KR102358662B1 - 생체 정보 감지 센서 - Google Patents

생체 정보 감지 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR102358662B1
KR102358662B1 KR1020190165306A KR20190165306A KR102358662B1 KR 102358662 B1 KR102358662 B1 KR 102358662B1 KR 1020190165306 A KR1020190165306 A KR 1020190165306A KR 20190165306 A KR20190165306 A KR 20190165306A KR 102358662 B1 KR102358662 B1 KR 102358662B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light emitting
region
emitting unit
biometric information
Prior art date
Application number
KR1020190165306A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210074534A (ko
Inventor
유승협
이현우
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020190165306A priority Critical patent/KR102358662B1/ko
Priority to US17/119,814 priority patent/US11612339B2/en
Publication of KR20210074534A publication Critical patent/KR20210074534A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102358662B1 publication Critical patent/KR102358662B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0295—Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
    • H10K19/20—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00 comprising components having an active region that includes an inorganic semiconductor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111—Flexible substrates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A61B2562/0238—Optical sensor arrangements for performing transmission measurements on body tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/166—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted on a specially adapted printed circuit board
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/18—Shielding or protection of sensors from environmental influences, e.g. protection from mechanical damage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • A61B5/02427—Details of sensor
    • A61B5/02433—Details of sensor for infrared radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/86—Series electrical configurations of multiple OLEDs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 유연기판; 상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 제1 광을 출력하는 제1 발광부; 상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 상기 제1 광과 다른 제2 광을 출력하는 제2 발광부; 상기 제1 발광부와 제2 발광부를 감싸는 형태로 상기 유연기판의 일측에 배치되는 탄성중합체; 및 상기 유연기판의 타측에 배치되어 상기 제1 광과 대응되는 제3 광과 상기 제2 광과 대응되는 제4 광을 수광하는 수광부를 포함하고, 상기 제3 광은 상기 제1 광이 상기 생체에 의해 반사된 광이고, 상기 제4 광은 상기 제2 광이 생체에 의해 반사된 광이며, 상기 탄성중합체는 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 배치되는 제1 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하는 통로이다.

Description

생체 정보 감지 센서 {Biometric Sensor}
본 발명은 생체 정보 감지 센서에 관한 것으로, 구체적으로 유기포토다이오드로 구성된 수광부가 장착되어 심박 및 혈액 중의 산소 포화도를 측정할 수 있는 생체 정보 감지 센서에 관한 것이다.
일반적으로 의료기관이나 일반 가정에서는 혈관 정보(예, 심박신호, 광용적맥파, 산소포화도, photoplethysmography(PPG) 등)나 호흡 정보 또는 기타 다른 생체 활동 등을 파악하기 위한 생체 정보 감지 센서들이 사용되고 있다. 특히, 헤모글로빈의 광 흡수를 이용하여 혈액 중의 산소 포화도를 측정할 수 있는 심박 및 산소 포화도가 사용되고 있다. 광학소자를 이용한 심박 및 산소 포화도 센서는 비침습적으로 비교적 간단하게 생체정보를 확인할 수 있기 때문에 많은 수요가 있는 상황이다.
종래의 광학소자를 이용한 심박 및 산소 포화도 센서는 구동방식을 기준으로 크게 투과방식과 반사방식으로 나눌 수 있다.
투과방식은 발광다이오드(Light emitting diode, LED)와 포토다이오드(Photodiode, PD)를 이용하며, 발광다이오드와 포토다이오드 사이에 생체 매질(예, 손가락, 귓볼 등)이 위치된다. 이때, 발광다이오드에서 방출(또는 조사)된 광(또는 빛)이 생체 매질을 투과하여 포토다이오드가 수신하여 생체 매질 내부의 혈관의 변화 정보를 획득하는 방식이다.
반사 방식은 발광다이오드와 포토다이오드가 동일선상에 위치하며, 발광다이오드에서 방출된 광이 생체매질의 내부에서 반사된 빛을 포토다이오드가 수신하여 생체 매질 내부 혈관의 변화 정보를 획득하는 방식이다.
생체 매질에 조사된 빛은 피부 내부에서 산란되기 때문에 생체 매질에 조사된 빛의 입사각보다 넓은 범위의 각으로 빛이 분포하게 된다. 또한, 발광다이오드에서 방출된 광의 파장에 따라, 생체 매질의 내부에서 흡수 및 산란되는 정도가 상이하기 때문에, 빛 분포의 경향이 다양하게 된다.
종래의 투과방식과 반사방식의 심박 및 산소 포화도 센서는 일반적으로 실리콘이나 III-V 화합물 반도체 기반의 광학소자를 배열하여 구성된다. 이러한 기존 무기 반도체 기반의 광학소자는, 기계적인 유연성이나 신축성을 확보하는 것이 어려워 신체의 다양한 부위에 적용하는데 한계가 있다. 또한 효율적인 광 수신이 가능하려면, 발광 및 수광 소자간의 공간 배열이 최적화 되어야 하는데, 기존의 무기반도체 기반 광 소자는 직사각 형태 위주로 구현되므로, 고효율 신호 수득을 위한 설계 자유도 면에서 매우 제한적이다. 상시 모니터링을 선호하는 웨어러블 헬스 케어 센서(wearable health care sensor)는, 충분한 신호 확보를 위한 광원의 소비 전력이 작아야 하는데, 기존 기술의 설계 자유도 한계는 전력 소모 저감면에서 큰 문제가 될 수 있다.
또한, 광을 이용한 심박 및 산소포화도 센서는 높은 휘도가 필요한 경우가 많을 수 있는데, 높은 휘도 상에서 OLED의 외부 양자 효율이 LED보다 비효율적이라는 문제가 있었다. 기존의 심박 및 산소 포화도 센서는 OLED를 이용하였기 때문에, LED를 사용한 경우보다 외부 양자 효율이 낮다는 문제점이 존재하여, 이에 대한 개선이 필요하였다.
본 발명의 목적은 광수신 효율을 비약적으로 증가시킨 구조를 가지는 생체 정보 감지 센서를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 구조를 통해 최적 수광을 이뤄냄으로써 저전력으로 구동할 수 있는 생체 정보 감지 센서를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 높은 휘도 상에서 높은 외부 양자 효율로 구동할 수 있는 생체 정보 감지 센서를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 유연기판; 상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 제1 광을 출력하는 제1 발광부; 상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 상기 제1 광과 다른 제2 광을 출력하는 제2 발광부; 상기 제1 발광부와 제2 발광부를 감싸는 형태로 상기 유연기판의 일측에 배치되는 탄성중합체; 및 상기 유연기판의 타측에 배치되어 상기 제1 광과 대응되는 제3 광과 상기 제2 광과 대응되는 제4 광을 수광하는 수광부를 포함하고, 상기 제3 광은 상기 제1 광이 상기 생체에 의해 반사된 광이고, 상기 제4 광은 상기 제2 광이 생체에 의해 반사된 광이며, 상기 탄성중합체는 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 배치되는 제1 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하는 통로일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 광수신 효율을 비약적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 이를 통해 저전력 기반의 생체 정보 감지 센서를 구현할 수 있다.
또한, 높은 휘도에서 외부 양자 효율이 좋아 심박 및 산소포화도 측정 센서에 적용하기 용이하다.
또한, 유기반도체소자를 사용하여 유연(Flexible)하고 패턴의 자유도가 높아 여러 형태로 구현할 수 있다.
추가적으로, 생체의 형상에 따라 밀착되어 부착될 수 있기 때문에, 안정적인 생체 신호 측정이 용이하고, 다양한 신체 부위에 적용할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 작동원리 및 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 평면도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서에서 탄성중합체와 유연기판의 복수의 영역을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부와 제2 발광부가 교번하여 출력되는 것을 도시한 타임라인이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제2 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다.
도 8은 도 6 내지 도 7의 각각의 반사광을 수광부가 수광하여 변환된 출력 전류를 도시한 그래프이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 광의 파장과 상기 제2 발광부에서 출력되는 제2 광의 파장은 상이할 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 광은 제1 기간 동안 출력되고, 상기 제2 발광부에서 출력되는 제2 광은 제2 기간 동안 출력되며, 상기 제1 광과 제2 광은 교번하여 출력되며, 제어부는 상기 제1 기간 동안 상기 수광부로 입사된 제1 광에 기초하여 제1 정보를 검출하고, 상기 제2 기간 동안 상기 수광부로 입사된 제2 광에 기초하여 제2 정보를 검출할 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 수광부는 상기 발광부의 상부면을 감싸는 형태로 구성되며, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 중 적어도 하나의 상부면에 수직한 방향에 대하여 대응되는 상기 수광부의 적어도 일부분의 면이 상기 적어도 하나의 상부면이 중첩될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 수광부는 제1 수광부 및 제2 수광부를 포함하며, 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광은 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부 중 적어도 하나에 수광되며, 상기 생체에 의해 반사된 상기 제4 광은 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부 중 적어도 하나에 수광될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 광은 상기 제1 발광부으로부터 상기 유연기판으로의 방향과 반대 방향 영역에 위치하는 상기 생체를 향해 출력되며, 상기 제2 광은 상기 제2 발광부으로부터 상기 유연기판으로의 방향과 반대 방향 영역에 위치하는 상기 생체를 향해 출력될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 발광부는 적색 발광다이오드(RED LED)이며, 상기 제2 발광부는 근적외선 발광다이오드(NIR LED)일 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 유연기판은 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 PET(Polyethylene terephthalate)으로 구성될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 탄성중합체는 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 PDMS, Silicone 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 외부의 수분 및/또는 산소를 차단하는 적어도 하나 이상의 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 탄성중합체는 제2 영역 및 제3 영역을 포함하되, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 연결되는 상기 제1 발광부의 일 측면의 반대 측면에 위치되며, 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 연결되는 상기 제2 발광부의 일 측면의 반대 측면에 위치되되, 상기 제2 영역 또는 상기 제3 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 통로이되, 상기 제1 발광부에서 방출된 상기 제1 광에 대응되는 상기 제3 광이 투과되는 광량이 상기 제3 영역보다 상기 제1 영역에서 크며, 상기 제2 발광부에서 방출된 상기 제2 광에 대응되는 상기 제4 광이 투과되는 광량이 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에서 클 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 유연기판은, 상기 제1 발광부와 접촉하는 제1 데드존을 포함하는 제4 영역, 상기 제2 발광부와 접촉하는 제2 데드존을 포함하는 제5 영역 및 상기 제4 영역과 상기 제5 영역 사이에 배치되는 제6 영역을 포함하되, 상기 제6 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하는 통로이며, 상기 제1 데드존 및 상기 제2 데드존은 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하지 않을 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 유연기판의 타 측에 위치된 연성인쇄회로기판(FPCB)를 더 포함하며, 상기 연성인쇄회로기판은 외부의 전력원으로부터 연결된 배선이 실장될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 제1 정보와 제2 정보에 기초하여 혈관의 변화, 혈류량, 심박, 산소포화도, 광용적맥파, photoplethysmography(PPG) 또는 이들의 조합을 감지할 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 탄성중합체의 크기는 상기 수광부로 입사되는 제3 광 및 제4 광이 모두 탄성 중합체를 투과하도록 설정될 수 있다. 본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 유연기판은 제7 영역 및 제8 영역을 더 포함하되, 상기 제7 영역은 상기 제6 영역의 일측과 연결되는 상기 제4 영역의 일측의 반대측에 위치하며, 상기 제8 영역은 상기 제6 영역의 타측과 연결되는 상기 제5 영역의 일측의 반대측에 위치하며, 상기 제1 발광부에서 방출된 상기 제1 광에 대응되는 상기 제3 광이 투과되는 광량이 상기 제8 영역보다 상기 제6 영역에서 크며, 상기 제2 발광부에서 방출된 상기 제2 광에 대응되는 상기 제4 광이 투과되는 광량이 상기 제7 영역보다 상기 제6 영역에서 클 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는 상기 연성인쇄회로기판에 실장된 배선과 연결되며, 상기 배선은, 상기 탄성중합체에 의해 감싸지거나 상기 유연기판과 상기 탄성중합체 사이에 배치되도록 구성될 수 있다.
본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서의 일 실시예에 의하면, 상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하며, 상기 제1 배선은 상기 제1 발광부와 연결되며, 상기 제2 배선은 상기 제2 발광부와 연결될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 생체 정보 감지 센서에 대하여 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참고한다. 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 작동원리 및 구성을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 유연기판(Flexible substrate (10)), 수광부(30), 발광부(20), 탄성중합체(40), 연성인쇄회로기판(FPCB, (50)) 및 보호층(60)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 유연 기판(10)을 포함할 수 있다. 유연기판(10)은 후술할 수광부(30), 발광부(20), 탄성중합체(40) 등을 고정하거나 지지하는 역할을 할 수 있다. 또한 유연기판(10)은 생체(100)의 형태에 따라 생체 정보 감지 센서의 전체적인 형태를 유연하게 변형할 수 있도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 유연기판(10)은 생체 정보 감지 센서의 형태를 유지 및 구성요소들을 지지하기 위한 역할을 하며, 감지하고자 접촉하는 생체(100)의 부위에 따라 생체 정보 감지 센서의 형태가 유연하게 변형되도록 하는 역할을 하기 때문에, 일정 정도의 내구성 및 유연성을 가지는 물성을 가질 수 있다.
유연기판(10)은 생체 정보를 감지하기 위한 각종 구성요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 유연기판 상에는 일반적인 기판과 마찬가지로, 회로 설계를 근거로 각종 구성요소(회로부품 등)를 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현될 수 있으며, 절연물 상에 전기도체를 재현할 수 있다.
또한, 유연기판(10)은 전기부품 등과 같은 구성요소를 탑재하고 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성할 수 있으며, 구성요소의 전기적 연결기능 외의 구성요소들을 기계적으로 고정시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유연기판에는 수광부(30), 발광부(20), 탄성중합체(40), 연성인쇄회로기판(50)이 유연기판과 연결되도록 위치될 수 있다. 예를 들어 유연기판(10)의 일 측에는 후술할 수광부(30)가 위치될 수 있다. 또한 유연기판(10)의 타 측에는 후술할 하나 이상의 발광부(20) 및 탄성중합체(40), 발광부(30) 및 수광부(20)에 전력을 공급하는 배선(51, 52, 53)이 실장된 연성인쇄회로기판(50)이 위치될 수 있다.
이처럼, 유연기판(10)에는 생체 정보를 감지하는 구성요소들이 위치될 수 있기 때문에, 이들을 지지하고/하거나 고정할 수 있는 일정한 내구성을 가져 생체 정보 감지 센서의 전체적인 형상을 유지하기 위한 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다.
또한, 유연기판(10)은 생체 부위에 따라 형태를 바꿀 수 있도록 유연한 특성을 가질 수 있다. 다시 말해, 유연기판(10)은 생체 부위의 곡률 형태에 대응되도록 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있도록 유연한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 손목의 생체 정보를 감지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서를 사용하는 경우, 손목의 곡률 형태에 대응되도록 생체 정보 감지 센서가 곡률을 가지도록 휘어질 수 있다. 손목의 경우 부분적으로 직선 형태를 가지기도 하고 부분적으로는 곡률 형태를 가지고 있기 때문에, 생체 정보 감지 센서 또한 부분적으로 곡면을 구현할 수 있도록 유연한 특성을 가져야 한다. 이를 위해, 유연기판(10)은 일정한 유연성을 구현할 수 있는 물질로 구성될 수 있다.
종합하면, 유연기판(10)은 생체 정보 감지 센서의 일정 정도 이상의 내구성과 유연성을 가질 수 있는 물질로 구성될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광부(20)에서 방출된 광이 생체 매질의 내부에서 반사되어 유연기판(10)을 통해서 수광부(30)에서 수신되기 때문에, 유연기판은 상기 반사된 광의 손실이 최소화되도록 하는 물질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 유연기판은 반사된 광이 유연기판을 투과하도록 투명할 수 있다.
또한 발광부가 제1 발광부와 제2 발광부로 구성되며, 제1 발광부가 RED LED, 제2 발광부가 NIR LED로 구성될 수 있는데, RED LED와 NIR LED에서 방출된 광은 투과력이 상대적으로 높은 편이기 때문에, 이 경우에는 투과도가 상대적으로 낮더라도 RED LED, NIR LED에서 방출된 광이 투과할 수 있는 유연기판일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 유연기판은 PET(Polyethylene terephthalate) 등과 같은 합성수지로 구성될 수 있다. 다만, PET에 제한되지 않으며, 일정 내구성을 가지며, 유연한 특성을 가지는 물질로 유연기판이 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 발광부(20)를 포함할 수 있다. 발광부(20)는 유연기판의 일 측에 위치될 수 있다.
상기 발광부(20)는 광을 방출(또는 조사, 출력)할 수 있다. 즉, 발광부(20)는 광을 방출할 수 있는 다양한 구성요소가 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광부(20)는 발광다이오드(light emtting diode, LED), 근적외선 발광다이오드(near-infrared emitting diode), 적외선 발광다이오드(infrared emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode), 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED), 또는 이들의 적절한 조합으로 구성될 수 있다.
다만, 생체 정보 감지 센서가 높은 휘도가 필요한 심박 및 산소포화도 센서에 사용되는 경우, 바람직한 발광부(20)의 구성요소는 발광다이오드(light emtting diode, LED) 또는 근적외선 발광다이오드(near-infrared emitting diode) 등 LED 계열의 구성요소일 수 있다. 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)에 비해 LED 계열의 구성요소가 높은 휘도에서 외부 양자 효율이 높기 때문에, 심박 및 산소포화도 센서에 본 발명에 의한 생체 정보 감지 센서가 사용되는 경우, 발광부(20)가 발광다이오드(light emtting diode, LED) 또는 근적외선 발광다이오드(near-infrared emitting diode) 등 LED 계열의 구성요소로 구성함으로써, 외부 양자 효율을 높여 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서의 발광부(20)는 적어도 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(20)는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)를 포함할 수 있으며, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22) 각각은 발광다이오드(light emtting diode, LED), 근적외선 발광다이오드(near-infrared emitting diode), 적외선 발광다이오드(infrared emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode), 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED) 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)에서 방출되는 광의 파장은 동일할 수도 있으나, 바람직하게는, 방출되는 파장이 상이할 수 있다. 이때, 상기 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)에서 방출되는 광은 감지하려는 생체의 위치, 유형, 흡수 정도 등에 기초하여 유리한 파장을 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)는 모두 발광다이오드(LED)로 구성되되, 방출되는 파장이 상이하도록 구성될 수 있다. 또는, 제1 발광부(21)는 근적외선 이외의 광을 방출하는 발광다이오드로 구성되는 반면, 제2 발광부(22)는 근적외선 발광다이오드(near-infrared emitting diode)로 구성되면서 방출되는 파장이 상이하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는, 제1 발광부(21)가 적색 발광 다이오드(Red LED)로 구성될 수 있으며, 제2 발광부(22)는 근적외선 발광 다이오드(NIR LED)로 구성될 수 있다.
기존의 생체 정보 감지 센서의 경우, 적색 발광 다이오드와 근적외선 발광 다이오드가 각각의 제1 발광부 및 제2 발광부로 구성되는 경우, 상대적으로 파장이 긴 발광 다이오드이며, 침투 깊이가 깊다는 특성으로 인해 투과 방식으로 일반적으로 제조되었다.
다만 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는, RED LED와 NIR LED를 각각 제1 발광부와 제2 발광부로 구성한 경우에, 반사 방식을 통해 산소 포화도를 측정하도록 구성할 수 있다. 또한, 반사 방식으로 산소 포화도를 측정이 가능하게 구성할 수 있다는 점뿐만 아니라 기존의 투과 방식의 생체 정보 감지 센서보다 전력 효율 면에서도 뛰어나다는 효과가 존재한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 포함한 발광부(20)는 유연기판(10)의 일 측에 위치될 수 있다. 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)는 서로 접촉하여 유연기판(10)의 일 측에 나란히 위치될 수도 있으나, 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)는 소정의 간격을 가지고 유연기판(10)의 일 측에 위치될 수 있다.
또한, 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22) 각각의 주변부에는 유연 기판(10)의 일 측에 위치된 후술할 탄성중합체(40)가 위치될 수 있다. 예를 들어, 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22) 사이에 탄성중합체(40)가 배치되도록 구성될 수 있다. 추가적으로 제1 발광부(21) 또는 제2 발광부(22)와 유연 기판(10)의 일 측에 위치된 연성인쇄회로기판(50) 각각의 사이에 탄성중합체(40)가 배치되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는 탄성중합체(40)는 광을 투과시킬 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)에서 방출된 각각의 광의 반사광인 생체 내부의 대상체에서 반사된 각각의 광이, 탄성중합체(40)를 통하여 수광부(30)에 수신되도록 구성하여 광 수신이 효율적으로 될 수 있다. 이는 자세히 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 발광부(21)는 생체 정보 감지 센서가 포함된 장치로부터 후술할 연성인쇄회로기판(FPCB, 50)에 내장된 제1 배선(51)을 통해 전력을 공급받을 수 있다. 상기 제1 발광부(21)는 공급받은 전력을 광 에너지로 변환하여 특정 파장의 제1 광으로 방출할 수 있다.
유사하게, 상기 제2 발광부(22)는 생체 정보 감지 센서가 포함된 장치로부터 후술할 연성인쇄회로기판(FPCB, 50)에 내장된 제2 배선(52)을 통해 전력을 공급받을 수 있다. 상기 제2 발광부(22)는 공급받은 전격을 광 에너지로 변환하여 특정 파장의 제2 광으로 방출할 수 있다.
또한, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 포함하는 발광부(20)는 외부 또는 생체으로부터 유래한 산소 및 수분을 차단시키기 위해 보호층에 의해 차폐(Shielding)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 수광부(30)를 포함할 수 있다. 수광부(30)는 유연기판(10) 상에 위치될 수 있다. 특히, 수광부(30)는 발광부(20)가 위치되는 유연기판의 일측과 동일한 측에 위치될 수도 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수광부(30)는 발광부(20)가 위치되는 유연기판의 일 측과 반대 측(또는 유연기판의 타측)에 위치될 수 있다. 수광부(30)가 유연기판(10)을 기준으로 발광부(20)가 위치되는 측과 반대 측에 위치됨에 따라, 수광부(30)가 발광부(20)를 둘러싸는 형상이 가능해지고, 이를 통해 광 수신 효율을 증가시키며, 저전력 기반의 생체 정보 감지 센서를 구현할 수 있다.
이하에서는 수광부의 기술적 특징에 대해 자세히 서술한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 수광부(30)를 포함할 수 있다. 상기 수광부(30)는 포토다이오드(photodiode, PD) 등 광을 수신할 수 있는 적절한 요소로 구성될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 수광부(30)는 유기포토다이오드(Organinc photodiode, OPD)로 구성될 수 있다.
기존의 상용 실리콘 기반의 광학소자의 경우에는 빛이 효율적으로 수광부로 수신되기 어려운 구조였다. 그 이유는 실리콘 기반의 포토다이오드 등을 이용하여 제조된 생체 정보 감지 센서는 비유연하고 형태 변화에 비가변적이기 때문에, 효율적인 광 수신이 가능한 형태 구현이 어려웠다.
다만, 패턴 형성이 비교적 자유로운 유기반도체 공정을 이용하여 제조된 유기포토다이오드(OPD)는 패턴 형성이 자유로워 수광부의 구조를 목표하는 구조로 제조할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 유기포토다이오드는 기존의 실리콘 기반의 광학소자보다 유연성(Flexibility)이 뛰어나기 때문에, 부분적인 곡면을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 유기포토다이오드를 수광부(30)로 구성될 수 있다. 패턴 형성이 자유로운 유기포토다이오드를 사용하여, 발광부(20)를 전방위로 감싸는 구조를 구현할 수 있다. 구체적으로는, 생체 내부의 대상체에서 반사된 광은 산란으로 인해, 반사된 광의 반사경로를 예측하기 어려운데, 수광부(30)가 발광부(20)를 둘러싸는 구조로 형성함으로써, 반사된 광의 손실 가능성을 낮추어 반사된 광의 수광부(30)로의 수신 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 수광부(30)는 발광부(20)를 둘러싸는 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 발광부(20)가 복수개로 이루어진 경우에는 복수개의 발광부를 모두 둘러싸도록 수광부(30)의 형태가 구성될 수 있다. 예를 들어, 발광부(20)가 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)로 구성된 경우에는, 수광부(30)가 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 모두 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바에 따르면, 수광부(30)는 제1 발광부(21) 및 상기 제2 발광부(22)의 상부면을 감싸거나, 덮는 형태로 구성되며, 제1 발광부(21) 및 상기 제2 발광부(22)의 상부면에 수직한 방향에 대하여 대응되는 수광부(30)의 적어도 일부분의 면이 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)의 적어도 하나의 상부면과 중첩될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서를 Top view에서 관찰하였을 때, 수광부(30)의 일부 면이 제1 발광부(21)의 상부면 또는 제2 발광부(22)의 상부면과 겹치도록(overlap) 수광부(30)가 구성될 수 있다. 수광부(30)의 상부에서 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 바라보았을 때, 수광부(30)는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)의 모든 영역을 가릴 수 있다. 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)의 최외곽은 수광부(30)의 가장자리보다 수광부(30)의 중심 방향에 위치할 수 있다. 또한, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)가 점유하는 면적의 합은 수광부(30)의 면적보다 작을 수 있다.
또는 발광부(20)가 복수개로 이루어진 경우에는, 제1 발광부 및 제2 발광부를 각각 둘러싼 형태의 제1 수광부 및 제2 수광부로 구현될 수도 있을 것이다. 이때, 제1 발광부에서 출력된 광이 생체 내부에서 반사되어 제1 수광부 및 제2 수광부 중 적어도 하나로 수광되도록 구성될 수 있다. 또한 제2 발광부에서 출력된 광이 생체 내부에서 반사되어 제1 수광부 및 제2 수광부 중 적어도 하나로 수광되도록 구성될 수 있다. 추가적으로 제1 수광부와 제2 수광부가 연결된 형태로 구성될 수도 있다.
또한 복수개의 발광부에서 유래된 반사광 각각을 수광하기 위한 대응되는 수광부를 포함하도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광부에서 유래한 반사 광은 제1 수광부에서 수광하도록, 제2 발광부에서 유래한 반사광은 제2 수광부에서 수광하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는, 수광부(30)가 발광부(20)를 둘러싸도록 생체(100)를 기준으로 발광부(20)보다 상측에 수광부(30)가 위치될 수 있다. 예를 들어, 유연기판(10)의 일 측에 발광부(20)가 위치되는 경우, 수광부(30)는 유연기판(10)의 타 측에 위치될 수 있다. 이때, 이러한 구조는 유연기판(10)의 일 측에 발광부(20)를 적층하고 유연기판(10)의 타 측에 수광부(30)를 적층함으로써, 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 수광부를 포함하며, 특히 유기포토다이오드(OPD)로 수광부가 구성될 수 있다. 수광부는 생체 내부에서 반사된 광을 수신하며, 수신된 광에 기초하여 전류를 생성하게 되며, 외부의 수신 회로를 통해, 수광부의 전압의 변화를 관찰하는 방식으로 구성될 수 있다. 특히, 유기포토다이오드로 구성된 수광부는 생체 내부에서 움직임이 없는 부분에 대한 반사 광과 혈관의 움직임에 따라 흡광 정도가 변한 반사 광의 정보를 각각 수신할 수 있으며, 수신된 각각의 반사광이 흡광 정도에 따라 수광부 내에서 변환된 전류가 AC, DC값으로 각각 출력되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 외부로부터 수분 및/또는 산소층을 차단하도록 수광부의 상부면과 측면부는 보호층에 의해 둘러싸이도록 구성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 발광부(20)와 수광부(30)가 생체를 기준으로 같은 방향에 위치되는 특징을 갖는다. 이는, 발광부(20)에서 방출된 광이 생체(100)를 향해 조사되어 생체 내부(110)에서 반사된 광을 수광부(30)에서 수신하는 반사 방식에 의하기 때문이다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 수광부(30)는 생체(100)로부터의 발광부(20)보다 상부측에 위치되도록 구성될 수 있다.
따라서, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 포함하는 발광부(20)에서 생체(100) 방향으로 방출된 광이 생체 내부의 대상체(110)에 의해 일부 반사될 때, 반사된 광이 수광부(30)에 수신되기 위해서는, 발광부(30) 주변에 반사 광을 투과시킬 수 있는 물질로 구성된 요소가 위치될 필요가 존재한다.
본 발명에 의한 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22) 주변에 위치된 탄성중합체(40)를 더 포함할 수 있다.
제1 발광부(21)와 제2 발광부(22) 주변이라 함은, 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)의 사이 영역을 의미하고/하거나 제1 및 2 발광부(21, 22) 각각과 후술할 연성인쇄회로기판(50) 사이의 영역을 의미할 수 있다.
다시 말해, 탄성중합체(40)는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22) 사이 영역에 배치될 수 있다. 또한, 탄성중합체(40)는 제1 발광부(21)와 연성인쇄회로기판(50) 사이의 영역에 위치될 수 있다. 또한, 탄성중합체(40)는 제2 발광부(22)와 연성인쇄회로기판(50) 사이의 영역에 위치될 수 있다.
본 발명에 의한 일 실시예에 따르면, 탄성중합체(40)는 생체(100) 내부의 대상체(110)에서 반사된 광을 투과시킬 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 탄성중합체(40)는 반사광을 투과시킬 수 있는 투명한 특성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 탄성중합체(40)는 PDMS, Silbione 또는 Silicone 등과 같은 물질일 수 있다. 이렇게, 생체 정보 감지 센서가 빛을 투과시킬 수 있는 탄성중합체(40)를 포함함으로써, 상부의 수광부(30)로 수신되지 않는 반사 광의 비율을 감소시킬 수 있어, 광 수신 효율을 증가시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다.
또한, 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)에서 유래한 각각의 반사광이 수광부(30)에서 수광되도록 탄성중합체(40)를 투과하도록 구성되기 때문에, 탄성중합체(40)의 크기가 반사광의 수광에 중요한 요소일 수 있다. 이 때, 탄성중합체(40)의 크기는 수광부로 입사되는 제1 발광부에서 유래한 반사광 및 제2 발광부에서 유래한 반사광이 모두 탄성중합체를 투과하도록 결정될 수 있다.
예를 들어, 탄성중합체(40)의 크기는 수광부(30)로 입사되는 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)에서 유래한 각각 반사광의 최외광각도와 수광부의 외경을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명에 의한 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 생체 내부의 특정 정보를 감지하기 위해 생체(예, 피부, 100)와 접촉할 수 있다. 도 2를 참고하면, 생체 정보 감지 센서는 탄성중합체(40)를 포함할 수 있으며, 탄성중합체(40)는 생체와 접촉할 수 있다. 따라서 탄성중합체(40)는 생체에 친화적인 물질로 구성될 수 있다. 즉, 탄성중합체는 생체와 접촉할 수 있기 때문에 생체와 무해한 물질로 선택될 수 있다.
또한, 생체 정보를 감지할 때, 생체 정보 감지 장치의 움직임으로 인하여 생체 정보 측정에 오차가 생길 염려가 있을 수 있기 때문에 생체(예, 피부, 100)와의 밀착성이 요구될 수 있다. 이를 위해, 생체와의 접촉을 할 수 있는 탄성중합체(40)는 점착성을 가진 물질로 구성될 수 있다. 다시 말해, 탄성중합체(40)는 생체 정보 감지 센서를 생체에 밀착시켜 생체 정보 감지 센서를 사용하는 동안, 움직임을 감소시키기 위해 점착성을 가진 물질로 선택될 수 있다.
또한, 탄성중합체는 전체 생체 정보 감지 센서의 구조를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 유연기판 일 측에 배치된 발광부 또는 연성인쇄회로기판과 같은 구성요소를 지지하기 위해 발광부 사이에 영역이나 발광부와 연성인쇄회로기판의 사이 영역에 탄성중합체를 위치시킬 수 있다. 탄성중합체가 없는 경우, 발광부 등의 구성요소가 위치된 부분의 유연기판에 하중이 걸려, 전체 생체 정보 감지 센서의 구조가 유지되지 않아 생체 정보 감지 센서의 정보 감지의 오차나 왜곡이 생길 수 있다. 본 출원에 개시된 생체 정보 감지 센서는 탄성중합체를 포함하므로써, 생체 정보 감지 센서의 구조를 일정하게 유지하여 생체 정보의 감지의 정확도를 높일 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board, 50)을 포함할 수 있다.
연성인쇄회로기판(50)은 유연기판(10) 상에 위치할 수 있다. 연성인쇄회로기판(50)은 유연기판(10)의 일측에 위치할 수 있다. 연성인쇄회로기판(50)은 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22) 가 위치하는 유연기판(10)의 일측에 위치할 수 있다.
연성인쇄회로기판(50)은 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)의 높이와 대응되는 높이를 가질 수 있다. 또한 연성인쇄회로기판(50)은 탄성중합체(40)와 대응되는 높이를 가질 수 있다. 연성인쇄회로기판(50)이 제1 발광부(21), 제2 발광부(22) 및 탄성중합체(40)와 대응되는 높이를 가짐으로써 생체 정보 감지 센서의 각 구성이 단차가 없는 상태로 제작될 수 있다. 생체 정보 감지 센서의 각 구성은 단차가 없는 상태로 제작될 수 있어, 측정하고자 하는 생체와 생체 정보 감지 센서 사이에서의 영역별 이격을 방지할 수 있어 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
연성인쇄회로기판 상에는 일반적인 기판과 마찬가지로, 회로 설계를 근거로 각종 구성요소(회로부품 등)를 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현될 수 있으며, 절연물 상에 전기도체를 재현할 수 있다.
또한, 연성인쇄회로기판은 전기부품 등과 같은 구성요소를 탑재하고 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성할 수 있으며, 구성요소의 전기적 연결기능 외의 구성요소들을 기계적으로 고정시킬 수 있다.
다만, 연성인쇄회로기판은 일반적인 회로기판(예, PCB)과는 다르게 유연한 특징을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 접촉하는 생체의 형태에 따라, 대응되는 굴곡을 구성할 수 있도록, 연성인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 다시 말해, 생체는 부분적으로 곡률이 높은 부분이 존재하고, 부분적으로는 곡률이 낮은 부분이 존재할 수 있으며, 생체의 부위에 따라 곡률이 상이할 수 있다. 이때 정확한 생체 정보를 획득하기 위해서는, 센서가 사용되는 영역의 생체 형태와 대응되도록 생체 정보 감지 센서의 형태가 구성될 필요가 존재하며, 유연성의 특성을 갖는 연성인쇄회로기판을 사용하여 구현할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 연성인쇄회로기판(50) 내에 실장된 복수의 배선(51, 52, 53)을 포함할 수 있다.
연성인쇄회로기판(50) 내에 실장된 배선(51, 52, 53)은 외부의 전기 소스와 발광부(20), 수광부(30) 등을 연결하여 발광부(20) 또는 수광부(30) 등에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 발광부(20)의 경우에는 외부의 전기 소스로부터 배선(51, 52)을 통해 전달된 전기에너지가 발광부(20)에서 빛에너지로 변환되어 특정 파장의 빛 에너지로 방출될 수 있다. 복수의 발광부가 존재하는 경우에는 복수의 발광부에 각각 배선을 통해 외부의 전기 소스와 연결될 수 있다.
수광부(30)의 경우에는 생체(100) 내부의 대상체(110)에서 반사된 빛 에너지가 배선(53)을 통해 수광부(30)에서 전기에너지로 변환될 수 있다. 이때, 변환된 전기에너지의 세기 등을 통하여 생체(100) 내부의 대상체(110)의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어 변환된 전기에너지는 전류의 세기와 같은 변환된 전기에너지의 지표로 수치화할 수 있고, 전류의 세기의 변화를 통해 혈관의 변화, 혈류량, 심박, 산소포화도, 광용적맥파, photoplethysmography(PPG) 등 또는 이들의 조합의 생체 정보를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 연성인쇄회로기판 내에 실장된 복수의 배선(51, 52, 53)을 포함할 수 있다. 이때, 배선의 굵기는 얇게(예, 약 15mm) 구성될 수 있다.
연성인쇄회로기판(50) 내에 실장된 복수의 배선(51, 52)은 각각 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)와 연결될 수 있다. 이때, 배선은 탄성중합체 또는 유연기판을 통하여 제1 발광부 및 제2 발광부와 연결될 수 있다.
배선(51, 52)들은 탄성중합체에 의해 감싸진 형태일 수 있다. 배선(51, 52)들이 연성인쇄회로기판(50)과 제1 발광부(21) 또는 제2 발광부(22) 사이의 영역에 고정되지 않은 상태로 놓여진 후 탄성중합체(40)가 액체나 겔타입으로 유연기판(10) 상에 도포되면 탄성중합체(40) 내부에 배선(51, 52)들이 포함된 상태에서 경화될 수 있다.
또는 배선(51, 52)들은 유연기판(10)과 탄성중합체(40) 사이에 위치할 수 있다. 배선(51, 52)들이 유연기판(10) 상에 위치된 상태에서 탄성중합체(40)가 형성되는 경우에는 배선(51, 52)들은 유연기판(10)과 탄성중합체(40) 사이에 위치할 수 있다.
탄성중합체에 의해 연결되는 경우, 탄성중합체의 제조 시 상태(예, 고체, 액체)에 따라 배선이 구성이 상이해질 수 있다.
예를 들어, 탄성중합체의 제조 시 상태가 액체인 경우 배선(51, 52)들은 액체 상태인 탄성중합체에 의해 감싸진 형태로 굳을 수 있으며, 최종적으로 배선들은 탄성중합체에 의해 감싸질 수 있다. 탄성중합체의 제조 시 상태가 고체인 경우에는 배선(51, 52)들은 탄성중합체와 유연기판 사이에 배치되어 제1 발광부 및 제2 발광부와 연결될 수 있다.
본 발명에 개시된 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 적어도 하나 이상의 보호층을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 생체 정보 감지 센서의 외부의 수분 및/또는 산소 등이 포함된 공기가 센서 내부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 또는, 수분 및/또는 산소 이외의 생체 정보 감지 센서의 정확도를 떨어뜨리는 여러 가지 이물질(예, 먼지 등)이 센서 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명에 개시된 일 실시예에 따르면, 생체 정보 감지 센서는 적어도 하나 이상의 보호층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나 이상의 보호층 중 하나의 보호층은 수광부의 일 측에 위치될 수 있다. 도 2를 참고하면 보호층(60)은 수광부(30)의 상부를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이때, 수광부(30)는 유연기판(10)의 일 측에 위치될 수 있으며, 수광부(30)와 유연기판(10)은 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 이 경우에는 상기 보호층(60)은 수광부(30)의 측면부와 유연기판(10)의 상부면의 좌우측부의 적어도 일부분을 차폐하도록 구성될 수 있다.
생체 정보 감지 센서는 도시하지 않았지만 생체와 접촉하는 부분(예. 도2의 FPCB, 발광부, 탄성중합체 하부 부분)에 추가 보호층을 포함할 수 있다. 이를 통해, 생체의 이물질이나 생체에 존재하는 수분 및/또는 산소층이 생체 정보 감지 센서의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 추가 보호층은 발광부에서 생체를 향해 조사되는 이동경로 사이에 위치될 수 있다. 또는 추가 보호층은 생체 내부의 대상체에서 반사된 광이 수광부를 향해 이동하는 경로 상이 위치될 수 있다. 이 경우, 추가 보호층은 발광부에서 방출되는 광과 생체 내부의 대상체로부터 반사되는 광을 흡수하거나 간섭하지 않도록 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다. 추가 보호층은 보호층(60)과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 추가 보호층은 보호층(60)과 일체로 형성될 수 있다.
아래에서는 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서에서의 광의 이동을 설명한다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서에서 탄성중합체와 유연기판의 복수의 영역을 도시한 단면도이다.
영역의 위치 설명, 각 영역간의 관계, 발광부로 출력되어 수광부로 들어가는 광의 경로, 각 영역별로 투과하는 광의 특성들
도 2 및 도 4를 참고하면, 탄성중합체(40)는 제1 영역(41), 제2 영역(42) 및 제3 영역(43)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(41)은 제1 발광부(21)의 일 측과 제2 발광부(22)의 일 측 사이에 위치된 영역일 수 있다.
상기 제2 영역(42)은 제1 발광부(21)와 연성인쇄회로기판(50) 사이에 위치된 영역일 수 있다. 구체적으로 상기 제2 영역(42)은 제1 영역(41)과 연결되는 상기 제1 발광부(21)의 일 측의 반대 측에 위치된 영역일 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 영역(41)은 제1 발광부(21)의 타 측면과 유연인쇄회로기판(50)의 사이에 위치된 영역일 수 있다.
상기 제3 영역(43)은 제2 발광부(22)와 연성인쇄회로기판(50) 사이에 위치된 영역일 수 있다. 구체적으로 상기 제3 영역(43)은 제1 영역(41)과 연결되는 상기 제2 발광부(22)의 일 측의 반대 측에 위치된 영역일 수 있다. 다시 말해, 상기 제3 영역(43)은 제2 발광부(22)의 타 측면과 유연인쇄회로기판(50)의 사이에 위치된 영역일 수 있다.
상기 제1 영역(41), 상기 제2 영역(42) 및 상기 제3 영역(43)는 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22), 연성인쇄회로기판(50)의 높이와 대응되는 높이로 구성될 수 있다. 상기 제1 영역(41), 상기 제2 영역(42) 및 상기 제3 영역(43)이 제1 발광부(21), 제2 발광부(22) 및 연성인쇄회로기판(50)과 대응되는 높이를 가짐으로써 생체 정보 감지 센서의 각 구성이 단차가 없는 상태로 제작될 수 있다. 생체 정보 감지 센서의 각 구성은 단차가 없는 상태로 제작될 수 있어, 측정하고자 하는 생체와 생체 정보 감지 센서 사이에서의 영역별 이격을 방지할 수 있어 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 제1 발광부(21)와 접촉하는 제1 데드존(16)을 포함하는 제4 영역(11) 및 제2 발광부(22)와 접촉하는 제2 데드존(17)을 포함하는 제5 영역(12)을 포함하는 유연기판(10)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 유연기판(10)의 타 측에 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)가 배치될 수 있는데, 이때, 유연기판(10)에 대하여 하부층에 제1 및 2 발광부가 배치되어, 제1 발광부와 제2 발광부가 위치되는 유연기판의 일부분에 제1 및 2 발광부에서 유래한 반사광(예, 제3 광 및 제4 광)이 도달하지 않는 데드존이 존재할 수 있다. 다시 말해, 유연기판은 제1 발광부에서 유래한 반사광과 제2 발광부에서 유래한 반사광이 투과하지 않는 제1 데드존(16) 및 제2 데드존(17)을 포함할 수 있다.
다만 제1 데드존(16) 이외에 제4 영역(11)에 포함된 영역에는 제1 발광부에서 유래한 반사광과 제2 발광부에서 유래한 반사광이 투과할 수 있다. 또한, 제2 데드존(17) 이외에 제4 영역(11)에 포함된 영역에는 제1 발광부에서 유래한 반사광과 제2 발광부에서 유래한 반사광이 투과할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 유연기판(10)은 제6 영역(13), 제7 영역(14) 및 제8 영역(15)을 포함할 수 있다.
상기 제6 영역(13)은 유연기판의 제4 영역(11)의 일 측과 제5 영역(12)의 일 측 사이에 위치하는 영역일 수 있다.
상기 제7 영역(14)은 제6 영역(13)의 일측과 연결되는 상기 제4 영역(11)의 일측의 반대측에 위치될 수 있다. 다시 말해, 제7 영역(14)은 제6 영역(13)의 타측에 위치된 유연기판 내의 영역일 수 있다.
상기 제8 영역(15)은 제6 영역(13)의 타측과 연결되는 상기 제5 영역(12)의 일측의 반대측에 위치될 수 있다. 다시 말해, 제8 영역(15)은 제5 영역(12)의 타측에 위치된 유연기판 내의 영역일 수 있다.
상기 제6 영역(13), 상기 제7 영역(14) 및 상기 제8 영역(15)은 발광부(21 및 22)에서 출력된 광이 생체 내부의 대상체에서 반사되어 수광부로 입사되는 경우 반사광의 투과 경로일 수 있다.
제1 발광부(21)에서 출력된 제1 광은 생체 내부의 대상체(110)에 반사되어 탄성중합체(40)와 유연기판(10)을 순차적으로 투과하여 제3 광으로 수광부(30)에 전달되어 수신될 수 있다. 이때, 상기 제1 광의 반사광은 탄성중합체(40)의 제1 영역(41), 제2 영역(42) 및 제3 영역(43) 중 적어도 하나의 영역을 투과할 수 있다. 순차적으로 탄성중합체(40)를 투과한 상기 제1 광의 반사광은 유연기판(10)의 제6 영역(13), 제7 영역(14), 제8 영역(15), 제4 영역(11)의 일부 영역 및 제5 영역(12)의 일부 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 투과하여 제3 광으로 수광부(30)로 입사될 수 있다.
유사하게, 제2 발광부(22)에서 출력된 제2 광은 생체 내부의 대상체(110)에 반사되어 탄성중합체(40)와 유연기판(10)을 순차적으로 투과하여 제4 광으로 수광부(30)에 전달되어 수신될 수 있다. 이때, 상기 제2 광의 반사광은 탄성중합체(40)의 제1 영역(41), 제2 영역(42) 및 제3 영역(43) 중 적어도 하나의 영역을 투과할 수 있다. 순차적으로 탄성중합체(40)를 투과한 상기 제1 광의 반사광은 유연기판(10)의 제6 영역(13), 제7 영역(14), 제8 영역(15), 제4 영역(11)의 일부 영역 및 제5 영역(12)의 일부 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 투과하여 제4 광으로 수광부(30)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제3 광이 투과되는 광량은 탄성중합체(40)의 제3 영역(43)보다 제1 영역(41)에서 더 클 수 있다. 이는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)가 소정의 간격을 두고 배치되며, 수광부(30)와 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)를 포함하는 발광부(20)가 동일한 층에 배치되지 않고, 발광부(20)의 상부층에 수광부(30)가 적층됨에 따른 구조적 특징 때문이다.
또한, 이러한 구조적 특징으로 인하여, 상기 제3 광이 유연기판(10)을 투과하여 수광부(30)로 입사될 때, 상기 제3 광이 투과되는 광량은 유연기판(10)의 제8 영역(15)보다 제6 영역에서 더 클 수 있다.
유사하게, 제2 발광부(22)에서 출력된 제2 광은 생체 내부의 대상체(110)에 반사되어 탄성중합체(40)의 제1 영역(41), 제2 영역(42) 및 제3 영역(43) 중 적어도 하나의 영역을 투과하여 제4 광으로 수광부(30)에 전달되어 수신될 수 있다. 이때, 상기 제4 광이 투과되는 광량은 탄성중합체(40)의 제2 영역(42)보다 제1 영역(41)에서 더 클 수 있다.
또한, 상기 제4 광이 유연기판(10)을 투과하여 수광부(30)로 입사될 때, 상기 제4 광이 투과되는 광량은 유연기판(10)의 제7 영역(14)보다 제6 영역(13)에서 더 클 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부와 제2 발광부는 시분할 방식으로 구동될 수 있다.
아래에서는 시분할 방식으로 구동되는 생체 정보 감지 센서를 설명한다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부와 제2 발광부가 교번하여 출력되는 것을 도시한 타임라인이다. 도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다. 도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제2 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다. 도 8은 도 6 내지 도 7의 각각의 반사광을 수광부가 수광하여 변환된 출력 전류를 도시한 그래프이다.
도 5를 참고하면, 제1 발광부에서 출력되는 제1 광은 제1 기간 동안 출력되고, 제2 발광부에서 출력되는 제2 광은 제2 기간동안 출력될 수 있다. 예를 들어, t1에서 t2의 기간(또는 t5에서 t6의 기간)에서는 제1 발광부(21)를 작동시켜 제1 광을 출력하며, t3에서 t4의 기간에서는 제2 발광부(22)를 작동시켜 제2 광을 출력할 수 있다.
이때, 상기 제1 광과 상기 제2 광은 교번하여 출력될 수 있다. 다시 말해, t1에서 t2의 기간(또는 t5에서 t6의 기간)에서는 제1 발광부(21)만을 작동시키며, 제2 발광부(22)의 작동은 하지 않도록 제어하여, 제1 광만 출력되도록 구성할 수 있다. 또한 t3에서 t4의 기간에서는 제2 발광부(22)만을 작동시키며, 제1 발광부(21)의 작동은 하지 않도록 제어하여, 제2 광만 출력되도록 구성할 수 있다. 상기 제1 광과 상기 제2 광을 교번하여 출력함으로써, 제1 광과 제2 광 간의 간섭 문제를 해결할 수 있다. 제어부는 제1 광과 상기 제2 광이 교번하여 출력되도록 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 제1 광의 반사광이자 수광부로 입사된 제3 광에 기초하여, 생체 정보와 관련된 제1 정보를 검출하도록 구성될 수 있다. 유사하게 제어부는 제2 광의 반사광이자 수광부로 입사된 제4 광에 기초하여, 생체 정보와 관련된 제2 정보를 검출하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, t1에서 t2의 기간(또는 t5에서 t6의 기간)에서 제1 발광부(21)만을 작동시켜 제1 광을 생체를 향해 출력하는 경우에는, 제1 광이 생체 내부에 의해 반사되어 수광부에 입사되는 제3 광이 t1에서 t2의 기간(또는 t5에서 t6의 기간)에 대응하는 기간 동안 수광부에서 수광되며, 상기 제3 광에 기초하여 생체 정보(예, 혈관의 움직임, 심박수 등)와 관련된 제1 정보를 검출 할 수 있다. 또한, t3에서 t4의 기간동안에 제2 발광부(22)만을 작동시켜 제2 광을 생체를 향해 출력하는 경우에는, 제2 광이 생체 내부에 의해 반사되어 수광부에 입사되는 제4 광이 t3에서 t4의 기간에 대응하는 기간 동안 수광부에서 수광되며, 상기 제4 광에 기초하여 생체 정보(예, 혈관의 움직임, 심박수 등)와 관련된 제2 정보를 검출 할 수 있다.
도 6을 참고한다. 도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제1 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다. 바람직하게는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)는 교번하여 출력되므로, 도 6은 제2 발광부에서 제2 광이 출력되지 않고 제1 발광부(21)에서만 제1 광(211)이 출력되는 상태를 도시한 도면일 수 있다.
도 6를 참고하면, 제1 광(211)은 제1 발광부(21)로부터 유연기판(10)이 위치하는 방향과 반대 방향의 영역에 위치하는 생체(100)를 향해 출력된다. 상기 제1 광(211)은 생체(100) 내부에 위치된 대상체(110)에 의해 반사되어 제3 광(212)으로 탄성중합체(40) 및 유연기판(10)을 투과하여 수광부(30)에 수신될 수 있다. 이때, 제3 광(212)은 생체 내부의 대상체에서 반사된 시점의 광을 의미할 수도 있으며, 수광부에 수광되는 광을 의미할 수 있다.
이후 수광부(30)에 수신되는 제3 광에 기초하여, 제어부는 심박 및 산소포화도에 대한 제1 정보를 검출할 수 있다.
도 7을 참고한다. 도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서의 제2 발광부가 출력되는 경우의 출력광과 반사광을 도시한 단면도이다. 바람직하게는 제1 발광부(21)와 제2 발광부(22)는 교번하여 출력되므로, 도 7은 제1 발광부에서 제1 광이 출력되지 않고 제2 발광부(22)에서만 제2 광(221)이 출력되는 상태를 도시한 도면일 수 있다.
도 7을 다시 참고하면, 제2 광(221)은 제2 발광부(22)로부터 유연기판(10)이 위치하는 방향과 반대 방향의 영역에 위치하는 생체(100)를 향해 출력된다. 상기 제2 광(221)은 생체(100) 내부에 위치된 대상체(110)에 의해 반사되어 제4 광(222)으로 탄성중합체(40) 및 유연기판(10)을 투과하여 수광부(30)에 수신될 수 있다. 이때, 제4 광(222)은 생체 내부의 대상체에서 반사된 시점의 광을 의미할 수도 있으며, 수광부에 수광되는 광을 의미할 수 있다.
이후 수광부(30)에 수신되는 제4 광에 기초하여, 제어부는 심박 및 산소포화도에 대한 제2 정보를 검출할 수 있다.
도 8을 참고한다. 도 8은 도 6 내지 도 7의 각각의 반사광을 수광부가 수광하여 변환된 출력 전류를 도시한 그래프이다. 도 8의 (a)는 도 6의 제1 발광부(21)에서 제1 광만이 출력되는 경우, 제1 광에 대응되는 반사광인 제3 광이 수광부(30)에 수신되어, 변환된 출력 전류를 도시한다. 예를 들어, 제1 발광부(21)가 RED LED이며, t1에서 t2의 기간(또는 t5에서 t6의 기간) 동안 제1 광(211)이 생체를 향해 출력되는 경우, 생체의 대상체에서 반사된 제3 광(212)은 탄성중합체(40) 및 유연기판(10)을 통하여 수광부(30)에 수광되며, 수광된 빛에너지가 변환되어, 전류로 출력된 것이다.
유사하게, 도 8의 (b)는 도 7의 제2 발광부(22)에서 제2 광만이 출력되는 경우, 제2 광에 대응되는 반사광인 제4 광이 수광부(30)에 수신되어, 변환된 출력 전류를 도시한다. 예를 들어, 제2 발광부(22)가 NIR LED이며, t3에서 t4의 기간 동안 제2 광(221)이 생체를 향해 출력되는 경우, 생체의 대상체에서 반사된 제4 광(222)은 탄성중합체(40) 및 유연기판(10)을 통하여 수광부(30)에 수광되며, 수광된 빛에너지가 변환되어, 전류로 출력된 것이다.
추가적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 제어부를 포함할 수 있다. 제3 광에 기초하여 검출한 제1 정보 및 제4 광에 기초하여 검출한 제2 정보를 통해, 제어부는 혈관의 변화, 혈류량, 심박, 산소포화도, 광용적맥파, photoplethysmography(PPG) 또는 이들의 조합을 감지하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 수광부에 수신된 각각의 광의 변환된 출력 전류값을 통하여 혈관의 움직임을 측정할 수 있다. 구체적으로 발광부에서 나온 빛(포톤)이 생체 내부로 입사되게 되면 생체 내부의 여러 산란 매체를 통하여 빛이 산란될 수 있다. 산란된 빛들은 생체 내부에서 전방위로 산란될 수 있으며, 일부 빛들은 생체 내부로 더 침투하거나 생체 내부에 흡수될 수 있다. 또한, 빛이 입사된 방향으로 반사(혹은 Back-scatter)될 수 있으며, 반사된 빛은 수광부로 전달될 수 있다. 이때, 생체 내부에서 움직임이 없는 부분과 생체 내부의 혈관의 움직임에 따라 흡광 정도가 변한 부분이 존재할 수 있다. 상기 반사된 빛은 생체 내부에서 움직임이 없는 부분과 혈관의 움직임에 따라 흡광 정도가 변한 부분에의 반사에 따라 그 반사광의 세기나 강도가 상이할 수 있으며, 이러한 반사광의 세기를 수광부에서 수신하여 전기에너지(예, 전류값)로 변환할 수 있다. 이 때, 생체 내부의 부분에 따라, 전류값이 상이하게 출력될 수 있기 때문에, 전류값의 변화 또는 수광부와 연결된 외부 수신 회로의 전압값의 변화를 통하여, 혈관의 움직임을 추출할 수 있다.
또한, 수광부에 수신된 각각의 반사광의 변환된 출력 전류값을 통하여 산소포화도를 측정할 수 있다. 생체 내부의 포화헤모글로빈과 불포화헤모글로빈의 특정 빛 에너지에 대한 몰 흡광계수가 상이한데, 생체를 향해 서로 다른 두 파장의 빛을 방출하여 수광부에서 출력되는 두 신호를 이용하여 산소포화도를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 유연기판, 수광부 및 발광부의 배치 구조 및 형상을 통해 효율적인 광 수신이 가능하고, 유연기판, 수광부 및 탄성중합체, 연성인쇄회로기판을 사용함으로써 생체 정보 감지 센서의 형태를 생체에 밀착될 수 있도록 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 광 수신 효율이 높기 때문에 초저전력으로 구동할 수 있는 장점을 갖고 있다.
또한, OLED로 발광부를 구성한 기존의 산소포화도 감지 센서와 달리, LED를 이용하여 발광부를 구성함으로써, 높은 휘도가 필요한 산소 포화도 감지 센서에 보다 효율적인 광 수신과 더불어 높은 성능을 달성할 수 있는 산소포화도 감지 센서를 구현할 수 있다.
또한, RED LED와 NIR LED를 발광부로 사용하는 경우, 투과방식이 아닌 반사 방식으로 생체 정보 감지 센서를 구현하였다는 점과 반사 방식에 의할 때 투과 방식에 의할 때보다 전력 면에서 더 효율적으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.
상술한 장점을 이용하여, 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 의료용으로 사용되는 집게형 심박 및 산소포화도 센서에 적용될 수 있다. 이 경우 생체와 접촉하는 집게의 한 면에만 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서를 배치함으로써 구현 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 감지 센서는 시계, 스마트폰, 이어폰 등의 웨어러블 디바이스(wearable device)에 내장되어 사용되는 심박 센서에 적용될 수 있다
본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 소형으로 제작될 수 있고, 초 저전력으로 구동할 수 있으므로, 시계, 스마트폰, 이어폰, 속옷, 안경, 팔찌 등 적용 가능한 웨어러블 디바이스의 형태는 다양하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 감지 센서는 생체 모니터링을 통해 지속적인 관찰을 요하는 고령 또는 중증환자의 생체 정보를 감시 및 감지하는데 사용될 수 있다. 우수한 초 저전력으로 구동이 가능한 점을 이용하여 일회용 패치타입(patch type)의 헬스 케어(health care) 센서에도 적용될 수 있다.
이에 제한되지 않고, 심박 및 산소포화도를 포함하는 생체 정보를 감지하는 모든 센서에 적용될 수 있을 것이다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 생체의 정보를 감지하기 위한 생체 정보 감지 센서에 있어서,
    유연기판;
    상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 제1 광을 출력하는 제1 발광부;
    상기 유연기판의 일측에 배치되어 상기 생체를 향해 상기 제1 광과 다른 제2 광을 출력하는 제2 발광부;
    상기 유연기판의 일측에 배치되는 탄성중합체 - 이때, 상기 탄성중합체는 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부와 대응되는 높이를 가짐 - ; 및
    상기 유연기판의 타측에 배치되어 상기 제1 광과 대응되는 제3 광과 상기 제2 광과 대응되는 제4 광을 수광하는 수광부를 포함하고,
    상기 제3 광은 상기 제1 광이 상기 생체에 의해 반사된 광이고, 상기 제4 광은 상기 제2 광이 생체에 의해 반사된 광이며,
    상기 생체로부터 반사된 상기 제3 광 및 상기 제4 광은 상기 탄성 중합체 및 상기 유연기판을 차례로 투과하여 상기 수광부에 의해 수광되고,
    상기 제3 광 및 상기 제4 광은 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 사이에 배치된 탄성중합체의 제1 영역을 투과하는 생체 정보 감지 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 광의 파장과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 광의 파장은 상이한,
    생체 정보 감지 센서.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 광은 제1 기간 동안 출력되고, 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 광은 제2 기간 동안 출력되며,
    상기 제1 광과 상기 제2 광은 교번하여 출력되며,
    제어부는 상기 제1 기간 동안 상기 수광부로 입사된 상기 제3 광에 기초하여 제1 정보를 검출하고, 상기 제2 기간 동안 상기 수광부로 입사된 상기 제4 광에 기초하여 제2 정보를 검출하는 생체 정보 감지 센서.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 수광부는 상기 발광부의 상부면을 감싸는 형태로 구성되며,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 중 적어도 하나의 상부면에 수직한 방향에 대하여 대응되는 상기 수광부의 적어도 일부분의 면과 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 중 적어도 하나의 상부면이 중첩되는,
    생체 정보 감지 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수광부는 제1 수광부 및 제2 수광부를 포함하며,
    상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광은 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부 중 적어도 하나에 수광되며,
    상기 생체에 의해 반사된 상기 제4 광은 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부 중 적어도 하나에 수광되는,
    생체 정보 감지 센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광은 상기 제1 발광부으로부터 상기 유연기판으로의 방향과 반대 방향 영역에 위치하는 상기 생체를 향해 출력되며,
    상기 제2 광은 상기 제2 발광부으로부터 상기 유연기판으로의 방향과 반대 방향 영역에 위치하는 상기 생체를 향해 출력되는,
    생체 정보 감지 센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부는 적색 발광다이오드(RED LED)이며,
    상기 제2 발광부는 근적외선 발광다이오드(NIR LED)인,
    생체 정보 감지 센서.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유연기판은 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 PET(Polyethylene terephthalate)으로 구성되는,
    생체 정보 감지 센서.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 탄성중합체는 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 PDMS, Silicone 또는 이들의 조합으로 구성되는,
    생체 정보 감지 센서.
  10. 제1 항에 있어서,
    외부의 수분 및/또는 산소를 차단하는 적어도 하나 이상의 보호층을 더 포함하는,
    생체 정보 감지 센서.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 탄성중합체는 제2 영역 및 제3 영역을 더 포함하되,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 연결되는 상기 제1 발광부의 일 측면의 반대 측면에 위치되며
    상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 연결되는 상기 제2 발광부의 일 측면의 반대 측면에 위치되되,
    상기 제2 영역 또는 상기 제3 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 투과하는 통로이되,
    상기 제1 발광부에서 방출된 상기 제1 광에 대응되는 상기 제3 광이 투과되는 광량이 상기 제3 영역보다 상기 제1 영역에서 크며,
    상기 제2 발광부에서 방출된 상기 제2 광에 대응되는 상기 제4 광이 투과되는 광량이 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에서 큰,
    생체 정보 감지 센서.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 유연기판은,
    상기 제1 발광부와 접촉하는 제1 데드존을 포함하는 제4 영역,
    상기 제2 발광부와 접촉하는 제2 데드존을 포함하는 제5 영역 및
    상기 제4 영역과 상기 제5 영역 사이에 배치되는 제6 영역을 포함하되,
    상기 제6 영역은 상기 생체에 의해 반사된 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하는 통로이며,
    상기 제1 데드존 및 상기 제2 데드존은 상기 제3 광과 상기 제4 광이 투과하지 않는,
    생체 정보 감지 센서.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 유연기판의 일측에 위치된 연성인쇄회로기판(FPCB)를 더 포함하며,
    상기 연성인쇄회로기판은 외부의 전력원으로부터 연결된 배선이 실장된,
    생체 정보 감지 센서.
  14. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 정보와 상기 제2 정보에 기초하여 혈관의 변화, 혈류량, 심박, 산소포화도, 광용적맥파, photoplethysmography(PPG) 또는 이들의 조합을 감지하는,
    생체 정보 감지 센서.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 탄성중합체의 크기는 상기 수광부로 입사되는 상기 제3 광 및 상기 제4 광이 모두 상기 탄성 중합체를 투과하도록 설정되는 생체 정보 감지 센서.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 유연기판은 제7 영역 및 제8 영역을 더 포함하되,
    상기 제7 영역은 상기 제6 영역의 일측과 연결되는 상기 제4 영역의 일측의 반대측에 위치하며,
    상기 제8 영역은 상기 제6 영역의 타측과 연결되는 상기 제5 영역의 일측의 반대측에 위치하며,
    상기 제1 발광부에서 방출된 상기 제1 광에 대응되는 상기 제3 광이 투과되는 광량이 상기 제8 영역보다 상기 제6 영역에서 크며,
    상기 제2 발광부에서 방출된 상기 제2 광에 대응되는 상기 제4 광이 투과되는 광량이 상기 제7 영역보다 상기 제6 영역에서 큰,
    생체 정보 감지 센서.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는 상기 연성인쇄회로기판에 실장된 배선과 연결되며,
    상기 배선은,
    상기 탄성중합체에 의해 감싸지거나 상기 유연기판과 상기 탄성중합체 사이에 배치되도록 구성되는,
    생체 정보 감지 센서.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하며,
    상기 제1 배선은 상기 제1 발광부와 연결되며,
    상기 제2 배선은 상기 제2 발광부와 연결되는,
    생체 정보 감지 센서.
KR1020190165306A 2019-12-12 2019-12-12 생체 정보 감지 센서 KR102358662B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190165306A KR102358662B1 (ko) 2019-12-12 2019-12-12 생체 정보 감지 센서
US17/119,814 US11612339B2 (en) 2019-12-12 2020-12-11 Biometric sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190165306A KR102358662B1 (ko) 2019-12-12 2019-12-12 생체 정보 감지 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210074534A KR20210074534A (ko) 2021-06-22
KR102358662B1 true KR102358662B1 (ko) 2022-02-04

Family

ID=76316195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190165306A KR102358662B1 (ko) 2019-12-12 2019-12-12 생체 정보 감지 센서

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11612339B2 (ko)
KR (1) KR102358662B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4006994A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-01 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Optoelectronic device
KR102586812B1 (ko) * 2021-07-26 2023-10-10 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 부위별 염증 정도를 산소포화도로 파악이 가능한 스마트 염증성 코질환 치료기기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013000157A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Seiko Epson Corp 生体センサーおよび生体情報検出装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6684090B2 (en) * 1999-01-07 2004-01-27 Masimo Corporation Pulse oximetry data confidence indicator
JP2007105316A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Konica Minolta Sensing Inc 生体情報測定器
US20100331640A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 Nellcor Puritan Bennett Llc Use of photodetector array to improve efficiency and accuracy of an optical medical sensor
KR102455430B1 (ko) * 2015-01-12 2022-10-17 삼성전자주식회사 체표압력 및 혈액용적의 동시 측정장치 및 방법
US11122688B2 (en) * 2017-05-05 2021-09-14 Bloomer Health Tech., Inc. Padded, flexible encasing for body monitoring systems in fabrics
KR102115437B1 (ko) * 2018-02-07 2020-05-28 한국기계연구원 광학식 측정 장치
KR102094596B1 (ko) * 2018-03-30 2020-03-27 한국과학기술원 생체 정보 감지 센서
JP7112877B2 (ja) * 2018-04-20 2022-08-04 新光電気工業株式会社 センサモジュール

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013000157A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Seiko Epson Corp 生体センサーおよび生体情報検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11612339B2 (en) 2023-03-28
KR20210074534A (ko) 2021-06-22
US20210177320A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102094596B1 (ko) 생체 정보 감지 센서
US10117612B2 (en) Detecting device
JP4551998B2 (ja) 光プローブ、および、これを用いた計測システム
TWI594445B (zh) 包含特徵以幫助減少雜光及／或光學串擾之光電模組
KR101506177B1 (ko) 생체 신호 측정 센서 및 그의 제조 방법
US7729736B2 (en) Medical sensor and technique for using the same
CN107371361A (zh) 光学生命体征传感器
KR102358662B1 (ko) 생체 정보 감지 센서
US8577434B2 (en) Coaxial LED light sources
US20170332923A1 (en) Sensor, sensor device, and sensor system
TW201720367A (zh) 光感測器
KR102418816B1 (ko) 수직 구조의 발광부를 갖는 생체 정보 감지 센서
JP2008099890A (ja) 生体情報測定装置
JP2008126017A (ja) 光センサ及びこれを用いた計測システム
JP2009106373A (ja) 生体表層組織用センシング装置
US11931146B2 (en) Sensor configuration
CN114376532B (zh) 反射型光电容积脉搏波传感器以及生物体信息测定装置
US8792952B2 (en) Sensor holder to be applied on an appendage of a subject
US20220015673A1 (en) Integrated optical biosensors including molded beam shaping elements
Kang et al. Thin patch type tissue oximeter with deep light penetration depth by integrating micro lens array (MLA)
US10238290B2 (en) Probe for bioinstrumentation and bioinstrumentation device
KR20200130962A (ko) Ppg 센서 패키지
WO2017038908A1 (ja) 光音響画像化装置
KR20240076189A (ko) 심박 센서 모듈
CN117979894A (zh) 生命传感器和用于运行生命传感器的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant