KR20180062766A - 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지 장치 - Google Patents
광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지 장치 Download PDFInfo
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Abstract
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은, 활성면 및 상기 활성면과 반대되는 비활성면을 포함하는 주문형 집적 회로(ASIC); 상기 비활성면 상에 배치되는 발광부; 및 상기 비활성면 상에 배치되고 상기 발광부와 이격하여 배치되는 수광부를 포함하고, 상기 주문형 집적 회로는 상기 수광부 및 상기 발광부와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 활성면 및 상기 비활성면을 관통하는 복수 개의 홀들을 포함하고, 상기 홀 내부에는 전도성 물질이 배치되고, 상기 수광부는 상기 주문형 집적 회로의 입력 단자와 연결된다.
Description
실시예는 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지 장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달로, PC를 소형화한 스마트폰이 보급화되었다. 또한, 최근에는 다양한 웨어러블 디바이스가 출시되고 있다. 웨어러블 디바이스는 안경, 시계, 의복 등과 같이 착용할 수 있는 형태로 된 전자 장치를 의미한다. 웨어러블 디바이스는 사용자가 언제 어디서나 쉽게 사용할 수 있는 특성을 가진다.
따라서, 스마트폰이나 웨어러블 디바이스는 개인의 신체 변화를 실시간으로 지속적으로 수집할 수 있다.
또한, 개인의 건강에 관한 관심이 증대됨에 따라, 헬스 케어에 관련한 산업이 성장하고 있다. 특히, 고령화 시대에 접어들면서, 개인의 건강 상태를 지속적으로 모니터링 함에 따라, 질병을 예방하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 스마트폰은 개인의 활동량을 측정하는 만보계의 기능을 구비한다. 또는, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스는 심박수 측정이 가능하다.
한편, 심박수(맥박수)의 측정은 피에조(piezo) 소자 등을 이용하는 압전식, 자기 접합 터널(MTJ: Magnetic Tunnel Junction) 소자를 이용하는 자기식, 필름형 압박센서를 이용하는 압박식, 생체 전기 임피던스를 이용하는 임피던스식, 광 센서를 이용하는 광학식 등이 있다.
이러한, 웨어러블 디바이스가 지속적으로 사용자의 건강 상태를 모니터링 하기 위해서는 저전력이 요구되고, 생체 정보를 인식하는 정확도 또한 높아야 한다. 또한, 사용자의 편의성을 향상시키기 위해서는 소형화가 요구된다.
실시예는 슬림한 두께의 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은, 활성면 및 상기 활성면과 반대되는 비활성면을 포함하는 주문형 집적 회로(ASIC); 상기 비활성면 상에 배치되는 발광부; 및 상기 비활성면 상에 배치되고 상기 발광부와 이격하여 배치되는 수광부를 포함하고, 상기 주문형 집적 회로는 상기 수광부 및 상기 발광부와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 활성면 및 상기 비활성면을 관통하는 복수 개의 홀들을 포함하고, 상기 홀 내부에는 전도성 물질이 배치되고, 상기 수광부는 상기 주문형 집적 회로의 입력 단자와 연결된다.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 주문형 집적 회로 상에 집적 발광부 및 수광부를 배치할 수 있다.
이에 따라, 발광부 및 수광부를 배치하기 위한 별도의 인쇄회로기판을 생략할 수 있다.
또한, 주문형 집적 회로 상에 직접 발광부 및 수광부를 연결하고, 주문형 집적 회로의 내부에 홀을 형성하여 외부의 메인보드와 연결하므로, 이들을 연결하기 위한 별도의 와이어 형성 공정 등을 생략할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 슬림한 두께를 구현할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈의 평면도를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 광 신호 감지장치를 나타낸 도면들이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 광 신호 감지장치를 나타낸 도면들이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하. 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈을 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 주문형 집적 회로(applicatoin-specific integrated circuit; ASIC, 100), 발광부(200), 수광부(300)을 포함할 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)은 상기 발광부(200) 및 수광부(300)를 지지할 수 있다. 자세하게, 상기 주문형 집적 회로(300)는 활성면(110) 및 비활성면(120)을 포함할 수 있고, 상기 주문형 집적 회로(300)는 상기 비활성면(120)을 통해 상기 발광부(200) 및 수광부(300)를 지지할 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)의 활성면(110)은 회로를 포함할 수 있고, 상기 비활성면(120)은 회로를 포함하지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 주문형 집적 회로(100)의 활성면(110)은 프로세싱 회로 및/또는 센서를 포함하거나, 상기 주문형 집적 회로(100)의 상부 또는 내부에 배치되는 감지 디바이스 등을 포함할 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)는 실리콘(Si), 갈륨 아세나이드(gallium arsenide), SiC(silicon carbide) 그래핀 또는 임의의 유기 반도체 물질과 같은 기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판의 상부 또는 상기 기판의 내부에는 적어도 하나 이상의 회로가 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 기판의 상부 또는 상기 기판의 내부의 회로는 게이트 어레이(gate array) 스탠다드 셀(standard cell)을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 회로는 구현하고자 하는 특정 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한 상기 게이트 어레이 또는 스탠다드 셀과 연결되는 복수의 입력단자 및 복수의 출력단자를 더 포함할 수 있다. 상기 입력 단자는 상기 수광부(200) 및 상기 발광부(300)가 연결될 수 있고, 상기 출력 단자는 외부의 메인보드와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 주문형 집적 회로(100)는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)를 제어할 수 있다. 상기 주문형 집적 회로(100)는 상기 수광부(300)를 통해 입사된 광에 대응하는 신호를 처리하여, 감지 대상의 신호를 측정할 수 있다. 일례로, 맥박의 변화, 가스의 누출, 먼지의 분포 등과 같은 다양한 감지 대상으로부터, 신호를 측정할 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)의 상기 비활성면(120) 상에는 발광부(200) 및 수광부(300)가 배치될 수 있다.
상기 발광부(200)와 상기 수광부(300)는 상기 비활성면(120) 상에서 서로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 발광부(200)는 발광 제어신호에 따라 특정 파장대의 광을 발생할 수 있다.
상기 발광부(200)는 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 적외선 발광 다이오드(Infrared Emitting Diode), 레이저 다이오드(Laser Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광부(200)는 전원 장치로부터 전력을 공급받을 수 있고, 공급된 에너지를 특정 파장의 빛으로 방출할 수 있다. 이때, 상기 발광부(200)는 특정 파장의 광을 방출하기 위해서, 다양한 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광부(200)는 상기 주문형 집적 회로(100)와 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 발광부(200)는 와이어(250) 및 패드부(270)를 이용하여 상기 주문형 집적 회로(100)와 와이어 본딩될 수 있다.
상기 수광부(300)는 광 다이오드(Photodiode), 광 전자 증배관, 광 트랜지스터(Phototransistor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)는 박막 형태로 증착된 광 다이오드(Photodiode)일 수 있다. 상기 수광부(300)는 커버 기재(600)에 박막으로 배치됨에 따라, 상기 수광부(300)의 두께는 얇을 수 있고, 광 신호 측정 모듈이 경량화될 수 있다.
상기 수광부(300)는 진공증착법, 스퍼터링, CVD, 인쇄공법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 비활성면(120) 상에 밀착할 수 있다.
상기 수광부(300)는 제 1 전극(310), P층(320), 실리콘층(330), N층(340), 제2 전극(350)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(310) 및 상기 제 2 전극(350) 중 적어도 하나의 전극은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다, 일례로, 상기 제 1 전극(310) 및 상기 제 2 전극(350) 중 적어도 하나의 전극은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(310) 및 상기 제 2 전극(350) 중 적어도 하나의 전극은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene) 또는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(310) 및 상기 제 2 전극(350) 중 적어도 하나의 전극은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(310) 및 상기 제 2 전극(350) 중 적어도 하나의 전극은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 감지 전극 물질들을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)에는 복수 개의 홀(H)들이 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 주문형 집적 회로(100)는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)의 위치와 대응되는 영역에 형성되는 복수 개의 홀(H)들을 포함할 수 있다.
상기 홀(H)들은 상기 주문형 집적 회로(100)를 관통하며 형성될 수 있다. 즉, 상기 홀(H)은 상기 비활성면(120)으로부터 상기 활성면(110)을 관통하는 관통홀일 수 있다.
상기 홀(H)과 대응되는 상기 비활성면(120) 상에는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)의 위치는 상기 홀(H)의 위치와 중첩될 수 있다.
상기 홀(H)과 대응되는 상기 활성면(110) 상에는 도전볼(400)이 배치될 수 있다. 상기 도전볼(400)에 의해 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)는 외부의 메인보드와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 상기 입력단자 및 상기 출력단자가 상기 도전볼에 의해 메인보드와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 홀(H)의 내부는 전기 전도성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 홀(H)의 내측면에는 전도성 물질이 증착 또는 도금되거나, 또는 상기 홀(H)의 내부가 전도성 물질에 의해 채워짐으로써, 상기 홀(H)의 내부는 전체적으로 전도성을 가질 수 있다.
상기 전도성 물질은 금속을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 전도성 물질은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 상기 홀(H)의 내측면에 증착 또는 도금되거나, 페이스트 형태로 상기 홀(H)의 내부를 충진할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수 개의 홀은 서로 이격하여 형성되는 제 1 홀(H1), 제 2 홀(H2), 제 3 홀(H3) 및 제 4 홀(H4)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 홀(H1) 및 상기 제 2 홀(H2)은 상기 수광부(300)와 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 홀(H1) 및 제 2 홀(H1)은 상기 수광부의 서로 다른 전극에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 홀(H1)은 제 1 전극, 상기 제 2 홀(H2)은 제 2 전극과 연결될 수 있다.
상기 제 3 홀(H3) 및 상기 제 4 홀(H4)은 상기 발광부((400)와 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 홀(H3) 및 상기 제 4 홀(H4)은 각각 상기 발광부(400)의 서로 다른 전극에 연결될 수 있다. 예를 들어 상기 제 3 홀(H3)은 상기 발광부의 양극에, 상기 제 4 홀(H4)은 상기 발광부의 음극에 연결될 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100) 상에는 격벽(500)이 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 격벽(500)은 상기 주문형 집적 회로(100)의 비활성면(120) 상에 배치될 수 있다.
상기 격벽(500)은 제 1 격벽(510) 및 제 2 격벽(520)을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 격벽(510)은 상기 발광부(200)와 상기 수광부(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 격벽(510)은 상기 발광부(200)와 상기 수광부(300) 사이에 배치되어, 상기 발광부(200)에서 출사되는 광이 직접적으로 상기 수광부(300)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 2 격벽(500)은 상기 주문형 집적 회로(100)의 외곽 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 격벽(500)은 상기 주문형 집적 회로(100)의 테두리 영역을 따라 연장하며 배치될 수 있다.
상기 제 2 격벽(520)은 광 신호 측정 모듈의 외부에서 광 신호 측정 모듈의 내부로 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 1 격벽(510) 및 상기 제 2 격벽(520)은 광을 차단하기 위해 색을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 격벽(510) 및 상기 제 2 격벽(520)은 블랙색으로 형성될 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100) 상에는 커버 기재(600)가 배치될 수 있다.
상기 커버 기재(600)는 일면(610) 및 상기 일면(610)과 반대되는 타면(620)을 포함할 수 있다.
상기 커버 기재의 일면(610)은 외부로 노출되는 면을 의미할 수 있다. 상기 커버 기재의 일면(610)은 심박 신호를 입력 받을 수 있다. 즉, 상기 커버 기재의 일면(610)은 감지 대상과 접촉되는 면을 의미할 수 있다. 여기에서, 접촉은 직접적인 접촉뿐만 아니라, 광 신호로 감지할 수 있는 영역의 이격 거리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 커버 기재의 일면(610)은 터치 신호 등의 다양한 입력 신호들을 입력 받을 수 있다.
상기 커버 기재의 타면(620)은 상기 주문형 집적 회로(100)와 마주보는 면일 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기재의 타면(620)은 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)와 이격하여 배치될 수 있다.
즉, 상기 발광부는 상기 커버 기재(620) 즉, 상기 커버 기재(520)의 타면을 향하여 광을 출사할 수 있다.
상기 커버 기재(600)는 상기 주문형 집적 회로(100) 상에 배치되는 상기 격벽(500)과 접촉되며 배치될 수 있다.
상기발광부(200), 수광부(300)가 장착되는 면을 의미할 수 있다. 여기에서 장착된다는 것은, 직접적인 접촉뿐만 아니라, 다른 기판에 의하여 연결되는 것을 포함할 수 있다.
상기 커버 기재(600)는 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기재(600)는 유리를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기재(600)는 규소산화물, 알루미늄산화물 또는 나트륨산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 기재(600)는 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버 기재(600)는 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 커버 기재(600)는 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기재(600)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.
또한, 상기 커버 기재(600)는 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 유리판일 수 있다.
또한, 상기 커버 기재(600)는 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 커버 기재(600)를 포함하는 광 신호 측정 모듈도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 휴대가 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 웨어러블 디바이스에 포함될 수 있다.
상기 커버 기재(600)의 두께는 약 300㎛ 내지 약 700㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기재(600)의 두께는 약 400㎛ 내지 약 600㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기재(600)의 두께는 약 450㎛ 내지 약 550㎛일 수 있다.
상기 커버 기재(600)의 두께가 약 700㎛를 초과하는 경우에는, 광 신호 측정 모듈의 두께가 증가할 수 있다. 또한, 상기 커버 기재(600)의 두께가 약 300㎛ 미만인 경우에는, 커버 기재의 강도가 저하될 수 있다.
상기 주문형 집적 회로(100)와 상기 커버 기재(600) 사이에는 몰딩부(700)가 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(700)는 상기 주문형 집적 회로(100)와 상기 커버 기재(600) 사이의 공간을 메우면서 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 몰딩부(700)는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)를 감싸면서 배치될 수 있다.
즉, 상기 몰딩부(700)에 의하여 상기 비활성면(120) 상에 배치되는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)는 매립될 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩부(700)는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(700)는 상기 광 신호 측정 모듈의 내부로 수분 등의 이물질이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
상기 몰딩부(700)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(700)는 광투과성을 가지는 실리콘 또는 에폭시 계열의 물질일 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩부(700)는 상기 발광부(200)로부터 방출되는 광의 손실 및 상기 수광부(300)로 입사되는 광의 손실을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4는 실시 예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 광 신호 감지장치는 상기 수광부(300)를 통해 수신된 광의 전압(즉, 수광 전압)에 따라 감지 대상의 정보를 검출할 수 있다. 일례로, 상기 감지 대상의 정보는 생체 정보를 포함할 수 있다. 상기 생체 정보는 심박수나 산소 포화도 등을 포함할 수 있다.
도 3은, 광 신호 감지장치가 단순히 심박수만을 검출하는 경우에 나타나는 발광부(200) 및 수광부(300)의 구성 예이다.
도 4는 광 신호 감지장치가 심박수 및 산소 포화도를 모두 검출 하는 경우에 나타나는 발광부(200) 및 수광부(300)의 구성 예이다.
도 3을 참조하면, 상기 심박수를 검출하기 위하여, 광 신호 감지장치는 적어도 하나의 발광부(200) 및 수광부(300)를 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 발광부(200)는 녹색 LED 일 수 있다.
도 3의 (a)와 같이, 상기 발광부(200)는, 상기 주문형 집적 회로(100)의 비활성면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 수광부(300)는 상기 주문형 집적 회로(100)의 비활성면에서 상기 중앙 영역 주위를 둘러싸며 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광부와 상기 수광부는 상하 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 발광부(200)는 상기 주문형 집적 회로(100)의 홀과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 도 3의 (b) 및 (c)와 같이, 상기 발광부(200)는, 상기 주문형 집적 회로(100)의 비활성면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 수광부(300)는 상기 상기 주문형 집적 회로(100)의 비활성면 상에서 상기 중앙 영역 주위를 둘러싸며 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 발광부(200)는 상기 주문형 집적 회로(100)의 홀과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 복수 개의 발광부(200)는 모두 녹색 LED 일 수 있다.
이때,상기 발광부(200)는 도 9(b)와 같이, 수평 방향으로 배치될 수 있다. 또는, 상기 발광부(200)는 도 9(c)와 같이, 수직 방향으로 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 광 신호 감지장치는 상기 심박수 및 산호 포화도를 모두 검출하기 위하여, 복수 개의 발광부(200) 및 적어도 하나의 수광부(300)를 포함할 수 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 광 신호 감지장치는 복수 개의 녹색 발광부(201a, 201b), 적색 발광부(202) 및 적외선 발광부(203)로 구성되는 발광부(200)들과, 하나의 수광부(300)를 포함할 수 있다.
또는, 도 4(c)를 참조하면, 광 신호 감지장치는 복수 개의 녹색 발광부(201a, 201b, 201c, 201d)들과 하나의 수광부(300)를 포함한다.
즉, 실시예는 발광부의 주위를 둘러싸는 구조로 수광부를 배치함으로써, 상기 수광부를 통해 수신되는 광량을 증가시킬 수 있으며, 다방향 광 경로를 활용하여 최적의 감지 환경을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 주문형 집적 회로 상에 직접 발광부 및 수광부를 배치할 수 있다.
이에 따라, 발광부 및 수광부를 배치하기 위한 별도의 인쇄회로기판을 생략할 수 있다.
또한, 주문형 집적 회로 상에 직접 발광부 및 수광부를 연결하고, 주문형 집적 회로의 내부에 홀을 형성하여 외부의 메인보드와 연결하므로, 이들을 연결하기 위한 별도의 와이어 형성 공정 등을 생략할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 슬림한 두께를 구현할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 다양한 광 신호 감지장치를 나타낸 도면들이다. 여기에서, 광 신호 감지장치는 생체정보 측정 등의 다양한 기능을 가지는 다양한 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 광 신호를 이용하여, 먼지, 가스 등 다양한 물질의 변화 내지 분포를 감지할 수 있다.
도 5는 광 신호 측정 모듈을 포함하는 모바일 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 스마트 폰에 포함될 수 있다.
도 6은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 스마트 워치, 이어폰, 스마트 의류에 포함될 수 있다.
도 7은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 의료 기기에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 심박수 등을 측정하기 위한 다양한 의료 기기에 사용될 수 있다.
도 8은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 차량용 핸들에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 차량용 핸들에 구비됨에 따라, 운전자의 안전하게 보호할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 광 신호 측정 모듈은 마우스나, 운동 기구의 손잡이와 같이, 손바닥이나 손목 등이 닿는 다양한 전자 디바이스에 포함될 수 있음은 물론이다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 활성면 및 상기 활성면과 반대되는 비활성면을 포함하는 주문형 집적 회로(ASIC);
상기 비활성면 상에 배치되는 발광부; 및
상기 비활성면 상에 배치되고 상기 발광부와 이격하여 배치되는 수광부를 포함하고,
상기 주문형 집적 회로는 상기 수광부 및 상기 발광부와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 활성면 및 상기 비활성면을 관통하는 복수 개의 홀들을 포함하고,
상기 홀 내부에는 전도성 물질이 배치되고,
상기 수광부는 상기 주문형 집적 회로의 입력 단자와 연결되는 광 신호 측정 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 주문형 집적 회로는,
활성면 및 상기 활성면과 반대되는 비활성면을 포함하는 기판; 및
상기 기판의 활성면 상에 또는 상기 기판의 활성면의 내부에 배치되는 적어도 하나의 회로를 포함하는 광 신호 측정 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 기판은 실리콘(Si)을 포함하는 광 신호 측정 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 홀들은 서로 이격하여 배치되는 제 1 홀, 제 2 홀, 제 3 홀 및 제 4 홀을 포함하고,
상기 수광부는 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀과 연결되고,
상기 발광부는 상기 제 3 홀 및 상기 제 4홀과 연결되는 광 신호 측정 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 홀과 대응되는 상기 활성면 상에는 도전볼이 배치되는 광 신호 측정 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 비활성면 상에 배치되고, 상기 발광부 및 상기 수광부 사이에 배치되는 제 1 격벽;
상기 비활성면의 외곽 영역 상에 배치되는 제 2 격벽을 더 포함하는 광 신호 측정 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 기판의 활성면 상에 배치되는 커버 기재; 및
상기 커버 기재와 상기 기판 사이에 배치되는 몰딩부를 더 포함하는 광 신호 측정 모듈. - 커버 기재;
상기 커버 기재의 하부에 배치되고, 활성면 및 상기 활성면과 반대되는 비활성면을 포함하는 주문형 집적 회로(ASIC);
상기 비활성면 상에 배치되고, 상기 커버 기재를 향하여 광을 출사하는 발광부;
상기 비활성면 상에 배치되고 상기 발광부와 이격하여 배치되는 수광부;
상기 활성면 상에 배치되는 도전볼; 및
상기 주문형 집적 회로와 이격하여 배치되고, 상기 도전볼에 의해 상기 주문형 집적 회로와 전기적으로 연결되는 메인보드를 포함하고,
상기 주문형 집적 회로는 상기 수광부 및 상기 발광부와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 활성면 및 상기 비활성면을 관통하는 홀을 포함하고,
상기 홀의 내부에는 전도성 물질이 배치되고,
상기 주문형 집적 회로는 입력 단자 및 출력 단자를 포함하고,
상기 수광부는 상기 입력 단자와 연결되는 광 신호 감지 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 홀들은 서로 이격하여 배치되는 제 1 홀, 제 2 홀, 제 3 홀 및 제 4 홀을 포함하고,
상기 수광부는 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀과 연결되고,
상기 발광부는 상기 제 3 홀 및 상기 제 4홀과 연결되는 광 신호 감지 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 주문형 집적 회로와 상기 커버 기재 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
상기 격벽은,
상기 비활성면 상에 배치되고, 상기 발광부 및 상기 수광부 사이에 배치되는 제 1 격벽;
상기 비활성면의 외곽 영역 상에 배치되는 제 2 격벽을 더 포함하는 광 신호 감지 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020160162832A KR20180062766A (ko) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지 장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020160162832A KR20180062766A (ko) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102036351B1 (ko) * | 2019-05-15 | 2019-10-24 | (주)에스제이시스템 | 혈중 산소포화도 측정센서 및 이의 제조방법 |
-
2016
- 2016-12-01 KR KR1020160162832A patent/KR20180062766A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR102036351B1 (ko) * | 2019-05-15 | 2019-10-24 | (주)에스제이시스템 | 혈중 산소포화도 측정센서 및 이의 제조방법 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |