KR20220045613A - 생체 신호를 측정할 수 있는 스마트 의류 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 의류에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 의류는 섬유 소재로 제공되어, 사용자의 신체에 착용 가능한 구조를 갖는 의류 부재; 및 상기 의류 부재에 위치되어, 사용자의 생체 신호를 감지할 수 있는 신호 감지 유닛을 포함하되, 상기 신호 감지 유닛은, 설정 면적을 가지고, 상기 의류 부재의 내측면 방향으로 노출되게 제공되고, 전도성 섬유로 제공되는 전극 부재; 및 상기 의류 부재의 외측면에 위치되고, 상기 전극 부재와 전기적으로 연결되는 단자 부재를 포함한다.

Description

생체 신호를 측정할 수 있는 스마트 의류{Smart clothing that can measure vital signs}

본 발명은 스마트 의류에 관한 것으로, 보다 상세히 효과적으로 생체 신호를 측정할 수 있는 스마트 의류에 관한 것이다

종전 의류는 착용자의 신체 외부를 덮어 사람의 신체를 외부의 온도 변화 등으로부터 보호 기능, 의류가 갖는 디자인 적인 요소를 통한 패션 적 기능이 일반적이었다. 그러나, 최근 등장하는 의류는 종전의 전통적인 의류가 갖는 기능 외에 전기, 전자적인 기능을 추가적으로 내장하고, 스마트 의류로 지칭되고 있다.

본 발명은 생체 신호를 효과적으로 측정할 수 있는 스마트 의류를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 사용자의 생체 신호를 측정하는 과정에서 노이즈가 개입되는 것이 최소화되는 스마트 의류를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 측정된 생체 신호가 전달되는 과정에서 노이즈가 개입되는 것이 최소화되는 스마트 의류를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 섬유 소재 이외의 소재 사용이 최소화되어, 생산이 용이하고 착용감이 우수한 스마트 의류를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 섬유 소재로 제공되어, 사용자의 신체에 착용 가능한 구조를 갖는 의류 부재 및 상기 의류 부재에 위치되어, 사용자의 생체 신호를 감지할 수 있는 신호 감지 유닛을 포함하되, 상기 신호 감지 유닛은, 설정 면적을 가지고, 상기 의류 부재의 내측면 방향으로 노출되게 제공되고, 전도성 섬유로 제공되는 전극 부재 및 상기 의류 부재의 외측면에 위치되고, 상기 전극 부재와 전기적으로 연결되는 단자 부재를 포함하는 스마트 의류가 제공될 수 있다. 또한, 상기 전극 부재는 상기 의류 부재의 내측면에 플레인 편직 방식으로 짜여 져 형성될 수 있다. 또한, 상기 전극 부재는 상기 의류 부재의 내측면에 파일 조직 형태로 짜여 져 형성될 수 있다. 또한, 상기 신호 감지 유닛은, 전도성 섬유로 제공되고, 일측 단부는 상기 전극 부재에 연결되고, 타측 단부는 상기 단자 부재에 연결되는 연결 부재를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결 부재는 상기 의류 부재의 외측면에 짜여 져 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 부재는 설정 길이를 가지되, 상기 연결 부재의 길이 방향은 상하 방향으로 제공되고 사람의 신체의 중심 영역을 지나는 중심축을 향해 수렴하도록 제공될 수 있다. 또한, 상기 단자 부재는 상기 전극 부재가 위치된 영역의 외측면에 위치되고, 전도성 섬유로 제공되는 고정 섬유에 의해 상기 의류 부재에 고정될 수 있다. 또한, 상기 스마트 의류는, 상기 의류 부재의 외측면에 위치되어, 상기 신호 감지 유닛에서 수신된 생체 신호를 처리하는 신호 처리 부재를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 신호 처리 부재는 상하 방향으로 제공되고 사람의 신체의 중심 영역을 지나는 중심축 상의 일 지점에 위치될 수 있다. 또한, 상기 신호 감지 유닛은, 상기 전극 부재와 인접하게 위치되어, 상기 전극 부재가 사용자의 피부와 접촉되는 것을 보조하는 접촉 보조 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 생체 신호를 효과적으로 측정할 수 있는 스마트 의류가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 사용자의 생체 신호를 측정하는 과정에서 노이즈가 개입되는 것이 최소화되는 스마트 의류가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 측정된 생체 신호가 전달되는 과정에서 노이즈가 개입되는 것이 최소화 되는 스마트 의류가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 섬유 소재 이외의 소재 사용이 최소화되어, 생산이 용이하고 착용감이 우수한 스마트 의류가 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 스마트 의류는 의류 부재, 신호 감지 유닛 및 신호 처리 부재를 포함한다. 의류 부재는 사용자의 신체에 착용 가능한 구조로 제공된다. 의류 부재는 천연 섬유 또는 인조 섬유로 짜여 진 천으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 의류 부재는 사용자의 상체에 착용되는 상의, 사용자의 하체에 착용되는 하의 구조로 제공될 수 있다. 또한, 의류 부재가 상의 구조로 제공될 때, 소매 부분이 있는 구조, 소매 부분이 없는 구조, 소매 부분이 일부만 있는 구조로 제공될 수 있다. 또한, 하의 구조로 제공될 때, 종아리 부분까지 연장된 구조, 허벅지 부분까지 착용되고, 종아리 부분은 생략된 구조로 제공될 수 있다. 또한, 의류 부재는 신체의 일부분에 착용되는 구조로 제공될 수도 있다. 의류 부재가 상의 구조로 제공되고, 소매 부분이 있는 경우가 예로 도시되었다. 의류 부재는 편물(Knit)로 제공되어, 직물(woven)과 비교하여 신축성, 통기성, 흡수성이 향상되게 제공될 수 있다. 의류 부재에는 다른 영역에 비해 높은 단성을 갖는 탄성부가 제공될 수 있다. 탄성부는 의류 부재의 둘레를 따라 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 일 예로, 탄성부는 사용자 신체의 측면에 위치되는 부분 및/또는 사용자 신체의 배면 중앙 영역에 위치되는 부분에 형성될 수 있다. 또한, 의류 부재가 상의 구조로 제공될 때, 탄성부는 소매의 단부에 형성될 수도 있다. 탄성부는 골지(Rib stitch) 구조로 제공될 수 있다. 이하, 스마트 의류가 사용자의 신체에 착용되었을 때, 사용자의 피부를 향하는 면을 스마트 의류 또는 의류 부재의 내측면이라 하고, 외부로 노출되는 면을 스마트 의류 또는 의류 부재의 외측면이라 한다. 신호 감지 유닛은 의류 부재에 위치되어, 사용자의 생체 신호를 감지한다. 신호 감지 유닛은 소매 부분 또는 몸체 부분에 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 신호감지 유닛이 좌측 소매 부분의 앞뒤, 우측 소매 부분 앞뒤 및 몸체 배면 부분에 각각 위치되는 경우가 도시 되었다. 그러나 이는 예시 적인 것이며, 신호 감지 유닛들 중 일부는 생략되거나, 몸체 전면 부분에도 신호 감지 유닛이 위치될 수 있다. 신호 감지 유닛은 전극 부재, 연결 부재 및 단자 부재를 포함한다. 전극 부재는 설정 면적을 가지고 의류 부재의 내측면 방향으로 노출되게 제공된다. 스마트 의류가 사용자의 신체에 착용되면, 전극 부재는 사용자의 신체로부터 생체 신호를 수신한다. 생체 신호는 사용자의 표면 근육에서 수신되는 생체 전기 신호일 수 있다. 전극 부재는 전도성 섬유로 제공된다. 일 예로, 전극 부재는 천연 섬유 또는 인공 섬유에 도전성 소재가 코팅된 구조로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전극 부재는 천연 섬유 또는 인공 섬유에 은(Silver) 코팅 된 구조로 제공될 수 있다. 전극 부재는 전도성 섬유가 의류 부재를 바탕 조직으로 하여, 의류 부재의 내측면에 짜여 져, 설정 면적의 천 구조를 갖는 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 전극 부재는 의류 부재의 내측면에 플레인 편직 방식으로 짜여 져, 설정 면적의 천 구조를 갖도록 제공될 수 있다. 전극 부재는 의류 부재의 내측면에 서로 이격 되어 복수 제공될 수 있다. 소매 부분에 위치되는 전극 부재는 팔꿈치 관절에 인접하게 위치될 수 있다. 등 부분에 위치되는 전극 부재는 상하 방향을 따라 복수 배열될 수 있다. 또한, 등 부분에 위치되는 전극 부재는 상하 방향으로 제공되고 사람의 신체의 중심 영역을 지나는 중심축(이하, 중심축)을 기준으로 좌우에 복수 배열될 수 있다. 이때, 상하 방향으로 배열된 전극 부재는 중심축을 기준으로 좌우 방향으로 이격 된 거리가 동일 또는 상이할 수 있다. 또한, 중심축을 기준으로 좌우에 위치된 전극 부재는 서로 대칭되게 위치될 수 있다. 전극 부재는 적어도 2개 이상이 인접하게 위치되어, 유닛을 이루도록 제공될 수 있다. 일 예로, 전극 부재는 4개가 4각형 형태로 배열되어, 하나의 유닛을 이루도록 제공될 수 있다. 또한, 전극 부재는 2개가 서로 설정 거리 이격 되게 위치되어, 하나의 유닛을 이룰 수 있다. 하나의 유닛에서, 서로 인접하게 위치된 전극 부재는 중심 사이의 거리가 1.8cm내지 2.2cm이격되게 위치될 수 있다. 일 예로, 서로 인접하게 위치된 전극 부재의 중심 사이의 거리는 2cm일 수 있다. 의류 부재의 내측면에는 전극 부재와 인접하게 접촉 보조 부재가 제공될 수 있다. 접촉 보조 부재는 전도성 소재로 제공될 수 있다. 접촉 보조 부재는 핫멜트 형태로 부착될 수 있다. 접촉 보조 부재는 전극 부재가 사용자의 피부와 접촉되는 것을 보조하여, 사용자의 피부와 전극 부재 사이에 발생되는 임피던스를 감소시킬 수 있다. 일 예로, 접촉 보조 부재는 전극 부재 상에 위치되는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 접촉 보조 부재는 전극 부재의 외측 둘레에 위치되는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 접촉 보조 부재는 전극 부재및 전극 부재의 외측 둘레에 위치되는 형태로 제공될 수 있다. 전극 부재는 연결 부재의 일측 단부에 연결될 수 있다. 연결 부재는 설정 길이를 가지고 설정 방향으로 연장되게 제공된다. 연결 부재의 길이 방향은 중심축을 향해 수렴하도록 제공될 수 있다. 구체적으로, 소매 부분에 위치되는 전극 부재에 연결되는 연결 부재는 설정 길이를 가지고, 어깨 부분을 향하도록 연장될 수 있다. 일 예로, 연결 부재의 길이 방향은 소매의 길이 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 전극 부재의 타측 단부는 어깨 부분에 인접하게 위치될 수 있다. 또한, 몸체 부분에 위치되는 전극 부재에 연결되는 연결 부재는 설정 길이를 가지고, 중심축을 향하도록 연장될 수 있다. 또한, 몸체 부분에 위치된 전극 부재에 연결되는 연결 부재의 타측 단부는 상하방향을 따라 선형으로 정렬되게 위치될 수 있다. 인접하게 위치되는 전극 부재에 연결되는 연결 부재들은 의류 부재의 외측면에 설정 무늬 패턴을 형성할 수 있다. 이에 따라, 스마트 의류의 외측면에는 설정 무늬가 형성될 수 있다. 예를 들어, 인접하게 위치되는 연결 부재는 서로 이격된 거리의 중심에 위치되고, 이격된 방향에 대해 수직한 방향으로 제공되는 직선을 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 제공될 수 있다. 예 건데, 인접하게 위치되어 하나의 유닛을 이루는 전극 부재들에 연결되는 연결 부재는 길이 방향이 서로 나란하게 제공되어 대칭되는 형상을 이룰 수 있다. 소매에 위치되는 전극 부재에 연결되는 연결 부재는 2개가 서로 인접하게 위치되고, 소매의 길이 방향을 따라 서로 나란하게 위치될 수 있다. 또한, 4개의 전극 부재가 인접하게 위치되어 하나의 유닛을 이룰 때, 중심축에서 먼 방향에 위치된 2개의 전극 부재에 연결되는 연결 부재는 서로 마주보는 방향의 반대 방향에서 전극 부재에 각각 연결되고, 중심축에서 가까운 방향에 위치된 2개의 전극 부재에 연결되는 연결 부재는 서로 마주보는 방향에서 전극 부재에 각각 연결될 수 있다. 연결 부재는 전도성 섬유로 제공될 수 있다. 일 예로, 연결 부재는 천연 섬유 또는 인공 섬유에 도전성 소재가 코팅된 구조로 제공되는 전도성 섬유로 제공될 수 있다. 예를 들어, 연결 부재는 천연 섬유 또는 인공 섬유에 은(Silver) 코팅 된 구조의 전도성 섬유로 제공될 수 있다. 연결 부재의 적어도 일부 구간은 의류 부재를 바탕 조직으로 하여, 의류 부재의 외측면에 짜여 진 형태로 제공될 수 있다. 단자 부재는 연결 부재의 타측 단부에 연결될 수 있다. 단자 부재는 전도성 소재로 제공된다. 일 예로, 단자 부재는 금속성 소재로 제공되어, 고정 섬유에 의해 의류 부재에 고정될 수 있다. 고정 섬유는 전도성 섬유로 제공될 수 있다. 고정 섬유는 천연 섬유 또는 인공 섬유에 은(Silver) 코팅된 구조로 제공될 수 있다. 단자 부재는 스냅 버튼 구조로 제공될 될 수 있다. 신호 처리 부재는 의류 부재의 외측면에 위치될 수 있다. 신호 처리 부재는 신호 감지 유닛에서 수신된 생체 신호를 처리한다. 신호 처리 부재는 중심축 상의 일 지점에 위치될 수 있다. 일 예로, 몸체의 배면 부분에 전극 부재 및 단자 부재가 위치될 때, 신호 처리 부재는 몸체의 배면 부분의 중심축 상의 일 지점에 위치될 수 있다. 또한, 몸체의 전면 부분에 전극 부재 및 단자 부재가 위치될때, 신호 처리 부재는 몸체의 전면 부분의 중심축 상의 일 지점에 위치될 수 있다. 신호 처리 부재는 수신된 생체 신호를 설정 형태로 처리 가능하게 제공될 수 있다. 일 예로, 신호 처리 부재는 수신된 생체 전기 신호를 증폭하도록 제공될 수 있다. 또한, 신호 처리 부재는 유선 통신 또는 무선 통신 가능하게 제공되어, 수신된 신호를 설정 형태로 처리한 후 스마트 의류의 외부로 송신 가능하게 제공될 수 있다. 전극 부재는 의류 부재를 바탕 조직으로 하여, 파일 조직의 형태로 짜여 질 수 있다. 이에 따라, 전극 부재는 내측면을 향해 부풀어 오른 구조가 되어, 사용자의 피부와의 접촉성이 향상 될 수 있다. 스마트 의류는 사용자가 옷 형태로 착용하는 방식으로 사용될 수 있다. 스마트 의류가 사용될 때, 단자 부재는 신호 처리 부재에 도선을 통해 연결될 수 있다. 도시의 편의를 위해 단자 부재의 일부가 도선에 의해 신호 처리 부재와 연결된 경우가 도시되었다. 그러나, 이는 예시 적인 것으로, 스마트 의류에 제공되는 단자 부재 모두가 신호 처리 부재와 연결되어 사용될 수 있다. 또한, 필요에 따라 일부 단자 부재만 신호 처리 부재와 연결되되, 신호 처리 부재와 연결되는 단자 부재의 위치는 변경될 수 있다. 단자 부재가 스냅 버튼 구조로 제공될 때, 도선의 일측 단부는 단자 부재에 대응되는 구조의 스냅 버튼 구조로 제공될 수 있다. 이에 따라, 도선은 단자부재에 간편하게 연결 및 분리될 수 있다. 스마트 의류가 착용되면, 내측면에 위치된 전극 부재는 사용자의 피부와 접하는 상태가 되어, 사용자의 근육에서 발생되는 생체 전기 신호를 감지할 수 있다. 전극 부재에서 감지된 생체 전기 신호는 연결 부재, 단자 부재를 거쳐 신호 처리 부재에 전달될 수 있다. 그리고, 신호 처리 부재는 수신된 생체 전기 신호를 처리하여 외부에 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 의류는 전극 부재 및 연결 부재가 섬유 형태로 제공되어, 착용감이 우수하다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 의류는 의류 부재를 바탕 소재로 하여, 전극 부재 및 연결 부재가 의류 부재에 짜여 지는 형태로 구성된다. 이에 따라, 신호를 감지 및 신호가 전달되는 구조가 의류 부재에 안정적으로 위치되어, 감지된 신호가 효과적으로 전달될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단자 부재는 중심축 방향으로 수렴되는 위치에 제공될 수 있다. 이에 따라, 도선을 이용하여 단자 부재와 신호 처리 부재를 연결하는 과정이 효과적으로 이루어 질 수 있다. 또한, 단자 부재와 감지 부를 연결하는 도선이 복수 사용될 때, 사용되는 도선의 길이가 짧아지고 도선 사이의 간섭이 줄어들어, 전극 부재에 서 감지된 신호는 변형이 최소화된 상태로 신호처리 부재로 전달될 수 있다. 스마트 의류는 의류 부재, 신호 감지 유닛 및 신호 처리 부재를 포함한다. 의류 부재는 사용자의 신체에 착용 가능한 구조로 제공된다. 예를 들어, 의류 부재는 사용자의 상체에 착용되는 상의, 사용자의 하체에 착용되는 하의 구조로 제공될 수 있다. 신호 감지 유닛은 전극 부재 및 단자 부재를 포함한다. 전극 부재는 설정 면적을 가지고 의류 부재의 내측면 방향으로 노출되게 제공된다. 전극 부재는 사용자의 근육의 위치에 대응하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 소매 부분에 위치되는 전극 부재는 상완 이두근, 상완 요골근 및 척측 수근굴근에 대응되는 부분들 중 적어도 하나 이상에 위치되게 제공될 수 있다. 또한, 몸체 전면 부분에 위치되는 전극 부재는 가슴 근육에 대응되는 부분에 위치될 수 있다. 또한, 몸체 배면 부분에 위치되는 전극 부재는 승모근, 삼각근, 넓은 등근, 극하근 및 대원근에 대응되는 부분들 중 적어도 하나 이상에 위치되게 제공될 수 있다. 이 때, 의류 부재의 몸체 배면 부분은 전극부재가 위치되는 영역별로 구획되게 제공될 수 있다. 예를 들어, 의류 부재는 승모근, 삼각근, 넓은등근, 극하근 및 대원근에 대응되는 부분들의 경계 중 적어도 하나가 절개선으로 구획되게 제공될 수 있다. 단자 부재는 전극 부재가 위치된 영역의 외측면에 위치될 수 있다. 단자 부재는 고정 섬유에 의해 의류 부재에 고정될 수 있다. 고정 섬유는 전도성 섬유로 제공될 수 있다. 고정 섬유는 전극 부재 및 단자 부재를 지나는 형태로 제공되어, 단자 부재는 고정 섬유에 의해 전극 부재와 전기적으로 연결될 수 있다. 신호 감지 유닛에 연결 부재가 생략되는 점 외에, 탄성부를 가질 수 있는 의류 부재, 신호 감지유닛 및 신호 처리 부재의 구성, 사용자의 생체 신호의 측정을 위해 사용되는 방법은 스마트 의류와 동일 또는 유사하므로 반복된 설명은 생략한다. 이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (1)

1. 섬유 소재로 제공되어, 사용자의 신체에 착용 가능한 구조를 갖는 의류 부재 및 상기 의류 부재에 위치되어, 사용자의 생체 신호를 감지할 수 있는 신호 감지 유닛을 포함하되, 상기 신호 감지 유닛은, 설정 면적을 가지고, 상기 의류 부재의 내측면 방향으로 노출되게 제공되고, 전도성 섬유로 제공되는 전극부재 및 상기 의류 부재의 외측면에 위치되고, 상기 전극 부재와 전기적으로 연결되는 단자 부재를 포함하는 스마트 의류.