KR20170122908A

KR20170122908A - 스마트 체온 패치

Info

Publication number: KR20170122908A
Application number: KR1020160051734A
Authority: KR
Inventors: 김경철; 박형준; 김재희; 이무봉; 송희석; 이영신
Original assignee: (주)씨어스테크놀로지
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2017-11-07
Also published as: KR101855573B1

Abstract

본 발명에 따른 스마트 온도 패치는, 인체의 피부에 접촉된 상태에서 체온을 측정하도록 구성되는 1차 온도 센서; 상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온에 대하여 주변 온도에 따른 오차를 보상하도록 구성되는 2차 온도 센서; 및 상기 스마트 체온 패치가 인체의 피부에 부착됨에 따라 유연한 구조로 변형이 가능한 플렉서블 PCB를 포함하고, 상기 1차 온도 센서는 상기 스마트 체온 패치가 인체의 피부에 부착됨에 따라 상기 1차 온도 센서가 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온을 측정하도록 상기 플렉서블 PCB의 하면(bottom surface)에 배치되어, 인체에 부착 가능한 형태의 체온 패치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트 체온 패치{Smart body temperature patch}

본 발명은 스마트 체온 패치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 인체에 부착 가능한 형태의 스마트 체온 패치에 관한 것이다.

최근 개인들 스스로의 건강 관리를 위해 편리한 체온계들이 개발이 되고 있다. 그 중 대부분은 필요한 경우에 체온을 측정하고 확인하는 방식이라 기존에 사용되어온 체온계들과 사용성이 크게 달라지지 않는다.

따라서, 다양한 분야에 응용하고 건강관리에 더 많은 활용을 하기 위해 항상 체온을 측정하는 방식이 요구되면서 인체에 부착하는 형태의 체온계가 개발이 되고 있다.

하지만, 인체에 부착하는 체온계들 중 대부분은 제품의 두께나 구조 때문에 착용성이 좋지 않은 경우가 많다. 이러한 문제점을 개선하고자 제품의 두께나 구조를 착용하기 양호하게 하는 경우에는 배터리 용량이 너무 작아 사용 시간이 너무 짧게 되는 문제점이 있다.

또한, 대부분의 체온계들은 주변의 온도의 변화에도 불구하고 이를 반영하여 보상하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체에 부착 가능한 형태의 체온 패치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 주변의 온도의 변화 및 사용자의 움직임을 고려하여 이를 반영하여 보상하여 정확한 체온을 측정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 PCB는, 상면(top surface)이 상기 스마트 체온 패치의 기구물에 의해 덮혀지고, 상기 하면은 상기 1차 온도 센서가 외부로 노출되는 것을 방지하고, 피부에 접촉이 용이한 소재의 얇은 플렉서블 커버(cover)에 의해 덮혀지고, 상기 플렉서블 커버는 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온의 측정이 용이한 소재로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2차 온도 센서는, 상기 주변 온도에 의한 오차의 보정이 용이하도록 상기 플렉서블 PCB의 상면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스마트 패치가 피부에 부착된 상태에서 인체의 활동량을 측정하도록 구성되는 가속도 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온, 상기 2차 온도 센서로부터 측정된 상기 주변 온도 및 상기 가속도 센서로부터 측정된 상기 활동량에 기반하여 보정된 체온값을 연산하는 데이터 수집 및 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1차 온도 센서는 상기 플렉서블 커버가 피부에 접촉됨을 감지하고, 상기 감지된 상태에서 측정된 상기 체온에 관한 체온 정보를 상기 데이터 수집 및 제어부로 전송하고, 상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 체온 정보를 수신하면 상기 2차 온도 센서 및 상기 가속도 센서가 동작되도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온이 인체의 체온 범위 내라고 판단되는 경우, 상기 접촉된 부분이 인체인지를 판단하기 위하여 상기 스마트 온도 패치 내에 포함된 SAR(Specific Absorption Rate) 센서를 이용하여 상기 접촉된 부분의 유전율(permitivity)을 연산하고, 상기 체온 및 상기 유전율에 기반하여 상기 접촉된 부분이 인체라고 판단되면 상기 2차 온도 센서 및 상기 가속도 센서가 동작되도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 체온, 상기 주변 온도, 상기 활동량 및 상기 보정된 체온값을 저장하는 메모리; 및 상기 체온, 상기 주변 온도, 상기 활동량 및 상기 보정된 체온값을 페어링된 무선 기기로 전송하는 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 활동량이 일정 활동량 이상이면 상기 무선 통신부를 통해 상기 무선 기기로 상기 활동량과 관련된 상기 무선 통신부를 통해 이벤트 정보를 전송하고, 상기 무선 기기는 상기 활동량과 관련된 이벤트 정보를 수신하면 정확한 체온 측정을 위하여 움직임을 자제할 것을 요청하는 메시지를 음성으로 알려줄 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상면에는 복수의 비유연성 (rigid) PCB들이 부착되고, 상기 복수의 비유연성 PCB들 중 어느 하나에 상기 2차 온도 센서가 배치될 수 있다.

본 발명은 플렉서블 PCB의 하면에 배치되어 온도를 측정하는 1차 온도 센서를 이용하여, 인체에 부착 가능한 형태의 체온 패치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플렉서블 PCB의 하면에 배치되어 주변 온도에 따른 오차를 보상하도록 구성되는 2차 온도 센서 및 가속도 센서를 이용하여 주변의 온도의 변화 및 사용자의 움직임을 고려하여 이를 반영하여 보상하여 정확한 체온을 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 온도 패치의 상세 구성도를 제시한다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 온도 패치의 내부에 배치되는 PCB의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 온도 패치에 1차 온도 센서 및 2차 온도 센서가 배치된 내부 기판을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 온도 패치가 인체에 착용되기 이전 상태 및 이후 상태에서의 형태를 도시한다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 온도 패치의 상세 구성도를 제시한다. 도 1에 제시된 바와 같이, 상기 스마트 온도 패치(1000)는 1차 온도 센서(100), 2차 온도 센서(150), 가속도 센서(200), 데이터 수집 및 제어부(250), 무선통신부(300) 및 메모리부(350)를 포함한다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 온도 패치의 내부에 배치되는 PCB의 구조를 도시하고, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 온도 패치에 1차 온도 센서 및 2차 온도 센서가 배치된 내부 기판을 도시한다.

도 3을 참조하면, 상기 스마트 온도 패치(1000)는 상기 스마트 체온 패치가 인체의 피부에 부착됨에 따라 유연한 구조로 변형이 가능한 플렉서블 PCB(400)을 더 포함한다.

도 2를 참조하면, 상기 플렉서블 PCB(400)의 상면(top surface)에는 복수의 비유연성 (rigid) PCB들(450)이 배치될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제품을 구성하는 보드에 해당하는 PCB는 기구물 내부에서도 유연한 구조를 취하도록 구성된다. 이를 위하여, 부품 실장이 되는 비유연성(rigid) PCB 영역을 복수개 구비하고 이를 여러 조각으로 나눈 방식을 취한다. 즉, 상기 복수 개의 비유연성 PCB 영역들과 유연한 상기 플렉서블 PCB(400)가 연결되어 조립된 형태로 구성하여 보드 및 기구물이 인체의 움직임에 맞춰 내부에서도 유연하게 움직일 수 있도록 한다.

상기 1차 온도 센서(100)는 인체의 피부에 접촉된 상태에서 체온을 측정하도록 구성된다. 상기 2차 온도 센서(200)는 상기 1차 온도 센서(100)로부터 측정된 상기 체온에 대하여 주변 온도에 따른 오차를 보상하도록 구성된다. 즉, 상기 1차 온도 센서(100)로부터 측정된 상기 체온에 대한 정확도를 높이기 위해 주변 온도에 따른 측정 오차를 보정할 목적으로 사용된다.

한편, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 1차 온도 센서(100)는 상기 스마트 체온 패치(1000)가 인체의 피부에 부착됨에 따라 상기 1차 온도 센서(100)가 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온을 측정하도록 상기 플렉서블 PCB(400)의 하면(bottom surface)에 배치될 수 있다.

체온 측정을 위한 상기 1차 온도 센서(100)는 인체와의 접촉을 위해 보드의 아래쪽인 하면에 배치되게 된다. 그런데 이러한 체온 측정을 위한 센서의 경우 주변 환경에 따라 측정 결과가 다를 수 있기 때문에 온도 센서를 추가하여 상기 1차 온도 센서(100)가 배치된 보드의 반대쪽(상면)에 배치함으로써 주변 환경에 따른 온도 변화를 측정하도록 한다. 이렇게 주변 환경에 따른 온도 변화를 보정하도록 하여 체온 측정의 정확도를 높일 수 있다.

이와 관련하여, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 2차 온도 센서(200)는 상기 복수의 비유연성 PCB들(450) 중 어느 하나에 배치될 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 온도 패치가 인체에 착용되기 이전 상태 및 이후 상태에서의 형태를 도시한다. 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스마트 온도 패치(1000)는 제품을 인체에 착용할 때 착용성을 높이기 위해 제품을 구성하는 기구물이 여러 조각으로 나눠지는 형태로 구성하여 인체의 움직임에 따라 발생할 수 있는 굴곡에 대해 기구물이 조각조각 유연하게 움직일 수 있도록 구성된다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스마트 온도 패치(1000)가 인체에 착용 이전 상태에서는 평평한 형태를 유지한다. 하지만, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스마트 온도 패치(1000)가 인체에 착용된 이후 상태에서는 인체의 표면에 맞도록 유연하게 휘어진 상태를 유지한다. 한편, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 플렉서블 PCB(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스마트 체온 패치(1000)의 기구물에 해당하는 상면 커버(500)에 의해 덮혀질 수 있다. 또한, 상기 플렉서블 PCB(400)의 하면은 상기 1차 온도 센서(100)가 외부로 노출되는 것을 방지하고, 피부에 접촉이 용이한 소재의 얇은 플렉서블 커버(flexible cover, 600)에 의해 덮혀지고, 상기 플렉서블 커버(600)는 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온의 측정이 용이한 소재로 구성될 수 있다.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 상기 가속도 센서부(200)는 상기 스마트 패치(1000)가 피부에 부착된 상태에서 인체의 활동량을 측정하도록 구성된다. 즉, 직접적으로는 활동량을 측정하게 되고 이 활동량이 온도 변화에 미치는 영향을 고려하여 상기 스마트 온도 패치(1000)의 부가 기능을 위하여 사용된다.

한편, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 1차 온도 센서(100)로부터 측정된 상기 체온, 상기 2차 온도 센서(150)로부터 측정된 상기 주변 온도 및 상기 가속도 센서부(200)로부터 측정된 상기 활동량을 수집하고, 상기 체온, 주변 온도 및 활동량에 기반하여 보정된 체온값을 연산한다. 이때, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 1차 온도 센서(100)로부터 측정된 상기 체온이 인체의 체온 범위 내라고 판단되는 경우, 상기 2차 온도 센서(150) 및 상기 가속도 센서부(200)가 동작되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 1차 온도 센서(100)로부터 측정된 상기 체온이 인체의 체온 범위 내라고 판단되는 경우, 상기 접촉된 부분이 인체인지를 판단하기 위하여 상기 스마트 온도 패치(1000) 내에 포함된 SAR(Specific Absorption Rate) 센서를 이용하여 상기 접촉된 부분의 유전율(permitivity)을 연산할 수 있다. 또한, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 체온 및 상기 유전율에 기반하여 상기 접촉된 부분이 인체라고 판단되면 상기 2차 온도 센서(150) 및 상기 가속도 센서부(200)가 동작되도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 측정 또는 보정된 온도 값에 기반하여 체온 범위 내이어서 인체에 부착된 것으로 판단되며, 실제로 인체로 부착된 것인지를 판단하기 위하여 상기 SAR 센서를 이용하여 상기 스마트 온도 패치(1000)가 실제로 인체에 부착되었는지를 확인할 수 있다. 즉, 상기 SAR 센서는 상기 스마트 온도 패치(1000)가 사용자의 인체와 접촉되어 있는 접촉 상태인지를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 무선 기기로 데이터를 송신할 때 송신 전력을 제어하여 전자파가 사용자의 인체에 미치는 영향을 감소시킬 수도 있다.

따라서, 상기 스마트 온도 패치(1000)가 인체에 부착된 경우에만 또한 체온을 측정해야 하는 시간에만 상기 1차 온도 센서(100) 이외에 상기 2차 온도 센서(150) 및 가속도 센서(200) 등 다른 센서가 동작하도록 제어한다. 이로 인하여, 인체에 부착되지 않은 상태나 또한 대기 상태에서의 측정 및 연산으로 인한 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.

상기 무선 통신부(300)는 상기 1차 온도 센서(100), 2차 온도 센서(200) 및 가속도 센서부(200)로부터 수집한 데이터를 다른 기기인 무선 기기로 전송한다. 여기서, 상기 무선 기기는 상기 스마트 체온 패치(1000)와 무선으로 페어링된 임의의 무선 기기일 수 있다. 이때, 상기 스마트 체온 패치(1000)는 상기 임의의 무선 기기와 블루투스 또는 와이파이 등을 통해 무선으로 데이터를 전송할 수 있다.

상기 메모리부(350)는 상기 체온, 상기 주변 온도, 상기 활동량 및 상기 보정된 체온값과 같은 데이터를 저장한다.

한편, 상기 데이터 수집 및 제어부(250)는 상기 활동량이 일정 활동량 이상이면 상기 무선 기기로 상기 활동량과 관련된 상기 무선 통신부(300)를 통해 이벤트 정보를 전송한다. 이에 응답하여, 상기 무선 기기는 상기 활동량과 관련된 이벤트 정보를 수신하면 정확한 체온 측정을 위하여 움직임을 자제할 것을 요청하는 메시지를 음성으로 알려줄 수 있다.

전술된 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 플렉서블 PCB의 하면에 배치되어 온도를 측정하는 1차 온도 센서를 이용하여, 인체에 부착 가능한 형태의 체온 패치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 플렉서블 PCB의 하면에 배치되어 주변 온도에 따른 오차를 보상하도록 구성되는 2차 온도 센서 및 가속도 센서를 이용하여 주변의 온도의 변화 및 사용자의 움직임을 고려하여 이를 반영하여 보상하여 정확한 체온을 측정할 수 있는 효과가 있다.

1000: 스마트 체온 패치
100: 1차 온도 센서 150: 2차 온도 센서
200: 가속도 센서 250: 데이터 수집 및 제어부
300: 무선통신부 350: 메모리부
400: 플렉서블 PCB 450: 비유연성 (rigid) PCB들
500: 상면 커버 600: 플렉서블 커버

Claims

스마트 체온 패치로서,
인체의 피부에 접촉된 상태에서 체온을 측정하도록 구성되는 1차 온도 센서;
상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온에 대하여 주변 온도에 따른 오차를 보상하도록 구성되는 2차 온도 센서; 및
상기 스마트 체온 패치가 인체의 피부에 부착됨에 따라 유연한 구조로 변형이 가능한 플렉서블 PCB를 포함하고,
상기 1차 온도 센서는 상기 스마트 체온 패치가 인체의 피부에 부착됨에 따라 상기 1차 온도 센서가 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온을 측정하도록 상기 플렉서블 PCB의 하면(bottom surface)에 배치되는, 스마트 체온 패치.
제1항에 있어서,
상기 제2차 온도 센서는, 상기 주변 온도에 의한 오차의 보정이 용이하도록 상기 플렉서블 PCB의 상면에 배치되는, 스마트 체온 패치.
제1항에 있어서,
상기 플렉서블 PCB는,
상면(top surface)이 상기 스마트 체온 패치의 기구물인 상면 커버에 의해 덮혀지고,
상기 하면은 상기 1차 온도 센서가 외부로 노출되는 것을 방지하고, 피부에 접촉이 용이한 소재의 얇은 플렉서블 커버(cover)에 의해 덮혀지고, 상기 플렉서블 커버는 피부에 접촉된 상태에서 상기 체온의 측정이 용이한 소재로 구성되는, 스마트 체온 패치.
제3항에 있어서,
상기 스마트 패치가 피부에 부착된 상태에서 인체의 활동량을 측정하도록 구성되는 가속도 센서를 더 포함하는, 스마트 체온 패치.
제4항에 있어서,
상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온, 상기 2차 온도 센서로부터 측정된 상기 주변 온도 및 상기 가속도 센서로부터 측정된 상기 활동량에 기반하여 보정된 체온값을 연산하는 데이터 수집 및 제어부를 더 포함하는, 스마트 체온 패치.
제5항에 있어서,
상기 1차 온도 센서는 상기 플렉서블 커버가 피부에 접촉됨을 감지하고, 상기 감지된 상태에서 측정된 상기 체온에 관한 체온 정보를 상기 데이터 수집 및 제어부로 전송하고, 상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 체온 정보를 수신하면 상기 2차 온도 센서 및 상기 가속도 센서가 동작되도록 제어하는, 스마트 체온 패치.
제6항에 있어서,
상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 1차 온도 센서로부터 측정된 상기 체온이 인체의 체온 범위 내라고 판단되는 경우, 상기 접촉된 부분이 인체인지를 판단하기 위하여 상기 스마트 온도 패치 내에 포함된 SAR(Specific Absorption Rate) 센서를 이용하여 상기 접촉된 부분의 유전율(permitivity)을 연산하고, 상기 체온 및 상기 유전율에 기반하여 상기 접촉된 부분이 인체라고 판단되면 상기 2차 온도 센서 및 상기 가속도 센서가 동작되도록 제어하는, 스마트 체온 패치.
제5항에 있어서,
상기 체온, 상기 주변 온도, 상기 활동량 및 상기 보정된 체온값을 저장하는 메모리; 및
상기 체온, 상기 주변 온도, 상기 활동량 및 상기 보정된 체온값을 페어링된 무선 기기로 전송하는 무선 통신부를 더 포함하는, 스마트 체온 패치.
제8항에 있어서,
상기 데이터 수집 및 제어부는 상기 활동량이 일정 활동량 이상이면 상기 무선 통신부를 통해 상기 무선 기기로 상기 활동량과 관련된 상기 무선 통신부를 통해 이벤트 정보를 전송하고, 상기 무선 기기는 상기 활동량과 관련된 이벤트 정보를 수신하면 정확한 체온 측정을 위하여 움직임을 자제할 것을 요청하는 메시지를 음성으로 알려주는, 스마트 체온 패치.
제2항에 있어서,
상기 상면에는 복수의 비유연성 (rigid) PCB들이 부착되고, 상기 복수의 비유연성 PCB들 중 어느 하나에 상기 2차 온도 센서가 배치되는, 스마트 체온 패치.