KR102037698B1 - 밀착형 센서 - Google Patents
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Abstract
측정 오차 및 센서 소자의 손상을 억제한다. 밀착형 센서 (200)는, 피부(10)에 밀착되었을 때, 피부(10)와 센서 소자(214) 사이에 간극(200a)이 형성된다. 밀착형 센서(200)는 피부(10) 및 센서 소자(214)와 함께 간극(200a)을 둘러싸는 발수성 수지 기판(212) 및 흡수성 시트(211)를 구비한다.
Description
본 발명은 신체의 피부 등 측정 대상에 밀착시키면서 측정을 실시할 수 있는 밀착형 센서(contact-type sensor)에 관한 것이다.
체온 또는 신체 표면의 습도나 땀을 상시 측정할 수 있는 밀착형 센서의 수요가 증가하고 있다. 밀착형 센서는 일사병, 열 피로, 열사병과 같은 열중증(heatstroke)의 예방 또는 인플루엔자와 같은 고온의 발열을 수반하는 질환의 조기 발견을 목적으로 한다. 밀착형 센서는 사람 신체의 표면부(피부)에 붙여 장착하는 것으로, 땀이 나는 정도나 온도를 측정하기 위한 센서 소자를 구비하며, 얇고, 가벼우며, 작고, 높은 내수성을 가지는 웨어러블 전자 기기이다.
종래 이러한 밀착형 센서로는, 특허문헌 1에서 제안하는 신체 발한 모니터 장치가 알려져 있다. 도 1은 상기 신체 발한 모니터 장치를 나타낸 모식도이다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 신체 발한 모니터 장치(110)는 센서 소자(온습도 센서)(114), 땀 증기의 유동을 제어하는 차폐판(113), 센서 감도가 최적화되도록 설계된 케이스(116)를 구비하며, 피부(100)에서 땀이 나는 정도를 측정하는 것이다.
또한 특허문헌 2에는, 특허문헌 1의 신체 발한 모니터 장치에 포함되는 구성요소와, 열방산을 경시적으로 파악하는 센서 소자를 구비하며, 열중증의 발병을 예측하는 경고 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1 및 2에서 제안된 장치에는, 도 1과 같이 피부(100)에서 방출되는 땀 증기를 유입시키기 위한 유입 구멍(112)이 형성되어 있다. 이 유입 구멍(112)을 통해 땀 증기뿐만 아니라 액체(예를 들어 액체 상태의 땀)가 장치 내부로 침투할 수 있어, 센서 소자(114)에 액체가 부착되는 경우가 생긴다. 센서 소자(114)에 액체가 부착되면 측정 오차가 생기기 쉬우며, 또한 센서 소자(114)가 쉽게 손상되는 등의 문제가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 밀착형 센서에 있어서 측정 오차 및 센서 소자의 손상을 억제하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 측정 대상에 밀착시키는 밀착부와, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에, 상기 측정 대상과의 사이에 간극을 두고 배치되며 또한 상기 측정 대상에서 발생하는 검출 대상을 검출하는 센서 소자와, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에, 상기 측정 대상 및 상기 센서 소자와 함께 상기 간극을 둘러싸는 발수(撥水)부 및 흡수부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 밀착형 센서에 있어서 측정 오차 및 센서 소자의 손상을 억제하는 것을 목적으로 한다.
[도 1] 종래의 신체 발한 모니터 장치를 나타낸 모식도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시형태에 따른 밀착형 센서의 정면도 및 단면도이다.
[도 3] 피부에서 발산되는 적외선이 도 2의 밀착형 센서의 센서 소자를 향해있는 상황을 나타낸 도면이다.
[도 4] 센서 소자와 피부와의 간극에 액체가 침입했을 때의 상황을 나타낸 도면이다.
[도 5] 변형예에 따른 밀착형 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시형태에 따른 밀착형 센서의 정면도 및 단면도이다.
[도 3] 피부에서 발산되는 적외선이 도 2의 밀착형 센서의 센서 소자를 향해있는 상황을 나타낸 도면이다.
[도 4] 센서 소자와 피부와의 간극에 액체가 침입했을 때의 상황을 나타낸 도면이다.
[도 5] 변형예에 따른 밀착형 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 밀착형 센서를 설명한다. 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 밀착형 센서를 모식적으로 나타낸 정면도이고, 도 2의 (b)는 (a)의 밀착형 센서의 AA선 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)는, 측정 대상인 사람의 피부(신체 표면)(10)에 밀착시켜 사용하는 것으로, 내부에 설치된 서모파일(thermopile)에 의해 사람의 체온을 검출하는 전자 기기이다. 덧붙여, 본 실시형태에서는, 도 2의 (b)에 나타낸 것과 같이, 밀착형 센서(200)에서 피부(10)에 밀착시키는 쪽을 정면으로 하고, 피부(10)에 밀착시키는 쪽의 반대쪽을 배면으로 한다.
도 2에 나타낸 것과 같이, 밀착형 센서(200)는 흡수성 시트(211), 수지 기판(케이스)(212), 전자 부품(213), 센서 소자(214), 배선(215), 절연층(216), 흡습성 시트(217)를 구비한다.
밀착형 센서(200)에는, 정면 측에서 배면 측을 향하는 방향에 따라 흡수성 시트(211), 수지 기판(212), 배선(215), 절연층(216), 흡습성 시트(217)가 나란히 배치되며, 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)는 수지 기판(212)에 매설된다.
수지 기판(212)은, 수지로 이루어진 대략 평판 형상의 부재이며, 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)를 매설하고 지지한다. 또한, 본 실시형태에서는 수지 기판(212) 중 흡수성 시트(211)와 대향하는 면을 기판의 정면(212c)으로 하고, 기판 정면(212c)의 반대쪽 면을 기판의 배면(212e)으로 한다.
전자 부품(213)은 저항, 콘덴서, IC 등이다. 센서 소자(214)는 측정 대상인 신체의 온도(체온)를 측정하기 위해 필요한 적외선을 검출하는 소자이다. 구체적으로는, 센서 소자(214)는 피부(10)에서 방출되는 적외선을 검출하는 서모파일으로, 피부(10)로부터 일정한 거리를 떼어 놓을 필요가 있는 소자이다.
또한 센서 소자(214) 및 전자 부품(213)은, 기판 배면(212e)에서 노출되도록 수지 기판(212)에 매립된다. 기판 배면(212e)에서 센서 소자(214) 및 전자 부품(213)의 노출 부분은 전극 역할을 한다. 또한 기판 배면(212e)에서 전극끼리를 전기적으로 연결하는 배선(215)이 형성된다.
또한 센서 소자(214)보다 기판 정면(212c) 쪽이 밀착형 센서(200)의 정면 측에 돌출되도록 센서 소자(214)가 수지 기판(212)에 매설된다. 즉, 밀착형 센서(200)을 피부(10)에 밀착시킨 경우, 센서 소자(214)보다 기판 정면(212c) 쪽이 피부(10) 쪽에 돌출되게 된다.
또한 도 2의 (b)에 나타낸 것과 같이, 밀착형 센서(200)는 흡수성 시트(211)의 양면 중 기판 정면(212c)에 대향하는 쪽의 면과 반대쪽인 면을 밀착부로 하며, 이 밀착부를 피부(10)에 밀착시켜 사용하도록 구성되어 있는데, 이 때 센서 소자(214)와 피부(10) 사이에 간극(200a)이 형성되도록 구성되어 있다.
구체적으로는 흡수성 시트(211)에서, 센서 소자(214)와 피부(10) 사이에는 개구부(211a)가 형성되며, 수지 기판(212)에서, 센서 소자(214)와 피부(10) 사이에는 공동부(212a)가 형성된다. 개구부(211a) 및 공동부(212a)가 간극(200a)에 해당한다.
덧붙여, 센서 소자(214) 중 밀착형 센서(200)의 정면측의 면을 센서 소자의 정면(214a)으로 하였을 때, 도 2의 (b)와 같이 공동부(212a)는 센서 소자 정면(214a)의 일부를 밀착형 센서(200)의 정면측으로 노출시키도록 형성되며, 센서 소자 정면(214a)의 다른 부분(상기 일부 이외의 부분)은 수지 기판(212)으로 덮인다. 이로 인해 공동부(212a)의 넓이를, 측정에 필요충분한 양의 적외선이 센서 소자 정면(214a)(검출면)에 도달하는 것 만으로 제한함으로써, 불필요한 것이 센서 소자 정면(214a)에 도달하는 것을 최대한 억제한다.
또한 본 실시형태에서는 수지 기판(212)에서, 센서 소자 정면(214a)의 일부와 대향하는 부분을 대향부(212d)로 하였을 때, 대향부(212d)는 센서 소자 정면(214a)에 밀착되는 형태이나, 대향부(212d) 및 센서 소자 정면(214a) 사이에 간극이 형성될 수도 있다.
계속해서 본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)에 대해, 그 제조 공정과 함께 설명한다.
(공정 A)
먼저 공정 A가 실시된다. 공정 A는 전자 부품(213), 센서 소자(214), 배선(215) 및 절연층(216)을 탑재하는 수지 기판(212)을 형성하는 공정이다.
먼저, 인서트 성형을 통해 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)를 매설한 수지 기판(212)을 형성한다. 이 인서트 성형을 통해 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)가 기판 배면(212e)에서 노출되도록 수지 기판(212)에 매설된다.
또한 이 인서트 성형을 통해 기판 정면(212c)측에서 센서 소자(214)가 노출되도록 공동부(212a)가 형성된다(즉, 수지 기판(212) 중 피부(10) 및 센서 소자(214) 사이에 위치하는 영역에 공동부(212a)가 형성된다).
공동부(212a)는, 다시 말하면, 수지 기판(212) 중 기판 정면(212c)측에 형성된 오목부인데, 이 오목부의 바닥면이 센서 소자 정면(214a)에 해당하며, 오목부의 측면은 도 2의 (b)의 대향부(212d)이다.
다음으로, 기판 배면(212e)측에서, 각 전자 부품(213) 전극끼리(또는 전자 부품(213)과 센서 소자(214)의 전극끼리)를 결선하는 배선(215)을 형성한다. 덧붙여, 배선(215)은 프린트 배선(인쇄 배선)이다.
다음으로, 기판 배면(212e)을 덮는 절연층(216)을 형성한다. 절연층(216)으로는 절연성 수지를 사용할 수 있다. 상기 절연성 수지로는, 예를 들면, (1) 우레탄 아크릴레이트 등의 변성 아크릴레이트계 레지스트, 또는 (2) 폴리에스테르 엘라스토머나 올레핀 엘라스토머 등의 연질 코팅 재료를 사용할 수 있다.
덧붙여, 전자 부품(213) 및 센서 소자 (214) 중 기판 배면(212e)에서 노출되는 부분 및 배선(215)도 절연층(216)으로 덮인다. 그러면 도 2 (b)에 나타낸 것과 같이, 배선(215) 및 전자 부품(213)은 수지 기판(212) 및 절연층(216)에 의해 밀봉된다.
이렇게 하여 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)가 수지 기판(212)에 매설되며, 배선(215) 및 절연층(216)이 수지 기판(212)의 기판 배면(212e)에 설치된다. 덧붙여 공정 A는, 특허문헌 3(일본 공개특허공보 ‘특허 5359550 호’)에서 제안하는 방법을 이용하여 실현할 수 있다.
수지 기판(212)은, 수지 기재에 발수성 첨가제를 첨가하여 작성한다. 본 실시형태에서는, PC(폴리카보네이트)를 기재로 하여, 불소계 계면활성제(상품명 서프론(Surflon): AGC SEIMI CHEMICAL CO., LTD. 제)를 발수성 첨가제로서, PC에 대해 불소계 계면활성제를 1wt% 정도 첨가하여 수지 기판(212)을 작성하였다. 이를 통해 수지 기판(212)은 발수성을 갖는 발수성 기판(발수부, 발수층)이 된다.
덧붙여, 수지 기판(212)에 이용되는 기재로는, PC 이외에도 PE(폴리에스테르), PA (폴리아미드), PPC (폴리페닐렌 설파이드), PP (폴리프로필렌), 엘라스토머 등도 가능하다. 또한 수지 기판(212)에 이용되는 발수성 첨가제로는 불소계 계면활성제 이외에도 실리콘계 펠렛을 이용해도 된다.
또한 기재에 대한 발수성 첨가제의 첨가량은 1 ~ 5wt%의 범위 중 기재 및 발수성 첨가제의 종류에 따라 적절한 값이 설정된다.
(공정 B)
공정 A에 이어 공정 B가 실시된다. 공정 B는, 전자 부품(213) 및 센서 소자(214)가 매설된 수지 기판(212)을 흡수성 시트(211) 및 흡습성 시트(217)로 덮는 공정이다.
구체적으로는, 기판 정면(212c) 및 기판 배면(212e)의 각각보다 면적이 넓으며 또한 대략 직사각형인 흡수성 시트(211) 및 흡습성 시트(217)를 준비한다. 그리고 도 2와 같이 흡수성 시트(211)를 기판 정면(212c)과 대향하도록 배치시키고, 흡습성 시트(217)를 절연층(216)과 대향하도록 배치시켜, 흡수성 시트(211)의 단부와 흡습성 시트(217)의 단부를 접착한다. 이를 통해 흡수성 시트(211)가 기판 정면(212c)을 덮고, 흡습성 시트(217)가 기판 배면(212e)에 형성된 절연층(216)을 덮게 되어, 수지 기판(212)이 흡수성 시트(211)와 흡습성 시트(217)로 구성된 봉투 안에 넣어진 셈이 된다.
흡수성 시트(211)는 밀착형 센서(200)의 사용 시, 피부(10)와 수지 기판(212)의 사이에 위치하여 피부(10)에 밀착되는 것이다. 흡수성 시트(211)로는 천 소재(예를 들어, 거즈 등 섬유와 섬유 사이의 간극이 있는 구조의 천 재료), 스펀지 또는 발포 수지와 같은 흡수성이 좋은 재료를 사용한다. 이로 인해 밀착형 센서(200)를 피부(10)에 밀착시키고 있는 동안 피부(10)에서 발생하는 액체 상태의 땀은 흡수성 시트(211)에 흡수된다.
덧붙여 흡수성 시트(211)로는 우레탄 계열과 같은 스펀지 재료를 이용할 수 있고, 발포 수지 재료를 이용할 수도 있다. 겔 재료(해당 겔 재료 자체 중량의 수백 배의 수분을 흡수할 수 있는 겔 재료)를 부직포 등에 도포하여 만들어지는 시트를 흡수성 시트(211)로 이용할 수도 있다.
흡습성 시트(217)는 밀착형 센서(200)에서, 피부(10)에 밀착시키는 쪽의 반대쪽(배면측)에 위치하기 때문에, 피부(10)에서 증발된 땀 증기를 흡습하는 기능이 뛰어난 것을 이용하는 것이 바람직하다. 따라서 흡습성 시트(217)로는 흡습성이 좋은 천연 섬유(면, 마 또는 실크 등), 또는 재생 섬유(레이온 등)를 이용한다.
수지 기판(212)을 흡수성 시트(211) 및 흡습성 시트(217)로 감싼 다음 흡수성 시트(211) 중 공동부(212a) 및 센서 소자(114)와 대향하는 부분에 개구부(211a)를 형성한다.
그러면 도 3에 나타낸 것과 같이, 밀착형 센서(200)의 흡수성 시트(211)를 피부(10)에 밀착시켰을 때, 센서 소자(214)는 피부(10)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 배치되며, 또한 센서 소자(214)와 피부(10) 사이가 간극(200a)이 된다. 이 때문에, 간극(200a)에 있어서, 피부(10)에서 적외선(300)이 발생하며 또한 이 적외선(300)이 센서 소자 정면(214a)(검출면)에 도달하게 되어, 이를 통해 체온이 측정된다.
또한 위와 같은 과정으로 측정이 이루어지므로, 본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)는 센서 소자(214)와 피부(10) 사이에 간극(200a)을 형성할 필요가 있으며 또한 간극(200a)에 대해 방수 대책 차원에서 밀봉하는 것이 불가능하다.
여기서, 본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)는 이상과 같이 (a) 측정 대상인 피부(10)에 밀착시키는 밀착부(흡수성 시트(211))와, (b) 피부(10)에 흡수성 시트(211)를 밀착시킨 경우에 피부(10)와의 사이에 간극(200a)를 두고 배치되며 또한 피부(10)에서 발생하는 적외선(검출 대상)(300)을 검출하는 센서 소자(214)와, (c) 피부(10)에 흡수성 시트(211)를 밀착시킨 경우에 피부(10) 및 센서 소자(214)와 함께 간극(200a)를 둘러싸고 있는 발수부(발수층) 및 흡수부 (흡수층)을 구비한다. 덧붙여, 수지 기판(212)이 발수부로서 기능하고, 흡수성 시트(211)가 흡수부로서 기능한다.
따라서, 액체(예를 들어, 액체 상태의 땀)가 피부(10)와 센서 소자(214)의 간극(200a)에 침입하더라도, (1) 도 4의 (a)에 나타낸 것과 같이, 액체(30)는 모세관 현상에 의해 흡수성 시트(211)로 구성된 흡수부에 흡수되거나, (2) 도 4의 (b)에 나타낸 것과 같이, 액체(30)는 발수부(수지 기판(water-repellent resin base plate)(212))의 발수 효과에 의해 반발되어 흡수부(흡수성 시트(211))에 흡수된다.
이로 인해 개구부(211a)에서 액체(예를 들어, 액체 상태의 땀)가 피부(10)와 센서 소자(214)의 간극(200a)에 침입하더라도, 해당 액체가 센서 소자(214)까지 도달하는 것을 억제할 수 있어, 센서 소자(214)에 액체가 부착됨으로써 기인하는 문제(측정 오차 및 내부 소자의 파손)를 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)에서, 전자 부품(213) 및 배선(215)은 수지 기판(212) 및 절연층(216)에 의해 밀봉된다. 즉, 전자 부품(213) 및 배선(215)은 바깥 공기와 닿지 않도록 빈틈없이 수지 기판(212) 및 절연층(216)으로 싸여있다. 이로 인해 전자 부품(213) 및 배선(215)은 공기 중의 습기 또는 수분으로부터 차단되어, 전자 부품(213) 및 배선(215)에 대한 방수 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 밀착형 센서(200)에 의하면, 기판 정면(212c)이 흡수성 시트(211)에 덮여 있고, 측정 대상인 피부(10)에 대해 흡수성 시트(211)를 밀착시켜 측정을 실시하도록 구성되어 있다. 이 밀착형 센서(200)에서 피부(10)와 밀착된 것은 흡수성 시트(211)이기 때문에, 밀착된 부분에서, 피부에서 발생하는 땀은 흡수성 시트(211)에 흡수되므로, 피부에서 땀이 나는 것을 저해하지 않도록 억제할 수 있으며, 땀의 억제로 인한 피부염의 발생을 억제할 수 있다. 이에 대해, 기존의 밀착형 센서에서는 피부와의 밀착면이 흡수 기능이 없는 재질로 구성되기 때문에, 피부에서의 땀 발생이 저해되고, 땀 억제로 인한 피부염이 발생한다는 문제가 있다.
또한 밀착형 센서(200)에 의하면, 수지 기판(212)이 흡수성 시트(211) 및 흡습성 시트(217)로 덮여있기 때문에, 수지 기판(212)에 실장되는 센서 소자(214) 및 전자 부품(213)의 방수성을 높이는 효과가 있다.
덧붙여, 본 실시형태에서는 센서 소자(214)로 서모파일을 이용했으나, 피부(10)에서 일정한 거리를 두고 사용하는 센서 소자라면 서모파일로 한정되지 않는다.
예를 들어, 센서 소자(214)로는 전자식 고분자형, 저항 변화형 또는 정전 용량 변화형의 습도 센서를 사용할 수 있다. 이 경우, 센서 소자(214)는 피부(10)에서 발생기는 땀 증기를 검출하고, 밀착형 센서(200)는 땀이 나는 정도를 측정하는 발한 측정 장치로서 기능한다. 그리고 밀착형 센서(200)에는, 피부(10)와 센서 소자(214) 사이에 간극(200a)(외부 환경의 영향을 되도록 받지 않는 공간)이 형성되고, 또한 해당 간극(200a)은 발수부와 흡수부로 둘러싸여 있으므로, 센서 소자(214)로 습도 센서를 이용하는 경우에도, 센서 소자(214)와 피부(10)의 사이에 측정에 필요한 공간을 형성하면서도, 센서 소자(214)에 액체(예를 들어, 액체 상태의 땀)가 부착되는 것을 억제할 수 있다.
[변형예]
이상에서 설명한 실시형태에서는, 특허문헌 3(일본 공개 특허 5,359,550 호 공보)에 개시된 방법을 이용하여 수지 기판(212)에 전자 부품(213)이나 센서 소자(214)를 매설했으나, 특허문헌 3의 방법 이외의 방법을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 주지의 프린트 실장 기판의 제조법을 이용할 수 있다. 이 점에 대해서는 도 5를 바탕으로 설명한다.
먼저, 도 5의 (a)에 나타낸 것과 같이, 폴리이미드 수지 절연층(절연성 기판)(316)의 한쪽 면에 구리 배선(315)을 형성한 인쇄 회로를 제조한다. 계속해서, 도 5의 (b)에 나타낸 것과 같이, 절연층(316) 중 구리 배선(315)이 형성된 쪽의 면에서, 전자 부품(313)(저항, 콘덴서, IC)과, 센서 소자(314)를 납땜 등을 통해 실장한다. 계속해서, 도 5의 (c)에 나타낸 것과 같이, 절연층(316) 중 구리 배선(315), 전자 부품(313), 센서 소자(314)가 실장된 쪽의 면에 수지 기판(312)을 형성한다.
구체적으로는, 구리 배선(315) 및 전자 부품(313)이 수지 기판(312) 및 절연층(316)에 의해 밀봉되며, 또한 센서 소자(314) 중 절연층(316)에 밀착된 쪽의 반대쪽을 노출하는 공동부(312a)가 형성되도록, 수지 기판(312)이 절연층(316) 위에 형성된다. 덧붙여, 수지 기판(312)은 수지 기판(212)와 마찬가지로 수지 기재에 발수성 첨가제를 첨가하여 작성된다.
그 후에 공정 B를 실시하는 점은 이미 언급한 실시형태와 동일하다.
이상의 실시형태에서는 밀착형 센서를 사람의 피부에 밀착시켜 사용하는 예를 나타냈으나, 물론 사람의 피부에 한정되지 않으며 동물 전반의 피부에 적용할 수 있다.
본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되지 않으며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양하게 변경할 수 있고, 다른 실시형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
[정리]
이상과 같이, 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 측정 대상에 밀착시키는 밀착부와, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 측정 대상과의 사이에 간극을 두고 배치되며 또한 상기 측정 대상에서 발생하는 검출 대상을 검출하는 센서 소자와, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 측정 대상 및 상기 센서 소자와 함께 상기 간극을 둘러싸는 발수부 및 흡수부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 상기 간극에 액체가 유입되더라도 해당 액체를 발수부에서 반발되어 흡수부로 이동시켜, 흡수부에 흡수시키는 것이 가능하다. 따라서 상기 센서 소자에 액체가 부착되는 것을 억제할 수 있어 이로 인해 측정 오차 및 소자의 손상을 억제할 수 있다는 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따른 밀착형 센서는 상기의 구성에 더하여, 상기 센서 소자를 매설하고, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자보다 상기 측정 대상 쪽에 돌출되어 있는 기판 정면을 가지는 발수성 기판과, 상기 기판 정면을 덮고 있으며, 상기 기판 정면과 대향하는 쪽의 면과 반대쪽의 면이 상기 밀착부가 되는 흡수성 시트를 구비하고, 상기 발수성 기판에는 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자와 상기 측정 대상 사이에 위치하는 영역에 공동부가 형성되며, 상기 흡수성 시트에는, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자와 상기 측정 대상 사이에 위치하는 영역에 개구부가 형성되어 있으며, 상기 간극은 상기 공동부 및 상기 개구부이며, 상기 발수부는 상기 발수성 기판이며, 상기 흡수부는 상기 흡수성 시트이어도 좋다.
본 발명의 구성에 따르면, 상기 측정 대상이 상기 센서 소자와 상기 발수부와 상기 흡수부로 둘러싸인 간극을 간단한 구성으로 실현할 수 있어, 이 같은 구성을 갖춘 밀착형 센서의 제조를 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 상기 구성에 더하여, 상기 발수성 기판에서 상기 기판 정면과는 반대쪽의 면을 기판 배면으로 하였을 때, 기판 배면에서 노출되도록 상기 발수성 기판에 매설되는 복수의 전자 부품과, 상기 전자 부품들을 연결하는 배선과, 상기 배선 및 상기 복수의 전자 부품을 밀봉하기 위해 상기 기판 배면에 설치되는 절연층을 포함할 수 있다.
본 발명의 구성에 따르면, 상기 전자 부품 및 배선을 공기와 닿지 않게 할 수 있으므로, 공기 중의 습기가 상기 전자 부품 및 배선에 닿지 않아, 상기 전자 부품 및 배선에 대한 방수 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 상기 구성에 더하여, 상기 측정 대상은 신체 표면이며, 상기 밀착부로서 기능하는 흡수성 시트를 포함할 수 있다.
본 발명의 구성에 따르면, 신체 표면과 흡수성 시트의 밀착부분에서 신체 표면(피부)에서 발생하는 땀은 흡수성 시트에 흡수되기 때문에, 피부에서 땀이 나는 것을 저해하지 않도록 억제할 수 있으며, 땀의 억제로 인한 피부염의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 상기 구성에 더하여, 상기 측정 대상은 신체 표면이며, 상기 센서 소자는 상기 신체 표면의 온도를 측정하기 위해 상기 신체 표면에서 발생하는 적외선을 상기 검출 대상으로 검출하는 서모파일이어도 무방하다. 또는 본 발명에 따른 밀착형 센서는, 상기 구성에 더하여, 상기 측정 대상은 신체 표면이며, 상기 센서 소자는 상기 신체 표면에서 땀이 나는 정도를 측정하기 위해 상기 신체 표면에서 발생하는 땀 증기를 검출 대상으로 검출하는 습도 센서여도 무방하다.
10 피부 (신체 표면, 측정 대상)
200 밀착형 센서
200a 간극
211 흡수성 시트 (흡수부, 밀착부)
211a 개구부
212 수지 기판 (발수부, 발수성 기판)
212a 공동부
212c 기판 정면
212e 기판 배면
213 전자 부품
214 센서 소자
215 배선
216 절연층
217 흡습성 시트
300 적외선 (검출 대상)
312 수지 기판
312a 공동부
313 전자 부품
314 센서 소자
315 구리 배선(배선)
316 절연층
200 밀착형 센서
200a 간극
211 흡수성 시트 (흡수부, 밀착부)
211a 개구부
212 수지 기판 (발수부, 발수성 기판)
212a 공동부
212c 기판 정면
212e 기판 배면
213 전자 부품
214 센서 소자
215 배선
216 절연층
217 흡습성 시트
300 적외선 (검출 대상)
312 수지 기판
312a 공동부
313 전자 부품
314 센서 소자
315 구리 배선(배선)
316 절연층
Claims (6)
- 측정 대상에 밀착시키는 밀착부와,
상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에, 상기 측정 대상 사이의 간극을 두고 배치되며 또한 상기 측정 대상에서 발생하는 검출 대상을 검출하는 센서 소자와,
상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에, 상기 측정 대상 및 상기 센서 소자와 함께 상기 간극을 둘러싸는 발수부(water-repellent element) 및 흡수부(water-absorbing element)를 구비하고,
상기 센서 소자를 매설하고, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자보다도 상기 측정 대상 측에 돌출된 기판 정면을 갖는 발수성 기판과,
상기 기판 정면을 덮으며, 상기 기판 정면과 대향하는 쪽의 면과 반대쪽인 면이 상기 밀착부가 되는 흡수성 시트를 구비하고,
상기 발수성 기판에는, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자와 상기 측정 대상 사이에 위치하는 영역에 공동부가 형성되어 있으며,
상기 흡수성 시트에는, 상기 측정 대상에 상기 밀착부를 밀착시킨 경우에 상기 센서 소자와 상기 측정 대상 사이에 위치하는 영역에 개구부가 형성되어 있으며,
상기 간극은, 상기 공동부 및 상기 개구부이고, 상기 발수부는 상기 발수성 기판이며 상기 흡수부는 상기 흡수성 시트인 것을 특징으로 하는 밀착형 센서. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 발수성 기판에서 상기 기판 정면과는 반대쪽의 면을 기판 배면으로 할 때, 기판 배면에서 노출되도록 상기 발수성 기판에 매설되는 복수의 전자 부품과,
상기 전자 부품들을 연결하는 배선과,
상기 배선 및 상기 복수의 전자 부품을 밀봉하기 위해 상기 기판 배면에 설치되는 절연층을 구비하는 것을 특징으로 하는 밀착형 센서. - 청구항 1에 있어서,
상기 측정 대상은 신체 표면이며, 상기 밀착부로서 기능하는 흡수성 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀착형 센서. - 청구항 1 및 청구항 3 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 대상은 신체 표면이며,
상기 센서 소자는 상기 신체 표면의 온도를 측정하기 위해 상기 신체 표면에서 발생하는 적외선을 상기 검출 대상으로 검출하는 서모파일(thermopile)인 것을 특징으로 하는 밀착형 센서. - 청구항 1 및 청구항 3 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 대상은 신체 표면이며,
상기 센서 소자는 상기 신체 표면에서 땀이 나는 정도를 측정하기 위해 상기 신체 표면에서 발생하는 땀 증기를 검출 대상으로 검출하는 습도 센서인 것을 특징으로 하는 밀착형 센서.
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