KR100852197B1 - 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템 - Google Patents

광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100852197B1
KR100852197B1 KR1020060123716A KR20060123716A KR100852197B1 KR 100852197 B1 KR100852197 B1 KR 100852197B1 KR 1020060123716 A KR1020060123716 A KR 1020060123716A KR 20060123716 A KR20060123716 A KR 20060123716A KR 100852197 B1 KR100852197 B1 KR 100852197B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical sensor
sensor
signal
user
light
Prior art date
Application number
KR1020060123716A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080051900A (ko
Inventor
김연호
신건수
배상곤
박건국
김수관
Original Assignee
삼성전자주식회사
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
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060123716A priority Critical patent/KR100852197B1/ko
Publication of KR20080051900A publication Critical patent/KR20080051900A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100852197B1 publication Critical patent/KR100852197B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
    • G01J1/28—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
    • G01J1/30—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
    • G01J1/32—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B3/00—Audible signalling systems; Audible personal calling systems
    • G08B3/10—Audible signalling systems; Audible personal calling systems using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B3/1008—Personal calling arrangements or devices, i.e. paging systems
    • G08B3/1016—Personal calling arrangements or devices, i.e. paging systems using wireless transmission
    • G08B3/1025—Paging receivers with audible signalling details
    • G08B3/1033—Paging receivers with audible signalling details with voice message alert

Abstract

본 발명은 상기 광센서를 통해 광량 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 사용자의 움직임을 검출하는 단계 및 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화인지를 판단하는 단계를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법을 제공한다.
광센서, 안정화, 판단, 최적화, 광량

Description

광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템{Method for judging stability of photo sensor and system thereof}
도 1은 사용자가 휴식 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 사용자가 걷기 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 사용자가 달리기 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광센서의 안정화를 판단하는 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 광센서에서 검출된 광량 신호에 대한 측정 범위의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광센서의 안정화를 판단하는 방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 사용자가 휴식 중인 상태에서 불안정한 PPG 신호의 파형
120: 사용자가 휴식 중인 상태에서 안정적인 PPG 신호의 파형
210: 사용자가 걷기 중인 상태에서 불안정한 PPG 신호의 파형
220: 사용자가 걷기 중인 상태에서 안정적인 PPG 신호의 파형
310: 사용자가 달리기 중인 상태에서 불안정한 PPG 신호의 파형
320: 사용자가 달리기 중인 상태에서 안정적인 PPG 신호의 파형
400: 광센서 안정화 판단 시스템
410: 움직임 측정 센서 420: 광센서
430: 광량 최적화 판단부 440: 안정화 판단부
450: 음성 변환부 460: 음성 출력부
본 발명은 광센서의 안정화를 판단하는 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자마다 적합한 광량을 조절하고 광센서의 움직임 및 측정된 광신호의 AC 성분 평가를 통하여 측정하고자 하는 신호의 안정적인 검출을 위한 광센서의 안정화를 판단하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 광센서를 이용하여 맥파(Photoplethysmography: 이하 PPG라고 함)를 측정하는 장치는 상기 광센서의 압력, 위치, 광량 등이 매우 중요한 측정 요소로 좌우된다. 하지만 이러한 측정 요소들은 직접 관찰하거나 컨트롤하기 매우 어렵기 때문에 전문가가 직접 측정된 신호의 그래프를 보고 센서가 제대로 부착되었는지의 여부를 판단한다.
최근 런닝머신과 같은 운동 기구에서는 사용자가 운동중에 상기 사용자의 맥박을 측정하여 운동 상태를 모니터링하는 기능을 제공하고 있다. 상기 사용자의 운동 상태를 모니터링하는 방법으로는 대표적으로 상기 사용자가 상기 운동 기구를 사용하여 운동하는 도중에 상기 운동 기구의 손잡이를 잡으면, 상기 운동 기구에서 상기 손잡이를 통해 측정된 상기 사용자의 심전도 R-Peak 주기를 이용하는 방법과 상기 사용자의 귀에 집게형 PPG 센서를 부착하여 상기 PPG 센서를 통해 상기 사용자의 맥박을 측정하는 방법이 있다.
하지만, 종래 운동 기구의 손잡이를 통한 측정 방법은 상기 사용자가 상기 운동 기구를 사용할 때 자신의 맥박을 측정할 수 있도록 상기 운동 기구의 손잡이를 잡고 뛰어야 하므로 부자연스럽게 운동해야 하는 문제점이 있다.
한편, 종래 집게형 PPG 센서를 이용한 맥박 측정 방법은 상기 사용자가 상기 운동 기구의 손잡이를 잡지 않아도 되기 때문에 상대적으로 자연스럽게 운동을 할 수 있다는 장점은 있으나 상기 PPG 센서가 제대로 부착되지 않은 경우 맥파를 제대로 측정되고 있는지를 판단하지 않으므로 운동 중에 정확한 맥박을 측정하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사용자마다 적합한 광량을 조절하고 광센서의 움직임 및 측정된 광신호의 AC 성분 평가를 통하여 측정하고자 하는 신호의 안정적인 검출을 위한 광센서의 안정화를 판단하는 방법 및 그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 사용자의 움직임에 의해 발생되는 노이즈에 민감한 PPG 센서의 안정 상태를 판단한 결과에 따라 불안정한 상태인 경우 경고 메시지를 음성으로 출력함으로써 PPG 센서의 특성을 모르는 사용자이라도 PPG 센서를 이용한 맥파를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하는 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 광센서를 통해 광량 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 사용자의 움직임을 검출하는 단계 및 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지를 판단하는 단계를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일측에 따르는 광센서 안정화 판단 시스템은 광량을 검출하는 광센서와, 사용자의 움직임을 검출하는 움직임 측정센서 및 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지를 판단하는 판단부를 포함한다.
도 1은 사용자가 휴식 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 참조부호(110)은 상기 사용자가 휴식(rest) 중인 상태에서 PPG 센서가 제대로 부착되지 않는 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대로 부착되지 않았기 때문에 상기 PPG 신호가 불안정한 상태를 나타낸다. 참조부호(120)는 상기 사용자가 휴식 중인 상태에서 상기 PPG 센서가 제대로 부착된 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대로 부착되어 있기 때문에 상기 PPG 신호가 안정적인 상태를 나타낸다.
도 2는 사용자가 걷기 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 참조부호(210)은 상기 사용자가 걷기(walk) 중인 상태에서 PPG 센서가 제대로 부착되지 않는 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대로 부착되지 않았기 때문에 상기 PPG 신호가 불안정한 상태를 나타낸다. 참조부호(220)는 상기 사용자가 걷기 중인 상태에서 상기 PPG 센서가 제대로 부착된 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대로 부착되어 있기 때문에 상기 PPG 신호가 안정적인 상태를 나타낸다.
도 3은 사용자가 달리기 중인 경우 PPG 센서의 장착 상태에 따른 PPG 신호에 대한 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 참조부호(310)은 상기 사용자가 달리기(run) 중인 상태에서 PPG 센서가 제대로 부착되지 않는 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대로 부착되지 않았기 때문에 상기 PPG 신호가 불안정한 상태를 나타낸다. 참조부호(220)는 상기 사용자가 달리기 중인 상태에서 상기 PPG 센서가 제대로 부착된 경우에 검출된 PPG 신호의 일례를 나타내며, 상기 PPG 센서가 제대 로 부착되어 있기 때문에 상기 PPG 신호가 안정적인 상태를 나타낸다.
이와 같이, 종래 PPG 센서를 이용하여 맥파를 측정하는 방법은 PPG 센서가 제대로 위치되지 않는 경우에도 그대로 측정되기 때문에 도 1 내지 도 3에 도시된 것 참조부호(110, 210, 310)과 같이 불안정한 상태의 PPG 신호가 측정됨에 따라 정확한 맥파 검출이 불가능한 문제점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광센서의 안정화를 판단하는 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광센서 안정화 판단 시스템(400)은 움직임 측정센서(410), 광센서(420), 광량 최적화 판단부(430), 안정화 판단부(440), 음성 변환부(450) 및 음성 출력부(460)를 포함한다.
움직임 측정센서(410)는 사용자의 움직임을 측정하는 센서로서 가속도 센서, 자이로 센서, 지자계 센서 또는 압력을 이용한 움직임 패턴 등의 움직임을 측정하는 모든 센서를 포함할 수 있다.
광센서(420)는 광원부(light source)와 검출부(light detector)로 구성되며, 상기 광원부에서 상기 사용자의 피부에 빛을 조사하면, 상기 사용자의 피부에 반사되거나 상기 사용자의 피부를 투과한 빛에 대한 광량을 상기 검출부를 통해 검출한다.
광량 최적화 판단부(430)는 상기 검출된 광량에 대한 DC(Direct Current) 값 이 일정 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 광센서(420)에 대한 광량이 최적화 상태인지를 판단한다.
도 5는 광센서에서 검출된 광량에 대한 측정 범위의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 광센서(420)는 DC 성분이 다량 포함되어 있고, 상기 DC 성분 위에 소량의 AC 성분이 포함된 맥파 형태로 상기 광검출부를 통해 상기 광량을 검출할 수 있다.
광량 최적화 판단부(430)는 일례로 상기 일정 범위가 도면상에 빗금친 부분과 같이 상기 광량에 대한 DC 값의 한계점(신호의 포화 레벨, 최대)과 상기 한계점의 70% 사이인 경우, 상기 광량에 대한 DC 값이 상기 일정 범위 이내에 포함되면, 광센서(420)에서 검출된 광량이 최적화된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한 상기 검출된 광량이 최적화 상태가 아닌 경우 일례로 상기 포화 레벨의 70% 미만인 경우, 광량 최적화 판단부(430)는 PPG 신호의 측정한 필요한 최대 광량이 제공되도록 광센서(420)를 제어한다.
안정화 판단부(440)는 움직임 측정센서(410)를 통해 검출된 신호에 기초하고, 상기 광량에 대한 AC 신호를 분석한 결과에 따른 PPG 신호의 피크 간격이 분당 몇 회(Beat Per Minute: 이하 BPM이라 함) 발생하는지에 의해 검출된 상기 BPM이 상기 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따라 광센서(420)가 안정화된 상태인지 여부를 판단한다.
안정화 판단부(440)는 움직임 측정센서(410)에 의해 상기 사용자의 움직임이 측정되었는지를 판단한다. 일례로 안정화 판단부(440)는 움직임 측정센서(410)에 포함된 가속도 센서의 입력 신호가 있는지 여부를 판단함으로써 상기 사용자의 움직임이 측정되었는지를 판단한다. 즉, 안정화 판단부(440)는 상기 가속도 센서의 입력 신호가 있으면 상기 사용자의 움직임이 측정된 것으로 판단하고, 상기 가속도 센서의 입력 신호가 없으면 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이때 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 경우는 상기 사용자가 운동을 시작하기 전인 휴식 상태 또는 상기 사용자가 움직이지 않는 안정화 상태라고 할 수 있다. 또한 안정화 판단부(440)는 상기 가속도 센서의 입력 신호가 있는 경우 상기 사용자가 안정화 상태가 아니기 때문에 광센서(420)가 안정화된 상태가 아니라고 판단한다.
한편 상기 가속도 센서의 입력 신호가 없는 경우, 안정화 판단부(440)는 상기 광량에 대한 AC 신호를 분석한 결과에 따른 PPG 신호의 피크 간격이 분당 몇 회(Beat Per Minute: 이하 BPM이라 함) 발생하는지를 판단함으로써 상기 BPM 값을 계산한다. 그리고, 안정화 판단부(440)는 상기 BPM 값이 기준 범위 이내에 포함되는지 여부를 비교함으로써 광센서(420)가 안정화된 상태인지 여부를 판단한다. 일례로 상기 기준 범위는 상기 BPM 값이 사람의 맥박인 경우 40보다 크거나 120보다 작은 범위를 포함할 수 있다. 상기 BPM 값이 일례로 40보다 크고 120보다 작으면, 안정화 판단부(440)는 광센서(420)가 안정화된 상태로 판단한다. 이와 달리 상기 BPM 값이 일례로 40보다 크고 120보다 작지 아니하면, 안정화 판단부(440)는 광센서(420)가 안정화된 상태가 아니라고 판단한다.
상기 BPM 값이 상기 기준 범위 이내에 포함되는 경우 안정화 판단부(440)는 상기 광량 신호에 대한 피크(Peak) 간격이 일정한지 여부를 판단한다. 즉, 안정화 판단부(440)는 상기 검출된 광량 신호에 대한 피크 간격이 일정하면, 광센서(420)가 안정화된 상태로 판단한다. 또한 안정화 판단부(440)는 상기 검출된 광량 신호에 대한 피크 간격이 일정하지 아니하면, 광센서(420)가 안정화된 상태가 아닌 것으로 판단한다.
상기 광량 신호에 대한 피크 간격이 일정하면, 안정화 판단부(440)는 상기 PPG 신호에 대한 노이즈 SD(Standard Deviation) 값을 계산하고, 상기 노이즈 SD 값이 설정 범위 이내에 포함되는지에 따라 광센서(420)가 안정화된 상태인지 여부를 판단한다. 안정화 판단부(440)는 상기 광량 신호의 원 데이터(Raw data)와 상기 광량 신호의 필터링된 데이터(filtered data)간의 차이를 이용하여 상기 노이즈 SD 값을 계산한다. 즉, 안정화 판단부(440)는 상기 광량 신호의 원 데이터와 상기 광량 신호의 필터링된 데이터의 표준 편차 또는 분산 값을 구한 결과 값이 상기 노이즈 SD 값이 미리 설정된 노이즈 SD 기준 범위 내에 포함되는지 여부를 판단함으로써 광센서(420)가 안정화된 상태인지를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 광센서 안정화 판단 시스템(400)은 광량 최적화 판단부(430) 및 안정화 판단부(440)로 그 기능을 나누어 놓았으나 상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지를 판단하는 하나의 판단부로 구현될 수도 있다.
안정화 판단부(440)는 광센서(420)가 안정화된 상태가 아닌 것으로 판단되면, 상기 사용자에게 상기 사용자가 광센서(420)를 보다 정확하게 착용하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 변환되도록 음성 변환부(450)를 제어한다. 즉, 음성 변환부(450)는 안정화 판단부(440)에 의해 광센서(420)가 안정화된 상태가 아닌 것으로 판단되면, 음성 출력부(460)를 통해 상기 사용자에게 상기 경고 메시지를 음성으로 출력할 수 있도록 상기 경고 메시지를 음성으로 변환한다.
음성 출력부(460)는 스피커 또는 이어폰 등과 같이 음성이 출력될 수 있는 모든 수단이 포함될 수 있으며, 상기 경고 메시지를 음성으로 출력한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광센서 안정화 판단 시스템은 사용자마다 적합한 광량을 조절하여 안정적인 신호를 검출하기 위한 광센서의 안정화를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광센서 안정화 판단 시스템은 사용자의 움직임에 의해 발생되는 노이즈에 민감한 PPG 센서의 안정 상태를 판단한 결과에 따라 불안정한 상태인 경우 경고 메시지를 음성으로 출력함으로써 PPG 센서의 특성을 모르는 사용자이라도 PPG 센서를 이용한 맥파를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광센서의 안정화를 판단하는 방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 단계(610)에서 광센서 안정화 판단 시스템은 광센서를 통해 광량의 DC 성분을 검출한다. 즉, 단계(610)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광센서의 광검출부를 통해 광량 신호를 검출하고, 상기 검출된 광량 신 호로부터 DC 성분을 검출할 수 있다.
단계(620)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 검출된 광량 신호의 DC 성분이 상기 광량 신호의 최대값(Max) 대비 70%미만인지 여부를 판단한다. 즉, 단계(620)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단한다.
상기 검출된 광량 신호의 DC 성분이 상기 광량 신호의 최대값 대비 70% 미만인 경우, 단계(625)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광센서를 조절한다. 즉, 상기 검출된 광량 신호의 DC 성분이 상기 설정 범위 이내에 포함되지 아니한 경우, 단계(625)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광센서를 조절함으로써 상기 광센서로부터 검출된 광량 신호에 DC 성분의 크기를 조절할 수 있다.
상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 상기 광량 신호의 최대값 대비 70% 미만인 아닌 경우, 단계(630)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 움직임 측정센서를 통해 사용자의 움직임을 검출한다. 즉, 상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 상기 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 단계(630)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 움직임 측정센서를 통해 상기 사용자의 움직임을 검출할 수 있다. 상기 움직임 측정센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자게 센서 또는 압력 센서 등을 포함할 수 있다.
단계(640)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 가속도 센서의 입력 신호가 있는지 여부를 판단한다. 즉, 단계(640)에서 상기 광센서 안정화 판단 시 스템은 상기 움직임 측정센서를 통해 상기 사용자의 움직임이 측정되는지 여부를 판단한다.
상기 사용자의 움직임이 측정된 경우, 단계(650)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광센서의 안정화를 판단하기 위해 전제 조건이 되어야 하는 것이 상기 광센서를 착용한 상기 사용자가 움직이지 않아야 하므로 이를 경고하기 위한 경고 메시지를 음성으로 변환한다. 단계(655)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 사용자가 상기 광센서의 안정화를 판단하기 위해서 상기 사용자가 움직이기 않도록 하는 경고 메시지를 음성으로 출력한다.
상기 가속도 센서의 입력 신호가 없는 경우, 단계(660)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 사용자의 움직임이 없을 때 일정 시간 동안에 측정된 광량 신호를 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 광량 신호에 대한 피크 간격이 분당 몇회 발생하는지를 나타내는 BPM 값이 기준 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단한다. 일례로 단계(660)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 BPM 값이 40보다 크고 120보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.
상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 BPM 값이 상기 기준 범위 이내에 포함되지 않은 경우 상기 광센서가 불안정한 상태인 것으로 판단함에 따라 단계(650)와 마찬가지로 상기 사용자에게 상기 광센서가 불안정한 상태이므로 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 변환한다. 그리고, 단계(655)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 사용자가 청취할 수 있도록 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 출력한다.
상기 BPM 값이 상기 기준 범위 이내에 포함되는 경우, 단계(670)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 AC 성분의 피크 간격이 일정한지 여부를 판단한다.
상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 피크 간격이 일정하지 않은 경우, 상기 광센서가 불안정한 상태인 것으로 판단함에 따라 단계(650)와 마찬가지로 상기 사용자에게 상기 광센서가 불안정한 상태이므로 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 변환한다. 그리고, 단계(655)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 사용자가 청취할 수 있도록 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 출력한다.
상기 피크 간격이 일정한 경우, 단계(680)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 노이즈 SD 값을 계산한다. 즉, 단계(680)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 광량 신호의 원 데이터(Raw data)와 상기 광량 신호의 필터링된 데이터간의 차이를 이용하여 상기 노이즈 SD 값을 계산한다.
단계(690)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 노이즈 SD 값이 설정 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단한다. 즉, 단계(690)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 계산된 노이즈 SD 값이 미리 설정된 노이즈 SD 범위 이내에 포함되면, 상기 광센서가 안정화된 상태로 판단할 수 있다. 이처럼 본 발명에 따른 광센서 안정화 판단 방법은 단계(640), 단계(660), 단계(670) 및 단계(680)의 판단 결과를 모두 만족하는 경우에만 상기 광센서가 안정화된 상태로 판단할 수 있다.
이와 달리 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 노이즈 SD 값이 상기 설 정 범위 이내에 포함되지 않는 경우, 상기 광센서가 불안정화된 상태인 것으로 판단함에 따라 단계(650)와 마찬가지로 상기 사용자에게 상기 광센서가 불안정한 상태이므로 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 변환한다. 그리고, 단계(655)에서 상기 광센서 안정화 판단 시스템은 상기 사용자가 청취할 수 있도록 상기 광센서를 정확하게 장착하도록 경고하는 경고 메시지를 음성으로 출력한다.
본 발명의 일실시예에 따른 광센서 안정화 판단 방법에서는 단계(640), 단계(660), 단계(670) 및 단계(680)가 순차적으로 진행되었으나 상황에 따라 순서에 무관하게 진행되거나 판단될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광센서 안정화 판단 방법은 사용자마다 적합한 광량을 조절하여 안정적인 신호를 검출하기 위한 광센서의 안정화를 판단할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광센서 안정화 판단 방법은 사용자의 움직임에 의해 발생되는 노이즈에 민감한 PPG 센서의 안정 상태를 판단한 결과에 따라 불안정한 상태인 경우 경고 메시지를 음성으로 출력함으로써 PPG 센서의 특성을 모르는 사용자이라도 PPG 센서를 이용한 맥파를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
한편 본 발명에 따른 광센서의 안정화 판단 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 사용자마다 적합한 광량을 조절하여 안정적인 신호를 검출하기 위한 광센서의 안정화를 판단하는 방법 및 그 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사용자의 움직임에 의해 발생되는 노이즈에 민감한 PPG 센서의 안정 상태를 판단한 결과에 따라 불안정한 상태인 경우 경고 메시지를 음성으로 출력함으로써 PPG 센서의 특성을 모르는 사용자이라도 PPG 센서를 이용하여 맥파를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하는 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광센서의 안정화를 판단하는 방법에 있어서,
    상기 광센서를 통해 광량 신호를 검출하는 단계;
    상기 검출된 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 사용자의 움직임을 검출하는 단계; 및
    상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지를 판단하는 단계
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 사용자의 움직임을 검출하는 단계는,
    상기 광량 신호에 대한 DC 성분이 상기 설정 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    움직임 측정센서를 통해 상기 사용자의 움직임을 측정하는 단계
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지를 판단하는 단계는,
    가속도 센서의 입력 신호가 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 가속도 센서의 입력 신호가 없는 경우, 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과에 따른 광량 신호의 피크 간격이 분당 몇 회(Beat Per Minute: 이하 BPM이라 함) 발생하는지 여부를 측정하는 단계;
    상기 BPM이 상기 기준 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 BPM이 상기 기준 범위 이내에 포함되는 경우, 상기 광센서가 안정화 상태로 판단하는 단계
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 BPM이 상기 기준 범위 이내에 포함되는 경우, 상기 광센서가 안정화 상태로 판단하는 단계는,
    상기 광량 신호에 대한 피크(Peak) 간격이 일정한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 피크 간격이 일정한 경우, 상기 광량 신호에 대한 노이즈 SD 값을 계산하는 단계;
    상기 노이즈 SD 값이 설정 범위 이내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 노이즈 SD 값이 상기 설정 범위 이내에 포함되는 경우, 상기 광센서가 안정화 상태인 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광량 신호에 대한 노이즈 SD(Standard Deviation) 값을 계산하는 단계는,
    상기 광량 신호의 원 데이터(Raw data)와 상기 광량 신호의 필터링된 데이터간의 차이를 이용하여 상기 노이즈 SD 값을 계산하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되지 않는 경우, 상기 광센서를 조절하는 단계를 더 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    가속도 센서의 입력 신호가 없는 경우, BPM이 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 광량 신호에 대한 피크 간격이 일정하지 않은 경우 또는 노이즈 SD 값이 설정 범위를 벗어나는 경우 이를 경고하기 위한 경고 메시지를 음성으로 변환하는 단계; 및
    상기 경고 메시지를 음성으로 출력하는 단계
    를 더 포함하는 광센서의 안정화 판단 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  9. 광량을 검출하는 광센서;
    사용자의 움직임을 측정하는 움직임 측정센서; 및
    상기 사용자의 움직임이 측정되지 않는 상태에서 상기 광센서에 의해 검출된 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과가 기준 범위 이내에 포함되지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인 것으로 판단하는 판단부
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 움직임 측정센서는,
    가속도 센서, 자이로 센서, 지자계 센서 또는 압력 센서를 이용하여 상기 사용자의 움직임 패턴을 검출하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 광량 신호에 대한 DC 성분이 일정 범위 이내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서의 광량이 최적화 상태를 판단하는 광량 최적화 판단부; 및
    상기 움직임 측정센서를 통해 검출된 신호에 기초하고, 상기 광량 신호에 대한 AC 성분을 분석한 결과에 따른 상기 광량 신호의 피크 간격이 분당 몇 회(Beat Per Minute: 이하 BPM이라 함) 발생하는지에 의해 검출된 상기 BPM이 상기 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따라 상기 광센서가 안정화된 상태인지 여부를 판단하는 안정화 판단부
    를 포함하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안정화 판단부는,
    상기 광량 신호에 대한 피크(Peak) 간격이 일정한지 여부를 판단하고, 상기 피크 간격이 일정하면, 상기 광량 신호에 대한 노이즈 SD 값을 계산하고, 상기 노이즈 SD 값이 설정 범위 이내에 포함되는지에 따라 상기 광센서가 안정화 상태인지 여부를 판단하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 광량 최적화 판단부는,
    상기 광량 신호에 대한 DC 성분이 설정 범위 이내에 포함되지 않는 것으로 판단되면, 상기 광센서의 광량을 조절하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    가속도 센서의 입력 신호가 없는 경우, BPM이 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 광량 신호에 대한 피크 간격이 일정하지 않은 경우 또는 노이즈 SD 값이 설정 범위를 벗어나는 경우 이를 경고하기 위한 경고 메시지를 음성으로 변환하는 음성 변환부; 및
    상기 경고 메시지를 음성으로 출력하는 음성 출력부
    를 더 포함하는 광센서의 안정화 판단 시스템.
KR1020060123716A 2006-12-07 2006-12-07 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템 KR100852197B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123716A KR100852197B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123716A KR100852197B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080051900A KR20080051900A (ko) 2008-06-11
KR100852197B1 true KR100852197B1 (ko) 2008-08-13

Family

ID=39806822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123716A KR100852197B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100852197B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6900432B2 (ja) * 2019-08-08 2021-07-07 京セラ株式会社 電子機器、制御方法、及び制御プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058262A (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光センサの特性検知方法、感度調整方法、閾値調整方法、並びに光検出装置の自動調整装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058262A (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光センサの特性検知方法、感度調整方法、閾値調整方法、並びに光検出装置の自動調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080051900A (ko) 2008-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200046231A1 (en) Contextual heart rate monitoring
JP2007125360A (ja) 咳検出装置
RU2682760C1 (ru) Устройство мониторинга сердечных сокращений
JP3523978B2 (ja) 脈拍計
US10405760B2 (en) Heart rate monitor system
KR20170019189A (ko) 혈압 추정 방법 및 장치
KR20140095291A (ko) 사용자의 움직임과 심박수에 기초한 스트레스 측정 장치 및 방법
JP2000005153A5 (ko)
JP2007007075A (ja) 血圧測定装置
JP2007143623A (ja) 生体情報測定装置
US9700237B2 (en) Acceleration measurement in exercise apparatus
JP4326486B2 (ja) 周期算出装置及びプログラム
KR101019764B1 (ko) 진동 및 잡음이 포함된 피피지 신호에서 정확한 심박을 측정하기 위한 피피지 기반의 심박 검출 방법
JP6934309B2 (ja) 脈拍計測装置、脈拍計測方法、及びプログラム
KR100852197B1 (ko) 광센서의 안정화 판단 방법 및 그 시스템
KR20110067462A (ko) 맥박수 측정 방법 및 장치
JP2006247221A (ja) 脈波検出装置
WO2020213431A1 (ja) 生体情報モニタリングシステム、ベッドシステム、及び生体情報モニタリング方法
WO2019026782A1 (ja) 体動判定システム及び生体状態モニタリングシステム
JP2002017694A (ja) 脈拍数検出装置
JP2020025732A (ja) 脈波評価装置及び脈波評価方法
JP2005283340A (ja) 歩数計
CN107920767B (zh) 光电反射心率检测方法及装置
KR20180114396A (ko) 움직임 감지를 이용한 집중력 측정 장치
KR20070096475A (ko) 신체 상태 알림 장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110711

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120716

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee