KR101692004B1 - 웨어러블 바이오 장치 - Google Patents

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KR101692004B1
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Abstract

웨어러블 바이오 장치에 있어서, 중앙에 센서가 배치되고, 전극이 상기 센서를 중심으로 방사상 배치되고 전기적으로 구획되어, 전극들과 피부의 접촉 또는 터치를 감지하여 사용자의 지시를 인식하고, 인식된 지시에 따라 생체 정보를 측정한다. 통신부를 통해 스마트 기기와 무선 통신하여 측정된 정보를 전달, 분석함으로써 사용자의 건강상태를 확인할 수 있다.

Description

웨어러블 바이오 장치 {wearable bio-device}
바이오 인식을 이용한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피부의 온도와 습도를 측정하여 피부의 건강상태를 살피는 바이오 시스템에 관한 것이다.
스마트 기기의 급속한 성장이 점차 둔화되면서, 각종 웨어러블 기기에 주목되고 있다. 이러한 웨어러블 밴드는 사용자의 열량 소비량, 수면시간 등을 측정하는 기능을 탑재하여 건강관리를 돕는데 집중한 제품이 많다.
2009. 12. 03 에 공개된 공개공보 10-2009-0124140 에는 피부의 수분량을 측정하는 장치를 개시한다. 유전율 방식의 피부수분측정과 생체 임피던스를 이용한 수분측정을 이용하여 1차 피부의 수분량을 산출한 후, 이 값에 온도 및 습도량을 변수로 적용하여 보정하여 최종 피부 수분량을 산출함으로써 정확한 피부 수분량을 측정할 수 있도록 한다.
이러한 피부 상태 측정 장치에 있어서, 장치와 피부 접촉 여부에 따라 장치의 활성화 여부가 자동으로 설정될 필요가 있다.
운동 중이나 평상시 피부의 온도, 습도, 임피던스를 측정하여 사용자에게 스마트기기를 통해 전달하는 데에 있다. 또한, 주기적으로 측정된 온도를 기준으로, 장시간 운동 시 효율적으로 체온을 확인함으로 과 체온, 저 체온 등으로 신체기능에 문제가 생길 수 있는 부분을 미리 예방할 수 있다. 추가적으로 온도측정만으로는 땀 배출량을 확인 할 수 없으므로, 습도까지 측정 반영하여 보다 정확한 체온 관리를 할 수 있도록 제공한다. 평상시에는, 피부감지부를 통해 접촉 피부의 임피던스 값을 계산하며, 측정 부를 통해 온도, 습도를 측정 상호 연산처리를 통해 피부의 건강상태를 확인 할 수 있는 기능을 제공한다. 또한, 피부를 감지하는 전극을 복수 개로 구분하여 특정 패턴 접촉을 통해 기기의 설정 및 동작을 조작할 수 있도록 제공한다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 바이오 장치는 중앙에 센서가 배치되고, 전극이 상기 센서를 중심으로 방사상 배치되고 전기적으로 구획되며, 감지회로부가 상기 전극들과 피부의 접촉 또는 터치를 감지한다. 감지회로부에서 감지한 정보에 따라 사용자 지시를 인식하고, 인식된 지시의 기능을 생체측정부(220)에서 실행한다.
일 양상에 따르면, 복수의 전극 중 2개를 선택한 조합으로 각각 임피던스를 측정하되, 측정된 임피던스의 평균값을 계산한다.
일 양상에 따르면, 복수의 전극 중 1개 이상의 전극을 피부로 접촉 또는 터치하는 제스쳐를 인식한다.
일 양상에 따르면, 인식한 제스쳐에 따라 기능을 활성화 시킨다.
일 양상에 따르면, 복수의 전극 중 2개 이상의 전극이 연속하여 터치되는 제스쳐를 인식한 경우 해당 제스쳐에 대응하는 기능을 활성화 시킨다.
일 양상에 따르면, 복수의 전극 중 3개 이상의 전극과 피부의 접촉을 인식한 경우 생체 측정을 활성화 시킨다.
일 양상에 따르면, 제스쳐를 인식 한 후, 일정 시간 동안 추가적인 제스쳐 인식이 없는 경우 절전 모드로 동작하도록 제어된다.
일 양상에 따르면, 접촉 또는 터치를 감지하기 위해 주기적으로 절전모드를 해제한다.
일 양상에 따르면, 제스쳐의 인식 없이 생체 측정을 연속적으로 활성화 하도록 제어한다.
일 양상에 따르면, 복수의 전극은 일부가 투명 영역이고, 상기 일부 투명 영역에 컬러 조명을 갖는 표시부를 포함한다.
일 양상에 따르면, 측정된 정보 또는 상기 저장된 정보를 사용자의 단말기에 전달하거나 사용자 단말기로부터 상기 정보들에 대한 분석정보를 전달받는다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 바이오 장치는 센서와 복수의 전극을 외부로 노출되게 장착하고, 상기 감지회로부와 사용자 인터페이스부 및 생체측정부를 내부에 장착하는 하우징과 상기 하우징에 연결되어 상기 하우징을 신체에 착용할 수 있는 밴드를 포함한다.
일 양상에 따르면, 전극의 터치를 감지한 경우 하우징에 진동을 전달하여 사용자에게 제스쳐 인식을 알린다.
피부의 온도, 습도, 임피던스 등의 측정을 통하여 평상시는 피부의 건강상태를 제공하고, 장시간 운동 중일 경우는 온도, 습도 측정을 통해 체온을 관리함으로써, 과 체온 이나 저 체온으로 인한 급작스런 사고를 예방하여 효율적이고 안전하게 운동을 할 수 있도록 제공한다.
도 1은 웨어러블 바이오 장치의 개괄적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 웨어러블 바이오 장치의 사용자 인터페이스부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 웨어러블 바이오 장치의 생체측정부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 웨어러블 바이오 장치의 세부 구성과 그 동작 흐름을 나타낸 블록도이다.
도 5는 웨어러블 바이오 장치의 하우징의 외관과 밴드를 나타낸 모습니다.
도 6은 웨어러블 바이오 장치의 임피던스 측정부가 전극을 조합하는 실시예를 나타내는 그림이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 나아가 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다
본 발명의 실시 예는 사람의 건강을 관리하는 바이오 시스템에 적용 될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 웨어러블 바이오 장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이 웨어러블 바이오 장치는 센서(50, 102), 전극(10,20,30,40,101), 감지회로부(103), 제어부(200), 저장부(104)를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 사용자 인터페이스부(210), 생체측정부(220)를 포함할 수 있다.
일 양상에 있어서, 센서(50, 102)는 해당 장치의 중앙에 배치된다. 일 실시예에 있어서, 중앙에 배치된 센서(50, 102)는 공기 중 또는 접촉한 피부의 온도를 측정하는 온도센서(50, 102)를 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 공기 중 또는 접촉한 피부의 습도를 측정하는 습도센서(50, 102)를 더 포함할 수 있다.
전극(10,20,30,40,101)은 복수개가 센서(50, 102)를 중심으로 방사상 배치되고 전기적으로 구획될 수 있다. 도 4은 4개의 전극(10,20,30,40,101)이 센서(50, 102)를 중심으로 방사상 배치된 모습을 나타낸 예시이다. 전극(10,20,30,40,101)의 개수와 방사상 배치 모습은 본 도면의 실시예에 한정되지 않으며 다양하게 구성 될 수 있다. 복수의 전극(10,20,30,40,101)은 전기적으로 구획되어 하나의 전극(10,20,30,40,101)에 미치는 전기적 영향이 다른 전극(10,20,30,40,101)에 미치지 않는다.
감지회로부(103)는 복수의 전극들(10,20,30,40,101)과 피부가 접촉되거나 터치되는 것을 감지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 감지회로부(103)는 전극(10,20,30,40,101)으로부터 정전용량 변화를 감지하기 위한 적분 회로를 포함한다. 적분 회로는 적어도 하나의 연산 증폭기와 소정 용량을 갖는 커패시터를 포함할 수 있으며, 연산 증폭기의 반전 입력단이 전극(10,20,30,40,101)과 연결되어 정전용량 변화를 전압 신호 등과 같은 아날로그 신호로 변환, 출력한다. 복수의 전극(10,20,30,40,101)각각에 순차적으로 피부가 접촉 또는 터치되는 경우, 복수의 전극(10,20,30,40,101)으로부터 정전용량 변화를 동시에 검출할 수 있으므로, 적분 회로는 전극(10,20,30,40,101)의 개수만큼 구비될 수 있다. 감지회로부(103)는 인체의 접촉이 없을 경우, 기준 정전 용량에 의한 고유 발진 주파수를 발생시킨다. 인체의 접촉이 있을 경우, 부하 정전 용량이 변화하고 이로 인해 발진 주파수의 변화를 비교기를 통해 출력한다.
일 실시예에 있어서, 감지회로부(103)는 각 전극(10,20,30,40,101)에 대한 접촉 감지 정보를 접촉 신호의 형태로 생성한다. 예를 들어, 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉이 있는 경우에 '1' 신호를, 접촉이 없는 경우에 '0' 신호를 생성한다. 또는, 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉이 개시된 경우에 '1' 신호를, 접촉이 종료된 경우에 '-1' 신호를 생성할 수도 있다. 이러한 접촉 신호는 접촉 여부, 접촉 개시/종료 정보뿐만 아니라 접촉의 세기를 나타내는 그레이 데이터(gray data)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 감지회로부(103)는 복수의 전극(10,20,30,40,101)의 접촉 여부를 각각 감지하고, 각각의 전극(10,20,30,40,101)에 대한 접촉 신호를 구별하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 4개의 전극(10,20,30,40,101)이 있는 경우 각각의 전극(10,20,30,40,101)을 A, B, C, D로 구별하고 A, B 전극(10,20,30,40,101)에만 접촉이 있었던 경우, {A1, B1, C0, D0}와 같은 접촉 신호 발생한다. 따라서 어느 전극(10,20,30,40,101)에 접촉이 있었는지 식별할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 접촉 신호는 접촉이 일어난 순서를 반영하여 발생될 수 있다. 예를 들어, D->C->A의 순서로 접촉이 있었다면, 감지회로부는 {A3, B0, C2, D1}과 같은 접촉 신호를 발생시킬 수 있다. 또 다른 일 실시예에 있어서, 감지회로부는 전극의 접촉 특정뿐 아니라 접촉 시간 정보를 포함하여 접촉 신호를 발생할 수 있다. 예를 들어, A에 접촉이 0초에 개시되었고, 그 다음 B 전극에 14ms 시점에 접촉이 시작되었고, 그 다음 D에 12ms 에 접촉이 있었고, C에 14ms에 접촉하여 손가락으로 속도 차이를 두며 4 전극을 동그랗게 접촉하는 경우, {(A, 0), (B, 10), (C, 14), (D, 12)} 라는 접촉 신호를 발생시킨다. 또는, 접촉 신호는 접촉 전극 및 접촉 지속 시간의 쌍, 혹은 4전극의 접촉 시간의 순서쌍이 될 수 있다. 즉 위 예를 단순히 (0,10,14,12)로 표시하고, 접촉이 없을 경우 특정한 문자열, 예를 들면 16진수 FF로 표시할 수 있다. 또 다른 예로 (5,FF,10,FF) 라는 순서쌍은 A 전극 접촉이 5ms 동안 있었고, 그 다음 C 전극이 10ms 동안 있었다고 해석될 수 있다.(접촉지속시간 표시).이러한 감지회로부(103)의 동작 원리는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해가 가능하므로 추가적인 설명은 생략한다.
제어부(200)는 감지회로부(103), 센서(50, 102)등의 동작을 제어한다. 사용자가 전극(10,20,30,40,101)을 통해 입력한 명령에 따라 동작을 제어하거나, 미리 설정된 명령에 따라 제어 할 수 있다. 전술한 바와 같이 제어부(200)는 사용자 인터페이스부(210)와 생체측정부(220)를 포함할 수 있다. 일 양상에 있어서, 사용자 인터페이스부(210)는 감지회로부(103)에서 감지한 정보에 따라 사용자 지시를 인식할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 감지회로부(103)가 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉이나 터치를 감지하여 해당 감지 정보를 사용자 인터페이스부(210)로 전달하면 해당 정보에 대응하는 기능을 실행하도록 명령한다. 예를 들어, 전극(10,20,30,40,101) A->B 의 터치를 감지회로부(103)에서 인식하여 그 신호를 생성하고 사용자 인터페이스부(210)로 전달하면 사용자 인터페이스부(210)는 해당 신호에 대응하는 기능을 판단하여 그 기능을 실행하도록 명령한다. 후술하겠지만 사용자인터페이스부(210)가 인식하는 사용자의 지시는, 생체측정부(220), 저장부(104), 진동부, 표시부 등에 대한 제어 명령일 수 있다.
도 3은 생체측정부(220)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 생체측정부(220)는 임피던스측정부(221), 온도측정부(222), 습도측정부(223)를 포함한다.
일 양상에 있어서, 생체측정부(220)는 사용자 인터페이스부(210)에서 인식된 지시의 기능을 실행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 생체측정부(220)에서 실행할 수 있는 기능은 피부와 전극(10,20,30,40,101)의 접촉 시에 생체에 관한 정보를 측정하는 것이다. 생체측정부(220)는 온도측정부(222)와 습도측정부(223)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 온도측정부(222)는 감지회로부(103)에서 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉을 감지하고 사용자 인터페이스부(210)를 통해 온도측정 명령을 전달 받으면, 온도센서(50, 102)를 동작시켜 접촉된 해당 피부의 온도를 측정한다. 일 실시예에 있어서, 습도측정부(223)는 감지회로부(103)에서 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉을 감지하고 사용자 인터페이스부(210)를 통해 온도측정의 명령을 전달받으면, 습도센서(50, 102)를 동작시켜 접촉된 해당 피부의 습도를 측정한다. 또 다른 실시예에 있어서, 감지회로부(103)에서 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉이 감지되지 않았는데 온도센서(50, 102)와 습도센서(50, 102)의 동작 명령을 전달 받은 경우, 생체측정부(220)는 센서(50, 102)가 공기 중의 온도와 습도를 측정하도록 제어한다.
전술한 바와 같이, 생체측정부(220)는 임피던스측정부(221)를 더 포함할 수 있다. 일 양상에 있어서, 임피던스측정부(221)는 복수의 전극(10,20,30,40,101) 중 2개를 선택한 조합으로 각각 임피던스를 측정하되, 측정된 임피던스의 평균값을 계산한다. 일 실시예에 있어서, 사용자 인터페이스부(210)를 통해 임피던스 측정부(221)의 동작을 입력 받으면, 임피던스 측정부(221)는 감지회로부(103)를 통해 전극(10,20,30,40,101)의 전류와 전압을 이용하여 전극(10,20,30,40,101)과 접촉한 피부의 임피던스를 측정한다. 도 6는 전극(10,20,30,40,101)이 4개일 때 임피던스를 구하는 전극(10,20,30,40,101)의 조합을 선으로 표시한 그림이다. 도 4에서와 같이 전극(10,20,30,40,101)이 4개인 경우 6개의 방향으로 임피던스를 6번 측정한다. 측정된 값의 평균값을 구함으로써 피부의 일정 표면적에 대한 임피던스를 구할 수 있다. 복수의 전극(10,20,30,40,101)을 이용하여 일정 표면적에 대해 다방향으로 여러 번 임피던스를 구한 뒤 평균을 구함으로써 임피던스 값을 정확하게 구할 수 있다.
저장부(104) 는 생체측정부(220)가 전극(10,20,30,40,101)과 센서(50, 102)를 통해 측정한 내용을 저장할 수 있다. 제어부(200)의 사용자 인터페이스부(210)와 생체측정부(220)가 전극(10,20,30,40,101)과 센서(50, 102)를 이용하여 사용자가 지시한 기능을 실행 한 뒤, 그 실행 결과를 저장부(104) 에 저장할 수 있다. 저장된 과거의 측정 내용을 통해 사용자는 건강 관리를 하는데 활용 할 수 있다. 또한, 저장부(104) 는 사용자가 사용자 인터페이스부(210)를 통해 해당 장치를 제어하기 위한 내용을 저장 할 수 있다.
도 2는 사용자 인터페이스부(210)의 구성도를 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 사용자 인터페이스부(210)는 제스쳐인식부(211), 기능선택부(212), 모드제어부(213)를 포함한다.
일 양상에 있어서, 제스쳐인식부(211)는 복수의 전극(10,20,30,40,101) 중 1개 이상의 전극(10,20,30,40,101)을 피부로 접촉 또는 터치하는 제스쳐를 인식할 수 있다. 전극(10,20,30,40,101)과 피부가 접촉 또는 터치되는 것을 감지회로부(103)에서 감지하고, 감지 내용을 제스쳐인식부(211)에 전달하면, 제스쳐인식부(211)가 감지 내용을 특정 제스쳐로서 인식한다. 일 실시예에 있어서, 제스쳐인식부(211)는 다수의 전극(10,20,30,40,101)에 대한 접촉이나 터치가 감지된 경우 각 전극(10,20,30,40,101)에 대한 접촉 감지의 시간적 순서대로 신호를 배열하여 제스쳐 정보로 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 터치되는 전극(10,20,30,40,101)이 변경됨에 따라 제스쳐인식부(211)는 변경 전후의 전극(10,20,30,40,101)의 상대적 위치에 기초하여 터치 전극(10,20,30,40,101)의 변경 방향 정보를 추출하고, 추출된 터치 위치 이동 방향 정보를 시간 순서로 배열하여 제스쳐 정보를 생성할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 있어서, 제스쳐인식부(211)는 동시에 복수의 전극(10,20,30,40,101)에서 피부와의 접촉이 감지되는지 여부와 이들 복수의 전극(10,20,30,40,101)에서 접촉이 유지되는 시간에 대한 정보를 제스쳐 정보로서 생성할 수 있다. 추가적인 일 실시예에 있어서, 제스쳐인식부는 감지회로부(103)에서 전달 받은 접촉 또는 터치 신호를 조합하여 제스쳐로 인식할 수 있다. 예를 들어 접촉의 개시, 유지, 종료 신호와 그 신호의 발생 횟수, 발생 간격 또는 그 조합으로 제스쳐를 인식할 수 있다. 예를 들어, 짧은 접촉이 3회 연속으로 입력된 경우에 하나의 제스쳐로 인식할 수 있다.
전술한 바와 같이 사용자 인터페이스부(210)는 기능선택부(212)를 더 포함할 수 있다. 일 양상에 있어서, 기능선택부(212)는 제스쳐인식부(211)가 인식한 제스쳐에 따라 기능을 활성화 시킨다. 일 실시예에 있어서, 제스쳐인식부(211)가 인식한 제스쳐 정보가 내부 또는 외부에 저장된 특정 기능을 실행하는 제스쳐 정보와 비교하여 두 제스쳐 정보가 일치하는 것으로 판단되면 해당 기능을 실행한다. 예를 들어, 기능선택부(212)가 제스쳐인식부(211)에서 인식한 제스쳐 정보가 생체측정부(220)를 실행하는 제스쳐 정보와 일치하는 것으로 판단한 경우, 기능선택부(212)는 생체측정부(220)가 실행되도록 활성화 시킨다.
구체적인 양상에 있어서, 기능선택부(212)는 제스쳐인식부(211)에서 복수의 전극(10,20,30,40,101) 중 2개 이상의 전극(10,20,30,40,101)이 연속하여 터치되는 제스쳐를 인식한 경우 해당 제스쳐에 대응하는 기능을 활성화 시킨다. 특정 기능의 활성화와 대응되는 제스쳐의 내용은 미리 설정되어 있을 수 있으며, 또는 사용자가 새로 설정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 4개의 전극(10,20,30,40,101)을 각각 A, B, C, D 로 구분하면, 손가락으로 A를 터치하고, B를 연속하여 터치하는 경우 또는 B를 터치하고 C를 연속하여 터치하는 경우, D를 터치하고 B를 터치하는 경우 등을 하나의 제스쳐로 하여 그에 대응하는 기능을 활성화 시킨다. 또 다른 예로, A, B, C 또는 B, C, D 의 순서로 3개의 전극(10,20,30,40,101)을 연속하여 터치한 경우에도 각각 특정 기능을 활성화 시키는 제스쳐로서 각각의 제스쳐에 대응하는 기능을 활성화 시킨다. 전극(10,20,30,40,101)이 연속하여 터치되는 제스쳐의 예는 위의 예에 한정되지 않고 다양하게 조합될 수 있으며, 전극(10,20,30,40,101)의 개수와 전극(10,20,30,40,101)의 방사상 배열에 따라 그 조합이 달라질 수 있다.
일 양상에 있어서, 기능선택부(212)는 제스쳐인식부(211)에서 복수의 전극(10,20,30,40,101) 중 3개 이상의 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉을 인식한 경우 생체측정부(220)를 활성화 시킬 수 있다. 전술한 연속하여 3개의 전극(10,20,30,40,101)이 터치되는 것은 하나의 전극(10,20,30,40,101)에서 터치가 끝나고 나면 다른 전극(10,20,30,40,101)으로 터치가 옮겨가 먼저 터치가 있었던 전극(10,20,30,40,101)에서는 더 이상 터치가 없는 것인데, 이것과 달리 3개 이상의 전극(10,20,30,40,101)과 피부의 접촉을 인식하는 것은 3개 이상의 전극(10,20,30,40,101)이 피부와 동시에 일정 시간 이상 접촉하고 있는 상태를 말한다. 3개 이상의 전극(10,20,30,40,101)과 피부가 일정시간 이상 동시에 접촉하는 신호를 감지회로부(103)에서 제스쳐인식부(211)로 전달하고, 제스쳐인식부(211)에서 제스쳐로서 인식하면 기능선택부(212)는 해당 제스쳐를 생체측정부(220)를 활성화 시키는 것으로 판단하여 생체측정부(220)를 동작시킨다. 따라서 생체측정부(220)는 임피던스측정부(221), 온도측정부(222) 및/또는 습도측정부(223)를 통해 전극(10,20,30,40,101)과 센서(50, 102)를 이용하여 생체정보를 측정한다.
일 양상에 있어서, 사용자 인터페이스부(210)는 모드제어부(213)를 더 포함할 수 있다. 모드제어부(213)는 제스쳐인식부(211)가 제스쳐를 인식 한 후, 일정 시간 동안 추가적인 제스쳐 인식이 없는 경우 절전 모드로 동작하도록 제어한다. 모드제어부(213)는 타이머를 이용하여 제스쳐가 인식 된 후부터 흐르는 시간을 측정하고, 미리 설정된 일정 시간이 지나도록 제스쳐인식부(211)에서 제스쳐 인식이 없는 경우 절전 모드를 실행한다. 생체측정부(220), 센서(50, 102), 감지회로부(103) 등에서 전력 소비를 줄이도록 절전 모드로 동작하도록 한다.
일 양상에 있어서, 모드제어부(213)는 모드해제부를 더 포함할 수 있다. 모드해제부는 접촉 또는 터치를 감지하기 위해 주기적으로 상기 감지회로부(103)의 절전모드를 해제할 수 있다. 일정 시간 동안 제스쳐 인식이 없어 절전 모드로 동작하는 중에도, 모드해제부는 감지회로부(103)가 전극(10,20,30,40,101)의 피부와의 접촉 또는 터치 여부를 감지할 수 있도록 절전 모드와 절전 모드의 해제가 주기적으로 교번하게 제어한다.
일 양상에 있어서, 모드제어부(213)는 활동모드부를 더 포함할 수 있다. 활동모드부는 제스쳐인식부(211)의 인식 없이 생체측정부(220)가 연속적으로 활성화 되도록 제어한다. 활동 모드란 장시간 운동할 경우 등에 설정하는 것으로 일반적인 경우와 다르게 피부 감지를 하지 않고도 연속적으로 피부의 온도와 습도를 측정하는 상태를 말한다. 사용자가 활동모드를 실행하는 제스쳐를 전극(10,20,30,40,101)을 통해 입력하면, 감지회로부(103)와 제스쳐인식부(211)를 통해 해당 제스쳐를 인식 받고 활동모드부가 이를 전달받아 활동 모드를 실행하게 된다. 이 경우, 활동 모드를 해제하는 제스쳐가 다시 입력 되기 전까지 다른 기능을 실행하는 제스쳐에 영향 받지 않고 연속적으로 피부의 온도와 습도를 측정한다.
일 양상에 있어서, 복수의 전극(10,20,30,40,101)은 일부가 투명 영역이고, 상기 일부 투명 영역에 컬러 조명(60)을 갖는 표시부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 조명(60)은 LED 조명일 수 있다. 생체측정부(220)는 센서(50, 102)를 통하여 피부의 온도나 습도를 측정하고 생 측정 결과가 사용자가 설정한 조건이나 과 체온, 저 체온에 해당된다고 판단하면 표시부가 동작하도록 제어할 수 있다. 표시부의 컬러 조명(60)을 활성화 시켜 사용자에게 위험 상황에 대한 경고나 특정 상황에 대한 알림을 보낼 수 있다. 도 5에는 각각 조명(60)을 갖는 4개의 전극(10,20,30,40,101)이 나타나 있다. 이러한 그림의 조명(60)은 일 실시 예 이며 그림에 나타난 위치와 모양 크기에 한정되지 않고, 다양하게 구성될 수 있다.
일 양상에 있어서, 웨어러블 바이오 장치는 통신부(105)를 포함할 수 있다. 통신부(105)는 측정된 정보 또는 저장된 정보를 사용자의 단말기에 전달하거나 사용자 단말기로부터 해당 정보들에 대한 분석정보를 전달받을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 측정된 정보는 센서(50, 102)와 전극(10,20,30,40,101)을 통해 생체측정부(220)가 측정한 피부의 온도, 습도, 임피던스, 공기 중의 온도, 습도로 이루어 질 수 있으며, 그 밖에 해당 장치로 측정할 수 있는 생체 정보일 수 있다. 저장된 정보는 생체측정부(220)에서 측정된 정보가 저장부(104) 에 저장된 정보이거나, 해당 장치를 제어하기 위해 미리 설정된 제스쳐 정보 일 수 있다. 사용자는 통신부(105)를 통해 미리 설정된 제스쳐 정보를 사용자 단말기로 전달받아 확인하거나 그 내용을 변경 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자 단말기는 스마트 기기이거나 해당 웨어러블 바이오 장치와 통신 가능한 전용 송수신기 일수 있다. 사용자 단말기는 웨어러블 바이오 장치로부터 전달받은 정보를 관리하고, 분석할 수 있다. 예를 들어, 피부의 온도, 습도와 공기중의 표준 수분량을 비교, 계산하여 피부의 건강상태를 파악할 수 있다. 이러한 분석 정보는 통신부(105)를 통해 다시 웨어러블 바이오 장치로 전달될 수 있다. 통신부(105)는 전달받은 정보를 사용자 인터페이스부(210)와 생체측정부(220)로 전달하여, 이후에 장치를 제어할 때에 해당 정보를 활용할 수 있다.
도 5는 웨어러블 바이오 장치의 하우징과 밴드(70)가 연결된 모습을 나타낸 그림이다.
일 양상에 있어서, 웨어러블 바이오 장치는 센서(50, 102)와 복수의 전극(10,20,30,40,101)을 외부로 노출되게 장착하고, 상기 감지회로부(103)와 사용자 인터페이스부(210) 및 생체측정부(220)를 내부에 장착하는 하우징을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서 센서(50, 102)와 전극(10,20,30,40,101)은 하우징의 앞면 및/또는 뒷면 외부로 노출되게 장착 될 수 있다.
일 양상에 있어서, 하우징은 하우징이 신체에 착용될 수 있도록 하는 밴드(70)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 밴드(70)를 하우징에 연결하여 웨어러블 바이오 장치를 사용자의 손목에 시계처럼 장착 할 수 있다. 이 때, 하우징의 앞면(즉, 장치 장착 시 피부와 닿지 않는 면)의 전극(10,20,30,40,101)과 센서(50, 102)는 사용자가 피부를 접촉시키거나 손가락으로 제스쳐를 입력할 때에 활성화 되어 동작한다. 하우징의 뒷면(즉, 장치 장착 시 피부와 닿는 면)의 전극(10,20,30,40,101)과 센서(50, 102)는 활동모드일 때 사용될 수 있으며, 감지회로부(103)를 별도로 작동하지 않고도 피부의 온도, 습도를 측정할 수 있다. 활동모드란 전술한 바와 같다.
일 양상에 있어서, 웨어러블 바이오 장치는 진동부를 포함할 수 있다. 진동부는 제스쳐인식부(211)에서 전극(10,20,30,40,101)의 터치를 감지한 경우 상기 하우징에 진동을 전달하여 사용자에게 제스쳐 인식을 알릴 수 있다. 일 실시예에 있어서, 진동부가 진동을 발생시켜 알리는 제스쳐는 제스쳐인식부(211)나 저장부(104) 등에 미리 설정된 진동부가 진동을 발생시키기 위해서는 소형의 진동모터를 구동시켜 구동력이 하우징으로 전달 되도록 하는 것이 일반적이다. 진동모터는 형상 에 따라 코인 타입(Coin type)과 바 타입(Bar type)으로 구분되며, 이들 두 가지 형태의 진동모터는 모두 자기 장 속에 도체를 자기장과 직각방향으로 배치하고, 도체에 전류를 통하도록 하면 자기장에 직각 방향으로 전자기적인 힘이 발생하는 원리를 기초로 한다. 진동부가 진동을 발생시키는 원리는 제시된 예에 한정되지 않으며, 당해 분야의 통상의 기술자가 쉽게 실시할 수 있는 기술들로 대체될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 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 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20, 30, 40: 전극 50: 온습도 센서
60: 조명 70: 밴드
101: 전극 102: 센서
102-a: 온도센서 102-b: 습도센서
103: 감지회로부 104: 저장부
105: 통신부 200: 제어부
210: 사용자인터페이스부 211: 제스쳐인식부
212: 기능선택부 213: 모드제어부
220: 생체측정부 221: 임피던스측정부
222: 온도측정부 223: 습도측정부

Claims (13)

  1. 중앙에 배치되는 센서;
    상기 센서를 중심으로 방사상 배치되고 전기적으로 구획된 복수의 전극;
    상기 전극들과 피부의 접촉 또는 터치를 감지하는 감지회로부;
    상기 감지회로부에서 감지한 정보에 따라 사용자 지시를 인식하는 사용자 인터페이스부;
    상기 사용자 인터페이스부에서 인식된 지시의 기능을 실행하는 생체측정부;
    를 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 생체측정부는
    상기 복수의 전극 중 2개를 선택한 조합으로 각각 임피던스를 측정하되, 측정된 임피던스의 평균값을 계산하는 임피던스측정부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스부는
    상기 복수의 전극 중 1개 이상의 전극을 피부로 접촉 또는 터치하는 제스쳐를 인식하는 제스쳐인식부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스부는
    상기 제스쳐인식부가 인식한 제스쳐에 따라 기능을 활성화 시키는 기능선택부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 기능선택부는
    상기 제스쳐인식부에서 상기 복수의 전극 중 2개 이상의 전극이 연속하여 터치되는 제스쳐를 인식한 경우 해당 제스쳐에 대응하는 기능을 활성화 시키는 웨어러블 바이오 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기능선택부는
    상기 제스쳐인식부에서 상기 복수의 전극 중 3개 이상의 전극과 피부의 접촉을 인식한 경우 생체측정부를 활성화 시키는 웨어러블 바이오 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스부는
    상기 제스쳐인식부가 제스쳐를 인식 한 후, 일정 시간 동안 추가적인 제스쳐 인식이 없는 경우 절전 모드로 동작하도록 제어하는 모드제어부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모드제어부는
    접촉 또는 터치를 감지하기 위해 주기적으로 상기 감지회로부의 절전모드를 해제하는 모드해제부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장지.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 모드제어부는
    상기 제스쳐인식부의 인식 없이 생체측정부가 연속적으로 활성화 되도록 제어하는 활동모드부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 전극은
    일부가 투명 영역이고, 상기 일부 투명 영역에 컬러 조명을 갖는 표시부;
    를 더 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    생체측정부에서 측정된 정보들을 사용자의 단말기에 전달하거나, 생체측정부에서 측정된 정보들에 대한 분석정보를 사용자 단말기로부터 전달받는 통신부;
    를 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 센서와 상기 복수의 전극을 외부로 노출되게 장착하고, 상기 감지회로부와 사용자 인터페이스부 및 생체측정부를 내부에 장착하는 하우징;
    상기 하우징에 연결되어 상기 하우징을 신체에 착용할 수 있는 밴드;
    를 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제스쳐인식부에서 전극의 터치를 감지한 경우 상기 하우징에 진동을 전달하여 사용자에게 제스쳐 인식을 알리는 진동부;
    를 포함하는 웨어러블 바이오 장치.
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