KR100547778B1

KR100547778B1 - 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100547778B1
Application number: KR1020030027645A
Authority: KR
Inventors: 강동한; 백종훈; 박원배; 이기혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2006-01-31
Also published as: KR20040093811A

Abstract

본 발명은 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치가, 제1경계부와 제2경계부를 왕복 이동하는 이동부의 움직임을 감지하는 센서와; 상기 센서의 출력신호들을 동일 패턴으로 만드는 신호조합기와; 상기 신호조합기에서 만들어진 동일패턴의 출력신호를 통해 상기 이동부의 속도 값을 검출하고, 상기 검출된 속도 값에 의해 상기 이동부의 위치 값을 출력하는 검출부와; 상기 검출부에서 출력하는 상기 이동부의 위치 값을 통해 상기 이동부의 위치를 판단하는 판단부와; 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치되면, 카운트를 증가하는 카운터부로 구성됨을 특징으로 한다.

가속도 센서, 만보계, 검출부, 판단부, 카운터부

Description

휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR EXECUTING PEDOMETER IN WIRELESS TERMINAL}

도 1은 일반적인 만보계의 내부구조를 도시한 도면.

도 2는 만보계의 작동 원리를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 과정을 도시한 도면.

도 5a - 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 출력되는 가속도 센서 신호의 절대값, 이동부의 속도, 이동부의 위치를 나타낸 도면.

본 발명은 휴대 단말기에 관한 것으로, 특히 만보계 기능을 구비한 휴대 단말기를 통해 사용자의 걸음걸이 수를 세는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 만보계의 내부구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 만보계는 사용자가 걸어갈 때 추가 전극에 닿으면 카운트가 되고 다시 완충제 역할을 하는 스폰지로 돌아간다. 이와 같이 사용자가 걸어갈 때 추가 위아래로 동작하면서 전극과 스폰지에 도달함을 반복적으로 일어나면서 추가 전극에 닿을 때 매번 카운트된다.

상기와 같이 만보계는 걸음을 걸을 때의 높이 변화를 이용하여 걸음 수를 체크하는 장치로서, 기존의 만보계는 걸어다니는 것으로 자신이 얼마나 걸었으며 열량을 얼마나 소비했는지를 보여줌으로써, 현대인들의 바쁜 업무와 일상 생활 때문에 자신의 건강을 돌보지 못하는 사용자들에게 건강을 체크할 수 있도록 해준다.

이러한 기존의 만보계는 기능 중시의 심플한 것으로, 나날의 걸음 수(진동수)를 수치, 그래프 또는 거리나 칼로리를 환산한 값으로 표시하여 준다.

그러나, 상기 만보계 뿐만 아니라 휴대 단말기는 항상 휴대해야 하는 장치로서, 상기 만보계와 휴대 단말기를 동시에 휴대해야 할 경우 각각을 휴대해야 하므로 사용자로 하여금 불편을 초래하는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명의 목적은 휴대 단말기에 만보계 기능을 구현하여 상기 휴대 단말기를 통해 사용자의 걸음걸이 수를 셀 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치가, 제1경계부와 제2경계부를 왕복 이동하는 이동부의 움직임을 감지하는 센서와; 상기 센서의 출력신호들을 동일 패턴으로 만드는 신호조합기와; 상기 신호조합기에서 만들어진 동일패턴의 출력신호를 통해 상기 이동부의 속도 값을 검출하고, 상기 검출된 속도 값에 의해 상기 이동부의 위치 값을 출력하는 검출부와; 상기 검출부에서 출력하는 상기 이동부의 위치 값을 통해 상기 이동부의 위치를 판단하는 판단부와; 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치되면, 카운트를 증가하는 카운터부로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 방법이, 만보계 모드에서, 제1경계부와 제2경계부를 왕복 이동하는 이동부의 움직임신호를 감지하는 과정과; 상기 이동부의 움직임 신호를 통해 상기 이동부의 속도 값을 검출하고, 상기 검출된 상기 이동부의 속도 값을 통해 상기 이동부의 위치 값을 출력하는 과정과; 상기 이동부의 위치 값을 통해 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치하는지 판단하는 과정과; 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치되면, 카운트를 증가하여 표시하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

이하 설명되는 본 발명의 실시 예들의 설명에서, 이동부는 상기 도 1과 같은 만보계에서 추를 나타내며, 제1경계부는 완충제 역할을 하는 스폰지 부분인 시작지점을 나타내며, 제2경계부는 상기 이동부가 닿을 때 카운트되는 전극을 나타낸다고 가정한다. 또한 상기 제1경계부와 제2경계부에서는 비탄성 충돌이 일어남을 가정한다.

이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 만보계의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 2에서와 같이 휴대 단말기의 사용자가 걸음걸이를 시작할 때 이동부10의 시작 지점인 제1경계부20에서 제2경계부30으로 내려와서 전극에 닿으면 카운트를 하고, 상기 제2경계부30의 탄력에 의해 다시 이동부10의 원래 위치인 제1경계부20으로 되돌아 가게된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치를 도시한 도면이다.

상기 도 2 및 도 3을 참조하면, RF부123은 휴대 단말기의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF부123은 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기등을 포함한다. 데이터처리부120은 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화하는 수신기 등을 구비한다. 즉, 상기 데이터 처리부123은 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODDEC)으로 구성될 수 있다. 여기서 상기 코덱은 패킷데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱을 구비한다. 오디오 처리부125는 상기 데이터 처리부120의 오디오 코덱에서 출력되는 수신 오디오신호를 재생하거나 또는 마이크로부터 발생되는 송신 오디오신호를 상기 데이터 처리부120의 오디오 코덱에 전송하는 기능을 수행한다.

키입력부127은 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 구비한다. 또한 상기 키입력부127은 본 발명의 실시 예 에 따라 만보계 모드로 전환할 수 있는 키를 구비할 수 있다. 메모리130은 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 휴대 단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들 및 본 발명의 실시 예에 따라 만만보계 모드에서 사용자의 걸음걸이 수를 카운트하여 표시부에 표시하는 제어하는 프로그램들을 저장할 수 있다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다.

표시부160은 상기 영상처리부50에서 출력되는 영상신호를 화면으로 표시하며, 상기 제어부110에서 출력되는 사용자 데이터를 표시한다. 여기서 상기 표시부160은 LCD를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부160은 LCD제어부(LCD controller), 영상데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있다. 상기 표시부150은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대 단말기의 만보계 모드에서 카운트된 사용자의 걸음걸이 수를 표시할 수 있다.

센서141은 이동부10의 움직임 신호를 검출하는 것으로써, 본 발명에서 상기 센서101은 X축과 Y축을 감지할 수 있는 두 축의 가속도 센서를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예에서 상기 센서141은 단일 IC 로 구성된 두 축의 가속도 센서이며 크기가 작아서 휴대 단말기에 내장할 수 있고 전력소모가 작으므로 사용자의 동작 인식에 적합한 아날로그 디바이스사(Analog Devices)의 ADXL202를 사용할 수 있다.

신호조합기142는 상기 센서141에서 검출된 서로 다른 방향의 X축과 Y축의 신호를 동일 패턴이 신호로 만들어 상기 신호의 변화량을 구한다. 상기 신호조합기142는 하기와 같은 식을 통해 서로 다른 방향의 X축의 신호(a_x)와 Y축의 신호(a_y)를 동일 패턴의 신호(a_n)로 만들어 준다.

<수학식 1>

검출부143은 상기 신호조합기142에서 출력되는 감지신호(a_n)를 통해 제1경계부20과 제2경계부30을 왕복 운동하는 이동부10의 속도 값(v_n)을 하기 식을 통해 검출한다.

<수학식 2>

상기 수학식 2에서 a는 가속도 센서의 출력신호를 의미하며,

=k/m 으로 k는 탄성계수(스프링상수), m은 이동부의 무게를 의미한다.

상기 검출부143은 상기 수학식 2를 통해 검출된 이동부10의 속도 값(v_n)을 하기 <수학식 3>에 대입하여 상기 이동부10의 위치(x_n)를 계산한다. 여기서 상기 이동부10의 위치란 상기 이동부10이 상기 제1경계부20에 위치하거나 상기 제2경계부30에 위치할 때를 나타낸다.

<수학식 3>

상기 수학식 3에서 x 는 이동부의 위치를 의미하며, v 는 이동부의 속도를 의미하며,

는 이동부의 시간간격을 의미합니다.

판단부144는 상기 검출부143에서 계산된 상기 이동부10이 제1경계부20에 위치하는지 제2경계부30에 위치하는지 판단한다.

카운터부145는 상기 판단부144에서 상기 이동부10이 상기 제2경계부30에 위치함을 판단할 때 카운트를 증가한다.

제어부110은 휴대 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행하며, 상기 데이터처리부120을 포함할 수도 있다. 또한 상기 제어부110은 본 발명의 실시 예에 따라 만보계 모드에서, 상기 판단부144를 통해 상기 이동부10이 제2경계부30에 위치함을 감지하면 상기 카운터부145를 제어하여 카운트를 증가시키고 증가된 카운트 값을 상기 표시부160에 표시하도록 제어한다.

상기 도 3을 참조하여 휴대 단말기의 동작을 살펴보면, 상기 휴대 단말기의 만보계 모드에서 사용자가 걸음걸이를 시작할 때, 상기 제어부110은 상기 센서141의 움직임 신호를 통해 이동부10의 위치를 감지한다. 상기 이동부10이 제2경계부30 에 위치하면 상기 이동부10이 전극에 닿았음을 감지하고 카운트를 증가시킨다. 또는 상기 감지된 이동부10이 제1경계부20에 위치하면 상기 이동부10의 시작지점임을 감지하고 다음 센서신호 입력을 대기한다. 상기 이동부10이 제2경계부30에 위치하여 카운트가 증가될 때마다 증가되는 카운트 값은 표시부160에 표시된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시 예에서 v_n은 이동부의 속도를 나타내며, x_n은 상기 이동부의 위치를 나타낸다. 또한 x_max은 상기 이동부가 위치하는 최대 값으로 제2경계부를 나타내며, x_min은 상기 이동부가 위치하는 최소 값으로 제1경계부를 나타낸다. 또한 t_n은 상기 이동부가 제2경계부에 위치하는 시간을 나타내고, t_n-1은 이전에 이동부가 제2경계부에 위치하는 시간을 나타내며, Tc는 제1경계부에서 제2경계부로 이동하는 이동부의 시간간격(

)을 나타낸다.

이하 본 발명의 실시 예를 도 2 및 도 3의 참조와 함께 상세히 설명한다.

먼저 201단계에서 휴대 단말기의 사용자가 걸음걸이 수를 측정하기 위하여 2만보계 모드를 설정하면, 상기 제어부110은 이를 감지하고 상기 사용자의 움직임에 따른 센서141의 신호입력을 대기한다. 상기 센서141을 통해 신호가 검출되면 상기 제어부110은 202단계에서 이를 감지하고 X축과 Y축의 서로 다른 방향의 신호들(a_x, a_y)을 신호조합기142에 입력한다. 상기 신호조합기142에 입력된 신호들(a_x, a_y)은 상기 수학식 1을 통해 동일한 패턴의 신호(a_n)로 만들어져 검출부143에 입력된다.

상기 검출부143은 203단계에서 상기 신호조합기142로부터 출력된 신호(a_n)와 상기 수학식 2를 통해 상기 이동부10의 속도 값(v_n)을 계산한다. 그런 후 상기 검출부143은 상기 203단계에서 검출된 이동부10의 속도 값(v_n)을 상기 수학식 3에 대입하여 이동부10의 위치 값(x_n)을 계산한 후 판단부144에 입력하는 204단계를 진행한다. 상기 판단부144는 상기 검출부143에서 검출된 상기 이동부10의 위치 값(x_n)이 최대 값(x_max)인 제2경계부30에 위치하는지, 최소 값(x_mix)인 제1경계부20에 위치하는지 판단하여 상기 제어부110에 알린다. 만약 상기 이동부10의 위치 값(x_n)이 최대 값(x_max)인 제2경계부30에 위치하면 상기 제어부110은 205단계에서 이를 감지하고 206단계로 진행한다. 상기 206단계에서 상기 제어부110은 상기 이동부10의 위치 값(x_n)을 최대 값(x_max)으로 주고, 상기 이동부10의 속도 값(v_n)을 '0'으로 준다. 그런 후 상기 제어부110은 상기 이동부10이 상기 제2경계부30에 위치하는 시간(t_n)이 이전 이동부가 상기 제2경계부30에 위치하는 시간(t_n-1)과 상기 이동부10이 제1경계부20에서 제2경계부30으로 이동할 때의 시간간격(

)을 합한 값보다 큰 지를 판단한다. 만약 크다며 상기 제어부110은 207단계에서 이를 감지하고, 카운터부145에 카운트를 증가하고 상기 t_n-1에 현재 이동부10이 상기 제2경계부30에 위치하는 시간(t_n)값을 주는 208단계를 진행한다. 상기 208단계에서 상기 카운터부145의 카운 트가 증가할 때마다, 상기 제어부110은 209단계에서 상기 표시부160에 상기 카운터부145의 값 즉 사용자의 걸음걸이 수의 합을 표시한다.

또는 상기 이동부10의 위치 값(x_n)이 최소 값(x_mix)인 제1경계부20에 위치하면 상기 제어부110은 210단계에서 이를 감지하고 211단계로 진행한다. 상기 211단계에서 상기 제어부110은 상기 이동부10의 위치 값(x_n)을 최소 값(x_mix)으로 주고, 상기 이동부10의 속도 값(v_n)을 '0'으로 준다. 그런 후 상기 사용자의 움직임에 따른 센서141의 신호입력을 대기하는 202단계를 진행한다.

도 5a - 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에서 출력되는 가속도 센서 신호의 절대값(a_n), 이동부의 속도(v_n), 이동부의 위치(x_n)를 나타낸 도면이다.

상기 도 5a는 휴대 단말기의 만보계 모드에서 출력되는 가속도 센서 신호의 절대값(a_n) 이고, 상기 도 5b는 휴대 단말기의 만보계 모드에서 출력되는 이동부의 속도(v_n) 신호이며, 상기 도 5c는 휴대 단말기의 만보계 모드에서 출력되는 이동부의 위치(x_n) 신호이다. 상기 도 5에서와 같이 상기 이동부의 위치(x_n)가 제2경계부인 최대 값(x_max)에 도달한 지점이 실제 걸음걸이가 카운트임을 알 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 휴대 단말기와 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구 범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

즉, 상술한 바와 같이 본 발명은 휴대 단말기에 만보계 기능을 구현함으로써, 상기 휴대 단말기의 사용자가 편리하게 만보계 기능을 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 장치에 있어서,

제1경계부와 제2경계부를 왕복 이동하는 이동부의 움직임을 감지하는 센서와,

상기 센서의 출력신호들을 동일 패턴으로 만드는 신호조합기와,

상기 신호조합기에서 만들어진 동일패턴의 출력신호를 통해 상기 이동부의 속도 값을 검출하고, 상기 검출된 속도 값에 의해 상기 이동부의 위치 값을 출력하는 검출부와,

상기 검출부에서 출력하는 상기 이동부의 위치 값을 통해 상기 이동부의 위치를 판단하는 판단부와,

상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치되면, 카운트를 증가하는 카운터부로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
제1항에 있어서,

상기 센서는 X축과 Y축을 감지하는 가속도 센서임을 특징으로 하는 상기 장치.
제1항에 있어서, 상기 검출부는 하기 <수학식 3>를 통해 상기 이동부의 위치 값을 구함을 특징으로 하는 상기 장치.

<수학식 3>

여기서 x 는 이동부의 위치를 의미하며, v 는 이동부의 속도를 의미하며,
는 이동부의 시간간격을 의미.
제3항에 있어서, 상기 검출부는 하기 <수학식 2>를 통해 상기 이동부의 속도값(v)을 구함을 특징으로 하는 상기 장치.

<수학식 2>

여기서 a는 가속도 센서의 출력신호를 의미하며,
=k/m(k는 탄성계수, m은 이동부의 무게)를 의미.
휴대 단말기에서 만보계 기능을 수행하는 방법에 있어서,

만보계 모드에서, 제1경계부와 제2경계부를 왕복 이동하는 이동부의 움직임신호를 감지하는 과정과,

상기 이동부의 움직임 신호를 통해 상기 이동부의 속도 값을 검출하고, 상기 검출된 상기 이동부의 속도 값을 통해 상기 이동부의 위치 값을 출력하는 과정과,

상기 이동부의 위치 값을 통해 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치하는지 판단하는 과정과,

상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치되면, 카운트를 증가하여 표시하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제5항에 있어서, 상기 이동부가 상기 제2경계부에 위치 시,

상기 이동부의 위치 값은 최대 값이 되고 속도 값은 '0'이 되어, 카운트를 증가함을 특징으로 하는 상기 방법.
제5항에 있어서, 상기 이동부가 상기 제1경계부에 위치 시,

상기 이동부의 위치 값은 최소 값이 되고 속도 값은 '0'이 됨을 특징으로 하는 상기 방법.