)의 공간 내와 발의 저면에 인접 (또는 상기 상부(120) 및 중창(131) 사이) 위치해서 신발류(100)의 편안함을 강화할 수 있는 일반적으로 얇고 압축 가능한 부재이다. 일부 구조들에서, 안창 또는 깔창이 없을 수도 있고, 다른 실시예들에서는, 상기 신발류(100)가 안창이나 깔창의 최상부에 위치하는 발 접촉 부재를 가질 수도 있다.
도 1 및 2에 보여지는 바깥창(132)은 상기 바깥창(132)의 일면 또는 양면에 복수의 절개부 또는 홈(136)을 포함하고 있다. 이들 홈(136)은 상기 바깥창(132)의 바닥으로부터 상부 또는 상기 중창(131)으로 뻗어 있을 수도 있다. 하나의 구조에서, 상기 홈(136)은 상기 바깥창(132)의 바닥면으로부터 상기 바깥창(132)의 바닥과 상기 바깥창(132)의 최상부 사이의 중간 지점으로 뻗어 있을 수도 있다. 또 다른 구조에서, 상기 홈(136)은 상기 바깥창(132)의 바닥면으로부터 상기 바깥창(132)의 최상부로의 중간 보다 큰 지점으로 뻗어 있을 수도 있다. 또 다른 구조에서, 상기 홈(136)은 상기 바깥창(132)의 바닥면으로부터 상기 바깥창(132)이 상기 중창(131)을 만나는 지점으로 뻗어 있을 수도 있다. 상기 홈(136)은 상기 바깥창(132)에 추가적으로 가요성을 제공해서, 상기 바깥창으로 하여금 착용자의 발이 움직이는 자연적인 방향으로 더욱 자유롭게 움직일 수 있게 할 수도 있다. 추가적으로, 상기 홈(136)은 착용자에게 정지 마찰력을 제공하는 것을 도울 수도 있다. 본 발명의 실시예들은 다른 신발 종류 및 구조 뿐만 아니라 다른 종류의 신발류 및 밑창 구조들과 연결해서 사용될 수도 있음을 이해한다.
도 3-5는 본 발명에 따른 센서 시스템(12)을 포함하는 신발류(100)의 예시적인 실시예들을 설명하고 있다. 상기 센서 시스템(12)은 복수의 센서(16)를 갖는 힘 센서 어셈블리(13), 및 상기 센서 어셈블리(13)와 연통하는 통신 또는 출력 포트(14)(예, 도체들을 경유해서 전기적으로 연결)를 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 시스템(12)은 4개의 센서(16)을 갖는다: 상기 신발의 엄지 발가락 (제1 지골) 영역의 제1 센서(16A), 제1 중족골 머리 영역의 제2 센서(16B)와 제5 중족골 머리 영역의 제3 센서(16C)를 포함하는 상기 신발의 앞꿈치 영역의 2개 센서(16B-C), 및 뒤꿈치의 제4 센서(16D). 상기 발의 이 영역들은 일반적으로 움직이는 동안 최고 정도의 압력을 경험한다. 이하에서 설명하고 도 27-28에서 보여지는 실시예는 유사한 구성의 센서들(16)을 활용하고 있다. 각각의 센서(16)는 상기 센서들(16) 위의 사용자 발에서 내보내진 힘을 감지하기 위한 구조이다. 상기 센서들은 와이어 납들 및/또는 또 다른 전기 전도체 또는 적절한 통신 매체일 수 있는 센서 납들(18)을 통해서 상기 포트(14)와 연통한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 상기 센서 납들(18)은 상기 발 접촉 부재(133), 상기 중창 부재(131), 또는 상기 밑창 구조부(130)의 또 다른 부재, 예컨대 상기 발 접촉 부재(133)과 상기 중창 부재(131) 사이 층 상에 프린트시킨 전기 도전성 매체일 수도 있다.
상기 센서 시스템(12)의 다른 실시예들은 상이한 수 또는 구성으로 된 센서들(16), 예컨대 이하에서 설명하고 도 8, 11-21, 및 27-28에서 보여지는 실시예들을 포함할 수도 있으며, 일반적으로 적어도 하나의 센서(16)를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 상기 시스템(12)은 훨씬 더 많은 수의 센서들을 포함하고, 또 다른 실시예에서, 상기 시스템(12)은, 상기 신발(100)의 뒤꿈치에 하나 그리고 앞꿈치에 하나, 즉 두 개의 센서들을 포함한다. 추가하여, 상기 센서들(16)은 블루투스 및 근거리 통신을 포함하는 임의의 공지된 유형의 유선 또는 무선 통신을 포함하여, 상이한 방식으로 상기 포트(14)와 연통할 수도 있다. 한 켤레의 신발 각각에 센서 시스템들(12)이 제공될 수 있고, 상기 한 쌍의 센서 시스템들이 서로 상승 작용을 하면서 동작하거나 서로 독립적으로 동작할 수 있음과 각 신발 내 센서 시스템들은 서로 연통할 수도 있고 안 할 수도 있음을 이해해야겠다. 상기 센서 시스템들(12)의 통신을 이하에서 더욱 자세하게 설명한다. 상기 센서 시스템(12)에 컴퓨터 프로그램들/알고리즘들을 제공해서 데이터(예, 사용자 발과 지면이나 기타 접촉면의 상호작용에 의한 압력 데이터)의 수집과 저장을 제어할 수도 있고, 이 프로그램들/알고리즘들을 상기 센서들(16), 상기 포트(14), 상기 모듈(22), 및/또는 상기 외부 장치(110)에 저장 및/또는 실행할 수도 있음을 이해해야 한다. 이 프로그램들/알고리즘들의 저장 및/또는 실행 및/또는 상기 포트(14) 및/또는 상기 외부 장치(110)에 데이터 및/또는 기타 정보의 직접(유선 또는 무선) 전송을 달성하기 위해서, 상기 센서들(16)은 필요한 성분들(예, 프로세서, 메모리, 소프트웨어, TX/RX, 등) 을 포함할 수도 있다.
상기 센서 시스템(12)은 상기 신발(100)의 밑창(130) 속의 다양한 구조에 위치할 수 있다. 도 4-5에서 보여지는 예시들에서, 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 및 상기 납들(18)은 상기 중창(131) 및 상기 발 접촉 부재(133) 사이에 위치, 예컨대 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 및/또는 상기 납들(18)을 상기 중창(131)의 최상부면이나 상기 발 접촉 부재(133)의 바닥면에 연결시켜서 위치시킬 수 있다. 이하에서 설명하듯이 전자 모듈을 수용하기 위해서 공강 또는 웰(well)(135)을 상기 중창(131) (도 4) 또는 상기 발 접촉 부재(133) (도 5)에 위치시킬 수 있으며, 상기 포트(14)는 상기 웰(135) 속으로부터 접속 가능할 수 있다. 도 4에서 보여지는 실시예에서, 상기 웰(135)은 상기 중창(131)의 상부 주요 표면에 있는 개구부에 의해 형성되고, 도 5에서 보여지는 실시예에서, 상기 웰(135)은 상기 발 접촉 부재(133)의 하부 주요 표면에 있는 개구부에 의해 형성되어 있다. 다른 실시예들에서 상기 웰(135)은 상기 밑창 구조부(130)의 어디에든지 위치할 수도 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 상기 웰(135)은 상기 발 접촉 부재(133) 및 상기 중창 부재(131) 모두 속에 부분적으로 위치할 수도 있으며, 또는 상기 웰(135)은 상기 중창(131)의 하부 주요 표면 또는 상기 발 접촉 부재(133)의 상부 주요 표면에 위치할 수도 있다. 추가 실시예에서, 상기 웰(135)은 상기 바깥창(132)에 위치할 수도 있고, 상기 신발(100) 외부로부터, 예컨대 상기 밑창(130)의 측면, 바닥, 또는 뒤꿈치의 개구부를 통해서 접속 가능할 수도 있다. 도 4-5에 도시된 구성들에서, 상기 포트(14)는 이하 설명하듯이 전자 모듈을 연결 또는 분리하기 위해서 쉽게 접속 가능하다. 다른 실시예들에서, 상기 센서 시스템(12)은 상이하게 위치할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 및/또는 상기 납들(18)은 상기 바깥창(132), 중창(131), 또는 발 접촉 부재(133) 속에 위치할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 및/또는 상기 납들(18)은 예컨대 양말, 깔창, 내부 신발류 부티, 또는 기타 유사한 물품과 같이 상기 발 접촉 부재(133) 위에 위치하여 발 접촉 부재(133) 속에 위치할 수도 있다. 추가 실시예에서, 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 및/또는 상기 납들(18)은 도 12 및 19-20에서 보이는 것과 같이 상기 발 접촉 부재(133) 및 상기 중창(131) 사이에 빠르고 쉽게 삽입할 수 있도록 고안된, 삽입부재 또는 라이너 속으로 형성될 수 있다. 여전히 다른 구조들이 가능하고, 다른 구조들의 일부 예시가 하기에서 설명되고 있다. 논의된 것처럼, 상기 센서 시스템(12)은 한 쌍으로 각각의 신발에 포함될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 센서들(16)은, 특히 상기 신발류(100)의 사용 중에 상기 밑창(130) 위나 그렇지 않으면 그것과 연관되어 발휘되는 스트레스, 압축, 또는 기타 힘 및/또는 에너지 및/또는 상기 밑창(130) 위 힘을 측정하기 위한 힘 센서들이다. 예를 들면, 상기 센서들(16)은 힘-감지 저항성 재료 (예컨대 이하에서 더욱 자세하게 설명되는, 양자 터널링 복합재, 주문형 도전성 폼, 또는 힘 변환 고무)를 이용하는 힘-감지 저항기 (FSR) 센서들 또는 기타 센서들, 자기 저항 센서들, 압전 또는 압전저항 센서들, 스트레인 게이지들, 스프링 기반 센서들, 광섬유 기반 센서들, 편광 센서들, 기계적 작동자 기반 센서들, 변위 기반 센서들, 및/또는 상기 발 접촉 부재(133), 중창(131), 바깥창(132), 기타 등등의 힘 및/또는 압축을 측정할 수 있는 임의의 기타 유형의 공지된 센서들이나 스위치들이거나 그것들을 포함할 수도 있다. 센서는 아날로그 장치 또는 힘을 감지하거나 정량적으로 측정할 수 있는 기타 장치이거나 그것을 포함할 수도 있고, 또는 단순히 이진형(binary-type) ON/OFF 스위치(예, 실리콘 멤브레인형 스위치)일 수도 있다. 상기 센서들에 의해 힘을 정량적으로 측정하는 것에는 전자 장치, 예컨대 상기 모듈(22) 또는 상기 외부 장치(110)에 의해 정량적 힘 측정으로 전환 가능한 데이터를 모으고 송신하거나 그렇지 않으면 활용가능한 데이터를 만드는 것이 포함될 수도 있다. 여기에서 설명하는 것과 같이 일부 센서들, 예컨대 압전 센서들, 힘-감지 저항기 센서들, 양자 터널링 복합재 센서들, 주문형 도전성 폼 센서들, 등등은 저항, 정전용량, 또는 전위의 차이 또는 변화를 감지하거나 측정함으로써 측정된 차등을 힘 성분으로 해독할 수 있다. 스프링 기반 센서는 상기 언급한 것처럼, 압력 및/또는 변형에 의해 야기된 저항의 변형이나 변화를 측정하는 구조일 수 있다. 광섬유 기반 센서는 상기 언급한 것처럼, 여기에서 연결된 광원 및 광 측정 장치를 갖는 압축 가능 튜브들을 포함하고 있다. 그러한 센서에서, 상기 튜브들이 압축될 때, 상기 튜브들 속 파장 또는 기타 광 특성이 변하고, 상기 측정 장치가 그런 변화를 감지하고 힘 측정으로 해독한다. 나노코팅들도 사용 가능한데, 예컨대 도전성 재료에 침지시킨 중창이다. 편광 센서들이 이용 가능한데, 여기서 광 전달 특성들의 변화가 측정되고 상기 밑창에서 나온 압력이나 힘에 상호연관된다. 일 실시예는 복수 어레이(예, 100)의 이진 온/오프 센서들을 이용하고, 힘 성분들은 특정한 영역들에서 센서 시그널들의 “퍼들링(puddling)”에 의해 감지될 수 있다. 여기에 언급하지 않은 기타 유형의 센서들이 여전히 이용될 수도 있다. 상기 센서들은 상대적으로 비싸지 않고 중량 생산 공정으로 신발 속에 위치할 수 있음을 이해해야겠다. 더 고가일 수 있는 더욱 복잡한 센서 시스템들이 트레이닝식 신발에 통합될 수 있다. 상이한 종류의 센서들의 조합이 일 실시예에서 이용될 수도 있음을 이해해야 한다.
추가적으로, 상기 센서들(16)은 많은 상이한 방식으로 상기 신발 구조와 연결해서 놓이거나 위치될 수도 있다. 하나의 예에서, 상기 센서들(16)은 밑창 부재에 증착시킨 프린트된 도전성 잉크 센서들, 전극들, 및/또는 납들, 예컨대 에어백 또는 기타 유체를 채운 챔버, 발포재, 또는 상기 신발(100), 또는 양말, 부티, 삽입물, 라이너, 안창, 중창, 등등에 사용하기 위한 또 다른 재료일 수도 있다. 상기 센서들(16) 및/또는 납들(18)은 의복 또는 직물 구조류(예컨대 깔창류, 부티류, 상부부재류, 삽입물류, 등등) 속에 직조될 수도 있는데, 예컨대 의복이나 직물 구조류를 짜거나 뜨개질할 때 도전성 직물이나 방적사류를 이용해서이다. 상기 센서 시스템(12)의 많은 실시예들은 예를 들면 이하 설명되고 도 8 및 11-21에서 보여지는 것처럼 힘-감지 저항기 센서 또는 힘-감지 저항성 재료를 이용해서 비싸지 않게 만들 수 있다. 기존 증착 기술들, 도전성 나노-코팅, 기존 기계 커넥터들, 및 임의의 기타 적용 가능한 공지 방법 등에 의해서, 상기 센서들(16) 및/또는 납들(18)이 임의의 원하는 방식으로 상기 구조의 일부분에 증착되거나 연결될 수도 있음을 이해해야 한다. 상기 센서 시스템은 기계적 피드백을 상기 착용자에게 제공하도록 구성될 수도 있다. 추가적으로, 상기 센서 시스템(12)은 분리된 전력 납을 포함해서, 전력을 공급하거나 상기 센서들(16)에 대한 지면 역할을 할 수도 있다. 이하에서 설명되고 도 5a-5e 및 도 27-35에서 보여지는 실시예들에서, 상기 센서 시스템(12, 1312, 1412, 1512)은 상기 센서들(16, 1316, 1416, 1516)을 상기 포트(14, 14A-E)에 연결해서 상기 모듈(22)로부터 상기 센서들(16, 1316, 1416, 1516)로 전력을 공급하기 위해 사용하는 분리된 전력 납(18A, 1318A, 1418A, 1518A)을 포함하고 있다. 추가적인 예시로서, 상기 센서 시스템(12)은 프린트된 도전성 잉크 센서들(16) 또는 전극들 및 도전성 직물 또는 방적사 납들(18)을 통합하거나 상기 발포재나 신발의 에어백 위에 상기 센서들을 형성시켜서 만들어질 수 있다. 센서들(16)은 다양한 방식들로 에어백 위나 안에 통합시킬 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 센서들(16)은 도전성, 힘-감지 재료를 상기 에어백의 한면이나 더 많은 표면 위에 프린트해서 스트레인 게이지-유사 효과를 달성함으로써 만들 수 있다. 상기 백 표면이 활동 중 확장 및/또는 접촉할 때, 상기 센서들은 상기 힘-감지 재료의 저항 변화를 통해서 그런 변화들을 감지해서 상기 에어백 상의 힘을 감지할 수 있다. 부합하는 형태를 유지하도록 내부 직물을 갖는 백에서, 도전성 재료들은 상기 에어백의 최상부와 바닥에 위치할 수 있으며, 상기 백이 확장하고 압축함에 따라 상기 도전성 재료들 간의 정전용량 변화를 힘 결정에 이용 가능하다. 더욱이, 공기압 변화를 전기 신호로 변환할 수 있는 장치들을 사용해서 상기 에어백이 압축됨에 따라 힘을 결정할 수 있다.
상기 포트(14)는 상기 센서들(16)에 의해 수집된 데이터를 하나 이상의 공지된 방식으로 외부 소스에 연통하기 위한 구조이다. 일 실시예에서, 상기 포트(14)는 범용으로 판독 가능한 포맷으로 데이터를 연통하는 구조인 범용 통신 포트이다. 도 3-5에서 보여지는 실시예들에서, 상기 포트(14)는 도 3의 상기 포트(14)와 연결에서 보여지는, 전자 모듈(22)에 연결하기 위한 인터페이스(20)를 포함하고 있다. 도 3-5에서 보여지는 실시예들에서, 상기 인터페이스(20)는 전기 접촉부 형태를 가진다. 추가적으로, 본 실시예에서, 상기 포트(14)는 상기 신발류 물품(100)의 중간 아치 또는 중간발 영역 속 웰(well)(135)에 위치하는 상기 전자 모듈(22)을 삽입하기 위해서 하우징(24)과 연결된다. 도 3-5에서 상기 포트(14)의 위치 결정은 상기 사용자의 발과 최소한으로 접촉, 자극, 또는 기타 방해할 뿐만 아니라, 상기 발 접촉 부재(133)를 단순히 들어 올려서 쉽게 접속 가능하게 한다. 추가적으로, 도 6에서 도시되는 것처럼, 상기 포트(14) 및 상기 포트 인터페이스(20)에 연결하기 위해서, 상기 센서 납들(18)은 또한 통합 인터페이스 또는 연결부(19)를 그들의 터미널 말단들에 형성한다. 일 실시예에서, 상기 통합 인터페이스(19)는 예컨대 복수의 전기 접촉을 통해서, 상기 센서 납들(18)을 상기 포트 인터페이스(20)에 개별 연결하는 것을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 센서 납들(18)은 외부 인터페이스(19), 예컨대 하기 설명되는 플러그 타입 인터페이스를 형성하기 위해 통합될 수도 있으며, 또는 또 다른 방식으로서와 추가 실시예에서, 상기 센서 납들(18)은 그 자체의 이차-인터페이스를 갖는 각각의 납(18)을 가진 비-통합 인터페이스를 형성할 수도 있다. 도 6에서 도시한 것처럼, 상기 센서 납들(18)은 단일 위치로 수렴해서 상기 통합 인터페이스를 형성할 수 있다. 이하에서도 설명되는 것처럼, 상기 모듈(22)은 상기 포트 인터페이스(20) 및/또는 상기 센서 납들(18)에 연결하기 위한 인터페이스(23)를 가질 수도 있다.
상기 포트(14)는 다양한 상이한 전자 모듈들(22)로 연결하기 위해 조정되는데, 상기 전자 모듈은 메모리 성분(예, 플래쉬 드라이브) 만큼 간단할 수도 있고, 또는 더 복잡한 기능들을 포함할 수도 있다. 상기 모듈(22)이 개인용 컴퓨터, 모바일 장치, 서버, 기타 등등 만큼 복잡한 성분일 수 있음을 이해해야 한다. 상기 포트(14)는 상기 센서들(16)이 모은 데이터를 저장 및/또는 처리하기 위해서 상기 모듈(22)로 전송하기 위한 구조이다. 또 다른 실시예에서, 상기 포트(14)는 이 컴퓨터 프로그램들/알고리즘들의 저장 및/또는 실행 및/또는 외부 장치(110)에 데이터 및/또는 기타 정보의 직접(유선 또는 무선) 송신을 달성하기 위해서, 필요한 성분들(예, 프로세서, 메모리, 소프트웨어, TX/RX, 등) 을 포함할 수도 있다. 신발류 물품 속 하우징 및 전자 모듈들에 대한 예시들은 미국 특허출원공개번호 2007/0260421로서 공개된 미국 특허출원번호 11/416,458에 설명되고 있으며, 이것은 여기에서 참조문헌으로 통합되고 여기에서의 일부분을 형성한다. 비록 상기 포트(14)에는 다른 실시예들에서 모듈에 연결하기 위한 인터페이스(20)를 형성하는 전자 접촉부들이 도시되고 있지만, 상기 포트(14)는 상기 센서들(16), 상기 모듈(22), 상기 외부 장치(110), 및/또는 또 다른 성분과 통신하기 위한 하나 이상의 추가 또는 대체 통신 인터페이스들을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 포트(14)는 USB 포트, 파이어와이어 포트, 16-핀 포트, 또는 기타 유형의 물리적 접촉 기반 연결을 함유하거나 포함할 수도 있고, 그렇지 않으면 무선 또는 비접촉 통신 인터페이스, 예컨대 Wi-Fi, 블루투스, 근거리 통신, RFID, 블루투스 저 에너지, 지그비, 또는 기타 무선 통신 기술용 인터페이스, 또는 적외선 또는 기타 광 통신 기술(또는 상기 기술들의 조합)용 인터페이스를 포함할 수도 있다.
상기 센서 납들(18)은 다양한 상이한 구조들에서 상기 포트(14)에 연결될 수도 있다. 도 5a-5e는 신발류 물품(100) 안 웰(well)(135) 속, 예컨대 상술한 것처럼 상기 밑창 구조부(130)의 밑창 부재 속에 위치한 포트(14A-E)의 예시적인 실시예들을 도시하고 있다. 도 5a-5e에서 보여지는 실시예들에서, 상기 웰(135)은 측벽들(139)과 기저부 벽들(143)을 비롯해서 복수의 벽들을 갖는다.
도 5a는 포트(14A)의 실시예를 도시하고 있는데, 여기서 네 개의 센서 납들(18)과 전력 납(18A)이 상기 웰(135)의 한 개의 측벽(139)을 통해서 상기 포트(14A)에 연결되어 있다. 도시된 실시예에서, 상기 센서 납들(18)은 상기 포트(14A)의 인터페이스(20)에 연결되는 5-핀 연결 형태로 통합 인터페이스를 형성하고 있다. 본 구성에서, 상기 납들(18, 18A)은 상기 포트 인터페이스(20)에 연결되어서 통합 인터페이스를 형성하며, 상기 납들(18, 18A) 중 각각은 연결 핀(62)에서 끝나서 복수-핀 연결을 형성한다. 일 실시예에서, 본 연결 핀(62)은 상기 웰(135) 안에서 접속 가능한 납(18, 18A)의 노출된 말단으로 생각될 수 있다. 마찬가지로, 상기 모듈(22)은 상기 포트 인터페이스(20) 내 상기 납들(18, 18A)의 연결 핀들(62)로 연결하기 위해 5 핀 연결(60)을 포함하는 연결 또는 인터페이스(23)를 갖는다.
도 5b는 상기 포트(14B)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 여기서 두 개의 센서 납들(18)이 상기 웰(135)의 측벽들(139) 중 하나를 통해서 상기 포트(14B)에 연결되어 있고, 두 개의 다른 센서 납들(18)과 전력 납(18A)이 상기 측벽들(139) 중 또 다른 하나를 통해서 상기 포트(14B)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 상기 납들(18)은 두 개의 분리된 통합 납 인터페이스들(19)을 외부 인터페이스(19) 형태로 형성하고, 상기 포트(14B)는 상기 납들(18, 18A)에 연결하기 위한 두 개의 분리된 인터페이스들(20)을 가진다. 상기 외부 인터페이스들(19)은 플러그 타입 인터페이스들, 핀 타입 인터페이스들, 또는 기타 인터페이스들일 수도 있고, 상기 포트 인터페이스들(20)은 상기 외부 납 인터페이스들(19)에 연결하는 보완 구조이다. 더욱이, 본 구성에서, 상기 모듈(22)은 상기 포트 인터페이스들(20)에 연결하기 위한 구조인 두 개의 인터페이스들(23)을 갖는다.
도 5c는 상기 포트(14C)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 여기서 상기 센서 납들(18)과 전력 납(18A)이 상기 웰(135)의 측벽들(139) 및 기저부 벽(143)을 통해서 상기 포트(14C)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 상기 센서 납들(18)은 상기 포트(14C)에 연결하기 위한 여러가지 분리된 납 인터페이스들(19)을 형성한다. 상기 포트(14C)는 상기 모듈 인터페이스(23)로 연결하기 위해, 전체 납들(18, 18A)의 상기 포트 인터페이스들(20)로의 연결을 통합하는 내부 회로(64)를 포함하고 있다. 상기 포트(14C)는 상기 납 인터페이스들(19) 중 각각에 연결하기 위한 보완 인터페이스들을 더 포함할 수도 있다. 이 실시예에서 상기 납들(18, 18A)이 상기 웰(135)의 하나 이상의 측벽들(139)을 통해서 연결될 수도 있고, 설명 목적에서 상기 납들(18, 18A)이 상기 측벽들(139) 중 두 개를 통해서 연결되는 것으로 보여지고 있음을 이해해야 한다. 또한 이 실시예에서 하나가 넘는 납(18, 18A)이 상기 웰(135)의 특정한 측벽(139)을 통해서 연결될 수도 있으며, 단지 하나의 납(18, 18A)이 기저부 벽(143)을 통해서 연결될 수도 있음을 이해해야 한다.
도 5d는 상기 포트(14D)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 여기서 4개 센서 납들(18)과 전력 납(18A)이 상기 웰(135)의 기저부 벽(143)을 통해서 상기 포트(14D)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 상술한 연결들에 대한 구성과 도 5a에서 보여지는 비슷한 구성에서, 상기 센서 납들(18, 18A)은 상기 포트(14D)의 바닥에 있는 인터페이스(20)에 연결되는 통합 인터페이스를 형성한다. 상기 납들(18, 18A) 중 각각은 포트 인터페이스(20)에 있는 연결 핀(62)에서 끝나고, 상기 모듈 인터페이스(23)는 상기 납들(18, 18A)의 연결 핀들(62)에 연결하기 위한 복수 핀 연결들(60)을 포함하고 있다.
도 5e는 상기 포트(14E)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 여기서 4개 센서 납들(18)과 전력 납(18A)이 상기 웰(135)의 4 개의 측벽들(139) 중 각각을 통해서 상기 포트(14E)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 상기 센서 납들(18, 18A)은 상술하고 도 5c에서 보여지는 실시예와 유사하게, 상기 포트(14E)에 연결하기 위한 여러가지 분리된 인터페이스들(19)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 상기 포트(14E)는 상기 납 인터페이스들(19)로 연결하기 위한 보완 인터페이스들을 포함할 수도 있고, 또한 상기 모듈(22)로 연결하기 위한 인터페이스를 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 센서 납들(18, 18A)은 상기 웰(135)의 임의의 수의 측벽들(139)을 통해서 연결될 수 있다.
도 5b, 5c, 및 5e에서 설명하는 것들과 같은 실시예들에서, 여기서 상기 센서들(18)은 하나가 넘는 인터페이스(19)를 형성하고, 상기 포트(14B, 14C, 14E) 및/또는 상기 모듈(22)은 단지 하나의 인터페이스(20, 23)를 가질 수도 있고, 상기 포트(14)는 전체 납들(18, 18A)을 상기 인터페이스들(20, 23)로 연결하는 내부 회로(64)를 포함할 수도 있다. 추가적으로, 상기 모듈(22)은 연결을 위해 상기 포트(14)의 인터페이스(들)(20)에 보완 하나 이상의 인터페이스들(23)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 만약 상기 포트(14)가 측벽들(139) 및/또는 바닥벽(143)에 인터페이스(들)(20)을 갖는다면, 상기 모듈(22)은 상기 측벽들 및/또는 바닥벽에도 보완 인터페이스(들)(23)을 가질 수도 있다. 상기 모듈(22) 및 상기 포트(14)가 보완 인터페이스들(20, 23)을 똑같이 갖지 않을 수도 있고, 보완 인터페이스들(20, 23) 중 단지 한 쌍 만이 상기 성분들 간의 통신을 이룰 수도 있음을 이해해야 한다. 다른 실시예들에서, 상기 포트(14) 및 상기 웰(135)은 상기 납들(18, 18A)의 연결을 위한 다른 구조를 가질 수도 있다. 추가적으로, 상기 포트(14)는 다른 형태를 가질 수도 있는데, 이로 인해 훨씬 다양한 연결 구조가 가능해 질 수도 있다. 더욱이, 여기에서 설명하는 임의의 연결 구조들, 또는 그들의 조합들이 여기에서 설명하는 센서 시스템들에 대한 다양한 실시예들에서 활용될 수 있다.
상기 모듈(22)은 외부 장치(110)에 연결해서 데이터를 전송, 예컨대 하기에서 설명하고 도 6에서 보여지는 것처럼 처리하기 위해, 하나 또는 복수의 통신 인터페이스들을 추가로 가질 수도 있다. 그러한 인터페이스들은 상술한 임의의 접촉 또는 비접촉 인터페이스들을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 모듈(22)은 컴퓨터에 연결하기 위해 적어도 하나의 꼽을 수 있는 USB 연결을 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 모듈(22)은 모바일 장치, 예컨대 시계, 휴대폰, 휴대용 음악 플레이어, 등에 접촉 또는 비접촉 연결하기 위한 구조일 수도 있다. 상기 모듈(22)은 상기 신발류(100)에서 제거되어서 데이터 전달을 위해 상기 외부 장치(110)에 직접 연결되는 구조, 예컨대 상기 상술한 꼽을 수 있는 USB 연결 또는 또 다른 연결 인터페이스에 의한 구조일 수도 있다. 하지만, 또 다른 실시예에서, 상기 모듈(22)은 상기 외부 장치(110)와 무선 통신하기 위한 구조일 수도 있는데, 이로 인해 원하는 경우에 상기 장치(22)로 하여금 상기 신발류(100)에 남아 있게 한다. 무선 실시예에서, 상기 모듈(22)은 무선 통신용 안테나에 연결될 수도 있다. 상기 안테나는 선택한 무선 통신 방법을 위해 적절한 전송 주파수로 사용하기 위한 형태, 크기, 및 위치를 가질 수도 있다. 추가적으로, 상기 안테나는 상기 모듈(22) 속에 내부적으로 위치하거나 상기 모듈(22) 외부, 예컨대 상기 포트(14) 또는 또 다른 위치에 위치할 수도 있다. 하나의 예에서, 상기 센서 시스템(12) 자체(예컨대 상기 납들(18) 및 상기 센서들(16)의 도전성 부분들)는 전체적으로나 부분적으로 안테나를 형성하기 위해 사용할 수도 있다. 상기 모듈(22)이 상기 센서 시스템(12) 속 어딘가에, 예컨대 상기 포트(14), 상기 센서들(16), 등등 중 하나 이상에 연결된 안테나에 더해서 안테나를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 모듈(22)은 상기 신발류(100) 속에 영구적으로 장착될 수도 있고, 그렇지 않으면 원하는 경우에 상기 사용자의 선택으로 제거 가능하고 상기 신발류(100)에 남아 있을 수도 있다. 추가적으로, 이하에서 추가 설명하듯이, 상기 모듈(22)은 제거될 수도 있고, 또 다른 방식으로 상기 센서들(16)로부터 데이터를 수집 및/또는 활용하기 위해 프로그래밍 및/또는 구성된 다른 모듈(22)로 교체될 수도 있다. 만약 상기 모듈(22)이 상기 신발류(100) 속에 영구적으로 장착되면, 상기 센서 시스템(12)은 데이터 전달 및/또는 배터리 충전을 가능하게 하는 외부 포트(15), 예컨대 도 7에서 보여지듯이 USB 또는 파이어와이어 포트를 포함할 수도 있다. 상기 외부 포트(15)는 추가적으로나 대체적으로 정보의 통신을 위해 사용될 수도 있다. 추가로 상기 모듈(22)은 비접촉식 충전, 예컨대 유도 충전을 위한 구조일 수도 있다. 상기 모듈(22)은 접촉 및/또는 비접촉 통신을 위한 구조일 수도 있음을 이해해야 한다.
본 발명으로부터 벗어나지 않고 상기 포트(14)는 다양한 위치에 놓일 수 있는 반면에, 일 실시예에서, 상기 포트(14)는 예컨대 운동 활동 중과 같이 상기 착용자가 걸어내려하고 그리고/또는 상기 신발류 물품(100)을 사용할때, 하나의 위치와 배향에 제공되고 그리고/또는 착용자의 발과 접촉을 피하거나 최소화 및/또는 자극하기 위한 구조이다. 도 3-5에서 상기 포트(14)의 위치결정은 상기 예시를 도시하고 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 포트(14)는 상기 뒤꿈치 근접 위치나 상기 신발(100)의 발등 영역에 위치하고 있다. 상기 신발류 구조(100)의 다른 특성들이 상기 착용자의 발과 상기 포트(14)(또는 상기 포트(14)에 연결된 요소) 간의 접촉을 줄이거나 피하는 것과, 상기 신발류 구조(100)의 전체적인 편안함을 개선하는 것을 도울 수도 있다. 예를 들면, 도 4-5에서 도시한 것처럼, 상기 발 접촉 부재(133), 또는 기타 발 접촉 부재는 상기 포트(14)에 딱 맞게 되어 있거나 최소한 부분적으로 덮고 있어서, 상기 착용자의 발 및 상기 포트(14) 간에 패딩 층을 제공할 수도 있다. 상기 착용자의 발에서 상기 포트(14)의 접촉을 줄이고 임의의 원하지 않는 느낌을 조율하기 위한 추가 기능들을 사용할 수도 있다. 물론, 원한다면, 본 발명에서 벗어나지 않고 상기 발 접촉 부재(133)의 최상부 표면을 통해서 상기 포트(14)에 대한 개구부를 제공할 수도 있다. 그러한 구성은, 예컨대 상기 하우징(24), 전자 모듈(22), 및 상기 포트(14)의 기타 기능들이 구조부들을 포함하고 그리고/또는 사용자의 발에서 상기 느낌을 조율하기 위한 재료로 만들어질 때, 추가적으로 편안함과 느낌을 조율하는 요소들을 제공할 때, 기타 등등에서 사용될 수도 있다. 상기 착용자의 발과 하우징(또는 상기 하우징에 수신된 요소) 간의 접촉을 줄이거나 피하고 상기 신발류 구조의 전체적인 편안함을 개선하는 것을 도와주는 상술한 다양한 특성들 중 임의의 것을 본 발명으로부터 벗어나지 않고 제공할 수도 있는데, 도 4-5와 연계하여 상술한 다양한 특성들 뿐만 아니라 기타 공지된 방법들과 기술들을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 포트(14)가 상기 밑창 구조부(130) 속 웰(well)(135)에 포함된 모듈(22)과 접촉식 통신하기 위한 구성인 경우에, 상기 포트(14)는 상기 모듈(22)에 연결하기 위해서 상기 웰(135) 내부에 위치하거나 최근접하여 위치한다. 만약 상기 웰(135)가 상기 모듈(22)용 하우징(24)을 더욱 포함한다면, 상기 포트(14)에 대해 물리적 공간을 제공함으로써든지 상기 포트(14) 및 상기 모듈(22) 간의 상호연결을 위한 하드웨어를 제공함으로써 상기 하우징(24)이 상기 포트(14)에 연결하는 구조일 수도 있음을 이해해야 한다. 도 3에서 상기 포트(14)의 위치 결정은 그러한 하나의 예시를 도시하고 있는데, 이때 상기 하우징(24)은 상기 모듈(22)에 연결하기 위해 상기 포트(14)를 수신하는 물리적 공간을 제공한다.
도 6은 데이터 송신/수신 시스템(106)을 통한 데이터 송신/수신 능력을 포함하는 전자 모듈(22)의 일 례에 대한 개략도를 보여주는데, 본 발명의 적어도 몇몇 예시들에 따라서 사용될 수도 있다. 도 6의 구조예들이 데이터 송신/수신 시스템(TX-RX, 106)을 상기 전자 모듈 구조(22) 속에 집적된 것으로 도시하는 반면, 본 기술분야 기술자들이라면 본 발명의 모든 예시들에서 데이터 송신/수신 목적으로 분리된 성분이 신발류 구조(100)나 기타 구조의 일부로서 포함될 수도 있으며, 데이터 송신/수신 시스템(106)이 단일 하우징이나 단일 패키지 속에 완전히 포함될 필요는 없음을 이해할 것이다. 오히려, 원하는 경우에, 본 발명에서 벗어나지 않고 다양한 상이한 방식으로, 다양한 성분들이나 요소들의 데이터 송신/수신 시스템(106)이, 상이한 하우징들 속, 상이한 보드들 위에서 서로 분리되어 있을 수 있고, 그리고/또는 상기 신발류 물품(100) 또는 기타 장치과 개별적으로 연결되어 있을 수도 있다. 상이한 잠재적인 장착 구조들에 대한 다양한 예시들이 하기에 더욱 자세하게 설명되고 있다.
도 6의 예시에서, 상기 전자 모듈(22)는 하나 이상의 원격 시스템에 데이터 송신 및/또는 그로부터 데이터 수신을 위해서 데이터 송신/수신 요소(106)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 송신/수신 요소(106)는 상기 포트(14)를 통한 통신을 위한 구조인데, 예를 들면 상술한 접촉 또는 비접촉 인터페이스들에 의해서이다. 도 6에서 보여지는 실시예에서, 상기 모듈(22)은 상기 포트(14) 및/또는 센서들(16)에 연결하기 위한 구조인 인터페이스(23)를 포함하고 있다. 도 3에 도시한 모듈(22)에서, 상기 인터페이스(23)는 상기 포트(14)의 인터페이스(20)의 접촉들과 보완 접촉들을 가져서, 상기 포트(14)와 연결한다. 다른 실시예들에서, 상술한 바와 같이, 상기 포트(14) 및 상기 모듈(22)은 상이한 유형의 인터페이스들(20, 23)을 포함할 수도 있는데, 이들은 유선 또는 무선일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 상기 모듈(22)이 상기 TX-RX 요소(106)를 통해서 상기 포트(14) 및/또는 센서들(16)과 인터페이스를 형성할 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 일 실시예에서, 상기 모듈(22)은 상기 신발류(100) 외부에 있을 수도 있고, 상기 포트(14)는 상기 모듈(22)과 통신하기 위한 무선 송신기 인터페이스를 포함할 수도 있다. 이 예시의 전자 모듈(22)은 처리 시스템(202)(예, 하나 이상의 마이크로프로세서), 메모리 시스템(204), 및 전력 공급원(206)(예, 배터리 또는 전력 소스)를 더 포함하고 있다. 상기 전력 공급원(206)은 상기 센서 시스템(12)의 상기 센서들(16) 및/또는 기타 성분들에 전력을 공급할 수도 있다. 상기 신발(100)은 개별 추가로든지 대체해서 전력 소스, 예컨대 배터리, 압전, 태양 전력 공급, 또는 기타를 포함해서 필요한 경우에 상기 센서들(16)을 작동시킬 수도 있다.
하나 이상의 센서들에 대한 연결은 TX-RX 요소(106)를 통해서 달성할 수 있고, 추가 센서들(미도시)은 광범위한 다양한 종류의 파라미터들에 관한 데이터 또는 정보를 센싱하거나 제공하기 위해 제공될 수도 있다. 상기 데이터 또는 정보의 예시들에는 상기 신발류 물품(100) 사용 또는 사용자와 연계시킨 물리적이거나 생리학적 데이터가 포함되는데, 계보기형 속도 및/또는 거리 정보, 기타 속도 및/또는 거리 데이터 센서 정보, 온도, 고도, 기압계 압력, 습도, GPS 데이터, 가속도계 출력 또는 데이터, 심박동수, 맥박수, 혈압, 체온, EKG 데이터, EEG 데이터, 각도 배향 관련 데이터 및 각도 배향 관련 변화(예컨대 자이로스코프 기반 센서), 기타 등등이 포함되고, 이 데이터는 메모리(204)에 저장될 수도 있고 그리고/또는 예컨대 상기 송신/수신 시스템(106)에 의해 몇몇 원격 위치 또는 시스템으로 송신하기 위해 이용 가능해질 수도 있다. 존재할 경우에, 추가적인 센서(들)에는 가속도계(예, 스텝 중 방향 변화, 예컨대 계보기형 속도 및/또는 거리 정보용, 점프 높이용, 등)도 포함될 수 있다.
추가적인 예시들로서, 상술한 다양한 종류의 전자 모듈들, 시스템들, 및 방법들이 신발류 물품에 자동 충격 감소 제어를 제공할 수도 있다. 상기 시스템들과 방법들이 작동할 수도 있는데, 예를 들면, 미국특허 번호 6,430,843, 미국특허출원공개번호 2003/0009913, 및 미국특허출원공개번호 2004/0177531에서 설명되는 것들과 비슷한데, 신발류 물품의 충격 감소 특성들을 적극적 및/또는 역동적으로 제어하기 위한 시스템들과 방법들을 설명하고 있다(미국특허 번호 6,430,843, 미국특허출원공개번호 2003/0009913, 및 미국특허출원공개번호 2004/0177531가 여기에서 참조문헌으로 각각 그 전문이 병합되어 있으며 그 일부를 형성한다). 속도 및/또는 거리 종류 정보를 제공하기 위해 사용할 때, 미국특허 번호 5,724,265, 5,955,667, 6,018,705, 6,052,654, 6,876,947 및 6,882,955에 설명되는 종류들의 단위들, 알고리즘들, 및/또는 시스템들을 센싱하는 것이 사용될 수도 있다. 이 특허들 각각은 여기에서 참조문헌으로 그 전문이 병합되어 있다. 센서들 및 센서 시스템들 뿐만 아니라 신발류 물품들과 밑창 구조부들과 이를 활용하는 부재들에 대한 추가 실시예들이 미국특허출원공개번호 2010/0063778 및 2010/0063779에서 설명되고 있으며, 이 출원들은 여기에서 참조문헌으로 그 전문이 병합되어 있으며 그 일부를 형성한다.
도 6의 실시예에서, 전자 모듈(22)은 활성화 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 활성화 시스템 또는 그 부분들은 상기 모듈(22) 또는 상기 전자 모듈(22)의 기타 부분들과 함께라든지 이와 분리해서 상기 신발류 물품(100)(또는 기타 장치)과 연결될 수도 있다. 상기 활성화 시스템은 상기 전자 모듈(22) 및/또는 상기 전자 모듈(22)의 적어도 몇몇 기능들(예, 데이터 송신/수신 기능들, 등)을 선택적으로 활성화시키는 데 이용될 수도 있다. 광범위한 다양한 활성화 시스템들이 본 발명에서 벗어나지 않고 이용될 수도 있다. 하나의 예에서, 상기 센서 시스템(12)은 특정한 패턴으로, 예컨대 연속 또는 대체 발가락/뒤꿈치 탭들, 또는 하나 이상의 센서들(16)에 의해 내보내진 역치 힘으로 상기 센서들(16)을 활성화시켜서 활성화 및/또는 비활성화될 수도 있다. 또 다른 예에서, 상기 센서 시스템(12)은 상기 모듈(22) 위, 상기 신발(100) 위, 또는 상기 센서 시스템(12)과 연통하는 외부 장치 위, 뿐만 아니라 기타 위치들에 위치할 수 있는, 버튼이나 스위치에 의해 활성화될 수도 있다. 이 실시예들 중 임의의 것에서, 상기 센서 시스템(12)은 비활성 세팅 기간 후에 상기 시스템(12)을 비활성화시킬 수 있는 “취침” 모드를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 센서 시스템(12)은 의도하지 않은 활성화 경우에, 활성화 후 단시간에 추가 활동이 일어나지 않는다면 “취침” 모드로 돌아갈 수도 있다. 대체 실시예에서, 상기 센서 시스템(12)은 활성화하지 않거나 비활성화하는 저 전력 장치로서 작동할 수도 있다.
상기 모듈(22)은 추가적으로 외부 장치(110)와 통신하기 위한 구조일 수도 있는데, 상기 외부 장치는 도 6에서 보여지듯이 외부 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템, 모바일 장치, 게임 시스템, 또는 기타 종류의 전자 장치일 수도 있다. 도 6에서 보여지는 예시적인 외부 장치(110)는 프로세서(302), 메모리(304), 전력 공급원(306), 디스플레이(308), 사용자 입력(310), 및 데이터 송신/수신 시스템(108)을 포함하고 있다. 상기 송신/수신 시스템(108)은 상기에서와 여기서 어딘가에서 설명한 접촉 및 비접촉 통신 방법들을 비롯해서 임의의 종류의 공지된 전자 통신을 통해서 상기 모듈(22)의 송신/수신 시스템(106)을 경유해서 상기 모듈(22)과 연통하는 구조이다. 상기 모듈(22)이 광범위한 다양한 종류 및 구성의 전자 장치들을 비롯한 복수의 외부 장치들과 통신하기 위한 구조일 수 있으며, 상기 모듈(22)이 연통하는 장치(들)이 시간이 지나면서 변할 수 있음을 이해해야 한다. 추가적으로, 상기 모듈(22)의 송신/수신 시스템(106)은 복수의 다양한 종류의 전자 통신용 구조일 수도 있다. 여기에서 설명하는 것처럼 상기 외부 장치(110)가 상기 외부 장치(110)에 정보를 전하는 하나 이상의 중간 장치들을 비롯한, 상기 모듈(22), 상기 포트(14), 및/또는 서로 연통하는 둘 이상의 외부 장치들로 구현될 수도 있으며, 상기 처리, 프로그램들/알고리즘들 실행, 및 상기 외부 장치(110)의 기타 기능들이 외부 장치들의 조합에 의해 수행될 수도 있음을 이해해야 한다.
상술한 것처럼, 많은 다른 종류의 센서들을 본 발명에 따른 센서 시스템 속에 통합할 수 있다. 도 8은 복수의 힘-감지 저항기 (FSR) 센서들(216)을 포함하는 센서 어셈블리(213)를 포함하는 센서 시스템(212)을 포함하는 신발(100)에 대한 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 상기 센서 시스템(212)은 상술한 센서 시스템(12)과 비슷하고, 또한 전자 모듈(22)과 연통하는 포트(14) 및 상기 포트(14)에 상기 FSR 센서들(216)을 연결하는 복수의 납들(218)을 포함하고 있다. 상기 모듈(22)은 상기 신발(100)의 밑창 구조부(130) 안 웰(well) 또는 공강(135) 속에 포함되어 있고, 상기 포트(14)는 상기 웰(135) 속에 상기 모듈(22)에 연결할 수 있게 하는 웰(135)에 연결되어 있다. 상기 포트(14) 및 모듈(22)은 연결 및 통신을 위한 보완 인터페이스들(220, 223)을 포함한다.
도 8에서 보이는 힘-감지 저항기는 제1 및 제2 전극 또는 전기 접촉부들(240, 242) 및 상기 전극(240, 242) 간에 위치하는 힘-감지 저항성 재료(244)를 포함해서, 상기 전극들(240, 242)을 전기적으로 함께 연결할 수도 있다. 힘-감지 재료(244)에 압력이 가해질 때, 힘-감지 재료(244)의 저항성 및/또는 도전성이 변하는데, 이는 전극들(240, 242) 간의 전위 및/또는 전류를 변화시킨다. 저항의 변화는 센서(216) 상에 가해진 힘을 감지하기 위해 센서 시스템(212)에 의해 감지될 수 있다. 힘-감지 저항성 재료(244)는 압력 하에서 다양한 방식들로 자신의 저항을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 힘-감지 재료(244)는, 이하에서 더 자세히 설명되는 양자 터널링 복합재와 유사하게, 재료가 압축될 때 감소하는 내부 저항을 가질 수 있다. 이러한 재료의 추가 압축은 저항의 추가 감소를 가져오고, 이는 정량적 측정들 뿐만 아니라 이진(온/오프) 측정들을 허용한다. 일부 환경에서, 이런 종류의 힘-감지 저항 습성은 “체적 기반 저항”이라고 설명될 수 있으며, 이러한 습성을 발현하는 재료를 “스마트 재료”라고 부를 수도 있다. 또 다른 예로서, 상기 재료(244)는 면대면 접촉 정도를 변화시켜서 저항을 변하게 할 수도 있다. 이는, 미세돌출부들이 압축될때 표면 저항이 감소하는 곳에서 표면 저항을 압축되지 않은 상태로 상승시키는 표면 상의 미세돌출부들을 이용하거나, 증가된 면대면 표면 접속을 생성하도록 다른 전극을 이용해 변형될 수 있는 유연 전극을 이용하는 것과 같이, 여러 방식들로 달성가능하다. 이러한 표면 저항은 재료(244)와 전극(240, 242) 간의 저항 및/또는 다중-층 재료(244)의 도전층(예컨대, 탄소/흑연)과 힘-감지층(예컨대, 반도체)간의 표면 저항일 수 있다. 압축이 커질수록 면대면 표면 접촉이 커짐에 따라, 더 낮은 저항이 초래되고 양자 측정을 가능하게 한다. 어떤 상황하에서, 이러한 유형의 힘-감지 저항 양상은 “접촉-기반 저항”으로써 설명될 수 있다. 여기에서 정의된 바와 같은 힘-감지 저항 재료(244)는 도핑된 또는 도핑되지 않은 반도체 재료이거나 그러한 재료를 표함할 수 잇다는 것이 이해되어야겠다.
FSR 센서(216)의 전극들(240, 242)은 금속들, 탄소/흑연 섬유들 또는 합성물, 다른 도전성 합성물, 도전성 폴리머들 또는 도전성 재료를 포함하는 폴리머들, 도전성 세라믹들, 도핑된 반도체들, 또는 임의의 다른 도전성 재료를 포함하는 임의의 도전성 재료로 형성될 수 있다. 납들(218)은 용접, 납땜, 경납땜, 접착성 결합, 잠금장치들(fasteners), 또는 임의의 다른 통합식 또는 비-통합식 결합 방식을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 전극들(240, 242)에 연결될 수 있다. 대체하여, 전극(240, 242) 및 연관된 납(218)은 동일한 재료로 일체식으로 형성될 수 있다.
도 9-10은 센서(16), 예컨대 도 8에서 보여지는 FSR 센서들(216)에서 힘-감지 저항성 재료(M)의 사용을 일반적으로 도시하고 있다. 전극들(+) 및 (-)은 도 9에서 보이는 것처럼 그들 간에 전위(P1)을 가진다. 상기 힘-감지 저항성 재료(M)가 압축될 때, 상기 재료(M)의 저항이 변하고, 이에 따라, 도 10에서 보이는 것처럼 상기 전극들(+) 및 (-) 간의 전위(P2)가 변한다. 상기 재료(M)는 체적-기반 저항, 접촉-기반 저항, 또는 기타 종류의 힘-감지 저항 습성을 활용할 수도 있다. 예를 들면, 도 8에서 상기 센서들(216)의 힘-감지 저항성 재료(244)가 이런 방식으로 행동할 수도 있다. 또 다른 예로서, 양자 터널링 복합재, 주문형 도전성 폼, 힘 변환 고무, 및 후술하며 도 16-20에서 보이는 기타 힘-감지 저항성 재료들이 힘-감지 저항 습성을 발휘한다. 상기 전극들(+) 및 (-)이 상기 전극들(+) 및 (-) 간에 위치하는 상기 재료(M)와 샌드위치 배열하는 것과 같이 상이한 배열로 위치할 수도 있음을 이해해야겠다.
도 8에서 보이는 실시예에서, 상기 FSR 센서(216)의 전극들(240, 242)은 복수의 상호 잠금 또는 상호 메싱 핑거들(246)을 핑거들(246) 사이에 위치한 힘-감지 저항성 재료(244)와 함께 가져서 상기 전극들(240, 242)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 도 8에서 보이는 실시예에서, 상기 납들(218) 각각은 상기 모듈(22)로부터 각각의 개별 납(218)이 연결된 센서(216)로 독립적으로 전력을 공급한다. 상기 센서 납들(218)이 각각의 전극(240, 242)으로부터 상기 포트(14)로 연장하는 개별 납들을 포함할 수도 있고, 상기 모듈(22)이 상기 개별 납들을 통해서, 예컨대 여기 어딘가에서 설명한 것처럼 개별 전력 납(18A, 1318A)을 통해서 상기 전극들(240, 242)에게 전기력을 공급할 수도 있음을 이해해야겠다.
상기 센서 시스템(212)에서 사용하기에 적합한 힘-감지 저항기들은 센시트로닉스사와 같은 소스들로부터 상업적으로 입수 가능하다. 사용하기에 적합한 힘-감지 저항기들의 예시가 미국특허번호 4,314,227 및 6,531,951에서 보여지고 설명되어 있는데, 이들은 그들의 전문이 여기에서 참조문헌으로 통합되고 그 일부를 형성하고 있다.
도 27과 도 28은 신발류 물품(100) 내에 통합하기 위한 FSR 센서 시스템(1312)의 다른 일 실시예를 도시한다. 상기 센서 시스템(1312)은 4개의 센서(1316)를 포함하는데, 도 3에 도시한 구성과 마찬가지로, 제1 센서(1316)는 제1 지골(엄지 발가락) 영역에 위치하고, 제2 센서(1316)는 제1 중족골 머리 영역에 위치하고, 제3 센서(1316)는 제5 중족골 머리 영역에 위치하고, 제4 센서(1316)는 뒤꿈치 영역에 위치한다. 상기 센서들(1316)의 각각은 상기 센서(1316)를 상기 포트(14)에 연결하는 센서 납(1318)을 구비한다. 또한, 전력 납(1318A)은 상기 포트(14)로부터 연장되며 모든 4개 센서(1316)에 연결된다. 상기 전력 납(1318A)은 다양한 실시예들에서 병렬, 직렬, 또는 다른 구성으로 연결될 수 있으며, 각 센서(1316)는 다른 일 실시예에서 개별적인 전력 납을 구비할 수 있다. 도 28에 도시한 바와 같이, 상기 납들(1318, 1318A)의 각각은 데이터를 상기 포트(14)에 연결된 모듈(도시하지 않음)에 연결 및 전달하도록 상기 포트(14)에 연결된다. 상기 포트(14)는 본 명세서에서 설명하는 임의의 구성을 가질 수도 있음을 이해할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 납들(1318, 1318A)은 복수의 연결 핀(62)과 함께 도 5a에 도시한 바와 같이 5-핀 연결에 대하여 적절히 위치한다.
도 8에 대하여 전술한 시스템(212)과 마찬가지로, 상기 센서 시스템(1312)의 각 센서(1316)는 전기 접촉부들(1340, 1342)의 제1 및 제2 전극들 및 상기 전극들(1340, 1342)을 전기적으로 연결하도록 상기 전극들(1340, 1342) 사이에 배치된 힘-감지 저항성 재료(1344)를 포함한다. 상기 힘-감지 재료(1344)에 압력이 가해지면, 상기 힘-감지 재료(1344)의 저항성 및/또는 도전성이 변하며, 이는 상기 전극들(1340, 1342) 간의 전위를 변경한다. 저항의 변화는 상기 센서(1316)에 가해지는 힘을 검출하는 센서 시스템(1312)에 의해 검출될 수 있다. 또한, 상기 FSR 센서들(1316)의 각각은 복수의 상호 잠금 또는 상호 메싱 핑거(1346)를 구비하며, 상기 힘-감지 저항성 재료(1344)는 상기 전극들(1340, 1342)을 서로 전기적으로 연결하도록 핑거들(1346) 간에 위치한다.
도 27과 도 28에 도시한 센서 시스템(1312)의 실시예에서, 각 센서(1316)는 도전성 금속층과 금속층 상에 접촉부 면을 형성하는 (카본 블랙 등의) 카본층으로 이루어진 2개의 접촉부(1340, 1342)를 포함한다. 상기 센서들(1316)은, 또한, 상기 전극들(1340, 1342)의 카본 접촉부 면과 접촉하는 (카본 블랙 등의) 카본의 퍼들 또는 층으로 이루어진 힘-감지 저항성 재료(1344)를 포함한다. 상기 카본 상의 카본 접촉에 의해, 압력 하의 도전성이 더욱 증가할 수 있어서, 상기 센서들(1316)의 효과를 증가시킬 수 있다. 본 실시예의 납들(1318, 1318A)은 상기 접촉부들(1340, 1342)의 금속층의 재료와 동일할 수 있는 도전성 금속 재료로 이루어진다. 일 실시예에서, 상기 납들(1318, 1318A)과 상기 접촉부들(1340, 1342)의 금속층들은 은으로 이루어진다.
도 27과 도 28에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 센서 시스템(1312)은, 신발류 물품 내에, 예를 들어 후술하는 바와 같이 발 접촉 부재(133)와 중창 부재(131) 사이에 삽입되는 삽입 부재(1337)를 형성하도록 결합되는 2개의 유연층(1366, 1368)으로 이루어진다. 이 층들은 가요성 폴리머 재료 등의 임의의 유연한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 층들(1366, 1368)은 0.05 내지 0.2mm 두께의 유연한 마일러(Mylar) 재료로 형성된다. 상기 삽입물(1337)은, 우선, 도전성 금속 재료를 센서들(1316)의 전극들(1340, 1342)과 상기 납들(1318, 1318A)의 트레이스 패턴으로 제1 층(1366) 상에 프린팅 등에 의해 증착하여 형성되어, 도 27에 도시한 구성을 형성한다. 이어서, 도 27에 또한 도시한 바와 같이, 상기 센서들(1316)의 전극들(1340, 1342)의 트레이스를 따라 추가 카본 접촉부층을 상기 제1 층(1366) 상에 증착하고, 카본 힘-감지 저항성 재료(1344)를 상기 제2 층(1368) 상에 퍼들로서 증착한다. 모든 재료들을 증착한 후에, 상기 층들(1366, 1368)은 도 28에 도시한 바와 같이 중첩 방식으로 위치하여, 상기 전극들(1340, 1342)이 힘-감지 저항성 재료(1344)의 퍼들들과 정렬되어 상기 신발류 물품(100)에 삽입하기 위한 삽입 부재(1337)를 형성한다. 도전성 금속 재료와 상기 카본 재료(1344)는, 서로 대면하는 층들(1366, 1368)의 면들(최하위층(1366, 1368)의 상면과 최상위층(1366, 1368)의 하면) 상에 증착된다는 점을 이해하기 바란다. 일 실시예에서, 이러한 방식으로 구성된 센서 시스템(1312)은 10 내지 750kPa 범위의 압력을 검출할 수 있다. 또한, 상기 센서 시스템(1312)은 이러한 범위의 적어도 일부에 걸쳐 고 민감도로 압력을 검출할 수 있다.
도 29 내지 도 32는 신발류 물품(100) 내에 통합하기 위한 FSR 센서 시스템(1412)의 또 다른 일 실시예를 도시한다. 상기 센서 시스템(1412)은 4개의 센서(1416)를 포함하는데, 도 3, 도 27, 및 도 28에 도시한 구성과 마찬가지로, 제1 센서(1416)는 상기 제1 지골(엄지 발가락) 영역에 위치하고, 제2 센서(1416)는 상기 제1 중족골 머리 영역에 위치하고, 제3 센서(1416)는 상기 제5 중족골 머리 영역에 위치하고, 제4 센서(1416)는 상기 뒤꿈치 영역에 위치한다. 상기 센서들(1416)의 각각은 상기 센서(1416)를 상기 포트(14)에 연결하는 센서 납(1418)을 구비한다. 또한, 전력 납(1418A)은 상기 포트(14)로부터 연장되며 모든 4개 센서(1416)에 연결된다. 상기 전력 납(1418A)은 다양한 실시예들에서 병렬, 직렬, 또는 다른 구성으로 연결될 수 있으며, 각 센서(1416)는 다른 일 실시예에서 개별적인 전력 납을 구비할 수 있다. 도 29에 도시한 바와 같이, 상기 납들(1418, 1418A)의 각각은 데이터를 상기 포트(14)에 연결된 모듈(도시하지 않음)에 연결 및 전달하도록 상기 포트(14)에 연결된다. 상기 포트(14)는 본 명세서에서 설명하는 임의의 구성을 가질 수도 있음을 이해할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 납들(1418, 1418A)은 복수의 연결 핀(62)과 함께 도 5a에 도시한 바와 같이 5-핀 연결에 대하여 적절히 위치한다.
도 26 내지 도 28에 대하여 전술한 시스템(1312)과 마찬가지로, 도 29 내지 도 32에 도시한 센서 시스템(1412)의 각 센서(1416)는 제1 및 제2 전극들 또는 전기 접촉부들(1440, 1442) 및 전극들(1440, 1442)을 함께 전기적으로 연결하기 위한 전극들(1440, 1442) 간에 배치된 힘-감지 저항성 재료(1444)를 포함한다. 본 실시예에서, 도 26 내지 도 28의 실시예와 마찬가지로, 상기 전극들(1440, 1442)은 힘-감지 재료(1444)와 표면과 접하면서 위치하며, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 상기 전극들(1440, 1442)과 상기 힘-감지 재료(1444)는 표면 대 표면으로 접하는 서로 맞물릴 수 있는 직면하는 표면을 갖는다. 힘/압력이 상기 힘-감지 재료(1444)에 가해지면, 상기 힘-감지 재료(1444)의 저항성 및/또는 도전성이 변하며, 이는 상기 전극들(1440, 1442) 간의 전위를 변경한다. 저항의 변화는 상기 센서(1416)에 가해지는 힘을 검출하는 센서 시스템(1412)에 의해 검출될 수 있다. 또한, 상기 FSR 센서들(1416)의 전극들(1440, 1442)의 각각은 복수의 상호 잠금 또는 상호 메싱 핑거(1446)를 구비하며, 상기 힘-감지 저항성 재료(1444)는 전극들(1440, 1442)을 서로 전기적으로 연결하도록 상기 핑거들(1446) 간에 위치한다.
도 29 내지 도 32에 도시한 센서 시스템(1412)의 실시예에서, 각 센서(1416)는, 도 27과 도 28의 센서들(1316)에 대하여 전술한 바와 같이, 도전성 금속층과 그 금속층 상에 접촉부 면을 형성하는 (카본 블랙 등의) 카본층으로 이루어진 2개의 전극(1440, 1442)을 포함한다. 상기 센서들(1416)은, 또한, 상기 전극들(1440, 1442)의 카본 접촉부 면과 접촉하는 (카본 블랙 등의) 카본의 층, 패치, 또는 퍼들(1444A)로 이루어진 힘-감지 저항성 재료(1444)를 포함한다. 본 실시예의 납들(1418, 1418A)은 상기 접촉부들(1440, 1442)의 금속층의 재료와 동일할 수 있는 도전성 금속 재료로 이루어진다. 일 실시예에서, 상기 납들(1418, 1418A)과 상기 접촉부들(1440, 1442)의 금속층들은 은으로 이루어진다.
도 32에 도시한 바와 같이, 힘-감지 재료(1444)의 패치들(1444A)은, 서로 분리되어 있거나 실질적으로 분리되어 있는 복수의 로브(1470)에 의해 형성되는 멀티 로브 구조를 갖는다. 도 29 내지 도 32에 도시한 실시예에서, 상기 힘-감지 재료(1444)의 패치들(1444A)은 갭들(1471)에 의해 서로 분리된 3개의 로브(1470)를 갖는다. 상기 로브들(1470)은 서로 실질적으로 분리되어 있으며 갭들(1471)을 가로질러 연장되는 브리지들(1472)에 의해 연결되며, 상기 브리지들(1472)은 로브들(1470) 간의 전기적 연결을 형성한다. 도 32의 구성에 있어서, 상기 로브들(1470)은 일렬로 배치되며, 3개의 로브(1470) 간에 2개의 갭(1471)을 갖고, 각 갭(1471)은 로브를 가로질러 잇는 브리지(1472)를 갖는다. 다시 말하면, 그 열의 센터 로브(1470)는 갭들(1471)에 의해 나머지 2개의 로브(1470)에 의해 분리되며, 브리지들(1472)은 갭들(1471)을 가로질러 연장되어 센터 로브(1470)를 나머지 2개의 로브(1470)에 연결한다. 또한, 이 구성에 있어서, 상기 브리지들(1472) 중 하나는 패치(1444A)의 일측면에 위치하고, 다른 브리지(1472)는 패치(1444A)의 반대쪽 측면에 위치하여, 패치(1444A)에 대략 S 형상의 구조를 제공한다. 또한, 본 실시예의 갭들(1471)은 직선적이며 긴 구성을 갖고, 센서들(1416)이 장착되는 삽입 부재(1437)의 재료는 후술하는 바와 같이 상기 갭들(1471) 내에서 연장되는 슬릿들(1476)을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 패치(1444A)는 넌로브 구조 또는 다르게 구성된 로브들(1470), 갭들(1471), 및/또는 브리지들(1472)을 갖는 다른 멀티 로브 구조 등의 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 패치(1444A)는 2-로브 구조를 가질 수 있고, 또는, 3개의 브리지(1472)를 갖는 삼각 형상 등의 다른 구조를 갖는 3-로브 구조를 가질 수 있고, 또는, 서로 전기적으로 연결되지 않을 로브들(1470)을 더 가질 수 있다.
본 실시예의 전극들(1440, 1442)은, 전술한 전극들(1340, 1342)과 마찬가지로, 도 31과 도 32에 도시한 바와 같이 복수의 이격된 핑거(1446)를 가질 수 있다. 각 전극(1440, 1442)은 복수의 핑거(1446) 중 힘-감지 재료의 패치들(1444A)의 로브들(1470)의 각각과 접하는 적어도 하나를 갖는다. 또한, 상기 전극들(1440, 1442)의 각각은 핑거들(1446) 간에 다른 공간들보다 큰 2개의 확대 공간(1473)을 갖고, 공간들(1473)은 힘-감지 재료의 갭들(1471) 위에 중첩하도록 위치한다. 공간들(1473)로 인해, 전극들(1440, 1442)은 갭들(1471) 내에 위치하는 핑거들(1446)을 갖지 않는다. 다시 말하면, 본 실시예의 전극들(1440, 1442)은, 상기 힘-감지 재료(1444)의 패치들(1444A)과 마찬가지로, 공간들(1473)에 의해 실질적으로 분리된 로브들을 갖는 대략 S 형상의 멀티 로브 구조를 갖는다고 고려할 수도 있다.
특정 요소들, 예컨대 상기 전극들(1440, 1442)과 힘-감지 재료(1444)의 표면적 비율 또는 백분율, 및 상기 전극들(1440, 1442)의 핑거들(1446) 간의 여백이 센서(1416)의 저항과 출력에 영향을 미칠 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 전극들(1440, 1442)의 핑거들(1446)은 상기 힘-감지 재료(1444)의 표면적 대비 상기 전극들(1440, 1442)의 표면적 비율이 약 3:1 및 1:3 사이이거나, 다시 말해 상기 전극들(1440, 1442)이 상기 힘-감지 재료의 패치들(1444A)의 총 표면적의 약 25-75%를 덮는 구조이다. 또 다른 실시예에서, 상기 전극들(1440, 1442)의 핑거들(1446)은 상기 힘-감지 재료(1444)의 표면적 대비 상기 전극들(1440, 1442)의 표면적 비율이 약 1:1이거나, 다시 말해 상기 전극들(1440, 1442)이 상기 힘-감지 재료의 패치들(1444A)의 총 표면적의 약 50%를 덮는 구조이다. 이 값들이 상기 전극들(1440, 1442)의 주변 경계들 내부 또는 실질적으로 내부에 있는 힘-감지 재료(1444)의 비율 또는 백분율로서 측정될 수도 있고, 상기 전극들(1440, 1442)의 경계들 외부에 있는 추가 힘-감지 재료(1444)가 중대한 영향을 갖지 않을 수도 있음을 이해해야겠다. 추가적으로, 핑거들(1446) 간의 평균 여백은 일 실시예에서 0.25mm 와 1.5mm 사이이고, 또 다른 실시예에서는 약 0.50mm일 수도 있다. 더욱이, 핑거들(1446)은 일 실시예에서 약 0.50mm 두께를 가질 수도 있다. 이 구성들은 상기 센서(1416)에 인가된 힘(예, 무게) 하중과 센서(1416)의 저항 간 및/또는 상기 센서(1416)에 인가된 힘과 그것의 출력 간에 원하는 상관관계 또는 비례관계를 달성하는 것을 도울 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센서(1416)는 점진적으로 증가하는 힘에 따라 신호 세기에 있어서 점진적 변화를 낳게 되고, 그러한 관계를 본래 직선형이거나 곡선형일 수도 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 이 관계들은 1에 접근하는 경사면을 가진 직선형이거나, 다시 말해 센서(1416)의 저항 및/또는 형성된 출력 신호가 인가되는 힘에 대해 대략 1:1 비율로 증감한다. 상기 인가된 힘과 저항/출력 간의 이러한 관계는 각각의 센서(1416)에 인가된 힘을 정확하게 결정할 수 있게 하는데, 인가된 힘에 직접 비례하는 방식으로 신호가 변하기 때문이다. 이에 따라, 본 실시예에서, 상기 센서 시스템(1412)은 센서들(1416)에 인가된 힘을 정확하게 반영하는 신호 및 데이터를 만들 수 있으며, 이는 다른 목적들 중에서 예를 들면 상기 센서들(1416)에 인가된 힘들을 정확하게 측정하거나 상기 센서들(1416)에 인가된 힘들의 상대적 차이를 정확하게 결정하는 데에 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 센서(1416)에 인가된 힘은 저항 및/또는 생성된 신호에 대해 상이한 상관관계 또는 비례관계를 가질 수도 있고, 일 실시예에서 단순히 이진(온-오프) 스위치 관계일 수도 있다.
도 32에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 센서 시스템(1412)은, 신발류 물품 내에, 예를 들어 후술하는 바와 같이 발 접촉 부재(133)와 중창 부재(131) 사이에 삽입되는 삽입 부재(1437)를 형성하도록 결합되는 2개의 유연층(1466, 1468)으로 이루어진다. 이 층들은 가요성 폴리머 재료 등의 임의의 유연한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 층들(1466, 1468)은, 본 명세서에서 설명하는 그러한 재료들을 비롯하여, 않은 PET(예를 들어, Teslin) 또는 마일러 재료, 또는 다른 임의의 적절한 재료로 형성된다. 하나 이상의 추가 보호층(도시하지 않음)을 삽입물(1437)에 사용할 수도 있으며, 이는 제1 및 제2 층(1466, 1468)과 동일한 재료 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 상기 삽입물(1437)은, 우선, 도전성 금속 재료를 센서들(1416)의 전극들(1440, 1442)과 납들(1418, 1418A)의 트레이스 패턴으로 제1 층(1466) 상에 프린팅 등에 의해 증착하여 형성됨으로써, 도 29 내지 도 32에 도시한 구성을 형성한다. 이어서, 도 32에 또한 도시한 바와 같이, 센서들(1416)의 전극들(1440, 1442)의 트레이스를 따라 추가 카본 접촉부층을, 존재하는 경우에는 제1 층(1466) 상에 증착하고, 카본 힘-감지 저항성 재료(1444)를 제2 층(1468) 상에 퍼들로서 또는 패치(1444A)로서 증착한다. 모든 재료들을 증착한 후에, 상기 층들(1466, 1468)은 도 32에 도시한 바와 갈이 중첩 방식으로 위치하여, 상기 전극들(1440, 1442)이 상기 힘-감지 저항성 재료(1444)의 퍼들들과 정렬되어 신발류 물품(100)에 삽입하기 위한 삽입 부재(1437)를 형성한다. 상기 층들(1466, 1468)은 일 실시예에서 접착제 또는 다른 결합 재료에 의해 함께 연결될 수 있고, 다른 실시예들에서는, 층들(1466, 1468)을 연결하기 위한 다양한 다른 기술들, 예를 들어, 열 밀봉, 스폿 용접, 또는 다른 공지된 기술을 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 방식으로 구성된 센서 시스템(1412)은 10 내지 750kPa 범위의 압력을 검출할 수 있다. 또한, 상기 센서 시스템(1312)은 이러한 범위의 적어도 일부에 걸쳐 고 민감도로 압력을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 층들(1466, 1468) 중 하나 또는 전부는 하나 이상의 환기공(1484)을 내부에 가져서, 사용 및/또는 제조 도중에 상기 층들(1466, 1468)로부터 공기가 빠져나갈 수 있게 할 수도 있다. 단일 환기공(1484)이 도 31에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 제2 층(1468)은 각각의 센서(1416) 근처에 환기공(1484)을 가져서, 센서(1416) 주변 영역으로부터 공기가 환기되어 나갈 수 있게 한다.
도 29 내지 도 32에 예시한 상기 삽입물(1437)은, 도 27과 도 28의 삽입물(1337)의 구성 등의 다른 삽입물 구성들보다 적은 재료를 이용할 수 있는 구성을 갖는다. 상기 삽입물(1437)의 구성은 추가 장점들을 제공할 수 있으며, 예를 들어, 찢어짐/균열(tears/cracks)의 찢어짐과 전달에 저항하고, 제조 동안 또는 제조 후의 신발 내로의 삽입의 용이 등의 추가 장점들을 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 삽입물(1437)은, 바깥측 앞꿈치 영역 또는 바깥측과 안측 뒤꿈치 영역들에서와 같이 불필요할 수 있는 상기 삽입물(1437)의 영역들로부터 절단된 재료의 여러 부분들을 갖는다. 이러한 구성의 삽입물(1437)은 사용자의 발의 중족 부분 및/또는 앞꿈치(즉, 중족골) 영역에 의해 맞물리도록 구성된 중앙 부분(1474A)을 갖고, 제1 지골 부분(1474B)과 뒤꿈치 부분(1474C)은 사용자의 발의 제1 지골 영역과 뒤꿈치 영역에 의해 각각 맞물리도록 구성된 중족 부분(1474A)의 대향 단부들로부터 연장된다. 사용자의 발의 형상에 따라, 제1 지골 부분(1474B)이 사용자의 발의 제1 지골 영역하고만 맞물릴 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 본 실시예에서, 중앙 부분(1474A)의 폭은 제1 지골 부분(1474B)과 뒤꿈치 부분(1474C)의 폭보다 크고, 제1 지골 부분(1474B)과 뒤꿈치 부분(1474C)은 폭이 큰 중앙 부분(1474A)으로부터 길게 연장되는 삽입 재료의 스트립 또는 텅으로서 구성된다. 여기서 언급한 바와 같이, 상기 삽입물(1437)의 일부의 폭은 안측으로부터 바깥측 방향으로 측정되고, 길이는 전방으로부터 후방으로 측정된다. 도 29 내지 도 32의 실시예에서, 상기 센서들(1416)은 전술한 도 3의 센서들(16A 내지 16D)파 마찬가지로 배치된다. 제1 지골 부분(1474B)은 사용자의 제1 지골에 의해 맞물리도록 위에 위치하고 있는 센서들(1416) 중 하나를 갖고, 뒤꿈치 부분(1474C)은 사용자의 뒤꿈치에 의해 맞물리도록 위에 위치하고 있는 센서들(1416) 중 다른 하나를 갖는다. 나머지 2개의 센서(1416)는 상기 삽입물(1437)의 앞꿈치 영역에서, 특히, 사용자의 발의 제1 및 제5 중족골 머리 영역들에 의해 각각 맞물리도록 제1 중족골 머리 영역과 제1 중족골 머리 영역에서 중앙 부분(1474A)에 위치한다.
도 29 내지 도 32의 실시예에서, 상기 삽입물(1437)은, 전술한 바와 같이, 상기 삽입물(1437)의 주변을 규정하며 여러 개의 절단 부분(1475E)들을 갖는 주변 가장자리(1475)를 갖는다. 예를 들어, 상기 삽입물(1437)은, 제2 내지 제5 지골 영역에 또는 그 근처에 있는 하나의 절단 부분(1475E), 및 뒤꿈치 부분(1474C)의 중간과 안쪽 가장자리들에 있는 2개의 절단 부분(1475E)을 갖는다. 다르게 표현하자면, 주변 가장자리(1475)는 중앙 부분(1474A)의 안측으로부터 제1 지골 부분(1474B)의 안측으로 연장되는 전방 안쪽 가장자리(1475A), 중앙 부분(1474A)의 바깥측으로부터 제1 지골 부분(1474B)의 바깥측으로 연장되는 전방 바깥쪽 가장자리(1475B), 중앙 부분(1474A)의 안측으로부터 뒤꿈치 부분(1474C)의 바깥측으로 연장되는 후방 안쪽 가장자리(1475C), 및 중앙 부분(1474A)의 바깥측으로부터 뒤꿈치 부분(1474C)의 바깥측으로 연장되는 후방 바깥쪽 가장자리(1475D)를 갖는다. 전방 바깥쪽 가장자리(1475B)는 내측으로 휘어진 또는 그 외에는 만입된(indented) 형상을 갖고서 하나의 절단 부분(1475E)을 생성하는 한편, 전방 안쪽 가장자리(1475A)는 외측으로 휘어진 형상을 갖는다. 또한, 상기 후방 안쪽 가장자리(1475C)와 상기 후방 바깥쪽 가장자리(1475D) 각각은 적어도 하나의 내측으로 휘어진 또는 그 외에는 만입된 형상을 갖고서 나머지 절단 부분(1475E)들을 생성한다. 절단 부분(1475E)들은 상기 제1 지골 부분(1474B)과 상기 뒤꿈치 부분(1474C)에 긴 스트립 또는 텅 구성을 제공한다. 상기 삽입물(1437)은 센서들(1416)의 다른 개수 및/또는 구성, 및 다른 삽입 구조나 주변 형상을 비롯한 임의의 개수의 서로 다른 구성, 형상, 구조를 가질 수 있다는 점을 이해하기 바란다.
도 29 내지 도 32의 삽입물(1437)은, 또한, 상기 삽입물(1437)의 휨 성질과 굽힘 성질에 영향을 끼칠 수 있는, 상기 삽입물(1437)의 재료 내에 복수의 슬릿(1476)을 갖는다. 예를 들어, 상기 슬릿들(1476)은, 예를 들어, 센서들(1416)의 압축 동안 삽입물(1437)의 주변 영역들의 더욱 균일한 굽힘을 허용할 수 있어서, 센서들(1416)에 대한 법선(즉, 수직)력을 더욱 생성할 수 있다. 상기 센서들(1416)은, 통상적으로, 굽힘, 트위스팅, 또는 전단력을 이용하는 경우보다 법선력으로 더욱 효과적으로 동작하며, 이에 따라 잡음 및/또는 왜곡이 덜한 더욱 깨끗한 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 슬릿들(1476) 중 적어도 일부는 상기 센서들(1416) 근처에 위치할 수 있으며, 상기 삽입물(1437)의 주변 가장자리(1475)로부터 내측으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 슬릿들(1476) 중 하나 이상은 (전술한 갭들(1471)처럼) 상기 센서들(1416) 중 하나 이상의 내부 갭, 노치, 인덴트 등에 위치할 수 있다. 도 29 내지 도 33에 도시한 실시예에서, 2개의 슬릿(1476)이 각 센서(1416) 근처에 위치하며, 각 슬릿(1476)은 힘-감지 재료(1444)의 로브들(1470) 간의 갭들(1471) 중 하나로 연장된다. 본 실시예의 슬릿들(1476)은 길고, 상기 삽입물(1437)의 재료를 통해 완전히 연장된다. 또한, 상기 슬릿들(1476) 중 일부는 상기 삽입물(1437)의 주변 가장자리(1475)로부터 내측으로 연장되며, 다른 일부는 상기 삽입물(1437) 내에서 완전히 위치하며, 주변 가장자리와 접촉하지 않는다. 상기 삽입물(1437)은 다양한 실시예들에서 서로 다르게 구성된 슬릿들(1476)과 센서들(1416)의 경계들로 연장되지 않는 추가 슬릿들(1476)을 포함할 수 있음을 이해하기 바란다.
상기 삽입물(1437)은, 또한, 그래픽 디자인(1485) 또는 다른 지시자를 포함할 수 있다. 상기 그래픽 디자인(1485)은 삽입물(1437)의 층들(1466, 1468) 중 하나 또는 모두 상에 위치하는 하나 이상의 그래픽층(1486) 상에 제공될 수 있다. 도 32에 도시한 실시예에서, 상기 삽입물(1437)은 그래픽 디자인 또는 지시자(1485)를 포함하는 추가 그래픽층(1486)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 그래픽층(1486)은 상기 제1 층(1466) 상에 위치하고, 상기 제1 층(1466)에 밀봉된다. 상기 그래픽층(1486)은 상기 제1 및 제2 층들(1466, 1468)과 동일한 주변 형상과 프로파일을 갖지만, 다른 실시예에서, 상기 그래픽층(1486)은 상기 제1 및 제2 층들(1466, 1468)보다 작은 주변 크기를 비롯하여 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 상기 그래픽층(1486)은 다른 층들(1466, 1468)과 동일한 재료로 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 상기 그래픽 디자인(1485)은 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 도 33에 도시한 바와 같이, 상기 그래픽 디자인(1485)은 상기 센서 시스템(1412)의 다른 부품들 및/또는 센서들(1416)의 스타일라이즈(stylize) 또는 넌스타일라이즈 설명을 포함할 수 있다. 도 33에서 그래픽 디자인은 센서들(1416)의 대략적인 크기, 프로파일 모양, 및 위치에 대한 그래픽 설명을 포함하고 있다.
도 33은 도 29 내지 도 32의 센서 시스템(1412)의 대체 실시예를 도시하며, 힘-감지 재료(1444)에 대한 층들(1466, 1468)의 배향과 상기 전극들(1440, 1442)의 배향이 역으로 되어 있다. 다시 말하면, 상기 전극들(1440, 1442)을 위에 형성하는 도전성 재료를 갖는 제1 층(1466)은 구성에 있어서 하층으로서 위치하고, 힘-감지 재료(1444)를 위에 갖는 제2 층(1468)은 제1 층(1466) 위에 위치한다. 다른 상황에선, 상기 층들(1466, 1468), 상기 전극들(1440, 1442), 및 상기 힘-감지 재료(1444)는 전술한 동일한 형태(들) 또는 구성(들)으로 제공될 수 있다. 또한, 도 33에 도시한 센서 시스템(1412)의 실시예는, 전술한 바와 같이, 센서들(1416)이 위치하는 곳을 사용자에게 지시하도록 사용될 수 있는, 센서들(1416)의 스타일라이즈 또는 넌스타일라이즈 버전의 형태로 그래픽 디자인(1485)을 갖는 그래픽층(1486)을 포함할 수 있다.
도 34 내지 도 35은 신발류 물품(100)에 통합하기 위한 FSR 센서 시스템(1512)의 다른 일 실시예를 도시한다. 상기 센서 시스템(1512)은 4개의 센서(1516)를 포함하는데, 도 29 내지 도 32에 도시한 구성과 마찬가지로, 제1 센서(1516)는 제1 지골(엄지 발가락) 영역에 위치하고, 제2 센서(1516)는 제1 중족골 머리 영역에 위치하고, 제3 센서(1516)는 제5 중족골 머리 영역에 위치하고, 제4 센서(1516)는 뒤꿈치 영역에 위치한다. 도 34 내지 도 35에 도시한 실시예의 센서 시스템(1512)은, 많은 면에서, 도 29 내지 도 32에 도시한 실시예의 센서 시스템(1412)과 동일하거나 실질적으로 동일하게 구성된다. 이에 따라, 상기 센서 시스템(1512) 중 적어도 일부 특징들은 간략화를 위해 덜 설명할 수 있고, 차이점들을 언급하는 것을 제외하고는 도 29 내지 도 32의 센서 시스템(1416)의 설명을 센서 시스템(1512)의 설명에 통합한다는 점을 이해할 수 있다. 또한, 상기 센서 시스템(1512)은 도 33에 도시하고 전술한 센서 시스템(1412)의 실시예의 임의의 특성을 가질 수 있음을 이해할 수 있다.
도 34 내지 도 35에 도시한 센서들(1516)은 도 29 내지 도 32에 도시한 센서들(1416)과 실질적으로 동일하게 구성된다. 본 실시예의 센서들(1516) 각각은 상기 센서(1516)를 상기 포트(14)에 연결하는 센서 납(1518)을 갖는다. 또한, 전력 납(1518A)은 상기 포트(14)로부터 연장되며, 모든 4개의 센서들(1516)에 전력을 공급하도록 직렬 구성으로 모든 4개의 센서들(1516)에 연결된다. 도 29 내지 도 32의 센서들(1416)과 마찬가지로, 센서 시스템(1512)의 각 센서(1516)는, 제1 및 제2 전극들 또는 전기적 접촉부들(1540, 1542) 및 전극들(1540, 1542)을 함께 전기적으로 연결하도록 전극들(1540, 1542) 사이에 배치된 힘-감지 저항 재료(1544)를 포함한다. 본 실시예에서는, 도 29 내지 도 32의 실시예와 마찬가지로, 상기 전극들(1540, 1542)은 힘-감지 재료(1544)의 표면과 접촉하도록 위치한다. 또한, 도 29 내지 도32의 실시예와 마찬가지로, 상기 전극들(1540, 1542)은 복수의 상호 잠금 또는 상호 메시 핑거들(1546)을 갖는다. 상기 센서들(1516)은 도 29 내지 도 32에 대하여 설명한 방식과 동일한 방식으로 그리고 기능에 있어서도 마찬가지로 구조화된다는 점을 이해할 수 있다.
도 34에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 힘-감지 재료(1544)의 패치들(1544A)은 서로 분리되어 있거나 실질적으로 분리되어 있는 복수의 로브(1470)에 의해 형성되는 멀티 로브 구조를 갖는다. 힘-감지 재료(1544)의 패치들(1544A)은 도 29 내지 도 32의 힘-감지 재료(1444)와 실질적으로 동일하게 구성되고, 긴 갭들(1571)에 의해 분리된 로브들(1570)을 갖고, 브리지들(1572)은 갭들 (1571)을 가로질러 연장되어 로브들(1570) 간의 전기적 연결을 형성한다. 전술한 바와 마찬가지로, 상기 패치들(1544A)은 대략 S 형상의 구조를 가질 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 각 전극(1540, 1542)은, 힘-감지 재료(1544)의 패치들(1544A)의 로브들(1570)의 각각과 접촉하는 복수의 핑거(1546) 중 적어도 하나를 갖는다. 또한 전술한 바와 같이, 본 실시예의 전극들(1540, 1542)은, 힘-감지 재료(1544)의 갭들(1571)에 걸쳐 위치하는 2개의 확대된 공간(1573)을 갖는 멀티 로브 구조를 갖는다.
도 34 내지 도 35의 실시예에서, 상기 센서 시스템(1512)은, 도 29 내지 도 32에 대하여 전술한 바와 같이, 신발류 물품에 삽입하기 위한 삽입 부재(1537)를 형성하도록 결합되는 2개의 유연층(1566, 1568)으로 이루어진다. 전술한 바와 같이, 제1 층(1566)은 전극들(1540, 1542) 및 그 위에 위치하는 납들(1518, 1518A)을 가질 수 있고, 제2 층(1568)은 그 위에 힘-감지 재료(1544)를 가질 수 있다. 도 34 내지 도 35에서, 삽입물(1537)의 주변 가장자리(1575)의 윤곽과 주변 형상이 도 29 내지 도 32의 삽입물(1437)의 그것과 다르며, 삽입물(1537)의 형상이 도 27과 도 28의 삽입물(1337)의 형상과 더욱 유사하다는 점을 알 수 있다. 본 실시예의 삽입물(1537)은 또한 도 32와 도 33에 도시하고 전술한 그래픽층(1486)과 그래픽 디자인(1485)와 유사할 수 있는 그래픽층(도시하지 않음) 상에 제공될 수 있는 그래픽 디자인 또는 지시자(도시하지 않음)를 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.
도 34 내지 도 35의 삽입물(1537)은, 삽입물(1576)을 완전히 통하여 연장될 수 있는, 삽입물(1537)의 재료 내에 복수의 슬릿(1576)을 갖는다. 상기 슬릿들(1576)은, 상기 갭들(1571) 내에서 연장되거나 다른 상황에선 센서들(1516) 내에 위치하는 것을 비롯하여 센서들(1516) 근처에 위치할 수 있고, 전술한 삽입물(1437)과 마찬가지로, 삽입물(1537)의 주변 가장자리(1575)로부터 내측으로 연장될 수 있다. 도 34 내지 도 35에 도시한 삽입물(1537)의 상기 슬릿들(1576)은 도 29 내지 도 32의 슬릿들(1476)과는 다르게 구성된다. 상기 슬릿들(1576) 중 일부는 다른 길이와 형상을 갖고, 뒤꿈치 센서(1516)는 힘-감지 재료(1544)의 갭들(1571) 내에 슬릿들(1576)을 갖지 않는다. 또한, 상기 삽입물(1537)은, 삽입물(1537)의 뒤꿈치 영역의 센서(1516) 주위에 위치하는 복수의 주변 슬릿(일괄하여 1576A)을 비롯하여, 센서들(1516) 내에서 연장되지 않는 다수의 슬릿(1576)을 갖는다. 주변 슬릿들(1576A)은, 삽입물(1537)의 뒤꿈치 영역에서 주변 가장자리(1575)의 윤곽을 따르는 휘어진 슬릿들(1576)이며, 뒤꿈치 센서(1516)의 주변 둘레로 휘어진다. 도 29 내지 도 32에 도시하고 전술한 슬릿들(1476)처럼, 슬릿들(1576)은, 예를 들어, 센서들(1516)의 압축 동안 삽입 부재(1537)의 둘러싸는 영역들의 더욱 균일한 굽힘을 허용할 수 있고 이는 센서들(1516)의 법선 방향 압축을 더욱 생성할 수 있다. 예를 들어, 삽입물(1537)의 뒤꿈치 영역의 주변 슬릿들(1576A)은, 삽입물(1537)이 뒤꿈치 압축 동안 센서(1516) 둘레로 “커핑(cupping)” 형상으로 휘어질 수 있게 하고, 이는 센서(1516) 상에 법선력을 더욱 생성한다.
*도 8 및 도 27 내지 도 35에 도시한 센서 시스템들(212, 1312, 1412, 1512), 및 도 27 내지 도 35에 도시한 삽입물들(1337, 1437, 1537)은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이 발 접촉 부재(133)와 중창 부재(131) 사이에서 신발(100) 내에 구현될 수 있다. 일 실시예에서, FSR 센서 시스템(212, 1312, 1412, 1512)은 상측(120)을 중창(131)과 구두창(132)에 연결한 후 신발(100)의 제조 동안 중창 부재(131) 위에(그리고, 존재하는 경우, 스트로벨(strobel) 위에) 삽입된 후, 발 접촉 부재(133)가 센서 시스템(212, 1312, 1412, 1512) 위에 삽입될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 센서 시스템(212, 1312, 1412, 1512)은, 도 12 및 도 27 내지 도 35에 도시한 삽입 부재(437, 1337, 1437, 1537) 등의 삽입 부재의 일부로서 삽입될 수 있다. 도 11 내지 도 14는 FSR 센서들을 신발(100) 등의 신발류 물품에 통합하는 추가 예를 도시한다. 도 11 내지 도 14에 도시한 실시예들은, 도 4에 도시하고 설명한 바와 같이, 전자 모듈(22)을 수용하기 위해 내부에 웰(135)을 갖는 중창 부재(131), 및 모듈(22)에 연결하기 위한 포트(14)를 도시한다. 그러나, 웰(135) 및/또는 포트(14)는 도 5에 도시한 바와 같이 전체적으로 또는 부분적으로 발 접촉 부재(133) 내부의 곳에 또는 신발(100) 내의 임의의 곳에 위치할 수 있음을 이해할 수 있다.
일례로, 도 11은, FSR 센서 어셈블리(313)가 연결되어 있는 중창 부재(131)와 함께 FSR 센서 시스템(312)을 포함하는 신발류 물품을 위한 밑창 구조부(130)의 일부를 도시한다. 본 실시예에서, FSR 센서들(316)은 중창 부재(131) 내에 부분적으로 내장내장되고, 센서 납들(318)은 중창 부재(131)의 상면에 연결된다. 중창 부재(131)는 센서들을 중창 부재(131) 내에 유지하도록 그 센서들(316)을 커버하는 층을 가질 수 있고, 센서들(318)은 중창 부재(131) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 내장내장될 수 있고, 또는 중창 부재(131)가 센서들(316)의 삽입을 위한 “포켓들”을 가질 수 있음을 이해할 수 있다. 중창 부재(131)는 또한 자신에 연결되어 있는 포트(14)를 가질 수 있다. 상기 포트(14)는 센서 납들(318)에 연결되며, 웰(135) 내에 수용되는 전자 모듈(22)과의 연결을 위해 웰(135) 내에 위치한다. 센서 납들(318)은 포트(14)와의 연결을 위해 포트(14) 근처에 계면(319)을 형성한다.
다른 일례로, 도 12는 FSR 센서 어셈블리(413)를 포함하는 추가 밑창 부재(437)와 함께 FSR 센서 시스템(412)을 포함하는 신발류 물품을 위한 밑창 구조부(130)의 일부를 도시한다. 본 실시예에서, 추가 밑창 부재(437)는 발 접촉 부재(133)와 중창 부재(131) 간에 삽입되도록 구성된 삽입 부재 또는 라이너이다. 삽입 부재(437)는 FSR 센서들(416) 및 이에 연결된 센서 납들(418)을 갖는다. 삽입물(437)은 도 27과 도 28에 도시하고 전술한 삽입물(1337)의 구성과 마찬가지의 구성을 가질 수 있고, 또는, 다른 구성을 가질 수도 있다. 또한, 본 실시예에서, 삽입물(437)은, FSR 센서들(416)과 센서들을 제 위치에 유지하도록 위에 장착된 센서 납들(418)을 갖는 가요성 폴리머 웨빙(webbing) 재료의 얇은 층이다. 센서들(416) 및/또는 납들(418)은 삽입물(437)의 폴리머 재료 내에 전체적으로 또는 부분적으로 내장될 수 있음을 이해할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 삽입물(437)은, 어떠한 바인딩 또는 웨빙 재료 없이 센서 어셈블리(413)만으로 이루어질 수 있다. 삽입물(437)은, 또한, 센서 납들(418)을 포트(14)에 연결하도록 구성되고, 삽입물(437)이 발 접촉 부재(133)와 중창(131) 사이에 위치하는 경우에 센서 납들(418)의 계면(들)(419)이 웰(135) 내에 수용되는 전자 모듈(22)과의 포트(14)를 통한 연결을 위해 웰(135) 내에 또는 웰에 인접하도록 위치한다. 또한, 밑창 구조부(130)에는, 구성이 서로 다른 센서들(416)을 갖는 하나 이상의 다른 삽입물(437)이 제공될 수 있다. 이러한 다른 삽입 부재들(437)은, 발 접촉 부재(133)를 올리고 한 삽입물을 다른 구성의 삽입물(437)로 교체함으로써 제거 및 상호 교환될 수 있다. 이는, 단일 신발류 물품이 서로 다른 적용예들에 있어서 필요에 따라 서로 다른 센서(416) 구성으로 사용될 수 있게 한다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 센서 시스템(412)은 외부 장치(110)와의 통신을 위해 구성될 수 있고, 센서들(416)의 다른 구성들은 외부 장치(110)에서 실행되는 다른 게임이나 다른 프로그램에 사용될 수 있다. 또한, 삽입물(437)은, 크기가 서로 다른 신발류의 서로 다른 많은 물품들에서 사용될 수 있는 크기를 가질 수 있어서, 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 13에 도시한 대체 실시예에서, 삽입물, 라이너, 또는 다른 추가 밑창 부재(437A)는 발 접촉 부재(133) 상에 배치되도록 센서 어셈블리(412A)와 함께 구성될 수 있다. 이 삽입물(437A)은 전술한 삽입물(437)과 마찬가지로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 센서들(416A) 및 이에 연결된 센서 납들(418A)을 갖는 가요성 폴리머 웨빙 재료를 가질 수 있다. 센서 어셈블리(412A)는, 발 접촉 부재(133)를 통해 또는 둘레로 연장되며, 전자 모듈(22)에 연결하도록 웰(135) 내에 위치하는 포트(14)에 연결되도록 구성된 계면(419A)에 종단되는 연장형 및/또는 통합형 와이어 납들(418A)을 포함할 수 있다. 삽입물(437A)이 밑창 구조부(130)의 상측 부분을 형성하므로 삽입물(437A)이 일부 상황에선 “발 접촉 부재”로서 간주될 수 있음을 이해할 수 있다. 전술한 삽입물(437)과 마찬가지로, 삽입물(437A)은, 제거되어 다른 센서(416A) 구성을 갖는 다른 삽입물(437A)로 상호 교환될 수 있고, 다양하게 서로 다른 크기를 갖는 신발류에 배치하기 위한 크기를 가질 수 있다.
다른 대체 실시예에서, 삽입 부재는, 발 접촉 부재(133)나 중창 부재(131)등의 다른 밑창 부재에 연결되도록 제조될 수 있다. 이 삽입 부재는, 도 12와 도 13에 도시하고 전술한 삽입물들(437, 437A)과 마찬가지일 수 있고, 예를 들어, 센서들(416, 416A) 및 이에 연결된 센서 납들(418, 418A)을 갖는 (폴리머 등의) 가요성 웨빙 재료를 가질 수 있다. 이 구성은, 완전한 센서 시스템을 생성하도록, 필요에 따라 센서 어셈블리(413, 413A)가 밑창 구조부(130)의 임의의 부재 상에 장착될 수 있게 한다. 삽입 부재는, 접착제, 잠금장치, 용접, 열 밀봉 등의 서로 다른 많은 방식들로 또는 다른 임의의 적절한 기술들로 밑창 부재에 연결 가능하다. 일 실시예에서, 삽입 부재(437, 437A)는 웨빙 재료를 갖지 않을 수 있으며 센서 어셈블리(413, 413A)의 전자 부품들만을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.
추가 예로, 도 14는, FSR 센서 어셈블리(513)가 연결되어 있는 발 접촉 부재(133)와 함께 FSR 센서 시스템(512)을 포함하는 신발류 물품을 위한 밑창 구조부(130)의 일부를 도시한다. 도 14에 도시한 발 접촉 부재(133)는 안창 부재 또는 깔창(sockliner)이지만, 전술한 바와 같이, 발 접촉 부재(133)는, 대안으로, 아기 양말 소자, 스트로벨, 깔창, 양말, 또는 신발류 물품에서 사용하기 위한 다른 유형의 발 접촉 부재일 수도 있다. 본 실시예에서, FSR 센서들(516)은 발 접촉 부재(133) 내에 부분적으로 내장되고, 센서 납들(518)은 발 접촉 부재(133)의 하면에 연결된다. 발 접촉 부재(133)는 센서들(516)을 발 접촉 부재(133) 내에 유지하도록 그 센서들을 커버하는 층을 가질 수 있고, 센서들(518)은 발 접촉 부재(133) 내에 완전히 또는 부분적으로 내장될 수 있고, 또는 발 접촉 부재(133)는 센서들(516)을 수용하기 위한 포켓들을 가질 수 있음을 이해할 수 있다. 센서 납들(518)의 단자 단부들은, 포트(14)에 연결하도록 구성되고, 발 접촉 부재(133)가 중창 부재(131) 상에 위치하는 경우에 납들(518)의 계면(519)이 웰(135) 내에 수용되는 전자 모듈(22)과의 포트(14)를 통한 연결을 위해 웰(135) 내에 또는 웰에 인접하여 있도록 위치한다. 또한, 밑창 구조부(130)에는, 서로 다른 구성의 센서 어셈블리들(513)을 갖는 다수의 발 접촉 부재(133)가 제공될 수 있다. 이러한 다른 발 접촉 부재들(133)은, 발 접촉 부재(133)를 제거한 후 이를 다른 구성의 센서들(516)을 갖는 다른 발 접촉 부재(133)로 교체함으로써, 제거 및 상호 교환될 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 외부 장치(110)에서 실행되는 프로그램들을 비롯한 서로 다른 적용예들에 대하여 필요에 따라 단일 신발류 물품이 서로 다른 센서(516) 구성들로 사용될 수 있게 한다.
도 15는, 복수의 센서(616)를 통합하는 센서 어셈블리(613)를 포함하는 센서 시스템(612)을 포함하는 신발(100)의 다른 예시적인 일 실시예를 도시한다. 센서들(616)은, 전극들(640, 642)의 쌍들(641), 및 전극들(640, 642)과 접촉하는 힘-감지 저항 재료(644)를 포함하는 별도의 힘-감지 저항 요소(650)를 이용한다. 본 실시예에서, 각 전극 쌍(641)과 힘-감지 저항 재료(644)는 결합되어 센서(616)를 형성하고, 도 9와 도 10에 도시하고 전술한 전극들 (+)와 (-) 및 재료 M과 마찬가지로 동작한다. 센서 시스템(612)은 전술한 센서 시스템들(12, 212)과 마찬가지로 배치될 수 있고, 또한, 전자 모듈(22)과 연통하는 포트(14), 및 전극들(640, 642)을 포트(14)에 연결하는 복수의 납(618)을 포함한다. 모듈(22)은 신발(100)의 밑창 구조부(130)의 웰 또는 공강(135) 내에 포함되고, 포트(14)는 웰(135) 내의 모듈(22)에 연결될 수 있도록 웰(135) 내에서 연결된다.
도 15의 힘-감지 저항 요소(650)는 전극들(640, 642)과 접촉하여 위치하는 임의의 요소일 수 있다. 힘-감지 저항 요소(650)는, 힘-감지 재료(644)의 층 또는 힘-감지 재료(644)을 포함하는 전략적으로 배치된 영역들을 포함함으로써, 전적으로 힘-감지 재료(644)로 구성될 수 있고, 또는, 힘-감지 재료(644)로만 부분적으로 구성될 수도 있다. 또한, 힘-감지 저항 요소(650)는 하나의 연속적인 부품일 수 있고 또는 여러 개의 별도의 부품들을 포함할 수도 있다. 도 16 내지 도 20에 도시하고 후술하는 실시예 등의 일 실시예에서, 힘-감지 저항 요소(650)는 밑창 구조부(130)의 부재에 포함될 수 있고, 또는, 밑창 구조부(130)의 부재를 완전히 형성할 수도 있다.
힘-감지 저항 재료(244)로서 사용하는 데 적합한 한 가지 재료는, 양자 터널링 복합재(QTC)이며, 이는 체적 기반체적 기반 저항 거동을 제공한다. 양자 터널링 복합재는, 일반적으로, 금속 입자들 또는 다른 도전성 입자들을 포함하는 폴리머 매트릭스 재료를 포함한다. 도전성 입자들은, 압축되면, 더욱 가깝게 이동하여, 전자들이 절연성 폴리머 매트릭스를 통해 기계적으로 양자를 터널링할 수 있게 한다. 압축이 증가하면, 도전성 입자들은 더욱 가깝게 이동하여, 더 많은 전류 흐름을 허용하며 측정되는 저항을 감소시킨다. 양자 터널링 복합재의 입자들은 불규칙적인 표면들을 가질 수 있고, 이는 서로 접촉하는 입자들 없이 입자들의 더욱 큰 상대적 이동 범위를 가능하게 한다. 이러한 거동은 힘-감지 재료에 대한 힘의 정량 또는 이진(온/오프) 검출을 가능하게 한다. 적절한 양자 터널링 복합재 재료는, 여러 소스들 중, Peratech Limited에서 입수할 수 있다.
힘-감지 저항 재료(244)로서 사용하는 데 적합한 다른 재료는 주문형 도전성 폼(foam)이며, 이는 또한 힘-감지 저항 거동을 제공한다. 주문형 도전성 폼은 일반적으로 도전성 재료로 된, 또는 카본 블랙 또는 카본의 다른 형태, 또는, 도전성 폴리머 등의 도전성 재료 접착제를 포함하는 폼을 포함한다. 주문형 도전성 폼은, 폼이 압축되면 더욱 큰 전자 도전을 가능하게 하며, 이에 따라 측정 저항을 감소시킨다. 힘-감지 저항 재료(244)로서 사용하는 데 적합한 추가 재료는 힘 변환 고무이다. 힘-감지 재료(644)는, 체적 기반 또는 접촉 기반 저항을 갖는 것으로 전술한 임의의 재료를 비롯하여, 힘-감지 저항 거동을 나타내는 임의의 다른 재료일 수 있다.
전극들(640, 642)은 전극들(240, 242)에 대하여 전술한 재료들 중 임의의 것으로 형성된 것일 수 있다. 일 실시예에서, 전극들(640, 642) 및/또는 납들(618)은, 도전성 잉크를 사용하여, 발 접촉 부재(133), 중창 부재(131), 또는 다른 밑창 부재 등의 표면 상으로 프린팅될 수 있다. 다른 일 실시예에서는, 이를 위해 도전성 테이프, 및 전술한 다른 구조 및 기술을 사용할 수 있다.
도 15에 도시한 센서 시스템(612)은, 예를 들어, 힘-감지 저항 요소(650)를 발 접촉 부재(133) 또는 중창 부재(131)에 연결함으로써, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 발 접촉 부재(133)와 중창 부재(131) 사이에서 신발(100) 내에 구현될 수 있다. 도 11 내지 도 20은 신발(100) 등의 신발류 물품 내에 별도의 힘-감지 저항 요소를 사용하여 센서들을 구현하는 추가 예들을 도시한다. 도 11 내지 도 20에 도시한 실시예들은, 도 4에 도시하고 전술한 바와 같이, 전자 모듈(22) 및 전자 모듈(22)에 연결하기 위한 포트(14)를 수용하기 위한 웰(135)을 내부에 갖는 중창 부재(131)를 도시한다. 그러나, 웰(135) 및/또는 포트(14)가, 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 발 접촉 부재(133) 내에 전적으로 또는 부분적으로 임의의 곳에 위치할 수 있고 또는 신발(100) 내의 임의의 곳에 위치할 수 있음을 이해할 수 있다.
일례로, 도 16은, 전극 어셈블리(713)가 연결되는 발 접촉 부재(133)와 함께 센서 시스템(712)을 포함하는 신발류 물품을 위한 밑창 구조부(130)의 일부를 도시한다. 본 실시예에서, 전극 어셈블리(713)는, 발 접촉 부재(133)의 하면에 연결되는 센서 납들(718)과 전극 쌍들(741)을 포함한다. 일 실시예에서, 전극 쌍들(741)과 센서 납들(718)은 발 접촉 부재(133)의 하면 상에 프린팅될 수 있고, 다른 일 실시예에서, 전극 쌍들(741)과 센서 납들(718)은 발 접촉 부재(133)의 하면 상의 층 내에 포함될 수 있다. 전극 쌍들(741) 및/또는 센서 납들(718)은 발 접촉 부재(133) 내에 전적으로 또는 부분적으로 내장될 수 있음을 이해할 수 있다. 중창 부재(131)는, 상면에 있는 힘-감지 저항 재료(744)의 층(751)의 형태로 된 힘-감지 저항 요소(750)를 포함한다. 이 층(751)은 일부 실시예들에서 연속적이 않을 수도 있음을 이해할 수 있다. 센서 납들(718)은, 웰(135) 내에 수용되는 전자 모듈(22)과의 포트(14)를 통한 연결을 위해 웰(135) 내에 또는 웰에 인접하여 위치하는 계면(719)을 갖는다. 또한, 밑창 구조부(130)에는, 서로 다른 구성의 전극 어셈블리들(713)을 갖는 다수의 발 접촉 부재(133)가 제공될 수 있다. 이러한 다른 발 접촉 부재들(133)은, 발 접촉 부재(133)를 제거한 후 이를 다른 구성의 전극 쌍들(741)을 갖는 다른 발 접촉 부재(133)로 교체함으로써, 제거 및 상호 교환될 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 외부 장치(110)에서 실행되는 프로그램들을 비롯한 서로 다른 적용예들에 대하여 필요에 따라 단일 신발류 물품이 서로 다른 센서 구성들로 사용될 수 있게 한다. 또한, 이 구성을 역으로 하여, 발 접촉 부재(133)가 자신에 연결된 힘-감지 저항 요소(750)를 갖고, 전극 쌍들(741)이 중창 부재(131)에 연결될 수도 있음을 이해할 수 있다.
도 17에 도시한 다른 일 실시예에서, 밑창 구조부(130)는, 도 16에 도시하고 전술한 전극 어셈블리(713)와 동일한 구성의 전극 어셈블리(813)가 연결된 발 접촉 부재(133)를 갖는 센서 시스템(812)을 포함한다. 전술한 바와 마찬가지로, 전극 어셈블리(813)는, 발 접촉 부재(133)의 하면에 연결된 전극 쌍들(841)과 센서 납들(818)을 포함하고, 납들(818)은 포트(14)에 연결되도록 계면(819)에서 종단된다. 그러나, 도 17의 실시예에서, 중창 부재(131) 자체는 힘-감지 저항 요소(850)로서 기능하고, 힘-감지 저항 재료(844)로만 구성된다. 그 외에는, 본 실시예는, 도 16에 도시한 실시예와 동일한 방식으로 기능하고, 동일한 상호 교환성을 제공한다. 또한, 이 구성을 역으로 하여, 발 접촉 부재(133)가 힘-감지 저항 재료(844)로 구성된 힘-감지 저항 요소(850)로서 기능할 수 있고, 전극 쌍들(841)이 중창 부재(131)에 연결될 수 있음을 이해할 수 있다.
또 다른 일례로, 도 18은, 발 접촉 부재(133), 중창 부재(131), 및 전극 어셈블리(713)가 연결되고 중창 부재(131)와 발 접촉 부재(133) 사이에 배치된 추가 밑창 부재(937)를 갖는 센서 시스템(912)을 포함하는 신발류 물품을 위한 밑창 구조부(130)의 일부를 도시한다. 전극 어셈블리(913)는 추가 밑창 부재(937)에 연결된 센서 납들(918)과 전극 쌍들(941)을 포함한다. 본 실시예에서, 추가 밑창 부재(133)는, 전극 쌍들(941) 및 전극 쌍들(941)을 제 위치에 유지하도록 그 위에 장착된 센서 납들(918)을 갖는 가요성 폴리머 웨빙 재료로 된 얇은 층으로 형성된 안창(937)이다. 전극 쌍들(941) 및/또는 납들(918)은 삽입 부재(937)의 폴리머 재료 내에 전적으로 또는 부분적으로 내장될 수 있음을 이해할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 삽입물(937)은 어떠한 바인딩 또는 웨빙 재료 없이 전극 어셈블리(913)만으로 이루어질 수 있다. 중창 부재(131)는, 도 16의 힘-감지 소자(750)와 마찬가지로, 상면 상에 힘-감지 저항 재료(944)의 층(951)의 형태로 된 힘-감지 저항 요소(950)를 포함한다. 이 층(951)은 일부 실시예들에서 연속적이지 않을 수 있음을 이해할 수 있다. 또한, 삽입물(937)은, 센서 납들(918)을 포트(14)에 연결하도록 구성되며, 삽입물(937)이 발 접촉 부재(133)와 중창(131) 사이에 위치하는 경우에, 센서 납들(918)의 계면(919)이 웰(135)내에 수용되는 전자 모듈(22)과의 포트(14)를 통한 연결을 위해 웰(135) 내에 또는 웰에 인접하여 있도록 위치한다. 또한, 밑창 구조부(130)에는, 구성이 서로 다른 전극 어셈블리들(913)을 갖는 다수의 삽입물(937)이 제공될 수 있다. 이러한 다른 삽입 부재들(937)은, 발 접촉 부재(133)를 올리고 한 삽입물을 다른 구성의 전극 쌍들(941)을 갖는 삽입물(937)로 교체함으로써 제거 및 상호 교환될 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 외부 장치(110)에서 실행되는 프로그램들을 비롯한 서로 다른 적용예들에 대하여 필요에 따라 단일 신발류 물품이 서로 다른 센서 구성들로 사용될 수 있게 한다.
도 19에 도시한 또 다른 일 실시예에서, 밑창 구조부(130)는 센서 시스템(1012)을 포함하고, 삽입 부재(1037)는 도 18에 도시하고 전술한 전극 어셈블리(913)와 동일한 구성으로 자신에 연결된 전극 어셈블리(1013)를 갖는다. 전술한 바와 마찬가지로, 전극 어셈블리(1013)는, 중창 부재(131)와 발 접촉 부재(133) 사이에 위치하는 삽입 부재(1037)에 연결되는 센서 납들(1018)과 전극 쌍들(1041)을 포함하고, 납들(1018)은 포트(14)에 연결되도록 계면(1019)에서 종단된다. 그러나, 도 19의 실시예에서, 중창 부재(131) 자체는 힘-감지 저항 요소(1050)로서 기능하고, 힘-감지 저항 재료(1044)로만 구성된다. 그 외에는, 본 실시예는, 도 18에 도시한 실시예와 동일한 방식으로 기능하고, 동일한 상호 교환성을 제공한다. 또한, 대체 실시예에서는, 발 접촉 부재(133)가 힘-감지 저항 재료(1044)로 구성된 힘-감지 저항 요소(1050)로서 기능할 수 있음을 이해할 수 있다. 이 구성에서, 삽입물(1037) 및/또는 전극 어셈블리(1013)는 삽입물(1037)의 하측보다는 상측에서 힘-감지 재료(1044)와 접촉하도록 재구성되거나 재위치될 수 있다.
대체 실시예에서, 도 18과 도 19에 도시한 삽입 부재들(937, 1037)은, 힘-감지 저항 요소(950, 1050)를 구비하거나 포함하는 발 접촉 부재(133)와 함께 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. 발 접촉 부재(133)가 중창 부재(131)의 상면보다는 그 하면에 위치하는 힘-감지 저항 재료(944)의 층(951)을 갖는 곳에서, 삽입물(937) 및/또는 전극 어셈블리(913)는, 삽입물(937)의 하측보다는 상측에서 힘-감지 재료(944)와 접촉하도록 재구성 또는 재배향될 필요가 있다. 발 접촉 부재(133)는, 상측에 힘-감지 재료(944)의 층(951)을 가질 수도 있고, 이 경우에는, 삽입 부재(937, 1037)를 상측에 삽입할 수도 있다. 전체 발 접촉 부재(133)가 힘-감지 저항 요소(1050)를 포함하면, 삽입물(937, 1037)을 발 접촉 부재(133)의 상측이나 하측에서 사용할 수 있음을 이해할 수 있다.
도 20에 도시한 또 다른 일 실시예에서, 밑창 구조부(130)는 센서 시스템(1112)을 포함하고, 삽입 부재(1137)는, 도 18에 도시하고 전술한 전극 어셈블리(913)와 동일한 구성으로 자신에 연결된 전극 어셈블리(1113)를 갖는다. 전술한 바와 마찬가지로, 전극 어셈블리(1113)는, 중창 부재(131)와 발 접촉 부재(133) 사이에 위치하는 삽입 부재(1137)에 연결되는 센서 납들(1118)과 전극 쌍들(1141)을 포함하고, 납들(1118)은 포트(14)에 연결되도록 계면(1119)에서 종단된다. 그러나, 도 20의 실시예에서, 힘-감지 저항 요소(1150)는, 중창 부재(131)나 발 접촉 부재(133)에 부착되지 않는 힘-감지 저항 재료(1144)의 별도의 라이너(1151) 내에 포함된다. 라이너(1151)는 힘-감지 저항 재료(1144)만으로 이루어질 수 있고, 또는, 힘-감지 저항 재료(1144)로 이루어진 영역들이나 부분들을 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 라이너(1151)는 중창 부재(131)와 삽입 부재(1137) 사이에 위치하지만, 다른 실시예에서, 라이너(1151)는 발 접촉 부재(133)와 삽입 부재(1137) 사이에 위치한다. 라이너(1151)의 위치가 변경되면, 삽입물(1137)의 하측보다는 상측에서 힘-감지 재료(1144)와 접촉하도록 삽입물(1137) 및/또는 전극 어셈블리(1113)를 재구성 또는 재위치시킬 수 있음을 이해할 수 있다. 또한, 다른 실시예들에서, 라이너(1151)와 삽입물(1137)은, 전극 쌍들(1141)이 힘-감지 재료(1144)와 접촉하는 한, 밑창 구조부(130)의 임의의 곳에 위치할 수 있다. 그 외의 경우에, 본 실시예는 도 18에 도시한 실시예와 동일한 방식으로 기능하고, 서로 다른 전극 어셈블리들의 동일한 상호 교환성을 제공한다. 또한, 본 실시예는, 예를 들어, 다른 재료(1144)가 필요한 경우에 또는 힘-감지 소자가 손상되거나 마모된 경우에 힘-감지 소자(1150)의 상호 교환성을 제공한다.
다른 대체 실시예에서, 발 접촉 부재(133) 또는 중창 부재(131) 등의 다른 밑창 부재에 연결하기 위한 삽입 부재를 제조할 수 있다. 이 삽입 부재는, 전술한 바와 같이, 포트(14)에 연결되도록 구성된 단부들을 갖는 센서 납들(918, 1018, 1118)과 전극 쌍들(941, 1041, 1141)을 갖는 (폴리머 등의) 가요성 웨빙 재료를 갖는 것처럼, 도 18 내지 도 20에 도시하고 전술한 삽입물들(937, 1037, 1137)과 마찬가지일 수 있다. 이 구성은, 전극 어셈블리(913, 1013, 1113)가 필요에 따라 밑창 구조부(130)의 임의의 부재 상에 장착되어 완전한 센서 시스템을 생성할 수 있게 한다. 삽입 부재는, 접착제, 잠금장치, 용접, 열 밀봉 등의 서로 다른 많은 방식들로 또는 다른 임의의 적절한 기술들로 밑창 부재에 연결 가능하다. 일 실시예에서, 삽입 부재(937, 1037, 1137)는 웨빙 재료를 갖지 않을 수 있으며 센서 어셈블리(913,1013, 1113)의 전자 부품들만을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 양자 터널링 복합재, 맞춤형 도전성 폼, 힘 변환 고무, 및 기타 힘-감지 저항 재료는, 도 8에 도시하고 전술한 FSR 센서들(216)과 마찬가지인 개별적인 자립형 센서들을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 별도의 전극들과 힘-감지 소자들을 갖는 센서 어셈블리들에서의 사용으로 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 이러한 개별적인 센서들은, 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 2개의 전극과 전극 민감성 저항 재료를 포함할 수 있다. -
도 21에 도시한 다른 대체 실시예에서, 센서 시스템(1212)은, 밑창 구조부(130)보다는 신발류 물품(100)의 상측(120)에 연결되는 센서 어셈블리(1213)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 전술한 센서들의 서로 다른 유형들 중 임의의 것을 사용할 수 있고, 센서들은 임의의 적절한 방식으로 상측(120)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서들(1216)은, 상측의 재료 내에 짜여진 FSR 센서들일 수 있고, 도전성 패브릭들도 상측 내에 짜여져 납들(1218)을 형성한다. 본 실시예에서, 모듈(22)은 신발(100)의 밑창(130)에 포함된 것으로 도시되며, 납들(1218)은 발 접촉 부재(133) 아래에서 상측(120)으로부터 모듈(22)과 연통하는 포트(14)로 연장된다. 그러나, 모듈(22)이 다른 실시예들에서는 상측(120)에 부착된 곳을 비롯하여 임의의 곳에 위치할 수 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서 전술한 다양한 상호 교환가능 밑창 삽입 부재들은, 센서/전극 어셈블리들(513, 713, 813)을 갖는 상호 교환가능 삽입 부재들(133) 및 센서/전극 어셈블리들(413, 413A, 913, 1013, 1113)을 갖는 상호 교환가능 삽입물들(437, 437A, 937, 1037, 1137)을 포함하여, 적절한 예산으로 센서 시스템들의 맞춤형 발전을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, FSR 어셈블리(513)를 갖는 발 접촉 부재(133)와 FSR 센서 삽입 부재들(437, 437A)은 다양한 서로 다른 소스들에 의해 다양한 목적을 위해 맞춤 제조될 수 있고, 다양한 신발류(100)에 삽입될 수 있다. 다른 일례로, 전극 어셈블리들(713, 813, 913, 1013, 1113)을 갖는 발 접촉 부재들(133)과 삽입물들(937, 1037, 1137)도, 마찬가지로 맞춤 제조될 수 있고 다양한 신발(100)에 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 신발류(100)는 힘-감지 저항 재료를 포함하여 제조될 수 있고, 센서 어셈블리 구성들(713, 813, 913, 1013, 1113) 중 임의의 것이 신발류(100) 내에 삽입되어 힘-감지 재료와 함께 기능할 수 있다. 전술한 바와 같이, 힘-감지 저항 재료(1144)의 별도의 라이너들(1151)도 다양한 신발류에 삽입되도록 제조될 수 있어서, 시스템의 다기능을 더욱 증가시킨다. 후술하는 바와 같이, 이러한 센서 어셈블리들은 전자 모듈(22) 및/또는 외부 장치(110)를 위한 특정 소프트웨어와 함께 사용하도록 맞춤화될 수 있다. 제삼자는 이러한 소프트웨어를 맞춤화된 센서 어셈블리를 갖는 밑창 삽입 부재와 함께 패키지로서 제공할 수 있다.
센서 시스템들(12, 212, 312, 412, 412A, 512, 612, 712, 812, 912, 1012, 1112, 1212, 1312, 1412, 1512)의 동작과 사용은, 도 3 내지 도 5에 도시한 센서 시스템(12)에 대하여 후술하며, 모든 실시예들과 그 변형예들을 비롯한 센서 시스템(12)의 동작 원리는 전술한 센서 시스템들(212, 312, 412, 412A, 512, 612, 712, 812, 912, 1012, 1112, 1212, 1312, 1412, 1512)의 다른 실시예들에 적용 가능함을 이해할 수 있다. 동작시, 센서들(16)은 해당 기능과 설계에 따라 데이터를 수집하고, 그 데이터를 포트(14)에 송신한다. 이어서, 포트(14)는 전자 모듈(22)이 센서들(16)과 인터페이싱할 수 있게 하며 추후 사용 및/또는 처리를 위해 데이터를 수집할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 데이터는, 범용적으로 판독가능 포맷으로 수집, 저장, 및 송신되어, 서로 다른 다양한 목적들에 사용되는 서로 다른 다양한 적용예들을 이용하는 복수의 사용자에 의해 접속 및/또는 다운로드될 수 있다. 일례로, 데이터는 XML 포맷으로 수집, 저장, 및 송신된다. 또한, 일례로, 데이터는 센서들(16)로부터 순차적으로 수집될 수 있고, 다른 일 실시예에서, 데이터는 2개 이상의 센서들(16)로부터 동시에 수집될 수 있다.
다른 실시예들에서, 센서 시스템(12)은 서로 다른 유형의 데이터를 수집하도록 구성될 수 있다. (전술한) 일 실시예에서, 센서(들)(16)는 압축의 횟수, 순서, 및/또는 빈도에 관한 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 시스템(12)은, 스텝, 점프, 컷트, 킥, 또는 신발(100)을 신고 있는 동안에 발생하는 다른 압축력의 개수나 빈도, 및 접촉 시간과 체공 시간 등의 다른 파라미터들도 기록할 수 있다. 정량 센서들과 이진 온/오프 센서들 모두가 이 데이터를 수집할 수 있다. 다른 일례로, 시스템은, 신발에 의해 발생한 압축력들의 순서를 기록할 수 있고, 이는 발 내전 또는 외전, 하중 전달, 발 스트라이크 패턴을 결정하는 것, 또는 다른 이러한 적용예 등을 위해 사용될 수 있다. (또한 전술한) 다른 일 실시예에서, 센서(들)(16)는 신발(100)의 인접하는 부분들에 대한 압축력들을 정량 측정할 수 있고, 결국, 데이터는 정량적 압축력 및/또는 충격 측정값을 포함할 수 있다. 신발(100)의 서로 다른 부분들에서의 힘들의 상대 차는 신발(100)의 “압력 중심”과 하중 분포를 결정하는 데 이용될 수 있다. 하중 분포 및/또는 압력 중심은, 한쪽 또는 양쪽 신발(100)에 대하여 독립적으로 계산될 수 있고, 또는, 예를 들어, 사람의 몸 전체에 대한 하중 분포의 중심을 찾도록 양쪽 신발에 대하여 함께 계산될 수 있다. 전술한 바와 같이, 온/오프 이진 센서들의 비교적 조밀하게 패킹된 어레이를 사용하여, 더욱 큰 압축의 이동 동안에 센서들의 퍼들링(puddling) 활성화에서 검출되는 변화에 의해, 정량적 힘들을 측정할 수 있다. 추가 실시예들에서, 센서(들)(16)는 압축력의 변화율, 접촉 시간, 체공 시간, 또는 (예를 들어, 점핑 또는 러닝에 대한) 충격들 사이의 시간, 및/또는 다른 일시적 의존 파라미터들을 측정할 수 있다. 임의의 실시예에서, 센서들(16)은 힘/충격을 등록하기 전에 소정의 임계 힘이나 충격을 필요로 할 수 있음을 이해할 수 있다.
전술한 바와 같이, 데이터는 범용 포트(14)를 통해 모듈(22)에 범용적으로 판독가능한 포맷으로 제공되어, 사용자가 그 데이터를 사용할 수 있는 적용예, 사용자, 프로그램의 개수가 거의 무제한이다. 따라서, 포트(14)와 모듈(22)은 필요에 따라 사용자에 의해 구성 및/또는 프로그래밍되며, 포트(14)와 모듈(22)은 센서 시스템(12)으로부터 입력 데이터를 수신하며, 이 수신 데이터는 서로 다른 적용예들에 필요한 임의의 방식으로 사용될 수 있다. 많은 적용예들에 있어서, 데이터는 사용 전 모듈(22) 및/또는 외부 장치(110)에 의해 더 처리된다. 센서들(16) 중 하나 이상, 포트(14), 모듈(22), 및 (장치(110A)를 포함한) 외부 장치(110), 및/또는 이러한 부품들의 임의의 조합은, 이러한 부품들이 처리 능력이 있는 하드웨어 및/또는 다른 구조를 포함하는 한, 일부 실시예들에서 그 데이터의 적어도 일부분을 처리할 수 있음을 이해할 수 있다. 외부 장치(110)가 데이터를 더 처리하는 구성에서, 모듈(22)은 데이터를 외부 장치(110)에 송신할 수 있다. 송신되는 이 데이터는 동일한 범용적으로 판독가능한 포맷으로 송신될 수 있고, 또는 다른 포맷으로 송신될 수 있고, 모듈(22)은 데이터의 포맷을 변경하도록 구성될 수 있다. 또한, 모듈(22)은, 하나 이상의 특정 적용예를 위해 센서들(16)로부터의 데이터를 수집, 이용, 및/또는 처리하도록 구성 및/또는 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서, 모듈(22)은, 복수의 적용예에서 사용하도록 데이터를 수집하고, 이용하고, 및/또는 처리하도록 구성된다. 이러한 사용과 적용예의 예들은 다음과 같다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, “적용예”이라는 용어는 일반적으로 특정한 사용을 가리키며, 그 용어가 컴퓨터 분야에서 사용되기에 반드시 컴퓨터 프로그램 적용예에서의 사용을 가리키는 것은 아니다. 그럼에도 불구하고, 특정한 적용예는 컴퓨터 프로그램 적용예 내에 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.
또한, 도 22의 실시예에 도시한 바와 같이, 모듈(22)은, 신발류(100)로부터 제거되어 제1 모듈(22)과는 다르게 동작하도록 구성된 제2 모듈(22A)로 교체될 수 있다. 모듈(22)을 제거하여 유사하거나 동일하게 구성된 다른 모듈(22A)로 배터리 누수, 고장 등으로 인한 교체 등의 교체를 행할 수 있음을 이해할 수 있다. 도 22의 실시예에서, 교체는, 발 접촉 부재(133)를 들어올리고, 제1 모듈(22)을 포트(14)로부터 연결 해제하고 제1 모듈(22)을 웰(135)로부터 제거한 후, 제2 모듈(22A)을 웰(135) 내에 삽입하고 제2 모듈(22A)을 포트(14)에 연결하고, 마지막으로 발 접촉 부재(133)를 제 위치에 둠으로써, 달성된다. 제2 모듈(22A)은 제1 모듈(22)과는 다르게 구성 및/또는 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 모듈(22)은 하나 이상의 특정 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있고, 제2 모듈(22A)은 하나 이상의 다른 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 모듈(22)은 하나 이상의 게임 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있고, 제2 모듈(22A)은 하나 이상의 운동 수행 모니터링 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있다. 또한, 모듈들(22, 22A)은 동일한 유형의 서로 다른 적용예들에서 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 모듈(22)은 하나의 게임 또는 체육 수행 모니터링 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있고, 제2 모듈(22A)은 다른 게임 또는 체육 수행 모니터링 적용예에서 사용하도록 구성될 수 있다. 다른 일례로, 모듈들(22, 22A)은 동일한 게임 또는 수행 모니터링 적용예 내에서의 서로 다른 사용들을 위해 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 제1 모듈(22)은 데이터의 한 유형을 수집하도록 구성될 수 있고, 제2 모듈(22A)은 데이터의 다른 유형을 수집하도록 구성될 수 있다. 이러한 데이터의 유형들의 예들은, 본 명세서에서, 정량적 힘 측정, 상대 힘 측정(즉, 서로에 대한 센서들(16)), 하중 시프트/전달, (발 스트라이크 패턴에 대한) 충격 순서, 힘 변화율 등을 비롯하여 설명되어 있다. 추가 실시예에서, 제1 모듈(22)은 제2 모듈(22A)과는 다른 방식으로 센서들(16)로부터의 데이터를 이용하거나 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모듈들(22, 22A)은 오로지 데이터를 수집, 저장 및/또는 통신하도록 구성될 수 있고, 또는, 모듈들(22, 22A)은, 데이터를 소정의 방식으로, 예를 들어, 데이터를 조직하고, 데이터의 형태를 변경하고, 데이터를 이용하여 계산을 수행하는 등의 추가 처리를 행하도록 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 모듈들(22, 22A)은, 다른 통신 인터페이스를 갖는 것처럼 다르게 통신을 행하도록 구성될 수 있고, 또는 다른 외부 장치들(110)과 통신하도록 구성될 수 있다. 모듈들(22, 22A)은, 구조적 양태와 기능적 양태를 포함한 다른 양태들에서는, 다른 전원을 사용하거나 전술한 바와 같이 추가 센서(예를 들어, GPS, 가속도계) 등의 추가 하드웨어 부품 또는 다른 하드웨어 부품을 사용하는 것처럼, 다르게 기능할 수 있다.
시스템(12)에 의해 수집되는 데이터를 위한 한 가지 사용의 경우는, 하중 전달을 측정하는 것이며, 이는 골프 스윙, 야구/소프트볼 스윙, 하키 스윙(아이스 하키 또는 필드 하키), 테니스 스윙, 볼 드로잉/피칭 등의 많은 체육 활동에서 중요하다. 시스템(12)에 의해 수집되는 압력 데이터는 임의의 적용가능 체육 분야에서의 기술을 개선하는 데 사용하기 위한 균형과 안정성에 관한 중요한 피드백을 제공할 수 있다. 이에 따라 수집한 데이터를 사용하고자 하는 의도에 기초하여, 비용이 더 들거나 덜 들고 더 복잡하거나 덜 복잡한 센서 시스템(12)들을 설계할 수 있음을 이해할 수 있다.
시스템(12)에 의해 수집되는 데이터는, 다른 다양한 체육 수행 특성들의 측정에서 사용될 수 있다. 데이터를 이용하여, 발 내전/외전의 정도 및/또는 속도, 발 스트라이크 패턴, 균형, 및 기타 이러한 파라미터들을 측정할 수 있고, 이는 러닝/조깅 또는 다른 체육 활동의 기술을 개선하는 데 사용될 수 있다. 내전/외전에 관하여, 데이터 분석을 내전/외전의 예측자로서 사용할 수도 있다. 속도 및 거리 모니터링을 수행할 수 있고, 이는 접촉 측정 또는 로프트 시간 측정 등의 계수기 기반 측정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 또는 로프트 시간 측정을 사용함으로써, 점프 높이를 측정할 수도 있다. 절단 동안 신발(100)의 서로 다른 부분들에 가해지는 서로 다른 힘들을 포함하여 측 절단력을 측정할 수 있다. 센서들(16)은 신발(100) 내에서 측면으로 미끄러지는 발 등의 전단력을 측정하도록 위치할 수도 있다. 일례로, 추가 센서들을 신발(100)의 상측(120)의 측면들에 통합하여 그 측면들에 대한 힘을 감지할 수 있다. 다른 일례로, 이진 센서들의 고 밀도 어레이는 활성화된 센서들의 퍼들링의 측 변화를 통해 전단 작용을 검출할 수 있다.
전술한 다른 일 실시예에서, 하나 이상의 센서들(1216)은 추가로 또는 대안으로 신발(100)의 상측(120)에 통합될 수 있다. 센서들(1216)은 전술한 임의의 방식으로 상측(120)에 통합될 수 있다. 예를 들어, 센서들(1216)은 납들을 형성하도록 상측에 짜여지는 도전성 패브릭과 함께 상측의 재료에 짜여질 수 있다. 이 구성에서, 축구에서의 “터치”의 빈도 및/또는 개수와 축구나 풋볼에서의 차는 힘 등의 추가 파라미터들을 측정할 수 있다.
데이터, 또는 이로부터 도출된 측정값은, 속도, 파워, 빠름, 일관성, 기술 등을 개선하는 것을 비롯하여 체육 훈련에 유용할 수 있다. 포트(14), 모듈(22), 및/또는 외부 장치(110)는, 활성 실시간 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 일례로, 포트(14) 및/또는 모듈(22)은 결과를 실시간으로 전달하기 위해 컴퓨터, 이동 장치 등과 통신하도록 배치될 수 있다. 다른 일례로, 하나 이상의 진동 소자들은 신발(100)에 포함될 수 있으며, 이는, 본 명세서에 참고로 원용되며 본 명세서의 일부를 이루는 미국 특허번호 제6,978,684호에 개시된 특징과 같이 신발의 일부를 진동시켜 운동 제어에 일조함으로써 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다. 또한, 데이터를 이용하여, 체육 움직임을 비교할 수 있으며, 예를 들어, 일관성, 개선, 또는 부족을 나타내도록 움직임을 사용자의 과거 움직임과 비교하고, 또는 사용자의 움직임을 프로 골퍼의 스윙 등의 다른 사용자의 동일한 움직임과 비교할 수 있다. 또한, 시스템(12)은 체육 선수의 특징적인(signature) 체육 움직임에 대한 생체 역학적 데이터를 기록하는 데 사용될 수 있다. 이 데이터는, 그 움직임을 시뮬레이션하거나 복제하는 데 사용하도록 다른 이들에게 제공될 수 있으며, 예를 들어, 게임 적용예 또는 움직임을 사용자의 유사한 움직임에 대하여 오버레이하는 섀도우 적용예에서 사용하도록 다른 이들에게 제공될 수 있다.
시스템(12)은, 또한, “전일 활동”을 추적하여 사용자가 하루 종일 참여하는 다양한 활동들을 기록하도록 구성될 수 있다. 시스템(12)은, 이를 위해 모듈(22), 외부 장치(110), 및/또는 센서들(16)에 특정한 알고리즘을 포함할 수 있다.
시스템(12)은, 또한, 데이터 수집 및 처리 적용예보다는 제어 적용예에 사용될 수 있다. 다시 말하면, 시스템(12)은, 센서들(16)에 의해 검출되는 사용자의 움직임에 기초하여 컴퓨터, 텔레비전, 비디오 게임 등의 외부 장치(110)를 제어하는 데 사용하도록, 신발류, 또는 신체적 접촉을 동반하는 다른 물품에 통합될 수 있다. 실제로, 통합된 센서들(16)과 범용 포트(14)로 연장되는 납들(18)을 갖는 신발류는 신발류가 입력 시스템으로서 기능할 수 있게 하고, 전자 모듈(22)은, 센서들(16)로부터의 입력을 수용하고 이 입력 데이터를 임의의 소망하는 방식으로, 예를 들어, 원격 시스템을 위한 제어 입력으로서 사용하도록 구성, 프로그래밍, 및 적응될 수 있다. 예를 들어, 센서 제어를 갖는 신발은, 마우스와 마찬가지로, 컴퓨터를 위한, 또는 컴퓨터에 의해 실행되고 있는 프로그램을 위한 제어 또는 입력 장치로서 사용될 수 있고, 일부 발 움직임, 제스처 등 (예를 들어, 발 탭, 이중 발 탭, 뒤꿈치 탭, 이중 뒤꿈치 탭, 발의 측면 움직임, 발 지점, 발 구부림 등) 은 컴퓨터 상에 미리 지정된 동작(예를 들어, 페이지-다운, 페이지-업, 언두(undo), 카피, 컷트, 페이스트, 세이브, 클로즈 등)을 제어할 수 있다. 소프트웨어는 이를 위해 발 제스처를 다른 컴퓨터 기능 제어들에 할당하도록 제공될 수 있다. 센서 시스템(12)으로부터 제어 입력을 수신 및 인식하도록 운영 체제를 구성할 수 있음을 고려할 수 있다. 텔레비전 또는 다른 외부 전자 장치를 이러한 방식으로 제어할 수 있다. 또한, 시스템(12)을 통합하는 신발류(100)는, 특정 움직임들이 소정의 기능을 할당 받을 수 있고 및/또는 사용자의 움직임의 가상 표현을 디스플레이 스크린 상에 생성하는 데 사용될 수 있는 Nintendo Wii 컨트롤러와 마찬가지로, 게임 적용예와 게임 프로그램에서 사용될 수 있다. 일례로, 압력 중심 데이터 및 다른 하중 분포 데이터는, 균형 잡기, 하중 시프트, 및 다른 수행 활동의 가상 표현을 포함할 수 있는 게임 적용예에서 사용될 수 있다. 시스템(12)은 게임 또는 다른 컴퓨터 시스템을 위한 배타적 컨트롤러로서 또는 상보적 컨트롤러로서 사용될 수 있다. 외부 장치를 위한 제어 및 이러한 제어를 위한 발 제스처로서 신발류 물품들을 위한 센서 시스템을 사용하는 구성과 방법의 예들은, 본 명세서에서 그 전체 내용이 참고로 원용되는 미국 가특허출원번호 제61/138,048호에 예시되고 설명되어 있다.
또한, 시스템(12)은 외부 장치(110) 및/또는 외부 장치를 위한 컨트롤러와 직접 통신하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 6은 전자 모듈(22)과 전자 장치 간의 통신을 위한 일 실시예를 도시한다. 도 23에 도시한 다른 일 실시예에서, 시스템(12)은 외부 게임 장치(110A)와의 통신을 위해 구성될 수 있다. 외부 게임 장치(110A)는 도 6에 도시한 예시적인 외부 장치(110)와 유사한 부품들을 포함한다. 또한, 외부 게임 장치(110A)는 게임 프로그램을 포함하는 적어도 하나의 게임 매체(307)(예를 들어, 카트리지, CD, DVD, 블루 레이, 또는 다른 저장 장치), 및 송신/수신 소자(108)를 통해 유선 및/또는 무선 연결에 의한 통신을 행하도록 구성된 적어도 하나의 원격 컨트롤러(305)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 컨트롤러(305)는 사용자 입력(310)을 보완하지만, 일 실시예에서, 컨트롤러(305)는 밑창 사용자 입력으로서 기능할 수 있다. 본 실시예에서, 시스템(12)에는, 모듈(22)과의 통신이 가능하도록 외부 장치(110) 및/또는 컨트롤러(305)에 연결되도록 구성된 USB 플러그인이 있는 무선 송신기/수신기 등의 보조 장치(303)가 제공된다. 일 실시예에서, 보조 장치(303)는, 컨트롤러(305)와 외부 장치(110)와 동일한 유형 및/또는 다른 유형의 하나 이상의 추가 컨트롤러 및/또는 외부 장치에 연결되도록 구성될 수 있다. 시스템(12)이 전술한 다른 유형의 센서들(예를 들어, 가속도계)을 포함하면, 외부 장치(110) 상의 게임 또는 다른 프로그램을 제어하는 데 이러한 추가 센서들도 통합할 수 있음을 이해할 수 있다.
컴퓨터/게임 시스템 등의 외부 장치(110)에는 시스템(12)과 상호 작용하기 위한 다른 유형의 소프트웨어가 제공될 수 있다. 예를 들어, 게임 프로그램은, 사용자에 의한 연습 또는 더 많은 활동을 동반할 수 있는 사용자의 실생활 활동에 기초하여 인게임 캐릭터의 속성을 변경하도록 구성될 수 있다. 다른 일례로, 프로그램은, 신발의 감지 시스템에 의해 수집되는 사용자 활동에 관하여 또는 그 사용자 활동에 비례하여 사용자의 아바타를 표시하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 사용자가 활성적이었다면 아바타가 흥분 상태, 에너지 넘치는 상태 등으로 보일 수 있고, 사용자가 비활성적이었다면 아바타가 졸리거나, 게으르게 보이거나 할 수 있다. 센서 시스템(12)은, 또한, 체육 선수의 “특징적 움직임”을 나타내는 데이터를 기록하도록 더욱 정교한 감지를 위해 구성될 수 있고, 이러한 데이터는 게임 시스템이나 모델링 시스템 등에서 다양한 목적에 이용될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 바와 같은 센서 시스템(12)을 포함하는 단일 신발류 물품(100)은, 단독으로 또는 도 24 내지 도 26에 도시한 바와 같이 신발 한 켤레(100, 100’) 등의 고유한 센서 시스템(12’)을 갖는 제2 신발류 물품(100’)과 함께 사용될 수 있다. 제2 신발(100’)의 센서 시스템(12’)은, 일반적으로, 센서 납들(18’)에 의해 전자 모듈(22’)과 연통하는 포트(14’)에 연결된 하나 이상의 센서(16’)를 포함한다. 도 24 내지 도 26에 도시한 제2 신발(100’)의 제2 센서 시스템(12’)은 제1 신발(100)의 센서 시스템(12)과 동일한 구성을 갖는다. 그러나, 다른 일 실시예에서, 신발들(100, 100’)은 구성이 서로 다른 센서 시스템들(12, 12’)을 가질 수도 있다. 2개의 신발(100, 100’)은 외부 장치(110)와 통신하도록 구성되고, 예시한 실시예에서, 신발들(100, 100’)의 각각은 외부 장치(110)와 통신하도록 구성된 전자 모듈(22, 22’)을 갖는다. 다른 일 실시예에서, 양측 신발들(100, 100’)은 동일한 전자 모듈(22)과 통신하도록 구성된 포트들(14, 14’)을 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 적어도 하나의 신발(100, 100’)은 모듈(22)과의 무선 통신을 위해 구성될 수 있다. 도 24 내지 도 26은 모듈들(22, 22’) 간의 통신을 위한 다양한 모드들을 도시한다.
도 24는 모듈들(22, 22’)이 서로 통신하도록 구성되고 또한 외부 장치(110)와 독립적으로 통신하도록 구성된 “메시” 통신 모드를 도시한다. 도 25는 한 모듈(22’)이 다른 모듈(22)을 통해 외부 장치(110)와 연통하는 “데이지 체인” 통신 모드를 도시한다. 다시 말하면, 제2 모듈(22’)은 제1 모듈(22)에 (데이터를 포함할 수 있는) 신호를 통신하도록 구성되고, 제1 모듈(22)은 양측 모듈들(22, 22’)로부터 외부 장치(110)에 신호를 통신하도록 구성된다. 마찬가지로, 외부 장치는, 제1 모듈(22)에 신호를 송신함으로써 제1 모듈(22)을 통해 제2 모듈(22’)과 통신하고, 이 제1 모듈은 그 신호를 제2 모듈(22’)에 통신한다. 일 실시예에서, 모듈들(22, 22’)은, 또한, 신호를 외부 장치(110)로부터 및 외부 장치에 송신하는 것과는 다른 목적을 위해 서로 통신할 수 있다. 도 26은 각 모듈(22, 22’)이 외부 장치(110)와 독립적으로 통신하도록 구성되고 모듈들(22, 22’)이 서로에 대해서는 통신하지 않도록 구성된 “독립적” 통신 모드를 도시한다. 다른 실시예들에서, 센서 시스템(12, 12’)은 서로 통신하도록 및/또는 외부 장치(110)와 다른 방식으로 통신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 시스템(12)에 의해 수집되는 데이터의 다른 사용 및 적용예를 고려할 수 있으며 당업자가 인식할 수 있다.
본 개시 내용을 읽는 당업자라면 인식하듯이, 본 명세서에서 설명하는 다양한 양태들은 방법, 데이터 처리 시스템, 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구체화될 수 있다. 이에 따라, 그러한 양태들은, 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어와 하드웨어 양태들을 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 또한, 이러한 양태들은, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 또는 그 저장 매체 상에 구체화된 컴퓨터 프로그램 판독가능 프로그램 코드 또는 명령어를 갖는 하나 이상의 유형의 그러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 저장 장치에 의해 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 하드 디스크, CD-ROM, 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 및/또는 이들의 임의의 조합을 비롯한 임의의 적절한 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 이용할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명하는 바와 같은 데이터나 이벤트를 나타내는 다양한 무형의 신호는, 금속 와이어, 광섬유 등의 무선 신호 전달 매체를 통해 및/또는 무선 전달 매체(예를 들어, 공기 및/또는 공간)를 통해 이동하는 전자기파의 형태로 소스와 목적지 간에 전달될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 양태들은, 컴퓨터 및/또는 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 모듈 등의 컴퓨터 실행가능 명령어들의 일반적인 문맥으로 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은, 특정한 태스크를 수행하거나 특정한 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 이러한 프로그램 모듈은 전술한 바와 같이 유형의 컴퓨터 판독가능 매체에 포함될 수 있다. 본 발명의 양태들은, 또한, 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 장치들에 의해 태스크들이 수행되는 분산형 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 프로그램 모듈들은, 모듈(22)의 메모리(204) 또는 외부 장치(110)의 메모리(304) 등의 메모리, 또는 메모리 저장 장치들을 구비하는 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체들을 포함할 수 있는 게임 매체(307) 등의 외부 매체에 위치할 수 있다. 모듈(22), 외부 장치(110), 및/또는 외부 매체는 예를 들어 특정 적용예에서 함께 사용하기 위한 상보적 프로그램 모듈들을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 또한, 단일 프로세서(202, 302) 및 단일 메모리(204, 304)가 간략성을 위해 모듈(22)과 외부 장치(110)에서 도시 및 설명되어 있음을 이해할 수 있고, 프로세서(202, 302)와 메모리(204, 304)가 복수의 프로세서 및/또는 메모리를 각각 포함할 수 있고 프로세서들 및/또는 메모리들의 시스템을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.
신발류 물품, 발 접촉 부재, 및 센서 시스템을 통합하는 기타 구조와, 본 명세서에서 설명하는 센서 시스템의 다양한 실시예들은, 기존의 기술에 비해 이점과 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명하는 많은 센서 실시예들은, 센서 시스템에 비교적 저가이면서 내구성 있는 선택 사항을 제공하며, 이에 따라 추가 비용이 거의 없이 양호한 신뢰성으로 센서 시스템이 신발류 물품에 통합될 수 있다. 그 결과, 신발류는, 센서 시스템들이 궁극적으로 소비자에 의해 사용되어야 하는지 여부에 상관없이, 가격에 상당한 영향을 끼치지 않고, 센서 시스템들과 일체형으로 제조될 수 있다. 또한, 맞춤형 센서 시스템들을 갖는 밑창 삽입 부재들은, 소프트웨어의 가격에 상당한 영향을 끼치지 않고, 저가로 제조되어 센서 시스템을 이용하도록 설계된 소프트웨어와 함께 배포될 수 있다. 다른 일례로, 센서 시스템은, 게임, 피트니스, 체육 훈련 및 향상, 컴퓨터와 기타 장치를 위한 실제 제어, 및 본 명세서에서 설명하며 당업자가 인식 가능한 다른 많은 것들을 비롯한 다양한 적용예를 위한 넓은 범위의 기능성을 제공한다. 일 실시예에서, 제삼자 소프트웨어 개발자들은 게임과 기타 프로그램을 비롯하여 센서 시스템으로부터의 입력을 사용하여 실행되도록 구성된 소프트웨어를 개발할 수 있다. 센서 시스템이 데이터를 범용적 판독가능 포맷으로 제공하는 능력은 센서 시스템이 사용될 수 있는 제삼자 소프트웨어 및 기타 적용예의 범위를 크게 확장한다. 또한, 일 실시예에서, 센서 시스템은 가해진 힘의 정확한 검출을 허용하는 신호와 데이터를 생성할 수 있고, 이는 활용성과 다기능성을 더 많이 제공한다. 다른 예로, 라이너, 안창, 및 기타 소자를 비롯하여, 센서 시스템을 포함하는 다양한 밑창 삽입 부재는 서로 다른 적용예들을 위한 센서 시스템의 상호 교환성 및 맞춤화를 허용한다. 또한, 절단 부분들 및/또는 슬릿들을 갖는 삽입 부재들의 구성은, 삽입 부재의 더욱 균일한 굽힘을 가능하게 하며, 압축 동안 센서들에 대한 법선(즉, 수직하는)력을 더욱 유지하는 데 일조한다. 이는, 센서들이 더욱 효과적으로 기능할 수 있게 하고 잡음 및/또는 왜곡이 덜한 더욱 깨끗한 신호를 제공할 수 있게 한다. 다른 장점들도 당업자가 인식할 수 있다.
여러가지 대체 실시예들과 예시들이 여기에서 설명되고 도시되었다. 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 개별 실시예들의 특징들과 구성성분들의 잠재적 조합들 및 변형들을 이해할 것이다. 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 본 실시예들의 어느 것이라도 여기서 개시한 다른 실시예들과 임의의 조합 형태로 제공될 수 있음을 또한 이해할 것이다. 본 발명은 그것의 사상이나 중심 특성들로부터 벗어나지 않고 기타 특정 형태들로 구현될 수도 있음을 이해해야겠다. 따라서 본 예시들과 실시예들은 이해를 돕기 위한 것으로 전부 관련지어져야 하고 제한적으로 고려되어선 안되고, 본 발명은 여기에서 주어진 세부사항들로 제한되어선 안 된다. 여기에서 사용한 용어들 "제1", "제2", "최상부", "바닥", 등등은 설명을 위한 목적일 뿐이며 어떠한 방식으로도 상기 실시예들을 제한하기 위한 의도가 아니다. 추가적으로, 여기에서 사용한 용어 "복수"는 하나를 초과하는 임의의 수로, 분리해서든지 함께든지 필요시에는 무한수까지를 의미한다. 더욱이, 여기에서 사용한 물품이나 장치를 "제공하는"이란 광범위하게 추가 행동들이 상기 물품 상에 수행되는 것이 가능하거나 접근 가능하다는 것을 의미하며, 상기 물품을 제공하는 측이 상기 물품을 제조, 생산, 또는 공급하였으며, 상기 물품을 제공하는 측이 상기 물품의 소유권이나 통제권을 가졌음을 의미하는 것은 아니다. 따라서, 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 무수한 변형예들이 본 발명의 사상으로부터 중대하게 벗어나지 않고 일어날 수 있고, 보호 범위는 첨부된 특허청구범위들의 범위에 의해서만 한정되는 것이다.

Claims (28)

  1. 발과 결합하도록 되어 있고 밑창 구조부 및 상기 밑창 구조부에 연결된 상부 부재를 갖는 신발류 물품에 사용하기 위한 삽입물로서, 상기 삽입물은,
    신발류 물품의 밑창 구조부와 접촉해서 위치하는 삽입 부재로서, 상기 삽입 부재는 발의 아치 영역과 결합하도록 되어 있는 아치 부분과, 발의 앞꿈치 영역과 결합하도록 되어 있고 상기 아치 부분의 전방과 연결되는 앞꿈치 부분을 포함하고, 상기 삽입 부재의 주변을 형성하는 주변 가장자리를 가지며, 상기 주변 가장자리는 발의 안측에 위치되는 안쪽 가장자리와, 발의 바깥쪽에 위치되고 상기 안쪽 가장자리에 대향하는 바깥쪽 가장자리를 포함하는 것인 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서 및 전자 장치와 연통하기 위한 포트를 포함하는 센서 시스템을 포함하되,
    상기 아치 부분은, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제1 폭을 가지고, 상기 앞꿈치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제2 폭을 가지며, 제2 폭은 제1 폭보다 크고,
    상기 안쪽 가장자리는, 상기 아치 부분과 상기 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 안쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 안쪽 절단 부분을 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분과 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 바깥쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 바깥쪽 절단 부분을 포함하며, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분부터 상기 앞꿈치 부분으로 상기 안쪽 절단 부분과 바깥쪽 절단 부분에서 외측으로 연장하여, 상기 앞꿈치 부분의 제2 폭을 상기 아치 부분의 제1 폭보다 크게 생성하고,
    상기 포트는 상기 삽입 부재의 아치 부분에 위치설정되고, 상기 힘 센서 중 적어도 하나는 상기 앞꿈치 부분에 위치설정되는 것인, 삽입물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앞꿈치 부분과 아치 부분은 삽입 부재의 중앙 부분을 형성하고, 상기 삽입 부재는 상기 앞꿈치 부분의 전방으로부터 연장하고 발의 제1 지골과 결합하도록 되어 있는 제1 지골 부분과, 상기 아치 부분의 후방으로부터 연장하고 발의 뒷꿈치와 결합하도록 되어 있는 뒷꿈치 부분을 더 포함하는 것인, 삽입물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 힘 센서는 제1 지골 부분에 위치된 제1 지골 센서와, 뒷꿈치 부분에 위치된 뒷꿈치 센서를 더 포함하는 것인, 삽입물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 적어도 4개의 센서를 포함하고, 상기 센서는 삽입 부재의 앞꿈치 부분에 위치설정된 제1 지골 센서, 뒷꿈치 센서, 제1 중족골 센서 및 제5 중족골 센서를 더 포함하는 것인, 삽입물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 전방 안쪽 가장자리는 외측으로 휘어지는 형태를 가지고 상기 전방 바깥쪽 가장자리는 내측으로 휘어지는 형태를 가지는 것인, 삽입물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 후방 안쪽 가장자리와 상기 후방 바깥쪽 가장자리 각각은 적어도 하나의 내측으로 휘어지는 가장자리를 가지는 것인, 삽입물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 포트로부터 각각의 복수의 힘 센서로 연장하는 복수의 리드를 더 포함하는 것인, 삽입물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 힘 센서는 두 개의 전극과, 전극들 사이에 위치설정된 힘-감지 저항 재료를 포함하는 힘-감지 저항 센서인 것인, 삽입물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 부재는 가요성 폴리머 웨빙(webbing)의 제1 층과 제2 층을 포함하고, 제1 층과 제2 층은 겹쳐지며, 센서들은 제1 층과 제2 층 사이에 위치되는 것인, 삽입물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 포트는 삽입 부재의 아치 부분에 연결되고 안에 전자 모듈을 수용하도록 구성되는 하우징을 포함하는 것인, 삽입물.
  11. 발과 결합하도록 되어 있고 밑창 구조부 및 상기 밑창 구조부에 연결된 상부 부재를 갖는 신발류 물품에 사용하기 위한 삽입물로서, 상기 삽입물은
    겹쳐지는 방식으로 위치설정된 가요성 폴리머 재료의 제1 층 및 제2 층으로 형성된 삽입 부재로서, 상기 삽입 부재는 신발류 물품의 밑창 구조부와 접촉하도록 놓여지고, 상기 삽입 부재는
    발의 아치 영역과 결합하도록 되어 있는 아치 부분과, 발의 앞꿈치 영역과 결합하도록 되어 있고 상기 아치 부분의 전방과 연결되는 앞꿈치 부분을 포함하는 중앙 부분;
    상기 앞꿈치 부분의 전방으로부터 연장하고 발의 제1 지골과 결합하도록 되어 있는 제1 지골 부분; 및
    상기 아치 부분의 후방으로부터 연장하고 발의 뒷꿈치와 결합하도록 되어 있는 뒷꿈치 부분을 포함하고,
    상기 삽입 부재는 상기 삽입 부재의 주변을 형성하는 주변 가장자리를 가지며, 상기 주변 가장자리는 발의 안측에 위치되는 안쪽 가장자리와, 발의 바깥측에 위치되고 상기 안쪽 가장자리에 대향하는 바깥쪽 가장자리를 포함하며,
    상기 아치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제1 폭을 가지고, 상기 앞꿈치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제2 폭을 가지며, 제2 폭은 제1 폭보다 크고,
    상기 안쪽 가장자리는, 상기 아치 부분과 상기 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 안쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 안쪽 절단 부분을 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분과 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 바깥쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 바깥쪽 절단 부분을 포함하며, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분부터 상기 앞꿈치 부분으로 상기 안쪽 절단 부분과 바깥쪽 절단 부분에서 외측으로 연장하고 내측으로 휘어져, 상기 앞꿈치 부분의 제2 폭을 상기 아치 부분의 제1 폭보다 크게 생성하는 것인, 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서와, 전자 장치와 연통하도록 된 포트와, 센서로부터 포트로 연장하는 복수의 리드를 포함하는 센서 시스템으로서, 상기 포트는 상기 삽입 부재의 아치 부분에 위치설정되며, 힘 센서와 리드는 삽입 부재의 제1 층과 제2 층 사이에 위치되고, 복수의 힘 센서는 삽입 부재의 제1 지골 부분에 위치된 제1 지골 센서, 뒷꿈치 부분에 위치된 뒷꿈치 센서, 앞꿈치 부분에 위치된 제1 중족골 센서 및 제5 중족골 센서를 적어도 포함하는 것인, 센서 시스템
    을 포함하는 삽입물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 전방 안쪽 가장자리는 외측으로 휘어지는 형태를 가지고 상기 전방 바깥쪽 가장자리는 내측으로 휘어지는 형태를 가지는 것인, 삽입물.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 후방 안쪽 가장자리와 상기 후방 바깥쪽 가장자리 각각은 적어도 하나의 내측으로 휘어지는 가장자리를 가지는 것인, 삽입물.
  14. 발과 결합하도록 되어 있는 신발류 물품으로서, 상기 신발류 물품은
    밑창 구조부;
    상기 밑창 구조부에 연결된 상부 부재;
    상기 밑창 구조부와 접촉하는 삽입 부재로서, 상기 삽입 부재는
    발의 아치 영역과 결합하도록 되어 있는 아치 부분;
    발의 앞꿈치 영역과 결합하도록 되어 있고 상기 아치 부분의 전방에 연결되는 앞꿈치 부분;
    상기 삽입 부재의 주변을 형성하는 주변 가장자리로서, 발의 안측에 위치되는 안쪽 가장자리와, 발의 바깥측에 위치되고 상기 안쪽 가장자리에 대향하는 바깥쪽 가장자리를 포함하는 주변 가장자리를 포함하고,
    상기 아치 부분은, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제1 폭을 가지고, 상기 앞꿈치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제2 폭을 가지며, 제2 폭은 제1 폭보다 크고,
    상기 안쪽 가장자리는, 상기 아치 부분과 상기 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 안쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 안쪽 절단 부분을 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분과 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 바깥쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 바깥쪽 절단 부분을 포함하며, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분부터 상기 앞꿈치 부분으로 상기 안쪽 절단 부분과 바깥쪽 절단 부분에서 외측으로 연장하여, 상기 앞꿈치 부분의 제2 폭을 상기 아치 부분의 제1 폭보다 크게 생성하는 것인, 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서 및 전자 장치와 연통하기 위한 포트를 포함하는 센서 시스템으로서, 상기 포트는 상기 삽입 부재의 아치 부분에 위치설정되고, 상기 힘 센서 중 적어도 하나는 상기 앞꿈치 부분에 위치설정되는 것인, 센서 시스템
    을 포함하는 신발류 물품.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 앞꿈치 부분과 아치 부분은 삽입 부재의 중앙 부분을 형성하고, 상기 삽입 부재는 상기 앞꿈치 부분의 전방으로부터 연장하고 발의 제1 지골과 결합하도록 되어 있는 제1 지골 부분과, 상기 아치 부분의 후방으로부터 연장하고 발의 뒷꿈치와 결합하도록 되어 있는 뒷꿈치 부분을 더 포함하는 것인, 신발류 물품.
  16. 제15항에 있어서,
    복수의 센서는 제1 지골 부분에 위치된 제1 지골 센서와, 뒷꿈치 부분에 위치된 뒷꿈치 센서를 더 포함하는 것인, 신발류 물품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 적어도 4개의 센서를 포함하고, 상기 센서는 삽입 부재의 앞꿈치 부분에 위치설정된 제1 지골 센서, 뒷꿈치 센서, 제1 중족골 센서 및 제5 중족골 센서를 더 포함하는 것인, 신발류 물품.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 전방 안쪽 가장자리는 외측으로 휘어지는 형태를 가지고 상기 전방 바깥쪽 가장자리는 내측으로 휘어지는 형태를 가지는 것인, 신발류 물품.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 후방 안쪽 가장자리와 상기 후방 바깥쪽 가장자리 각각은 적어도 하나의 내측으로 휘어지는 가장자리를 가지는 것인, 신발류 물품.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 포트로부터 각각의 복수의 힘 센서로 연장하는 복수의 리드를 더 포함하는 것인, 신발류 물품.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 힘 센서는 두 개의 전극과, 전극들 사이에 위치설정된 힘-감지 저항 재료를 포함하는 힘-감지 저항 센서인 것인, 신발류 물품.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 삽입 부재는 가요성 폴리머 웨빙의 제1 층과 제2 층을 포함하고, 제1 층과 제2 층은 겹쳐지며, 센서들은 제1층과 제2층 사이에 위치되는 것인, 신발류 물품.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 포트는 삽입 부재의 아치 부분에 연결되고 안에 전자 모듈을 수용하도록 구성되는 하우징을 포함하는 것인, 신발류 물품.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 밑창 구조부는 삽입 부재의 아치 부분 아래에 위치된 웰(well)을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 웰 내부에 적어도 부분적으로 수용되는 것인, 신발류 물품.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 밑창 구조부는, 발이 신발류 물품과 결합될 때 발을 직접적으로 결합하도록 구성되는 발 접촉 부재를 더 포함하고, 상기 삽입 부재는 상기 발 접촉 부재 아래에 위치설정되는 것인, 신발류 물품.
  26. 발과 결합하도록 되어 있는 신발류 물품으로서, 상기 신발류 물품은
    밑창 구조부;
    상기 밑창 구조부에 연결된 상부 부재;
    상기 밑창 구조부와 접촉하는 삽입 부재로서, 상기 삽입 부재는 겹쳐지는 방식으로 위치설정된 가요성 폴리머 재료의 제1 층 및 제2 층으로 형성되며, 상기 삽입 부재는,
    발의 아치 영역과 결합하도록 되어 있는 아치 부분과, 발의 앞꿈치 영역과 결합하도록 되어 있고 상기 아치 부분의 전방과 연결되는 앞꿈치 부분을 포함하는 중앙 부분;
    상기 앞꿈치 부분의 전방으로부터 연장하고 발의 제1 지골과 결합하도록 되어 있는 제1 지골 부분; 및
    상기 아치 부분의 후방으로부터 연장하고 발의 뒷꿈치와 결합하도록 되어 있는 뒷꿈치 부분을 포함하고,
    상기 삽입 부재는 상기 삽입 부재의 주변을 형성하는 주변 가장자리를 가지며, 상기 주변 가장자리는 발의 안측에 위치되는 안쪽 가장자리와, 발의 바깥측에 위치되고 상기 안쪽 가장자리에 대향하는 바깥쪽 가장자리를 포함하며,
    상기 아치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제1 폭을 가지고, 상기 앞꿈치 부분은 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리 사이에서 측정된 제2 폭을 가지며, 제2 폭은 제1 폭보다 크고,
    상기 안쪽 가장자리는, 상기 아치 부분과 상기 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 안쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 안쪽 절단 부분을 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분과 앞꿈치 부분 사이에 위치되고 상기 바깥쪽 가장자리의 내측으로 휘어지거나 만입된 부분에 의해 형성된 바깥쪽 절단 부분을 포함하며, 상기 안쪽 가장자리와 바깥쪽 가장자리는 상기 아치 부분부터 상기 앞꿈치 부분으로 상기 안쪽 절단 부분과 바깥쪽 절단 부분에서 외측으로 연장하여, 상기 앞꿈치 부분의 제2 폭을 상기 아치 부분의 제1 폭보다 크게 생성하는 것인, 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재에 연결된 복수의 힘 센서와, 전자 장치와 연통하도록 된 포트와, 센서로부터 포트로 연장하는 복수의 리드를 포함하는 센서 시스템으로서, 상기 포트는 상기 삽입 부재의 아치 부분에 위치설정되며, 힘 센서와 리드는 삽입 부재의 제1 층과 제2 층 사이에 위치되고, 복수의 힘 센서는 삽입 부재의 제1 지골 부분에 위치된 제1 지골 센서, 뒷꿈치 부분에 위치된 뒷꿈치 센서, 앞꿈치 부분에 위치된 제1 중족골 센서 및 제5 중족골 센서를 적어도 포함하는 것인, 센서 시스템
    을 포함하는 신발류 물품.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 앞꿈치 부분으로부터 제1 지골 부분으로 연장하는 전방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 전방 안쪽 가장자리는 외측으로 휘어지는 형태를 가지고 상기 전방 바깥쪽 가장자리는 내측으로 휘어지는 형태를 가지는 것인, 신발류 물품.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 안쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 안쪽 가장자리를 포함하고, 상기 바깥쪽 가장자리는 아치 부분으로부터 뒷꿈치 부분으로 연장하는 후방 바깥쪽 가장자리를 포함하며, 상기 후방 안쪽 가장자리와 상기 후방 바깥쪽 가장자리 각각은 적어도 하나의 내측으로 휘어지는 가장자리를 가지는 것인, 신발류 물품.

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