KR101938215B1 - 스마트 인터렉션 장치 - Google Patents

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KR101938215B1
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Abstract

본 발명은 전도성 섬유를 구비한 의류(Garment)에서 감지된 각종 정보를 전기적으로 연결된 외부 디바이스(External device) 와 교환하고, 상기 의류를 상기 외부 디바이스와 인터랙션 가능한 하나의 플랫폼으로 구현하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치는, 전도성 섬유(conductive thread), 비전도성 섬유(non-conductive thread), 전도성 섬유의 적어도 일부 영역과 비전도성 섬유의 적어도 일부 영역을 포함하는 센싱 영역, 및 센싱 영역에 포함된 전도성 섬유의 적어도 일부 영역의 저항 변화(resistance change)를 감지하여 서로 다른 제1 및 제2 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

스마트 인터렉션 장치{Smart interaction device}
본 발명은 전도성 섬유가 구비된 의류와 접촉/근접 상태에서 전자기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 외부 디바이스 사이에 센서 데이터를 교환하고, 상기 의류를 통해 인터랙션 가능한 하나의 플랫폼을 구현하는 기술에 관한 것이다.
오늘날 스마트의류 또는 웨어러블 디바이스에 대한 연구 및 제작이 활발해지면서 이를 활용한 입력 방법 및 데이터 전송에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 스마트 의류는 전도성 섬유를 이용하여 제작된 의복으로, 전도성 섬유는 외부의 입력신호 및 의류에 구비된 각종 센서의 센싱 정보를 컨트롤러에 전달하는 일종의 전선 역할을 할 수 있다.
이러한 스마트 의류는 전도성 섬유 외에 배터리, 컨트롤러, 유무선 통신수단을 구비함으로써, 세탁 시 반드시 분리해야 하므로, 편안함/패션 등 본래 의류의 기능을 완전히 대체하기 어렵다. 따라서, 내부의 컨트롤러 등을 분리하지 않고 세탁이 가능한 스마트 의류가 절실히 요구되고 있다.
한편, 의류는 하루종일 착용하기 때문에 스마트 의류를 이용하면 사용자에 의해 발생하는 다양한 컨텍스트(context) 정보를 파악할 수 있다. 예컨대, 스마트 의류를 이용하면 사람의 위치, 자세, 심리 상태 등 스마트폰만으로 파악할 수 있는 것보다 더욱 다양한 컨텍스트를 파악할 수 있다.
다만, 현재까지 다양한 센서를 통해 다양한 컨텍스트 정보를 센싱할 수 있는 제품들은 아직 출시되지 않았다. 따라서, 여러가지 사람의 컨텍스트를 파악하여 스마트 기기로 하여금 다양하게 활용하고 새로운 경험을 제공할 수 있는 스마트 의류의 필요성이 날로 증가하고 있다.
본 발명은 의류와 같은 패브릭 디바이스(fabric device)에 접촉/근접한 외부 디바이스 사이의 전자기적 연결을 통해 상기 의류에 대한 인터랙션 기능을 부여하고, 상기 패브릭 디바이스의 전도성 섬유를 활용하여 상기 패브릭 디바이스에 구비된 각종 센서의 센서 정보를 상기 외부 디바이스와 교환함으로써 상기 의류와 상기 외부 디바이스를 하나의 플랫폼으로 구성하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치는, 전도성 섬유(conductive thread), 비전도성 섬유(non-conductive thread), 전도성 섬유의 적어도 일부 영역과 비전도성 섬유의 적어도 일부 영역을 포함하는 센싱 영역, 및 센싱 영역에 포함된 전도성 섬유의 적어도 일부 영역의 저항 변화(resistance change)를 감지하여 서로 다른 제1 및 제2 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
실시예에서, 상기 제어부로부터 상기 제1 신호를 제공받은 경우 제1 모드로 동작하고, 상기 제2 신호를 제공받은 경우 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작하는 모바일 장치를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 모바일 장치는, 상기 제1 모드에서, 상기 센싱 영역과 접속되고(connect), 상기 제2 모드에서, 상기 센싱 영역과 접속되지 않을(disconnect) 수 있다.
실시예에서, 상기 센싱 영역은, 상기 전도성 섬유와 상기 비전도성 섬유의 스티치(stitch) 형태를 이용하여 터치(touch) 입력을 센싱하는 터치 센서를 포함할 수 있다.
실시예에서, 그 표면에 터치 인터페이스를 포함하고, 상기 센싱 영역에 제공된 터치 입력을 제공받는 모바일 장치를 더 포함하되, 상기 터치 인터페이스는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 센싱 영역은 상기 제1 영역에 물리적으로 대응되는 제3 영역과 상기 제2 영역에 물리적으로 대응되는 제4 영역을 포함하고, 상기 모바일 장치가 제1 모드로 동작할 경우, 상기 제3 영역에 센싱된 상기 터치 입력은 상기 터치 인터페이스의 상기 제1 영역에 대한 입력으로 인식되고, 상기 제4 영역에 센싱된 상기 터치 입력은 상기 터치 인터페이스의 상기 제2 영역에 대한 입력으로 인식될 수 있다.
실시예에서, 상기 터치 입력을 제공받은 모바일 장치의 출력은 상기 전도성 섬유를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
실시예에서, 상기 센싱 영역은 상기 터치 인터페이스의 제1 영역 및 제2 영역에 물리적으로 대응되지 않는 제5 영역을 더 포함하고, 상기 모바일 장치가 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작할 경우, 상기 제5 영역에 센싱된 상기 터치 입력은 상기 터치 인터페이스의 상기 제1 영역과 제2 영역 중 어느 하나에 대한 입력으로 인식될 수 있다.
실시예에서, 그 표면에 터치 인터페이스를 포함하고, 상기 센싱 영역에 제공된 터치 입력을 제공받는 모바일 장치를 더 포함하되, 상기 모바일 장치는 상기 터치 인터페이스에 제공된 터치 입력과 상기 센싱 영역에 제공된 터치 입력을 조합하여 프로세싱을 수행할 수 있다.
실시예에서, 상기 센싱 영역은, 서로 이격되어 배치된 복수의 센싱 영역을 포함하고, 상기 복수의 센싱 영역 각각은 상기 전도성 섬유를 이용하여 서로 접속될 수 있다.
실시예에서, 상기 복수의 센싱 영역은 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 센싱 영역을 포함하고, 상기 제1 센싱 영역에서, 상기 전도성 섬유와 상기 비전도성 섬유는 제1 스티치를 형성하며 고정되고, 상기 제2 센싱 영역에서, 상기 전도성 섬유와 상기 비전도성 섬유는 상기 제1 스티치와 다른 제2 스티치를 형성하며 고정될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치는, 전도성 섬유와 센서를 포함하는 패브릭(fabric) 디바이스, 및 상기 패브릭 디바이스와 통신하는(communicate with) 모바일 장치를 포함하되, 상기 모바일 장치는, 상기 전도성 섬유의 저항 변화와 상기 센서의 센싱 결과 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 패브릭 디바이스의 사용자가 제1 상태(state)라고 판단되면 제1 모드로 동작하고, 상기 사용자가 상기 제1 상태와 다른 제2 상태라고 판단되면 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작한다.
실시예에서, 상기 패브릭 디바이스는 사용자가 착용하는 가먼트(garment) 디바이스를 포함하고, 상기 센서는 상기 사용자의 물리적 또는 생물학적 상태를 센싱하고, 상기 모바일 장치는, 상기 전도성 섬유의 저항 변화와 상기 센서의 센싱 결과를 이용하여, 상기 사용자가 제1 행동을 취하고 있다고 판단되면 상기 제1 모드로 동작하고, 상기 사용자가 상기 제1 행동과 다른 제2 행동을 취하고 있다고 판단되면 상기 제2 모드로 동작할 수 있다.
실시예에서, 상기 패브릭 디바이스는, 상기 사용자가 상기 제1 상태라고 판단되면, 상기 전도성 섬유를 제1 상태로 조절하고, 상기 사용자가 상기 제2 상태라고 판단되면, 상기 전도성 섬유를 상기 제1 상태와 다른 제2 상태로 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 모바일 장치는, 상기 제1 모드에서, 제1 프로그램 코드(program code)를 실행하고, 상기 제2 모드에서, 상기 제1 프로그램 코드와 다른 제2 프로그램 코드(program code)를 실행할 수 있다.
실시예에서, 상기 모바일 장치와 상기 패브릭 디바이스는 상기 전도성 섬유를 이용하여 전기 에너지를 서로 교환할 수 있다.
실시예에서, 상기 패브릭 디바이스는, 제1 전도성 섬유와 제1 센서를 포함하는 제1 패브릭 디바이스와, 상기 제1 전도성 섬유와 분리되되 상기 제1 전도성 섬유와 접축하는 제2 전도성 섬유와, 제2 센서를 포함하는 제2 패브릭 디바이스를 포함하고, 상기 모바일 장치는, 상기 제1 전도성 섬유의 저항 변화, 상기 제2 전도성 섬유의 저항 변화, 상기 제1 및 제2 센서의 센싱 결과 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 사용자가 제1 상태라고 판단되면 제1 모드로 동작하고, 상기 사용자가 상기 제2 상태라고 판단되면 상기 제2 모드로 동작할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치는, 전도성 섬유, 상기 전도성 섬유의 일부 영역을 포함하는 센싱 영역, 및 센서를 포함하는 패브릭(fabric) 디바이스, 및 상기 패브릭 디바이스와 통신하고(communicate with), 터치 인터페이스를 포함하는 모바일 장치를 포함하되, 상기 패브릭 디바이스의 상기 센싱 영역은 상기 전도성 섬유를 이용하여 상기 모바일 장치와 통신하고, 상기 모바일 장치는, 상기 센싱 영역에 포함된 상기 전도성 섬유의 저항 변화와 상기 터치 인터페이스에 제공된 제1 터치 입력 중 적어도 하나를 이용하여 구동된다.
실시예에서, 상기 센싱 영역은, 상기 센싱 영역에 포함된 상기 전도성 섬유의 저항 변화를 이용하여 제2 터치 입력을 제공받고, 상기 모바일 장치는, 상기 제1 및 제2 터치 입력 중 적어도 하나를 이용하여 구동될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같을 수 있다. 의류에는 신체의 자세 또는 모션을 감지하기 위한 센서가 신체의 특정위치 별로 특화되어 구비되어 있으며, 전도성 섬유를 통해 상기 감지된 센서 데이터를 송수신할 수 있는 구성과 함께 상기 외부 디바이스와 전기적으로 연결될 수 있는 연결단자를 포함할 수 있다. 상기 의류에 구비된 연결단자를 통해 상기 외부 디바이스와 전기적으로 연결됨으로써 상기 의류의 각종 센서 데이터를 상기 외부 디바이스에 전달할 수 있으며, 상기 의류의 전도성 표면에 감지된 착용자의 터치 입력을 상기 외부 디바이스에서 감지할 수 있다. 이 외에도, 본 발명의 기술적 사상에 따라 다른 구성이 더 제공될 수도 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면, 의류에 별도의 프로세서(CPU), 메모리, 배터리 등 컴퓨팅에 필수적인 하드웨어를 직접 장착/구비하지 않아도 의류와 접촉/근접한 상기 외부 디바이스와의 전자기적 연결을 통해 상기 의류를 디바이스화 할 수 있다. 이런 점에서 상기 의류를 대량으로 생산할 경우, 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 무게가 줄어들고 높은 착용감을 사용자에게 제공 할 수 있다.
또한 세탁과 같은 의류의 본래 목적도 쉽게 달성할 수 있을 뿐만 아니라 상기 의류와 상기 외부 디바이스 사이에 인터랙션 가능한 하나의 플랫폼을 제공한다는 점에서 새로운 사용자 경험을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 스마트 의류를 통해 다양한 컨텍스트 정보를 센싱하여 사용자에게 새로운 경험을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전도성 섬유 패턴에 따른 터치입력과 전도성 섬유와 전자기적으로 연결된 외부 디바이스의 디스플레이에 대한 터치반응 특징을 도시화 한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 피부에 접촉/근접한 센서 전극에서 수신된 정보를 전도성 섬유가 감지하는 특징을 도시화 한 것이다.
도 5(a) 및 5(b)는 모바일 장치(200)과 패브릭 디바이스(100) 사이에서 신호를 주고 받을 수 있는 인터페이스의 형태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류가 착용자의 움직임의 패턴 변화를 감지하여 스마트워치의 작동 모드를 전환 시키는 내용을 도시화 한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류 착용자의 움직임을 센싱 하기 위해 전도성 섬유를 관절부가 접합하는 위치에 구비하는 내용을 도시화 한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 탄성을 가진 전도성 섬유가 착용자의 움직임을 센싱 하기 위해 의류의 일 영역에 구비되는 도시화 한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 전도성 표면에 대한 가상 터치입력을 통해 상기 전도성 섬유로 연결된 다른 위치의 외부 디바이스를 컨트롤하는 특징을 도시화 한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류 소매의 연결단자가 스마트워치의 연결단자와 물리적/전자기적으로 연결된 상태에서 의류 소매의 가상터치영역 및 스마트워치 디스플레이에 대한 터치 입력을 도시화 한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 내의가 검출하는 다양한 신체 움직임, 생체정보 등에 대한 특징을 도시화 한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 외부 디바이스의 재생정보를 귀에 근접한 골전도 스피커로 전송하여 출력하는 특징을 도시화 한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 신발과의 센싱정보를 송수신 특징을 도시화 한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 장갑과의 센싱정보를 송수신 특징을 도시화 한 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 웨어러블 디바이스 사이의 특징을 도시화 한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 외부의 사물과의 접촉 및 데이터 교환에 대한 내용을 도시화 한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 액세서리 간의 접촉 및 제어 특징을 도시화 한 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 특정 부위와 외부 디바이스 사이의 각종 접합 방법에 의한 인터랙션 특징을 도시화 한 것이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 동일 이벤트에 대해서 외부 디바이스에 입력하는 터치 패턴과 전도성 섬유에 입력하는 터치 패턴이 상이하게 구성되는 내용을 도시화 한 것이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 전도성 섬유가 착용/소지 외부 디바이스와 접촉되어 전자기적 연결 상태에서 외부 디바이스의 작동 모드가 전환되는 특징을 도시화 한 것이다.
도 21(a) 및 도 21(b)는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패브릭 디바이스의 소매 내에 위치한 연결단자가 모바일 장치의 연결단자와 서로 연결되는 것을 나타낸다.
도 22(a) 및 22(b)는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 클립 형태로 탈착 가능하도록 구성된 모바일 장치와 패브릭 디바이스가 결합된 구성을 도시화 한 것이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패브릭 디바이스의 연결단자와 모바일 장치의 시계줄 연결단자가 돌출부와 끼움홀의 형태로 구현된 것을 나타낸 것이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 연결단자가 구비된 커넥터가 똑딱이 단추 형태로서, 탄성부재에 의하여 결합력이 증대되는 것을 나타낸 것이다.
도 25는 도 24의 커넥터가 패브릭 디바이스와 전도성 섬유에 연결되는 것을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로써 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 스마트 인터렉션 장치(1)는, 패브릭 디바이스(100)와 모바일 장치(200)를 포함할 수 있다.
패브릭 디바이스(100)는, 전자물질의 수송 또는 충전이 가능한 전자 섬유(electronic thread) 또는 전도성 섬유(conductive thread)로 만든 패브릭(fabric) 물질로 구성된 디바이스를 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 패브릭 디바이스(100)은 전자 섬유 또는 전도성 섬유 등으로 이루어진 패턴 또는 네트워크를 포함하면서 모바일 장치의 컨트롤러를 활용하여 동작할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대, 전자 섬유 또는 전도성 섬유로 이루어진 터치 패턴 등을 패브릭 디바이스(100) 내에 포함하며, 모바일 장치(200)과 커넥터로 연결되어 동작할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 패브릭 디바이스(100)는 사용자가 탈착할 수 있는 가먼트(garment) 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 가먼트 디바이스는, 사용자 신체 중 적어도 일부를 복수의 면으로 둘러싸거나, 또는 사용자 신체의 적어도 일부와 밀착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가먼트 디바이스는 셔츠, 바지, 치마 등을 포함하는 의류 및 모자, 가방, 팔 토시 등의 다양한 형태로 제작이 가능할 수 있다. 또는 가방의 형태로 구성되어 사용자 신체의 일부와 밀착되도록 제작할 수 있다.
패브릭 디바이스(100)는 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(150)를 함께 포함할 수 있다. 구체적으로, 패브릭 디바이스(100)는 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(150)가 예를 들어, 바느질과 같은 방법을 통하여 서로 얽힘으로써 형성될 수 있다. 이 때, 비전도성 섬유(150)는 인접한 전도성 섬유(140) 사이에서 절연체 역할을 할 수 있다.
비록 도면에서는 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(150)가 상하 좌우로 바느질된 것을 개념적으로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(150)는 그 꼬인 형태에 따라 다양한 스티치(stitch) 형태로 구현될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 패브릭 디바이스(100)는 센서(110)를 포함할 수 있다. 비록 도면에서는 1개의 센서(110)를 도시하였으나, 패브릭 디바이스(100)는 복수의 센서(110)를 포함할 수 있다.
패브릭 디바이스(100)가 복수의 센서(110)를 포함할 경우, 전도성 섬유(140)는 복수의 센서(110)를 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 사용자(또는 착용자)에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 사용자에 대한 물리적(physical) 센싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 사용자가 구부린 상태인지 아니면 몸을 펴고 있는 상태인지 센싱할 수 있다. 또한, 센서(110)는 사용자가 달리고 있는 상태인지 아니면 걷고 있는 상태인지 센싱할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 예시들은 후술하도록 한다.
한편, 몇몇 실시예에서, 센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 사용자에 대한 생물학적(biological) 센싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 사용자의 체온이 고온인지 아니면 저온인지 센싱할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 예시들도 후술하도록 한다.
몇몇 실시예에서, 센서(110)는 패브릭 디바이스(100)의 내/외부에 결합되어 의류 착용자와 관련된 물리적/화학적/생체적 센싱정보를 감지할 수 있다. 상기 물리/화학적 정보를 감지하는 센서(110)로는 터치센서, 모션센서, 구부림 센서, 압력센서, 온도센서, 근접센서, 습도센서, 가스센서 등이 있으며, 센서(110)로는 패브릭 디바이스(100) 착용자의 생체정보를 감지하는 ECG, PPG, EEG, 맥박센서, 호흡센서, SPO2 센서 등이 포함될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 전도성 섬유(140)로 구성된 전도성 표면(Conductive Surface)는 터치입력 정보를 감지하는 가상의 터치 센서 역할을 수행할 수도 있다. 그리고 이러한 전도성 표면은 후술할 센싱 영역(120)으로 정의될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 센서(110)는 센싱 영역(120) 및 검출기(160)를 포함할 수 있다. 이러한 센싱 영역(120)은 전도성 섬유(140)의 적어도 일부 영역과 비전도성 섬유(150)의 적어도 일부 영역을 포함할 수 있다.
센싱 영역(120)은 센싱 영역(120)에 포함된 전도성 섬유(140)의 저항 변화(resistance change)를 감지하여 센싱을 수 행할 수 있다. 예를 들어, 센싱 영역(120)과 접촉하는 패브릭 디바이스(100)의 사용자의 신체 일부에서 발열이 일어날 경우, 센싱 영역(120)에 포함된 전도성 섬유(140)에는 저항 변화가 일어날 수 있으며, 센싱 영역(120)은 이를 센싱할 수 있다.
또한, 예를 들어, 센싱 영역(120)과 접촉하는 패브릭 디바이스(100)의 사용자의 신체 일부에서 땀이 배출될 경우, 센싱 영역(120)에 포함된 전도성 섬유(140)에는 저항 변화가 일어날 수 있으며, 센싱 영역(120)은 이를 센싱할 수 있다.
또한, 예를 들어, 센싱 영역(120)에 패브릭 디바이스(100)의 사용자의 손가락이 접촉되는 경우, 센싱 영역(120)에 포함된 전도성 섬유(140)에는 저항 변화 또는 전도성 섬유(140) 사이의 용량(Capacitance)의 변화가 일어날 수 있다. 이 경우, 센싱 영역(120), 센싱 영역(120)과 전기적으로 연결된 컨트롤러(130) 또는 모바일 장치(200)의 컨트롤러(230)는 사용자의 손가락의 접촉을 센싱할 수 있다. 즉, 센싱 영역(120)은, 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(140)의 스티치(stitch) 형태를 이용하여 터치(touch) 입력을 센싱하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 예시들도 후술하도록 한다.
비록 도면에서는 1개의 센싱 영역(120)를 도시하였으나, 센싱 영역(120)은 얼마든지 더 추가될 수 있다.
만약, 패브릭 디바이스(100)가 복수의 센싱 영역(120)을 포함할 경우, 전도성 섬유(140)는 복수의 센싱 영역(120)을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 패브릭 디바이스(100)가 복수의 센싱 영역(120)을 포함할 경우, 복수의 센싱 영역(120)은 전도성 섬유(140)와 비전도성 섬유(150)를 이용하여 서로 다른 스티치 형태를 가질 수 있다. 이렇게 복수의 센싱 영역(120)이 서로 다른 스티치 형태를 가질 경우, 센싱 효율이 더 향상될 수 있다.
예를 들어, 패브릭 디바이스(100) 사용자의 팔꿈치에 접촉하는 센싱 영역(120)은, 패브릭 디바이스(100) 사용자의 발바닥에 접촉하는 센싱 영역(120)에 비해 상대적으로 느슨한 형태의 스티치 패턴을 가져, 센싱 효율을 더 향상시킬 수 있다.
검출기(160)는 컨트롤러의 제어에 따라 센싱 영역에서 발생한 전기적 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서(110)이 터치 센서인 경우에는, 센싱 영역(120)에서의 저항의 변화 또는 용량의 변화를 센싱할 수 있다. 저항의 변화 또는 용량의 변화로 발생한 전압값 또는 전류값의 변화가 기준값 이상인지를 검출하고, 이를 컨트롤러(130)에 전달할 수 있다.
검출기(160)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 컨트롤러(130)과 별도로 구현될 수도 있고, 컨트롤러(130)에 포함될 수도 있다.
센싱 영역(120)은 도 1에 도시한 바와 같이, 패브릭 디바이스(100)의 적어도 일부 영역에 구비된다. 예컨대, 전도성 섬유(140)를 일부 영역에서 교차하도록 구현하여 용량(capacitance)의 변화를 검출하는 영역을 구현하여 사용자의 터치를 감지하는 영역이 될 수 있다. 또는 사람의 팔꿈치 나 무릎 등이 굽혀지는 경우에 전도성 섬유(140)가 늘어나거나 수축됨에 따라 저항 등의 전기적 특성이 변화하는 것을 센싱하여 사용자의 자세 등을 센싱할 수도 있다. 또는 사용자의 가슴부분에 배치하여 사용자의 심전도 변화를 센싱하도록 할 수도 있다.
또는 예를 들어, 패브릭 디바이스(100)의 주머니 내에 접촉/근접을 센싱할 수 있는 센싱 영역(120)을 마련하여 모바일 장치(200)가 특정 주머니에 수납이 되었는지 여부를 센싱할 수도 있다. 이 밖에 다양한 센서들을 통해 사용자의 자세나 모바일 장치(200)와의 접촉 여부 등을 다양한 방식으로 센싱하여, 사용자의 다양한 컨텍스트 정보를 센싱할 수 있다.
전도성 섬유(140)는 센서(110)에서 감지된 센싱 정보를 패브릭 디바이스(100)와 접촉/근접한 모바일 장치(200)에 전달하는데 사용될 수 있다. 또한 전도성 섬유(140) 자체를 센서(110) 중 하나로 사용할 수도 있다. 전도성 섬유(140)는 의류를 구성하는 천연 섬유를 대체할 수 있으며 전도성 섬유(140)는 금속, 금속 산화물, 탄소 계열 등의 도체 재료를 사용하여 전기 저항을 낮게 만든 섬유를 모두 포함할 수 있다.
예컨대, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 및 금속나노로 구성된 섬유는 가볍고, 우수한 전기 전도성 및 기계적 특성이 있어 각종 센싱정보를 전달하는 전도성 섬유 재료로 활용되며 재료의 구성 형태에 따라 에너지를 저장하는 전극재료의 응용범위도 포함할 수 있다. 각종 센싱정보는 의류와 접촉/근접한 모바일 장치(200)에 유선 또는 무선으로 전달될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 패브릭 디바이스(100)는 센서(110)의 센싱 결과를 감지하는 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다. 이러한 컨트롤러(130)와 센서(110)는 전도성 섬유(140)를 통해 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
컨트롤러(130)는 센서(110)의 센싱 결과에 따라 서로 다른 복수의 신호 예컨대, 제 1 및 제 2 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 이렇게 생성된 제 1 및 제 2 신호는 예를 들어, 유선 또는 무선 통신을 이용해 모바일 장치(200)에 제공될 수 있다. 한편, 몇몇 실시예에서, 컨트롤러(130)는 필요에 따라 생략될 수도 있다. 컨트롤러(130)이 패브릭 디바이스(100)에서 생략되고, 모바일 장치(200)의 컨트롤러(230)을 공유하는 경우에는 패브릭 디바이스(100)를 세탁에도 잘 견딜 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 패브릭 디바이스(100)는 의류를 포함할 수 있다.
이 경우, 의류 내/외부에 장착된 센서(110)의 센싱 정보에 의해 의류의 착용여부, 착용의류의 종류, 의류에 대한 사용자의 인증, 복수 의류의 착용여부, 모바일 장치(200)의 근접/접촉 여부 등을 구별할 수 있다.
일 실시예로서, 의류와 착용된 모바일 장치(200)의 사용자 인증정보가 일치할 경우에만 의류의 센서정보의 교환이 가능하도록 설정할 수 있다. 즉, 사용자 인증정보가 일치할 경우에는 모바일 장치(200)가 제 1 모드로 동작하여 의류에 포함된 센싱 영역(120)에 접속되나, 사용자 인증정보가 일치하지 않는 경우에는 모바일 장치(200)가 제 2 모드로 동작하여 의류에 포함된 센싱 영역(120)에 접속되지 않을 수 있다.
이때, 사용자 인증은 지문인증, 생체정보를 활용한 인증 등을 모두 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 의류의 전도성 섬유(140)와 모바일 장치(200)의 특정 구성에 대한 근접/접촉 여부를 감지할 수 있다. 이를 통해 의류에 장착/소지되는 모바일 장치(200)의 상태정보를 파악할 수 있다. 예를 들어, 외투 안주머니에 소지되는 모바일 장치(200)의 방향 정보를 감지하여 모바일 장치(200)의 디스플레이-터치 인터페이스(210)가 외투 안쪽을 향하고 있는 경우와 외투 바깥쪽을 향하고 있는 경우를 구별할 수 있다.
이러한 방향 정보는 디스플레이-터치 인터페이스(210)를 기준으로 상기 의류의 전도성 섬유(140)에 대한 회전방향정보(yaw, pitch, roll)를 포함할 수 있다. 구별된 모바일 장치(200)의 방향정보를 토대로 의류를 통한 움직임/터치 센싱정보, 생체정보, 출력정보 제공 등을 차별적으로 제공할 수 있다.
한편, 의류의 센서(110)를 통해 상기 의류 착용자의 움직임 정보를 인식할 수 있다. 상기 의류에 장착될 센서의 위치/종류는 착용 시의 신체부위 및 해당 신체부위에서 발생되는 주요 물리적 파라미터(구부림, 열, 팽창/축소, 심장박동, 호흡 등) 등에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서, 지자계 센서, 가속도 센서, 근접 센서, 호흡센서, ECG센서, PPG센서, EEG센서, 맥박센서 등을 통해 움직임 정보를 인식/추정할 수 있으며, 감지된 움직임 정보는 전도성 섬유(140)를 통해 상기 의류와 접촉/근접된 모바일 장치(200)에 전달되며 각종 제어명령을 위한 트리거 정보로 활용될 수 있다.
패브릭 디바이스(100) 및 모바일 장치(200)는 외부 장치와의 정보 송수신을 수행하는 통신 수단을 구비할 수 있다. 여기서 통신 수단은 NFC 등의 무선 통신 표준 외에도 USB 등의 유선 통신 표준을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 통신 수단은 USB 전력 전송(USB Power Delivery) 표준에서 정의하고 있는 USB 케이블을 통한 전압, 전류, 충전 방향 등을 협상(Negotiate)하기 위한 통신 채널을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 통신 수단은 무선 충전 표준인 Qi 표준에서 정의하고 있는 통신 인터페이스도 포함할 수 있다.
단, 패브릭 디바이스(100)는 모바일 장치(200) 내의 각종 통신 수단을 이용할 수도 있다. 예컨대, 도 2와 같이, 컨트롤러(430)을 모바일 장치(200)와 공유하는 실시예에서는 모바일 장치(200) 내의 통신 수단을 이용하여 센서(310)에서 센싱된 각종 정보들을 외부로 전송할 수 있다. 이 경우, 패블릭 디바이스는 의류의 전도성 섬유(340)를 이용한 센서만으로 구현될 수 있으며, 모바일 장치(400)와 분리하기만 하면 용이하게 세탁을 할 수가 있어 편리하다.
패브릭 디바이스(100)는 의류 외에도, 스마트 벨트, 스마트 가방, 스마트 신발, 스마트 모자를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 패브릭 디바이스(100, 300)는 사용 시 사용자의 신체 중 적어도 일부(손목, 발, 어깨, 허리, 얼굴, 머리 등)를 복수의 면으로 둘러싸는 웨어러블 장치로 구성될 수 있다.
모바일 장치(200, 400)는 예를 들어, 스마트 시계, 스마트 안경, 휴대용 배터리 등을 포함할 수 있다. 즉, 모바일 장치(200, 400)는 사용자의 신체 중 특정 부위(손목, 발, 어깨, 허리, 얼굴, 머리 등)을 복수의 면으로 둘러싸는 웨어러블 장치로 구성될 수 있다. 또는 모바일 장치(200, 400)는 주머니 등에 휴대가 가능한 스마트폰, PDA 등 일 수 있다. 그리고, 모바일 장치(200)는, 무선 충전에 관련된 사용자 입력(예를 들어, 터치 입력, 제스처 입력, 음성 입력 등 모든 형태의 입력을 포함)을 수신하는 입력부를 포함할 수 있다.
패브릭 디바이스(100)와 접촉/근접 상태에 있으며, 전자기적으로 연결된 모바일 장치(200)의 컨트롤러(CPU), 배터리, 디스플레이, 유무선 통신부, 센서부 등의 하드웨어/소프트웨어 수단은 의류에서 감지된 각종 센싱정보를 전달/확인/제어하는데 활용될 수 있다.
모바일 장치(200)는, 디스플레이-터치 인터페이스(210), 프로세싱 유닛(220), 및 컨트롤러(230)를 포함할 수 있다.
디스플레이-터치 인터페이스(210)는 예를 들어, 모바일 장치(200)의 적어도 일부 표면에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 디스플레이-터치 인터페이스(210)는 센싱 영역(120)에 제공된 터치 입력을 제공받을 수 있다. 이 때, 디스플레이-터치 인터페이스(210)와 센싱 영역(120)은 인터페이스의 구성이 서로 대응되도록 조합될 수도 있고, 인터페이스의 구성이 서로 다르도록 조합될 수도 있다.
프로세싱 유닛(220)은 모바일 장치(200)가 구동하는데 필요한 연산을 수행할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로세싱 유닛(220)은 프로세서와 프로세서를 구동하는데 필요한 프로그램 코드가 저장된 저장부를 포함할 수 있다. 프로그램 코드가 프로세스를 통해 연산된 결과는 디스플레이-터치 인터페이스(210)를 통해 출력될 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 유닛(220)이 제1 프로그램 코드로 구동될 경우, 디스플레이-터치 인터페이스(210)는 제1 인터페이스를 제공할 수 있고, 프로세싱 유닛(220)이 제1 프로그램 코드와 다른 제2 프로그램 코드로 구동될 경우 디스플레이-터치 인터페이스(210)는 제1 인터페이스와 다른 제2 인터페이스를 제공할 수 있다.
컨트롤러(230)는 컨트롤러(130)로부터 출력된 제1 및 제2 신호를 제공받아 프로세싱 유닛(220) 또는 디스플레이-터치 인터페이스(210)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러(130)로부터 제1 신호가 제공되면, 컨트롤러(230)는 모바일 장치(200)가 제1 모드로 동작하도록 프로세싱 유닛(220) 또는 디스플레이-터치 인터페이스(210)를 제어할 수 있다. 한편, 컨트롤러(130)로부터 제2 신호가 제공되면, 컨트롤러(230)는 모바일 장치(200)가 제2 모드로 동작하도록 프로세싱 유닛(220) 또는 디스플레이-터치 인터페이스(210)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(230)는, 컨트롤러(130)로부터 제1 신호를 제공받으면, 패브릭 디바이스(100)의 사용자가 제1 상태라고 판단하여 제1 모드로 동작하고, 컨트롤러(130)로부터 제2 신호를 제공받으면, 사용자가 제1 상태와 다른 제2 상태라고 판단하여 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(230)는, 컨트롤러(130)로부터 제1 신호를 제공받으면, 패브릭 디바이스(100)의 사용자가 제1 행동을 취하고 있다고 판단하여 제1 모드로 동작하고, 컨트롤러(130)로부터 제2 신호를 제공받으면, 사용자가 제2 행동을 취하고 있다고 판단하여 제2 모드로 동작할 수 있다.
이러한 제1 행동과 제2 행동의 예는 아래 표1과 같을 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 행동 제2 행동
잠(sleep) 일어남(wake)
이동(move) 멈춤(stop)
서있음(stand) 앉음(sit)
운동함(exercise) 쉼(break)
먹음(eat) 중단(rest)
이와 같은 스마트 인터렉션 장치(1)에서는 패브릭 디바이스(100) 사용자의 상태에 따라 적응적으로 모바일 장치(200)의 동작 모드(예를 들어, 제1 모드와 제2 모드)를 변경할 수 있다. 여기서 동작 모드의 변경이라 함은, 실행되는 프로그램 코드의 변경을 통한 모바일 장치(200)의 출력 인터페이스의 변경, 모바일 장치(200)에서 실행되는 애플리케이션의 변경, 모바일 장치(200)의 전원 on/off 변경 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 스마트 인터렉션 장치의 블록도이다. 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.
도 2를 참조하면, 스마트 인터렉션 장치(2)는, 패브릭 디바이스(300)와 모바일 장치(400)를 포함할 수 있다.
패브릭 디바이스(300)에 포함된 도전성 섬유(340), 비도전성 섬유(350), 센서(310), 및 센싱 영역(320)은 앞서 설명한 패브릭 디바이스(도 1의 100)와 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 패브릭 디바이스(300)는 앞서 설명한 패브릭 디바이스(도 1의 100)의 제어부(도 1의 130)를 포함하지 않을 수 있다.
본 실시예에서, 앞서 설명한 패브릭 디바이스(도 1의 100)의 제어부(도 1의 130) 역할은 모바일 장치(400)의 제어부(430)가 수행할 수 있다. 즉, 모바일 장치(400)의 제어부(430)는 패브릭 디바이스(300)에 포함된 도전성 섬유(340)를 이용하여 패브릭 디바이스(300)에 배치된 센서(310)와 센싱 영역(320)의 센싱 결과를 감지하고, 이를 바탕으로, 프로세싱 유닛(420) 또는 디스플레이-터치 인터페이스(410)의 동작을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전도성 섬유 패턴에 따른 터치입력과 전도성 섬유와 전자기적으로 연결된 외부 디바이스의 디스플레이에 대한 터치반응 특징을 도시화 한 것이다.
도 3(a)는 전도성 섬유(140)의 스티치(stitch)에 따라 전도성 물질과 비전도성 물질이 교차하도록 구성되고 이로 인해 1 축(Axis)에 대한 터치입력 신호를 발생하는 예시를 도시한 것이다. 상기 스티치 방법에 의한 1 축(Axis)의 터치입력 신호는 패브릭 디바이스와 전자기적으로 연결된 외부 디바이스(예를 들어, 모바일 장치(도 1의 200))에 전달되어 각종 터치입력 명령신호를 생성할 수 있다.
도 3(b)는 도 3(a)와 다른 패턴으로 구성되어 2 축(Axis)의 터치입력 신호를 발생시킬 수 있으며 이를 패브릭 디바이스와 전자기적으로 연결된 상기 외부 디바이스에 전달할 수 있다. 도 3(a) 및 도 3(b)와 같이 전도성 섬유(140)의 다양한 스티치 방법에 의해 형성된 패턴은 동일한 터치임에도 다양한 터치입력 명령신호를 생성할 수 있다.
도 3(c)는 전도성 표면을 통해 전자기적으로 연결된 모바일 장치(200)의 터치반응 특징을 도시화 한 것이다. 상기 전도성 표면은 전도성 섬유의 다양한 스티치(stitch) 패턴으로 구성된 영역으로서, 가상의 터치 영역(Touch-Through Area)이 되며 의류 주머니 안쪽에 위치한 모바일 장치(200)의 터치 영역의 적어도 일부에 대응하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 패브릭 디바이스(100) 내에 마련된 패턴이 상기 외부 디바이스와 전자기적으로 연결되어 있어, 패브릭 디바이스(100)의 터치 패턴(150)을 터치하는 경우에는 모바일 장치(200)의 터치 영역의 특정 영역을 터치하는 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 패브릭 디바이스의 전도성 표면에 대한 터치로 인해 전도성 표면과 전자기적으로 연결된 상기 외부 디바이스 디스플레이에도 용량(Capacitance) 또는 저항 신호의 변화로 상기 터치에 대한 반응을 감지할 수 있게 된다.
이 때 상기 전도성 표면의 가상의 터치영역(Touch-Through Area)에 대한 터치 입력은 1:1로 모사(mimic)되어 상기 외부디바이스의 디스플레이가 인식할 수 있으며, 상기 가상터치영역의 상태(면적, 전도성 패턴, 재질, 촘촘함 등), 상기 외부디바이스 디스플레이의 물리적(크기, 무게 등) 또는 전자기적(감응도, 센싱방법 등) 조건, 상기 가상터치 영역에 대한 터치입력 당시 상기 외부 디바이스의 실행 어플리케이션의 종류/기능 그리고 의류의 종류 등에 따라 상기 외부 디바이스가 인식하는 터치입력 신호는 달라지게 되며, 상기 터치입력 신호에 대응하여 터치명령신호도 적절하게 인코딩 되어 상기 외부 디바이스 프로세서에 전달될 수 있다.
예컨대, 패브릭 디바이스(100)의 터치 패턴(150) 내 특정 지점(370)은 모바일 장치(200)의 터치 스크린의 특정 지점(350)과 대응하도록 구성된다. 그리고, 사용자가 특정 지점(370)을 터치하는 경우에 터치 스크린의 특정 지점(350)이 모사(360)을 통해 터치된다. 예컨대, 터치 스크린의 특정 지점(350)은 그래픽 유저 인터페이스로 구현된 모바일 브라우저의 웹 페이지의 돌아가기 버튼(Back Botton)일 수 있다. 즉, 패브릭 디바이스의 터치 패턴(150) 내의 특정 지점(370)을 터치하는 경우에, 모바일 장치(200)의 웹 브라우저에서는 방금 지나갔던 패이지로 돌아가는 제어를 수행할 수 있다.
또는, 터치 스크린의 특정 지점(350)은 그래픽 유저 인터페이스로 구현된 음악 재생기의 재생 버튼 일 수 있다. 즉, 특정 지점(370)을 터치하는 경우, 모바일 장치(200)에서 음악이 재생되도록 구현될 수도 있다. 이 밖에 도 3(c)와 같은 구현을 통하여 그래픽 유저 인터페이스의 다양한 버튼을 터치하는 것과 같은 효과를 거둘 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 피부에 접촉/근접한 센싱 영역(120)에서 전도성 섬유를 이용하여 사용자의 정보를 센싱하는 특징을 도시한 것이다.
도 4(a)를 참조하면, 센서 영역(도 1의 120)은 생체 센싱 모듈(110a)를 포함할 수 있다. 생체 센싱 모듈(110a)은 사용자의 발열 또는 땀 배출에 따른 물리적/화학적 변화를 센싱하여 센서 전극(Electrode)(110b)과 연결된 전도성 섬유(140)를 통해 모바일 장치(200)에 이를 전달할 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 센서 영역(도 1의 120)은 구부림 센싱 모듈(110c)을 포함할 수 있다. 구부림 센싱 모듈(110c)은 착용자의 움직임에 따라 감지된 정보를 전도성 섬유(140)를 통해 다른 위치의 외부 디바이스에 전달할 수 있다. 또한, 전도성 섬유(140)의 일부 영역을 포함하는 센싱 영역(120)은 전도성 섬유(140)의 전기적 저항 변화에 의해 감지된 정보를 전도성 섬유(140)를 통해 모바일 장치(200)에 전달할 수 있다.
도 5(a) 및 5(b)는 모바일 장치(200)과 패브릭 디바이스(100) 사이에서 신호를 주고 받을 수 있는 인터페이스의 형태를 도시한 것이다.
도 5(a)를 참조하면, 패브릭 디바이스(100)는 모바일 장치(200)와 커넥터(500)을 통해 접속한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 유선으로 접속된다. 커넥터(500)에는 패브릭 디바이스(100) 의 복수의 신호선과 접속이 되어 있다.
모바일 장치(200)는 본체(540), 케이스(520), 스트랩(530) 및 커넥터(510)를 포함한다. 커넥터(510)은 커넥터(500)과 결합이 될 수 있는 구성이고, 케이스(520)는 본체(540)를 수납할 수 있도록 구성되어 있다.
이 경우, 커넥터(500)는 USB 표준을 따르도록 구성될 수 있으며, USB 컨트롤러는 패브릭 디바이스(100) 내에 포함될 수 있다.
그러나, 커넥터(500)는 표준 통신 방식 이외의 구성도 가능하다. 예를 들면, 패브릭 디바이스 내에 터치 센싱 영역이 포함되는 경우, 복수의 터치 센싱 라인이 그대로 커넥터(500 및 510)에 연결될 수 있다. 이 경우, 케이스(520)는 터치 센싱 라인으로부터의 신호를 전달 받아서 처리할 수 있는 타임 컨트롤러(time controller) 및 터치 센싱 라인의 용량 또는 저항 변화를 측정할 수 있는 센싱 유닛을 포함할 수 있다. 그리고, 케이스(520)와 본체(540)는 USB, 블루투스 등 다양한 유/무선 통신 방식으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 패브릭 디바이스(100)는 모바일 디바이스(200)과의 통신을 위해 별도의 통신 기능이 필요 없으므로, 세탁에 견딜 수 있는 구성이 가능하다.
도 5(b)는 별도의 케이스(520)가 없는 구성이다. 컨트롤러(130)는 무선 통신 장치를 포함하며, 컨트롤러와 모바일 디바이스(200)은 블루투스 등의 무선 통신으로 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류가 착용자의 움직임의 패턴 변화를 감지하여 스마트워치의 작동 모드를 전환 시키는 내용을 도시화 한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패브릭 디바이스(100)을 착용한 사용자의 움직임을 센싱하기 위해 센싱 영역(120)를 신체의 움직임이 많은 부위(예: 관절부)에 위치시키는 내용을 도시화 한 것이다.
도시된 것과 같이 복수의 센싱 영역(120)은 의류에서, 움직일 수 있는 신체 부위(예: 관절부)에 배치될 수 있다. 이러한 복수의 센서(120)의 센싱 정보는 의류와 접촉/근접한 모바일 장치(200)에 전달될 수 있다.
의류와 접촉/근접하여 상기 센싱 정보를 수신한 모바일 장치(200)는 의류를 착용한 사용자 행동의 변곡점을 결정할 수 있다.
상기 변곡점은 행동의 변화가 가장 극대화되어 발견되는 시점을 의미할 수 있다. 의류를 착용한 사용자 행동의 변곡점 정보를 통해 모바일 장치(200)의 작동모드, 입/출력 모드 등을 결정할 수 있다.
예를 들어, 착용자가 걷다가 뛰기 시작하는 행동의 변곡점을 감지하여 상기 변곡 시점을 기준으로 모바일 장치(200)의 헬스케어 어플리케이션이 자동으로 실행되거나 뛰는 동안에 계속해서 마이크를 활성화함으로써 음성입력을 수시로 받아들일 수 있도록 제어할 수 있다.
또는, 특정 장소에서 사용자의 행동이 줄어드는 경우, 예컨대, 강의실 근처에서 사용자의 행동이 줄어드는 경우에는 이를 강의 모드로 판단하고, 알람음을 무음으로 바꾸고 절전 모드를 실행할 수 있다. 또는 패브릭 디바이스(100)와 연결된 다른 휴대 장치로부터 모바일 장치(200)에 전력을 공급하여 모바일 장치(200)을 충전 모드로 운행하도록 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류 착용자의 움직임을 센싱 하기 위해 전도성 섬유를 관절부가 접합하는 위치에 구비하는 내용을 도시화 한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 탄성을 가진 전도성 섬유(Textile sensing band)(A)가 사용자의 움직임을 감지하기 위해 의류의 일 영역에 구비되는 도시화 한 것이다. 구체적으로, 탄성을 가진 전도성 섬유(A)는 무릎, 어깨, 가슴 등의 신체 부위에 위치할 수 있다. 이렇게 탄성을 가진 전도성 섬유(A)를 통해 센싱된 센싱 정보는 모바일 장치(200)에 전달되어, 모바일 장치(200)가 의류 착용자 행동의 변곡점을 감지할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 신체 부위의 특성에 따라 전도성 섬유(A)로 구성된 전도성 섬유의 패턴, 면적, 밀집도 등은 다양하게 변형할 수 있다. 일 예로써, 오랜 시간 앉아 있다가 일어설 경우 엉덩이 및 무릎에서의 저항(전류)변화를 감지하여 의류 착용자 행동의 변곡점을 기점으로 스마트 워치(도 6의 B)의 작동모드 또는 실행 어플리케이션의 종류가 결정 될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 탄성을 가진 전도성 섬유가 착용자의 움직임을 센싱 하기 위해 의류의 일 영역에 구비되는 도시화 한 것이다.
도 8은 의류 착용자 움직임의 변곡점을 효과적으로 감지하기 위해 전도성 섬유의 위치 특성에 대한 예시적인 내용을 도시화 한 것이다. 움직임의 변곡점을 감지하기 좋은 신체 부위에 대응되는 의류의 영역에 전도성 섬유를 구성할 수 있으며 신체 부위의 특성에 따라 전도성 섬유의 스티치(stitch) 방법이 달라질 수 있다.
한편, 상기 의류의 전도성 섬유를 통해 의류에 대한 사용자의 터치입력을 감지할 수 있다. 터치스루(Touch-through) 입력은 상기 전도성 섬유와 접촉/근접된 외부 디바이스의 디스플레이에 대한 터치로서, 감지된 터치 입력은 접촉/근접된 상기 외부 디바이스에 대한 제어명령 정보로 활용된다.
또한 상기 의류에 복수 개의 디바이스가 착용된 경우, 원격 터치(Touch-in distance) 입력도 가능하다. 즉 제1 디바이스에 대한 터치입력을 상기 전도성 섬유와 접촉/근접되지 않은 다른 위치에 착용된 제2 디바이스에 대한 제어명령 정보로 인식할 수 있다. 상기 전도성 섬유를 통한 터치입력을 터치 스루(Touch-through) 입력으로 인식할 지, 원격 터치(Touch-in distance) 입력으로 인식할지 여부는 의류의 종류, 착용 의류/디바이스의 수, 터치입력 방법 등에 의해 결정될 수 있다.
상기 의류는 전도성/비전도성 물질의 종류, 교차 방법, 다양한 스티치(stitch)에 따른 패턴 등에 따라 인식되는 가상의 터치입력 정보가 달라질 수 있다. 상기 외부 디바이스 디스플레이를 통해, 접촉된 전도성 섬유에 대한 터치영역을 인식할 수 있으며, 상기 인식된 터치영역의 면적 외에 터치영역 면적 내의 전도성 섬유 패턴, 전도성 섬유의 함유량 등에 기초하여 의류에 대한 외부의 입력을 상기 외부 디바이스 디스플레이에 대한 터치 입력으로 인식할 수 있다. 뿐만 아니라, 전도성 섬유로 구성된 의류와 외부 디바이스 디스플레이의 법선 벡터의 차이를 고려하여 터치입력을 보정할 수 있다. 이 때 의류에 구비된 전도성 표면의 위치에 따른 법선 벡터의 상대적 차이뿐만 아니라, 전도성 표면의 스티치 방법, 재질 등을 추가로 고려하여 터치 입력의 보정 값을 결정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 전도성 표면에 대한 가상 터치입력을 통해 상기 전도성 섬유로 연결된 다른 위치의 외부 디바이스를 컨트롤하는 특징을 도시화 한 것이다.
도 9는 의류와 접촉/근접되어 전자기적으로 연결된 외부 디바이스에 대한 터치입력 실시예를 도시화한 것이다. 상기 외부 디바이스의 디스플레이(A)는 전도성 섬유로 구성된 가상의 터치영역(B)과 접촉되어 상기 외부 디바이스를 제어할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 외부 디바이스에서 실행 중인 MP3 플레이어를 동작시킬 수 있다.
다른 실시예로서, 가상의 터치영역(B)의 전도성 섬유 패턴구성에 의한 터치 저항값 변화의 패턴을 감지하여 외부 디바이스의 디스플레이(A)의 스크롤 기능(다음 곡/이전 곡/볼륨 크게 작게 등)을 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류 소매의 연결단자가 스마트워치의 연결단자와 물리적/전자기적으로 연결된 상태에서 의류 소매의 가상터치영역 및 스마트워치 디스플레이에 대한 터치 입력을 도시화 한 것이다.
도 10은 의류 및 이와 접촉/근접된 스마트워치의 터치 인식 특징을 도시화 한 것이다. A는 접촉/근접된 외부 디바이스에 의해 전자기적으로 연결된 의류의 소매를 가상터치영역(120a)으로 활용할 수 있는 실시예이다.
스마트워치의 실행 어플리케이션의 종류 또는 기능에 따라, 컨텐츠가 스마트 워치에 표시되고, 상기 가상터치영역(120a)에 대한 각종 터치(멀티/단일)로 상기 스마트워치에 대한 명령을 수행할 수 있다. 이처럼 소매의 가상터치영역에 대한 전기 저항변화의 방향성 입력을 이용하여, 투 핑거를 활용한 스크롤 이동, 멀티태스킹 선택, 화면 회전 등 일반적으로 통용되는 터치 제스처를 외부 디바이스(예를 들어, 스마트워치)에 입력할 수 있다.
구체적인 실시예는 다음과 같다. 제 1터치 및 제 2터치의 멀티터치를 상기 소매의 가상터치영역(120a) 및 상기 스마트워치의 디스플레이 영역(210a)과의 각종 조합으로 터치 입력 수행이 가능하다. 예를 들어, 스마트워치의 디스플레이 영역(210a)에 지도 어플리케이션이 표시 및 실행 중인 경우, 스마트워치 디스플레이 영역(210a)과 의류 소매의 가상터치영역(120a)을 각각 터치하여 줌인 줌 아웃 기능을 실행시킬 수 있다.
또한 상기 디스플레이 영역(210a)과 상기 가상터치영역(120a)에 대해 순차적 터치 입력을 통한 차별적인 명령 수행도 가능하다.
한편, 상기 의류는 내/외부 장착 센서를 통해 상기 의류 착용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. ECG센서, PPG센서, EEG센서, 맥박센서, 호흡센서, SPO 2 센서, 혈압센서, 뇌전도 센서 등의 생체센서를 통해 상기 의류 착용자의 땀, 맥박, 호흡, 온도, 맥박, 뇌파, 혈압, 산소포화도 등의 정보를 인식할 수 있다. 이 때 상기 전도성 섬유에서 감지되는 물리적 파라미터 변화를 통해 상기 의류 착용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 상기 센서 또는 전도성 섬유에서 감지된 생체 정보는 전도성 섬유를 통해 접촉/근접된 외부 디바이스에 전달된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 내의가 검출하는 다양한 신체 움직임, 생체정보 등에 대한 특징을 도시화 한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의복에 구비된 각종 생체센서(예를 들어, 도 1의 110)를 통해 사용자의 신체/생리적 정보, 움직임 정보 등을 센싱하는 내용을 도시화 한 것이다. A, B, C의 위치 특성에 따라 구비되는 생체센서의 종류, 구조 등이 달라지며, 센싱되는 정보의 종류도 달라진다.
일 실시예로서, A 위치에 구비된 생체 센서를 통해, 사용자의 신체정보 및 혈압/심박수 등의 생체정보를 취득할 수 있다. B 위치에 구비된 센서를 통해, 사용자 신체(예: 하체)움직임을 민감하게 측정할 수 있으며 하체 운동, 걷기, 뛰기, 구부리기 등의 각종 움직임 정보를 센싱할 수 있다. C위치에 구비된 센서는 사용자의 각종 생리적 정보 등을 센싱할 수 있다.
한편, 상기 의류의 센서 또는 전도성 섬유로부터 감지한 움직임/터치 인식 정보, 생체인식 정보를 각종 출력수단에 의해 출력할 수 있으며, 상기 센싱정보에 기초하여 상기 의류 및 상기 외부 디바이스에 대한 제어명령을 생성할 수 있다.
상기 출력정보를 제공하는데 있어서, 상기 의류와 접촉/근접 상태의 외부 디바이스의 출력수단을 활용할 수 있다. 상기 외부 디바이스의 시각, 청각, 촉각 등의 오감을 제공할 수 있는 출력수단을 활용하여, 상기 의류의 각종 센싱 정보를 출력수단의 각종 모덜리티 형태로 제공할 수 있다.
상기 전도성 섬유의 투명도, 색깔, 뒤틀림, 온도, 촘촘함 등의 물리/화학적 파라미터를 제어함으로써 상기 의류의 각종 센싱 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 또는 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 전도성 섬유를 제어할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 의류의 센서를 통해 일정 수준 이상의 발열상태가 감지된 경우, 상기 전도성 섬유의 투명도, 색깔 등을 조절하여 사용자로 하여금 생체적 상태를 파악할 수 있게 하고, 동시에 상기 전도성 섬유의 온도, 촘촘함 등을 자동/수동으로 조절하여 발열 정도를 줄이는데 기여할 수 있다.
또한, 유/무선 전력전송 방법을 통해 상기 의류와 접촉/근접 상태에 있는 상기 외부 디바이스의 전력을 상기 출력수단에 제공할 수 있다. 또는 전극재료로 구성된 탄소나노튜브/금속나노 소재의 전도성 섬유의 경우, 자체적으로 저장한 전력을 상기 출력수단에 제공할 수 있다. 즉, 의류와 외부 디바이스는 전도성 섬유를 이용하여 전기 에너지를 서로 교환할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 외부 디바이스의 재생정보를 귀에 근접한 골전도 스피커로 전송하여 출력하는 특징을 도시화 한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 착용/소지 외부 디바이스에서 재생되는 음성정보를 의류 옷깃에 구비된 골전도 스피커를 통해 착용자에게 전달되는 특징을 도시화 한 것이다.
MP3의 음원 사운드는 전도성 섬유(B)를 통해 사용자의 귀에 가까운 옷깃(A)에 전달되어 옷깃이 닿는 피부에 골전도를 통해 음악을 들을 수 있다.
그리고, 의류의 각종 전기적 신호를 전도성 섬유(B)를 통해 접촉/근접된 착용/소지 외부디바이스에 전달하며, 전달받은 각종 전기적 신호는 실행 중인 어플리케이션/기능과 관련된 명령 신호로 인코될 수 있다.
상기 인코딩 된 명령신호에 대응하여 화면 표시 UI(C)가 변경될 수 있다. 이 경우, 외부 디바이스(예를 들어, MP3)의 터치 인터페이스는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 화면 표시 UI(C)는 상기 제1 영역에 물리적으로 대응되는 제3 영역과 상기 제2 영역에 물리적으로 대응되는 제4 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 제3 영역에 센싱된 터치 입력은 터치 인터페이스의 제1 영역에 대한 입력으로 인식되고, 제4 영역에 센싱된 터치 입력은 터치 인터페이스의 상기 제2 영역에 대한 입력으로 인식될 수 있다.
그리고, 화면 표시 UI(C)의 제3 영역에 센싱된 터치 입력과 제4 영역에 센싱된 터치 입력를 제공받은 외부 디바이스(예를 들어, MP3)의 출력은 전도성 섬유(B)를 통해 사용자의 귀에 가까운 옷깃(A)에 전달되고, 사용자는 골전도를 통해 음악을 들을 수 있다.
의류의 단자와 외부 디바이스의 단자는 접촉되어 전자기적으로 연결되며, 연결된 상태에서 의류의 각종 센서에서 감지된 터치/제스처 정보, 자세/움직임 정보, 생체정보가 전도성 섬유를 통해 상기 외부 디바이스에 전달될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 신발과의 센싱정보를 송수신 특징을 도시화 한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 스마트 신발의 센싱정보를 연결된 의류와 교류하기 위한 내용을 도시화 한 것이다.
A영역과 같이, 신발끈의 연결단자와 바지소매의 연결단자가 접촉되어 상하 의류와 스마트 신발을 연결할 수 있다.
B영역과 같이, 신발끈 자체가 cable battery 형태이거나 전도성 섬유형태가 될 수 있다.
C영역과 같이, 스마트 신발 뒷굽의 연결단자와 바지소매 안쪽의 연결단자가 접촉수단에 의해 결합될 수 있다. 의류의 움직임 정보, 생리적 정보와 스마트 신발의 걸음정보, 자세정보, 발 건강 정보 등을 의류의 또 다른 위치에 접촉 연결된 외부 디바이스에서 처리할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 장갑과의 센싱정보를 송수신 특징을 도시화 한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 스마트 장갑과의 센싱정보를 교류하기 위한 내용을 도시화 한 것이다.
워치(또는 장갑)(A)에서 감지된 정보를 시각, 청각, 촉각 수단을 통해 제공 받거나 실행중인 어플리케이션(골프, 등산 등)에서 요구하는 태스크(그립 세기, 그립 유지시간, 회전력 등)를 각종 출력 모덜리티 방법으로 가이드 할 수 있다.
장갑에 구비된 센서(B)를 통해 스포츠 기구의 그립세기 땀 배출량, 회전 정도 등을 감지하여 연결된 스마트워치에 감지 정보를 전달할 수 있다.
장갑에 구비된 센서(C) 에 의해, 장갑 안의 손가락 움직임을 감지할 수 있고, 감지된 손가락의 움직임 신호는 장갑에 구비된 전도성 섬유를 통해 연결된 스마트워치에 전달된다. 수신된 손가락 움직임 신호는 실행 중인 어플리케이션/기능에 대응한 명령 정보로 인코딩 되며, 각종 명령을 수행한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉/근접하여 전자기적으로 연결된 웨어러블 디바이스 사이의 특징을 도시화 한 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 접촉되어 연결된 웨어러블 디바이스 사이에 각종 정보를 교환하는 특징을 도시화 한 것이다.
A영역에 도시된 것과 같이, 의류의 일 영역과 헤드셋이 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 접촉된 상기 일 영역의 무선충전코일을 통해 의류와 헤드셋 사이에 전력교환이 가능하며, 헤드셋의 기능을 전기적으로 연결된 의류의 가상터치영역으로 컨트롤 할 수 있다.
일 실시예로서, 1) 상기 의류와 헤드셋이 접촉되어 정상적으로 연결되었는지 2) 무선충전 관련정보(진행상태, 접촉가이드, 충전 피드백) 3) 의류를 통한 헤드셋을 제어하기 위한 인터랙션 관련정보(제어 명령수행 결과, 인터랙션 가이드) 등을 헤드셋과 연결된 이어폰 또는 골전도를 통해 사용자에게 오디오 형태로 출력할 수 있다.
또 다른 일 실시예로서, 헤드셋의 이어폰이 유선 외에 무선 형태로도 탈착 가능할 경우 의류의 무선충전 진행 중에, 이어폰의 충전상태를 고려하여, 탈착 가능여부를 가이드 할 수 있다.
또한 사용자가 목에 착용된 헤드셋의 터치 컨트롤이 어렵기 때문에, 헤드셋의 실행 어플리케이션과 관련된 각종 이벤트가 발생할 경우(노티, 컨트롤 등) 스마트 옷 일 영역에서 감지된 터치 또는 움직임에 따른 물리적 신호를 헤드셋의 컨트롤 UI로 받아들일 수 있다.
이 때 상기 물리적 신호에 따른 명령입력의 기능은 실행 어플리케이션과 관련된 상기 이벤트가 요구하는 기능에 대응 할 수 있다. 또한 상기 헤드셋의 실행 어플리케이션과 관련된 제어 입력이 필요할 경우, 헤드셋과 연결된 의류의 특정 영역에 시각, 청각, 촉각 피드백을 제공하여 상기 특정 영역을 통해 헤드셋과 관련된 제어입력을 수행할 수 있음을 가이드 할 수 있다.
전도성 섬유로 구성된 복수의 의류가 착용되어 중첩된 경우, 중첩된 전도성 표면 및 영역을 통해 복수의 의류를 전자기적으로 연결할 수 있다. 또한, 의류의 센서를 통해 중첩 착용이 감지될 경우, 상기 복수 의류 중 하나에 접촉/근접되어 착용되거나 소지된 외부 디바이스를 복수 의류를 제어하는 디바이스로 설정할 수 있다. 이 때 복수 의류의 중첩에 의해, 인식된 터치입력 정보가 달라진 경우에도, 동일한 입력으로 인식하도록 설정할 수 있다.
의류와 접촉/근접한 복수 개의 착용/소지 외부 디바이스가 의류의 전도성 섬유를 통해 각종 센서 정보를 송수신 할 수 있다. 상기 복수 개의 외부 디바이스는 전자기적으로 연결된 의류에 의해 하나의 동작 메커니즘을 가질 수 있으며, 의류의 센싱 정보를 복수 개의 외부 디바이스 중 일부에서 처리할 수 있다. 복수 개의 외부 디바이스는 Master 또는 Slave 기기로 구분되어 의류의 센싱 정보를 차별적으로 처리하거나 Master 기기가 Slave 기기에 명령을 하달할 수 있다.
복수 개의 의류는 각각 복수 개의 외부 디바이스와 접촉되어 전자기적으로 연결될 수 있다. 전자기적으로 연결된 제1 외부 디바이스에 대한 touch through 입력은 의류의 다른 위치에 접촉된 제2 외부 디바이스에 대한 명령(touch in-distance 입력)으로 처리될 수 있다. 또한 상기 복수 개의 의류 중 하나는 일반적인 의류 형태가 아닌 전도성 섬유로 구성된 다른 사물형태일 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 외부의 사물과의 접촉 및 데이터 교환에 대한 내용을 도시화 한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 외부의 사물과의 접촉 및 정보 교환에 대한 내용을 도시화 한 것이다. 침대(A), 실내장식, 바닥, 의자 등의 사물 표면이 전도성 섬유로 구성되어 있거나, 전도가 가능한 재질 또는 별도의 전도 처리가 되어 있는 경우, 상기 사물을 본 발명의 의류로 인식할 수 있다.
일 실시예로, 사용자가 의자에 앉을 경우 의자의 좌석 부분(B)과 착용된 의류의 엉덩이 부분이 맞닿게 된다. 이와 같은 경우 사용자는 의자에 구비된 내부 작동 하드웨어, 소프트웨어뿐만 아니라 의자와 관련되어 있는 외부 디바이스 또는 특정 서비스와 연결될 수 있다. 일 실시예로, 스마트 안경과 같은 HMD(Head Mounted Display)가 상기 의류와 접촉/근접되어 HMD에서 제공되는 가상현실(VR, Virtual Reality) 정보와 관련된 기능/피드백을 전자기적으로 연결된 상기 의류에 제공할 수 있다. 이 때 상기 의류 외에 연결된 외부 사물인터넷과의 공조로 오감을 자극하는 피드백을 제공하여 더 실감나는 컨텐츠 몰입감을 제공할 수 있다.
일 실시예로, 전도성 섬유가 구비된 양말을 신고 특정 공간에 들어가게 되는 경우 실내의 바닥(C)과 사용자의 양말이 접촉하며 데이터를 교환 하여 바닥 내부의 변화 또는 외부 디바이스 및 특정 서비스와 연결 될 수 있다. 이 때 발의 온도 및 상태에 따라 사용자의 기분을 파악하여 기분전환용 음악을 재생시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 액세서리 간의 접촉 및 제어 특징을 도시화 한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류와 액세서리 간의 접촉 및 제어특징을 도시화 한 것이다. A 지점은 전도성 섬유로 구성된 액세서리와 의류의 전도성 표면(fabric side)이 서로 맞닿는 부분이고, B지점은 의류의 전도성 표면 2개 이상이 맞닿는 부분, C지점은 전도성 액세서리와 의류의 전도성 표면과 맞닿는 부분, D지점은 전도성 표면으로 구성된 두 종류의 의류끼리 맞닿는 부분이다.
복수 개의 의류와 연결된 복수 개의 디바이스 인식 정보는 상기 의류를 통한 복수 개의 디바이스 제어 정보로 활용될 수 있다.
한편, 의류는 착용/소지 외부 디바이스에서 실행되고 있는 어플리케이션과 관련하여 필요한 정보의 센싱을 위해 사용자의 자세 또는 움직임 등을 가이드 해줄 수 있다. 상기 실행 어플리케이션에서 요구되는 사용자의 자세 또는 움직임 정보에 따라 사용자에게 제공되는 피드백 정보/수단/에너지 등이 달라질 수 있다.
또한, 의류의 특정 위치에 구비된 센서로 공간 제스처 동작을 감지하여, 상기 의류와 전자기적으로 연결된 착용/소지 외부디바이스에 대한 명령신호를 생성할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 특정 부위와 외부 디바이스 사이의 각종 접합 방법에 의한 인터랙션 특징을 도시화 한 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 특정 부위와 외부디바이스 사이의 각종 접합 방법에 의한 인터랙션 특징을 도시화 한 것이다. 도
A는 소매를 걷고/펴는 동작에 의해 의류에 부착된 센서의 저항 값이 달라지게 되는 동작을 도시화 한 것이다. 이 경우, 소매를 걷고 펴는 동작에 의해 달라지게 되는 전기적 신호 변화를 의류와 전자기적으로 연결된 착용/소지 외부 디바이스를 제어하는 명령신호로 활용할 수 있다.
일 실시예로서, 의류 주머니 속에 있는 모바일 장치에 전화/문자 등의 노티가 수신될 경우 소매에 대한 동작을 통해 수신된 노티를 처리할 수 있다.
B는 옷깃을 올리는 제스처에 의해 센서에서 감지되는 전기적 신호 변화를 외부 디바이스 제어명령으로 활용하는 예이다. 일 실시예로서, 옷깃을 올릴 경우 옷깃에 접촉된 헤드셋의 모드를 스피커 모드에서 이어폰 모드로 전환하거나, 귀에 꽂혀 있는 블루투스 이어폰에서 제공되는 음악 컨텐츠를 잠시 중지하고, 통화를 수신하는 모드로 전환하는데 활용될 수 있다.
C는 전도성 섬유/센서로 구비된 주머니의 일 영역과 외부 디바이스의 특정 파트에 대한 접촉/근접 여부를 감지하여 상기 외부 디바이스를 제어하는 특징을 도시화 한 것이다. 일 실시예로서, 상기 외부 디바이스의 디스플레이가 제 1방향으로 상기 의복의 전도성 섬유와 근접/접촉되는 경우, 이를 터치입력(Touch through 입력/Touch in-distance 입력), 공간 제스처 입력, 음성입력 등 제어입력을 수신할 수 있는 모드로 인식할 수 있으며, 상기 외부 디바이스의 디스플레이 방향이 상기 제1방향과 다른 제 2방향으로 의류의 전도성 섬유와 접촉/근접된 경우, 상기 각종 제어 입력 수단에 의한 명령 수행이 불가능한 모드로 인식할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 동일 이벤트에 대해서 외부 디바이스에 입력하는 터치 패턴과 전도성 섬유에 입력하는 터치 패턴이 상이하게 구성되는 내용을 도시화 한 것이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부 디바이스와 접촉/근접된 의류의 가상터치영역에 대한 터치(Touch through)입력을 인식하는 외부 디바이스 디스플레이의 리얼터치영역의 제어방법 특징을 도시화 한 것이다. 상기 외부 디바이스와 접촉/근접되어 전자기적으로 연결된 의류의 전도성 표면은 가상터치영역이 된다. 사용자는 상기 의류의 가상터치영역에 대한 터치입력을 통해 상기 가상터치영역과 맞닿은 의류 주머니 속의 상기 외부 디바이스에 대한 터치입력을 수행할 수 있으며(Touch through), 이 때 상기 가상터치영역에 대한 터치 입력은 1:1로 매칭되어 상기 외부디바이스의 디스플레이가 인식할 수 있으며, 상기 가상터치영역의 상태(전도성 패턴, 재질, 촘촘함 등), 상기 외부디바이스의 물리적(크기, 무게) 또는 전자기적(통신수단, 디스플레이 감응도) 조건, 상기 외부디바이스의 실행 어플리케이션의 종류/기능, 의류의 종류 등의 터치입력 환경을 정의할 수 있다.
상기 외부 디바이스는 상기 터치입력 환경에 대응하여, 상기 가상터치영역에 대한 제1 터치 입력을 상기 제1 터치입력과 다른 터치면적, 터치압력, 터치개수 등으로 수행된 제2 터치 입력으로 인코딩하여 인식할 수 있다. 또는 상기 터치입력 환경에 대응하여 상기 외부 디바이스 디스플레이의 리얼터치영역의 모양, 크기, 기능이 변경될 수 있다. 상기 외부 디바이스 디스플레이의 리얼터치영역은 디스플레이에서 표시되는 GUI형태 또는 물리적 버튼 형태일 수 있다.
즉, 몇몇 실시예에서, 가상터치영역은 외부 디바이스의 터치 인터페이스와 물리적으로 대응되지 않는 영역을 포함하고, 이러한 영역에 센싱된 터치 입력은 외부 디바이스의 터치 인터페이스에 대한 입력으로 인식될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 전도성 섬유가 착용/소지 외부 디바이스와 접촉되어 전자기적 연결 상태에서 외부 디바이스의 작동 모드가 전환되는 특징을 도시화 한 것이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 의류의 전도성 섬유가 착용/소지 외부 디바이스와 접촉되어 전자기적 연결 상태에서 외부 디바이스의 작동 모드가 전환되는 특징을 도시화 한 것이다. 상기 전환된 작동 모드에 의해 의류의 일 영역이 가상 터치영역으로 활성화되며, 상기 가상 터치영역에 대한 터치입력은 상기 원격 터치(Touch in-distance) 방법에 의해 연결된 외부 디바이스를 제어하는 입력으로 인식된다. 또한 상기 가상 터치영역에 대한 각종 전기적 신호를 스마트워치에서 어떻게 처리할 지에 대해 스마트워치 상에서 수동으로 셋팅할 수 있는 유저 인터페이스가 표시될 수 있다.
이 때 똑같은 전기적 신호의 변화(저항, 열, 입력)일지라도, 상기 수동 선택 또는 실행 어플리케이션/기능의 종류, 특성에 따라 스마트워치에서 인식하는 명령을 다르게 인코딩 할 수 있다. 또한 전도성 섬유와 연결된 단자와 스마트 워치의 단자가 전기적으로 연결되기 위한 가이드 정보를 제공할 수 있다. 특히 각 접촉단자 주변의 근접센서를 통해 접속을 시도하려 함이 감지될 때 상기 가이드 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 21(a) 내지 도 25를 참조하여 모바일 장치(200)와 패블릭 디바이스(100) 사이의 다양한 형태의 접속 방법을 설명한다.
도 21(a)는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패브릭 디바이스(100)의 소매 내에 위치한 연결단자(1554)가 모바일 장치(200)의 연결단자(1553)와 서로 연결되는 것을 나타낸다.
도 21(a)를 참조하면, 본 실시예에서는 모바일 장치(200)의 연결단자(1553)가 패브릭 디바이스(100)의 연결단자(1554)와 중첩되는 위치에서 결합하도록 위치한다. 본 실시예에서는 소매가 상기 스마트워치를 덮는 경우에 패브릭 디바이스(100)에 구비된 제1 영역의 연결단자(1554)를 통하여 접속된다. 이 때 패브릭 디바이스(100)의 소매의 연결단자(1554)와 상기 모바일 장치(120), 예를 들어, 스마트워치의 연결단자(1553)과 접속 또는 접속 유지를 용이하게 하기 위하여, 모바일 장치(120)은 자석 또는 점착성 물질로 이루어진 결착부(1556)를 구비할 수 있다. 결착부(1556)은 패브릭 디바이스(100)와 모바일 장치(120)가 접속할 수 있는 위치에 있도록 물리적인 가이드(guide)를 제공할 수 있다.
한편 패브릭 디바이스(100)의 소매에는 모바일 장치(120)의 결착부(1556)에 대응하는 위치에 결착부(1558)을 구비할 수 있다.
도 21(b)는 기본적으로 도 21(a)의 구조와 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 패브릭 디바이스(100)의 소매 끝에서 결합하도록 연결단자(1553, 1554) 및 결착부(1556, 1558)가 구성된다. 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도 22(a) 및 22(b)는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 클립 형태로 탈착 가능하도록 구성된 모바일 장치(200)와 패브릭 디바이스(100)가 결합된 구성을 도시화 한 것이다.
도 22(a)에 따르면, 모바일 장치(200)는 예를 들어, 스마트워치의 본체로서 시계줄(strap)이 없거나 또는 시계줄과 분리 가능하다. 클립형태의 모바일 장치(200)는 클립 형태의 스마트 와치일 수도 있으며, 스마트 와치의 본체가 클립 형태의 케이스와 결합한 것일 수도 있다. 클립 형태의 모바일 장치(200)는 패브릭 디바이스(100)와 접속할 수 있도록 연결단자(1620, 1660)를 포함한다.
접촉/근접센서(1650)는 모바일 장치(200)가 패브릭 디바이스(100)의 소매에 접촉/근접하면 디스플레이(1610) 또는 스피커(미도시) 등의 출력수단을 활용하여 접촉/근접 여부 및 접속 여부를 표시할 수 있다. 연결단자(1660)는 예컨대, 모바일 장치(200)에서 지원하는 USB 연결단자 중 하나의 전극일 수 있다. 모바일 장치(200)의 클립이 닫혀지면, 모바일 장치(200)의 연결단자(1660)가 패브릭 디바이스(100)의 연결 단자(1630) 및 클립 하부의 연결단자(1620)와 연결된다. 클립 형태의 스마트워치 본체는 힌지부(1670)에 강력한 탄성력을 부여하고, 이를 통해 맞물린 상태의 상기 의복 장치의 연결단자와 강한 접촉성을 유지할 수 있다.
클립 형태 본체를 가진 모바일 장치(200)은 소매부 외에도 패브릭 디바이스의 다양한 위치에 장착할 수 있다. 예를 들어, 클립형태의 본체(200a)는 도 22(b)와 같이 하의 주머니에도 장착이 가능하다.
이 때, 모바일 장치(200)의 제어부(1680)는 패브릭 디바이스(100)의 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패브릭 디바이스(100)의 연결단자(1710)와 모바일 장치(200)의 시계줄 연결단자(1720)가 돌출부와 끼움홀의 형태로 구현된 것을 나타낸 것이다.
모바일 장치(200)의 시계줄은 끼움홀 형태의 연결단자(1720)를 포함하며, 패브릭 디바이스(100)는 돌출부 형태의 연결단자(1710)을 포함한다. 돌출부 형태의 연결단자(1710)가 끼움홀 형태의 연결단자(1720)에 삽입된 상태로 결합되어, 모바일 장치(200)과 패브릭 디바이스(100)의 소매가 접속된 상태로 고정된다. 이 때 모바일 장치(200)의 연결단자(1720)의 개수는 접속 표준에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, USB 표준을 따르는 형태의 경우, 4개의 끼움홀(1720)을 가질 수 있다.
또는 돌출부 형태의 연결단자(1710)과 끼움홀 형태의 연결단자(1720)의 끼워진 수 또는 끼워진 위치에 따라 다른 명령신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 시계줄에 4개의 끼움홀 형태의 연결단자(1720)가 있고, 패브릭 디바이스(100)에 2개의 돌출부 형태의 연결단자(1710)가 있을 경우, 모바일 장치(200)는 돌출부(1710)이 1, 2번 끼움홀과 결합하는 경우와, 3, 4번 끼움홀에 결합하는 경우를 서로 다른 접속 모드로 인식할 수 있다. 접속 모드에 따라, 모바일 장치는 서로 다른 화면을 표시하거나 서로 다른 애플리케이션을 수행하는 등의 다양한 제어를 수행할 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 연결단자(1860, 1870)가 구비된 커넥터(1810, 1820)가 똑딱이 단추 형태로서, 탄성부재(1830)에 의하여 결합력이 증대되는 것을 나타낸 것이다.
암 똑딱이 단추 형태의 커넥터(1810)는 끼움부(1880) 및 연결선(1850)을 포함하며, 끼움부(1880)는 연결단자(1870)를 포함한다. 수 똑딱이 단추 형태의 커넥터(1820)는 돌출부(1890) 및 연결선(1860)을 포함하고, 돌출부(1890)는 연결단자(1840) 및 탄성부재(1830)을 포함한다. 두 커넥터(1810, 1820)가 결합되는 경우, 탄성부재(1830)는 물리적 압력을 통해 두 연결단자(1870, 1840)가 전기적으로 연결된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 패브릭 디바이스(100)는 커넥터(1810)을 포함하고, 모바일 장치(120)의 시계줄 부분은 커넥터(1820)를 포함한다. 모바일 장치(120)의 시계줄은 별도의 센서(1830)을 더 포함할 수 있다. 센서(1830)은 예를 들어, 심박수 센서 (또는 센서의 일부) 또는 근접 센서 등을 포함할 수 있다.
도 25는 도 24의 커넥터(1810)가 의복 장치와 전도성 섬유에 연결되는 것을 나타낸다.
단추의 홀은 도 24의 연결선(1850)과 전도성 섬유(1910)가 연결되어 있다. 예를 들어, 비 전도성 섬유와 전도성 섬유(1910)가 교차하면서 엮은 실을 이용할 수 있다. 이러한 연결의 통해 의복 장치(110)는 커넥터(1810)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 똑딱이 단추 형태의 커넥터(1810)로 연결되는 것을 도시하였으나, 단추의 위치/종류/전도성 섬유의 구성 등에 따라, 단추를 맬 때 커플링 되는 접촉 부위/상태가 달라질 수 있으며, 동일한 의복 장치 내라도, 단추 별로 매는 동작에 의한 기능을 구별할 수 있다.
예를 들어, 매는 단추에 따라 의복 장치와 접촉/근접된 외부 디바이스 중에서 커넥트 할 대상을 결정하는 등 각종 명령 신호를 제공할 수 있다. 예컨데, 패브릭 디바이스(100)의 소매에 단추가 있는 경우에는 연결되는 모바일 장치(200)를 스마트와치로 인식할 수 있으며, 주머니에 단추가 있고, 단추가 연결되는 경우에는 스마트폰 또는 배터리로 인식할 수 있다. 또는 패브릭 디바이스(100)의 등 하부에 있는 단추와 연결되는 경우에는 패브릭 디바이스(100)는 충전장치와 연결되는 것으로 인식할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 패브릭 디바이스
110: 센서
120: 센싱 영역
200: 모바일 장치

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  11. 전도성 섬유, 비전도성 섬유 및 센서를 포함하는 패브릭(fabric) 디바이스; 및
    상기 패브릭 디바이스와 연결된되며 제 1 터치 제스처를 입력 받을 수 있는 모바일 터치 영역을 구비하는 모바일 장치를 포함하되,
    상기 센서는,
    상기 전도성 섬유의 적어도 일부 영역과 상기 비전도성 섬유의 적어도 일부 영역을 포함하는 패브릭 센싱 영역을 포함하며,
    상기 패브릭 센싱 영역은, 상기 전도성 섬유와 상기 비전도성 섬유의 스티치(stitch)를 이용하여 상기 전도성 섬유가 서로 격자형태로 교차하도록 구현된 터치 센서를 포함하며, 상기 터치 센서에 제 2 터치 제스처가 입력되면 상기 전도성 섬유를 통하여 외부 디바이스인 상기 모바일 장치에 상기 터치 제스처 정보가 전달되며,
    상기 모바일 장치는,
    상기 센싱 영역에 포함된 상기 전도성 섬유의 적어도 일부 영역의 용량 변화를 감지하여 서로 다른 제1 및 제2 신호를 생성하는 제어부를 포함하는,며,
    상기 모바일 장치는, 상기 모바일 터치 영역과 상기 패브릭 센싱 영역을 동시에 터치하는 멀티 터치 입력; 또는 상기 모바일 터치 영역과 상기 패브릭 센싱 영역을 순차적으로 터치하는 순차적 터치 입력;을 제 3 터치 제스처로서 입력 받아 상기 제 1 터치 제스처, 제 2 터치 제스처 및 제 3 터치 제스처에 따른 명령을 각각 수행하도록 구성되는,
    스마트 인터렉션 시스템.
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