KR101864244B1 - 단추형 전자직물형 소자 - Google Patents

Abstract

단추형 전자직물형 소자는 전자소자, 몰드부 및 전도성실을 포함한다. 상기 전자소자는 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 실장된 소자부를 포함한다. 상기 몰드부는 상기 전자소자를 내부에 위치시키며 단추 형상의 외형을 형성한다. 상기 전도성실은 상기 전자소자와 전기적으로 연결되며, 상기 몰드부를 의복에 고정한다.

Description

단추형 전자직물형 소자{ELECTRONIC TEXTILE DEVICE HAVING A BUTTON-SHAPED SENSOR}

본 발명은 단추형 전자직물형 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고형의 단추 형상의 내부에 전자소자 부품을 배치하여 직물형 소자를 구성한 단추형 전자직물형 소자에 관한 것이다.

최근 의류나 섬유에 전자 소자를 장착하여 전자 소자의 기능을 구현하는 의류나 섬유 제품들이 다양하게 출시되고 있으며, 의복에 전자 소자가 직접 구비됨에 따라 기존에 휴대가 필요하였던 전자 제품들을 휴대할 필요가 없어지면서 사용자의 편의성과 활동성이 향상되는 효과를 나타내고 있다.

다만, 의류나 섬유에 장착되는 전자 소자는 사용자의 자유로운 활동성을 유지할 수 있도록 장착되어야 하며, 세탁 등이 가능하며 내구성이 높은 소자로 제작되어야 할 필요가 있으며 이에 대한 연구가 진행되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1336697호에서는 플렉시블 발광부를 갖는 의복에 관한 것으로, 의복 본체의 외측면에 발광이 가능한 전자 소자가 구비된 기술을 개시하고 있으며, 대한민국 공개실용신안 제20-2011-0010386호에서는 엘이디 조명 부재를 구비하는 의복에 관한 것으로, 의복의 외피에 엘이디가 구비되어 발광하는 기술을 개시하고 있다.

이와 같이, 전자 소자가 구비되어 다양한 기능을 구현하는 의복이 개발되고는 있으나, 대부분의 전자 소자가 의복에 바느질을 통해 부착되는바 부품 교체가 자유롭지 못하며 전자 소자의 부착 공정이 용이하지 않으며, 세탁이나 자유로운 활동을 반복적으로 수행하는 경우 전자 소자의 내구성이 저하되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1336697호 대한민국 공개실용신안 제20-2011-0010386호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 내구성이 향상되고, 부품 교체가 자유로우며 자동부착이 용이하며 사용자의 활동성이나 세탁이 용이한 단추형 전자직물형 소자에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 단추형 전자직물형 소자는 전자소자, 몰드부 및 전도성실을 포함한다. 상기 전자소자는 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 실장된 소자부를 포함한다. 상기 몰드부는 상기 전자소자를 내부에 위치시키며 단추 형상의 외형을 형성한다. 상기 전도성실은 상기 전자소자와 전기적으로 연결되며, 상기 몰드부를 의복에 고정한다.

일 실시예에서, 상기 전자소자는, 중앙에 상기 전도성실이 통과하는 개구부, 및 상기 소자부와 전기적으로 연결되어 상기 개구부의 외측을 따라 형성되며, 상기 전도성실이 접촉하여 전기적으로 연결되는 전도부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전도성실은 전원부와 연결되어 상기 전자소자에 전원을 제공하는 제1 및 제2 전도성실들을 포함하고, 상기 전도부는 상기 제1 전도성실과 접촉하는 제1 전도부, 및 상기 제2 전도성실과 접촉하는 제2 전도부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전자소자와 전기적으로 연결되어 상기 전자소자의 신호를 외부로 전달하며, 상기 몰드부를 의복에 고정하는 신호실을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 개구부에 상기 신호실이 통과하며, 상기 전도부는 상기 신호실과 전기적으로 접촉하는 제3 전도부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 몰드부는, 상기 전자소자의 상부를 커버하는 상부몰드, 및 상기 전자소자의 하부를 커버하는 하부몰드를 포함하며, 상기 상부몰드 및 상기 하부몰드는 상기 개구부와 일렬로 개구될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 몰드부는 상기 전자소자를 내부로 몰딩시켜 밀폐할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 단추형상의 몰드부 내부에 전자소자가 위치하며, 전도성실에 의해 사이 몰드부가 의복에 고정되므로, 단추로서의 역할은 물론 전자소자의 내구성이 향상되고 상대적으로 부착 및 탈착이 용이하면서도, 사용자의 활동성이 제한되지 않으며 재봉기 등을 통한 자동 부착이 가능하여 작업성이 향상될 수 있다.

특히, 상기 전자소자는 센서, 제어소자, 통신소자 등 다양한 전자부품을 포함할 수 있으므로, 다양한 기능을 구현할 수 있어 의복의 기능성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 전도성실은 전자소자에 형성된 개구부를 관통하며 단추를 고정하는 실과 같은 역할을 수행하면서도, 개구부의 외측에 형성된 전도부와 접촉되어 전자소자와도 전기적으로 연결되므로, 상기 전자소자에 전원을 공급할 수 있다.

나아가, 신호실도 전자소자에 형성된 개구부를 관통하며 단추를 고정하고, 전도부와 접촉되어 전자소자와도 전기적으로 연결되므로, 상기 전자소자로부터 발생되는 신호를 외부로 전달하거나, 상기 전자소자의 동작 신호를 입출력할 수 있다.

이와 같이, 전도성실 또는 신호실이 단추형 전자직물형 소자를 고정하여 단추로서의 역할도 수행하면서 전자소자의 구동 또는 신호전달의 역할도 동시에 행할 수 있어, 전자직물형 웨어러블 디바이스를 구현할 수 있다.

또한, 몰드부는 상기 전자소자를 내부에 위치하며 밀폐하여 몰딩하므로, 단추형 전자직물형 소자가 세탁 등에 의해 내구성이 저하되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자가 부착된 의복을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단추형 전자직물형 소자를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단추형 전자직물형 소자의 전자 소자를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 단추형 전자직물형 소자의 제작 방법을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자를 도시한 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자가 부착된 의복을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자(100)는 의류나 의복 또는 섬유제품(10)에 사용되는 단추와 동일하거나 유사한 형태로 제작되며, 실제 의류나 의복 또는 섬유제품(10)에서 단추의 역할과 동일한 역할을 수행할 수 있다.

그리하여, 종래 전자소자를 의복 등에 장착하는 경우, 전자소자의 장착을 위한 별도의 재단이나 모듈 등을 생략할 수 있고, 종래의 단추를 본 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자로 대체할 수 있다.

도 2는 도 1의 단추형 전자직물형 소자를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 단추형 전자직물형 소자의 전자 소자를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 1의 단추형 전자직물형 소자의 제작 방법을 도시한 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자(100)는 전자소자(110), 몰드부(120, 130) 및 전도성실을 포함한다.

상기 전자소자(110)는 베이스 기판(111), 소자부(112) 및 전도부(114, 115)를 포함한다.

상기 베이스 기판(111)은 전체적으로 원형 플레이트 형상을 가지며, 단추의 형상에 따라 사각 플레이트 형상 또는 다각 플레이트 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

이 경우, 상기 베이스 기판(111)은 상기 소자부(112)가 실장되는 회로기판(PCB)일 수 있다.

한편, 상기 베이스 기판(111)의 중앙에는 개구부(113)가 형성될 수 있으며, 상기 개구부(113)는 종래의 단추에서 실이 고정되는 단추구멍과 같이 형성될 수 있다.

또한, 상기 개구부(113)의 개수는 다양하게 형성될 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 두 쌍이 형성될 수 있다.

상기 소자부(112)는 상기 베이스 기판(111) 상에 실장되며, 다양한 기능을 가지는 전자 부품일 수 있다. 예를 들어, 상기 소자부(112)는 특정 데이터의 센싱을 위한 센서, 제어유닛, 통신유닛, 발광유닛 등 다양한 기능을 구현할 수 있는 소자로, 의복에서 필요로 하는 기능에 따라 선택될 수 있다.

상기 전도부(114, 115)는 제1 전도부(114) 및 제2 전도부(115)로 구분될 수 있으며, 상기 개구부(113)의 외측을 따라 형성된다.

즉, 상기 전도부(114, 115)는 상기 개구부(113)의 외측을 따라, 개구부가 원형 형상을 가지는 경우 상기 원형의 원주를 따라 원형 고리 형상으로 형성될 수 있다.

상기 전도부(114, 115)는 상기 소자부(112)와 전기적으로 연결되며, 후술되는 상기 전도성실과 접촉하여 전기적으로 연결된다.

즉, 상기 전도성실이 상기 개구부(113)를 통해 고정되는 경우, 상기 전도성실은 상기 전도부(114, 115)에 접촉하게 되며 이에 따라 상기 소자부(112)와 상기 전도성실은 상기 전도부를 통해 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 개구부(113)가 두 쌍으로 형성되는 경우, 상기 제1 전도부(114) 및 상기 제2 전도부(115)는 각각 한 쌍으로 구분될 수 있다.

즉, 종래 단추가 실에 의해 고정되는 구조를 고려할 때, 하나의 전도성실이 두 개의 개구부(113)를 통해 고정되는 것이 일반적임을 고려하여 본 실시예에서도 후술되는 제1 전도성실은 상기 제1 전도부(114)에 고정되며, 제2 전도성실은 상기 제2 전도부(115)에 고정될 수 있다.

이 경우, 상기 개구부의 개수 및 전도부가 포함하는 개구부의 개수 및 전도성실의 연결관계는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 몰드부(120, 130)는 상부 몰드(120) 및 하부 몰드(130)를 포함하며, 내부에 상기 전자소자(110)를 위치시키고, 상기 전자소자(110)를 밀폐시킨다.

상기 상부 몰드(120)는 상기 전자소자(110)의 상부를 커버하고, 상기 하부 몰드(130)는 상기 전자소자(110)의 하부를 커버하며, 상기 상부 몰드(120) 및 상기 하부 몰드(130)는 각각 상부 고정부(121) 및 하부 고정부(131)를 포함하여 상기 상부 몰드(120)와 상기 하부 몰드(130)를 서로 고정시킨다.

또한, 도시하지는 않았으나, 상기 상부 고정부(121) 및 상기 하부 고정부(131)에는 개구부가 형성되어, 상기 전도성실이 관통할 수 있다.

즉, 상기 상부 고정부(121) 및 상기 하부 고정부(131)는 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 전도성실이 관통하는 위치를 고려하여 위치하며 상기 상부 몰드(120)와 상기 하부 몰드(130)를 서로 고정할 수 있다.

이와 같이, 상기 상부 몰드(120)에는 상기 개구부(113)가 형성되는 위치와 동일한 위치에 상기 개구부(113)와 일렬로 개구가 형성되며 이를 통해 상기 전도성실 또는 상기 신호실이 관통하며 연결될 수 있다.

한편, 상기 몰드부(120, 130)는 내부에 상기 전자소자(110)를 고정시킬 수 있으며 상기 전도성실 또는 상기 신호실이 관통하며 통과할 수 있다면 도 4에 도시된 것 외에 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 전도성실은 제1 전도성실(141) 및 제2 전도성실(142)을 포함하며, 상기 제1 전도성실(141)은 상기 한 쌍의 개구부(113)를 관통하며 연결되어 상기 제1 전도부(114)에 접촉하고, 상기 제2 전도성실(142)은 상기 한 쌍의 개구부(113)를 관통하며 연결되어 상기 제2 전도부(115)에 접촉한다.

이 경우, 상기 제1 전도성실(141) 및 상기 제2 전도성실(142)은 상기 개구부(113)를 관통하며 연결되어 상기 전자소자(110) 및 상기 몰드부를 의복에 고정시킨다. 이와 동시에, 상기 전도부와 접촉하면서 상기 소자부(112)와 전기적으로 연결된다.

즉, 상기 제1 및 제2 전도성실들(141, 142)은 상기 소자부(112)와 전기적으로 연결되며 외부로 연장되므로 상기 제1 및 제2 전도성실(141, 142)이 외부의 전원부(미도시)와 연결되는 경우, 상기 소자부(112)는 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 전도성실들(141, 142)이 전원을 공급받는 경우, 예를 들어, 상기 제1 전도성실(141)은 상기 전원부의 양극(+)과 연결되고, 상기 제2 전도성실(142)은 상기 전원부의 음극(-)과 연결될 수 있다.

한편, 도면에는 상기 제1 및 제2 전도성실들(141, 142)이 상기 개구부(113)에 1회 감기며 고정되는 것을 도시하였으나, 종래 단추의 고정에 사용되는 실이 복수회 감기며 단추를 고정하는 것과 동일하게 상기 제1 및 제2 전도성실들(141, 142)은 상기 개구부(113)에 복수회 감기면서 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자를 도시한 평면도이다.

본 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자(101)는 제1 및 제2 전도성실들 외에 신호실이 추가로 연결되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 단추형 전자직물형 소자(100)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 단추형 전자직물형 소자(101)에서는 신호실(143)이 추가로 연결된다.

이를 위해, 상기 개구부(113)는 세 쌍으로 형성되며, 이에 따라 상기 전도부도 제1 및 제2 전도부들(114, 115) 외에 제3 전도부(116)를 더 포함한다.

그리하여, 상기 제1 및 제2 전도성실들(141, 142)이 상기 개구부(113)를 관통하며 고정되어 상기 제1 및 제2 전도부들(114, 115)과 각각 접촉되는 것 외에, 상기 신호실(143)도 상기 개구부(113) 중 한 쌍을 관통하며 고정되어 상기 제3 전도부(116)에 접촉한다.

그리하여, 상기 신호실(143)은 상기 제3 전도부(116)를 통해 상기 소자부(112)와 전기적으로 접속된다.

이 경우, 상기 신호실(143)은 상기 소자부(112)로부터 제공되는 신호를 외부로 전달하거나, 상기 소자부(112)로 필요한 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 신호는 상기 소자부(112)에서 센싱된 센싱신호이거나, 상기 소자부(112)를 제어하기 위한 제어신호 또는 상기 소자부(112)와 외부와의 통신신호 등일 수 있다.

이와 같이, 상기 신호실(143)이 추가로 연결되어 의복에의 고정력을 향상시키는 것은 물론, 상기 소자부(112)와 외부와의 전기적인 신호도 전달할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 단추형상의 몰드부 내부에 전자소자가 위치하며, 전도성실에 의해 사이 몰드부가 의복에 고정되므로, 단추로서의 역할은 물론 전자소자의 내구성이 향상되고 상대적으로 부착 및 탈착이 용이하면서도, 사용자의 활동성이 제한되지 않으며 재봉기 등을 통한 자동 부착이 가능하여 작업성이 향상될 수 있다.

특히, 상기 전자소자는 센서, 제어소자, 통신소자 등 다양한 전자부품을 포함할 수 있으므로, 다양한 기능을 구현할 수 있어 의복의 기능성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 전도성실은 전자소자에 형성된 개구부를 관통하며 단추를 고정하는 실과 같은 역할을 수행하면서도, 개구부의 외측에 형성된 전도부와 접촉되어 전자소자와도 전기적으로 연결되므로, 상기 전자소자에 전원을 공급할 수 있다.

나아가, 신호실도 전자소자에 형성된 개구부를 관통하며 단추를 고정하고, 전도부와 접촉되어 전자소자와도 전기적으로 연결되므로, 상기 전자소자로부터 발생되는 신호를 외부로 전달하거나, 상기 전자소자의 동작 신호를 입출력할 수 있다.

이와 같이, 전도성실 또는 신호실이 단추형 전자직물형 소자를 고정하여 단추로서의 역할도 수행하면서 전자소자의 구동 또는 신호전달의 역할도 동시에 행할 수 있어, 전자직물형 웨어러블 디바이스를 구현할 수 있다.

또한, 몰드부는 상기 전자소자를 내부에 위치하며 밀폐하여 몰딩하므로, 단추형 전자직물형 소자가 세탁 등에 의해 내구성이 저하되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 단추형 전자직물형 소자는 전자 소자가 구비된 의류, 의복, 섬유 제품에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

100 : 단추형 전자직물형 소자 110 : 전자 소자
111 : 베이스 기판 112 : 소자부
113 : 개구부 114 : 제1 전도부
115 : 제2 전도부 120 : 상부 몰드
121 : 상부 고정부 130 : 하부 몰드
131 : 하부 고정부 141 : 제1 전도성 실
142 : 제2 전도성 실 143 : 신호실

Claims (7)

1. 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 실장된 소자부를 포함하는 전자소자;
   상기 전자소자를 내부에 위치시키며 단추 형상의 외형을 형성하는 몰드부;
   전원부와 연결되어 상기 전자소자에 전원을 제공하는 제1 및 제2 전도성실들을 포함하고, 상기 몰드부를 의복에 고정하는 전도성실; 및
   상기 전자소자와 전기적으로 연결되어 상기 전자소자의 센싱 신호 또는 통신 신호를 외부로 전달하며, 상기 몰드부를 의복에 고정하는 신호실을 포함하고,
   상기 전자소자는, 중앙에 상기 제1 및 제2 전도성실들 및 상기 신호실이 각각 통과하는 복수의 개구부들, 및 상기 소자부와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 전도성실들 및 상기 신호실이 각각 접촉하여 전기적으로 연결되는 전도부를 더 포함하고,
   상기 제1 및 제2 전도성실들, 및 상기 신호실은 상기 몰드부의 외부로 연장되어 각각 전원부 및 외부와 연결되는 것을 특징으로 하는 단추형 전자직물형 소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 전도부는,
   상기 개구부의 외측을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 단추형 전자직물형 소자.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전도부는 상기 제1 전도성실과 접촉하는 제1 전도부, 및 상기 제2 전도성실과 접촉하는 제2 전도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단추형 전자직물형 소자.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제2항에 있어서, 상기 몰드부는,
   상기 전자소자의 상부를 커버하는 상부몰드; 및
   상기 전자소자의 하부를 커버하는 하부몰드를 포함하며,
   상기 상부몰드 및 상기 하부몰드는 상기 개구부와 일렬로 개구된 것을 특징으로 하는 단추형 전자직물형 소자.
7. 제6항에 있어서,
   상기 몰드부는 상기 전자소자를 내부로 몰딩시켜 밀폐하는 것을 특징으로 하는 단추형 전자직물형 소자.

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