KR20150118557A - 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 모바일 기기에 탑재할 수 있는 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치는 몸체부, 회로기판부, 플래쉬 광원 모듈부 그리고 생체측정 모듈부를 포함한다. 여기서, 몸체부는 측면부로 둘러싸인 장착홈이 내측에 형성된다. 회로기판부는 몸체부의 장착홈에 구비된다. 플래쉬 광원 모듈부는 회로기판부의 상면에 마련되며 빛을 발광하도록 구비된다. 그리고, 생체측정 모듈부는 회로기판부에 마련되고, 플래쉬 광원 모듈부와 독립적으로 작동하며, 인체의 생리적 요소를 측정한다.
Description
본 발명은 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대용 모바일 기기에 탑재할 수 있는 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치에 관한 것이다.
일반적으로, 핸드폰, 스마트폰, PDA 등의 휴대용 모바일(Mobile) 기기에는 사진 및 동영상을 촬영하기 위한 카메라 장치가 설치되어 있다.
여기서, 휴대용 모바일 기기에 탑재된 카메라 장치는 일반적인 카메라 원리에 따른 것으로, 외부의 광원으로부터 빛을 받아 이를 이미지로 인식하는 이미지 센서가 내장된 촬상 소자 모듈을 이용하고 있다.
또한, 이러한 카메라 장치는 어두운 곳이나 야간 시에도 촬영이 가능하도록 모바일 플래쉬 모듈(MFM, Mobile Flash Module)장치를 포함하고 있다.
공개특허공보 제10-2008-0024030호(2008.03.17.)에는 플래쉬 모듈이 개시되고 있다. 상기 문헌에 개시되는 플래쉬 모듈은 기기 하우징과, 기기 하우징에 형성된 수납 홈에 내장되어 광을 출사하는 발광 다이오드와, 발광 다이오드의 광 출사 방향에 위치되는 렌즈가 개시되고 있다.
한편, 최근 휴대용 모바일 기기의 성능이 향상되면서, 이러한 기기에 건강 체크 기능을 가지는 헬스케어(Healthcare) 장치를 접목하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.
산소포화도 측정장치는 이러한 헬스케어 장치 중의 하나로서, 일반적인 산소포화도 측정장치는 센서를 이용하여 인체의 산소포화도(SpO2)를 측정한다.
공개특허공보 제10-2009-0095829호(2009.09.10.)에는 산소포화도 측정기가 개시되고 있다. 상기 문헌에 개시되는 산소포화도 측정기는 디스플레이 몸체와 연결선으로 연결되는 센서몸체가 개시되며, 센서몸체에는 발광부 및 수광부를 포함하는 센서가 구비된다.
그런데, 이러한 헬스케어 장치를 휴대용 모바일 기기에 실장하기 위해서는 헬스케어 장치의 크기를 축소하고 구조를 단순화하는 것이 필요하며, 이를 위해 헬스케어 장치와 모바일 플래쉬 모듈장치를 패키징화하는 기술이 고려되고 있다.
그러나, 종래의 모바일 플래쉬 모듈장치의 발광 다이오드는 고출력이고 크기가 크며, 라인 연결(Wire Bonding) 등의 공정이 복잡하여 헬스케어 장치와의 패키징이 곤란하다.
또한, 종래의 모바일 플래쉬 모듈장치의 렌즈는 적외선(IR, Infrared Ray), 가시광선 등 산소포화도 센싱에 필요한 빛을 안정적으로 투과시키지 못하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대용 모바일 기기에 탑재할 수 있는 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 측면부로 둘러싸인 장착홈이 내측에 형성되는 몸체부; 상기 몸체부의 장착홈에 구비되는 회로기판부; 상기 회로기판부의 상면에 마련되며 빛을 발광하도록 구비되는 플래쉬 광원 모듈부; 그리고 상기 회로기판부에 마련되고, 상기 플래쉬 광원 모듈부와 독립적으로 작동하며, 인체의 생리적 요소를 측정하는 생체측정 모듈부를 포함하는 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 생체측정 모듈부는 산소포화도 측정모듈, 맥파 측정모듈 및 체온 측정모듈 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 산소포화도 측정모듈은 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되는 제1회로기판과, 상기 제1회로기판에 마련되고, 두 종류의 빛을 발광하는 제1발광부와, 상기 제1회로기판에 마련되고, 상기 제1발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광되어 산소포화도가 측정되는 제1수광부와, 상기 제1발광부 및 제1수광부의 사이에 구비되는 제1차단부와, 상기 제1발광부, 제1수광부 및 제1차단부를 덮는 제1봉지부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1수광부는 제1발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하여 맥파를 더 측정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 맥파 측정모듈은 상기 회로기판부와 전기적으로 연결되는 제2회로기판과, 상기 제2회로기판에 마련되고, 두 종류의 빛을 발광하는 제2발광부와, 상기 제2회로기판에 마련되고, 상기 제2발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광되어 맥파가 측정되는 제2수광부와, 상기 제2발광부 및 제2수광부의 사이에 구비되는 제2차단부와, 상기 제2발광부, 제2수광부 및 제2차단부를 덮는 제2봉지부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 체온 측정모듈은 인체에서 발산되는 적외광을 반사 및 집광하는 광학부와, 상기 광학부에서 반사 및 집광된 적외광을 전기 신호로 변환하는 센서부와, 상기 센서부로부터 전달되는 전기 신호를 처리하여 체온을 측정하는 처리부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 생체측정 모듈부는 산소포화도 및 맥파 측정모듈을 더 포함하고, 상기 산소포화도 및 맥파 측정모듈은 두 종류의 빛을 발광하는 제3발광부와, 상기 제3발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하고 산소포화도 및 맥파 중 어느 하나 이상을 측정하는 제3수광부와, 상면 일측에는 상기 제3발광부가 마련되도록 제1수용홈이 형성되고, 상면 타측에는 상기 제3수광부가 마련되도록 제2수용홈이 형성되는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 구비되고, 상기 제1수용홈에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 제3발광부의 상부를 개방하는 제1개구부와 상기 제3수광부의 상부를 개방하는 제2개구부가 형성되는 커버부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2개구부는 상기 제3수광부에서 빛을 수광하는 제1영역에 대응되는 면적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 장착홈을 덮도록 상기 몸체부의 상부에 구비되고, 빛이 투과되는 커버 윈도우를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 커버 윈도우에는 편광 필터부가 더 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치는 산소포화도 측정모듈, 맥파 측정모듈 및 체온 측정모듈 중 어느 하나 이상을 포함하는 생체측정 모듈부를 가지고, 하나의 패키지로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 생체측정 모듈부는 플래쉬 광원 모듈부와 독립적으로 구동이 가능하기 때문에, 서로 간섭이 발생하지 않으며, 이를 통해, 신뢰도 높은 측정값을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치는 하나의 커버 윈도우를 가지기 때문에, 광효율을 높이고, 센싱 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 소형화 및 제조 공정이 단순화되는 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 평면예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈을 나타낸 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈의 발광부 및 수광부의 계통도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 체온 측정모듈의 계통도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈의 베이스를 중심으로 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 9의 A-A선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 평면예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈을 나타낸 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈의 발광부 및 수광부의 계통도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 체온 측정모듈의 계통도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈의 베이스를 중심으로 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 9의 A-A선 단면도이다.
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 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 평면예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치(100)는 몸체부(200), 회로기판부(300), 플래쉬 광원 모듈부(400) 그리고 생체측정 모듈부(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 몸체부(200)는 내측에 장착홈(210)을 가질 수 있으며, 장착홈(210)은 측면부(220)로 둘러싸일 수 있다.
그리고, 회로기판부(300)는 몸체부(200)의 장착홈(210)에 구비될 수 있다. 회로기판부(300)는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있으며, 리드 프레임(Lead Frame)으로 이루어질 수도 있다.
플래쉬 광원 모듈부(400)는 회로기판부(300)의 상면에 마련될 수 있으며, 빛을 발광할 수 있다. 플래쉬 광원 모듈부(400)는 휴대용 모바일 기기에 탑재된 카메라 장치와 연동하여 빛을 발광할 수 있다. 플래쉬 광원 모듈부(400)는 백색광을 방출하는 엘이디(LED)를 포함할 수 있다.
생체측정 모듈부(500)는 회로기판부(300)에 마련될 수 있다. 생체측정 모듈부(500)는 플래쉬 광원 모듈부(400)와 독립적으로 작동할 수 있으며, 인체의 생리적 요소를 측정할 수 있다.
그리고, 생체측정 모듈부(500)는 산소포화도, 맥파 및 체온 중 어느 하나 이상을 측정하는 측정모듈을 포함할 수 있다. 구체적으로, 생체측정 모듈부(500)는 산소포화도 측정모듈(510), 맥파 측정모듈(550) 및 체온 측정모듈(570) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서는 산소포화도 측정모듈(510), 맥파 측정모듈(550) 및 체온 측정모듈(570)은 각각 독립적으로 마련되거나 또는 둘 이상의 측정모듈이 통합될 수도 있다. 한편, 인체의 생리적 요소는 맥파, 산소포화도, 체온뿐만 아니라, 심장 박동수, 근육 및 체지방량, 혈압, 혈관 탄력도, 혈당 등을 더 포함할 수 있다.
산소포화도 측정모듈(510), 맥파 측정모듈(550) 및 체온 측정모듈(570)은 각각 회로기판부(300) 상에 마련될 수 있으며, 플래쉬 광원 모듈부(400)를 중심으로 그 주위에 배치될 수 있다.
산소포화도 측정모듈(510)에서 측정되는 산소포화도는 저산소증, 신생아 모니터링, 응급의학 등 임상분야에서 중요한 파라메터로 사용된다. 일반적으로 혈액에서 산소포화도를 직접 추출하는 방법은 생리학적인 조건에 따라 변할 수 있으며, 응급상황 시는 신속하게 정보를 알아야 하는 상황 때문에 부적합할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 산소포화도 측정모듈(510)은 손가락 끝을 투과하여 얻어진 서로 다른 두 파장의 광 흡수도에 의해 얻어진 맥동성분의 비를 이용하여, 즉, 비관혈적인 방법을 이용하여 산소포화도를 구할 수 있으며, 이를 통해, 사용에 대한 거부감이 없이 산소포화도의 연속적인 모니터링이 가능할 수 있다.
맥파 측정모듈(550)은 맥파를 측정할 수 있는데, 예를 들면, 수광된 빛의 수신 파형을 분석함으로써 맥파를 측정할 수 있다. 그리고, 체온 측정모듈(570)은 인체에서 발산되는 적외선을 감지하고, 이로부터 체온을 측정할 수 있다.
그리고, 모바일 플래쉬 모듈장치(100)는 커버 윈도우(600)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우(600)는 몸체부(200)의 상부에 구비될 수 있으며, 장착홈(210)을 덮을 수 있다. 커버 윈도우(600)는 플래쉬 광원 모듈부(400)에서 발광되는 빛뿐만 아니라, 생체측정 모듈부(500)에서 발광되는 빛과, 생체측정 모듈부(500)에서 측정이 가능한 빛이 투과될 수 있도록 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈을 나타낸 예시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 측정모듈 및 맥파 측정모듈의 발광부 및 수광부의 계통도이다.
도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 산소포화도 측정모듈(510)은 제1회로기판(511), 제1발광부(512), 제1수광부(515), 제1차단부(517) 및 제1봉지부(519)를 가질 수 있다.
제1회로기판(511)은 모바일 플래쉬 모듈장치(100)의 회로기판부(300)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 인쇄회로기판 또는 리드 프레임으로 이루어질 수 있다.
제1발광부(512)는 제1회로기판(511)에 마련될 수 있으며, 빛을 발광할 수 있다. 제1발광부(512)는 서로 다른 두 가지의 파장을 갖는 광원을 가질 수 있다.
구체적으로, 제1발광부(512)는 적외선 광원(513) 및 적색 광원(514)을 포함할 수 있으며, 이에 따라, 적외선광 및 적색광의 두 종류의 빛을 발광할 수 있다. 적외선 광원(513) 및 적색 광원(514)에서의 광은 엘이디(LED) 광일 수 있으며, 적외선 광원(513)은 적외선 엘이디(IR LED)로 이루어질 수 있고, 적색 광원(514)은 적색 엘이디(RED LED)로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 모바일 플래쉬 모듈장치(100)의 커버 윈도우(600)에 사용자의 손가락 위치가 부정확하게 위치되어도 노이즈를 효율적으로 구분하여 정확한 측정이 가능할 수 있다.
그리고, 제1회로기판(511)의 하면에는 복수의 전극(520~525)이 마련될 수 있다.
여기서, 제1전극(520) 및 제2전극(521)은 적색 광원(514)의 회로를 구성할 수 있다. 제1전극(520)은 적색 광원(514)의 음극(Cathode), 제2전극(521)은 적색 광원(514)의 양극(Anode)일 수 있으며, 다이오드를 포함하여 구성되어 전류의 일 방향 흐름이 이루어질 수 있다.
그리고, 제3전극(522) 및 제4전극(523)은 제1수광부(515)의 회로를 구성할 수 있다. 제3전극(522) 및 제4전극(523)은 외부에서 광이 유입되면 그에 따른 전류의 흐름이 발생하도록 이루어질 수 있다.
또한, 제5전극(524) 및 제6전극(525)은 적외선 광원(513)의 회로를 구성할 수 있다. 제5전극(524)은 적외선 광원(513)의 양극(Anode), 제6전극(525)은 적외선 광원(513)의 음극(Cathode)일 수 있으며, 다이오드를 포함하여 구성되어 전류의 일 방향 흐름이 이루어질 수 있다.
적색광은 파장이 660nm 부근의 광선이 사용될 수 있으며, 이를 통해 오류가 최소화될 수 있다. 적외선광은 파장이 940nm 부근의 광선이 사용될 수 있다.
적색광은 혈액 중 옥시헤모글로빈(Oxyhemoglobin)과 디옥시헤모글로빈(Deoxyhemoglobin)의 흡수계수의 차가 현저하게 크고, 적외선광은 혈액 중 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 흡수계수의 차가 매우 작기 때문에, 적외선광과 적색광의 흡수계수의 비를 이용하여 옥시헤모글로빈의 변화를 알 수 있다.
그리고, 제1수광부(515)는 제1회로기판(511)에 마련될 수 있고, 제1발광부(512)에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광될 수 있으며, 수광된 빛으로부터 산소포화도를 측정할 수 있다.
제1수광부(515)는 포토다이오드(Photodiode)를 포함할 수 있으며, 제1수광부(515)는 빛을 수광하여 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 제1수광부(515)는 변환된 전기신호로부터 산소포화도를 산출할 수 있는 마이크로컨트롤러유닛(MCU)를 더 포함할 수 있다.
제1수광부(515)는 인체 조직을 투과한 후 수광된 빛의 농도에 선형적으로 비례하여 전류를 발생하는 것일 수 있다. 다시 말하면, 감도(Sensitivity) 및 빛의 농도에 따른 제1수광부(515)의 전기전인 출력신호는 선형성을 가질 수 있다.
제1수광부(515)는 동맥혈에서 산소포화도를 산출해 내는 계산 알고리즘으로 동맥혈에서 심장의 수축이완작용에 의해 나타나는 광 흡수신호에서 맥동성분의 최대치와 최소치에 대한 진폭비를 이용하는 방법을 사용할 수 있다.
그리고, 산소포화도 측정모듈(510)에는 신호의 왜곡이 없는 리드선(미도시)이 사용될 수 있다.
한편, 제1발광부(512)의 순방향전압(LED Forward Voltage)은 0.9~2.5V일 수 있으며, 순방향전류(Forward Current)에 대한 전형적인 값은 2~50mA일 수 있다. 그리고, 적외선 광원(513) 및 적색 광원(514)은 20mA dc~1mW의 방사전력(Radiated Power)을 가질 수 있다. 또한, 제1발광부(512)의 빔 각도는 최대 빛의 출력이 인체의 조직을 파고들어갈 수 있도록 충분히 좁은 각을 가질 수 있다. 그리고, 온도에 따른 제1발광부(512)의 최고파장 변위(LED Peak Wavelength Shift)는 최소화되는 것이 바람직하다.
그리고, 제1발광부(512)에서 방출되는 빛은 펄스발생기(530)에 의해 제어될 수 있다. 도 6에서 보는 바와 같이, 펄스발생기(530)는 100㎲의 펄스폭(Pulse Width)(531)과 20ms 펄스 간격(Pulse Period)(532) 및 0.5%의 진동주기율(Duty)을 가질 수 있으며, 포토다이오드 입력 전압(PD Bias VR)은 2.5V 또는 0V 일 수 있다. 그리고, 시간분해능(Time Resolution)은 20㎲일 수 있다.
또한, 적색 광원(514)을 통해 출광된 빛은 신체의 적혈구에 반사되어 제1수광부(515)에 입사되고, 입사된 빛은 증폭기(Amplifier)(미도시)에 의해 증폭될 수 있다. 이 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 거쳐 디지털 신호(최대 2.5V, 최소 0V)로 표현되어 상태창(미도시)에 나타날 수 있다.
그리고, 제1차단부(517)는 제1발광부(512) 및 제1수광부(515)의 사이에 구비될 수 있으며, 제1발광부(512)에서 발광된 후 바로 제1수광부(515)로 유입되는 빛의 경로를 차단할 수 있다. 이를 통해, 제1수광부(515)에는 인체를 거치지 않은 빛이 수광되지 않도록 할 수 있다.
제1봉지부(519)는 제1발광부(512) 제1수광부(515) 및 제1차단부(517)를 덮도록 마련될 수 있다. 제1봉지부(519)는 산소포화도 측정모듈(510)의 외형을 형성할 수 있으며, 제1발광부(512) 및 제1수광부(515)를 덮어 보호할 수 있다.
또한, 제1봉지부(519)는 광투과가 가능한 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1봉지부(519)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC, Epoxy Molding Compound)로 제조될 수 있으며, 이때, 상기 에폭시 몰딩 컴파운드는 광투과가 가능한 특성을 가질 수 있다.
그리고, 맥파 측정모듈(550)은 인체의 맥파를 측정할 수 있다. 또한, 맥파 측정모듈(550)은 맥파를 활용하여 맥박수를 더 산출할 수도 있다.
여기서, 맥파 측정모듈(550)은 제2회로기판(551), 제2발광부(552), 제2수광부(555), 제2차단부(557) 및 제2봉지부(559)를 가질 수 있다.
제2회로기판(551)은 모바일 플래쉬 모듈장치(100)의 회로기판부(300)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 인쇄회로기판 또는 리드 프레임으로 이루어질 수 있다. 제2회로기판(551)은 산소포화도 측정모듈(510)의 제1회로기판(511)과 동일한 것이 사용될 수 있다.
그리고, 제2발광부(552)는 제2회로기판(551)에 마련될 수 있으며, 두 종류의 빛을 발광할 수 있다. 제2발광부(552)는 산소포화도 측정모듈(510)의 제1발광부(512)와 동일한 것이 사용될 수 있다.
또한, 제2수광부(555)는 제2회로기판(551)에 마련될 수 있으며, 제2발광부(552)에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광될 수 있으며, 수광된 빛으로부터 맥파를 측정할 수 있다. 제2수광부(555)는 PPG(Photo PlethysmoGraph) 센서일 수 있다.
제2수광부(555)는 포토다이오드(Photodiode)를 포함할 수 있으며, 제2수광부(555)는 빛을 수광하여 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 제2수광부(555)는 변환된 전기신호로부터 맥파를 산출할 수 있는 마이크로컨트롤러유닛(MCU)를 더 포함할 수 있다.
제2차단부(557)는 제2발광부(552) 및 제2수광부(555)의 사이에 구비될 수 있으며, 제2발광부(552)에서 발광된 후 바로 제2수광부(555)로 유입되는 빛의 경로를 차단할 수 있다. 이를 통해, 제2수광부(555)에는 인체를 거치지 않은 빛이 수광되지 않도록 할 수 있다.
제2봉지부(559)는 제2발광부(552), 제2수광부(555) 및 제2차단부(557)를 덮도록 마련될 수 있다. 제2봉지부(559)는 맥파 측정모듈(550)의 외형을 형성할 수 있으며, 제2발광부(552) 및 제2수광부(555)를 덮어 보호할 수 있다.
제2차단부(557) 및 제2봉지부(559)는 산소포화도 측정모듈(510)의 제1차단부(517) 및 제1봉지부와 동일한 것일 수 있다.
산소포화도 측정모듈(510) 및 맥파 측정모듈(550)은 측정하고자 하는 인체 정보의 차이에 따른 수광부의 차이가 있을 뿐, 나머지는 동일한 구성을 가질 수 있다.
한편, 산소포화도 측정모듈(510)의 제1수광부(515)는 제1발광부(512)에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하고, 이를 처리하여 맥파를 더 측정할 수도 있다. 즉, 하나의 수광부에서 복수의 인체 정보를 처리할 수 있으며, 이를 통해, 산소포화도 측정모듈(510) 및 맥파 측정모듈(550)이 하나의 측정모듈로 구현될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 체온 측정모듈의 계통도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 체온 측정모듈(570)은 광학부(571), 센서부(572) 및 처리부(575)를 가질 수 있다.
광학부(571)는 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)를 포함할 수 있으며, 인체에서 발산되는 적외광을 반사 및 집광할 수 있다. 여기서, 적외광은 열 에너지(Thermal Energy)로 해석될 수 있다.
센서부(572)는 초전형센서(Pyroelectric Sensor)를 포함할 수 있으며, 센서부(572)는 광학부(571)에서 반사 및 집광된 적외광을 수광하여 전기 신호로 변환할 수 있다.
그리고, 처리부(575)는 증폭부(576) 및 비교부(577)를 포함할 수 있다.
증폭부(Amplifier)(576)는 센서부(572)에서 변환된 전기 신호를 증폭시킬 수 있으며, 비교부(Comparator)(577)는 전기 신호를 비교하여 결과신호를 출력할 수 있다.
또한, 체온 측정모듈(570)은 편광 필터(578)를 더 가질 수 있다. 편광 필터(578)는 적외선 필터일 수 있으며, 편광 필터(578)는 광학부(571)에서 집광된 광 중 일정한 주파수 대역의 광을 통과시킬 수 있다. 편광 필터(578)를 통과한 광은 센서부(572)에 수광될 수 있다.
편광 필터(578)는 8~12㎛의 파장이 잘 투과되도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 인체가 가지는 10㎛ 피크(Peak)의 파장이 잘 통과될 수 있다. 편광 필터(578)는 8~12㎛의 파장이 잘 투과되도록 게르마늄(Ge), 황화아연(ZnS), 플루오르화마그네슘(MgF2) 등의 재질로 이루어지거나, Si 계열의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 편광 필터(578)에는 8~12㎛의 파장의 반사도를 낮추기 위한 저반사(AR, Anti-Reflection) 코팅이 더 이루어질 수 있다.
체온 측정모듈(570)은 광학부(571) 및 편광 필터(578)를 가짐으로써 감지거리가 증가될 수 있으며, 감도도 높아질 수 있고, 나아가, 외부의 바람의 영향 및 외란광에 의한 영향이 효과적으로 차단될 수 있다.
광학부(571) 및 편광 필터(578)의 형상은 요구되는 감지거리 및 각도에 따라 적절하게 형성될 수 있다. 또한, 광학부(571) 및 편광 필터(578)는 불투명하게 형성될 수 있으며, 이를 통해, 태양광이 직접 수광되지 않도록 하여 오동작을 방지할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치(100)는 산소포화도 측정모듈(510), 맥파 측정모듈(550) 및 체온 측정모듈(570)의 생체측정 모듈부(500) 중 어느 하나 이상을 가지고, 하나의 패키지로 형성될 수 있다. 그리고, 생체측정 모듈부(500)는 플래쉬 광원 모듈부(400)와 독립적으로 구동이 가능하기 때문에, 서로 간섭이 발생하지 않으며, 이를 통해, 신뢰도 높은 측정값을 얻을 수 있다. 또한, 하나의 커버 윈도우(600)를 가지기 때문에, 광효율을 높이고, 센싱 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 소형화 및 제조 공정이 단순화되는 효과를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치는 반사부(1700)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 반사부(1700)는 몸체부(1200)의 장착홈(1210)에 구비될 수 있다.
그리고, 반사부(1700)는 내측에 반사면(1710)을 가질 수 있으며, 반사면(1710)은 상측으로 확대 개방되도록 형성될 수 있다.
반사면(1710)은 플래쉬 광원 모듈부(1400)에서 방출되는 빛(L1) 및 생체측정 모듈부(1500)에서 방출되는 빛을 반사하여 방출할 수 있다. 또한, 반사면(1710)은 외부에서 유입되는 빛(L2)을 반사하여 생체측정 모듈부(1500)로 집광시킬 수 있다.
또한, 커버 윈도우(1600)에는 편광 필터부(1800)가 더 마련될 수 있다. 편광 필터부(1800)는 커버 윈도우(1600)의 하면에 마련될 수 있다. 편광 필터부(1800)는 외부에서 유입되는 빛이 생체측정 모듈부(1500)로 집광되도록 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈을 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치의 산소포화도 및 맥파 측정모듈의 베이스를 중심으로 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 9의 A-A선 단면도이다.
도 9 내지 도 11에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치는 산소포화도 및 맥파 측정모듈(2500)을 가질 수 있다.
그리고, 산소포화도 및 맥파 측정모듈(2500)은 제3발광부(2512), 제3수광부(2515), 베이스(2520) 및 커버부(2530)를 가질 수 있다.
제3발광부(2512)는 두 종류의 빛을 발광할 수 있으며, 제1실시예의 제1발광부(512, 도 4 참조)와 동일한 것일 수 있다.
그리고, 제3수광부(2515)는 제3발광부(2512)에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하여 산소포화도 및 맥파 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있다.
또한, 베이스(2520)는 산소포화도 및 맥파 측정모듈(2500)의 몸체를 형성할 수 있으며, 제1수용홈(2521) 및 제2수용홈(2522)을 가질 수 있다.
제1수용홈(2521)은 베이스(2520)의 상면 일측에 형성될 수 있으며, 제1수용홈(2521)에는 제3발광부(2512)가 마련될 수 있다. 또한, 제2수용홈(2522)은 베이스(2520)의 상면 타측에 형성될 수 있으며, 제2수용홈(2522)에는 제3수광부(2515)가 마련될 수 있다.
그리고, 커버부(2530)는 베이스(2520)의 상부에 구비될 수 있으며, 커버부(2530)에는 제1개구부(2531) 및 제2개구부(2532)가 형성될 수 있다.
여기서, 제1개구부(2531)는 제1수용홈(2521)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 커버부(2530)가 베이스(2520)의 상부에 결합되었을 때, 제1개구부(2531)에 의해 제3발광부(2512)의 상부는 개방될 수 있다. 또한, 커버부(2530)가 베이스(2520)의 상부에 결합되었을 때, 제2개구부(2532)는 제1수용홈(2521)의 상부에 위치될 수 있으며, 이를 통해, 제3수광부(2515)의 상부는 제2개구부(2532)에 의해 개방될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제3발광부(2512)에서 발광된 빛은 제1개구부(2531)를 통해 외부로 방출되며, 외부의 빛은 제2개구부(2532)를 통해 제3수광부(2515)로 수광될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 제1실시예에서와 같은 별도의 차단부(517,557, 도 4 참조)의 구성이 생략된 상태에서도, 제3발광부(2512)에서 발광된 빛이 인체를 거치지 않고 바로 제3수광부(2515)로 수광되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 베이스(2520) 및 커버부(2530)가 제3발광부(2512) 및 제3수광부(2515)를 보호할 수 있기 때문에, 제1실시예에서와 같은 봉지부(519,559, 도 4 참조)의 구성도 생략될 수 있다.
그리고, 제2개구부(2532)는 제3수광부(2515)에서 빛을 수광하는 제1영역(2517)에 대응되는 면적으로 형성될 수 있다. 즉, 제3수광부(2515)에는 빛을 수광하는 부분이 제1영역(2517)에 마련될 수 있으며, 제2개구부(2532)는 제1영역(2517)에 대응되는 면적으로 형성되어 제1영역(2517)의 상측에 위치될 수 있다.
한편, 제3발광부(2512) 및 제3수광부(2515)는 제3회로기판(2540)에 실장될 수 있으며, 제3회로기판(2540)은 제1수용홈(2521) 및 제2수용홈(2522)에 마련될 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 플래쉬 모듈장치
200: 몸체부
300: 회로기판부
400: 플래쉬 광원 모듈부
500: 생체측정 모듈부
510: 산소포화도 측정모듈
550: 맥파 측정모듈
570: 체온 측정모듈
600: 커버 윈도우
1700: 반사부
1800: 편광 필터부
2500: 산소포화도 및 맥파 측정모듈
2520: 베이스
2521: 제1수용홈
2522: 제2수용홈
2530: 커버부
2531: 제1개구부
2532: 제2개구부
200: 몸체부
300: 회로기판부
400: 플래쉬 광원 모듈부
500: 생체측정 모듈부
510: 산소포화도 측정모듈
550: 맥파 측정모듈
570: 체온 측정모듈
600: 커버 윈도우
1700: 반사부
1800: 편광 필터부
2500: 산소포화도 및 맥파 측정모듈
2520: 베이스
2521: 제1수용홈
2522: 제2수용홈
2530: 커버부
2531: 제1개구부
2532: 제2개구부
Claims (10)
- 측면부로 둘러싸인 장착홈이 내측에 형성되는 몸체부;
상기 몸체부의 장착홈에 구비되는 회로기판부;
상기 회로기판부의 상면에 마련되며 빛을 발광하도록 구비되는 플래쉬 광원 모듈부; 그리고
상기 회로기판부에 마련되고, 상기 플래쉬 광원 모듈부와 독립적으로 작동하며, 인체의 생리적 요소를 측정하는 생체측정 모듈부를 포함하는 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제1항에 있어서,
상기 생체측정 모듈부는 산소포화도 측정모듈, 맥파 측정모듈 및 체온 측정모듈 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제2항에 있어서,
상기 산소포화도 측정모듈은
상기 회로기판부와 전기적으로 연결되는 제1회로기판과,
상기 제1회로기판에 마련되고, 두 종류의 빛을 발광하는 제1발광부와,
상기 제1회로기판에 마련되고, 상기 제1발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광되어 산소포화도가 측정되는 제1수광부와,
상기 제1발광부 및 제1수광부의 사이에 구비되는 제1차단부와,
상기 제1발광부, 제1수광부 및 제1차단부를 덮는 제1봉지부를 가지는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1수광부는 제1발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하여 맥파를 더 측정하는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제2항에 있어서,
상기 맥파 측정모듈은
상기 회로기판부와 전기적으로 연결되는 제2회로기판과,
상기 제2회로기판에 마련되고, 두 종류의 빛을 발광하는 제2발광부와,
상기 제2회로기판에 마련되고, 상기 제2발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛이 수광되어 맥파가 측정되는 제2수광부와,
상기 제2발광부 및 제2수광부의 사이에 구비되는 제2차단부와,
상기 제2발광부, 제2수광부 및 제2차단부를 덮는 제2봉지부를 가지는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제2항에 있어서,
상기 체온 측정모듈은
인체에서 발산되는 적외광을 반사 및 집광하는 광학부와,
상기 광학부에서 반사 및 집광된 적외광을 전기 신호로 변환하는 센서부와,
상기 센서부로부터 전달되는 전기 신호를 처리하여 체온을 측정하는 처리부를 가지는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제2항에 있어서,
상기 생체측정 모듈부는 산소포화도 및 맥파 측정모듈을 더 포함하고,
상기 산소포화도 및 맥파 측정모듈은
두 종류의 빛을 발광하는 제3발광부와,
상기 제3발광부에서 발광된 후 인체를 통과한 빛을 수광하고 산소포화도 및 맥파 중 어느 하나 이상을 측정하는 제3수광부와,
상면 일측에는 상기 제3발광부가 마련되도록 제1수용홈이 형성되고, 상면 타측에는 상기 제3수광부가 마련되도록 제2수용홈이 형성되는 베이스와,
상기 베이스의 상부에 구비되고, 상기 제1수용홈에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 제3발광부의 상부를 개방하는 제1개구부와 상기 제3수광부의 상부를 개방하는 제2개구부가 형성되는 커버부를 가지는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제7항에 있어서,
상기 제2개구부는 상기 제3수광부에서 빛을 수광하는 제1영역에 대응되는 면적으로 형성되는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제1항에 있어서,
상기 장착홈을 덮도록 상기 몸체부의 상부에 구비되고, 빛이 투과되는 커버 윈도우를 더 포함하는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치. - 제9항에 있어서,
상기 커버 윈도우에는 편광 필터부가 더 마련되는 것인 헬스케어 기능을 가지는 모바일 플래쉬 모듈장치.
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