KR100917607B1 - 인체 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명 외부 장치(중앙처리장치) 및 인체와 접촉하여 통신을 수행하는 인체 통신 장치에 관한 것으로서, 상기 인체 통신 장치는, 인체와 접촉하는 전도성을 갖는 적어도 하나의 전극과, 상기 적어도 하나의 전극과 각각 연결되어 인체의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량을 감지하여 감지된 전기적 신호를 발생하는 적어도 하나의 정전 용량 감지부를 갖는 접촉 감지부; 상기 접촉 감지부로부터 수신된 정전 용량의 변화로 발생한 전기적 신호 패턴으로부터 사용자의 의도를 해석하는 신호 해석부; 상기 신호 해석부에 의해 해석된 신호를 확인하여 중앙처리장치를 대기모드에서 정상상태로 동작하도록 제어하고 데이터 신호 처리부의 전원을 제어하는 제어신호인 Wake-Up 신호를 발생하는 제어 신호 발생부; 및 상기 제어신호에 의해 외부 장치와 데이터 신호를 송신 및 수신하는 데이터 신호 처리부를 포함함으로써, 인체를 매질로 하는 통신 입출력 장치 특히 이동 기기에 있어서 인체 통신 외의 목적으로 기기에 접촉할 때의 불필요한 소비 전력을 줄이기 위해 사용자가 행하는 정해진 패턴을 인식하여 인체통신용 모뎀 혹은 송수신 회로의 소비 전력을 최소화하고, 대기 시 소비 전력을 최소화하여 이동 기기의 대기 시간을 연장할 수 있다.
인체 통신, 전극, 정전 용량 감지부, 접촉 감지부, 신호 해석부, 제어 신호 발생부, 데이터 신호 처리부.

Description

인체 통신 장치{BODY COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은 인체와 접속하여 통신을 수행하는 인체 통신에 관한 것으로서, 특히 인체의 접촉 혹은 근접을 감지하여 대기 모드에 있던 인체 통신용 컨트롤러 및 송수신 모듈을 정상 상태로 동작시키기 위한 인체 통신 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-069-03, 과제명: 생체정보 처리기반 웨어러블 시스템 기술 개발].
인체접촉 감지를 이용하는 통신 입출력 장치는 핸드폰, MP3 player, 디지털 카메라 등과 같은 이동 기기에 적용될 수 있으며, 인체접촉 감지를 위해 다수의 전극 및 접촉 감지부를 갖는다. 이러한 이동 기기의 기본적인 목적 즉 통화, 버튼 조작, 사진 촬영 등을 위해 이동 기기에 인체가 접근할 경우, 상기 접촉 감지부는 이를 감지하여 사용자가 인체통신 기능을 원치 않음에도 불구하고 불필요한 동작과 함께 배터리의 전력을 소모하게 된다.
인체에 장착 혹은 근접해 있는 기기 간에 인체를 매질로 통신하는 시스템은 인체의 접촉을 통해 통신 채널이 형성된다. 하지만, 인체 통신 기능을 내장한 기기에서는 언제 인체와의 접촉이 이루어질지 모르기 때문에 주기적으로 신호를 체크하여 상대방의 기기와의 통신 채널이 형성되었는지를 체크한다. 이 경우, 인체와의 접촉이 이루어져 있지 않은 경우일지라도, 기기 자체는 인체와의 접촉 여부를 판별할 수 없다.
따라서 인체를 통해 수신된 미약한 신호를 처리하여 디지털 신호로 변환시켜주는 수신단 회로 및 제어를 수행하는 마이크로 컨트롤러는 항상 깨어 있거나 혹은 소비 전력을 줄이기 위해 주기적으로 깨어 있어야 한다.
또한, 보내고자 하는 데이터가 있는 송신부의 경우, 인체 통신용 마이크로 컨트롤러는 외부의 제어 신호 또는 지정된 메모리 영역에 데이터가 인가됨으로써, 송신회로뿐만 아니라 통신이 형성되었는가를 확인하기 위한 수신회로도 지속적으로 정상 동작하고 있어야 한다. 여기서 송신회로는 동작을 시작하였더라도 인체와 접촉이 이루어지기 전까지 마이크로 컨트롤러로부터 받은 디지털 신호를 인체에 인가하기 위한 신호로 변환시키는 기능을 갖는다. 즉, 채널이 형성되었는지의 여부를 확인하기 위해 인체와의 접촉이 없음에도 송신 회로 및 수신 회로가 동작한다. 따라서 일반적인 인체통신을 이용하는 장치에서는 불필요한 소비 전력이 발생하게 된다.
상술한 바와 같이, 일반적인 인체 통신 장치에서는 송신 및 수신 과정에서 인체와 접촉을 이루고 있지 않음에도 채널의 형성 여부를 알기 위해 송신 및 수신 회로와 이를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러가 항상 또는 주기적으로 정상 동작 상태에 있어야하므로 이는 불필요한 전력을 소비하는 문제점을 가지고 있다. 또한, 단순한 인체접촉 감지만을 이용하는 통신 입출력 장치는 인체통신 외에 다른 목적을 가지고 기기에 접촉할 경우 사용자의 정확한 의도를 판별할 수 없으므로 인해 인체통신용 모뎀 및 송수신 모듈이 불필요한 전력을 소비하는 문제점을 가지고 있다.
접촉 감지부를 갖는 인체 통신 장치를 핸드폰과 같이 손에 쥐고 사용하는 기기에 적용함으로써 사용자의 접촉이 없을 경우 채널이 형성을 판단하기 위해 소비되는 전력을 줄 일 수 있다. 그런데, 이러한 인체 통신 장치가 인체통신 외의 사용자의 다른 용도에 의한 접촉, 즉 통화를 하거나, 음악을 듣거나, 사진을 찍거나 하는 등의 다른 동작을 위해 인체가 기기의 전극에 접촉 또는 접근되어지면, 사용자의 의도와 관계없이 인체의 접촉 및 접근을 인식하여 제어 신호를 발생시키게 되므로 상기 제어 신호에 의해 외부 장치 또는 데이터 송/수신이 이루어지므로 불필요한 전력 소비를 막을 필요가 있다.
따라서 본원 발명은 사용자가 인체를 매질로 하여 통신 수행 시, 인체와 접촉이 이루어지기 전에 발생할 수 있는 송/수신부 및 외부 장치의 불필요한 소비 전력을 줄이고, 인체 통신 이외의 목적을 갖고 기기에 접촉하여 발생할 수 있는 불필요한 소비 전력을 줄이기 위한 인체 통신 장치를 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 인체 통신 장치는, 인체와 접촉하는 전도성을 갖는 적어도 하나의 전극과, 상기 적어도 하나의 전극과 각각 연결되어 인체의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량을 감지하여 감지된 전기적 신호를 발생하는 적어도 하나의 정전 용량 감지부를 갖는 접촉 감지부; 상기 접촉 감지부로부터 수신된 정전 용량의 변화로 발생한 전기적 신호 패턴으로부터 사용자의 의도를 해석하는 신호 해석부; 상기 신호 해석부에 의해 해석된 신호를 확인하여 중앙처리장치를 대기모드에서 정상상태로 동작하도록 제어하고 데이터 신호 처리부의 전원을 제어하는 제어신호인 Wake-Up 신호를 발생하는 제어 신호 발생부; 및
상기 제어신호에 의해 외부 장치와 데이터 신호를 송신 및 수신하는 데이터 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 통신 입출력 장치는 다수의 전극과 정전 용량 감지부를 이용하여 사용자의 접촉에 의한 정전 용량의 특정한 변화를 감지함으로써 단순한 접촉으로 인한 불필요한 소비 전력을 줄이기 위해 사용자가 행하는 정해진 패턴을 인식하여 인체통신용 모뎀 혹은 송수신 회로의 소비 전력을 최소화하고, 대기 시 소비 전력을 최소화하여 이동 기기의 대기 시간을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 물리적 스위치에 비해 내구성이 우수하여 현재 핸드폰 및 MP3 플레이어에 적용되어지고 있는 정전 용량 스위치에 적용할 경우, 적용 기기의 외관에 변화를 주지 않고 적용할 수 있으며, 각 이동 기기에 적합한 사용자의 조작 기능을 활용할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 이동 기기에 동일한 패턴을 적용함으로써 사용자의 편의를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예에서는 다수 전극과 정전 용량 감지부를 이용하여 사용자의 접촉에 의한 정전 용량의 특정한 변화를 감지하도록 하는 인체접촉 감지를 이용한 인체 통신 장치를 적용하며, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 인체접촉 감지를 이용한 인체 통신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 인체 통신 장치(100)는 접촉 감지부(110)와, 신호 해석부(120)와, 제어 신호 발생부(130)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 접촉 감지부(110)는 인체와 신호를 주고받는 다수의 전극(101a~101i)과, 접촉 및 근접에 의한 정전 용량을 검출하는 기능을 갖는 다수의 정전 용량 감지부(102a~102i)를 포함한다. 여기서 상기 다수의 전극 중 적어도 하나의 전극은 인체 통신을 위한 송/수신부 또는 모뎀과 연결되어지며, 인체 통신이 이루어지는 동안 송/수신부 또는 모뎀과 연결된 하나 이상의 전극이 인체와 지속적인 접점을 형성한다.
상기 신호 해석부(120)는 상기 접촉 감지부(110)의 다수의 정전 용량 감지부(102a~102i)에서 출력되는 전기적 신호를 해석한다.
상기 제어 신호 발생부(130)는 상기 신호 해석부(120)에 의해서 해석된 신호를 입력받아 제어 신호를 발생한다.
이와 같이 구성된 인체 통신 장치는 약속된 정전 용량의 특정한 변화 패턴이 사용자에 의해 발생할 때, 인체와 접촉하고 있는 상기의 전극(101a 내지 101i) 중 적어도 하나의 전극과 인체 통신용 송/수신부 또는 모뎀 사이에 신호를 연결한다. 이런 과정을 통해 인체 통신 외의 목적으로 사용자가 기기에 접촉 또는 접근하였을 때 오동작함에 따라 소비되는 전력을 최소화함으로써 인체 통신이 적용된 이동 기기의 대기 시간을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 인체 통신 장치를 적용한 본 발명의 제1 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 인체 통신 장치는 시분할 방식의 인체 통신 장치이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인체 접촉 감지부를 갖는 시분할 인체 통신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 2를 참조하면, 시분할 방식의 인체 통신 장치(200)는 송신과 수신이 같은 반송 주파수를 사용하는 경우에도 사용이 가능하며, 상기 도 1에 도시된 바와 같은 접촉 감지부(210), 신호 해석부(220), 제어 신호 발생부(230)를 포함하며, 여기에 시분할 방식의 데이터 신호 처리부(240)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
여기서 상기 데이터 신호 처리부(240)는 수신부(241), 송신부(242), 스위치부(243)로 구성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 수신부(241)는 연속 주파수 복조 수단을 가지며, 상기 송신부(242)는 연속 주파수 변조 수단을 포함한다. 상기 스위치부(243)는 상기 제어 신호 발생부(230)로부터 발생된 상기 제어 신호에 따라 인체(201)로의 데이터 신호 송신 혹은 인체(201)로부터의 데이터 신호 수신을 선택한 다. 여기서 상기 기저 대역 신호는 통신 채널의 특성이 반영된 스프레딩(preading) 및 채널 코딩된 신호로서, 매우 짧은 펄스주기를 갖는 UWB 신호를 포함한다.
상기 제어 신호 발생부(230), 수신부(241) 및 송신부(242)는 중앙처리장치(CPU)(250)와 연결된다.
상기 접촉 감지부(210)는 다수의 전극과, 다수의 정전 용량 감지부를 포함한다.
그러면 이와 같은 구조를 갖는 시분할 방식의 인체 통신 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.
상기 접촉 감지부(210)는 인체(201)의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량(또는 자기장)을 감지하여 전기적 신호를 발생, 이를 상기 신호 해석부(220)로 전송한다. 그러면 상기 신호 해석부(220)는 정전 용량 변화로 발생한 전기적 신호 패턴으로부터 사용자의 의도를 신호를 해석한다. 이렇게 해석된 신호는 상기 제어 신호 발생부(230)로 입력된다. 이에 따라 상기 제어 신호 발생부(230)는 상기 해석된 신호를 확인한 후 제어 신호인 Wake-up 신호를 상기 중앙처리장치(220)로 발생한다. 제어 신호 발생부(230)의 출력은 중앙처리장치(250)가 대기모드에서 정상 상태로 동작하도록 신호를 인가할 뿐만 아니라 데이터 신호 처리부(240)의 전원을 제어할 수 있다.
상기 제어 신호가 수신됨에 따라 동작되는 상기 중앙처리 장치(220)는 상기 송신부(242)로 송신 데이터 신호(TxD)를 전송한다. 이에 따라 상기 송신부(242)는 상기 송신 데이터 신호(TxD)를 기저대역 신호로 변환하여 스위치부(243)를 통해 상 기 접촉 감지부(210)로 전송한다. 그러면 상기 접촉 감지부(210)는 적어도 하나의 전극에 접촉된 인체(201)에 상기 기저대역 신호를 인가한다.
이때, 상기 접촉 감지부(210)는 전극에 연결된 인체의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량을 감지하여 감지된 전기적 신호인 기저대역 신호를 스위치부(230)를 통해 상기 수신부(241)로 전달한다. 이에 따라 상기 수신부(241)는 전달된 상기 기저대역 신호를 디지털 신호인 수신 데이터 신호(RxD)로 변환하여 상기 중앙처리장치(220)로 전송한다.
다음으로, 상술한 바와 같은 인체 통신 장치를 적용하여 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 인체 통신 장치는 송신과 수신이 서로 다른 반송 주파수를 사용하는 경우의 인체접촉 감지를 이용한 주파수 분할 방식의 인체 통신 장치로서, 이를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인체 접촉 감지부를 갖는 주파수 분할 인체통신 입출력 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 주파수 분할 방식의 인체 통신 장치(300)는 송신과 수신이 서로 다른 반송 주파수를 사용함에 따라 두 신호의 경로를 구분해주는 듀플렉서(343)를 포함하며, 이와 함께, 접촉 감지부(310), 신호 해석부(320), 제어 신호 발생부(330), 주파수 분할 방식의 데이터 신호 처리부(340)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서 상기 데이터 신호 처리부(340)는 수신부(341) 및 송신부(342) 및 듀플렉서(343)를 포함한다.
그러면 이와 같은 구조를 갖는 주파수 분할 방식의 인체 통신 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.
상기 접촉 감지부(310)는 인체(301)의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량(또는 자기장)을 감지하여 전기적 신호를 발생, 이를 상기 신호 해석부(320)로 전송한다. 그러면 상기 신호 해석부(320)는 정전 용량 변화로 발생한 전기적 신호 패턴으로부터 사용자의 의도를 신호를 해석한다. 이렇게 해석된 신호는 상기 제어 신호 발생부(330)로 입력된다. 이에 따라 상기 제어 신호 발생부(330)는 상기 해석된 신호를 확인한 후 제어 신호인 Wake-up 신호를 상기 중앙처리장치(320)로 발생한다. 제어 신호 발생부(330)의 출력은 중앙처리장치(350)가 대기 모드에서 정상 상태로 동작하도록 신호를 인가할 뿐만 아니라 데이터 신호 처리부(340)의 전원을 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 중앙처리장치(350)는 상기 제어 신호에 따라 동작하여 상기 송신부(342)로 디지털 신호인 송신 데이터 신호(TxD)를 전송한다.
따라서 상기 송신부(342)는 상기 수신한 송신 데이터 신호(TxD)를 기저대역 신호로 변환하고, 반송 주파수를 이용하여 연속 주파수 변조를 수행한 후, 이를 듀플렉스(343)를 통해 접촉 감지부(310)로 전송한다. 이에 따라 상기 접촉 감지부(310)는 상기 수신된 신호를 인체(301)에 인가하게 된다. 이 경우 상기 도 2에서의 경우와 달리 중앙처리장치(350)로부터의 선택신호는 불필요하게 된다.
이때, 접촉 감지부(310)는 내부의 전극에 접촉된 인체(301)로부터 전기적 신호를 감지하여 감지된 전기적 신호를 디지털 신호인 수신 데이터 신호(RxD)로 변환 하여 상기 듀플렉스(343)를 통해 상기 수신부(341)로 전송한다. 이에 따라 상기 수신부(342)는 연속주파수 복조 회로를 이용하여 인체(301)를 통해 수신된 상기 신호를 디지털 신호인 수신 데이터(RxD)로 복원하여 이를 중앙 처리 장치(350)로 전송한다.
상술한 바와 같은 인체 통신 장치를 이용하여 통신이 가능한 방식의 신호의 예로, 맨체스터 코딩을 포함하여 펄스 변조 방식 및 연속 주파수 변조 방식의 신호들을 포함한다. 펄스 변조 방식의 신호를 적용하는 경우에는 주파수 이용 효율을 높이고 spurious를 제한하기 위해 출력단에 여과기를 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 인체 통신 장치는 연속 주파수 변조를 하지 않은 디지털 신호를 시분할 방식에 의해 신호를 주고받을 수 있으며, 이때 수신부(341)는 입력된 미약한 신호로부터 디지털 신호로 복원하기 위한 회로로 구성되어지며, 송신부(342)는 중앙처리장치(350)로부터 받은 신호를 수신 가능한 신호로 만들기 위한 회로로서 증폭 기능을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에서는 광전 효과를 이용하여 비접촉 상태에서도 인체에 유기되는 전기장을 검출할 수 있는 인체 통신 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광전 센서를 이용한 인체 통신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인체 통신 장치는 인체에 접하는 영역에 절연필름(401)이 부착된 접촉 감지부(410)와, 신호 해석부(420)와, 제어 신호 발생부(430)와, 광전센서(440)와, 수신부(450), 송신부(460)와, 네트워크 인터페이스부 및 수신부(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 접촉 감지부(410)는 전도성을 갖는 접촉 패드, 즉 송수신 전극과 정전 용량 감지부를 포함하며, 인체 통신을 위한 사용자의 특정한 패턴을 분석하여 인체 통신이 이루어지기 전까지 많은 전력 소비를 갖는 광전 센서(440) 및 수신부(450),송신부(460) 의 소비 전력을 줄일 수 있다.
상기 수신부(450)는 광전 센서(440)로부터 수신된 신호를 증폭하는 증폭기(441), 증폭된 신호를 필터링하는 대역통과 필터(442), 피크-홀드 회로(443) 및 제1 및 제2 비교기(444, 445)를 포함한다.
상기 송신부(460)는 송신 신호를 발생하는 송신회로(461) 및 상기 송신회로(461) 및 상기 수신부(450)로 제어 신호를 발생하는 데이터 감지회로(462)를 포함한다.
여기서 상기 송신부(460) 및 수신부(450)의 구체적인 기능은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해가 가능하므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그러면 이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 인체 통신 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.
상기 송신부(460)는 상기 네트워크 인터페이스부(470)로부터 입력된 수신 신호를 접촉 감지부(410)로 전달한다. 이에 따라 상기 접촉 감지부(410)는 절연 필름(401)을 통해 상기 수신 신호를 인체에 인가한다.
그런 다음 상기 접촉 감지부(410)는 절연필름(401)을 통해 인체와 비접촉 상태로 인체 내의 미약한 전기장을 감지한 후 감지된 전기장 신호를 신호 해석부(420) 및 광전 센서(440)로 전달한다. 이에 따라 상기 신호 해석부(420)는 상기 접촉 감지부(410)에서 수신된 전기장 신호를 해석하여 해석된 신호를 상기 제어 신호 발생부(430)로 전달한다. 그러면 상기 제어 신호 발생부(430)는 상기 해석된 신호를 확인하여 제어신호를 상기 네트워크 인터페이스부(470)로 발생한다.
이때, 상기 광전 센서(440)는 상기 접촉 감지부(410)로부터 입력된 미약한 전기장 신호를 전기적 신호로 변환한 후 변환된 전기적 신호를 상기 수신부(450)로 전달한다. 이에 따라 상기 수신부(450)는 상기 수신한 전기적 신호를 네트워크 인터페이스부(470)로 전달한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에서 접촉 감지부를 구성하는 접촉 센서의 동작원리는 인체의 접촉이 없을 경우, 기준 정전 용량에 의한 고유 발진 주파수를 발생시키고, 인체의 접촉이 있을 경우, 부하 정전 용량이 변화하고 이로 인해 발진 주파수의 변화를 비교기를 통해 출력 신호를 발생시킨다. 접촉 센서의 동작 원리는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해가 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 사용되는 전극의 경우, 인체와의 직접적인 접촉을 감지하기 위해 전도성 물질로 구성될 뿐만 아니라 유전체로 도포된 전도성 물질로도 구성이 가능하다. 또한 각각의 전극은 인체와의 안정된 접점을 유지하기 위해 송수신 전극을 다수로 구성할 경우, 다채널 센서를 이용하여 구성이 가능하다.
접촉형 센서 타입의 정전 용량 감지부의 경우, 기준 정전 용량을 조절하면 접촉 감도를 조절할 수 있으며, 높은 접촉 감도를 갖도록 설정된 센서의 경우 접촉 패드(혹은 전극)와 인체가 수mm ~ 수cm 사이의 근접을 검출할 수 있다. 이러한 경우, 신호 해석부를 통해 제어 신호 발생에 이르는 시간을 조절하여 사용자의 인체 통신 의사 전달로부터 통신에 이르는 시간 및 송수신 회로의 정상 상태에 도달하는 시간을 줄 일 수 있다.
본 발명에서 언급한 마이크로 컨트롤러는 통신 입출력 장치에 내장되어 있을 수 있으나, 인체 통신이 적용 가능한 기기, 예를 들어 핸드폰, PDA, MP3, 휴대용 영상 정보 장치, PC, 노트북, 프린터 등에 사용되고 있는 마이크로 컨트롤러의 기능을 이용할 수 있다.
본 발명에 의한 인체접촉을 감지하는 통신 입출력 장치는 이동 기기간의 통신 및 이동 기기와 고정 기기, 고정 기기와 고정 기기 간에 인체를 매질로 통신을 이루어지는 곳에 사용될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 장치 및 방법에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 다수의 전극 및 정전 용량 감지부를 갖는 인체 통신 장치의 구조를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인체 접촉 감지부를 갖는 시분할 인체 통신 장치의 구조를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인체 접촉 감지부를 갖는 주파수 분할 인체통신 입출력 장치의 구조를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광전 센서를 이용한 인체 통신 장치의 구조를 도시한 블록도.

Claims (11)

  1. 인체와 접촉하는 전도성을 갖는 적어도 하나의 전극과, 상기 적어도 하나의 전극과 각각 연결되어 인체의 접촉을 통해 변화되는 정전 용량을 감지하여 감지된 전기적 신호를 발생하는 적어도 하나의 정전 용량 감지부를 갖는 접촉 감지부;
    상기 접촉 감지부로부터 수신된 정전 용량의 변화로 발생한 전기적 신호 패턴으로부터 사용자의 의도를 해석하는 신호 해석부;
    상기 신호 해석부에 의해 해석된 신호를 확인하여 중앙처리장치를 대기모드에서 정상상태로 동작하도록 제어하고 데이터 신호 처리부의 전원을 제어하는 제어신호인 Wake-Up 신호를 발생하는 제어 신호 발생부; 및
    상기 제어신호에 의해 외부 장치와 데이터 신호를 송신 및 수신하는 데이터 신호 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 정전 용량 감지부 각각은, 상기 인체와 상기 적어도 하나의 전극 간의 직접 접촉 또는 상기 인체의 접근을 감지하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 신호 처리부는 송신 데이터 신호 및 수신 데이터 신호를 시분할방식에 의하여 각각 송신 및 수신함을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 신호처리부는 송신용 반송주파수와 수신용 반송주파수가 상이한 연속주파수변조방식을 사용하는 주파수분할 방식에 의하여 송신 데이터 신호 및 수신 데이터 신호를 각각 송신 및 수신함을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 데이터 신호 처리부는,
    상기 인체로부터 감지된 기저 대역 신호를 원래의 디지털 신호로 복원하는 수신부;
    상기 외부 장치로부터 수신된 상기 수신 데이터 신호를 기저대역 신호로 상기 인체에 인가하는 송신부; 및
    상기 송신부와 상기 수신부에 연결되고, 상기 제어신호에 따라 상기 인체로의 송신 또는 상기 인체로부터의 수신을 선택하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 데이터 신호는 통신 채널의 특성이 반영된 스프레딩(preading) 및 채널 코딩된 신호로서, 매우 짧은 펄스주기를 갖는 UWB 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 데이터 신호 처리부는,
    상기 인체와 비접촉 상태에서 상기 접촉 감지부로부터 유기되는 전기장 신호 형태의 상기 수신 데이터 신호를 전기적 신호로 변환하는 광전 센서부;
    상기 광전 센서부로부터 수신된 상기 전기적 신호를 원래의 디지털 신호로 복원하는 수신부;
    상기 외부 장치로부터 수신된 상기 송신 데이터 신호를 기저대역 신호로 상기 인체에 인가하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 데이터 신호 처리부는,
    상기 접촉 감지부로부터 전달받은 상기 수신 데이터 신호를 연속주파수복조하여 원래의 디지털 신호로 복원하는 수신부;
    상기 외부 장치로부터 수신된 디지털 신호 형태의 상기 송신 데이터 신호를 연속주파수변조하여 상기 인체에 인가하는 송신부; 및
    상기 송신 데이터 신호와 상기 수신 데이터 신호의 경로를 구분하는 듀플렉스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 송신부는 동일한 반송주파수를 사용하는 연속주파수변조방식을 이용하여 상기 외부 장치로부터 입력된 상기 송신 데이터 신호를 처리함을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 수신부는 연속주파수복조 방식을 이용하여 상기 접촉 감지부로부터 전달된 상기 수신 데이터 신호를 처리함을 특징으로 하는 인체 통신 장치.
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