KR20210062760A - 웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로기판부, 회로기판부에 안착되어 회로기판부와 전기적으로 연결되고, 다수의 LED로 구성되는 발광부, 회로기판부와 대향하도록 위치하는 전도성 직물인 패브릭부, 패브릭부를 관통하고 발광부와 대향하도록 위치하는 적어도 하나의 전반사부, 패브릭부 상에 가로방향 및 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 센서가 배열되는 센서부, 발광부 및 센서부와 전기적으로 연결되어 센서부로부터 전송되는 압력신호를 수신하여 발광부로 전송하는 정보처리부 및 정보처리부와 전기적으로 연결되고 센서부, 발광부 및 정보처리부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해지면, 정보처리부는 압력신호를 수신하여 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해진 압력영역에 대한 위치신호를 연산하고, 제어부는 정보처리부가 발광부 중 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부로 위치신호를 전송하도록 제어하여 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부를 발광시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법을 제공한다.

Description

웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법{A wearable laminating device and detecting pressure method of thereof}
본 발명은 웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 착용한 상태로 사용자의 신체 일부분에 압력이 가해지는 압력영역에 위치한 발광부에서만 발광하는 웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법에 관한 것이다.
최근 사물인터넷(Internet of Things: IoT)에 기반하여 개인 전자 장치부터 헬스 케어 및 인공 지능 시스템에 폭넓은 적용이 가능한 압력 센서에 대한 수요가 끊임 없이 증가하고 있다. 상기 압력 센서에 인가되는 압력은 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의되며, 이를 정확히 감지하는 것은 단순히 터치(touch)를 인식하는 것 이상의 중대한 의미가 있다. 상기 압력 센서가 단순히 터치를 감지하는 2차원적인 기능을 넘어서서 압력의 강도를 구분할 수 있는 3차원적인 기능을 수행하게 되면, 응용 분야의 확대가 가능해진다.
상기 압력은 수직으로 작용하는 수직 항력(normal force)뿐만 아니라, 굽힘력(Bending force), 꼬임력(torsion force), 또는 전단력(shear force)과 같은 다양한 형태로 상기 압력 센서에 인가될 수 있기 때문에, 상기 압력 센서는 다양한 형태의 압력에 대응하기 위한 유연성이 요구되며, 통상적으로 상기 유연성의 확보를 위해 유기 재료를 이용하여 제조된다. 또한, 상기 압력 센서의 특성상 감지하고자 하는 대상과 직접적으로 접촉이 이루어져야 하기 때문에, 곡면 또는 울퉁불퉁한 표면을 갖는 감지 대상과 센서와의 부드러운 접촉을 위해 상기 유연성은 필수불가결한 요소이다. 상기 유연성을 갖는 압력 센서는, 최근에 전자피부(E-skin), 웨어러블(wearable) 기기, 또는 휴대용(portable) 기기 같은 다양한 분야로의 응용 가능성을 위해 활발히 연구되고 있다.
이중 웨어러블 장치에 대한 수요가 증가함에 따라, 웨어러블 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 그리고, 웨어러블 장치에 용도도 지속적으로 확대되고 있으며, 특히, 웨어러블 장치를 이용한 조명, 발광 신호 생성 등에 대한 수요가 증대되고 있다.
다만, 종래기술의 웨어러블 장치에서는, 웨어러블 장치의 발광을 위해 별도의 조작기기가 구비되어야만 하기 때문에 휴대성 및 편의성 측면에서 불편할 뿐만 아니라 즉각적인 이용에 한계가 있다는 문제점이 있었다.
등록 특허 제10-1864250호에서는, 광섬유 발광 패치는 자카드 방식으로 직조된 것으로서 고시인성을 갖는 원단을 이용하여 제조되는 사항이 개시되어 있으나, 이와 같은 장치는 신체 일부의 접촉만으로 작동되는 것이 아니고 별도의 판단 결과에 따라 발광되도록 제어됨에 따라 결과의 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-2039029호(2019.10.25.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2016-0132689호(2016.11.21.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 플렉서블한 회로기판부, 회로기판부에 안착되는 발광부, 회로기판부와 대향하고 사용자가 착용 가능한 패브릭부 및 격자형태로 배치되어 압력을 감지하는 센서부로 구성하여 사용자의 신체 일부분에 닿는 압력영역에 위치한 발광부에서만 발광하는 웨어러블 발광장치 및 이의 압력검출방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 회로기판부; 상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고, 다수의 LED로 구성되는 발광부; 상기 회로기판부와 대향하도록 위치하는 전도성 직물인 패브릭부; 상기 패브릭부를 관통하고 상기 발광부와 대향하도록 위치하는 적어도 하나의 전반사부; 상기 패브릭부 상에 가로방향 및 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 센서가 배열되는 센서부; 상기 발광부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 센서부로부터 전송되는 압력신호를 수신하여 상기 발광부로 전송하는 정보처리부; 및 상기 정보처리부와 전기적으로 연결되고 상기 센서부, 상기 발광부 및 상기 정보처리부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해지면, 상기 정보처리부는 상기 압력신호를 수신하여 상기 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해진 압력영역에 대한 위치신호를 연산하고, 상기 제어부는 상기 정보처리부가 상기 발광부 중 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부로 상기 위치신호를 전송하도록 제어하여 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부를 발광시키는, 웨어러블 발광장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회로기판부는 연성인쇄회로기판(FPCB)이고, 상기 회로기판부, 상기 패브릭부 및 상기 센서부는 플렉서블하게 변형 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 발광부는, 상기 가로방향으로 상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고 상기 가로방향으로 배열되는 센서와 대향하도록 위치하는 가로 LED; 및 상기 세로방향으로 상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고 상기 세로방향으로 배열되는 센서와 대향하도록 위치하는 세로 LED;를 포함하고, 상기 위치신호가 상기 발광부로 수신되면, 상기 압력영역에 대향하도록 위치한 상기 가로 LED 및 상기 세로 LED 중 적어도 어느 하나가 발광할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 전반사부는 상기 발광부와 인접하도록 위치하고, 상기 적어도 하나의 전반사부 중 상기 압력영역에 위치한 전반사부는 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부에서 발광하는 광을 전반사시키는 광섬유일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서부는 도전사인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서부는, 상기 정보처리부와 전기적으로 연결되어 상기 정보처리부로 상기 압력신호를 전송하고 상기 패브릭부 상에 가로방향으로 배열되는 적어도 하나의 가로 센서; 및 상기 정보처리부와 전기적으로 연결되어 상기 정보처리부로 상기 압력신호를 전송하고 상기 패브릭부 상에 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 세로 센서;를 포함하고, 상기 가로 센서 및 상기 세로 센서는 전기적으로 연결되고, 상기 압력신호는 상기 압력영역에 위치한 상기 가로 센서 및 상기 세로 센서에 대한 위치정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정보처리부는, 상기 세로 센서 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 제어부에서 상기 적어도 하나의 세로 센서에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신하는 제1 디멀티플렉서를 포함하는 디멀티플렉서; 상기 가로 센서 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 클럭신호에 따라 상기 압력영역에 위치한 적어도 하나의 세로 센서와 교차하는 적어도 하나의 가로 센서에서 감지한 상기 압력신호를 수신하는 제1 멀티플렉서를 포함하는 멀티플렉서; 및 상기 세로 센서로부터 전송되는 상기 압력신호를 수신하여 상기 위치신호로 변환시키고 상기 위치신호를 상기 제어부로 전송하는 아날로그디지털 변환기;를 더 포함하고, 상기 제1 디멀티플렉서는 상기 제어부에서 전송되는 클럭신호를 단선으로 수신하여 상기 적어도 하나의 세로 센서로 분배하며, 상기 제1 멀티플렉서는 상기 압력신호를 수신하여 상기 아날로그디지털 변환기로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 아날로그디지털 변환기로부터 전송되는 상기 위치신호와 기설정된 위치신호를 비교하여 변화유무를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 디멀티플렉서는 상기 세로 LED 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 제어부에서 상기 적어도 하나의 세로 LED에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신하는 제2 디멀티플렉서;를 더 포함하고, 상기 멀티플렉서는 상기 가로 LED 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 클럭신호에 따라 상기 압력영역에 위치한 적어도 하나의 세로 LED와 교차하는 적어도 하나의 가로LED로 상기 위치신호를 전송하는 제2 멀티플렉서;를 더 포함하며, 상기 위치신호가 상기 기설정된 위치신호보다 변화한 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 클럭신호 및 상기 위치신호를 상기 제2 디멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서로 전송하여 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 가로 LED 및 세로 LED 중 적어도 어느 하나를 발광시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 디멀티플렉서는 상기 클럭신호를 단선으로 수신하여 상기 적어도 하나의 가로 센서로 분배할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 웨어러블 발광장치의 압력검출방법에 있어서, (a) 패브릭부 상에 위치하는 상기 압력영역에 상기 압력이 가해지는 단계; (b) 상기 센서부가 상기 압력을 감지한 상기 압력신호를 상기 정보처리부로 전송하는 단계; (c) 상기 정보처리부가 상기 압력신호를 연산하여 상기 위치신호로 변환시키는 단계; (d) 상기 제어부가 상기 위치신호에 따라 상기 발광부를 발광시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치의 압력검출방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 정보처리부의 제1 디멀티플렉서가 상기 제어부에서 전송되는 클럭신호를 수신하는 단계; (c2) 상기 정보처리부의 제1 멀티플렉서가 상기 압력신호를 수신하는 단계; (c3) 상기 정보처리부의 아날로그디지털 변환기가 상기 압력신호를 수신하여 상기 위치신호로 변환시켜 상기 제어부로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 정보처리부의 제2 디멀티플렉서가 상기 클럭신호를 수신하는 단계; (d2) 상기 정보처리부의 제2 멀티플렉서가 상기 클럭신호에 따라 상기 위치신호를 상기 발광부로 전송하는 단계; 및 (d3) 상기 발광부의 다수의 LED 중 상기 압력영역에 위치한 LED가 상기 위치신호를 수신하여 발광하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 플렉서블한 회로기판부, 회로기판부에 안착되는 발광부, 회로기판부와 대향하고 사용자가 착용 가능한 패브릭부 및 격자형태로 배치되어 압력을 감지하는 센서부로 구성하여 사용자의 신체 일부분에 닿는 압력영역에 위치한 발광부에서만 발광시킬 수 있고 컴팩트한 구조를 구현할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치의 센서부, 발광부, 정보처리부 및 제어부가 전기적으로 연결된 것을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치에서 압력영역에 압력이 가해졌을 경우 발광부가 발광하는 것을 나타낸 작동상태도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 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 명세서상에 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 웨어러블 발광장치
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치의 센서부, 발광부, 정보처리부 및 제어부가 전기적으로 연결된 것을 나타낸 개념도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 발광장치에서 압력영역에 압력이 가해졌을 경우 발광부가 발광하는 것을 나타낸 작동상태도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 발광장치(100)는 회로기판부(110), 발광부(120), 패브릭부(130), 전반사부(140), 센서부(150), 정보처리부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
회로기판부(110)는 플렉서블한 연성인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다. 따라서, 회로기판부(110)는 원하는 방향으로의 형태 변화가 자유롭다. 이러한 회로기판부(110)의 상면에는 발광부(120)가 안착된다.
발광부(120)는 회로기판부(110)에 안착되어 회로기판부(110)와 전기적으로 연결된다. 발광부(120)는 다수의 LED로 구성될 수 있으며, 이러한 발광부(120)는 가로 LED(121) 및 세로 LED(122)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 가로 LED(121)는 가로방향으로 회로기판부(110)에 안착되어 회로기판부(110)와 전기적으로 연결되고 가로방향으로 배열되는 센서(151)와 대향하도록 위치한다.
세로 LED(122)는 세로방향으로 회로기판부(110)에 안착되어 회로기판부(110)와 전기적으로 연결되고 세로방향으로 배열되는 센서(152)와 대향하도록 위치한다.
상기한 가로 LED(121) 및 세로 LED(122)는 설명의 편의를 위해 표현한 것으로서, 도 1에 도시된 발광부(120)는 총45개이다. 여기서, 가로 LED(121)는 가로 한 줄당 9개가 배열된 것을 나타내며, 세로 LED(122)는 세로 한 줄당 5개가 배열된 것을 나타낸다.
또한, 가로 LED(121)와 세로 LED(122)는 서로 수직하도록 배치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
패브릭부(130)는 회로기판부(110)와 대향하도록 위치하는 전도성 직물로서, 사용자가 착용할 수 있도록 제작된다.
전반사부(140)는 패브릭부(130)를 관통하고 발광부(120)와 대향하도록 위치하며, 발광부(120)의 개수와 대응하도록 적어도 하나가 형성된다.
또한, 적어도 하나의 전반사부(140)는 발광부(140)와 인접하도록 위치하되, 적어도 하나의 발광부(120)와 소정거리 이격되도록 배치된다.
구체적으로 도 4를 참조하면, 적어도 하나의 전반사부(140) 중 압력영역(S)에 위치한 전반사부(140)는 압력영역(S)과 대향하도록 위치한 발광부(120)에서 발광하는 광을 전반사시키는 광섬유이다.
센서부(150)는 패브릭부(110) 상에 가로방향 및 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 센서(151, 152)가 배열된다. 이때, 센서부(150)는 도전성이 있는 카본 블랙이나 특수한 금속 화합물 따위를 섬유 고분자 화합물에 혼합하여 제조하며, 금속 또는 반도체가 들어 있어 도전성이 있는 실인 도전사일 수 있다. 이러한 센서부(150)는 가로 센서(151) 및 세로 센서(152)를 포함한다.
가로 센서(151)는 정보처리부(160)와 전기적으로 연결되어 정보처리부(160)로 압력신호를 전송하고 패브릭부(130) 상에 가로방향으로 적어도 하나가 배열된다. 여기서, 압력신호는 압력영역에 위치한 가로 센서(151) 및 세로 센서(152)에 대한 위치정보를 포함한다. 예를 들어, 도 3에서 가로 센서(151)와 세로 센서(152)가 교차되는 교차점들은 6x6행렬인데, 사용자의 손가락이 도시된 가로 센서(151)와 세로 센서(152)가 교차하는 교차점이 (1,6)으로 표현될 수 있으며, 상기한 좌표가 위치정보가 된다.
세로 센서(152)는 정보처리부(160)와 전기적으로 연결되어 정보처리부(160)로 압력신호를 전송하고 패브릭부(130) 상에 세로방향으로 적어도 하나가 배열된다.
전술한 가로 센서(151) 및 세로 센서(152)는 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 회로기판부(110), 패브릭부(130) 및 센서부(150)는 플렉서블하게 변형 가능함에 따라 사용자가 불편함이 없이 본 발명을 착용할 수 있고, 필요에 따라 원하는 방향으로 자유롭게 구부릴 수 있다.
정보처리부(160)는 발광부(120) 및 센서부(150)와 전기적으로 연결되어 센서부(150)로부터 전송되는 압력신호를 수신하여 발광부(120)로 전송한다.
정보처리부(160)는 디멀티플렉서(161), 멀티플렉서(162) 및 아날로그디지털 변환기(163)를 포함한다.
디멀티플렉서(161)는 제1 디멀티플렉서(161a) 및 제2 디멀티플렉서(161b)를 포함한다.
제1 디멀티플렉서(161a)는 세로 센서(152) 및 제어부(170)와 전기적으로 연결되고 제어부(170)에서 적어도 하나의 세로 센서(152)에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신한다. 이러한 제1 디멀티플렉서(161a)는 제어부(170)에서 전송되는 클럭신호를 단선으로 수신하여 적어도 하나의 세로 센서로 분배한다.
제2 디멀티플렉서(161b)는 세로 LED(122) 및 제어부(170)와 전기적으로 연결되고 제어부(170)에서 적어도 하나의 세로 LED(122)에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신한다.
멀티플렉서(162)는 제1 멀티플렉서(162a) 및 제2 멀티플렉서(162b)를 포함한다.
제1 멀티플렉서(162a)는 가로 센서(151) 및 제어부(170)와 전기적으로 연결되고 클럭신호에 따라 압력영역(S)에 위치한 적어도 하나의 세로 센서(152)와 교차하는 적어도 하나의 가로 센서(151)에서 감지한 압력신호를 수신한다. 이라한 제1 멀티플렉서(162a)는 압력신호를 수신하여 아날로그디지털 변환기로 전송한다.
제2 멀티플렉서(162b)는 가로 LED(121) 및 제어부(170)와 전기적으로 연결되고 클럭신호에 따라 압력영역(S)에 위치한 적어도 하나의 세로 LED(122)와 교차하는 적어도 하나의 가로LED(121)로 위치신호를 전송한다. 이러한 제2 디멀티플렉서(162b)는 클럭신호를 단선으로 수신하여 적어도 하나의 가로 센서(151)로 분배한다.
아날로그디지털 변환기(163)는 세로 센서(152)로부터 전송되는 압력신호를 수신하여 위치신호로 변환시키고 위치신호를 제어부(170)로 전송한다.
만약, 패브릭부(130) 중 어느 한 부분에 압력이 가해지면, 정보처리부(160)는 압력신호를 수신하여 패브릭부(130) 중 어느 한 부분에 압력이 가해진 압력영역(S)에 대한 위치신호를 연산한다. 또한, 정보처리부(160)는 연산된 위치신호를 제어부(170)로 전송한다.
제어부(170)는 정보처리부(160)와 전기적으로 연결되고 센서부(150), 발광부(120) 및 정보처리부(160)의 동작을 제어한다.
구체적으로 도 4를 참조하면, 제어부(170)는 정보처리부(160)가 발광부(120) 중 압력영역(S)과 대향하도록 위치한 발광부(120)로 위치신호를 전송하도록 제어하여 압력영역(S)과 대향하도록 위치한 발광부(110)를 발광시킨다. 이에 따라 발광부(110)는 도 4에 도시된 5개의 발광부(120) 중 좌측(=압력영역)에 위치한 2개의 발광부(120)에서 발광하는 것을 확인할 수 있다.
이를 위한 제어부(170)는 아날로그디지털 변환기(163)로부터 전송되는 위치신호와 기설정된 위치신호를 비교하여 변화유무를 판단한다. 이때, 기설정된 위치신호는 어떠한 압력도 가해지지 않은 상태에서 적어도 하나의 발광부(120)로 전원이 인가되지 않은 상태의 위치신호를 의미한다.
만약, 위치신호가 발광부(120)로 수신되면, 압력영역에 대향하도록 위치한 가로 LED(121) 및 세로 LED(122) 중 적어도 어느 하나가 발광한다.
구체적으로 위치신호가 기설정된 위치신호보다 변화한 것으로 판단되면, 제어부(170)는 클럭신호 및 위치신호를 제2 디멀티플렉서(161b) 및 제2 멀티플렉서(162b)로 전송하여 압력영역과 대향하도록 위치한 가로 LED(121) 및 세로 LED(122) 중 적어도 어느 하나를 발광시킨다.
2. 웨어러블 발광장치의 압력검출방법
본 발명의 일 실시에에 따른 웨어러블 발광장치의 압력검출방법은 (a) 패브릭부 상에 위치하는 압력영역(S)에 압력이 가해지는 단계, (b) 센서부(150)가 압력을 감지한 압력신호를 정보처리부(160)로 전송하는 단계, (c) 정보처리부(160)가 압력신호를 연산하여 위치신호로 변환시키는 단계 및 (d) 제어부(170)가 위치신호에 따라 발광부(120)를 발광시키는 단계를 포함한다.
구체적으로 상기 (c) 단계는, (c1) 정보처리부(160)의 제1 디멀티플렉서(161a)가 제어부(170)에서 전송되는 클럭신호를 수신하는 단계, (c2) 정보처리부(160)의 제1 멀티플렉서(162a)가 압력신호를 수신하는 단계 및 (c3) 정보처리부(160)의 아날로그디지털 변환기(163)가 압력신호를 수신하여 위치신호로 변환시켜 제어부(170)로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d1) 정보처리부(160)의 제2 디멀티플렉서(161b)가 클럭신호를 수신하는 단계, (d2) 정보처리부(160)의 제2 멀티플렉서(162b)가 클럭신호에 따라 위치신호를 발광부(120)로 전송하는 단계 및 (d3) 발광부(120)의 다수의 LED(121, 122) 중 압력영역에 위치한 LED가 위치신호를 수신하여 발광하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 웨어러블 발광장치
110: 회로기판부
120: 발광부
121: 가로 LED
122: 세로 LED
130: 패브릭부
140: 전반사부
150: 센서부
151: 가로 센서
152: 세로 센서
160: 정보처리부
161: 디멀티플렉서
161a: 제1 디멀티플렉서
161b: 제2 디멀티플렉서
162: 멀티플렉서(DEMUX)
162a: 제1 멀티플렉서
162b: 제2 멀티플렉서
163: 아날로그디지털 변환기
170: 제어부

Claims (13)

  1. 회로기판부;
    상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고, 다수의 LED로 구성되는 발광부;
    상기 회로기판부와 대향하도록 위치하는 전도성 직물인 패브릭부;
    상기 패브릭부를 관통하고 상기 발광부와 대향하도록 위치하는 적어도 하나의 전반사부;
    상기 패브릭부 상에 가로방향 및 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 센서가 배열되는 센서부;
    상기 발광부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 센서부로부터 전송되는 압력신호를 수신하여 상기 발광부로 전송하는 정보처리부; 및
    상기 정보처리부와 전기적으로 연결되고 상기 센서부, 상기 발광부 및 상기 정보처리부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해지면,
    상기 정보처리부는 상기 압력신호를 수신하여 상기 패브릭부 중 어느 한 부분에 압력이 가해진 압력영역에 대한 위치신호를 연산하고,
    상기 제어부는 상기 정보처리부가 상기 발광부 중 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부로 상기 위치신호를 전송하도록 제어하여 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부를 발광시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회로기판부는 연성인쇄회로기판(FPCB)이고,
    상기 회로기판부, 상기 패브릭부 및 상기 센서부는 플렉서블하게 변형 가능한 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 가로방향으로 상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고 상기 가로방향으로 배열되는 센서와 대향하도록 위치하는 가로 LED; 및
    상기 세로방향으로 상기 회로기판부에 안착되어 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되고 상기 세로방향으로 배열되는 센서와 대향하도록 위치하는 세로 LED;를 포함하고,
    상기 위치신호가 상기 발광부로 수신되면,
    상기 압력영역에 대향하도록 위치한 상기 가로 LED 및 상기 세로 LED 중 적어도 어느 하나가 발광하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전반사부는 상기 발광부와 인접하도록 위치하고,
    상기 적어도 하나의 전반사부 중 상기 압력영역에 위치한 전반사부는 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 발광부에서 발광하는 광을 전반사시키는 광섬유인 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 도전사인 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 정보처리부와 전기적으로 연결되어 상기 정보처리부로 상기 압력신호를 전송하고 상기 패브릭부 상에 가로방향으로 배열되는 적어도 하나의 가로 센서; 및
    상기 정보처리부와 전기적으로 연결되어 상기 정보처리부로 상기 압력신호를 전송하고 상기 패브릭부 상에 세로방향으로 배열되는 적어도 하나의 세로 센서;를 포함하고,
    상기 가로 센서 및 상기 세로 센서는 전기적으로 연결되고,
    상기 압력신호는 상기 압력영역에 위치한 상기 가로 센서 및 상기 세로 센서에 대한 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  7. 제3 항 및 제6 항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 세로 센서 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 제어부에서 상기 적어도 하나의 세로 센서에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신하는 제1 디멀티플렉서를 포함하는 디멀티플렉서;
    상기 가로 센서 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 클럭신호에 따라 상기 압력영역에 위치한 적어도 하나의 세로 센서와 교차하는 적어도 하나의 가로 센서에서 감지한 상기 압력신호를 수신하는 제1 멀티플렉서를 포함하는 멀티플렉서; 및
    상기 세로 센서로부터 전송되는 상기 압력신호를 수신하여 상기 위치신호로 변환시키고 상기 위치신호를 상기 제어부로 전송하는 아날로그디지털 변환기;를 더 포함하고,
    상기 제1 디멀티플렉서는 상기 제어부에서 전송되는 클럭신호를 단선으로 수신하여 상기 적어도 하나의 세로 센서로 분배하며,
    상기 제1 멀티플렉서는 상기 압력신호를 수신하여 상기 아날로그디지털 변환기로 전송하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 아날로그디지털 변환기로부터 전송되는 상기 위치신호와 기설정된 위치신호를 비교하여 변화유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 디멀티플렉서는 상기 세로 LED 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 제어부에서 상기 적어도 하나의 세로 LED에 순차적으로 전송되는 클럭신호를 수신하는 제2 디멀티플렉서;를 더 포함하고,
    상기 멀티플렉서는 상기 가로 LED 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 클럭신호에 따라 상기 압력영역에 위치한 적어도 하나의 세로 LED와 교차하는 적어도 하나의 가로LED로 상기 위치신호를 전송하는 제2 멀티플렉서;를 더 포함하며,
    상기 위치신호가 상기 기설정된 위치신호보다 변화한 것으로 판단되면,
    상기 제어부는 상기 클럭신호 및 상기 위치신호를 상기 제2 디멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서로 전송하여 상기 압력영역과 대향하도록 위치한 가로 LED 및 세로 LED 중 적어도 어느 하나를 발광시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 디멀티플렉서는 상기 클럭신호를 단선으로 수신하여 상기 적어도 하나의 가로 센서로 분배하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치.
  11. 제1 항에 따른 웨어러블 발광장치의 압력검출방법에 있어서,
    (a) 패브릭부 상에 위치하는 상기 압력영역에 상기 압력이 가해지는 단계;
    (b) 상기 센서부가 상기 압력을 감지한 상기 압력신호를 상기 정보처리부로 전송하는 단계;
    (c) 상기 정보처리부가 상기 압력신호를 연산하여 상기 위치신호로 변환시키는 단계; 및
    (d) 상기 제어부가 상기 위치신호에 따라 상기 발광부를 발광시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치의 압력검출방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 정보처리부의 제1 디멀티플렉서가 상기 제어부에서 전송되는 클럭신호를 수신하는 단계;
    (c2) 상기 정보처리부의 제1 멀티플렉서가 상기 압력신호를 수신하는 단계; 및
    (c3) 상기 정보처리부의 아날로그디지털 변환기가 상기 압력신호를 수신하여 상기 위치신호로 변환시켜 상기 제어부로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치의 압력검출방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 정보처리부의 제2 디멀티플렉서가 상기 클럭신호를 수신하는 단계;
    (d2) 상기 정보처리부의 제2 멀티플렉서가 상기 클럭신호에 따라 상기 위치신호를 상기 발광부로 전송하는 단계; 및
    (d3) 상기 발광부의 다수의 LED 중 상기 압력영역에 위치한 LED가 상기 위치신호를 수신하여 발광하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 발광장치의 압력검출방법.
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