KR20150001225A - 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서로서, 세라믹 기판; 및 상기 세라믹 기판의 일면에 형성되며, 피검자의 신체 피부에 접촉하여 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하는 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치로서, 피검자의 신체 피부에 접촉하며, 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하기 위한 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극을 포함하는 전극 센서; 상기 측정 전극의 2개의 전극으로 피부 임피던스의 측정을 위한 전류를 인가하는 DC 정전류원; 상기 측정 전극의 또 다른 2개의 전극으로부터 피검자의 피부 임피던스를 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부로부터 측정된 피검자의 피부 임피던스를 필터링하는 필터부; 상기 필터부로부터 필터링된 아날로그 신호의 피부 임피던스를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 및 상기 A/D 변환기를 통해 변환된 피부 임피던스의 디지털 신호를 외부 기기로 무선 전송하기 위한 RF 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 따르면, 세라믹에 골드 프린팅 공정 기술을 적용하여 측정용 전극 센서를 구성함으로써, 전도성이 우수하고 비산화재 물질로 장시간 측정 전극으로 사용이 가능하며, 피검자에 대한 피부 임피던스 측정의 높은 신뢰성과 정확성을 제공할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정용 전극 센서를 건식 전극으로 구성하고, 와이어 본딩 공정의 간편화로 피부에 대한 접촉저항이 우수하도록 하는 측정용 전극 센서와 연결 접속하는 측정 장치를 무선 통신이 가능하고 휴대 가능한 단일의 측정 단말기로 구성함으로써, 무선 통신을 매개로 측정한 피부 임피던스를 외부 기기로 전송하여 외부 기기에서 피부 임피던스를 활용한 개인 인증의 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 하는 것이 가능하고, 사용자의 사용의 편의성 및 휴대성이 향상된 휴대용 피부 임피던스 측정기로 장치 구성이 간단하게 구현될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치로서, 피검자의 신체 피부에 접촉하며, 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하기 위한 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극을 포함하는 전극 센서; 상기 측정 전극의 2개의 전극으로 피부 임피던스의 측정을 위한 전류를 인가하는 DC 정전류원; 상기 측정 전극의 또 다른 2개의 전극으로부터 피검자의 피부 임피던스를 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부로부터 측정된 피검자의 피부 임피던스를 필터링하는 필터부; 상기 필터부로부터 필터링된 아날로그 신호의 피부 임피던스를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 및 상기 A/D 변환기를 통해 변환된 피부 임피던스의 디지털 신호를 외부 기기로 무선 전송하기 위한 RF 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 따르면, 세라믹에 골드 프린팅 공정 기술을 적용하여 측정용 전극 센서를 구성함으로써, 전도성이 우수하고 비산화재 물질로 장시간 측정 전극으로 사용이 가능하며, 피검자에 대한 피부 임피던스 측정의 높은 신뢰성과 정확성을 제공할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정용 전극 센서를 건식 전극으로 구성하고, 와이어 본딩 공정의 간편화로 피부에 대한 접촉저항이 우수하도록 하는 측정용 전극 센서와 연결 접속하는 측정 장치를 무선 통신이 가능하고 휴대 가능한 단일의 측정 단말기로 구성함으로써, 무선 통신을 매개로 측정한 피부 임피던스를 외부 기기로 전송하여 외부 기기에서 피부 임피던스를 활용한 개인 인증의 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 하는 것이 가능하고, 사용자의 사용의 편의성 및 휴대성이 향상된 휴대용 피부 임피던스 측정기로 장치 구성이 간단하게 구현될 수 있도록 할 수 있다.
Description
본 발명은 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피검자의 피부 임피던스를 측정하고, 측정한 피부 임피던스를 외부 기기에 무선으로 전송하여 피검자의 피부 임피던스를 개인 인증의 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 하는 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인체의 생체신호를 측정하기 위해서는 사용자의 피부에 일회용 전극(disposable electrode)을 부착하게 된다. 이러한 일회용 전극은 통상의 수성 전극(wet electrode)으로서, 금속 전극에 전도성 젤(conductive gel)을 입혀 피부와의 임피던스를 줄이고 생체에서 흐르는 이온 전류를 전자 전류로 바꾸는 것을 촉진시킨다. 그러나 전도성 젤은 많은 시간이 흐를수록 피부와 문제를 일으켜 피부를 빨갛게 상기시키거나 따끔거리는 통증을 유발시키는 문제가 있다. 따라서 장시간(예컨대 약 2시간 이상) 동안 모니터링을 하는 생체신호 측정 장치에서는 일회용 전극을 사용하기 어려운 문제가 있었다. 또한, 종래의 일회용 전극은 피부에 잘 부착되도록 금속 전극에 접착성분이 있는 포말 패드(foam pad)가 붙어 있지만, 피부에 장시간 붙일 수 없는 단점이 있다.
한편, 최근에는 전기 임피던스 단층 촬영법(Electrical Impedance Tomography: 이하 'EIT'라 칭함)이 각광을 받고 있는데, EIT는 시스템 구현 시에 하드웨어 비용이 비교적 저렴하고, 측정 대상물체에 대한 비파괴(nondestructive) 특성을 가지고 있다. EIT는 X-ray 및 MRI 단층 촬영법에 비해 아직 복원된 영상의 공간해상도는 떨어지지만, 순간 해상도가 뛰어나고 인체에 대한 안전성이 보장되므로 의공학 분야의 보조 장비로 사용되고 있다. 이러한 EIT는 10 내지 100㎑의 수 미리 볼트의 전류를 인체에 흘려보낸 후 신체조직의 저항을 측정하는 방식으로, 경혈 위치는 주변 조직보다 낮은 임피던스를 가지고 있는 것이 밝혀졌다. 따라서 EIT에서는 신체 단면의 전기적 특성을 파악하기 위하여 여러 개의 전극을 신체부위에 접착한 후 순차적으로 전류를 흘려보내고 저항을 측정한 후 해당 저항을 영상화한다.
이러한 종래의 EIT 장치는 신체를 감싸는 원통형 전극의 분포로 구성되므로, 불필요한 인체의 골격 기관까지 영상화함으로써 불필요한 데이터를 처리하는데 시간이 소모되고, 신체를 감사는 원통형 전극의 분포로 구성되므로, 대표적으로 팔목과 허리부분 등에서는 굵기 차이가 발생할 수 있는데 동일한 개수의 전극을 배치하는 방식으로 전극을 배치함에 따라 전극 간 거리가 넓어지는 경우 해당 위치에서의 해상도가 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 세라믹에 골드 프린팅 공정 기술을 적용하여 측정용 전극 센서를 구성함으로써, 전도성이 우수하고 비산화재 물질로 장시간 측정 전극으로 사용이 가능하며, 피검자에 대한 피부 임피던스 측정의 높은 신뢰성과 정확성을 제공할 수 있도록 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 측정용 전극 센서를 건식 전극으로 구성하고, 와이어 본딩 공정의 간편화로 피부에 대한 접촉저항이 우수하도록 하는 측정용 전극 센서와 연결 접속하는 측정 장치를 무선 통신이 가능하고 휴대 가능한 단일의 측정 단말기로 구성함으로써, 무선 통신을 매개로 측정한 피부 임피던스를 외부 기기로 전송하여 외부 기기에서 피부 임피던스를 활용한 개인 인증의 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 하는 것이 가능하고, 사용자의 사용의 편의성 및 휴대성이 향상된 휴대용 피부 임피던스 측정기로 장치 구성이 간단하게 구현될 수 있도록 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서는,
개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서로서,
세라믹 기판; 및
상기 세라믹 기판의 일면에 형성되며, 피검자의 신체 피부에 접촉하여 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하는 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 세라믹 기판은,
상기 측정 전극을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀이 형성되고, 상기 각각의 홀을 통한 와이어 본딩(wire bonding)으로 상기 4개의 전극이 전기적으로 연결 접속되도록 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 피검자의 신체 피부에 접촉한 상태에서 피부 임피던스 측정을 위한 전류를 상기 피검자의 신체 피부에 인가하는 한 쌍의 전류 인가 전극; 및
상기 한 쌍의 전류 인가 전극을 통해 피부 임피던스 측정을 위한 전류가 인가된 상기 피검자의 신체 피부로부터 피부 임피던스를 측정하는 한 쌍의 전압 측정 전극으로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 전극은,
건식 전극으로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 전극은,
전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 세라믹 기판의 일면에 골드 프린팅(gold printing) 공정 기술로 견고(robust)하게 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전극 센서는,
상기 세라믹 기판의 직경이 10㎜의 크기를 갖는 원판 형상으로 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전극 센서는,
상기 세라믹 기판의 직경 내에서 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성할 수 있다.
더욱더 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 세라믹 기판의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형으로 구성할 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 4개의 전극을 동축형으로 구성하되, 중심과 최외각에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극으로 구성하고,
상기 한 쌍의 전류 인가 전극 사이에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극으로 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 세라믹 기판의 일면에 형성되는 4개의 전극을 막대형으로 구성할 수 있다.
더욱더 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 4개의 전극을 막대형으로 구성하되, 외곽에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극으로 구성하고,
상기 한 쌍의 전류 인가 전극 사이의 중심에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극으로 구성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치는,
개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치로서,
피검자의 신체 피부에 접촉하며, 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하기 위한 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극을 포함하는 전극 센서;
상기 측정 전극의 2개의 전극으로 피부 임피던스의 측정을 위한 전류를 인가하는 DC 정전류원;
상기 측정 전극의 또 다른 2개의 전극으로부터 피검자의 피부 임피던스를 측정하는 전압 측정부;
상기 전압 측정부로부터 측정된 피검자의 피부 임피던스를 필터링하는 필터부;
상기 필터부로부터 필터링된 아날로그 신호의 피부 임피던스를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 및
상기 A/D 변환기를 통해 변환된 피부 임피던스의 디지털 신호를 외부 기기로 무선 전송하기 위한 RF 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전극 센서는,
4개의 전극으로 이루어진 상기 측정 전극을 세라믹 기판의 일면에 형성하고, 상기 측정 전극을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀이 형성되며, 상기 각각의 홀을 통한 와이어 본딩으로 상기 4개의 전극이 상기 DC 정전류원 및 전압 측정부와 전기적으로 연결 접속할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
상기 DC 정전류원과 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전류 인가 전극과, 상기 전압 측정부와 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전압 측정 전극으로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 전극은,
전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질의 건식 전극으로 구성하며, 세라믹 기판의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형 또는 막대형 중 하나로 배치하여 형성되도록 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전극 센서는,
원판 형상으로 구성하는 세라믹 기판의 직경을 10㎜의 크기를 갖도록 구성하고, 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 필터부는,
상기 피부 임피던스 신호 중에서 각종 노이즈를 제거하여 원하는 신호만을 출력할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 장치는,
휴대 가능한 단말 측정기로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 외부 기기는,
상기 RF 모듈과 무선 통신을 매개로 디지털 신호로 변환된 피부 임피던스 신호를 받아 저장 관리하는 서버 컴퓨터로 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 외부 기기는,
상기 측정 장치로부터 받아 저장 관리하는 피부 임피던스 신호의 정보를 피검자의 개인 인증을 위한 개인 식별 정보로 활용할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서 및 이를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치에 따르면, 세라믹에 골드 프린팅 공정 기술을 적용하여 측정용 전극 센서를 구성함으로써, 전도성이 우수하고 비산화재 물질로 장시간 측정 전극으로 사용이 가능하며, 피검자에 대한 피부 임피던스 측정의 높은 신뢰성과 정확성을 제공할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정용 전극 센서를 건식 전극으로 구성하고, 와이어 본딩 공정의 간편화로 피부에 대한 접촉저항이 우수하도록 하는 측정용 전극 센서와 연결 접속하는 측정 장치를 무선 통신이 가능하고 휴대 가능한 단일의 측정 단말기로 구성함으로써, 무선 통신을 매개로 측정한 피부 임피던스를 외부 기기로 전송하여 외부 기기에서 피부 임피던스를 활용한 개인 인증의 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 하는 것이 가능하고, 사용자의 사용의 편의성 및 휴대성이 향상된 휴대용 피부 임피던스 측정기로 장치 구성이 간단하게 구현될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 단면도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 단면 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치를 이용한 피검자의 피부 임피던스 측정 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 측정 전압 결과의 그래프를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 단면도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 단면 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치를 이용한 피검자의 피부 임피던스 측정 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 측정 전압 결과의 그래프를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 단면도 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서의 다른 일례의 단면 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서(110)는, 세라믹 기판(111), 및 측정 전극(113)을 포함하여 구성될 수 있다.
세라믹 기판(111)은, 측정 전극(113)이 형성되는 기재로서, 측정 전극(113)을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀(112)이 형성되고, 각각의 홀(112)을 통한 와이어 본딩(wire bonding)으로 4개의 전극이 전기적으로 연결 접속되도록 구성한다.
측정 전극(113)은, 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되며, 피검자의 신체 피부에 접촉하여 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하는 4개의 전극으로 이루어진 구성이다. 이러한 측정 전극(113)은 피검자의 신체 피부에 접촉한 상태에서 피부 임피던스 측정을 위한 전류를 피검자의 신체 피부에 인가하는 한 쌍의 전류 인가 전극(114)과, 한 쌍의 전류 인가 전극(114)을 통해 피부 임피던스 측정을 위한 전류가 인가된 피검자의 신체 피부로부터 피부 임피던스를 측정하는 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성할 수 있다. 여기서, 측정 전극(113)은 건식 전극으로 구성함이 바람직하다. 또한, 측정 전극(113)은 전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질로 구성할 수 있으며, 세라믹 기판(111)의 일면에 골드 프린팅(gold printing) 공정 기술로 견고(robust)하게 형성할 수 있다.
측정 전극(113)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형으로 구성할 수 있으며, 동축형으로 구성하는 4개의 전극 중 중심과 최외각에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극(114)으로 구성하고, 한 쌍의 전류 인가 전극(114) 사이에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성할 수 있다. 또한, 측정 전극(113)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 막대형으로 구성할 수 있으며, 막대형으로 구성하는 4개의 전극 중 외곽에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극(114)으로 구성하고, 한 쌍의 전류 인가 전극(114) 사이의 중심에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 전극 센서(110)는 세라믹 기판(111)의 직경이 10㎜의 크기를 갖는 원판 형상으로 구성함이 바람직하며, 전극 센서(110)는 세라믹 기판(111)의 직경 내에서 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성함이 더욱 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치(100)는, 전극 센서(110), DC 정전류원(120), 전압 측정부(130), 필터부(140), A/D 변환기(150), 및 RF 모듈(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
전극 센서(110)는, 피검자의 신체 피부에 접촉하며, 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하기 위한 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극(113)을 포함한다. 여기서, 전극 센서(110)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극(113)을 세라믹 기판(111)의 일면에 형성하고, 측정 전극(113)을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀(112)이 형성되며, 각각의 홀(112)을 통한 와이어 본딩으로 4개의 전극이 DC 정전류원(120) 및 전압 측정부(130)와 전기적으로 연결 접속한다. 이때, 측정 전극(113)은 DC 정전류원(120)과 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전류 인가 전극(114)과, 전압 측정부(130)와 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전압 측정 전극(115)으로 구성한다. 또한, 측정 전극(113)은 전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질의 건식 전극으로 구성하며, 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형 또는 막대형 중 하나로 배치하여 형성되도록 구성할 수 있다. 이러한 전극 센서(110)는 원판 형상으로 구성하는 세라믹 기판(111)의 직경을 10㎜의 크기를 갖도록 구성하고, 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성한다. 도 1 및 도 2는 동축형으로 측정 전극(113)을 형성하는 일례를 나타내고, 도 3 및 도 4는 막대형으로 측정 전극(113)을 형성하는 일례를 나타낸다.
DC 정전류원(120)은, 측정 전극(113)의 2개의 전극으로 피부 임피던스의 측정을 위한 전류를 인가하는 역할을 한다. 즉, DC 정전류원(120)은 측정 전극(113)의 2개의 전류 인가 전극(114)으로 미세 전류를 인가하며, 피검자의 피부 임피던스 측정을 위해 사인파형의 전류를 사용할 수 있다.
전압 측정부(130)는, 측정 전극(113)의 또 다른 2개의 전극으로부터 피검자의 피부 임피던스를 측정하는 역할을 한다. 즉, 전압 측정부(130)는 측정 전극(113)의 2개의 전압 측정 전극(115)으로부터 출력되는 피검자의 피부 임피던스의 전압을 검출한다. 이러한 전압 측정부(130)는 2개의 전압 측정 전극(115)으로부터 출력되는 피부 임피던스의 신호를 증폭하는 기능을 더 포함하여 구성할 수 있다.
필터부(140)는, 전압 측정부(130)로부터 측정된 피검자의 피부 임피던스를 필터링하는 역할을 한다. 이러한 필터부(140)는 피부 임피던스 신호 중에서 각종 노이즈를 제거하여 원하는 신호만을 출력할 수 있다. 여기서, 노이즈 제거는 기존의 노치 필터, 밴드패스필터로 구성하여 원하는 대역을 제외한 노이즈를 필터링을 통해 제거할 수 있다.
A/D 변환기(150)는, 필터부(140)로부터 필터링된 아날로그 신호의 피부 임피던스를 디지털 신호로 변환하는 역할을 하며, RF 모듈(160)은, A/D 변환기(150)를 통해 변환된 피부 임피던스의 디지털 신호를 외부 기기(170)로 무선 전송하는 역할을 한다. 이와 같이, 전극 센서(110)와, DC 정전류원(120)과, 전압 측정부(130)와, 필터부(140)와, A/D 변환기(150), 및 RF 모듈(160)을 포함하여 구성되는 측정 장치(100)는 휴대 가능한 단말 측정기의 단일 형태로 구성할 수 있다.
외부 기기(170)는, 측정 장치(100)의 RF 모듈(160)과 무선 통신을 매개로 디지털 신호로 변환된 피부 임피던스 신호를 받아 저장 관리하는 서버 컴퓨터로 구성할 수 있다. 이러한 외부 기기(170)는 측정 장치(100)로부터 받아 저장 관리하는 피부 임피던스 신호의 정보를 피검자의 개인 인증을 위한 개인 식별 정보로 활용할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치를 이용한 피검자의 피부 임피던스 측정 일례를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치의 측정 전압 결과의 그래프를 도시한 도면이다. 도 6은 휴대 가능한 측정 장치(100)의 전극 센서(110)를 피검자의 손목 부위에 부착하고, 측정 장치(100)의 DC 정전류원(120)을 통해 전극 센서(110)의 전류 인가 전극(114)으로 전류를 인가한다. 이어 측정 장치(100)는 전압 측정부(130)를 통해 전극 센서(110)의 전압 측정 전극(115)으로부터 전압을 측정한다. 전압 측정부(130)에서 측정된 전압은 피검자의 피부 임피던스 신호로서 필터부(140)를 통해 필터링되고, 이어 A/D 변환기(150)를 통해 디지털 신호로 변환된 후 RF 모듈(160)을 통해 외부 기기(170)로 무선 전송하게 된다. 도 7은 측정 장치(100)에 의해 측정된 피부 임피던스에 대한 측정 전압 결과의 그래프를 나타낸다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 측정 장치 110: 전극 센서
111: 세라믹 기판 112: 홀
113: 측정 전극 114: 전류 인가 전극
115: 전압 측정 전극 120: DC 정전류원
130: 전압 측정부 140: 필터부
150: A/D 변환기 160: RF 모듈
170: 외부 기기(서버 컴퓨터)
111: 세라믹 기판 112: 홀
113: 측정 전극 114: 전류 인가 전극
115: 전압 측정 전극 120: DC 정전류원
130: 전압 측정부 140: 필터부
150: A/D 변환기 160: RF 모듈
170: 외부 기기(서버 컴퓨터)
Claims (21)
- 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서(110)로서,
세라믹 기판(111); 및
상기 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되며, 피검자의 신체 피부에 접촉하여 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하는 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 세라믹 기판(111)은,
상기 측정 전극(113)을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀(112)이 형성되고, 상기 각각의 홀(112)을 통한 와이어 본딩(wire bonding)으로 상기 4개의 전극이 전기적으로 연결 접속되도록 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 피검자의 신체 피부에 접촉한 상태에서 피부 임피던스 측정을 위한 전류를 상기 피검자의 신체 피부에 인가하는 한 쌍의 전류 인가 전극(114); 및
상기 한 쌍의 전류 인가 전극(114)을 통해 피부 임피던스 측정을 위한 전류가 인가된 상기 피검자의 신체 피부로부터 피부 임피던스를 측정하는 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
건식 전극으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 세라믹 기판(111)의 일면에 골드 프린팅(gold printing) 공정 기술로 견고(robust)하게 형성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 센서(110)는,
상기 세라믹 기판(111)의 직경이 10㎜의 크기를 갖는 원판 형상으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제7항에 있어서, 상기 전극 센서(110)는,
상기 세라믹 기판(111)의 직경 내에서 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제8항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제9항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 4개의 전극을 동축형으로 구성하되, 중심과 최외각에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극(114)으로 구성하고,
상기 한 쌍의 전류 인가 전극(114) 사이에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제8항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 막대형으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 제11항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 4개의 전극을 막대형으로 구성하되, 외곽에 형성되는 2개의 전극을 한 쌍의 전류 인가 전극(114)으로 구성하고,
상기 한 쌍의 전류 인가 전극(114) 사이의 중심에 형성되는 나머지 2개의 전극을 한 쌍의 전압 측정 전극(115)으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서.
- 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치(100)로서,
피검자의 신체 피부에 접촉하며, 상기 피검자의 개인 인증을 위한 피부 임피던스를 측정하기 위한 4개의 전극으로 이루어진 측정 전극(113)을 포함하는 전극 센서(110);
상기 측정 전극(113)의 2개의 전극으로 피부 임피던스의 측정을 위한 전류를 인가하는 DC 정전류원(120);
상기 측정 전극(113)의 또 다른 2개의 전극으로부터 피검자의 피부 임피던스를 측정하는 전압 측정부(130);
상기 전압 측정부(130)로부터 측정된 피검자의 피부 임피던스를 필터링하는 필터부(140);
상기 필터부(140)로부터 필터링된 아날로그 신호의 피부 임피던스를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(150); 및
상기 A/D 변환기(150)를 통해 변환된 피부 임피던스의 디지털 신호를 외부 기기(170)로 무선 전송하기 위한 RF 모듈(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 전극 센서(110)는,
4개의 전극으로 이루어진 상기 측정 전극(113)을 세라믹 기판(111)의 일면에 형성하고, 상기 측정 전극(113)을 구성하는 4개의 전극에 각각의 홀(112)이 형성되며, 상기 각각의 홀(112)을 통한 와이어 본딩으로 상기 4개의 전극이 상기 DC 정전류원(120) 및 전압 측정부(130)와 전기적으로 연결 접속하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
상기 DC 정전류원(120)과 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전류 인가 전극(114)과, 상기 전압 측정부(130)와 전기적으로 연결 접속하는 2개의 전극을 쌍으로 하는 전압 측정 전극(115)으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 측정 전극(113)은,
전도성이 우수하고, 비산화재 물질로 장시간의 측정에 사용이 가능한 금(Au) 재질의 건식 전극으로 구성하며, 세라믹 기판(111)의 일면에 형성되는 4개의 전극을 동축형 또는 막대형 중 하나로 배치하여 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 전극 센서(110)는,
원판 형상으로 구성하는 세라믹 기판(111)의 직경을 10㎜의 크기를 갖도록 구성하고, 골드 프린팅 된 4개의 전극 각각의 두께를 10 ~ 20㎛로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 필터부(140)는,
상기 피부 임피던스 신호 중에서 각종 노이즈를 제거하여 원하는 신호만을 출력하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 측정 장치(100)는,
휴대 가능한 단말 측정기로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 외부 기기(170)는,
상기 RF 모듈(160)과 무선 통신을 매개로 디지털 신호로 변환된 피부 임피던스 신호를 받아 저장 관리하는 서버 컴퓨터로 구성하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 외부 기기(170)는,
상기 측정 장치(100)로부터 받아 저장 관리하는 피부 임피던스 신호의 정보를 피검자의 개인 인증을 위한 개인 식별 정보로 활용하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증을 위한 피부 임피던스 측정용 전극 센서를 포함하는 피부 임피던스 측정 장치.
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