KR102428591B1

KR102428591B1 - 웨어러블 장치

Info

Publication number: KR102428591B1
Application number: KR1020140192116A
Authority: KR
Inventors: 박진선; 정주환; 이승은; 정율교
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2022-08-03
Also published as: KR20160080398A

Abstract

본 발명은 웨어러블 장치에 관한 것으로, 인체에 착용되고, 복수의 결합부가 형성된 본체부 및 상기 복수의 결합부 중 적어도 하나에 착탈 가능하게 결합되며, 생체 상태 또는 동작을 측정하는 센서모듈을 포함한다.

Description

웨어러블 장치{WEARABLE DEVICE}

본 발명은 웨어러블 장치에 관한 것이다.

최근 들어 건강에 대한 관심이 커지고 생명 연장의 욕구가 늘어남에 따라, 사용자 자신의 건강 상태를 체크할 수 있는 생체 측정 장치가 대중화되고 있다.

이러한 생체 측정 장치는 체온, 맥박, 혈압, 혈당, 심전도 등을 측정할 수 있으며, 측정된 데이터에 의거하여 사용자의 건강 상태를 판단해 준다.

그런데 사용자가 생체 측정 장치를 통해 수시로 건강 상태를 체크하고 응급 상황을 대비하기 위해서는 휴대가 간편해야 하므로 측정 장치의 소형화가 필수적인 과제가 되었다.

최근에는 정보 통신과 전자 디바이스의 발전으로 생체 측정 장치가 점차 소형화되어, 생체 측정 장치는 휴대형(potable)에서 몸에 착용할 수 있는 웨어러블(wearable) 형태로 발전하고 있다.

즉, 사용자는 손목시계 형, 반지 형, 목걸이 형태 등으로 형성된 체온계, 맥박계, 혈압계, 혈당계, 심전도 측정계 등을 신체의 일부에 착용하여 수시로 자신의 건강상태를 체크할 수 있다.

한편, 웨어러블 장치의 다양한 활용과 기능 확장을 위하여 웨어러블 장치에 다양한 기능을 하는 모듈이 부가되고 있다.

그러나, 이와 같은 다양한 기능을 하는 모듈이 부가되면서 사용자가 원하지 않는 기능을 가진 모듈들도 웨어러블 장치에 부가됨에 따라, 웨어러블 장치의 부피가 증가되고 무게가 무거워져 사용자가 착용하고 다니는 데 불편함을 초래한다.

본 발명의 목적은 크기 및 무게를 최소화할 수 있고, 측정하고자 하는 기능에 따라 센서모듈의 위치를 변경할 수 있는 웨어러블 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체부에 복수의 결합부가 형성되고, 복수의 결합부 중 적어도 하나의 결합부에 센서모듈이 착탈 가능하게 선택적으로 결합되는 웨어러블 장치가 제공됨에 의해 달성된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치는 사용자가 원하는 기능을 가진 센서모듈만을 선택하여 착탈할 수 있으므로, 크기 및 무게를 최소화하여 사용자에게 착용성, 휴대성, 편의성 등을 제공할 수 있으며, 전력 소모 또한 최소화할 수 있다.

또한, 센서모듈의 종류에 따라, 센서모듈의 결합 위치를 선택할 수 있어 사용자의 생체 상태와 동작을 용이하고 정확하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 본체부와 센서모듈의 다른 결합구조를 도시한 부분 단면도.
도 4는 도 2의 센서모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

아울러, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 도시한 부분 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 본체부와 센서모듈의 다른 결합구조를 도시한 부분 단면도이고, 도 4는 도 2의 센서모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 본체부(110) 및 센서모듈(120)을 포함한다.

본 실시예에 따른 본체부(110)는 웨어러블 장치(100)가 사용자 인체의 소정 위치에 착용될 수 있도록 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 본체부(110)가 사용자의 인체에 착용되는 것으로 설명하나 이에 한정되는 것은 아니며, 센서모듈(120)이 결합되어 사용자의 생체 상태 또는 동작을 측정할 수 있는 구성이라면 사용자의 인체에서 착용하지 않고 이격되어 위치하여도 무방하다.

또한, 본 실시예에 따른 본체부(110)의 형태는 밴드 또는 띠 형태로 형성될 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 팔찌 형태, 발찌 형태, 밸트 형태, 복대 형태, 반지 형태, 목걸이 형태 등의 어떠한 형태로도 형성될 수 있다.

여기서 상기 본체부(110)는, 회로패턴(111)이 형성된 제1절연층(112-1)과 제2절연층(112-2)을 포함하는 플렉시블 기판(113)이 구비될 수 있으며, 플렉시블 기판(113)의 외부에는 커버(114)가 형성될 수 있다.

아울러, 상기 본체부(110)에는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 인체에 고정될 수 있도록 고정부(115)가 구비될 수 있다.

이때, 본체부(110)의 단부를 고정부(115)에 통과시켜 본체부(110)를 고정할 수 있으며, 고정부(115)를 통과하는 본체부(110)의 길이를 조절하여 고정된 상태에서의 본체부(110) 지름을 조절할 수 있다.

이에 따라, 사용자의 착용 위치에 따라 본체부(110)의 지름을 조절할 수 있으며, 이를 통해 본체부(110)가 사용자의 착용 위치에 밀착되도록 할 수 있다.

또한, 상기 본체부(110)는 복수의 결합부(116)가 형성될 수 있다.

상기 결합부(116)는 센서모듈(120)이 결합될 수 있으며, 본체부(110)와 사용자의 인체가 접촉하는 면에 센서모듈(120)이 위치하도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 결합부(116)는 본체부(110)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있으며, 센서모듈(120)은 복수의 결합부(116) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다.

이때, 상기 센서모듈(120)은 결합부(116)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

이에 따라 본 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는, 본체부(110)의 길이방향을 따라 형성된 복수의 결합부(116) 중에서, 센서모듈(120)의 측정 기능에 따라 센서모듈(120)이 결합되는 위치를 선택하여 결합할 수 있다. 예컨대, 센서모듈(120)이 맥박을 측정하는 기능을 수행하는 경우, 센서모듈(120)은 사용자의 손목 안쪽에 위치하는 결합부(116)에 결합됨으로써, 사용자의 손목 안쪽에 센서모듈(120)이 접촉될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는, 복수의 결합부(116)에 복수의 센서모듈(120)을 결합할 수 있다. 예컨대, 두 개의 센서모듈(120)이 두 개의 결합부(116)에 결합될 수 있으며, 인접하는 두 개의 결합부(116)에 결합되거나 이격된 두 개의 결합부(116)에 결합될 수도 있다.

한편 상기 결합부(116)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 두께 방향으로 관통된 홀 형태로 본체부(110)에 형성될 수 있다.

여기서, 홀 형태의 결합부(116)의 내측면에는 센서모듈(120)과 전기적으로 연결되는 접속부(117)가 형성될 수 있다.

이때, 센서모듈(120)의 일면에는 홀 형태의 결합부(116)에 삽입될 수 있도록 결합핀(121)이 형성될 수 있으며, 결합핀(121)은 접속부(117)에 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있도록 전도성 재질로 형성될 수 있다.

즉, 센서모듈(120)은 홀 형태로 형성된 결합부(116)에 결합핀(121)이 삽입됨으로써 본체부(110)에 결합되어 고정될 수 있으며, 아울러 본체부(110)와 전기적, 물리적으로 연결될 수 있게 된다.

한편 상기 결합부(116)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 결합부(116)는 본체부(110)의 일면에 오목한 홈 형태로 형성되어 센서모듈(120)이 하면만 노출되거나, 하면 및 측면 일부까지 노출되도록 수용될 수 있다.

이때, 센서모듈(120)의 일면에는 전기적 접속을 위한 접속단자(121-1)가 형성될 수 있으며, 본체부(110)에는 센서모듈(120)의 접속단자(121-1)와 대응되는 회로패턴(111)이 형성되어 센서모듈(120)의 접속단자(121-1)와 접촉되게 된다.

즉, 센서모듈(120)은 오목한 홈 형태로 형성된 결합부(116)에 센서모듈(120)이 수용됨으로써 본체부(110)에 결합되어 고정될 수 있으며, 아울러 본체부(110)와 전기적, 물리적으로 연결될 수 있게 된다.

또한 상기 결합부(116)는 도면에 도시하지는 않았으나, 본체부(110)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성될 수 있으며, 이때, 본체부(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 홀 또는 홈의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예의 결합부(116)는 센서모듈(120)이 본체부(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 결합되도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는, 상술한 형태의 결합부(116)를 통해 센서모듈(120)만 교체하여 본체부(110)에 결합할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 원하는 시기에 측정 기능을 변경할 수 있게 된다.

결국, 본 발명에 따른 웨어러블 장치(100)는 사용자가 원하는 기능을 가진 센서모듈(120)만을 선택적으로 착탈할 수 있으므로, 크기 및 무게를 최소화하여 사용자에게 착용성, 휴대성, 편의성 등을 제공할 수 있으며, 전력 소모 또한 최소화할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 복수의 결합부(116)를 구비하고 있으므로, 센서모듈(120)의 종류에 따라 센서모듈(120)의 결합위치를 선택할 수 있으며, 이에 따라 사용자의 생체 상태와 동작을 보다 용이하고 정확하게 측정할 수 있다.

한편 센서모듈(120)은, 본체부(110)에 결합되어 사용자의 생체 상태 또는 동작을 측정하여 외부로 전송하는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서부(122), 무선통신부(123) 및 제어부(124)를 포함할 수 있다.

상기 센서부(122)는 사용자의 생체 상태 또는 동작을 측정하는 것으로, 사용자의 생체 정보를 측정하는 생체용 센서 또는 사용자의 동작을 측정하는 동작 인식 센서 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.

여기서, 센서부(122)는 생체용 센서와 동작 인식 센서를 모두 구비하거나, 생체용 센서 또는 동작 인식 센서 중 하나를 구비할 수 있다. 예컨대, 센서부(122)는 생체용 센서와 동작 인식 센서를 모두 구비하거나, 센서부(122)에 생체용 센서가 구비되고, 동작 인식 센서는 본체부(110)에 구비될 수 있다.

이때, 생체용 센서는 맥박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 등의 생체 정보 중 적어도 하나를 측정하여 원하는 형태의 측정신호로 변환할 수 있는 센서일 수 있다. 예컨대, 맥박을 측정하기 위한 것인 경우 센서부(122)는, PPG(photoplethysmograph, 광용적맥파)센서 또는 압력 센서를 채택할 수 있으며, 사용자의 손목으로부터 전달되는 맥박을 감지하여 적절한 측정신호로 변환할 수 있다.

또한, 동작 인식 센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 컴파스 센서 등일 수 있다.

한편, 상기 무선통신부(123)는 센서부(122)에서 측정된 측정신호를 무선 통신 방식을 통해 외부로 전송할 수 있다. 예컨대, 무선통신부(123)는 센서부(122)에서 측정된 측정신호를 스마트폰 또는 중계 단말기로 전송할 수 있다.

이때, 무선통신부(123)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC, 비콘(Beacon), 와이파이(Wifi), CDMA 등과 같은 무선 통신 방식 중 하나를 채택할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 무선통신부(123)가 센서모듈(120)에 포함된 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 무선통신부(123)는 본체부(110)의 내부에 내장될 수도 있다.

상기 제어부(124)는 센서부(122)와 무선통신부(123)를 제어할 수 있으며, 센서부(122)에서 측정된 측정신호가 저장될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 센서모듈(120)에 전원을 공급하는 전원공급부(130)를 더 포함할 수 있다.

상기 전원공급부(130)는 본체부(110)에 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본체부(110), 특히 본체부(110)의 플렉시블 기판(113)에 내장될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 전원공급부(130)는 본체부(110)와 별도로 구성되어 본체부(110)와 착탈식으로 결합될 수도 있다.

여기서, 상기 전원공급부(130)는 충전이 가능한 이차 전지일 수 있다. 이때, 전원공급부(130)는 박막 형태의 플렉시블 이차 전지로 구성될 수 있어 본체부(110)가 구부러질 경우, 전원공급부(130)도 본체부(110)와 함께 구부러지도록 구성될 수 있다.

이러한 상기 전원공급부(130)는, 양극층(131), 음극층(132) 및 고체 전해질층(133)을 포함할 수 있다.

여기서, 양극층(131)은 제1절연층(112-1)의 일면에 형성될 수 있으며, 음극층(132)은 제2절연층(112-2)의 일면에 형성되되, 양극층(131)과 마주하도록 형성될 수 있다.

또한, 양극층(131)과 음극층(132) 사이에는 고체 전해질층(133)이 구비될 수 있으며, 고체 전해질층(133)에는 양극층(131)과 음극층(132)을 분리하는 분리막(134)이 구비될 수 있다.

아울러, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1절연층(112-1)과 제2절연층(112-2) 사이에는 접착부재(135)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 본체부(110)의 단부에는 외부 연결 단자(140)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 외부 연결 단자(140)는 USB포트와 같은 외부 연결을 제공할 수 있다. 이에 따라, 센서모듈(120)에서 측정된 측정 신호를 외부 연결 단자(140)를 통해 전송할 수도 있다.

또한, 외부 연결 단자(140)는 본체부(110)에 내장된 전원공급부(130)와 연결되어 전원공급부(130)를 충전하는데도 사용할 수 있다.

다만, 전원공급부(130)의 충전 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 무선 충전 방식 또는 압전소자, 열전소자 등의 에너지 하베스팅 방식 등과 같이, 전원공급부(130)를 충전할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법도 가능하다.

본 명세서에서 ‘연결된다’ 또는 ‘연결하는’등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 ‘포함한다’ 또는 ‘포함하는’으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 본체부 111 : 회로패턴
112 : 절연층 113 : 플렉시블 기판
114 : 커버 115 : 고정부
116 : 결합부 120 : 센서모듈
122 : 센서부 123 : 무선통신부
124 : 제어부 130 : 전원공급부
131 : 양극층 132 : 음극층
133 : 고체 전해질층 134 : 분리막

Claims

생체 상태 또는 동작을 측정하는 센서모듈이 적어도 하나에 착탈 가능하게 결합되는 복수의 결합부가 형성된 본체부; 및
회로패턴이 형성된 절연층을 포함하고 상기 본체부에 내장된 플렉시블 기판; 을 포함하고,
상기 회로패턴은 상기 복수의 결합부 중 적어도 하나에 결합되는 접속단자가 상기 회로패턴에 접촉하도록 상기 접속단자와 대응되는 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서모듈에 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하되,
상기 전원공급부는 상기 본체부에 일체로 형성되는 웨어러블 장치.
제2항에 있어서,
상기 전원공급부는
박막 형태의 플렉시블 이차 전지인 웨어러블 장치.
제2항에 있어서,
상기 전원공급부는
상기 본체부의 내부에 내장되는 웨어러블 장치.
제4항에 있어서,
상기 전원공급부는
양극층, 음극층 및 상기 양극층과 음극층 사이에 개재된 고체 전해질층을 포함하는 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부는
단부에 외부 연결단자가 형성되는 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서모듈은
상기 생체 상태 또는 동작을 측정하는 센서부;
상기 센서부에서 측정되는 측정신호를 외부로 전송하는 무선통신부; 및
상기 센서부와 상기 무선통신부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 웨어러블 장치.
제7항에 있어서,
상기 센서부는
생체용 센서 또는 동작 인식 센서 중 적어도 하나인 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부는
상기 본체부의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성되며, 관통된 홀 형태로 형성되는 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부는
상기 본체부의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성되며, 오목한 홈 형태로 형성되는 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부는
상기 본체부의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성되며, 상기 센서모듈이 상기 본체부의 길이방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 결합되도록 형성되는 웨어러블 장치.