KR20150039505A - 체성분 분석부를 가지는 모바일 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 휴대와 사용이 편리한 체성분 측정부를 가지는 모바일 장치에 관한 것으로, 센서부 및 외부 전극을 포함하고 센서부의 송신 전극 및 외부 전극을 통해 신체 임피던스 값을 측정한다.

Description

체성분 분석부를 가지는 모바일 장치 {MOBILE DEVICE HAVING BODY COMPOSITION ANALYZING PART}

본 발명은 체성분 분석부를 가지는 모바일 장치에 관한 것이다.

체성분 분석 장치는 생체전기저항법(bioelectrical impdance analysis)에 의해 몸속의 근육과 지방의 비율을 측정하는 장치이다. 생체전기저항법은 인체 내로 미세한 전류를 흘려보내 저항값, 즉 임피던스 값을 측정하며, 이 임피던스 값에 의해 인체 구성성분을 분석한다. 인체의 근육과 지방은 수분 포함량에 차이가 있기 때문에 저항값이 상이하게 나타난다. 이 저항값을 이용하여 사용자의 몸속 근육과 지방의 비율을 측정한다. 이와 같이 측정된 체성분을 이용하여 비만이나 영양상태, 부종, 체력상태 등을 측정하고 점검할 수 있다.

그런데 종래의 체성분 분석 장치는 부피가 크고 무거워 사용자가 휴대하기 어려웠다. 따라서 체성분 분석 장치를 이용하기 위해서는 해당 장치가 구비된 장소로 이동해야만 사용할 수 있었으므로 사용 접근성이 낮았고, 이에 따라 주기적으로 건강 상태를 점검하기 어려운 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2006-0022060호 (2006.03.09. 공개)

본 발명은 휴대와 사용이 편리한 체성분 측정부를 가지는 모바일 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 체성분 측정부를 가지는 모바일 장치는 센서부 및 외부 전극을 포함하고, 센서부의 송신 전극 및 외부 전극을 통해 신체 임피던스 값을 측정한다.

본 발명에 따른 체성분 측정부를 가지는 모바일 장치는 휴대가 용이하고 사용이 간편한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 체성분 측정부를 가지는 모바일 장치는 구성이 간단한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석부를 가지는 모바일 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면을 나타낸다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석부를 가지는 모바일 장치를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 모바일 장치(100)는 디스플레이부(10), 커버유리(20), 센서부(30) 및 외부 전극(40)을 포함한다. 모바일 장치는(100)는 휴대폰, 스마트폰, PDA, 태블릿 피씨, 노트북 컴퓨터, 휴대용 음원재생기(MP3 플레이어) 및 이와 유사한 형태의 모든 휴대 가능한 전자기기를 포함한다.

디스플레이부(10)는 터치스크린을 포함한다. 터치스크린은 정전용량 방식일 수 있으며, 사용자의 신체(손가락)가 디스플레이부(10)에 접촉하면 내장된 커패시터의 정전 용량의 변화를 감지하여 터치 여부를 감지한다.

커버유리(20)는 디스플레이부(10)와 별도로 준비되어 디스플레이부(10)를 덮도록 위치하거나 디스플레이부(10)의 일부로서 모바일 장치(100)의 전면(全面)에 위치할 수 있다.

센서부(30)는 커버유리(20)의 일측에 마련되어 지문을 감지한다. 센서부(30)는 지문의 특징점(예를 들면, 'Y' 지점과 같이 지문이 갈라지는 부분 등)에 대한 정보를 따로 저장해두고, 이러한 특징점을 비교하여 지문의 일치 여부 등을 감지할 수 있다. 이러한 경우, 지문 감지에 걸리는 시간이 단축될 수 있고, 프로세서의 단순화를 통해 소형화가 이루어질 수 있으므로, 전자기기에 대한 장착성이 향상될 수 있다.

센서부(30)는 슬라이드 형으로 구현될 수 있다. 즉, 센서부(30)는 슬라이드 방식으로 움직이는 손가락의 지문을 센싱하여 단편적인 지문 영상들을 읽어들인 후, 이 단편 지문 영상을 하나의 영상으로 정합하여 온전한 지문 영상을 구현하는 방식으로 지문 인식을 수행할 수 있다. 이러한 센서부(30)를 그 형태에 빗대어 "바(bar)형" 또는 "일자형" 지문센서로 칭하기도 한다.

또한, 센서부(30)는 사용자가 원하는 정보 또는 명령을 입력받는 입력(input) 기능을 포함할 수 있다. 예컨대, 센서부(30)에는 포인팅된 메뉴나 아이콘을 선택하는데 이용되는 돔 스위치 등이 일체로 또는 별개로 설치될 수 있다.

센서부(30)는 지문의 산과 골의 전기적 물리량의 차이를 발생시키는 송신 전극(32)과 수신 전극(미도시)을 포함한다. 송신 전극(32)은 구동 신호를 센싱할 손가락으로 송출하고, 수신 전극은 손가락을 통해 변화된 전기적 물리량의 구동신호를 수신하여 산과 골의 단편 지문 영상을 생성한다.

송신 전극(32)은 센서부(30)의 테두리를 이루도록 구비되어 센서부(30)를 구획한다. 또한, 송신 전극(32)은 지문감지를 위한 구동신호를 피사체(손가락)로 송출하는 안테나로서의 기능을 한다. 송신 전극(32)은 도전성을 가지는 물질, 일례로 금속이나 도전성 폴리머로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 폴리머는 폴리머와 도전성 입자를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 폴리머와 도전성 입자는 무게 분율에 따라 혼합되며, 이 무게 분율은 구동신호의 송신 출력 정도에 따라 결정된다. 상기 폴리머는 예컨대 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 액정 폴리머, 및 페닐렌술피드로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하여 이루어지나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니다. 상기 도전성 입자는, 카본블랙, 흑연, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀, 금속섬유, 금속분말, 산화금속, 및 금속코팅 무기성 입자로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하여 이루어지나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니다.

도 2를 참고하여 센서부(30)를 좀 더 자세하게 설명한다. 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면을 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 센서부(30)는 송신 전극(32), 기판(301), 지문센서(302), 와이어(303), 보호층(304) 및 봉지재(305)를 포함할 수 있다.

기판(301)은 후술하는 지문센서(302) 등을 실장하고, 전기신호 정보가 전달되는 기판이다. 기판(301)은 예컨대 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 기판(301)의 하부에는 수지 사출 또는 표면실장기술(SMT; Surface Mounting Technology)에 의해 리드 프레임이 부착될 수 있다.

지문센서(302)는 기판(301) 위에 마련되어 지문을 감지한다. 지문센서(302)는 전술한 수신 전극을 포함하며 지문의 산과 골의 높이 차에 의한 전기적 물리량의 차이를 감지하여 지문을 인식한다. 지문센서(302)는 픽셀이 어레이 형태로 배치된 센싱 영역을 가질 수 있다. 지문센서(302)는 손가락이 이동에 따른 지문의 이미지를 스캔하여 지문 이미지를 형성할 수 있다. 지문센서(302)는 에폭시 접합에 의해 기판(301)에 실장될 수 있다.

와이어(303)는 수신 전극이 포함된 지문센서(302)와 송신 전극(32)을 전기적으로 연결시킨다. 와이어(303)는 도전성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있으며, 일례로 골드 와이어(gold wire)일 수 있다. 이와 같이, 지문센서(302)와 송신 전극(32)이 서로 전기적으로 연결됨으로써, 사용자의 손가락을 향하여 구동신호를 송출하고, 송출된 구동신호에 응답하여 사용자의 손가락의 지문 정보가 수신될 수 있다.

보호층(304)은 지문센서(302)의 상측에 마련된다. 보호층(304)은 송신 전극(32)으로 둘러싸이도록 그 내측에 마련되며, 보호층(304)의 상면과 송신 전극(32)의 상면이 대략 동일한 높이를 이루도록 형성될 수 있다. 보호층(304)은 예컨대 수지 또는 유리일 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니다. 또한, 보호층(304)에는 소정 패턴이 형성될 수 있다. 상기 패턴은 사용자에게 고급스러운 심미감을 제공할 수 있으며, 사용자의 손가락이 보호층(304)에 접촉시 사용자로 하여금 그 존재를 인지하도록 하는 느낌을 제공할 수 있다. 상기 패턴은 헤어라인(hairline)이나 도트(dot) 형상일 수 있다.

봉지재(305)는 기판(301)과 보호층(304) 사이를 채운다. 봉지재(305)는 일례로 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC; Epoxy Molding Compound) 또는 폴리프탈아미드(PPA; Polyphthalamide) 수지로 이루어질 수 있다. 또한, 봉지재(38)는 실리카겔을 포함할 수 있다.

다시 도 1을 참고하면, 외부 전극(40)은 모바일 장치(100)의 외부에 구비된다. 외부 전극(40)은 사용자의 신체 일부, 일례로 손가락과 전기적으로 연결될 수 있도록 노출되어 있다. 도 1에서는 일례로, 외부 전극(40)이 모바일 장치(100)의 측면 테두리를 따라 위치한 모습을 도시하였으나, 외부 전극은 모바일 장치(100)의 전면 또는 후면에 위치할 수도 있다. 외부 전극(40)은 복수로 제공될 수 있다. 외부 전극(40)은 센서부(30)의 송신 전극(32)과 함께 체성분 분석부를 구성한다.

상기 체성분 분석부는 송신 전극(32)과 외부 전극(40)을 통해 인체의 임피던스 값을 측정한다. 이를 위해 상기 체성분 분석부는 임피던스 값을 측정하고 이 측정값을 이용하여 체성분을 분석하기 위한 프로그램을 포함할 수 있다. 상기 프로그램은 애플리케이션 형태로 모바일 장치(100)에 제공될 수 있다.

상기 체성분 분석부의 작동 원리에 대해 설명한다. 먼저, 상기 체성분 분석부는 사용자의 생체 정보, 일례로, 신장, 체중, 연령 및 성별 등의 정보를 입력받는다. 이와 같은 생체 정보는 사용시마다 입력되거나 미리 저장된 정보를 이용할 수 있다. 사용자가 송신 전극(32) 및 외부 전극(40)에 신체 일부, 일례로 손가락을 접촉하면, 상기 체성분 분석부는 송신 전극(32) 및 외부 전극(40)으로 전류를 인가하고 전압을 측정한다. 이를 위해 송신 전극(32) 및 외부 전극(40) 중 적어도 하나는 전류공급을 위한 전극으로 기능하고, 나머지 전극은 전압측정을 위한 전극으로 기능할 수 있다. 상기 체성분 분석부는 측정된 전류와 전압을 이용하여 신체 임피던스 값을 계산하고, 계산된 값을 이용하여 사용자의 체성분을 분석하고 분석 결과값을 산출한다. 체성분 분석 결과값으로는 체지방량, 근육량 등이 포함된다. 체성분 분석 결과값은 사용자에게 표시되며, 모바일 장치(100)의 메모리 등에 저장될 수 있다. 이상의 동작 과정에서 정보 입력 및 표시는 모바일 장치(100)의 디스플레이부(10)를 통해 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치(100)는 모바일 장치(100)에 체성분 분석부를 구비함으로써, 휴대가 용이하고, 별도의 체성분 분석 장치 없이 언제 어디서나 간편하게 체성분 분석이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치(100)는 센서부(30)의 송신 전극(32)을 체성분 분석부의 전극으로 활용한다. 즉, 체성분 분석을 위한 복수의 전극 중 하나로 센서부(30)의 송신 전극(32)을 활용함으로써, 체성분 분석부의 구성을 좀더 간단하게 할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 모바일 장치 10 : 디스플레이부
20 : 커버유리 30 : 센서부
40 : 외부 전극

Claims (1)

1. 센서부 및 외부 전극을 포함하고,
   상기 센서부의 송신 전극 및 상기 외부 전극을 통해 신체 임피던스 값을 측정하는 체성분 분석부를 가지는 모바일 장치.

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