KR102210867B1 - 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치 - Google Patents

링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치 Download PDF

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Abstract

링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치가 개시된다. 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 링 형태로 배열된 엘이디(100); 엘이디(100)를 PWM 제어하여 엘이디(100)의 출력 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(200); 및 출력 전압 조절부(200)에 PWM 제어 정보를 제공하는 제어부(300)를 구성한다. 따라서 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하여 사용자의 건강에 도움을 줄 수 있고, 엘이디를 구동하는 출력 전압을 가변하여 사용자마다 다른 광 민감도에 적응해서 엘이디 출력을 조절하는 장점이 있고, 배터리 전원이 낮을 경우, 엘이디 구동 전압을 낮추거나 구동되는 엘이디 개수를 줄여 최적의 동작 상태를 유지할 수 있다.

Description

링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치{RING-SHAPED LED WEARABLE FITNESS DEVICE}
본 발명은 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광을 출력하는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치에 관한 것이다.
일반적인 엘이디는 가시광선 대의 광을 출력한다. 가시광선 대의 광은 사용자가 눈으로 볼 수 있다. 이러한 일반적인 엘이디와는 다르게, 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 엘이디는 사용자 건강에 도움을 줄 수 있다. 일례로, 사용자 건강에 도움을 줄 수 있는 광 파장으로 비타민 D 생성을 들 수 있다. 비타민 D 생성에 영향을 주는 광 파장은 270 내지 300 나노 미터로, 일반 엘이디와는 다르다. 가시광선 영역을 벗어난 광 파장 대인 270 내지 300 나노미터는 일반 광 출력 엘이디와는 다른 엘이디가 사용된다. 엘이디는 광을 출력하며 이러한 광을 이용한 엘이디 웨어러블 헬스 장치가 구현될 수 있다. 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 사용자 건강에 도움을 줄 수 있으며, 착용이 편리할 수 있다. 본 발명은 이러한 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 제공하며, 또한, 사용자 건강에 도움을 줄 수 있는 광 파장대를 출력하는 엘이디를 가질 수 있다.
공개번호 제10-2016-0012436호, 웨어러블 기기
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 제공하는데 있다.
또한, 부스트 컨버터가 엘이디를 구동하는 출력 전압을 가변하는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 제공하는데 있다.
또한, 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우 엘이디 구동 전압을 낮추거나, 구동되는 엘이디 개수를 줄이는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 제공하는데 있다.
또한, 배터리를 포함한 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 사용자가 목욕이나 수영 등에서 사용할 수 있도록 적절한 방수기능을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 링 형태로 배열된 엘이디(100); 엘이디(100)를 PWM 제어하여 엘이디(100)의 출력 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(200); 및 출력 전압 조절부(200)에 PWM 제어 정보를 제공하는 제어부(300)를 포함한다.
또한, 출력 전압 조절부(200)는 입력 소스를 부스트 업하여 엘이디(100)를 구동하는 출력 전압을 가변하는 부스트 컨버터(210)를 포함한다.
또한, 출력 전압 조절부(200)는 부스트 컨버터(210)의 출력 전압을 샘플링하는 샘플링부(220); 및 샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 부스트 컨버터(210)를 PWM 제어하는 PWM 제어부(230)를 포함한다.
또한, 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 목걸이, 팔찌 및 발찌와 같이 신체의 일부를 감싸는 형태이고, 엘이디(100)의 광 파장은 비타민 D 합성에 영향을 주는 270 내지 300 나노 미터이다.
또한, 제어부(300)는 엘이디(100)의 조도를 측정하는 측정부(310); 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(320); 및 PWM 제어 정보를 출력 전압 조절부(200)로 전송하는 통신부(330)를 포함한다.
또한, 측정부(310)가 설정된 PWM 제어 정보로 목표 조도가 측정되지 않을 경우 엘이디(100)에 문제가 발생했음을 감지하고, 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 고장에 대처해야 됨을 사용자에게 알릴 수 있다. 이때, 스마트폰이 측정된 엘이디(100) 조도와 목표 조도를 표시함으로써 두 조도값 사이에 편차가 클 경우 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 수리해야 됨을 사용자가 인지하고 이에 대처할 수 있다.
또한, 출력 전압 조절부(200)는 입력 소스로 배터리 전원을 사용한다.
또한, 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우, 제어부(300)는 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 일정 전압 이하로 떨어뜨리거나, 구동되는 엘이디(100) 개수를 줄인다.
상기와 같은 본 발명에 따른 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 이용할 경우에는 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하여 사용자의 건강에 도움을 줄 수 있다.
또한, 엘이디를 구동하는 출력 전압을 가변하여 사용자마다 다른 광 민감도에 적응해서 엘이디 출력을 조절하는 장점이 있다.
또한, 배터리 전원이 낮을 경우, 엘이디 구동 전압을 낮추거나 구동되는 엘이디 개수를 줄여 최적의 동작 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 출력 전압 조절부(200)의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 실시예를 보인 예시도이다.
도 4는 제어부(300)의 구성을 보인 블록도이다.
도 5는 제어부(300)의 동작을 설명하는 예시도이다.
도 6은 배터리부(400) 및 밴드부재, 방수부, LED와의 결합관계를 도시한 예시도이다.
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 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하고, 부스트 컨버터가 엘이디를 구동하는 출력 전압을 가변하고, 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우 엘이디 구동 전압을 낮추거나, 구동되는 엘이디 개수를 줄일 수 있다.
도 1은 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 구성을 보인 블록도이다.
엘이디 웨어러블 헬스 장치는 링 형태로 구성되어 복수의 엘이디(LED)(100)를 배열하고 엘이디(100)는 착용자의 신체 방향을 향해 헬스 장치에 배치되고, 착용자의 피부에 밀착되어 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력한다. 예를 들어, 신체 활동에 영향을 미치는 광은 비타민 D 합성에 영향을 주는 270 내지 300 나노 미터의 파장대를 가질 수 있다. 엘이디(100)는 비타민 D 합성에 영향을 주어 햇빛에 노출이 적은 사용자에게 엘이디 웨어러블 헬스 장치가 건강 보조 장치로 사용될 수 있다.
엘이디 웨어러블 헬스 장치는 목걸이, 팔찌 및 발찌와 같이 신체를 감싸는 형태로 구현되어, 사용자가 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 착용할 수 있게 된다. 이러한 실시예 외에도 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 다양한 구현 장치로 실시될 수 있다.
실시예로, 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 링 형태로 배열된 엘이디(100); 엘이디(100)를 PWM 제어하여 엘이디(100)의 출력 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(200); 및 출력 전압 조절부(200)에 PWM 제어 정보를 제공하는 제어부(300)를 포함한다.
도 2는 출력 전압 조절부(200)의 구성을 보인 블록도이다.
출력 전압 조절부(200)는 입력 소스를 부스트 업하여 엘이디(100)를 구동하는 출력 전압을 가변하는 부스트 컨버터(210)를 포함한다. 부스트 컨버터(210)는 입력 소스를 부스트 업하여 엘이디(100)를 구동하는 출력 전압을 가변한다. 부스트 컨버터(210)는 PWM 제어되어 입력 소스로부터 엘이디(100)를 구동하는 출력 전압인 구동 전압을 일정하게 유지할 수 있다.
출력 전압 조절부(200)는 상세 구성 요소로, 부스트 컨버터(210)의 출력 전압을 샘플링하는 샘플링부(220); 및 샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 부스트 컨버터(210)를 PWM 제어하는 PWM 제어부(230)를 포함한다.
도 3은 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 실시예를 보인 예시도이다.
엘이디 웨어러블 헬스 장치는 목걸이, 팔찌 및 발찌 중 어느 하나로 실시될 수 있고, 엘이디(100)의 광 파장은 비타민 D 합성에 영향을 주는 270 내지 300 나노 미터일 수 있다. 예를 들어, 엘이디 웨어러블 헬스 장치가 목걸이의 형태인 경우, 이러한 엘이디(100)의 광 파장을 신체에 쪼여줌으로서 여러가지 신체 건강을 높이는 긍정적인 효과가 발휘될 수 있다.
도 3에서는 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 실시예로 목걸이, 팔찌 및 발찌 중 어느 하나로 실시될 수 있음을 도시하였지만, 다른 실시예도 가능하다.
도 4는 제어부(300)의 구성을 보인 블록도이다.
실시예로, 제어부(300)는 엘이디(100)의 조도를 측정하는 측정부(310); 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(320); 및 PWM 제어 정보를 출력 전압 조절부(200)로 전송하는 통신부(330)를 포함한다.
제어부(300)는 구성 요소로, 측정부(310), 생성부(320) 및 통신부(330)를 가질 수 있다.
제어부(300)에서 통신부(330)가 PWM 제어 정보를 외부 장치로부터 수신할 수 있으며, 이때, 외부 장치는 스마트폰일 수 있다. 스마트폰은 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 동작을 제어할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자 조작에 따른 엘이디(100)의 조도를 조절할 수 있도록 측정 정보와 PWM 제어 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
다른 실시예로, 측정부(310)가 엘이디(100)의 조도를 측정할 때, 설정된 PWM 제어 정보로 목표 조도가 측정되지 않을 경우 엘이디(100)에 문제가 발생했음을 감지하고, 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 고장에 대처해야 됨을 사용자에게 알릴 수 있다. 이때, 스마트폰이 측정된 엘이디(100) 조도와 목표 조도를 표시함으로써 두 조도값 사이에 편차가 클 경우 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 수리해야 됨을 사용자가 인지하고 이에 대처할 수 있다. 일반적인 경우 측정부(310)가 불필요할 수 있으나 측정부(310)가 부가된 경우 엘이디(100)의 조도를 측정함으로써 엘이디 웨어러블 헬스 장치의 고장 유무를 판단할 수 있다.
도 5는 제어부(300)의 동작을 설명하는 예시도이다.
실시예로, 출력 전압 조절부(200)는 입력 소스로 배터리 전원을 사용할 수 있다. 입력 소스가 배터리 전원인 경우, 출력 전압 조절부(200)는 배터리 전원을 입력 소스로 하여 엘이디(100)의 구동 전압을 생성하고 생성된 전압으로 엘이디(100)를 구동한다.
배터리 전원은 한정된 전원을 가지므로 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우, 제어부(300)는 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 일정 전압 이하로 떨어뜨리거나, 구동되는 엘이디(100) 개수를 줄일 수 있다. 제어부(300)가 전원 제어를 통해 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우 엘이디 웨어러블 헬스 장치를 최대한 사용될 수 있도록 동작한다. 또한, 제어부(300)는 배터리 전원이 충전이 필요함을 알릴 수 있다.
도 6은 배터리부(400) 및 밴드부재, 방수부, LED 와의 결합관계를 도시한 예시도이다.
헬스 장치는 출력 전압 조절부(200)에 전원을 공급하는 배터리부(400); 출력 전압 조절부(200)에 의해 구동되는 엘이디(100); 및 내부 장치를 방수 처리하는 보호부(500); 플렉시블 와이어형태로 구성되는 밴드 형태의 스트랩부(600)를 포함한다. 구체적으로, 헬스 장치는 밴드 형태의 몸체, 배터리부, 방수기능 등을 담당하는 보호부로 이루어지고, 배터리부는 플렉시블 와이어형태로 구성되어 밴드 형태의 스트랩부 사이에 위치하고, 출력 전압 조절부(200) 등과 전기적으로 연결되고, 보호부는 배터리부를 감싸는 형태로 구현되어 방수 기능 등을 제공한다.
출력 전압 조절부(200)의 배터리 전원은 후술될 배터리부(400)의 형태로 구현될 수 있고, 이 경우, 출력 전압 조절부(200)와 전기적으로 도통되는 형태로 구현될 수 있다.
이하 배터리부(400)의 구현방식에 대해 구체적으로 설명해보면, 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 신체에 부착되어 여러 신체적인 활동을 감내해야 하며, 특히 목욕, 수영 등의 신체 활동을 감내하기 위해 필수적으로 방수 기능을 제공해야 한다.
또한, 배터리부(400)의 형태는 링 형태를 가질 수 있도록, 전선 형태의 와이어 플렉시블 형태로 구현될 수 있다. 이렇게 구현됨으로써 링 형태의 웨어러블 장치가 일정 부분 굽혀지는 경우에도 배터리의 고장을 피할 수 있다.
또한, 배터리부(400)에는 방수기능을 제공하기 위해서 표면에 별도의 코팅막을 형성시킬 수 있다. 이러한 코팅막은 배터리에 방수 기능을 제공하기 위한 재료를 스프레이나 증착 방식으로 부가할 수 있다. 코팅의 일 실시예로는 코팅막으로 페럴린을 사용하여 상온의 진공상태에서 화학적 기상증착 방식으로 배터리의 표면을 코팅하여, 우수한 소수성과 핀홀이 생기지 않는 특성으로 인한 높은 방수성을 제공할 수도 있다.
또한, 방수기능을 제공하는 다른 실시예로는 배터리부(400)를 감싸며 전기절연성이 우수한 재질로 이루어진 씰링 부재를 포함한 하우징의 형태로도 구현될 수 있다.
또한, 헬스 장치의 밴드부에는 배터리부(400)를 충전시킬 수 있도록, 일반적인 전자기기용 케이블을 수용할 수 있는 커넥터부가 추가로 형성될 수 있다. 예를 들어 USB-C 타입의 커넥터부가 밴드부에 형성될 수 있다. 또다른 실시예로는 자석을 이용한 전용 케이블이 부착될 수 있도록 금속 전극 형태가 밴드부에 형성될 수도 있다.
또다른 실시예로는, 커넥터부를 밴드부에서 제거하여 방수성능 등을 높일 수 있도록 배터리부(400)에 추가적으로 무선충전을 위한 무선충전 코일부를 부가할 수 있다.
이상 정리하면, 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치는 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하여 사용자의 건강에 도움을 줄 수 있고, 엘이디를 구동하는 출력 전압을 가변하여 사용자마다 다른 광 민감도에 적응해서 엘이디 출력을 조절하는 장점이 있고, 배터리 전원이 낮을 경우, 엘이디 구동 전압을 낮추거나 구동되는 엘이디 개수를 줄여 최적의 동작 상태를 유지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 엘이디 200: 출력 전압 조절부
210: 부스트 컨버터 220: 샘플링부
230: PWM 제어부 300: 제어부
310: 측정부 320: 생성부
330: 통신부 400: 배터리부
500: 보호부 600: 스트랩부

Claims (5)

  1. 신체 활동에 영향을 미치는 광을 출력하는 링 형태로 배열된 엘이디(100);
    상기 엘이디(100)를 PWM 제어하여 상기 엘이디(100)의 출력 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(200);
    상기 출력 전압 조절부(200)에 PWM 제어 정보를 제공하는 제어부(300);
    상기 출력 전압 조절부에 전원을 공급하는 배터리부; 및
    플렉시블 와이어형태로 구성되는 밴드 형태의 스트랩부;를 포함하고,
    상기 복수의 엘이디(100)는 착용자의 신체를 향하여 배치되며,
    상기 제어부(300)는,
    상기 엘이디(100)의 조도를 측정하는 측정부(310);
    측정된 조도에 따라 상기 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(320); 및
    상기 PWM 제어 정보를 상기 출력 전압 조절부(200)로 전송하는 통신부(330)를 포함하고,
    상기 출력 전압 조절부(200)는,
    입력 소스를 부스트 업하여 상기 엘이디(100)를 구동하는 출력 전압을 가변하는 부스트 컨버터(210);
    상기 부스트 컨버터(210)의 출력 전압을 샘플링하는 샘플링부(220); 및
    샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 상기 부스트 컨버터(210)를 PWM 제어하는 PWM 제어부(230)를 포함하며,
    상기 측정부(310)가 상기 엘이디(100)의 조도를 측정할 때, 설정된 PWM 제어 정보로 목표 조도가 측정되지 않을 경우, 상기 엘이디(100)에 문제가 발생했음을 감지하여 장치의 고장 유무를 판단하고,
    상기 배터리부는 플렉시블 와이어 형태로 구성되어 상기 스트랩부 사이에 위치하며,
    상기 배터리부의 표면에는 방수 기능을 제공하는 코팅막이 형성되고,
    상기 스트랩부에는 상기 배터리부를 충전시키기 위한 커넥터부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디(100)의 광 파장은 비타민 D 합성에 영향을 주는 270 내지 300 나노 미터인 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력 전압 조절부(200)는 상기 입력 소스로 배터리 전원을 사용하는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 전원이 일정 레벨 이하로 떨어질 경우, 상기 제어부(300)는 상기 출력 전압 조절부(200)의 출력 전압을 일정 전압 이하로 떨어뜨리거나, 구동되는 엘이디(100) 개수를 줄이는 링 형태의 엘이디 웨어러블 헬스 장치.
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