KR20220032729A - 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스 - Google Patents

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Abstract

펄스 자기장이나 음향 진동을 이용하여 사용자의 신체 부위로 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스가 개시된다. 개시된 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스는 적어도 하나의 자극 제공 모듈; 상기 자극 제공 모듈이 고정되는 프레임; 및 상기 자극 제공 모듈이 삽입되는 제1관통홀이 형성되며, 상기 프레임이 결합된 상태로 사용자의 신체에 탈부착되는 밴드를 포함한다.

Description

자극을 제공하는 웨어러블 디바이스{WEARABLE DEVICE FOR PROVIDING STIMULATION}
본 발명은 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펄스 자기장이나 음향 진동을 이용하여 사용자의 신체 부위로 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
근육과 인대, 관절 등의 염증 및 통증 완화를 위해, 해당 부위로 자극을 제공하는 장치들이 개발되고 있다. 대표적으로 저주파를 이용하여 자극을 제공하는 EMS나 수직 캠운동을 이용하여, 직접 신체부위를 자극하는 장치들이 있다.
하지만 이러한 장치들은 피부에 지나치게 강한 자극을 제공함으로써, 화상을 유발할 수도 있고 심지어는 골절을 유발할 수도 있다.
이에 따라 최근에는 자기장이나 음향 진동을 이용하여, 피부에 대한 직접적인 자극은 줄여주면서 염증 및 통증 완화 효과를 높이는 웨어러블 디바이스들이 개발되고 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1608222호 및 10-1487323호가 있다.
본 발명은 펄스 자기장이나 음향 진동을 이용하여, 특정 신체 부위로 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 자극 제공 모듈에 대한 용이한 고장 수리를 지원하는 웨어러블 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 자극 제공 모듈; 상기 자극 제공 모듈이 고정되는 프레임; 및 상기 자극 제공 모듈이 삽입되는 제1관통홀이 형성되며, 상기 프레임이 결합된 상태로 사용자의 신체에 탈부착되는 밴드를 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 펄스 자기장이나 음향 진동을 이용하여 관절이나, 근육 등으로 자극을 제공함으로써, 관절이나 근육 등의 통증, 염증 등이 완화될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 독립적으로 탈부착되는 진동 자극 모듈과 고장 감지 모드를 제공함으로써, 웨어러블 디바이스의 고장 수리가 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자극 제공 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스를 설명하기 위한 도면으로서, 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시각 데이터 제공부를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 발명은 무릎이나 어깨, 손목 등의 관절이나 허벅지 등의 근육 부위에 착용되어, 해당 부위로 자극을 제공하여, 해당 부위의 통증, 부종 및 염증 등을 완화시킬 수 있는 웨어러블 디바이스에 관한 발명이다.
본 발명은 일실시예로서, 펄스 자기장(Pulsed Electro-Magnetic Field, PEMF) 또는 음향 진동을 사용자에게 제공되는 자극으로 이용한다. 펄스 자기장은 혈액을 이온화시키고 혈관을 확장시켜 혈류 개선과 신진 대사를 촉진하며, 신경을 자극하여 신경을 재생하고 통증을 완화하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 음향 진동은, 인체의 60~65%를 구성하고 있는 물을 매질삼아 체내로 전달되어, 세포 재생, 신경활성화 및 통증 완화 유도의 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 적어도 하나의 자극 제공 모듈(111 내지 115), 프레임(120) 및 밴드(130)를 포함한다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만, 자극 제공 모듈(111 내지 115)을 제어하는 제어부와 자극 제공 모듈(111 내지 115)로 전력을 제공하는 배터리가 더 포함될 수 있다.
자극 제공 모듈(111 내지 115)은 프레임(120)에 고정되며, 프레임(120)은 밴드(130)에 결합된다. 밴드(130)에는 자극 제공 모듈(111 내지 115)이 삽입되는 제1관통홀(131 내지 135)이 형성되며, 밴드(130)는 프레임(120)이 결합된 상태로 사용자의 신체에 탈부착된다. 프레임(120) 역시 밴드(130)에 탈부착될 수 있다.
사용자는, 밴드(130)에 삽입되어 밴드(130)로부터 돌출된 자극 제공 모듈(111 내지 115)이 피부에 접촉하도록, 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 착용할 수 있다.
자극 제공 모듈은, 밴드(130)가 착용된 신체 부위의 방향으로 음향 진동을 제공하는 음향 진동 모듈(111)을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서, 밴드(130)가 착용된 신체 부위의 방향으로 자기장을 조사하는 적어도 하나의 펄스 자기장 모듈(112 내지 115)을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 음향 진동 모듈(115)의 주변(121)에 배치되는 압전 소자 레이어를 더 포함할 수 있다. 압전 소자 레이어는 프레임(120)의 일면에 배치되거나, 또는 프레임 내부에 배치될 수 있다.
압전 소자 레이어는 음향 진동 모듈(115)로부터 제공되는 음향 진동에 의해 진동하며, 이러한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 변환된 전기 에너지는 배터리에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프레임을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자극 제공 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 프레임(120)은 도 1과 같은 사각형 형상 뿐만 아니라, 십자가 형상과 같이 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 프레임(120)은, 웨러러블 디바이스에 대한 용이한 고장 수리를 지원할 수 있도록, 원통형 형상의 자극 제공 모듈이 탈부착되는 적어도 하나의 제2관통홀(122)과, 자극 제공 모듈로 전력을 제공하는 제1커넥터(123)를 포함할 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 자극 제공 모듈(111) 역시 사용자의 용이한 고장 수리를 지원할 수 있도록, 자극 제공 모듈(111)의 외주면에 형성되며, 프레임의 제2관통홀(122)에 결합되는 링형상의 홈(311) 및 제1커넥터(123)에 결합되는 제2커넥터(312)를 포함할 수 있다.
프레임과 자극 제공 모듈이 일체형인 경우에는, 고장 수리에 관한 전문적인 지식이 없는 사용자가, 고장이 발생한 자극 제공 모듈을 스스로 교체하기 어렵다. 하지만 본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자가 프레임의 제2관통홀(122)에 결합된 고장난 자극 제공 모듈을 프레임(120)으로부터 분리하고 제1 및 제2커넥터(123, 312)를 분리함으로써, 용이하게 프레임(120)에서 고장난 자극 제공 모듈을 제거할 수 있다. 그리고 사용자는 새로운 자극 제공 모듈의 제2커넥터(312)를 제1커넥터(123)와 연결하고, 새로운 자극 제공 모듈을 제2관통홀(122)에 결합함으로써, 자극 제공 모듈의 교체를 완료할 수 있다.
제2관통홀(122)의 지름은 홈(311)의 지름보다 작으며, 프레임(120)은 신축성 있는 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 사용자는 제2관통홀(122)에서 용이하게 자극 제공 모듈(111)을 제거하거나, 자극 제공 모듈(111)을 제2관통홀(122)에 결합시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밴드(130)은 접촉부(136)를 더 포함할 수 있다.
접촉부(136)에는 사용자의 관절의 돌출부와의 접촉 영역이 표시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 영역은 일실시예로서 동심원으로 표시될 수 있으며, 사용자는 밴드(130)의 접촉 영역이 관절의 돌출부에 접촉되도록, 웨어러블 디바이스를 착용할 수 있다. 그리고 밴드의 제1관통홀(131 내지 134)은, 접촉부(136)로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1관통홀(131 내지 134)을 통해, 자극 제공 모듈이 사용자의 관절 돌출부 주변에 접촉하여 자극을 제공할 수 있다.
무릎이나 팔꿈치와 같은 관절에는, 돌출된 뼈에 의한 돌출부가 존재하는데, 이러한 돌출부에는 자극이 제공되더라도 통증 완화 등의 효과를 기대하기 어렵다. 관절의 돌출부 주변 영역에 자극이 제공될 경우 통증 완화 등의 효과가 극대화될 수 있기 때문에, 본 발명의 일실시예에 따른 밴드는, 사용자의 관절의 돌출부에 밴드의 접촉부(136)가 접촉될 수 있도록 표시를 하고, 접촉부(136) 주변에 제1관통홀(131 내지 134)을 배치함으로써, 관절의 돌출부 주변 영역에 자극이 제공될 수 있도록 유도한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스를 설명하기 위한 도면으로서, 단면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 패드(540) 및 차폐부(550)를 더 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서 하우징(560)을 더 포함할 수 있다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만, 프레임은 자극 제공 모듈 뿐만 아니라 패드(540), 차폐부(560) 등을 고정시킬 수 있다.
패드(540)는 신체 부위에 부착되며, 패드(540)가 부착되는 신체 부위의 표면 형상에 따라서 변형될 수 있는 신축성 있는 재질일 수 있다.
펄스 자기장 모듈(111, 112)은 패드(540) 상에 배치되며, 차폐부(550)는 신체 부위의 방향과 반대 방향으로 조사되는 펄스 자기장 모듈(111, 112)의 자기장을 차폐한다. 차폐부(550)는 음향 진동 모듈(115)과 펄스 자기장 모듈(111, 112) 사이에 배치되며, 따라서 자기장이 음향 진동 모듈(115)에 미치는 영향이 감소될 수 있다. 실시예에 따라서, 자기장이 제어부와 배터리에 미치는 영향을 줄이기 위해서, 제어부와 배터리는 차폐부(550)와 음향 진동 모듈(115) 사이에 배치될 수 있다.
하우징(560)은 자극 제공 모듈(111, 112, 115), 프레임 및 차폐부(550)를 덮어 외부 충격이나 이물질 등으로부터 자극 제공 모듈(111, 112, 115), 프레임 및 차폐부(550)를 보호한다. 이 때 도 5에 도시된 바와 같이, 음향 진동 모듈(115)은 하우징(560)의 내부 벽면에 배치될 수 있다. 프레임은 하우징(560)의 내부 벽면에 결합되어, 음향 진동 모듈(115)을 차폐부(550)와 이격된 상태로 고정시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징은 외부 벽면에 배치된 시각 데이터 제공부(611, 613, 615)를 더 포함할 수 있으며, 시각 데이터 제공부(611, 613, 615)는 도 6에서 자세히 설명된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시각 데이터 제공부를 설명하기 위한 도면으로서, 하우징의 외벽에 배치된 시각 데이터 제공부를 나타낸다.
시각 데이터 제공부는 고장 감지 모드에서, 활성화된 자극 제공 모듈을 표시하며, LED와 같은 발광 소자를 이용하여 활성화된 자극 제공 모듈에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 실시예에 따라서 시각 데이터 제공부는 밴드에 배치되거나 프레임에 배치될 수 있으며, 사용자가 육안으로 확인 가능한 다양한 위치에 배치될 수 있다.
일실시예로서, 시각 데이터 제공부는 웨어러블 디바이스에 이용된 자극 제공 모듈의 개수만큼의 발광 소자를 이용하여 활성화된 자극 제공 모듈을 표시할 수 있다. 도 6에서는 도 1과 같이, 자극 제공 모듈이 배치된 경우에, 하우징의 외벽에 배치된 시각 데이터 제공부가 일실시예로서 도시된다. 제1 내지 제4발광 소자(611 내지 614)는 펄스 자기장 모듈(111 내지 114)에 대응되며, 제5발광 소자(615)는 음향 진동 모듈(115)에 대응된다.
자극 제공 모듈은 고장 감지 모드에서, 서로 다른 타임 윈도우에서 활성화되며, 미리 설정된 순서에 따라서 순차적으로 온/오프될 수 있다. 예컨대, 제1펄스 자기장 모듈(111)이 미리 설정된 자극 제공 시간동안 턴온되어 자극을 제공한 후 오프되고, 이후 제2펄스 자기장 모듈(112)이 미리 설정된 자극 제공 시간 턴온되어 자극을 제공한후 오프될 수 있다. 이에 따라 제1발광 소자(611)가 제1펄스 자기장 모듈(111)의 자극 제공 시간동안 턴온되어 발광한 후 오프되고, 제2발광 소자(612)가 제2펄스 자기장 모듈(112)의 자극 제공 시간동안 턴온되어 발광한 후 오프될 수 있다.
복수의 자극 제공 모듈이 사용되는 경우, 일부 자극 제공 모듈이 고장이 나더라도 나머지 자극 제공 모듈이 자극을 제공하기 때문에 사용자는 자극 제공 모듈의 고장을 용이하게 파악하기 어렵다.
이에 본 발명의 일실시예는 고장 감지 모드를 제공하고, 고장 감지 모드에서는 복수의 자극 제공 모듈이 각각 서로 다른 시간에 자극을 제공하며, 시각 데이터 제공부가 자극을 제공하는 자극 제공 모듈에 대한 정보를 시각적으로 사용자에게 제공한다. 따라서 사용자는 자극 제공 모듈 중 고장이 발생한 자극 제공 모듈을 용이하게 확인할 수 있다.
예컨대 전술된 예시에서, 제2발광 소자(612)가 발광하는 동안 사용자가 아무런 자극을 느끼지 못한다면, 사용자는 제2펄스 자기장 모듈(112)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 자극 제공 모듈;
    상기 자극 제공 모듈이 고정되는 프레임; 및
    상기 자극 제공 모듈이 삽입되는 제1관통홀이 형성되며, 상기 프레임이 결합된 상태로 사용자의 신체에 탈부착되는 밴드
    를 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자극 제공 모듈은
    상기 밴드가 착용된 신체 부위의 방향으로 음향 진동을 제공하는 음향 진동 모듈
    을 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자극 제공 모듈은
    상기 신체 부위의 방향으로 자기장을 조사하는 적어도 하나의 펄스 자기장 모듈
    을 더 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 신체 부위에 부착되는 패드; 및
    상기 신체 부위의 방향과 반대 방향으로 조사되는 상기 펄스 자기장 모듈의 자기장을 차폐하는 차폐부를 더 포함하며,
    상기 펄스 자기장 모듈은, 상기 패드 상에 배치되며,
    상기 차폐부는, 상기 음향 진동 모듈과 상기 펄스 자기장 모듈 사이에 배치되는
    자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 자극 제공 모듈, 상기 프레임 및 상기 차폐부를 덮는 하우징을 더 포함하며,
    상기 프레임은
    상기 하우징의 내부 벽면에 결합되어, 상기 음향 진동 모듈을 상기 차폐부와 이격된 상태로 고정시키는
    자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 프레임은
    상기 음향 진동 모듈의 주변에 배치되는 압전 소자 레이어
    를 더 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은
    원통형 형상의 상기 자극 제공 모듈이 탈부착되는 적어도 하나의 제2관통홀; 및
    상기 자극 제공 모듈로 전력을 제공하는 제1커넥터를 포함하며,
    상기 자극 제공 모듈은,
    상기 자극 제공 모듈의 외주면에 형성되며, 상기 제2관통홀에 결합되는 링형상의 홈; 및
    상기 제1커넥터에 결합되는 제2커넥터
    를 포함하는 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 밴드는
    상기 사용자의 관절의 돌출부와의 접촉 영역이 표시된 접촉부를 더 포함하며,
    상기 제1관통홀은
    상기 접촉부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치되는
    자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
  9. 제 1항에 있어서,
    고장 감지 모드에서, 활성화된 자극 제공 모듈을 표시하는 시각 데이터 제공부를 더 포함하며,
    상기 자극 제공 모듈은
    상기 고장 감지 모드에서, 서로 다른 타임 윈도우에서 활성화되는
    자극을 제공하는 웨어러블 디바이스.
KR1020200114425A 2020-09-08 2020-09-08 자극을 제공하는 웨어러블 디바이스 KR20220032729A (ko)

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