KR20200123669A - Ear Type Deep Body Thermometer And Circadian Rhythm Measuring Apparatus Including The Same - Google Patents

Ear Type Deep Body Thermometer And Circadian Rhythm Measuring Apparatus Including The Same Download PDF

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KR20200123669A
KR20200123669A KR1020190046873A KR20190046873A KR20200123669A KR 20200123669 A KR20200123669 A KR 20200123669A KR 1020190046873 A KR1020190046873 A KR 1020190046873A KR 20190046873 A KR20190046873 A KR 20190046873A KR 20200123669 A KR20200123669 A KR 20200123669A
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temperature sensor
ear canal
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KR1020190046873A
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이승민
도영락
김대환
최선웅
김서현
이경남
김종균
진정이
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국민대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an in-ear type deep body thermometer for measuring a user′s core body temperature. Provided is the in-ear type deep body thermometer, comprising: an optical fiber which transmits far infrared rays emitted from an eardrum located inside a user′s ear canal; a temperature sensor connected to the optical fiber and positioned outside the ear canal when the optical fiber is inserted into the ear canal; and a hook unit connected to the temperature sensor and formed in a shape of hanging on the auricle. The in-ear type deep body thermometer can accurately measure core temperature.

Description

귓속형 심부 체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치{Ear Type Deep Body Thermometer And Circadian Rhythm Measuring Apparatus Including The Same}Ear Type Deep Body Thermometer And Circadian Rhythm Measuring Apparatus Including The Same}

본 발명은 귓속형 심부체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심부 체온을 반영한다고 알려진 고막(tympanic membrane)에서 이어플러그(ear plug) 형태로 심부 체온 측정할 수 있는 귓속형 심부 체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an in-ear heart thermometer and a circadian rhythm measuring device including the same, and more particularly, to measure the deep body temperature in the form of an ear plug in the tympanic membrane known to reflect the deep body temperature. It relates to an ear type deep thermometer and a circadian rhythm measuring device including the same.

인간은 하루의 주기를 가지고 살아가고 있으며, 다양한 생체 지표들이 하루를 주기로 진동하는 생물학적 현상을 일주기 리듬이라 하는데, 이 일주기 리듬은 빛에 의해 가장 큰 영향을 받게 된다.Humans live with a daily cycle, and a biological phenomenon in which various biomarkers vibrate every day is called a circadian rhythm. This circadian rhythm is most affected by light.

태양을 기준으로 아침에 해가 뜨며 점점 밝아지기 시작하다가 저녁에 해가 지면서 점점 어두워지는, 태양의 하루 변화에 따라 오랜 시간 동안 다양한 생물들이 함께 변화하며 적응해 왔고, 인간도 마찬가지로 이러한 태양의 일주기에 영향을 받아 아침에 해가 뜨면 일어나서 하루를 시작하고 저녁에 해가 지면 휴식을 취하고 잠을 자는 하루의 주기를 가지고 살아가게 되었다.Based on the sun, the sun rises in the morning and begins to get brighter, and then darkens as the sun goes down in the evening. Various creatures have been adapting and changing together for a long time according to the daily change of the sun. Affected, I started my day by waking up when the sun rose in the morning, and having a cycle of rest and sleep when the sun went down in the evening.

이러한 일주기 리듬의 교란에 의해 나타나는 질병은 계절성 정서장애, 수면장애, 우울증, 시차에 의한 피로 및 교대 근무에 연관된 건강 질환 등이 있으며 이러한 질병의 치료를 위해서는 일주기 리듬을 측정하는 기기가 필요하다.Diseases caused by such disturbances in the circadian rhythm include seasonal emotional disorders, sleep disorders, depression, jet lag and health disorders related to shift work. To treat these diseases, a device that measures the circadian rhythm is required. .

가장 보편적으로 알려져 있는 사람의 일주기 리듬을 나타내는 생체 지표들로는 동맥압(arterial blood pressure), 심박수(Heartrate), 심부 체온(core body temperature), 수면 리듬(sleep-wake rhythm), 코르티졸(cortisol)과 멜라토닌(melatonin) 등의 호르몬이 있다. 이 중 심부 체온은 일주기 리듬을 정현파의 형태로 나타내는 신뢰할 수 있는 대표적 생체 지표로 알려져 있다.The most commonly known biomarkers of human circadian rhythm are arterial blood pressure, heart rate, core body temperature, sleep-wake rhythm, cortisol and melatonin. hormones such as (melatonin). Among them, deep body temperature is known as a reliable representative biomarker that represents the circadian rhythm in the form of a sinusoidal wave.

이러한 심부 체온을 측정하는 방법은 침습적(invasive) 방법과 비침습적(non-invasive) 방법으로 분류할 수 있다. Methods for measuring core body temperature can be classified into an invasive method and a non-invasive method.

직장 등에서 침습적인 방법으로 측정되는 심부 체온은 높은 정확도를 지닌 장점이 있으나, 일상 생활이나 웰니스 관점에서 일반적인 사용자들에게 적용되기 어려운 방법이다.Deep body temperature, measured by an invasive method at work, etc., has the advantage of having high accuracy, but is a method that is difficult to be applied to general users from the viewpoint of daily life or wellness.

반면, 비침습적 방법은 상대적으로 정확도가 낮으나 일상 생활에서 측정이 가능하기 때문에, 웨어러블 기기 등을 이용하여 사용자의 웰니스 증진에 측정된 심부 체온을 활용할 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the non-invasive method has a relatively low accuracy, but can be measured in daily life, and thus has the advantage of utilizing the measured deep body temperature to enhance the user's wellness using a wearable device or the like.

한국 공개 특허 공보 제10-2001-0090519호Korean Patent Publication No. 10-2001-0090519

본 발명은, 외부 소리를 차단하지 않고 사용자가 갑갑함을 유발시키지 않는 귓속형 심부 체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an in-ear type deep thermometer and a circadian rhythm measuring device including the same, which do not block external sounds and do not cause a user feel cramped.

또한, 본 발명은, 심부 체온을 정확히 측정할 수 있는 심부 체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a core thermometer capable of accurately measuring core body temperature and a circadian rhythm measuring apparatus including the same.

또한, 본 발명은, 사용자의 심부 체온 및 일주기 리듬을 일상 생활에서 실시간으로 확인 및 분석할 수 있는 심부 체온계 및 이를 포함하는 일주기 리듬 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a deep thermometer capable of checking and analyzing a user's deep body temperature and circadian rhythm in real time in daily life, and a circadian rhythm measuring apparatus including the same.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 사용자의 심부 체온을 측정하기 위한 귓속형 심부 체온계로서, 사용자의 외이도 내부에 위치한 고막에서 방출되는 원적외선을 전달하는 광섬유와, 광섬유와 연결되며, 광섬유가 상기 외이도에 삽입되면 외이도 외부에 위치하는 온도 센서와, 온도 센서와 연결되며 귓바퀴에 걸리는 형태로 형성되는 걸이부를 포함하는 귓속형 심부 체온계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an in-ear deep thermometer for measuring a user's core body temperature, an optical fiber that transmits far-infrared rays emitted from the eardrum located inside the user's ear canal, and is connected to the optical fiber, When inserted into the ear canal, a temperature sensor positioned outside the ear canal, and a hook portion connected to the temperature sensor and formed in a shape to be caught on the auricle, are provided.

여기서, 온도 센서는, 광섬유로부터 상기 원적외선을 전달받아 이를 기초로 온도를 측정한다.Here, the temperature sensor receives the far-infrared rays from the optical fiber and measures the temperature based on this.

또한, 본 발명의 귓속형 심부 체온계는, 온도를 외부로 주기적으로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.In addition, the deep-in-ear thermometer of the present invention may further include a communication unit that periodically transmits temperature to the outside.

또한, 본 발명의 귓속형 심부 체온계는, 온도 센서로부터 온도를 전달 받아 이를 섭씨 온도로 변환하여 이를 외부로 전송하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the deep-in-ear thermometer of the present invention may further include a control unit receiving temperature from a temperature sensor, converting it to Celsius temperature, and transmitting the temperature to the outside.

또한, 광섬유는, 외이도 보다 작은 길이를 가지며 외이도 보다 작은 직경을 갖는다.Further, the optical fiber has a length smaller than that of the external ear canal and has a smaller diameter than that of the external ear canal.

또한, 본 발명의 귓속형 심부 체온계는, 온도 센서 및 통신부를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.In addition, the deep-in-ear thermometer of the present invention may further include a housing accommodating a temperature sensor and a communication unit.

또한, 걸이부의 형태는 귓바퀴 형태에 따라 조절 가능하다.In addition, the shape of the hook part can be adjusted according to the shape of the auricle.

또한, 본 발명은, 외이도 내부에 위치한 고막으로부터 방출되는 원적외선을 전달하는 광섬유와, 광섬유와 연결되며, 광섬유가 외이도에 삽입되면 외이도 외부에 위치하며, 광섬유로부터 원적외선을 전달받아 이를 기초로 온도를 측정하는 온도 센서와, 온도를 외부로 주기적으로 전송하는 통신부와, 온도 센서와 연결되며 귓바퀴 상단에 걸리는 형태로 형성되는 걸이부를 포함하는 귓속형 심부 체온계와, 통신부를 통해 온도를 전송 받아 이를 기초로 일주기 리듬을 측정하는 휴대 단말을 포함하는 일주기 리듬 측정 장치를 제공한다.In addition, the present invention is an optical fiber that transmits far-infrared rays emitted from the eardrum located inside the ear canal, and is connected to the optical fiber, and when the optical fiber is inserted into the ear canal, it is located outside the ear canal, and the temperature is measured based on the far-infrared ray received from the optical fiber. A temperature sensor that performs a temperature sensor, a communication unit that periodically transmits temperature to the outside, a deep-in-ear thermometer including a hook unit connected to the temperature sensor and formed in a shape that hangs on the top of the auricle, and receives the temperature through the communication unit and works based on this. It provides a circadian rhythm measuring apparatus including a portable terminal measuring cyclic rhythm.

본 발명에 따르면, 온도 센서 보다 상대적으로 좁은 단면적을 갖는 광섬유를 외이도 내부에 삽입하고, 광섬유가 고막에서 방출하는 원적외선을 외이도 외부에 위치한 온도 센서로 전달하기 때문에 외부 소리를 차단하지 않고 사용자가 갑갑함을 느끼지 않게 된다. According to the present invention, an optical fiber having a relatively narrow cross-sectional area than a temperature sensor is inserted into the external ear canal, and the far-infrared rays emitted from the eardrum are transmitted to the temperature sensor located outside the ear canal. You don't feel it.

또한, 본 발명에 따르면, 좁은 단면적의 광섬유가 고막 근처까지 삽입되기 때문에 관측 시야가 좁아져 고막의 원적외선만 온도 센서로 전달하여 심부 체온을 정확히 측정할 수 있다.In addition, according to the present invention, since an optical fiber having a narrow cross-sectional area is inserted close to the eardrum, the observation field is narrowed, so that only the far-infrared rays of the eardrum can be transmitted to the temperature sensor to accurately measure the core body temperature.

또한, 본 발명에 따르면, 온도 센서를 하우징에 수용할 수 있기 때문에 온도 센서가 외부로 노출되지 않아 심부 체온을 정확히 측정할 수 있다.Further, according to the present invention, since the temperature sensor can be accommodated in the housing, the temperature sensor is not exposed to the outside, so that the core body temperature can be accurately measured.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자의 심부 체온 및 일주기 리듬을 일상 생활에서 실시간으로 확인 및 분석할 수 있고, 이를 통해 일주기 리듬의 교란에 의해 나타나는 질병 예를 들어, 계절성 정서장애, 수면장애, 우울증, 시차에 의한 피로 및 교대 근무에 연관된 건강 질환 등을 진단 및 예방하고 건강을 증진시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to check and analyze the user's deep body temperature and circadian rhythm in real time in daily life, through which diseases appear due to disturbance of the circadian rhythm, for example, seasonal emotional disorder, sleep disorder, Depression, jet lag, and health diseases related to shift work can be diagnosed and prevented, and health can be improved.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일주기 리듬 측정 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계를 사용자가 착용한 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명 실시예에 따른 광섬유의 파장대별 광 전달률을 도시한 그래프이다.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring a circadian rhythm according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of an in-ear type deep thermometer according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which a user wears an in-ear deep thermometer according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a light transmission rate for each wavelength band of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.A preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일주기 리듬 측정 장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계를 사용자가 착용한 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명 실시예에 따른 광섬유의 파장대별 광 전달률을 도시한 그래프이다.1 is a block diagram showing a circadian rhythm measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an in-ear type deep thermometer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is It is a view showing a state that the user wears the deep thermometer in the ear, and FIG. 4 is a graph showing the light transmission rate for each wavelength band of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 일주기 리듬 측정 장치는, 귓속형 심부 체온계(100) 및 휴대 단말(200)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the circadian rhythm measurement apparatus according to an embodiment of the present invention may include an in-ear deep thermometer 100 and a portable terminal 200.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는, 사용자의 심부 체온을 측정하기 위한 것으로서, 광섬유(110), 온도 센서(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the in-ear core thermometer 100 according to an embodiment of the present invention is for measuring the user's core body temperature, and may include an optical fiber 110, a temperature sensor 120, and a control unit 130. .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는, 사용자의 심부 체온을 주기적으로 측정하여 이를 기초로 사용자의 일주기 리듬을 측정하기 위한 것으로, 사용자는 귓속형 심부 체온계(100)를 일상 생활에서 일정 시간 동안 또는 상시 착용해야 한다.In addition, the in-ear type deep thermometer 100 according to an embodiment of the present invention is for measuring the user's circadian rhythm based on the periodic measurement of the user's core body temperature. Should be worn for a certain period of time or at all times in daily life.

도 2 및 도 3을 참조하면, 광섬유(110)는 사용자의 외이도 내부에 위치한 고막에서 방출되는 원적외선(far infrared)을 전달한다. 그리고, 온도 센서(120)는, 광섬유(110)와 연결되며, 광섬유(110)가 외이도에 삽입되면 외이도 외부에 위치하게 된다. 이와 같은, 온도 센서(120)는, 외이도에 삽입된 광섬유(110)를 통해 고막에서 방출되는 원적외선을 전달받아 이를 기초로 고막의 온도를 측정한다.2 and 3, the optical fiber 110 transmits far infrared rays emitted from the eardrum located inside the user's ear canal. In addition, the temperature sensor 120 is connected to the optical fiber 110, and when the optical fiber 110 is inserted into the ear canal, the temperature sensor 120 is located outside the ear canal. As such, the temperature sensor 120 receives far-infrared rays emitted from the eardrum through the optical fiber 110 inserted into the ear canal and measures the temperature of the eardrum based on this.

일반적으로, 사람의 고막으로부터 방출되는 원적외선은 8~15㎛의 파장대를 갖는다. 도 4를 참조하면, CIR-Fiber(Chalcogenide IR-fiber)와 PIR-Fiber(Polycrystalline IR-fiber) 중 PIR-Fiber가 8~15㎛의 파장대에서 광 전달율이 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 고막으로부터 방출되는 원적외선(far infrared)을 효과적으로 전달하기 위해, 본 발명의 광섬유(110)로서 PIR-fiber를 사용하는 것이 바람직하다. In general, far-infrared rays emitted from a human eardrum have a wavelength range of 8 to 15 μm. Referring to FIG. 4, it can be seen that among the CIR-Fiber (Chalcogenide IR-fiber) and PIR-Fiber (Polycrystalline IR-fiber), the PIR-Fiber has a relatively high light transmission rate in a wavelength range of 8 to 15 μm. Accordingly, in order to effectively transmit far infrared rays emitted from the eardrum, it is preferable to use a PIR-fiber as the optical fiber 110 of the present invention.

또한, PIR-Fiber는 구부러지는 성질을 갖고 있고 인체에 무해하기 때문에 외이도의 형태로 변형이 용이하며 귀속형 심부 체온계(100)에 적합한 소재이다. In addition, since PIR-Fiber has a bendable property and is harmless to the human body, it is easy to deform into the shape of the ear canal, and is a suitable material for the attached deep thermometer 100.

광섬유(110)는 열성형을 통해 사용자의 외이도에 적합하게끔 형태가 변형되고, 그 일단에 온도 센서(120)가 연결된다. 그리고, 광섬유(110)는 그 타단이 외이도에 삽입되어 외이도 내부에 위치한 고막에서 방출되는 원적외선을 온도 센서(120)로 전달한다. 그러면, 온도 센서(120)는 전달 받은 원적외선을 기초로 고막의 온도를 측정한다.The optical fiber 110 is transformed into a shape suitable for the user's ear canal through thermoforming, and a temperature sensor 120 is connected to one end thereof. Further, the optical fiber 110 transmits far-infrared rays emitted from the eardrum located inside the ear canal to the temperature sensor 120 by inserting the other end into the ear canal. Then, the temperature sensor 120 measures the temperature of the eardrum based on the received far-infrared rays.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는 외이도에 온도 센서(120)를 직접적으로 삽입하지 않고도 고막의 온도를 측정할 수 있는 환경을 구축할 수 있게 된다.In this way, the deep thermometer 100 in the ear according to an embodiment of the present invention can establish an environment in which the temperature of the eardrum can be measured without directly inserting the temperature sensor 120 into the ear canal.

광섬유(110)는 외이도 보다 작은 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 광섬유(110)가 외이도 보다 작은 길이를 갖도록 형성되기 때문에 광섬유(110)를 외이도에 삽입하는 경우 그 타단이 고막에 닿아 고막을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 다만, 광섬유(110)의 길이가 지나치게 짧을 경우 광섬유(110)의 타단이 고막에서 멀리 떨어지게 되어 고막에서 방출되는 원적외선을 효과적으로 전달할 수 없기 때문에 적절한 길이를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the optical fiber 110 has a length smaller than that of the external ear canal. In this way, since the optical fiber 110 is formed to have a length smaller than that of the ear canal, when the optical fiber 110 is inserted into the ear canal, it is possible to prevent the other end from touching the eardrum and damaging the eardrum. However, if the length of the optical fiber 110 is too short, the other end of the optical fiber 110 is far away from the eardrum, so that far infrared rays emitted from the eardrum cannot be effectively transmitted, so it is preferable to have an appropriate length.

또한, 광섬유(110)는 외이도 보다 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 광섬유(110)가 외이도 보다 작은 직경을 갖도록 형성되기 때문에, 광섬유(110)의 외이도 삽입을 용이하게 할 수 있고, 광섬유(110)가 외이도를 막아 외부의 소리를 차단하고 사용자에게 갑갑함을 유발하여 사용자의 일상 생활에 지장을 주는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is preferable that the optical fiber 110 has a diameter smaller than that of the external ear canal. In this way, since the optical fiber 110 is formed to have a smaller diameter than the external ear canal, it is possible to facilitate the insertion of the optical fiber 110 into the external ear canal, and the optical fiber 110 blocks the external auditory canal to block external sound and prevent the user from being cramped. It can be prevented from causing an obstacle to the user's daily life.

온도 센서(120)는 비접촉식으로 물체의 온도를 측정하는 열전퇴(thermopile) 센서일 수 있으며, 이와 같은 열전퇴 센서의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.The temperature sensor 120 may be a thermopile sensor that measures the temperature of an object in a non-contact manner. The operating principle of the thermopile sensor will be described as follows.

목표 물체(고막)의 온도(TOBJECT)는, 열전퇴 센서 자체의 센서 온도(TSENSOR)와 열전퇴 센서에 전달된 원적외선의 양에 따라 발생하는 센싱 전압(VSENSOR)을 기초로 아래의 수학식1에 의해 산출될 수 있다.The temperature of the target object (tympanic membrane) (T OBJECT ) is based on the sensor temperature (T SENSOR ) of the thermopile sensor and the sensing voltage (V SENSOR ) generated according to the amount of far-infrared rays transmitted to the thermopile sensor. It can be calculated by Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, ε는 Stefan-Boltzman 상수(5.67×10-12 W/㎝2K4)이고, σ는 목표 물체의 방사율(emissivity)이다.Here, ε is the Stefan-Boltzman constant (5.67×10-12 W/cm 2 K 4 ), and σ is the emissivity of the target object.

수학식1을 참조하면, 센서 온도(TSENSOR)와 센싱 전압(VSENSOR)이 이상적으로 얻어질수록 목표 물체(고막)의 온도(TOBJECT)인 심부 체온을 이상적으로 측정할 수 있다.Referring to Equation 1, as the sensor temperature T SENSOR and the sensing voltage V SENSOR are ideally obtained, the core body temperature, which is the temperature T OBJECT of the target object (tympanic membrane), can be ideally measured.

한편, 열전퇴 센서를 직접 외이도에 삽입하여 고막의 온도를 측정하는 방식의 경우, 센싱 전압(VSENSOR)은 열전퇴 센서에 전달된 원적외선의 양과 직접적으로 연관이 있기 때문에, 심부 체온을 이상적으로 측정하기 위해서는 열전퇴 센서가 고막을 정확하게 바라보고 있어야 하며, 외부 요인에 의해 고막에서 방출되는 원적외선 양이 변동되지 않아야 한다. 이는 열전퇴 센서의 관측 시야(field of view, FOV)와 밀접하게 관련이 있는데, 기존에는 관측 시야의 범위를 고막에 한정시키기 위하여 고막 근처까지 열전퇴 센서를 삽입하는 방향으로 개발이 진행되었다.On the other hand, in the case of measuring the temperature of the eardrum by inserting the thermopile sensor directly into the ear canal, the sensing voltage (V SENSOR ) is directly related to the amount of far-infrared rays transmitted to the thermopile sensor, so it ideally measures the core body temperature. In order to do this, the thermopile sensor must be looking at the eardrum accurately, and the amount of far-infrared rays emitted from the eardrum must not be changed by external factors. This is closely related to the field of view (FOV) of the thermopile sensor. Conventionally, development has been conducted in the direction of inserting a thermopile sensor near the eardrum in order to limit the range of the observation field to the eardrum.

그러나, 이와 같은 방법은 열전퇴 센서가 외이도 내부에 위치하게 되므로 열전퇴 센서가 외이도를 막아 사용자로 하여금 갑갑함을 유발하고 외부 소리를 차단하는 문제점이 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는, 심부 체온을 주기적으로 측정하기 위해, 일상 생활에서 일정 시간 동안 또는 상시 착용되어야 한다는 점을 고려했을 때 상기 문제점은 더욱더 커지게 된다.However, in such a method, since the thermopile sensor is located inside the ear canal, the thermopile sensor blocks the ear canal, causing the user to feel cramped and blocking external sounds. In particular, the above problem becomes even greater when considering that the in-ear deep thermometer 100 according to an embodiment of the present invention should be worn for a certain period of time or at all times in daily life in order to periodically measure the core body temperature. .

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는, 온도 센서(120) 보다 상대적으로 좁은 단면적을 갖는 광섬유(110)를 외이도 내부에 삽입하고, 광섬유(110)가 고막에서 방출하는 원적외선을 외이도 외부에 위치한 온도 센서(120)로 전달하기 때문에 외부 소리를 차단하지 않고 사용자가 갑갑함을 느끼지 않게 된다. 그리고, 좁은 단면적의 광섬유(110)가 고막 근처까지 삽입되기 때문에 관측 시야가 좁아져 고막의 원적외선만 온도 센서(120)로 전달하는데 도움을 주게 된다.In order to solve such a problem, the in-ear deep thermometer 100 according to an embodiment of the present invention inserts an optical fiber 110 having a relatively narrow cross-sectional area than the temperature sensor 120 into the external ear canal, and the optical fiber 110 ) Transmits far-infrared rays emitted from the eardrum to the temperature sensor 120 located outside the ear canal, so that external sounds are not blocked and the user does not feel cramped. In addition, since the optical fiber 110 having a narrow cross-sectional area is inserted to the vicinity of the eardrum, the observation field of view is narrowed, thereby helping to transmit only the far infrared rays of the eardrum to the temperature sensor 120.

센서 온도(TSENSOR)는 외부 환경에 의해 민감하게 변하지 않아야 목표 물체의 온도(TOBJECT)를 정확히 측정할 수 있다. The temperature of the target object (T OBJECT ) can be accurately measured when the sensor temperature (T SENSOR ) is not sensitively changed by the external environment.

그러나, 열전퇴 센서를 직접 외이도에 삽입하여 고막의 온도를 측정하는 방식의 경우, 열전퇴 센서가 고막에서 방출되는 적외선을 직접 수신해야 하기 때문에 열전퇴 센서는 외부로 노출되어야 하고, 이에 따라 센서 온도(TSENSOR)가 외부 환경에 의해 민감하게 변하게 되어 고막의 온도를 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있다.However, in the case of the method of measuring the temperature of the eardrum by inserting the thermopile sensor directly into the ear canal, the thermopile sensor must be exposed to the outside because the thermopile sensor must directly receive infrared rays emitted from the eardrum. There is a problem that the temperature of the eardrum cannot be accurately measured because the (T SENSOR ) is sensitively changed by the external environment.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서(120)는, 사용자의 움직임이나 외부 환경의 변화로부터 센서 온도(TSENSOR)의 민감성을 낮추기 위해 하우징(housing)에 수용되어 외부 환경에 노출되지 않도록 한다. 즉, 본 발명의 온도 센서(120)는, 외이도 내부에 삽입된 광섬유(110)로부터 원적외선을 전달받기 때문에 외부로 노출될 필요가 없고, 이에 따라, 온도 센서(120)를 하우징에 수용하는 것이 가능하다. In order to solve such a problem, the temperature sensor 120 according to an embodiment of the present invention is accommodated in a housing to reduce the sensitivity of the sensor temperature T SENSOR from a user's movement or changes in the external environment. Avoid exposure to the environment. That is, since the temperature sensor 120 of the present invention receives far-infrared rays from the optical fiber 110 inserted inside the ear canal, it does not need to be exposed to the outside, and accordingly, it is possible to accommodate the temperature sensor 120 in the housing. Do.

제어부(130)는 온도 센서(120)로부터 고막의 온도를 전달 받아 이를 섭씨 온도로 변환하여 이를 외부로 주기적으로 전송할 수 있다.The controller 130 may receive the temperature of the eardrum from the temperature sensor 120, convert it into degrees Celsius, and periodically transmit it to the outside.

이와 달리, 본 발명의 실시예에 따른 귓속형 심부 체온계(100)는, 제어부(130)를 포함하지 않고, 즉, 고막의 온도를 섭씨 온도로 변환하지 않고, 온도 센서(120)에서 측정된 온도를 외부로 주기적으로 전송만 하는 통신부(미도시)를 포함할 수도 있다.In contrast, the in-ear deep thermometer 100 according to an embodiment of the present invention does not include the control unit 130, that is, does not convert the temperature of the eardrum into degrees Celsius, and the temperature measured by the temperature sensor 120 It may also include a communication unit (not shown) that only periodically transmits to the outside.

여기서, 제어부(130) 및 통신부는, 적은 에너지로 외부와 통신을 수행할 수 있는 블루투스(Bluetooth)를 사용하여 고막의 온도를 외부로 전송할 수 있다.Here, the controller 130 and the communication unit may transmit the temperature of the eardrum to the outside by using Bluetooth, which can communicate with the outside with little energy.

또한, 제어부(130) 및 통신부는 온도 센서(120)와 함께 전술한 하우징에 수용될 수 있다.In addition, the control unit 130 and the communication unit may be accommodated in the above-described housing together with the temperature sensor 120.

걸이부(140)는, 사용자의 귀에 귓속형 심부 체온계(100)를 고정시키기 위한 구성으로서, 온도 센서(120)와 연결된다. 이에 따라, 온도 센서(120)는 광섬유(110) 및 걸이부(140) 사이에 구비된다. 물론, 온도 센서(120)가 하우징에 수용된 경우 걸이부(140)는 하우징과 연결된다.The hook 140 is a configuration for fixing the deep thermometer 100 in the ear to the user's ear, and is connected to the temperature sensor 120. Accordingly, the temperature sensor 120 is provided between the optical fiber 110 and the hook 140. Of course, when the temperature sensor 120 is accommodated in the housing, the hook 140 is connected to the housing.

전술한 바와 같이, 사용자는 귓속형 심부 체온계(100)를 일상 생활에서 일정 시간 동안 또는 상시 착용해야 하기 때문에, 귓속형 심부 체온계(100)가 일상 생활 도중 탈착될 염려가 없어야 한다. 이를 위해, 걸이부(140)는 귓바퀴 상단에 걸리는 형태로 형성되어 귓속형 심부 체온계(100)를 사용자의 귀에 고정시킬 수 있다. 물론, 걸이부(140)는 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니며, 귓속형 심부 체온계(100)를 사용자의 귀에 고정시킬 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 무방하다.As described above, since the user needs to wear the in-ear type deep thermometer 100 for a certain period of time or at all times in daily life, there should be no fear that the in-ear type deep thermometer 100 will be detached during daily life. To this end, the hook part 140 is formed in a shape that is caught on the upper part of the auricle, so that the deep-in-ear thermometer 100 may be fixed to the user's ear. Of course, the hook portion 140 is not limited to this shape, and any shape may be used as long as it is a shape capable of fixing the deep thermometer 100 in the ear to the user's ear.

걸이부(140)의 형태는 귓바퀴 형태에 따라 조절 가능하도록 구부러지는 재질로 형성될 수 있다. 즉, 사용자가 걸이부(140)의 형태를 귓바퀴의 형태에 맞게 구부려 귓속형 심부 체온계(100)를 착용할 수 있다.The shape of the hook 140 may be formed of a material that is bent so as to be adjustable according to the shape of the auricle. That is, the user may bend the shape of the hook part 140 to fit the shape of the auricle to wear the deep thermometer 100 in the ear.

본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말(200)은, 귓속형 심부 체온계(100)의 제어부(130)를 통해 섭씨 온도를 전송 받아 이를 기초로 일주기 리듬을 측정한다.The portable terminal 200 according to an embodiment of the present invention receives a temperature in degrees Celsius through the control unit 130 of the deep-in-ear thermometer 100 and measures a circadian rhythm based on this.

귓속형 심부 체온계(100)가 제어부(130)를 구비하지 않고, 통신부만 구비한 경우, 휴대 단말(200)은 통신부를 통해 온도 센서(120)에 의해 측정된 고막의 온도를 전송 받고, 전송 받은 온도를 섭씨 온도로 변화하여 이를 기초로 일주기 리듬을 측정할 수 있다.In the case where the in-ear deep thermometer 100 does not have the control unit 130 and only has a communication unit, the portable terminal 200 receives the temperature of the eardrum measured by the temperature sensor 120 through the communication unit, and The circadian rhythm can be measured by changing the temperature to degrees Celsius.

여기서, 휴대 단말(200)은, 온도 센서(120)에 의해 측정된 고막의 온도를 섭씨 온도로 변환하고, 섭씨 온도를 기초로 일주기 리듬을 산출하는 어플리케이션이 내장되어 있다.Here, the portable terminal 200 has an application that converts the temperature of the eardrum measured by the temperature sensor 120 into degrees Celsius and calculates a circadian rhythm based on the temperature in degrees Celsius.

또한, 휴대 단말(200)은 어플리케이션의 동작에 따라 섭씨 온도 및 일주기 리듬과 그 변화 추이를 표시하는 디스플레이를 포함하며, 사용자는 휴대 단말(200)의 디스플레이를 통해 사용자의 심부 체온 및 일주기 리듬과 그 변화 추이를 실시간으로 확인할 수 있다.In addition, the portable terminal 200 includes a display that displays the temperature in degrees Celsius and the circadian rhythm according to the operation of the application, and the change trend thereof, and the user can display the user's core body temperature and circadian rhythm through the display of the portable terminal 200. And its change trends can be checked in real time.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 일주기 리듬 측정 장치는, 사용자의 심부 체온 및 일주기 리듬을 일상 생활에서 실시간으로 확인 및 분석할 수 있고, 이를 통해 일주기 리듬의 교란에 의해 나타나는 질병 예를 들어, 계절성 정서장애, 수면장애, 우울증, 시차에 의한 피로 및 교대 근무에 연관된 건강 질환 등을 진단 및 예방하고 건강을 증진시킬 수 있다.As described above, the circadian rhythm measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can check and analyze the user's deep body temperature and circadian rhythm in real time in daily life, and through this, examples of diseases appearing by disturbance of the circadian rhythm For example, it is possible to diagnose and prevent seasonal emotional disorders, sleep disorders, depression, jet lag and health disorders related to shift work, and improve health.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in the present specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, it is obvious that the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain the technical idea, and thus the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. Modified examples and specific embodiments that can be easily inferred by those of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention are included in the scope of the present invention. It will have to be interpreted.

100: 귓속형 심부 체온계
110: 광섬유
120: 온도 센서
130: 제어부
140: 걸이부
200: 휴대 단말100: In-ear deep thermometer
110: optical fiber
120: temperature sensor
130: control unit
140: hook
200: mobile terminal

Claims (9)

사용자의 심부 체온을 측정하기 위한 귓속형 심부 체온계로서,
상기 사용자의 외이도 내부에 위치한 고막에서 방출되는 원적외선을 전달하는 광섬유;
상기 광섬유와 연결되며, 상기 광섬유가 상기 외이도에 삽입되면 상기 외이도 외부에 위치하는 온도 센서; 및
상기 온도 센서와 연결되는 걸이부
를 포함하는 귓속형 심부 체온계.
As an in-ear type deep thermometer for measuring a user's core body temperature,
An optical fiber for transmitting far-infrared rays emitted from the eardrum located inside the user's ear canal;
A temperature sensor connected to the optical fiber and positioned outside the ear canal when the optical fiber is inserted into the ear canal; And
Hook part connected to the temperature sensor
In-ear type deep thermometer comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 걸이부는
상기 사용자의 귓바퀴에 걸리는 형태로 형성되는
귓속형 심부 체온계.
The method of claim 1,
The hook part
Formed in the form of being caught on the auricle of the user
In-ear deep thermometer.
 제 1 항에 있어서,
상기 온도 센서는
상기 광섬유로부터 상기 원적외선을 전달받아 이를 기초로 온도를 측정하는
귓속형 심부 체온계.
The method of claim 1,
The temperature sensor
Receives the far infrared rays from the optical fiber and measures the temperature based on the
In-ear deep thermometer.
 제 3 항에 있어서,
상기 온도를 외부로 주기적으로 전송하는 통신부
를 더 포함하는 귓속형 심부 체온계.
The method of claim 3,
Communication unit that periodically transmits the temperature to the outside
In-ear type deep thermometer further comprising a.
 제 3 항에 있어서,
상기 온도 센서로부터 상기 온도를 전달 받아 이를 섭씨 온도로 변환하여 이를 외부로 전송하는 제어부
를 더 포함하는 귓속형 심부 체온계.
The method of claim 3,
A control unit that receives the temperature from the temperature sensor, converts it to degrees Celsius, and transmits it to the outside
In-ear type deep thermometer further comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 광섬유는
상기 외이도 보다 작은 길이를 가지며 상기 외이도 보다 작은 직경을 갖는
귓속형 심부 체온계.
The method of claim 1,
The optical fiber is
Having a length smaller than the ear canal and having a diameter smaller than the ear canal
In-ear deep thermometer.
 제 4 항에 있어서,
상기 온도 센서 및 상기 통신부를 수용하는 하우징
을 더 포함하는 귓속형 심부 체온계.
The method of claim 4,
Housing accommodating the temperature sensor and the communication unit
In-ear type deep thermometer further comprising a.
 제 2 항에 있어서,
상기 걸이부의 형태는
상기 귓바퀴 형태에 따라 조절 가능한
귓속형 심부 체온계.
The method of claim 2,
The shape of the hook part is
Adjustable according to the shape of the auricle
In-ear deep thermometer.
 외이도 내부에 위치한 고막으로부터 방출되는 원적외선을 전달하는 광섬유와, 상기 광섬유와 연결되며, 상기 광섬유가 상기 외이도에 삽입되면 상기 외이도 외부에 위치하며, 상기 광섬유로부터 상기 원적외선을 전달받아 이를 기초로 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도를 외부로 주기적으로 전송하는 통신부와, 상기 온도 센서와 연결되는 걸이부를 포함하는 귓속형 심부 체온계; 및
상기 통신부를 통해 상기 온도를 전송 받아 이를 기초로 일주기 리듬을 측정하는 휴대 단말
을 포함하는 일주기 리듬 측정 장치.An optical fiber that transmits far-infrared rays emitted from the eardrum located inside the ear canal, it is connected to the optical fiber, and when the optical fiber is inserted into the ear canal, it is located outside the ear canal and receives the far-infrared ray from the optical fiber and measures temperature based on it An in-ear type core thermometer including a temperature sensor, a communication unit periodically transmitting the temperature to the outside, and a hook unit connected to the temperature sensor; And
A portable terminal that receives the temperature through the communication unit and measures a circadian rhythm based on the temperature
A circadian rhythm measurement device comprising a.
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KR20010090519A (en) 2000-03-24 2001-10-18 시마무라 테루오 Apparatus for measuring illuminance, and exposure apparatus

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