KR101864246B1 - 전자직물용 모듈형 단추소자 - Google Patents

전자직물용 모듈형 단추소자 Download PDF

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Abstract

전자직물용 모듈형 단추소자는 직물에 고정된 베이스 단추를 포함한다. 상기 베이스 단추는 베이스 절연기판, 베이스 전자소자 실장부, 전도부 및 베이스 몰드층을 포함한다. 상기 베이스 절연기판은 중앙에 단추구멍이 형성되어 전도사가 관통된다. 상기 베이스 전자소자 실장부는 상기 베이스 절연기판 상에 배치되고 상기 전도사를 통해 인가되는 전기신호의 동작을 위한 전자소자가 실장된다. 상기 전도부는 상기 단추구멍의 내면을 따라 형성되어 상기 전도사 및 상기 베이스 전자소자 실장부와 전기적으로 연결된다. 상기 베이스 몰드층은 상기 베이스 전자소자 실장부 및 상기 베이스 절연기판을 커버하여 외부와 전기적으로 절연한다.

Description

전자직물용 모듈형 단추소자{Module-type Button for Electronic Textile}
본 발명은 전자직물용 모듈형 단추소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는 의류나 섬유에 장착되어 전자소자의 기능을 구현할 수 있는 확장가능한 전자직물용 모듈형 단추소자에 관한 것이다.
최근 의류나 섬유에 전자 소자를 장착하여 전자 소자의 기능을 구형하는 의류나 섬유 제품들이 다양하게 출시되고 있으며, 의복에 전자 소자가 직접 구비됨에 따라 기존에 유대가 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.
그러나 종래기술의 경우 의류에 고정된 소켓부 만으로는 독립된 기능을 가지지 못하고 의류의 각 단부를 열거나 닫을 수도 없어서, 헤드부를 반드시 포함되어야 구성이 완성된다.
또한 전자소자부를 도전사로 직물에 봉합하는 기술이 개발되었으나, 전자소자 배치가 제한적이며 추가적인 소자의 확장이 어렵다. 더욱이 세탁 등의 과정에서 불량이 발생하여 수명이 감소된다.
대한민국특허등록 제10-1612921호(2016. 4. 8), "스마트 의류용 배터리 단추" 일본특허등록 제05653840호(2014. 11. 28), "전자 버튼 및 발광 다이오드 버튼 모듈"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 효과적인 전자소자의 기능을 구현하며 용이하게 확장가능한 전자직물용 모듈형 단추소자에 관련된 기술을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자는 직물에 고정된 베이스 단추를 포함한다. 상기 베이스 단추는 베이스 절연기판, 베이스 전자소자 실장부, 전도부 및 베이스 몰드층을 포함한다. 상기 베이스 절연기판은 중앙에 단추구멍이 형성되어 전도사가 관통된다. 상기 베이스 전자소자 실장부는 상기 베이스 절연기판 상에 배치되고 상기 전도사를 통해 인가되는 전기신호의 동작을 위한 전자소자가 실장된다. 상기 전도부는 상기 단추구멍의 내면을 따라 형성되어 상기 전도사 및 상기 베이스 전자소자 실장부와 전기적으로 연결된다. 상기 베이스 몰드층은 상기 베이스 전자소자 실장부 및 상기 베이스 절연기판을 커버하여 외부와 전기적으로 절연한다.
일 실시예에서, 상기 베이스 절연기판은, 플레이트 형상을 가지며, 상기 전도사에 의해 상기 직물에 탈부착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추는, 상기 베이스 절연기판의 상면에 배치되며 외부 모듈과 전기적으로 연결되는 베이스 연결접속단자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 연결접속단자는, 상기 베이스 절연기판의 주변을 따라 돗트 형상으로 복수개 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 연결접속단자는, 상기 베이스 절연기판의 주면을 따라 링 형상으로 배열될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자는 베이스 단추 및 제1 모듈형 단추를 포함한다. 상기 베이스 단추는 중앙에 단추구멍이 형성되어 전도사가 관통되는 베이스 절연기판, 상기 베이스 절연기판 상에 전자소자가 실장되는 베이스 전자소자 실장부, 상기 전도사 및 상기 베이스 전자소자 실장부와 전기적으로 연결되는 전도부, 및 상기 베이스 절연기판의 상면 상에 배치된 베이스 연결접속단자를 포함한다. 상기 제1 모듈형 단추는 제1 절연기판, 상기 제1 절연기판 상에 전자소자가 실장되는 제1 전자소자 실장부, 및 상기 제1 절연기판에 배치되어 상기 베이스 연결접속단자와 접속되는 제1 연결접속단자를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추 및 상기 제1 모듈형 단추는 동일한 형상으로 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추는 상기 전도사에 의해 상기 직물에 탈부착되며, 상기 제1 모듈형 단추는 상기 베이스 단추와 탈부착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추 및 상기 제1 모듈형 단추는 중앙부에 서로 탈부착이 가능한 베이스 자석부 및 제1 자석부가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 연결접속단자 및 상기 제1 연결접속단자는 도전성 물질을 포함하여 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 전자소자 실장부에 실장된 전자소자는 상기 전도사를 통해 인가되는 전기신호에 의해 동작되며, 상기 제1 전자소자 실장부에 실장된 전자소자는 상기 베이스 연결접속단자 및 상기 제1 연결접속단자를 통해 인가되는 전기신호에 의해 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추는, 상기 베이스 절연기판 및 상기 베이스 전자소자 실장부를 외부와 전기적으로 절연하는 베이스 몰드층을 더 포함하고, 상기 베이스 연결접속단자는 상기 베이스 몰드층의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추는 상기 베이스 절연기판의 상면 상에 상기 베이스 연결접속단자와 인접하도록 배치된 베이스 보조연결접속단자를 더 포함하고, 상기 제1 모듈형 단추는 상기 제1 절연기판에 상기 제1 연결접속단자와 인접하도록 배치되어 상기 베이스 보조연결접속단자와 전기적으로 연결되는 제1 보조연결접속단자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 연결접속단자는 상기 제1 절연기판의 상면 및 하면에 배치되며, 상기 제1 모듈형 단추의 상부에서 상기 제1 연결접속단자와 전기적으로 연결되는 제2 연결접속단자를 포함하는 제2 모듈형 단추를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 단추, 상기 제1 모듈형 단추 및 상기 제2 모듈형 단추는 각각 주소(address)를 가지고 있어 서로 구분되어 동작이 제어될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자소자 부품을 고형의 베이스 단추, 제1 모듈형 단추, 및 제2 모듈형 단추 내에 제작하여 섬유제품인 전자직물에 용이하게 부착될 수 있다.
또한, 전자소자 실장부가 단단한 절연기판 상에 고정되고 몰드층에 의해 둘러싸여져 있어 뛰어난 내구성을 가진다. 필요한 기능에 따라 모듈형 단추의 개수를 증가시키는 것이 가능하며, 전자소자 실장부 상에 배터리, 제어회로, 센서, 통신회로, 발광회로, 등의 다양한 구성이 가능하다.
또한, 전자직물 상에 고정되는 베이스 단추는 세탁과정을 고려하여 방수기능을 포함한다. 반면에 베이스 단추에 탈착가능하도록 부착되는 모듈형 단추들은 세탁전에 베이스 단추로부터 분리되기 때문에, 밀봉처리되지 않은 상태에서 사용하는 소자들인 온도센서, 습도센서, 환경센서 등을 포함할 수 있다.
비록 베이스 단추가 전자직물에 고정되더라도 전도사만 교체하면 쉽게 이탈될 수 있기 때문에, 베이스 단추가 고장나더라도 용이하게 교체하여 수리하는 것이 가능하다. 모듈형 단추들은 애초에 탈착가능하도록 구성되기 때문에 교체와 수리가 용이하다.
또한, 베이스 단추, 제1 모듈형 단추, 및 제2 모듈형 단추는 전원구동신호, 및 그라운드신호는 클럭신호 및 데이터 신호의 접속단자로 공통연결되며, 각 단추들은 주소를 가지고 있어서 구분하여 명령 및 제어가 가능하고 독립적인 기능 구현이 가능하다.
또한, 베이스 단추 및 모듈형 단추가 자석부를 포함하여 서로 탈착가능하도록 결합된다.
또한, 연결접속단자 및 보조연결접속단자가 링 형상을 가져서 베이스 단추 및 모듈형 단추들이 방향에 상관없이 탈착가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 모듈형 단추소자가 전자직물에 사용되는 경우, 장착을 위한 별도의 재단이나 모듈을 생략하고, 종래의 단추를 장착하는 방식으로 장착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 단추소자가 구비된 전자직물을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베이스 단추를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 베이스 단추를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 베이스 단추를 나타내는 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 따른 모듈형 단추소자가 구비된 전자직물을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 모듈형 단추소자(100)가 전자직물(10)의 전면을 따라서 배치된다. 모듈형 단추소자(100)의 위치는 사용자의 동작편의성에 따라 전자직물(10)의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 모듈형 단추소자(100)는 전자직물(10)의 소매, 가슴, 칼라 등 다양한 위치에 배치될 수 있다.
모듈형 단추소자(100)는 의류나 의복 또는 전자직물(10)에 사용되는 단추의 역할과 동일한 결착구조로 사용될 수 있다. 모듈형 단추소자(100)가 전자직물(10)에 사용되는 경우, 장착을 위한 별도의 재단이나 모듈을 생략하고, 종래의 단추를 장착하는 방식으로 장착될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 베이스 단추를 나타내는 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 회로도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 전자직물용 모듈형 단추소자(100)는 전도사(15)를 통하여 전자직물(10)에 부착된다. 관통홀(12)은 전자직물(10)을 관통하여 형성되고, 전도사(15)는 관통홀(12)을 통과하여 형성된다. 전도사(15)는 도전성 물질을 포함하여 전력 또는 전기신호를 전송한다.
전자직물용 모듈형 단추소자(100)는 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)를 포함한다. 다른 실시예에서, 모듈형 단추(120, 130)가 생략되고, 전자직물용 모듈형 단추소자(100)가 베이스 단추(110)만을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모듈형 단추(120, 130)의 개수가 1개 또는 3개 이상일 수도 있다.
베이스 단추(110)는 전도사(15)를 통하여 전자직물(10)에 부착되고, 전자직물(10)에 인접하게 배치된다. 이때 베이스 단추(110)의 하면은 전자직물(10)의 표면과 접촉될 수 있다. 본 실시예에서, 베이스 단추(110)는 전도사(15)를 통하여 전자직물(10)에 고정되며, 세탁과정을 고려하여 방수기능을 포함한다.
비록 베이스 단추(110)가 전자직물(10)에 고정되더라도, 전도사(15)만 교체하면 쉽게 이탈될 수 있다. 따라서 베이스 단추(110)가 고장나더라도 용이하게 교체하여 수리하는 것이 가능하다.
베이스 단추(110)는 베이스 절연기판(111), 베이스 연결접속단자(112), 베이스 몰드층(113), 베이스 전자소자 실장부(114), 단추구멍(116), 및 전도부(117)를 포함한다.
베이스 절연기판(111)은 전체적으로 원형 플레이트 형상, 다각형 플레이트 형상, 등 일반적인 단추와 동일하거나 유사한 형상을 가진다. 예를 들어, 베이스 절연기판(111)이 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
베이스 연결접속단자(112)는 금속, 금속산화물 등의 도전성 물질을 포함하고 베이스 절연기판(111)의 상면 상에 배치되며 외부로 노출되도록 형성된다. 베이스 연결접속단자(112)는 베이스 단추(110) 상에 배치되는 제1 모듈형 단추(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 베이스 연결접속단자(112)는 돗트 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 베이스 연결접속단자(112)는 링 형상, 패드 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 베이스 연결접속단자(112)가 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 포함할 수도 있다.
베이스 몰드층(113)은 베이스 절연기판(111)을 커버하여 베이스 절연기판(111) 상의 구조물을 외부의 전자직물(10), 제1 모듈형 단추(120) 등으로부터 전기적으로 절연시킨다. 본 실시예에서, 베이스 몰드층(113)은 합성수지, 유리 등 절연물질을 포함하고 베이스 절연기판(111)의 외면을 코팅할 수 있다.
베이스 전자소자 실장부(114)는 베이스 절연기판(111) 상에 배치되고 전기신호의 동작을 위한 배터리, 제어회로, 센서, 통신회로, 발광회로, 등의 다양한 소자가 실장될 수 있다. 도 2에는, 베이스 절연기판(111)의 상면에만 베이스 전자소자 실장부(114)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 베이스 전자소자 실장부(114)는 베이스 절연기판(111)의 하면, 또는 상면과 하면에 함께 형성될 수도 있다.
베이스 전자소자 실장부(114)의 회로들은 전도사(15)를 통하여 인가된 전력 또는 전기신호를 이용하여 구동된다.
단추구멍(116)은 베이스 절연기판(111)의 중앙부에 형성되어, 전도사(15)가 관통된다.
전도부(117)는 단추구멍(116)의 내면을 따라 형성되어 전도사(116) 및 베이스 전자소자 실장부(114)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 전도부(117)가 단추구명(116)의 외측으로 연장되어 베이스 전자소자 실장부(114)에 연결될 수 있다.
제1 모듈형 단추(120)는 베이스 단추(110) 상에 배치되고 베이스 단추(110)와 탈착가능하도록 결합된다. 제1 모듈형 단추(120)는 베이스 단추(110)와 접착제, 스크루결합, 볼트와 넛트결합, 보스결합, 끼워맞춤결합, 자석결합, 등의 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
제1 모듈형 단추(120)는 베이스 단추(110)에 탈착가능하도록 부착되어 세탁전에 베이스 단추(110)로부터 분리되기 때문에, 밀봉처리되지 않은 상태에서 사용하는 소자들인 온도센서, 습도센서, 환경센서 등을 포함할 수 있다.
제1 모듈형 단추(120)는 베이스 단추(110)와 전기적으로 연결되어 베이스 단추(110)로부터 전력, 전기신호 등을 인가받는다.
제1 모듈형 단추(120)는 제1 절연기판(121), 제1 연결접속단자(122), 제1 몰드층(123), 및 제1 전자소자 실장부(124)를 포함한다.
제1 절연기판(121)은 전체적으로 원형 플레이트 형상, 다각형 플레이트 형상, 등 일반적인 단추와 동일하거나 유사한 형상을 가진다. 예를 들어, 제1 절연기판(121)이 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
제1 연결접속단자(122)는 금속, 금속산화물 등의 도전성 물질을 포함하고 제1 절연기판(121)의 상면 및 하면 상에 배치되며 외부로 노출되도록 형성된다. 제1 연결접속단자(122)는 제1 모듈형 단추(120)의 하면 상에 배치되는 베이스 단추(110) 및 제1 모듈형 단추(120)의 상면 상에 배치되는 제2 모듈형 단추(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 연결접속단자(122)는 돗트 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 연결접속단자(122)는 링 형상, 패드 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 연결접속단자(122)가 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 포함할 수도 있다.
제1 몰드층(123)은 제1 절연기판(121)을 커버하여 제1 절연기판(121) 상의 구조물을 베이스 단추(110), 제2 모듈형 단추(130) 등으로부터 전기적으로 절연시킨다. 본 실시예에서, 제1 몰드층(123)은 합성수지, 유리 등 절연물질을 포함하고 제1 절연기판(121)의 외면을 코팅할 수 있다. 예를 들어, 제1 몰드층(123)이 베이스 몰드층(113)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제1 전자소자 실장부(124)는 제1 절연기판(121) 상에 배치되고 전기신호의 동작을 위한 배터리, 제어회로, 센서, 통신회로, 발광회로, 등의 다양한 소자가 실장될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자소자 실장부(124)는 제1 절연기판(121)의 상면 및 하면에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 전자소자 실장부(124)가 제1 절연기판(121)의 상면 또는 하면에만 선택적으로 형성될 수도 있다.
제1 전자소자 실장부(124)의 회로들은 전도사(15), 전도부(117), 베이스 전자소자 실장부(114), 베이스 연결접속단자(112), 및 제1 연결접속단자(122)를 통하여 인가된 전력 또는 전기신호를 이용하여 구동된다.
제2 모듈형 단추(130)는 제1 모듈형 단추(120) 상에 배치되고 제1 모듈형 단추(120)와 탈착가능하도록 결합된다. 제2 모듈형 단추(130)는 제1 모듈형 단추(120)와 접착제, 스크류결합, 볼트와 넛트결합, 보스결합, 끼워맞춤결합, 자석결합, 등의 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
제2 모듈형 단추(130)는 제1 모듈형 단추(120)와 전기적으로 연결되어 제1 모듈형 단추(120)로부터 전력, 전기신호 등을 인가받는다.
제2 모듈형 단추(130)의 나머지 구성요소들은 제1 모듈형 단추(120)와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 다시 참조하면, 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)는 서로 전기적으로 연결되어, 전원구동신호(VCC), 클럭신호(Clock), 데이터 신호(Data), 그라운드신호(Ground) 등의 전기신호들을 주고받는다.
베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130) 상호간에는 시리얼 통신을 이용하여 전기신호들이 전달된다. 본 실시예에서, 클럭신호(Clock)를 이용하여 데이터 신호(Data)의 타이밍 동기화를 수행하며, 클럭신호(Clock)의 타이밍에 맞춰서 데이터 신호(Data)가 전송된다.
본 실시예에서, 전원구동신호(VCC), 및 그라운드신호(Ground)는 클럭신호(Clock) 및 데이터 신호(Data)의 접속단자로 공통연결되며, 각 단추들(110, 120, 130)은 주소(Address)를 가지고 있어서 구분하여 명령 및 제어가 가능하고 독립적인 기능 구현이 가능하다.
보다 구체적으로, 상기 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120) 및 제2 모듈형 단추(130)에 실장된 전기소자들 중 동작이 필요한 소자에 대하여, 상기 클럭신호(Clock)를 통해 데이터 신호(Data)의 타이밍 동기화를 수행하며 데이터 신호(Data)가 전송되면 해당 전기소자가 선택적으로 구동되어 필요한 동작을 수행하게 된다.
이 경우, 상기 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120) 및 제2 모듈형 단추(130)는 필요에 따라 상기 신호들이 전송되면서 연속적으로 구동되거나, 선택적으로 구동되거나 또는 적어도 2개 이상이 동시에 구동되는 등 다양한 조합으로 구동될 수 있으며, 세 개 이상의 모듈형 단추들이 중첩되어 전기적으로 연결된 경우(미도시)라면 보다 다양한 조합으로 구동되도록 제어될 수 있다.
이에 따라, 다양한 전기소자를 다양한 조합으로 구동할 수 있어 보다 다양한 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따르면, 전자소자 부품을 고형의 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130) 내에 제작하여 섬유제품인 전자직물(10)에 용이하게 부착될 수 있다.
또한 전자소자 실장부(114, 124)가 단단한 절연기판(111, 121) 상에 고정되고 몰드층(113, 123)에 의해 둘러싸여져 있어 뛰어난 내구성을 가진다. 전자소자 실장부(114, 124) 상에는 배터리, 제어회로, 센서, 통신회로, 발광회로, 등의 다양한 구성이 가능하다.
또한 전자직물(10) 상에 고정되는 베이스 단추(110)는 세탁과정을 고려하여 방수기능을 포함한다. 반면에 베이스 단추(110)에 탈착가능하도록 부착되는 제1 모듈형 단추(120) 및 제2 모듈형 단추(130)는 세탁전에 베이스 단추(110)로부터 분리되기 때문에, 밀봉처리되지 않은 상태에서 사용하는 소자들인 온도센서, 습도센서, 환경센서 등을 포함할 수 있다.
비록 베이스 단추(110)가 전자직물(10)에 고정되더라도 전도사(15)만 교체하면 쉽게 이탈될 수 있기 때문에, 베이스 단추(110)가 고장나더라도 용이하게 교체하여 수리하는 것이 가능하다.
또한 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)는 전원구동신호(VCC), 및 그라운드신호(Ground)는 클럭신호(Clock) 및 데이터 신호(Data)의 접속단자로 공통연결되며, 각 단추들(110, 120, 130)은 주소(Address)를 가지고 있어서 구분하여 명령 및 제어가 가능하고 독립적인 기능 구현이 가능하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 베이스 단추를 나타내는 평면도이다. 본 실시예에서, 자석부를 제외한 나머지 구성요소들은 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전자직물용 모듈형 단추소자(100)는 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)를 포함한다.
베이스 단추(110)는 베이스 절연기판(111), 베이스 연결접속단자(112), 베이스 몰드층(113), 베이스 전자소자 실장부(114), 단추구멍(116), 전도부(117), 및 베이스 자석부(119)를 포함한다.
베이스 자석부(119)는 베이스 단추(110)의 중앙부에 고정된다. 예를 들어, 베이스 자석부(119)는 베이스 단추(110)의 축방향으로 N극과 S극이 배치될 수 있다.
제1 모듈형 단추(120)는 제1 절연기판(121), 제1 연결접속단자(122), 제1 몰드층(123), 제1 전자소자 실장부(124), 및 제1 자석부(129)를 포함한다.
제1 자석부(129)는 제1 모듈형 단추(120)의 중앙부에 고정된다. 예를 들어, 제1 자석부(129)는 제1 모듈형 단추(120)의 축방향으로 N극과 S극이 배치될 수 있다.
제1 자석부(129)는 하부에 배치되는 베이스 자석부(119)와 자력에 의해 결합하여, 제1 모듈형 단추(120)를 베이스 단추(110)에 탈착가능하도록 부착한다.
제1 자석부(129)의 상면은 제2 모듈형 단추(130)의 제2 자석부(139)와 자력에 의해 결합되어, 제2 모듈형 단추(130)를 제1 모듈형 단추(120)에 탈착가능하도록 부착한다.
상기와 같은 본 실시예에 따르면, 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)가 자석부(119, 129, 139)를 포함하여 서로 탈착가능하도록 결합된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자직물용 모듈형 단추소자를 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 베이스 단추를 나타내는 평면도이다. 본 실시예에서, 보조연결접속단자를 제외한 나머지 구성요소들은 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전자직물용 모듈형 단추소자(100)는 베이스 단추(110), 제1 모듈형 단추(120), 및 제2 모듈형 단추(130)를 포함한다.
베이스 단추(110)는 베이스 절연기판(111), 베이스 연결접속단자(112), 베이스 보조연결접속단자(112b), 베이스 몰드층(113), 베이스 전자소자 실장부(114), 단추구멍(116), 및 전도부(117)를 포함한다.
베이스 보조연결접속단자(112b)는 금속, 금속산화물 등의 도전성 물질을 포함하고 베이스 절연기판(111)의 상면 상에 베이스 연결접속단자(112)에 인접하게 배치되며 외부로 노출되도록 형성된다. 베이스 보조연결접속단자(112b)는 베이스 단추(110) 상에 배치되는 제1 모듈형 단추(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 베이스 단추(110)는 세 개의 베이스 보조연결접속단자들(112b)을 포함한다. 다른 실시예에서, 베이스 단추(110)는 하나, 두 개 또는 네 개 이상의 보조연결접속단자들을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 베이스 연결접속단자(112) 및 베이스 보조연결접속단자들(112b)은 동심원 형상으로 배치될 수 있다.
제1 모듈형 단추(120)는 제1 절연기판(121), 제1 연결접속단자(122), 제1 보조연결접속단자(122b), 제1 몰드층(123), 및 제1 전자소자 실장부(124)를 포함한다.
제1 연결접속단자(122) 및 제1 보조연결접속단자(122b)는 금속, 금속산화물 등의 도전성 물질을 포함하고 제1 절연기판(121)의 상면 및 하면 상에 형성된다. 본 실시예에서, 제1 절연기판(121)의 상면 상에 형성된 제1 연결접속단자(122) 및 제1 보조연결접속단자(122b)는 동심원 형상으로 배치되나, 제1 절연기판(121)의 하면 상에 형성된 제1 연결접속단자(122) 및 제1 보조연결접속단자(122b)는 곡선 형상으로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 연결접속단자(122) 및 제1 보조연결접속단자(122b)가 제1 절연기판(121)의 상면 및 하면 상에 동일한 동심원 형상으로 형성될 수도 있다.
제1 연결접속단자(122) 및 제1 보조연결접속단자(122b)는 제1 모듈형 단추(120)의 하면 상에 배치되는 베이스 단추(110) 및 제1 모듈형 단추(120)의 상면 상에 배치되는 제2 모듈형 단추(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 모듈형 단추(130)의 제2 보조연결접속단자는 제1 보조연결접속단자(122b)와 동일한 구조를 가지므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상기와 같은 본 실시예에 따르면, 연결접속단자(112, 122) 및 보조연결접속단자(112b, 122b)가 링 형상을 가져서 베이스 단추(110) 및 모듈형 단추들(120, 130)이 방향에 상관없이 탈착가능하도록 결합될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자소자 부품을 고형의 베이스 단추, 제1 모듈형 단추, 및 제2 모듈형 단추 내에 제작하여 섬유제품인 전자직물에 용이하게 부착될 수 있다.
또한 전자소자 실장부가 단단한 절연기판 상에 고정되고 몰드층에 의해 둘러싸여져 있어 뛰어난 내구성을 가진다. 필요한 기능에 따라 모듈형 단추의 개수를 증가시키는 것이 가능하며, 전자소자 실장부 상에 배터리, 제어회로, 센서, 통신회로, 발광회로, 등의 다양한 구성이 가능하다.
또한 전자직물 상에 고정되는 베이스 단추는 세탁과정을 고려하여 방수기능을 포함한다. 반면에 베이스 단추에 탈착가능하도록 부착되는 모듈형 단추들은 세탁전에 베이스 단추로부터 분리되기 때문에, 밀봉처리되지 않은 상태에서 사용하는 소자들인 온도센서, 습도센서, 환경센서 등을 포함할 수 있다.
비록 베이스 단추가 전자직물에 고정되더라도 전도사만 교체하면 쉽게 이탈될 수 있기 때문에, 베이스 단추가 고장나더라도 용이하게 교체하여 수리하는 것이 가능하다. 모듈형 단추들은 애초에 탈착가능하도록 구성되기 때문에 교체와 수리가 용이하다.
또한 베이스 단추, 제1 모듈형 단추, 및 제2 모듈형 단추는 전원구동신호, 및 그라운드신호는 클럭신호 및 데이터 신호의 접속단자로 공통연결되며, 각 단추들은 주소를 가지고 있어서 구분하여 명령 및 제어가 가능하고 독립적인 기능 구현이 가능하다.
또한 베이스 단추 및 모듈형 단추가 자석부를 포함하여 서로 탈착가능하도록 결합된다.
또한 연결접속단자 및 보조연결접속단자가 링 형상을 가져서 베이스 단추 및 모듈형 단추들이 방향에 상관없이 탈착가능하도록 결합될 수 있다.
또한 모듈형 단추소자가 전자직물에 사용되는 경우, 장착을 위한 별도의 재단이나 모듈을 생략하고, 종래의 단추를 장착하는 방식으로 장착될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 전자직물용 모듈형 단추소자는 전자 소자가 구비된 의유, 의복, 섬유 제품에 사용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.
10 : 전자직물 12 : 관통홀
15 : 전도사 100 : 전자직물용 모듈형 단추소자
110 : 베이스 단추 111 : 베이스 절연기판
112 : 베이스 연결접속단자 112b, 122b, 132b : 보조 연결접속단자
113 : 베이스 몰드층 114 : 베이스 전자소자 실장부
116 : 단추구멍 117 : 전도부
119, 129, 139 : 자석부 120 : 제1 모듈형 단추
121 : 제1 절연기판 122 : 제1 연결접속단자
123 : 제1 몰드층 124 : 제1 전자소자 실장부
130 : 제2 모듈형 단추

Claims (15)

  1. 직물에 고정된 베이스 단추, 및 상기 베이스 단추에 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈형 단추를 포함하는 전자직물용 모듈형 단추소자에서,
    상기 베이스 단추는,
    중앙에 단추구멍이 형성되어 전도사가 관통되는 베이스 절연기판;
    상기 베이스 절연기판 상에 배치되고 상기 전도사를 통해 인가되는 전기신호의 동작을 위한 전자소자가 실장되는 베이스 전자소자 실장부;
    상기 단추구멍의 내면을 따라 형성되어 상기 전도사 및 상기 베이스 전자소자 실장부와 전기적으로 연결되는 전도부;
    상기 베이스 전자소자 실장부 및 상기 베이스 절연기판을 커버하여 외부와 전기적으로 절연하는 베이스 몰드층; 및
    상기 베이스 절연기판의 상면에 배치되며 상기 모듈형 단추와 전기적으로 연결되는 베이스 연결접속단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 절연기판은,
    플레이트 형상을 가지며, 상기 전도사에 의해 상기 직물에 탈부착되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베이스 단추는,
    상기 모듈형 단추와 중첩되며 배치되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스 연결접속단자는,
    상기 베이스 절연기판의 주변을 따라 돗트 형상으로 복수개 배열되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스 연결접속단자는,
    상기 베이스 절연기판의 주면을 따라 링 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  6. 중앙에 단추구멍이 형성되어 전도사가 관통되는 베이스 절연기판, 상기 베이스 절연기판 상에 전자소자가 실장되는 베이스 전자소자 실장부, 상기 전도사 및 상기 베이스 전자소자 실장부와 전기적으로 연결되는 전도부, 및 상기 베이스 절연기판의 상면 상에 배치된 베이스 연결접속단자를 포함하는 베이스 단추; 및
    제1 절연기판, 상기 제1 절연기판 상에 전자소자가 실장되는 제1 전자소자 실장부, 및 상기 제1 절연기판에 배치되어 상기 베이스 연결접속단자와 접속되는 제1 연결접속단자를 포함하는 제1 모듈형 단추를 포함하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 단추 및 상기 제1 모듈형 단추는 동일한 형상으로 서로 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 단추는 상기 전도사에 의해 상기 전자직물에 탈부착되며, 상기 제1 모듈형 단추는 상기 베이스 단추와 탈부착되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 단추 및 상기 제1 모듈형 단추는 중앙부에 서로 탈부착이 가능한 베이스 자석부 및 제1 자석부가 배치되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 연결접속단자 및 상기 제1 연결접속단자는 도전성 물질을 포함하여 서로 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스 전자소자 실장부에 실장된 전자소자는 상기 전도사를 통해 인가되는 전기신호에 의해 동작되며,
    상기 제1 전자소자 실장부에 실장된 전자소자는 상기 베이스 연결접속단자 및 상기 제1 연결접속단자를 통해 인가되는 전기신호에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 단추는, 상기 베이스 절연기판 및 상기 베이스 전자소자 실장부를 외부와 전기적으로 절연하는 베이스 몰드층을 더 포함하고,
    상기 베이스 연결접속단자는 상기 베이스 몰드층의 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 단추는 상기 베이스 절연기판의 상면 상에 상기 베이스 연결접속단자와 인접하도록 배치된 베이스 보조연결접속단자를 더 포함하고,
    상기 제1 모듈형 단추는 상기 제1 절연기판에 상기 제1 연결접속단자와 인접하도록 배치되어 상기 베이스 보조연결접속단자와 전기적으로 연결되는 제1 보조연결접속단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연결접속단자는 상기 제1 절연기판의 상면 및 하면에 배치되며,
    상기 제1 모듈형 단추의 상부에서 상기 제1 연결접속단자와 전기적으로 연결되는 제2 연결접속단자를 포함하는 제2 모듈형 단추를 더 포함하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 베이스 단추, 상기 제1 모듈형 단추 및 상기 제2 모듈형 단추는 각각 주소(address)를 가지고 있어 서로 구분되어 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 전자직물용 모듈형 단추소자.
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