KR20160069623A - Sensor module for biological signal detection using conductive wire - Google Patents

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KR20160069623A
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a method capable of reducing a manufacturing processes and of improving productivity by utilizing an electrode as an electrode of a bio-signal sensing device and by simplifying a construction of the electrode and an electrical connection structure. The present invention discloses the sensor module to detect a bio-signal by using a conductive-wire as an electrode. The sensor module to detect the bio-signal according to the present invention comprises: an array electrode including a plurality of electrode patterns formed on both surfaces of a nonconductive basic material by using the conductive wire; a substrate including a plurality of connecting terminals corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wire patterns individually connected to the plurality of connecting terminals; and a fixing means to fixate the substrate on the array electrode to always connect the plurality of electrode patterns to the plurality of connecting terminals. According to the present invention, the sensor module may give smooth and comfortable wearing sensation to a user by utilizing the conductive wire as the electrode to detect the bio-signal and more accurately detect a bio-signal by obtaining an enough connecting surface when the flection is existed on a skin contact surface. In addition, the method may simply form an array electrode by using the conductive wire in the non-conductive base material and may remarkably improve the productivity of the array electrode with a simple electric connecting configuration. In addition, the electrode pattern formed by the conductive wire provides a flexible skin contact surface, minimizes the electrode pattern, and compactly forms the sensor module.

Description

전도성 실을 이용한 생체신호 감지용 센서모듈{Sensor module for biological signal detection using conductive wire}[0001] The present invention relates to a sensor module for detecting a biological signal using a conductive thread,

본 발명은 생체신호 감지장치에 사용되는 센서모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 전도성 실을 전극으로 활용하여 생체신호를 감지하는 센서모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor module used in a bio-signal sensing device, and more particularly, to a sensor module that senses a bio-signal by utilizing a conductive seal as an electrode.

일반적으로 생체신호(biological signal)는 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안전도(EOG), 피부 전도도(GSR), 체온, 신체 임피던스 등과 같이 생물체에서 발생하는 다양한 전기적 신호를 의미한다.In general, a biological signal refers to various electrical signals generated in an organism such as ECG, EMG, EOG, GSR, body temperature, and body impedance.

이러한 생체신호를 감지하는 장치는, 피부에 접촉하는 전도성 전극과, 전도성 전극에서 검출된 전기적 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호처리수단을 포함한다.An apparatus for sensing such a biological signal includes a conductive electrode contacting the skin and a signal processing means for amplifying an electrical signal detected by the conductive electrode and removing noise.

그런데 종래의 전도성 전극은 금속재질인 경우가 대부분이어서 피부에 부착하면 차가운 느낌 때문에 사용자가 불쾌감을 느끼는 경우가 많고, 유연성이 없기 때문에 굴곡이 있는 부분에서는 피부에 접촉되는 면적이 작아서 생체신호를 정확하게 검출하는데 어려움이 있다.However, since the conventional conductive electrode is mostly made of metal, the user often feels uncomfortable due to the cold feeling when attached to the skin, and since the flexibility is not provided, the contact area with the skin is small in the bent portion, .

또한 종래에는 생체신호 감지장치를 사용할 때는 전극을 피부에 부착하고 사용 후에는 전극을 다시 떼내어야 하는 경우가 대부분이고, 이로 인해 사용자가 일상 생활을 하면서 수시로 또는 실시간으로 자신의 생체신호를 검출하는 것이 어려운 단점이 있었다.In the past, when using a bio-signal sensing device, it is often the case that an electrode is attached to the skin and the electrode is removed again after use. Thus, the user is able to detect his or her own living body signal from time to time, There were difficult disadvantages.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 비금속제의 유연성 전극을 사용하여 사용자의 의복, 벨트 등에 부착할 수 있는 센서모듈에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In order to solve such a problem, researches on a sensor module that can be attached to a user's clothes, a belt, etc., using a non-metallic flexible electrode have been actively conducted.

일 예로서, 특허문헌 1은 전도성 실을 생체신호 감지용 전극으로 사용한 센서모듈을 제안하고 있다. 구체적으로는 신축성소재와 비신축성소재의 사이에 실리콘수지를 삽입한 상태에서 신축성소재와 비신축성소재의 외측을 전도성 실로 자수를 놓아 전극을 형성하는 방법을 제안하고 있다.As an example, Patent Document 1 proposes a sensor module using a conductive seal as an electrode for detecting a biological signal. Specifically, a method of forming an electrode by embroidering an outer side of a stretchable material and a non-stretchable material in a conductive thread while inserting a silicone resin between the stretchable material and the non-stretchable material is proposed.

그런데 특허문헌 1에 따른 센서모듈은 다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있다.However, the sensor module according to Patent Document 1 has the following problems.

첫째, 신축성 소재와 비신축성 모재의 사이에 실리콘수지를 삽입한 상태에서 전도성 실로 자수를 놓아 개별 전극을 형성하므로 개별 전극의 크기와 두께를 줄이는데 한계가 있다.First, there is a limit in reducing the size and thickness of the individual electrodes because the individual electrodes are formed by embedding the conductive thread in a state where the silicone resin is inserted between the elastic material and the non-elastic base material.

둘째, 하나의 센서모듈이 하나의 전극을 구성하므로 다수의 전극을 포함하는 어레이 전극을 제작하는 데 어려움이 있다. 특히, 개별 전극마다 해당 위치에 실리콘수지를 삽입하고 그 주위를 둘러싸도록 전도성 실로 자수를 놓는 공정을 반복해야 하기 때문에 공정시간이 길어지고 전극 어레이를 컴팩트하게 구성하기 어려운 단점이 있다.Second, since one sensor module constitutes one electrode, it is difficult to manufacture an array electrode including a plurality of electrodes. In particular, since a step of inserting a silicone resin into each position of the individual electrodes and embroidering the conductive thread so as to surround the periphery of the electrode is repeated, the process time is long and it is difficult to compact the electrode array.

한편, 최근 들어 사용자의 생체신호를 활용하여 운동강도나 건강정보를 사용자에게 제공하거나, 애플리케이션과 연동하여 다양한 사용자 경험을 제공하는 착용형 장치에 대한 관심이 증가하고 있으며, 향후에는 착용형 장치에 더 많은 생체신호 감지센서를 설치하여 사용자 경험을 보다 다양화시키고 강화시키는 방향으로 진화할 것으로 예상되고 있다.In recent years, there has been an increasing interest in wearable devices that provide exercise intensity or health information to users by utilizing the user's bio-signals, or provide various user experiences in conjunction with applications. In the future, It is expected that many bio-signal detection sensors will be installed to further diversify and enhance the user experience.

이러한 추세를 감안하면 생체신호 감지장치에 다수의 전극이 2차원으로 배열된 어레이 전극이 많이 사용될 것으로 예상되는데, 특허문헌 1과 같은 센서모듈의 구조는 소형 착용형 장치에 적용하기 어려운 단점이 있다.In view of this tendency, it is expected that a large number of array electrodes in which a plurality of electrodes are two-dimensionally arrayed in a bio-signal sensing device are expected to be used. However, the structure of the sensor module as in Patent Document 1 has a disadvantage that it is difficult to apply to a small-

한국등록특허 제10-1009541호(2011.01.18 공고)Korean Patent No. 10-1009541 (published on January 18, 2011)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전도성 실을 생체신호 감지장치의 전극으로 활용하면서도, 전극의 구성과 전기적 연결구조를 단순화시킴으로써 제작공정을 줄이고 생산성을 높일 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 소형 착용형 장치에도 활용할 수 있는 컴팩트한 구성의 어레이 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of reducing the manufacturing process and improving productivity by simplifying the structure of the electrode and the electrical connection structure, have. It is also an object of the present invention to provide an array electrode having a compact structure that can be used for a small wearable device.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은. 전도성 실을 이용하여 비전도성 모재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴을 포함하는 어레이 전극; 상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판; 상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈을 제공한다.In order to achieve this object, one aspect of the present invention relates to An array electrode including a plurality of electrode patterns formed on both sides of the nonconductive base material by using a conductive seal; A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively; And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals.

본 발명의 일 양상에 따른 생체신호 감지용 센서모듈에서, 상기 다수의 전극패턴은 각각 상기 전도성 실로 자수를 놓음으로써 상기 비전도성 모재의 양면에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the sensor module for sensing a living body signal according to an aspect of the present invention, the plurality of electrode patterns may be formed on both surfaces of the nonconductive base material by embedding embroidery into the conductive thread.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 생체신호 감지용 센서모듈에서, 상기 고정수단은 상기 기판을 둘러싼 상태에서 주변부가 상기 비전도성 모재에 결합하는 커버부재인 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the sensor module for sensing a bio-signal, the fixing means may be a cover member that surrounds the substrate and couples the peripheral portion to the nonconductive base material.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 생체신호 감지용 센서모듈에서, 상기 고정수단은 상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 관통부를 구비하는 양면접착시트이고, 상기 양면접착시트는 상기 다수의 전극패턴이 각각 상기 다수의 관통부를 통과하여 상기 다수의 접촉패턴에 접촉하도록 상기 기판과 상기 비전도성 모재의 사이에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the sensor module for sensing a living body signal according to an aspect of the present invention, the fixing means is a double-sided adhesive sheet having a plurality of through portions corresponding to the plurality of electrode patterns, Conductive base material so as to be in contact with the plurality of contact patterns through the plurality of penetration portions, respectively.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 생체신호 감지용 센서모듈에서, 상기 기판의 일측에는 상기 다수의 배선패턴과 외부 케이블을 전기적으로 연결하는 커넥터가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.In the sensor module for sensing a living body signal according to an aspect of the present invention, a connector for electrically connecting the plurality of wiring patterns to an external cable may be provided on one side of the substrate.

한편 본 발명의 다른 양상은, 비전도성 재질의 의복소재; 전도성 실을 이용하여 상기 의복소재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴으로 이루어진 어레이 전극; 상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판; 상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈이 일체화된 의복을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a garment comprising: a garment material of a nonconductive material; An array electrode comprising a plurality of electrode patterns formed on both sides of the fabric material using conductive yarns; A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively; And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals.

또한 본 발명의 또 다른 양상은, 비전도성 재질의 착용소재; 전도성 실을 이용하여 상기 착용소재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴으로 이루어진 어레이 전극; 상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판; 상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈이 일체화된 착용장치를 제공한다.Still another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a wearable material of a nonconductive material; An array electrode having a plurality of electrode patterns formed on both surfaces of the wear material by using a conductive seal; A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively; And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals.

본 발명에 따르면 전도성 실을 생체신호 감지용 전극으로 활용하므로 사용자에게 부드럽고 편안한 착용감을 줄 수 있고 피부접촉면에 굴곡이 있는 경우에도 충분한 접촉면을 확보함으로써 보다 정확한 생체신호를 검출할 수 있다.According to the present invention, since the conductive thread is used as an electrode for sensing a living body signal, a smooth and comfortable feeling can be given to the user, and even when there is a curvature on the skin contact surface, a sufficient contact surface can be secured.

또한 비전도성 모재에 전도성 실을 이용하여 간편하게 어레이 전극을 구성할 수 있고, 전기적 연결 구성이 매우 간단하므로 어레이 전극의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, the array electrode can be easily formed by using a conductive thread in a nonconductive base material, and the productivity of the array electrode can be greatly improved since the electrical connection structure is very simple.

또한 전도성 실로 이루어진 전극패턴은 유연한 피부접촉면을 제공하고 전극패턴의 소형화가 가능하므로 센서모듈을 컴팩트하게 제조하는 것이 가능해진다.In addition, the electrode pattern formed of the conductive thread can provide a flexible skin contact surface and miniaturize the electrode pattern, thereby making it possible to manufacture the sensor module compactly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈의 단면도
도 3은 기판에 부착할 양면접착시트를 예시한 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서모듈의 단면도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서모듈의 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈이 의복과 일체로 형성된 모습을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈이 착용형 장치와 일체로 형성된 모습을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈이 장착된 착용형 장치의 사용상태도1 is an exploded perspective view of a sensor module according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a sensor module according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a double-sided adhesive sheet to be adhered to a substrate
4 is a cross-sectional view of a sensor module according to another embodiment of the present invention
5 is a cross-sectional view of a sensor module according to another embodiment of the present invention
6 is a view showing a sensor module formed integrally with a garment according to an embodiment of the present invention
7 is a view showing a state in which a sensor module according to an embodiment of the present invention is formed integrally with a wearable device
FIG. 8 is a view showing a state of use of a wearable device equipped with a sensor module according to an embodiment of the present invention

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지장치용 센서모듈(100)은 도 1의 분해 사시도와 도 2의 단면도에 나타낸 바와 같이, 비전도성 모재(10)의 양면에 걸쳐 2차원으로 배열된 다수의 전극패턴(112)을 포함하는 어레이 전극(110)과, 어레이 전극(110)을 커버하도록 비전도성 모재(10)의 일면에 결합된 기판(120)과, 기판(120)을 비전도성 모재(10)의 일면에 고정시키는 커버부재(130)를 포함한다. The sensor module 100 for a bio-signal sensing device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of two-dimensionally arrayed non-conductive base materials 10, as shown in the exploded perspective view of FIG. 1 and the cross- A substrate 120 coupled to one surface of the nonconductive base material 10 to cover the array electrode 110 and a substrate 120 connected to the nonconductive base material 10 And a cover member 130 for fixing the cover member 130 to one surface of the base member 10.

비전도성 모재(10)는 직물, 편물, 가죽 등과 같이 사용자가 착용하는 의복을 구성하는 소재일 수도 있고, 사용자가 신체에 착용하는 벨트, 패드, 머리띠, 안경 등의 착용수단에 구비된 비전도성 착용소재일 수도 있다. The nonconductive base material 10 may be a material constituting clothing worn by a user such as a fabric, a knitted fabric, or leather, or may be a nonconductive worn fabric provided in a wearing means such as a belt, a pad, a headband, It may be a material.

본 발명의 실시예에서는 어레이 전극(110)을 구성하는 다수의 전극패턴(112)이 각각 개별 전극의 역할을 하며, 각 전극패턴(112)은 전도성 실로 이루어진다. 그리고 각 전극패턴(112)은 도 2에 나타낸 바와 같이 비전도성 모재(10)의 양면에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하며, 이것은 전도성 실로 비전도성 모재(10)에 자수를 놓은 방식으로 구현될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the plurality of electrode patterns 112 constituting the array electrode 110 serve as individual electrodes, and each electrode pattern 112 is formed of a conductive thread. Each electrode pattern 112 is preferably formed on both sides of the non-conductive base material 10 as shown in FIG. 2, and this can be realized by embedding the conductive yarn in the non-conductive base material 10.

이와 같이 비전도성 모재(10)의 양면에 걸쳐 다수의 전극패턴(112)을 형성하면, 비전도성 모재(10)에서 기판(120)이 결합되는 면의 반대쪽에는 다수의 전극패턴(112)이 그대로 노출되며, 이렇게 노출된 부분이 사용자의 피부에 접촉하여 생체신호를 검출하게 된다.When a plurality of electrode patterns 112 are formed on both surfaces of the nonconductive base material 10 as described above, a plurality of electrode patterns 112 are formed on the opposite side of the surface to which the substrate 120 is bonded in the non- And the exposed portion is brought into contact with the user's skin to detect the biological signal.

기판(120)은 절연재질의 모재와, 모재의 일면에 형성된 다수의 접촉단자(122)와, 모재의 일측에 구비된 커넥터(126)와, 커넥터(136)와 다수의 접촉단자(122)를 각각 연결하는 다수의 배선패턴(124)을 포함한다. The substrate 120 includes a base material made of an insulating material, a plurality of contact terminals 122 formed on one side of the base material, a connector 126 provided on one side of the base material, a connector 136, and a plurality of contact terminals 122 And a plurality of wiring patterns 124 that connect to each other.

다수의 접촉단자(122)는 어레이 전극(110)을 구성하는 다수의 전극패턴(112)과 각각 접촉하며, 다수의 배선패턴(124)은 각 전극패턴(112)에서 검출된 전기적 신호를 커넥터(126)를 통해 신호처리모듈(도면에는 나타내지 않았음)로 전송하는 역할을 한다.The plurality of contact terminals 122 are in contact with the plurality of electrode patterns 112 constituting the array electrode 110 and the plurality of wiring patterns 124 are electrically connected to the connector 126 to a signal processing module (not shown in the figure).

기판(120)의 모재는 그 재질이 특별히 한정되지 않으며, 경성기판에 사용되는 에폭시 수지일 수도 있고, 연성기판(FPCB)에 사용되는 폴리이미드 수지일 수도 있다. 그밖에 절연성을 갖는 다른 종류의 합성수지, 직물, 편물, 가죽, 종이, 펄프 등이 기판(120)의 모재로 사용될 수 있다.The material of the base material of the substrate 120 is not particularly limited, and may be an epoxy resin used for a rigid substrate or a polyimide resin used for a flexible substrate (FPCB). Other types of synthetic resin, cloth, knitted fabric, leather, paper, pulp, etc. having insulating properties may be used as the base material of the substrate 120.

따라서 비전도성 모재(10)가 직물과 같이 연성재질인 경우에는 연성재질의 기판(120)을 사용하고, 비전도성 모재(10)가 상대적으로 딱딱한 재질인 경우에는 경성재질의 기판(120)을 사용하는 등 필요에 따라 기판(120)의 모재를 적절히 선택할 수 있다.Therefore, when the nonconductive base material 10 is made of a flexible material such as a fabric, a flexible material substrate 120 is used. When the nonconductive basic material 10 is a relatively hard material, a hard material substrate 120 is used The base material of the substrate 120 can be appropriately selected according to necessity.

커버부재(130)는 기판(120)의 각 접촉단자(122)와 어레이 전극(110)의 각 전극패턴(112)이 항상 접촉상태를 유지하도록 기판(120)을 비전도성 모재(10)쪽으로 눌러주는 역할을 한다. 이를 위해 커버부재(130)의 저면에 기판(120)이 삽입되는 수용홈을 형성하고 수용홈의 하단에서 바깥쪽으로 플랜지 형태의 접착부(132)를 형성하고, 상기 접착부(132)를 접착제 등을 이용하여 비전도성 모재(10)에 고정할 수 있다.The cover member 130 is formed by pressing the substrate 120 toward the nonconductive base material 10 so that the contact terminals 122 of the substrate 120 and the electrode patterns 112 of the array electrode 110 are always in contact with each other The giver plays a role. A flange-shaped bonding portion 132 is formed at the lower end of the receiving groove and the bonding portion 132 is bonded to the bottom of the covering member 130 using an adhesive or the like And can be fixed to the nonconductive base material 10.

한편, 기판(120)을 직접 비전도성 모재(10)에 결합할 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이 전극패턴(112)에 대응하는 다수의 관통부(142)가 형성된 양면접착시트(140)를 사용하여 기판(120)을 비전도성 모재(10)에 접착시킬 수도 있다. On the other hand, the substrate 120 may be directly bonded to the nonconductive base material 10. 3, the substrate 120 may be bonded to the nonconductive base material 10 using a double-sided adhesive sheet 140 having a plurality of through portions 142 corresponding to the electrode patterns 112 It is possible.

이러한 양면접착시트(140)를 사용하면, 센서모듈(100)의 가장자리뿐만 아니라 중앙부에서도 비전도성 모재(10)와 기판(120)이 서로 견고히 결합되므로 어레이 전극(110)을 구성하는 모든 전극패턴(112)이 대응하는 각 접촉단자(122)와 안정적으로 접촉상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.Since the non-conductive base material 10 and the substrate 120 are firmly coupled to each other not only at the edge of the sensor module 100 but also at the center of the sensor module 100, 112 can stably maintain contact with the respective contact terminals 122 corresponding thereto.

이와 같이 어레이 전극(120)이 형성된 비전도성 모재(10)에 양면접착시트(140)를 사용하여 기판(120)을 접착시키는 경우에는 전술한 커버부재(130)를 생략할 수도 있다. 다만, 기판(120)에 형성된 배선패턴 등에 이물질이 침투하여 제품불량이 초래되는 것을 방지하기 위해서는 커버부재(130)를 사용하여 기판(120)을 둘러싸는 것이 보다 바람직할 것이다.When the substrate 120 is adhered to the non-conductive base material 10 having the array electrodes 120 formed thereon using the double-sided adhesive sheet 140, the cover member 130 may be omitted. However, it is more preferable to surround the substrate 120 using the cover member 130 in order to prevent foreign matter from penetrating into the wiring pattern formed on the substrate 120 or the like.

커버부재(130)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 다만 비전도성 모재(10)가 직물과 같이 연성재질인 경우에는 실리콘, 고무, 연질 합성수지 등과 같은 연성재질인 것이 바람직하다. 또한 커버부재(130)가 연성재질인 경우에는 도 1과 같이 그 하단에 플랜지 형상의 접촉부(132)를 형성하지 않고, 도 5에 나타낸 바와 같이 커버부재(130)가 일정한 압력으로 기판(120)을 누르도록 커버부재(130)의 가장자리를 당긴 상태에서 그 가장자리를 비전도성 모재(10)에 직접 결합시킬 수도 있다. The material of the cover member 130 is not particularly limited. However, when the nonconductive base material 10 is a soft material such as a fabric, it is preferably a soft material such as silicone, rubber, soft synthetic resin, or the like. When the cover member 130 is made of a soft material, the flange-shaped contact portion 132 is not formed at the lower end thereof as shown in FIG. 1, and the cover member 130 is fixed to the substrate 120 at a constant pressure, The edge of the cover member 130 may be directly coupled to the nonconductive base material 10 while the edge of the cover member 130 is pulled.

커버부재(130)를 비전도성 모재(10)에 결합하는 방식도 특별히 한정되지 않으며, 접착제 또는 양면접착시트를 이용할 수도 있고 바느질 등의 방법으로 결합할 수도 있다. 또한 재질에 따라서는 커버부재(130)를 비전도성 모재(10)에 융착시킬 수도 있다.The manner of joining the cover member 130 to the nonconductive base material 10 is also not particularly limited, and an adhesive, a double-faced adhesive sheet, or a stitching method may be used. The cover member 130 may be fused to the nonconductive base material 10 depending on the material.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)의 다양한 사용예를 설명한다.Various uses of the sensor module 100 according to the embodiment of the present invention will be described below.

일 예로서, 도 6에 나타낸 바와 같이 의복(20)과 센서모듈(100)을 일체로 제작할 수도 있다. 이 경우 의복(20)의 소재가 되는 비전도성의 직물, 편물, 가죽 등이 센서모듈(100)을 구성하는 비전도성 모재(10)가 된다. 즉, 의복(20)을 재단할 때 또는 의복(20)을 제작한 후에 전도성 실로 자수를 놓는 등의 방법으로 해당 의복(20)의 양면에 걸쳐 다수의 전극패턴(112)으로 이루어진 어레이 전극(110)을 형성하고, 의복(20)의 바깥쪽에 기판(120)과 커버부재(130)를 결합하면, 의복(20)의 내측으로 노출된 어레이 전극(110)이 사용자의 피부에 접촉하여 생체신호를 검출하는 센서모듈 일체형 의복을 제작할 수 있다.As an example, the garment 20 and the sensor module 100 may be integrally formed as shown in Fig. In this case, a non-conductive fabric, a knitted fabric, a leather, or the like serving as the material of the garment 20 becomes the nonconductive base material 10 constituting the sensor module 100. That is, when the clothes 20 are cut, or after the clothes 20 are manufactured, the array electrodes 110 made of a plurality of electrode patterns 112 are formed on both surfaces of the garment 20 by embroidery, And the substrate 120 and the cover member 130 are coupled to the outside of the garment 20 so that the array electrode 110 exposed to the inside of the garment 20 comes into contact with the user's skin, It is possible to manufacture an integrated type of sensor module.

이렇게 제작된 센서모듈 일체형 의복을 착용한 상태에서, 센서모듈(100)의 일측에 구비된 커넥터(126)와 신호처리모듈(도면에는 나타내지 않았음)을 케이블(200)로 연결하면 언제 어디서든 간편하게 사용자의 생체신호(예, 심전도, 근전도, 체온, 맥박 등)를 검출할 수 있다. By connecting the connector 126 provided at one side of the sensor module 100 and the signal processing module (not shown in the drawing) with the cable 200 in the state where the manufactured sensor module integrated garment is worn, (E.g., electrocardiogram, electromyogram, body temperature, pulse, etc.) of the user can be detected.

그리고 신호처리모듈은 검출된 생체신호를 통신수단을 통해 사용자가 착용 또는 휴대하는 전자기기로 실시간으로 전송할 수도 있고, 외부 컴퓨터나 타인의 휴대용 단말로 검출된 생체신호를 실시간으로 전송할 수도 있다.The signal processing module may transmit the detected bio-signal to the electronic device worn or carried by the user through the communication means in real time or may transmit the bio-signal detected by the external computer or the portable terminal of the other person in real time.

다른 예로서, 도 7에 나타낸 바와 같이 착용형 장치를 구성하는 착용소재(30)와 센서모듈(100)을 일체로 제작할 수도 있다. 착용소재(30) 중에서 센서모듈(100)이 형성되는 부분은 비전도성 재질이어야 하며, 비전도성을 갖는 가죽, 직물, 편물, 합성수지, 실리콘 등이 사용될 수 있다.As another example, the wearer 30 and the sensor module 100 constituting the wearable device may be integrally formed as shown in Fig. The portion of the wearing material 30 where the sensor module 100 is formed should be a nonconductive material, and nonconductive leather, fabric, knitted fabric, synthetic resin, silicone, etc. may be used.

이 경우에도 착용소재(30)에 전도성 실로 자수를 놓는 등의 방법으로 착용소재(30)의 양면에 걸쳐 다수의 전극패턴(112)으로 이루어진 어레이 전극(110)을 형성하고, 착용소재(30)의 바깥쪽에 기판(120)과 커버부재(130)를 결합하면, 착용소재(30)의 내측으로 노출된 어레이 전극(110)이 사용자의 피부에 접촉하여 생체신호를 검출하는 센서모듈 일체형 착용형 장치를 제작할 수 있다.Even in this case, the array electrode 110 made up of a plurality of electrode patterns 112 is formed on both surfaces of the wearable material 30 by embroidering conductive material in the wearable material 30, A sensor module integrated type wearing device (not shown) for detecting the living body signal by contacting the array electrode 110 exposed to the inside of the wear material 30 to the user's skin when the substrate 120 and the cover member 130 are coupled to each other, .

도 7은 손목(50)에 착용하는 벨트 형태의 착용소재(30)에 센서모듈(100)이 일체로 형성된 것으로서, 착용소재(30)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니므로 팔뚝, 상박부, 대퇴부, 허리, 발목, 무릎, 머리 등 다양한 신체부위에 착용하는 것일 수도 있다.7 is a perspective view showing a state in which the sensor module 100 is integrally formed with the wear material 30 to be worn on the wrist 50 and the shape of the wear material 30 is not limited thereto. , Waist, ankle, knee, head, and the like.

이와 같이 어레이 전극(110)을 사용하면, 다양한 위치에서 사용자의 생체신호를 검출하여 이를 기반으로 다양한 상태정보를 획득할 수 있고, 사용자의 움직임을 기반으로 외부 전자기기를 제어할 수도 있다.As described above, the array electrode 110 can be used to detect a user's bio-signals at various positions and to obtain various state information based on the detected bio-signals, and to control an external electronic device based on a movement of a user.

예를 들어 도 8은 센서모듈 일체형 착용형 장치(300)의 사용상태를 예시한 것으로서, 사용자가 신체에 착용한 상태에서 사용자의 움직임에 따라 발생하는 생체신호(예, 근전도)를 이용하여 다양한 전자기기(310,320,330)의 동작을 제어하는 모습을 나타낸 것이다. 도면에는 착용형 장치(300)가 사용자의 손목에 착용되는 것으로 나타내었으나, 이는 예시에 불과한 것이므로 신체의 상지, 하지, 머리, 목 등 다른 부위에 착용될 수도 있다. For example, FIG. 8 illustrates the use state of the sensor module integrated type wearable device 300. In the state where the user wears the body, a variety of electronic signals (for example, And controls operations of the devices 310, 320, and 330. Although the wearable device 300 is illustrated as being worn on the wearer's wrist, the wearable device 300 may be worn on other parts of the body such as the upper limbs, the lower limb, the head, and the neck.

제어대상 전자기기의 종류는 제한되지 않으며, 예를 들어 컴퓨터 및 그 주변기기, 휴대폰, 태블릿PC, MP3플레이어, 전자수첩, PDA 등의 개인용 기기, TV, 에어컨, 오디오, 비디오, 냉장고, 세탁기, 청소기 등의 가전기기, 난방기기, 조명기기, 통신기기, 홈네트워크 기기, 전자식 도어락(door lock) 등이 포함될 수 있다. 또한 제어대상 전자기기에는 차량에 탑재되는 각종 장치나 편의설비, 재활치료용 의료기기 등이 포함될 수도 있다.The type of the electronic device to be controlled is not limited and may be, for example, a personal computer such as a computer and its peripheral devices, a mobile phone, a tablet PC, an MP3 player, an electronic notebook, a PDA, a TV, an air conditioner, an audio video, a refrigerator, Home appliances, heating appliances, lighting appliances, communication appliances, home network appliances, electronic door locks, and the like. In addition, the electronic device to be controlled may include various devices installed in the vehicle, convenience facilities, rehabilitation medical devices, and the like.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary,

예를 들어 양면접착시트(140)를 사용하지 않고, 직접 접착제를 도포하여 비전도성 모재(10)와 기판(120)을 접합할 수도 있다. The nonconductive base material 10 and the substrate 120 may be bonded by directly applying an adhesive without using the double-sided adhesive sheet 140, for example.

또한 전극패턴(112)과 접촉단자(122)의 보다 안정적인 전기적 접촉을 위하여 접착제를 이용하여 각 전극패턴(112)을 접촉단자(122)에 결합시킬 수도 있다. 이 경우 바람직하게는 전도성 접착제를 사용하는 것이 바람직할 것이다.In addition, each electrode pattern 112 may be bonded to the contact terminal 122 using an adhesive for more stable electrical contact between the electrode pattern 112 and the contact terminal 122. In this case, it is preferable to use a conductive adhesive.

또한 이상에서는 각 전극패턴(112)에서 검출된 생체신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호처리모듈이 센서모듈(100)과 별도로 설치되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 센서모듈(100)을 구성하는 기판(120)이나 커넥터(126)의 내부에 신호처리모듈에 해당하는 반도체 칩을 탑재할 수도 있다.In the above description, the signal processing module for amplifying the bio-signals detected by the electrode patterns 112 and removing the noise is installed separately from the sensor module 100, but the present invention is not limited thereto. For example, the semiconductor chip corresponding to the signal processing module may be mounted inside the board 120 or the connector 126 constituting the sensor module 100. [

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예라 하더라도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, and it is to be understood that the invention is not limited to the specific embodiments thereof except as defined in the appended claims.

10: 비전도성 모재 100: 센서모듈
110: 어레이 전극 112: 전극패턴
120: 기판 122: 접촉단자
124: 배선패턴 126: 커넥터
130: 커버부재 132: 접착부
140: 양면접착시트 142: 관통부
200: 케이블 300: 착용형 장치10: non-conductive base material 100: sensor module
110: array electrode 112: electrode pattern
120: substrate 122: contact terminal
124: wiring pattern 126: connector
130: cover member 132:
140: double-faced adhesive sheet 142:
200: Cable 300: Wearable device

Claims (7)

전도성 실을 이용하여 비전도성 모재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴을 포함하는 어레이 전극;
상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판;
상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단
을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈An array electrode including a plurality of electrode patterns formed on both sides of the nonconductive base material by using a conductive seal;
A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively;
And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals
A sensor module for detecting a living body signal 제1항에 있어서,
상기 다수의 전극패턴은 각각 상기 전도성 실로 자수를 놓음으로써 상기 비전도성 모재의 양면에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지용 센서모듈The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrode patterns are formed on both surfaces of the nonconductive base material by embedding embroidery into the conductive thread, 제1항에 있어서,
상기 고정수단은 상기 기판을 둘러싼 상태에서 주변부가 상기 비전도성 모재에 결합하는 커버부재인 것을 특징으로 하는 생체신호 감지용 센서모듈The method according to claim 1,
Wherein the fixing means is a cover member that surrounds the substrate and the peripheral portion is coupled to the nonconductive base material. 제1항에 있어서,
상기 고정수단은 상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 관통부를 구비하는 양면접착시트이고, 상기 양면접착시트는 상기 다수의 전극패턴이 각각 상기 다수의 관통부를 통과하여 상기 다수의 접촉패턴에 접촉하도록 상기 기판과 상기 비전도성 모재의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지용 센서모듈The method according to claim 1,
Wherein the fixing means is a double-sided adhesive sheet having a plurality of through portions corresponding to the plurality of electrode patterns, wherein the double-sided adhesive sheet has a plurality of electrode patterns each of which passes through the plurality of through- Wherein the sensor module is disposed between the substrate and the non-conductive base material. 제1항에 있어서,
상기 기판의 일측에는 상기 다수의 배선패턴과 외부 케이블을 전기적으로 연결하는 커넥터가 설치된 것을 특징으로 하는 생체신호 감지용 센서모듈The method according to claim 1,
And a connector for electrically connecting the plurality of wiring patterns to an external cable is installed on one side of the substrate. 비전도성 재질의 의복소재;
전도성 실을 이용하여 상기 의복소재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴으로 이루어진 어레이 전극;
상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판;
상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단
을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈이 일체화된 의복Non-conductive garment material;
An array electrode comprising a plurality of electrode patterns formed on both sides of the fabric material using conductive yarns;
A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively;
And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals
A sensor module for sensing a living body signal including the integrated body 비전도성 재질의 착용소재;
전도성 실을 이용하여 상기 착용소재의 양면에 걸쳐 형성된 다수의 전극패턴으로 이루어진 어레이 전극;
상기 다수의 전극패턴에 각각 대응하는 다수의 접촉단자와 상기 다수의 접촉단자와 각각 연결되는 다수의 배선패턴을 포함하는 기판;
상기 다수의 전극패턴이 상기 다수의 접촉단자에 항상 접촉하도록 상기 기판을 상기 어레이 전극에 대해 고정시키는 고정수단
을 포함하는 생체신호 감지용 센서모듈이 일체화된 착용장치Non-conductive material;
An array electrode having a plurality of electrode patterns formed on both surfaces of the wear material by using a conductive seal;
A substrate including a plurality of contact terminals respectively corresponding to the plurality of electrode patterns and a plurality of wiring patterns connected to the plurality of contact terminals, respectively;
And fixing means for fixing the substrate to the array electrodes so that the plurality of electrode patterns always contact the plurality of contact terminals
A sensor module for detecting a living body signal,
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