KR102378483B1 - Fabric type body pressure sensor with blocking electric signal leakage and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 섬유형 체압 센서에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 전기적 신호의 누설이 차단되어 체압 프로파일의 측정의 정밀도를 높인 섬유형 체압 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber-type body pressure sensor. More particularly, the present invention relates to a fiber-type body pressure sensor that prevents leakage of electrical signals to increase the precision of body pressure profile measurement, and to a method for manufacturing the same.
압력 센서는 압력을 측정하여 전기적 신호로 변환하는 센서 부재를 통칭한다. 압력을 측정하는 방식에 따라 압력 센서는 크게 저항식 압력 센서, 정전용량식 압력 센서 및 압전식 압력 센서로 대별될 수 있다. 저항식 압력 센서와 정전용량식 압력센서는 대향하는 두개의 전극 사이의 저항 변화 또는 정전용량의 변화를 기초로 압력의 세기를 전기적 신호로 변환한다. 또, 압전식 압력 센서(piezo-electric pressure sensor)는 물리적 압력이 가해짐에 따라 발생하는 전위차를 기초로 압력의 세기를 측정한다.The pressure sensor refers to a sensor member that measures pressure and converts it into an electrical signal. According to a method of measuring pressure, the pressure sensor may be roughly divided into a resistive pressure sensor, a capacitive pressure sensor, and a piezoelectric pressure sensor. The resistive pressure sensor and the capacitive pressure sensor convert the intensity of pressure into an electrical signal based on a change in resistance or a change in capacitance between two opposing electrodes. In addition, a piezo-electric pressure sensor measures the intensity of pressure based on a potential difference generated as physical pressure is applied.
한편, 체압 센서는 사람의 체압과 그 분포를 측정하기 위한 특수 목적의 압력 센서의 일종이다. 체압 센서는 사람의 움직임과 무게 중심을 인식하고 자세 교정이나 훈련 등에 활용할 수 있는 다양한 분야로의 적용이 기대되고 있다. 예를 들어, 체압 센서는 와상 환자(bedridden patient)의 욕창 방지 내지는 모니터링을 위한 환자용 침대, 수면 장애를 모니터링하기 위한 침대, 자세 교정을 위한 방석이나 의자, 차량용 시트, 무게 중심의 실시간 변화 인식을 위한 운동용 매트리스 등에 활용될 수 있다.On the other hand, the body pressure sensor is a kind of special purpose pressure sensor for measuring the body pressure of a person and its distribution. The body pressure sensor is expected to be applied to various fields where it can recognize a person's movement and center of gravity and can be used for posture correction or training. For example, a body pressure sensor can be used in a patient bed for preventing or monitoring bedsores in bedridden patients, a bed for monitoring sleep disorders, a cushion or chair for posture correction, a vehicle seat, and real-time recognition of changes in the center of gravity. It can be used for exercise mattresses, etc.
체압 센서는 그 목적 상, 다른 압력 센서와 달리 압력의 존부 및 압력의 세기 뿐 아니라 특정 위치에서의 압력 세기를 측정하고 이를 기초로 체압의 프로파일을 표현할 것이 요구된다.Unlike other pressure sensors, the body pressure sensor is required to measure the pressure intensity at a specific location as well as the presence or absence of pressure and to express a profile of the body pressure based on this.
즉, 체압 센서는 상대적으로 대면적화가 가능해야 한다. 또한 면방향으로의 균일한 센싱 특성을 가질 필요가 있다. 종래의 체압 센서는 주로 고분자 수지 필름 등을 이용한 필름형 체압 센서로 구현되고 있다. 필름형 체압 센서는 대향하는 두개의 전극층으로 고분자 필름 상에 배치된 도전성 전극을 이용한다.That is, the body pressure sensor should be capable of relatively large area. In addition, it is necessary to have uniform sensing characteristics in the plane direction. The conventional body pressure sensor is mainly implemented as a film type body pressure sensor using a polymer resin film or the like. The film-type body pressure sensor uses a conductive electrode disposed on a polymer film as two electrode layers facing each other.
그러나 필름형 체압 센서는 유연성이 높지 않고 필름 소재 자체의 물성으로 인해 사용자에게 이물감을 제공한다. 즉, 필름형 체압 센서는 소정의 유연성으로 벤더블(bendable) 정도의 특성을 가질 수 있으나 이는 원하는 형상대로 변형할 수 있는 수준의 유연성에 미치지 않는다.However, the film-type body pressure sensor is not flexible and provides a sense of foreign body to the user due to the physical properties of the film material itself. That is, the film-type body pressure sensor may have a characteristic of a degree of bendable with predetermined flexibility, but this does not reach the level of flexibility that can be deformed into a desired shape.
특히 사람의 등, 엉덩이, 다리 등의 위치와 무게에 따른 압력 프로파일을 측정하고자 하는 체압 센서는 그 측정 대상인 신체의 특성상 굴곡진 신체에 의해 압력이 가해진다. 그러나 필름형 체압 센서는 신체 굴곡에 따라 자유롭게 변형되지 않고 부분적으로 휘어지는 정도에 그치기 때문에 전술한 이물감을 해소하고 있지 못한 실정이다.In particular, a body pressure sensor intended to measure a pressure profile according to the position and weight of a person's back, buttocks, legs, etc. is subjected to pressure by a curved body due to the characteristics of the body to be measured. However, since the film-type body pressure sensor does not deform freely according to body curvature, but only partially bends, the above-described foreign body feeling cannot be resolved.
또한 필름형 체압 센서의 소위 빳빳한 정도의 물성으로 인해 필름형 체압 센서 상에서 사람이 움직일 때마다 소리가 발생하고 이는 사용자의 이물감을 극대화한다. In addition, due to the so-called stiff physical properties of the film-type body pressure sensor, a sound is generated whenever a person moves on the film-type body pressure sensor, which maximizes the user's sense of foreign body.
위와 같은 이물감과 소음 문제를 해소하기 위해 필름형 체압 센서 상부에 쿠션층을 배치하는 등의 방법을 통해 제한적으로 상용화를 도모하고 있으나, 이는 센싱 정밀도의 감소를 유발하는 문제가 있다.In order to solve the above foreign body feeling and noise problem, commercialization is limited through a method such as arranging a cushion layer on top of a film-type body pressure sensor, but this has a problem of causing a decrease in sensing precision.
또, 예컨대 체압 센서를 침대에 적용할 경우, 위와 같은 이물감으로 인해 사용자는 침대의 본연의 목적인 수면을 충분히 취할 수 없을 뿐 아니라 사용자 친화적(user-friendly)이지 못한 제품의 특성을 나타내게 되어 심한 경우 사용자에게 불쾌감을 제공할 수 있다. 또한 필름형 체압 센서는 공기 투과도를 전혀 갖지 못해 환자의 욕창 등을 되려 유발할 수도 있는 문제가 있다.In addition, for example, when a body pressure sensor is applied to a bed, the user cannot get enough sleep, which is the original purpose of the bed, due to the above foreign body feeling, but also exhibits the characteristics of the product that is not user-friendly. may cause discomfort to In addition, the film-type body pressure sensor has no air permeability, so there is a problem in that it may cause bedsores in patients.
이러한 이유로 본 발명의 발명자들은 종래의 필름형 체압 센서에 비해 현저한 유연성을 가지고 신체의 굴곡에 따라 완전하게 변형 가능하며, 이물감 없이 제품에 임베딩할 수 있는 사용자 친화적인 섬유형 체압 센서를 제안하고자 한다.For this reason, the inventors of the present invention intend to propose a user-friendly fiber-type body pressure sensor that has remarkable flexibility compared to the conventional film-type body pressure sensor, can be completely deformed according to the curves of the body, and can be embedded in a product without a foreign body feeling.
나아가 본 발명의 발명자들은 섬유형 체압 센서의 구현시에 발생하는 문제 중 하나로서, 외압이 가해지는 영역 외의 부분에 압력 신호가 측정되는 이른바 신호 누설 현상을 확인하고 이를 해결하기 위한 방안을 제시하며 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Furthermore, the inventors of the present invention identified a so-called signal leakage phenomenon in which a pressure signal is measured in a portion other than the area to which external pressure is applied, as one of the problems that occur in the implementation of the fiber-type body pressure sensor, and suggest a method for solving this problem. came to the conclusion of the invention.
즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우수한 내구성과 신뢰도를 갖는 섬유형 체압 센서를 제공하는 것이다. 동시에 압력 인가시에 전기적 신호의 누설을 방지하고, 이를 통해 체압 프로파일의 측정의 정밀도를 높인 섬유형 체압 센서를 제공하는 것이다.That is, an object of the present invention is to provide a fiber-type body pressure sensor having excellent durability and reliability. At the same time, it is an object to provide a fiber-type body pressure sensor that prevents leakage of electrical signals when pressure is applied, thereby increasing the precision of body pressure profile measurement.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 우수한 내구성과 신뢰도를 가지고 체압 프로파일의 측정 정밀도를 높이는 것과 동시에 제조 비용을 절감할 수 있는 섬유형 체압 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a fiber-type body pressure sensor that has excellent durability and reliability, and can reduce manufacturing cost while increasing the measurement precision of a body pressure profile.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 체압 센서는 서로 이격 대향하는 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층을 포함하는 도전성 섬유층; 상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고 개구를 갖는 절연층; 및 상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고 상기 개구와 중첩하는 도전층을 포함한다.A body pressure sensor according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: a conductive fiber layer including a first conductive fiber layer and a second conductive fiber layer spaced apart and opposed to each other; an insulating layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and having an opening; and a conductive layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and overlapping the opening.
상기 도전성 섬유층은 각각 일 방향으로 연장된 스트라이프 패턴의 복수의 도전성 영역, 및 인접한 도전성 영역 사이에 위치하는 비도전성 영역을 가질 수 있다.The conductive fiber layer may have a plurality of conductive regions of a stripe pattern extending in one direction, respectively, and non-conductive regions positioned between adjacent conductive regions.
이 때 상기 비도전성 영역의 폭은 상기 도전성 영역의 폭의 1.2배 이상일 수 있다.In this case, the width of the non-conductive region may be 1.2 times or more of the width of the conductive region.
상기 절연층 및 상기 도전층은 각각 섬유를 포함하여 직조된 섬유층일 수 있다.Each of the insulating layer and the conductive layer may be a woven fiber layer including fibers.
또, 어느 도전성 섬유층은 상기 일 방향과 평행한 제1 방향으로 연장된 제1 섬유, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 섬유가 서로 교차하여 직조된 직조물일 수 있다.In addition, any conductive fiber layer may be a woven fabric in which a first fiber extending in a first direction parallel to the one direction and a second fiber extending in a second direction crossing the first direction cross each other and woven.
상기 제1 섬유는 상기 도전성 영역 내에 위치하는 도전사 및 상기 비도전성 영역 내에 위치하는 비도전사를 포함하고, 상기 제2 섬유는 비도전사만으로 구성될 수 있다.The first fiber may include a conductive yarn positioned in the conductive region and a non-conductive yarn positioned in the non-conductive region, and the second fiber may include only a non-conductive yarn.
평면 시점에서 상기 절연층은 복수의 개구를 갖는 격자 형상이고, 상기 도전층은 상기 복수의 개구 마다 배치되어 복수개로 구비될 수 있다.In a plan view, the insulating layer may have a lattice shape having a plurality of openings, and the conductive layer may be disposed in each of the plurality of openings and provided in plurality.
또, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로의 상기 개구의 폭은 상기 도전성 영역의 폭 보다 크고, 상기 개구의 폭은 상기 비도전성 영역의 폭 보다 작을 수 있다.In addition, a width of the opening in a direction crossing the one direction may be greater than a width of the conductive region, and a width of the opening may be smaller than a width of the non-conductive region.
또한 상기 도전층의 폭은 상기 개구의 폭 보다 클 수 있다.In addition, a width of the conductive layer may be greater than a width of the opening.
상기 절연층의 두께는 상기 도전층의 두께 보다 크고, 상기 개구의 폭은 상기 도전층의 두께의 2배 이상 10배 이하일 수 있다.A thickness of the insulating layer may be greater than a thickness of the conductive layer, and a width of the opening may be greater than or equal to 2 times and less than or equal to 10 times the thickness of the conductive layer.
상기 도전층은 상기 절연층과 상기 제2 도전성 섬유층 사이에 배치될 수 있다.The conductive layer may be disposed between the insulating layer and the second conductive fiber layer.
또, 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층의 도전사는 각각 은 도금사이고, 상기 도전층의 도전사는 구리 도금사일 수 있다.In addition, the conductive yarns of the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer may be silver-plated yarns, respectively, and the conductive yarns of the conductive layer may be copper-plated yarns.
또한 상기 제2 도전성 섬유층의 도전사의 장력은 상기 제1 도전성 섬유층의 도전사의 장력 보다 클 수 있다.In addition, the tension of the conductive yarn of the second conductive fiber layer may be greater than the tension of the conductive yarn of the first conductive fiber layer.
나아가 상기 도전층의 도전사의 장력은 상기 제2 도전성 섬유층의 도전사의 장력 보다 클 수 있다.Furthermore, the tension of the conductive yarn of the conductive layer may be greater than the tension of the conductive yarn of the second conductive fiber layer.
상기 도전층은 상기 절연층과 상기 제2 도전성 섬유층 사이에 배치되고, 상기 도전층의 상면은 적어도 부분적으로 상기 제2 도전성 섬유층의 상면과 이격될 수 있다.The conductive layer may be disposed between the insulating layer and the second conductive fiber layer, and an upper surface of the conductive layer may be at least partially spaced apart from the upper surface of the second conductive fiber layer.
또, 상기 도전층의 하면은 상기 절연층의 상면과 적어도 부분적으로 결합될 수 있다.In addition, a lower surface of the conductive layer may be at least partially coupled to an upper surface of the insulating layer.
상기 도전층과 상기 절연층은 서로 열융착될 수 있다.The conductive layer and the insulating layer may be heat-sealed to each other.
상기 제1 도전성 섬유층, 상기 절연층 및 상기 제2 도전성 섬유층이 서로 중첩하되, 상기 도전층과는 비중첩하는 위치에서, 상기 절연층과 상기 제1 도전성 섬유층이 결합되되, 상기 절연층과 상기 제2 도전성 섬유층은 결합되지 않을 수 있다.The first conductive fiber layer, the insulating layer and the second conductive fiber layer overlap each other, but at a position that does not overlap with the conductive layer, the insulating layer and the first conductive fiber layer are combined, the insulating layer and the second conductive fiber layer The two conductive fiber layers may not be bonded.
나아가 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층이 서로 중첩하되, 상기 절연층 및 상기 도전층과는 비중첩하는 위치에서, 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층이 결합될 수 있다.Furthermore, the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer overlap each other, but at a position where the insulating layer and the conductive layer do not overlap, the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer may be combined.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시트 모듈은 차량 시트 프레임; 상기 프레임 상에 배치되는 차량 시트 커버; 및 상기 시트 프레임과 상기 시트 커버 사이에 배치되는 체압 센서 시트로서, 서로 이격 대향하는 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층, 그 사이에 개재되는 절연층과 도전층을 포함하는 체압 센서 시트를 포함하되, 상기 도전층은 상기 절연층과 상기 시트 커버 사이에 배치된다.A vehicle seat module according to an embodiment of the present invention for solving the other problem is a vehicle seat frame; a vehicle seat cover disposed on the frame; and a body pressure sensor sheet disposed between the seat frame and the seat cover, the body pressure sensor sheet comprising a first conductive fiber layer and a second conductive fiber layer spaced apart from each other, and an insulating layer and a conductive layer interposed therebetween. , the conductive layer is disposed between the insulating layer and the seat cover.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 체압 센서의 제조 방법은 서로 이격 대향하는 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층을 포함하는 도전성 섬유층; 상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고 개구를 갖는 절연층; 및 상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고 상기 개구와 중첩하는 도전층을 적층하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a body pressure sensor according to an embodiment of the present invention for solving the above another object includes: a conductive fiber layer including a first conductive fiber layer and a second conductive fiber layer spaced apart from each other; an insulating layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and having an opening; and laminating a conductive layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and overlapping the opening.
상기 적층하는 단계는, 상기 절연층과 상기 도전층을 열융착으로 결합하는 단계, 상기 절연층을 사이에 두고 상기 도전층과 상기 제1 도전성 섬유층이 이격 되도록 상기 절연층과 상기 제1 도전성 섬유층을 결합하는 단계, 및 상기 절연층과 상기 도전층을 사이에 두고 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층이 이격되도록 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The laminating may include bonding the insulating layer and the conductive layer by thermal fusion, the insulating layer and the first conductive fiber layer being spaced apart from the conductive layer with the insulating layer interposed therebetween. bonding, and combining the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer so that the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer are spaced apart with the insulating layer and the conductive layer interposed therebetween. .
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다. Details of other embodiments are included in the detailed description.
본 발명의 실시예들에 따르면, 경사(warp)와 위사(weft) 어느 하나로 도전사를 이용해 직조함으로써 스트라이프 형상 및 배열을 갖는 전도층을 형성하고, 섬유형 체압 센서를 구현할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a conductive layer having a stripe shape and arrangement may be formed by weaving using a conductive yarn with either a warp or a weft, and a fibrous body pressure sensor may be implemented.
또, 상부 전도층과 하부 전도층 사이에 매트릭스 배열된 개구를 갖는 비전도층을 삽입하여 외압이 가해지지 않은 영역에서 저항 변화가 감지되는 문제, 즉 신호의 누설 문제를 해결하여 보다 정밀한 압력 프로파일을 제공할 수 있다.In addition, by inserting a non-conductive layer having a matrix-arranged opening between the upper conductive layer and the lower conductive layer, a more precise pressure profile can be achieved by solving the problem of sensing a change in resistance in a region where no external pressure is applied, that is, a signal leakage problem. can provide
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments of the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 체압 센서의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 체압 센서의 평면 레이아웃이다.
도 3은 도전성 섬유층의 평면도이다.
도 4는 도 3의 도전성 섬유층의 직조 상태를 나타낸 모식도이다.
도 5는 도 1의 도전층의 직조 상태를 나타낸 모식도이다.
도 6은 도 2의 A-A' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 외압이 가해지는 경우 전류의 흐름을 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체압 센서의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체압 센서의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체압 센서의 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a fiber-type body pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a planar layout of the body pressure sensor of FIG. 1 .
3 is a plan view of a conductive fiber layer.
Fig. 4 is a schematic view showing the weaving state of the conductive fiber layer of Fig. 3;
FIG. 5 is a schematic view showing a weave state of the conductive layer of FIG. 1 .
6 is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 2 .
7 is a schematic diagram showing the flow of current when an external pressure is applied.
8 is a cross-sectional view of a body pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a body pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of a body pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
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 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. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. That is, various changes may be made to the embodiments presented by the present invention. It should be understood that the embodiments described below are not intended to limit the embodiments, and include all modifications, equivalents, and substitutes thereto.
도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.The size, thickness, width, length, etc. of the components shown in the drawings may be exaggerated or reduced for convenience and clarity of description, so that the present invention is not limited to the illustrated form.
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.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.Spatially relative terms 'above', 'upper', 'on', 'below', 'beneath', 'lower', etc. As illustrated, it may be used to easily describe a correlation between one element or components and another device or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device when used in addition to the orientations shown in the drawings. For example, when an element shown in the drawing is turned over, an element described as 'below or beneath' of another element may be placed 'above' of the other element. Accordingly, the exemplary term 'down' may include both the direction of the bottom and the top.
본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.In this specification, 'and/or' includes each and every combination of one or more of the recited items. The singular also includes the plural, unless the phrase specifically states otherwise. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Numerical ranges indicated using 'to' indicate numerical ranges including the values stated before and after them as lower and upper limits, respectively. 'About' or 'approximately' means a value or numerical range within 20% of the value or numerical range recited thereafter.
본 명세서에서, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하는 다른 방향을 의미한다. 또, 제3 방향(Z)은 상기 평면과 수직한 방향을 의미한다. 다르게 정의되지 않는 한, '평면'은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면을 의미한다. 또, 다르게 정의되지 않는 한, '중첩'은 상기 평면 시점에서 구성요소들이 제3 방향(Z)으로 중첩하는 것을 의미한다.In this specification, the first direction (X) means an arbitrary direction in a plane, and the second direction (Y) means another direction intersecting the first direction (X) in the plane. In addition, the third direction Z means a direction perpendicular to the plane. Unless otherwise defined, 'plane' means a plane to which the first direction (X) and the second direction (Y) belong. In addition, unless otherwise defined, 'overlapping' means that the components overlap in the third direction (Z) in the plane view.
본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 용어 '섬유(fiber)' 또는 '실(thread)' 또는 '사(thread)'는 천연 또는 인조의 선상(線狀) 물체를 통칭하며, 한가닥의 단섬유(單纖維)인 필라멘트(filament), 또는 복수의 필라멘트가 서로 꼬인 얀(yarn) 내지는 합사(合絲)을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Unless otherwise defined herein, the term 'fiber' or 'thread' or 'thread' refers to a natural or man-made linear object, and a single strand of short fiber (單纖維) may be used as a meaning including a filament, or a yarn in which a plurality of filaments are twisted with each other or a plying yarn (合絲).
또, 다르게 정의되지 않는 한 용어 '전도사(conductive fiber) 또는 도전사'는 전기 전도성을 갖는 섬유를 통칭하며, 전도성 섬유들만의 합사, 또는 도전사와 비도전사(non-conductive fiber)의 합사, 또는 전도성 물질로 도금된 비도전사 등을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.In addition, unless otherwise defined, the term 'conductive fiber or conductive yarn' refers to fibers having electrical conductivity, and includes only conductive fibers, or conductive and non-conductive fibers, or a conductive material. It may be used in the meaning of including non-conductive wire plated with
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 체압 센서의 분해사시도이다. 도 2는 도 1의 체압 센서의 평면 레이아웃이다. 도 3은 도전성 섬유층의 평면도이다. 1 is an exploded perspective view of a fiber-type body pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a planar layout of the body pressure sensor of FIG. 1 . 3 is a plan view of a conductive fiber layer.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 체압 센서(10)(또는 섬유형 체압 센서 시트)는 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200), 그 사이에 개재된 절연층(300) 및 도전층(400)을 포함할 수 있다.1 to 3 , the body pressure sensor 10 (or fibrous body pressure sensor sheet) according to the present embodiment includes a first
제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 서로 이격 대향할 수 있다. 제1 도전성 섬유층(100)은 하부 도전성 섬유층 또는 하부 전극층이고, 제2 도전성 섬유층(200)은 상부 도전성 섬유층 또는 상부 전극층일 수 있다. 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 각각 일 방향으로 연장된 도전성 패턴, 또는 도전성 영역들(CR1, CR2)을 가질 수 있다.The first
예를 들어 제1 도전성 섬유층(100)은 제1 방향(X)으로 연장된 스트라이프 패턴 형상의 제1 도전성 영역(CR1) 및 제1 비도전성 영역(NR1)을 가질 수 있다. 제1 도전성 영역(CR1)과 제1 비도전성 영역(NR1)은 제2 방향(Y)을 따라 교번적으로 배치될 수 있다.For example, the first
마찬가지로 제2 도전성 섬유층(200)은 제2 방향(Y)으로 연장된 스트라이프 패턴 형상의 제2 도전성 영역(CR2) 및 제2 비도전성 영역(NR2)을 가질 수 있다. 제2 도전성 영역(CR2)과 제2 비도전성 영역(NR2)은 제1 방향(X)을 따라 교번적으로 배치될 수 있다.Similarly, the second
예시적인 실시예에서, 제1 도전성 영역(CR1)(또는 제2 도전성 영역(CR2))의 폭(WCR)은 제1 비도전성 영역(NR1)(또는 제2 비도전성 영역(NR2))의 폭 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 비도전성 영역(NR1)의 폭은 제1 도전성 영역(CR1)의 폭(WCR)의 1.2배 이상일 수 있다. 본 명세서에서, 용어 '폭'은 연장 방향의 수직한 방향으로의 길이를 의미한다. In an exemplary embodiment, the width W CR of the first conductive region CR1 (or the second conductive region CR2 ) is the width W CR of the first non-conductive region NR1 (or the second non-conductive region NR2 ). It may be smaller than the width. For example, the width of the first non-conductive region NR1 may be greater than or equal to 1.2 times the width W CR of the first conductive region CR1 . In this specification, the term 'width' means a length in a direction perpendicular to the extension direction.
본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 상대적으로 좁은 폭을 갖는 도전성 영역들(CR1, CR2)을 가질 수 있다. 종래의 압력 센서, 특히 저항식 압력 센서 및 정전용량식 압력 센서의 경우 대향하는 두개의 전극 사이의 접촉 면적의 증가 등을 위해 도전성 영역의 폭을 상대적으로 크게 구성하는 것이 일반적이었다.The
그러나 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 후술할 바와 같이 매트릭스 배열된 개구(OP)를 갖는 절연층(300) 및 매트릭스 배열된 도전층(400)을 포함하며, 비도전성 영역들(NR1, NR2)의 면적을 상대적으로 크게 구성하여 절연층(300)과 도전층(400)의 자유로운 배치를 달성할 수 있다.However, as will be described later, the
이하, 도 4를 더 참조하여 도전성 섬유층들(100, 200)의 직조 구조에 대해 상세하게 설명한다. 도 4는 도 3의 도전성 섬유층의 직조 상태를 나타낸 모식도이다. 이하, 제1 도전성 섬유층(100)을 예로 하여 설명한다.Hereinafter, the woven structure of the conductive fiber layers 100 and 200 will be described in detail with further reference to FIG. 4 . Fig. 4 is a schematic view showing the weaving state of the conductive fiber layer of Fig. 3; Hereinafter, the first
도 4를 더 참조하면, 제1 도전성 섬유층(100)은 제1 방향(X)으로 연장된 제1 섬유(110)와 제2 방향(Y)으로 연장된 제2 섬유(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 섬유(110)는 경사이고 제2 섬유(120)는 위사일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.4 , the first
제1 섬유(110)는 제1 도전사(110a) 및 제1 비도전사(110b)를 포함할 수 있다. 제1 도전사(110a)는 제1 도전성 영역(CR1) 내에 위치하고, 제1 비도전사(110b)는 제1 비도전성 영역(NR1) 내에 위치할 수 있다. 즉, 제1 도전사(110a)는 제1 방향(X)을 따라 연장되며 제1 방향(X)을 따라 연장된 제1 도전성 영역(CR1)을 형성할 수 있다. 반면 제1 비도전사(110b)는 제1 방향(X)을 따라 연장되며 제1 방향(X)을 따라 연장된 제1 비도전성 영역(NR1)을 형성할 수 있다.The
반면, 제2 섬유(120)는 비도전사 만으로 구성될 수 있다. 즉, 제2 방향(Y)을 따라 연장된 제2 섬유(120)는 도전성을 갖지 않고, 제1 도전사(110a)와 제1 비도전사(110b)를 포함하는 제1 섬유(110)와 한 올씩 교차할 수 있다. 이를 통해 제1 섬유(110)와 제2 섬유(120)는 서로 교차하며 직조물을 형성할 수 있다. 제2 섬유(120)는 도전성을 실질적으로 갖지 않기 때문에 제1 도전성 섬유층(100)이 제1 방향(X)으로 연장된 제1 도전성 영역(CR1)을 갖도록 할 수 있고, 서로 제2 방향(Y)으로 이격된 복수의 제1 도전성 영역(CR1)들이 서로 도통되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, the
제1 도전성 섬유층(100)의 제1 섬유(110)의 제1 도전사(110a)와 제1 비도전사(110b) 및 제2 섬유(120)의 비도전사는 각각 단섬유인 필라멘트, 또는 복수의 필라멘트가 서로 꼬인 얀으로 구현될 수 있다. The first
제1 도전사(110a)를 구성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 금속을 얇게 뽑아낸 금속사, 합성 섬유 등을 얇게 뽑아낸 필라멘트 또는 얀의 표면에 도전성 물질을 코팅 내지는 도금한 도금사, 합성 섬유 등을 중심으로 도전성을 갖는 섬유를 휘감은 커버링사, 및/또는 도전사와 비도전사를 서로 꼬은 얀 등을 이용할 수 있다.A method of configuring the first
예시적인 실시예에서, 제1 도전사(110a)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론(nylon) 또는 폴리우레탄(PU)계 합성 섬유에 은(Ag)을 도금한 은 도금사일 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.In an exemplary embodiment, the first
도 4는 제1 섬유(110)와 제2 섬유(120)가 한 올씩 교차하는 평직(plain weave)을 예로 하여 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 제1 섬유(110)와 제2 섬유(120)는 능자직(사문직, twill weave), 주자직(수자직, satin weave), 사직(紗織), 또는 그 외의 공지된 직조 방법을 통해 직조될 수도 있다.4 illustrates a plain weave in which the
도면으로 표현하지 않았으나, 제2 도전성 섬유층(200) 또한 제1 도전성 섬유층(100)과 같이 직조될 수 있다. 즉, 제2 도전성 섬유층(200)은 제2 도전사와 제2 비도전사를 포함하여 제2 방향(Y)으로 연장된 제1 섬유와 비도전사만으로 구성되어 제1 방향(X)으로 연장된 제2 섬유를 서로 직조할 수 있다. 상기 제2 도전사는 제2 도전성 영역(CR2) 내에 위치하고 상기 제2 비도전사는 제2 비도전성 영역(NR2) 내에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2 도전사는 제2 방향(Y)으로 연장되며 제2 방향(Y)을 따라 연장된 제2 도전성 영역(CR2)을 형성할 수 있다. 또, 제2 섬유는 도전성을 갖지 않고 상기 제1 섬유와 한 올씩 교차할 수 있다.Although not shown in the drawings, the second
제2 도전성 섬유층(200)의 제1 섬유의 제2 도전사와 제2 비도전사 및 제2 섬유의 비도전사는 각각 필라멘트 또는 복수의 필라멘트가 서로 꼬인 얀으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론(nylon) 또는 폴리우레탄(PU)계 합성 섬유에 은(Ag)을 도금한 은 도금사일 수 있다.The second conductive yarn of the first fiber of the second
몇몇 실시예에서, 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 서로 상이한 물성을 가질 수 있다. 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)의 물성 차이는 각 섬유의 물성, 직조 방식, 직조 밀도 등을 통해 제어될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.In some embodiments, the first
전술한 제1 도전성 섬유층(100)의 제1 도전성 영역(CR1)과 제2 도전성 섬유층(200)의 제2 도전성 영역(CR2)은 평면 시점에서 서로 교차할 수 있다. 제1 도전성 영역(CR1)과 제2 도전성 영역(CR2)의 교차 영역 내의 후술할 도전층(400)을 통해 전류가 흐를 수 있고, 이를 기초로 체압 센서(10)는 압력이 가해진 위치와 압력의 세기를 측정할 수 있다. 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 두개의 전극, 즉 제1 도전성 영역(CR1)가 제2 도전성 영역(CR2) 사이에 흐르는 전류 경로의 저항 변화를 통해 압력을 측정하는 저항식 압력 센서일 수 있다.The above-described first conductive region CR1 of the first
본 실시예에 따른 제1 도전성 섬유층(100) 및 제2 도전성 섬유층(200)은 각각 경사와 위사 중 어느 하나는 도전성 섬유를 부분적으로 포함하되, 다른 하나는 비도전성 섬유만으로 구성하여 상대적으로 용이한 방법으로 섬유형 도전성 패턴을 형성할 수 있다.In each of the first
종래의 압력 센서는 합성 수지 등의 베이스 필름 상에 코팅 내지는 인쇄 등의 방법으로 도전성 패턴을 형성하였다. 그러나 전술한 바와 같이 이러한 필름형 압력 센서는 베이스 필름으로 인해 충분한 유연성을 갖지 못하는 실정이었다.In a conventional pressure sensor, a conductive pattern is formed on a base film such as synthetic resin by coating or printing. However, as described above, the film-type pressure sensor did not have sufficient flexibility due to the base film.
특히 체압 센서는 다른 목적의 압력 센서와 달리, 그 목적 상 필연적으로 인간의 신체와 접촉되어 사용되기 때문에 고려되어야 하는 요소가 상당하며 그 중 하나는 사용자 친화적(user-friendly) 설계이다. In particular, unlike pressure sensors for other purposes, the body pressure sensor is inevitably used in contact with the human body for that purpose, and therefore there are many factors to consider, and one of them is a user-friendly design.
예를 들어, 체압 센서는 굴곡진 신체에 의해 가압되기 때문에 완전한 정도로 자유로운 유연성(flexibility)이 요구된다. 그러나 위와 같은 필름형 체압 센서는 부분적으로 휘어지는 정도에 불과하기 때문에, 위치 변위를 유지하려는 경향이 강하고, 역설적으로 작은 압력에도 신호를 센싱할 수 있는 장점이 있는 반면, 침대의 매트리스, 의자 시트 등에 임베딩될 경우 사용자에게 빳빳한 이물감을 제공하고 사용자의 움직임에 따라 소음이 발생하였다. For example, since a body pressure sensor is pressed by a curved body, flexibility is required to a full degree of freedom. However, since the film-type body pressure sensor as above is only partially bent, it tends to maintain positional displacement and, paradoxically, has the advantage of being able to sense a signal even with a small pressure. In this case, it provides a stiff feeling of foreign body to the user and noise is generated according to the user's movement.
다른 예를 들어, 필름형 체압 센서는 공기 투과성을 갖지 않기 때문에 침대의 매트리스, 의자 시트 등에 적용될 경우 통풍이 전혀 되지 않고, 되려 침대 및/또는 의자 등의 물건 본래의 기능을 나타내지 못하여 상용화가 어려운 실정이다.For another example, since the film-type body pressure sensor does not have air permeability, when it is applied to a mattress of a bed, a chair sheet, etc., there is no ventilation at all, and it is difficult to commercialize it because the original function of the object such as a bed and/or chair cannot be expressed. am.
본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 전극 기능을 갖는 도전성 영역들(CR1, CR2) 및 도전성 영역(NR1, NR2), 그리고 후술할 절연층(300)과 도전층(400)을 모두 섬유층으로 구성하여 위와 같은 문제를 해결할 수 있다. 즉, 체압 센서(10)의 구성요소들을 섬유로 형성함으로써 이물감과 소음을 방지하고, 충분한 공기 투과도를 갖도록 함으로써 사용자 친화적인 체압 센서를 제공할 수 있다.The
한편, 전술한 바와 같이 섬유형 체압 센서는 필름형 체압 센서에 비해 센싱 감도가 상대적으로 낮은 한계가 있고, 이를 극복하기 위한 하나의 방안으로 도전성 섬유들의 전기 전도성을 극대화하는 방안을 고려해볼 수 있다. Meanwhile, as described above, the fiber-type body pressure sensor has a relatively low sensing sensitivity compared to the film-type body pressure sensor, and as a way to overcome this, a method for maximizing the electrical conductivity of conductive fibers may be considered.
그러나 도전성 섬유의 전기 전도성을 어느 수준 이상으로 높일 경우 전기적 신호의 누설 현상이 발생하는 것을 본 발명의 발명자들은 확인하고, 이를 해결하기 위한 구조를 제안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 상기 전기적 신호의 누설 현상은 크로스-토크(cross-talk) 현상의 일종으로 이해될 수 있으나, 본 발명이 어떠한 이론에 국한되는 것은 아니다.However, when the electrical conductivity of the conductive fiber is increased to a certain level or more, the inventors of the present invention confirmed that an electrical signal leakage phenomenon occurs, and proposed a structure for solving the problem, thereby completing the present invention. The electrical signal leakage phenomenon may be understood as a type of cross-talk phenomenon, but the present invention is not limited to any theory.
상기 전기적 신호의 누설 현상은, 예컨대 X1, X2, X3, X4 및 Y1, Y2, Y3, Y4의 좌표를 가지고 서로 교차하는 제1 도전성 영역과 제2 도전성 영역에 있어서, (X2, Y3)의 위치에 압력이 가해지는 경우 X2에 해당하는 모든 영역, 또는 Y3에 해당하는 모든 영역에서 압력 신호가 검출되는 등의 문제로 정의될 수 있다.The electrical signal leakage phenomenon is, for example, the position of (X2, Y3) in the first conductive region and the second conductive region crossing each other with coordinates of X1, X2, X3, X4 and Y1, Y2, Y3, Y4 When pressure is applied to , it can be defined as a problem in which a pressure signal is detected in all areas corresponding to X2 or Y3.
이하, 이러한 전기적 신호의 누설을 개선하기 위한 구조에 대해 설명한다. 도 5는 도 1의 도전층의 직조 상태를 나타낸 모식도이다. 도 6은 도 2의 A-A' 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 7은 외압이 가해지는 경우 전류의 흐름을 나타낸 모식도이다.Hereinafter, a structure for improving such electrical signal leakage will be described. FIG. 5 is a schematic view showing a weave state of the conductive layer of FIG. 1 . 6 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 2 . 7 is a schematic diagram showing the flow of current when an external pressure is applied.
도 5 내지 도 7을 더 참조하면, 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 대향하는 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200) 사이에 배치된 절연층(300) 및 도전층(400)을 포함할 수 있다.5 to 7 , the
예시적인 실시예에서, 절연층(300) 및 도전층(400)은 모두 직조된 섬유, 예컨대 부직포 등으로 이루어질 수 있다. In an exemplary embodiment, both the insulating
전술한 바와 같이 제1 도전성 영역(CR1)과 제2 도전성 영역(CR2)은 적어도 부분적으로 교차할 수 있다. 또, 제1 도전성 영역(CR1)과 제2 도전성 영역(CR2)의 교차 부분은 절연층(300)의 개구(OP) 및 도전층(400)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 도전층(400)은 개구(OP)를 평면상 완전히 커버할 수 있다. 개구(OP)를 통해 도전층(400)과 제1 도전성 섬유층(100)의 제1 도전성 영역(CR1)은 서로 대향할 수 있다. 절연층(300)의 개구(OP)는 직물의 직조 후 후가공을 통해 형성된 것일 수 있다.As described above, the first conductive region CR1 and the second conductive region CR2 may at least partially cross each other. Also, an intersection portion of the first conductive region CR1 and the second conductive region CR2 may overlap the opening OP of the insulating
또, 평면 방향으로 배열된 복수의 도전층(400)은 서로 이격되고, 그 사이에 이격 공간(V)이 형성될 수 있다. 이격 공간(V)을 통해 절연층(300)과 제2 도전성 섬유층(200)은 서로 대향할 수 있다.In addition, the plurality of
도 6은 도전층(400)이 제2 도전성 섬유층(200) 및 절연층(300)과 맞닿고, 절연층(300)이 도전층(400) 및 제1 도전성 섬유층(100)과 맞닿는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 이들은 적어도 부분적으로 이격될 수 있다.6 illustrates a case in which the
절연층(300) 및 도전층(400)은 모두 섬유들의 직조물일 수 있다. 예를 들어, 도전층(400)은 제1 방향(X)으로 연장된 제1 섬유(410)와 제2 방향(Y)으로 연장된 제2 섬유(420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 섬유(410)는 경사이고 제2 섬유(420)는 위사일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.Both the insulating
제1 섬유(410)와 제2 섬유(420)는 모두 도전사일 수 있다. 도전성을 갖는 제1 섬유(410)와 제2 섬유(420)는 한 올씩 교차하며 전체적으로 도전성을 갖는 도전층(400)을 형성할 수 있다. 제1 섬유(410)와 제2 섬유(420)는 각각 단섬유인 필라멘트, 또는 복수의 필라멘트가 서로 꼬인 얀으로 구현될 수 있다. 도전층(400)의 도전성 섬유는 구리 도금사일 수 있다. 도전사를 구성하는 방법에 대해서는 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Both the
도면으로 표현하지 않았으나, 절연층(300) 또한 제1 방향(X)으로 연장된 제1 섬유와 제2 방향(Y)으로 연장된 제2 섬유를 포함할 수 있다. 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 모두 비도전사일 수 있다. Although not shown in the drawings, the insulating
절연층(300)과 도전층(400)은 서로 맞닿아 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 절연층(300)과 도전층(400)은 열융착되어 직접 결합할 수 있다. 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 섬유의 직조물로 구성되며, 따라서 열융착이 용이한 소재일 수 있다. 열융착의 방법은 특별히 제한되지 않으나, 가압 열성형, 레이저 성형 등을 통해 융착될 수 있다.The insulating
몇몇 실시예에서, 개구(OP)의 폭(WOP)은 도전성 영역의 폭, 예컨대 제1 도전성 섬유층(100)의 제1 도전성 영역(CR1)의 폭(WCR) 보다 클 수 있다. 만일 개구(OP)가 충분한 폭을 갖지 않을 경우 적어도 부분적으로 제1 도전성 영역(CR1)을 커버 내지는 제1 도전성 영역(CR1)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있고, 압력의 센싱 감도의 감소를 유발할 수 있다.In some embodiments, the width W OP of the opening OP may be greater than the width of the conductive region, for example, the width W CR of the first conductive region CR1 of the first
또, 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 종래의 체압 센서와 달리 섬유형으로 구현됨으로써, 사용 과정에서 각 층들의 평면 방향으로의 정렬이 어긋날 수 있다. 만일 어느 위치에서는 개구(OP)가 도전성 영역(예컨대, 제1 도전성 영역(CR1))을 온전히 노출하되, 다른 위치에서 개구(OP)가 도전성 영역을 부분적으로 커버할 경우, 체압 센서(10)의 평면상 위치에 따라 도통되는 도전성 영역의 면적이 달라지고 국부적으로 센싱 감도가 달라지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 개구(OP)를 도전성 영역의 폭(WCR) 보다 충분히 크게 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 비제한적인 예를 들어, 개구(OP)의 폭(WOP)은 도전성 영역의 폭(WCR)의 약 1.2배 이상, 또는 약 1.3배 이상, 또는 약 1.4배 이상, 또는 약 1.5배 이상일 수 있다.In addition, since the
또, 개구(OP)의 폭(WOP)은 비도전성 영역(NR1)의 폭, 예컨대 인접한 제1 도전성 영역(CR1) 간의 이격 거리 보다 작을 수 있다. 비도전성 영역(NR1) 상에는 격자 형상의 절연층(300)이 배치될 수 있다. 만일 개구(OP)의 폭(WOP)이 지나치게 클 경우 격자 형상의 절연층(300)의 폭이 작아질 수 있고, 의도한 절연 효과를 충분히 달성할 수 없다. 비제한적인 예를 들어, 개구(OP)의 폭(WOP)은 비도전성 영역의 폭의 약 90% 이하, 또는 약 85% 이하, 또는 약 80% 이하일 수 있다.Also, the width W OP of the opening OP may be smaller than the width of the non-conductive region NR1 , for example, a spacing distance between adjacent first conductive regions CR1 . A lattice-shaped insulating
한편, 도전층(400)의 폭은 개구(OP)의 폭(WOP) 보다 클 수 있다. 도전층(400)의 폭을 충분히 크게 구성하여 매트릭스 배열된 개구(OP)들을 갖는 절연층(300)의 상면 상에 도전층(400)의 하면을 맞닿아 부착시킬 수 있다.Meanwhile, the width of the
서로 교차하여 격자 형상을 이루는 제1 도전성 영역(CR1)과 제2 도전성 영역(CR2), 그리고 이들이 교차하는 위치에 중첩 배치된 매트릭스 배열된 복수의 도전층(400)은 전류의 흐름 경로를 제공할 수 있다. A first conductive region CR1 and a second conductive region CR2 intersecting each other to form a lattice shape, and a plurality of
예를 들어, 어느 위치에서 압력이 가해질 경우, 도전층(400)은 적어도 부분적으로 휘어지며 개구(OP)에 삽입되고, 나아가 제1 도전성 영역(CR1)과 접촉할 수 있다. 이 경우, 제2 도전성 영역(CR2), 도전층(400) 및 제1 도전성 영역(CR1)은 전류의 흐름 경로를 제공할 수 있다.For example, when pressure is applied at a certain position, the
다른 예를 들어, 압력이 가해지지 않은 위치에서, 도전층(400)의 하면은 제1 도전성 영역(CR1)의 상면과 이격된 상태를 유지하며, 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다.For another example, in a position where no pressure is applied, the lower surface of the
또 다른 예를 들어, 도면으로 표현하지 않았으나, 다른 어느 위치에 약한 정도의 압력이 가해질 경우, 도전층(400)은 적어도 부분적으로 휘어지며 개구(OP)에 삽입되고, 나아가 제1 도전성 영역(CR1)과 접촉할 수 있다. 이 경우 전술한 경우에 비해 도전층(400)과 제1 도전성 영역(CR1)이 맞닿는 면적이 더 작을 수 있고, 서로 상이한 정도의 전류 흐름 내지는 저항 값을 나타낼 수 있다.As another example, although not shown in the drawings, when a slight pressure is applied to any other position, the
이와 같이 본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 평면상 위치 별로 가해지는 압력에 따라 전류의 흐르는 양 내지는 저항 변화를 유발할 수 있고, 이를 기초로 하여 평면상 위치 별 체압 내지는 압력이 가해지는 프로파일을 표현할 수 있다.As described above, the
예시적인 실시예에서, 절연층(300)의 두께(T300)는 도전층(400)의 두께(T400) 보다 클 수 있다. 만일 절연층(300)의 두께(T300)가 더 작을 경우, 압력이 가해지지 않은 경우에도 섬유의 직조물로서 자중에 의해 휘어질 수 있는 도전층(400)이 개구(OP)에 삽입되고, 제1 도전성 영역(CR1)과 맞닿을 수 있다. 따라서 종래의 필름형 체압 센서와 달리, 섬유형 체압 센서(10)의 경우 각 층들의 자중으로 인한 휘어짐을 충분히 고려할 필요가 있으며, 절연층(300)을 상대적으로 두껍게 구성하는 것이 바람직할 수 있다.In an exemplary embodiment, the thickness T 300 of the insulating
같은 측면에서, 개구(OP)의 폭(WOP)은 도전층(400)의 두께(T400)의 약 10배 이하, 또는 약 9배 이하일 수 있다. 만일 개구(OP)의 폭(WOP)이 지나치게 클 경우 도전층(400)의 휘어짐으로 인해 의도치 않은 전류 도통이 발생할 수 있다. 또, 개구(OP)의 폭(WOP)은 도전층(400)의 두께(T400)의 약 2배 이상, 또는 약 3배 이상일 수 있다. 개구(OP)의 폭(WOP)이 지나치게 작을 경우 압력이 가해지는 경우에도 도전층(400)이 제1 도전성 영역(CR1)과 맞닿지 않는 문제가 발생할 수 있다.In the same aspect, the width W OP of the opening OP may be about 10 times or less, or about 9 times or less of the thickness T 400 of the
몇몇 실시예에서, 제1 도전성 섬유층(100) 및 제2 도전성 섬유층(200)의 두께들(T100, T200)은 각각 절연층(300)의 두께(T300) 보다 클 수 있다. 제1 도전성 섬유층(100) 및 제2 도전성 섬유층(200)은 체압 센서(10)의 최외곽 층을 형성할 수 있다. 만일 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)이 충분한 두께를 갖지 않을 경우 체압 센서(10)의 형상을 유지하지 못하고 지나치게 부드럽거나, 지나치게 큰 유연성을 가질 수 있다. 따라서 제1 도전성 섬유층(100) 및 제2 도전성 섬유층(200)이 충분한 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직할 수 있다.In some embodiments, the thicknesses T 100 and T 200 of the first
한편, 제2 도전성 섬유층(200)의 장력, 특히 도전성 섬유의 장력은 제1 도전성 섬유층(100)의 장력, 특히 도전성 섬유의 장력 보다 클 수 있다. 도 7에 도시된 예시에서, 제2 도전성 섬유층(200)은 상부 전극층이고, 제1 도전성 섬유층(100)은 하부 전극층이며, 압력은 상부로부터 가해질 수 있다. 따라서 상부의 제2 도전성 섬유층(200)의 물성이 압력 센싱의 정밀도 및 민감도에 상대적으로 큰 영향을 줄 수 있다. 만일 제2 도전성 섬유층(200)의 장력이 지나치게 작을 경우 의도치 않은 전류의 흐름을 형성할 수 있다.On the other hand, the tension of the second
또, 전술한 바와 같이 도전층(400)은 전류의 흐름 경로 형성에 직접적으로 기여하는 부분이며, 따라서 도전층(400)의 장력, 특히 도전성 섬유의 장력은 제2 도전성 섬유층(200)의 장력, 특히 도전성 섬유의 장력 보다 클 수 있다. 이를 위해 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 은 도금사를 이용하고, 도전층(400)은 구리 도금사를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. In addition, as described above, the
또한, 제1 도전성 섬유층(100)의 비도전사들(110b, 120), 또는 제1 도전사(110a)의 코어 섬유는 상대적으로 신축성이 강한 나일론 또는 폴리우레탄을 포함하고, 제2 도전성 섬유층(200)의 비도전사들, 또는 제2 도전사의 코어 섬유는 상대적으로 신축성이 약한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 도전층(400)의 도전사들 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있다.In addition, the
본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 침대 매트리스, 차량용 시트 모듈, 의자 시트 모듈 등에 적용될 수 있다. 이 경우 제2 도전성 섬유층(200)은 제1 도전성 섬유층(100)에 비해 사용자 측에 위치하도록, 즉 압력이 가해지는 방향에 배치될 수 있다. The
구체적인 예시로 본 실시예에 따른 체압 센서(10)가 차량 시트 모듈에 적용될 경우 차량 시트는 차량 시트 프레임 및 차량 시트 프레임 상에 배치되는 차량 시트 커버를 포함할 수 있다. 시트 프레임은 금속 등으로 이루어지고, 시트 커버는 가죽 내지는 합성 섬유 등으로 이루어질 수 있다. 이 때 체압 센서(10) 내지는 체압 센서 시트는 시트 프레임과 시트 커버 사이에 배치되되, 제1 도전성 섬유층(100)이 프레임을 향하고, 제2 도전성 섬유층(200)이 시트 커버를 향하도록 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 도전층(400)은 절연층(300)과 시트 커버 사이에 위치하고, 절연층(300)은 도전층(400)과 시트 프레임 사이에 위치할 수 있다.As a specific example, when the
본 실시예에 따른 체압 센서(10)는 압력이 가해지는 방향을 고려하여 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200), 그리고 그 사이에 개재되는 절연층(300)과 도전층(400)의 장력, 두께, 폭, 소재, 결합 및/또는 배치 구조 등을 설계하였음은 전술한 바와 같다.The
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 다만 전술한 실시예와 동일하거나, 극히 유사한 구성에 대한 설명은 생략하며 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. However, a description of the same or extremely similar configuration to the above-described embodiment will be omitted, and this will be easily understood by those skilled in the art from the accompanying drawings.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체압 센서(11)의 단면도로서, 도 6과 동일한 위치를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 체압 센서(11)는 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200) 및 그 사이에 개재된 절연층(300)과 도전층(400)을 포함하되, 절연층(300)이 제1 도전성 섬유층(100)과 제3 방향(Z)으로 이격되고, 도전층(400)이 제2 도전성 섬유층(200)과 이격된 점이 도 1 등의 실시예에 따른 체압 센서와 상이한 점이다.Referring to FIG. 8 , the
전술한 바와 같이 제1 도전성 섬유층(100), 제2 도전성 섬유층(200), 절연층(300) 및 도전층(400)은 모두 직조물로 구현될 수 있다. 이 때 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 실질적인 압력 감지가 이루어지는 액티브 영역 외의 외곽에 위치한 비액티브 영역 상에서 결합될 수 있다. As described above, the first
다시 말해서, 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)이 서로 중첩하되, 절연층(300) 및 도전층(400)과는 비중첩하는 위치에서 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 서로 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 상기 결합의 방식은 열융착 방식을 사용할 수 있다.In other words, the first
절연층(300)과 도전층(400)은 액티브 영역 내에서 제1 도전성 섬유층(100) 및 제2 도전성 섬유층(200)과 결합하지 않고 이격된 상태일 수 있다. The insulating
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체압 센서의 단면도로서, 도 8과 동일한 위치를 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a body pressure sensor according to another embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the same position as in FIG. 8 .
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 체압 센서(12)는 적어도 부분적으로 절연층(300)과 제1 도전성 섬유층(100)이 결합된 점이 도 8의 실시예에 따른 체압 센서와 상이한 점이다.Referring to FIG. 9 , the
전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 체압 센서(12)는 섬유로 구현될 수 있다. 섬유형 체압 센서(12)는 사용자에게 이물감을 주지 않고 사용자 친화적인 기능을 제공하는 점에서 큰 장점을 가지고 있다. 반면, 섬유형 체압 센서(12)는 복수의 섬유층들로 구성됨에 따라 층간의 분리 및 이로 인한 오정렬과 압력 센싱 기능 저하가 문제될 수 있다.As described above, the
이러한 이유로 본 발명의 발명자들은 층간의 분리를 억제함과 동시에 우수한 센싱 기능을 갖는 체압 센서(12)의 구조를 제안하고자 한다.For this reason, the inventors of the present invention intend to propose a structure of the
예시적인 실시예에서, 체압 센서(12)는 액티브 영역과 비액티브 영역을 가질 수 있다. 비액티브 영역은 평면 시점에서 액티브 영역을 둘러싸는 외곽 영역이고, 액티브 영역은 도전성 영역들(CR1, CR2)이 서로 교차하고, 그로 인한 전류의 흐름 및 압력 센싱 기능을 수행하는 영역을 의미할 수 있다. 도 8과 함께 전술한 바와 같이 비액티브 영역 내에서 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)은 직접 결합될 수 있다. In an exemplary embodiment, the
한편, 체압 센서(12)의 층간의 분리가 심하게 발생하는 부분은 사용자의 신체에 의한 체압이 직접적으로 가해지는 액티브 영역 내일 수 있다. 다만, 액티브 영역 내에서 층간의 결합에 따라 사용자에게 이물감을 제공할 수 있다. 예를 들어, 순차적으로 적층된 제1 도전성 섬유층(100), 절연층(300), 도전층(400) 및 제2 도전성 섬유층(200)이 지나치게 타이트한 결합을 가지고 수평 방향의 여유를 전혀 갖지 않는 경우, 사용자는 이물감을 느낄 수 있다.On the other hand, the portion where the separation between the layers of the
따라서 액티브 영역 내에서 최소한의 틀어짐을 제공하는 것이 되려 바람직할 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 체압 센서(12)는 제1 도전성 섬유층(100), 절연층(300) 및 제2 도전성 섬유층(200)이 서로 제3 방향(Z)으로 중첩하되, 도전층(400)은 비중첩하는 위치에서, 제1 도전성 섬유층(100)과 절연층(300)이 결합되되, 도전층(400)과 제2 도전성 섬유층(200)은 서로 결합되지 않고 이격될 수 있다. 도전층(400)은 절연층(300)과 결합되고, 도전층(400)의 상면은 제2 도전성 섬유층(200)과 이격됨은 전술한 바와 같다.Therefore, it may be desirable to provide minimal distortion within the active region. To this end, in the
이 경우, 액티브 영역 내에서 제1 도전성 섬유층(100), 절연층(300) 및 도전층(400)은 일체화되어 수평 방향 정렬을 유지하되, 액티브 영역 내에서 제2 도전성 섬유층(200)은 제1 도전성 섬유층(100) 등과 별개의 구성 상태를 유지할 수 있다. 그리고 비액티브 영역 내에서 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)이 결합되어 체압 센서(12)를 형성할 수 있다.In this case, the first
몇몇 실시예에서, 절연층(300)은 비액티브 영역 내에도 위치하며, 비액티브 영역 내에서 절연층(300)은 제1 도전성 섬유층(100) 및/또는 제2 도전성 섬유층(200)과 결합될 수 있다.In some embodiments, the insulating
본 실시예와 달리, 만일 제2 도전성 섬유층(200)(또는 상부 전극층), 도전층(400) 및 절연층(300)이 일체화될 경우, 제2 도전성 섬유층(200) 상부 측으로부터 압력을 가하는 사용자에게 이물감이 더 크게 느껴질 뿐 아니라 제2 도전성 섬유층(200)에서 절연층(300)에 이르는 두께가 커져 수평 방향으로의 오정렬 경향이 커질 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 체압 센서(12)는 제1 도전성 섬유층(100)(또는 하부 전극층), 절연층(300) 및 도전층(400)을 일체화하여 위와 같은 문제를 최소화할 수 있다.Unlike this embodiment, if the second conductive fiber layer 200 (or the upper electrode layer), the
전술한 실시예들에 따른 체압 센서들은 제1 도전성 섬유층(100), 절연층(300), 도전층(400) 및 제2 도전성 섬유층(200)을 적층하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The body pressure sensors according to the above-described embodiments may be manufactured by laminating the first
구체적인 실시예에서, 상기 적층하는 단계는 절연층(300)과 도전층(400)을 열융착으로 결합하는 단계, 절연층(300)과 제1 도전성 섬유층(100)을 결합하는 단계, 및 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200)을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, the laminating step is a step of bonding the insulating
각 층들의 결합 위치, 적층 순서 및 적층 구조 등은 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the bonding position of each layer, the stacking order, and the stacking structure have been described above, overlapping descriptions will be omitted.
본 발명에 따른 체압 센서들은 각 층들이 모두 섬유 직조물로 형성되어 사용자 편의적 물품을 제공할 뿐 아니라 열융착 공정을 이용하기 용이하며, 이에 따라 제조 비용을 절감하고 상대적으로 간단한 방법으로 원하는 정확한 위치에서 내구성이 높은 결합을 수행할 수 있다.In the body pressure sensors according to the present invention, each layer is formed of a fiber woven fabric to provide a user-friendly article as well as easy to use a heat-sealing process, thereby reducing manufacturing cost and durability in a desired precise position in a relatively simple manner This high coupling can be achieved.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체압 센서의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a body pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 체압 센서(13)는 절연층이 제1 절연층(310) 및 제2 절연층(320)을 포함하는 점이 도 1 등의 실시예에 따른 체압 센서와 상이한 점이다.Referring to FIG. 10 , the
제1 절연층(310)은 제1 도전성 섬유층(100)과 도전층(400) 사이에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 도전성 섬유층(200)과 도전층(400) 사이에는 제2 절연층(320)이 더 배치될 수 있다. 제2 절연층(320)은 제1 절연층(310)과 마찬가지로 섬유의 직조물로 구성되고, 실질적으로 도전성을 갖지 않는 층일 수 있다. 또, 제1 절연층(310)과 마찬가지로 제2 절연층(320) 또한 평면 시점에서 대략 매트릭스 배열된 복수의 개구(OP)들을 가질 수 있다.The first insulating layer 310 may be disposed between the first
제1 절연층(310), 제2 절연층(320) 및 그 사이에 개재된 도전층(400)은 서로 결합되어 일체화된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(310), 제2 절연층(320) 및 도전층(400)은 서로 열융착되어 부착된 상태일 수 있다.The first insulating layer 310 , the second insulating
본 실시예에 따른 체압 센서(13)는 복수의 절연층들(310, 320)을 포함하여 신호 누설을 더욱 방지할 수 있다. 또, 서로 대각 방향으로 인접하는 제2 도전성 영역(CR2)과 제1 도전성 영역(CR1) 사이에 복수의 절연층들(310, 320)을 개재함으로써 크로스-토크(cross-talk) 현상을 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.The
몇몇 실시예에서, 제2 절연층(320)의 개구(OP)의 폭은 제1 절연층(310)의 개구(OP)의 폭 보다 작을 수 있다. 전술한 바와 같이 체압 센서(13)는 상부에 위치한 제2 도전성 섬유층(200) 측으로부터 압력이 가해지도록 구성될 수 있다. 이 때 절연층들(310, 320)의 개구(OP)가 지나치게 작을 경우, 되려 제1 도전성 섬유층(100)과 제2 도전성 섬유층(200) 간의 도통이 곤란해질 수 있다. 특히 압력이 가해지는 방향에서 먼 쪽, 즉 제1 절연층(310)의 개구가 지나치게 작을 경우 도전층(400)이 삽입되는 것이 방해될 수 있다.In some embodiments, a width of the opening OP of the second insulating
따라서 상부에 위치한 제2 절연층(320)의 개구 폭 보다 하부에 위치한 제1 절연층(310)의 개구 폭을 크게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.Therefore, it may be preferable to form the opening width of the lower first insulating layer 310 larger than the opening width of the second insulating
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. In the above, the embodiment of the present invention has been mainly described, but this is only an example and does not limit the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications not exemplified above are possible.
따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, it should be understood that the scope of the present invention includes changes, equivalents or substitutes of the technical idea exemplified above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention may be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
10: 체압 센서
100: 제1 도전성 섬유층
200: 제2 도전성 섬유층
300: 절연층
400: 도전층10: body pressure sensor
100: first conductive fiber layer
200: second conductive fiber layer
300: insulating layer
400: conductive layer
Claims (14)
상기 도전층의 상면은 적어도 부분적으로 상기 제2 도전성 섬유층의 하면과 이격되고, 상기 도전층의 하면은 상기 절연층의 상면과 적어도 부분적으로 결합되는 체압 센서.A conductive fiber layer comprising a first conductive fiber layer and a second conductive fiber layer facing each other spaced apart; an insulating layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and having an opening; and a conductive layer interposed between the insulating layer and the second conductive fiber layer and overlapping the opening,
The upper surface of the conductive layer is at least partially spaced apart from the lower surface of the second conductive fiber layer, and the lower surface of the conductive layer is at least partially coupled to the upper surface of the insulating layer.
상기 도전성 섬유층은 각각 일 방향으로 연장된 스트라이프 패턴의 복수의 도전성 영역, 및 인접한 도전성 영역 사이에 위치하는 비도전성 영역을 가지되,
상기 비도전성 영역의 폭은 상기 도전성 영역의 폭의 1.2배 이상인 체압 센서.According to claim 1,
The conductive fiber layer has a plurality of conductive regions of a stripe pattern each extending in one direction, and a non-conductive region positioned between adjacent conductive regions,
A width of the non-conductive region is at least 1.2 times a width of the conductive region.
상기 절연층 및 상기 도전층은 각각 섬유를 포함하여 직조된 섬유층인 체압 센서.3. The method of claim 2,
The insulating layer and the conductive layer are each a woven fiber layer including fibers.
어느 도전성 섬유층은 상기 일 방향과 평행한 제1 방향으로 연장된 제1 섬유, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 섬유가 서로 교차하여 직조된 직조물로서,
상기 제1 섬유는 상기 도전성 영역 내에 위치하는 도전사 및 상기 비도전성 영역 내에 위치하는 비도전사를 포함하고,
상기 제2 섬유는 비도전사만으로 구성된 체압 센서.3. The method of claim 2,
Any conductive fiber layer is a woven fabric in which a first fiber extending in a first direction parallel to the one direction, and a second fiber extending in a second direction crossing the first direction cross each other and woven,
The first fiber includes a conductive yarn located in the conductive region and a non-conductive yarn located in the non-conductive region,
The second fiber is a body pressure sensor composed of only a non-conductive yarn.
평면 시점에서 상기 절연층은 복수의 개구를 갖는 격자 형상이고,
상기 도전층은 상기 복수의 개구 마다 배치되어 복수개로 구비되고,
상기 일 방향과 교차하는 방향으로의 상기 개구의 폭은 상기 도전성 영역의 폭 보다 크고, 상기 개구의 폭은 상기 비도전성 영역의 폭 보다 작고,
상기 도전층의 폭은 상기 개구의 폭 보다 큰 체압 센서.3. The method of claim 2,
In a plan view, the insulating layer has a lattice shape having a plurality of openings,
The conductive layer is disposed in each of the plurality of openings and provided in plurality,
A width of the opening in a direction crossing the one direction is greater than a width of the conductive region, and a width of the opening is smaller than a width of the non-conductive region;
A width of the conductive layer is greater than a width of the opening.
상기 절연층의 두께는 상기 도전층의 두께 보다 크고,
상기 개구의 폭은 상기 도전층의 두께의 2배 이상 10배 이하인 체압 센서.6. The method of claim 5,
The thickness of the insulating layer is greater than the thickness of the conductive layer,
The width of the opening is at least 2 times and not more than 10 times the thickness of the conductive layer.
상기 도전층은 상기 절연층과 상기 제2 도전성 섬유층 사이에 배치되고,
상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층의 도전사는 각각 은 도금사이고,
상기 도전층의 도전사는 구리 도금사이며,
상기 제2 도전성 섬유층의 도전사의 장력은 상기 제1 도전성 섬유층의 도전사의 장력 보다 크고,
상기 도전층의 도전사의 장력은 상기 제2 도전성 섬유층의 도전사의 장력 보다 큰 체압 센서.7. The method of claim 6,
The conductive layer is disposed between the insulating layer and the second conductive fiber layer,
Each of the conductive yarns of the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer is a silver-plated yarn,
The conductive yarn of the conductive layer is a copper plating yarn,
The tension of the conductive yarn of the second conductive fiber layer is greater than the tension of the conductive yarn of the first conductive fiber layer,
The tension of the conductive yarn of the conductive layer is greater than the tension of the conductive yarn of the second conductive fiber layer.
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제2 도전성 영역을 갖는 제2 도전성 섬유층;
상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고, 매트릭스 배열된 복수의 개구를 갖는 절연층; 및
상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 개재되고, 상기 절연층의 복수의 개구와 각각 중첩하도록 서로 이격 배열되는 복수의 도전층으로서, 상기 절연층에 열융착 결합되는 복수의 도전층을 포함하되,
어느 단면 시점에서, 어느 하나의 개구는, 오직 하나의 제1 도전성 영역 및 하나의 제2 도전성 영역과 중첩하도록 배치되고,
상기 단면 시점에서, 어느 하나의 도전층은, 오직 하나의 제1 도전성 영역 및 하나의 제2 도전성 영역과 중첩하도록 배치되며,
상기 절연층의 하면과 상면은 각각, 적어도 부분적으로 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층과 직접 대향하는 체압 센서.a first conductive fiber layer having a plurality of first conductive regions extending in a first direction;
a second conductive fiber layer having a plurality of second conductive regions extending in a second direction intersecting the first direction;
an insulating layer interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and having a plurality of openings arranged in a matrix; and
A plurality of conductive layers interposed between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer and spaced apart from each other so as to overlap a plurality of openings of the insulating layer, respectively, including a plurality of conductive layers thermally fused to the insulating layer but,
At any cross-sectional view, any one of the openings is disposed to overlap with only one first conductive region and one second conductive region;
In the cross-sectional view, any one conductive layer is disposed to overlap with only one first conductive region and one second conductive region,
A lower surface and an upper surface of the insulating layer are at least partially directly opposed to the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer, respectively.
상기 도전층과 상기 절연층은 서로 열융착되는 체압 센서.According to claim 1,
wherein the conductive layer and the insulating layer are thermally bonded to each other.
상기 제1 도전성 섬유층, 상기 절연층 및 상기 제2 도전성 섬유층이 서로 중첩하되, 상기 도전층과는 비중첩하는 위치에서, 상기 절연층과 상기 제1 도전성 섬유층이 결합되되, 상기 절연층과 상기 제2 도전성 섬유층은 결합되지 않고,
상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층이 서로 중첩하되, 상기 절연층 및 상기 도전층과는 비중첩하는 위치에서, 상기 제1 도전성 섬유층과 상기 제2 도전성 섬유층이 결합되는 체압 센서.According to claim 1,
The first conductive fiber layer, the insulating layer and the second conductive fiber layer overlap each other, but at a position that does not overlap with the conductive layer, the insulating layer and the first conductive fiber layer are combined, the insulating layer and the second conductive fiber layer 2 conductive fiber layers are not bonded,
A body pressure sensor in which the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer overlap each other, and the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer are coupled to each other at a position that does not overlap the insulating layer and the conductive layer.
상기 제2 도전성 섬유층과 도전층 사이에 개재되는 제2 절연층을 더 포함하되,
상기 제2 도전성 섬유층 측으로부터 압력이 가해지도록 구성되고,
상기 제2 절연층의 개구의 폭은 상기 절연층의 개구의 폭 보다 작은 체압 센서.According to claim 1,
Further comprising a second insulating layer interposed between the second conductive fiber layer and the conductive layer,
It is configured so that pressure is applied from the second conductive fiber layer side,
A width of the opening of the second insulating layer is smaller than a width of the opening of the insulating layer.
상기 프레임 상에 배치되는 차량 시트 커버; 및
상기 시트 프레임과 상기 시트 커버 사이에 배치되는 체압 센서로서, 제1항에 따른 체압 센서를 포함하는, 체압 센서가 내장된 차량 시트 모듈.vehicle seat frame;
a vehicle seat cover disposed on the frame; and
A body pressure sensor disposed between the seat frame and the seat cover, the vehicle seat module including the body pressure sensor according to claim 1 .
복수의 개구를 갖는 절연층의 상면과 도전층의 하면을 결합하되, 도전층이 상기 절연층의 개구와 중첩하도록 결합하고,
상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 결합된 절연층과 도전층을 개재하되, 상기 도전층의 상면이 적어도 부분적으로 제2 도전성 섬유층의 하면과 이격되게 개재하는 것을 포함하는 체압 센서의 제조 방법.To prepare a conductive fiber layer comprising a first conductive fiber layer and a second conductive fiber layer spaced apart from each other,
The upper surface of the insulating layer having a plurality of openings and the lower surface of the conductive layer are combined, and the conductive layer is coupled to overlap the openings of the insulating layer,
Interposing an insulating layer and a conductive layer coupled between the first conductive fiber layer and the second conductive fiber layer, wherein the upper surface of the conductive layer is at least partially spaced apart from the lower surface of the second conductive fiber layer Manufacturing of a body pressure sensor method.
상기 절연층과 도전층을 결합하는 것은 열융착을 이용하여 결합하는 것을 포함하는 체압 센서의 제조 방법.14. The method of claim 13,
and coupling the insulating layer and the conductive layer using thermal fusion bonding.
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|---|---|---|---|
| KR1020200164170A KR102378483B1 (en) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Fabric type body pressure sensor with blocking electric signal leakage and method for preparing the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR20230151200A (en) | 2022-04-25 | 2023-11-01 | 주식회사 이엠플러스 | Connection structure of conductive fabric and connector and electric device including the same |
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| KR101080063B1 (en) | 2010-03-30 | 2011-11-09 | 대한민국 | Body pressure measuring apparatus for preventing bedsore and user terminal device connected to the apparatus |
| KR20180117893A (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-30 | 엘지이노텍 주식회사 | Pressure sensor |
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