KR101850612B1 - 웨어러블 터치 포인팅 장치 - Google Patents

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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 직물 기재에 전도성 패턴이 형성된 제1 직물 전극; 상기 제1 직물 전극과 대향하여 형성되고, 직물 기재에 전도성 패턴이 형성된 제2 직물 전극; 상기 제1 직물 전극과 제2 직물 전극 사이에 형성되어, 상기 제1 직물 전극과 상기 제2 직물 전극 사이의 이격 거리를 유지하는 에어쿠션 구조를 갖는 에어쿠션 스페이서를 포함하는 웨어러블 터치 포인팅 장치로서, 상기 에어쿠션 스페이서는 다수의 파이프 형상의 모노필라멘트사가 상기 제1 직물 전극과 상기 제 2 직물 전극 사이에 수직 방향으로 일정한 간격으로 편직되어 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치는 착용감, 항시성, 편리성, 안정성, 신뢰성이 우수하여 언제 어디서나 착용가능한 상태로 입력할 수 할 수 있는 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것이다.

Description

웨어러블 터치 포인팅 장치{WEARABLE TOUCH POINTING APPARATUS}
본 발명은 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 언제 어디서나 착용 가능한 상태로 웨어러블 스마트기기를 조작하거나 정보를 입력할 수 할 수 있는, 착용감, 항시성, 편리성, 안정성, 경제성이 뛰어난 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것이다.
현재 웨어러블 스마트 기기(Wearable Smart Device)는 신체에 부착하여 컴퓨팅을 할 수 있는 모든 전자기기를 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션까지 포함하는 것으로 정의하고 있다. 또한 사용자가 이동 또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에 착용가능 하도록 규모가 작고 가볍게 개발되어 신체의 가장 가까운 곳에서 사용자와 소통 가능한 차세대 전자기기를 의미한다. 웨어러블 스마트 기기의 형태는 의류, 반지, 안경, 신발 등과 같이 착용하기 편리하도록 착용성이 검증됨 의류 제품으로 설계되어 사용자와 편리하게 통신할 수 있도록 해야 한다.
이러한 웨어러블 스마트 기기에는 키보드, 마우스와 같은 종래의 사용자 입력장치를 사용할 수 없기 때문에, 의복의 특성에 맞는 다양한 입력 방법들이 연구되어 왔다. 이러한, 웨어러블 스마트 기기를 위해서는 디지털 스마트 기기를 컨트롤할 수 있는 웨어러블 입력장치나 키패드를 의복에 내장시킬 필요가 있다. 특히 터치 방식일 경우 더욱 더 편리하게 사용될 수 있을 것이다. 그런데 기존의 터치스크린은 투명 유리전극을 이용하여 감압방식이나 정전방식으로 모든 전자기기의 입력센서로 사용되고 있어, 착용하기에는 신축성과 유연성을 갖고 있지 않고 무게가 무거워 웨어러블 입력센서로 사용하기에는 한계가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 착용이 가능한 입력센서를 신축성과 유연성이 뛰어난 두 장의 텍스타일 전극 사이에 신축성 에어쿠션 스페이서를 형성하여 압력에 의해 저항이 달라지는 압저항 방식으로 구성한, 언제 어디서나 의복에 장착 시 웨어러블 스마트 기기를 조작하거나 정보를 입력할 수 있는 웨어러블 터치 포인팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 착용감, 항시성, 편리성, 안정성, 신뢰성, 내구성이 우수한 웨어러블 터치 포인팅 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
대향하는 제1 직물 전극과 제2 직물 전극 사이에 에어쿠션 스페이서를 포함하고, 상기 에어쿠션 스페이서는 모노필라멘트사가 상기 제1 직물 전극과 상기 제 2 직물 전극 사이에 수직 방향으로 일정한 간격으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것이다.
상기 제1 직물 전극 및 상기 제2 직물 전극은 직물 기재에 전도성 패턴이 형성된 것으로, 직물 기재는 도전사와 절연사로 편직되고, 상기 도전사와 절연사 가운데 적어도 하나는 탄성사와 합연되어, 상기 직물 기재는 전기전도성과 신축성을 동시에 갖는다.
상기 제1 직물 전극 및 상기 제2 직물 전극의 직물 기재는 탄성 신축성 코어와 상기 탄성 신축성 코어를 적어도 부분적으로 둘러싸는 전도성 쉬스로 구성되는 하이브리드사로 구성될 수도 있다.
상기 에어쿠션 스페이서는 제1 직물 전극과 제2 직물 전극 사이의 이격 거리를 탄성적으로 유지 변화시킬 수 있는 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계 (예컨대, 스판덱스) 섬유로 구성될 수 있다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 신축성과 유연성을 갖는 직물 전극, 스페이서 및 제어부로 구성된다. 제1 및 제2 직물 기재 위에 x, y 위치를 인식할 수 있도록 전도성 전극을 형성한다. 이 때 전도성 전극은 전체 면에 코팅되거나 미세 스트라이프 또는 그리드 형태로 연속적으로 형성될 수 있다. 제1 직물 전극과 제2 직물 전극이 손가락 터치 등의 외부 압력에 의해 맞닿게 되면 이때 x, y의 위치에 따라 서로 다른 저항을 제어부가 인식하여 웨어러블 전극 위에서 좌표를 인식하고 연속되는 압력에 따라 다양한 입력 신호를 입력하게 된다. 외부 압력에 따라 제1 및 제2 직물 전극이 서로 터치될 때의 위치에 따라 발생되는 x, y의 저항의 변화나 발생되는 전류에 따라 감압방식과 정전방식으로 웨어러블 터치 포인팅 장치를 구현할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상은 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 포함하는 스마트 의류에 관한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 전극 및 스페이서가 신축성을 갖는 직물 소재로 구성되어, 의복에 장착해도 이물감이 느껴 지지 않고 다양한 디자인으로 개발가능하며 세탁이 용이하며, 섬유 조직으로 제작되어 의류에 부착이 용이하고, 기존의 봉재 공정을 통해서 의복 제작 과정에서 직접 장착이 가능하여 탈부착이 가능한 형태로 사용이 가능하다.
본 발명은 신축성과 유연성이 있는 텍스타일 입력장치로 착용 가능한 입력장치, 착용 가능한 터치스크린, 블루투스 무선통신용 웨어러블 입력시스템 등에 이용 가능성이 있다.
또한 본 발명은 직물로 이루어지며 웨어러블 스마트 기기를 조작하거나 정보를 입력할 수 있는 웨어러블 터치 포인팅 장치를 제공하여, 미래 웨어러블 컴퓨팅 시대에 다양한 분야에서 무한하게 활용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 터치 포인팅 장치에서 프린팅에 의해 직물 기재 위에 전도성 패턴을 형성한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 터치 포인팅 장치의 기재위에 은사를 이용하여 다양하게 패터닝한 전극의 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제조된 웨어러블 터치 포인팅 장치의 사진이다.
이하, 본 발명에 대해서 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 도면 부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 도면부호들로 표시하였다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 “직물”이라는 용어는 제직기에 의해서 직조된 직물(woven fabric)만을 의미하는 것이 아니고 편물(knitted fabric)을 포함하는 광의의 직물(fabric) 또는 원단(cloth)을 의미한다. 상기 직물은 임의의 직물 소재(textile material), 직조된 소재(woven material), 편직된 소재, 부직포, 인공 시트(sheet) 또는 의복 직물의 일부분일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치의 분해사시도이다. 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 의복에 내장되는 웨어러블 스마트 기기의 입력장치로 이용될 수 있다. 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 표면에 손가락, 스타일러스 펜 등으로 표시하면 지시 입력 데이터를 웨어러블 기기의 디스플레이부에 출력시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치는 대향하는 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이에 에어쿠션 스페이서(120)를 포함하고, 상기 에어쿠션 스페이서(120)는 모노필라멘트사가 상기 제1 직물 전극(110)과 상기 제2 직물 전극(130) 사이에 수직 방향으로 일정한 간격으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치에 관한 것이다.
상기 웨어러블 터치 포인팅 장치는 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)에 입력신호를 공급하고, 공급된 입력신호를 감지하는 제어부(200)를 포함한다. 이러한 제어부(200)는 웨어러블 터치 포인팅 장치로의 입력 여부를 감지하고 입력 유형을 판정하여 웨어러블 터치 포인팅 장치에 대한 구동을 제어하는 전기 회로 및/또는 하드웨어/소프트웨어일 수 있다. 본 명세서에서 단순히“웨어러블 터치 포인팅 장치”라고 칭할 경우에, 좁은 의미로는 제1 직물 전극, 제2 직물 전극, 스페이서로 이루어진 웨어러블 터치 포인팅 장치만을 가리키지만, 넓은 의미로는 제어부(200)도 포함하는 전체를 가리킬 수도 있다. 상기 제어부(200)는 그 기능에 따른 논리적인 구분으로서, 이들 구성요소는 물리적으로는 통합되어 구현되거나 또는 분리되어 구현될 수 있다. 그리고 제어부(200)의 이러한 논리적인 기능 구분도 단지 설명의 편의를 위한 것으로서, 통합된 하나 또는 두 개의 구성요소가 모든 기능을 수행하거나 또는 그 본질에 반하지 않는 한 어느 하나의 구성요소에서 수행되는 일부 기능은 다른 구성요소에서 수행이 될 수도 있다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 의복 내부로 감춰지거나 적어도 부분적으로 보일 수 있다. 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 사용자로부터의 접촉을 감지함으로써 입력 여부와 함께 입력 위치를 판정하는 사용자 입력 장치(user's input apparatus)로서, 사용자는 손가락이나 스타일러스 펜 등을 이용하여 접촉 또는 가압함으로써 데이터나 신호 등을 입력할 수 있다.
본 발명에서 직물 전극을 구성하는 직물로는 신축성 있는 폴리에스테르, 나일론, 폴리우리탄계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 등을 예로 들 수 있다. 이러한 신축성 직물의 구체적인 예로는 DynamicTM , DynamicTM-creo, Spandex (lycra, elastane), 旭化成섬유® 선플레이, 旭化成섬유® 임팩트, 니케® 아로스트레치, 三菱레이온® 소아나, 帝人파이버® 테비아, KB세이렌® 에스판시오네 FF, KB세이렌® 에라스코트, KB세이렌® 미노우브, KB세이렌® 라펫시, KB세이렌® 구라샘 ES, KB세이렌® 에스판시오네, 쿠라보® Dow XLA, 도레이® 바디조이, 도레이® 트린티, 도레이® 파카나, 도레이® 사라카라홑, KB세이렌® 에스팬티, KB세이렌® 시데리아, 쿠라레® 에바, 쿠라레® 푸루네, 시키보® 유니파왈, 帝人파이버® 스페이실, 도요보® 브레스에어, 도레이® T-400 파이버 , 도레이® 핏티, 도레이® 비텔, 도레이® 푸루에라, 유니티카® 제트텐, 유니타카® 페오스, 쿠라레® 스판텔 등 신축성이 있는 모든 직물에서 선택하여 사용 할 수 있다.
상기 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)은 직물과 직물 상에 도전성 물질이 패터닝 되어 형성된 전도성 패턴(111)을 포함한다. 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)은 각각의 전도성 패턴들이 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 전도성 패턴(111)은 금, 은, 팔라듐, 니켈, 구리 등을 포함할 수 있는데, 구체적인 예로는 일본精線 Brauswick, Brausmet, 도레이 토루카, 쿠라레 쿠쿠, 쿠라레 세루멧구, Rohm & Haars X-static, Teijin 메다리온, ICI Epitoropic fiber, Rhone Poulene Nylfrance, Du pont Antron-Ⅲ, 쿠라레 쿠라가보, Monsanto ultron, 종방 베루도롱, 유니타카 무가Ⅲ, 도레이 SA-7에서 선택하여 사용 할 수 있다.
본 발명에서 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 전도성 패턴(111)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전도성 잉크를 직물에 스크린 프린팅, 롤러 프린팅, 잉크젯 프린팅하여 제조할 수 있다. 대안으로 직물의 직조 시에 두 개의 선 전극을 그리드 형태로 만들어 직물 전극을 형성하거나, 대안으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 직물 전극 및 제2 직물 전극의 직물 기재 위에 전기전도성 은사 또는 도전사(conductive yarn)로 자수를 놓아서 다양한 패턴으로 전극을 형성할 수 있다.
제1 직물 전극 및 제2 직물 전극을 구성하는 도전사의 예로는 SHIELDEX® 사, SHIELDEX® 가연사, SHIELDEX® 섬유, SHIELDEX® TPU 사, SHIELDEX® 직물, SHIELDEX® 편물, SHIELDEX® 부직포, Nanjing Bright Textiles 강철사, Nanjing Bright Textiles 니켈, 또는 구리 도금 폴리에스테르사 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 직물 전극(110) 및 상기 제2 직물 전극(130)의 직물 기재는 전기전도성과 신축성을 갖도록 한 올 이상의 도전사와 한 올 이상의 절연사로 편직되고, 상기 도전사와 절연사 가운데 적어도 하나는 탄성사와 합연되어 구성될 수 있다.
도전사는 예를 들어 폴리아미드사, 폴리에스테르사 등과 같은 섬유사에 금, 은, 니켈, 구리, 팔라듐 등과 같은 전기전도성 물질을 코팅한 전기전도성 코팅사를 포함한다. 도전사의 기본 전기전도도는 섬유사를 코팅하는 전기전도성 물질 자체의 전도도, 전기전도성 물질의 함량, 코팅 두께, 코팅 방법 등과 같은 물리적 특성에 따라 결정된다. 상기 도전사는 탄성사와 합연될 수 있다. 이렇게 되면 인장강도, 인장 탄성률, 신율, 굽힘 탄성률 등과 같은 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.
탄성사로는 스판덱스가 포함된 가공사 또는 모노 TPE YARN(thermoplastic elastomer)를 사용할 수 있다. 이들의 구체적인 예로는 스판덱스와 다른 이종사를 혼합하여 사가공(커버링, 인타, ATY, 합연 등)하여 형성한 스판덱스가 포함된 가공사를 들 수 있다. 모노 TPE는 열가소성 탄성중합체로 된 가공사로서 특히 SBC(thermoplastic styrenic block copolymer)와 같은 스티렌계, TPO(thermoplastic olefinic elastomer)와 같은 올레핀계, TPU (thermoplastic polyurethane)와 같은 우레탄계, TPAE(thermoplastic polyamide)와 같은 아미드계, 또는 TPEE(thermoplastic polyester elastomer)와 같은 폴리에스테르계 중 어느 하나의 소재로 된 가공사이다.
다른 실시예에서, 상기 제1 직물 전극(110) 및 상기 제2 직물 전극(130)의 직물 기재는 탄성 코어와 상기 탄성 코어를 적어도 부분적으로 둘러싸는 전도성 쉬스로 구성되는 전기전도성과 신축성을 모두 갖는 하이브리드사로 구성될 수도 있다.
상기 에어쿠션 스페이서(120)는 탄성 섬유가 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이에 수직으로 일정한 간격으로 형성되어 에어 공극을 가지고, 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)이 압력에 의해 접촉되도록 한다. 이러한 에어쿠션 스페이서(120)는 상층의 제2 직물 전극(130)이 처짐에 의해서 불필요한 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위해 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이에 일정한 간격을 유지한다. 상기 에어쿠션 스페이서(120)는 다수의 파이프 형상의 모노필라멘트사가 상기 제1 직물 전극(110)과 상기 제 2 직물 전극(130) 사이에 수직 방향으로 일정한 간격으로 편직되어 형성된다.
상기 에어쿠션 스페이서(120)는 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이의 이격 거리를 탄성적으로 유지 변화시킬 수 있는 탄성력이 우수한 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계 (예컨대, 스판덱스) 섬유로 구성되거나 또는 스티렌계 열가소성 엘라스토머로 구성될 수 있다. 이러한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 예로는 이의 종류에는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(수소화 폴리-부타디엔 폴리머), 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 코폴리머(수소화 폴리-이소프렌 폴리머) 및 스티렌-에틸렌/에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 코폴리머(수소화 폴리-이소프렌/부타디엔 폴리머) 등을 들 수 있다.
상기 에어쿠션 스페이서(120)는 모노필라멘트사로 구성될 수 있고, 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 각각의 직물 기재를 제직할 때에 열융착하기 편리한 원착사로 구성할 수 있다.
제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이의 이격 거리를 유지 변화시키는 에어쿠션 스페이서(120)의 지지력과 탄성복원력 향상을 위하여 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 직물 기재를 구성하는 사에 열융착이나 용매 융착이 가능한 융착사를 이용하게 되면, 직편직 후 융착에 필요한 공지된 열처리 가공 과정이나 용매를 이용한 처리 과정을 통해서 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 직물 기재를 구성하는 사를 용융시켜 에어쿠션 스페이서(120)에 융착 고정되게 할 수 있다. 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 직물 기재를 구성하는 사에 의한 에어쿠션 스페이서(120)의 고정력과 지지력이 극대화되기 때문에 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이에 수직 방향으로 일정한 방향으로 집결된 에어쿠션 스페이서(120)를 구성하는 섬유의 간격이 흐트러지거나 조직 구성이 손상되는 것을 방지하여 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 어느 지점에서든지 균일한 탄력성과 복원성을 유지할 수 있게 된다.
본 발명에서 제1 직물 전극(110), 제2 직물 전극(130) 및 에어쿠션 스페이서(120)는 양측으로 배열되는 2열의 니들 바(Needle Bar)를 가지는 편직기를 이용하여 편직하여 제조될 수 있다. 이러한 편직기의 일례로는 스윙동작과 래핑동작으로 원사를 공급하는 6개의 가이드 바와, 이 가이드 바의 길이 방향 양쪽으로 각각 고정 배열되는 트릭 플레이트와, 이 트릭 플레이트의 각 일측에 배열되어 승강 작용하는 2열의 다수의 니들 바들과, 이 니들 바들을 사이에 두고 각 트릭 플레이트를 향하여 수평 방향으로 전진 및 후진 작동하는 싱커를 구비하고 있으며, 이 편침들의 승강 작동과 상호 작용하여 가이드 바 중 전방과 후방에 위치하는 각각 2개의 가이드 바는 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 조직을 편성하고, 중앙에 위치하는 2개의 가이드 바는 가운데의 에어쿠션 스페이서(120)를 편성하게 한다. 이렇게 형성된 에어쿠션 스페이서는 두 개의 전극사이에서 균일한 탄력성과 복원성을 유지할 수 있어 정확한 터치 포인팅을 할 수 있게 만든다.
제2 직물 전극(130)의 상면은 사용자가 입력을 할 때 접촉하는 사용자 접촉면(user's touch surface)을 포함한다. 제2 직물 전극(130)은 소정의 힘이 가해지면 변형이 생길 수가 있다. 예를 들어, 사용자가 손가락이나 스타일러스 펜 등을 사용하여 사용자 접촉면을 접촉 또는 가압하는 경우에, 제2 직물 전극(130)은 변형될 수 있다. 제2 직물 전극(130)은 제1 직물 전극(110)과 소정의 간격으로 이격되어 배치되며, 제2 직물 전극(130)과 제1 직물 전극(110) 사이에는 에어쿠션 구조를 갖는 에어쿠션 스페이서(120)에 의해서 소정의 크기를 갖는 간극(gap)이 형성된다. 가압 또는 접촉되어 변형된 제2 직물 전극(130)은 제2 직물 전극(130)의 자체적인 복원력은 물론 에어쿠션 스페이서(120)의 복원력에 의하여 편평한 상태로 복원될 수 있다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)과 접속된 전원부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 전원부는 웨어러블 터치 포인팅 장치가 설치되는 스마트 전자기기의 전원 장치를 포함할 수 있다. 전원부는 접속된 구동전극 쌍에 인가되는 구동 전압(driving voltage) 및/또는 센싱 전압(sensing voltage)을 발생시키는 소스 전원을 포함하며, 소스 전원에서 생성된 구동전압은 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)에 인가되어 입력 여부 및 입력 위치를 판별하는데 이용될 수 있다.
다음으로 도 2에 도시된 바와 같은 웨어러블 터치 포인팅 장치의 동작 원리에 대해서 간략히 살펴본다. 제2 직물 전극(130)을 상부에서 하부 방향으로 터치할 때 제2 직물 전극(130)이 휘어짐에 따라 제2 직물 전극(130)과 제1 직물 전극(110) 사이의 이격 거리는 변화하게 된다. 제2 직물 전극(130)에 대한 터치 시에 상호 정전용량이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 객체가 제2 직물 전극(130)에 근접하는 경우, 객체가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체로 흡수되기 때문이다. 따라서 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130) 사이의 이격 거리의 변화에 따라 상호 정전용량 및 자체 정전용량의 변화량을 측정함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
제1 직물 전극과 제2 직물 전극의 두 개의 전극이 외부 압력에 의해 맞닿게 되면 이때 x, y의 위치에 따라 서로 다른 저항을 제어부(200)가 인식하는데, 발생되는 전류에 따라 감압방식과 정전방식에 해당하는 제어부(200)를 사용하여 웨어러블 터치 포인팅 장치를 형성할 수 있다. 제어부(200)는 제1 직물 전극(110)의 전도성 패턴과 접속된 제어부 및 제2 직물 전극(130)의 전도성 패턴과 접속된 제어부(200)를 포함한다. 제어부(200)는 제1 직물 전극(110)으로 전류와 같은 입력신호를 공급한다. 제어부(200)는 제1 직물 전극(110)으로 공급된 입력신호를 제2 직물 전극(130)으로부터 감지하는 역할을 한다. 따라서 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)의 각각의 전도성 패턴들이 서로 접속되는 경우, 제어부(200)로부터 공급된 입력신호는 제어부(200)에 의해 감지될 수 있게 된다. 이에 따라, 웨어러블 터치 포인팅 장치는 제어부(200)를 통해 입력신호를 감지함으로써, 사용자의 입력을 받아들일 수 있게 된다.
이상에서 웨어러블 터치 포인팅 장치로서 상호 저항 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 터치 포인팅 장치에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 웨어러블 터치 포인팅 장치는 전술한 방법 이외의 자기 정전용량 방식, 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 웨어러블 터치 포인팅 장치, 제어부, 및 드라이버 소프트웨어로 구성되고, 물리적인 접촉이 발생된 지점의 제1 직물 전극(110)과 제2 직물 전극(130)이 접촉되어 전기적인 아날로그 좌표를 검출하고, 그 신호를 제어부(200)에 입력한다. 제어부(200)는 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치로부터 입력되는 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터에 의하여 디지털 신호로 변화하여 드라이버 소프트웨어에 전송한다. 드라이버 소프트웨어는 제어부(200)로부터 입력되는 디지털 신호에 의하여 컴퓨터 등의 처리장치(300)에 출력할 수 있다.
본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는, 의복에 통합시키는데 적합하며, 저비용이며 튼튼하고 신뢰성 있는 웨어러블 터치 포인팅 장치에 대한 가능성을 실현한다. 이러한 웨어러블 터치 포인팅 장치는 세탁 공정으로부터의 손상을 겪을 필요 없이 세탁될 수 있도록 만들어질 수 있다. 세탁 공정에는, 습식 클리닝 공정(wet cleaning process) 또는 건식(dry) 클리닝 공정에 의해 세탁될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 포함하는 스마트 의류에 관한 것이다. 이러한 스마트 의류는 기존의 섬유에 디지털 정보 기술이 결합된 신개념 미래형 의류를 의미한다. 의복 본연의 역할인 쾌적성, 안전성, 내구성, 심미성, 관리의 편의성 등을 갖추고 있는 동시에 감지/제어, 통신, 작용/동작, 저장, 신호처리 기능 등의 스마트 기능까지 갖춘 의류이다. 본 발명의 다른 실시예의 스마트 의류에서 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 의복에 부착되는 영상 표시 장치 등의 각종 스마트 기기의 입력 수단으로 기능할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 본 발명의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 이용하는 전자기기에 관한 것이다. 이러한 기기들은 손목, 팔목, 또는 발목에 착용하는 밴드형, 신발형, e-텍스타일을 포함한 의복형, 안경형 등으로 신체 상태를 모니터링하는 웨어러블 전자 건강관리 기기들(wearable electronic healthcare appliances) 뿐만 아니라 엔터테인먼트 등 다양한 용도의 웨어러블 기기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예의 웨어러블 터치 포인팅 장치는 착용가능한 입력 시스템, 착용가능한 터치스크린, 블루투스 무선통신용 웨어러블 입력시스템 (헬스케어용; 만보계, 활동량 측정계, 혈압계), 곡면이나 협소한 작업 공간에서도 편리하게 사용 가능한 산업용 입력장치, 공공기관(야구장, 영화관, 도서관, 버스, 비행기 등) 유동 인구 관리 및 감시 시스템 좌석 등에 광범위하게 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이상에서 기술한 실시예는 본 발명의 보호범위를 제한하는 것이 아니고, 단지 본 발명의 바람직한 구현예를 예시하기 위한 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명의 진정한 보호범위는 후술하는 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.
110: 제1 직물 전극
130: 제2 직물 전극
120: 에어쿠션 스페이서
200: 제어부

Claims (16)

  1. 대향하는 제1 직물 전극과 제2 직물 전극 사이에 에어쿠션 스페이서를 포함하고, 상기 에어쿠션 스페이서는 모노필라멘트사가 상기 제1 직물 전극과 상기 제 2 직물 전극 사이에 수직 방향으로 일정한 간격으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 웨어러블 터치 포인팅 장치는 상기 제1 직물 전극과 상기 제2 직물 전극 형성과 동시에 상기 제1 직물 전극과 상기 제2 직물 전극 사이의 이격 거리를 유지하는 상기 에어쿠션 스페이서가 형성되도록 편직되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에어쿠션 스페이서는 제1 직물 전극과 제2 직물 전극 사이의 이격 거리를 탄성적으로 유지 변화시킬 수 있는 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 또는 폴리우레탄계 섬유 또는 스티렌계 열가소성 엘라스토머로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직물 전극은 직물 기재에 전도성 패턴이 형성된 것으로, 상기 직물 기재는 폴리아미드계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트계로 구성되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직물 전극의 전도성 패턴은 금, 은, 팔라듐, 니켈, 및 구리로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직물 전극의 전도성 패턴은 직물에 전도성 잉크를 스크린 인쇄, 롤러 프린팅, 또는 전기수력학적 프린팅에 의해 프린팅하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직물 전극의 전도성 패턴은 직물의 직조 시에 선 전극을 그리드 형태로 직조하여 형성된 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선 전극은 전기전도성 은사 또는 도전사(conductive yarn)로 구성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 직물 전극 및 상기 제2 직물 전극의 직물 기재는 도전사와 절연사로 편직되고, 상기 도전사와 절연사 가운데 적어도 하나는 탄성사와 합연되어, 상기 직물 기재는 전기전도성과 신축성을 모두 갖도록 구성된 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 제1 직물 전극 및 상기 제2 직물 전극의 직물 기재는 탄성 신축성 코어와 상기 탄성 신축성 코어를 적어도 부분적으로 둘러싸는 전도성 쉬스로 구성되는 하이브리드사로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 제1 직물 전극과 상기 제2 직물 전극의 전도성 패턴은 직물 기재의 전체 면에 형성되거나 스트라이프, 또는 그리드 상으로 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 장치가 상기 제1 직물 전극에 입력 신호를 공급하고, 공급된 입력신호를 감지하는 제어부를 추가로 포함하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 장치는 대향하는 제1 직물 전극과 제2 직물 전극이 서로 접촉될 때, 접촉 지점에서 저항의 변화나 전류에 따라서 감압 방식 또는 정전 방식으로 구현되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 장치가 터치스크린, 블루투스 무선통신용 웨어러블 입력 시스템, 또는 산업용 입력장치로 사용되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 터치 포인팅 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 포함하는 스마트 의류.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항의 웨어러블 터치 포인팅 장치를 포함하는 전자기기.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210074838A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류
KR20220076070A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012177565A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Tsuchiya Co Ltd 引張変形検知布

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012177565A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Tsuchiya Co Ltd 引張変形検知布

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210074838A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류
KR102309216B1 (ko) * 2019-12-12 2021-10-05 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류
KR20220076070A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류
KR102411907B1 (ko) * 2020-11-30 2022-06-21 성균관대학교산학협력단 직물기반 웨어러블 센서의 제조 방법 및 이를 포함하는 스마트 의류

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