KR20190027318A - 미세전류발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세전류발생기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미세전류발생기는 별도의 동작 스위치를 부가함이 없이 건전지와 상시 연결되며, 사용자 신체부위가 접촉되었는지 여부를 통상의 미세전류를 인가할 경우와 비교할 때 사용하는 승압전압보다 낮은 전압을 이용하여 단방향으로만 전류만 인가하여 주기적 판별할 수 있는 회로가 제공된다. 또한, 본 발명에서는 신체부위가 접촉된 경우에만 신호생성기가 나머지 회로소자에 전력을 공급하는 회로를 제시하였다.
본 발명에 따른 미세전류발생기는 승압부에 공급되는 전원을 건전지와 직접적으로 연결하여 공급하지 않고, 반도체칩의 출력단자를 이용하여 버퍼링을 시키는 구조를 가지므로 대기 상태에서 누설 전류를 줄여 전력 소모를 최소화하고, 승압부를 구성하는 초크코일에 의한 임펄스성 전압으로 인한 노이즈가 신호생성부에 전달되지 않도록 차단함으로써 회로 내구성을 높일 수 있게 되었다.

Description

미세전류발생기{MICRO CURRENT GENERATOR}

본 발명은 미세전류발생기에 관한 것으로서, 구체적으로는 별도 스위치를 사용함이 없이 건전지 전원과는 항상 연결된 상태를 유지하면서 전력 소비를 최소로 유지할 수 있는 미세전류발생기에 관한 것이다.

최근에 건강에 대한 관심이 높아지고, 많은 스트레스의 위험에 노출되어 있는 현대인들에게 있어, 스트레스 해소와 건강유지에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 추세에 따라, 치료나 마사지용으로 미세전류를 이용하는 사례가 증가하고 있다. 본 발명에서 의미하는 미세전류라는 것은 인체에 손상이나 충격을 주지 않으면서 흘릴 수 있는 마이크로 크기의 전류를 의미하는 것으로서, 실험에 의하면 신체에 실제 흐르는 전류량을 기준으로 100㎂ 이하 전류를 의미한다.

미세전류를 인체의 특정부위(발이나 손목 등)에 공급하면, ATP 효소가 활성화되고 혈액순환이 원활해져 마사지나 치료효과가 있다는 것이 알려져있다. 이러한 미세전류의 유용성을 이용하기 위하여 미세전류발생기를 신발, 양말, 버선, 복대, 거들 및 아대 등를 부착하여 사용하고자 하는 시도가 있었다. 미세전류발생기는 일반적으로 신체에 착용하는 물품(양말, 버선 등)에 부착되어 사용하여야 하므로 작은 부피를 가져야 하며, 적은 용량의 건전지로 동작되므로 소비 전력을 적게 유지하여야 한다.

도 1 및 도 2는 특허문헌 1에 제시된 종래 미세전류발생기의 회로도이다. 먼저 도 1에 제시된 회로에 대해 살펴보기로 한다. 참고적으로 도 1은 특허문헌 1의 도 8에 해당되는 도면이다. 도 1에 제시된 회로는 건전지에 의해 구동되며, 건전지 전원 소모를 줄이기 위해 사용시에만 건전지 전원을 사용하도록 별도의 전원 스위치(S/W1)를 사용하고 있다. 또한, 건전지 상태를 확인하기 위해 LED(D1)를 채용하고 있는데 LED(D1)에 의한 전력 소모를 줄이기 위해 필요시에만 사용자에 의해 LED(D1)를 온/오프 시키기 위한 별도의 동작 스위치(S/W2)를 사용하고 있음을 알 수 있다. 그런데 이러한 물리적 스위치(S/W1, S/W2)는 부피를 많이 차지하고, 또한 부피를 줄이기 위해 작은 크기의 스위치를 사용하여야 하는데 스위치가 너무 작아지면 사용자가 온/오프 시키는데 어려움이 있어 부피의 최소화하는데에도 한계가 있다. 또한, 스위치를 부착하면 미세전류발생기를 사용하는 경우에만 사용자가 온 시키고 사용하지 않을 경우에는 오프시켜야 하므로 불편하고, 사용자가 사용하지 않을 경우에 스위치를 오프 시키는 것을 잊어버릴 때가 있다. 사용하지 않을 때도 스위치를 오프시키는 잊어버리고 켠 상태를 유지할 경우에는 사용시간이 줄어드는 문제가 있었다. 도 1에 제시된 회로에서는 사용자 신체에 인가되는 미세전류량을 사용하기 위해서 저항 R1과 저항 R2을 이용하여 분배전압을 구하고 이를 피드백하여 사용하는데 이러한 저항 R1과 저항 R2에 의한 전력 소비가 발생하는 문제점이 있었다.

다음으로 도 2에 제시된 회로에 대해 살펴보기로 한다. 도 2에 제시된 미세전류발생 회로는 스위치 소자를 사용할 경우 부피가 증가하는 문제 등을 없애기 위해 스위치 소자를 사용하지 않고 건전지를 상시 연결하여 사용하는 회로이다. 참고적으로 도 2는 특허문헌 1의 도 10에 해당되는 도면이다. 사용자 신체부위가 접촉되었을 경우에만 건전지 전원을 공급하고, 접촉되지 않은 경우에는 건전지 전원을 사용하지 않는 구조이다. 따라서 도 1에 제시된 회로보다 도 2에 제시된 회로는 항상 건전지와 연결되는 구조를 가지므로 전력 소모를 훨씬 더 적게 소모되도록 설계되어야 한다.

도 2에 제시된 미세발생기는 컨트롤부(310a), 승압부(320b) 및 미세전류 출력부(330a)로 구성된다. 승압부(320b)는 건전지의 + 극성과 초크코일(L1)의 입력단과 상시 연결되고, 건전지의 - 극성은 접지라인과 연결되므로 제1캐패시터(C1)와 제2캐패시터(C2) 및 스위치소자(Q7)의 에미터 단자와 직접적으로 연결되는 구조를 갖는다. 도 2에 제시된 종래 회로는 별도 스위치를 사용하지 않으므로 신체부위가 두 개의 전극(P1, P2)에 접촉되었는지를 주기적으로 체크하고, 신체부위에 두 개 전극(P1, P2)이 접촉되었을 경우에만 미세전류를 발생시키고, 그렇지 않은 경우에는 전력소모가 최소가 되도록 유지하는 대기 상태를 유지하여야 한다. 그런데 도 2에 제시된 종래 회로는 승압부(320a)가 상시 건전지와 연결되므로, 미세전류를 공급하지 않는 대기 상태에서도 건전지에서 공급되는 전류가 초크코일(L1), 다이오드(D1) 및 미세전류 출력부(330a)로 형성되는 폐회로를 형성하므로 누설전류가 지속적으로 발생되는 문제점을 가지고 있어 미세전류발생기의 사용시간이 줄어드는 문제점을 가지고 있었다.

도 2에 제시된 종래 회로는 신체부위가 두 개의 전극(P1, P2)에 접촉되었는지 여부를 주기적으로 체크한다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(U2)는 주기적으로 승압부(320a)를 승압시킨 후, 미세전류 출력부(330a)를 통해 P1전극, 신체부위, P2전극 방향(제1방향)과 P2전극, 신체부위, P1전극 방향(제2방향)으로 전류를 흘려주고, 이러한 전류 흐름에 의해 저항 R8, R9로 분배되는 전압을 피드백 받은 후, 신체와 접촉하였는지 여부를 판별하는 방식으로 진행된다. 그런데 이러한 신체 감지 방식은 너무 많은 전력을 소모하는 문제점을 지니고 있었다.

또한, 도 2에 제시된 종래 회로는 건전지가 상시 연결되므로 건전지 상태를 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 기능을 제공하여야 한다. 특허문헌 1에서는 도 2에 도시된 바와 같이 건전지의 + 단자(Vcc 단자와 동일함)와 제어부(U2)의 일 단자(11번 핀) 사이에 순방향으로 연결되는 동작 다이오드(D2)를 배치하였다. 이러한 회로 배치에서는 동작 다이오드(D2)를 오프 상태로 유지하기 위해서는 제어부(U2)의 11번 핀을 높은 전압(High) 상태로 유지하여야 하므로 불필요한 전력을 소모하는 문제점이 있었다.

또한, 도 1 및 도 2에 제시된 종래 회로는 신체부위에 공급되는 미세전류량을 일정하게 유지하기 위해 신체부위에 흐르는 전류로 인한 전압강하를 체크하기 위해 도 1에서는 저항 R1 및 저항 R2를 사용하고, 도 2에서는 저항 R8 및 저항 R9을 사용하는데 두 개의 저항에 의한 전력소모가 발생하는 문제점을 지니고 있었다.

마지막으로 도 1 및 도 2에 제시된 종래 회로는 초크 코일을 사용한 DC-DC 변환기(converter)를 사용하는데 초크 코일로 인해서 순간적으로 건전지 전압의 몇 배로 상승하는 전압(임펄스 전압) 형태가 나타나는데 이러한 불안정한 전압이 제어부(도 1의 control chip, 도 2의 U2)에 주기적으로 충격을 주므로 회로의 내구성을 저하시키는 원인이 되고 있었다.

특허문헌 1: 대한민국등록특허 제10-0994208호 (2010.11.08. 등록) 특허문헌 2: 대한민국등록특허 제10-0995614호 (2010.11.15. 등록) 특허문헌 3: 대한민국등록특허 제10-1235789호 (2013.02.15. 등록) 특허문헌 4: 대한민국등록특허 제10-1235783호 (2013.02.15. 등록) 특허문헌 5: 대한민국등록특허 제10-1235786호 (2013.02.15. 등록) 특허문헌 6: 대한민국등록특허 제10-1235788호 (2013.02.15. 등록) 특허문헌 7: 대한민국등록특허 제10-1235790호 (2013.02.15. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대기 상태에서 누설 전류를 최소화하여 전력 소모를 최소화하고, 대기 상태에서 신체부위와 접촉되는지 여부를 최소 전력으로 체크할 수 있으며, 보다 적은 전력으로 신체부위에 흐르는 미세전류량을 체크할 수 있으며, 내구성이 높은 미세전류발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 건전지에서 공급되는 전력을 온/오프하는 별도 스위치를 부가하지 않은 상시 연결 상태를 유지하며 미세전류를 공급받는 제품과 편리하게 결합할 수 있는 적은 부피를 갖는 미세전류발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 이격된 두 군데의 신체부위에 접속되어 제1방향 또는 그 역방향인 제2방향으로 상기 신체부위에 100㎂이하의 미세전류를 공급하는 미세전류공급장치에 있어서, 건전지의 제1극성과 전기적으로 항상 연결되는 +전원핀과, 상기 건전지의 제2극성과 전기적으로 항상 연결되는 -전원핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제1전압을 출력하는 제1출력핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제4전압을 출력하는 제2출력핀과, 내부 연산에 따른 주기에 따라 PWM신호를 출력하는 제3출력핀과, 제1타이밍에 따라 제1제어신호를 출력하는 제4출력핀과, 제2타이밍에 따라 제2제어신호를 출력하는 제5출력핀과, 신체부위에 공급되는 전류에 의한 감지전압을 인가받는 제1입력핀을 포함하는 반도체칩으로 구성되는 제어부를 포함하는 신호생성부와, 입력단은 반도체칩에 구비되는 제1출력핀과 연결되며 출력단에는 충전 캐패시터를 구비하고, 제1출력핀으로부터 인가되는 제1전압을 제3출력핀으로부터 인가되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 충전 캐패시터를 상기 제1전압보다 높은 제2전압 또는 제3전압으로 승압하는 승압부와, 충전 캐패시터로부터 공급되는 제2전압을 동작 전원으로 하며, 이격된 두 군데의 신체부위에 각각 접속되는 제1전극 및 제2전극과, 제1제어신호에 따라 충전 캐패시터에 충전된 전하를 제1전극, 신체부위 및 제2전극으로 흐르는 상기 제1방향으로 공급하고, 제2제어신호에 따라 충전 캐패시터에 충전된 전하를 제2전극, 신체부위 및 제1전극으로 흐르는 제2방향으로 공급하는 미세전류공급부와, 제1전극, 신체부위 및 제2전극를 경유하여 흐르는 전류에 의한 감지전압을 감지하여 제1입력핀으로 피드백하는 감지신호측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세전류공급장치에 의해 달성 가능하다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 미세전류공급장치를 이용하여 신체부위에 100㎂이하의 미세 전류를 공급하는 방법에 있어서, 승압부를 제3전압으로 상승시킨 상태에서 제1전극 및 제2전극에 제1방향 및 제2방향 중에서 선택된 어느 하나의 방향으로 전류를 공급하면서 신체부위가 접촉되었는지 여부를 감지하는 제1단계와, 제1단계의 감지 결과 신체부위가 접촉되었다고 판별되는 경우 승압부를 제2전압으로 상승시킨 상태에서 제1전극 및 제2전극에 제1방향 및 제2방향으로 번갈아 가면서 전류를 공급하는 제2단계와, 감지신호측정부를 통해 피드백되는 전압을 이용하여 제2전압을 조절하는 제3단계를 포함하고, 제3단계에서 피드백되는 전압을 이용하여 제1전극 및 2전극에 신체부위가 접촉되지 않았다고 판별될 때까지 제2단계 및 제3단계를 반복적으로 수행하며, 제3전압은 상기 제2전압의 평균보다 높은 것을 특징으로 하고, 제2전압 평균은 미세전류를 공급하는 시간동안 가해지는 제2전압의 평균 전압을 의미하는 것을 특징으로 하는 미세전류 공급방법에 의해서 달성 가능하다.

본 발명에 따른 미세전류발생기는 승압부에 공급되는 전원을 건전지와 직접적으로 연결하여 공급하지 않고, 반도체칩의 출력단자를 이용하여 버퍼링을 시키는 구조를 가지므로 대기 상태에서 누설 전류를 줄여 전력 소모를 최소화하고, 승압부를 구성하는 초크코일에 의한 임펄스성 전압으로 인한 노이즈가 신호생성부에 전달되지 않도록 차단함으로써 회로 내구성을 높일 수 있게 되었다.

본 발명에서는 대기 상태에서 미세전류발생기에 신체부위가 접촉되었는지 여부를 주기적으로 체크함에 있어서, 승압부를 최대 전압으로 승압시키고, 제1전극, 신체부위 및 제2전극 순으로 흐르는 방향(제1방향) 또는 제2전극, 신체부위 및 제1전극 순으로 흐르는 방향(제2방향) 중에서 선택된 어느 하나의 방향으로만 전류를 공급하면서 체크함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있게 되었다.

또한, 신체부위에 흐르는 전류를 측정하기 위해 분배 저항을 형성할 때 신체부위에 의해 형성되는 등가 저항을 분배 저항의 일부로 사용함으로써 저항을 하나 줄임으로써 신체부위에 흐르는 전류를 보다 낮은 전력을 소모하면서 측정할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 미세전류발생기는 건전지와 상시 연결되는 구조를 가지므로 건전지가 정상적으로 전원을 공급하는지 여부를 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 동작 표시부를 제공한다. 본 발명에서는 동작 표시부를 형성함에 있어서 신호생성부를 구성하는 반도체칩으로 구성되는 제어부의 출력단과 접지 사이에 동작 LED를 순방향으로 연결하여 동작 표시부를 형성함으로써 소비 전력을 최소화할 수 있게 되었다.

마지막으로 본 발명에 따른 미세전류발생기는 상부 하우징과 하부 하우징으로 내부공간을 형성하고, 해당 내부공간에 버튼셀 형상의 건전지와 인쇄회로기판을 건전지 클립으로 연결하고, 상부 하우징에는 서로 이격된 두 개의 스냅버튼을 일부가 노출되도록 형성하고, 인쇄회로기판 상부에 제1전극과 제2전극을 형성하고, 제1전극과 제2전극을 두 개의 스냅버튼과 각각 전기적으로 연결되도록 형성함으로써 적은 부피를 가지면서 신체에 착용하는 물품(양말, 버선 등)과 편리하게 착탈할 수 있는 효과가 있다.

특허문헌 1의 도 10(본 출원서 도 2)에 제시된 회로로 구현된 종래 미세전류발생기의 경우 사용자 신체부위에 전극이 접촉되지 않은 대기 상태에서 누설 전류로 인해 소비되는 전류는 1,000㎂가 넘는 것으로 측정되었다. 이에 비해 본 발명에 따라 제조된 미세전류발생기의 경우 대기 상태에서 누설전류로 인해 소비되는 전류는 20㎂ 이하(최소 실측정치는 11㎂)인 특성을 나타낸다. 통상의 건전지의 경우 사용하지 않은 상태에서 공기 중에 방치할 경우 자연적으로 소비되는 전류는 10㎂ 정도로 알려져 있으며, 본 발명에 따라 제조된 미세전류발생기는 자연적으로 소비되는 전류와 비교하더라도 크게 차이가 없음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 미세전류발생기를 하루 8시간씩 신체부위와 접촉하여 사용하고, 신체부위와 접촉시 공급되는 미세전류량이 60㎂~80㎂ 범위이고, 건전지로는 모델명 'CR2450'(3V, 600mAH)을 사용하면, 대략 365일 동안 건전지 교체 없이 본 발명에 따른 미세전류발생기를 사용할 수 있는 것으로 파악되었다.

도 1 및 도 2는 특허문헌 1에 제시된 종래 미세전류발생기의 회로도.
도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류발생기의 상부 방향에서 바라본 분해 사시도.
도 3b는 본 발명에 따른 일실시예의 미세전류발생기의 하부 방향에서 바라본 분해 사시도.
도 3c는 본 발명에 따른 일실시예의 미세전류발생기의 결합 사시도.
도 4는 미세전류발생기의 회로구성부를 실장하는 인쇄회로기판의 평면도 및 저면도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 미세전류발생기를 구성하는 미세전류구동회로부에 대한 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 신호생성부의 구체적인 회로도.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 승압부의 구체적인 회로도.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 미세전류공급부 및 감지신호측정부의 구체적인 실시 회로도.
도 9는 도 8의 미세전류공급부의 동작을 나타내는 타이밍도.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 동작표시부의 구체적인 실시 회로도.
도 11은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부의 신체접촉 여부를 검사하는 타이밍도.
도 12는 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류발생기의 전체 동작 흐름을 설명하는 흐름도.

본 발명에서 사용하는 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류발생기의 상부 방향에서 바라본 분해 사시도이며, 도 3b는 본 발명에 따른 일실시예의 미세전류발생기의 하부 방향에서 바라본 분해 사시도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 일실시예의 미세전류발생기의 결합 사시도이며, 도 4는 미세전류발생기의 회로구성부를 실장하는 인쇄회로기판의 평면도 및 저면도를 나타낸다.

본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류발생기(100)는 상부 하우징(10), 미세전류구동회로부가 실장되는 인쇄회로기판(20), 버튼셀(button cell) 형태의 건전지(30), 건전지(30)와 인쇄회로기판(20)을 결합시키는 건전지 클립(31) 및 하부 하우징(40)으로 구성된다. 하부 하우징(40)은 상면이 개방된 원통 형상이며, 상부 하우징(10)은 하면이 개방된 원통 형상으로 양자가 결합하여 내부 수용공간(43)이 형성된다. 건전지 클립(31)에 의해 결합된 인쇄회로기판(20)과 건전지(30) 결합체는 내부 수용공간(43)에 수용된다. 버튼셀 형태의 건전지 외에도 부피가 작고 얇은 두께를 갖는 박막형 2차전지를 사용할 수 있음은 물론이다. 박막형 2차전지는 원형 외에도 사각 형상 등의 다양한 형상의 것을 이용할 수 있다.

상부 하우징(10)에는 제1스냅단추의 제1구성부(11)와 제2스냅단추의 제1구성부(13)가 상부 하우징(10)의 상부 및 하부로 일부 노출되도록 설치된다. 스냅단추는 일명 똑딱이 단추라 부르는 것으로 캡(cap)과 아이렛(eyelet)의 두 부분으로 구성되며, 의상의 한쪽 면에 캡 부분을 설치하고, 상대면에 아이렛 부분을 설치하여 단추로 이용하는 부품이다. 본 발명에 따른 미세전류발생기(10)는 도선이 형성된 양말 등의 물품과 결합하여 신체부위에 미세전류를 공급하기 위한 장치이다. 따라서 양말 등의 물품과 빈번하게 결합 및 분리가 필요하므로 간단한 편리한 구조를 갖도록 형성하여야 한다. 본 발명에서는 스냅단추의 캡 부분이나 아이렛 부분 중에 하나를 선택하여 양말 등의 물품에는 서로 이격되도록 설치하고, 미세전류발생기(10)에는 두 개의 스냅단추의 나머지 대향 부분을 설치하였다. 물품에 설치되는 제1스냅단추 및 제2스냅단추는 반드시 동일한 구성부로 설치될 필요는 없다. 예를 들어, 물품에는 제1스탭단추의 캡 부분과 제2스냅단추의 아이렛 부분을 설치하고, 미세전류발생기(10)에는 제1스탭단추의 아이렛 부분과 제2스냅단추의 캡 부분을 설치할 수도 있음은 물론이다. 제1스냅단추의 제1구성부(11)와 제2스냅단추의 제1구성부(13)는 모두 동일한 부분을 지칭하는 것은 아니면 제1스냅단추의 제1구성부(11)는 캡 부분을 지칭하고, 제2스냅단추의 제1구성부(13)는 아이렛 부분을 지칭하는 것으로도 해석될 수 있다. 본원 발명자는 물품에 여러 종류의 스냅단추를 적용하여 보았다. 예를 들어, 전도성 실로 이루어지는 두 개의 이격된 전극이 형성된 양말 등의 물품에 스냅단추를 장착시키고, 미세전류발생기에는 반대 형상의 끼움부를 갖는 스냅단추를 설치하고, 양자를 서로 맞끼워서 미세전류가 정상적으로 인가되는지 여부를 테스트하여 보았다. 그런데 일부 종류의 스냅단추는 양말 등의 물품에 형성되는 전극과 밀착시킬 수 없어 접속 저항이 높아지는 문제가 나타났고, 작은 전극 부위에 스냅단추를 박음질로 매다는 것은 현실적으로 어려웠다. 이에 본원 발명자는 스냅단추 중에서 바늘질로 봉제하는 타입이 아닌 압착방식으로 결합시킬 수 있는 가시도트타입이 가장 적합함을 파악할 수 있었다. 가시도트타입 스냅단추를 사용할 경우 낮은 저항을 유지하면서 스냅단추와 도전 부위를 접속시킬 수 있고, 무엇보다 짧은 시간 내 물품에 스냅단추를 장착할 수 있음을 알 수 있었다.

본 발명에서는 상부 하우징(10)을 사출 플라스틱으로 형성하는데 스냅단추의 일부 측면 테두리가 사출 플라스틱 내에 끼워지도록 사출(인서트 사출이라 알고 있음)하였다. 상부 하우징(10)의 하면에는 제1스냅단추의 제1구성부(11)와 제2스냅단추의 제1구성부(13)의 하면이 노출되도록 형성된다. 인쇄회로기판(20) 상면에는 상부 하우징(10)의 하면에 노출된 제1스냅단추의 제1구성부(11) 하면과 제2스냅단추의 제1구성부(13) 하면과 각각 접촉하기 위한 P1 전극(P1)과, P2 전극(P2)이 형성된다. P1 전극(P1)과 제1스냅단추의 제1구성부(11)는 전기적으로 접속되어 신체부위에 전류를 공급하는 제1전극으로 사용되며, P2 전극(P2)과 제2스냅단추의 제1구성부(13)는 전기적으로 접속되어 신체부위에 전류를 공급하는 제2전극으로 사용된다.

건전지(30)는 버튼셀(button cell) 형태의 건전지를 사용하였다. 버튼셀 형태의 건전지는 - 단자(제2극성)가 외측으로 약간 돌출되도록 형성되므로 접촉력을 향상시키기 위해 인쇄회로기판(20)과 하면에 제2접속전극(c2)을 형성하고 건전지의 - 단자(제2극성)과 접촉되도록 구성하였다. 인쇄회로기판(20) 상면에는 제1스냅단추(snap fastner) 제1구성부의 하면과 접속하는 제1전극 및 제2스냅단추의 제1구성부의 하면과 접속하는 제2전극을 형성하였다. 스냅단추는 니켈 성분을 가지므로 전기 이동로로 사용하는데 문제가 없었다.

건전지 클립(31)을 사용하여 건전지(30)의 - 단자가 인쇄회로기판(20) 하면에 구비되는 제2접속전극(c2)과 밀착 접속되도록 건전지(30)와 인쇄회로기판(20)을 결합하여 수용공간(43)에 수용되도록 구성하였다. 건전지 클립(31)은 건전지의 + 단자(제1극성)와 연결되는 전기적 도선 기능을 제공하며, 인쇄회로기판(20) 상면에 형성되는 제1접속전극(c1)과 전기적으로 연결된다.

미세전류구동회로부를 구성하는 회로소자들은 제1접촉전극(c1), 제2접촉전극(c2), P1 전극(P1) 및 P2 전극(P2)이 형성되고 남는 인쇄회로기판(20)의 상면의 여분의 공간에 실장하였다. 이론적으로는 미세전류구동회로부를 구성하는 회로소자들을 제1접촉전극(c1), 제2접촉전극(c2), P1 전극(P1) 및 P2 전극(P2)이 형성되고 남는 인쇄회로기판(20)의 상면 및 하면의 여분의 공간에 나누어서 실장할 수 있으나 인쇄회로기판(20)의 하면에 회로소자를 실장한 후, 인쇄회로기판(20)의 상면에 회로소자를 실장(마운트)할 때 인쇄회로기판(20)의 하면에 실장된 회로소자가 떨어지는 불량이 발생하였다. 따라서 실제 구현된 제품에서는 인쇄회로기판(20)의 상면에만 회로소자를 실장하도록 구현하였다.

도 3a 내지 도 3c 및 도 4에 도시된 바와 달리, 인쇄회로기판의 일면에는 P1 전극(P1)과 P2 전극(P2)만을 형성하고, 건전지 및 미세전류구동회로부를 구성하는 회로소자들은 인쇄회로기판의 타면에 실장하도록 구현할 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 미세전류발생기를 구성하는 미세전류구동회로부에 대한 회로도이다. 미세전류구동회로부는 신호생성부(21), 승압부(23), 미세전류공급부(25), 감지신호측정부(27) 및 동작표시부(29)로 구성되며, 인쇄회로기판의 상부면 및 하부면에 반도체칩 또는 저항, 캐패시터 등과 같은 회로소자로 실장된다.

신호생성부(21)는 내부에 타이머를 구비하는 제어부이며, 하나의 반도체칩으로 구현하였다. 신호생성부(21)는 미세전류를 생성하거나 두 개의 전극(P1, P2)이 신체부위에 접촉되는지 여부를 판별하기 위해 필요한 승압관련 제어신호와 구동전압(제1전압)을 승압부(23)에 공급하고, 제1타이밍에 따른 제1제어신호 및 제2타이밍에 따른 제2제어신호를 생성하여 미세전류공급부(25) 및 감지신호측정부(27)에 공급하며, 주기적으로 동작표시부(29)에 구동전원(제4전압)을 공급하고, 감지신호측정부(27)로부터 입력되는 감지전압을 이용하여 신체접촉 여부와 신체부위에 흐르는 전류값을 측정하는 회로소자이다. 어떤 회로소자를 이용하여 승압부(23)와 동작표시부(29)를 구현하느냐에 따라 승압부(23)에 공급되는 제1전압과 동작표시부(29)에 공급되는 제4전압은 동일한 전압 레벨일 수도 있고, 또는 서로 다른 전압 레벨일 수도 있다.

구체적으로 신호생성부(21)에는 건전지의 제1극성(+ 전원)과 전기적으로 항상 연결되는 +전원핀과, 건전지의 제2극성(- 전원)과 전기적으로 항상 연결되는 -전원핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제1전압을 출력하여 승압부(23)에 공급하는 제1출력핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제4전압을 출력하여 동작표시부(29)에 공급하는 제2출력핀과, 내부 연산에 따른 주기에 따라 PWM신호를 생성하여 승압부(23)로 공급하는 제3출력핀과, 제1타이밍에 따른 제1제어신호를 출력하여 미세전류공급부(25)와 감지신호측정부(27)에 공급하는 제4출력핀과, 제2타이밍에 따른 제2제어신호를 출력하여 미세전류공급부(25)와 감지신호측정부(27)에 공급하는 제5출력핀과, 감지신호측정부(27)로부터 신체에 흐르는 전류를 통해 분배전압에서 감지되는 전압을 입력받는 제1입력핀이 구비된다. 도 5에서 점선 및 일점 쇄선은 공급전원이 인가되는 라인을 의미한다.

승압부(23)는 입력단이 제1출력핀과 연결되어 제1전압을 인가받고 출력단에는 충전 캐패시터를 구비하고, 제1출력핀으로부터 인가되는 제1전압을 제3출력핀으로부터 인가되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 충전 캐패시터를 제1전압보다 높은 제2전압(미세 전류를 공급할 시) 또는 제3전압(신체접촉 여부를 판별할 시)으로 승압하는 회로소자이다. 본 발명에서는 승압부(23)를 초크코일을 사용한 DC-DC 변환기로 구현하였으나 차지 펌프 등의 여러 가지 다양한 회로 등으로 구현할 수 있음은 물론이다.

미세전류공급부(25)는 승압부(23)로부터 공급되는 제2전압을 동작 전원으로 하며, 이격된 두 군데의 신체부위에 각각 접속되는 P1 전극 및 P2 전극과, 제1제어신호에 따라 충전 캐패시터에 충전된 전하를 P1 전극, 신체부위 및 제2전극으로 흐르는 제1방향으로 공급하거나 또는 제2제어신호에 따라 충전 캐패시터에 충전된 전하를 제2전극, 신체부위 및 제1전극으로 흐르는 제2방향으로 공급하는 회로소자이다.

*대기 상태에서 접촉판별 여부를 확인하는 경우에는 미세전류공급부(25)는 승압부(23)로부터 공급되는 제3전압을 동작 전원으로 하며, 이격된 두 군데의 신체부위에 각각 접촉되는 P1 전극 및 P2 전극과, 제1제어신호에 따라 충전 캐패시터에 충전된 전하를 P1 전극, 신체부위 및 제2전극으로 흐르는 제1방향으로 공급하게 된다. 이에 대해서는 다시 자세히 설명하도록 한다.

감지신호측정부(27)는 신호생성부(21)로부터 입력되는 제1제어신호 및 제2신호를 제어신호로 하여 P1 전극, 신체부위 및 P2 전극를 경유하여 흐르는 전류에 의한 전압강하를 감지하여 신호생성부(21)의 제1입력핀으로 피드백하는 회로소자이다.

동작 표시부(29)는 신호생성부(21)의 제2출력핀과 접지 사이에 순방향으로 연결되는 발광 다이오드로 구성되며, 신호생성부(21)로부터 주기적으로 공급되는 제4전압을 이용하여 발광 다이오드를 발광시켜 건전지의 정상 동작 유무를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 회로소자이다.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 신호생성부의 구체적인 회로도이다. 신호생성부는 하나의 반도체칩(예로서, 모델명 'HT46R01N' CONTROLLER)으로 구성하였으며, 건전지의 +전원 및 -전원과 각각 연결되는 + 전원핀 및 - 전원핀과, 제1출력핀 내지 제5출력핀과, 하나의 제1입력핀을 구비한다.

도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 승압부의 구체적인 회로도이다. 승압부는 쵸크코일(L1), 제2스위치소자(Q2), 쇼트키 다이오드(D1) 및 충전캐패시터(C2)로 구성된다. 승입부는 신호생성부의 제3출력핀과 연결되며 PWM 신호에 의해 제2스위치소자(Q2)가 온/오프 동작을 반복하면서 쵸크코일(L1)의 입력단으로 입력되는 제1전압을 이보다 높은 레벨의 제2전압(Vout) 또는 제3전압(접촉여부 판별시)으로 충전캐패시터(C2)를 충전하는 기능을 수행한다.

*도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부를 구성하는 미세전류공급부(25) 및 감지신호측정부(27)의 구체적인 회로도이며, 도 9는 도 8의 미세전류공급부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.

도 8에 제시된 회로는 다수 개 저항과 제3트랜지스터(Q3), 제4트랜지스터(Q4), 제5트랜지스터(Q5), 제6트랜지스터(Q6), 제7스위치소자(Q7) 및 제8스위치소자(Q8)로 이루어지는 하프 브리지 회로로 구현하였다.

도 8 및 도 9를 이용하여 미세전류공급부(25)와 감지신호측정부(27)의 동작에 대해 설명한다. 도 9(a)는 시간에 따른 제1제어신호의 전압파형을 도시한 것이며, 도 9(b)는 시간에 따른 제2제어신호의 전압파형을 도시한 것이며, 도 9(c)는 P1 전극에서 P2 전극으로 흐르는 전류 상태를 도시한 타이밍도이다. 신호생성부로부터 인가되는 제1제어신호와 제2제어신호는 도 9(a) 및 도 9(b)에 각각 도시된 바와 같이 일정한 주기(T1)에 따라 HIGH 신호가 인가되며, 제1제어신호가 LOW 상태로 전환된 후 Δt 만큼의 간격을 두고 제2제어신호가 HIGH 상태로 전환되는 형태를 갖는다. 주기 T는 신호생성부에 따라 변동되도록 제어할 수 있음은 물론이다.

먼저, 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시된 바와 같이 제2제어신호가 LOW 인 상태에서 제1제어신호가 HIGH 상태로 전환하면, 제5트랜지스터(Q5), 제3트랜지스터(Q3) 및 제8스위치소자(Q8)는 오프 상태에서 온 상태로 전환된다. 따라서 승압부에서 공급되는 제2전압(Vout), 제3트랜지스터(Q3), P1 전극(P1), 신체부위, P2 전극(P2), 제8스위치소자(Q8) 및 제9저항(R9) 방향의 전류 흐름이 형성되면서 신체부위에 미세전류가 공급되는 것이다. 이러한 전류 흐름 방향을 설명의 편의상 제1방향으로 칭하기로 한다. 이때, 제6트랜지스터(Q6), 제4트랜지스터(Q4), 제7스위치소자(Q7)는 오프 상태를 유지하게 된다.

이후, 제1제어신호가 LOW 상태로 전환되면, 제5트랜지스터(Q5), 제3트랜지스터(Q3) 및 제8스위치소자(Q8)도 오프 상태로 전환된다. Δt 시간 후, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 제2제어신호가 HIGH 신호로 전환되면, 제6트랜지스터(Q6), 제4트랜지스터(Q4) 및 제7스위치소자(Q7)는 오프 상태에서 온 상태로 전환된다. 따라서 승압부에서 공급되는 제2전압(Vout), 제4트랜지스터(Q4), P2 전극(P2), 신체부위, P1 전극(P1), 제7스위치소자(Q7) 및 제9저항(R9) 방향의 전류 흐름이 형성되면서 신체부위에 미세전류가 공급되는 것이다. 이러한 전류 흐름 방향을 제2방향이라 칭하기로 하며 제1방향과 반대 방향의 전류 흐름을 형성함을 알 수 있다. 이때, 제5트랜지스터(Q5), 제3트랜지스터(Q3), 제8스위치소자(Q8)는 오프 상태를 유지하게 된다.

신체부위에 전류가 흐르는 동안 감지신호측정부(27)를 구성하는 제7스위치소자(Q7) 또는 제8스위치소자(Q8) 중 하나는 온 상태를 유지하게 되며, 이로 인해 제9저항(R9)에는 신체부위에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류 흐름에 의해 제9저항(R9)에서 감지되는 전압은 신호생성부(21)의 제1입력단으로 인가되어 신체부위에 흐르는 전류량을 판별할 수 있게 된다. 도 1 및 도 2에 제시된 회로에서는 신체부위에 흐르는 전류량을 감지하기 위해서 두 개의 저항(도 1에서는 R1 및 R2, 도 2에서는 R8 및 R9)을 사용하였다. 이에 비해서 도 8에 제시된 본 발명에서는 하나의 저항(R9)만을 이용하여 구성함을 알 수 있다. 신호생성부(21)는 승압부(23)에 가해지는 PWM 신호를 파악하고 있으므로 승압부(23)를 통해 미세전류공급부(25)에 공급되는 전압치를 알 수 있으며, 제9저항(R9)으로부터 피드백되는 감지전압을 통해서 신체부위에 흐르는 전류량을 정확하게 계산할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 미세전류발생기는 건전지와 미세전류구동회로부가 사용자가 조작할 수 있는 스위치를 구비함이 없이 상시 연결되는 구조를 갖는다. 사용자가 사용하지 않을 경우(제1전극 및 제2전극이 신체부위와 접촉하지 않을 경우)에는 미세전류를 신체부위에 공급할 필요가 없으므로 최소 전력을 소모하는 대기 상태를 유지하다가 주기적으로 사용자가 사용하고자 하는지 여부(제1전극 및 제2전극이 신체부위와 접촉하는지 여부)를 체크한 후, 사용자가 사용하는 것으로 판별되면 미세전류를 신체부위에 공급하도록 하여야 한다. 대기 상태에서는 신호생성부(21)는 제1출력핀 및 제2출력핀으로 전압 공급을 중단하고, 내부 타이머를 이용하여 접촉판별시기가 도달되는지 여부만을 주기적으로 체크하게 된다. 따라서 대기 상태에서는 승인부(23), 미세전류공급부(25), 감지신호측정부(27) 및 동작표시부(29)에 의한 전력소모가 발생되지 않는다.

본 발명에 따른 미세전류발생기는 별도의 동작 스위치를 설치하지 않으므로 건전지가 정상적으로 동작하는지 여부 및 건전지 교체 여부를 알리기 위해 사용자에게 건전지 동작 유무를 표시할 필요가 있다. 또한, BLE, Zigbee 등의 무선 통신을 이용하여 동작제어 및 상태전송, 로그(log) 등을 남겨 사용자 사용에 도움을 줄 수 있다. 도 10은 본 발명에 따른 일실시예의 동작표시부의 회로도이다. 동작표시부는 신호생성부(21)의 제2출력핀과 접지 사이에 순방향으로 발광 다이오드(D2)로 구성하였다. 신호생성부(21)는 제2출력핀을 통해 주기적으로 제4전압을 출력하고, 제4전압이 인가되면 발광 다이오드(D2)가 발광된다. 사용자는 발광 다이오드(D2)가 주기적으로 발광하는지 여부를 확인함으로써 건전지의 정상 동작 여부를 확인할 수 있게 구성하였다. 또한, 내부에 건전지 제1설정전압값을 저장하고, 건전지 전압이 제1설정전압값보다 낮은 레벨로 떨어지면 건전지를 교체할 시간이 되었음을 알리기 위해 깜박임의 주기를 빨리하여 사용자가 이를 파악할 수 있도록 구현하였다.

도 11은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류구동회로부의 신체접촉 여부를 검사하는 타이밍도이다. 구체적으로 도 11(a)는 시간에 따른 제1제어신호의 전압파형을 도시한 것이며, 도 11(b)는 시간에 따른 제2제어신호의 전압파형을 도시한 것이며, 도 11(c)는 P1 전극에서 P2 전극으로 흐르는 전류 상태를 도시한 타이밍도이다.

대기 상태에서 일정한 주기(T2)마다 접촉판별(wp) 시기가 도래하면, 제1출력핀에는 제1전압을 공급하고, 제2출력핀에는 제4전압을 공급한다. 제2출력핀에 공급되는 제4전압은 발광 다이오드를 켜기 위한 짧은 시간 동안만 유지된다. 이에 비해 제1출력핀에 공급되는 제1전압은 제4전압보다 장시간 공급되어야 한다. 신호생성부(21)는 제1출력핀을 통해 제1전압을 승압부(23)에 공급하여 구동시키며, 제3출력핀을 통해 PWM 신호를 인가하여 승압부(23)를 제3전압까지 충전하도록 제어한다. 이때 제3전압은 제1방향과 제2방향의 미세전류를 신체부위에 주기적으로 공급할 때 승압시키는 제2전압보다는 높게 설정하였다. 실질적으로 본원 발명자의 다양한 실험에 의하여 파악한 바에 의하면 제3전압으로는 승압부에서 출력할 수 있는 최대 전압을 사용하였다. 그 이유는 사람에 따라 그리고 동일인이라 하더라도 피부 상태에 따라 피부 저항이 달라지고 어떤 피부 저항을 가진 사람이 이용하고 있는지 모르는 상태에서 낮은 전압을 인가하였다가 피부가 접촉된 상태를 파악하지 못하게 되는 오류가 발생되는 경우를 없애고, 제3전압은 도 11에 도시된 바와 짧은 시간 동안에만 공급되는 것이므로 전력소모가 작기 때문이다. 이후, 승압부(23)로부터 제3전압이 미세전류공급부(25)에 공급되면서 도 11(a)에 도시된 바와 같이 제1제어신호가 미세전류공급부(25)에 인가된다. 접촉판별 여부를 판별할 때에는 전력 소모를 줄이기 위해 도 11(b)에 도시된 바와 같이 제2제어신호는 비활성화시켰음을 알 수 있다. 미세전류공급부(25)에 의해 제1방향으로 전류가 흐르게 되고, 이를 이용하여 감지신호측정부(27)는 제9저항(R9)에 인가되는 전압을 감지하고 이를 신호생성부(21)의 제1입력핀으로 피드백한다. 신호생성부(21)는 피드백되는 감지전압을 이용하여 신체부위가 P1 전극 및 P2 전극에 접촉되었는지 여부를 판별하게 되는 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 제9저항(R9)에 감지되는 감지 전압이 신호생성부(21)의 제1입력핀으로 인가되면, 신호생성부(21) 내부에 구비되는 ADC(아날로그-디지털 변환기)를 이용하여 이를 디지털 값으로 수치화한다. 디지털 값이 일정한 값이상으로 감지되면 신체가 접촉되었다고 판별하는 것이다. 구현 예에서는 미세전류공급부(25)는 3V 건전지에 의해 구동되며, 12bit ADC를 사용하여 구현하였다. 이러한 구현예에서는 12bit ADC는 0V~3V를 4,096 단계로 디지털화하게 된다. 따라서 제9저항(R9)으로 피드백되는 전압은 3V를 넘지 않게 설계하여야 한다. 본원 발명자에 의하면 제9저항(R9)으로는 구동전압으로 5V 건전지를 사용한다고 가정하더라도 최대 10㏀ 까지 형성할 수 있음을 파악하였다. 즉, 제9저항(R9)은 10㏀이하로 형성하여야 하며, 그보다 큰 값을 저항을 사용하면 ADC에서 판별할 수 없게 된다.

신체부위가 P1 전극 및 P2 전극에 접촉된 경우에만 도 11(c)에 도시된 바와 같이 제1방향의 전류 흐름이 형성되며 특정 범위 내의 감지전압이 신호생성부(21)로 피드백되므로 이를 이용하여 신호생성부(21)는 신체부위가 P1 전극 및 P2 전극에 접촉되었는지 여부를 판별할 수 있게 되는 것이다.

도 11에서는 대기 상태에서 주기적으로 제1전극 및 제2전극이 신체부위와 접촉되었는지 여부를 확인할 때, 제1방향으로만 전류 흐름을 형성하는 방식을 제시하였으나 제1제어신호를 비활성화시키고, 제2방향만의 전류 흐름을 이용하도록 설계할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 전압 레벨은 '제1전압 < 제2전압 < 제3전압'의 관계를 형성하며, 제4전압은 제2전압보다 작은 값으로 형성되며 발광 다이오드의 임계 전압에 따라 제1전압보다 작은 레벨로도 형성할 수 있음은 물론이다. 제1전압, 제3전압 및 제4전압은 고정된 특정 전압레벨을 갖는 반면, 제2전압은 신체부위에 동일한 크기의 미세전류를 계속적으로 공급하기 위한 전압이므로 신체부위의 상태에 따라 변동되는 전압이 형성된다. 예를 들어 젖은 발바닥에 미세전류를 인가할 경우에는 신체부위가 낮은 저항값을 가지므로 낮은 제2전압(예를 들어, 10V)까지 승압부를 승압시켜도 무방하다. 이에 비해 건조한 발바닥에 미세전류를 인가할 경우에는 신체부위가 높은 저항값을 갖는 특성이 있으므로 높은 제2전압(예를 들어, 50V)까지 승압시켜야 한다. 이와 같이 제2전압은 특정된 전압으로 고정되지 않고 신체부위의 상태에 따라 변화는 전압으로 표현됨을 알 수 있다. 본 발명 구현에 사용한 반도체 소자는 대부분 약전에 사용하는 용도이므로 제2전압은 60V 이하의 값으로 인가되도록 회로를 설계하여 회로 안정성을 높일 수 있었다. 여기서 '제2전압의 평균 전압'은 일정한 시간동안 인가되는 제2전압의 적분값을 해당 시간으로 나눈 평균 전압을 의미하는 것으로 이해되어져야 한다.

전술한 바와 같이 본원 발명자는 접촉 여부를 판별할 때 생길 수 있는 오류를 줄이기 위해 제3전압으로는 승압부가 출력할 수 있는 최고전압을 사용하였다. 또한, 대기 상태에서 접촉여부를 판별하는 주기(T2)와 동작 표시부를 작동시키기 위해 제4전압을 인가하는 주기는 반드시 동일할 필요는 없음은 물론이다.

도 12는 본 발명에 따른 일 실시예의 미세전류발생기의 전체 동작 흐름을 설명하는 흐름도이다. 대기 상태(ST10) 유지하다가 주기적으로 접촉판별시기(Tc)가 도달되면(ST 20), 신체부위가 접속된 상태인지 여부를 파악한다(ST 30). 미접촉 상태로 판별되면 다시 대기 상태(ST 10)를 다시 수행하고, 신체부위가 접촉되었다고 판별되면 미세전류를 신체부위에 공급하는 단계를 수행한다(ST 40). 미세전류를 신체부위에 공급하면서 미세전류량을 감지하고(ST 50), 감지된 미세전류량을 이용하여 신체부위가 접촉된 상태인지 여부를 체크하고(ST 60), 미접촉 상태로 판별되면 다시 대기 상태(ST 10)를 수행한다. 신체부위가 접촉되었다고 판별되면 미세전류량을 조절하기 위한 제어신호를 생성하면서 ST 40단계부터 다시 수행한다(ST 70).

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 상부 하우징 11: 제1스냅단추의 제1구성부
13: 제2스냅단추의 제1구성부 20: 인쇄회로기판
21: 신호생성부 23: 승압부
25: 미세전류공급부 27: 감지신호측정부
29: 동작표시부
30: 건전지 31: 건전지 클립
40: 하부 하우징 43: 수용공간
C1: 제1접속전극 C2: 제2접속전극
P1: P1 전극 P2: P2 전극

Claims (1)

1. 이격된 두 군데의 신체부위에 접속되어 제1방향 또는 그 역방향인 제2방향으로 상기 신체부위에 100㎂이하의 미세전류를 공급하는 미세전류공급장치에 있어서,
   상면이 개방된 원통 형상으로 구비되는 하부 하우징과,
   하면이 개방된 원통 형상으로 구비되며. 상기 하부 하우징과 맞물리도록 체결되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부 하우징과,
   상기 상부 하우징에 적어도 일부의 측면 테두리는 고정되도록 설치되며, 상부 및 하부는 노출되면서 서로 이격되도록 설치되는 제1스냅단추의 제1구성부와 제2스냅단추의 제1구성부와,
   상기 수용공간 내에 구비되는 건전지와,
   상면에는 제1스냅단추(snap fastner)의 상기 제1구성부의 하면과 접속하는 제1전극 및 제2스냅단추의 상기 제1구성부의 하면과 접속하는 제2전극을 구비하는 인쇄회로기판과,
   상기 건전지의 제1극성과 전기적으로 항상 연결되는 +전원핀과, 상기 건전지의 제2극성과 전기적으로 항상 연결되는 -전원핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제1전압을 출력하는 제1출력핀과, 내부에 버퍼를 가지며 외부로 제4전압을 출력하는 제2출력핀과, 내부 연산에 따른 주기에 따라 PWM신호를 출력하는 제3출력핀과, 제1타이밍에 따라 제1제어신호를 출력하는 제4출력핀과, 제2타이밍에 따라 제2제어신호를 출력하는 제5출력핀과, 신체부위에 공급되는 전류에 의한 감지전압을 인가받는 제1입력핀을 포함하는 반도체칩으로 구성되는 제어부를 포함하는 신호생성부와,
   입력단은 상기 반도체칩에 구비되는 상기 제1출력핀과 연결되며 출력단에는 충전 캐패시터를 구비하고, 상기 제1출력핀으로부터 인가되는 제1전압을 상기 제3출력핀으로부터 인가되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 상기 충전 캐패시터를 상기 제1전압보다 높은 제2전압 또는 제3전압으로 승압하는 승압부와,
   상기 충전 캐패시터로부터 공급되는 상기 제2전압을 동작 전원으로 하며, 이격된 두 군데의 신체부위에 각각 접속되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극과, 상기 제1제어신호에 따라 상기 충전 캐패시터에 충전된 전하를 상기 제1전극, 상기 신체부위 및 상기 제2전극으로 흐르는 상기 제1방향으로 공급하고, 상기 제2제어신호에 따라 상기 충전 캐패시터에 충전된 전하를 상기 제2전극, 상기 신체부위 및 상기 제1전극으로 흐르는 상기 제2방향으로 공급하는 미세전류공급부 및
   상기 제1전극, 상기 신체부위 및 상기 제2전극를 경유하여 흐르는 전류에 의한 상기 감지전압을 감지하여 상기 제1입력핀으로 피드백하는 감지신호측정부를 포함하고,
   상기 인쇄회로기판에는 상기 신호생성부와, 상기 승압부와, 상기 미세전류공급부 및 상기 감지신호측정부가 실장되는 것을 특징으로 미세전류공급장치.

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