KR101961728B1 - 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스마트 의류는 의류 본체와, 상기 의류 본체에 의해 부착되고 심박수를 감지하는 심박수 센싱부와, 온도를 감지하는 온도 센싱부와, 상기 심박수 센싱부 및 온도 센싱부와 전기적으로 연결되고 의류 본체에 부착되는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 연결되어 센싱부에서 인가되는 신호를 외부로 전달하는 측정기기와, 상기 베이스 부재와 측정기기 사이에 설치되고 베이스 부재에 측정기기를 탈부착하면서 전원을 연결하는 커넥터 유닛을 포함하고, 상기 커넥터 유닛은 영구자석의 자력에 의해 탈부착되는 측정기기를 베이스 부재에 탈부착하기 쉽고 편리하다.

Description

생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법{Smart clothe having Physiological signal sensing function}

본 발명은 인체의 체온이나 심박수 등 다양한 생체신호를 측정하는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법에 관한 것이다.

IT 산업의 급속한 발달로 IT 제품을 소재로 한 융합 제품이 개발되고 있다. 섬유 산업에도 융합형 제품이 신규 수요를 창출하며 미래 시장을 주도할 것으로 전망되고 있으며, 섬유 산업에서의 이러한 융합형 제품들은 신호 전송이나 정보통신을 위한 전도성 소재를 기반으로 하고 있다.

이러한 융합형 제품들 중 생체신호 측정장치가 의류에 장착되어 신체의 심박수나 온도 등을 측정하여 착용자가 신체의 다양한 생체신호를 확인할 수 있도록 하는 생체신호 측정장치가 개발되고 있다.

종래의 생체 정보를 감지하는 디지털 의류는 공개특허공보 10-2015-0130126(2015년 11월 23일)에 개시된 바와 같이, 천에 자수 또는 재봉된 다수의 디지털 사와, 상기 각 디지털 사의 일단에 전기적으로 접속된 제1도전성 섬유와, 상기 제1도전성 섬유에 전기적으로 접속된 제1도전성 커넥터를 포함하는 의류와, 의류의 제1도전성 커넥터에 결합 및 분리 가능한 제2도전성 커넥터와, 상기 제2도전성 커넥터에 전기적으로 접속된 제2도전성 섬유를 포함하는 생체 정보 감지 센서와, 생체정보 감지센서와 전도성 커넥터로 연결되어 정보를 처리하는 처리부를 포함하여 구성된다.

이와 같은 생체정보를 감지하는 의류는 생체정보 감지센서가 신체에 부착되어야만 신체의 생체정보를 감지할 수 있기 때문에 생체정보 감지센서를 신체에서 떨어지지 않게 부착하는 방법이 개발되고 있다.

또한, 처리부와 전도성 커넥터 사이가 일반적으로 쇼더링에 의해 연결되는데 이 경우, 의류를 빨거나 의류가 구겨질 경우 신호선이 분리되는 문제가 있다.

또한, 처리부는 전도성 섬유가 연결되는 베이스부와, 베이스부에 분리 가능하게 장착되어 생체정보 감지센서로부터 인가되는 신호를 처리하여 외부로 전달하는 제어모듈로 구성되는데 베이스부에 제어모듈이 전기적으로 연결되도록 장착하고, 분리를 쉽고 편리하게 할 수 있는 방법이 개발되고 있다.

공개특허공보 10-2015-0130126(2015년 11월 23일)

따라서, 본 발명의 목적은 생체신호를 측정하는 센싱부와 전기적으로 연결되는 베이스 부재와, 측정기기 사이를 탈부착하고 전기적으로 연결하는 커넥터부가 자석의 자력을 이용함으로써, 탈부착이 쉽고 편리하고 전기신호 연결이 우수한 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 베이스 부재와 센싱부 사이를 전기적으로 연결하는 신호 연결선으로 신축성을 갖는 전자직물을 사용하여 신호 연결선이 의류 본체와 같이 신축될 수 있어 착용감이 좋고 의류 본체에 박음질에 의해 장착할 수 있는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 의류 본체에 장착되어 신체의 온도를 높이기 위한 발열체로 면상 발열체를 사용함으로써, 의류 본체에 부착이 쉽고 구겨지더라도 발열체가 손상되는 것을 방지할 수 있는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스마트 의류는 의류 본체와, 상기 의류 본체에 의해 부착되고 심박수를 감지하는 심박수 센싱부와, 온도를 감지하는 온도 센싱부와, 상기 심박수 센싱부 및 온도 센싱부와 전기적으로 연결되고 의류 본체에 부착되는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 연결되어 센싱부에서 인가되는 신호를 외부로 전달하는 측정기기와, 상기 베이스 부재와 측정기기 사이에 설치되고 베이스 부재에 측정기기를 탈부착하면서 전원을 연결하는 커넥터 유닛을 포함하고, 상기 커넥터 유닛은 영구자석의 자력에 의해 탈부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 온도 센싱부는 신체의 온도를 감지하는 신체온도 센싱부와, 외부 온도를 감지하는 외부온도 센싱부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도 센싱부와 베이스 부재 사이는 전원 연결선으로 연결되고, 상기 전원 연결선은 신축성을 갖는 전자직물로 형성되고 상기 의류본체에 박음질되는 것을 특징으로 한다.

상기 심박수 센싱부와 베이스 부재는 복수로 적층되고 의류본체에 본딩되는 실리콘 부재에 의해 의류 본체에 일체로 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 의류 본체에 장착되어 신체에 열을 제공하는 발열체와, 발열체에 필요한 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하고, 상기 발열체는 면상 발열체가 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 커넥터 유닛은 베이스 부재에 고정되고 자력이 작용하고 전원 연결이 가능한 도체인 금속으로 형성되는 제1커넥터와, 상기 측정기기에 고정되고 자력일 발생하는 영구자석이 구비되고 제1커넥터와 접속되어 전원 연결되는 제2커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1커넥터는 베이스 부재에 고정되고 접속홈이 형성되는 제1단자부와, 상기 제1단자부를 리벳팅(Riveting)에 의해 베이스 부재(20)에 고정하는 리벳부를 포함할 수 있다.

상기 제2커넥터는 측정기기의 배면에 고정되고 측정기기 내부에 장착되는 PCB에 전기적으로 연결되는 제2단자부와, 상기 제2단자부의 전면에서 돌출되게 장착되어 제1단자부의 접속홈에 삽입되고 제1단자부와 자력이 작용하는 영구자석을 포함할 수 있다.

스마트 의류 제조방법은 의류 본체에 제1실리콘 부재를 본딩하는 단계와, 상기 제1실리콘 부재의 심박수 센싱부를 부착하는 단계와, 상기 심박수 센싱부의 베이스 부재에 위치되는 내측 끝부분에 제1커넥터를 장착하는 단계와, 상기 제1실리콘 부재에 강도 보강을 위한 스폰지 재질의 베이스 부재를 부착하는 단계와, 상기 제2실리콘 부재를 적층하여 심박수 센싱부와 베이스 부재를 의류 본체에 고정하는 단계를 포함한다.

상기 제1실리콘 부재의 중앙에는 베이스 부재가 부착되는 제1부착부가 형성되고, 상기 제1부착부에서 양쪽 측방향으로 연장되어 심박수 센싱부가 부착되는 제2부착부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 심박수 센싱부는 전자 직물로 형성되고, 일측이 노출되어 피부와 접촉되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1커넥터는 베이스 부재에 리벳팅에 의해 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2실리콘 부재는 베이스 부재가 노출되도록 개구된 제1개구부와, 상기 심박수 센싱부가 노출되도록 개구된 제2개구부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류는 생체신호를 측정하는 센싱부와 전기적으로 연결되는 지지부재와, 측정기기 사이를 탈부착하고 전기적으로 연결하는 커넥터부가 자석의 자력을 이용함으로써, 탈부착이 쉽고 편리하고 전기신호 연결이 우수하다.

또한, 지지부재와 센싱부 사이를 전기적으로 연결하는 신호 연결선으로 신축성을 갖는 전자직물을 사용하여 신호 연결선이 의류 본체와 같이 신축될 수 있어 착용감이 좋고 의류 본체 박음질에 의해 장착할 수 있다.

또한, 의류 본체에 장착되어 신체의 온도를 높이기 위한 발열체로 면상 발열체를 사용함으로써, 의류 본체에 부착이 쉽고 구겨지더라도 발열체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류의 전면의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류의 내면의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류의 후면 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의류 본체에 베이스 부재와 심박수 센싱부가 장착되는 공정 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정기기의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정기기의 배면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 유닛의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 의류는 신체에 입는 상의인 의류 본체(100)와, 의류 본체(100)에 의해 부착되어 신체의 각종 생체신호를 감지하는 센싱부(10,12,14)와, 센싱부(10,12,14)와 전기적으로 연결되고 의류 본체에 부착되는 베이스 부재(20)와, 베이스 부재(20)에 탈부착되고 전기적으로 연결되는 측정기기(30)와, 측정기기(30)와 무선으로 연결되어 각종 생체신호를 육안으로 확인할 수 있도록 표시하고 측정기기를 조작하는 디스플레이부를 포함한다.

센싱부(10,12,14)는 심장에 가깝게 배치되어 심박수를 감지하는 심박수 센싱부(10)와, 신체의 온도를 감지하는 신체온도 센싱부(12)와, 야외 활동 중 외부 온도를 감지하는 외부온도 센싱부(14)를 포함한다.

센싱부(10,12,14)와 베이스 부재(20) 사이는 신호 연결선(50,52)에 의해 연결되어 센싱부의 신호가 베이스 부재(20)로 전달된다. 본 발명에서는 신호 연결선(50,52)으로 신축성을 갖는 전자직물을 사용하여 의류 본체(100) 같이 신축될 수 있어 착용감이 우수하고 의류 본체(100)에 박음질에 의해 부착될 수 있어 의류 본체(100)에 장착하기 편리하다.

심박수 센싱부(10)는 가슴에 가까운 위치인 의류 본체(100)의 양쪽 가슴 부위에 배치되고 베이스 부재(20)는 가슴의 중앙에 배치되어 심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)가 일체로 의류 본체(100)에 부착된다. 이때, 심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)는 얇은 박막 형태의 실리콘 부재를 적층하여 부착되어 박리의 우려가 없고 착용감이 우수하다.

심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)의 장착 공정을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 의류 본체(100)에 제1실리콘 부재(160)를 본딩하여 베이스 지지 역할을 하고 의류 본체(100)와 절연되도록 한다. 이때, 제1실리콘 부재(160)의 중앙에는 베이스 부재(20)가 부착되는 제1부착부(162)가 형성되고, 제1부착부(162)에서 양쪽 측방향으로 연장되어 심박수 센싱부(10)가 부착되는 제2부착부(164)가 형성된다.

그리고 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1실리콘 부재(160)의 제2부착부(164)에 심박수 센싱부(10)를 부착한다. 이때, 심박수 센싱부(10)는 전자직물로 형성되고 제2부착부(164)에서 제1부착부(162)까지 연장되어 형성된다.

그리고, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 심박수 센싱부(10)의 베이스 부재(20)에 위치되는 양쪽 끝부분에 각각 제1커넥터의 제1단자부(70)를 연결한다. 제1커넥터의 제1단자부(70)의 구조는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.

그리고, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 제1실리콘 부재(160)의 제1부착부(162)에 강도 보강을 위한 스폰지 재질의 베이스 부재(20)를 부착한다.

그리고, 도 4(e)에 도시된 바와 같이, 제2실리콘 부재(174)를 부착하여 심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)를 의류 본체(100)에 고정한다. 제2실리콘 부재(174)에는 심박수 센싱부(10)가 노출되도록 양쪽에는 제1개구부(80)가 형성되고, 중앙에는 베이스 부재(20)가 노출되도록 제2개구부(82)가 형성된다.

이와 같이, 본 발명에서는 실리콘 부재(160,174)를 이용하여 심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)를 일체로 형성하여 심박수 센싱부(10)와 베이스 부재(20)가 의류 본체(100)에서 분리되는 것을 방지하고 의류 착용감을 좋게 할 수 있으며, 심박수 센싱부(10)가 심장 가까운 피부에 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 한다.

신체온도 센싱부(12)는 신체와 접촉되도록 의류 본체(100)의 내면에 부착되고 제1신호 연결선(50)에 의해 베이스 부재(20)에 전기적으로 연결된다. 그리고, 외부온도 센싱부(14)는 의류 본체(100)의 외면에 부착되거나 의류 본체(100)에 외부로 노출되어 외부 온도를 측정하는 것으로 제2신호 연결선(52)에 의해 베이스 부재(20)에 전기적으로 연결된다.

제1신호 연결선(50) 및 제2신호 연결선(52)은 전자직물로 형성된다.

온도 센싱부는 신체온도 센싱부(12)만 단일로 설치되어 신체 온도만 측정할 수 있고, 외부온도 센싱부(14)만 단일로 설치되어 외부 온도만 측정할 수 있고, 둘 다 설치되어 신체온도와 외부온도를 동시에 측정할 수도 있다.

의류 본체(100)의 후면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 신체에 열을 제공하는 발열체(22)와, 발열체(22)에 필요한 전원을 공급하는 배터리(26)가 장착될 수 있다.

발열체(22)는 등 부분 이외에 배 부분이나 옆구리 부분 등 다양한 신체의 부분에 복수로 설치될 수 있다. 이러한 발열체(22)는 면상 발열체가 사용되어 의류 본체(100)에 부착하기 쉽고 구겨짐에 따른 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

발열체(22)는 제3신호 연결선(44)에 의해 베이스 부재(20)와 전기적으로 연결되고 배터리(26)와 제4신호 연결선(42)으로 연결되어 전원을 공급받는다.

의류 본체(100)의 후면에는 배터리(26)가 수납되는 배터리 주머니(24)가 구비되고, 제4신호 연결선(42)의 끝부분에는 배터리(26)가 의류 본체(100)에서 분리한 후 충전할 수 있도록 전원 연결부(28)가 장착된다.

측정기기(30)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 사이즈가 작게 형성되고 그 일측에는 전원을 온/오프하는 전원 스위치(32)가 설치되고 배터리가 내장된다.

그리고, 측정기기(30)의 배면과 베이스 부재(20) 사이에는 측정기기(30)를 베이스 부재(20)에 탈부착하면서 전원을 연결하는 커넥터 유닛(60)이 설치된다.

커넥터 유닛(60)은 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(20)에 고정되고 자력이 작용하고 전원 연결이 가능한 도체인 금속으로 형성되는 제1커넥터(62)와, 측정기기(30)의 배면에 고정되고 자력이 발생하는 영구자석(76)이 구비되고 제1커넥터(62)와 접속되어 전원 연결되는 제2커넥터(64)를 포함한다.

제1커넥터(62)는 베이스 부재(20)에 고정되고 의류 본체(100)에 외부로 노출되게 배치되고 접속홈이 형성되는 제1단자부(70)와, 제1단자부(70)를 리벳팅(Riveting)에 의해 베이스 부재(20)에 고정하는 리벳부(72)를 포함한다. 즉, 제1커넥터(62)는 베이스 부재(20)에 리벳팅 작업에 의해 고정되므로 베이스 부재(20)에 보다 견고하게 고정될 수 있고, 한 번의 리벳팅 작업에 의해 장착되기 때문에 고정 작업이 쉽다.

제2커넥터(64)는 측정기기(30)의 배면에 고정되고 측정기기(30) 내부에 장착되는 PCB에 전기적으로 연결되는 제2단자부(74)와, 제2단자부(74)의 전면에서 돌출되게 장착되어 제1단자부(70)의 접속홈에 삽입되고 제1단자부(70)와 자력이 작용하는 영구자석(76)을 포함한다.

이와 같은 커넥터 유닛(60)은 제1커넥터(62)를 제2커넥터(64)에 삽입하면 영구자석(76)의 자력에 의해 베이스 부재(20)에 측정기기(30)가 고정된 상태를 유지하면서 상호 전원이 연결된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 심박수 센싱부 12: 신체온도 센싱부
14: 외부온도 센싱부 20: 베이스 부재
30: 측정기기 50: 제1신호 연결선
52: 제2신호 연결선 60: 커넥터 유닛
62: 제1커넥터 64: 제2커넥터
76: 영구자석

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
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5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 의류 본체에 제1실리콘 부재를 본딩하는 단계;
   상기 제1실리콘 부재에 심박수 센싱부를 부착하는 단계;
   상기 심박수 센싱부에 제1커넥터에 장착하는 단계;
   상기 제1실리콘 부재에 강도 보강을 위한 스폰지 재질의 베이스 부재를 부착하는 단계;
   제2실리콘 부재를 적층하여 심박수 센싱부와 베이스 부재를 의류 본체에 고정하는 단계; 및
   상기 심박수 센싱부에서 인가되는 신호를 외부로 전달하는 측정기기의 제2커넥터를 상기 제1커넥터에 접속하여 연결하는 단계;를 포함하는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 제조방법이고,
   상기 제1커넥터는 상기 심박수 센싱부의 상기 베이스 부재에 위치하는 내측 끝부분에 장착되며,
   상기 제1실리콘 부재의 중앙에는 베이스 부재가 부착되는 제1부착부가 형성되고, 상기 제1부착부에서 양쪽 측방향으로 연장되어 심박수 센싱부가 부착되는 제2부착부가 형성되며,
   상기 제2실리콘 부재는 상기 심박수 센싱부가 노출되는 제1개구부와, 상기 베이스 부재가 노출되는 제2개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 제조방법.
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 심박수 센싱부는 전자 직물로 형성되고, 일측이 노출되어 피부와 접촉되는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 제조방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 제1커넥터는 베이스 부재에 리벳팅에 의해 장착되는 생체신호 측정기능을 갖는 스마트 의류 제조방법.
13. 삭제

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