KR101982576B1 - Integrated vital sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일체형 생체 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부에 접촉 또는 근접하여 혈중산소포화도, 혈류량, 심박수, 혈압 등과 같은 혈액의 건강상태를 광학적인 반사형 반응신호를 통해 감지하되, 동시에 일체화된 체온측정부로부터 측정된 체온을 감지하여, 신뢰성 있는 생체 정보를 제공하면서도 소형화된 일체형 생체 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated bio sensor, and more particularly, to an integrated biosensor which detects blood health states such as blood oxygen saturation, blood flow rate, heart rate, blood pressure, etc. in contact with or proximity to the skin through an optically reflective reaction signal, The present invention relates to an integrated biosensor that is small in size, while providing reliable biometric information by sensing a measured body temperature from the body temperature measurement unit.
일반적으로 산소포화도 및 심박센서는 피부에 접촉 또는 근접하여 발광부와 수광부를 통해 광학적으로 투과 또는 반사된 반응신호를 감지하고, 감지된 반응신호로 혈중산소포화도, 혈류량, 심박수, 혈압 등과 같은 혈액의 건강상태를 측정한다. 의료용 기기나 헬스 기기들이 다기능화와 고 신뢰성을 충족하는 다양한 센서들을 탑재한 기기의 소형화, 경량화, 저가화가 점차 요구되고 있어, 이를 구현하기 위한 통합 생체 센서 제공의 필요성은 날로 높아지고 있다. 광학측정과 더불어 체온을 각각 분리하여 측정하려면 전체 기기의 크기가 커지고, 제품의 품질과 신뢰성이 떨어지며 비용 상승의 문제가 있었다.Generally, the oxygen saturation and the heart rate sensor detect a reaction signal optically transmitted or reflected through the light emitting portion and the light receiving portion in contact with or close to the skin, and detect the blood oxygen saturation, blood flow rate, heart rate, Measure your health. There is an increasing demand for miniaturization, light weight, and low cost of devices equipped with various sensors that meet various functions and high reliability of medical and healthcare devices. Therefore, it is increasingly necessary to provide an integrated biosensor for realizing this. In addition to the optical measurement, separate measurements of body temperature have increased the size of the entire device, reduced product quality and reliability, and increased cost.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소형 및 경량이면서도 신뢰성 있는 생체정보의 제공이 가능한 일체형 생체 센서 및 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an integrated biosensor and a module capable of providing small-sized, lightweight and reliable biometric information.
또한 본 발명은 광학신호 및 체온신호의 측정을 소형화된 통합 센서를 통해 구현하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to measure optical signals and body temperature signals through a miniaturized integrated sensor.
또한 본 발명은 광학신호 및 체온신호를 이용하여 정확한 생체정보의 산출이 가능한 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a module capable of calculating accurate biometric information using an optical signal and a body temperature signal.
또한 본 발명은 분리된 센서 신호 측정을 위한 별도의 회로기판이나 하우징, 배선 등이 불필요하여, 저비용으로 신뢰성 있는 생체정보를 제공할 수 있는 일체형 생체 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an integrated biosensor capable of providing reliable biometric information at a low cost by eliminating the need for a separate circuit board, a housing, and wiring for measuring a sensor signal.
본 발명은 일체형 생체 센서를 제공하는 것으로, 상기 일체형 생체 센서는 발광부; 수광부; 및 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 위치하는 광차단부;를 포함하되, 상기 광차단부는 온도측정부를 포함한다.The present invention provides an integrated biosensor, wherein the integrated biosensor comprises: a light emitting portion; A light receiving portion; And a light blocking unit positioned between the light emitting unit and the light receiving unit, wherein the light blocking unit includes a temperature measuring unit.
또한 본 발명은 생체 센서 모듈을 제공하는 것으로, 상기 생체 센서 모듈은 일체형 생체 센서 및 신호처리부를 포함한다.The present invention also provides a biosensor module, wherein the biosensor module includes an integrated biosensor and a signal processor.
또한 본 발명은 생체 센서 모듈을 포함하는 의료 기기를 제공한다.The present invention also provides a medical device including a biosensor module.
또한 본 발명은 생체 센서 모듈을 포함하는 헬스케어 기기를 제공한다.The present invention also provides a health care device including a bio sensor module.
본 발명의 일 양태에서, 상기 온도측정부는 상기 광차단부에 매립되되, 발광부 및 수광부와는 각각 이격될 수 있다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring unit is embedded in the light blocking unit, and may be spaced apart from the light emitting unit and the light receiving unit, respectively.
본 발명의 일 양태에서, 상기 온도측정부는 온도측정 대상을 향한 면이 광차단부에 매립되지 않을 수 있다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring unit may not be embedded in the light blocking portion, the surface facing the temperature measuring object.
본 발명의 일 양태에서, 상기 온도측정부는 광차단부에 매립되지 않은 면에 온도측정부 보호층을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the temperature measuring unit may further include a temperature measuring unit protective layer on a surface not embedded in the light blocking unit.
본 발명의 일 양태에서, 상기 온도측정부 보호층은 열전도성일 수 있다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring portion protective layer may be thermally conductive.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광차단부는 발광부의 발광 파장에 대해 불투과성일 수 있다.In one aspect of the present invention, the light blocking portion may be impermeable to the light emitting wavelength of the light emitting portion.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광차단부는 단열 소재로 형성될 수 있다.In one aspect of the present invention, the light blocking portion may be formed of a heat insulating material.
본 발명의 일 양태에서, 일체형 생체 센서는 신호전달부를 더 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated biosensor may further include a signal transmitter.
본 발명의 일 양태에서, 상기 일체형 생체 센서는 기판을 더 포함하되, 상기 발광부는 상기 기판 일면 일측에 위치하고, 상기 수광부는 상기 기판 일면 타측에 위치하며, 상기 광차단부는 상기 기판 일면의 발광부와 수광부 사이에 위치할 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated biosensor further includes a substrate, the light emitting portion is located on one side of the substrate, the light receiving portion is located on the other side of the substrate, and the light blocking portion includes a light emitting portion Light receiving portion.
본 발명의 일 양태에서, 상기 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘은 상기 기판 내부에 매립되되, 상기 매립된 발광부 및/또는 수광부의 일면은 매립되지 않고 노출될 수 있다.In one aspect of the present invention, one or both of the light emitting portion and the light receiving portion are embedded in the substrate, and one side of the embedded light emitting portion and / or the light receiving portion may be exposed without being buried.
본 발명의 일 양태에서, 상기 일체형 생체 센서는 기판을 더 포함하되, 상기 발광부는 상기 기판 일면 일측에 위치하고, 상기 수광부는 상기 기판 일면 타측에 위치하며, 상기 광차단부는 상기 기판 일면의 발광부와 수광부 사이에 위치하고, 상기 신호전달부는 상기 기판 내부 및/또는 타면에 위치할 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated biosensor further includes a substrate, the light emitting portion is located on one side of the substrate, the light receiving portion is located on the other side of the substrate, and the light blocking portion includes a light emitting portion Receiving portion, and the signal transmitting portion may be located inside the substrate and / or on the other surface.
본 발명의 일 양태에서, 상기 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘은 온도측정 대상을 향한 면에 광투과성 보호층을 더 구비하되, 상기 발광부가 광투과성 보호층을 구비한 경우, 보호층이 발광부의 발광 파장에 대해 투과성이 있고, 상기 수광부가 광투과성 보호층을 구비한 경우, 보호층이 수광부의 수광 파장에 대해 투과성이 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, one or both of the light emitting portion and the light receiving portion further includes a light transmitting protective layer on a surface facing the temperature measurement object, wherein when the light emitting portion includes the light transmitting protective layer, When the light-receiving portion has the light-transmitting protective layer, the protective layer may be transparent to the light-receiving wavelength of the light-receiving portion.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광차단부는 상기 광투과성 보호층보다 돌출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light shielding portion may protrude from the light-transmitting protective layer.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기판과 상기 광차단부가 일체로 형성될 수 있다.In one aspect of the present invention, the substrate and the light blocking portion may be integrally formed.
본 발명의 일 양태에서, 상기 신호처리부는 온도별 수광신호 또는 발광·수광신호와 생체정보의 관계가 저장된 테이블 또는 보정식을 포함하고, 수광신호 또는 발광·수광신호에 대해, 온도측정부에서 측정된 온도에서의 생체 정보를 산출할 수 있다.In one aspect of the present invention, the signal processing unit includes a table or a correction formula storing the relationship between the light receiving signal by temperature or the light emitting / receiving signal and the biometric information, and for the light receiving signal or the light emitting / It is possible to calculate biometric information at the temperature that has been obtained.
본 발명의 일체형 생체 센서는 발광부, 수광부, 광차단부, 및 광차단부에 포함된 온도측정부를 포함하여, 소형 및 경량이면서도 신뢰성 있는 생체정보의 제공이 가능하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The integrated bio-sensor of the present invention includes a light-emitting portion, a light-receiving portion, a light-blocking portion, and a temperature-measuring portion included in the light-blocking portion, so that it is possible to provide compact and lightweight yet reliable biometric information.
또한 본 발명의 일체형 생체 센서 및 모듈은 통합된 센서 구조를 통해, 광정보 및 체온 정보를 이용하여 정확한 생체정보의 산출이 가능하다.The integrated biosensor and module of the present invention can calculate accurate biometric information using optical information and body temperature information through the integrated sensor structure.
또한 본 발명의 일체형 생체 센서 및 모듈은 저비용으로 신뢰성 있는 생체정보를 제공할 수 있다.In addition, the integrated type biosensor and module of the present invention can provide reliable biometric information at low cost.
또한 본 발명의 일체형 생체 센서 및 모듈은 소형 의료기기나 헬스케어기기 뿐 아니라, 일반적인 소형 기기와의 통합이 용이하다.In addition, the integrated biosensor and module of the present invention can be easily integrated with a general small-sized device as well as a small-sized medical device and a health care device.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 일체형 생체 센서의 기판의 일면 방향 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 일체형 생체 센서의 기판의 타면 방향 사시도이다.
도 3 내지 7은 본 발명의 여러 양태들에 따른 일체형 생체 센서의 단면도들이다.1 is a perspective view of a substrate of an integrated type biosensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a substrate of an integrated type biosensor according to an embodiment of the present invention.
3 to 7 are cross-sectional views of an integrated biosensor according to various aspects of the present invention.
이하 본 발명의 일체형 생체 센서 및 모듈을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 양태 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 실시예 및 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the integrated biosensor and module of the present invention will be described in detail. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments and drawings presented below, but may be embodied in other forms. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
본 발명에 있어, 일체형 생체 센서는,In the present invention, the integrated bio-
발광부;A light emitting portion;
수광부; 및A light receiving portion; And
상기 발광부와 상기 수광부 사이에 위치하는 광차단부;를 포함하되,And a light blocking part located between the light emitting part and the light receiving part,
상기 광차단부는 온도측정부를 포함한다.The light blocking portion includes a temperature measuring portion.
또한, 본 발명에 있어, 일체형 생체 센서 모듈은,In the integrated biosensor module of the present invention,
일체형 생체 센서 및 신호처리부를 포함한다.An integrated biosensor and a signal processing unit.
또한, 본 발명에 있어, 의료 기기 또는 헬스케어 기기는, 일체형 생세 센서 모듈을 포함한다.Further, in the present invention, the medical device or the healthcare device includes the integrated biological blood cell sensor module.
본 발명의 일 양태에서, 일체형 생체 센서는 피부에 접촉한 상태로 생체 정보를 측정하여 제공할 수 있다. 이를 위해 상기 발광부에서 피부에 조사된 빛이 반사되어 수광부에서 감지된다. 본 발명의 일 양태에서, 수광부에서 감지된 빛은 혈액의 부피 변경의 검출에 사용될 수 있고, 신호처리부에서 혈중 산소포화도, 혈류량, 심박수, 혈압 등 생체정보로 변환될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서 상기 생체 정보는 특히 혈액의 정보일 수 있으며, 그 예로 상기 피부는 상기 생체정보를 얻을 수 있는 부분이면 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 일 양태에서는 손가락, 발가락, 귓불, 외이도, 이마 등의 피부일 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated type biosensor can measure and provide biometric information in a state of being in contact with the skin. To this end, the light irradiated to the skin is reflected by the light emitting unit and is detected by the light receiving unit. In one aspect of the present invention, the light sensed by the light receiving unit can be used for detecting volume change of blood, and can be converted into biometric information such as blood oxygen saturation, blood flow rate, heart rate, and blood pressure in the signal processing unit. In one embodiment of the present invention, the biometric information may be information of blood, for example, the skin is not particularly limited as long as the skin can obtain the biometric information. In an embodiment of the present invention, the finger, the toe, , Forehead, and the like.
본 발명의 일 양태에서, 신호처리부는 발광 파장 및 강도를 포함하는 발광신호와, 수광 파장 및 강도를 포함하는 수광신호에 상응하는 생체정보를 산출하기 위한 연산을 수행하고/하거나 신호에 상응하는 생체정보를 저장한 테이블로부터 신호에 상응하는 생체정보를 읽어낼 수 있다.In one aspect of the present invention, the signal processing section performs an arithmetic operation for calculating the biometric information corresponding to the light receiving signal including the light receiving wavelength and the intensity, the light emitting signal including the light emitting wavelength and the intensity, and / The biometric information corresponding to the signal can be read from the table storing the information.
본 발명의 일 양태에서, 신호처리부는 온도별 수광신호 또는 발광·수광신호와 생체정보의 관계가 저장된 테이블 또는 보정식을 포함할 수 있고, 수광신호 또는 발광·수광신호에 대해, 온도측정부에서 측정된 온도에서의 생체 정보를 산출할 수 있다.In one aspect of the present invention, the signal processing unit may include a table or a correction formula storing the relationship between the light receiving signal by temperature or the light emitting / receiving signal and the biometric information, and for the light receiving signal or the light emitting / Biometric information at the measured temperature can be calculated.
본 발명의 일 양태에서, 의료 기기 및 헬스케어 기기는 집게, 패치, 손목밴드, 헤드밴드, 이어링, 목걸이, 이어폰 등의 형태를 포함할 수 있으며, 통상의 의료 기기나 헬스케어 기기 뿐 아니라, 종래의 모바일 디바이스나 시계, 반지 등에 결합될 수 있으며, 생체 정보 측정이 요구되거나 피부와 접촉이 가능한 기기라면 특별히 제한되지 않는다.In one aspect of the invention, the medical device and the health care device may include the form of a forceps, a patch, a wristband, a headband, an earring, a necklace, an earphone, A mobile device, a watch, a ring, etc., and is not particularly limited as long as it is a device requiring measurement of biometric information or capable of contacting with the skin.
본 발명의 일 양태에서, 발광부는 발광 소자를 포함할 수 있고, 상기 발광 소자는 발광 다이오드(light emitting diode (LED)), 레이저 다이오드(laser diode) 등일 수 있으며, 둘 이상을 조합할 수도 있다(도 1). 반사광에 의해 생체신호를 얻을 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 일 양태에서, 발광부는 가시광선 또는 근적외선 파장의 빛을 조사할 수 있고, 특히 600 내지 700 nm, 900 내지 1000 nm의 빛을 조사할 수 있으며, 둘 이상의 파장을 조사하는 소자를 조합할 수 있다. 발광 소자를 조합하는 경우, 측정상의 오류를 감지하거나 측정 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.In an aspect of the present invention, the light emitting portion may include a light emitting element, and the light emitting element may be a light emitting diode (LED), a laser diode, or the like, or a combination of two or more thereof 1). And is not particularly limited as long as a living body signal can be obtained by reflected light. In one embodiment of the present invention, the light emitting portion can emit visible light or near-infrared light, particularly 600 to 700 nm, 900 to 1000 nm light, and can combine elements emitting two or more wavelengths . When the light emitting elements are combined, it is possible to detect a measurement error or improve the accuracy of the measurement result.
본 발명의 일 양태에서, 수광부는 발광부로부터 조사되어 반사된 빛을 감지하며, 감지가 가능하다면 감지 수단에 특별한 제약은 없다. 본 발명의 일 양태에서, 수광부는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 사이리스터(photo thyristor) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 또한 수광부 및/또는 발광부는 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있고, 복수개로 포함하는 경우, 그 기하학적인 배치에 제한이 없다. 일 예로, 하나 이상의 열을 이루거나, 무작위적으로 배치될 수 있다.In one aspect of the present invention, the light receiving portion senses the light irradiated from the light emitting portion and reflected, and there is no particular limitation on the sensing means if it is detectable. In one aspect of the present invention, the light receiving portion may include any one or more of a photo diode, a photo transistor, and a photo thyristor. Further, the light-receiving portion and / or the light-emitting portion may include one or more, and in a case where the light-receiving portion and the light-emitting portion are included in plural, there is no limitation on their geometrical arrangement. As an example, it may be one or more rows or may be randomly arranged.
본 발명의 일 양태에서, 발광부 및/또는 수광부는 측정 대상을 향한 면에 보호층을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 보호층은 발광부의 발광 파장 및/또는 수광부의 수광 파장에 대해 투과성인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 발광부에 포함된 보호층은 발광부의 발광 파장에 대해서만 투과성이고/투과성이거나 수광부에 포함된 보호층은 수광부의 수광 파장에 대해서만 투과성일 수 있다.In one aspect of the present invention, the light emitting portion and / or the light receiving portion may further include a protective layer on the surface facing the measurement object, and preferably, the protective layer is transparent to the light emitting wavelength of the light emitting portion and / More preferably, the protective layer included in the light emitting portion is only permeable / transmissive to the light emitting wavelength of the light emitting portion, or the protective layer included in the light receiving portion may be only permeable to the light receiving wavelength of the light receiving portion.
본 발명에서 광차단부는, 발광부로부터의 조사광, 산란광 등, 발광부로부터 조사되어 측정 대상을 통한 반사광 이외의 빛을 수광부가 감지하는 것을 방지하여, 측정상의 노이즈를 감소시킴으로써, 측정의 정밀도를 향상시킨다. 이를 위해 본 발명의 일 양태에서 광차단부는 발광부로부터 조사되는 빛을 차단 및/또는 흡수할 수 있는 소재 및 색상을 가질 수 있다. 본 발명의 일 양태에서 광차단부는 광학적으로 불투명한 소재일 수 있고, 광차단 및/또는 광흡수 효과를 증진시키기 위해 안료 및/또는 염료를 포함할 수 있다.In the present invention, the light shielding portion prevents the light receiving portion from detecting light other than the light reflected from the light emitting portion irradiated from the light emitting portion such as irradiated light and scattered light from the light emitting portion, thereby reducing the measurement noise, . To this end, in one aspect of the present invention, the light shielding portion may have a material and a color capable of blocking and / or absorbing light emitted from the light emitting portion. In one embodiment of the present invention, the light blocking portion may be an optically opaque material and may include pigments and / or dyes to enhance light blocking and / or light absorption effects.
본 발명의 일 양태에서, 발광부로부터의 조사광이 방광부 및/또는 수광부의 보호층에 있어, 그 보호층 내부 및/또는 표면을 통해 수광부로 직접 전달되는 것을 방지하기 위해, 광차단부는 발광부 및 수광부의 보호층보다 돌출되는 것이 바람직하다.In one aspect of the present invention, in order to prevent the irradiation light from the light emitting portion from being directly transmitted to the light receiving portion through the inside of and / or the surface of the protection layer of the bladder portion and / or the light receiving portion, And protrudes from the protective layer of the light receiving portion.
본 발명의 일 양태에서 광차단부는 합성수지 소재일 수 있고, 실리콘(silicone) 계열, 에폭시 계열, 멜라민 계열, 아미드 계열, 프탈레이트 계열, 에스테르 계열 등의 합성수지 소재일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light shielding portion may be a synthetic resin material, or may be a synthetic resin material such as silicone, epoxy, melamine, amide, phthalate, and ester.
본 발명의 일 양태에서 광차단부는 광차단 및/또는 광흡수를 위해 무기계 또는 유기계 안료 및/염료를 포함할 수 있고, 일 예로 광차단 특성을 가지는 무기 산화물을 하나 또는 둘 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 그러한 무기 산화물은 나노입자, 유무기 복합체 등의 형태로 포함될 수 있고, 물질의 일 예로 antimon-tin oxide (ATO), Sb2O3-ZnO, indium-tin oxide (ITO), cesium-tin oxide (CTO) 등일 수 있다. 본 발명의 일 양태에서 광차단 및/또는 광흡수를 위한 염료의 예로 니트로소계, 시아닌계, 니그로신계, 트리페닐메탄계, 임미니늄과 디임미니늄계, 스쿠아릴리움과 크로코니움계, 니켈디티올렌계, 아미늄계, 폴리메틴계, 프탈로시아닌계, 퀴논, 프탈로시아닌, 아조, 인도아닐린, 바트 염료 등이 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light shielding portion may include inorganic or organic pigments and / or dyes for blocking light and / or absorbing light, and may include one or more inorganic oxides having light blocking properties, for example. In one embodiment of the present invention, such an inorganic oxide may be contained in the form of nanoparticles, organic-inorganic complexes, etc. Examples of the material include antimony-tin oxide (ATO), Sb 2 O 3 -ZnO, indium-tin oxide ), cesium-tin oxide (CTO), and the like. Examples of the dye for light blocking and / or light absorption in the embodiment of the present invention include nitroso, cyanine, nigrosine, triphenylmethane, iminium and dimiminium, squarylium and croconium, An alumina-based, a polymethine-based, a phthalocyanine-based, a quinone, a phthalocyanine, an azo, an indan aniline, a bait dye and the like can be used.
본 발명의 일 양태에서, 상기 온도측정부는 상기 광차단부에 매립되되, 발광부 및 수광부와는 각각 이격될 수 있다. 이때 온도측정부는 광차단부에 완전히 둘러싸이거나, 일부를 제외하고 둘러싸일 수 있다. 이때 온도측정부가 광차단부에 둘러싸이지 않는 부분은 온도 측정 대상을 향하거나 온도 측정 대상과 접촉하는 면일 수 있으며, 외부로 노출되어 있을 수 있다. 본 발명의 일 양태에서 온도측정부에서 광차단부에 둘러싸이지 않은 부분이 향하는 방향은 발광부 및 수광부가 빛을 조사 및 감지하도록 향하는 방향과 동일할 수 있다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring unit is embedded in the light blocking unit, and may be spaced apart from the light emitting unit and the light receiving unit, respectively. At this time, the temperature measuring part may be completely surrounded by the light blocking part, or may be enclosed except for a part thereof. At this time, the portion of the temperature measurement portion not surrounded by the light shielding portion may be a surface facing the temperature measurement object or contacting the temperature measurement object, and may be exposed to the outside. In one aspect of the present invention, the direction in which the portion not surrounded by the light shielding portion faces in the temperature measuring portion may be the same as the direction in which the light emitting portion and the light receiving portion are directed to irradiate and sense light.
본 발명의 일 양태에서, 온도측정부가 광차단부에 매립되지 않은 부분에 온도측정부 보호층을 더 구비할 수 있고(도 3), 바람직하게는 열전도성인 온도측정부 보호층을 더 구비할 수 있다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring portion may further include a temperature measuring portion protecting layer (FIG. 3) at a portion not buried in the light blocking portion, preferably, a thermally conductive temperature measuring portion protecting layer have.
또한 매립되는 온도측정부는 광차단부와 적어도 일면이 접촉되거나 접촉되지 않을 수 있다.Further, the embedded temperature measuring unit may be in contact with or not in contact with at least one surface of the light shielding unit.
매립된 온도측정부는 발광부 및 수광부에 대해 열적으로 독립되는 것이 바람직하며, 온도측정부가 광차단부에 매립됨에 따라 광차단부가 온도측정부와 발광부 및 수광부 사이의 열 이동을 역시 차단할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 광차단부는 열 차단 소재로 형성될 수 있으며, 그러한 열 차단 소재는 광 차단 특성을 또한 가지는 소재인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 양태에서, 광차단부는 단열성 합성수지, 세라믹 소재, 및 그 혼합물일 수 있으며, 세라믹 소재의 예로 유리섬유, 석영섬유, 규조토, 탄산마그네슘, 마그네시아, 규산칼슘, 펄라이트 등이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 일 양태에서 광차단부는 다공성 소재일 수 있고, 그러한 예로서 에어로젤(aerogel)일 수 있으며, 그러한 예로서 실리카 에어로젤일 수 있다.It is preferable that the buried temperature measuring unit is thermally independent from the light emitting unit and the light receiving unit. As the temperature measuring unit is embedded in the light blocking unit, the light blocking unit may also block heat transfer between the temperature measuring unit and the light emitting unit and the light receiving unit. In one aspect of the present invention, the light shielding part may be formed of a heat shielding material, and the heat shielding material is preferably a material having also a light shielding property. In one embodiment of the present invention, the light blocking portion may be an insulating synthetic resin, a ceramic material, and a mixture thereof. Examples of the ceramic material include glass fiber, quartz fiber, diatomaceous earth, magnesium carbonate, magnesia, calcium silicate and pearlite. Also, in one aspect of the present invention, the light shielding portion may be a porous material, and may be, for example, an aerogel, and may be, for example, silica airgel.
본 발명의 일 양태에서, 온도측정부는 온도측정소자를 포함할 수 있고, 그러한 온도측정소자는 서미스터(thermistor), 저항온도감지기(resistance temperature detector (RTD)), 열전대(thermocouple) 중 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 체온의 측정에 적합한 온도측정소자라면 특별히 제한되지 않는다.In one aspect of the present invention, the temperature measuring section may include a temperature measuring element, which may be a thermistor, a resistance temperature detector (RTD), a thermocouple, But is not particularly limited as long as it is a temperature measuring device suitable for measurement of body temperature.
본 발명의 일 양태에서, 일체형 생체센서는 신호전달부를 더 포함할 수 있다. 신호전달부는 발광부에 대한 발광 신호, 수광부에서 감지된 빛에 대한 수광 신호, 온도측정부로부터 감지된 온도에 대한 신호 등이 전달되며, 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것으로, 신호 전달이 가능하다면 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 일 양태에서 신호전달부는 전기전도성 회로를 포함할 수 있고, 유선 또는 무선으로 신호가 전달될 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated biosensor may further include a signal transmitter. The signal transmission unit receives a light emission signal for the light emitting unit, a light reception signal for the light sensed by the light receiving unit, a signal for the temperature sensed by the temperature measurement unit, and the like, and is generally used in this technical field. And is not particularly limited. In an aspect of the present invention, the signal transfer unit may include an electrically conductive circuit, and a signal may be transmitted either wired or wirelessly.
본 발명의 일 양태에서, 일체형 생체 센서는 기판을 더 포함할 수 있으며, 발광부가 상기 기판 일면 일측에 위치하고, 수광부가 상기 기판 일면 타측에 위치할 수 있고, 광차단부가 상기 기판 일면의 발광부와 수광부 사이에 위치할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 신호전달부가 상기 기판 내부 및/또는 타면에 위치할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 기판은 합성수지 및/또는 세라믹 소재일 수 있으며, PCB일 수 있다. 본 발명의 일 양태에서 기판은 광차단부와 동일한 소재일 수 있고, 광차단부와 일체로 형성될 수 있다.In one aspect of the present invention, the integrated biosensor may further include a substrate, the light emitting portion may be located on one side of the substrate, the light receiving portion may be located on the other side of the substrate, Light receiving portion. In an aspect of the invention, the signal transfer portion may be located inside and / or on the other side of the substrate. In one aspect of the present invention, the substrate may be a synthetic resin and / or a ceramic material, and may be a PCB. In one embodiment of the present invention, the substrate may be the same material as the light shielding portion, and may be integrally formed with the light shielding portion.
본 발명의 일 양태에서, 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘은 상기 기판 내부의 매립부에 매립될 수 있고, 상기 매립된 발광부 및/또는 수광부의 일면은 매립되지 않고 측정 대상 방향으로 노출될 수 있다(도 5 내지 7).In one aspect of the present invention, any one or both of the light emitting portion and the light receiving portion may be embedded in the buried portion inside the substrate, and one side of the buried light emitting portion and / or the light receiving portion may be exposed in the measurement target direction (Figs. 5 to 7).
본 발명의 일 양태에서, 발광부로부터의 조사광이 기판 표면을 통해 수광부로 직접 전달되는 것을 방지하기 위해, 상기 매립된 발광부 및 수광부의 노출된 표면은 기판의 매립되지 않은 표면보다 함몰되는 것이 바람직하다(도 5 내지 7).In one aspect of the present invention, in order to prevent the irradiation light from the light emitting portion from being directly transmitted to the light receiving portion through the substrate surface, the exposed surface of the buried light emitting portion and the light receiving portion is recessed (Figs. 5 to 7).
본 발명의 일 양태에서, 상기 매립되되 일표면이 노출된 발광부 및/또는 수광부는 보호층을 더 포함할 수 있다(도 5 및 7).In one embodiment of the present invention, the light emitting portion and / or the light receiving portion, which is buried and has one surface exposed, may further include a protective layer (FIGS. 5 and 7).
본 발명의 일 양태에서, 발광부, 수광부, 및 온도측정부는 기판에 매립될 수 있으며, 매립되되 일표면이 노출된 발광부, 수광부, 및 온도측정부 중 어느 하나 이상은 보호층을 더 포함할 수 있다(도 7).In one aspect of the present invention, the light emitting portion, the light receiving portion, and the temperature measuring portion may be embedded in the substrate, and at least one of the light emitting portion, the light receiving portion, and the temperature measuring portion, (Fig. 7).
본 발명의 일 양태에서, 발광부로부터의 조사광이 상기 매립된 발광부 및/또는 수광부의 보호층에 있어, 그 보호층 내부 및/또는 표면을 통해 수광부로 직접 전달되는 것을 방지하기 위해, 매립된 발광부 및/또는 수광부의 보호층은 상기 기판의 매립되지 않은 표면보다 함몰되는 것이 바람직하다(도 7).In one aspect of the present invention, in order to prevent the irradiation light from the light emitting portion from being directly transmitted to the light receiving portion through the inside and / or the surface of the protective layer of the embedded light emitting portion and / or the light receiving portion, The protective layer of the light emitting portion and / or the light receiving portion is preferably recessed from the unburied surface of the substrate (Fig. 7).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 양태들을 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 양태의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
100: 일체형 생체 센서
10: 기판
20: 발광부
30: 수광부
40: 광차단부
50: 보호층
60: 신호전달부
80: 온도측정부
90: 온도측정부 보호층100: Integrated biosensor
10: substrate
20:
30:
40: Light blocking portion
50: Protective layer
60:
80: Temperature measuring unit
90: temperature measuring unit protective layer
Claims (18)
수광부; 및
상기 발광부와 상기 수광부 사이에 위치하는 광차단부;를 포함하되,
상기 광차단부는 온도측정부를 포함하고,
상기 온도측정부는 상기 광차단부에 매립되되, 발광부 및 수광부와는 각각 이격되고, 온도측정 대상을 향한 면이 광차단부에 매립되지 않은, 일체형 생체 센서.
A light emitting portion;
A light receiving portion; And
And a light blocking part located between the light emitting part and the light receiving part,
Wherein the light intercepting portion includes a temperature measuring portion,
Wherein the temperature measuring unit is embedded in the light blocking unit and is spaced apart from the light emitting unit and the light receiving unit and the surface facing the temperature measuring object is not embedded in the light blocking unit.
상기 온도측정부는 광차단부에 매립되지 않은 면에 온도측정부 보호층을 더 구비하는, 일체형 생체 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature measuring section further comprises a temperature measuring section protection layer on a surface not embedded in the light blocking section.
상기 온도측정부 보호층은 열전도성인, 일체형 생체 센서.
5. The method of claim 4,
Wherein the temperature measuring unit protective layer is a thermally conductive one.
상기 광차단부는 발광부의 발광 파장에 대해 불투과성인, 일체형 생체 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the light blocking portion is impermeable to an emission wavelength of the light emitting portion.
상기 광차단부는 단열 소재로 형성되는, 일체형 생체 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the light shielding portion is formed of a heat insulating material.
The integrated biosensor according to claim 1, further comprising a signal transfer unit.
상기 발광부는 상기 기판 일면 일측에 위치하고,
상기 수광부는 상기 기판 일면 타측에 위치하며,
상기 광차단부는 상기 기판 일면의 발광부와 수광부 사이에 위치하는, 일체형 생체 센서.
The biosensor according to claim 1, wherein the integrated biosensor further comprises a substrate,
Wherein the light emitting unit is located on one side of the substrate,
Wherein the light receiving unit is located on the other side of the substrate,
Wherein the light blocking portion is positioned between the light emitting portion and the light receiving portion on one surface of the substrate.
상기 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘은 상기 기판 내부에 매립되되, 상기 매립된 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘의 일면은 매립되지 않고 노출되는, 일체형 생체 센서.
10. The method of claim 9,
Wherein one or both of the light emitting portion and the light receiving portion is embedded in the substrate, and one surface or both of the embedded light emitting portion and the light receiving portion is exposed without being buried.
상기 발광부는 상기 기판 일면 일측에 위치하고,
상기 수광부는 상기 기판 일면 타측에 위치하며,
상기 광차단부는 상기 기판 일면의 발광부와 수광부 사이에 위치하고,
상기 신호전달부는 상기 기판 내부 및 타면 중 어느 하나 또는 둘에 위치하는, 일체형 생체 센서.
The biosensor according to claim 8, wherein the integrated biosensor further comprises a substrate,
Wherein the light emitting unit is located on one side of the substrate,
Wherein the light receiving unit is located on the other side of the substrate,
Wherein the light blocking portion is located between the light emitting portion and the light receiving portion on one surface of the substrate,
Wherein the signal transfer unit is located in one or both of the inside of the substrate and the other side of the substrate.
상기 발광부 및 수광부 중 어느 하나 또는 둘은 온도측정 대상을 향한 면에 광투과성 보호층을 더 구비하되,
상기 발광부가 광투과성 보호층을 구비한 경우, 보호층이 발광부의 발광 파장에 대해 투과성이 있고,
상기 수광부가 광투과성 보호층을 구비한 경우, 보호층이 수광부의 수광 파장에 대해 투과성이 있는, 일체형 생체 센서.
The method according to claim 1,
Wherein one or both of the light emitting portion and the light receiving portion further comprises a light transmitting protective layer on a surface facing the temperature measurement object,
When the light emitting portion has the light transmitting protective layer, the protective layer is transparent to the light emitting wavelength of the light emitting portion,
Wherein when the light-receiving portion is provided with the light-transmitting protective layer, the protective layer is transparent to the light-receiving wavelength of the light-receiving portion.
상기 광차단부는 상기 광투과성 보호층보다 돌출된, 일체형 생체 센서.
13. The method of claim 12,
Wherein the light shielding portion protrudes from the light-transmitting protective layer.
The integrated biometric sensor according to claim 9, wherein the substrate and the light shielding part are integrally formed.
An integrated biosensor according to any one of claims 1 to 14, and a biosensor module including a signal processor.
16. The apparatus according to claim 15, wherein the signal processing unit comprises a table or a correction formula storing the relationship between the temperature-dependent light-receiving signal or the light-emitting / light-receiving signal and the biometric information, A living body sensor module for calculating living body information at a temperature.
A medical instrument comprising the biosensor module according to claim 15.
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|---|---|---|---|---|
| KR20220035550A (en) | 2020-09-14 | 2022-03-22 | 한상훈 | temperature and pressure sensitive optical sensor |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US20090240125A1 (en) | 2004-12-14 | 2009-09-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Integrated pulse oximetry sensor |
| JP2018143259A (en) * | 2015-07-30 | 2018-09-20 | アルプス電気株式会社 | Sensor module |
-
2018
- 2018-10-04 KR KR1020180118408A patent/KR101982576B1/en active IP Right Grant
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