KR102463883B1 - Sensor and detection apparatus including the same - Google Patents

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KR102463883B1
KR102463883B1 KR1020160001440A KR20160001440A KR102463883B1 KR 102463883 B1 KR102463883 B1 KR 102463883B1 KR 1020160001440 A KR1020160001440 A KR 1020160001440A KR 20160001440 A KR20160001440 A KR 20160001440A KR 102463883 B1 KR102463883 B1 KR 102463883B1
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light
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최주승
박재완
이동근
이정기
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 심박 센서는, 상면 및 상기 상면에 대향되는 하면을 포함하는 커버; 상기 커버의 하면에 배치되며, 광신호를 조사하는 발광부; 상기 커버의 하면에 배치되며, 대상물의 표면에 의해 반사 또는 흡수된 상기 광신호를 수신하는 수광부; 및 상기 커버의 하면에 배치되며, 상기 발광부 및 수광부와 전기적으로 연결된 기판을 포함하며, 상기 커버는, 상기 대상물의 표면에 따른 곡률을 가지며 휘어지고, 상기 광신호를 투과하는 플렉서브한 투명 소재로 구성된다.A heartbeat sensor according to an embodiment includes: a cover including an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface; a light emitting unit disposed on a lower surface of the cover and irradiating an optical signal; a light receiving unit disposed on a lower surface of the cover and receiving the optical signal reflected or absorbed by the surface of the object; and a substrate disposed on a lower surface of the cover and electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit, wherein the cover has a curvature according to the surface of the object and is bent and is a flexible transparent material that transmits the optical signal is composed of

Description

심박 센서 및 이를 포함하는 감지 장치{SENSOR AND DETECTION APPARATUS INCLUDING THE SAME}SENSOR AND DETECTION APPARATUS INCLUDING THE SAME

본 발명은 심박 센서 및 이를 포함하는 감지 장치에 관한 것으로, 특히 플렉서블한 커버에 발광부 및 수광부가 장착된 심박 센서 및 이를 포함하는 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heart rate sensor and a sensing device including the same, and more particularly, to a heart rate sensor having a light emitting unit and a light receiving unit mounted on a flexible cover, and a sensing device including the same.

통상적으로, 휴대용 단말기는 전자부품의 고감도, 소형화 및 경량화 추세에 따라 가고 있으며, 제1세대로 바 타입(Bar Type)의 휴대폰이 보편화 되었고, 제2세대로 플립 타입(Flip Type)의 휴대폰이 일반화 되었으며, 현재에는 플립 타입과 제3세대의 폴더 타입(Folder Type)의 휴대폰이 공존하여 보편화된 추세에 있다.In general, portable terminals are following the trend of high sensitivity, miniaturization, and weight reduction of electronic components. As the first generation, bar type cell phones became common, and as the second generation, flip type cell phones became common. Currently, flip-type and third-generation folder-type mobile phones coexist and are in general trend.

또한, 사용자의 손목에 착용하는 시계 타입(Watch Type)의 휴대폰을 비롯하여 신체 일부나 의류에 착용하는 인체 착용 장치(wearable device)가 개발되었다.In addition, a wearable device worn on a body part or clothing, including a watch-type mobile phone worn on a user's wrist, has been developed.

한편, 최근 생활수준의 향상과 의료기술의 발전에 따라 전 세계적으로 고령화의 추세가 두드러지고 있다. 이와 같은 인구 고령화와 동반하여 만성질환 유병율이 증가하고 있고, 고령 사회의 또 다른 문제점으로, 핵가족화에 따른 가족 부양 능력 감퇴로 인한 독거 노인의 증가와 고독사(孤獨死)가 중요한 사회적 이슈(issue)로 대두되고 있다.On the other hand, with the recent improvement in living standards and the development of medical technology, the trend of an aging population is prominent around the world. Along with such an aging population, the prevalence of chronic diseases is increasing, and as another problem in an aging society, the increase in the number of elderly living alone and death by loneliness due to the decline in family support ability due to the nuclear family is an important social issue. ) is emerging.

고혈압, 당뇨병, 뇌혈관질환, 심장질환 등의 만성 질환자는 지속적으로 증가하고 있다. 그 원인으로는 특히 건강과 관련된 식이, 운동 등 개인이나 집단의 건강 행태에 의한 질병 발생이 거의 절반 이상을 차지한다. 따라서 현대 의학의 생물의학적 모델에 의한 접근만으로는 이러한 만성 질환을 해결하기 어려우며 새로운 질병 관리 방법, 즉 생활 습관 개선을 통한 건강 위험 인자 제거라는 건강 증진적 접근이 요구된다.The number of chronic diseases such as high blood pressure, diabetes, cerebrovascular disease, and heart disease is continuously increasing. As the cause, nearly half of the disease is caused by health behaviors of individuals or groups, such as diet and exercise related to health. Therefore, it is difficult to solve these chronic diseases only with the biomedical model of modern medicine, and a new disease management method, that is, a health-promoting approach of removing health risk factors through lifestyle improvement is required.

따라서, 최근에는 맥박수 계측 방법에는 크게 피에조(piezo) 소자 등을 이용하는 압전식, 자기 접합 터널(MTJ: Magnetic Tunnel Junction) 소자를 이용하는 자기식, 필름형 압박센서를 이용하는 압박식, 생체 전기 임피던스를 이용하는 임피던스식, 광 센서를 이용하는 광학식 등이 있으며, 최근에는 손목이나 목에 착용이 가능한 인체 장착형 맥박 측정 장치가 제안되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허 1) 일본 공개특허공보 특개20060288872호 (2006.10.26)
(특허 2) 공개특허공보 제10-2008-0112922호 (2008.12.26)Therefore, in recent years, the pulse rate measurement method is largely a piezoelectric type using a piezo element, a magnetic type using a magnetic tunnel junction (MTJ) element, a compression type using a film type pressure sensor, and a bioelectrical impedance method. There are an impedance type, an optical type using an optical sensor, and the like, and recently, a human body-mounted pulse measuring device that can be worn on a wrist or neck has been proposed.
[Prior art literature]
[Patent Literature]
(Patent 1) Japanese Patent Laid-Open No. 20060288872 (2006.10.26)
(Patent 2) Patent Publication No. 10-2008-0112922 (2008.12.26)

도 1은 종래 기술에 따른 인체 착용 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a human body wearing device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 인체 착용 장치는 기판(10), 발광 소자(20), 수광 소자(30), 처리 소자(40), 구조물(50), 격벽(60) 및 광학 윈도우(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the body worn device includes a substrate 10 , a light emitting device 20 , a light receiving device 30 , a processing device 40 , a structure 50 , a partition wall 60 , and an optical window 70 . do.

기판(10)은 인체 착용 장치를 구성하는 구성요소들을 장착하기 위한 베이스 기판이다.The substrate 10 is a base substrate for mounting components constituting the human body worn device.

발광 소자(20)는 발광 제어신호에 따라 특정 파장대의 광을 발생한다.The light emitting device 20 generates light in a specific wavelength band according to a light emission control signal.

수광 소자(30)는 상기 발광 소자(20)를 통해 발생한 광에 따라 입사되는 광을 수광한다.The light receiving element 30 receives the incident light according to the light generated through the light emitting element 20 .

처리 소자(40)는 상기 수광 소자(30) 및 발광 소자(20)를 제어하고, 그에 따라 상기 수광 소자(30)를 통해 입사된 광에 대응하는 신호를 처리하여 생체 신호를 측정한다.The processing element 40 controls the light-receiving element 30 and the light-emitting element 20 , and accordingly processes a signal corresponding to the light incident through the light-receiving element 30 to measure a biosignal.

구조물(50)은 상기 광학 윈도우(60)를 지지하기 위한 지지 구조물이다.The structure 50 is a support structure for supporting the optical window 60 .

격벽(60)은 상기 발광 소자(20) 및 수광 소자(30) 사이에 배치되어, 상기 발광 소자(20)를 통해 발생한 광이 직접적으로 상기 수광 소자(30)로 입사되는 것을 방지한다.The barrier rib 60 is disposed between the light emitting element 20 and the light receiving element 30 to prevent light generated through the light emitting element 20 from being directly incident on the light receiving element 30 .

광학 윈도우(70)는 상기 발광 소자(20) 및 수광 소자(30)의 발광면 및 수광면에 각각 배치되어, 외부로부터 상기 발광 소자(20) 및 수광 소자(30)를 보호한다.The optical window 70 is disposed on the light emitting surface and the light receiving surface of the light emitting element 20 and the light receiving element 30 , respectively, to protect the light emitting element 20 and the light receiving element 30 from the outside.

상기와 같은 인체 착용 장치는, 상기 수광 소자(30)를 통해 수신된 광의 전압(즉, 수광 전압)에 따라 인체 신호를 검출한다. 여기에서, 상기 인체 신호는 심박수나 산소 포화도 등을 포함할 수 있다.The device worn on the human body as described above detects a human body signal according to the voltage of the light received through the light receiving element 30 (ie, the light receiving voltage). Here, the human body signal may include a heart rate or oxygen saturation.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 인체 착용 장치의 경우, 일반 기판 위에 처리 소자, 수광 소자 및 발광 소자를 차례로 쌓아 올리는 방식을 적용하고 있으며, 이에 따른 인체 착용 장치의 소형화 및 박형화를 구현하기에 기술적 한계를 가지고 있는 문제점이 있다.However, in the case of the human body worn device according to the prior art as described above, a method of sequentially stacking a processing element, a light receiving element, and a light emitting element on a general substrate is applied. There is a problem with limitations.

또한, 상기와 같은 종래 기술에 다른 인체 착용 장치의 경우, 블랙 EMC 몰드를 적용하여 격벽(60)을 제조함으로써, 상기 발광 소자에서 나온 빛이 상기 격벽에서 일부 흡수되어, 입력 전력에 대비하여 발광 효율이 감소되는 문제점이 있다.In addition, in the case of a device worn on a human body according to the prior art as described above, by manufacturing the barrier rib 60 by applying a black EMC mold, light emitted from the light emitting device is partially absorbed by the barrier rib, so that luminous efficiency in comparison with input power There is a problem that this is reduced.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 플렉서블한 커버에 발광부와 수광부를 장착하여, 심박 센서의 전체 부피를 감소시킬 수 있는 심박 센서 및 이를 포함하는 감지 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a heartbeat sensor capable of reducing the overall volume of the heartbeat sensor by mounting a light emitting unit and a light receiving unit on a flexible cover, and a sensing device including the same.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는, 발광부와 수광부 사이에 형성되는 격벽을 선택적으로 제거할 수 있는 심박 센서 및 이를 포함하는 감지 장치를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a heartbeat sensor capable of selectively removing a barrier formed between a light emitting unit and a light receiving unit, and a sensing device including the same.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical tasks to be achieved in the proposed embodiment are not limited to the technical tasks mentioned above, and other technical tasks not mentioned are clear to those of ordinary skill in the art to which the proposed embodiment belongs from the description below. will be able to be understood

실시 예에 따른 심박 센서는, 상면 및 상기 상면에 대향되는 하면을 포함하는 커버; 상기 커버의 하면에 배치되며, 광신호를 조사하는 발광부; 상기 커버의 하면에 배치되며, 대상물의 표면에 의해 반사 또는 흡수된 상기 광신호를 수신하는 수광부; 및 상기 커버의 하면에 배치되며, 상기 발광부 및 수광부와 전기적으로 연결된 기판을 포함하며, 상기 커버는, 상기 대상물의 표면에 따른 곡률을 가지며 휘어지고, 상기 광신호를 투과하는 플렉서브한 투명 소재로 구성된다.A heartbeat sensor according to an embodiment includes: a cover including an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface; a light emitting unit disposed on a lower surface of the cover and irradiating an optical signal; a light receiving unit disposed on a lower surface of the cover and receiving the optical signal reflected or absorbed by the surface of the object; and a substrate disposed on a lower surface of the cover and electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit, wherein the cover has a curvature according to the surface of the object and is bent and is a flexible transparent material that transmits the optical signal is composed of

또한, 상기 발광부 및 수광부 중 적어도 하나는, 일면이 상기 커버의 하면과 직접 접촉한다.In addition, at least one of the light emitting unit and the light receiving unit has one surface in direct contact with the lower surface of the cover.

또한, 상기 수광부는, 상기 커버의 제 1면에 위치한 대상물에 의해 상기 광신호가 흡수 또는 반사되는 경우, 상기 흡수 또는 반사되는 광신호를 수신하고, 상기 수신된 광신호에 대응하는 광 전류 신호를 생성한다.In addition, when the optical signal is absorbed or reflected by the object located on the first surface of the cover, the light receiving unit receives the absorbed or reflected optical signal, and generates a photocurrent signal corresponding to the received optical signal. do.

또한, 상기 발광부는, 상기 광신호의 출사면에 대응하는 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대향되는 제 2면을 포함하며, 상기 발광부는, 상기 제 1 면이 상기 커버의 하면과 직접 접촉하여 상기 커버의 상면으로 상기 광신호를 조사한다.In addition, the light emitting unit includes a first surface corresponding to the light output surface and a second surface opposite to the first surface, the light emitting unit, the first surface is in direct contact with the lower surface of the cover to irradiate the optical signal to the upper surface of the cover.

또한, 상기 수광부는, 상기 광신호의 입사면에 대응하는 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대향되는 제 2 면을 포함하며, 상기 수광부의 제 1 면은, 상기 커버의 하면과 직접 접촉한다.The light receiving unit includes a first surface corresponding to the incident surface of the optical signal and a second surface opposite to the first surface, and the first surface of the light receiving unit is in direct contact with the lower surface of the cover. .

또한, 상기 발광부는, 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 적외선 발광 다이오드(Infrared Emitting Diode), 레이저 다이오드(Laser Diode) 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the light emitting unit includes at least one of a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), an infrared light emitting diode (Infrared Emitting Diode), and a laser diode (Laser Diode).

또한, 상기 수광부는, 광 다이오드(Photodiode), 광 전자 증배관, 광 트랜지스터(Phototransistor) 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the light receiving unit includes at least one of a photodiode, a photomultiplier tube, and a phototransistor.

또한, 상기 발광부 및 수광부 중 적어도 하나는, 진공증착법, 스퍼터링, CVD, 인쇄공법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 박막 형태로 상기 커버의 하면에 밀착된다.In addition, at least one of the light emitting unit and the light receiving unit is in close contact with the lower surface of the cover in the form of a thin film using at least one of a vacuum deposition method, sputtering, CVD, and a printing method.

또한, 상기 기판의 상면은, 상기 커버의 하면과 직접 접촉하는 제 1 부분과, 상기 커버의 하면과 접촉하지 않으면서, 상기 커버의 외측으로 돌출되는 제 2 부분을 포함한다.In addition, the upper surface of the substrate includes a first portion in direct contact with the lower surface of the cover, and a second portion protruding to the outside of the cover without contacting the lower surface of the cover.

또한, 상기 기판의 제 2 부분에는, 상기 발광부 및 상기 수광부와 전기적으로 연결되어, 상기 수광부를 통해 출력되는 신호를 수신하는 구동 소자와, 상기 구동 소자와 외부 단자를 전기적으로 연결하여, 상기 구동 소자를 통해 출력되는 신호를 외부로 전송하는 연결 단자를 포함한다.In addition, in the second part of the substrate, a driving element electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit to receive a signal output through the light receiving unit, and the driving element and an external terminal are electrically connected to the driving element and a connection terminal for transmitting a signal output through the device to the outside.

또한, 상기 커버의 하면에는, 상기 구동 소자와 상기 발광부를 전기적으로 연결하는 제 1 배선과, 상기 구동 소자와 상기 수광부를 전기적으로 연결하는 제 2 배선을 포함한다.In addition, the lower surface of the cover includes a first wire electrically connecting the driving element and the light emitting part, and a second wire electrically connecting the driving element and the light receiving part.

또한, 상기 제 1 배선 및 제 2 배선 중 적어도 하나는, 투명 전극으로 형성된다.In addition, at least one of the first wiring and the second wiring is formed of a transparent electrode.

또한, 상기 커버의 하면 중 상기 발광부와 수광부 사이의 영역에 배치되는 격벽을 더 포함한다.In addition, the cover further includes a barrier rib disposed in a region between the light emitting unit and the light receiving unit of the lower surface of the cover.

또한, 상기 수광부는, 상기 광 신호를 수신하는 제1 전극; P층; 실리콘층; N층; 및 광전류 신호를 생성하는 제2 전극;을 포함하며, 상기 제 1 전극의 상면은, 상기 기판의 하면과 직접 접촉한다.The light receiving unit may include: a first electrode for receiving the optical signal; P layer; silicon layer; N layer; and a second electrode generating a photocurrent signal, wherein an upper surface of the first electrode is in direct contact with a lower surface of the substrate.

또한, 상기 제1 전극, 상기 P층, 상기 실리콘층, 상기 N층, 상기 제2 전극은, 상기 커버의 하면에 평행하게 적층된다.In addition, the first electrode, the P layer, the silicon layer, the N layer, and the second electrode are laminated parallel to the lower surface of the cover.

또한, 상기 제1 전극, 상기 P층, 상기 실리콘층, 상기 N층, 상기 제2 전극은, 상기 커버의 하면에 수직으로 적층된다.In addition, the first electrode, the P layer, the silicon layer, the N layer, and the second electrode are vertically stacked on the lower surface of the cover.

한편, 실시 예에 따른 감지 장치는, 홈이 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 홈 내에 삽입되는 상기 심박 센서를 포함한다.On the other hand, the sensing device according to the embodiment, the groove is formed body; and the heart rate sensor inserted into the groove of the body.

또한, 상기 심박 센서의 커버의 상면은 상기 몸체의 외부로 노출되고, 상기 심박 센서의 커버의 하면 및 상기 커버의 하면에 배치된 발광부, 수광부 및 기판은 상기 몸체의 홈 내에 수용된다.In addition, the upper surface of the cover of the heart rate sensor is exposed to the outside of the body, and the light emitting unit, the light receiving unit and the substrate disposed on the lower surface of the cover of the heart rate sensor and the lower surface of the cover are accommodated in the groove of the body.

또한, 상기 몸체 내에 배치되며, 상기 심박 센서와 연결되고, 상기 심박 센서의 수광부에서 생성된 광 전류 신호를 수신하는 수신 단자를 더 포함한다.The apparatus further includes a receiving terminal disposed in the body, connected to the heart rate sensor, and receiving a photocurrent signal generated by a light receiving unit of the heart rate sensor.

또한, 상기 몸체는, 상기 대상물의 표면에 따른 곡률을 가지며 휘어지는 플렉서브한 소재로 구성된다.
또한, 실시 예에 따른 심박 센서는, 상면과 하면을 구비하는 커버; 상기 커버의 하면을 따라 서로 이격되어 배치되는 발광부, 수광부; 및 상기 발광부 및 상기 수광부와 전기적으로 연결되며, 일부가 상기 커버의 하면에 배치되는 기판을 포함하며, 상기 발광부의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제1 곡면을 가지고, 상기 수광부의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제2 곡면을 가지며, 상기 기판의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제3 곡면을 가지고, 상기 발광부에서 발생한 광은 상기 수광부로 입사되고, 상기 커버의 하면과 마주보는 상기 수광부의 상면은 발광부에서 발생한 광을 수신하는 입사면을 포함할 수 있다.In addition, the body is made of a flexible material that has a curvature according to the surface of the object and is bent.
In addition, the heart rate sensor according to the embodiment, a cover having an upper surface and a lower surface; a light emitting unit and a light receiving unit spaced apart from each other along the lower surface of the cover; and a substrate electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit, a substrate having a portion disposed on a lower surface of the cover, wherein the upper surface of the light emitting unit has a first curved surface disposed on the lower surface of the cover, and the upper surface of the light receiving unit includes has a second curved surface disposed on a lower surface of the cover, an upper surface of the substrate has a third curved surface disposed on a lower surface of the cover, and the light generated from the light emitting unit is incident on the light receiving unit, and faces the lower surface of the cover The upper surface of the light receiving unit for viewing may include an incident surface for receiving the light generated by the light emitting unit.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 종래의 수광부 또는 수광부가 기판 위에 장착됨에 따라 과도한 전력 소모를 발생하는 것에 비하여, 본 발명의 심박 센서는 발광부와 수광부가 커버에 장착됨으로써, 감지 거리를 짧게 하여 저전력으로도 발광부와 강도 및 수광부의 감도를 증진시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, in contrast to the conventional light receiving unit or light receiving unit that generates excessive power consumption as it is mounted on the substrate, the heart rate sensor of the present invention is equipped with the light emitting unit and the light receiving unit on the cover, thereby shortening the sensing distance. Even with low power, it is possible to improve the light emitting unit, intensity, and sensitivity of the light receiving unit.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 종래의 센서와 동일한 구동 전압으로 감지 신호의 크기를 증가시킬 수 있으므로, 낮은 구동전압으로도 기존과 동일한 성능을 구현할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the magnitude of the detection signal can be increased with the same driving voltage as that of the conventional sensor, the same performance as the conventional one can be realized even with a low driving voltage.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 유연성을 가지는 커버에 발광부와 수광부를 직접 장착함으로써, 상기 발광부와 수광부 사이에 배치되는 격벽을 제거할 수 있으며, 이에 따른 심박 센서의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by directly mounting the light emitting unit and the light receiving unit on the flexible cover, the barrier rib disposed between the light emitting unit and the light receiving unit can be removed, thereby reducing the overall thickness of the heart rate sensor. can do it

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 발광부와 수광부를 장착 및 지지시키기 위한 별도의 기판 및 격벽 등이 불필요하므로, 디자인 자유도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따른 제조 비용을 절감시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since a separate substrate and barrier ribs for mounting and supporting the light emitting unit and the light receiving unit are not required, the degree of freedom in design can be improved, and thus the manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 유연성을 가지는 커버에 발광부와 수광부를 직접 장착한 구조를 구현함으로써, 상기 발광부가 측정 대상에 최대한 가깝게 위치하여 광을 전달할 수 있으며, 이에 따라 상기 수광부가 상기 측정 대상의 표면에 최대한 밀착하여 최대의 광을 수신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by implementing a structure in which the light emitting unit and the light receiving unit are directly mounted on a flexible cover, the light emitting unit can be located as close as possible to the measurement target to transmit light, and thus the light receiving unit is The maximum amount of light may be received by as close to the surface of the measurement target as possible.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 광 경로 거리 감소로 인한 광 특성 성능이 향상될 뿐 아니라, 밀착 구조로 인해 광 손실을 최소화할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, optical characteristic performance is improved due to a reduction in the optical path distance, and optical loss can be minimized due to the adhesion structure.

도 1은 종래 기술에 따른 심박 센서를 포함하는 인체 착용 장치를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도 2의 수광부의 적층 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 도 2의 수광부의 적층 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판과 발광부 및 수광부의 연결 구조를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서와 종래기술에 따른 심박 센서의 진폭 및 신호 세기를 비교하기 위한 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서를 포함한 감지 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a human body wearing device including a heart rate sensor according to the prior art.
2 and 3 are diagrams illustrating a heart rate sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a stacked structure of the light receiving unit of FIG. 2 according to the first embodiment of the present invention.
5 is a view showing a stacked structure of the light receiving unit of FIG. 2 according to a second embodiment of the present invention.
6 is a plan view illustrating a connection structure of a substrate, a light emitting unit, and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph for comparing amplitudes and signal strengths of a heart rate sensor according to an exemplary embodiment of the present invention and a heart rate sensor according to the related art.
8 and 9 are diagrams illustrating an example arrangement of a light emitting unit and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are diagrams illustrating a sensing device including a heart rate sensor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '저전력소모 센서'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다.Hereinafter, a 'low power consumption sensor' according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The described embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.In addition, the matters expressed in the accompanying drawings may be different from the forms actually implemented in the drawings schematically for easy explanation of the embodiments of the present invention.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.Meanwhile, each component represented below is only an example for implementing the present invention. Accordingly, in other implementations of the present invention, other components may be used without departing from the spirit and scope of the present invention.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression 'including' certain components merely refers to the existence of the components as an expression of 'open type', and should not be construed as excluding additional components.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.In addition, expressions such as 'first, second', etc. are used only for distinguishing a plurality of components, and do not limit the order or other characteristics between the components.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다.Hereinafter, the embodiments will be clearly revealed through the accompanying drawings and the description of the embodiments. In the description of embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is formed “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or patterns. When described as being, "on" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Also, the size of each component does not fully reflect the actual size. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

종래의 심박 센서는 벌크 형태의 발광부와 수광부를 기판에 실장(mounting)한 후에 커버를 상기 기판 위에 씌워 조립하는 형태로 구현된다.The conventional heart rate sensor is implemented in the form of mounting a light emitting unit and a light receiving unit in a bulk form on a substrate, and then putting a cover on the substrate and assembling it.

이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광부 및 수광부와 커버 사이에 간격이 존재하며, 이는 심박 센서의 감지 거리를 증가시키는 요인으로 작용하여 전력 소모의 낭비로 이어지게 된다.In this case, as shown in FIG. 1 , there is a gap between the light emitting unit and the light receiving unit and the cover, which acts as a factor to increase the sensing distance of the heart rate sensor, leading to waste of power consumption.

본 발명에서는 커버와 발광부 및 수광부 사이의 이격 거리를 최소화하여 상기 심박 센서의 감지 거리를 최소화하며, 이에 따른 전력 소모의 낭비를 막을 수 있도록 한다.In the present invention, the distance between the cover and the light emitting unit and the light receiving unit is minimized to minimize the sensing distance of the heart rate sensor, thereby preventing wastage of power consumption.

도 2 및 3은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서를 나타낸 도면이다.2 and 3 are diagrams illustrating a heart rate sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 3을 참조하면, 심박 센서(200)는 커버(210), 기판(220), 발광부(230), 수광부(240), 제 1 배선(250), 제 2 배선(260) 및 격벽(290)을 포함한다.2 and 3 , the heartbeat sensor 200 includes a cover 210 , a substrate 220 , a light emitting unit 230 , a light receiving unit 240 , a first wiring 250 , a second wiring 260 , and a partition wall. (290).

커버(210)는 발광부(230) 및 수광부(240)의 표면을 보호하기 위해 제공되며, 이때, 본 발명에서의 커버(210)에는 상기 발광부(230) 및 수광부(240)가 장착된다.The cover 210 is provided to protect the surfaces of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 . At this time, the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 are mounted on the cover 210 in the present invention.

즉, 커버(210)는 외부로 노출되는 상면과, 상기 상면과 대향되는 하면을 포함하며, 상기 하면에는 상기 발광부(230)와 수광부(240)가 장착된다.That is, the cover 210 includes an upper surface exposed to the outside and a lower surface opposite to the upper surface, and the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 are mounted on the lower surface.

즉, 상기 발광부(230)와 수광부(240)의 일표면은 상기 커버(210)의 하면과 직접 접촉하며, 상기 커버(210)의 하면에 밀착된다.That is, one surface of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 is in direct contact with the lower surface of the cover 210 and is in close contact with the lower surface of the cover 210 .

바람직하게, 상기 커버(210)의 하면에는 발광부(230), 수광부(240) 및 기판(220)이 각각 부착되며, 상기 커버(210)의 상면은 사용자의 터치 신호 또는 심박 신호 등 여러 입력 신호들을 입력받을 수 있도록 제공된다.Preferably, the light emitting unit 230, the light receiving unit 240, and the substrate 220 are respectively attached to the lower surface of the cover 210, and the upper surface of the cover 210 includes various input signals such as a user's touch signal or a heartbeat signal. are provided for input.

이때, 상기 커버(210)의 하면과 접촉하는 상기 발광부(230)의 상면은 광이 출사되는 광 출사면이며, 상기 커버(210)의 하면과 접촉하는 상기 수광부(240)의 상면은 상기 출사된 광을 수신하는 광 입사면이다.In this case, the upper surface of the light emitting unit 230 in contact with the lower surface of the cover 210 is a light emitting surface from which light is emitted, and the upper surface of the light receiving unit 240 in contact with the lower surface of the cover 210 is the light emitting surface. It is the light incident surface that receives the emitted light.

또한, 상기 커버(210)는 상기 발광부(230) 및 수광부(240)를 장착할 수 있도록 제공되며, 추가로 추후 설명되는 기판(220)이 장착될 수 있도록 한다.In addition, the cover 210 is provided to mount the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 , and allows a substrate 220 to be further described later to be mounted thereon.

기판(220)은 종래에 벌크 형태의 발광부와 수광부를 실장하였으나, 본 발명의 기판(220)은 발광부(230) 또는 수광부(240)가 커버(210)에 장착됨으로써, 상기 발광부(230) 및 수광부(240)를 제외한 다른 반도체 부품들을 실장할 수 있도록 제공된다.The substrate 220 has conventionally mounted the light emitting unit and the light receiving unit in a bulk form, but in the substrate 220 of the present invention, the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 is mounted on the cover 210 , so that the light emitting unit 230 is mounted on the cover 210 . ) and other semiconductor components other than the light receiving unit 240 are provided to be mounted thereon.

또한, 기판(220)는 상기 심박 센서(200)와 다른 장치(예를 들어, 감지 장치의 일부)를 연결하기 위한 연결 단자를 구비할 수 있다.Also, the board 220 may include a connection terminal for connecting the heart rate sensor 200 and another device (eg, a part of the sensing device).

상기 기판(220)의 상면 중 일부는 상기 커버(210)의 하면과 집적 접촉되며, 그에 따라 상기 커버(210)의 하면에 부착된다.A portion of the upper surface of the substrate 220 is in integrated contact with the lower surface of the cover 210 , and thus is attached to the lower surface of the cover 210 .

상기 기판(220)은 ACF(Anisotropic Conductive Film) 본딩에 의해 상기 커버(210)의 하면에 부착될 수 있다.The substrate 220 may be attached to the lower surface of the cover 210 by ACF (Anisotropic Conductive Film) bonding.

상기 기판(220)은 배선을 변경할 수 있는 전기 회로가 편성되어 있는 판으로, 절연기판 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연 재료로 만들어진, 프린트, 배선판 및 절연기판을 모두 포함할 수 있다.The substrate 220 is a plate on which an electric circuit capable of changing wiring is formed, and may include all of a printed circuit board and an insulating substrate made of an insulating material capable of forming a conductor pattern on the surface of the insulating substrate.

바람직하게, 상기 기판(220)은 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(220)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 기판(220)은 소다 라임 유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반 강화 유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다.Preferably, the substrate 220 may be flexible. For example, the substrate 220 may include glass or plastic. In detail, the substrate 220 may include chemically strengthened/semi-strengthened glass such as soda lime glass or aluminosilicate glass, polyimide (PI), or polyethylene terephthalate (PET). , propylene glycol (PPG), a soft plastic such as polycarbonate (PC), or may include sapphire.

이에 따라, 상기 기판(220)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 기판(220)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 기판(220)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.Accordingly, the substrate 220 may be bent while having a partially curved surface. That is, the substrate 220 may be bent while having a partially flat surface and a partially curved surface. In detail, the end of the substrate 220 may be curved while having a curved surface, or may have a surface including a random curvature and may be curved or bent.

가장 바람직하게, 상기 기판(220)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판이다.Most preferably, the substrate 220 is a flexible substrate having a flexible characteristic.

또한, 상기 기판(220)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 기판(220)을 포함하는 심박 센서도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시 예에 따른 심박 센서는 휴대가 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능하다.Also, the substrate 220 may be a curved or bent substrate. That is, the heart rate sensor including the substrate 220 may also be formed to have flexible, curved, or bent characteristics. For this reason, the heart rate sensor according to the embodiment is easy to carry and can be changed into various designs.

이때, 기판(220)은, 회로 설계를 근거로 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현하며, 절연물 상에 전기도체를 재현할 수 있다. 또한, 전기부품을 탑재하고 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성할 수 있으며, 부품의 전기적 연결기능 외의 부품들을 기계적으로 고정시켜 줄 수 있다.At this time, the substrate 220 may represent the electrical wiring connecting the circuit components based on the circuit design as a wiring diagram, and the electrical conductor may be reproduced on the insulator. In addition, it is possible to mount electrical components and form wirings for connecting them in a circuit, and to mechanically fix components other than the electrical connection function of the components.

발광부(230)는 커버(210) 상에 광신호를 조사한다. 즉, 발광부(230)는 상기 커버(210)의 하면에 부착되어, 상기 커버(210)의 상면 방향으로 광신호를 조사한다. 이때, 발광부(230)는 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 적외선 발광 다이오드(Infrared Emitting Diode), 레이저 다이오드(Laser Diode) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light emitting unit 230 irradiates an optical signal on the cover 210 . That is, the light emitting part 230 is attached to the lower surface of the cover 210 and irradiates an optical signal in the direction of the upper surface of the cover 210 . In this case, the light emitting unit 230 includes at least one of a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), an infrared light emitting diode (Infrared Emitting Diode), and a laser diode (Laser Diode).

또한, 발광부(230)는 본 발명의 심박 센서가 포함되는 감지장치로부터 전력을 공급받아, 받은 에너지를 특정 파장의 빛으로 방출하게 되며, 발광부(230)는 조사하는 광신호의 파장을 필요에 따라 변경하기 위하여 다양한 재료를 사용할 수 있다.In addition, the light emitting unit 230 receives power from the sensing device including the heart rate sensor of the present invention, and emits the received energy as light of a specific wavelength. Various materials can be used to change according to the

이를 위해, 상기 발광부(230)의 광출사면은 상기 커버(210)의 하면과 직접 접촉하며 배치되고, 이에 따라 상기 커버(210)의 하면에서 상기 커버(210)의 상면 방향으로 광을 조사한다.To this end, the light emitting surface of the light emitting unit 230 is disposed in direct contact with the lower surface of the cover 210 , and thus irradiates light from the lower surface of the cover 210 to the upper surface of the cover 210 . do.

수광부(240)는 상기 발광부(230)가 조사하는 광신호가 상기 커버(210) 위의 측정물에 흡수 또는 반사되는 경우, 상기 흡수 또는 반사된 광신호를 수신하고 광전류신호를 생성한다. 이때, 수광부(240)는 광 다이오드(Photodiode), 광전자 증배관, 광 트랜지스터(Phototransistor) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.When the optical signal emitted by the light emitting part 230 is absorbed or reflected by the measurement object on the cover 210 , the light receiving unit 240 receives the absorbed or reflected optical signal and generates a photocurrent signal. In this case, the light receiving unit 240 includes at least one of a photodiode, a photomultiplier tube, and a phototransistor.

특히, 수광부(240)는 광 다이오드(Photodiode)로 이루어지는 것이 바람직하다. 광 다이오드는 PN 또는 PIN 구조로 이루어져 있으며, 충분한 에너지의 빛이 다이오드를 타격하면, 이동전자와 양의 전하 정공이 생겨 전자가 활동하게 된다.In particular, the light receiving unit 240 is preferably made of a photodiode. A photodiode is composed of a PN or PIN structure, and when light of sufficient energy hits the diode, mobile electrons and positive charge holes are created and the electrons are activated.

이때, PN 구조의 경우 p-n접합으로 구성되며, 적당한 주파수의 전자 방사에 노출되면 광전도성의 결과로 과잉 전하 반송파가 생성되며, 반송파는 p-n접합을 건너감으로써 광전류를 생성하게 된다. 또한, PIN 구조의 경우, p영역과 n영역 사이에 진성(i형) 반도체의 층을 접합시킨 구조이며, i영역의 두께를 조절하여 최적의 주파수 반응 특성을 가지는 소자를 제작할 수 있다.At this time, the PN structure is composed of a p-n junction, and when exposed to electromagnetic radiation of an appropriate frequency, an excess charge carrier is generated as a result of photoconductivity, and the carrier wave crosses the p-n junction to generate a photocurrent. Also, in the case of the PIN structure, an intrinsic (i-type) semiconductor layer is bonded between the p-region and the n-region, and a device having an optimal frequency response characteristic can be manufactured by adjusting the thickness of the i-region.

한편, 본 발명의 발광부(230) 또는 수광부(240)는, 커버(210)의 하면에 밀착하여 배치되는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 상기 발광부(230) 및 수광부(240)의 일면은 상기 커버(210)의 하면과 직접 접촉하며, 상기 커버(210)의 하면에 부착된다. Meanwhile, the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 of the present invention is characterized in that it is disposed in close contact with the lower surface of the cover 210 . In other words, one surface of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 is in direct contact with the lower surface of the cover 210 and is attached to the lower surface of the cover 210 .

보다 명확하게, 상기 발광부(230)는 빛이 출사되는 광출사면을 포함하며, 상기 발광부(230)의 광출사면은 상기 커버(210)의 하면과 직접 접촉한다.More specifically, the light emitting unit 230 includes a light emitting surface from which light is emitted, and the light emitting surface of the light emitting unit 230 is in direct contact with the lower surface of the cover 210 .

또한, 상기 수광부(240)는 빛을 입사되는 광입사면을 포함하며, 상기 수광부(240)의 광입사면은 상기 커버(210)의 하면 중 상기 발광부(230)와 일정 간격 이격된 영역에 배치된다. 이때, 상기 수광부(240)의 입사면은 상기 커버(210)의 하면과 직접 접촉한다.In addition, the light receiving unit 240 includes a light incident surface on which light is incident, and the light incident surface of the light receiving unit 240 is located on the lower surface of the cover 210 in a region spaced apart from the light emitting unit 230 by a predetermined distance. are placed In this case, the incident surface of the light receiving unit 240 is in direct contact with the lower surface of the cover 210 .

이때, 발광부(230) 또는 수광부(240)는, 박막 형태로 커버(210)의 하면에 밀착될 수 있다. 발광부(230) 또는 수광부(240)가 커버(210)의 하면에 밀착되어 배치되는 일 실시 예로서, 상기 발광부(230) 또는 수광부(240)는 페이스트 상태의 물질을 소성 공정에 의해 소결시키는 방식으로 커버(210)의 하면에 배치 시킬 수 있다. In this case, the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 may be in close contact with the lower surface of the cover 210 in the form of a thin film. As an embodiment in which the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 is disposed in close contact with the lower surface of the cover 210 , the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 sinters a material in a paste state by a firing process. In this way, it can be disposed on the lower surface of the cover 210 .

이에 따라, 발광부(230) 또는 수광부(240)는 바람직하게는 커버(210)에 밀착하여 배치될 수 있으며, 바람직하게는 커버(210)의 하면과 직접 접촉하며 배치될 수 있다.Accordingly, the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 may be disposed in close contact with the cover 210 , and preferably may be disposed in direct contact with the lower surface of the cover 210 .

더 구체적으로, 본 발명의 발광부(230) 또는 수광부(240)는, 진공증착법, CVD, 인쇄공법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 커버(210)의 하면에 배치될 수 있다.More specifically, the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 of the present invention may be disposed on the lower surface of the cover 210 by using at least one of a vacuum deposition method, a CVD method, and a printing method.

즉, 상기 진공 증착이나 패터닝 등을 이용하여 상기 커버(210)의 하면에 상기 발광부(230) 및 수광부(240)에 대응하는 매우 얇은 피박인 박막을 형성함으로써 커버(210)와 상기 발광부(230)/수광부(240) 사이의 간격을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 상기와 같은 심박 센서를 포함하는 감지 장치 자체의 두께를 얇게 하며 무게를 가볍게 만들 수 있는 장점이 있다.That is, the cover 210 and the light emitting part ( 230)/light-receiving unit 240 can be minimized, so that the thickness of the sensing device itself including the heart rate sensor as described above can be thinned and the weight can be made light.

발광부(230) 또는 수광부(240)가 커버(210)의 하면에 배치되는 경우, 종래의 센서(도 1 참조)와 다르게 커버(210)의 상면 위의 측정물과의 센싱 거리(도 2 참조)가 가까워지므로, 발광다이오드의 강도(intensity) 및 포토다이오드의 감도(sensitivity)가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 센서와 동일한 구동전압으로 센싱 신호를 증가할 수 있으므로, 낮은 구동전압으로 기존과 동일한 성능을 구현할 수 있게 되어 저전력소모 센서를 구현할 수 있게 된다.When the light emitting unit 230 or the light receiving unit 240 is disposed on the lower surface of the cover 210, the sensing distance from the measurement object on the upper surface of the cover 210 (refer to FIG. 2) differently from the conventional sensor (see FIG. 1). ), the intensity of the light emitting diode and the sensitivity of the photodiode may increase. In addition, since the sensing signal can be increased with the same driving voltage as that of the conventional sensor, it is possible to implement the same performance as the existing one with a low driving voltage, thereby realizing a low power consumption sensor.

또한, 본 발명은 상기 발광부(230) 및 수광부(240)뿐만 아니라, 감지 장치와 연결되는 기판(220)도 상기 커버(210)의 하면에 부착시킴으로써, 상기 심박 센서가 가지는 전체 두께를 획기적으로 감소시킬 수 있다.In addition, in the present invention, not only the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 , but also the substrate 220 connected to the sensing device is attached to the lower surface of the cover 210 , thereby dramatically reducing the overall thickness of the heart rate sensor. can be reduced

이때, 상기 커버(210)는 측정 대상의 표면과 접촉하며, 상기 측정 대상의 표면이 가지는 곡률에 따라 휘어지는 플렉서블한 특성을 가진다.In this case, the cover 210 is in contact with the surface of the measurement object and has a flexible characteristic that is bent according to the curvature of the surface of the measurement object.

또한, 상기 커버(210)는 상기 광을 투과할 수 있는 투명 소재로 형성된다.In addition, the cover 210 is formed of a transparent material that can transmit the light.

이를 위해, 상기 커버(210)는 유리(UTG), PC, PMMA 및 PET 등의 플렉서블한 투명 소재로 구성되는 것이 바람직하다.To this end, the cover 210 is preferably made of a flexible transparent material such as glass (UTG), PC, PMMA and PET.

그리고, 상기 발광부(230)는 550nm 파장 전후의 발광 소자를 포함할 수 있고, 상기 수광부(240)는 525nm 파장의 광을 감지할 수 있는 수광 소자를 포함할 수 있다.In addition, the light emitting unit 230 may include a light emitting device having a wavelength of about 550 nm, and the light receiving unit 240 may include a light receiving device capable of detecting light having a wavelength of 525 nm.

한편, 도 2에서와 같이, 상기 발광부(230)와 수광부(240) 사이의 커버(210) 하면 중 상기 발광부(230)와 수광부(240)의 대향면과 중첩되지 않는 하면에는 상기와 같이 배선이 배치된다.Meanwhile, as shown in FIG. 2 , on the lower surface of the cover 210 between the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 that does not overlap the opposite surfaces of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 , as described above. The wiring is laid out.

또한, 상기 도 3에서와 같이, 상기 발광부(230)와 수광부(240) 사이의 커버(210) 하면 중 상기 발광부(230)와 수광부(240)의 대향면과 중첩되는 하면에는 상기와 같이 격벽(290)이 배치된다.In addition, as shown in FIG. 3 , on the lower surface of the cover 210 between the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 that overlaps the opposite surfaces of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 , as described above. A partition wall 290 is disposed.

상기 격벽(290)은 상기 발광부(230)에서 발생한 광이 상기 수광부(240)로 직접 입사되는 것을 방지하면서 노이즈를 악제하기 위한 블랙 잉크로 형성될 수 있다.The barrier rib 290 may be formed of black ink for suppressing noise while preventing the light generated from the light emitting unit 230 from being directly incident on the light receiving unit 240 .

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도 2 및 3의 수광부의 적층 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 도 2 및 도 3의 수광부의 적층 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the laminated structure of the light receiving unit of FIGS. 2 and 3 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the laminated structure of the light receiving unit of FIGS. 2 and 3 according to the second embodiment of the present invention. It is a drawing.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 수광부(240)는 제1 전극(241), P층(242), 실리콘층(243), N층(244), 제2 전극(245)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극, 상기 P층, 상기 실리콘층, 상기 N층, 상기 제2 전극은, 도 4와 같이 상기 커버 기판상에 평행하게 적층되거나, 도 5와 같이 상기 커버 기판상에 수직으로 적층될 수 있다. 4 and 5 , the light receiving unit 240 may include a first electrode 241 , a P layer 242 , a silicon layer 243 , an N layer 244 , and a second electrode 245 . have. In this case, the first electrode, the P layer, the silicon layer, the N layer, and the second electrode are stacked in parallel on the cover substrate as shown in FIG. 4 or vertically on the cover substrate as shown in FIG. 5 . can be stacked.

상기 제 1 전극(241) 및 상기 제 2 전극(245) 중 적어도 하나의 감지 전극은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다, 일례로, 상기 전극(241, 245)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.At least one sensing electrode of the first electrode 241 and the second electrode 245 may include a transparent conductive material so that electricity can flow without interfering with light transmission. For example, the electrode 241 , 245) is indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc. of metal oxides.

또는, 상기 제 1 전극(241) 및 상기 제 2 전극(245) 중 적어도 하나의 감지전극은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene) 또는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다.Alternatively, the sensing electrode of at least one of the first electrode 241 and the second electrode 245 may include nanowires, photosensitive nanowire films, carbon nanotubes (CNT), graphene, or a conductive polymer. can

또는, 상기 제 1 전극(241) 및 상기 제 2 전극(245) 중 적어도 하나의 감지전극은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(241, 245)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 감지 전극 물질들을 혼합하여 사용할 수 있다.Alternatively, at least one sensing electrode of the first electrode 241 and the second electrode 245 may include various metals. For example, the electrodes 241 and 245 may include chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), or molybdenum (Mo). It may include at least one metal among gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof. Also, the sensing electrode materials may be mixed and used.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판과 발광부 및 수광부의 연결 구조를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a connection structure of a substrate, a light emitting unit, and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 커버(210)의 하면에는 기판(220), 발광부(230) 및 수광부(240)가 부착된다.Referring to FIG. 6 , a substrate 220 , a light emitting unit 230 , and a light receiving unit 240 are attached to a lower surface of the cover 210 .

이때, 상기 기판(220)은 상기 커버(210)의 하면 상에서, 상기 커버(210)의 바깥쪽으로 돌출되는 돌출 부분과, 상기 커버(210)의 하면과 접촉하는 접촉 부분을 포함한다.In this case, the substrate 220 includes a protruding portion protruding outward of the cover 210 on the lower surface of the cover 210 and a contact portion in contact with the lower surface of the cover 210 .

그리고, 상기 기판(220)의 돌출 부분에는 구동 소자(270) 및 연결 단자(280)가 배치된다.In addition, the driving element 270 and the connection terminal 280 are disposed on the protruding portion of the substrate 220 .

연결 단자(280)는 상기 기판(220)의 돌출 부분 중 가장자리 부분에 배치되며, 그에 따라 상기 심박 센서가 장착되는 감지 장치와 전기적으로 연결되고, 그에 따라 상기 감지 장치로부터 제공되는 신호를 수신하여 상기 구동 소자(270)로 제공하거나, 상기 구동 소자(270)에서 출력되는 신호를 상기 감지 장치로 출력할 수 있다.The connection terminal 280 is disposed at an edge of the protruding portion of the board 220, and is electrically connected to a sensing device to which the heart rate sensor is mounted, and thus receives a signal provided from the sensing device. It may be provided to the driving element 270 or a signal output from the driving element 270 may be output to the sensing device.

상기 연결 단자(280)는 구현 형태에 따라, 상기 감지 장치로부터 제공되는 전원 신호를 수신하는 전원 단자와, 상기 감지 장치로부터 전송되는 제어신호를 수신하는 수신 단자와, 상기 구동 소자(270)로부터 제공되는 신호를 상기 감지 장치로 출력하는 전송 단자와, 그라운드를 위한 그라운드 단자를 포함할 수 있다.The connection terminal 280 is provided from a power terminal for receiving a power signal provided from the sensing device, a receiving terminal for receiving a control signal transmitted from the sensing device, and the driving element 270 according to an implementation form. It may include a transmission terminal for outputting a signal to the sensing device, and a ground terminal for a ground.

구동 소자(270)는 수광부(240)가 생성한 광전류 신호를 수신하고, 기설정된 조건에 따라 상기 수신한 광 전류 신호를 분석한다. 이때, 구동 소자(270)는 상기와 같은 심박 센서를 포함하는 감지 장치의 목적 및 사용 방법에 따라 상기 광 전류 신호를 용도에 맞는 적절한 분석을 수행할 수 있다.The driving device 270 receives the photocurrent signal generated by the light receiving unit 240 and analyzes the received photocurrent signal according to a preset condition. In this case, the driving element 270 may perform an appropriate analysis on the photocurrent signal according to the purpose and method of use of the sensing device including the heartbeat sensor as described above.

즉, 상기 심박 센서는 명칭 그대로 심박을 감지하는 센서일 수 있으며, 이와 다르게 사용자의 터치 신호 등을 입력받을 수 있는 터치 센서로도 사용할 수 있다.That is, as the name suggests, the heart rate sensor may be a sensor for detecting a heart rate, and may be used as a touch sensor capable of receiving a user's touch signal or the like differently.

예를 들어, 상기 발광부(230)와 수광부(240)를 포함하는 센서가 상기 명칭 그대로 심박 센서인 경우, 발광부(230)가 조사한 광 신호가 커버(210) 위에 위치하는 인체의 일부(손가락, 손목, 팔목 등)에서 흡수 및 반사되면, 상기 흡수 및 반사된 광 신호를 수광부(240)가 수신하게 되며, 상기 수광부(240)에서 수신한 광신호의 세기에 따라 광 전류가 발생하게 된다. 이때, 심박 신호 감지의 경우, 상기 발생된 광 전류 신호가 맥박에 따라 강/약을 반복하게 되므로, 상기 구동 소자(270)는 광 전류 신호의 강약 주기에 따라 맥박을 측정할 수 있다.For example, when the sensor including the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 is a heartbeat sensor as the name suggests, the light signal irradiated by the light emitting unit 230 is a part of the human body located on the cover 210 (finger). , wrist, wrist, etc.), the light receiving unit 240 receives the absorbed and reflected optical signal, and a photocurrent is generated according to the intensity of the optical signal received by the light receiving unit 240 . In this case, in the case of detecting a heartbeat signal, since the generated photocurrent signal is repeatedly strong/weak according to the pulse, the driving device 270 may measure the pulse according to the cycle of the intensity of the photocurrent signal.

상기 구동 소자(270)는 상기 기판(220)에 장착되는 집적회로(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)의 형태로 구현될 수 있다.The driving element 270 may be implemented in the form of an application specific integrated circuit (ASIC) mounted on the substrate 220 .

또한, 상기 기판(220)의 하면에는 제 1 배선(250) 및 제 2 배선(260)이 배치된다.In addition, the first wiring 250 and the second wiring 260 are disposed on the lower surface of the substrate 220 .

상기 제 1 배선(250)은 상기 기판(220)과 상기 발광부(230)를 서로 전기적으로 연결한다. 바람직하게, 상기 제 1 배선(250)은 상기 기판(220)에 장착된 구동 소자(270)와 상기 발광부(230)를 서로 전기적으로 연결한다.The first wiring 250 electrically connects the substrate 220 and the light emitting unit 230 to each other. Preferably, the first wiring 250 electrically connects the driving element 270 mounted on the substrate 220 and the light emitting unit 230 to each other.

상기 제 2 배선(260)은 상기 기판(220)과 상기 수광부(240)를 서로 전기적으로 연결한다. 바람직하게, 상기 제 2 배선(260)은 상기 기판(220)에 장착된 구동 소자(270)와 상기 수광부(240)를 서로 전기적으로 연결한다.The second wiring 260 electrically connects the substrate 220 and the light receiving unit 240 to each other. Preferably, the second wiring 260 electrically connects the driving element 270 mounted on the substrate 220 and the light receiving unit 240 to each other.

상기 제 1 배선(250) 및 제 2 배선(260)은 상기 커버(210)의 하면에 ACF(Anisotropic Conductive Film) 본딩하여 형성할 수 있다.The first wiring 250 and the second wiring 260 may be formed by bonding an anisotropic conductive film (ACF) to the lower surface of the cover 210 .

이때, 상기 제 1 배선(250) 및 제 2 배선(260)은 상기 커버(210)의 외부에서 식별이 불가능하도록 투명 전극(AZO, GAZO, ITO 등)으로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the first wiring 250 and the second wiring 260 are preferably formed of transparent electrodes (AZO, GAZO, ITO, etc.) so that they cannot be identified from the outside of the cover 210 .

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서와 종래기술에 따른 심박 센서의 진폭 및 신호 세기를 비교하기 위한 그래프이다.7 is a graph for comparing amplitudes and signal strengths of a heart rate sensor according to an exemplary embodiment of the present invention and a heart rate sensor according to the related art.

도 7을 참조하면, 수광부(240)를 커버(210)의 하면에 밀착하여 배치하는 경우, 종래의 수광부 및 발광부를 벌크 형태의 소자를 기판상에 배치하는 경우와 대비하여 진폭 및 신호 세기가 증가하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7 , when the light receiving unit 240 is disposed in close contact with the lower surface of the cover 210 , the amplitude and signal strength are increased compared to the case in which the conventional light receiving unit and the light emitting unit are disposed on a substrate in bulk type. can confirm that

종래의 센서는, 센싱 전압이 약 87mV, 진폭이 3.6mV으로 측정되었으나, 수광부(240)만 커버(210) 상에 밀착하여 배치하는 경우 센싱 전압이 약 122mV, 진폭이 5.4mV으로 측정되어, 신호의 진폭과 세기가 모두 약 50% 가량 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 도 7의 경우 수광부(240)만 커버(210)에 밀착한 경우에서 측정한 데이터에 해당하므로, 수광부(240)와 발광부(230)를 모두 커버(210)에 부착되는 경우에 더 향상된 신호의 진폭 및 세기를 측정할 수 있다.In the conventional sensor, the sensing voltage was measured to be about 87 mV and the amplitude was measured to be 3.6 mV, but when only the light receiving unit 240 is disposed in close contact with the cover 210, the sensing voltage is measured to be about 122 mV and the amplitude is 5.4 mV. It can be seen that the amplitude and intensity of both increase by about 50%. At this time, in the case of FIG. 7 , only the light receiving unit 240 corresponds to the data measured when only the light receiving unit 240 is in close contact with the cover 210 , so when both the light receiving unit 240 and the light emitting unit 230 are attached to the cover 210 . You can measure the amplitude and strength of a signal.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating an example arrangement of a light emitting unit and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.

도 8은, 감지 장치가 단순히 심박수만을 검출하는 경우에 나타나는 발광부(230)와 수광부(240)의 구성 예이고, 도 9는 감지 장치가 심박수 및 산소 포화도를 모두 검출 하는 경우에 나타나는 발광부(230) 및 수광부(240)의 구성 예이다.8 is a configuration example of the light emitting unit 230 and the light receiving unit 240 that appear when the sensing device simply detects heart rate, and FIG. 9 is a light emitting unit that appears when the sensing device detects both heart rate and oxygen saturation. 230) and a configuration example of the light receiving unit 240 .

도 8을 참조하면, 상기 심박수를 검출하기 위하여, 감지 장치는 적어도 하나의 그린 발광부(230) 및 수광부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 8 , in order to detect the heart rate, the sensing device includes at least one green light emitting unit 230 and a light receiving unit 240 .

이때, 도 8의 (a)와 같이, 상기 수광부(240)(PD)는, 커버(210)의 하면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 상기 그린 발광부(230)는, 상기 수광부(240)의 좌측 영역 및 우측 영역에 각각 배치될 수 있다.In this case, as shown in (a) of FIG. 8 , the light receiving unit 240 (PD) may be disposed in a central region of the lower surface of the cover 210 , and the green light emitting unit 230 may include the light receiving unit 240 . may be respectively disposed in the left region and the right region of .

또한, 상기 도 8의 (b)와 같이, 상기 수광부(240)(PD)는, 커버(210)의 하면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 상기 수광부(240)의 좌측 영역에만 1개의 그린 발광부(230)가 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8B , the light receiving unit 240 (PD) may be disposed in a central region of the lower surface of the cover 210 , and only one green light is emitted from the left region of the light receiving unit 240 . A portion 230 may be disposed.

또한, 상기 도 8의 (c)와 같이, 상기 수광부(240)(PD)는, 커버(210)의 하면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 상기 수광부(240)의 좌측 영역에만 복수(예를 들어 3개)개의 그린 발광부(230)가 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8C , the light receiving unit 240 (PD) may be disposed in a central region of the lower surface of the cover 210 , and a plurality of (eg, a plurality of) light receiving units 240 (eg, the left side region) of the light receiving unit 240 . For example, three) green light emitting units 230 may be disposed.

도 9를 참조하면, 상기 심박수 및 산호 포화도를 모두 검출하기 위하여, 상기 감지 장치는 적어도 하나의 그린 발광부(230), 레드 발광부(230) 및 적외선 발광부(230)로 구성되는 발광부(230)들과, 적어도 하나의 수광부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 9 , in order to detect both the heart rate and coral saturation, the sensing device includes a light emitting unit ( 230 , and at least one light receiving unit 240 .

도 9의 (a)를 참조하면, 상기 수광부(240)(PD)는 커버(210)의 하면의 중앙 영역에 배치될 수 있고, 상기 수광부(240)의 좌측 영역에 레드 발광부(230), 그린 발광부(230) 및 적외선 발광부(230)가 배치될 수 있고, 상기 수광부(240)의 우측 영역에 그린 발광부(230)가 배치될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 9 , the light receiving unit 240 (PD) may be disposed in the central region of the lower surface of the cover 210 , and a red light emitting unit 230 is located on the left side of the light receiving unit 240 , The green light emitting part 230 and the infrared light emitting part 230 may be disposed, and the green light emitting part 230 may be disposed on the right side of the light receiving part 240 .

또한, 도 9의 (b)를 참조하면, 상기 수광부(240)는 상기 커버(210)의 하면의 최 우측 영역에 배치될 수 있고, 상기 수광부(240)의 좌측 영역에 복수의 그린 발광부(230)가 배치될 수 있고, 상기 복수의 그린 발광부(230)의 좌측 영역에 레드 발광부(230) 및 적외선 발광부(230)가 각각 배치될 있다.In addition, referring to FIG. 9B , the light receiving unit 240 may be disposed in the rightmost region of the lower surface of the cover 210 , and a plurality of green light emitting units ( 230 may be disposed, and a red light emitting unit 230 and an infrared light emitting unit 230 may be respectively disposed in the left region of the plurality of green light emitting units 230 .

또한, 도 9의 (c)를 참조하면, 상기 수광부(240)는 상기 커버(210)의 하면의 우측 영역에 배치될 수 있고, 상기 수광부(240)의 좌측 영역에 1개의 그린 발광부(230)가 배치될 수 있고, 상기 그린 발광부(230)의 좌측 영역에 레드 발광부(230) 및 적외선 발광부(230)가 각각 배치될 수 있으며, 상기 수광부(240)의 우측 영역에 1개의 그린 발광부(230)가 추가로 배치될 수 있다.Also, referring to FIG. 9C , the light receiving unit 240 may be disposed on the right side of the lower surface of the cover 210 , and one green light emitting unit 230 on the left side of the light receiving unit 240 . ) may be disposed, a red light emitting unit 230 and an infrared light emitting unit 230 may be respectively disposed on the left area of the green light emitting unit 230 , and one green light emitting unit 230 may be disposed on the right area of the light receiving unit 240 . A light emitting unit 230 may be additionally disposed.

도 10 및 11은 본 발명의 실시 예에 따른 심박 센서를 포함한 감지 장치를 나타낸 도면이다.10 and 11 are diagrams illustrating a sensing device including a heart rate sensor according to an embodiment of the present invention.

도 10 및 11을 참조하면, 감지 장치는, 상기 감지 장치의 본체(300)와, 상기 본체(300)에 장착되는 심박 센서(200)를 포함한다.10 and 11 , the sensing device includes a main body 300 of the sensing device and a heart rate sensor 200 mounted on the main body 300 .

이때, 상기 본체(300)는 적어도 일 표면에 홈(320)이 형성된 몸체(310)를 포함한다.In this case, the body 300 includes a body 310 having a groove 320 formed on at least one surface thereof.

상기 몸체(310)에 형성된 홈(320)은 상기 심박 센서(200)가 가지는 두께에 대응하는 깊이를 가질 수 있다. 종래에는 상기 홈의 깊이가 기판 및 이격 커버와 발광부의 이격 거리를 포함하는 두께를 만족하도록 형성되었으나, 본 발명에서는 상기 커버와 수광부/발광부의 두께만을 만족하는 깊이를 가지도록 상기 홈이 형성될 수 있으며, 이에 따라 제품의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.The groove 320 formed in the body 310 may have a depth corresponding to the thickness of the heart rate sensor 200 . Conventionally, the depth of the groove was formed to satisfy the thickness including the separation distance between the substrate and the separation cover and the light emitting part, but in the present invention, the groove may be formed to have a depth that satisfies only the thickness of the cover and the light receiving part / light emitting part. Thereby, it is possible to reduce the overall thickness of the product.

상기 홈(320) 내에는 상기 심박 센서(200)가 장착된다.The heart rate sensor 200 is mounted in the groove 320 .

바람직하게, 상기 심박 센서를 구성하는 커버(210)의 상면은 상기 홈의 외부로 노출되며, 상기 커버(210)의 하면에 배치된 발광부(230), 수광부(240) 및 기판(220)은 상기 홈 내에 수용된다.Preferably, the upper surface of the cover 210 constituting the heart rate sensor is exposed to the outside of the groove, and the light emitting unit 230 , the light receiving unit 240 and the substrate 220 disposed on the lower surface of the cover 210 are received within the groove.

그리고, 상기 몸체(310) 내에는 연결 단자(330)가 구비되며, 그에 따라 상기 연결 단자(330)는 상기 심박 센서(200)의 기판(220)에 구비된 연결 단자(280)와 연결된다.A connection terminal 330 is provided in the body 310 , and accordingly, the connection terminal 330 is connected to the connection terminal 280 provided on the board 220 of the heart rate sensor 200 .

한편, 상기 몸체(310)는 상기 심박 센서(200)와 함께 플렉서블한 특성을 가지고 있다.Meanwhile, the body 310 has a flexible characteristic together with the heart rate sensor 200 .

따라서, 상기 몸체(310)는 상기 감지 장치가 착용되는 위치에 따라 서로 다른 방향으로 휘어질 수 있다.Accordingly, the body 310 may be bent in different directions depending on a position where the sensing device is worn.

즉, 도 10에서와 같이, 상기 몸체는 양단이 하측 방향을 향하도록 휘어질 수 있으며, 이와 다르게 도 11에서와 같이 상기 몸체는 양단이 상측 방향으로 향하도록 휘어질 수 있다.That is, as shown in FIG. 10 , both ends of the body may be bent so that both ends thereof face downward. Alternatively, as shown in FIG. 11 , the body may be bent so that both ends thereof face upward.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 종래의 수광부 또는 수광부가 기판 위에 장착됨에 따라 과도한 전력 소모를 발생하는 것에 비하여, 본 발명의 심박 센서는 발광부와 수광부가 커버에 장착됨으로써, 감지 거리를 짧게 하여 저전력으로도 발광부와 강도 및 수광부의 감도를 증진시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, in contrast to the conventional light receiving unit or light receiving unit that generates excessive power consumption as it is mounted on the substrate, the heart rate sensor of the present invention is equipped with the light emitting unit and the light receiving unit on the cover, thereby shortening the sensing distance. Even with low power, it is possible to improve the light emitting unit, intensity, and sensitivity of the light receiving unit.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 종래의 센서와 동일한 구동 전압으로 감지 신호의 크기를 증가시킬 수 있으므로, 낮은 구동전압으로도 기존과 동일한 성능을 구현할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the magnitude of the detection signal can be increased with the same driving voltage as that of the conventional sensor, the same performance as the conventional one can be realized even with a low driving voltage.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 유연성을 가지는 커버에 발광부와 수광부를 직접 장착함으로써, 상기 발광부와 수광부 사이에 배치되는 격벽을 제거할 수 있으며, 이에 따른 심박 센서의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by directly mounting the light emitting unit and the light receiving unit on the flexible cover, the barrier rib disposed between the light emitting unit and the light receiving unit can be removed, thereby reducing the overall thickness of the heart rate sensor. can do it

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 발광부와 수광부를 장착 및 지지시키기 위한 별도의 기판 및 격벽 등이 불필요하므로, 디자인 자유도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따른 제조 비용을 절감시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since a separate substrate and barrier ribs for mounting and supporting the light emitting unit and the light receiving unit are not required, the degree of freedom in design can be improved, and thus the manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 유연성을 가지는 커버에 발광부와 수광부를 직접 장착한 구조를 구현함으로써, 상기 발광부가 측정 대상에 최대한 가깝게 위치하여 광을 전달할 수 있으며, 이에 따라 상기 수광부가 상기 측정 대상의 표면에 최대한 밀착하여 최대의 광을 수신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by implementing a structure in which the light emitting unit and the light receiving unit are directly mounted on a flexible cover, the light emitting unit can be located as close as possible to the measurement target to transmit light, and thus the light receiving unit is The maximum amount of light may be received by as close to the surface of the measurement target as possible.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 광 경로 거리 감소로 인한 광 특성 성능이 향상될 뿐 아니라, 밀착 구조로 인해 광 손실을 최소화할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, optical characteristic performance is improved due to a reduction in the optical path distance, and optical loss can be minimized due to the adhesion structure.

한편, 도3에서와 같이 발광부와 수광부 사이에 격벽(290)이 배치된다고 하였으나, 이는 실질적으로 상기 발광부의 광출사면이 상기 커버(210)의 하면에 부착되면서, 그에 따라 상기 발광부의 상면으로 광을 출사하기 때문에 선택적으로 생략될 수 있다.On the other hand, although it was said that the partition wall 290 is disposed between the light emitting unit and the light receiving unit as shown in FIG. 3 , this is substantially the same as the light emitting surface of the light emitting unit is attached to the lower surface of the cover 210, and accordingly, the upper surface of the light emitting unit. Since light is emitted, it may be optionally omitted.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by a person skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments.

200: 심박 센서
210: 커버
220: 기판
230: 발광부
240: 수광부
250: 제 1 배선
260: 제 2 배선
270: 구동 소자
280: 연결 단자
290: 격벽
300: 감지 장치
310: 몸체
320: 홈
330: 연결 단자200: heart rate sensor
210: cover
220: substrate
230: light emitting unit
240: light receiving unit
250: first wiring
260: second wiring
270: driving element
280: connection terminal
290: bulkhead
300: detection device
310: body
320: home
330: connection terminal

Claims (13)

상면과 하면을 구비하는 커버;
상기 커버의 하면을 따라 서로 이격되어 배치되는 발광부, 수광부; 및
상기 발광부 및 상기 수광부와 전기적으로 연결되며, 일부가 상기 커버의 하면에 배치되는 기판;을 포함하며,
상기 발광부의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제1 곡면을 가지고,
상기 수광부의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제2 곡면을 가지며,
상기 기판의 상면은 상기 커버의 하면에 배치되는 제3 곡면을 가지고,
상기 발광부에서 발생한 광은 상기 수광부로 입사되며, 상기 커버의 하면과 마주보는 상기 수광부의 상면은 발광부에서 발생한 광을 수신하는 입사면을 포함하는 심박 센서.a cover having an upper surface and a lower surface;
a light emitting unit and a light receiving unit spaced apart from each other along the lower surface of the cover; and
and a substrate electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit, a part of which is disposed on a lower surface of the cover;
The upper surface of the light emitting part has a first curved surface disposed on the lower surface of the cover,
The upper surface of the light receiving unit has a second curved surface disposed on the lower surface of the cover,
The upper surface of the substrate has a third curved surface disposed on the lower surface of the cover,
and the light emitted from the light emitting unit is incident on the light receiving unit, and an upper surface of the light receiving unit facing the lower surface of the cover includes an incident surface for receiving the light generated from the light emitting unit. 제 1항에 있어서,
상기 수광부는 제1 전극;
P층;
실리콘층;
N층; 및
제2 전극;을 포함하며,
상기 제1 전극은 상기 기판의 하면과 직접 접촉하는 심박 센서.The method of claim 1,
The light receiving unit includes a first electrode;
P layer;
silicon layer;
N layer; and
a second electrode;
The first electrode is a heart rate sensor in direct contact with the lower surface of the substrate. 제 1항에 있어서,
상기 기판의 상면은,
상기 커버의 하면과 직접 접촉하는 제 1 부분과,
상기 커버의 하면과 접촉하지 않으면서, 상기 커버의 외측으로 돌출되는 제 2 부분을 포함하는
심박 센서.The method of claim 1,
The upper surface of the substrate,
a first portion in direct contact with the lower surface of the cover;
and a second portion protruding outside of the cover without contacting the lower surface of the cover.
heart rate sensor. 제 3항에 있어서,
상기 기판의 제 2 부분에는,
상기 발광부 및 상기 수광부와 전기적으로 연결되어, 상기 수광부를 통해 출력되는 신호를 수신하는 구동 소자와,
상기 구동 소자와 외부 단자를 전기적으로 연결하여, 상기 구동 소자를 통해 출력되는 신호를 외부로 전송하는 연결 단자를 포함하는
심박 센서.4. The method of claim 3,
In the second part of the substrate,
a driving element electrically connected to the light emitting unit and the light receiving unit to receive a signal output through the light receiving unit;
and a connection terminal electrically connecting the driving element and an external terminal to transmit a signal output through the driving element to the outside.
heart rate sensor. 제 4항에 있어서,
상기 커버의 하면에는,
상기 구동 소자와 상기 발광부를 전기적으로 연결하는 제 1 배선과,
상기 구동 소자와 상기 수광부를 전기적으로 연결하는 제 2 배선을 포함하고,
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선 중 적어도 하나는 투명 전극으로 형성되는
심박 센서.5. The method of claim 4,
On the lower surface of the cover,
a first wiring electrically connecting the driving element and the light emitting unit;
a second wiring electrically connecting the driving element and the light receiving unit;
at least one of the first wiring and the second wiring is formed of a transparent electrode
heart rate sensor. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버의 하면 중 상기 발광부와 수광부 사이의 영역에 배치되는 격벽을 더 포함하는,
심박 센서.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising a barrier rib disposed in a region between the light emitting unit and the light receiving unit of the lower surface of the cover,
heart rate sensor. 제 1항에 있어서,
상기 커버는 광 투과가 가능한 플렉서블한 투명소재를 포함하는 심박 센서.The method of claim 1,
The cover is a heart rate sensor including a flexible transparent material that can transmit light. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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