KR101048662B1

KR101048662B1 - 신체 부착형 센서 및 모니터링 장치

Info

Publication number: KR101048662B1
Application number: KR1020100041201A
Authority: KR
Inventors: 유회준; 김빈희
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-07-14
Also published as: EP2567655A2; CN103037758A; WO2011139075A3; US20130053669A1; WO2011139075A2

Abstract

실시예는 생체신호를 측정하기 위한 센서에 관한 것이다.
실시예에 따른 센서는, 피부에 부착 가능하도록 형성되고, 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 복수의 단위 센서층이 적층되어 있는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고, 복수의 단위 센서층은 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 단위 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 한다.

Description

신체 부착형 센서 및 모니터링 장치{A BODY ATTACHING TYPE SENSOR AND MONITORING APPARATUS THEREOF}

실시예는 신체 부착형 센서 및 모니터링 장치에 관한 것이다.

근래에는, 반창고 타입 혹은 파스 타입으로 구성된 신체 부착형 모니터링 장치가 제안되어, 환자가 장치를 착용한 상태에서도 불편함 없는 생활을 가능하게 하였다.

이러한 신체 부착형 모니터링 장치에서 센서의 크기는 다양할 수 있다. 일반적으로 센서가 반창고(adhesive plaster) 타입일 경우, 보통 3cm by 7cm의 크기를 갖고, 파스 타입일 경우, 10cm by 10cm의 크기를 갖도록 형성된다. 이와 같이, 센서를 구성하는 회로는, 반창고라는 적은 면적을 갖는 한정된 공간 안에 집적되어야 하므로, 최대한 집적되는 것이 중요하다.

실시예는, 면적 효율이 극대화된 신체 부착형 센서 및 그 센서를 포함하는 모니터링 장치를 제공함에 목적이 있다.

실시예에 따른 센서는, 생체신호를 측정하기 위한 센서로서, 피부에 부착 가능하도록 형성되고, 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 복수의 단위 센서층이 적층되어 있는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고, 복수의 단위 센서층은 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 단위 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 한다.

단위 센서층은,

플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 것이 바람직하다.

플렉서블 기판은,

펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

회로패턴은,

실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통해 전도성 페이스트(paste)가 플렉서블 기판 상에 회로모양으로 형성된 것이거나, 금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 플렉서블 기판 상에 붙여 형성된 것이고,

센서칩은,

회로패턴에 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)된 것이 바람직하다.

실시예에 따른 센서는, 생체신호를 측정하기 위한 센서로서, 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고, 플렉서블 기판 및 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하고, 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결된 것을 특징으로 한다.

플렉서블 기판은,

회로패턴은,

센서칩은,

실시예에 따른 센서는, 생체신호를 측정하기 위한 센서로서, 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고, 플렉서블 기판 및 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하며, 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결되고, 센서층은 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 복수 개로 구성되며, 복수 개의 센서층은 적층되어 있고, 복수의 센서층은 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 한다.

플렉서블 기판은,

회로패턴은,

센서칩은,

실시예에 따른 모니터링 장치는, 생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서, 피부에 부착 가능하도록 형성되고, 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 복수의 단위 센서층이 적층되어 있는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서, 및 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고, 복수의 단위 센서층은 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 단위 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 한다.

단위 센서층은,

플렉서블 기판은,

회로패턴은,

센서칩은,

센서칩은, 측정된 데이터를 외부 단말로 무선 전송하는 것이 바람직하다.

센서칩과 연결된 인덕터를 더 포함하고,

인덕터는 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 외부 단말과 접속하는 것이 바람직하다.

실시예에 따른 모니터링 장치는, 생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서, 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서, 및 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고, 플렉서블 기판 및 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하고, 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결된 것을 특징으로 한다.

플렉서블 기판은,

회로패턴은,

센서칩은,

센서칩과 연결된 인덕터를 더 포함하고,

실시예에 따른 모니터링 장치는, 생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서, 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서, 및 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고, 플렉서블 기판 및 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하며, 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결되고, 센서층은 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 복수 개로 구성되며, 복수 개의 센서층은 적층되어 있고, 복수의 센서층은 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 한다.

플렉서블 기판은,

회로패턴은,

센서칩은,

센서칩과 연결된 인덕터를 더 포함하고,

실시예에 따르면, 면적 효율이 극대화된 부착형 센서 및 그 센서를 포함하는 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 제1 실시예에 따른 모니터링 장치의 구성 예를 나타낸 도면.
도 1b는 실시예에 따른 단위 센서층의 구성 예를 나타낸 도면.
도 1c는 실시예의 따른 센서의 최하위 면의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 제2 실시예에 따른 모니터링 장치의 구성 예를 나타낸 도면.

이하 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 단, 첨부된 도면은 실시예의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

[제1 실시예 ]

도 1a는 제1 실시예에 따른 모니터링 장치(10)의 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 1b는 실시예에 따른 제1 단위 센서층(110a)의 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 1c는 실시예의 따른 센서(100)의 최하위 면의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 제1 실시예에 따른 모니터링 장치(10)는 센서(100) 및 외부 단말(150)을 포함한다.

센서(100)의 구성

센서(100)는 복수의 단위 센서층(110a, 110b), 전원부(120), 및 감지전극(130a, 130b)을 포함한다.

단위 센서층(110a, 110b)은 피부에 부착 가능한 반창고 타입으로 제작된 것일 수 있다. 단위 센서층(110a, 110b)은 복수 개가 적층되될 수 있다. 복수 개의 단위 센서층(110a, 110b)은 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 제1 실시예에서는 2개의 단위 센서층(110a, 110b)(이하, 제1 단위 센서층(110a), 제2 단위 센서층(110b)이라고 함)이 구성된 것을 예로 하여 설명하도록 한다.

제1 단위 센서층(110a)은 플렉서블 기판(111a), 회로패턴(113a), 복수의 수동소자(115a), 및 센서칩(117a)을 포함한다.

플렉서블 기판(111a)은 펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하여 구성된 것일 수 있다. 단, 플렉서블 기판(111a)의 양면 중 어느 한 면은 접착성을 갖는 접착면일 수 있다.

회로패턴(113a)은, 실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통하여, 전도성 페이스트(paste)가 플렉서블 기판(111a) 상에 회로모양으로 형성된 것일 수 있다. 또는, 금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 플렉서블 기판(111a) 상에 붙여져서 형성된 것일 수 있다. 이러한 회로패턴(113a)은 플렉서블 기판(111a)의 접착면의 반대면에 형성된다.

수동소자(115a)는 회로패턴(113a) 상에 설치되며, 회로패턴(113a)과 전기적으로 연결될 수 있다.

센서칩(117a)은 회로패턴(113a) 상에 설치되며, 회로패턴(113a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 센서칩(117a)은 회로패턴(113a)과 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)되어 연결된 것일 수 있다. 센서칩(117a)은 베어 IC칩(bare die IC chip)일 수 있다.

센서칩(117a)은 감지전극(130a, 130b)을 이용하여, 인체로부터 생체신호를 측정할 수 있다. 센서칩(117a)은, 측정한 생체신호를 증폭 및 필터링 처리한 후, 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 또한, 센서칩(117a)은 변환한 데이터를 압축/암호화 등의 처리과정을 거친 후 저장할 수 있으며, 저장된 데이터를 외부 단말(150)에 무선으로 전송할 수 있다. 또는, 센서칩(117a)은, 측정한 raw data 그대로를 외부 단말(150)에 무선으로 전송할 수 있다.

한편, 센서칩(117a)이 외부 단말(150)과 무선으로 접속할 없는 구성으로 이루어진 경우, 센서층(110a, 110b)에는 인덕터(140)가 추가적으로 구성될 수 있다. 인덕터(140)는 센서층(110a, 110b)의 가장 윗면에 설치될 수 있으며, 인덕티브 커플링(inductive coupling) 또는 RF(radio frequency) 통신을 이용하여 센서칩(117a)과 외부 단말(150)이 무선 접속되도록 할 수 있다. 이에 따라, 센서칩(117a)은, 측정된 데이터를 인덕터(140)를 통하여 외부 단말(150)로 전송할 수 있다.

센서칩(117a)은, 측정된 데이터를 무선으로 직접 전송할 수 있도록 구성되거나, 인덕터(140)를 통해 외부 단말(150)과 접속할 수 있도록 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것이 아니라, 유선 방식을 통하여 센서칩(117a)에 저장된 데이터를 외부 단말(150)로 전송할 수도 있도록 구성될 수도 있다.

제2 단위 센서층(110b)은 플렉서블 기판(111b), 회로패턴(113b), 복수의 수동소자(115b), 및 센서칩(117b)을 포함한다. 제2 단위 센서층(110b)은 제1 단위 센서층(110a)의 구성과 유사하다. 단, 제1 단위 센서층(110a)에 구성된 센서칩(117a)과 제2 단위 센서층(110b)에 구성된 센서칩(117b)은 서로 다른 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.

제1 단위 센서층(110a) 및/또는 제2 단위 센서층(110b)은 하나 이상의 센서회로를 포함할 수 있다. 여기서, 센서회로는 플렉서블 기판(111a, 111b)과 회로패턴(113a, 113b)으로 구성된 회로를 의미한다. 예를 들어, 제1 단위 센서층(110a)에 하나의 센서회로가 더 구성될 경우, 그 센서회로는 제1 단위 센서층(110a)에 기본 구성된 센서회로의 아래면에 적층될 수 있다. 이때, 추가된 센서회로는, 제1 단위 센서층(110a)에 기본 구성된 센서회로와 연결될 수 있으며, 적층된 두 센서회로는 하나의 센서회로로서 동작할 수 있다. 적층된 두 센서회로는 반드시 물리적으로 맞닿아 적층되어 있을 필요는 없으며, 그 중간 층에 다른 구성 층이 적층되어 있을 수 있다. 단. 두 센서회로 간의 전기적인 연결이 이루어져 있어야 한다. 이와 같이, 적층된 센서회로 구성은, 센서의 한정된 공간(면적)을 최대한 활용함으로써 면적 효율성을 높일 수 있다.

전원부(120)는, 제1 단위 센서층(110a)과 제2 단위 센서층(110b) 사이, 센서회로와 센서회로 사이, 또는 센서층(110a, 110b)의 가장 윗면에 설치될 수도 있다. 이때, 센서층(110a, 110b)의 가장 윗면은 제1 단위 센서층(110a)의 윗면이 될 수 있다. 전원부(120)는 각각의 센서칩(117a, 117b)과 연결되어 단위 센서층(110a, 110b)에 전력을 공급할 수 있다. 이러한 전원부(120)는 플렉서블 배터리(flexible battery)일 수 있다.

도 1c는 실시예의 따른 센서의 최하위 면의 구성을 나타낸 도면이다.

감지전극(130a, 130b)은 인체로부터 생체신호를 감지할 수 있도록 구성되며, 각각의 센서칩(117a, 117b)과 연결된다.

감지전극(130a, 130b)은, 제1 단위 센서층(110a)과 제2 단위 센서층(110b) 사이, 센서회로와 센서회로 사이, 또는 센서층(110a, 110b)의 가장 아랫면에 설치될 수도 있다. 이때, 센서층(110a, 110b)의 가장 아랫면은 제2 단위 센서층(110b)에 구성된 플렉서블 기판(111b)의 아랫면이 될 수 있다.

감지전극(130a, 130b)은, 센서(10)의 이물감을 줄이기 위하여 센서층(110a, 110b)의 가장 아랫면에 설치되는 것이 바람직하다. 센서층의 가장 아랫부분에는 제2 단위 센서층(110b)이 위치되어 있을 수 있으며, 이러한 경우, 감지전극(130a, 130b)은 제2 단위 센서층(110b)에 구성된 플렉서블 기판(111b)의 접착면(A) 상에 설치될 수 있다.

외부 단말(150)의 구성

외부 단말(150)은 센서(100)를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리할 수 있다. 외부 단말(150)은 수신된 데이터를 압축해제/복호화 등의 처리과정을 거친 후 저장할 수 있다.

또한, 센서(100)에 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 통신하기 위한 인덕터(140)가 구성될 경우, 외부 단말(150)도 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 센서(100)와 통신 할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 외부 단말(150)은 센서(100)와 유선으로 연결되어 통신할 수 있도록 구성될 수 있다.

모니터링 장치(100)의 동작

먼저, 센서(100)의 전원이 턴온되면, 각각의 센서칩(117a, 117b)이 초기화되면서 전원부(120)와 각각 연결될 수 있다.

다음, 감지전극(130a, 130b)을 통해 인체로부터 생체신호를 감지되며, 감지된 생체신호는 각각의 센서칩(117a, 117b)으로 입력된다. 각각의 센서칩(117a, 117b)은 입력된 생체신호를 측정하여 처리할 수 있는지 판별한다. 또한, 각각의 센서칩(117a, 117b)은 그 판별 결과에 따라 활성화 또는 비활성화된다.

예를 들어, 감지전극(130a, 130b)을 통해 감지된 생체신호가 제1 단위 센서층(110a)에서 측정할 수 있는 생체신호라고 판별될 경우, 제1 단위 센서층(110a)은 활성화가 되면서, 제2 단위 센서층(110b)은 비활성화가 될 수 있다. 이에 따라, 제1 단위 센서층(110a)는 감지전극(130a, 130b)을 이용하여, 인체로부터 생체신호를 측정하게 된다.

이와 반대로, 감지전극(130a, 130b)을 통해 감지된 생체신호가 제2 단위 센서층(110b)에서 측정할 수 있는 생체신호라고 판별될 경우, 제2 단위 센서층(110b)은 활성화가 되면서, 제1 단위 센서층(110a)은 비활성화가 될 수 있다. 이에 따라, 제2 단위 센서층(110b)는 감지전극(130a, 130b)을 이용하여, 인체로부터 생체신호를 측정하게 된다.

또한, 외부 명령에 의해 활성화될 단위 센서층이 선택되고, 선택된 단위 센서층이 활성화됨으로써 센서(100)가 동작할 수도 있다.

다음, 측정된 생체신호는 해당 센서칩을 통해 증폭 및 필터링 처리된 후, 디지털 데이터로 변환될 수 있다. 또한, 변환된 데이터는 해당 센서칩을 통해 압축/암호화 등의 처리과정을 거친 후 저장될 수 있으며, 저장된 데이터를 외부 단말(150)에 전송될 수 있다. 또는, 측정된 raw data는 그대로 외부 단말(150)에 전송될 수 있다.

한편, 센서(100)에 인덕터(140)가 구성될 경우, 해당 센서칩에 저장된 데이터는 인덕터(140)를 통하여 외부 단말(150)에 전송될 수 있다.

[제2 실시예 ]

도 2는 제2 실시예에 따른 모니터링 장치(20)의 구성 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 제2 실시예에 따른 모니터링 장치(20)는 센서(200) 및 외부 단말(150)을 포함한다.

센서(200)의 구성

센서(200)는 센서층(210), 전원부(220), 및 감지전극(230a, 230b)을 포함한다.

센서층(120)은 피부에 부착 가능한 반창고 타입으로 제작된 것일 수 있다.

센서층(210)은 센서회로(214a), 복수의 수동소자(215), 및 센서칩(217)을 포함한다. 센서회로(214a)는 플렉서블 기판(211a) 및 회로패턴(213a)을 포함하며, 복수 개가 구성될 수 있다. 복수 개의 센서회로(214a, 214b)는 적층되어 있으며, 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 복수 개의 센서회로(214a, 214b)는 하나의 센서회로로서 동작할 수 있다. 이와 같이, 적층된 센서회로(214a, 214b) 구성은, 센서의 한정된 공간(면적)을 최대한 활용함으로써 면적 효율성을 높일 수 있다.

플렉서블 기판(211a, 211b)은 펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하여 구성된 것일 수 있다. 단, 플렉서블 기판(211a, 211b)의 양면 중 어느 한 면은 접착성을 갖는 접착면일 수 있다.

회로패턴(213a, 213b)은, 실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통하여, 전도성 페이스트(paste)가 플렉서블 기판(211a, 211b) 상에 회로모양으로 각각 형성된 것일 수 있다. 또는, 금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 플렉서블 기판 플렉서블 기판(211a, 211b) 상에 각각 붙여져서 형성된 것일 수 있다. 이러한 회로패턴(213a, 213b)은 플렉서블 기판(211a, 211b)의 접착면의 반대면에 형성된다.

수동소자(215)는 회로패턴(213a) 상에 설치되며, 회로패턴(113a)과 전기적으로 연결될 수 있다.

센서칩(217)은 회로패턴(213a) 상에 설치되며, 회로패턴(213a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 센서칩(217)은 회로패턴(213a)과 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)되어 연결된 것일 수 있다. 센서칩(217)은 베어 IC칩(bare die IC chip)일 수 있다.

센서칩(217)은 감지전극(230a, 230b)을 이용하여, 인체로부터 생체신호를 측정할 수 있다. 센서칩(217)은, 측정한 생체신호를 증폭 및 필터링 처리한 후, 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 또한, 센서칩(217)은 변환한 데이터를 압축/암호화 등의 처리과정을 거친 후 저장할 수 있으며, 저장된 데이터를 외부 단말(250)에 무선으로 전송할 수 있다. 또는, 센서칩(217)은, 측정한 raw data 그대로를 외부 단말(250)에 무선으로 전송할 수 있다.

한편, 센서칩(217)이 외부 단말(250)과 무선으로 접속할 없는 구성으로 이루어진 경우, 센서층(210)에는 인덕터(240)가 추가적으로 구성될 수 있다. 인덕터(240)는 센서층(210)의 가장 윗면에 설치될 수 있으며, 인덕티브 커플링(inductive coupling) 또는 RF(radio frequency) 통신을 이용하여 센서칩(217)과 외부 단말(250)이 무선 접속되도록 할 수 있다. 이에 따라, 센서칩(217)은, 측정된 데이터를 인덕터(240)를 통하여 외부 단말(250)로 전송할 수 있다.

센서칩(217)은, 측정된 데이터를 무선으로 직접 전송할 수 있도록 구성되거나, 인덕터(240)를 통해 외부 단말(250)과 접속할 수 있도록 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것이 아니라, 유선 방식을 통하여 센서칩(217)에 저장된 데이터를 외부 단말(250)로 전송할 수도 있도록 구성될 수도 있다.

제2 실시예에 따른 센서층(210)은 하나 이상이 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 제1 실시예의 단위 센서층(110a, 110b)들과 동일한 방식으로 구성되며, 동작 방식은 제1 실시예의 센서(100)의 동작방식과 동일하다.

또한, 각 센서층에서의 센서회로는 반드시 2층 이상 적층된 구조를 가질 필요는 없으며, 회로의 집적도가 필요한 경우, 적층된 구조를 갖도록 구성되면 된다.

전원부(220)는, 적층된 센서회로(214a, 214b) 회로 사이 또는 센서층(210)의 가장 윗면에 설치될 수도 있다. 전원부(120)는 센서칩(217)과 연결되어전력을 공급할 수 있다. 이러한 전원부(220)는 플렉서블 배터리(flexible battery)일 수 있다.

감지전극(230a, 230b)은 인체로부터 생체신호를 감지할 수 있도록 구성되며, 센서칩(217)과 연결된다.

감지전극(230a, 230b)은, 적층된 센서회로(214a, 214b) 회로 또는 센서회로(214a, 214b)의 가장 아랫면에 설치될 수도 있다. 이때, 센서회로(214a, 214b)의 가장 아랫면은 가장 아래층에 구성된 플렉서블 기판(211b)의 아랫면이 될 수 있다.

감지전극(20a, 230b)은, 센서(20)의 이물감을 줄이기 위하여 센서층(210a, 210b)의 가장 아랫면에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 감지전극(230a, 230b)은 가장 아래층에 구성된 플렉서블 기판(211b)의 접착면(A) 상에 설치될 수 있다.

외부 단말(250)의 구성

외부 단말(250)은 센서(200)를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리할 수 있다. 외부 단말(250)은 수신된 데이터를 압축해제/복호화 등의 처리과정을 거친 후 저장할 수 있다.

또한, 센서(200)에 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 통신하기 위한 인덕터(240)가 구성될 경우, 외부 단말(150)도 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 센서(200)와 통신 할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 외부 단말(250)은 센서(200)와 유선으로 연결되어 통신할 수 있도록 구성될 수 있다.

실시예에 따르면, 하나 이상의 생체신호를 측정하거나, 회로를 구성하는 공간의 확장이 필요한 경우, 센서를 다층 구조로 쌓아 올리는 방식으로 구성하여, 한정된 면적을 최대한 활용함으로써, 회로의 집적도를 높일 수 있다.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

생체신호를 측정하기 위한 센서로서,
피부에 부착 가능하도록 형성되고, 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 복수의 단위 센서층이 적층되어 있는 센서층;
상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부; 및
인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고,
상기 복수의 단위 센서층은 상기 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 상기 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 단위 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 하는, 부착형 센서.
제1항에 있어서,
상기 단위 센서층은,
플렉서블 기판;
상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴;
상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자; 및
상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는, 부착형 센서.
제2항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은,
펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하는, 부착형 센서.
제2항에 있어서,
상기 회로패턴은,
실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통해 전도성 페이스트(paste)가 상기 플렉서블 기판 상에 회로모양으로 형성된 것이거나,
금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 상기 플렉서블 기판 상에 붙여 형성된 것이고,
상기 센서칩은,
상기 회로패턴에 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)된 것을 특징으로 하는, 부착형 센서.
생체신호를 측정하기 위한 센서로서,
플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층;
상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부; 및
인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고,
상기 플렉서블 기판 및 상기 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하고, 상기 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결된 것을 특징으로 하는, 부착형 센서.
생체신호를 측정하기 위한 센서로서,
플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층;
상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부; 및
인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하고,
상기 플렉서블 기판 및 상기 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하며, 상기 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결되고,
상기 센서층은 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 복수 개로 구성되며, 상기 복수 개의 센서층은 적층되어 있고,
상기 복수의 센서층은 상기 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 상기 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 하는, 부착형 센서.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은,
펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하는, 부착형 센서.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 회로패턴은,
실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통해 전도성 페이스트(paste)가 상기 플렉서블 기판 상에 회로모양으로 형성된 것이거나,
금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 상기 플렉서블 기판 상에 붙여 형성된 것이고,
상기 센서칩은,
상기 회로패턴에 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)된 것을 특징으로 하는, 부착형 센서.
생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서,
피부에 부착 가능하도록 형성되고, 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 구성된 복수의 단위 센서층이 적층되어 있는 센서층, 상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서; 및
상기 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고,
상기 복수의 단위 센서층은 상기 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 상기 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 단위 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
제9항에 있어서,
상기 단위 센서층은,
플렉서블 기판;
상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴;
상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자; 및
상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는, 모니터링 장치.
제10항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은,
펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하는, 모니터링 장치.
제10항에 있어서,
상기 회로패턴은,
실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통해 전도성 페이스트(paste)가 상기 플렉서블 기판 상에 회로모양으로 형성된 것이거나,
금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 상기 플렉서블 기판 상에 붙여 형성된 것이고,
상기 센서칩은,
상기 회로패턴에 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)된 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
제10항에 있어서,
상기 센서칩은, 측정된 데이터를 상기 외부 단말로 무선 전송하는, 모니터링 장치.
제10항에 있어서,
상기 센서칩과 연결된 인덕터를 더 포함하고,
상기 인덕터는 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 상기 외부 단말과 접속하는, 모니터링 장치.
생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서,
플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서; 및
상기 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고,
상기 플렉서블 기판 및 상기 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하고, 상기 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결된 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
생체신호를 모니터링 하기 위한 모니터링 장치로서,
플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 설치된 회로패턴, 상기 회로패턴과 연결된 복수의 수동 소자, 및 상기 회로패턴과 연결되고, 생체신호를 측정하는 센서칩을 포함하는 센서층, 상기 센서층에 전력을 공급하기 위한 전원부, 및 인체로부터 생체신호를 감지하기 위한 감지전극을 포함하는 반창고 형태의 센서; 및
상기 센서를 통해 측정된 데이터를 수신하여 처리하는 외부 단말을 포함하고,
상기 플렉서블 기판 및 상기 회로패턴으로 구성된 센서회로는 복수 개를 포함하며, 상기 복수 개의 센서회로는 적층된 형태로 서로 연결되고,
상기 센서층은 각각 서로 다른 종류의 생체신호를 측정할 수 있도록 복수 개로 구성되며, 상기 복수 개의 센서층은 적층되어 있고,
상기 복수의 센서층은 상기 감지전극을 통해 감지된 신호를 각각 입력 받고, 입력된 신호를 측정할 수 있을지 여부를 판별한 후, 상기 감지된 신호를 측정할 수 있는 해당 센서층이 활성화되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은,
펄프 재질의 종이, 부직포, 직물, 편물의 헝겊, 및 필름 중 하나를 포함하는, 모니터링 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 회로패턴은,
실크 스크린, 진공 증착 및 스퍼터링 증착 방법 중 하나의 방법을 통해 전도성 페이스트(paste)가 상기 플렉서블 기판 상에 회로모양으로 형성된 것이거나,
금속을 회로모양의 패턴으로 절단하여 상기 플렉서블 기판 상에 붙여 형성된 것이고,
상기 센서칩은,
상기 회로패턴에 플립칩 본딩(flip chip bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 또는 탭 본딩(TAB bonding)된 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 센서칩은, 측정된 데이터를 상기 외부 단말로 무선 전송하는, 모니터링 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 센서칩과 연결된 인덕터를 더 포함하고,
상기 인덕터는 인덕티브 커플링 또는 RF 통신을 이용하여 상기 외부 단말과 접속하는, 모니터링 장치.