KR102527556B1 - 바디 센서(body sensor) - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자의 신체 활동을 측정하기 위한 바디 센서(1)에 관한 것으로, 센서부(2)와 상기 센서부(21)를 사용자의 신체 부분의 타측에 고정하기 위한 별도의 이격된 결합부재(3)로 구성된다. 센서부(2)는 내부 구성요소들을 감싸도록 하우징(20)을 갖는다. 상기 구성요소들은 회로기판(26), 광학적 측정에 의해 신체 활동을 측정하도록 구성되는 광 센서(21), 상기 광 센서(21)에 연관되도록 배치되는 제 1 자기적 커플링부(22), 그리고 상기 하우징(20) 내부에 제공되는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소들을 포함한다. 이격된 결합부재(3)는 상기 센서부(2)와 독립적으로 배치되고, 상기 하우징(20)의 제 1 표면(20a)을 통하여 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 결합을 제공하도록 그 내부에 제 2 자기적 커플링부(32)를 포함한다.
Description
본 발명은 청구항 1의 전제부에서 정의된 바와 같은, 사용자의 신체활동을 측정하기 위한 바디 센서(body sensor)에 관한 발명이다.
선행기술문헌: 국제특허공개공보 WO2015/189687 (2015. 12. 17. 공개)
종래 사용자의 손목에서 심장 박동 등의 활동량을 측정하는 다양한 형태의 손목 착용형 바디 센서가 알려져 있다. 또한, 광학적 심장 박동 센서로서 팔뚝 상부나 팔의 전면부에 착용하는 장치가 알려져 있다. 그러나 사용자의 팔이나 손목에 착용하는 형태의 심장 박동 센서가 반드시 모든 사용자에게 유용한 것은 아니다. 특히 손목 착용형 심박 센서는 팔에 문제가 있는 사람이나 팔을 과도하게 사용하는 사람에게 적합하지 못하고 그에 따라 심장 박동 등에 대한 혼란스러운 측정 결과를 보여주기도 한다.
종래 사용자의 손목에서 심장 박동 등의 활동량을 측정하는 다양한 형태의 손목 착용형 바디 센서가 알려져 있다. 또한, 광학적 심장 박동 센서로서 팔뚝 상부나 팔의 전면부에 착용하는 장치가 알려져 있다. 그러나 사용자의 팔이나 손목에 착용하는 형태의 심장 박동 센서가 반드시 모든 사용자에게 유용한 것은 아니다. 특히 손목 착용형 심박 센서는 팔에 문제가 있는 사람이나 팔을 과도하게 사용하는 사람에게 적합하지 못하고 그에 따라 심장 박동 등에 대한 혼란스러운 측정 결과를 보여주기도 한다.
또한 선행기술에는 사용자의 귀를 통해 심장 활동을 측정하는 기술도 있다. WO 2017/189687는 심박수와 신체활동을 통합하여 계산하는 장치를 공개한 바 있다. 귀에 부착하는 장치로서 가속도 측정기와 심박수 모니터를 포함하는 소형장치로 구성된다. 소형장치는 자석을 이용하여 귀에 부착되도록 제작된다. 상기 장치는 마이크로 컨트롤러, 진동자(vibrator) 및 무선 네트워킹 모듈을 포함하고, 그에 따라 스마트폰, 컴퓨터 등과 같은 다른 장치와 통신할 수 있다. 심박수는 귀 뒤쪽에 광학적 혈량계의 반사광으로부터 추출되며, 측정수단은 적외선 LED와 포토다이오드를 사용한다. 장치를 귀에 부착하는 구성으로서, 자석을 포함하는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 또 다른 자석을 포함하는 가요성 재료에 고정되도록 한다. 다시 말해 WO 2017/189687의 장치는 두 개의 자석이 가요성 재료로서 상호 결합되는 일체형(one piece) 장치에 해당한다.
종래기술인 상기 일체형 장치의 문제점은 장치의 크기가 커지고 장치의 착용이 제약되면서 달리기 또는 다른 형태의 고강도 스포츠 활동 중에 그 착용이 불편하다는 것이다. 또 다른 문제는 귀의 형태와 크기에 따라 또는 착용상 필요에 맞게 두 자석의 착용강도를 변경할 수 없다는 것이고, 나아가, 일체형이기 때문에 장치가 머리카락이나 다른 스포츠 장비, 천 등을 맞물고 달라붙는 문제가 있게 된다.
본 발명은 사용자의 신체에 자유롭게 부착할 수 있는 유용한 바디 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 사용자의 귀에 견고하게 착용될 수 있는 귀 착용형 심박 센서를 제공하기 위한 발명이다.
위의 목적은 특허청구범위의 독립항에 명시된 특징을 포함하는 바디 센서에 의해 달성될 것이며, 여러 유형의 바람직한 실시예들이 종속항들에 기술될 것이다.
본 발명은, 코, 입술, 팔 또는 귀 등의 신체 일 부위에 착용할 수 있는, 보다 바람직하게는 귓불에 착용할 수 있는 바디 센서에 관한 것이다. 상기 바디 센서는 광 센서를 통해 심박수, 혈압 또는 산소포화도 등과 같은 사용자의 신체 활동 지표를 측정하고, 그 결과 정보를 블루투스 등의 무선연결을 통해 소정의 모바일 애플리케이션에게 전송한다. 상기 바디 센서는 적어도 하나의 충전패드를 구비하며, 충전기에 위치할 때 상기 적어도 하나의 충전패드를 통해 충전된다.
본 발명은 소형 바디 센서를 각각 자기적 커플링부를 갖는 2개의 이격된 부분으로 구성한다는 아이디어에 기초한 발명이다.
본 발명에 따른 바디 센서는, 센서부와, 상기 센서부를 귀와 같은 사용자 신체 부위에 착용시키도록 신체 부위의 다른쪽에 배치되는 이격된 결합부재를 포함한다. 즉, 상기 바디 센서는 사용자 신체 부위의 한쪽과 반대쪽에 위치하면서 상호 자기적으로 결합되는 두 개의 분리된 구성으로 이루어진다. 상기 센서부는 제 1 표면과 상기 제 1 표면에 반대되는 제 2 표면을 갖는 하우징을 구비하고, 상기 하우징은 그 내부에 센서부를 이루는 구성요소들을 수납하도록 구성된다. 상기 센서부에는 회로기판, 광 센서, 제 1 자기적 커플링부, 투명 윈도우 및 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소를 포함한다. 회로기판은 상기 하우징의 제 1 표면과 제 2 표면의 사이에 배치되며, 바람직하게는 상기 회로기판이 상기 하우징의 제 1 표면 또는 제 2 표면에 실질적으로 평행하게 연장되도록 상기 하우징 내부에 배치된다. 광 센서는 광 측정을 통해 심박수, 혈압 또는 산소 포화도 등의 신체 활성을 측정하도록 구성되고, 상기 회로기판과 하우징 내의 제 1 표면 사이에 배치된다. 즉, 광 센서는 하우징 내부에 상기 하우징의 제 1 표면과 상기 회로기판의 사이의 위치하도록 배치된다. 투명 윈도우는 상기 하우징의 제 1 표면 상에 배치되고 상기 광 센서와 직접 대면하도록 배치되며, 그에 따라 상기 투명 윈도우가 상기 광 센서로부터 송출되는 광을 상기 하우징의 외부로, 그리고 상기 하우징 외부로부터의 광이 하우징의 제 1 표면을 통과하여 하우징 내부에 도달하도록 투명하게 구성된다. 상기 광 센서와 투명 윈도우는 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면 방향으로 순차적으로 배치된다. 상기 투명 윈도우와 광 센서는 별개의 부품일 수 있고, 또는 투명 윈도우와 광 센서는 일체로 제작될 수도 있다. 제 1 자기적 커플링부는, 상기 광 센서와 관련하여 상기 제 1 자기적 커플링부가 사용자의 귀나 신체 부위 등의 타측에 위치하는 제 2 자기적 커플링부와 효과적인 자기적 결합을 구성함에 따라, 광 센서로부터 송출되는 광이 신체 부위의 피부에 전달되어 심박수 등의 신체 활동을 광학적으로 측정할 수 있도록, 상기 투명 윈도우가 사용자의 신체 부위에 견고하게 밀착되게 한다. 센서부는 하우징의 내부에 제공되는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소들을 더 포함한다. 이격된 결합부재는 상기 센서부와 독립된 구성으로서, 귀 등 사용자 신체 부위의 타측에 부착되는 센서부를 안정적으로 고정시키도록 제 2 자기적 커플링부를 포함하며, 제 2 자기적 커플링부는 센서부 하우징의 제 1 표면을 통하여 하우징 내부의 제 1 자기적 커플링부와 자기적 결합을 구성한다.
바람직한 본 발명의 실시예에서, 상기 센서부의 제 1 자기적 커플링부는 자석이고, 이격된 결합부재에 배치되는 제 2 자기적 커플링부도 자석이다. 다른 실시예에서, 상기 센서부의 제 1 자기적 커플링부는 자석이고, 이격된 결합부재의 제 2 자기적 커플링부는 자성체로 만들어지거나 자성체를 포함하며, 그에 따라 제 1 및 제 2 자기적 커플링부 사이에 자기적 커플링을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 제 1 자기적 커플링부가 자성체로 만들어지거나 자성체를 포함하는 것이며, 자석으로 이루어지는 상기 제 2 자기적 커플링부와 자기적 결합을 이룬다.
상기 센서부의 포함되는 구성요소들은 그 하우징 내에 상기 제 1 표면으로부터 제 2 표면을 향하여: 투명 윈도우, 광 센서, 회로기판 및 제 1 자기적 커플링부의 순서로 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 광 센서 및 제 1 자기적 커플링부는 회로기판의 반대면 상에 배치된다. 회로기판은 양면 회로기판일 수 있고, 상기 광 센서는 회로기판의 제 1 면에 연결되고, 제 1 자기적 커플링부는 상기 회로기판의 제 2 면과 접하도록 배치된다. 상기 회로기판의 제 1 면은 하우징의 제 1 표면을 마주보고, 및/또는 회로기판의 제 2 면은 상기 하우징의 제 2 표면을 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 자기적 커플링부는 회로기판에 접촉하거나 회로기판에 근접하게 배치될 것이다.
대안적으로, 상기 회로기판은 하우징의 제 1 표면과 나란하고, 상기 광 센서 및 제 1 자기적 커플링부는 회로기판의 반대면 상에 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 광 센서와 제 1 자기적 커플링부가 하우징의 제 1 표면으로부터 제 2 표면을 향해 적어도 부분적으로 중첩되게 배치되거나, 광 센서와 제 1 자기적 커플링부가 광 센서로부터 하우징의 제 2 표면을 향해 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치된다. 이것은 상기 광 센서를 적어도 부분적으로 상기 제 1 및 제 2 자기적 커플링부 사이에 위치시키고 제 1 및 제 2 자기적 커플링부의 자기적 커플링을 통해 상기 광 센서가 사용자의 신체 부위에 견고하게 위치될 수 있는 점에서 매우 유리하다.
본 발명의 다른 실시예는, 제 1 자기적 커플링부가 하우징의 제 1 표면으로부터 제 2 표면을 향하여 상기 광 센서에 대해 동심원적으로 배치되는 것이다. 그에 따라 상기 광 센서는 직접적으로 제 1 자기적 커플링부의 실효 자기장에 위치하게 되고 사용자의 신체 부위에 광 센서를 더욱 견고하게 위치하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 하우징 내의 구성요소들이 제 1 표면으로부터 제 2 표면을 향해 다음의 순서로 배치된다: 투명 윈도우, 광 센서 및 회로기판의 순서이며, 그리고 제 1 자기적 커플링부는 하우징 내에서 회로기판과 제 1 표면 사이에 상기 투명 윈도우와 적어도 부분적으로 중첩되도록 한다.
센서부의 다른 구성요소로서, 센서부 또는 센서부의 다른 구성요소에 전원을 공급하도록 구성되는 충전가능한 배터리, 상기 배터리를 재충전하도록 배터리에 연결되는 적어도 하나의 충전패드를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서 적어도 하나의 충전패드는 하우징의 제 2 표면으로부터 제 1 표면 방향으로 연장되어 상기 회로기판에 접촉하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 충전가능한 배터리는 제 1 자기적 커플링부의 일부를 형성하도록 배치되거나; 또는 대안적으로 상기 충전가능한 배터리가 제 1 자기적 커플링부를 이루도록 구성된다. 이것은 제 1 자기적 커플링부가 충전가능한 배터리와 함께 구성됨을 의미하며, 예를 들어, 상기 제 1 자기적 커플링부가 충전가능한 배터리를 수납하는 부가적인 케이스로서 배터리 일부를 포함하거나, 또는 충전가능한 배터리가 제 1 자기적 커플링부를 구성하도록 자성체를 이루는 배터리도 가능할 것이다.
본 발명의 실시예에서, 센서부의 상기 다른 구성요소들은 상기 광 센서에 나란하게 배치되거나, 또는 대안적으로 제 1 자기적 커플링부에 나란하게 배치될 수 있고, 또는 대안적으로 광 센서 및 제 1 자기적 커플링부에 나란하게 배치될 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예는 또한, 상기 광 센서에 무선통신 컴포넌트를 포함하거나, 또는 대안적으로 상기 회로기판에 무선통신 컴포넌트를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 바디 센서는 사용자의 귀로부터 심박 활성도를 측정하는 귀 심박 센서로서, 상기 심박 센서는 광학적으로 심박 활성도를 측정하는 광 센서를 포함한다. 또한 센서부와 독립하여 구성되는 이격된 결합부재를 포함하고, 상기 이격된 결합부재에는 상기 센서부가 착용되는 귀 부분의 타측에서 상기 센서부 하우징의 제 1 표면을 통해 상기 제 1 자기적 커플링부와 자기적 커플링을 이루는 제 2 자기적 커플링부를 구비한다.
본 발명의 바디 센서는 센서부와 별도로 분리시킨 이격된 결합부재를 제공함에 따라, 바디 센서를 착용하는 신체 부위의 제약을 해소해주고, 귀 특히 귓불, 코 또는 손바닥과 같은 여러 신체 부위에, 나아가 검지부와 엄지 사이의 부위에도 착용할 수 있게 된다. 본 발명은 또한 센서부 내에 부품을 줄여서 최대한 얇게 제작할 수 있으며, 종래 센서부의 레버 암(lever arm)을 줄이고 센서부를 사용자의 신체 부위에 안정되게 고정할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 또 다른 장점은, 다른 유형의 자기적 커플링이 필요할 상황, 예를 들어, 사용자가 달리고 있을 때와 같이 강력한 커플링이 요구될 때 또는 수면 중에 상대적으로 강도가 약한 커플링이 필요할 때 등, 필요에 따라 별도의 이격된 결합부재로 선택 변경할 수 있다는 점이다.
도 1은 본 발명에 따른 바디 센서의 일 실시예를 보여준다;
도 2는 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 3은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 4는 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예이다;
도 5는 본 발명에 따른 바디 센서의 일 실시예이다;
도 6은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 7은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예이다;
도 8은 본 발명에 따른 바디 센서에서 센서부의 일 실시예를 나타낸다;
도 9는 본 발명의 따른 바디 센서에서 센서부의 다른 실시예를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 3은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 4는 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예이다;
도 5는 본 발명에 따른 바디 센서의 일 실시예이다;
도 6은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예를 보여준다;
도 7은 본 발명에 따른 바디 센서의 또 다른 실시예이다;
도 8은 본 발명에 따른 바디 센서에서 센서부의 일 실시예를 나타낸다;
도 9는 본 발명의 따른 바디 센서에서 센서부의 다른 실시예를 보여준다.
이하, 본 발명의 실시예들의 상세한 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 사용자의 센서부(2)와 귀(E)의 반대쪽에 별도의 이격된 결합부재(3)를 포함하는 본 발명 바디 센서(1)의 일 실시예를 보여준다. 모든 도면에서 신체 부위를 귀(E)로 표시하지만, 본 발명의 바디 센서(1)는 귀에 착용하는 것에만 국한되지 않는다. 따라서 도면의 귀(E)로 표시한 부분은 착용가능한 신체부위를 모두 포함하는 의미에서 점선 블록으로 나타낸다. 센서부(2)는 귀(E)에 마주하도록 배치된 제 1 표면(20a)과 제 1 표면(20a)에 반대쪽에 제 2 표면(20b)을 갖는 하우징(20)을 포함한다. 하우징(20)은 상기 센서부(2) 내부의 구성요소들을 하우징(20) 내부에 수납한다. 다시 말해 하우징(20)은, 제 1 표면(20a)과 제 2 표면(20b)을 포함하고 센서부(2)의 구성요소들이 상기 두 표면(20a, 20b) 사이에 배치되는 구성이며, 또는 상기 구성요소들이 일 표면으로부터 다른 표면을 향하여 적재되는 구조를 가진다. 하우징(20)은 또한 측면을 포함할 수 있고, 또는 대안적으로 제 1 표면(20a)과 제 2 표면(20b)이 그 사이에 센서부(2)의 구성요소들이 배치되는 공간을 제공하도록 상호 결합될 수도 있을 것이다. 상기 제 1 표면(20a) 및 제 2 표면(20b)의 형상은 하우징(20)을 제공하기에 적합한 이상, 곡면 형상 또는 그밖의 다른 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 센서부(2)의 구성요소들에는, 회로기판(26), 광 반사로 신체 활동을 측정하도록 구성된 광 센서(21), 제 1 자기적 커플링부(22), 하우징(20)의 제 1 표면(20a)에 구성되고 상기 광 센서(21)로부터 송출되는 광이 제 1 표면(20a)을 통해 하우징(20) 밖으로 통과하도록 배치되는 투명 윈도우(23), 상기 센서부(2)에 전원을 공급하도록 배치되는 충전가능한 배터리(24), 그리고 상기 배터리(24)에 연결되어 배터리(24)를 충전하는 충전패드(25)가 포함된다. 상기 충전패드(25)는 하우징(20)의 제 2 표면(20b)으로부터 제 1 표면(20a)을 향해 연장된다. 상기 센서부의 내부 구성요소들은 하우징(20)의 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로: 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26), 그리고 제 1 자기적 커플링부(22)의 순서로 배치된다. 본 실시예에서 투명 윈도우(23), 광 센서(21) 및 제 1 자기적 커플링부(22)는 상기 제 1 표면(20a)에 대하여 횡방향으로 서로의 상부에 배치되고, 상기 회로기판(26)은 광 센서(21)와 제 1 자기적 커플링부(22) 사이에 배치된다. 광 센서(21)는 회로기판(26) 상에 제공되거나 회로기판(26)의 표면에 부착되어, 광 센서(21)와 회로기판(26)이 콤팩트한 조립체를 이루고, 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)보다 회로기판(26)의 타측에 배치되며, 바람직하게는 광 센서(21) 및 회로기판(26) 조립체와 직접 접촉한다. 다시 말해 상기 광 센서(21)과 회로기판(26)이 일체로 조립되고, 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 상기 조립체에 연결되게 배치되며, 바람직하게는 조립체와 직접 접촉한다. 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)는 하우징(20)의 제 1 표면(20a)으로부터 하우징(20)의 제 2 표면(20b) 쪽으로 서로 인접하여 순차적으로 하우징(20) 내부에 배치된다. 하우징(20)에 서로 인접하여 순차적으로 배치된다는 것은 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)가 서로 대면하거나 또는 그들 사이에 하우징 구조만 남게 되는 경우, 또는 대안적으로 상기 투명 윈도우(23), 상기 광 센서(21), 상기 회로기판(26)과 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 상호 대면하고 그들 중 일부는 그 사이에 상기 하우징의 구조를 수용하도록 배치되는 것을 의미한다. 즉, 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)는 하우징 내에 제공되어, 제 1 자기적 커플링부(22), 광 센서(23) 및 투명 윈도우(21)가 하우징(20)의 제 1 표면(20a)으로부터 하우징(20)의 제 2 표면(20)을 향해 동일한 선상에 배치된다. 그에 따라 별도의 이격된 결합부재(3)에 구비된 제 2 자기적 커플링부(32)가 센서부(2)의 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 커플링을 형성할 때, 상기 광 센서(21)과 회로기판(26)이 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 상기 제 2 자기적 커플링부(32)에 대향하고, 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32) 사이에 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26)을 통과하는 자기적 커플링을 이루도록 구성된다.
센서부(2)의 다른 구성요소로서 본 발명의 실시예에는 상기 제 1 자기적 커플링부(22)에 인접하여 충전가능한 배터리(24)와 충전패드(25)가 상기 제 1 자기적 커플링부(22)에 나란히 배치된다. 다른 전자적 구성요소들은 단면이거나 양면일 수 있는 회로기판(26)과 연결을 이루도록 구성된다.
도 1은 또한 센서부(2)와 독립된 이격된 결합부재(3)를 보여준다. 상기 이격된 결합부재(3)에는 사용자 귀의 다른 쪽에 센서부(2)를 고정하도록 하우징(20)의 제 1 표면(20a)을 통해 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 커플링을 형성하는 제 2 자기적 커플링부(32)를 구비한다. 상기 이격된 결합부재(3)는 사용자 귀의 전면에 위치시켜서 고정되는 것이 바람직하며, 이격된 결합부재(3)의 뒷면(3b)은 귀의 착용부분에 접하고 그 앞면(3a)이 외부에 보이도록 배치된다. 이격된 결합부재(3) 앞면(3a)에는 장신구 또는 기타 외관을 이루는 구조을 포함시킬 수 있을 것이다. 대안적으로, 상기 이격된 결합부재(3)는 전체로서 장신구를 구성하거나 단일 또는 복수의 장신구로 제작될 수도 있을 것이다.
본 발명의 바디 센서(1)는 두 개의 분리된 구성인 센서부(2)와 이격된 결합부재(3)로 이루어진다. 바디 센서(1)을 사용할 때, 즉 착용모드일 때, 사용자의 귀 또는 다른 착용 부위가 센서부(2) 하우징(20)의 제 1 표면(20a)과 이격된 결합부재(3) 사이에 위치하고, 그에 따라 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32)는 사용자의 귀(E) 또는 다른 착용 부위를 통과하는 자기적 커플링을 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 바디 센서(1)의 다른 실시예를 보여주며, 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)는 도 1과 유사하게 하우징(20)의 제 1 표면(20a)부터 횡방향으로 그 위에 적재되는 방식으로 배치된다. 또한 도 1 과 유사하게 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)는 하우징(20) 내에 서로 인접하여 순차적으로 배치된다. 본 실시예의 충전가능한 배터리(24)는 제 1 자기적 커플링부(22)의 일부를 형성하도록 배치되거나, 또는 대안적으로 상기 충전가능한 배터리(24)가 제 1 자기적 커플링부(22)를 이루도록 구성된다. 이 실시예와 같이 충전가능한 배터리(24)와 제 1 자기적 커플링부(22)가 일체로 결합됨에 따라, 센서부(2)는 매우 컴팩트한 형태로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 이격된 결합부재(3)의 경우 도 1과 동일하다. 본 발명의 실시예에서, 이격된 결합부재(3)의 제 2 자기적 커플링부(32)가 센서부(2)의 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 커플링을 형성할 때, 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32) 사이에 투명 윈도우(23), 광센서(21) 및 회로기판(26)이 배치되고, 도 1과 비슷하게 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32) 사이의 자기적 커플링이 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26)을 통과하는 구조를 이루며, 다만 제 1 자기적 커플링부(22)와 충전가능한 배터리(24)가 하나로 결합되는 점에서 상이하다.
도 3은 도 1과 유사하게 하우징(20) 내에 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26) 및 제 1 자기적 커플링부(22)가 배치되고, 충전가능한 배터리(24)가 하우징(20)의 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 표면(20b) 사이에 위치하는 본 발명 바디 센서의 일 실시예를 보여준다. 이 실시예 역시 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32) 사이에 투명 윈도우(23), 광 센서(21) 및 회로기판(26)을 통과하는 자기적 커플링을 구성한다.
도 4의 실시예 역시 도 1 내지 3과 유사하게 투명 윈도우(23), 광 센서(21), 회로기판(26)과 제 1 자기적 커플링부(22)가 하우징(20) 내부에 배치된 것을 보여준다. 본 실시예의 경우, 충전가능한 배터리(24)가 투명 윈도우(23) 및/또는 광 센서(21)의 옆으로, 즉 하우징(20) 내의 회로기판(26)에서 투명 윈도우(23)와 광 센서(21)가 위치하는 방향에 배치된다.
도 5에 도시된 본 발명의 실시예는 바디 센서(1)의 센서부(2)에 위치하는 제 1 자기적 커플링부(22)의 내측에 광 센서(21)가 배치되는 구성을 보여준다. 본 실시예의 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)를 수용하는데 적합한 관통홀을 구비하며, 그에 따라 광 센서(21)가 제 1 자기적 커플링부(22)의 관통홀에 배치될 때 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 광 센서(21)를 둘러싸도록 구성된다. 실시예의 관통홀을 갖는 제 1 자기적 커플링부(22)는, 적어도 부분적으로 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20b) 방향으로 광 센서(21)에 중첩되는 이상, 관통홀 위치에 배치되는 제 1 자기적 커플링부(22)와 유사하게 작용하는 자속을 형성할 수 있다. 즉, 관통홀을 갖는 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)를 둘러싸도록 관통홀에 광 센서(21)를 배치할 수 있도록 제 1 자기적 커플링부의 관통홀을 내부에 광 센서(21)를 수납하는 것으로서, 광 센서(21)가 하우징의 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20b) 방향으로 제 1 표면(20a)의 투명 윈도우(23)와 제 1 자기적 커플링부(22) 사이에서 중첩되도록 배치되는 제 1 자기적 커플링부(22)와 등가의 자속을 발생시킬 수 있다. 도 5의 실시예에서, 관통홀을 갖는 제 1 자기적 커플링부(22)는 투명 윈도우(23)의 영역을 부분적으로 커버하도록 배치된다. 실시예의 제 1 자기적 커플링부(22)에 의해 발생되는 자속은 상기 제 1 자기적 커플링부(22) 중앙 부분의 관통홀에 배치된 광 센서(21)를 통과하며, 그에 따른 제 1 자기적 커플링부(22)와 상기 귀(E)의 반대측에 배치되는 제 2 자기적 커플링부(32) 사이의 자기적 커플링은, 하우징의 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20b) 방향으로 광 센서 위로 중첩되게 배치되는 제 1 자기적 커플링부와 귀(E)의 착용부분 반대편에 배치되는 이격된 결합부재(3)의 제 2 자기적 커플링부(32)에 의해 형성되는 자기적 커플링과 등가적이다.
도 6의 경우 본 발명에 따른 바디 센서(1)의 센서부(2)에 대한 일 실시예로서, 상기 센서부(2)의 하우징(20)이 방수 처리되는 것의 예시이며 하우징 제 1 표면(20a)의 일부를 구성하는 투명 윈도우(23) 역시 수밀 방식으로 하우징 표면의 일부를 구성한다. 광 센서(21)는 투명 윈도우(23)에 인접하도록 배치되고, 제1 자기적 커플링부(22)는 제 1 표면(20a)에서 제 2 표면(20b) 방향으로 광 센서(21)에 인접하여 배치된다. 즉, 광 센서(21)는 제 1 자기적 커플링부(22)와 투명 윈도우(23) 사이에 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20b) 방향으로 배치된다. 달리 설명하면 제 1 자기적 커플링부(22)는 하우징(20)의 제 2 표면(20b)으로부터 하우징(20)의 제 1 표면(20a) 방향으로 광 센서(21)에 대해 적어도 부분적으로 중첩되도록 위치한다. 나아가, 제 1 자기적 커플링부(22)는 제 2 표면(20b)으로부터 제 1 표면(20a) 방향으로 광 센서(21) 및 투명 윈도우(23)와 적어도 부분적으로 중첩되어 배치된다. 다시 말해, 제 1 자기적 커플링부(22)에 의해 발생되는 자속이 광 센서(21)를 통해, 그리고 하우징(20)의 제 1 표면(20a)의 일부를 구성하는 투명 윈도우(23)를 관통하여 영향을 미치며, 그에 따라 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 착용 부위인 귀(E)를 통과하여 이격된 결합부재(3)의 제 2 자기적 커플링부(32)와 자기적 상호작용을 형성한다. 상기 센서부(2)는 또한 앞서 설명한 바와 같이 그 하우징(20) 내부에 회로기판(26)과 배터리(24)를 포함한다.
도 7은 바디 센서(1)의 센서부(2)와, 센서부(2)의 귀(E) 착용 부위 반대측에 배치되는 이격된 결합부재(3)의 실시예를 보여준다. 도 6의 실시예와 마찬가지로 센서부(2)의 하우징(20)이 방수 처리되며 하우징 제 1 표면(20a)의 일부를 구성하는 투명 윈도우(23) 역시 수밀 방식으로 하우징 표면의 일부를 구성한다. 도 6의 실시예와 달리 도 7의 실시예는 제 1 자기적 커플링부(22)가 광 센서(21)를 둘러싸도록 구성된다. 다시 말해, 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)를 수납하도록 그 안쪽에 관통홀을 구비하며, 광 센서(21)가 상기 관통홀에 수납되면 그 측부가 제 1 자기적 커플링부(22)로 둘러싸이게 된다. 제 1 자기적 커플링부(22)의 관통홀은 상기 제 1 자기적 커플링부(22)를 관통하도록 구성되고, 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 하우징(20)의 내부에서 제 1 표면(20a)에 접하거나 또는 제 1 표면(20a) 근접하게 배치될 때, 상기 관통홀은 하우징(20)의 제 1 표면(20a)에서 상기 제1 자기적 커플링부(22)를 통해 상기 하우징(20)의 제 2 표면(20b) 방향으로 연장되는 것이고, 광 센서(21)가 관통홀에 배치됨에 따라 하우징(20)의 투명 윈도우(23)에 접하거나 또는 근접하도록 배치될 수 있다. 앞서 설명된 것처럼 하우징(20) 내부에는 센서부(2)의 다른 구성요소들은 배치된다. 제 1 자기적 커플링부(22)에서 발생되는 자속은 제 1 자기적 커플링부(22) 내에 배치된 광 센서(21)와 투명 윈도우를 통해 그리고 귀(E)의 착용 부위를 관통하여 이격된 결합부재(3)의 제 2 자기적 커플링부(32)와 자기적 커플링을 형성한다.
도시된 여러 실시예들에서, 광 센서(21)와 제 1 자기적 커플링부(22)는 제 1 표면(20a)에서 제 2 표면(20b) 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되거나, 또는 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20b) 방향을 볼 때 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)와 동심원적으로 배치되도록 한다. 이 같은 배치는 제 1 자기적 커플링부(22)에서 발생된 자속이 광 센서(21)를 통과하여 전달되고, 제 1 자기적 커플링부(22)와 제 2 자기적 커플링부(32) 사이의 자기적 커플링에 따라 광 센서(21)와 투명 윈도우(23), 사용자의 귀(E) 사이를 견고하게 접촉되도록 할 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 바디 센서(1)의 센서부(2)의 일 실시예를 보여주며, 여기서, 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 제 1 자기적 커플링부(22)가 하우징(20) 구조 내부에 서로 직접 인접하도록 배치되고, 상기 광 센서(21)는 상기 투명 윈도우(23)의 상부에 포개지도록, 그리고 상기 제 1 자기적 커플링부(22)의 일 부분은 상기 투명 윈도우(23)의 상부에 직접 위치하고, 상기 제 1 자기적 커플링부(22)의 다른 일 부분은 상기 투명 윈도우(23) 및 상기 광 센서(21)의 상부에 위치하도록 배치된다. 다시 말해 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 제 1 자기적 커플링부(22)는 하우징 내부에 제 1 표면(20a)으로부터 제 2 표면(20) 방향으로 서로 직접적으로 인접하는 배치를 이룬다. 도면에 도시된 바와 같이 실시예는 배터리(24)가 배치되고 2개의 충전패드(25)는 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 제 1 자기적 커플링부(22)의 양 옆에 위치한다.
도 9는 본 발명 바디 센서(1)의 센서부(2)에 대한 또 다른 실시예를 보여주며, 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 제 1 자기적 커플링부(22)가 하우징(20)의 구조 내에 직접 인접하도록 배치되며, 광 센서(21)가 투명 윈도우(23)의 상부에 위치하고, 다시 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)의 상부에 배치되거나 또는 제 1 자기적 커플링부(22)가 투명 윈도우(23)의 상부에 배치되며, 상기 광 센서(21)는 제 1 자기적 커플링부(22) 내측에 위치하는 것을 보여준다. 상기 광 센서(21)가 제 1 자기적 커플링부(22)의 내측에 위치한다는 것은, 예를 들어 제 1 자기적 커플링부(22) 내측으로 함몰부를 구비하는 것에 의하여, 제 1 자기적 커플링부(22)가 광 센서(21)의 옆면을 둘러싸지만 상기 광 센서(21)가 투명 윈도우(23)를 통해 작동 가능하게 배치되는 것을 의미한다. 즉, 투명 윈도우(23)를 마주보는 제 1 자기적 커플링부(22)의 표면과 투명 윈도우(23)를 마주보는 광 센서(21)의 표면이 실질적으로 동일한 레벨로 배치되는 것이 바람직할 것이다. 또, 하우징(20) 구조 내에서 서로 직접적으로 인접하도록 배치한다는 것은, 상기 구성요소들 사이에 하우징(20) 내부의 다른 구조물들이 가로지는 것 없이 상호 직접적으로 인접하는 것, 또는 상기 구성요소들 사이에 하우징 내부 구조물들의 일부 또는 전부가 위치하더라도, 광 센서(21), 투명 윈도우(23), 제 1 자기적 커플링부(22)의 사이의 교차 부분 또는 투명 윈도우(23)와 광 센서(21) 및 제 1 자기적 커플링부(22)의 조합(combination)의 사이의 교차 부분을 가로질러 상기 구조물의 어떠한 일부라도 배치되지 않는 것을 의미한다. 도 6에 도시된 광 센서(21)의 실시예는, 투명 윈도우(23)와 제 1 자기적 커플링부(22)가 직접 인접하도록 배치되어, 광 센서(21) 전체가 투명 윈도우(23)의 상부에 위치하고, 제 1 자기적 커플링부(22)가 상기 광 센서(21)를 덮는 구조를 보여준다. 대안적으로, 투명 윈도우(23)와 광 센서(21) 및 제 1 자기적 커플링부(22)의 조합이 상호 직접적으로 인접하도록 배치되어, 광 센서(21) 전체가 투명 윈도우(23)의 상부에 위치하고, 제 1 자기적 커플링부(22)가 광 센서(21)의 주변을 감싸도록 구성할 수 있을 것이다. 제 1 자기적 커플링부(22)는 따라서 광 센서(21)를 둘러싸는 링 형상의 자석일 수 있다. 이 경우, 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)를 둘러싸는 형상으로, 위에서 보았을 때 도 9와 같은 모습을 보인다. 도 10과 11는 센서부(2)의 제 2 표면(20b)으로부터 제 1 표면(20a) 방향으로 보는 센서부(2)를 보여준다.
지금까지 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 실시예로서 설명하였다. 그러나 본 발명은 설명된 실시예들에 국한되지 않으며, 이하 특허청구범위에서 한정하는 범위에서 다양한 기술적 변경이 가능하다 점에 유의해야 할 것이다.
Claims (13)
- 사용자의 신체 활동을 측정하기 위한 바디 센서(1)로서,
- 센서부(2)를 포함하고, 상기 센서부(2)는 상기 센서부(2)를 이루는 내부 구성요소들을 감싸도록 제 1 표면(20a)과 상기 제 1 표면(20a)에 대향하는 제 2 표면(20b)을 갖는 하우징(20)을 구비하고, 상기 센서부(2)를 이루는 상기 내부 구성요소들은:
상기 제 1 표면(20a)과 상기 제 2 표면(20b) 사이의 상기 하우징(20) 내부에 배치되는 회로기판(26),
상기 제 1 표면(20a)과 상기 회로기판(26) 사이의 상기 하우징(20) 내부에 배치되어, 광학적 측정으로 신체 활동을 측정하도록 구성되는 광 센서(21),
제 1 자기적 커플링부(22),
상기 하우징(20)의 제 1 표면(20a) 상에 배치되고, 상기 광 센서(21)와 직접 대면하여 상기 광 센서(21)로부터 상기 제 1 표면(20a)를 통해 상기 하우징(20)의 외부로 그리고 상기 제 1 표면(20a)을 통해 상기 하우징(20)의 외부로부터 상기 광 센서(21)로 광을 통과시키도록 구성되는 투명 윈도우(23), 그리고
상기 하우징(20) 내부에 배치되는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소를 포함하며; 그리고
- 상기 센서부(2)로부터 독립적으로 배치되어 상기 센서부(2)가 사용자 신체 부위의 타측에 고정되도록, 상기 하우징(20)의 제 1 표면(20a)을 통하여 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 커플링을 형성하는 제 2 자기적 커플링부(32)를 구비한 이격된 결합부재(3)를 포함하고,
상기 센서부(2)의 다른 구성요소들이 상기 광 센서(21)에 나란하게 배치되거나; 또는
상기 센서부(2)의 다른 구성요소들이 상기 제 1 자기적 커플링부(22)에 나란하게 배치되거나; 또는
상기 센서부(2)의 다른 구성요소들이 상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)에 나란하게 배치되며,
상기 하우징(20)의 내부 구성요소들은 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면 방향으로: 상기 투명 윈도우(23), 상기 광 센서(21) 그리고 상기 회로기판(26)의 순서로 배치되고, 그리고 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 상기 회로기판(26)과 상기 제 1 표면(20a) 사이의 상기 하우징(20) 내부에서 상기 투명 윈도우(23)와 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 하우징에 배치되는 상기 내부 구성요소들은 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면 방향으로: 상기 투명 윈도우(23), 상기 광 센서(21), 상기 회로기판(26), 그리고 상기 제 1 자기적 커플링부(22)의 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 각각 상기 회로기판(26)의 반대면에 배치되는 것; 또는
상기 회로기판(26)이 상기 하우징의 상기 제 1 표면(20a)과 나란하게 배치되고 상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 각각 상기 회로기판(26)의 반대면에 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 상기 제 1 표면 (20a)으로부터 상기 제 2 표면(20b) 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되거나, 또는
상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 광 센서(21)로부터 제 2 표면(20b) 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 제 1 표면(20a)으로부터 상기 제 2 표면(20b) 방향으로 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 상기 광 센서(21)와 동심원적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 삭제
- 제 1 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 센서부(2)의 내부 구성요소들에는 상기 센서부(2)로 전력을 공급하도록 구성된 충전가능한 배터리(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 7 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 센서부(2)의 내부 구성요소들에는 상기 배터리(24)를 재충전하도록 상기 배터리(24)에 연결되는 적어도 하나의 충전패드(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 8 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 적어도 하나의 충전패드(25)는 상기 하우징(20)의 제 2 표면(20b)으로부터 상기 제 1 표면(20a) 방향으로 연장되고 상기 회로기판(26)과 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 광 센서(21)에 무선통신을 위한 구성요소를 포함하거나; 또는
상기 회로기판(26)에 무선통신을 위한 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 바디 센서(1)는 사용자의 귀에서 심박 활동을 측정하기 위한 귀 심박 센서이고, 상기 심박 센서에는 광학적 심박 측정에 의해 심박 활동을 측정하도록 구성되는 광 센서(21)를 포함하고, 그리고
상기 이격된 결합부재(3)에는 센서부(2)와 독립적으로 배치되어 상기 센서부(2)가 사용자 귀의 타 측면에 고정되도록, 상기 하우징(20)의 제 1 표면(20a)을 통하여 상기 제 1 자기적 커플링부(22)와 자기적 커플링을 형성하는 제 2 자기적 커플링부(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1). - 제 1 항 또는 제 2 항의 바디 센서(1)에 있어서,
상기 광 센서(21)와 상기 제 1 자기적 커플링부(22)는 상기 제 1 표면(20a)으로부터 상기 제 2 표면(20b) 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되거나, 상기 제 1 자기적 커플링부(22)가 상기 제 1 표면(20a)으로부터 상기 제 2 표면(20b) 방향으로 상기 광 센서(21)에 대하여 동심원적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 바디 센서(1).
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