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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-15
(54)【発明の名称】生体信号感知装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/256 20210101AFI20221208BHJP
A61B 5/291 20210101ALI20221208BHJP
A61B 5/31 20210101ALI20221208BHJP
【ＦＩ】
A61B5/256 120
A61B5/291
A61B5/31
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022521035
(86)(22)【出願日】2020-11-13
(85)【翻訳文提出日】2022-04-08
(86)【国際出願番号】 KR2020016028
(87)【国際公開番号】W WO2021096308
(87)【国際公開日】2021-05-20
(31)【優先権主張番号】10-2019-0146602
(32)【優先日】2019-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519025068
【氏名又は名称】ルーシッド ラブス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リー、ホン グ
(72)【発明者】
【氏名】パク、ジュン ホ
(72)【発明者】
【氏名】チェ、ヨン ウク
【テーマコード（参考）】
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C127AA03
4C127BB03
4C127LL08
4C127LL13
4C127LL15
(57)【要約】
ユーザの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を測定できる生体信号感知装置を開示する。生体信号感知装置は、ユーザの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知するように構成されるセンサを含み、センサは、接触部位に対応する形状に変形されて接触部位に密着される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知するように構成されるセンサを含み、前記センサは、接触部位に対応する形状に変形されて前記接触部位に密着される、生体信号感知装置。
【請求項2】
前記センサは、ユーザの額部位に配置され、前記少なくとも一つの生体信号を測定するように構成される、請求項１に記載の生体信号感知装置。
【請求項3】
前記センサは、前記ユーザの皮膚に接触して前記少なくとも一つの生体信号を感知する複数の電極；
前記複数の電極と電気的に連結され、前記接触部位の形状に対応して変形されるように構成される軟性印刷回路基板；及び
前記軟性印刷回路基板及び外部装置と電気的に連結されるように構成される連結端子を含む、請求項１に記載の生体信号感知装置。
【請求項4】
前記複数の電極は、基準電極（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）；
前記基準電極を基準として水平方向に沿って前記基準電極の一側及び他側に対向配置される複数の活性電極（Ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）；及び
前記基準電極を基準として前記水平方向に沿って前記基準電極の一側及び他側に対向配置される複数の接地電極（Ｇｒｏｕｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を含み、
前記複数の活性電極は、垂直方向に沿って少なくとも二以上の位置に配置される、請求項３に記載の生体信号感知装置。
【請求項5】
前記複数の活性電極は、前記垂直方向に沿って前記基準電極の上側に配置される第１活性電極；
前記垂直方向に沿って前記基準電極の下側に配置される第２活性電極；及び
前記垂直方向に沿って前記第２活性電極の下側に配置される第３活性電極を含み、
前記第１活性電極、前記第２活性電極及び前記第３活性電極は、前記水平方向に沿って互いに異なる位置に配置される、請求項４に記載の生体信号感知装置。
【請求項6】
ヘッドマウントディスプレイ装置に結合されるように構成されるブラケット；及び前記ブラケットに結合され、一側に結合された前記センサを前記ユーザの皮膚に密着させるように構成される支持パッドをさらに含む、請求項３に記載の生体信号感知装置。
【請求項7】
前記ブラケットは、前記支持パッドと結合され、湾曲した形態を有する支持板；及び
前記支持板から延びて前記ヘッドマウントディスプレイ装置に結合可能な結合部材を含む、請求項６に記載の生体信号感知装置。
【請求項8】
前記支持パッドは、前記複数の電極を弾性的に支持する凹凸構造を有する、請求項６に記載の生体信号感知装置。
【請求項9】
前記支持パッドは、前記ブラケットに結合され、前記ブラケットに対応する形状を維持するように構成されるベース；及び
前記ベースに設けられ、一面に配置された前記複数の電極を前記ベースの一面から離隔された位置に配置させ、前記複数の電極を弾性的に支持して前記ユーザの皮膚に密着させるように構成される複数の加圧突起を含む、請求項８に記載の生体信号感知装置。
【請求項10】
前記支持パッドは、弾性力を有する素材で設けられ、前記複数の加圧突起は、内部が空いているシェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有する、請求項９に記載の生体信号感知装置。
【請求項11】
前記センサと電気的に連結され、前記センサで感知された前記少なくとも一つの生体信号を受信し、受信された前記少なくとも一つの生体信号を処理及び変換して外部装置に伝送するように構成される制御ユニットをさらに含む、請求項６に記載の生体信号感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生体信号感知装置に関し、より詳細には、ユーザの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知できる生体信号感知装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ：Ｈｅａｄ－Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ユーザの頭に着用可能な構造に形成され、ユーザが実際と類似した空間的、時間的体験が可能であり得るように、ユーザに仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）映像を提供するディスプレイ装置である。
【0003】
このようなヘッドマウントディスプレイ装置は、ユーザの目の部位に着用可能であるようにゴーグル（ｇｏｇｇｌｅ）形態に形成される本体と、本体に連結され、本体をユーザの頭に固定させ得るようにバンド形態に形成される着用部で構成される。ここで、本体には、仮想現実映像を出力する手段として、スマートフォン等のような携帯用端末装置が設けられるか、モニタ等のようにＰＣ等に連結されるディスプレイ装置が設けられる。
【0004】
しかし、ヘッドマウントディスプレイ装置は、単純にユーザが携帯用端末装置に設けられた映像出力手段から出力される映像を視覚的にのみ確認できるように作製されることで、活用度が低く、映像出力手段に提供されるコンテンツの種類が極めて限定的である問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】大韓民国公開特許公報第１０－２０１７－００９４８８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、ヘッドマウントディスプレイ装置に取り付けて、ヘッドマウントディスプレイ装置から出力されるコンテンツを利用中であるユーザの生体信号を測定及び分析し、これを通してユーザの健康状態及び感情／認知状態等を判断できる生体信号感知装置を提供することである。
【0007】
本発明の課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するための本発明の実施例に係る生体信号感知装置は、ユーザの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知するように構成されるセンサを含み、前記センサは、接触部位に対応する形状に変形されて前記接触部位に密着される。
【0009】
前記センサは、ユーザの額部位に配置され、前記少なくとも一つの生体信号を測定するように構成され得る。
【0010】
前記センサは、前記ユーザの皮膚に接触して前記少なくとも一つの生体信号を感知する複数の電極；前記複数の電極と電気的に連結され、前記接触部位の形状に対応して変形されるように構成される軟性印刷回路基板；及び、前記軟性印刷回路基板及び外部装置と電気的に連結されるように構成される連結端子を含むことができる。
【0011】
前記複数の電極は、基準電極（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）；前記基準電極を基準として水平方向に沿って前記基準電極の一側及び他側に対向配置される複数の活性電極（Ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）；及び、前記基準電極を基準として前記水平方向に沿って前記基準電極の一側及び他側に対向配置される複数の接地電極（Ｇｒｏｕｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を含み、前記複数の活性電極は、垂直方向に沿って少なくとも二以上の位置に配置され得る。
【0012】
前記複数の活性電極は、前記垂直方向に沿って前記基準電極の上側に配置される第１活性電極；前記垂直方向に沿って前記基準電極の下側に配置される第２活性電極；及び、前記垂直方向に沿って前記第２活性電極の下側に配置される第３活性電極を含み、前記第１活性電極、前記第２活性電極及び前記第３活性電極は、前記水平方向に沿って互いに異なる位置に配置され得る。
【0013】
ヘッドマウントディスプレイ装置に結合されるように構成されるブラケット；及び、前記ブラケットに結合され、一側に結合された前記センサを前記ユーザの皮膚に密着させるように構成される支持パッドをさらに含むことができる。
【0014】
前記ブラケットは、前記支持パッドと結合され、湾曲した形態を有する支持板；及び、前記支持板から延びて前記ヘッドマウントディスプレイ装置に結合可能な結合部材を含むことができる。
【0015】
前記支持パッドは、前記複数の電極を弾性的に支持する凹凸構造を有し得る。
【0016】
前記支持パッドは、前記ブラケットに結合され、前記ブラケットに対応する形状を維持するように構成されるベース；及び、前記ベースに設けられ、一面に配置された前記複数の電極を前記ベースの一面から離隔された位置に配置させ、前記複数の電極を弾性的に支持して前記ユーザの皮膚に密着させるように構成される複数の加圧突起を含むことができる。
【0017】
前記支持パッドは、弾性力を有する素材で設けられ、前記複数の加圧突起は、内部が空いているシェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有し得る。
【0018】
前記センサと電気的に連結され、前記センサで感知された前記少なくとも一つの生体信号を受信し、受信された前記少なくとも一つの生体信号を処理及び変換して外部装置に伝送するように構成される制御ユニットをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の実施例によれば、生体信号感知装置をヘッドマウントディスプレイ装置に適用して、ヘッドマウントディスプレイ装置から出力されるコンテンツを利用中であるユーザの生体信号を測定及び分析してユーザの健康状態及び感情／認知状態等を判断できる。
【0020】
また、本発明の実施例によれば、多様な頭の形状に適用でき、前頭前皮質の全領域で生体信号を獲得でき、皮膚に完璧に密着されて正確な生体信号を測定できる。
【0021】
また、本発明の実施例によれば、シリコーン素材の支持パッドを利用してセンサを加圧するように構成され、支持パッドが接触部位に対応する形状に変形されてセンサを接触部位に完全に密着させることができる。
【0022】
また、支持パッドに弾性力を有する凹凸構造を備えてセンサを加圧するように構成されることで、ユーザの頭の形状や、大きさが変わる場合にも電極をユーザの皮膚に完璧に密着させて電極と皮膚間の接触状態を一定に維持でき、これを通して感知される生体信号の品質を最上の状態に維持できる。
【0023】
また、電極を弾性的に支持する凹凸構造をシェル構造に形成して、ユーザの皮膚を加圧する力が最小化されて押されによる疲労を最小化できる。
【0024】
本発明に係る効果は、以上において例示された内容により制限されず、さらに多様な効果が本発明内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置をユーザが着用している状態を概略的に示した図である。
【0026】
【図2】本発明の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置を示した斜視図である。
【0027】
【図3】本発明の実施例に係る生体信号感知装置を示した分解斜視図である。
【0028】
【図4】本発明の実施例に係る生体信号感知装置のセンサを示した正面図である。
【0029】
【図5】本発明の実施例に係る生体信号感知装置のセンサを示した背面図である。
【0030】
【図6】本発明の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドがユーザの皮膚にセンサを密着させた時の加圧突起の変化を概略的に示した図である。
【0031】
【図7】本発明の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを正面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0032】
【図8】本発明の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを背面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0033】
【図9】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置をユーザが着用している状態を概略的に示した図である。
【0034】
【図10】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置を示した背面斜視図である。
【0035】
【図11】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置を示した分解斜視図である。
【0036】
【図12】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のセンサを示した正面図である。
【0037】
【図13】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のセンサを示した背面図である。
【0038】
【図14】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の第１ブラケットの結合部材が支持板から分離された様子を正面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0039】
【図15】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の第１ブラケットの結合部材が支持板から分離された様子を背面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0040】
【図16】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のブラケットの第２ブラケットを示した斜視図である。
【0041】
【図17】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを正面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0042】
【図18】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを背面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0043】
【図19】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の緩衝パッドを正面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0044】
【図20】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の緩衝パッドを背面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0045】
【図21】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドがユーザの皮膚にセンサを密着させた時の加圧突起と緩衝突起の変化を概略的に示した図である。
【0046】
【図22】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のイヤクリップを正面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0047】
【図23】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のイヤクリップの一部分の断面を示した図である。
【0048】
【図24】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の制御ユニットを左側面から眺めた状態を示した図である。
【0049】
【図25】本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の制御ユニットを右側面から眺めた状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0050】
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に制限されるものではなく、互いに異なる多様な形状に具現され、単に、本発明の実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
【0051】
本発明の実施例を説明するための図面に開示された形状、面積、比率、角度、個数等は、例示的なものであるので、本発明は、図示された事項に制限されるものではない。明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本発明上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「～だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
【0052】
構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。
【0053】
位置関係についての説明である場合、例えば、「～上に」、「～上部に」、「～下部に」、「～隣に」等と二部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されない以上、二部分の間に一つ以上の他の部分が位置してもよい。
【0054】
また、第１、第２等が多様な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であってもよい。
【0055】
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
【0056】
図面で示された各構成の面積及び厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成の面積及び厚さに必ずしも限定されるものではない。
【0057】
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動及び駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であってもよく、関連関係で共に実施してもよい。
【0058】
以下においては、添付の図面を参照して、本発明の多様な実施例を詳細に説明する。
【0059】
図１は、本発明の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置をユーザが着用している状態を概略的に示した図であり、図２は、本発明の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置を示した斜視図であり、図３は、本発明の実施例に係る生体信号感知装置を示した分解斜視図である。
【0060】
図１及び図２を参照すると、本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに着脱可能であり、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用したユーザの皮膚に接触して生体信号を感知する。
【0061】
具体的に、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに結合された生体信号感知装置１００は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤの上側に配置され、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、ユーザＵの額部位に接触して少なくとも一つの生体信号を感知できる。
【0062】
ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤは、ユーザＵの頭に着用可能な構造に形成され得る。そして、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤは、ユーザＵが実際と類似した空間的、時間的体験ができるようにユーザＵに仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）映像を提供できる。例えば、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤは、着用部とディスプレイ部を含むことができる。着用部は、ユーザＵの頭の周りに着用可能なバンド形態に形成され、一側に内径の大きさを調節できるように内径調節手段を備えることができる。ディスプレイ部は、着用部と結合されてユーザの顔に密着され、ユーザＵに仮想現実映像を提供できる。
【0063】
本実施例においては、生体信号感知装置１００がヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに着脱可能な構造を有するものと説明しているが、本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００は、必ずしもヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤにのみ着脱可能な構造に形成されるものではなく、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに結合されていない状態で独立して使用可能な構造に形成されてもよい。
【0064】
【0065】
センサ１１０は、ブラケット１２０に結合された支持パッド１３０に支持されてヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用したユーザＵの額部位に配置され、ユーザＵの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知する。
【0066】
具体的に、センサ１１０は、ユーザＵの額部位に接触して前頭前皮質の脳波信号を測定できる。しかし、センサ１１０は、必ずしもユーザＵの額部位に接触して前頭前皮質の脳波信号だけを測定するように構成されるものではなく、ユーザＵの多様な身体部位に接触して多様な生体信号を感知できるように構成されてもよい。
【0067】
また、センサ１１０は、ユーザＵの身体に接触時、接触部位ＣＰに対応する形状に変形されて接触部位ＣＰに完全に密着され得る。
【0068】
具体的に、センサ１１０は、曲げられるか、反りが可能であって接触部位ＣＰに対応する形状に変形され得るように柔軟性を有するフィルム形態に設けられ得る。そこで、センサ１１０は、接触部位ＣＰの形状が変更されても接触部位ＣＰに対応する形状に変形可能であって常に接触部位ＣＰに完全に密着された状態を維持できる。
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
複数の電極１１１は、ユーザＵの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知できる。
【0073】
具体的に、複数の電極１１１は、基準電極（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１１Ａ、活性電極（Ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１１Ｂ及び接地電極（Ｇｒｏｕｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１１Ｃを含むことができる。例えば、複数の電極１１１は、１０－２０電極配置法によって互いに離隔配置され得る。
【0074】
基準電極１１１Ａは、信号測定のために基準となる地点に配置され得る。具体的に、基準電極１１１Ａは、いかなる生体信号も感知しない位置、即ち、偏向が発生せず、顎筋肉の影響が最小限に作用してノイズの発生が最小化されるセンサ１１０の中間地点に配置されるか、活性電極１１１Ｂの配置のための基準となる位置に配置され得る。例えば、基準電極１１１Ａを中心に基準電極１１１Ａの上側及び下側には、活性電極１１１Ｂが配置され得る。
【0075】
活性電極１１１Ｂは、基準電極１１１Ａを基準として水平方向、即ち、Ｘ軸方向に沿って基準電極１１１Ａの一側及び他側に対向配置され得る。
【0076】
活性電極１１１Ｂは、実際に神経活性が起こると推測される複数の位置に配置され得る。活性電極１１１Ｂで感知された信号は、基準電極１１１Ａの信号を基準に＋または？値で示され得る。即ち、活性電極１１１Ｂの位置と基準電極１１１Ａの位置の差を通して信号値の差を測定できる。従って、基準電極１１１Ａと活性電極１１１Ｂの位置が重要に作用する。
【0077】
具体的に、活性電極１１１Ｂは、垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って互いに異なる位置に配置される複数の活性電極１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、１１１Ｂ３を含むことができる。複数の活性電極１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、１１１Ｂ３は、第１活性電極１１１Ｂ１、第２活性電極１１１Ｂ２及び第３活性電極１１１Ｂ３を含むことができる。複数の活性電極１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、１１１Ｂ３は、それぞれ一対で設けられ、水平方向、即ち、Ｘ軸方向に沿って基準電極１１１Ａの一側及び他側に配置され得る。例えば、一対の第１活性電極１１１Ｂ１は、垂直方向、即ち、Ｚ軸方向に沿って基準電極１１１Ａの上側に配置され、一対の第２活性電極１１１Ｂ２は、垂直方向に沿って基準電極１１１Ａの下側に配置され得る。そして、一対の第３活性電極１１１Ｂ３は、垂直方向に沿って第２活性電極１１１Ｂ２の下側に配置され得る。本発明の実施例においては、複数の活性電極１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、１１１Ｂ３が第１活性電極１１１Ｂ１、第２活性電極１１１Ｂ２及び第３活性電極１１１Ｂ３を含んでいるものと説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、より多くの活性電極がさらに備えられ得る。
【0078】
接地電極１１１Ｃは、基準電極１１１Ａを基準として水平方向、即ち、Ｘ軸方向に沿って基準電極１１１Ａの一側及び他側に対向配置され得る。そして、接地電極１１１Ｃは、垂直方向、即ち、Ｚ軸方向に沿って第１活性電極１１１Ｂ１と第２活性電極１１１Ｂ２との間に配置され得る。しかし、接地電極１１１Ｃの位置は、必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な位置に変更されて適用され得る。例えば、接地電極１１１Ｃは、ユーザの身体どこでも付けることができ、基準電極１１１Ａや活性電極１１１Ｂの信号値に影響を及ぼさない。
【0079】
軟性印刷回路基板１１２は、複数の電極１１１及び連結端子１１３と電気的に連結され、複数の電極１１１で感知された生体信号を連結端子１１３に伝送することができる。
【0080】
また、軟性印刷回路基板１１２は、接触部位ＣＰの形状に対応して変形が可能であるように柔軟性を有する構造に形成され得る。例えば、軟性印刷回路基板１１２は、ポリイミド層（Ｐｏｌｙ Ｉｍｉｄｅ Ｌａｙｅｒ）及びポリイミド層に積層される銅箔層（Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｏｉｌ Ｌａｙｅｒ）を含むベースフィルムと、ベースフィルムの上面に積層されるカバー層を含むことができる。また、軟性印刷回路基板１１２は、絶縁層をさらに含むことができる。絶縁層は、ユーザＵの皮膚に接触する電極１１１の一部が外部に露出されるようにベースフィルムとカバー層の外面を囲み、接触部位ＣＰに対応する形状に反るように柔軟性を有する素材で設けられ得る。例えば、絶縁体は、カーボン、エポキシ等のような多様な素材を利用して形成され得る。また、絶縁体の縁は、剥離現象を防止するためにシーリング処理され得る。
【0081】
連結端子１１３は、軟性印刷回路基板１１２の後面に設けられ、複数の電極１１１と電気的に連結された軟性印刷回路基板１１２と電気的に連結され得る。そして、連結端子１１３は、生体信号を処理する制御ユニット１４０と電気的に連結され、複数の電極１１１を通して感知された生体信号を制御ユニット１４０に伝送することができる。例えば、連結端子１１３は、ケーブルを通して制御ユニット１４０と物理的に連結される端子部と、制御ユニット１４０と無線通信方式を通して連結される通信部を含むことができる。そこで、連結端子１１３と制御ユニット１４０は、有線または無線方式のいずれか一つの方式を通して連結され得る。
【0082】
即ち、本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００のセンサ１１０は、柔軟性を有する軟性印刷回路基板１１２によって多様な頭の形状に適用でき、頭皮に完全に密着され得る。また、本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００のセンサ１１０は、複数の位置で生体信号を感知する複数の電極１１１によって前頭前皮質の領域を全てカバーして前頭前皮質の全領域で生体信号を獲得できる。また、複数の電極１１１は、非常に薄い形態に形成されて皮膚に当たった時に感じがほとんどなく、接触部位ＣＰに接触したとき、接触部位ＣＰに対応する形状に変形可能であって接触部位ＣＰに完璧に密着され得る。これによって、正確な生体信号の測定が可能であり得る。
【0083】
図６は、本発明の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドがユーザの皮膚にセンサを密着させた時の加圧突起の変化を概略的に示した図である。
【0084】
【0085】
ブラケット１２０は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに結合され、一面にセンサ１１０が結合された支持パッド１３０と結合されて支持パッド１３０を接触部位ＣＰに対向配置させることができる。例えば、ブラケット１２０は、所定の硬度と弾性力を有するようにプラスチック素材で設けられ得る。しかし、ブラケット１２０は、必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な素材で適用され得る。
【0086】
ブラケット１２０は、支持板１２１と結合部材１２２を含むことができる。
【0087】
支持板１２１は、支持パッド１３０と結合され得る。支持板１２１は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに結合される結合部材１２２と連結されてヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用したユーザＵの顔に対向配置され、結合部材１２２に弾性的に支持され得る。従って、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用すると、結合部材１２２に弾性支持される支持板１２１は、支持パッド１３０を接触部位ＣＰ側に加圧できる。
【0088】
支持板１２１は、水平方向、即ち、Ｘ軸方向に沿って湾曲した形態を有し得る。従って、支持板１２１は、多様な頭の形状に適用され得る。しかし、支持板１２１は、必ずしもこれに限定されるものではなく、水平方向及び垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って湾曲した形態にも形成され得る。
【0089】
支持板１２１は、貫通孔１２１Ａ及び複数の空気排出孔１２１Ｂを含むことができる。
【0090】
貫通孔１２１Ａは、支持板１２１の中央に配置され、支持パッド１３０を貫通しているセンサ１１０の連結端子１１３を外部空間に露出させることができる。
【0091】
空気排出孔１２１Ｂは、支持パッド１３０に設けられた加圧突起１32に対応する位置に形成され、電極１１１を弾性的に支持する加圧突起１32と支持板１２１との間に空気層が形成されることを予防できる。即ち、電極１１１をユーザＵの皮膚Ｓに密着させている加圧突起１３２が電極１１１が密着された皮膚Ｓに押されて圧縮される場合、加圧突起１３２と支持板１２１との間の空気は、空気排出孔１２１Ｂを通して外部に排出される。従って、加圧突起１３２と支持板１２１との間には、加圧突起１３２の移動を妨害する空気層が除去されるので、ユーザＵの皮膚Ｓに加圧される加圧突起１３２は自然に圧縮され得、これを通してユーザＵの皮膚に加えられる圧力が最小化され得る。
【0092】
結合部材１２２は、支持板１２１の上端から延びてヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤに結合され、支持板１２１を弾性的に支持することができる。例えば、結合部材１２２には、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤと結合可能な結合部が設けられ得る。結合部は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤと着脱可能な構造に設けられ得る。
【0093】
結合部材１２２は、支持板１２１の上端からアーチ形態に延びて支持板１２１を弾性的に支持することができる。即ち、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用すると、結合部材１２２が支持板１２１により加圧される。このとき、結合部材１２２は、支持板１２１の上端にアーチ形態に形成されることで、支持板１２１から加えられる荷重の大きさだけ圧縮されて支持板１２１から加えられる荷重を緩衝させ、弾性力を通して支持板１２１を接触部位ＣＰ側に加圧してセンサ１１０の電極１１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0094】
本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００のブラケット１２０は、支持板１２１と結合部材１２２を含むものと説明しているが、ブラケット１２０は、必ずしもこれに限定されるものではなく、生体信号感知装置１００が結合されるヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤの形態によって追加及び変更され得る。また、ブラケット１２０は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤと分離されて独立してユーザが着用可能な形態に設けられてもよい。
【0095】
図１及び図６を参照すると、支持パッド１３０は、ブラケット１２０の支持板１２１に結合され、一側に結合されたセンサ１１０を接触部位ＣＰに対向配置させることができる。そして、支持パッド１３０は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、接触部位ＣＰ側に反力を加えるブラケット１２０に加圧されて一側に結合されたセンサ１１０をユーザＵの皮膚Ｓに密着させることができる。
【0096】
【0097】
【0098】
具体的に、支持パッド１３０は、ブラケット１２０に結合される場合、ブラケット１２０の外形に対応する形状を維持し、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、接触部位ＣＰに対応する形状に変形されて一面に結合されたセンサ１１０を接触部位ＣＰに密着させることができるように、形状の変形が容易なシリコーン素材で形成され得る。
【0099】
即ち、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用したとき、生体信号感知装置１００に設けられた電極１１１は、接触部位ＣＰに密着された状態を維持すると同時に、接触部位ＣＰを加圧する力を最小化した状態を維持しなければならない。従って、本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、一面に結合されたセンサ１１０を接触部位ＣＰに密着させる支持パッド１３０をシリコーン素材に採択することで、電極１１１を接触部位ＣＰに完璧に密着させると同時に、電極１１１が接触部位ＣＰを加圧する力を最小限に維持できる。
【0100】
また、支持パッド１３０は、複数の電極１１１を弾性的に支持する凹凸構造を有し得る。
【0101】
具体的に、支持パッド１３０は、ブラケット１２０に結合され、ブラケット１２０に対応する形状を維持するように構成されるベース１３１と、ベース１３１に設けられる複数の加圧突起１３２を含むことができる。
【0102】
図３、図５及び図８を参照すると、ベース１３１は、ブラケット１２０の支持板１２１に対応する形状を有し得る。そして、ベース１３１には、支持板１２１の縁と結合可能な結合部１３１Ｂが設けられ得る。また、ベース１３１の中央には、センサ１１０の連結端子１１３が配置される貫通孔１３１Ａが形成され得る。
【0103】
図３、図６及び図７を参照すると、複数の加圧突起１３２は、支持板１２１に形成された複数の空気排出孔１２１Ｂに対応する位置に配置され、一面に配置された複数の電極１１１をベース１３１の一面から所定の距離だけ離隔された位置に配置させることができる。これを通して、複数の加圧突起１３２は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用すると、ベース１３１の一面から離隔配置された複数の電極１１１を全てユーザＵの皮膚に密着させることができる。
【0104】
本発明の実施例に係る生体信号感知装置１００は、センサ１１０をユーザＵの皮膚Ｓに密着させる支持パッド１３０に凹凸構造を適用することで、ユーザＵの頭の形状や、大きさが変わる場合にも、支持パッド１３０が電極１１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させて電極１１１と皮膚Ｓ間の接触状態を一定に維持できる。従って、感知される生体信号の品質を最上の状態に維持できる。
【0105】
【0106】
従って、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、複数の電極１１１を支持している複数の加圧突起１３２は、接触部位ＣＰに加圧されて圧縮され得る。そして、圧縮された複数の加圧突起１３２は、接触部位ＣＰ側に複数の電極１１１を弾性的に支持して複数の電極１１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0107】
即ち、複数の電極１１１を支持する複数の加圧突起１３２は、内部が空いているシェル構造に形成されることで、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、接触部位ＣＰに加圧されて外形が変形され、これを通してユーザＵの皮膚Ｓを加圧する力が最小化されて押されによる疲労を最小化できる。また、複数の加圧突起１３２は、外形が変形される時に圧縮されて複数の電極１１１を弾性的に支持するようになるので、複数の電極１１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0108】
図１を参照すると、生体信号感知装置１００は、制御ユニット１４０をさらに含むことができる。
【0109】
制御ユニット１４０は、センサ１１０と電気的に連結され、センサ１１０で感知された少なくとも一つの生体信号を受信し、受信された少なくとも一つの生体信号を処理及び変換して外部装置に伝送することができる。
【0110】
制御ユニット１４０は、センサ１１０を通して感知された少なくとも一つの生体信号を増幅及び処理し、処理された少なくとも一つの生体信号をＡ／Ｄ変換して制御ユニット１４０に有線または無線通信方式で連結された外部装置に伝送することができる。例えば、外部装置は、ユーザ端末、ヘッドマウントディスプレイ装置、サーバ等を含むことができる。
【0111】
具体的に、制御ユニット１４０は、センサ部１１０で感知された生体信号を増幅させるように構成される増幅部、増幅された信号からノイズを除去するように構成される信号処理部、電源を供給するように構成される電源供給部、ノイズが除去された生体信号をデジタル信号に変換するように構成されるＡ／Ｄ変換部、外部装置と有線または無線で連結され、デジタル信号に変換された生体信号を外部装置に伝送するように構成される通信部、及びこれらを制御する制御部を含むことができる。
【0112】
図９は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置をユーザが着用している状態を概略的に示した図であり、図１０は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置が結合されたヘッドマウントディスプレイ装置を示した背面斜視図であり、図１１は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置を示した分解斜視図である。
【0113】
図９、図１０、および図１１を参照すると、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置２００は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に着脱可能であり、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用したユーザの皮膚に接触して生体信号を感知できる。
【0114】
具体的に、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に結合された生体信号感知装置２００は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'の上側に配置され、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤを着用する場合、ユーザＵの額部位と耳に接触して少なくとも一つの生体信号を感知できる。
【0115】
ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'は、ユーザＵの頭に着用可能な構造に形成され得る。そして、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'は、ユーザＵが実際と類似した空間的、時間的体験ができるようにユーザＵに仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）映像を提供できる。
【0116】
本実施例においては、生体信号感知装置２００がヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に着脱可能な構造を有するものと説明しているが、本発明の実施例に係る生体信号感知装置２００は、必ずしもヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'にのみ着脱可能な構造に形成されるものではなく、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に結合されていない状態で独立して使用可能な構造に形成されてもよい。
【0117】
【0118】
センサ２１０は、ブラケット２２０に結合された支持パッド２３０に支持されてヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用したユーザＵの額部位に配置され、ユーザＵの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知する。
【0119】
具体的に、センサ２１０は、ユーザＵの額部位に接触して前頭前皮質の脳波信号を測定できる。しかし、センサ２１０は、必ずしもユーザＵの額部位に接触して前頭前皮質の脳波信号だけを測定するように構成されるものではなく、ユーザＵの多様な身体部位に接触して多様な生体信号を感知できるように構成されてもよい。
【0120】
また、センサ２１０は、ユーザＵの身体に接触時、接触部位ＣＰに対応する形状に変形されて接触部位ＣＰに完全に密着され得る。
【0121】
具体的に、センサ２１０は、曲げられるか、反りが可能であって接触部位ＣＰに対応する形状に変形され得るように柔軟性を有するフィルム形態に設けられ得る。そこで、センサ２１０は、接触部位ＣＰの形状が変更されても接触部位ＣＰに対応する形状に変形可能であって常に接触部位ＣＰに完全に密着された状態を維持できる。
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
複数の活性電極２１１は、ユーザＵの皮膚に接触して少なくとも一つの生体信号を感知できる。
【0126】
複数の活性電極２１１は、連結端子２１３を基準としてＸ軸方向に沿って連結端子２１３の一側及び他側に対向配置され得る。
【0127】
複数の活性電極２１１は、実際に神経活性が起こると推測される複数の位置に配置され得る。それぞれの活性電極２１３で感知された信号は、基準電極２５3の信号を基準に＋または？値で示され得る。即ち、それぞれの活性電極２１１の位置と基準電極２５3の位置の差を通して信号値の差を測定できる。従って、基準電極２５3と複数の活性電極２１１の位置が重要に作用する。
【0128】
複数の活性電極２１１は、第１活性電極２１１Ａ、第２活性電極２１１Ｂ及び第３活性電極２１１Ｃを含むことができる。複数の活性電極２１１は、それぞれ一対で設けられ、Ｘ軸方向に沿って連結端子２１３の一側及び他側に配置され得る。例えば、一対の第１活性電極２１１Ａは、Ｚ軸方向に沿って連結端子２１３の上側に配置され、一対の第２活性電極２１１Ｂは、Ｚ軸方向に沿って連結端子２１３の下側に配置され得る。そして、一対の第３活性電極２１１Ｃは、Ｚ軸方向に沿って第２活性電極２１１Ｂの下側に配置され得る。本発明の実施例においては、複数の活性電極２１１が第１活性電極２１１Ａ、第２活性電極２１１Ｂ及び第３活性電極２１１Ｃを含んでいるものと説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、より多くの活性電極がさらに備えられ得る。
【0129】
軟性印刷回路基板２１２は、複数の活性電極２１１及び連結端子２１３と電気的に連結され、複数の活性電極２１１で感知された生体信号を連結端子２１３に伝送することができる。
【0130】
また、軟性印刷回路基板２１２は、接触部位ＣＰの形状に対応して変形が可能であるように柔軟性を有する構造に形成され得る。例えば、軟性印刷回路基板２１２は、ポリイミド層（Ｐｏｌｙ Ｉｍｉｄｅ Ｌａｙｅｒ）及びポリイミド層に積層される銅箔層（Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｏｉｌ Ｌａｙｅｒ）を含むベースフィルムと、ベースフィルムの上面に積層されるカバー層を含むことができる。また、軟性印刷回路基板２１２は、絶縁層をさらに含むことができる。絶縁層は、ユーザＵの皮膚に接触する複数の活性電極２１１の一部が外部に露出されるようにベースフィルムとカバー層の外面を囲み、接触部位ＣＰに対応する形状に反るように柔軟性を有する素材で設けられ得る。例えば、絶縁体は、カーボン、エポキシ等のような多様な素材を利用して形成され得る。また、絶縁体の縁は、剥離現象を防止するためにシーリング処理され得る。
【0131】
連結端子２１３は、軟性印刷回路基板２１２の後面に設けられ、複数の活性電極２１１と電気的に連結された軟性印刷回路基板２１２と電気的に連結され得る。そして、連結端子２１３は、生体信号を処理する制御ユニット２６０と電気的に連結され、複数の活性電極２１１を通して感知された生体信号を制御ユニット２６０に伝送することができる。例えば、連結端子２１３は、ケーブルを通して制御ユニット２６０と物理的に連結される端子部と、制御ユニット２６０と無線通信方式を通して連結される通信部を含むことができる。そこで、連結端子２１３と制御ユニット２６０は、有線または無線方式のいずれか一つの方式を通して連結され得る。
【0132】
即ち、本発明の実施例に係る生体信号感知装置２００のセンサ２１０は、柔軟性を有する軟性印刷回路基板２１２によって多様な頭の形状に適用でき、頭皮に完全に密着され得る。また、本発明の実施例に係る生体信号感知装置２００のセンサ２１０は、複数の位置で生体信号を感知する複数の活性電極２１１によって前頭前皮質の領域を全てカバーして前頭前皮質の全領域で生体信号を獲得できる。また、複数の活性電極２１１は、非常に薄い形態に形成されて皮膚に当たった時に感じがほとんどなく、接触部位ＣＰに接触したとき、接触部位ＣＰに対応する形状に変形可能であって接触部位ＣＰに完璧に密着され得る。これによって、正確な生体信号の測定が可能であり得る。
【0133】
図１４は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の第１ブラケットの結合部材が支持板から分離された様子を正面から眺めた状態を示した斜視図であり、図１５は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の第１ブラケットの結合部材が支持板から分離された様子を背面から眺めた状態を示した斜視図であり、図１６は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のブラケットの第２ブラケットを示した斜視図である。
【0134】
【0135】
ブラケット２２０は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'と制御ユニット２６０に結合され、一面にセンサ２１０が結合された支持パッド２３０と結合されて支持パッド２３０を接触部位ＣＰに対向配置させることができる。例えば、ブラケット２２０は、所定の硬度と弾性力を有するようにプラスチック素材で設けられ得る。しかし、ブラケット２２０は、必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な素材で適用され得る。
【0136】
ブラケット２２０は、第１ブラケット２２２及び第２ブラケット２２４を含むことができる。
【0137】
第１ブラケット２２２は、支持板２２２Ａ、掛け台２２２Ｂ及び結合部材２２２Ｃを含むことができる。
【0138】
支持板２２２Ａは、支持パッド２３０と結合され得る。支持板２２２Ａは、結合部材２２２Ｃと連結されてヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用したユーザＵの顔に対向配置され、掛け台２２２Ｂに結合された結合部材２２２Ｃに弾性的に支持され得る。従って、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用すると、結合部材２２２Ｃに弾性支持される支持板２２２Ａは、支持パッド２３０を接触部位ＣＰ側に加圧できる。
【0139】
支持板２２２Ａは、Ｘ軸方向に沿って湾曲した形態を有し得る。従って、支持板２２２Ａは、多様な頭の形状に適用され得る。しかし、支持板２２２Ａは、必ずしもこれに限定されるものではなく、Ｚ軸方向に沿って湾曲した形態にも形成され得る。
【0140】
支持板２２２Ａは、貫通孔２２２Ａ１及び複数の第１空気排出孔２２２Ａ２を含むことができる。
【0141】
貫通孔２２２Ａ１は、支持板２２２Ａの中央に配置され、支持パッド２３０を貫通しているセンサ２１０の連結端子２１３を外部空間に露出させることができる。
【0142】
第１空気排出孔２２２Ａ２は、支持パッド２３０に設けられた加圧突起２３２に対応する位置に形成され、複数の活性電極２１１を弾性的に支持する複数の加圧突起２３２と支持板２２２Ａとの間に空気層が形成されることを予防できる。即ち、複数の活性電極２１１をユーザＵの皮膚Ｓに密着させている複数の加圧突起２３２が複数の活性電極２１１が密着された皮膚Ｓに押されて圧縮される場合、複数の加圧突起２３２と支持板２２２Ａとの間の空気は、第１空気排出孔２２２Ａ２を通して排出された後、支持パッド２３０の結合部２３１Ｂと緩衝パッド２４０との間に形成された第２空気排出孔Ｈを通過して外部に排出される。従って、複数の加圧突起２３２と支持板２２２Ａとの間には、複数の加圧突起２３２の移動を妨害する空気層が除去されるので、ユーザＵの皮膚Ｓに加圧される複数の加圧突起２３２は自然に圧縮され得、これを通してユーザＵの皮膚に加えられる圧力が最小化され得る。
【0143】
掛け台２２２Ｂは、支持板２２２Ａの一面に設けられ、結合部材２２２Ｃを回転可能に収容することができる。
【0144】
第１ブラケット２２２は、掛け台２２２Ｂに結合された結合部材２２２Ｃにより回転し得、掛け台２２２Ｂは、接触部位ＣＰ側に加圧される支持板２２２Ａを微細に回転させることができる。従って、掛け台２２２Ｂは、支持板２２２Ａを回転させて支持パッド２３０がユーザＵの額の任意の部位に対応するように接触し得るように補助できる。
【0145】
結合部材２２２Ｃは、第１ブラケット２２２の掛け台２２２Ｂに回転可能に結合され、第２ブラケット２２４の第１結合部２２４Ａに結合され得る。
【0146】
結合部材２２２Ｃは、一端がアーチ形態に形成され、支持板２２２Ａを弾性的に支持することができる。即ち、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用すると、結合部材２２２Ｃが支持板２２２Ａにより加圧される。結合部材２２２Ｃの一端はアーチ形態に形成されるので、支持板２２２Ａから加えられる荷重の大きさだけ圧縮されて支持板２２２Ａから加えられる荷重を緩衝させ、弾性力を通して支持板２２２Ａを接触部位ＣＰ側に加圧してセンサ２１０の複数の活性電極２１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0147】
第２ブラケット２２４は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'と制御ユニット２６０との間に配置され得る。第２ブラケット２２４は、支持板２２２Ａに結合された結合部材２２２Ｃを固定させることができる。また、第２ブラケット２２４は、制御ユニット２６０を外部の衝撃にも揺れないことができるように固定させることができる。
【0148】
第２ブラケット２２４は、第１結合部２２４Ａ、第２結合部２２４Ｂ及び第３結合部２２４Ｃを含むことができる。
【0149】
第１結合部２２４Ａは、結合部材２２２Ｃと結合され得る。第１結合部２２４Ａは、結合部材２２２Ｃの一端の形状の傾きによって所定角度だけ傾いて形成される。結合部材２２２Ｃは、所定角度だけ傾いて形成された第１結合部２２４Ａの内部でガイドされて移動され得る。
【0150】
第２結合部２２４Ｂは、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'と結合され得る。第２結合部２２４Ｂは、環状に設けられ、第２ブラケット２２４をヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に固定させることができる。
【0151】
第３結合部２２４Ｃは、制御ユニット２６０を固定させることができる。従って、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用した状態でＺ軸方向を中心に左側方向または右側方向に回転しても制御ユニット２６０がヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'から離脱されなくて済む。
【0152】
図１７は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを正面から眺めた状態を示した斜視図であり、図１８は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドを背面から眺めた状態を示した斜視図である。
【0153】
図１７及び図１８を参照すると、支持パッド２３０は、緩衝パッド２４０に結合され、一側に結合されたセンサ２１０を接触部位ＣＰに対向配置させることができる。そして、支持パッド２３０は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、接触部位ＣＰ側に反力を加える第１ブラケット２２２に加圧されて一側に結合されたセンサ２１０をユーザＵの皮膚Ｓに密着させることができる。
【0154】
支持パッド２３０は、弾性力を有する素材で形成され得る。
【0155】
具体的に、支持パッド２３０は、第１ブラケット２２２に結合される場合、支持板２２２Ａの外形に対応する形状を維持し、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、接触部位ＣＰに対応する形状に変形されて一面に結合されたセンサ２１０を接触部位ＣＰに密着させることができるように、形状の変形が容易なシリコーン素材で形成され得る。
【0156】
即ち、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用したとき、生体信号感知装置２００に設けられた複数の活性電極２１１は、接触部位ＣＰに密着された状態を維持すると同時に、接触部位ＣＰを加圧する力を最小化した状態を維持しなければならない。従って、本発明の実施例に係る生体信号感知装置２００は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、一面に結合されたセンサ２１０を接触部位ＣＰに密着させる支持パッド２３０をシリコーン素材に採択することで、複数の活性電極２１１を接触部位ＣＰに完璧に密着させると同時に、複数の活性電極２１１が接触部位ＣＰを加圧する力を最小限に維持できる。
【0157】
また、支持パッド２３０は、複数の活性電極２１１を弾性的に支持する凹凸構造を有し得る。
【0158】
具体的に、支持パッド２３０は、第１ブラケット２２２に結合され、緩衝パッド２４０に対応する形状を維持するように構成されるベース２３１と、ベース２３１に設けられる複数の加圧突起２３２を含むことができる。
【0159】
ベース２３１は、第１ブラケット２２２の支持板２２２Ａに対応する形状を有し得る。そして、ベース２３１には、支持板２２２Ａの縁及び緩衝パッド２４１の縁と結合可能な結合部２３１Ｂが設けられ得る。また、ベース２３１の中央には、センサ２１０の連結端子２１３が配置される貫通孔２３１Ａが形成され得る。
【0160】
複数の加圧突起２３２は、第１ブラケット２２２に形成された複数の第１空気排出孔２２２Ａ２に対応する位置に配置され、一面に配置された複数の活性電極２１１をベース２３１の一面から所定の距離だけ離隔された位置に配置させることができる。これを通して、複数の加圧突起２３２は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用すると、ベース２３１の一面から離隔配置された複数の活性電極２１１を全てユーザＵの皮膚に密着させることができる。
【0161】
本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置２００は、センサ２１０をユーザＵの皮膚Ｓに密着させる支持パッド２３０に凹凸構造を適用することで、ユーザＵの頭の形状や、大きさが変わる場合にも、支持パッド２３０が複数の活性電極２１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させて複数の活性電極２１１と皮膚Ｓ間の接触状態を一定に維持できる。従って、感知される生体信号の品質を最上の状態に維持できる。
【0162】
複数の加圧突起２３２は、複数の活性電極２１１を弾性的に支持することができる。このとき、複数の加圧突起２３２は、内部が空いているシェル（ｓｈｅｌｌ）構造に形成され得る。
【0163】
複数の活性電極２１１を支持する複数の加圧突起２３２は、内部が空いているシェル構造に形成されることで、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、接触部位ＣＰに加圧されて外形が変形され、これを通してユーザＵの皮膚Ｓを加圧する力が最小化されて押されによる疲労を最小化できる。また、複数の加圧突起２３２は、外形が変形される時に圧縮されて複数の活性電極２１１を弾性的に支持するようになるので、複数の活性電極２１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0164】
図１９は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の緩衝パッドを正面から眺めた状態を示した斜視図であり、図２０は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の緩衝パッドを背面から眺めた状態を示した斜視図であり、図２１は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の支持パッドがユーザの皮膚にセンサを密着させた時の加圧突起と緩衝突起の変化を概略的に示した図である。
【0165】
図１９および図２０を参照すると、緩衝パッド２４０は、支持パッド２３０の結合部２３１Ｂの外面に結合され得る。緩衝パッド２４０は、Ｘ軸方向に沿って湾曲した形態を有し得る。従って、緩衝パッド２４０は、支持パッド２３０の結合部２３１Ｂの外面に結合され得る。しかし、緩衝パッド２４０は、必ずしもこれに限定されるものではなく、Ｚ軸方向に沿って湾曲した形態にも形成され得る。
【0166】
緩衝パッド２４０は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、接触部位ＣＰ側から押す力の伝達を受ける支持パッド２３０のずれを最小化させることができる。
【0167】
緩衝パッド２４０は、弾性力を有する素材で形成され得る。
【0168】
具体的に、緩衝パッド２４０は、支持パッド２３０と結合される場合、支持パッド２３０の結合部２３１Ｂをカバーできるように支持パッド２３０の外形に対応する形状を維持し、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、支持パッド２３０と共に接触部位ＣＰに対応する形状に変形されて一面に結合されたセンサ２１０を接触部位ＣＰに密着させることができるように、形状の変形が容易なシリコーン素材で形成され得る。
【0169】
緩衝パッド２４０は、支持パッド２３０に結合され、支持パッド２３０に対応する形状を維持するように構成される緩衝板２４１を含むことができる。
【0170】
緩衝板２４１の中央には、センサ２１０の連結端子２１３が配置される貫通孔２４１Ａが形成され得る。貫通孔２４１Ａは、支持パッド２３０の貫通孔２３１Ａと連通され得る。
【0171】
また、緩衝板２４１には、第１ブラケット２２２の掛け台２２２Ｂを収容する掛け台収容ホール２４１Ｂが形成され得る。掛け台収容ホール２４１Ｂは、貫通孔２４１Ａを基準に上部に配置され、複数の個数が貫通孔２４１Ａを基準に離隔配置され得る。
【0172】
図２１を参照すると、複数の加圧突起２３２は、支持板２２２Ａに形成された複数の第１空気排出孔２２２Ａ２に対応する位置に配置され得る。これを通して、複数の加圧突起２３２は、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用すると、複数の活性電極２１１を全てユーザＵの皮膚に密着させることができる。
【0173】
複数の加圧突起２３２は、複数の活性電極２１１を弾性的に支持することができる。このとき、複数の加圧突起２３２は、内部が空いているシェル（ｓｈｅｌｌ）構造に形成され得る。
【0174】
従って、ユーザＵがヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'を着用する場合、複数の活性電極２１１を支持している複数の加圧突起２３２は、接触部位ＣＰに加圧されて圧縮され得る。そして、圧縮された複数の加圧突起２３２は、接触部位ＣＰ側に複数の活性電極２１１を弾性的に支持して複数の活性電極２１１をユーザＵの皮膚Ｓに完璧に密着させることができる。
【0175】
図２２は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のイヤクリップを正面から眺めた状態を示した斜視図であり、図２３は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置のイヤクリップの一部分の断面を示した図である。
【0176】
【0177】
イヤクリップ２５０は、ユーザＵの耳に結合されて複数の活性電極２１１と電位差を発生させ得る。
【0178】
イヤクリップ２５０は、第１ボディ２５１、第２ボディ２５２、基準電極２５３及び接地電極２５４を含むことができる。
【0179】
第１ボディ２５１は、ユーザの耳たぶの一面に接触し得、内部に基準電極２５３を収容できる空間が設けられ得る。第１ボディ２５１の一側には、連結ケーブルを収容できるように収容孔が形成され得る。収容孔には連結ケーブルが連結され、連結ケーブルを通して基準電極２５３の信号が 制御ユニット２６０に伝送され得る。
【0180】
第２ボディ２５２は、ユーザの耳たぶの一面に反対となる他面に接触し得、内部に接地電極２５４を収容できる空間が設けられ得る。第１ボディ２５１と第２ボディ２５２はスプリングで連結され、スプリングを基準に開き、すぼんでユーザＵの耳たぶに固定され得る。
【0181】
基準電極２５３は、第１ボディ２５１の内部に収容され得る。基準電極２５３は、信号測定のための基準となり得る。即ち、基準電極２５３と複数の活性電極２１１との位置の差を通して信号値の差を測定できる。
【0182】
接地電極２５４は、第２ボディ２５２の内部に収容され得る。接地電極２５４は、基準電極２５３や複数の活性電極２１１の信号値に影響を及ぼさない。
【0183】
本実施例においては、基準電極２５３が第１ボディ２５１の内部に収容され、接地電極２５４が第２ボディ２５２の内部に収容されたが、これに限定されるものではなく、基準電極２５３が第２ボディ２４４の内部に収容され得、接地電極２５４が第１ボディ２５１の内部に収容され得る。
【0184】
図２４は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の制御ユニットを左側面から眺めた状態を示した図であり、図２５は、本発明の他の実施例に係る生体信号感知装置の制御ユニットを右側面から眺めた状態を示した図である。
【0185】
【0186】
制御ユニット２６０は、ヘッドマウントディスプレイ装置ＨＭＤ'に結合される第２ブラケット２２４の第３結合部２２４Ｃに結合されて固定され得る。
【0187】
制御ユニット２６０は、センサ２１０と電気的に連結され、センサ２１０で感知された少なくとも一つの生体信号を受信し、受信された少なくとも一つの生体信号を処理及び変換して外部装置に伝送することができる。
【0188】
制御ユニット２６０は、第１制御部２６１及び第２制御部２６２を含むことができる。
【0189】
第１制御部２６１は、制御ユニット２６０の一側に設けられ得る。第１制御部２６１は、制御ユニット２６０の電源を管理する電源スイッチ２６１Ａ、制御ユニット２６０の再駆動のためのリセットスイッチ２６１Ｂ、及びイヤクリップ２５０と制御ユニット２６０が電気的に連結され得るようにイヤクリップ２５０の連結ケーブルを収容する第１連結端子２６１Ｃを含むことができる。
【0190】
第２制御部２６２は、第１制御部２６１が設けられた一側と反対となる他側に設けられる。第２制御部２６２は、第２連結端子２６２Ａを含むことができる。
【0191】
第２連結端子２６２Ａは、デジタル信号を制御ユニット２６０からユーザ端末、ヘッドマウントディスプレイ装置、サーバ等の外部装置に伝送するために外部装置に設けられた連結ケーブルを収容することができる。
【0192】
また、制御ユニット２６０は、センサ２１０を通して感知された少なくとも一つの生体信号を増幅及び処理し、処理された少なくとも一つの生体信号をＡ／Ｄ変換できる。
【0193】
具体的に、制御ユニット２６０は、センサ部２１０で感知された生体信号を増幅させるように構成される増幅部、増幅された信号からノイズを除去するように構成される信号処理部、電源を供給するように構成される電源供給部、ノイズが除去された生体信号をデジタル信号に変換するように構成されるＡ／Ｄ変換部、外部装置と有線または無線で連結され、デジタル信号に変換された生体信号を外部装置に伝送するように構成される通信部、及びこれらを制御する制御部を含むことができる。
【0194】
以上、添付の図面を参照して、本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を制限するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が制限されるものではない。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、制限的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【国際調査報告】