WO2020040328A1 - 유연패치를 포함하는 탈부착 가능 웨어러블 장치 - Google Patents

유연패치를 포함하는 탈부착 가능 웨어러블 장치 Download PDF

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WO2020040328A1
WO2020040328A1 PCT/KR2018/009762 KR2018009762W WO2020040328A1 WO 2020040328 A1 WO2020040328 A1 WO 2020040328A1 KR 2018009762 W KR2018009762 W KR 2018009762W WO 2020040328 A1 WO2020040328 A1 WO 2020040328A1
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WO
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electronic module
coupling member
flexible patch
present
flexible
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/009762
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English (en)
French (fr)
Inventor
김준철
박세훈
이성호
Original Assignee
전자부품연구원
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a wearable device, and to a wearable device capable of measuring and managing body information.
  • most wearable devices are configured to place inflexible components such as various sensors, batteries, communication modules, and the like on a substrate.
  • the wearable device may be used in various fields by applying a sensor for measuring a user's body change, such as body temperature, heart rate, electrocardiography (ECG), and electromyography, and fitness products are forming a market.
  • a sensor for measuring a user's body change such as body temperature, heart rate, electrocardiography (ECG), and electromyography, and fitness products are forming a market.
  • An object of the present invention is to provide a wearable device in which a package and a module can be easily attached and detached to facilitate electrical connection.
  • a wearable device includes an electronic module including at least one protruding electrode; A flexible patch including a contact electrode electrically connected to at least one protruding electrode; And a coupling member covering one surface of the flexible patch and at least one side of the electronic module such that the contact electrode of the flexible patch is in close contact with at least one protruding electrode of the electronic module.
  • the coupling member has a groove or hole for receiving a portion of the electronic module and the flexible patch.
  • At least one fitting groove is provided on at least one side of the electronic module or on an opposite surface of the coupling member which is in contact with one surface of the flexible patch, such that the electronic module and the flexible patch are coupled to the fitting groove.
  • the depth of the part and the other part of the fitting groove is different depending on the position provided.
  • the coupling member at least one fixing protrusion on the surface in contact with the electronic module and the flexible patch.
  • the coupling member is elastic
  • the flexible patch and the coupling member is detachable from the electronic module.
  • a plurality of flexible patches are provided, a plurality of flexible patches are coupled to each outer surface of the electronic module.
  • the electronic module further includes a receiving portion in which a plurality of flexible patches are mounted overlapping.
  • the groove is provided on at least one outer surface of the electronic module, the coupling member is coupled to the groove.
  • Wearable device has an effect that the electrical connection is easy because the package and the module can be easily removable.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a coupling diagram of an electronic module and a flexible patch in an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 illustrates a coupling member and an electronic module in an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 illustrates an elastic member and an electronic module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a coupling member in an embodiment of the present invention.
  • 6A is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 1.
  • 6B is a cross-sectional view taken along line b-b 'of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a coupling diagram in which a plurality of flexible patches are mounted on the electronic module and the coupling member in an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a view illustrating an accommodation part of an electronic module according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the coupling between the electronic module and the flexible patch of FIG. 9.
  • the wearable device is configured such that various components such as sensors, batteries, and communication modules are disposed on a substrate, and is attached to a user's body to provide cardiac function, sleep quality, exercise amount, muscle movement information, and the like. Means a device for measuring various body information.
  • the wearable device of the present invention proposed to solve the above problems includes a flexible patch having flexibility and elasticity configured with a flexible sensor and wiring, and an electronic module configured by compactly integrating a battery and a communication module.
  • the flexible patch and the electronic module is detachably configured, the electronic module can be reused.
  • the size, thickness and shape of the respective components are exaggerated for convenience of description, and in actual wearable devices may have different sizes and shapes.
  • the size of the electronic module may be provided in a flat plate type flatter than in the drawings to facilitate attachment to removable materials such as clothing.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • a wearable device 100 may include an electronic module 10 including at least one protruding electrode 11; A flexible patch 20 including a contact electrode 21 electrically connected to at least one protruding electrode 11; And one surface of the flexible patch 20 and at least one side surface of the electronic module 10 such that the contact electrode 21 of the flexible patch 20 is in close contact with at least one protruding electrode 11 of the electronic module 10. Covering coupling member 30 is included.
  • the flexible patch 20 and the coupling member 30 is provided to be detachable from the electronic module 10.
  • the electronic module 10 is electrically connected to the flexible patch 20 to control the operation of the sensor unit 23 formed in the flexible patch 20, and the user's body change data measured through the sensor unit 23. Save it. In addition, it is provided to transmit and receive data measured through short-range communication with an external device.
  • the electronic module 10 may be formed of several layers of a printed circuit board (PCB) substrate and a flexible flexible printed circuit board (FPCB) substrate, and various components and chips used in a wearable device may be disposed on the substrate. have.
  • PCB printed circuit board
  • FPCB flexible flexible printed circuit board
  • the electronic module 10 is formed with a circuit portion 13 for electrically connecting each component therein.
  • the circuit unit 13 controls the operation of the sensor unit 23 and at the same time converts the measurement value measured by the sensor unit 23 into an electrical signal to generate data, a storage unit for storing the data received from the control unit And a communication unit configured to transmit and receive data stored in the storage unit to and from an external device using short-range communication.
  • control unit may further include a circuit for controlling the sensor unit 23, and controls the operation of the sensor unit 23, such as starting or stopping the operation of the sensor unit 23. Provided to do so.
  • the control unit may automatically control the sensor unit 23 so that the sensor unit 23 operates only in a certain condition or more by sensing the measurement environment, and as the control member is operated, the operation of the control unit may be manually controlled.
  • the control unit automatically detects when the body enters the sleep stage. It can be provided to control the operation of (23).
  • the controller is a sensor unit 23. May be provided to control.
  • the controller may measure a physical quantity from the sensor unit 23 or detect an operation state of the sensor unit 23 to convert the measured or detected information into an electrical signal, and transmit the converted electrical signal to the storage unit.
  • the controller may cut off power supply to unnecessary parts included in the wearable device 100 when power is supplied to specific parts, such as when there is no manual control of the user or when the body is not detected to wear. It can be minimized.
  • the storage unit may include an internal memory or an external memory to store the data received from the controller.
  • the external memory may be configured to be functionally or physically connected to the storage through separate wiring and various interfaces.
  • Internal memory includes volatile memory (DRAM (dynamic RAM), SRAM (static RAM) or SDRAM (synchronous dynamic RAM), etc.), nonvolatile memory (OTPROM (One Time Programmable ROM), PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable Programming). ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), mask ROM, flash ROM, flash memory, Hard Drive, or Solid State Drive (SSD).
  • DRAM dynamic RAM
  • SRAM static RAM
  • SDRAM synchronous dynamic RAM
  • External memory can be a flash drive, for example, compact flash (CF), secure digital (SD), Micro-SD, Mini-SD, extreme digital (XD), multi-media card (MMC) or memory stick. And the like.
  • CF compact flash
  • SD secure digital
  • XD extreme digital
  • MMC multi-media card
  • the storage unit may store various types of program data or algorithm data required for the wearable device 100 to be executed.
  • the communication unit is a module for short-range communication, and may be provided to communicate with an external device, a terminal, a server, and the like as it is wirelessly connected to an external network.
  • the communication unit may include a wireless LAN, Wi-Fi, Bluetooth, zigbee, Wi-Fi Direct, ultra wideband, and infrared communication (IrDA). It may include a module for implementing a communication function, such as Bluetooth Low Energy (BLE), Near Field Communication (NFC).
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • NFC Near Field Communication
  • the communication unit may be provided to be connected with a display device for displaying measurement data and an alarm device for transmitting an alarm to a user in a specific situation, and may include a smart device, a biometric device, an emergency alarm device, an environmental measurement device, and a GPS ( It can be used in combination with various devices such as Global Positioning System.
  • the electronic module 10 includes at least one protruding electrode 11, the protruding electrode 11 is provided to be in close contact with the contact electrode 21 of the flexible patch 20.
  • the electronic module 10 may be formed in the form of a polyhedron including a planar shape of a circular, elliptical, rectangular shape or a cylindrical, triangular prism, square pillar shape, and the like, and is provided in various forms to suit the purpose of use and the application field.
  • the shape of the electronic module 10 is not limited to the drawings, and any shape may be applied as long as the shape of the electronic module 10 has a surface on which the protruding electrode 11 may be formed to be in contact with the contact electrode 21 of the flexible patch 20.
  • the flexible patch 20 is attached to the upper portion of the body to be electrically connected to the electronic module 10, it may be made of a material having a flexible wiring formed therein. Accordingly, the flexible patch 20 can be bent or bent freely, it can be easily in close contact with the body having a bend.
  • the flexible patch 20 may include a sensor unit 23 equipped with various sensors capable of measuring the user's body information according to the purpose of use.
  • the sensor unit 23 may include at least one or more types of various sensors capable of measuring the user's body information, and may include biometric information (body temperature, weight, BMI (body mass index)), heart function (heart rate, electrocardiogram (ECG). (Electrocardiogram)) and exercise information (movement distance, estimated calories burned, speed, acceleration, respiratory volume) can be measured, as well as various body information such as sleep quality (sleep stage according to brain waves) and muscle movement information. It is provided for sensing or measuring.
  • biometric information body temperature, weight, BMI (body mass index)
  • heart function heart rate
  • electrocardiogram electrocardiogram
  • exercise information movement distance, estimated calories burned, speed, acceleration, respiratory volume
  • sleep quality sleep quality
  • muscle movement information muscle movement information
  • the heart rate sensor is mounted on the sensor unit 23, and transmits and receives the detected heart rate information of the user with a vehicle or a smart phone to be applied to real-time display information, and may be provided to enable real-time monitoring.
  • the sensor unit 23 includes a contact electrode 21 electrically connected to the at least one protruding electrode 11, and is provided to be detachable from the electronic module 10.
  • FIG. 2 is a coupling diagram of an electronic module and a flexible patch in an embodiment of the present invention.
  • one end of the flexible patch 20 is provided in a folded form, and provided to be in contact with the electronic module 10, and the contact electrode 21 disposed on one side of the folded patch 20 protrudes. It is formed at a position opposite to the electrode 11.
  • the protruding electrode 11 is shown as a projection, and the contact electrode 21 is illustrated as a groove, but the present invention is not limited thereto, and any shape may be applied as long as the two electrodes are in contact with each other.
  • both the protruding electrode 11 of the electronic module 10 and the contact electrode 21 of the flexible patch 20 may be provided in a protruding shape to be in contact with each other. It may be provided to engage in form.
  • the lower surface of the flexible patch 20 in contact with the body and the lower surface of the above-described electronic module 10 is formed with an adhesive layer, it may be provided to be easily bonded to the body.
  • an adhesive containing silicon is generally used, but is not limited thereto, and may be provided in various materials.
  • the contact force with the body can be further improved, thereby preventing the user from being impeded.
  • the coupling member 30 is in close contact with the contact electrode 21 of the flexible patch 20 to at least one protruding electrode 11 of the electronic module 10. If possible, it is provided to cover one surface of the flexible patch 20 and at least one side of the electronic module 10.
  • the coupling member 30 covers one surface of the flexible patch 20 and at least one side surface of the electronic module 10, the coupling member 30 is configured to accommodate both the electronic module 10 and one surface of the flexible patch 20.
  • the flexible patch 20 is prevented from being separated from the electronic module 10.
  • the coupling member 30 may be provided in the form having a groove or a hole for receiving a portion of the electronic module 10 and the flexible patch 20.
  • the coupling member 30 may be provided in the form of a cap having a lower opening to form a groove, or in a shape having a hole as shown in FIG. 1, but the shape is not limited to the drawing.
  • FIG 3 illustrates a coupling member and an electronic module in an embodiment of the present invention.
  • the coupling member 30 may be provided in a shape corresponding to the shape of the electronic module 10.
  • the shape of the coupling member 30 may be provided in various polyhedrons according to the shape of the electronic module 10, and the shape is not limited to the drawings.
  • FIG 4 illustrates an elastic member and an electronic module according to an embodiment of the present invention.
  • the coupling member 30 may be provided to have elasticity. Accordingly, the shape of the groove or hole of the coupling member 30 in which the electronic module 10 and the flexible patch are accommodated does not have to correspond to the shape of the electronic module 10. That is, the shape of the coupling member 30 may be freely deformed regardless of the various shapes of the above-described electronic module 10.
  • the shape of the groove or hole formed inside the coupling member 30 is also deformable, and its size may also be provided to expand or contract.
  • the coupling member 30 is illustrated in the shape of a circular ring in the drawings, the shape is not limited to the drawings and may be provided in various shapes.
  • the hole is formed in the coupling member 30 in the vertical direction, so that the electronic module 10 is coupled to the hole in the vertical direction, but the present invention is not limited thereto. Can be applied as
  • the coupling member may be provided to have a groove formed on the lower side may be provided in a structure surrounding the electronic module.
  • the coupling member may be provided in a form in which one side is opened when viewed in a plan view.
  • FIG. 5 is a perspective view of a coupling member in an embodiment of the present invention.
  • the coupling member 30 may be provided in a “c” shape when viewed in plan view, and the electronic module 10 is laterally oriented through an open side of the coupling member 30. By fitting to the coupling member 30 can be.
  • the shape of the coupling member 30 may be provided in various ways.
  • the coupling member 30 may be in close contact with at least one protruding electrode 11 of the electronic module 10. ) May be applied to any shape as long as the cover covers one surface of the flexible patch 20 and at least one side of the electronic module 10.
  • At least one fitting groove is provided on at least one side surface of the electronic module or an opposing surface of the coupling member which is in contact with one surface of the flexible patch, so that the electronic module and the flexible patch are fitted in the fitting groove. It is provided to be combined.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 1
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line b-b' of FIG. 1.
  • the electronic module 10 is coupled to the fitting groove 31 in the following manner.
  • the electronic module 10 equipped with the flexible patch 20 may be coupled through the opened one side.
  • the electronic module 10 may be accommodated regardless of the shape of the electronic module 10.
  • the coupling member 30 may be provided so that the depth of the portion and the remaining portion of the fitting groove 31 is different depending on the position provided with the fitting groove 31.
  • the depth of the side of the coupling member 30 in which the fitting groove 31 is not formed or the fitting groove 31 of the coupling member 30 is relatively shallow. It is possible to easily attach and detach the electronic module 10 through the side surface in which the fitting groove 31 is formed.
  • the depth of the fitting groove 31 of the coupling member 30 may be mounted to be inserted into the relatively deep fitting groove 31. Accordingly, by minimizing the possibility that the flexible patch 20 is separated to the outside of the electronic module 10 and the coupling member 30, it is possible to further improve the convenience of the user.
  • the coupling member 30 may include at least one fixing protrusion 33 on a surface in contact with the electronic module 10 and the flexible patch 20.
  • the fixing protrusion 33 is formed on the upper and lower surfaces of the surfaces in which the fitting groove 31 is formed, and serves to prevent the electronic module 10 from being separated or separated from the coupling member 30.
  • the fixing projection 33 is formed on the side of the fitting groove 31 is formed, it serves to fix the electronic module 10 and the flexible patch 20 so as not to be separated to the outside.
  • the fixing protrusion 33 may be disposed on all surfaces of the coupling member 30 in which the fitting groove 31 is formed, or only on some surfaces, as necessary.
  • the fixing patch 33 may be formed only in a portion in which the flexible patch 20 is inserted into contact with the coupling member 30.
  • the shape and arrangement method of the fixing protrusion 33 is not limited to the drawings, and may be applied in various forms.
  • FIG. 7 is a coupling diagram in which a plurality of flexible patches are mounted on the electronic module and the coupling member in an embodiment of the present invention.
  • a plurality of flexible patches 20 may be provided, and a plurality of flexible patches 20 may be provided to be coupled to each outer surface of the electronic module 10. have.
  • a plurality of flexible patches 20 each having a different type of sensor unit can be mounted on one electronic module 10, so that various body information can be used at once using a single device without replacing the sensor. It can be measured.
  • each outer surface of the electronic module 10 having a hexagonal shape when viewed in plan view is not limited thereto.
  • At least one flexible patch may be provided and coupled to at least one side of an outer surface of the electronic module.
  • FIG 8 is a view illustrating an accommodation part of an electronic module according to one embodiment of the present invention.
  • the electronic module 10 further includes a receiving portion 15 in which a plurality of flexible patches 20 are overlapped and mounted. More specifically, the receiving unit 15 is formed on any one of the outer surfaces of the electronic module 10 so that unused patches or replacement patches can be mounted.
  • the flexible patch 20 is provided in a small size and is made of a material having a thin and flexible, there is a problem that is troublesome to carry.
  • the portable patch 20 is easily stored to improve portability.
  • the user's convenience is improved.
  • the shape of the electronic module formed of a polyhedron is illustrated in the drawings, but the shape of the electronic module is not limited thereto and may be provided in various forms.
  • a cylindrical electronic module having a circular shape and extending in the longitudinal direction will be described in a plan view.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the coupling between the electronic module and the flexible patch of FIG. 9.
  • the groove 17 is formed in the centrifugal direction on the outer circumferential surface of the cylindrical electronic module 10, and the coupling member 30 is formed in the groove 17. It may be provided to be combined. That is, unlike the form in which the electronic module is inserted into the fitting groove formed in the coupling member in the above embodiments, the groove 17 is provided on the outer circumferential surface of the electronic module 10, the coupling member 30 is a groove ( 17) is inserted into the structure.
  • a protruding electrode 11 protruding in the circumferential direction may be provided on the outer circumferential surface of the electronic module 10 forming the recess 17. Accordingly, the contact electrode 21 of the flexible patch 20 may contact the protruding electrode 11 of the electronic module 10 without a predetermined coupling position. Accordingly, the flexible patch 20 may be freely mounted on all outer circumferential surfaces of the electronic module 10 in which the grooves 17 are formed.
  • the contact electrode 21 of the flexible patch 20 is formed in a recessed shape so as to correspond to the shape of the protruding electrode 11 of the electronic module 10, the protruding electrode 11 and the contact electrode 21 This can be more easily combined and in close contact.
  • the protruding electrode 11 forms not only the outer circumferential surface of the electronic module 10 but also the groove 17 and may be disposed on all the surfaces in contact with the flexible patch 20.
  • the contact electrode 21 of the flexible patch 20 may also be provided in the shape of a groove or a protrusion on one side of the folded one end of the flexible patch 20 and a lower surface that is in contact with the electronic module 10.
  • Shapes of the protruding electrode 11 and the contact electrode 21 are not limited to the drawings and may be provided in various shapes. The shape is applicable to any structure that is coupled to each other regardless of the insertion relationship of the electronic module 10 and the flexible patch 20.
  • the wearable device according to an embodiment of the present invention may be implemented in various shapes in addition to the shape shown in the drawings, and the electronic module may be provided in the shape of a polyhedron or a flat plate instead of the cylindrical shape described above.
  • the groove may be formed on at least one outer surface of the electronic module, the protruding electrode may be disposed on the outer surface of the electronic module forming the groove.
  • a method of forming the shape of the electronic module having the groove in addition to arranging the groove on the outer surface of the electronic module, by coupling the T-shaped member to the upper surface of the flat electronic module You can also make a shape like this.
  • the shape of the electronic module includes all forms having grooves to which the coupling member may be coupled, and the meaning thereof may be extended.
  • the package and the module can be easily attached and detached in the use of a compact module having high integration of the flexible stretchable patch, battery and communication module, etc. It works.
  • the wearable device of the present invention can overcome this limitation by applying a single use method.
  • the wearable device of the present invention can effectively reduce the production cost in the mass production process because the small electronic module can be reused continuously and only replace the flexible patch.

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 따른 웨어러블 장치는 적어도 하나의 돌출전극을 포함하는 전자모듈; 적어도 하나의 돌출전극에 전기적으로 연결되는 접촉전극을 포함하는 유연패치; 및 유연패치의 접촉전극이 전자모듈의 적어도 하나의 돌출전극에 밀착되도록, 유연패치의 일면과 전자모듈의 적어도 하나의 측면을 덮는 결합부재를 포함한다.

Description

유연패치를 포함하는 탈부착 가능 웨어러블 장치
본 발명은 웨어러블 장치에 관한 것으로, 신체정보를 측정하고 관리할 수 있는 웨어러블 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대부분의 부착형 웨어러블 장치들은 기판 위에 다양한 센서, 배터리 및 통신 모듈 등과 같은 유연하지 못한 부품이 배치되도록 구성된다.
이러한 웨어러블 장치에는 체온, 심박수, ECG(Electrocardiography) 및 근전도 등 사용자의 신체변화를 측정하기 위한 센서가 적용되어 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 특히 피트니스용 제품들이 시장을 형성하고 있다.
본 발명의 목적은, 패키지와 모듈이 용이하게 탈부착 가능하여 전기적 접속이 용이하게 이루어지는 웨어러블 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 적어도 하나의 돌출전극을 포함하는 전자모듈; 적어도 하나의 돌출전극에 전기적으로 연결되는 접촉전극을 포함하는 유연패치; 및 유연패치의 접촉전극이 전자모듈의 적어도 하나의 돌출전극에 밀착되도록, 유연패치의 일면과 전자모듈의 적어도 하나의 측면을 덮는 결합부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재는 전자모듈 및 유연패치의 일부를 수용하는 홈 또는 홀을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 적어도 하나의 측면 또는 유연패치의 일면과 맞닿는 결합부재의 대향면에 적어도 하나의 끼움홈이 제공되어, 전자모듈 및 유연패치가 끼움홈에 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 끼움홈이 제공된 위치에 따라 끼움홈의 일부와 나머지 일부의 깊이가 상이하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재는, 전자모듈 및 유연패치와 맞닿는 면에 적어도 하나의 고정돌기를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재는 탄성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치 및 결합부재는 전자모듈로부터 탈착가능하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치는 다수 개로 제공되며, 다수 개의 유연패치는 전자모듈의 각각의 외측면에 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈은 다수개의 유연패치가 중첩되어 장착되는 수용부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 적어도 하나의 외측면에 요홈이 제공되어, 결합부재가 요홈에 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 패키지와 모듈이 용이하게 탈부착 가능하므로 전기적 접속이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈과 유연패치의 결합도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재 및 전자모듈을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 탄성을 갖는 결합부재 및 전자모듈을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재의 사시도이다.
도 6a는 도 1의 a-a'선에 따른 단면도이다.
도 6b는 도 1의 b-b'선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다수 개의 유연패치가 전자모듈 및 결합부재에 장착된 결합도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 수용부를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 분해사시도이다.
도 10은 도 9의 전자모듈과 유연패치의 결합단면도의 확대도이다.
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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 웨어러블 장치는 기판 위에 다양한 센서, 배터리 및 통신 모듈 등과 같은 부품이 배치되도록 구성되며, 사용자의 신체에 부착되어 심장기능, 수면의 질, 운동량 및 근육의 움직임 정보 등 다양한 신체 정보를 측정하기 위한 장치를 의미한다.
현재 시장에 출시된 대부분의 부착형 웨어러블 장치들은 유연 기판 위에 다양한 센서, 배터리 및 통신 모듈 등과 같은 유연하지 못한 부품을 동일한 패치 위에 배치한다. 이에 따라, 패치의 유연성이 제한될 뿐 아니라 신축성이 없어서 신체 부착사용에 불편함이 발생하게 된다. 또한, 패치의 탈부착이 불가능하므로 각각의 센서에 개별적으로 모듈이 구성되어야 하기 때문에 더욱 많은 비용이 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 웨어러블 장치는, 유연센서와 배선 등이 구성된 유연성 및 신축성을 갖는 유연패치와 배터리 및 통신모듈 등을 소형 고집적화하여 구성된 전자모듈을 포함한다. 또한, 유연패치와 전자모듈이 탈부착 가능하도록 분리 구성됨에 따라, 전자모듈의 재사용이 가능해진다.
이하, 본 발명의 실시예들에 있어서, 각 구성들의 크기, 두께 및 형상은 설명의 편의를 위해 과장되게 도시되었으며, 실제 웨어러블 장치에서는 이와 다른 크기와 형상을 가질 수 있다. 특히, 전자모듈의 크기는 의류와 같은 탈부착물에 부착이 용이하도록 도면에서보다 더욱 납작한 평판형으로 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 적어도 하나의 돌출전극(11)을 포함하는 전자모듈(10); 적어도 하나의 돌출전극(11)에 전기적으로 연결되는 접촉전극(21)을 포함하는 유연패치(20); 및 유연패치(20)의 접촉전극(21)이 전자모듈(10)의 적어도 하나의 돌출전극(11)에 밀착되도록, 유연패치(20)의 일면과 전자모듈(10)의 적어도 하나의 측면을 덮는 결합부재(30)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치(20) 및 결합부재(30)는 전자모듈(10)로부터 탈착가능하도록 제공된다.
전자모듈(10)은 유연패치(20)와 전기적으로 연결되어, 유연패치(20)에 형성된 센서부(23)의 동작을 제어하고, 센서부(23)를 통해 측정된 사용자의 신체변화 데이터를 저장한다. 또한, 근거리 통신을 통해 측정된 데이터를 외부 디바이스와 송수신할 수 있도록 제공된다.
전자모듈(10)은 여러 층의 PCB(Printed Circuit Board) 기판 및 가요성의 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기판 등으로 형성될 수 있으며, 이러한 기판 상에는 웨어러블 장치에 사용되는 여러 부품 및 칩이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈(10)은 내부에 각 부품들을 전기적으로 연결하기 위한 회로부(13)가 형성된다.
회로부(13)는, 센서부(23)의 동작을 제어함과 동시에 센서부(23)에서 측정된 측정값을 전기신호로 변환시켜 데이터를 생성하는 제어부, 제어부로부터 전달받은 데이터를 저장하는 저장부 및 근거리 통신을 이용하여 저장부에 저장된 데이터를 외부 디바이스와 송수신하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는 센서부(23)를 제어하기 위한 회로를 더 포함할 수 있으며, 센서부(23)의 작동을 시작하거나 중지하는 등 센서부(23)의 작동을 제어할 수 있도록 제공된다.
제어부는 측정 환경을 감지하여 어느 조건 이상일 경우에만 센서부(23)가 작동하도록 자동적으로 센서부(23)를 제어할 수도 있고, 컨트롤 부재가 작동됨에 따라, 제어부의 작동이 수동 제어될 수도 있다.
예를 들어, 뇌파 감지를 통해 렘수면(REM) 및 비렘수면(-)과 같은 수면단계가 측정되거나, 혹은 수면 시의 호흡량이 측정되는 경우, 신체가 수면단계로 진입될 때 제어부가 자동적으로 센서부(23)의 작동을 제어하도록 제공될 수 있다.
또한, 운동 시의 심박수가 측정되는 경우, 특정한 시점에 전자모듈(10)의 외부에 구비된 버튼 혹은 스위치와 같은 컨트롤 부재가 작동됨에 따라, 제어부에 전기적 신호가 전달됨으로써, 제어부가 센서부(23)를 제어하도록 제공될 수도 있다.
제어부는, 센서부(23)로부터의 물리량을 계측하거나 센서부(23)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 이렇게 변환된 전기 신호를 저장부로 전송하는 기능을 한다.
제어부는 일정 시간 동안 사용자의 수동 제어가 없거나, 신체에 착용 감지가 되지 않는 경우와 같이, 특정 조건이 갖추어지는 경우에 웨어러블 장치(100)가 포함하는 불필요한 부품으로의 전원 공급을 차단하여 소비 전력을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 저장부는 제어부에서 전달받은 데이터를 저장할 수 있도록 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 외장 메모리는 별도의 배선 및 다양한 인터페이스를 통하여 저장부와 기능적으로 또는 물리적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
내장 메모리는, 휘발성 메모리(DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM) 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(OTPROM(One Time Programmable ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programming ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), mask ROM, flash ROM, flash memory, Hard Drive 또는 SSD(Solid State Drive) 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다.
저장부는 웨어러블 장치(100)가 실행되는 데 필요한 여러 가지 종류의 프로그램 데이터나 알고리즘 데이터를 저장할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 통신부는 근거리 통신을 위한 모듈로서, 무선으로 외부 네트워크와 연결됨에 따라 외부 디바이스, 단말기, 서버 등과 통신할 수 있도록 제공될 수 있다.
예를 들면, 통신부는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE(Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등의 통신 기능을 구현하기 위한 모듈을 포함할 수 있다.
통신부는 측정 데이터를 표시하기 위한 표시 장치 및 특정상황의 경우, 사용자에게 알람을 전송하기 위한 알람장치와 연결되도록 제공될 수도 있으며, 스마트 기기, 생체 측정 장치, 비상 알람 장치, 환경 측정장치, GPS(Global Positioning System) 장치 등 다양한 기기와 접목되어 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈(10)은 적어도 하나의 돌출전극(11)을 포함하며, 돌출전극(11)은 유연패치(20)의 접촉전극(21)에 밀착되도록 제공된다.
전자모듈(10)은 원형, 타원형, 직사각형 형상의 평면형 형태 또는 원통형, 삼각기둥, 사각기둥 형상 등을 비롯한 다면체의 형태로 형성될 수 있으며, 그 사용 목적 및 적용 분야에 알맞게 다양한 형태로 제공된다. 전자모듈(10)의 형상은 도면에 한정되는 것은 아니며, 유연패치(20)의 접촉전극(21)과 접할 수 있도록 돌출전극(11)이 형성될 수 있는 일면을 갖는 형상이라면 모두 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치(20)는 신체의 상부에 부착되어 전자모듈(10)과 전기적으로 연결되는 구성으로서, 내부에 배선이 형성된 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 유연패치(20)는 자유롭게 휘거나 구부러질 수 있게 되므로, 굴곡을 갖는 신체에 용이하게 밀착될 수 있다.
유연패치(20)는 그 사용 목적에 따라, 사용자의 신체 정보를 측정할 수 있는 다양한 센서가 구비된 센서부(23)를 포함할 수 있다.
센서부(23)는 사용자의 신체 정보를 측정할 수 있는 적어도 한 가지 종류 이상의 다양한 센서들을 포함할 수 있으며, 생체 정보(체온, 체중, BMI(체질량지수)), 심장 기능(심박수, 심전도(ECG:Electrocardiogram)) 및 운동 정보(이동거리, 예상 칼로리 소모량, 속도, 가속도, 호흡량)를 측정할 수 있도록 제공되며, 이외에도 수면의 질(뇌파에 따른 수면단계) 및 근육의 움직임 정보 등 다양한 신체 정보를 감지 또는 측정할 수 있도록 제공된다.
예를 들면, 센서부(23)에 심박 센서가 장착되어, 감지된 사용자의 심박 정보를 차량 또는 스마트폰과 송수신하여 실시간 디스플레이 정보에 적용할 수 있으며, 실시간 모니터링이 가능하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예 있어서, 센서부(23)는 적어도 하나의 돌출전극(11)에 전기적으로 연결되는 접촉전극(21)을 포함하며, 전자모듈(10)로부터 탈착가능하도록 제공된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈과 유연패치의 결합도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유연패치(20)의 일단부가 접혀진 형태로 제공되어, 전자모듈(10)과 맞닿을 수 있도록 제공되며, 접혀진 일측면 상에 배치된 접촉전극(21)은 돌출전극(11)과 대향하는 위치에 형성된다.
도면에서는, 돌출전극(11)을 돌기의 형상으로, 접촉전극(21)을 홈의 형상으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 두 전극이 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있는 형상이라면 모두 적용 가능하다.
예를 들면, 전자모듈(10)의 돌출전극(11) 및 유연패치(20)의 접촉전극(21)은 모두 돌출되는 형상으로 제공되어 서로 접촉될 수 있으며, 홈 또는 돌기와 같이 서로 대응되는 암수의 형태로 맞물리도록 제공될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치(20)의 신체와 맞닿는 하부면 및 상술한 전자모듈(10)의 하부면에는 접착층이 형성되어, 신체와 용이하게 접착되도록 제공될 수 있다.
접착층의 재료로는 일반적으로 실리콘을 함유하는 접착제가 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 재료로 제공될 수 있다.
이에 따라, 신체와의 접촉력을 더욱 향상시킬 수 있으므로, 사용자의 움직임에 지장을 주는 것을 방지할 수 있게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 유연패치(20)의 접촉전극(21)이 전자모듈(10)의 적어도 하나의 돌출전극(11)에 밀착되도록, 유연패치(20)의 일면과 전자모듈(10)의 적어도 하나의 측면을 덮도록 제공된다.
결합부재(30)가 유연패치(20)의 일면과 전자모듈(10)의 적어도 하나의 측면을 덮음과 동시에, 전자모듈(10) 및 유연패치(20)의 일면을 모두 수용하는 형태가 되므로, 유연패치(20)가 전자모듈(10)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 전자모듈(10) 및 유연패치(20)의 일부를 수용하는 홈 또는 홀을 갖는 형태로 제공될 수 있다.
예를 들어, 결합부재(30)는 하부가 개구되어 홈을 형성하는 캡의 형태, 또는 도 1에 도시된 형상과 같이 홀을 갖는 형상으로 제공될 수 있으며, 그 형태를 도면에 한정하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재 및 전자모듈을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 전자모듈(10)의 형상에 대응되는 형상으로 제공될 수 있다. 결합부재(30)의 형상은 전자모듈(10)의 형상에 따라 다양한 다면체로 제공될 수 있으며, 그 형상을 도면에 한정하지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 탄성을 갖는 결합부재 및 전자모듈을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 탄성을 갖도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 전자모듈(10) 및 유연패치가 수용되는 결합부재(30)의 홈 또는 홀의 형상이 전자모듈(10)의 형상에 대응될 필요가 없게 된다. 즉, 전술한 전자모듈(10)의 다양한 형상과 무관하게 결합부재(30)의 형상이 자유롭게 변형될 수 있게 된다. 결합부재(30)의 내부에 형성되는 홈 또는 홀의 형상도 변형가능하며, 그 크기 또한 확장 또는 축소되도록 제공될 수 있다.
탄성을 갖는 결합부재(30)를 사용함에 따라, 전자모듈(10)의 내측으로 가해지는 힘에 의해, 유연패치가 전자모듈(10)에 밀착 고정되는 효과가 있다.
도면에서는 결합부재(30)를 원형 링의 형상으로 도시하였으나, 그 형상을 도면에 한정하지 않으며, 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
상술한 실시예들에서는 결합부재(30)에 상하방향으로 홀이 형성되어, 전자모듈(10)이 상기 홀에 상하방향으로 결합되는 구조를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재는 하측에 형성된 홈을 갖도록 제공되어 전자모듈을 감싸는 구조로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재는 평면상에서 보았을 때 일측면이 개방된 형태로 제공될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재의 사시도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 결합부재(30)는 평면상에서 보았을 때 “ㄷ”자 형태로 제공될 수 있으며, 전자모듈(10)이 결합부재(30)의 개방된 일측면을 통해 측방향으로 결합부재(30)에 끼움 결합될 수 있다.
결합부재(30)의 형상은 이외에도 다양하게 제공될 수 있으며, 유연패치(20)의 접촉전극(21)이 전자모듈(10)의 적어도 하나의 돌출전극(11)에 밀착되도록, 결합부재(30)가 유연패치(20)의 일면과 전자모듈(10)의 적어도 하나의 측면을 덮는 형상이라면 어떠한 형상도 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 전자모듈의 적어도 하나의 측면 또는 유연패치의 일면과 맞닿는 결합부재의 대향면에 적어도 하나의 끼움홈이 제공되어, 전자모듈 및 유연패치가 끼움홈에 결합되도록 제공된다.
도 6a는 도 1의 a-a'선에 따른 단면도이고, 도 6b는 도 1의 b-b'선에 따른 단면도이다.
도 1, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 전자모듈(10)은 다음과 같은 방법으로 끼움홈(31)에 결합된다.
결합부재(30)의 일측면이 개구된 'ㄷ'자 형상으로 제공되는 경우, 개구된 일측면을 통해 유연패치(20)가 장착된 전자모듈(10)이 밀려 들어가도록 결합될 수 있다.
또한, 결합부재(30)가 탄성을 갖는 경우라면 전자모듈(10)의 형상에 관계없이 전자모듈(10)을 수용할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 끼움홈(31)이 제공된 위치에 따라 끼움홈(31)의 일부와 나머지 일부의 깊이가 상이하도록 제공될 수 있다.
전자모듈(10)을 결합부재(30)로부터 탈부착하는 경우, 끼움홈(31)이 형성되지 않은 결합부재(30)의 측면 혹은 결합부재(30)의 끼움홈(31) 중 깊이가 상대적으로 얕은 끼움홈(31)이 형성된 측면을 통해 전자모듈(10)을 용이하게 탈부착할 수 있게 된다.
유연패치(20)의 경우에는, 결합부재(30)의 끼움홈(31) 중 깊이가 상대적으로 깊은 끼움홈(31)에 삽입되도록 장착될 수 있다. 이에 따라, 유연패치(20)가 전자모듈(10) 및 결합부재(30)의 외부로 이탈할 가능성을 최소화하여, 사용자의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결합부재(30)는 전자모듈(10) 및 유연패치(20)와 맞닿는 면에 적어도 하나의 고정돌기(33)를 포함할 수 있다.
고정돌기(33)는 끼움홈(31)이 형성된 면들 중 상하부면에 형성되어, 전자모듈(10)이 결합부재(30)로부터 빠지거나 이탈되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 또한, 고정돌기(33)는 끼움홈(31)이 형성된 면들 중 측면에 형성되어, 전자모듈(10) 및 유연패치(20)가 외부로 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 하게 된다.
고정돌기(33)는 필요에 따라 끼움홈(31)이 형성된 결합부재(30)의 모든 면에 배치되거나 혹은 일부 면에만 배치될 수 있다. 특히, 유연패치(20)가 삽입되어 결합부재(30)와 맞닿는 부분에만 고정돌기(33)가 형성될 수도 있다. 고정돌기(33)의 형상 및 배치 방법은 도면에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서는 하나의 전자모듈에 하나의 유연패치가 결합된 구조를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 전자모듈에 복수 개의 유연패치가 결합될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다수 개의 유연패치가 전자모듈 및 결합부재에 장착된 결합도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연패치(20)는 다수 개로 제공되며, 다수 개의 유연패치(20)가 전자모듈(10)의 각각의 외측면에 결합되도록 제공될 수 있다.
이로 인해, 각각 다른 종류의 센서부를 갖는 다수 개의 유연패치들(20)을 하나의 전자모듈(10)에 모두 장착할 수 있으므로, 센서의 교체 없이도 하나의 장치를 사용하여 여러 가지의 신체 정보를 한번에 측정할 수 있다.
도면에서는 유연패치(20)가 6개 제공되어 평면상으로 보았을 때 육각형의 형상을 갖는 전자모듈(10)의 각각의 외측면에 결합되는 구조가 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유연패치는 적어도 하나 이상 제공되어 전자모듈의 외측면 중 적어도 하나의 측면에 결합될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 유연패치가 전자모듈의 외측면에 각각 하나씩만 결합되는 구조만을 도면에 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 다수개의 중첩된 유연패치가 전자모듈의 일측면에 모두 장착되는 형태로도 제공될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 수용부를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈(10)은 다수개의 유연패치(20)가 중첩되어 장착되는 수용부(15)를 더 포함한다. 더 상세하게는, 전자모듈(10)의 외측면 중 어느 하나에 수용부(15)가 형성되어 미사용 패치 혹은 교체용 패치들이 장착될 수 있도록 제공된다.
일반적으로 유연패치(20)는 소형으로 제공되며 얇고 가요성을 가지는 재료로 이루어지기 때문에 휴대하기 번거로운 문제점이 있다.
하지만 전자모듈(10)에 상술한 수용부(15)가 제공됨에 따라, 유연패치들(20)을 간편하게 보관하여 휴대성이 향상된다. 또한, 필요 시에 수용부(15)로부터 즉각 탈착하여 용이하게 교체할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상된다.
도면에서는 3개의 유연패치들(20)이 중첩 장착된 구조가 도시되었으나, 이보다 더 적거나 더 많은 개수의 유연패치들이 전자모듈의 일측면에 중첩되도록 장착될 수 있으며, 그 형상을 도면에 한정하지 않는다.
상술한 실시예들에서는 다면체로 형성된 전자모듈의 형상이 도면에 도시되었으나, 전자모듈의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면상에서 보았을 때, 원형의 형상을 가지며, 길이방향으로 연장형성된 원통형의 전자모듈에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 전자모듈과 유연패치의 결합단면도의 확대도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 원통형의 전자모듈(10)의 외주면 상에서 원심방향으로 요홈(17)이 형성되고, 결합부재(30)가 요홈(17)에 결합되도록 제공될 수 있다. 즉, 상술한 실시예들에서 결합부재에 형성된 끼움홈에 전자모듈이 끼움삽입되는 형태와는 다르게, 전자모듈(10)의 외주면에 요홈(17)이 제공되어, 결합부재(30)가 요홈(17)에 삽입결합되는 구조이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 요홈(17)을 형성하는 전자모듈(10)의 외주면 상에서 원주방향으로 돌출형성되는 돌출전극(11)이 제공될 수 있다. 이에 따라, 유연패치(20)의 접촉전극(21)은 정해진 결합위치 없이, 전자모듈(10)의 돌출전극(11)과 맞닿을 수 있다. 따라서, 유연패치(20)는 요홈(17)이 형성된 전자모듈(10)의 모든 외주면에서 자유롭게 장착될 수 있다.
이 때, 유연패치(20)의 접촉전극(21)이 전자모듈(10)의 돌출전극(11)의 형상에 대응되도록 함몰된 형상으로 형성됨에 따라, 돌출전극(11) 및 접촉전극(21)이 더욱 용이하게 결합되어 밀착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 돌출전극(11)은 전자모듈(10)의 외주면뿐만 아니라 요홈(17)을 형성하며 유연패치(20)와 접촉되는 모든 면에 배치될 수 있다. 유연패치(20)의 접촉전극(21) 또한 유연패치(20)의 접혀진 일단부의 일측면 및 전자모듈(10)과 맞닿는 하부면 상에 홈 또는 돌기의 형상으로 제공될 수 있다. 돌출전극(11) 및 접촉전극(21)의 형상은 도면에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 그 형상은 전자모듈(10) 및 유연패치(20)의 삽입관계에 상관없이 서로 맞물려 결합되는 구조라면 모두 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 도면에 도시된 형태 이외에도, 다양한 형상으로 구현될 수 있으며, 전자모듈이 상술한 원통형의 형상이 아닌 다면체 혹은 평판형의 형상으로 제공될 수도 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 적어도 하나의 외측면에 요홈이 형성될 수 있으며, 요홈을 형성하는 전자모듈의 외측면 상에 돌출전극이 배치될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 요홈을 가지는 전자모듈의 형상을 형성하는 방법으로는, 전자모듈의 외측면에 요홈을 배치하는 것 이외에도, 평판형 전자모듈의 상부면에 T자형 부재를 결합하여 이와 같은 형상을 만들 수도 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자모듈의 형상은 결합부재가 결합될 수 있는 요홈이 형성된 모든 형태를 포함하는 것으로 그 의미가 확장될 수 있을 것이다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유연신축성 패치와 배터리 및 통신모듈 등이 고집적화 되어 있는 소형 모듈을 사용함에 있어서 패키지와 모듈이 용이하게 탈부착 가능하므로 전기적 접속이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.
또한, 웨어러블 장치를 신체에 부착하여 사용함에 있어서 반복적인 신장 및 수축에 의해 야기될 수 있는 센서의 기능 저하를 방지할 수 있고, 배선의 단락이 발생하는 경우, 손쉽게 교체하여 사용할 수 있다. 특히, 화학적 반응을 기반으로 하는 센서의 경우, 재사용 직전 반응물에 의한 감도 오차가 발생하거나 센싱 켈리브레션(영점 조정)과 같은 복잡한 기능들이 필수적으로 요구된다. 하지만 본 발명의 웨어러블 장치는 일회용 사용 방식을 적용함으로써, 이러한 한계점을 극복할 수 있다.
또한, 기존의 신체 부착형 웨어러블 기기들의 경우 전원, 신호처리, 통신기능 및 센서부가 일체형으로 이루어져 있어서, 상기 언급된 센서나 배선 등의 문제로 전체 기기를 사용하지 못하는 상황이 발생하였다. 하지만 본 발명의 웨어러블 장치는 소형 전자모듈은 계속적인 재사용이 가능하고 유연패치만을 교체하여 사용할 수 있으므로 대량생산 과정에서의 생산비용을 효과적으로 절감할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 돌출전극을 포함하는 전자모듈;
    상기 적어도 하나의 돌출전극에 전기적으로 연결되는 접촉전극을 포함하는 유연패치; 및
    상기 유연패치의 상기 접촉전극이 상기 전자모듈의 상기 적어도 하나의 돌출전극에 밀착되도록, 상기 유연패치의 일면과 상기 전자모듈의 적어도 하나의 측면을 덮는 결합부재를 포함하는 웨어러블 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 전자모듈 및 상기 유연패치의 일부를 수용하는 홈 또는 홀을 갖는 웨어러블 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전자모듈의 적어도 하나의 측면 또는 상기 유연패치의 일면과 맞닿는 상기 결합부재의 대향면에 적어도 하나의 끼움홈이 제공되어,
    상기 전자모듈 및 상기 유연패치가 상기 끼움홈에 결합되는 웨어러블 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 끼움홈이 제공된 위치에 따라 상기 끼움홈의 일부와 나머지 일부의 깊이가 상이한 웨어러블 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 결합부재는, 상기 전자모듈 및 상기 유연패치와 맞닿는 면에 적어도 하나의 고정돌기를 포함하는 웨어러블 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 결합부재는 탄성을 갖는 웨어러블 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유연패치 및 상기 결합부재는 상기 전자모듈로부터 탈착가능한 웨어러블 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유연패치는 다수 개로 제공되며, 상기 다수 개의 유연패치는 상기 전자모듈의 각각의 외측면에 결합되는 웨어러블 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전자모듈은 다수개의 상기 유연패치가 중첩되어 장착되는 수용부를 더 포함하는 웨어러블 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전자모듈의 적어도 하나의 외측면에 요홈이 제공되어, 상기 결합부재가 상기 요홈에 결합되는 웨어러블 장치.
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