KR20190092451A - 바이오 센서를 포함하는 안경 - Google Patents

Abstract

신호를 검출하고 사용자의 머리와 접촉하는 바이오 센서가 제공되는 안경은 각 렌즈(4)를 지지하는 전방 프레임(2), 상기 프레임(2)에 연결된 한 쌍의 측면(6), 비강 지지 장치(8), 코 표면에 접촉하도록 비강 지지 장치(8) 내에 일체화 된 한 쌍의 센서(10a, 11a), 코의 브릿지 구역에서 안면과 접촉하도록 비강 지지 장치(8)의 중심에 장착되는 제 3 센서(12)를 포함하며, 각 측면(6)은 머리와 접촉하게 하는 특정 센서가 일체로 된 단부 측부 부분으로 연장되는 측면 몸체(6a)를 가진다.

Description

바이오 센서를 포함하는 안경

본 발명은 주 청구항인 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 특성을 갖는 바이오 센서를 포함하는 안경에 관한 것이다.

본 발명은 전면 프레임 및/또는 그 측면에 통합된 바이오 센서를 포함하는 안경의 특정 기술 분야에 속하는 것으로서; "바이오 센서(biosensor)"라는 용어는 머리 표면의 특정 구역에서의 국부적인 센서 접촉에 의해 생체 기능, 예를 들어 뇌 기능과 관련된 전기 신호를 검출하기 위한 센서를 의미한다.

안경 프레임에 이러한 유형의 센서를 사용하는 것은 널리 퍼져 가고 있으며, 특히, 일반적으로 생체 기능, 특히 뇌 기능을 진단할 때 얻을 수 있는 잠재적인 유리한 점 때문에 널리 보급되고 있다. 실제로, 이 유형의 센서는 뇌파(뇌파 전위 검사: electroencephalography), 눈의 위치(안전위도 검사: electrooculography), 눈 주위의 근육 수축(근전도 검사) 및 심장 기능(심전도 검사)을 감지할 수 있다.

상기 센서들과 사용자의 머리 사이의 국부적인 접촉의 결과로서, 프레임에 적절하게 통합된 센서들에 의해 쉽게 검출될 수 있는 이러한 기능들의 상태에 대한 정보는 유리하게도, 사람의 건강과 안전을 위험에 처하게 하는 상황을 시정하거나 감독할 수 있도록 필요한 경우 정신적 - 신체적 상태를 통제하고 모니터링할 수 있게 한다. 작업, 스포츠 및 레크리에이션 활동을 수행할 때 발생할 수 있는 스트레스 상태, 보다 일반적으로는 피로 상태를 모니터링 한다.

이와 관련하여, 본 발명의 주요 목적은 머리에 안경을 착용할 때, 특히 센서가 머리와 국부적으로 접촉하는 곳에서 특별히 충분한 신뢰성과 효율성 및 편안함을 제공할 수 있으면서 안경에 센서를 조립하고 제조하는 것이 보다 더 쉽게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 그 구조 및 기능이 종래 기술에서 알려진 기술분야의 기술적 과제, 특히 프레임 요소에 센서를 통합하는 것에 관한 문제를 해결하도록 설계된 구조와 기능을 가진 바이오센서를 구비한 안경을 제공하는 것이다.

아래에서 명확하게 드러날 이러한 목적 및 다른 목적은 첨부된 청구 범위에 따라 제조된 바이오 센서를 포함하는 안경을 사용하여 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면 머리에 안경을 착용할 때, 특히 센서가 머리와 국부적으로 접촉하는 곳에서 특별히 충분한 신뢰성과 효율성 및 편안함을 제공할 수 있게 되고안경에 센서를 조립하고 제조하는 것이 보다 더 쉽게 이루어질 수 있게 된다. 특히 프레임 요소에 센서를 통합하는 것에 관한 문제를 해결하도록 설계된 구조와 기능을 가진 바이오센서를 구비한 안경을 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 도시된 본 발명의 다수의 바람직한 실시 양태의 하기 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 드러나게 된다:
도 1은 본 발명에 따른 안경의 정면도이고,
도 1a는 도 1의 안경의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 안경의 측면도 및 평면도이고,
도 3a는 도 3의 선 III-III에 따른 단면도이고,
도 4는 선행 도면에서 안경의 일부 단면도 및 부분 제거된 사시도이며,
도 5 및 도 6은 이전 도면들에서의 안경의 상세도를 확대한 사시도이며,
도 7은 도 5의 상세 정면도이고,
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선에 따른 단면 확대도이고,
도 9 및 도 10은 도 5의 상세 구성 요소의 사시도이며,
도 11 및 도 12는 도 5의 상세를 생성하는 단계에 관한 개략 사시도이며,
도 13 및 도 14는 도 1의 안경의 측면 중 하나의 측면도이며,
도 14a는 도 13의 측면의 평면도이고,
도 15 및 도 16은 각각도 14의 XV-XV 및 XVI-XVI 선에 따른 단면도이고,
도 17은 도 13의 측면 상세 부의 측면 입면도이며,
도 18은 도 17의 XVIII-XVIII 선에 따른 단면도이고,
도 19 및 도 20은 내측 프레임 측의 상세를 나타내는 부분 단면 사시도,
도 21은 도 19 및 도 20의 프레임 상세의 부분 투시 및 부분 조립된 확대도이며,
도 22는 선행 도면의 전체 안경의 분해 사시도이고,
도 23은 선행 도면에서 안경에 통합된 가요성 전기 회로의 실시예의 개략도이며,
도 24는 이전 도면들에서 안경 프레임에 수용되도록 의도된 전자 모듈의 확대도이고,
도 25는 이전 도면에서 안경의 프레임 내에 수용되도록 의도된 인쇄 회로 기판과 관련된 전력을 공급하기 위한 배터리의 확대도이고,
도 26은 선행 도면의 안경 부분이 분리된 부분 투시도이다.

상기 도면을 참조하면, 도면부호 '1'은 본 발명에 따라 형성된 바이오 센서를 포함하는 안경 전체를 나타낸다.

안경은 비강 영역에서 연장되는 브릿지(5)에 의해 중심에서 서로 연결되는 대응하는 렌즈(4)를 지지하기 위한 한 쌍의 각각의 림(3)을 갖는 전방 프레임(2)을 포함한다. 도면부호 '6'은 안경테의 양 측면을 나타내며, 프레임(2)의 측면 반대편에 제공된 각각의 단부 부재(7)와 힌지 결합된다.

안경에는 귀의 뒷부분에서 코에 안착되며 그 측면이 사용자의 머리에 대하여 안착되는 중앙 부분에 배치된 바이오 센서가 제공된다. 여기서, "바이오 센서"라는 용어는 사람의 생체 기능과 관련된 전기 신호, 예를 들어 뇌파, 심장 박동 또는 기타 생체 매개 변수를 감지하도록 고안된 센서를 의미한다.

아래에서 명확하게 설명되는 바와 같이, 상기 센서는 전기 신호를 검출하고 이를 프레임에 제공된 전기 신호 도체 시스템에 의해 탐지된 신호를 관리하기 위한 회로 유닛을 가진 전자 모듈에 전달하기 위해 피부와 접촉하게 되는 전극으로서 기능하도록 설계된다.

안경은 전방 프레임(2)과 구조적으로 독립적이며 상기 프레임에 분리 가능하게 결합될 수 있는 프레임워크(9)를 포함하는 비강 지지 장치(8)를 구비한다.

제 1 및 제 2 비강 지지 요소(10, 11)는 상호 대향하도록 프레임워크(9) 상에 제공되고, 각각의 구성 요소에는 제 1 및 제 2 비강 센서(10a, 11a)가 일체로 되어 있고, 코의 대응하는 옆쪽 반대쪽 구역과 표면이 접촉하게 된다.

도면 부호 '12'로 표시된 제 3 센서는 센서(10a, 11a) 위의 공간에서 그로부터 이격되어 프레임워크(9)의 중심에 제공되어, 안경이 마모되었을 때 머리의 미안(glabella) 바로 아래에서, 코의 브릿지에서 안면과 표면적으로 접촉하게 된다.

센서(10a, 11a 및 12)는 한편으로는 베어링 접촉에 대해 편안함과 체결 적합성을 보장하고 다른 한편으로는 각 신호를 탐지하도록 전극 기능을 센서가 충족시키도록 예를 들어 전기 전도성인 탄성 재료 또는 고무와 같이 전기적으로 전도성인 탄성적으로 만곡될 수 있는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

보다 상세하게는, 상기 프레임워크(9)는 스크류(16)를 이용하여, 즉 안경을 착용시에 사용자의 얼굴을 향하는 면을 사용하여 전방 프레임(2)의 내측에 상기 프레임워크(9)를 단단히 고정하기 위해, 관통 구멍(15)이 제공된 중앙 판형 크로스부재(14)에 의해 동일한 배향으로 연장되고 상호 연결되는 한 쌍의 대향하는 아암(13)을 포함한다.

다른 변형예에서, 프레임워크(9)을 전방 프레임(2)에 고정하기 위한 스크류(16)는 스크류(16)의 길이 방향 축이 도 7의 중심 라인(X)에 평행하도록 다른 위치, 예를 들어 프레임의 하부에 제공될 수 있다. 이 경우, 스크류(16)가 통과하기 위한 프레임워크(9)에 형성된 구멍(15)의 길이 방향 축은 또한 축(X)에 평행하며; 브릿지(5) 내에 구멍이 형성된 스크류(16)를 고정하기 위한 대응 구멍 또한 축(X)에 평행하다. 이 구성에서, 각각의 하부 부분에서 브릿지(5) 및 프레임워크(9)의 각각의 기하학적 구조 및 두께는 양호한 실시예와 관련하여 설명된 것에 대하여 적절하게 변형되어, 프레임워크 및 브릿지에서 충분히 넓어서 스크류를 삽입하여 파지할 수 있는 재료의 양을 얻도록 한다.

상기 아암(13)은 도 7의 중심선(X)으로 표시되는 대칭 중앙면에 대해 경면 대칭을 갖는다. 이 대칭성으로 인해 하나의 아암(13)만이 상세하게 설명될 것이다.

특정 비강 지지 요소(10, 11)는 각각의 아암(13) 상에 장착되고, 코의 브릿지의 구간과 지지되어 접촉하여 놓이도록 하기 위하여, 센서(12)(본문에서 "글라벨라 센서"로도 언급됨)는 아암(13) 사이에서 그리고 크로스부재(14)(안경을 착용시에 안면을 향하여 돌출됨)로부터 이격되어 브릿지 형태로 연장되며, 상기 센서(12)는 두개의 마주보는 단부(12a, 12b)에서 프레임워크의 각 아암(13)에 일체로 연결된다.

도면에 명확하게 도시된 바와 같이, 대응하는 센서가 통합된 각 비강 요소(10a, 11a)는 코의 측면에 대해 편안하게 놓일 수 있도록 "작은 노우즈 플레이트"로서 형성되며, 코의 브릿지에서 효과적이고 편안한 접촉을 보장하기 위해 "안장 모양"으로 되어 있다.

제 1 및 제 2 아암부는 도면 부호 18, 19로 각각 표시되며, 각각의 아암(13) 상에 배치되며, 상기 아암(13)은 아암 영역(20)이 개재되는 부분 사이에서 부분(18, 19) 보다 크기(크기는 상기 부분의 길이 연장 방향에 대하여 횡방향으로 고려된다)가 큰 크로스부재(14)에 연결하는 그 단부(13a)로부터 시작된다. 상기 영역(20)은 영역(19)에 연결되는 대응하는 비강 센서(10a, (11a)) 및 상기 부분(18)에 연결되는 글라벨라 센서(12)의 대응하는 단부(12a, (12b)) 각각을 정지시킬 수 있는 각각의 표면 어깨부(20a, 20b)를 상기 부분(18, 19) 상에 정의한다.

상기 센서(12)의 각각의 단부(12a, 12b)는 아암의 상단부(13a)에서 크로스부재에 의해 제공된 대향 지지표면(20c)과 어깨부(20a) 사이의 대응 부분(18) 상에 유지된다.

상기 프레임의 대응하는 림(3)에 제공된 시트(22)에 수용되어 유지될 수 있는 특정 림(21: limb)은 아암(13)의 자유 단부에 가까운 제 2 영역(19)에 제공된다.

바람직한 실시예에서, 상기 프레임워크(9), 각각의 센서(10a, 11a)를 형성하는 비강-지지 요소(10, 11) 및 센서(12)는 사출 - 성형 플라스틱 재료에 의해 형성되고, 특히 모든 센서들은 프레임워크에 오버 몰드된다.

생산 공정은 프레임워크가 그 구조 때문에 적당한 정도의 탄성 변형을 갖는 강성 플라스틱 재료를 사출 성형함으로써 형성되는 제 1 단계를 제공하는 것이 바람직하다. 후속하는 제 2 단계에서, 상기 센서(10a, 11a, 12)는 전도성 엘라스토머 재료 또는 전도성 고무의 대응하는 위치에서 프레임워크(9) 상에 직접 과-주입된다.

일 변형예에서, 상기 센서(10a, 11a, 12)는 다시 사출 성형에 의해 서로 분리되고 프레임워크(9)로부터 형성될 수 있다. 상기 센서는 프레임워크의 아암의 대응하는 부분(18, 19)이 실질적인 포지티브 끼워 맞춤으로 결합하는 관통 개구(23) 형태의 캐비티를 갖는 부착부를 구비하여 형성된다.

이 경우, 상기 방법은 프레임워크(9)가 강성 플라스틱 재료를 사용하여 사출 성형에 의해 형성되고 프레임워크가 그 구조로 인해 적당한 정도의 탄성 변형을 갖는 제 1 단계를 제공한다.

상기 제 1 단계 다음에는 센서가 전기 전도성 엘라스토머를 사용하여 프레임워크와 별도로 사출 성형되는 두 번째 단계가 이어진다. 후속 단계에서, 센서는 프레임워크의 대응하는 아암에 장착되고, 상대 슬라이딩 이동에 의해 장착되며, 아암의 영역은 대응하는 결합 위치에 도달 할 때까지 부착 개구(23)에 맞물린다. 도 11 및 도 12는 센서가 프레임워크에 연결되는 전술한 방법 단계를 개략적으로 도시한다.

여기서, 핀란드 회사인 PREMIX에 의해 제조되고, 열가소성 중합체에 기반하며, 카본 블랙과 같은 적절한 첨가제를 사용하여 전기전도성으로 만들어진 "Pre-Elec® TPE 1502"로 알려진 물질을 비롯하여 플라스틱 재료 분야에서 현재 이용 가능한 것들로부터 선택된 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

사실, "Pre-Elec® TPE 1502"는 기본적으로 본 발명을 구현하는 데 필요한 모든 기술적 특성에 적합한 값을 가지고 있다. 이러한 특성에는 높은 전기 전도성, 낮은 탄성 계수 및 표면 경도, 우수한 부드러움 및 탄력성이 있다.

상기에서 인용된 재료는 본 명세서에서 제안된 발명을 실시하기 위해 사용될 수 있는 엘라스토머의 일례에 불과하며, 본 발명은 플라스틱 재료 분야에서 이용 가능한 다른 대체 재료를 사용함으로써 또한 구현될 수 있으며 "Pre-Elec® TPE 1502"와 동일한 기술적 특징을 가지고 있는 기술적 특징을 가지고 있는 것으로 이해된다.

또 다른 변형예에서, 센서는 주조에 의해 형성될 수 있다.

도면 부호 24는 대응하는 아암의 각 부분(19) 상에 상기 부분의 프로파일로부터 돌출하고 상기 영역 상에 장착된 각 비강 센서에 대한 회전 방지 요소로서 작용하는 돌출부를 나타낸다.

일단 센서가 프레임워크(9) 상에 형성되고 조립되면, 상기 프레임워크는 상기 전방 프레임(2)에 연결된다.

리세스(2a)는 브릿지(5)에서 그리고 브릿지 아래로 연장되는 림(3)의 부분을 따라 프레임에 제공된다. 상기 리세스(2a)는 대응하는 프레임 영역의 표면에 오목부로서 형성되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 아암과 함께 프레임워크(9)를 수용하도록 성형된다. 상기 프레임워크는 구멍(15)를 통과하여, 프레임에서 연결되는 고정 스크류(16)에 의해 고정되며, 프레임워크의 아암의 단부에서 림(21:limb)은 프레임의 시트(22)에 수용되어 유지된다.

고정 순서에서, 림(21)은 미리 각 시트(22)에 삽입된다. 이와 관련하여, 프레임워크(9)는 아암(19)의 하부에서 장착 폭보다 큰 공칭 폭(대응하는 림(21) 사이의 거리), 즉 프레임워크가 프레임 상에서 조립된 후에 측정되는 유효 폭을 가지도록 형성된다. 이런 식으로, 상기 프레임워크는 탄성적으로(서로를 향해 움직이는 아암을 압축함으로써) "프리로딩(preloaded)"되고, 일단 프레임워크에 적용되면, 두 개의 단부를 움직이는 경향이 있는데, 요기서 두개의 단부는 탄성 복원으로 인하여 서로를 향하여 프레임의 림의 각 부분보다 낮게 되어, 림은 각각의 시트(22)에 결합되고 유지된다.

일단 림(21)이 시트(22)에 삽입되면, 프레임워크는 고정 스크류(16)를 적용하여 프레임에 연결된다.

프레임워크(9)를 제조하는데 사용될 수 있는 재료에 관해서는, 다양한 유형의 플라스틱 재료가 적합하다. 비-한정적인 예로서, 폴리아미드 계열의 플라스틱 재료("Grilamid® TR 90"으로 시판되는 재료를 포함) 또는 폴리 프로필렌 계열 플라스틱 재료가 고려될 수 있다.

또한, 정면 및 측면(후술함)의 제조와 관련하여, 프레임워크(9)를 제조하기 위해 사용될 수 있은 언급된 재료를 포함하는 다양한 유형의 플라스틱 재료가 사용되는 것이 바람직하다.

센서는 일부 특정 유형의 "생체 신호"또는 생체 기능과 관련된 전기 신호를 감지하기 위해 신호에 특히 민감해야 하기 때문에, 상기 엘라스토머로 제조된 바이오 센서가 적절히 기능하는 수준으로 전도성 엘라스토머의 전기 전도도 특성이 충분히 높지 않을 수 있다. 특히, 다른 부수적인 생체 신호, 즉 동시에 사용자의 머리 표면 상에 존재하는 생체 신호의 전형적인 강도와 비교할 때, 특히 낮은 강도의 생체 신호를 검출할 때 문제가 발생한다. 머리 또는 안면에서 동시에 감지할 수 있는 다양한 생체 신호가 서로 다른 발진 주파수로 구별되더라도, 이들은 중복되는 경향이 있어 때로는 세부적으로 구별할 수 없는 배경 "노이즈"유형을 결정한다.

전자 모듈에 통합된 소프트웨어에는 원하는 생체 신호를 "구별"하고 다른 수반 신호와 관련하여 이를 인식하고 후속 처리를 위해 해석한다. 그러나 어떤 경우에는 소프트웨어가 특히 높은 강도와 정확성을 가진 감지된 전기 신호의 형태로 데이터 세트를 요구할 수 있어, 생체 신호가 피부에서 전자 모듈에 연결된 전기 회로로 매우 효과적으로 전기 전송 될 필요가 있다.

전기가 피부에 대한 인터페이스로 전달되는 효율은 엘라스토머의 전기 전도도와 피부와 엘라스토머 센서 사이의 접촉면의 정도에 따라 결정되기 때문에, 센서와 피부 사이의 접촉면을 증가시킴으로써 신호 탐지 품질을 증가시키는 것이 불가능하다면, 즉 상기 센서의 형상 및/또는 치수를 변경함으로써, 센서의 제 1 표면 층의 전기 전도도를 상당히 증가시킬 수 있게 하는 솔루션이 사용된다.

얼굴 또는 머리의 피부상에서 검출될 수 있는 신호가 바이오 센서의 전기 표면 전도도가 더 높아짐에 따라 더 명확한 방식으로 수집되면, 상기 신호는 전도성 엘라스토머로 된 구성요소의 부피부(volume portion) 내부의 전기 전도에 의해 프레임의 내부 상의 전기 회로에 전송되며, 상기 부피부는 상기 프레임 내부의 전기 회로에 대한 신호의 통로로 위임된 센서의 내부에서 보다 외측의 전도성 레이어 및 센서 내부의 전도체 사이에 개재된다.

전도성 엘라스토머로 제조된 바이오 센서의 전기적 표면 전도도의 가능한 증가를 위한 바람직한 해결책은 전기 전도성 코팅, 예를 들어 전기 전도성 잉크 또는 니스(varnish)를 사용하는 것을 포함한다.

해당 기술 분야에서 쉽게 입수할 수 있도록, 이러한 제품은 다양한 가능한 적용 방식을 갖는 다양한 대체 배합물 또는 조성물로 입수 가능하다. 요구되는 방식에 따라, 코팅 유형에 추가하여, 바이오 센서의 전체 표면을 전기 전도성 코팅으로 덮을지, 또는 높은 전기적 표면 전도도를 요구하며, 피부와 직접 접촉하는 바이오 센서의 표면의 이러한 부분만을 목적으로 하여 덮음으로써 센서의 일부분에 상기 코팅을 가할지 선택하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따르면, 전술한 유형의 센서는 측면(6) 중 하나 또는 모두에 제공된다.

거울 대칭성으로 인해, 단지 하나의 면만이 상세히 설명될 것이다.

특히, 도 13 내지도 16을 참조하면, 각각의 측면(6)은 전방 단부 부재와 힌지 결합하도록 제공된 측면 몸체(6a)를 포함하며, 측면 몸체는 측면이 머리부에 대하여 안착되는, 귀의 후방 공간에서 머리부에 접촉하는 일체형 센서(25)가 있는 단부 측부(6b)로 연장된다.

말단부(6b)은 측면 몸체에 연결된 공통 단부(27)로부터 연장되는 한 쌍의 브랜치(26a, 26b)를 가지며, 상기 브랜치는 측면으로부터 연장된 길이 방향으로 연장되어 서로 이격된다. 폐쇄된 윤곽을 갖는 슬롯형 관통 개구(28)가 상기 브랜치들 사이에 형성되는 구성에서, 브랜치(26a, 26b)는 마찬가지로 단부(27)에 대향하는 말단부(6b)의 자유 단부에서 서로 연결된다.

브랜치 중 하나, 바람직하게는 (헤드와 접촉 할 때 귀로부터 더 큰 수직 거리에 위치하는) 상부 브랜치(26a)는 바람직하게는 측면의 코어(30)를 수용하기 위한 내부 캐비티(29)를 구비하는데, 전도성 금속 재료로 코팅되거나 전도성 금속 재료로 코팅된다.

단지 예시로서, 코어(30)가 스틸로 제조된 후 갈바나이징(galvanisation)에 의해 증착되는 전도성 금 레이어로 코팅되는 것이 유리하다.

말단부(6b)(브랜치(26a, 26b)를 포함)는 예를 들어 전기적으로 전도성인 엘라스토머 또는 고무와 같은 전기 전도성이 있는 탄력적인 가요성 물질로 유사하게 제조된다.

전기 전도성 물질은 피부상에서 검출될 수 있는 전위를 감지하게 되며, 전기 신호 또는 전위는 전도성 엘라스토머 물질로부터 전기 전도체로서 작용하는 금속 코어로 전달된다.

단부 측부의 단부(27)에서, 상기 내부 코어(30)는 측면 몸체(6a) 내로의 삽입을 위해 림(31) 내로 연장된다. 상기 림(31)에 의해, 상기 코어(30)는 측면 몸체(6a) 내부에 제공된 하우징(33) 내에 수용되는 모듈 또는 전자 회로(32)(도 24에 개략적으로 도시)에 전기적으로 연결된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 삽입 림(31)은 전자 모듈(32)에 전기적으로 연결하기 위해 하우징(33)의 내부로 돌출하도록 연장된다.

측면의 치수 내에 한정된 상태로 유지되는 상기 하우징(33)은 측면(사용자의 머리와 마주하는 측면)의 내측에서 개방되어 있고, 분리 가능하게 결합될 수 있는 폐쇄 커버(34)를 구비한다.

일실시예에서, 측면 중 하나 상의 하우징(33)은 전자 모듈을 수용하기 위한 것이고, 다른 측면에 형성된 하우징은 전자 모듈 및 센서에 전기를 공급하기 위한 배터리(45)를 수용하기 위한 것이다. 상기 배터리(45)는 재충전 가능하고 제거 불가능한 배터리인 것이 바람직하다. 또는 분리형 배터리일 수도 있다. 또한 비-충전식 배터리일 수도 있다. 이 경우 배터리가 방전되면 배터리를 교체할 수 있어야 한다.

일 측면에 형성된 하우징이 전기 공급용 배터리를 수용하기 위한 것이라면, 상기 측면의 코어(30)의 형상 및 치수는 다른 측면의 코어(30)의 형상 및 치수와 동일하고, 그 하우징은 전자 모듈을 수용하기 위한 것이다. 이것은 특히 코어의 림(31)의 경우에도 해당되며, 양 측면의 코어에 대해서도 동일하다.

실제로, 배터리를 수용하고자 하는 면의 경우에, 코어(30)의 삽입 림(31)은 또한 제 2 전자 회로(46)에 이를 전기적으로 연결하기 위해 하우징(33)의 내부로 돌출하도록 연장되어, 대응하는 측면에 수용되는 주 회로 또는 전자 모듈(32)보다 치수가 작으면서 더 적은 기능을 특징으로 한다. 사실상, 제 2 전자 회로(46)의 유일한 기능은 상기 측면에서 사용되는 센서로부터 기인한 전자 신호를 검출하여, 이 신호를 프레임(플렉스 PCB; 후술함) 내의 전기 회로에 전송하고, 상기 전기 회로가 배터리에 연결되도록 허용하는 것이다.

도 24에서, 측부의 힌지된 측면과 단부 측부의 측부를 향하는 반대편 단부(32b)를 향하며, 삽입 림(31)에 전기적으로 접촉하고 오버랩될 수 있는 일측 단부(32a)는 모듈 또는 전자 회로(32) 내에 위치된다.

도 25에서, 전기를 공급하기 위한 배터리(45)는 전자 회로(46)에(전기 접속에 의해) 결합된 것으로 도시되어있다. 도면 부호 46a 는 삽입 림(31)에 전기적으로 접촉하고 오버랩 될 수 있는 단부 측부의 측면을 향하는 회로의 자유 단부를 가리킨다. 도면 부호 45a는 측면의 힌지된 측부를 향하는 (단부(46a)에 길이방향으로 반대편) 배터리(46)의 단부를 나타낸다.

그러나 다른 구성도 가능하다. 대응하는 변의 하나의 하우징 또는 다른 하우징이 전자 모듈 또는 배터리에 추가하여 또는 대안적으로, 센서에 의해 검출된 신호를 관리 또는 전송하기 위한 다른 장치 또는 구성 요소를 수용할 수도 있다.

미리 선택된 금속 재료의 특징 및 코어(30)의 전체적인 기하학적 형상으로 인해, 상기 코어는 소성 변형 가능하고 따라서 단부 측면 부분(6b)을 "조절 가능"하게 즉 성형 가능하게 하여 편안하고 안정된 안경 착용을 위하여 사용자의 머리에 대하여 그 형상을 맞추게 된다.

실제로, 측면 단부(6b)가 적응 과정을 거친다면, 상기 코어(30)는 소성 변형되고 그 새로운 형상을 유지하는 경향이 있는 반면, 코어를 둘러싸는 엘라스토머(또는 고무)는 대신에 그것이 탄성적으로 변형되기 때문에 탄성 변형되는 경향이 있어서, 코어의 새로운 접힌 모양을 따르게 되고 따라서 코어의 강성에 의해 가정된 새로운 모양으로 제한된다.

말단부(6b)의 슬롯형 형상으로 인해, 다른 브랜치로부터 이격되고 금속 코어의 존재에 의해 영향을 받지 않는 하부 브랜치(26b)는 상부 브랜치(26a)보다 더 큰 정도로 탄성 변형될 수 있다. 이 정도의 변형성으로 귀에서 지지하기 위한 최대한 적응을 할 수 있게 되어, 신뢰할 수 있는 전기 접촉은 물론 안경의 전체적으로 편안한 착용감을 보장한다.

단부 측부(6b)는 사출 성형 기술을 사용하여 형성되고, 상부 브랜치(26a)는 성형 단계에서 금속 코어(30) 상에 오버 몰딩된다.

각 측면(6)을 제조하기 위한 바람직한 방법은, 제 1 단계에서, 삽입 림(31)과 맞물리는 코어(30)의 단부 상에 과잉 주입으로 경질 플라스틱 재료를 사출 성형함으로써 제조되는 측면 몸체(6a)를 제공한다. 후속하는 제 2 방법 단계에서, 전기 전도성 탄성 재료로 제조된 단부(6b)는 코어(30)의 나머지 부분에 오버 몰딩되고, 측부 단부의 브랜치(26a, 26b)가 이러한 단계에서 형성된다.

전자 모듈(또는 배터리)을 센서에 전기적으로 연결하고, 센서, 특히 비강 장치(8)에 위치한 센서에 의해 검출된 신호를 전기적으로 전송하기 위해, 인쇄 회로 기판으로 형성된 "플렉스 PCB"(Flexible Printed Circuit Board)와 같은 기술 분야에서 알려져 있는 전기 회로가 사용된다. 도면에 도시된 이러한 회로의 각 부분은 도면 부호 35로 표시되어있다.

회로(35)의 일부는 눈썹 릿지 영역을 따라 연장되는 렌즈 홀더 림(3)의 상부와 결합하는 프레임(2)의 전방 내부에 수용되고, 상기 회로의 일부는 측면의 대응 하우징(33)의 내측에 도달할 때까지 측면 및 단부 부재 사이의 힌지된 구간 내부에 하우징된다.

프레임 상에 회로(35)를 수용하기 위해, 상기 프레임의 내측에는 림(3) 및 단부 부재(7)에 형성된 각각의 시트(36)가 제공되고, 상기 시트는 각각의 폐쇄 인서트(37)에 결합되어 프레임부를 따라 연장되는 회로(35)를 은폐한다.

일단 각각의 인서트(37)가 프레임의 전방을 향하는 측면을 갖는 전방 자체에 적용되면, 상기 인서트(37)는 상기 인서트의 전체 길이에 걸쳐 렌즈를 유지하기 위한 내부 홈(37a) 또는 "작은 채널"을 형성하는데 기여하여, 비강 연결 장치에 인접한 모서리부터 힌지에 인접한 모서리까지 연장된다.

전형적으로 "U"자형 프로파일을 특징으로 하고 전방부의 내측의 렌즈의 외부 가장자리를 수용 할 수 있는 렌즈용 "작은 채널"의 섹션은 도 3a에서 볼 수 있다.

도 19 및 도 20은 측면의 브릿지(5)와 하우징(33) 사이의 프레임에 하우징된 회로(35)(점선으로 도시됨)를 개략적으로 도시하며, 회로는 중단없이 전면 프레임으로부터 측면으로 연장된다. 도 22 및 도 26은 전체 바람직한 실시예에서의 가요성 회로(35)의 상세도이고, 도 23은 상기 회로의 부분적인 개략도이다.

상기 회로(35)가 측면의 하우징(33) 내로 삽입될 때까지 회로(35)의 통과를 허용하기 위한 리세스 또는 홈(38)은 또한 측면의 힌지 영역에 제공된다.

도면 부호 39 및 40은 또한 서로 대면하며, 회로(35)를 오버랩함으로써 힌지된 구간(도 21 및 도 22)에서 상기 회로를 은폐하는데 사용되는 각각의 인서트(37) 및 커버(34)의 단부로부터 돌출하는 탭을 나타내며. 도 21에 상세히 도시된 바와 같이, 이 구역에서, 회로(35)는 단부 부재와 측면 사이의 통로에서 힌지 스크류에 대해 내부 위치에 있으며, 따라서 안경 착용시에 힌지 스크류와 사용자의 안면 사이에 개재된다.

비강 지지 장치(8)에 통합된 센서(10a, 11a 및 12)와 회로(35) 사이의 전기 접촉을 확립하기 위해, 전도성 재료로 제조된 각각의 커버가 회로의 각각의 전도성 트랙 및 센서 사이에 전기 접촉을 설정하기에 적합한 대응 위치에 제공되며, 센서 및 서로 접촉하는 대응하는 전도성 트랙이 서로 전기적으로 절연되도록 하는 구성도 가능하다.

도 23은 비강 지지 기기의 센서(10a, 11a, 12)를 전기적으로 연결하는 중심 구역(41)을 포함하는 플렉스 PCB 회로(35)의 실시예의 개략도이며, 이로부터 상기 센서는 2개의 각각의 전도체 라인(42, 43)인 반대편으로 연장되며, 라인(42)은 측면 중 하나에 하우징되는 전력을 공급하기 위하여 배터리를 향하게 되며, 라인(43)은 다른 측면에 하우징되는 전자 모듈(32)을 향하게 된다.

회로의 중심 구역(41)은 프레임워크(9)를 수용하는 프레임의 리세스(2a)와 프레임워크(9) 자체 사이에 개재되도록 제공된다. 전기 접촉을 보장하기 위해, 도면 부호 10a', 11a' 및 12'에 의해 표시되고 개략적으로 해칭되어 도시된 전기 전도성 물질(예를 들어 금)으로 덮인 각각의 구역은 센서(10a, 11a, 12)에 각각 직접 접촉하도록 제공된다. 도 23에서 부분적으로만 도시된 전도성 부분은 전기 신호를 전도하기 위해 회로 내에 집적되어 서로 적절히 절연되어있다.

프레임워크(9)를 프레임(2)에 고정시킴으로써, 신호를 정확히 수행하기 위해 비강 센서와 전기 회로(35) 사이에 전기 접촉이 성립된다.

도면 부호 44는 전자 모듈(32)에 전기적으로 접속될 수 있는 회로의 도체 라인(43)의 단부에 형성된 전기 접촉부를 나타내며 개략적으로 도시한다.

장착 및 생산을 용이하게 하기 위해, 도 23에 도시된 회로(35)는 바람직하게는 전방 프레임에 일단 적용되면 서로 전기적으로 연결되는 2 개의 개별 부품으로 형성 될 수 있다(도 23에 도시된 중심 축선에 의해 도시된 전방의 중간 평면)에 배치된다.

도면 부호 50은 전자 모듈(32) 상에 제공되고 커버(34)에 형성된 대응하는 관통 구멍(51)에 의해 전기적 접속을 위해 접근 가능한 전기 접촉부를 나타내며, 상기 접촉부는 외부 전자 장치(예를 들어 외부 전원 공급 장치 또는 다른 추가적인 전자 장치)를 구비한 전기 연결부를 형성하게 된다.

도면 부호 52는 하우징(33) 내에서 직립 위치에 있고 상기 하우징 내부에 전자 모듈을 장착하는 것을 용이하게 하기 위하여 전자 모듈(32)에 형성된 대응 개구에 결합하기 위해 제공되는 연결 또는 센터링 핀을 나타낸다.

본 발명은 설정된 대상을 충족시킴으로써, 공지된 해결책에 관해 언급된 장점을 달성한다.

하나의 주된 장점은 본 발명의 안경이 얼굴과의 국부적인 전기 접촉에 대해 프레임에 통합된 바이오 센서를 보다 효율적이고 신뢰성 있게 할 수 있고, 그에 따라 안경과 머리부 사이에서 물리적인 접촉과 관련하여 적당한 안락감과 착용감을 보장할 수 있다는 것이다.

1: 안경 2: 프레임
4: 렌즈 7: 단부 부재
8: 비강 지지 장치 9: 프레임워크

Claims (9)

1. 각각의 렌즈(4)를 지지하는 전방 프레임(2),
   측방향으로 대향하는 부분에서 프레임에 연결되는 한 쌍의 측면(6), 및
   비강 지지 장치(8)을 포함하는, 사용자의 머리에 접촉하는, 신호 탐지를 위한 바이오 센서를 가진 안경으로서,
   상기 비강 지지 장치는,
   전방 프레임(2)과 구조적으로 독립적이며 프레임에 제거 가능하게 결합될 수 있는 프레임워크(9); 및
   상기 프레임워크(9) 상에 제공되는 제 1 비강 지지 요소(10) 및 제 2 비강 지지 요소(11)로서, 상기 비강 지지 요소는 서로 대향하여 배치되되, 코의 대응하여 측방향으로 대향하는 구간과 표면 접촉하는 일체로 된 각각의 제 1 비강 센서(10a) 및 제 2 비강 센서(11a)가 있는, 제 1 비강 지지 요소(10) 및 제 2 비강 지지 요소(11); 및
   상기 프레임워크(9)의 중심에 장착되되 코의 브릿지 구간에서 안면과 접촉하게 하기 위하여 상기 제 1 센서(10a) 및 제 2 센서(11a)로부터 이격되어 있는 제 3 센서(12)를 포함하되,
   상기 제 1 센서(10a), 제 2 센서, 및 제 3 센서(12)는 탄력적으로 유연하고 전도성인 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 안경.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1, 제 2 및 제 3 센서(10a, 11a, 12)는 엘라스토머 또는 고무로 제조되는 것을 특징으로 하는 안경.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 프레임워크(9)는 대향하는 한 쌍의 아암(13)을 포함하며, 상기 아암(13)은 중심 크로스부재(14)에 의해 일 단부에서 상호 연결되며, 대응하는 비강 지지 요소(10, 11)는 각각의 상기 아암(13)에 제공되고, 상기 제 3 센서(12)는 상기 크로스부재(14)로부터 간격을 두고 상기 아암(13) 사이에서 브릿지 형태로 연장되며, 상기 제 3 센서(12)는 대향 단부에서 프레임워크의 각각의 아암(13)에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 안경.
4. 제 3 항에 있어서,
   제 1 및 제 2 아암부(18, 19)는 상기 크로스부재(14)로부터 각각의 아암(13) 상에 위치되고, 상기 부분(18, 19) 사이에서 상기 부분(18, 19) 보다 큰 아암 영역(20)이 제공되며, 상기 영역(20)은 상기 제 3 센서(12)의 대응 단부(12a, 12b)는 접하게 되는 상기 제 1 아암부(18) 및 제 2 아암부(19)에 대면하는 각각의 표면 어깨부(20a, 20b)를 형성하고, 센서는 제 1 아암부(18)에 연결되고, 대응하는 비강 센서(10a, 11a)는 제 2 아암부(19)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 안경.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 3 센서(12)의 각 단부(12a, 12b)는 프레임워크 아암(13)의 각각의 제 1 부분(18) 상에서 더 큰 영역의 대응하는 어깨부(20a)와 상기 중심 크로스부재(14)의 대향하는 지지 표면(20c) 사이에서 지지되어 배치되는 것을 특징으로 하는 안경.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 프레임워크(9)의 각각의 아암(13)의 제 2 부분(19)은 자유 단부(13a)를 가지며, 상기 자유 단부는 상기 더 큰 영역에 길이 방향으로 대향하며,전방 프레임(2)에 설치된 시트(22)의 대응하는 위치에 수용되어 지지되는 림(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 안경.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레임워크(9) 및 상기 센서(10a, 11a, 12)는 사출-성형 기술에 의해 제조되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 센서는 상기 프레임워크 상에서 오버 몰딩되는 것을 특징으로 하는 안경.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레임워크(9) 및 상기 제 1, 제 2 및 제 3 센서(10a, 11a, 12)는 사출 성형에 의해 개별적으로 제조되고, 상기 센서는 상기 프레임워크의 각 아암(13)의 상기 제 1 및 제 2 부분(18, 19)이 통과하여 포지티브 체결을 할 수 있도록 하는 관형 캐비티를 형성하는 각각의 관통 개구(23)를 가지는 것을 특징으로 하는 안경.
9. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 아암(13)의 각 제 2 부분(19)은 대응하는 제 1 및 제 2 비강 센서(10a, 11a)의 회전을 방지하기 위한 구성요소의 형태로 상기 제 2 부분의 프로파일로부터 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 안경.

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