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WO2023182720A1 - Patch comprising plurality of attachable/detachable and individually controllable ultrasonic sensors - Google Patents

Patch comprising plurality of attachable/detachable and individually controllable ultrasonic sensors Download PDF

Info

Publication number
WO2023182720A1
WO2023182720A1 PCT/KR2023/003444 KR2023003444W WO2023182720A1 WO 2023182720 A1 WO2023182720 A1 WO 2023182720A1 KR 2023003444 W KR2023003444 W KR 2023003444W WO 2023182720 A1 WO2023182720 A1 WO 2023182720A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
electrode layer
signal
connector
ground
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/003444
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
장진호
성진호
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220037126A external-priority patent/KR102732534B1/en
Application filed by 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Publication of WO2023182720A1 publication Critical patent/WO2023182720A1/en

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4236Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by adhesive patches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04Arrangements of multiple sensors of the same type

Definitions

  • the present disclosure relates to an ultrasonic patch, and more specifically, to a patch having an ultrasonic sensor having a detachable structure and a plurality of ultrasonic sensors.
  • Patch-type ultrasonic sensors exist that are attached to the patient's body to continuously monitor the internal organs of the patient.
  • the prior art is a method of coupling a plurality of ultrasonic sensors to a connection member.
  • a plurality of ultrasonic sensors are connected by a connecting member, and signals are supplied to or received from the ultrasonic sensor through a plurality of wires between the flexible insulating layers of the connecting member.
  • the external terminal of the ultrasonic sensor and the wire inside the connecting member are cut and then reconnected with a new ultrasonic sensor. This has to be done, and there is a problem in that it requires very complicated work. For example, when replacing a centrally located ultrasonic sensor, it is necessary to cut and reconnect the four connecting members connected to the replaced ultrasonic sensor, which requires precise skill.
  • One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor in which the ultrasonic sensor can be individually attached and detached from the patch.
  • One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor capable of individually controlling ultrasonic sensors.
  • One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor that can easily replace the ultrasonic sensor.
  • One embodiment of the present disclosure provides a patch capable of attaching and detaching an ultrasonic sensor and minimizing electromagnetic interference.
  • An embodiment of the present disclosure includes an electrode layer in which at least a ground electrode and a signal electrode are patterned with an electrically conductive material on at least one surface, a support composed of a plurality of flexible layers, a ground electrode of the support, and a signal.
  • An ultrasonic patch comprising a plurality of ultrasonic sensors including a connector electrically connected to an electrode, a connector fixed to a support, and a sensor portion connector detachably connected to the connector and electrically connected to the ground electrode and the signal electrode through the connector. to provide.
  • the ultrasonic sensor can be individually attached to and detached from the patch, making repairs such as replacement easy and improving economic efficiency.
  • the patch and ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure can individually control a plurality of ultrasonic sensors, enabling more accurate and efficient monitoring of organs inside a patient.
  • the patch and ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure can minimize electromagnetic interference and reduce noise by using one layer of the plurality of layers of the patch as a ground layer, thereby improving signal sensitivity.
  • FIG. 1 is a diagram showing a patch and an ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a diagram showing a plurality of layers of a patch according to embodiments of the present disclosure.
  • Figure 6 is a diagram showing an electrode layer of a patch according to embodiments of the present disclosure.
  • Figure 7 is a diagram showing electrode layers of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to embodiments of the present disclosure.
  • Figure 9 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to embodiments of the present disclosure.
  • Figure 10 is a diagram showing the configuration of a patch according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to other embodiments of the present disclosure.
  • the ultrasonic sensor patch 100 includes a support 110 on which a plurality of ultrasonic sensors 130 are detachable.
  • the support 110 is composed of a plurality of layers that are flexible and stretchable.
  • the ultrasonic sensor patch 100 may include a support 110 of different shapes depending on the location at which it is attached to the patient or the shape of the organ for monitoring.
  • the ultrasonic sensor patch 100 for monitoring bladder volume and measuring changes in bladder volume may include a cross-shaped or T-shaped support 110 as shown in FIG. 1 .
  • the support 110 includes a connector 120 for attaching and detaching a plurality of ultrasonic sensors 130 on the lower side, which is attached to the patient's skin.
  • the connector 120 is a connector capable of receiving a high-frequency signal from the ultrasonic sensor 130 and may be an RF connector 120.
  • the support 110 receives power from an external device to supply power to the ultrasonic sensor 130, and to apply various post-processing algorithms to the ultrasonic signal received by the ultrasonic sensor 130. It may include a system connector 140 capable of transmission.
  • the ultrasonic sensor 130 may be cylindrical, and its external shape is not limited. The internal structure of the ultrasonic sensor 130 will be described in detail below with reference to FIGS. 8 and 11.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the patch-type ultrasonic sensor of FIG. 1 viewed from a direction perpendicular to the surface of the support 110 along A'-A''.
  • the support 110 is composed of a plurality of flexible layers.
  • the support 110 may include electrode layers 113 and 115 and cover layers 111 and 117, at least a portion of which is a ground electrode or a signal electrode patterned with an electrically conductive material on one or more surfaces. .
  • only one of the signal electrode and the ground electrode may be patterned on one electrode layer, and in some other embodiments, both the signal electrode and the ground electrode may be patterned on each electrode layer.
  • the cover layers 111 and 117 are layers for protecting the electrode layers 113 and 115 and the internal structure from the outside, and include a lower cover layer 117 where the ultrasonic sensor is detached and an upper cover layer 111 on the opposite side. may include.
  • the cover layers 111 and 117 may be at least partially made of a rubber sheet, a sponge-like rubber sheet such as foamed butylene or foamed silicone, a woven fabric, a fibrous non-woven fabric, etc., and may be made of a waterproof or water-repellent material. It can be.
  • the electrode layer may be composed of a single layer as shown in FIGS. 5 (a) and 6 or a plurality of layers as shown in FIGS. 5 (b) and 7. 2 to 4 illustrate that the electrode layer is composed of multiple layers 113 and 115.
  • the electrode layers 113 and 115 are made of an insulating material, and at least one of the ground electrode and the signal electrode may be formed of an electrically conductive material on at least one or both sides of the electrode layers 113 and 115.
  • the electrode layers 113 and 115 are films made of an insulating material such as polyimide, and the electrodes may be patterned with an electrically conductive material on at least one surface.
  • the signal electrode 114 may be formed on a portion of the upper surface of the first electrode layer 113, and the ground electrode 116a may be formed on a portion of the first electrode layer 113. Only the ground electrode 116b may be formed on a portion of the upper surface of the second electrode layer 115.
  • the support 110 includes a through hole 70 into which a dual in line plug (DIP) RF connector 120 is inserted and fixed to detachably connect the ultrasonic sensor 130.
  • a portion of the through hole 70 may include through hole vias 112a and 112b.
  • the through hole vias 112a and 112b may be formed over a portion 112a or the entire 112b in the depth direction of the through hole 70 formed through the entire support 110.
  • the insertion-mounted RF connector 120 shown in FIGS. 1 to 4 is in a 2-pin form, but is not limited to this and may have a co-axial form.
  • the through hole vias 112a and 112b may be electrically connected to at least one of the ground electrodes 116a and 116b and the signal electrode 114 formed on the electrode layers 113 and 115.
  • the first through hole via 112a may be used to electrically connect the signal pin 121 and the signal electrode 114 of the RF connector 120
  • the second through hole via 112b may be used to electrically connect the signal pin 121 of the RF connector 120. It can be used to electrically connect the ground pin 123 and the ground electrode 116.
  • the ground electrodes 116a and 116b may be formed on the plurality of layers 113 and 115, and the second through hole via 112b may be formed on the plurality of layers 113 and 115. , 116b) can be electrically connected.
  • a via refers to a form in which the inside is plated so that electrodes in contact can be electrically connected.
  • the support 110 may include an insertion-mounted RF connector 120 inserted into the through hole 70, and the signal pin 121 and ground pin 123 of the RF connector 120 It can be fixed 119 to the support 110 in the form of being inserted into the through hole vias 112a and 112b.
  • the RF connector 120 is physically fixed to the support 110 using an electrically conductive adhesive material, such as conductive epoxy or lead, and is connected to the signal electrode 114 or ground through through-hole vias 112a and 112b.
  • An electrical connection can be formed with the electrode 116.
  • the sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor 130 may be detachably connected to the signal pin 121 and the ground pin 123 of the RF connector 120.
  • the insertion type RF connector 120 of the support 110 is described as a male connector
  • the sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor 130 is described as a female connector.
  • the opposite case does not rule out
  • the system connector 140 is used to transmit a signal for controlling the ultrasonic sensor 130 to the ultrasonic sensor patch 100 or to connect to an external device that receives and processes high-frequency signals received from the ultrasonic sensor 130.
  • the system connector 140 may include a plurality of connect pins 141. At least a portion of the connect pin 141 may be electrically connected to the ground electrode 116 or the signal electrode 114.
  • some of the plurality of pins of the connect pin 141 may be independently electrically connected to the signal electrode 114 that is individually connected to the ultrasonic sensor 130. Accordingly, the external device can individually control the plurality of ultrasonic sensors 130 and individually receive and process high-frequency signals from the plurality of ultrasonic sensors 130.
  • a portion of the upper cover layer 111 may be exposed to physically secure the system connector 140 to the support and form an electrical connection with the electrode.
  • a less flexible reinforcement plate 150 is formed on the outside of the lower cover layer 117 below the support 110 where the system connector 140 is located. You can.
  • system connector 140 is shown formed above the support 110, but in other examples, it may be formed outside the lower cover layer 117 below the support 110.
  • the ultrasonic sensor patch 100 includes a plurality of layers, and some of the plurality of layers may include electrode layers 191, 193, and 195 in which a signal electrode or a ground electrode is patterned with an electrically conductive material on at least one surface. there is.
  • the electrode layer may be composed of a single electrode layer 191 as shown in FIG. 5 (a), or may be composed of multiple electrode layers 193 and 195 as shown in FIG. 5 (b).
  • both a signal electrode and a ground electrode are formed on one side of the electrode layer 191, or a signal electrode is formed on one side and a ground electrode is formed on the other side. can be formed.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion (AA) of the electrode layer in FIG. 5 (a).
  • Figure 6 (a) shows an example in which the signal electrode 114c and the ground electrode 116c are each formed in a linear pattern on one side of the electrode layer 191a
  • Figure 6 (b) shows the signal electrode 114d.
  • An example is shown in which the electrode layer 191b is formed in a linear pattern on one surface, and the ground electrode 116d is formed in a regional pattern on the remaining area.
  • a pad which is an electrically conductive plate formed around the through hole 70c, is connected to a signal electrode 114c formed on one surface of the electrode layer 191a and Each may be connected to the ground electrode 116c.
  • the signal electrode 114c and the ground electrode 116c may be connected to electrodes connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140.
  • the signal electrode 114c formed on one side of the electrode layer 191b is connected to one pad of the through hole 70d, and the other pad of the through hole 70d is connected to the signal electrode 114c formed on one surface of the electrode layer 191b.
  • the pad may be connected to a ground electrode 116d formed in a wide area.
  • the signal electrode 114d and the ground electrode 116d may be connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140.
  • FIG. 7 is an enlarged view of parts (BB, CC) of the electrode layer in FIG. 5 (b).
  • Figure 7 (a) shows the signal electrode 114e and the ground electrodes 116e' and 116e'' each formed in a linear pattern on one side of the first electrode layer 193, and
  • Figure 7 (b) shows the ground electrode.
  • (116f) shows an embodiment in which the electrode layer 195 is formed on most of the entire surface of the second electrode layer 195.
  • the pad formed around the through hole 70e includes the signal electrode 114e and the ground electrode 116e'' formed in a pattern on one surface of the first electrode layer 193. ) can be connected to each.
  • the signal electrode 114e and the ground electrode 116e'' may be electrically connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140, and the ground electrodes 116e' and 116e'' may be connected to another second electrode layer ( 195) and the ground electrode 116f may be electrically connected to each other through a via.
  • the signal electrode 114 when the signal electrode 114 is formed in multiple layers, the signal electrode 114, like the ground electrode 116, is connected to at least one of the first electrode layer 193 and the second electrode layer 195. Signal electrodes 114 formed in at least a portion of the surface and formed in a plurality of layers may be electrically connected to each other through vias.
  • EMI electromagnetic interference
  • the configuration of the ultrasonic sensor 130 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 8 and 9 .
  • the ultrasonic sensor 130 generates ultrasonic waves according to a housing (160a, 160b, 160c), a sensor unit RF connector (150a, 150b, 150c) detachably coupled to the insertion-mounted RF connector 120, and an electrical control signal.
  • a housing 160a, 160b, 160c
  • a sensor unit RF connector 150a, 150b, 150c
  • it may include piezoelectric elements 170a, 170b, and 170c that receive ultrasonic waves and convert them into electrical signals.
  • the sensor unit RF connectors 150a, 150b, and 150c are electrically connected to the signal electrode 114 and the ground electrode 116 through the signal pin 121 and ground pin 123 of the RF connector 120, respectively, and are connected to the housing ( It may include signal pins (151a, 151b, 151c) and ground pins (152a, 152b, 152c) located inside 160a, 160b, and 160c.
  • Signal wires (153a, 153b, 153c) and ground wires (154a, 154b, 154c) may be connected to the signal pins (151a, 151b, 151c) and ground pins (152a, 152b, 152c), respectively, and the signal wires (153a, 153b, 153c may be electrically connected to the rear side of the piezoelectric element (170a, 170b, 170c) close to the sensor RF connector (150a, 150b, 150c).
  • the ground wire 154a is electrically connected to the front of the piezoelectric element, or the ground wire 154b is electrically connected to the front of the piezoelectric element 170b and electrically connected to the electrically conductive housing 160b, or the ground wire is electrically connected to the front of the piezoelectric element 170b.
  • (154c) may be electrically connected to the matching layer 173c, which is electrically connected to the front surface of the piezoelectric element 170c.
  • the matching layers 173b and 173c used have electrical conductivity on the surface or in their entirety.
  • the matching layer 173c can be made larger than the piezoelectric element 170c and attached to the piezoelectric element 170c. In this case, the ease of manufacturing the ultrasonic sensor 130 may be increased.
  • the signal wires 151a, 151b, and 151c may also be connected to the sound absorption layers 171a, 171b, and 171c in the same manner if the surfaces of the sound absorption layers 171a, 171b, and 171c have electrical conductivity.
  • each of the piezoelectric elements 170a, 170b, and 170c may be electrically connected to the signal electrode 114 or the ground electrode 116 through the sensor unit RF connectors 150a, 150b, and 150c.
  • the ultrasonic sensor 130 may include a sound-absorbing layer (171a, 171b, 171c) and a matching layer (173a, 173b, 173c) located on the front or rear side of the piezoelectric element (170a, 170b, 170c), respectively. there is.
  • the front portion of the ultrasonic sensor 130 may include a structure for focusing an ultrasonic beam, or the shape of the piezoelectric element may be modified.
  • the aperture surface of the ultrasonic sensor is molded as shown in FIG. 9 (a) (i.e., the front components such as the sound-absorbing layer 171d, the piezoelectric element 170d, and the matching layer 173d)
  • the acoustic lens may have a convex shape 181 or a concave shape 183 depending on the lens properties.
  • FIGS. 10 and 11 show a cross-sectional view of the ultrasonic sensor patch from the side. Detailed descriptions of parts that overlap with those previously described will be omitted.
  • the ultrasonic sensor patch includes a support 210 composed of a plurality of layers and an ultrasonic sensor.
  • the support 210 is composed of a plurality of flexible layers.
  • the support 210 includes electrode layers 213 and 215 and cover layers 211 and 217, in which at least a portion of one surface of the electrode layers 213 and 215 is a ground electrode or a signal electrode and is formed of a conductive material. may include.
  • the electrode layers 213 and 215 are shown and described as a plurality of layers in one embodiment, but as previously described with reference to FIGS. 5 to 7 , the electrode layers may be composed of a single layer.
  • a portion of the lower cover layer 217 of the support 210 is opened and the surface mount type RF connector 220a is disposed to be connected to the signal electrode 214 and the ground electrode 216 and has electrical conductivity.
  • An adhesive material 221 (conductive epoxy, lead, etc.) can be used to physically fix the support 210 and form an electrical connection with the electrode.
  • the surface mount type RF connector may be a coaxial type, and the shape of the connector is not limited.
  • the RF connector 220a of the support 210 is described as a female connector, and the sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor is described as a male connector, but the opposite case is excluded. I never do that.
  • the support 210 may include a via 212 that electrically connects the ground electrodes 216a and 216b formed in a plurality of layers.
  • the support 210 may include a plurality of electrode layers 213 and 215.
  • one surface of one of the electrode layers 213 and 215 is a ground electrode 216a. can only be formed.
  • the electrode may be formed on the lower surface of the plurality of electrode layers 213 and 215 in the direction in which the ultrasonic sensor is detached, but being formed on the upper surface is not excluded.
  • the ultrasonic sensor generates ultrasonic waves or transmits ultrasonic waves according to a housing (260a, 260b, 260c), a plug-type sensor unit RF connector (220b1, 220b2, 220b3) that is detachably coupled to the coaxial RF connector (220a), and an electrical control signal. It may include piezoelectric elements 270a, 270b, and 270c that receive and convert the signal into an electrical signal.
  • the sensor unit RF connectors 220b1, 220b2, and 220b3 have central terminals 223b1, 223b2, and 223b3 that are electrically connected to the signal electrode 214 and the ground electrode 216, respectively, through the coaxial RF connector 220a of the support 210. ) and outer terminal terminals 225b1, 225b2, and 225b3.
  • Signal wires (227a, 227b, 227c) and ground wires (229a, 229b, 229c) may be connected to the center terminals (223b1, 223b2, 223b3) and the outer terminals (225b1, 225b2, 225b3), respectively, and signal wires (227a, 227b and 227c may be electrically connected to the back of the piezoelectric elements 270a, 270b and 270c close to the sensor RF connectors 220b1, 220b2 and 220b3.
  • the ultrasonic sensor contacts the matching layers (273a, 273b, 273c) and the sound-absorbing layers (271a, 271b, 271c) with the piezoelectric elements (270a, 270b, 270c) inside the housing (260a, 260b, 260c). can be formed.
  • the ground wire 229a connected to the outer peripheral terminals 225b1, 225b2, and 225b3 is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270a, or the ground wire 229b is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270b and is electrically conductive.
  • the ground wire 229c may be electrically connected to the housing 260b, or the ground wire 229c may be electrically connected to the matching layer 273c, which is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270c.
  • the matching layers 273b and 273c may be made of an electrically conductive material or their surfaces may be plated with an electrically conductive material.
  • the size of the matching layer, the composition of the electrical material, the inclusion of a structure for focusing the ultrasonic beam, the shape of the piezoelectric element, etc. may be the same as those previously described with reference to FIGS. 8 and 9.

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Abstract

An ultrasound patch according to one embodiment of the present invention comprises a plurality of ultrasonic sensors comprising: a support composed of a plurality of flexible layers comprising an electrode layer in which ground electrodes and signal electrodes are patterned from an electrically conductive material on at least one surface; connectors electrically connected to the ground electrodes and signal electrodes of the support, and fixed to the support; and sensor part connectors, which can be attached/detached to/from the connectors of the support so as to electrically and physically connect to the support.

Description

탈착 가능하고, 개별적으로 제어 가능한 복수의 초음파 센서를 구비한 패치Patch with multiple removable, individually controllable ultrasonic sensors
본 개시는 초음파 패치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈착 가능한 구조의 초음파 센서 및 복수의 초음파 센서를 구비한 패치에 관한 것이다.The present disclosure relates to an ultrasonic patch, and more specifically, to a patch having an ultrasonic sensor having a detachable structure and a plurality of ultrasonic sensors.
환자 내부의 장기를 연속 모니터링하기 위하여 환자의 신체에 부착하는 패치형 초음파 센서가 존재한다.Patch-type ultrasonic sensors exist that are attached to the patient's body to continuously monitor the internal organs of the patient.
예를 들어, 선행기술(한국 등록특허공보 제 10-1365035호)은 복수의 초음파 센서를 연결 부재에 결합하는 방식이다. For example, the prior art (Korean Patent Publication No. 10-1365035) is a method of coupling a plurality of ultrasonic sensors to a connection member.
선행기술은 복수의 초음파 센서가 연결 부재로 연결되고, 연결 부재의 가요성 절연층 사이에 복수의 전선을 통해 초음파 센서에 신호를 공급하거나 수신한다. 선행기술은 가요성의 연결 부재의 계속되는 사용으로 인해 전선이 단선되거나 복수의 초음파 센서 중 일부가 파손되는 경우, 초음파 센서의 외부 단자와 연결 부재 내부의 전선을 절단한 후 새로운 초음파 센서와 다시 연결하는 작업이 수행되어야 하고, 이는 매우 복잡한 작업을 필요로 하는 문제점이 있다. 예를 들어, 중앙에 위치한 초음파 센서를 교체하는 경우, 교체되는 초음파 센서와 연결된 4개의 연결 부재를 절단 후 다시 연결하는 작업이 필요하고, 이는 정밀한 숙련도를 필요로 한다. In the prior art, a plurality of ultrasonic sensors are connected by a connecting member, and signals are supplied to or received from the ultrasonic sensor through a plurality of wires between the flexible insulating layers of the connecting member. In the prior art, when a wire is disconnected or some of a plurality of ultrasonic sensors are damaged due to continued use of a flexible connecting member, the external terminal of the ultrasonic sensor and the wire inside the connecting member are cut and then reconnected with a new ultrasonic sensor. This has to be done, and there is a problem in that it requires very complicated work. For example, when replacing a centrally located ultrasonic sensor, it is necessary to cut and reconnect the four connecting members connected to the replaced ultrasonic sensor, which requires precise skill.
더불어, 선행기술은 초음파 센서의 교체 횟수가 증가할수록 연결 부재와 센서의 결합 내구성이 감소할 수 있으며, 절단으로 인해 연결 부재 내부의 전선이 짧아져 교체 횟수에 제한이 발생한다.In addition, in the prior art, as the number of replacements of the ultrasonic sensor increases, the durability of the connection between the connecting member and the sensor may decrease, and the wire inside the connecting member becomes shorter due to cutting, which limits the number of replacements.
또한 선행기술은 초음파 센서들을 연결하는 복수의 음극 전선과 양극 전선이 연결 부재의 외측단에 위치하는 음극 단자와 양극 단자에 전기적으로 함께 연결되므로 복수의 초음파 센서를 개별적으로 제어할 수 없고, 동시에 제어해야 하는 문제점이 있다.In addition, in the prior art, a plurality of cathode and anode wires connecting ultrasonic sensors are electrically connected together to the cathode terminal and anode terminal located at the outer end of the connection member, so that a plurality of ultrasonic sensors cannot be controlled individually and simultaneously. There is a problem that needs to be addressed.
본 개시의 일 실시 예는 초음파 센서를 개별적으로 패치에 탈착 가능한 패치 및 초음파 센서를 제공한다. One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor in which the ultrasonic sensor can be individually attached and detached from the patch.
본 개시의 일 실시 예는 초음파 센서를 개별적으로 제어 가능한 패치 및 초음파 센서를 제공한다. One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor capable of individually controlling ultrasonic sensors.
본 개시의 일 실시 예는 용이하게 초음파 센서를 교체 가능한 패치 및 초음파 센서를 제공한다. One embodiment of the present disclosure provides a patch and an ultrasonic sensor that can easily replace the ultrasonic sensor.
본 개시의 일 실시 예는 초음파 센서를 탈착 가능하고, 전자기 간섭을 최소화 가능한 패치를 제공한다. One embodiment of the present disclosure provides a patch capable of attaching and detaching an ultrasonic sensor and minimizing electromagnetic interference.
본 개시의 일 실시 예는 적어도 일부가 접지 전극과 신호 전극이 적어도 일면에 전기 전도성을 띄는 물질로 패턴 형성된 전극 레이어를 포함하고, 가요성을 가지는 복수의 레이어로 구성된 지지체, 지지체의 접지 전극 및 신호 전극에 전기적으로 연결되고, 지지체에 고정되는 커넥터 및 커넥터와 탈착 가능하게 연결되고, 커넥터를 통해 접지 전극 및 신호 전극에 전기적으로 연결되는 센서부 커넥터를 포함하는 복수의 초음파 센서를 포함하는 초음파 패치를 제공한다.An embodiment of the present disclosure includes an electrode layer in which at least a ground electrode and a signal electrode are patterned with an electrically conductive material on at least one surface, a support composed of a plurality of flexible layers, a ground electrode of the support, and a signal. An ultrasonic patch comprising a plurality of ultrasonic sensors including a connector electrically connected to an electrode, a connector fixed to a support, and a sensor portion connector detachably connected to the connector and electrically connected to the ground electrode and the signal electrode through the connector. to provide.
본 개시의 실시 예에 따른 패치 및 초음파 센서는 초음파 센서를 개별적으로 패치에 탈착 가능하여 교체 등의 수리가 용이하고 경제성을 높일 수 있다.In the patch and ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure, the ultrasonic sensor can be individually attached to and detached from the patch, making repairs such as replacement easy and improving economic efficiency.
본 개시의 실시 예에 따른 패치 및 초음파 센서는 복수의 초음파 센서를 개별적으로 제어 가능하여 환자 내부의 장기를 보다 정확하고 효율적으로 모니터링할 수 있다.The patch and ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure can individually control a plurality of ultrasonic sensors, enabling more accurate and efficient monitoring of organs inside a patient.
본 개시의 실시 예에 따른 패치 및 초음파 센서는 패치의 복수의 레이어 중 한 레이어를 접지 레이어로 사용함으로써 전자기 간섭을 최소화하고 잡음을 감소시킬 수 있어 신호의 감도를 향상시킬 수 있다.The patch and ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure can minimize electromagnetic interference and reduce noise by using one layer of the plurality of layers of the patch as a ground layer, thereby improving signal sensitivity.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 패치 및 초음파 센서를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a patch and an ultrasonic sensor according to an embodiment of the present disclosure.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 패치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 패치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 패치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the configuration of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 패치의 복수의 레이어들을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a plurality of layers of a patch according to embodiments of the present disclosure.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 패치의 전극 레이어를 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram showing an electrode layer of a patch according to embodiments of the present disclosure.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 패치의 전극 레이어들을 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing electrode layers of a patch according to an embodiment of the present disclosure.
도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 초음파 센서의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to embodiments of the present disclosure.
도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 초음파 센서의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 9 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to embodiments of the present disclosure.
도 10은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 패치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 10 is a diagram showing the configuration of a patch according to another embodiment of the present disclosure.
도 11은 본 개시의 다른 실시 예들에 따른 초음파 센서의 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to other embodiments of the present disclosure.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
도 1을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 초음파 센서를 구비한 초음파 센서 패치를 설명한다.An ultrasonic sensor patch including a plurality of ultrasonic sensors according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 1 .
본 개시의 실시 예에 따른 초음파 센서 패치(100)는 복수의 초음파 센서(130)를 탈착 가능한 지지체(110)를 포함한다. 지지체(110)는 가요성(flexible, stretchable)을 가지는 복수의 레이어(layer)로 구성된다. The ultrasonic sensor patch 100 according to an embodiment of the present disclosure includes a support 110 on which a plurality of ultrasonic sensors 130 are detachable. The support 110 is composed of a plurality of layers that are flexible and stretchable.
초음파 센서 패치(100)는 환자에 부착되는 위치 또는 모니터링을 위한 장기의 형태에 따라 다른 모양의 지지체(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방광의 체적을 모니터링하여 방광의 체적 변화를 측정하기 위한 초음파 센서 패치(100)는 도 1과 같은 십자(十字) 형태 또는 T 형태의 지지체(110)를 포함할 수 있다.The ultrasonic sensor patch 100 may include a support 110 of different shapes depending on the location at which it is attached to the patient or the shape of the organ for monitoring. For example, the ultrasonic sensor patch 100 for monitoring bladder volume and measuring changes in bladder volume may include a cross-shaped or T-shaped support 110 as shown in FIG. 1 .
지지체(110)는 환자의 피부에 부착되는 하방(下方)에 복수의 초음파 센서(130) 탈착을 위한 커넥터(120)를 포함한다. 커넥터(120)는 초음파 센서(130)의 고주파 신호를 수신 가능한 커넥터로서, RF 커넥터(120)일 수 있다. The support 110 includes a connector 120 for attaching and detaching a plurality of ultrasonic sensors 130 on the lower side, which is attached to the patient's skin. The connector 120 is a connector capable of receiving a high-frequency signal from the ultrasonic sensor 130 and may be an RF connector 120.
지지체(110)는 외부 기기로부터 전원을 공급받아 초음파 센서(130)에 전원을 공급하고, 초음파 센서(130)가 수신한 초음파 신호에 다양한 후처리(Post-processing) 알고리즘을 적용하기 위해 외부 기기에 전송할 수 있는 시스템 커넥터(140)를 포함할 수 있다.The support 110 receives power from an external device to supply power to the ultrasonic sensor 130, and to apply various post-processing algorithms to the ultrasonic signal received by the ultrasonic sensor 130. It may include a system connector 140 capable of transmission.
초음파 센서(130)는 원통형일 수 있고, 외부 형태를 한정하지 않는다. 초음파 센서(130)의 내부 구조에 관한 설명은 아래에서 도 8 및 도 11을 들어 자세히 설명한다.The ultrasonic sensor 130 may be cylindrical, and its external shape is not limited. The internal structure of the ultrasonic sensor 130 will be described in detail below with reference to FIGS. 8 and 11.
도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 센서 패치(100)의 지지체(110) 구성을 설명한다. 도 2는 도 1의 패치형 초음파 센서를 A'-A''를 따라 지지체(110)의 면에 수직한 방향에서 바라본 단면도를 도시한다.With reference to FIG. 2 , the configuration of the support 110 of the ultrasonic sensor patch 100 according to an embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the patch-type ultrasonic sensor of FIG. 1 viewed from a direction perpendicular to the surface of the support 110 along A'-A''.
지지체(110)는 가요성을 가지는 복수의 레이어들로 구성된다. 지지체(110)는 일 실시 예에서 적어도 일부가 접지 전극 또는 신호 전극이 하나 이상의 면에 전기 전도성을 띄는 물질로 패턴 형성된 전극 레이어(113, 115) 및 커버 레이어(111, 117)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 어느 한 전극 레이어에는 신호 전극 또는 접지 전극 중 하나의 전극만 패턴 형성될 수 있고, 다른 일부 실시 예에서, 각 전극 레이어에는 신호 전극 및 접지 전극 모두가 패턴 형성될 수 있다.The support 110 is composed of a plurality of flexible layers. In one embodiment, the support 110 may include electrode layers 113 and 115 and cover layers 111 and 117, at least a portion of which is a ground electrode or a signal electrode patterned with an electrically conductive material on one or more surfaces. . In some embodiments, only one of the signal electrode and the ground electrode may be patterned on one electrode layer, and in some other embodiments, both the signal electrode and the ground electrode may be patterned on each electrode layer.
커버 레이어(111, 117)는 전극 레이어(113, 115) 및 내부 구성을 외부로부터 보호하기 위한 레이어로서, 초음파 센서가 탈착되는 위치의 하부 커버 레이어(117) 및 그 반대측의 상부 커버 레이어(111)를 포함할 수 있다.The cover layers 111 and 117 are layers for protecting the electrode layers 113 and 115 and the internal structure from the outside, and include a lower cover layer 117 where the ultrasonic sensor is detached and an upper cover layer 111 on the opposite side. may include.
커버 레이어(111, 117)는 적어도 일부가 고무제 시트체, 발포 부틸렌, 발포 실리콘과 같은 스폰지상 고무제 시트체, 직포, 섬유상 부직포 등으로 구성될 수 있고, 방수성 또는 발수성을 가지는 재료로 구성될 수 있다.The cover layers 111 and 117 may be at least partially made of a rubber sheet, a sponge-like rubber sheet such as foamed butylene or foamed silicone, a woven fabric, a fibrous non-woven fabric, etc., and may be made of a waterproof or water-repellent material. It can be.
전극 레이어는 도 5 (a) 및 도 6과 같은 단일 층의 레이어 또는 도 5 (b) 및 도 7과 같은 복수 층의 레이어로 구성될 수 있다. 도 2 내지 도 4는 전극 레이어가 복수 층의 레이어(113, 115)로 구성된 것으로 설명한다.The electrode layer may be composed of a single layer as shown in FIGS. 5 (a) and 6 or a plurality of layers as shown in FIGS. 5 (b) and 7. 2 to 4 illustrate that the electrode layer is composed of multiple layers 113 and 115.
전극 레이어(113, 115)는 절연성 물질로 구성되고, 전극 레이어(113, 115)는 일면 또는 양면의 적어도 일부에 접지 전극 및 신호 전극 중 적어도 어느 하나가 전기 전도성을 가지는 물질로 형성될 수 있다.The electrode layers 113 and 115 are made of an insulating material, and at least one of the ground electrode and the signal electrode may be formed of an electrically conductive material on at least one or both sides of the electrode layers 113 and 115.
전극 레이어(113, 115)는 폴리이미드 등 절연성 물질로 구성된 필름으로서, 적어도 일면에 전기 전도성을 갖는 물질로 전극이 패턴 형성될 수 있다. The electrode layers 113 and 115 are films made of an insulating material such as polyimide, and the electrodes may be patterned with an electrically conductive material on at least one surface.
일 실시 예에서, 제1 전극 레이어(113)의 상부 면의 일부에 신호 전극(114)이 형성되고, 어느 일부에 접지 전극(116a)이 형성될 수 있다. 제2 전극 레이어(115)의 상부 면의 일부에는 접지 전극(116b)만 형성될 수 있다.In one embodiment, the signal electrode 114 may be formed on a portion of the upper surface of the first electrode layer 113, and the ground electrode 116a may be formed on a portion of the first electrode layer 113. Only the ground electrode 116b may be formed on a portion of the upper surface of the second electrode layer 115.
지지체(110)는 초음파 센서(130)를 탈착 가능하게 연결하기 위해 삽입 실장형(Dual in line plug, DIP)의 RF 커넥터(120)가 삽입되어 고정되는 스루 홀(through hole)(70)을 포함할 수 있고, 스루 홀(70)의 일부에는 스루 홀 비아(via)(112a, 112b)를 포함할 수 있다. 스루 홀 비아(112a, 112b)는 지지체(110) 전체를 관통하여 형성된 스루 홀(70)의 깊이 방향으로 일부(112a) 또는 전체(112b)에 걸쳐서 형성될 수 있다. The support 110 includes a through hole 70 into which a dual in line plug (DIP) RF connector 120 is inserted and fixed to detachably connect the ultrasonic sensor 130. A portion of the through hole 70 may include through hole vias 112a and 112b. The through hole vias 112a and 112b may be formed over a portion 112a or the entire 112b in the depth direction of the through hole 70 formed through the entire support 110.
도 1 내지 도 4에서 도시한 삽입 실장형 RF 커넥터(120)는 2-pin 형태이나, 이에 국한되지 않고 동축(co-axial) 형태를 가질 수 있다. The insertion-mounted RF connector 120 shown in FIGS. 1 to 4 is in a 2-pin form, but is not limited to this and may have a co-axial form.
스루 홀 비아(112a, 112b)는 전극 레이어(113, 115)에 형성된 접지 전극(116a, 116b) 및 신호 전극(114) 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 스루 홀 비아(112a)는 RF 커넥터(120)의 신호 핀(121)과 신호 전극(114)을 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있고, 제2 스루 홀 비아(112b)는 RF 커넥터(120)의 접지 핀(123)과 접지 전극(116)을 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다. The through hole vias 112a and 112b may be electrically connected to at least one of the ground electrodes 116a and 116b and the signal electrode 114 formed on the electrode layers 113 and 115. The first through hole via 112a may be used to electrically connect the signal pin 121 and the signal electrode 114 of the RF connector 120, and the second through hole via 112b may be used to electrically connect the signal pin 121 of the RF connector 120. It can be used to electrically connect the ground pin 123 and the ground electrode 116.
일 실시 예에서, 접지 전극(116a, 116b)는 복수의 레이어(113, 115)에 형성될 수 있고, 제2 스루 홀 비아(112b)는 복수의 레이어(113, 115)에 형성된 접지 전극(116a, 116b)을 전기적으로 연결할 수 있다. 본 명세서에서 비아는 내부가 도금되어(plated) 접촉되는 전극들을 전기적으로 연결가능한 형태를 의미한다.In one embodiment, the ground electrodes 116a and 116b may be formed on the plurality of layers 113 and 115, and the second through hole via 112b may be formed on the plurality of layers 113 and 115. , 116b) can be electrically connected. In this specification, a via refers to a form in which the inside is plated so that electrodes in contact can be electrically connected.
도 3을 참조하면, 지지체(110)는 스루 홀(70)에 삽입되는 삽입 실장형 RF 커넥터(120)을 포함할 수 있고, RF 커넥터(120)의 신호 핀(121) 및 접지 핀(123)이 스루 홀 비아(112a, 112b)에 삽입된 형태로 지지체(110)에 고정(119)될 수 있다. RF 커넥터(120)는 전기 전도성을 갖는 접착 물질, 예를 들어 전도성 에폭시, 또는 납을 이용하여 지지체(110)와 물리적으로 고정되고 스루 홀 비아(112a, 112b)를 통하여 신호 전극(114) 또는 접지 전극(116)과 전기적인 연결을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the support 110 may include an insertion-mounted RF connector 120 inserted into the through hole 70, and the signal pin 121 and ground pin 123 of the RF connector 120 It can be fixed 119 to the support 110 in the form of being inserted into the through hole vias 112a and 112b. The RF connector 120 is physically fixed to the support 110 using an electrically conductive adhesive material, such as conductive epoxy or lead, and is connected to the signal electrode 114 or ground through through- hole vias 112a and 112b. An electrical connection can be formed with the electrode 116.
RF 커넥터(120)의 신호 핀(121) 및 접지 핀(123)에는 초음파 센서(130)의 센서부 RF 커넥터가 탈착 가능하게 연결될 수 있다. The sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor 130 may be detachably connected to the signal pin 121 and the ground pin 123 of the RF connector 120.
본 명세서에서는 지지체(110)의 삽입 실장형 RF 커넥터(120)가 수(male) 커넥터 형태이고, 초음파 센서(130)의 센서부 RF 커넥터가 암(female) 커넥터 형태로 설명하지만, 그 반대인 경우를 배제하지 않는다.In this specification, the insertion type RF connector 120 of the support 110 is described as a male connector, and the sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor 130 is described as a female connector. However, in the opposite case, does not rule out
도 4를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 지지체(110)에 형성된 시스템 커넥터(140)를 설명한다.With reference to FIG. 4 , the system connector 140 formed on the support 110 according to an embodiment of the present disclosure will be described.
시스템 커넥터(140)는 초음파 센서 패치(100)에 초음파 센서(130)를 제어하기 위한 신호를 전송하거나 초음파 센서(130)로부터 수신된 고주파 신호를 수신하여 처리하는 외부 기기와 연결하기 위한 용도이다. The system connector 140 is used to transmit a signal for controlling the ultrasonic sensor 130 to the ultrasonic sensor patch 100 or to connect to an external device that receives and processes high-frequency signals received from the ultrasonic sensor 130.
일 실시 예에서, 시스템 커넥터(140)는 복수의 커넥트 핀(141)을 포함할 수 있다. 커넥트 핀(141)의 적어도 일부는 접지 전극(116) 또는 신호 전극(114)과 전기적으로 연결될 수 있다. In one embodiment, the system connector 140 may include a plurality of connect pins 141. At least a portion of the connect pin 141 may be electrically connected to the ground electrode 116 or the signal electrode 114.
일 실시 예에서, 커넥트 핀(141)의 복수의 핀 중 일부는 각각 초음파 센서(130)와 개별적으로 연결된 신호 전극(114)과 서로 독립적으로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 외부 기기는 복수의 초음파 센서(130)를 개별적으로 제어하고, 복수의 초음파 센서(130)로부터 고주파 신호를 개별적으로 수신하여 처리할 수 있다.In one embodiment, some of the plurality of pins of the connect pin 141 may be independently electrically connected to the signal electrode 114 that is individually connected to the ultrasonic sensor 130. Accordingly, the external device can individually control the plurality of ultrasonic sensors 130 and individually receive and process high-frequency signals from the plurality of ultrasonic sensors 130.
시스템 커넥터(140)를 지지체에 물리적으로 고정하고 전극과 전기적 연결을 형성하기 위해서 상부 커버 레이어(111)의 일부는 노출될 수 있다. A portion of the upper cover layer 111 may be exposed to physically secure the system connector 140 to the support and form an electrical connection with the electrode.
시스템 커넥터(140)와 외부 기기와의 안정적인 결착을 위하여, 시스템 커넥터(140)가 위치한 지지체(110)의 하방에는 가요성이 떨어지는 보강판(150)이 하부 커버 레이어(117)의 외측에 형성될 수 있다. In order to ensure stable connection between the system connector 140 and an external device, a less flexible reinforcement plate 150 is formed on the outside of the lower cover layer 117 below the support 110 where the system connector 140 is located. You can.
도 4에서는 시스템 커넥터(140)가 지지체(110)의 상방에 형성된 것을 도시하였으나, 다른 예에서는 지지체(110)의 하방인 하부 커버 레이어(117) 외부에 형성될 수도 있다.In FIG. 4, the system connector 140 is shown formed above the support 110, but in other examples, it may be formed outside the lower cover layer 117 below the support 110.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 레이어의 구성을 설명한다.The configuration of a plurality of layers according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 5 to 7 .
초음파 센서 패치(100)는 복수의 레이어들을 포함하고, 복수의 레이어 중 일부는 적어도 일면에 신호 전극 또는 접지 전극이 전기 전도성을 띄는 물질로 패턴 형성된 전극 레이어(191, 193, 195)를 포함할 수 있다.The ultrasonic sensor patch 100 includes a plurality of layers, and some of the plurality of layers may include electrode layers 191, 193, and 195 in which a signal electrode or a ground electrode is patterned with an electrically conductive material on at least one surface. there is.
일 실시 예에서 전극 레이어는 도 5 (a)와 같이 단일한 층의 전극 레이어(191)로 구성되거나, 도 5 (b)와 같이 복수 층의 전극 레이어(193, 195)로 구성될 수 있다.In one embodiment, the electrode layer may be composed of a single electrode layer 191 as shown in FIG. 5 (a), or may be composed of multiple electrode layers 193 and 195 as shown in FIG. 5 (b).
전극 레이어가 단일한 층의 전극 레이어(191)로 구성되는 경우, 전극 레이어(191)는 어느 일면에 신호 전극과 접지 전극이 모두 형성되거나, 어느 일면에는 신호 전극이 형성되고 다른 일면에는 접지 전극이 형성될 수 있다.When the electrode layer is composed of a single layer of electrode layer 191, both a signal electrode and a ground electrode are formed on one side of the electrode layer 191, or a signal electrode is formed on one side and a ground electrode is formed on the other side. can be formed.
도 6은 도 5 (a)의 전극 레이어의 일부(AA)를 확대하여 표시한 도면이다. 도 6 (a)는 신호 전극(114c) 및 접지 전극(116c)이 각각 전극 레이어(191a)의 일면에 선형 타입의 패턴으로 형성된 실시 예를 도시하고, 도 6 (b)는 신호 전극(114d)이 전극 레이어(191b)의 일면에 선형 타입의 패턴으로 형성되고, 접지 전극(116d)은 그 나머지 영역에 영역 패턴 형성된 실시 예를 도시한다. FIG. 6 is an enlarged view of a portion (AA) of the electrode layer in FIG. 5 (a). Figure 6 (a) shows an example in which the signal electrode 114c and the ground electrode 116c are each formed in a linear pattern on one side of the electrode layer 191a, and Figure 6 (b) shows the signal electrode 114d. An example is shown in which the electrode layer 191b is formed in a linear pattern on one surface, and the ground electrode 116d is formed in a regional pattern on the remaining area.
도 6 (a)를 참조하면, 일 실시 예에서, 스루 홀(70c)의 주위에 형성되는 전기 전도성을 갖는 판막인 패드(pad)는 전극 레이어(191a)의 일면에 형성된 신호 전극(114c)와 접지 전극(116c)에 각각 연결될 수 있다. 신호 전극(114c)와 접지 전극(116c)은 시스템 커넥터(140)의 각 신호 핀 및 접지 핀에 연결된 전극과 연결될 수 있다. Referring to FIG. 6 (a), in one embodiment, a pad, which is an electrically conductive plate formed around the through hole 70c, is connected to a signal electrode 114c formed on one surface of the electrode layer 191a and Each may be connected to the ground electrode 116c. The signal electrode 114c and the ground electrode 116c may be connected to electrodes connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140.
도 6 (b)를 참조하면, 일 실시 예에서, 스루 홀(70d) 어느 하나의 패드는 전극 레이어(191b)의 일면에 형성된 신호 전극(114c)가 연결되고, 스루 홀(70d) 다른 하나의 패드는 영역으로 넓게 형성된 접지 전극(116d)에 연결될 수 있다. 신호 전극(114d)와 접지 전극(116d)은 시스템 커넥터(140)의 각 신호 핀 및 접지 핀에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 6 (b), in one embodiment, the signal electrode 114c formed on one side of the electrode layer 191b is connected to one pad of the through hole 70d, and the other pad of the through hole 70d is connected to the signal electrode 114c formed on one surface of the electrode layer 191b. The pad may be connected to a ground electrode 116d formed in a wide area. The signal electrode 114d and the ground electrode 116d may be connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140.
도 7은 도 5 (b)의 전극 레이어의 일부(BB, CC)를 확대하여 표시한 도면이다. 도 7 (a)는 신호 전극(114e) 및 접지 전극(116e', 116e'')이 각각 제1 전극 레이어(193)의 일면에 선형 타입의 패턴으로 형성되고, 도 7 (b)는 접지 전극(116f)이 제2 전극 레이어(195)의 일면 전체 대부분의 영역에 형성된 실시 예를 도시한다.FIG. 7 is an enlarged view of parts (BB, CC) of the electrode layer in FIG. 5 (b). Figure 7 (a) shows the signal electrode 114e and the ground electrodes 116e' and 116e'' each formed in a linear pattern on one side of the first electrode layer 193, and Figure 7 (b) shows the ground electrode. (116f) shows an embodiment in which the electrode layer 195 is formed on most of the entire surface of the second electrode layer 195.
도 7 (a)를 참조하면, 일 실시 예에서, 스루 홀(70e)의 주위에 형성된 패드는 제1 전극 레이어(193)의 일면에 패턴으로 형성된 신호 전극(114e)과 접지 전극(116e'')에 각각 연결될 수 있다. 신호 전극(114e)과 접지 전극(116e'')은 시스템 커넥터(140)의 각 신호 핀 및 접지 핀에 전기적으로 연결될 수 있고, 접지 전극(116e', 116e'')은 다른 제2 전극 레이어(195)의 접지 전극(116f)과 비아를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 7에 도시되지 않았으나 신호 전극(114)이 복수의 레이어에 형성된 경우 신호 전극(114)은 접지 전극(116)과 마찬가지로 제1 전극 레이어(193)와 제2 전극 레이어(195)의 적어도 어느 한 면의 적어도 일부 영역에 형성되고 비아를 통해 복수의 레이어에 형성된 신호 전극(114) 을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. Referring to FIG. 7 (a), in one embodiment, the pad formed around the through hole 70e includes the signal electrode 114e and the ground electrode 116e'' formed in a pattern on one surface of the first electrode layer 193. ) can be connected to each. The signal electrode 114e and the ground electrode 116e'' may be electrically connected to each signal pin and ground pin of the system connector 140, and the ground electrodes 116e' and 116e'' may be connected to another second electrode layer ( 195) and the ground electrode 116f may be electrically connected to each other through a via. Although not shown in FIG. 7, when the signal electrode 114 is formed in multiple layers, the signal electrode 114, like the ground electrode 116, is connected to at least one of the first electrode layer 193 and the second electrode layer 195. Signal electrodes 114 formed in at least a portion of the surface and formed in a plurality of layers may be electrically connected to each other through vias.
도 7 (b)와 같이 제2 전극 레이어(195)의 일면 대부분의 영역을 접지 전극으로 구성하는 경우 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI)을 최소화할 수 있으며 이를 통해 잡음(noise) 감소 효과 및 신호의 감도 향상을 기대할 수 있다.As shown in FIG. 7 (b), if most of the area on one side of the second electrode layer 195 is composed of a ground electrode, electromagnetic interference (EMI) can be minimized, and this reduces noise and improves signal quality. Improved sensitivity can be expected.
도 8 및 도 9를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 센서(130)의 구성을 설명한다. The configuration of the ultrasonic sensor 130 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 8 and 9 .
초음파 센서(130)는 하우징(160a, 160b, 160c), 삽입 실장형 RF 커넥터(120)와 탈착 가능하도록 결합되는 센서부 RF 커넥터(150a, 150b, 150c) 및 전기적 제어 신호에 따라 초음파를 발생시키거나 초음파를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 압전 소자(170a, 170b, 170c)를 포함할 수 있다.The ultrasonic sensor 130 generates ultrasonic waves according to a housing (160a, 160b, 160c), a sensor unit RF connector (150a, 150b, 150c) detachably coupled to the insertion-mounted RF connector 120, and an electrical control signal. Alternatively, it may include piezoelectric elements 170a, 170b, and 170c that receive ultrasonic waves and convert them into electrical signals.
센서부 RF 커넥터(150a, 150b, 150c)는 RF 커넥터(120)의 신호 핀(121) 및 접지 핀(123)을 통해 각각 신호 전극(114) 및 접지 전극(116)과 전기적으로 연결되면서 하우징(160a, 160b, 160c) 내부에 위치하는 신호 핀(151a, 151b, 151c) 및 접지 핀(152a, 152b, 152c)을 포함할 수 있다.The sensor unit RF connectors 150a, 150b, and 150c are electrically connected to the signal electrode 114 and the ground electrode 116 through the signal pin 121 and ground pin 123 of the RF connector 120, respectively, and are connected to the housing ( It may include signal pins (151a, 151b, 151c) and ground pins (152a, 152b, 152c) located inside 160a, 160b, and 160c.
신호 핀(151a, 151b, 151c) 및 접지 핀(152a, 152b, 152c)에는 각각 신호 전선(153a, 153b, 153c) 및 접지 전선(154a, 154b, 154c)이 연결될 수 있고, 신호 전선(153a, 153b, 153c)은 압전 소자(170a, 170b, 170c)의 센서부 RF 커넥터(150a, 150b, 150c)에 가까운 후면에 전기적으로 연결될 수 있다.Signal wires (153a, 153b, 153c) and ground wires (154a, 154b, 154c) may be connected to the signal pins (151a, 151b, 151c) and ground pins (152a, 152b, 152c), respectively, and the signal wires (153a, 153b, 153c may be electrically connected to the rear side of the piezoelectric element (170a, 170b, 170c) close to the sensor RF connector (150a, 150b, 150c).
접지 전선(154a)은 압전 소자의 전면과 전기적으로 연결되거나, 접지 전선(154b)은 압전 소자(170b)의 전면과 전기적으로 연결되면서 전기 전도성을 가지는 하우징(160b)에 전기적으로 연결되거나, 접지 전선(154c)은 압전 소자(170c)의 전면과 전기적으로 연결되어 있는 정합층(173c)에 전기적으로 연결될 수 있다. The ground wire 154a is electrically connected to the front of the piezoelectric element, or the ground wire 154b is electrically connected to the front of the piezoelectric element 170b and electrically connected to the electrically conductive housing 160b, or the ground wire is electrically connected to the front of the piezoelectric element 170b. (154c) may be electrically connected to the matching layer 173c, which is electrically connected to the front surface of the piezoelectric element 170c.
일 실시 예에서, 접지 전선(154b, 154c)을 하우징(160b) 또는 정합층(173c)에 전기적으로 연결될 경우, 사용되는 정합층(173b, 173c)은 표면 또는 전체에 전기 전도성을 갖는다. 접지 전선(154c)이 정합층(173c)에 연결되는 경우에는 정합층(173c)이 압전 소자(170c)보다 크게 제작되어 압전 소자(170c)와 부착될 수 있다. 이 경우, 초음파 센서(130)의 제작 용이성이 증대될 수 있다. 도 8에 도시되지 않았지만 신호 전선(151a, 151b, 151c)도 이와 동일한 방식으로 흡음층(171a, 171b, 171c) 표면이 전기 전도성을 가질 경우 흡음층(171a, 171b, 171c)에 연결될 수 있다.In one embodiment, when the ground wires 154b and 154c are electrically connected to the housing 160b or the matching layer 173c, the matching layers 173b and 173c used have electrical conductivity on the surface or in their entirety. When the ground wire 154c is connected to the matching layer 173c, the matching layer 173c can be made larger than the piezoelectric element 170c and attached to the piezoelectric element 170c. In this case, the ease of manufacturing the ultrasonic sensor 130 may be increased. Although not shown in FIG. 8, the signal wires 151a, 151b, and 151c may also be connected to the sound absorption layers 171a, 171b, and 171c in the same manner if the surfaces of the sound absorption layers 171a, 171b, and 171c have electrical conductivity.
따라서, 압전 소자(170a, 170b, 170c)는 각각 어느 한 면이 센서부 RF 커넥터(150a, 150b, 150c)를 통해 신호 전극(114) 또는 접지 전극(116)과 전기적으로 연결될 수 있다.Accordingly, one side of each of the piezoelectric elements 170a, 170b, and 170c may be electrically connected to the signal electrode 114 or the ground electrode 116 through the sensor unit RF connectors 150a, 150b, and 150c.
일 실시 예에서, 초음파 센서(130)는 압전 소자(170a, 170b, 170c)의 전면 또는 후면에 각각 위치한 흡음층(171a, 171b, 171c) 및 정합층(173a, 173b, 173c)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the ultrasonic sensor 130 may include a sound-absorbing layer (171a, 171b, 171c) and a matching layer (173a, 173b, 173c) located on the front or rear side of the piezoelectric element (170a, 170b, 170c), respectively. there is.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 센서(130)의 전면부는 초음파 빔 집속을 위한 구조물을 포함하거나, 압전 소자의 형태를 변형할 수 있다.9 shows that the front portion of the ultrasonic sensor 130 according to an embodiment of the present disclosure may include a structure for focusing an ultrasonic beam, or the shape of the piezoelectric element may be modified.
예를 들어, 빔을 집속하기 위해 도 9 (a)와 같이 초음파 센서의 구경 표면을 성형하여(즉, 흡음층(171d), 압전 소자(170d), 정합층(173d) 등의 전면부 구성부들을 성형하여) 빔을 집속 시키는 프레스트 집속법(pressed focusing)을 사용하거나, 도 9 (b) 및 (c)와 같이 음향 렌즈(181, 183)를 이용하는 렌즈 집속법(Lens focusing)을 이용할 수 있다. 음향 렌즈는 렌즈 물성에 따라 볼록한 형태(181) 또는 오목한 형태(183)를 가질 수 있다. For example, in order to focus the beam, the aperture surface of the ultrasonic sensor is molded as shown in FIG. 9 (a) (i.e., the front components such as the sound-absorbing layer 171d, the piezoelectric element 170d, and the matching layer 173d) You can use a pressed focusing method to focus the beam (by shaping), or you can use a lens focusing method using acoustic lenses 181 and 183, as shown in Figures 9 (b) and (c). . The acoustic lens may have a convex shape 181 or a concave shape 183 depending on the lens properties.
도 10 및 도 11을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 센서 패치의 다른 실시예를 설명한다. 도 10은 초음파 센서 패치를 측면에서 바라본 단면도를 도시한다. 앞서 설명한 부분과 중복되는 부분은 자세한 설명을 생략한다.Another embodiment of an ultrasonic sensor patch according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 10 and 11 . Figure 10 shows a cross-sectional view of the ultrasonic sensor patch from the side. Detailed descriptions of parts that overlap with those previously described will be omitted.
초음파 센서 패치는 복수의 레이어로 구성된 지지체(210)와 초음파 센서를 포함한다.The ultrasonic sensor patch includes a support 210 composed of a plurality of layers and an ultrasonic sensor.
지지체(210)는 가요성을 가지는 복수의 레이어들로 구성된다. 지지체(210)는 일 실시 예에서 전극 레이어(213, 215)의 적어도 일면의 어느 일부는 접지 전극 또는 신호 전극이 전도성을 띄는 물질로 형성된 전극 레이어(213, 215) 및 커버 레이어(211, 217)를 포함할 수 있다. 도 10에서 전극 레이어(213, 215)는 일 실시 예에서 복수의 레이어로 도시 및 설명하지만, 앞서 도 5 내지 도 7을 참조로 설명했던 것처럼, 전극 레이어는 단일 층의 레이어로 구성될 수 있다. The support 210 is composed of a plurality of flexible layers. In one embodiment, the support 210 includes electrode layers 213 and 215 and cover layers 211 and 217, in which at least a portion of one surface of the electrode layers 213 and 215 is a ground electrode or a signal electrode and is formed of a conductive material. may include. In FIG. 10 , the electrode layers 213 and 215 are shown and described as a plurality of layers in one embodiment, but as previously described with reference to FIGS. 5 to 7 , the electrode layers may be composed of a single layer.
지지체(210)의 하부 커버 레이어(217)의 일부는 개방되어 표면 실장(Surface Mount) 타입의 RF 커넥터(220a)를 신호 전극(214) 및 접지 전극(216)과 연결되도록 배치하고 전기 전도성을 갖는 접착 물질(221)(전도성 에폭시 또는 납 등)을 이용하여 지지체(210)와 물리적으로 고정시키고 전극과 전기적 연결을 형성할 수 있다. 도 10 및 도 11에서 도시한 바와 같이 표면 실장 타입의 RF 커넥터는 동축(coaxial) 타입일 수 있고, 커넥터의 형태를 한정하지 않는다. 또한 도 10 및 도 11에서 지지체(210)의 RF 커넥터(220a)가 암(female) 커넥터 형태이고, 초음파 센서의 센서부 RF 커넥터가 수(male) 커넥터 형태로 설명하지만, 그 반대인 경우를 배제하지 않는다.A portion of the lower cover layer 217 of the support 210 is opened and the surface mount type RF connector 220a is disposed to be connected to the signal electrode 214 and the ground electrode 216 and has electrical conductivity. An adhesive material 221 (conductive epoxy, lead, etc.) can be used to physically fix the support 210 and form an electrical connection with the electrode. As shown in FIGS. 10 and 11, the surface mount type RF connector may be a coaxial type, and the shape of the connector is not limited. In addition, in FIGS. 10 and 11, the RF connector 220a of the support 210 is described as a female connector, and the sensor unit RF connector of the ultrasonic sensor is described as a male connector, but the opposite case is excluded. I never do that.
지지체(210)는 복수의 레이어에 형성된 접지 전극(216a, 216b)을 전기적으로 연결하는 비아(212)를 포함할 수 있다. 지지체(210)는 복수의 전극 레이어들(213, 215)을 포함할 수 있고, 일 실시 예에서, 전극 레이어들(213, 215) 중 어느 한 레이어(213)의 어느 일면은 접지 전극(216a)만 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극은 복수의 전극 레이어들(213, 215)에서 초음파 센서가 탈착되는 방향의 하부면에 형성될 수 있지만, 상부면에 형성되는 것을 배제하지 않는다. The support 210 may include a via 212 that electrically connects the ground electrodes 216a and 216b formed in a plurality of layers. The support 210 may include a plurality of electrode layers 213 and 215. In one embodiment, one surface of one of the electrode layers 213 and 215 is a ground electrode 216a. can only be formed. In one embodiment, the electrode may be formed on the lower surface of the plurality of electrode layers 213 and 215 in the direction in which the ultrasonic sensor is detached, but being formed on the upper surface is not excluded.
도 11을 참조하여 본 개시의 다른 실시 예에 따른 초음파 센서의 구성을 설명한다. The configuration of an ultrasonic sensor according to another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 11 .
초음파 센서는 하우징(260a, 260b, 260c), 동축 RF 커넥터(220a)와 탈착 가능하도록 결합되는 플러그 타입의 센서부 RF 커넥터(220b1, 220b2, 220b3) 및 전기적 제어 신호에 따라 초음파를 발생시키거나 초음파를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 압전 소자(270a, 270b, 270c)를 포함할 수 있다.The ultrasonic sensor generates ultrasonic waves or transmits ultrasonic waves according to a housing (260a, 260b, 260c), a plug-type sensor unit RF connector (220b1, 220b2, 220b3) that is detachably coupled to the coaxial RF connector (220a), and an electrical control signal. It may include piezoelectric elements 270a, 270b, and 270c that receive and convert the signal into an electrical signal.
센서부 RF 커넥터(220b1, 220b2, 220b3)는 지지체(210)의 동축 RF 커넥터(220a)를 통해 각각 신호 전극(214) 및 접지 전극(216)과 전기적으로 연결되는 중심 단자(223b1, 223b2, 223b3) 및 외주부 단자(225b1, 225b2, 225b3)를 포함할 수 있다.The sensor unit RF connectors 220b1, 220b2, and 220b3 have central terminals 223b1, 223b2, and 223b3 that are electrically connected to the signal electrode 214 and the ground electrode 216, respectively, through the coaxial RF connector 220a of the support 210. ) and outer terminal terminals 225b1, 225b2, and 225b3.
중심 단자(223b1, 223b2, 223b3) 및 외주부 단자(225b1, 225b2, 225b3)에는 각각 신호 전선(227a, 227b, 227c) 및 접지 전선(229a, 229b, 229c)이 연결될 수 있고, 신호 전선(227a, 227b, 227c)은 압전 소자(270a, 270b, 270c)의 센서부 RF 커넥터(220b1, 220b2, 220b3)에 가까운 후면에 전기적으로 연결될 수 있다.Signal wires (227a, 227b, 227c) and ground wires (229a, 229b, 229c) may be connected to the center terminals (223b1, 223b2, 223b3) and the outer terminals (225b1, 225b2, 225b3), respectively, and signal wires (227a, 227b and 227c may be electrically connected to the back of the piezoelectric elements 270a, 270b and 270c close to the sensor RF connectors 220b1, 220b2 and 220b3.
일 실시 예에서, 초음파 센서는 정합층(273a, 273b, 273c) 및 흡음층(271a, 271b, 271c)을 하우징(260a, 260b, 260c) 내부에 압전 소자(270a, 270b, 270c)와 접촉하여 형성할 수 있다.In one embodiment, the ultrasonic sensor contacts the matching layers (273a, 273b, 273c) and the sound-absorbing layers (271a, 271b, 271c) with the piezoelectric elements (270a, 270b, 270c) inside the housing (260a, 260b, 260c). can be formed.
외주부 단자(225b1, 225b2, 225b3)에 연결된 접지 전선(229a)은 압전 소자(270a)의 전면과 전기적으로 연결되거나, 접지 전선(229b)은 압전 소자(270b)의 전면과 전기적으로 연결되면서 전기 전도성을 가지는 하우징(260b)에 전기적으로 연결되거나, 접지 전선(229c)은 압전 소자(270c)의 전면에 전기적으로 연결되어 있는 정합층(273c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 정합층(273b, 273c)은 전기 전도성을 갖는 물질로 구성되거나 또는 전기 전도성을 갖는 물질로 표면이 도금될 수 있다.The ground wire 229a connected to the outer peripheral terminals 225b1, 225b2, and 225b3 is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270a, or the ground wire 229b is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270b and is electrically conductive. The ground wire 229c may be electrically connected to the housing 260b, or the ground wire 229c may be electrically connected to the matching layer 273c, which is electrically connected to the front of the piezoelectric element 270c. The matching layers 273b and 273c may be made of an electrically conductive material or their surfaces may be plated with an electrically conductive material.
정합층의 크기 및 전기적 물질의 구성, 초음파 빔 집속을 위한 구조물을 포함하거나, 압전 소자의 형태 등은 앞서 도 8 및 9를 참조하여 설명한 것과 동일할 수 있다.The size of the matching layer, the composition of the electrical material, the inclusion of a structure for focusing the ultrasonic beam, the shape of the piezoelectric element, etc. may be the same as those previously described with reference to FIGS. 8 and 9.
본 개시의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification (particularly in the claims) of the present disclosure, the use of the term “above” and similar referential terms may refer to both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present disclosure, the invention includes the application of individual values within the range (unless there is a statement to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. It's the same.
본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 인자(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The use of any examples or illustrative terms (e.g., etc.) in the present disclosure is merely to describe the present disclosure in detail, and unless limited by the claims, the scope of the present disclosure is limited by the examples or illustrative terms. It doesn't work. In addition, those skilled in the art will recognize that various modifications, combinations and changes may be made according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present disclosure should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all scopes equivalent to or equivalently changed from the claims are within the scope of the spirit of the present disclosure. It will be said to belong to

Claims (17)

  1. 적어도 일부가 접지 전극과 신호 전극이 적어도 일면에 전기 전도성을 띄는 물질로 패턴 형성된 전극 레이어를 포함하고, 가요성을 가지는 복수의 레이어로 구성된 지지체; A support body composed of a plurality of flexible layers, at least a portion of which includes an electrode layer in which a ground electrode and a signal electrode are patterned with an electrically conductive material on at least one surface;
    상기 지지체의 상기 접지 전극 및 상기 신호 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 지지체에 고정되는 커넥터; 및a connector electrically connected to the ground electrode and the signal electrode of the support and fixed to the support; and
    상기 커넥터와 탈착 가능하게 연결되고, 상기 커넥터를 통해 상기 접지 전극 및 상기 신호 전극에 전기적으로 연결되는 센서부 커넥터를 포함하는 복수의 초음파 센서를 포함하는,Comprising a plurality of ultrasonic sensors including a sensor unit connector detachably connected to the connector and electrically connected to the ground electrode and the signal electrode through the connector,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  2. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 지지체는 상기 접지 전극 및 상기 신호 전극 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결된 스루 홀 비아(through hole via)를 포함하는, The support includes a through hole via electrically connected to at least one of the ground electrode and the signal electrode.
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  3. 제2 항에 있어서,According to clause 2,
    상기 지지체는 각각 가요성을 가지면서 상기 초음파 센서가 탈착되는 위치의 반대측부터 상부 커버 레이어, 적어도 하나의 상기 전극 레이어 및 하부 커버 레이어를 포함하고,The supports each have flexibility and include an upper cover layer, at least one electrode layer, and a lower cover layer from the opposite side of the position where the ultrasonic sensor is attached and detached,
    상기 전극 레이어는 절연성 물질로 구성되고, 적어도 하나의 면의 적어도 일부 영역에 상기 접지 전극 및 상기 신호 전극 중 적어도 어느 하나가 전기 전도성을 가지는 물질로 형성된,The electrode layer is made of an insulating material, and at least one of the ground electrode and the signal electrode is formed of an electrically conductive material in at least a portion of at least one surface,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  4. 제3 항에 있어서,According to clause 3,
    상기 전극 레이어는 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어를 포함하고, The electrode layer includes a first electrode layer and a second electrode layer,
    상기 접지 전극과 신호 전극은 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어의 각각 적어도 일부에 형성되고,The ground electrode and the signal electrode are formed on at least a portion of each of the first electrode layer and the second electrode layer,
    상기 스루 홀 비아 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 전극 레이어 및 상기 제 2 전극 레이어에 형성된 상기 접지 전극을 서로 전기적으로 연결하거나, 상기 제 1 전극 레이어 및 상기 제 2 전극 레이어에 형성된 신호 전극을 서로 전기적으로 연결하는, At least one of the through hole vias electrically connects the ground electrodes formed on the first electrode layer and the second electrode layer to each other, or electrically connects the signal electrodes formed on the first electrode layer and the second electrode layer to each other. connecting to,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  5. 제3 항에 있어서,According to clause 3,
    상기 전극 레이어는 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어를 포함하고, The electrode layer includes a first electrode layer and a second electrode layer,
    상기 접지 전극은 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어의 각각 적어도 일부에 형성되고,The ground electrode is formed on at least a portion of each of the first electrode layer and the second electrode layer,
    상기 스루 홀 비아 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어에 형성된 상기 접지 전극과 전기적으로 연결되는, At least one of the through hole vias is electrically connected to the ground electrode formed on the first electrode layer and the second electrode layer,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  6. 제3 항에 있어서,According to clause 3,
    상기 전극 레이어는 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어를 포함하고, The electrode layer includes a first electrode layer and a second electrode layer,
    상기 접지 전극은 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어의 각각 적어도 일부에 형성되고,The ground electrode is formed on at least a portion of each of the first electrode layer and the second electrode layer,
    상기 신호 전극은 상기 제1 전극 레이어의 적어도 일부에 형성되고, 상기 제2 전극 레이어에는 형성되지 않는, The signal electrode is formed on at least a portion of the first electrode layer and is not formed on the second electrode layer,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  7. 제3 항에 있어서,According to clause 3,
    상기 전극 레이어는 하나의 레이어로 구성되고, The electrode layer consists of one layer,
    상기 신호 전극 및 상기 접지 전극은 상기 전극 레이어의 적어도 일부에 각각 형성되는,The signal electrode and the ground electrode are each formed on at least a portion of the electrode layer,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  8. 제2 항에 있어서,According to clause 2,
    상기 커넥터는 삽입 실장형 커넥터이고, 상기 삽입 실장형 커넥터의 돌출된 핀이 상기 스루 홀 비아에 삽입된 형태로 상기 지지체에 고정되는,The connector is an insertion-mounted connector, and the protruding pin of the insertion-mounted connector is fixed to the support in the form of being inserted into the through hole via.
    초음파 패치. Ultrasound patch.
  9. 제8 항에 있어서,According to clause 8,
    상기 초음파 센서는,The ultrasonic sensor is,
    하우징;housing;
    상기 삽입 실장형 커넥터와 탈착 가능하도록 결합되는 상기 센서부 커넥터; 및The sensor unit connector detachably coupled to the insertion-mount type connector; and
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 센서부 커넥터를 통해 상기 신호 전극 또는 상기 접지 전극과 어느 한 면이 전기적으로 연결되는 압전 소자를 포함하는,A piezoelectric element located inside the housing and electrically connected on one side to the signal electrode or the ground electrode through the sensor connector,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  10. 제9 항에 있어서,According to clause 9,
    상기 센서부 커넥터는 상기 신호 전극 및 상기 접지 전극과 각각 전기적으로 연결되면서 상기 하우징 내부에 위치하는 신호 핀 및 접지 핀을 포함하고,The sensor unit connector includes a signal pin and a ground pin located inside the housing while being electrically connected to the signal electrode and the ground electrode, respectively,
    상기 신호 핀 및 상기 접지 핀은 각각 신호 전선 및 접지 전선을 통해서 상기 압전 소자와 전기적으로 연결되는,The signal pin and the ground pin are electrically connected to the piezoelectric element through a signal wire and a ground wire, respectively,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  11. 제9 항에 있어서,According to clause 9,
    상기 신호 전선은 상기 신호 핀과 상기 압전 소자의 후면에 직접 연결되고, The signal wire is directly connected to the signal pin and the back of the piezoelectric element,
    상기 접지 전선은 상기 접지 핀과 직접 연결되고, 상기 압전 소자의 전면에 직접 연결되거나, 상기 하우징의 내면을 통하여 상기 압전 소자의 전면에 전기적으로 간접 연결되거나, 또는 상기 압전 소자의 전면 방향에 위치한 정합층을 통하여 상기 압전 소자의 전면에 전기적으로 간접 연결되는,The ground wire is directly connected to the ground pin, directly connected to the front of the piezoelectric element, electrically indirectly connected to the front of the piezoelectric element through the inner surface of the housing, or a mating wire located in the front direction of the piezoelectric element. Electrically indirectly connected to the front of the piezoelectric element through a layer,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  12. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 커넥터는,The connector is,
    상기 접지 전극 및 상기 신호 전극에 전기적으로 연결된 표면 실장형(Surface-mount type) 커넥터인,A surface-mount type connector electrically connected to the ground electrode and the signal electrode,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  13. 제12 항에 있어서,According to claim 12,
    상기 접지 전극 및 상기 신호 전극은 상기 전극 레이어의 상기 표면 실장형 커넥터가 연결되는 방향의 하면에 형성되는,The ground electrode and the signal electrode are formed on the lower surface of the electrode layer in the direction in which the surface-mounted connector is connected,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  14. 제12 항에 있어서,According to claim 12,
    상기 지지체는 각각 가요성을 가지면서 상기 초음파 센서가 탈착되는 위치의 반대측부터 상부 커버 레이어, 적어도 하나의 전극 레이어 및 하부 커버 레이어를 포함하고,The supports each have flexibility and include an upper cover layer, at least one electrode layer, and a lower cover layer from the opposite side of the position where the ultrasonic sensor is attached and detached,
    상기 전극 레이어는 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어를 포함하고, The electrode layer includes a first electrode layer and a second electrode layer,
    상기 지지체는 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어의 각각 적어도 일부에 형성된 상기 접지 전극 및 신호 전극을 각각 전기적으로 연결하는 비아(via)를 포함하는,The support includes a via that electrically connects the ground electrode and the signal electrode formed on at least a portion of each of the first electrode layer and the second electrode layer,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  15. 제14 항에 있어서,According to claim 14,
    상기 초음파 센서는,The ultrasonic sensor is,
    하우징;housing;
    상기 표면 실장형 커넥터와 탈착 가능하도록 결합되는 센서부 커넥터; 및a sensor connector detachably coupled to the surface-mounted connector; and
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 센서부 커넥터의 신호 단자를 통해 상기 신호 전극과 압전 소자의 어느 한면이 전기적으로 연결되고, 상기 센서부 커넥터의 접지 단자를 통해 상기 접지 전극과 상기 압전 소자의 다른 한면이 전기적으로 연결되는 상기 압전 소자를 포함하는,Located inside the housing, one side of the signal electrode and the piezoelectric element are electrically connected through a signal terminal of the sensor portion connector, and the ground electrode and the other side of the piezoelectric element are electrically connected through a ground terminal of the sensor portion connector. Including the piezoelectric element electrically connected,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  16. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 지지체의 상방에 고정되고, 상기 접지 전극 및 상기 신호 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 초음파 센서의 제어 신호를 수신하는 시스템 커넥터를 더 포함하는,Further comprising a system connector fixed above the support, electrically connected to the ground electrode and the signal electrode, and receiving a control signal of the ultrasonic sensor,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
  17. 제16 항에 있어서,According to claim 16,
    상시 시스템 커넥터는 복수의 시스템 커넥터 핀을 포함하고, 지지체의 접지 전극 및 신호 전극을 통해 상기 커넥터 핀과 전기적으로 연결된 복수의 상기 초음파 센서는 상기 시스템 커넥터와 연결된 외부 제어 장치의 제어 신호에 기반하여 개별 또는 집단으로 제어되는,The permanent system connector includes a plurality of system connector pins, and the plurality of ultrasonic sensors electrically connected to the connector pins through a ground electrode and a signal electrode of the support are individually connected based on a control signal from an external control device connected to the system connector. or collectively controlled,
    초음파 패치.Ultrasound patch.
PCT/KR2023/003444 2022-03-25 2023-03-15 Patch comprising plurality of attachable/detachable and individually controllable ultrasonic sensors WO2023182720A1 (en)

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