KR102287155B1 - 스마트 베개용 fsr 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 베개용 FSR 센서에 관한 것으로서, 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 형성되며, 그 상부에 저항부가 형성되는 절연성 베이스 원단; 상기 절연성 베이스 원단 상에 형성되며, 일정 저항을 갖는 저항체로 구성되는 저항부; 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단 사이의 가장자리에 형성되어, 스페이서를 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착하여 고정시키는 스페이서 점착부; 양전극과 음전극이 교차하여 일정 간격을 두고 절연성 상부 원단 상에 배치되며, 소정 수준 이상의 압력에 의해 스페이서에 형성된 통공을 통해 저항부와 접촉하여 전류를 인가함으로써 저항부에 접촉 면적의 저항을 발생시키는 전극부; 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 구성되며, 그 위에 전극부가 형성된다.절연성 상부 원단; 및 저항부와 전극부 사이에 배치되며, 스페이서 점착부에 의해 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착되어 고정되는 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 복수개의 통공이 형성되어 있는 절연성 재질의 절연 부재로 형성되고, 상기 통공을 통해 전극부로부터 소정 수준 이상의 압력이 가해지는 경우 저항부와 전극부가 접촉하여 접촉 저항을 발생시키는 것을 특징으로 하는 스마트 베개용 FSR 센서를 제공한다.

Description

스마트 베개용 FSR 센서{FSR SENSOR FOR SMART PILLOW}
본 발명은 스마트 베개용 FSR 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스마트 베개에 사용할 수 있는 FSR 센서에 관한 것이다.
현대인의 일상에서 수면의 중요성은 아무리 강조해도 지나치치 않다는 점은 잘 알려져 있다. 수면의 질을 좌우하는 요소 중의 하나는 베개인데, 적절하지 않은 베개를 사용하는 경우, 근육 통증, 두통, 허리 통증, 척추 통증 등을 유발할 수 있다는 점이 알려져 있다. 이러한 점에서, 각 사람에게 적합한 베개를 사용하는 것은 매우 중요한 문제라 할 것이다.
최근에는 잘못된 수면 습관이나 수면 패턴으로 인해 코콜이, 수면 무호흡증을 갖고 있는 사람이 점차 늘어나고 있는데, 이러한 수면시의 정보를 수집하여 사용자의 신체 상태와 수면 패턴을 분석할 수 있는 "스마트 베개"가 제안되고 있다.
이러한 스마트 베개는 사용자가 베개를 벨 때의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로서 FSR(Force Sensitive Resistor) 센서를 사용한다.
도 1은 종래의 FSR 센서(100)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 FSR 센서(100)는, 일반적으로 유연성을 가지는 절연성 베이스 원단(PET, 110) 상에 일정한 저항을 갖도록 구성되는 저항부(120)가 형성되고, 상기 저항부(120)와 소정 간격으로 이격되어 대향되도록 절연성 상부 원단(PET, 150)) 상에 형성되는 전극부(140) 및 상기 저항부(120)와 전극부(140)가 서로 이격되도록 상기 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단의 가장자리인 테두리 부위에 일정 폭으로 접착되는 스페이서(140)를 포함한다.
이러한 종래의 FSR 센서(100)의 일정 부위에 힘이 가해져서 저항부(120)와 전극부(140)가 서로 접촉하게 되면 접촉 면적의 저항이 발생되는데 이 때 이 값을 제어기에서 수신하여 감지 결과를 확인할 수 있도록 구성된다.
이러한 종래의 FSR 센서(100)는 소면적의 경우 스페이서(130)가 절연성 베이스 원단(110)과 절연성 상부 원단(150) 사이의 가장자리 부위에만 형성되어도 스페이서(130)의 두께에 의해 저항부(120)와 전극부(140)가 잘 접촉하지 않도록 하고 힘을 가했을 경우에만 이격되어 있는 저항부(120)와 전극부(140)가 접촉하게 된다.
그러나, FSR 센서(100)가 일정 면적으로 커질 경우 가장 자리에 형성된 스페이서(130)만으로는 저항부(120)와 전극부(140)를 이격시킬 수 없는 문제가 발생되는데, 절연성 베이스 원단(110)과 절연성 상부 원단(150)의 저항부(120)와 전극부(140)가 외부 힘이 없는 상태에서도 접촉이 되어 저항값 신호를 발생시키게 된다는 문제가 있다.
따라서, 제품의 특성상 일정한 힘을 받을 때만 저항값을 나타내야하는 제품에 이러한 종래의 FSR 센서(100)를 사용할 경우에는, 단순 구부림에 의해서 저항값이 발생할 수 있으므로 정밀하게 힘을 가했을 때 얻어져야 하는 저항값을 만들어 내기가 힘들어진다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1987417호(2019.06.10 공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스마트 베개에 사용할 수 있는 FSR 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 소면적용으로 사용되는 종래의 FSR 센서를 개선하여 상대적으로 대면적을 필요로 하는 스마트 베개에 사용함으로써 사용자가 베개를 사용할 때의 압력값을 정확하게 검출할 수 있는 FSR 센서를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 스마트 베개용 FSR 센서로서, 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 형성되며, 그 상부에 저항부가 형성되는 절연성 베이스 원단; 상기 절연성 베이스 원단 상에 형성되며, 일정 저항을 갖는 저항체로 구성되는 저항부; 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단 사이의 가장자리에 형성되어, 스페이서를 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착하여 고정시키는 스페이서 점착부; 양전극과 음전극이 교차하여 일정 간격을 두고 절연성 상부 원단 상에 배치되며, 소정 수준 이상의 압력에 의해 스페이서에 형성된 통공을 통해 저항부와 접촉하여 전류를 인가함으로써 저항부에 접촉 면적의 저항을 발생시키는 전극부; 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 구성되며, 그 위에 전극부가 형성된다.절연성 상부 원단; 및 저항부와 전극부 사이에 배치되며, 스페이서 점착부에 의해 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착되어 고정되는 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 복수개의 통공이 형성되어 있는 절연성 재질의 절연 부재로 형성되고, 상기 통공을 통해 전극부로부터 소정 수준 이상의 압력이 가해지는 경우 저항부와 전극부가 접촉하여 접촉 저항을 발생시키는 것을 특징으로 하는 스마트 베개용 FSR 센서를 제공한다.
여기에서, 상기 스페이서는 소정의 패턴이 끊어짐이 없이 일정한 두께와 모양을 유지하여 저항부와 전극부의 전체 면적에 상응하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 스마트 베개에 사용할 수 있는 FSR 센서를 제공할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 소면적용으로 사용되는 종래의 FSR 센서를 개선하여 상대적으로 대면적을 필요로 하는 스마트 베개에 사용함으로써 사용자가 베개를 사용할 때의 압력값을 정확하게 검출할 수 있는 FSR 센서를 제공할 수 있다.
또한, 하나의 FSR 센서를 사용하여 베개 정도의 크기의 대면적에 사용할 수 있는 장점이 있으므로, 전력 소모를 크게 줄일 수 있고 회로 구성을 간단하게 할 수 있어서 전체적으로 제작 및 유지 비용을 현저하게 절감할 수 있으며, 따라서, 종래의 FSR 센서가 베개 크기의 대면적에는 사용할 수 없어서 복수개의 FSR 센서를 사용하여야 한다는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 FSR 센서를 사용한 스마트 베개의 경우, 간편한 구성에 의해 압력값의 변동을 검출할 수 있으므로, 홀로 사는 노인이나 장애인에게 수면 도중에 위험 상황이 발생하는 경우에도 이를 즉각적으로 검출할 수 있으므로 사고 발생을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 FSR 센서(100)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 스마트 베개용 FSR 센서(200)의 분해 사시도이다.
도 3은 스페이서(260)의 평면도이다.
도 4는 전극부(240)의 평면도이다.
도 5는 스페이서(260)의 패턴의 일예를 나타낸 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 의한 스마트 베개용 FSR 센서(200)의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2는 스마트 베개용 FSR 센서(200)의 분해 사시도이고, 도 3은 스페이서(260)의 평면도, 도 4는 전극부(240)의 평면도, 도 5는 스페이서(260)의 패턴의 일예를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 스마트 베개용 FSR 센서(200, 이하 간단히 "FSR 센서(200)"라 한다)는, 절연성 베이스 원단(210), 저항부(220), 스페이서 점착부(230), 전극부(240), 절연성 상부 원단(250) 및 스페이서(260)를 포함한다.
절연성 베이스 원단(210)은 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 형성될 수 있으며, 그 상부에는 저항부(220)가 형성된다.
저항부(220)는 절연성 베이스 원단(210) 상에 형성되며, 일정 저항을 갖는 탄소층과 같은 저항체로 구성된다. 저항부(220)는 후술하는 바와 같이, 일정 수준 이상의 압력이 가해지는 경우, 스페이서(260)의 통공(261)을 통해 전극부(240)와 접촉하여 저항을 발생시키는 기능을 수행한다.
스페이서 점착부(230)는 절연성 베이스 원단(210)과 절연성 상부 원단(250) 사이의 가장자리에 소정의 폭과 두께로 형성되어, 스페이서(160)를 절연성 베이스 원단(210)과 절연성 상부 원단(250)에 점착하여 고정시키는 기능을 수행한다.
전극부(240)는 양전극(241)과 음전극(242)이 교차하여 일정 간격을 두고 절연성 상부 원단(250) 상에 배치되며, 소정 수준 이상의 압력에 의해 스페이서(260)에 형성된 통공(261)을 통해 저항부(220)와 접촉하여 전류를 인가함으로써 저항부(220)에 접촉 면적의 저항을 발생시키는 기능을 수행한다.
절연성 상부 원단(250)은 유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 구성되며, 그 위에 전극부(240)가 형성된다.
스페이서(160)는 저항부(220)와 전극부(240) 사이에 배치되며, 스페이서 점착부(230)에 의해 절연성 베이스 원단(210)과 절연성 상부 원단(250)에 점착되어 고정된다.
스페이서(160)는 복수개의 통공(261)이 형성되어 있는 절연성 재질의 절연 부재로 형성된다. 이 통공(261)을 통해 전극부(240)로부터 소정 수준 이상의 압력이 가해지는 경우 저항부(220)와 전극부(240)가 접촉하여 접촉 저항을 발생시킨다.
통공(261)을 형성하기 위해서 스페이서(160)는 소정의 패턴이 끊어짐이 없이 일정한 두께와 모양을 유지하여 저항부(220)와 전극부(240)의 전체 면적을 덮을 수 있도록 형성되어, 압력이 가해지지 않는 경우 이들이 서로 접촉하지 않도록 하는 기능을 수행한다.
스페이서(160)를 형성하는 절연 부재는 원형, 타원형, 육각형, 오각형, 사각형, 지그재그형 등이 일정하게 연속되는 인쇄형 패턴으로 구성될 수 있으며, 이러한 형상에 의해 통공(261)이 형성되고, 통공(261)을 통해 압력이 가해지지 않은 상태에서 구부림이 발생하더라도 저항부(22)와 전극부(240)가 접촉하지 않도록 하는 기능을 수행한다.
이러한 FSR 센서(200)는 스마트 베개에 포함되어 다음과 같이 동작한다.
압력이 가해지지 않은 경우, 즉, 사용자가 베개를 베지 않은 경우, 스페이서(160)에 의해 저항부(220)와 전극부(240)는 서로 접촉되지 않으므로, 압력값을 검출하지 않는다. 즉, 전술한 바와 같이, 종래의 FSR 센서(100)는 저항부(220)와 전극부(240)의 접촉을 방지하기 위한 스페이서가 가장자리에만 형성되어 있어서 크기가 커지는 대면적에 사용하는 경우 전극부(240)와 저항부(220)가 접촉하여 정확하지 않은 저항값을 발생시키는 문제가 있으나, 본 발명에 의한 FSR 센서(200)는 통공(261)이 형성된 스페이서(260)가 저항부(220)와 전극부(240) 사이에 배치되기 때문에 이러한 문제를 차단할 수 있다.
이러한 상태에서 압력이 가해지는 경우, 즉, 사용자가 베개를 베는 경우, 스페이서(160)에 형성된 통공(261)에 의해 저항부(220)와 전극부(240)가 서로 접촉되어 접촉 면적에 의한 저항을 발생시키고 이 값이 제어기에 전달되어 압력값을 검출할 수 있다.
이와 같은 FSR 센서(200)에 의하면, 하나의 FSR 센서(200)를 사용하여 베개 정도의 크기의 대면적에 사용할 수 있는 장점이 있으므로, 전력 소모를 크게 줄일 수 있고 회로 구성을 간단하게 할 수 있어서 전체적으로 제작 및 유지 비용을 현저하게 절감할 수 있다. 따라서, 종래의 FSR 센서가 베개 크기의 대면적에는 사용할 수 없어서 복수개의 FSR 센서를 사용하여야 한다는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 FSR 센서(200)를 사용한 스마트 베개의 경우, 간편한 구성에 의해 압력값의 변동을 검출할 수 있으므로, 홀로 사는 노인이나 장애인에게 수면 도중에 위험 상황이 발생하는 경우에도 이를 즉각적으로 검출할 수 있으므로 사고 발생을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 다양한 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.
200...스마트 베개용 FSR 센서
210...절연성 베이스 원단
220...저항부
230...스페이서 점착부
240...전극부
250...절연성 상부 원단
260...스페이서

Claims (2)

  1. 스마트 베개용 FSR 센서로서,
    유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 형성되며, 그 상부에 저항부가 형성되는 절연성 베이스 원단;
    상기 절연성 베이스 원단 상에 형성되며, 일정 저항을 갖는 저항체로 구성되는 저항부;
    절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단 사이의 가장자리에 형성되어, 스페이서를 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착하여 고정시키는 스페이서 점착부;
    양전극과 음전극이 교차하여 일정 간격을 두고 절연성 상부 원단 상에 배치되며, 소정 수준 이상의 압력에 의해 스페이서에 형성된 통공을 통해 저항부와 접촉하여 전류를 인가함으로써 저항부에 접촉 면적의 저항을 발생시키는 전극부;
    유연성을 갖는 절연성 합성 수지 원단으로 구성되며, 그 위에 전극부가 형성되는 절연성 상부 원단; 및
    저항부와 전극부 사이에 배치되며, 스페이서 점착부에 의해 절연성 베이스 원단과 절연성 상부 원단에 점착되어 고정되는 스페이서
    를 포함하고,
    상기 스페이서는, 원형, 타원형, 육각형, 오각형, 사각형, 지그재그형 중 적어도 어느 하나가 끊어짐이 없이 일정한 두께와 모양을 유지하여 저항부와 전극부의 전체 면적에 상응하도록 일정하게 연속되는 인쇄형 패턴으로 구성되는 절연성 재질의 절연 부재로 형성되고,
    상기 인쇄형 패턴에 의해 형성되는 복수개의 통공을 가지며, 상기 통공을 통해 전극부로부터 소정 수준 이상의 압력이 가해지는 경우 저항부와 전극부가 접촉하여 접촉 저항을 발생시키는 것을 특징으로 하는 스마트 베개용 FSR 센서.
  2. 삭제
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