KR20190088665A - 착용 가능한 정보통신용 기기 및 키보드 장치 - Google Patents

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KR20190088665A
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Abstract

본 발명은 전자기기로서 신체에 착용이 가능한 기기에 대한 것이다. 특히 착용이 가능한 기기로서 주로 손으로 문자 정보를 전달하는 기능을 갖는 키보드를 중심으로 다양한 기능의 키보드로 확장을 함과 동시에 여러 가지 용도의 부가적인 기능이 합하여 진 것을 포함한다.
손을 중심으로 하여 손에서 접근이 용이한 부위에 착용할 수 있는 다양한 형태 및 위치에 대한 착용 가능한 전자기기에 관한 것이다.
착용이 가능한 전자기기를 만들기 위한 기초 소재로서 유연한 수지를 중심으로 섬유 등에 관하여 이를 구성하는 방식과 제조 방식에 관한 것이다.
또한 착용이 가능한 전자기기을 다른 응용 예에 대한 것도 포함된다.

Description

착용 가능한 정보통신용 기기 및 키보드 장치 {Wearable Information Communication Equipment and keyboard device}
본 발명은 착용 가능하게 설계 및 제작된 전자 및 정보기기로서 정보를 전달하거나 정보의 입출력이 가능하로록 제작된 기기에 관한 것이다.
본 발명은 사람의 신체에 착용 가능하거나 소형 책자나 가방 공책 등에 함께 부착하도록 된 것도 포함하여 정보의 입출력이 가능한 것에 부가하여 인터넷이나 통신망 상에서 사용자측으로 다운로드되거나 업로드가 가능하거나, 혹은 실행이 가능하도록 된 것을 포함하는 것도 가능하다. 정보의 입력 및 출력은 다양한 방식의 규격을 지원하도록 되어 있거나, 혹은 프로그램에 의하여 입출력의 기능이 조정이나 변경도 가능하도록 된 것에 관한 것이다.
웨어러블 기기 즉 신체에 착용이 가능하도록 설계된 장치는 사람이 정보를 입력하거나, 정보를 취득할 수 있도록 도움을 주면서, 이동기기의 최대의 장점인 편리성과 이동성을 살리는 것이다.
종래기술에 의한 정보의 입출력 장치는 다양한 형태가 있었으나, 웨어러블 기기로서는 이어폰, 손목시계 형태의 기기, 안경 형태의 기기 등이 제안되었으나, 다른 이동기기의 용도에는 미치지 못하고 다른 기기와의 연결 등 새로운 기기의 설계 및 용도의 적용이 가능하도록 할 필요가 있으나 기술 적용이 미미한 실정이거나 사용범위를 보다 세분화하여 다양한 역할과 편리성을 갖도록 할 기능이 구비되어 있지 않았다.
현재 웨어러블 기기로서는 전기전자 통신기기와 같은 종래의 기술에 있어서는 사용자의 다양한 구매요구 및 사용 환경에 대하여 능동적으로 대응할 수 없게 되어 있으며 현재 이동 통신기기로서 스마트 폰 등은 하나의 작은 기기에 많은 기능을 통합하여 통신망을 이용하거나, 이동기기를 이용하는 다양한 환경에서 인간사이의 연계된 부분에서 효율성과 다양성이 부족하여, 다양하고 편리한 웨어러블 기기를 위한 관련된 산업 및 소프트웨어의 활성화시키는데 어려움이 있었다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 착용이 가능한 전자기기 즉 웨어러블 기기로서, 갖추게 될 기능과 기능의 분배 및 착용 위치 등을 규정하고 착용이 가능한 기기와 다른 기기와의 통신 및 기타 연결 기능 등을 갖추어 전체가 통합된 기기로서 조정할 수 있도록 하여 편리성과 유용성을 증대하는 것이다. 본 발명의 기기는 스마트 폰, 피씨 또는 휴대형 플레이어 기기와 결합하여 혹은 독자적으로 각종 키의 입력 내지 입력 정보의 전송 및 기기 내부에 있는 각종 소리 정보를 재생하는 등 그 사용범위를 조정하고 dbe합하여 유용성을 증대할 수 있도록 각종 기기를 조정하는 장치를 제공함에 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동기기에서 사용자들의 다양하고 개별로 독특한 환경의 구축이 가능하고, 각자 선호하는 환경에 따른 소프트웨어의 설정 및 사용범위를 준수할 수 있게 처리함으로써 이동기기의 다양한 미디어 콘텐츠의 환경을 구축하고, 그에 따른 산업을 활성화시키는데 이바지할 수 있는 효과가 있다.
착용이 가능한 전자기기의 기술은 기타 이동형 기기의 다양성과 편리성을 증가시킬뿐만 아니라, 새로운 기기의 발명과 소프트웨어의 발전과 더불어 시장과 산업의 범위를 확대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 착용 부위를 설명하기 위한 기본적 개념도의 한 예이다.
도 2은 본 발명의 착용하기 위한 신체 부위에 착용하여 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 사용될 키에 적용될 전자회로의 예
도 4은 본 발명에 실시 회로의 일례의 하나로서 입력 및 출력의 응용 예
도 5는 본 발명의 실시 가능한 음악용 키보드로 전용 내지 수정이 가능한 전자 회로의 예
도 6는 본 발명의 실시 예의 하나로써 전체 키보드의 형상 및 외곽 형태의 예
도 7는 본 발명의 실시 예의 하나로써 팔에 부착할 장치의 기본형의 외형의 예
도 8는 본 발명의 다른 실시 형태의 예
도 9은 본 발명에 실시 예의 하나로서 막대형태의 연결로 구현하거나, 밀착이 가능하도록 탄성체가 부착된 응용 예
도 10는 본 발명의 실시 예의 하나로써 손에 착용이 가능하도록 된 키보드의 예
도 11는 본 발명의 실시 예로써 키보드 및 기타 첨가 기능을 설명하기 위한 도식
도 12는 본 발명의 실시 예로서 전자회로의 기능별 형태의 예
도 13는 전자회로의 인쇄 회로 기판의 예
도 14는 본 발명의 실시 예의 하나로써 여러 증으로 구성된 다양한 회로 기판의 위치 및 응용의 예
도 15는 본 발명의 실시 예의 하나로써 잉크에 의한 단층 인쇄 및 다층 인쇄의 기판의 유연성에 의한 효과를 설명하기 위한 예로서 화살표의 방향으로 힘을 주어 늘릴 때의 설명
도 16은 본 발명을 구성하기 위한 기기의 부분 모듈의 형태의 한 예
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본 발명의 장치와 유선 혹은 무선으로 연결되어 다른 장치에 요구되는 정보를 전송 내지 수신하기 위한 장치와 문자 정보 내지 기타 소프트웨어에 필요한 정보 내지 코드를 발생하기 위한 장치로서 신체에 착용이 가능하도록 구성되거나, 책,노트 혹은 가방,핸드백 등에 부착되어 이용이 용이하도록 구성된 장치이다. 또한 서로 다른 용도로 사용될 수 있는 한 개 이상의 정보입력 장치와 기타 장치 등이 부가되어 외부의 신호 예를 들면 음성 신호 등을 받아서 문자 정보등 기타 신호로 처리하기 위한 장치와 문자 정보 등 기타 신호를 받아서 음성신호 내시 소리 신호로 처리하기 위한 장치를 부가할 수도 있다.
문자 정보 내지 기타 소프트웨어에 필요한 정보 내지 코드를 발생하기 위한 장치는 서로 다른 용도로 사용될 수 있는 한 개 이상의 장치로 구성할 수 있으며 통상 문자 정보를 발생하기 위한 키보드 장치 내지 악기 신호를 발생하기 위한 음악 내지 악기 코드 정보를 입력하기 위한 장치 내지 마우스나 기타 게임용 조이스틱 등으로서 사용자의 입력을 받아서 전달하는 기능을 갖춘 장치 등으로서 필요에 따라서 다수 혹은 단일기기로서 적절하게 구성할 수 있다. 이를 달성하기 위한 구체적 제어 장치의 기능은 마이크 등 아날로그 입력의 경우는 A/D (아날로그 디지탈 컨버터) 기능이 부가적으로 소요되고, 디지털 신호를 음성신호로 출력하기 위하여는 D/A( 디지탈 아날로그 컨버터) 기능을 갖는 곳과 각각의 신호를 외부 장치에 전달하기 위하여 변조하기 위한 기능, 각각 변조된 정보를 유선 내지 무선으로 보내기 위한 통신 기능을 추가하여 구성할 수 있다. 더하여, 각각의 키보드, 마우스, 조이스틱 등 각종 정보 입력 장치의 키 값을 스캔하여 조정하는 기능 등을 포함할 수 있다. 또한 각종 신호의 크기를 조정하는 앰프며, 기본 연산과 관련된 기능 등 각종 마이크로 콘트롤러의 기본 기능을 포함할 수 있으며, 필요에 따라서 상기의 기능외 추가의 기능이 필요하거나, 상기 기능의 일부만을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
현대는 스마트 폰 등 다양한 이동용 정보기기를 통하여 많은 정보를 받고 많은 정보를 요구하며 살아가고 있다. 그러나 사용되는 이동용 정보기기가 대동소이하며 통합된 기능을 제공하고 있어서 다양하고 개별적이며 발전된 정보를 주고 받는데, 어려움이 있을 수 있다. 가장 기본적인 어려움은 각종 기기가 소형화로, 인간과 연결된 부분에서 다양하게 요구되는 정보를 입력하는 기능이 미약하다. 더불어 개개인의 욕구와 특성에 필요한 정보를 제공하는 부분에 알맞는 기능과 편리성이 부족하게 되어 산업내지 문화의 발전을 저해하는 결과를 가져온다. 현재 착용 가능기기로 나온 것은 아이글라스 형태와 이어폰 내지 헤드폰과 마이크 혹은 팔목시계형이 대부분으로 아이글라스의 경우 수동적으로 영상 정보를 수신하고 이어폰,헤드폰 및 마이크의 경우도 음성 정보를 수동적으로 수신하거나 송수신하는 정도이다. 마이크를 제외하고는 이는 대부분 정보의 출력 장치로서 수동적으로 제공된 정보를 받아들이도록 된 장치이다. 손목형 시계의 경우는 정보의 입력이 제한적으로 사용되거가 불편하여 대부분 착용 가능한 전자기기가 이동하는데 이동중에 정보의 입출력이 편리하게 혹은 다양한 요구에 적응할 수 있기 기능과 형태가 발달될 필요성이 있다.
다양한 정보 처리를 위한 입출력 장치를 신체에 착용하면 이동성이 좋으며 다양한 필요성에 대한 요구를 효율적으로 대처할 수 있고, 발전된 환경과 산업을 키울 수 있게 된다. 신체에 착용할 수 있는 부위를 보면 우선 정보를 입력을 위한 가장 편리한 도구는 손으로서 손과 관련된 부위와 손에 가까운 부분에 정보를 넣을 수 있는 것이므로, 손으로 정보를 제공하기 편리한 부위로, 우선 도 1과 같이 손부위(A)부터 어깨(D)까지가 착용 가능한 부위이다. 팔부위는 관절을 중심으로 손목에 가까운 부위(B)와 어깨에 가까운 부위(C)로 개별로 혹은 연결되어서 사용할 수 있다. 양쪽의 팔은 어깨 및 목 뒤부분을 통하여 셔츠와 같이 양쪽 팔에 연결하여 사용할 수 있을 수 있다. 또한 셔츠와 같이 가슴 부위와 배 부분에 착용하는 것이 가능하고 가장 손으로서 정보를 입력하기 편하게 사용할 수 있는 부위이다.
따라서 양손을 중심으로 상체의 전부가 착용할 수 있는 부위로, 그 신체의 전부 내지 일부분을 착용 범위로 하여 구성하는 것이 좋다.
우선 손에 착용하는 형태가 가능하다. 손에 착용하는 것은 장갑 형태로서 각종 키가 부착 고정되어 사용되어질 수 있다. 다음으로는 손목에 착용하는 것이 가능하다.
장감의 경우는 유연하거나 신축성이 있는 수지 내지 섬유를 이용하여, 그것을 기반으로 키스캔 회로 등을 구성할 수 있다.
손목에 착용하는 팔찌의 경우라든가 시계형태의 착용 가능한 전자기기를 갖출 수 있다. 손목 시계의 형태나 팔찌의 경우는 전체적으로 전통적인 형태의 착용물의 형태를 갖춘 고체형태의 전자기기로서 다양한 결합이 가능하다.
그외에 팔을 포함하는 것으로 상체 전체를 포함하여 상체의 전체를 하나의 착용할 수 있는 것으로 하여 전자기기를 부분 부분에 구성하여 결합할 수 있다. 예를 들어 가슴 부위에 필요한 키를 넣고 또한 팔부위에도 넣을 수 있도록 할 수 있다. 각각의 키 및 기능의 연결은 다양한 방식에 의해 달성할 수 있다. 또한, 상체의 일부분에만 착용할 수 있는 것을 만들 수 있다.
또한 다른 장치와의 키 값이 전송 등을 위한 연결은 무선 및 유선 기기로서 와이파이(wi-fi) 및 불루투스(Bluetooth) 등 이미 알려진 기술 내지 기기를 이용하여 결합하여 정보를 전송하거나 수신하도록 할 수 있다.
신체의 여러 부위 가운데 팔 부위는 다른 편에 있는 손으로 정보를 입력하기 용이합니다. 팔 부위을 살펴보면 팔의 중심 관절 부위를 중심으로 손목 부위부터 어깨까지 연결하여 사용하는 경우에는 관절 부위로 인하여 관절 부위가 신축성이 있는 섬유로 연결되어 있거나 적절한 구멍을 가진 신축성이 있는 천으로 구성하는 것이 좋다.
팔의 일부분(도 1의 B 혹은 C) 등으로 한정된 경우 등은 적절한 길이의 막대 형태를 서로 나열된 것을 기초로 하여 기초가 되는 소재에 회로의 구성에 소요되는 전도성이 있는 선을 구성하고 각 소자를 연결하여 회로를 구성하고 각각의 막대 형태의 부분 내지 모듈은 섬유나 기타 부재로서 연결하여, 전체 연결된 부분이 전기 전자회로 장치로서 기능을 할 수 있도록 부착하여 착용하거나 이동용품에 부착한 장차를 구성할 수 있다.
손부위(도 1의 A)를 살펴보면, 일반적으로 가능한 형태의 경우는 도 2의 A와 같이 장갑형태의 착용 가능한 전자장치를 구성할 수 있다. 이에 장갑형태에 각각 필요한 요소에 키를 넣어 사용할 수 있다.(도 10) 키는 각 손가락의 각 마디와 손가락 끝부위에 둘 수 있으며, 이 가운데 한 손에서 손가락끼리 키에 접촉하거나 압력을 가하기 용이하게 하여 키입력이 쉽게 할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 엄지 손가락과 둘째 손가락의 경우는 엄지 손가락과의 키 입력이 용이하도록 손가락 옆면에 키를 둘 수도 있다.(도 10) 이때 장갑의 경우의 소재는 텔레비존 등 디스플레이 장치의 회로를 구성하는 것보다는 회로의 구성이 단순하고, 키 등의 입력은 압력 내지 접촉에 의하여 정보가 전달되므로, 수지로서도 구성할 수 있으나, 섬유 혹은 가죽 등을 기반으로 하여, 키 소자와 연결 신호선 및 간단한 전자 소자등을 기반되는 소재에 인쇄하거나, 접착하고, 섬유 등을 접착하여 사용하는 것도 가능하며 충분하다.
손목에서 관절까지의 팔 부위(도 1 의 B)에도 착용이 가능한 키를 만들어 사용할 수 있다. 손가락과 달리 팔이나 팔목의 경우는 다수의 키를 둘 수 있기에 도 6과 같이 팔에 착용이 가능한 형태로 만들어 고정시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 즉 유연하게 둥글게 만들 수 있는 소재를 기반으로 하거나, 섬유 등을 사용하여 착용이 가능한 형태에 소형 키를 부착 고정시키고, 각 신호선과 전자소자를 금속 섬유내지 전도성 잉크로 선을 인쇄하여 회로를 구성할 수 있다. 또한 도6의 형태와 같이 착용하여 고정시키기 용이하도록 천을 덧붙여서, 단추 등을 이용하거나 끈으로 묶거나, 기타 다른 방식 예를 들면 지퍼를 부착하는 다양한 방식을 적절하게 구성하여 팔에 부착이나 착용하기 용이하게 하거나 고정시킬 수 있다. 도 6과 같이 키 어래이를 갖는 사각형의 유연한 기판에 단추 등을 이용하여 팔을 감싸고 고정시킬 수 도 있도록 할 수도 있다.
또한 도 9와 같이 고체의 막대를 서로 연결한 형태를 갖는 기판을 구성하고, 전기 전자 회로를 구성할 수 있으며, 착용이 용이하게 이를 섬유 내지 가죽 등으로 감싸게 구성할 수 있다.
이런 형태에서 팔에 착용할 형태를 도 6과 같이 직사각형에서 착용하는 것과 달리 팔의 상하의 굵기에 차이가 있는 경우에 신체에 잘 착용이 가능하도록 상하의 착용 길이가 다르게 된 경우나(도 8), 착용이 용이하도록 착용할 유연한 기판의 신체에 닿는 부위에 탄성이 있는 부착물이 있거나(도 9), 이들의 조합으로 구성하는 것이 가능하다.
상기의 설명한 착용 기기의 기본은 평면으로 구성되고 유연한 기판으로 되어 있는 경우를 설명하였으나, 키를 입력시키는데 유연한 것보다는 약간 딱딱한 경우를 기준으로 갖출 경우도 있다. 이런 경우는 기본이 되는 고체형태를 도 7의 1과 같은 형태를 갖거나, 혹은 이를 2개 이상 결합할 수 있도록 하는 경우도 있다. 도 7-1의 2개 이상을 결합하여 팔부위를 전체 감싸게 하거나, 또는 1개에 대하여 끈으로 착용하게 할 수 도 있다. 이 경우에는 별로 유연하지 않은 기판위에 직접 전기전자 인쇄기판을 형성하여 그 위에 각종 부품 및 키블록을 결합하는 방버버을 사용하거나, 별도로 구성된 회로 기판 및 모듈을 구성한 후에 유연하지 않은 기판(도 7-1)에 결합하는 방법을 사용할 수 있다. 이 때 별도로 구성하여 부착시킬 회로가 섬유내지 피혁내지 유연한 수지를 이용하여 구성할 수 있다.
신체에 유연하게 밀착이 가능하도록 도 7-1의 하단부의 그림처럼 탄성체를 내부에 부착하여 밀착이 용이하도록 하여 사용할 수도 있다.
위의 설명과 달리 탄성이 강한 섬유를 기본으로 원통형 내지 팔을 감싸는 섬유로 구성된 형태(도 7의 2)도 가능하다.
착용된 유연한 전자회로를 구성한 기능을 살펴보면, 도 11에서 기능을 설명하는 것과 같이 도 11-3 및 도 11-4에 다수의 키보드 기능을 넣을 수 있다. 우선 키보드의 종류는 문자를 입력할 수 있는 키보드 종류와 악기 등의 키입력 등과 조이스틱 등 게임기의 키 기능이 있을 수 있습니다. 악기 등의 키입력은 건반악기의 키를 지정할 수도 있고, 바이올린이나 키타와 같은 기능을 갖도록 키를 지정할 수도 있으며, 그외 다른 다양한 게임기에 사용될 조이스틱이나 기타 기능을 넣은 키를 지정할 수 있다.
키의 구체적인 전자 회로의 구성은 도 5와 같이 일반적으로 잘 알려져 있다. 잘 알려진 일반적인 기능을 신체에 착용하기 용이하도록 구현하는 것이 목적이다. 모든 입력 키에 대한 기술은 대동소이하며, 각각의 키 값은 지정하는 것을 장치에서 소프트웨어에서 혹은 하드웨어에서 지정 내지 할당하여 이루어진다. 만들어진 기기는 착용이 가능하며 편리하게 키 값을 할당하도록 하여 이 값을 다른 기기내지 기타 기기와 유무선 통신기능을 통하여 연결할 수 있다. 연결하고자 하는 기기간에는 서로간 신호를 발생하고 인식하여 데이터를 송수신할 수 있도록 한다. 악기에 대한 키 입력도 대동소이하다. 한 예로서 각 키에 대한 문자 값은 도 3과 같이 할당할 수 있다.
다른 기능과 결합하여 사용하는 예를 들어보면 도 11의 1의 마이크 입력을 넣어서, 음성 정보를 넣어 사용할 수도 았다. 반대로 도 11의 2의 경우 스피커를 넣어서, 외부에서 전송되거나 생성된 소리 정보를 재생할 수 있다. 또는 내부적으로 문자 정보를 음성 신호로 변경하여 출력하건, 반대의 경우도 가능하다.
도 4와 같은 마이크 입력이나 스피커 출력은 입력이나 출력의 차이만 있지 물리적 원리는 서로 반대이고 회로 구성은, 마이크의 입력의 경우는 음성신호가 아날로그의 신호에서 아날로그 디지털 컨버터를 통하여 디지털 신호로 변환하여 정보처리를 하는데 사용할 수 있도록 되고, 스피커 출력의 경우는 디지털 신호를 아날로그로 변환하여 소리를 들을 수 있다.
각각의 컨버터(변환기)와 외부 기기와 통신을 위한 유/무선 포트와 외부 기기에 대한 다수의 출력 및 입력 포트를 포함하여 이런 기기 및 포트는 마이크로 콘트롤러에 연결되어 소프트웨어와 함께 필요한 기능을 갖추도록 되어 있다.(도 11 및 도 12)
각각의 기능에 대한 블록 구성이 도11 및 도12와 같이 구성되면 각 블록 내지 모듈에 대한 구체적 전자 회로가 도 4 및 도 5와 같이 구성되어 질 수 있고, 이를 각 부품의 배치를 고려하여 각각의 도선 및 부품을 결합하여 회로를 구성한 기판의 형태는 도13과 같이 각 부품 및 소자와 이를 연결하는 도선으로 구성된다.
전체의 장치는 각 모듈로 구성되고 각 모듈은 개별 소자와 소자의 결합으로 구성되어 있는 것으로 하여 각각의 부품과 소자를 결합하여 각 모듈을 만들고 결합함에 있어서, 개개의 모듈을 결합하고 각 부품 및 소자와 모듀를 연결하는데 있어서 결합하는 회로 도선은 작은 소자로서 사용되어지거나 모듈의 크기가 착용에 어려움이 없는 경우에는 고체나 수지에 금속 도선이 가능한 패턴을 넣은 기판을 구성하고 각 부품을 결합하여 회로를 구성할 수 있다, 유연한 수지 내지 섬유 및 피혁을 기반으로 하는 경우는 전도성 물질로 예를 들면 전도성 잉크 등으로 회로 패턴을 구성하고 각 소자와 회로 도선 패턴과 결합되어 연결되는 부분은 전도성 접착제 등을 이용하여 완벽하게 결합하도록 하는 것이 가능하다.
그러면 실제 착용이 가능한 섬유 등을 기초로 하여 구성된 착용 가능한 전자기기를 구성함에 있어서, 도 1의 B영역에 착용할 전자회로 기판의 경우, 펼치면 도 8-1과 같은 형태가 되며, 평면에서 단추 내지 지퍼 등으로 연결하여 착용할 형태로 도7-2의 형태가 된다.
일반적으로 착용할 수 있는 전자회로의 경우는 첫째로 도 7 -1 과 같이 고체의 기판을 기반으로 하여 그 고체 위에 직접 인쇄 기판을 만드는 경우가 가능하거나, 혹은 그 위에 유연한 기판으로 되어 있는 전자 회로를 제작하여 고체의 기판과 결합하도록 하는 방식이다.
둘째 방식으로는 유연한 기판에 전자회로를 인쇄한 기판을 착용할 수 있는 형태로(도 7-2) 만들어 기기를 착용할 수 있도록 한다. 이 경우는 재단된 평면 형태의 유연한 수지 내지 섬유 및 피혁에 전자회로를 구성하고 그 후에 단추 등을 이용하여 결합하도록 하거나 지퍼를 사용하거나 재봉을 하여 섬유 혹은 피혁을 연결하여 만들 수 있다.
셋째로는 고체의 막대(bar)형태를 갖는 부위에 회로를 구성하고 이들을 서로 연결할 수 있도록 하여, 이런 막대(bar) 형태을 끈이나 다른 섬유 등으로 연결되어 착용할 수 있는 형태로 하는 방안도 있다.
그 외에도 고려 사항은 착용 가능한 전자 기기를 구성함에 있어서 피부에 접촉하는 경우은 전도도의 변화 등을 가져와서 전자 회로의 특성이 변화를 가져 올 수 있거나, 신체에 화상을 입을 수 있거나, 기기의 손상을 가져올 수 있으므로, 착용하여 피부에 닿는 부분은 전자회로가 없도록 구성하는 것이 필요하다. 따라서 인체 피부에 접촉하지 않는 경우에는 기판의 어느 면에나 전자 회로를 구성할 수 있다.
그러면, 실제 회로를 구성하기 위한 판형태의 전자회로 영역을 구성하는 방법을 구체적으로 살펴보면, 일반적으로 전도성이 있는 물질로 회로를 구성하는 방법은 다양하나 양각으로 하여 전도성 물질을 덧붙이는 경우에는 잉크 등을 사용하여 전도성 패턴을 그리는 것으로 하며, 종이 형태나 기판 등과 같은 판재에 전자회로를 구성한다.
수지 형태의 경우에는 인쇄에 의하여 전자회로를 구성하며 통상 세밀한 회로를 구성하기 용이하나, 섬유로 구성된 경우에도 일반적으로 사용되는 인쇄 기판에 비하여 세밀한 패턴을 넣기가 쉽지 않으나, 착용이 가능한 장치에 사용한 수준은 인쇄에 의한 경우를 포함하여 다른 방식도 충분히 가능하다. 즉 전도성이 있는 섬유를 이용하여 뜨개질 방식에 의한 전도성 섬유로 회로 패턴을 만들 수 있거나, 천을 엮어 짜는 방식(woven)에 의하여, 혹은 직조하지 않은 기타 방식에 의하여 전자회로를 구성할 수 있다.
유연한 기판이나 섬유에 전도성 잉크로 회로를 구성하는 경우 필요한 패턴을 인쇄하거나 기타 방식에 의하여 회로를 구성하는 경우는 각각의 소자와 결합하여 패턴에 전류가 흘러서 각 수동소자 및 능동소자가 적절한 동작을 하고, 각종 IC 등은 논리적 기능이나 정보를 저장하는 기능을 할 수 있도록 한다.
착용을 전제로 한 전자회로가 포함된 기기이므로, 피부에 닿을 수 있는 착용을 하도록 하는 경우는 전자 회로 부위가 피부에 닿지 않도록 구성하는 것이 필요하다. 그리하여 단층 이상의 전자회로를 구성하는 경우도 가능하며, 단층의 한면에만(도 14-1의 b) 회로를 구성할 수 있고, 다층의 경우로 회로를 구성하는 경우로서 2층으로 구성된 경우는 단면으로 2개의 층(도14-2의 b)을 전자회로로 구성하고 그 이상인 경우에는 양면에 회로를 구성하여( 도 14-3의 b) 사용하거나, 단면과 양면을 적절하게 결합하여 가능한 전자기기를 만들 수 있다.
전도성이 있는 섬유를 이용하는 경우는 꼬이거나 잡아 당겼을 경우에는 손상될 수 있으므로 금속성 섬유를 굵게 또는 단순하게 굵게 만드는 경우는 성능이 저하될 수 있다. 이런 경우에는 나노 굵기를 갖는가는 섬유를 이용하여 나노 섬유를 결합하는 경우가 더 유리할 수 있다.
다른 방법으로 전도성 섬유를 박음질로 하여 구성할 수 있다. 또한 전도성 폴리머로 코팅하는 방법을 사용하거나, 적층을 하도록 하여 사용할 수 있다.
일반적으로 섬유에 전도성 잉크로 인쇄하는 경우는 천의 신축 범위내에서 비교적 안정적이다. 그러나, 신축성이 큰 경우에는 도 15-1과 같이 정상적인 경우에는 별 문제가 없는 경우라도 도 15-2와 같이 섬유에 화살표 방향의 힘이 가하여져 섬유가 늘어나는 경우 즉 재료의 신축성이 상당한 경우에는 전도성 잉크가 접촉면적이 줄어 들어서 상당한 경우에는 끊어진 것과 같은 효과를 가져올 수 있다. 이런 경우에는 적층하여 전도성 잉크를 인쇄하면 도 15-2와 같이 다층으로 적층한 경우에는 연속적으로 연결된 것처럼 되어 전자회로의 성능의 단락을 막을 수 있다.
착용이 가능한 전자기기를 제작하는 것과 동일하게, 가방, 노트, 책 등의 표지에 기기를 만들어 결합하여 사용하는 경우에는 이동 중에 용이하게 사용할 수 있는 기기를 만들 수 있다.
본 기기를 사용함에 있어서 외부 기기와의 인터페이스는 무선 유에스비(USB) 장치나, 유선 유에스비 모듈을 사용하여 연결하여 사용할 수 있으며, 와이파이(wi-fi)나, 불루투스(bluetooth)등을 통하여 착용이 가능한 기기와 외부 기기의 인식 내지 연결을 통하여 정보를 전달하게 하거나 송수신을 할 수 있다. 상기의 잘 알려지거나 규격화된 기기 내지 방식과는 별도로 특화된 개별적인 방식도 사용할 수 있다.
외부 기기와의 연결은 통상 시리얼(serial) 통신 기술을 활용한 다양한 기술을 사용하여 양기기간의 인식과 자료의 송수신을 할 수 있는 것은 잘 알려져 있으므로 이를 사용하여 충분하게 적용하여 사용할 수 있다.
이를 구성하기 위한 부품 및 IC 등의 연결은 전도성 섬유 내지 잉크를 사용하여 연결선을 구성하고, 연결을 전도성 접착체를 통하여 연결하여 완성하여 완성된 전기 전자 회로를 완성하여 기능을 확보할 수 있다.
또한 회로의 구성을 위하여 작은 회로 모듈을 고체의 기판으로 구성하도록 제작한 후, 작은 기판에 외부와 연결할 구멍을 만들어 사용할 수 있다.(도 16) 이런 경우에는 전도성 섬유를 이용하여 구멍과 구멍 내지 다른 필요한 부위와 단추 등을 사용하거나 하여 연결하여 사용하는 것과 같이 결합제작하여 사용할 수 있다. 즉 고체 형태의 부품이나 모듈과 섬유 등과 같이 유연한 부분의 연결에는 전도성 접착체를 써서 연결을 확실하게 하는 것이 좋다.
각각의 키의 기능이나 조절은 각 키에 할당된 정보를 소프트웨어에 의해서 조정하는 것이 일반적이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
* 도 1의 경우
A : 손 (손가락에서 손목까지의 부위) B : 손목에서 팔꿈치까지의 부분
C : 팔꿈치에서 어깨부위까지 부위 D : 어깨
* 도 2의 경우
A: 손에 착용한 기기의 형태
C: 어깨 부위 및 팔에 착용하는 기기의 형태
* 도 7의 경우
A : 부착된 탄성체
* 도 8의 경우
2 : 착용 가능한 기기의 몸체를 신체에 부착하거나 조이기기 위한 부분( 예: 단추)
1 : 신체 부위에 착용 가능한 기기의 몸체의 예 ( 키보드 )
* 도 8의 경우
1 : 신체 부위에 착용이 용이하도록 구성된 기기의 몸체의 다른 예
* 도 9의 경우
3: 신체 부위에 밀착하여 착용이 용이하도록 부착된 탄성체
* 도 10의 경우
손에 착용하는 키보드의 경우로서
1 : 손가락 끝부분의 키
3 : 둘째 손가락의 측면 부분의 키
* 도 11의 경우에
1 : 마이크 2: 스피커 3: 문자 입력 키보드 4: 악기 정보 키보드
5 : 외부 출력 단자 6: 외부 입력단자 7: 마이크로 콘트롤러
8 : 무선 통신 단자 9: 유선 통신단자.
* 도 14의 경우에
a : 인쇄 기판으로서 회로 기판의 패턴이 없는 면
b : 인쇄 기판으로서 회로 기판의 패턴이 있는 면
* 도 16의 경우
1 : IC 등 모듈의 부품
2 : 회로 모듈의 구멍
3 : 회로 선
4 : 회로 모듈 혹은 기판

Claims (17)

  1. 사람이 착용하거나, 이동하면서 소지하기 쉬운 소품에 부착하도록 된 전자기기로서, 무선 혹은 유선으로 정보 내지 코드 내지 데이터를 외부기기에 전달하도록 된 기기장치.
  2. 1항에 있어서, 사람이 착용함에 있어서, 착용하여 신체에 고정 내지 밀착되도록 하기 위한, 단추 내지 묶는 끈 내지 지퍼 등이 더하여진 기기
  3. 1항에 있어서, 착용시 신체에 접촉하는 부분에 탄성체가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치
  4. 1항에 있어서, 착용시 신체의 피부에 접촉하는 부분에는 전기전자 회로가 구성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 장치
  5. 손에 착용하는 전자기기로서 압력 내지 접촉 등에 의한 키(key)가 있어서 정보 내지 코드 내지 데이터를 외부 기기에 전달하도록 된 것을 특징으로 한 장치
  6. 5항에 있어서, 손가락 끝에 키가 있는 것을 특징으로 하는 장치
  7. 5항에 있어서, 엄지 손가락 방향의 둘째 손가락의 측면에 키가 있는 것을 특징으로 하는 장치
  8. 신체에 착용하는 전자기기로서, 문자를 입력하는 키가 있는 것으로써, 악기 내지 오락기의 입력 키가 더하여진 것을 특징으로 하는 장치
  9. 8항에 있어서, 음성 입력 및 음성 출력이 가능하거나 단자가 더하여 있는 것을 특징으로 한 장치
  10. 신체에 착용하기 위하여 섬유 내지 유연한 수지 위에 전자기기회로가 인쇄되어 구성된 기기에 있어서, 회로를 구성함에 있어서 선 내지 패턴을 전도성 잉크를 다층으로 인쇄하도록 한 것을 특징으로 한 장치
  11. 청구항 10에 있어서, 각종 부품 내지 모듈과 선들을 결합함에 있어서 전도성 접착체를 사용하여 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 장치
  12. 섬유나 피혁 수지 등을 기반으로 하는 전자기기 회로의 경우, 전도성 섬유를 도선으로 하여 각종 소자 및 부품을 연결하는 것을 특징으로 한 장치
  13. 상기 12항에 있어서 전도성 섬유를 뜨개질 방식이나 재봉의 밖음 방식으로 구성하여 결합하는 것을 특징으로 하는 장치
  14. 상기 12항에 있어서 부품과 선과의 접촉은 전도성 접착체를 통하여 고정하거나 결합하는 것을 특징으로 하는 장치
  15. 신체에 착용하는 전자기기로서, 고형의 막대기(Bar)의 다수를 연결하여 구성하는 경우는 고형의 막대기가 끈이나 섬유 내지 가죽 등에 의하여 결합하여 하나의 장치로서 구성된 것을 특징으로 하는 장치
  16. 신체에 착용하는 전자기기로서, 회로의 선, 각종 부품 및 각종 IC의 다리 등을 연결하여 회로를 구성함에 있어서, 전도성 접착제를 사용하여 각 부품 내지 선로간을 연결하는 것을 특징으로 하는 장치
  17. 신체에 착용하는 전자기기로서, 모듈 내지 부품을 연결함에 있어 전도성 섬유를 사용하여 고정하고 연결하는 것을 특징으로 하는 장치


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