KR102360814B1

KR102360814B1 - 투습 구조를 구비하는 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102360814B1
Application number: KR1020210087856A
Authority: KR
Inventors: 채덕병; 박순근; 조승범; 정종욱
Original assignee: 주식회사 에이티센스
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2022-02-14
Also published as: KR102360814B9; US20230000436A1; EP4115808A1

Abstract

본 발명은 웨어러블 디바이스에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스로서, 하우징 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리를 포함하는 본체부, 상기 배터리와 연결되는 복수 개의 전극을 구비하는 전극부 및 상기 전극부와 사용자의 피부를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 전도성 부재를 포함하고, 복수 개의 레이어가 적층되어 이루어지되, 사용자의 피부와 접촉하는 레이어가 복수 개의 통기공을 구비하는 패치부를 포함한다.

Description

투습 구조를 구비하는 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법{Wearable device including moisture permeable structure and manufacturing method for the same}

본 발명은 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 사용자의 피부에 부착된 상태에서 수분을 효과적으로 배출시킬 수 있는 구조를 구비하는 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법에 관한 발명이다.

웨어러블 디바이스는 사용자의 복부, 등, 어깨 또는 팔과 같은 신체에 부착되어 근전도(electromyography), 심전도(electrocardiogram), 혈압 또는 뇌파 등 생체 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 심전도를 측정하기 위한 웨어러블 디바이스는 전극이 사용자의 피부와 접하도록 사용자의 신체에 부착되어, 심장에서 나타나는 전기적 활동을 감지하여 심전도로 측정된다. 이러한 특성 때문에 웨어러블 디바이스는 장시간 동안 사용자의 신체에 부착된 상태에서 작동할 수밖에 없다.

이와 같이 웨어러블 디바이스가 사용자의 신체에 부착된 상태에서 장시간 사용되면, 사용자가 활동하면서 발생한 땀이나 외부 습기가 웨어러블 디바이스로 유입된다. 유입된 수분은 임피던스 측정 오차를 일으켜 웨어러블 디바이스의 측정 정밀도를 악화시키고, 웨어러블 디바이스가 사용자의 피부와 맞닿는 부분에 수분이 장시간 포함됨에 따라 사용자의 피부에 자국이 남거나 알러지 반응을 일으키는 등의 문제가 있다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

공개특허공보 제10-2009-0102943호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 사용자의 피부에 있는 수분을 외부로 배출할 수 있는 투습 구조를 구비하는 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스로서, 하우징 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리를 포함하는 본체부, 상기 배터리와 연결되는 복수 개의 전극을 구비하는 전극부 및 상기 전극부와 사용자의 피부를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 전도성 부재를 포함하고, 복수 개의 레이어가 적층되어 이루어지되, 사용자의 피부와 접촉하는 레이어가 복수 개의 통기공을 구비하는 패치부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 패치부는 사용자의 피부와 직접 접촉하며, 복수 개의 제1통기공을 구비하는 제1부착층, 상기 부착층 상에 배치되는 흡수층 및 상기 흡수층 상에 배치되며, 상기 패치부와 상기 본체부를 연결하고, 복수 개의 제2통기공을 구비하는 제2부착층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 제1통기공과 상기 제2통기공은 상면에서 보았을 때, 서로 연통하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 패치층은 상기 흡수층과 상기 제2부착층의 사이에 배치되며, 투습형 소재로 이루어지는 통전 방지층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 전극부는 상기 패치부 상에 배치되며, 내측에 상기 본체부의 형상에 대응되는 장착홈을 구비하며, 외측에 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제3통기공을 구비하는 전극 보호층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 전극부는 상기 전극 보호층의 아래에 배치되며, 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제4통기공을 구비하는 차폐층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서 상기 전극부보다 넓은 면적을 가지며, 상기 전극부 상에 배치되어 적어도 일부가 사용자의 피부에 접착되고, 투습형 소재로 이루어지는 고정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제조방법은 복수 개의 레이어를 적층하여 패치부를 조립하고, 조립된 상기 패치부와 전극부 및 본체부를 적층하여, 사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스를 제조하는 방법으로서, 적층된 상기 복수 개의 레이어를 프레스 툴로 블랭킹하여, 상기 패치부에 복수 개의 통기공을 형성하는 단계를 포함한다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스 및 그 제조방법은 전극부 및 패치부 중 적어도 어느 하나 이상이 투습형 소재로 이루어지거나 통기공을 구비함으로써, 웨어러블 디바이스가 사용자의 신체에 장시간 부착되어 사용되면서 발생하는 습기 등을 외부로 원활하게 방출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 나타낸다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 분해사시도를 나타낸다.
도 4는 전극부의 상면도를 나타낸다.
도 5는 전극부의 전극 패턴층을 나타낸다.
도 6은 패치부의 상면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10)를 나타내고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면을 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10)의 분해사시도를 나타내고, 도 4는 전극부(200)의 상면도를 나타내고, 도 5는 전극부(200)의 전극 패턴층(220)을 나타내고, 도 6은 패치부(300)의 상면도를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10)는 사용자의 등, 가슴, 어깨, 팔 또는 다리 등에 부착되어 사용되는 전자기기일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10)는 사용자의 피부 상에 부착되어 심전도, 근전도 또는 혈압 등 생체 신호(bio signal)을 측정하는 장치일 수 있다. 일 실시예로, 웨어러블 디바이스(10)는 심박동과 함께 발생하는 전압를 전극부(200)에서 입력하여 심전도(electrocardiogram; ECG)를 측정하는 장치일 수 있다. 또는 웨어러블 디바이스(10)는 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 발생하는 전압을 전극부(200)에서 입력하여 뇌전도(electroencephalogram; EEG)를 측정하는 장치일 수 있다. 또는 웨어러블 디바이스(10)는 골격근에서 발생하는 전압을 전극부(200)에서 입력하여 근전도(electromyogram; EMG)를 측정하는 장치일 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(10)는 심전도, 뇌전도 또는 근전도와 같이 측정된 생체 신호에 기초하여 이온토포레시스(iontophoresis)를 이용하는 연속 혈당 측정기(continuous glucose monitor; CGM) 또는 피부 투약(transdermal therapeutic) 장치일 수 있다.

일 실시예로 웨어러블 디바이스(10)는 버튼을 이용한 접점식 스위치 타입 또는 터치형 스위치 타입일 수 있다. 이 버튼의 접점을 감지하거나 터치 여부를 감지하는 회로를 구비할 수 있다.

도 1 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10)는 본체부(100), 전극부(200) 및 패치부(300)를 포함할 수 있다.

본체부(100)는 웨어러블 디바이스(10)의 일측에 배치되며, 하우징(110), 배터리(120) 및 기판(130)을 포함할 수 있다. 이 외에도 본체부(100)는 웨어러블 디바이스(10)가 사용자의 신체에 부착된 상태에서 심전도를 측정하기 위한 구성으로서 프로세서, 메모리, 디스플레이, 인디케이터 및 기타 지지 구조물 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 특정 구성을 중심으로 설명하되, 특별히 언급하지 않는 한, 설명하지 않은 구성이 웨어러블 디바이스(10)에서 생략 또는 축소되는 것은 아니다.

하우징(110)는 본체부(100)의 다른 구성을 외부 충격으로부터 보호하고 외부 이물질이 내부로 유입되지 않도록 한다. 하우징(110)의 형상이나 크기 및 재질 등은 특별히 한정하지 않으며, 웨어러블 디바이스(10)의 사용 목적 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일 실시예로 하우징(110)는 내부 공간을 구비하는 돔 형상을 가질 수 있다.

하우징(110)의 상면에는 버튼이 배치될 수 있다. 도 1에는 하우징(110)의 상면에 하나의 전원 버튼만이 배치되는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어 하우징(110)의 상면 또는 측면에는 웨어러블 디바이스(10)의 전원을 제어하고 작동 모드를 제어하는 복수 개의 버튼이 배치될 수 있다.

하우징(110)의 내부 공간에는 배터리(120) 및 기판(130)이 배치될 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(130)은 하우징(110)의 내부 공간에 배치된 지지 구조물에 의해 지지되며, 배터리(120)는 기판(130) 상에 배치될 수 있다. 또한 기판(130) 상에는 웨어러블 디바이스(10)를 구동하기 위한 신호 증폭회로, 신호처리회로, 제어 회로, 프로세서, 메모리 등이 배치될 수 있다.

일 실시예로 본체부(100)의 내측에는 정전기 방지용 도료가 코팅될 수 있다. 예를 들어 하우징(110)의 내측에는 정전기 방지용 도료가 코팅 또는 도포되어, 외부 정전기가 하우징(110)을 통해 본체부(100)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

전극부(200)는 본체부(100)의 일측에 배치되며, 본체부(100)와 연결되는 감지 전극(221)을 구비할 수 있다. 예를 들어 전극부(200)는 본체부(100)의 기판(130)과 연결될 수 있으며, 감지 전극(221)은 체표면에서 심박동과 관련하여 나타나는 전위를 측정하거나, 전해질의 약제를 사용자의 피부 또는 점막을 통해 체내에 주입하기 위해 전류를 인가할 수 있다. 또, 전극 간에 임피던스를 측정할 수 있다.

일 실시예로 전극부(200)는 차폐층(210) 및 전극 패턴층(220)을 포함할 수 있다.

차폐층(210)은 금속 등 전도성 소재로 이루어지며, 전극부(200)의 상면에 배치되어, 외부 정전기 등 비정상적인 전위가 감지 전극(221)에 인가되어 측정 신호에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예로 차폐층(210)은 전극부(200)의 배면에 인쇄된 전극 패턴층(220)을 커버하도록 배치될 수 있다.

일 실시예로 차폐층(210)은 제1차폐영역(210A)과 제2차폐영역(210B)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1차폐영역(210A)은 내측에 본체부(100)가 배치되도록 차폐층(210)의 중심부에 배치될 수 있다. 또한 상면에서 보았을 때, 제1차폐영역(210A)은 본체부(100)의 가장자리에서 소정의 거리만큼 이격하여, 내측에 본체부(100)가 배치될 수 있다.

일 실시예로 상면에서 보았을 때 제1차폐영역(210A)의 내측에는 감지 전극(221)과 본체부(100)의 연결 부분이 배치될 수 있다. 즉 제1차폐영역(210A)은 후술하는 감지 전극(221)의 제1 감지 전극단(221a)을 커버할 수 있다. 또한 제1차폐영역(210A)은 복수 개의 전도성 부재(310) 중 적어도 하나의 전도성 부재(310)를 커버할 수 있다.

제2차폐영역(210B)은 제1차폐영역(210A)의 양측에서 연장될 수 있다. 상면에서 보았을 때 제2차폐영역(210B)의 내측에는 적어도 하나 전도성 부재(310)가 배치될 수 있다. 즉 제2차폐영역(210B)은 복수 개의 전도성 부재(310) 중 적어도 하나의 전도성 부재(310)를 커버할 수 있다.

일 실시예로 차폐층(210)은 본체부(100)와 플로팅(floating)될 수 있다. 즉 차폐층(210)은 본체부(100)와 전기적으로 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 외부 정전기 등이 차폐층(210)을 통해 이동하는 과정에서 본체부(100)에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.

일 실시예로 차폐층(210)은 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제3통기공(211)을 구비할 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 차폐층(210)을 상면에서 보았을 때, 복수 개의 제3통기공(211)은 차폐층(210)의 양측에 배치될 수 있다. 즉 제3통기공(211)은 제2차폐영역(210B)에 배치될 수 있다.

이에 따라 웨어러블 디바이스(10)가 사용자의 신체에 부착된 상태에서, 피부에서 발생하는 수분 등이 본체부(100)로 유입되지 않고, 복수 개의 제3통기공(211)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

일 실시예로 제3통기공(211)은 그 폭이 인접하는 제3통기공(211) 사이의 간격보다 클 수 있다. 보다 구체적으로 도 4에 나타낸 바와 같이, 제3통기공(211)의 폭 W는 서로 인접하는 제3통기공(211) 사이의 간격 D보다 클 수 있다.

이에 따라 제3통기공(211)의 폭을 충분히 확보하여 투습 효과를 높일 수 있고, 또한 외부에서 인가된 정전기 등을 제3통기공(211) 사이의 영역을 통해 후술하는 전극 패턴층(220)의 그라운드 전극(222)을 통해 외부로 흘려보낼 수 있다. 이를 통해 투습 효과와 정전기로 인한 측정 노이즈 방지 효과를 모두 달성할 수 있다.

도 4에는 복수 개의 제3통기공(211)이 메시 구조를 이루는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어 복수 개의 제3통기공(211)은 원형, 다각형 또는 직선과 곡선이 혼합된 형상을 가질 수 있으며, 서로 다른 크기와 형상을 가질 수도 있다.

일 실시예로 차폐층(210)은 전도성 잉크(inductive ink)에 의해 전극부(200)의 상면에 인쇄될 수 있다.

일 실시예로 차폐층(210)은 외부 정전기가 본체부(100)로 유입되지 않도록 본체부(100)와 구분되는 별도의 회로를 통해, 소정의 전위가 인가된 상태일 수 있다.

전극 패턴층(220)은 전극부(200)의 일면, 예를 들어 차폐층(210)과 반대되는 면인 전극부(200)의 타면에 배치될 수 있다. 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 전극 패턴층(220)은 전극부(200)의 배면에 인쇄되며, 복수 개의 감지 전극(221)을 포함할 수 있다.

도 5에는 3개의 감지 전극(221)이 전극 패턴층(220)의 길이 방향을 따라 중심과 양측에 각각 배치되는 것으로 나타냈으나, 감지 전극(221)의 개수는 4개 이상 또는 2개 이하일 수 있으며, 위치는 특별히 한정하지 않는다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위해 웨어러블 디바이스(10)가 3개의 감지 전극(221)을 구비하는 경우를 중심으로 설명한다.

각각의 감지 전극(221)은 본체부(100)와 연결(보다 구체적으로 본체부(100)의 기판(130)과 연결)되는 제1 감지 전극단(221a)과 후술하는 패치부(300)의 전도성 부재(310)와 연결되는 제2 감지 전극단(221b)을 포함할 수 있다.

일 실시예로 감지 전극(221)의 제1 감지 전극단(221a)은 전극 패턴층(220)의 길이 방향으로 중심부에 배치되고, 제2 감지 전극단(221b)은 전극 패턴층(220)의 중심부와 양측에 각각 하나씩 배치될 수 있다.

일 실시예로 전극 패턴층(220)은 사용자의 피부와 접촉하며 차폐층(210)과 연결되어, 외부 정전기를 사용자의 피부로 흘려보낼 수 있다. 보다 구체적으로 도 5에 나타낸 바와 같이, 전극 패턴층(220)은 감지 전극(221) 외에도 그라운드 전극(222)을 더 포함할 수 있다. 그라운드 전극(222)은 사용자의 피부와 접촉하며, 차폐층(210)과 연결되는 제1 그라운드 전극단(222a)과 전도성 부재(310)와 연결되는 제2 그라운드 전극단(222b)을 포함할 수 있다. 또한 그라운드 전극(222)은 본체부(100)와는 전기적으로 연결되지 않을 수 있거나 제1 그라운드 전극단(222a)은 생략할 수 있다.

이와 같이 전극 패턴층(220)은 차폐층(210) 및 피부와 연결됨으로써 사용자의 피부를 일종의 그라운드로 이용할 수 있다. 이에 따라 정전기가 발생할 경우, 차폐층(210)에서 전달된 에너지를 사용자의 피부로 그라운딩할 수 있다. 또한 그라운드 전극(222)은 본체부(100)와 연결되지 않기 때문에, 외부 정전기가 본체부(100)로 유입되지 않도록 할 수 있다.

전극부(200)는 전극 보호층(230)을 더 포함할 수 있다. 전극 보호층(230)은 차폐층(210)에 더하여, 외부 정전기 등을 차단하여 정전기가 웨어러블 디바이스(10)의 측정 정밀도에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 전극 보호층(230)은 전극부(200)의 상면, 즉 차폐층(210) 상에 배치될 수 있다.

일 실시예로 전극부(200)는 도전체(예를 들어 금속 도료가 인쇄된 구조물 또는 금속체)로 이루어지며, 본체부(100)와 전기적으로 일부분은 연결되지 않을 수 있다.

일 실시예로 전극 보호층(230)은 전극부(200)의 다른 구성보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 전극 보호층(230)은 차폐층(210) 및 전극 패턴층(220)보다 넓은 면적을 가짐으로써, 웨어러블 디바이스(10)가 사용자의 신체에 부착된 상태에서 그 일부가 사용자의 신체와 접촉할 수 있다.

이러한 구성을 통해 외부 정전기 등이 본체부(100)에 영향을 주지 않도록 하고, 사용자의 신체를 일종의 그라운드 전극으로 활용하여, 정전기를 사용자의 신체로 도통할 수 있다.

일 실시예로 전극 보호층(230)은 내측에 본체부(100)의 형상에 대응되는 장착홈(231)을 구비하며, 외측에 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제4통기공(232)을 구비할 수 있다.

보다 구체적으로 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전극 보호층(230)은 내측에 장착홈(231)을 구비하며, 전극 보호층(230)이 전극부(200) 상에 배치될 때, 본체부(100)는 장착홈(231)의 내측에 위치하게 된다. 장착홈(231)은 전극 보호층(230)의 길이 방향으로 중심부에 위치할 수 있다. 또한 복수 개의 제4통기공(232)은 장착홈(231)의 양측에 각각 배치될 수 있다.

일 실시예로 복수 개의 제4통기공(232)은 복수 개의 제3통기공(211)과 동일한 패턴으로 배치될 수 있다. 여기서 동일한 패턴이란, 복수 개의 통기공의 크기와 이들 간의 간격은 다소 상이할 수 있으나, 그 형상이 직사각형, 정사각형, 마름모 또는 원형 등으로 동일한 것을 의미한다.

일 실시예로 복수 개의 제4통기공(232)은 복수 개의 제3통기공(211)에 대응되도록 배치될 수 있다. 즉 복수 개의 제4통기공(232)은 복수 개의 제3통기공(211)과 크기, 형상, 위치 등이 동일할 수 있다. 또, 통기성울 가진 불규칙한 모양일 수 있다.

이에 따라 웨어러블 디바이스(10)를 장시간 착용함에 따라 습기 등이 발생하더라도, 패치부(300)를 거쳐 전극부(200)로 유입된 습기는 제3통기공(211) 및/또는 제4통기공(232)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있다.

패치부(300)는 전극부(200)의 아래에 배치되며, 사용자의 피부와 직접 접촉하여 사용자의 피부로 약물을 주입할 수 있다.

일 실시예로 전극부(200)와 사용자의 피부를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 전도성 부재(310)를 포함하고, 복수 개의 통기공을 구비하는 다층 레이어로 이루어질 수 있다.

일 실시예로 패치부(300)는 메인 영역(300A)과 메인 영역(300A)의 양측에서 각각 연장되는 한 쌍의 서브 영역(300B)을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 메인 영역(300A)은 패치부(300)의 길이 방향으로 중심부에 배치되며, 서브 영역(300B)은 메인 영역(300A)의 양측에 각각 배치될 수 있다.

전도성 부재(310)는 웨어러블 디바이스(10)가 사용자의 피부에 부착된 상태에서, 사용자의 피부와 직접 접촉하는 부재로서 전극부(20)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어 전도성 부재(310)는 생체적합성 물질로 이루어질 수 있으며, 하이드로젤(hydrogel)일 수 있다.

일 실시예로 전도성 부재(310)는 패치부(300)의 메인 영역(300A)과 서브 영역(300B)에 각각 하나씩 구비되는 장착홀(301)을 통해 패치부(300)에 삽입된 상태에서 사용자의 피부와 접촉할 수 있다. 장착홀(301)은 패치부(300)의 복수 개의 레이어 중 적어도 하나의 레이어를 높이 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어 장착홀(301)은 후술하는 패치부(300)의 제1부착층(320) 및 흡수층(330)을 관통하여 형성될 수 있다. 그리고 전도성 부재(310)는 장착홀(301)에 삽입된 상태에서 전극부(200)와 접촉할 수 있다.

일 실시예로 전도성 부재(310)는 패치부(300)의 메인 영역(300A)과 서브 영역(300B)에 각각 하나씩 구비되는 접촉홀(302)을 통해 패치부(300)에 삽입된 상태에서 전극부(200)와 접촉할 수 있다. 접촉홀(302)은 패치부(300)의 복수 개의 레이어 중 적어도 하나의 레이어를 높이 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어 접촉홀(302)은 후술하는 패치부(300)의 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350)을 관통하여 형성될 수 있다. 그리고 전도성 부재(310)는 장착홀(301)에 삽입된 상태에서 접촉홀(302)을 통해 전극부(200)와 접촉할 수 있다.

일 실시예로 패치부(300)의 통기공은 장착홀(301) 및/또는 접촉홀(302)이 형성된 영역을 제외하고, 메인 영역(300A) 및 서브 영역(300B) 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다.

일 실시예로 패치부(300)는 제1부착층(320), 흡수층(330), 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350)을 포함할 수 있다.

제1부착층(320)은 사용자의 피부와 직접 접촉하는 부재로서, 패치부(300)를 사용자의 피부에 고정하기 위한 접착성 부재일 수 있다. 예를 들어 제1부착층(320)은 생체적합성 물질로 이루어진 테이프로서, 실리콘 테이프일 수 있다.

일 실시예로 제1부착층(320)은 복수 개의 제1통기공(321)을 구비할 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1통기공(321)은 장착홀(301)을 제외한 나머지 영역에, 제1부착층(320)의 전면(全面)에 랜덤하게 배치될 수 있다. 이에 따라 사용자의 피부에서 발생한 땀 등이 제1부착층(320)에 장시간 머무르지 않고, 제1부착층(320)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

흡수층(330)은 제1부착층(320) 상에 배치되며, 사용자의 피부에서 발생한 땀 또는 외부 습기 등이 본체부(100)나 전극부(200)의 내부로 유입되지 않도록 습기를 보유할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 흡수층(330)은 섬유층일 수 있으며, 보다 구체적으로 부직포로 이루어질 수 있으며, 보유한 습기를 재방출할 수 있다.

제2부착층(340)은 패치부(300)를 전극부(200)에 부착하기 위한 부재로서, 흡수층(330) 상에 배치되어, 전극부(200)와 패치부(300)를 연결하고, 복수 개의 제2통기공(341)을 포함할 수 있다. 제2부착층(340)은 양면에 접착성 물질이 도포될 수 있으며, 양면 테이프일 수 있다.

일 실시예로 복수 개의 제2통기공(341)은 복수 개의 제1통기공(321)과 높이 방향으로 서로 연통하도록 배치될 수 있다. 즉 복수 개의 제2통기공(341)은 복수 개의 제1통기공(321)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 또는 복수 개의 제2통기공(341)은 복수 개의 제1통기공(321)과 동일한 패턴으로 배치될 수 있다. 또는 복수 개의 제2통기공(341)은 복수 개의 제1통기공(321)과 동일한 크기, 형상 및 개수로 배치될 수 있다.

패치부(300)는 통전 방지층(350)을 더 포함할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 통전 방지층(350)은 흡수층(330)과 제2부착층(340) 사이에 배치되며, 웨어러블 디바이스(10)의 다른 부재 간의 미세 통전을 방지하거나, 웨어러블 디바이스(10)와 피부 사이의 미세 통전을 방지할 수 있다.

일 실시예로 통전 방지층(350)은 투습형 소재로 이루어질 수 있으며, 투습형 폴리우레탄 테이프일 수 있다.

일 실시예로 통전 방지층(350)도 통기공을 구비할 수 있으며, 상기 통기공은 전술한 제1부착층(320), 흡수층(330) 및 제2부착층(340)의 통기공과 연통하도록 배치될 수 있다. 예를 들어 통전 방지층(350)의 통기공은 제1부착층(320), 흡수층(330) 및 제2부착층(340)의 통기공과 동일한 개수, 패턴 및 형상으로 배치될 수 있다. 지금까지는 패치부 (300)은 다수의 레이어로 설명하였으나, 동일한 기능 혹은 다른 재질로 단순화 할 수 있음은 당연하다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10A)를 나타낸다.

본 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(10A)는 고정부(400)를 더 포함할 수 있다.

고정부(400)는 내측에 본체부(100)가 수용되는 수용홈(410)을 구비하며, 수용홈(410)의 양측 영역은 전극부(200)의 상면을 커버한다.

일 실시예로 고정부(400)는 전극부(200) 및/또는 패치부(300)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 도 7에 나타낸 바와 같이, 고정부(400)는 전극부(200) 상에 배치된 상태에서, 적어도 일부가 전극부(200) 및/또는 패치부(300)의 외측으로 돌출되어 사용자의 피부에 접착될 수 있다.

일 실시예로 고정부(400)는 투습형 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어 고정부(400)는 투습형 폴리우레탄 테이프 혹은 고어텍스와 같은 습기 방향성을 가진 재질일 수 있다. 또한 고정부(400)는 방수형 소재로 이루어질 수 있다. 이에 따라 고정부(400)는 외부 습기 등이 웨어러블 디바이스(10A)의 내부로 유입되지 않도록 하고(방수), 내측의 습기를 외부로 방출할 수 있다(투습).

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제조방법을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제조방법은 복수 개의 레이어를 적층하여 패치부(300)를 조립하고, 조립된 패치부(300)와 전극부(200) 및 본체부(100)를 적층하여, 사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스(10)를 제조할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제조방법은 적층된 복수 개의 레이어를 프레스 툴로 블랭킹하여, 패치부(300)에 복수 개의 통기공을 형성할 수 있다.

먼저 복수 개의 레이어를 적층하여 패치부(300)를 조립한다. 예를 들어 제1부착층(320), 흡수층(330), 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350)를 적층하여 패치부(300)를 조립한다.

다음 마찬가지로 복수 개의 부재를 조립 및 적층하여 전극부(200)를 조립한다. 예를 들어 전극부(200)에 차폐층(210)과 전극 패턴층(220)을 형성한 다음, 차폐층(210) 상에 전극 보호층(230)을 배치하여 전극부(200)를 조립할 수 있다. 다만 전극부(200) 및 패치부(300)의 조립 순서는 특별히 한정하지 않으며, 전극부(200)를 먼저 조립하거나 전극부(200)와 패치부(300)를 동시에 조립할 수 있다.

다음 프레스 툴을 이용해 블랭킹(blanking) 공정을 진행하여, 패치부(300)에 통기공을 형성한다. 예를 들어, 제1부착층(320), 흡수층(330), 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350) 등 복수 개의 레이어가 적층된 패치부(300)를 프레스 툴로 블랭킹함으로써 패치부(300)에 복수 개의 통기공을 형성할 수 있다.

다음 블랭킹된 패치부(300)와 전극부(200) 및 본체부(100)를 적층하여 웨어러블 디바이스(10)를 제조한다.

일 실시예로 전극부(200)를 조립하기 전에, 차폐층(210)과 전극 보호층(230)을 프레스 툴로 블랭킹하여 각각 통기공을 형성한 다음, 전극부(200)를 조립할 수 있다. 여기서 차폐층(210)과 전극 보호층(230)을 적층된 상태로 블랭킹하거나 각각 따로 블랭킹할 수 있다.

다른 실시예로, 패치부(300)의 복수 개의 레이어에 서로 다른 형상과 패턴의 통기공을 형성하는 경우, 패치부(300)를 적층하기 전에 각각의 부재에 대해 먼저 블랭킹 공정을 진행할 수 있다. 즉 패치부(300)의 제1부착층(320), 흡수층(330), 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350) 각각에 대해 서로 다른 프레스 툴을 이용해 블랭킹 공정을 진행할 수 있다. 다음 제1부착층(320), 흡수층(330), 제2부착층(340) 및 통전 방지층(350)을 적층하여 패치부(300)를 조립할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 외부 정전기가 본체부에 영향을 주지 않도록 하는 정전기로 인한 노이즈 방지 구조를 구비함으로써, 외부 정전기에 의해 웨어러블 디바이스의 측정 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

10: 웨어러블 디바이스
100: 본체부
200: 전극부
300: 패치부

Claims

사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스로서,
하우징 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리를 포함하는 본체부;
상기 배터리와 연결되는 복수 개의 전극을 구비하는 전극부; 및
상기 전극부와 사용자의 피부를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 전도성 부재를 포함하고, 복수 개의 레이어가 적층되어 이루어지되, 사용자의 피부와 접촉하는 레이어가 복수 개의 통기공을 구비하는 패치부;를 포함하고,
상기 패치부는
사용자의 피부와 직접 접촉하며, 복수 개의 제1통기공을 구비하는 제1부착층;
상기 제1부착층 상에 배치되는 흡수층; 및
상기 흡수층 상에 배치되며, 상기 패치부와 상기 본체부를 연결하고, 복수 개의 제2통기공을 구비하는 제2부착층;을 포함하는, 웨어러블 디바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1통기공과 상기 제2통기공은 상면에서 보았을 때, 서로 연통하도록 배치되는, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 패치부는 상기 흡수층과 상기 제2부착층의 사이에 배치되며, 투습형 소재로 이루어지는 통전 방지층을 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 전극부는 상기 패치부 상에 배치되며, 내측에 상기 본체부의 형상에 대응되는 장착홈을 구비하며, 외측에 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제3통기공을 구비하는 전극 보호층을 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제5항에 있어서,
상기 전극부는 상기 전극 보호층의 아래에 배치되며, 소정의 패턴으로 배치되는 복수 개의 제4통기공을 구비하는 차폐층을 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 전극부보다 넓은 면적을 가지며, 상기 전극부 상에 배치되어 적어도 일부가 사용자의 피부에 접착되고, 투습형 소재로 이루어지는 고정부를 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
복수 개의 레이어를 적층하여 패치부를 조립하고, 조립된 상기 패치부와 전극부 및 본체부를 적층하여, 사용자의 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 디바이스를 제조하는 방법으로서,
적층된 상기 복수 개의 레이어를 프레스 툴로 블랭킹하여, 상기 패치부에 복수 개의 통기공을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 복수 개의 통기공을 형성하는 단계는,
상기 패치부의 제1부착층에 복수 개의 제1통기공을 형성하는 단계;
상기 패치부의 제2부착층에 복수 개의 제2통기공을 형성하는 단계; 및
상기 제1부착층과 상기 제2부착층 사이에 흡수층을 배치하는 단계;를 포함하는, 웨어러블 디바이스의 제조방법.