KR101283434B1 - 보행 진단을 위한 신발 인솔 센서 및 이와 접촉되는 신발 인솔 기판 - Google Patents

보행 진단을 위한 신발 인솔 센서 및 이와 접촉되는 신발 인솔 기판 Download PDF

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Abstract

신발 인솔 센서는 비도전성 재질로 형성되고 복수의 홈들이 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되는 몸체부, 도전성 재질로 형성되고 제 1 높이를 갖도록 홈들 중에서 홀수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 1 돌출부들, 및 도전성 재질로 형성되고 제 1 높이와 상이한 제 2 높이를 갖도록 홈들 중에서 짝수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 2 돌출부들을 포함한다. 이에, 신발 인솔 센서는 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조되면서도 높은 데이터 해상도를 제공할 수 있다.

Description

보행 진단을 위한 신발 인솔 센서 및 이와 접촉되는 신발 인솔 기판 {SHOE INSOLE SENSOR FOR WALK DIAGNOSIS SHOE INSOLE FLEXIBLE BOARD IN CONTACT WITH THE SAME, AND SHOE INSOLE FOR WALK DIAGNOSIS}
본 발명은 보행 진단을 위한 신발 인솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보행 진단을 위한 신발 인솔에 구비되는 신발 인솔 센서 및 신발 인솔 기판에 관한 것이다.
사람의 보행 자세에는 그 사람의 건강과 관련된 많은 데이터가 포함되어 있다. 따라서, 사람의 보행 자세를 분석 가능한 보행 데이터가 확보되면, 그 사람에게 건강과 관련된 맞춤형 서비스를 제공할 수 있다. 이에, 최근 사람의 보행 자세를 분석하기 위하여 신발 인솔에 센서를 부착함으로써 보행 데이터를 추출하려는 노력이 이루어지고 있다.
하지만, 사람의 보행 자세를 분석하기 위한 종래 기술들은 대부분 고가의 고성능 센서를 바탕으로 높은 데이터 해상도(data resolution)를 제공하는 데에 치우쳐 있어, 실생활에 적용하기에 경제적이지 못하고 저전력으로 동작할 수 없다는 문제점이 있다. 그 결과, 보행 데이터의 추출은 병원 등과 같은 한정된 공간에서 이루어지고 있다.
그러나, 병원 등과 같은 한정된 공간에서 한정된 시간 내에 추출된 보행 데이터로는 사람의 보행 자세를 정확하게 분석하기 어렵다. 즉, 사람의 보행 자세를 정확하게 분석하기 위해서는 실생활에서 장시간에 걸쳐 추출되는 보행 데이터가 필요하다. 따라서, 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조될 수 있는 신발 인솔이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조되면서도 신발 인솔 기판과 결합하여 높은 데이터 해상도를 제공할 수 있는 신발 인솔 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조되면서도 신발 인솔 센서와 결합하여 높은 데이터 해상도를 제공할 수 있는 신발 인솔 기판을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔(insole) 센서는 비도전성 재질로 형성되고 복수의 홈들이 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되는 몸체부, 도전성 재질로 형성되고 제 1 높이를 갖도록 상기 홈들 중에서 홀수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 1 돌출부들, 및 도전성 재질로 형성되고 상기 제 1 높이와 상이한 제 2 높이를 갖도록 상기 홈들 중에서 짝수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 2 돌출부들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 서로 인접하는 상기 제 1 및 제 2 돌출부들은 하나의 센싱 쌍(sensing pair)으로서 동작하고, 상기 센싱 쌍은 상기 제 1 및 제 2 돌출부들의 높이 차이에 기초하여 다중 데이터 해상도(data resolution)를 표현할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 몸체부는 원기둥(cylinder) 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 몸체부는 다각기둥(polyprism) 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 몸체부에 형성되는 상기 홈들은 각각 원기둥 형상을 가질 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 돌출부들도 각각 원기둥 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 몸체부에 형성되는 상기 홈들은 각각 다각기둥 형상을 가질 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 돌출부들도 각각 다각기둥 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 비도전성 재질과 상기 도전성 재질은 각각 비도전성 고무 재질과 도전성 고무 재질일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 몸체부에는 센싱 감도 조절을 위한 여분의 홈들이 더 형성될 수 있다. 이 때, 상기 여분의 홈들은 에어 플로우(air flow)의 역할도 수행할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 센싱 감도는 상기 비도전성 고무 재질과 상기 도전성 고무 재질의 물성, 상기 몸체부에 형성된 상기 여분의 홈들의 전체 부피, 및 상기 제 1 높이와 상기 제 2 높이 중에서 적어도 하나 이상에 의하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔(insole) 기판은 복수의 스위칭부들 및 상기 스위칭부들 각각에 연결되는 복수의 배선부들을 포함하고, 상기 스위칭부들 각각은 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 n개의 스위치들을 포함하며, 상기 배선부들 각각은 기준 전압을 제공하는 전압 제공선, 제 1 센싱 신호를 전송하는 제 1 배선, 및 제 2 센싱 신호를 전송하는 제 2 배선을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전압 제공선은 상기 n개의 스위치들에 공통으로 연결되고, 상기 제 1 배선은 상기 n개의 스위치들 중에서 제 1 스위치들에 공통으로 연결되며, 상기 제 2 배선은 상기 n개의 스위치들 중에서 제 2 스위치들에 공통으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 센싱 신호는 상기 제 1 스위치들 중에서 적어도 하나 이상이 턴온되면 상기 기준 전압이 도통됨으로써 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 2 센싱 신호는 상기 제 2 스위치들 중에서 적어도 하나 이상이 턴온되면 상기 기준 전압이 도통됨으로써 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호의 생성 여부에 따라 데이터 해상도(data resolution)가 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호 중에서 하나의 신호만이 생성되면, 상기 신발 인솔 기판에 제 1 압력이 가해진 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호가 모두 생성되면, 상기 신발 인솔 기판에 상기 제 1 압력보다 높은 제 2 압력이 가해진 것으로 판단할 수 있다.
삭제
본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 센서는 여러 방향에서 압력이 가해져 오더라도 센싱 쌍(sensing pair)으로서 동작하는 복수의 돌출부들을 이용하여 정확하게 압력을 검출할 수 있기 때문에, 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조되면서도 신발 인솔 기판과 결합하여 높은 데이터 해상도를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 기판은 여러 방향에서 압력이 가해져 오더라도 센싱 쌍으로서 동작하는 복수의 스위치들을 이용하여 정확하게 압력을 검출할 수 있기 때문에, 저전력으로 동작하고 저비용 및 소형으로 제조되면서도 신발 인솔 센서와 결합하여 높은 데이터 해상도를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 센서를 나타내는 도면들이다.
도 2 및 도 3은 도 1a의 신발 인솔 센서에서 압력이 가해져 오는 방향에 따른 센싱 정확도를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 기판을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 신발 인솔 기판에 구비되는 스위칭부를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 스위칭부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 신발 인솔에 구비되는 센싱부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 7의 신발 인솔에 구비되는 프로세싱 모듈부를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 보행 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 센서를 나타내는 도면들이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 신발 인솔 센서(100)는 몸체부(110), 제 1 돌출부(120)들 및 제 2 돌출부(140)들을 포함할 수 있다. 이 때, 도 1a는 신발 인솔 센서(100)를 위에서 내려다 본 평면도이고, 도 1b는 신발 인솔 센서(100)를 A-A' 선을 따라 절단하여 본 단면도이다.
몸체부(110)는 비도전성 재질로 형성될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 몸체부(110)에는 복수의 홈(160)들이 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성될 수 있다. 이 때, 상기 비도전성 재질은 비도전성 고무 재질일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 비도전성 재질은 탄력성을 가진 비도전성 재질 중에서 요구되는 조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 몸체부(110)는 원기둥(cylinder) 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 몸체부(110)는 다각기둥(polyprism) 형상을 가질 수 있다. 도 1a에서는 몸체부(110)가 원기둥 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으므로, 신발 인솔 센서(100)를 위에서 내려다 본 형상은 원(circle)에 상응할 수 있다. 반면에, 몸체부(110)가 다각기둥 형상인 경우에는, 신발 인솔 센서(100)를 위에서 내려다 본 형상은 다각형(polygon)에 상응할 수 있다. 한편, 도 1a에서는 몸체부(110)에 형성되는 복수의 홈(160)들도 각각 원기둥 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 이에, 상기 홈(160)들 내부에 형성되는 제 1 돌출부(120)들 및 제 2 돌출부(140)들도 각각 원기둥 형상을 가질 수 있다. 반면에, 몸체부(110)에 형성된 복수의 홈(160)들이 각각 다각기둥 형상을 갖는 경우에는, 상기 홈(160)들 내부에 형성되는 제 1 돌출부(120)들 및 제 2 돌출부(140)들도 각각 다각기둥 형상을 가질 수 있다.
나아가, 몸체부(110)는 상기 홈(160)들이 n각형의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되기 때문에, 어느 방향에서 압력이 가해져 오더라도 높은 센싱 정확도를 확보할 수 있다. 구체적으로, n각형은 4각형, 6각형, 8각형, 10각형, 12각형 등으로 자유롭게 결정될 수 있다. 다만, n각형이 4각형으로 결정되는 경우에 신발 인솔 센서(100)의 센싱 정확도가 다소 떨어지고, 8각형, 10각형 이상으로 결정되는 경우에는 6각형으로 결정되는 경우와 비교할 때 신발 인솔 센서(100)의 센싱 정확도에 큰 차이가 없다. 따라서, n각형이 6각형으로 결정될 때가 비용 대비 성능이 상대적으로 높으므로, n각형은 6각형으로 결정되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 6각형으로만 한정되는 것이 아니다. 일반적으로, 센싱 감도는 몸체부(110)의 비도전성 재질(예를 들어, 비도전성 고무 재질)의 물성(예를 들어, 탄성, 경도 등), 몸체부(110)에 형성되는 여분의 홈들(170, 180)의 전체 부피 등에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 신발 인솔 센서(100)를 제조 시에 몸체부(110)를 형성하는 비도전성 재질의 물성을 조절하거나, 몸체부(110)에 형성되는 여분의 홈들(170, 180)의 전체 부피를 조절함으로써, 신발 인솔 센서(100)의 센싱 감도를 조절할 수 있다. 한편, 상기 홈(160)들이 n각형의 꼭지점에 상응하는 위치에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이것은 n각형의 각 변에 상응하는 위치에 상기 홈(160)들이 형성되는 것으로 해석될 수도 있다.
제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들은 각각 도전성 재질로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 도전성 재질은 도전성 고무 재질일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 도전성 재질은 유연성을 가진 도전성 재질 중에서 요구되는 조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 돌출부(120)들은 제 1 높이를 가질 수 있고, 몸체부(110)에 형성되는 복수의 홈(160)들 중에서 홀수 번째 홈(160)들에 형성될 수 있다. 제 2 돌출부(140)들은 제 1 높이와 상이한 제 2 높이를 가질 수 있고, 몸체부(110)에 형성되는 복수의 홈(160)들 중에서 짝수 번째 홈(160)들에 형성될 수 있다. 이 때, 홀수 번째와 짝수 번째는 그 기준을 어떻게 설정하느냐에 따라 달라질 수 있는 것으로서, 이것은 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교번하여 몸체부(110)의 홈(160)들에 형성되는 것으로 이해되어야 한다. 나아가, 서로 인접하는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)는 하나의 센싱 쌍(sensing pair)으로서 동작하고, 상기 센싱 쌍은 제 1 돌출부(120)의 높이인 제 1 높이와 제 2 돌출부(140)의 높이인 제 2 높이에 기초한 데이터 해상도(data resolution)를 제공할 수 있다. 도 1b에서는 제 1 돌출부(120)들의 제 1 높이보다 제 2 돌출부(140)들의 제 2 높이가 더 큰 것으로 도시되어 있으나, 제 1 돌출부(120)들의 제 1 높이가 제 2 돌출부(140)들의 제 2 높이보다 더 클 수도 있다.
신발 인솔 센서(100)는 신발 인솔 기판(미도시) 상에 놓여진다. 따라서, 상부에서 압력이 가해질 때 신발 인솔 센서(100)가 신발 인솔 기판 상에 가압됨으로써, 신발 인솔 센서(100)의 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 신발 인솔 기판의 복수의 스위치들과 접촉하여 센싱 동작이 수행된다. 즉, 신발 인솔 센서(100)의 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 도전성 재질로 형성되기 때문에, 신발 인솔 기판의 복수의 스위치들을 턴온시킬 수 있는 것이다. 구체적으로, 신발 인솔 센서(100)의 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들은 신발 인솔 기판의 복수의 스위치들에 상응하는 위치에 놓여지고, 상부에서 압력이 가해져서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 상기 스위치들과 접촉되면, 상기 스위치들은 각각 턴온될 수 있다. 이 때, 제 1 돌출부(120)들의 제 1 높이와 제 2 돌출부(140)들의 제 2 높이가 상이하므로, 약한 압력이 가해지면 제 2 돌출부(140)들만 상기 스위치들에 접촉되고, 강한 압력이 가해지면 제 1 돌출부(120)들까지 상기 스위치들에 접촉될 수 있다. 이러한 스위칭 동작에 의하여 신발 인솔 센서(100)가 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있는 것이다. 실시예에 따라, n각형의 각 변에 서로 상이한 높이를 갖는 복수의 돌출부들(예를 들어, 3개)이 있다고 가정하면, 신발 인솔 센서(100)는 복수 단계(예를 들어, 4단계)의 데이터 해상도를 제공할 수 있다. 한편, 센싱 감도는 제 1 돌출부(120)들의 제 1 높이나 도전성 재질(예를 들어, 도전성 고무 재질)의 물성 및 제 2 돌출부(140)들의 제 2 높이나 도전성 재질의 물성 등에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 돌출부들(120, 140)을 형성하는 도전성 재질의 물성을 조절하거나, 제 1 및 제 2 돌출부들(120, 140)의 높이를 각각 조절함으로써, 신발 인솔 센서(100)의 센싱 감도를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 서로 인접하는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)는 하나의 센싱 쌍으로서 동작하고, 상기 센싱 쌍은 제 1 돌출부(120)의 제 1 높이와 제 2 돌출부(140)의 제 2 높이에 기초한 데이터 해상도를 제공할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 몸체부(110)의 인접하는 홈(160)들에 형성되는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)는 하나의 센싱 쌍으로서 동작할 수 있고, 이들은 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있다. 즉, 상기 센싱 쌍은 압력이 가해지지 않은 상태, 약한 압력이 가해진 상태 및 강한 압력이 가해진 상태를 나타내는 센싱 데이터를 제공하기 때문에, 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있는 것이다. 한편, 사람의 발 모양이나 보행 자세 상 신발 인솔 센서(100)에 가해지는 압력은 신발 인솔 센서(100)에 수직한 방향으로 정확하게 가해지기 어렵다. 따라서, 신발 인솔 센서(100)에 가해지는 압력은 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해져 올 수 밖에 없는데, 신발 인솔 센서(100)는 어느 방향으로 압력이 가해져 오더라도 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)가 하나의 센싱 쌍으로 동작하여 높은 센싱 정확도를 확보할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 몸체부(110)에 6각형 형태로 6개의 홈(160)들이 형성되고, 상기 홈(160)들에 3개의 제 1 돌출부(120)들과 3개의 제 2 돌출부(140)들이 교번하여 형성되는 경우, 6각형의 각 변에 상응하는 6방향 중에서 어느 방향으로 압력이 가해져 오더라도, 각각의 방향마다 인접하는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)로 이루어진 하나의 센싱 쌍이 그 압력을 감지할 수 있기 때문에 높은 센싱 정확도가 제공될 수 있다.
이와 같이, 신발 인솔 센서(100)는 압력이 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해져 오더라도 센상 쌍으로서 동작하는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)를 이용하여 정확하게 압력을 검출할 수 있다. 나아가, 신발 인솔 센서(100)는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)의 높이 차이를 이용하여 높은 데이터 해상도까지 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 신발 인솔 기판에 형성되는 복수의 스위치들을 신발 인솔 센서(100)의 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 접촉 또는 비접촉하는 방식으로 턴온 또는 턴오프시킴으로써 센싱 데이터를 생성할 수 있기 때문에, 종래의 고성능의 센서에 비하여 저전력으로 동작할 뿐만 아니라, 저비용 및 소형으로 제조될 수 있다. 그 결과, 신발 인솔 센서(100)를 채용한 보행 진단 시스템은 병원 등과 같은 한정된 공간에서 보행 데이터를 추출하던 종래의 보행 진단 시스템에 비하여, 사람들로 하여금 신발만 착용하게 하면 실생활에서 장기간에 걸쳐 보행 데이터를 추출할 수 있으므로, 사람의 보행 자세를 정확하게 분석하기 위한 충분한 보행 데이터를 확보할 수 있다. 특히, 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(미도시)이 매우 낮은 단가로 생산될 수 있으므로, 이들을 채용한 보행 진단 서비스는 사람들로 하여금 저렴하고 편리하게 보행 진단을 통하여 건강 체크가 가능하도록 할 수 있다. 이에, 보행 진단을 통한 건강 체크는 보편화 및 대중화될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1a의 신발 인솔 센서에서 압력이 가해져 오는 방향에 따른 센싱 정확도를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 신발 인솔 센서(100)에서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 하나의 센싱 쌍으로서 동작하는 것을 보여주고 있고, 도 3은 신발 인솔 센서(100)에서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들로 이루어진 센싱 쌍의 개수에 따른 센싱 정확도를 보여주고 있다.
몸체부(110)에 형성되는 복수의 홈(160)들이 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되고, 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 상기 홈(160)들에 교번하여 형성되는 경우, 신발 인솔 센서(100)에서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들로 이루어진 센싱 쌍의 개수는 n에 상응할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부(110)에 형성되는 6개의 홈(160)들이 6각형의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되고, 3개의 제 1 돌출부(120)들과 3개의 제 2 돌출부(140)들이 상기 6개의 홈(160)들에 교번하여 형성되는 경우, 신발 인솔 센서(100)에서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들로 이루어진 센싱 쌍의 개수는 6에 상응할 수 있다. 도 2에서, 6개의 화살표들은 신발 인솔 센서(100)에 쏠린 형태로 압력이 가해지는 경우를 나타내며, 상기 6개의 화살표들에 대응하여 6개의 센싱 쌍이 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 사람의 발 모양이나 보행 자세에 따라 신발 인솔 센서(100)에 가해지는 압력은 신발 인솔 센서(100)에 수직한 방향으로 정확하게 가해지기 어렵다. 즉, 사람이 신발 인솔 센서(100)를 밟았을 때 신발 인솔 센서(100) 전체에 동일한 압력이 가해지는 것이 아니라, 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해질 수 있다. 결국, 신발 인솔 센서(100)에 가해지는 압력은 6개의 화살표들이 나타내고 있는 것처럼 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해져 올 수밖에 없는데, 신발 인솔 센서(100)는 압력이 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해져 오더라도, 인접하는 제 1 돌출부(120)와 제 2 돌출부(140)가 하나의 센싱 쌍으로 동작하기 때문에 높은 센싱 정확도를 확보할 수 있다. 이 때, 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들로 이루어진 센싱 쌍의 개수 즉, n이 증가할수록, 신발 인솔 센서(100)는 세분화된 방향으로 가해져오는 압력에 보다 정확하게 대응할 수 있다. 즉, 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들이 증가할수록, 신발 인솔 센서(100)는 세분화된 방향으로 가해져오는 압력에 보다 정확하게 대응할 수 있다.
예를 들어, 몸체부(110)에 형성되는 복수의 홈(160)들이 12각형의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되고, 6개의 제 1 돌출부(120)들과 6개의 제 2 돌출부(140)들이 상기 12개의 홈(160)들에 교번하여 형성되는 경우, 신발 인솔 센서(100)에서 제 1 돌출부(120)들과 제 2 돌출부(140)들로 이루어진 센싱 쌍의 개수는 12에 상응할 수 있다. 이 경우, 신발 인솔 센서(100)는 더욱 세분화된 12방향으로 가해져 오는 압력에 대응할 수 있으므로, 6방향으로 가해져 오는 압력에 대응할 수 있는 도 2에 비하여, 보다 높은 센싱 정확도를 확보할 수 있다. 그러나, 몸체부(110)에 형성되는 홈(160)들의 개수와 제 1 및 제 2 돌출부들(120, 140)의 개수를 증가시키면, 보다 높은 전력이 요구되고, 신발 인솔 센서(100)의 크기가 커지며, 공정의 증가로 제조 단가가 상승하게 되는 단점이 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, n이 8이상인 경우는 n이 6인 경우에 비하여 센싱 정확도에 큰 향상을 보이지 못하고, n이 커질수록 센싱 정확도가 수렴하는 경향을 보이므로, n각형이 6각형으로 결정될 때가 비용 대비 성능이 상대적으로 높다. 이에, n각형은 6각형으로 결정되는 것이 바람직하나, 본 발명의 권리범위는 6각형으로만 한정되는 것이 아니다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 기판을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 신발 인솔 기판(200)은 복수의 스위칭부(220)들 및 상기 스위칭부(220)들 각각에 연결되는 복수의 배선부(240)들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 신발 인솔 기판(200)에서 스위칭부(220)들 및 배선부(240)들이 기판(210) 상에 인쇄되는 방식으로 제조될 수 있는데, 이 경우 신발 인솔 기판(200)의 제조 단가는 더욱 낮아질 수 있다. 한편, 본 명세서에서는 신발 인솔 기판(200)이라고 명명하고 있으나, 기판(210)은 스위칭부들(200)과 배선부(240)들이 인쇄, 코팅, 전사, 에칭 등의 방식으로 형성될 수 있는 플렉서블 기판, 필름 등의 다양한 소재를 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
스위칭부(220)들 각각은 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 센싱 쌍(sensing pair)으로서 동작하는 n개의 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 스위칭부(200)는 센싱 쌍으로서 동작하는 6개의 스위치들을 포함하고, 6개의 스위치들은 2개씩 센싱 쌍으로서 동작할 수 있다. 배선부(240)들 각각은 기준 전압을 제공하는 전압 제공선, 제 1 센싱 신호를 전송하는 제 1 배선, 및 제 2 센싱 신호를 전송하는 제 2 배선을 포함할 수 있다. 이 때, 전압 제공선은 n개의 스위치들에 공통으로 연결되고, 제 1 배선은 n개의 스위치들 중에서 제 1 스위치들(예를 들어, 홀수 번째 스위치들)에 공통으로 연결되며, 제 2 배선은 n개의 스위치들 중에서 제 2 스위치들(예를 들어, 짝수 번째 스위치들)에 공통으로 연결된다. 이와 같이, 하나의 배선부(240)는 3개의 배선들을 포함할 수 있고, 하나의 스위칭부(220)는 하나의 배선부(240) 즉, 3개의 배선들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 8개의 스위칭부(220)들은 각각 8개의 배선부(240)들과 연결될 수 있다. 이 때, 전압 제공선은 공유될 수 있다. 이와 같이, 신발 인솔 기판(200)은 신발 인솔 센서(미도시)와의 접촉 동작에 의해 생성되는 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호에 기초하여 센싱 데이터를 출력할 수 있으므로 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있다.
구체적으로, 3단계의 데이터 해상도는 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호의 생성 여부에 따라 결정될 수 있다. 이 때, 제 1 센싱 신호는 제 1 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치가 턴온되면, 기준 전압이 도통됨으로써 생성될 수 있다. 제 2 센싱 신호는 제 2 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치가 턴온되면, 기준 전압이 도통됨으로써 생성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 신발 인솔 기판(200)과 결합되는 신발 인솔 센서는 높이가 상이한 제 1 돌출부들과 제 2 돌출부들을 포함하고 있으므로, 신발 인솔 기판(200)의 제 1 스위치들과 제 2 스위치들을 턴온시킬 수 있는 압력이 상이하게 된다. 그 결과, 상부에서 낮은 압력(low pressure)이 인가되면, 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호 중에서 하나의 신호만이 생성될 수 있고, 상부에서 높은 압력(high pressure)이 인가되면, 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호가 모두 생성될 수 있다. 이에, 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호 중에서 하나의 신호만이 생성되면, 낮은 압력이 인가된 것으로 판단될 수 있고, 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호가 모두 생성되면, 높은 압력이 인가된 것으로 판단될 수 있으며, 제 1 센싱 신호와 제 2 센싱 신호가 모두 생성되지 않으면, 압력이 인가되지 않은 것으로 판단될 수 있으므로, 신발 인솔 기판(200)은 신발 인솔 센서와 결합하여 3단계의 데이터 해상도를 제공하는 것이다.
도 5는 도 4의 신발 인솔 기판에 구비되는 스위칭부를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5의 스위칭부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 스위칭부(220)는 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 센싱 쌍으로서 동작하는 n개의 스위치들을 포함할 수 있고, n개의 스위치들은 2개씩 센싱 쌍으로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 스위칭부(200)는 센싱 쌍으로서 동작하는 6개의 스위치들을 포함할 수 있고, 6개의 스위치들은 2개씩 센싱 쌍으로서 동작할 수 있다.
하나의 스위칭부(220)는 기준 전압(VIN)을 제공하는 전압 제공선, 제 1 센싱 신호(SIG_1)를 전송하는 제 1 배선, 및 제 2 센싱 신호(SIG_2)를 전송하는 제 2 배선을 포함하는 하나의 배선부(240)와 연결되어 있다. 도 6은 도 5에 도시된 스위칭부(220)의 6개의 스위치들의 연결 관계를 구체적으로 보여주고 있다. 즉, 전압 제공선을 통해 기준 전압(VIN)이 인가되면, 6개의 스위치들이 턴온 또는 턴오프됨으로써, 제 1 센싱 신호(SIG_1) 및/또는 제 2 센싱 신호(SIG_2)가 생성될 수 있는 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전압 제공선은 6개의 스위치들에 공통으로 연결되고, 제 1 배선은 6개의 스위치들 중에서 제 1 스위치들(예를 들어, 짝수 번째 스위치들)에 공통으로 연결되며, 제 2 배선은 6개의 스위치들 중에서 제 2 스위치들(예를 들어, 홀수 번째 스위치들)에 공통으로 연결된다. 그 결과, 제 1 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치가 턴온되면, 제 1 센싱 신호(SIG_1)가 출력될 수 있고, 제 2 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치가 턴온되면, 제 2 센싱 신호(SIG_2)가 출력될 수 있다. 상술한 바와 같이, 압력이 가해져오는 방향에 따라 인접하는 제 1 스위치와 제 2 스위치가 센싱 쌍으로서 동작하기 때문에, 압력이 어느 하나의 방향으로 쏠린 형태로 가해져오더라도 높은 센싱 정확도가 확보될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 스위치와 두 번째 스위치가 쌍으로서 동작할 수도 있고, 두 번째 스위치와 세 번째 스위치가 쌍으로서 동작할 수도 있으며, 여섯 번째 스위치와 첫 번째 스위치가 쌍으로서 동작(즉, 스위치들이 원 형상으로 배치되므로, 여섯 번째 스위치와 첫 번째 스위치는 실제로 인접함)할 수 있는 것이다. 그 결과, 신발 인솔 기판(200)은 신발 인솔 센서와의 접촉 동작에 의해 생성되는 제 1 센싱 신호(SIG_1)와 제 2 센싱 신호(SIG_2)에 기초하여 센싱 데이터를 출력할 수 있으므로 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 신발 인솔에 구비되는 센싱부를 나타내는 블록도이며, 도 9는 도 7의 신발 인솔에 구비되는 프로세싱 모듈부를 나타내는 블록도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 신발 인솔(300)은 센싱부(320)와 프로세싱 모듈부(340)를 포함할 수 있고, 센싱부(320)는 적어도 하나 이상의 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(200)을 포함할 수 있다. 다만, 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(200)에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 한편, 도 7 내지 도 9에는 도시되지 않았지만, 신발 인솔(300)은 자이로스코프 센서, 가속 센서, 온도 센서, 습도 센서, GPS, 지자기 센서 등과 같은 추가적인 센서들을 더 포함할 수도 있다.
센싱부(320)는 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(200)의 결합에 상응하는 제 1 센싱 유닛(322_1) 내지 제 8 센싱 유닛(322_8)을 포함할 수 있다. 즉, 신발 인솔 기판(200)에 8개의 신발 인솔 센서(100)들이 결합한 경우를 나타낸다. 다만, 이것은 하나의 예시로서, 요구되는 조건에 따라 신발 인솔 기판(200)에 결합되는 신발 인솔 센서(100)들의 개수는 다양하게 결정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(200)의 결합은 3단계의 데이터 해상도를 제공할 수 있으므로, 제 1 내지 제 8 센싱 유닛들(322_1, ..., 322_8)은 각각 제 1 센싱 신호(SIG_1) 및/또는 제 2 센싱 신호(SIG_2)를 생성하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 유닛(322_1)의 출력(OUTPUT1)은 제 1 센싱 신호(SIG_1) 및 제 2 센싱 신호(SIG_2)를 포함하고, 제 2 내지 제 7 센싱 유닛들(322_2, ..., 322_5)의 출력들(OUTPUT2, ..., OUTPUT7)은 각각 제 1 센싱 신호(SIG_1)와 제 2 센싱 신호(SIG_2) 중에서 하나만 포함하며, 제 8 센싱 유닛(322_8)의 출력(OUTPUT8)은 제 1 센싱 신호(SIG_1)와 제 2 센싱 신호(SIG_2)를 모두 포함하지 않는다고 가정하면, 제 1 센싱 유닛(322_1)이 위치한 부분에는 높은 압력이 가해졌고, 제 2 내지 제 7 센싱 유닛(322_2, ..., 322_7)이 위치한 부분에는 낮은 압력이 가해졌으며, 제 8 센싱 유닛(322_8)이 위치한 부분에는 압력이 가해지지 않았다고 판단될 수 있다. 이와 같이, 센싱부(320)의 출력들(OUTPUT1, ..., OUTPUT8)은 매 순간 가해지는 압력의 위치 및 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
프로세싱 모듈부(340)는 데이터 입력 유닛(342), 인코딩 유닛(344), 메모리 유닛(346), 송신 유닛(348) 및 배터리 유닛(349)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 데이터 입력 유닛(342)은 센싱부(320)의 출력들(OUTPUT1, ..., OUTPUT8)을 입력받아 센싱 데이터(DAT)로서 출력할 수 있다. 인코딩 유닛(344)은 센싱 데이터(DAT)를 입력받아 기 설정된 포맷으로 인코딩하여 인코딩된 센싱 데이터(EDAT)를 생성할 수 있다. 이 때, 인코딩 유닛(344)에 의하여 센싱 데이터(DAT)가 기 설정된 포맷으로 인코딩됨에 따라, 센싱 데이터(DAT)는 메모리 유닛(346)에 효율적으로 저장될 수 있어 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 따라서, 프로세싱 모듈부(340)에는 인코딩 유닛(322)이 구비되는 것이 바람직하나, 요구되는 조건에 따라 생략될 수도 있다. 메모리 유닛(346)은 인코딩된 센싱 데이터(EDAT)를 저장하였다가, 기 설정된 타이밍에 인코딩된 센싱 데이터(EDAT)를 송신 유닛(348)을 통하여 보행 데이터(TDAT)로서 출력할 수 있다. 예를 들어, 메모리 유닛(346)은 배터리 유닛(349)이 충전되는 시간에 인코딩된 센싱 데이터(EDAT)를 송신 유닛(348)을 통하여 보행 데이터(TDAT)로서 출력할 수 있다. 배터리 유닛(349)은 센싱부(320)와 프로세싱 모듈부(340)에 요구되는 전력을 공급할 수 있다. 실시예에 따라, 배터리 유닛(349)은 무선으로 충전되는 기능을 포함할 수 있고, 송신 유닛(348)은 다양한 유무선 통신 방식으로 보행 데이터(TDAT)를 외부의 서버 등에 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 보행 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 보행 진단 시스템(500)은 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔(300)을 구비한 신발(520), 중앙 서버(540) 및 사용자 단말(560)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔(300)에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
신발(520)은 보행 진단 서비스를 이용하는 사용자가 실생활에서 착용하는 것만으로도 장시간에 걸쳐 보행 데이터가 추출될 수 있도록 한다. 종래의 신발 인솔은 고가의 센서를 바탕으로 고성능에만 치우쳐 있었기 때문에, 가격이 비싸고 저전력으로 동작할 수 없었다. 또한, 사용자로 하여금 종래의 신발 인솔과 통신할 수 있는 손목 시계 등과 같은 통신 모듈을 몸에 지니게 함으로써 보행 데이터를 추출하였기 때문에, 병원 등과 같은 한정된 공간에서 한정된 시간 내에 이루어질 수밖에 없었다. 이에, 보행 진단 서비스는 대중화 및 보편화될 수 없었을 뿐만 아니라, 병원 등과 같은 한정된 공간에서 한정된 시간 내에 추출된 보행 데이터로는 사람의 보행 자세를 정확하게 분석하기도 어려웠다. 반면에, 신발(520)에 구비되는 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔(300)은 매우 낮은 단가로 생성되는 신발 인솔 센서(100)와 신발 인솔 기판(200)을 포함하므로, 보행 진단 시스템(500)은 사람들로 하여금 저렴하고 편리하게 보행 진단을 통하여 건강 체크가 가능하도록 할 수 있다. 나아가, 보행 진단 시스템(500)에서는 신발(520) 외에는 사용자가 별도의 장치(예를 들어, 손목 시계 등의 형태를 갖는 통신 모듈)를 착용하지 않기 때문에, 사용자가 보행 진단 서비스를 이용하는 데에 있어 사용 편의성이 극대화될 수 있다.
중앙 서버(540)는 신발(520)로부터 송신되는 보행 데이터를 저장하고, 이를 전문가 집단(예를 들어, 의사, 체육전문가, 재활전문가, 교정전문가, 워킹전문가, 심리분석가, 이미지메이커 등) 또는 분석 시스템을 통하여 분석을 수행하게 할 수 있다. 그 결과, 보행 데이터에 기초한 보행 진단 데이터가 생성될 수 있고, 이러한 보행 진단 데이터는 사용자에게 제공되어 보행 진단 서비스가 가능하게 된다. 실시예에 따라, 중앙 서버(540)는 다수의 사람들의 보행 데이터를 수신하고 저장하기 때문에, 개개인의 프라이버시 보호를 위한 암복호화 작업을 수행할 수 있다. 사용자 단말(560)은 중앙 서버(540)로부터 보행 진단 데이터를 수신할 수 있다. 사용자 단말(560)은 개인용 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 스마트패드(예를 들어, 애플의 아이패드, 삼성의 갤럭시탭), 타블렛 등으로 구현될 수 있으며, 사용자가 실시간으로 접속하여 자신의 보행 진단(예를 들어, 낙상 조기경보, 운동량 통보, 독거노인 활동량 통보, 만성질환자 운동 처방 실시 여부 통보 등)을 확인할 수 있도록 한다. 이와 같이, 보행 진단 시스템(500)은 병원 등과 같은 한정된 공간에서 보행 데이터를 추출하던 종래의 보행 진단 시스템에 비하여, 사람들로 하여금 신발만 착용하게 하면 실생활에서 장기간에 걸쳐 보행 데이터를 추출할 수 있으므로, 사람의 보행 자세를 정확하게 분석하기 위한 충분한 보행 데이터를 확보할 수 있다. 이에, 보행 진단을 통한 건강 체크는 보편화 및 대중화될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 센서, 신발 인솔 기판, 신발 인솔 및 보행 진단 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 특히, 참조된 도면에 도시된 구조는 하나의 예시로서, 본 발명의 실시예들에 따른 신발 인솔 센서, 신발 인솔 기판, 신발 인솔 및 보행 진단 시스템의 구조가 그에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 보행 진단을 위한 신발 인솔에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 사람이 착용하는 신발 내에 보행 진단을 위한 신발 인솔을 장착하여 사람의 보행 데이터를 추출하고, 상기 보행 데이터에 기초하여 보행 진단을 수행하는 보행 진단 시스템 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 신발 인솔 센서 110: 몸체부
120: 제 1 돌출부 140: 제 2 돌출부
160: 홈 170, 180: 여분의 홈
200: 신발 인솔 기판 210: 기판
220: 스위칭부 240: 배선부
300: 신발 인솔 320: 센싱부
340: 프로세싱 모듈부 500: 보행 진단 시스템
520: 신발 540: 중앙 서버
560: 사용자 단말

Claims (16)

  1. 비도전성 재질로 형성되고, 복수의 홈들이 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성되는 몸체부;
    도전성 재질로 형성되고, 제 1 높이를 갖도록 상기 홈들 중에서 홀수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 1 돌출부들; 및
    도전성 재질로 형성되고, 상기 제 1 높이와 상이한 제 2 높이를 갖도록 상기 홈들 중에서 짝수 번째 홈들에 형성되는 복수의 제 2 돌출부들을 포함하는 신발 인솔(insole) 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 서로 인접하는 상기 제 1 및 제 2 돌출부들은 하나의 센싱 쌍(sensing pair)으로서 동작하고, 상기 센싱 쌍은 상기 제 1 및 제 2 돌출부들의 높이 차이에 기초하여 다중 데이터 해상도(data resolution)를 표현하는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체부는 원기둥(cylinder) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체부는 다각기둥(polyprism) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체부에 형성되는 상기 홈들은 각각 원기둥 형상을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 돌출부들도 각각 원기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체부에 형성되는 상기 홈들은 각각 다각기둥 형상을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 돌출부들도 각각 다각기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 비도전성 재질과 상기 도전성 재질은 각각 비도전성 고무 재질과 도전성 고무 재질인 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 몸체부에는 센싱 감도 조절을 위한 여분의 홈들이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 센서.
  9. 삭제
  10. 복수의 스위칭부들 및 상기 스위칭부들 각각에 연결되는 복수의 배선부들을 포함하는 신발 인솔(insole) 기판에 있어서,
    상기 스위칭부들 각각은 n각형(단, n은 4이상의 짝수)의 꼭지점에 상응하는 위치에 n개의 스위치들을 포함하고,
    상기 배선부들 각각은 기준 전압을 제공하는 전압 제공선, 제 1 센싱 신호를 전송하는 제 1 배선, 및 제 2 센싱 신호를 전송하는 제 2 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전압 제공선은 상기 n개의 스위치들에 공통으로 연결되고, 상기 제 1 배선은 상기 n개의 스위치들 중에서 제 1 스위치들에 공통으로 연결되며, 상기 제 2 배선은 상기 n개의 스위치들 중에서 제 2 스위치들에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 신호는 상기 제 1 스위치들 중에서 적어도 하나 이상이 턴온되면 상기 기준 전압이 도통됨으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 센싱 신호는 상기 제 2 스위치들 중에서 적어도 하나 이상이 턴온되면 상기 기준 전압이 도통됨으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호의 생성 여부에 따라 데이터 해상도(data resolution)가 결정되는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호 중에서 하나의 신호만이 생성되면, 상기 신발 인솔 기판에 제 1 압력이 가해진 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호가 모두 생성되면, 상기 신발 인솔 기판에 상기 제 1 압력보다 높은 제 2 압력이 가해진 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신발 인솔 기판.
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