KR20210152755A - 웨어러블 장치 및 시스템 - Google Patents

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KR20210152755A
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백순권
김태일
신주환
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 피부에 부착되어 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자와, 상기 피부 부착형 소자에 전력을 공급하는 전자 장치 및 상기 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 상기 제1 케이블과 연결되며 상기 전자 장치에 탈부착되는 제2 케이블을 포함하는 연결 장치를 포함하여, 피부에 부착되는 소자와 전자 장치가 인체에 무해하면서, 안전하게 연결되도록 하여 피부 부착형 소자가 정상적으로 동작하도록 할 수 있다.

Description

웨어러블 장치 및 시스템{WEARABLE DEVICE AND SYSTEM}
본 발명은 웨어러블 장치 및 시스템에 관한 것이다.
웨어러블 장치 기술과 인체 공학적 기술의 발전에 따라 인체에 부착하여 기능을 수행하는 다양한 패치형 센서 또는 소자를 포함하는 웨어러블 장치들이 개발되고 있다. 특히, 피부에 부착 가능한 소자들을 포함하는 웨어러블 장치들은 인체에 용이하게 부착되기 위하여 인체의 유연하고 굴곡진 특성에 따라 잘 휘어지거나 늘어나는 특성을 가지며, 박막 형태로 개발되고 있다.
이와 같이 피부에 부착 가능한 소자들은 자체로도 기능을 수행하지만, 전자 장치(측정 장치, 휴대 단말)등을 포함하는 전자 장치들과 전기적으로 연결되어야 정상적으로 동작할 수 있다. 따라서, 피부에 부착 가능한 소자들이 외부의 장치와 연결될 때, 인체에 영향을 주지 않으면서 안전하게 전기적으로 연결될 수 있는 웨어러블 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 전자 장치들과 전기적으로 용이하게 연결될 수 있는 웨어러블 장치 및 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 피부에 부착되어 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자와, 상기 피부 부착형 소자에 전력을 공급하는 전자 장치 및 상기 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 상기 제1 케이블과 연결되며 상기 전자 장치에 탈부착되는 제2 케이블을 포함하는 연결 장치를 포함할 수 있다.
상기 제1 케이블은 ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함할 수 있다.
상기 제2 케이블은 FPC (Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함할 수 있다.
상기 제2 케이블은 FPCB 커넥터와 연결될 수 있다.
상기 FPCB 커넥터와 탈부착될 수 있는 SMD 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 SMD 커넥터가 구비된 PCB(Printed Circuit Board)를 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 외부 장치와 무선 통신을 수행하여 상기 사용자 데이터를 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.
상기 사용자 데이터는 뇌파를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 시스템은 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자 및 상기 피부 부착형 소자와 연결되는 전자 장치를 포함하는 웨어러블 장치 및 상기 웨어러블 장치로부터 상기 사용자 데이터를 수신하고, 상기 사용자 데이터에 기초하여 차량 단말기를 제어하는 차량을 포함할 수 있다.
상기 웨어러블 장치는 상기 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 상기 제1 케이블과 연결되며 상기 전자 장치와 탈부착되는 제2 케이블을 포함할 수 있다.
상기 제1 케이블은 ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함할 수 있다.
상기 제2 케이블은 FPC(Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치 및 시스템은 피부에 부착되는 소자와 전자 장치가 인체에 무해하면서, 안전하게 연결되도록 하여 피부 부착형 소자가 정상적으로 동작하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자의 연결 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자의 연결 장치의 탈부착을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 웨어러블 장치의 부착 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 피부 부착형 소자(110), 연결 장치(120) 및 전자 장치(130)를 포함할 수 있다.
피부 부착형 소자(110)는 피부에 부착되어 사용자 데이터를 획득할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 피부 부착형 소자(110)는 패치형으로 구현될 수 있다. 여기서, 사용자 데이터는 생체 신호를 포함할 수 있으며, 일 예로, 생체 신호는 심박수, 심전도, 체온, 수면 정보, 혈당, 혈압, 호흡수, 뇌파 등을 포함할 수 있다.
연결 장치(120)는 피부 부착형 소자(110)와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 제1 케이블과 연결되며 전자 장치에 탈부착되는 제2 케이블을 포함할 수 있다. 제1 케이블은 ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함할 수 있으며, 제2 케이블은 FPC(Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함할 수 있다. 연결 장치(120)의 보다 구체적인 설명은 도 2를 참조한다.
전자 장치(130)는 피부 부착형 소자(110)에 전력을 공급할 수 있다. 아울러, 전자 장치(130)는 통신부를 구비할 수 있으며, 외부의 장치들과 무선 통신을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자의 연결 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 피부 부착형 소자의 연결 장치는 ACF 케이블(121), FPC 케이블(122), FPCB 커넥터(123) 및 SMD 커넥터(124)를 포함할 수 있다.
ACF 케이블(121)는 피부 부착형 소자(110)와 연결된다. ACF 케이블(121)은 150도의 온도에서, 고분자 필름이 손상되지 않는 약한 압력으로 피부 부착형 소자(110)와 결합 가능하다. ACF는 절연성을 갖는 접착성 유기 재료 속에 도전성 입자를 균일하게 분산시키고 이를 필름 형태로 구현한 것으로, 필름의 두께 방향으로는 도전성을 갖도록 하고, 면 방향으로는 절연성을 갖도록 한다. 즉, ACF는 전기적으로 이방성(한쪽면으로는 전기가 통하는 상태, 다른쪽면으로는 절연 상태)을 가지며 접착성 기능을 동시에 갖는 고분자 접착 필름을 의미한다. ACF 케이블(121)은 수 내지 수십 마이크로 미터의 두께를 가지기 때문에, 전체적인 두께를 증가시키지 않고 인체에 무해한 상태로 피부 부착형 소자에 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 피부 부착형 소자(110)가 전자 장치(130)와 연결 시, 피부 부착형 소자(110)와 ACF 케이블(121)이 연결되도록 하기 때문에, 웨어러블 장치(100) 형성 시 고온 또는 고압이 인가되는 공정이 수반되지 않아 피부 부착형 소자(110)를 손상하지 않고 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
FPC 케이블(122)의 일측은 ACF 케이블(121)과 연결되며 타측은 SMD 커넥터(124)와 연결될 수 있다. 이를 위하여 FPC 케이블(122)의 타측은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 커넥터(123)가 구비될 수 있다. FPC 케이블(122)은 절연필름 상부에 형성된 회로배선을 의미하며, 절연필름은 유연성을 갖기 때문에 3차원 배선이 가능하고, 웨어러블 장치(100)의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있다. 아울러, FPCB 커넥터(123)는 SMD 커넥터(124) 에 반복적으로 탈부착될 수 있다.
SMD 커넥터(124)는 표면 실장 소자(Surface Mount Device)를 의미할 수 있으며, 전자 장치(130)의 PCB(Printed Circuit Board)에 실장될 수 있다. SMD 커넥터(124)는 고온 고압의 공정을 견딜 수 있어, 종래의 방식으로 PCB 표면에 실장 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피부 부착형 소자(110)는 피부에 부착 가능하도록 신축성 있는 소재 내에 회로 배선을 삽입하여 구현가능하며, 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자의 손가락(지문표면)이나 목에 부착될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 피부 부착형 소자(110)는 사용자의 데이터를 용이하게 획득할 수 있는 부위에 부착될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 피부 부착형 소자(110)와, 피부 부착형 소자(110)와 연결된 ACF 케이블(121), ACF 케이블(121)과 연결되는 FPC 케이블(122), FPC 케이블(122)의 일측에 구비되어 SMD 커넥터(124)와 탈부착되는 FPCB 커넥터(123), FPCB 커넥터(123)와 연결되는 SMD 커넥터(124), SMD 커넥터(124)가 실장된 PCB를 포함하는 전자 장치(130)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 부착형 소자의 연결 장치의 탈부착을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 피부 부착형 소자(110)에 연결된 ACF 케이블(121) 및 FPC 케이블(122)은 FPCB 커넥터(123)에 의해 전자 장치(130)의 PCB에 실장된 SMD 커넥터(124)에 탈착되거나, 부착될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 웨어러블 장치의 부착 상태를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 피부 부착형 소자(110)는 사용자의 이마에 부착되어 사용자 데이터를 획득할 수 있다. ACF 케이블(121), FPC 케이블(122), FPCB 커넥터(123), SMD 커넥터(124)에 의해 피부 부착형 소자(110)와 탈부착 가능한 전자 장치(130)는 외부 장치와 무선 통신을 수행하여 사용자 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. 여기서, 전자 장치는 블루투스 이어폰을 포함할 수 있으며, 외부 장치는 사용자 단말기, 차량 등을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 시스템(300)은 웨어러블 장치(100) 및 이와 통신하는 차량(200)을 포함할 수 있다.
웨어러블 장치(100)는 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자 및 피부 부착형 소자와 연결되는 전자 장치를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 제1 케이블과 연결되며 전자 장치와 탈부착되는 제2 케이블을 포함할 수 있다. 제1 케이블은 ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함할 수 있으며, 제2 케이블은 FPC(Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치의 보다 구체적인 설명은 도 1 내지 도 6의 설명을 참조한다.
차량(200)은 웨어러블 장치(100)로부터 사용자 데이터를 수신하고, 사용자 데이터에 기초하여 차량 단말기를 제어할 수 있다. 여기서, 차량 단말기는 차량 내부에 탑재된 전자 장치를 의미할 수 있으며, 실시예에 따르면 주행 보조 장치, 멀티미디어 장치, 공조 장치, 조명 장치 등을 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
웨어러블 장치 100
피부 부착형 소자 110
연결 장치 120
전자 장치 130

Claims (12)

  1. 피부에 부착되어 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자;
    상기 피부 부착형 소자에 전력을 공급하는 전자 장치; 및
    상기 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 상기 제1 케이블과 연결되며 상기 전자 장치에 탈부착되는 제2 케이블을 포함하는 연결 장치를 포함하는 웨어러블 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 케이블은
    ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함하는 웨어러블 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 케이블은
    FPC (Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함하는 웨어러블 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 케이블은 FPCB 커넥터와 연결되는 웨어러블 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 FPCB 커넥터와 탈부착될 수 있는 SMD 커넥터를 더 포함하는 웨어러블 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전자 장치는
    상기 SMD 커넥터가 구비된 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 웨어러블 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 장치는
    외부 장치와 무선 통신을 수행하여 상기 사용자 데이터를 상기 외부 장치로 전송하는 웨어러블 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 데이터는 뇌파를 포함하는 웨어러블 장치.
  9. 사용자 데이터를 획득하는 피부 부착형 소자 및 상기 피부 부착형 소자와 연결되는 전자 장치를 포함하는 웨어러블 장치; 및
    상기 웨어러블 장치로부터 상기 사용자 데이터를 수신하고, 상기 사용자 데이터에 기초하여 차량 단말기를 제어하는 차량을 포함하는 웨어러블 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 웨어러블 장치는
    상기 피부 부착형 소자와 연결되는 제1 케이블을 포함하고, 상기 제1 케이블과 연결되며 상기 전자 장치와 탈부착되는 제2 케이블을 포함하는 웨어러블 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 케이블은
    ACF(Anisotropic Conductive Film) 케이블을 포함하는 웨어러블 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 케이블은
    FPC(Flexible Printed Circuit) 케이블을 포함하는 웨어러블 시스템.
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