KR101723854B1 - 임계 영역값을 기반으로 하여 자동으로 파워 온오프가 되는 디지털 센싱 장치 - Google Patents

Abstract

체온을 감지하는 센서에서 측정한 정보를 화면표시하도록 구성된 공지된 원격 디지털 체온계에 있어서, 상기 체온을 감지하는 센서를 통해 체온계 착용시에 미리 설정한 짧은 시간 n초 내에서 인체에서 한계 측정될 수 있는 임의의 온도 n℃ 이상 또는 n1~n2℃ 중 하나를 미리 설정하여 레퍼런스 데이터로서 저장하여 두고, 상기 센서에서 체온을 측정한 데이터와 상기 레퍼런스 데이터를 비교하여 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하는 경우 활성화하여 체온계 전체회로에 배터리 전원을 공급하고, 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하지 않을 경우 비활성화하여 체온계 전체회로에 배터리 전원을 공급하지 않도록 대기전력 모드로 되게 프로그램 처리하도록 구성된다.

Description

임계 영역값을 기반으로 하여 자동으로 파워 온오프가 되는 디지털 센싱 장치{digital sensing device}

본 발명은 디지털 센싱 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 기존 방식의 디지털 센싱 장치에 비해 전력소비를 크게 절감할 수 있는 방식으로 작동하여 배터리 교체 비용 혹은 충전의 수고를 줄일 수 있으면서 종전 디지털 센싱 장치에서 채용하던 스위치 조작의 불편을 없애 제품 사용의 편의성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 임계 영역값을 기반으로 하여 자동으로 파워 온오프가 되는 디지털 센싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 디지털 센싱 장치의 하나인 체온계는 전원스위치 버튼을 조작해 전원을 켜서 화면이 켜지거나 작동가능 표시가 되고나서야 비로소 체온 측정을 할 수 있고, 사용이 끝난 후에는 전원스위치 버튼을 조작해 전원을 끄는 방식으로 사용한다.

보편적인 종래 디지털 체온계 조작에 따른 작동 방식을 단계(Step) 순서로 설명하면, Step1) 체온측정기 착용, Step2) "ON" 버튼을 눌러 측정 시작, Step3) 측정 완료 후 측정기 탈착, Step4) "OFF" 버튼을 눌러서 측정기 동작 Stop의 과정으로 작동하도록 구성된다.

이와 같이 작동하는 종래의 디지털 온도계에 대하여 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 구체적으로 설명하면, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 스위치버튼이 한 개인 경우와, 두 개인 경우의 디지털 온도계 제품이 알려져 있다.

도 1a 와 같이 체온계에 한 개의 스위치버튼(PB1)이 사용되는 경우, 사용자가 상기 한 개의 스위치버튼(PB1)의 조작으로 전원을 켜면 화면표시부(40)가 활성화되면서 체온측정이 가능한 회로 활성화 상태를 유지하고, 사용을 마친 후에는 스위치버튼(PB1)의 조작으로 전원을 끄도록 구성된다. 일부 체온계 중에는, 스위치버튼(PB1)의 누름조작 후 일정시간이 지나고 나면 자동으로 꺼지게 하는 타이머 오프 기능을 갖는 것도 있다.

도 1b 와 같이 체온계의 두 개의 스위치버튼(PB1,PB2)이 구비되는 경우, 그 중 하나는 전원 스위치버튼(PB1)이고 다른 하나는 온도측정 작동 스위치버튼(PB2)이며, 이러한 두 개 스위치버튼의 경우에는 도 1c 와 같은 회로로 구성된다.

도 1c를 참조하면, 상기 스위치버튼(PB1,PB2)과 연결된 마이컴(30)은 체온측정 센서(20)의 신호를 받아 디지털 처리하여 화면표시부(40)에 체온을 숫자로 표시하도록 구성되고, 본 발명과 관련된 전원공급에 관련하여 전원 스위치버튼(PB1)을 누름 조작함에 따라 이를 마이컴(30)에서 인식하여 배터리 전원을 메인 전원(Vcc)으로서 화면표시부 등 각 회로에 공급하도록 구성되어 있으며, 이와 같이 마이컴(30)에서 전원용 스위치버튼(PB1)의 조작을 인식하여 전원을 제어하는 구성으로 된 경우 마이컴(30)에는 전원(Vcc)이 항시 공급되는 상태이고 상기 전원 스위치버튼(PB1)의 조작에 따라 마이컴(30)이 전원(Vcc)을 스위칭하는 스위칭부(50)를 온(on)/오프(off) 제어하여 화면표시부(40) 및 그 주변 회로 및 센서(20) 등의 소자에 전원을 공급하도록 구성된다.

이러한 구성으로 된 종래의 디지털 체온계는 사용자가 사용시마다 매번 전원 스위치버튼(PB1) 및/또는 작동버튼(PB2)을 눌러서 전원을 온(on)/오프(off)하여야 하는 불편이 있으며 이러한 전원 공급조작이 없을 경우 배터리 소모가 진행되어 배터리 충전 혹은 교체 주기가 짧을 수 밖에 없게 되는 단점을 갖고 있다.

이러한 문제점은 특히 최근 들어 검토되고 있는 원격진료 시스템으로서 디지털 체온계가 적용되어 통신망으로 연결 구성되어진 경우라면, 사용자의 스위치 조작 간과 등 부주의로 인해 전원 오프가 되지 않는다면 배터리에 축적된 전하량이 모두 소모될 것이므로 원격진료 관리 체계의 큰 문제점으로 제시될 것이다.

등록특허공보 제10-0871916호

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 종래의 디지털 센싱 장치에 비해 전력소비를 크게 절감할 수 있는 방식으로 작동하여 배터리 수명을 늘일 수 있도록 하는 회로구성으로 된 디지털 센싱 장치를 제공하려는데 목적을 두고 있다.

본 발명에 따른 디지털 센싱 장치는 생체정보를 측정하여 전기적 신호를 발생하는 생체정보 감지센서와, 생체정보 감지센서에서 검출된 생체정보 신호를 디지털 처리하여 출력하는 마이컴과, 마이컴의 출력에 따라 생체정보 데이터를 표시하는 화면표시부를 포함하는 디지털 센싱 장치로서, 상기 마이컴에는 화면표시부 및 전체회로의 제어를 처리하는 기본 프로세서 이외에 별도로 전원관리 프로세서를 더 마련함과 아울러, 이 전원관리 프로세서에서 처리한 제어출력에 따라 전체회로에 배터리전원 공급을 단속할 수 있도록 전기적으로 연결하여 구성하며,

상기 전원관리 프로세서는 평상적 상태에서 상기 생체정보 감지센서로만 배터리전원 공급을 활성화하여 작동 모드로 되게 하는 한편 그 외의 회로 측으로의 배터리전원 공급을 비활성화하여 대기전력 모드로 되게 하는 전원관리 프로그램 루틴을 수행하되,

상기 전원관리 프로그램 루틴은, 상기 생체정보 감지센서를 통해 측정된 생체정보에 따라 디지털 센싱 장치의 생체 착용을 인식할 만큼의 미리 설정한 짧은 시간인 임의의 시간 n1초 이내에서 생체에서 한계 측정될 수 있는 임의의 데이터 n이상 또는 n1~n2 중 하나를 미리 레퍼런스 데이터로서 저장하여 두고, 상기 생체정보 감지센서에서 생체정보를 측정한 데이터와 상기 레퍼런스 데이터를 비교하여 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하는 경우에만 디지털 센싱 장치의 전체회로에 배터리 전원 공급을 활성화하여 상기 작동 모드가 되게 하고, 상기 생체정보 감지센서에서 생체정보를 측정한 데이터가 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하지 않으면 미리 설정한 임의의 시간 n2초 이후에 상기 전체회로로의 전원공급을 비활성화 하여 상기 대기전력 모드로 수행한다.

또한, 상기 마이컴의 전원관리 프로세서는 상기 대기전력 모드에서 상기 생체정보 감지센서로부터 전달받는 전기신호를 초당 n회의 시분할된 샘플링 신호로서 간헐적 전달받아 처리하도록 구성함으로써 상기 작동모드에 비해 전력 소비를 줄이도록 작동된다.

또한, 상기 생체정보를 감지하는 생체정보 감지센서가 전력소비량이 큰 센서소자인 경우, 상기 생체정보 감지센서보다 전력소비량이 낮고 생체정보의 측정을 감지하는 별도의 제2센서를 마련하여 상기 생체정보 감지센서로의 전원공급을 트리거하도록 구성된다.

또한, 생체정보 데이터를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함하여 구성되되, 상기 생체정보의 측정에 따라 상기 통신부로의 전원공급도 단속되도록 구성된다.

본 발명에 따른 생체정보는 체온이며, 생체정보 감지센서는 체온감지센서일 수 있다.

상기 생체정보로서 체온인 경우에, 상기 체온감지센서의 측정온도가 35도 이상의 특정 온도에서 일정시간 이상 변화없이 유지되면 주변온도가 35도 이상인 것으로 판단하고 체온측정 센싱을 통한 자동 전원관리를 해제하고 수동방식으로 전원을 온/오프하여 사용하는 모드로 수행된다.

상술한 구성으로 되어 인체에 탈착함에 따라 자동 온오프되는 본 발명은 측정 필요시마다 전력소모량을 줄일 수 있는 최적의 타이밍에서 자동 온,오프되는 하드웨어 및 소프트웨어의 복합 구성으로서 복잡하지 않은 자동화 회로로 구성됨으로써, 동일 배터리 용량 대비 종전에 비해 배터리 전원 관리를 최적화하여 동작시간을 최대화할 수 있고 이에 따라 종래에 비해 잦은 배터리 교체 또는 충전의 수고로 인한 배터리 관리 비용 및 시간 소요를 종래에 비해 크게 줄일 수 있는 현저한 효과가 있고, 사용편의성 측면에서 살펴보았을 때 사람 인체에 탈착에 의해 자동으로 파워가 온/오프되므로 종래의 디지털 체온계처럼 매 사용시마다 매번 전원스위치의 조작 혹은 전원스위치와 측정스위치를 모두 조작해야 하는 불편함이 없게 되어 사용편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 디지털 체온계를 보인 사시도이다.
도 1c 는 종래의 디지털 체온계의 회로도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 의한 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시예의 구성에 대하여 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예의 회로 도면에 의해 뒷받침 되는 본 발명에서 특정하는 권리범위의 해석에 있어서, 현재까지의 특허청구범위 해석론에 따라 구성요소간의 접속관계에서 그 중간에 다른 구성요소가 개재된 것 까지 포함하는 것으로 보아야 할 것이고, 또한 본 발명의 기술사상을 구현하는데 필요한 유기적 결합의 구성요소들 중 일부 구성요소가 현재까지의 기술로서 쉽게 예측될 수 있는 다른 구성요소로의 치환 내지 구체적 구성요소들로 구체화하는 기술구성의 채용, 또는 비교적 중요하지 않은 구성요소가 생략된 것까지도 포함한다고 보아야 할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 센싱 장치는 체온, 혈당, 맥박의 측정 등과 같은 생체정보를 측정하기 위한 센싱 장치이다. 이하에서는 디지털 센싱 장치의 구성 및 작동을 설명하기 위해 디지털 체온계를 예로 하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 디지털 체온계에 있어서, 체온을 측정하여 체온 정보의 전기적 신호를 발생하는 체온감지 센서(20)와, 상기 체온감지 센서(20)에서 발생된 체온 정보를 디지털 처리하여 출력하는 마이컴(30)과, 마이컴의 출력에 따라 체온 값을 표시하는 화면표시부(40)를 포함하는 구성으로 됨은 종래와 동일하며, 마이컴(30)의 출력에 따라 스위칭부(50)에서 화면표시부(40) 및 센서(20) 등의 회로 각 부에 전원을 공급하도록 구성되는 부분도 동일 내지 유사하다.

본 발명의 특징은, 상기 마이컴(40)에 화면표시부(40) 및 전체회로의 제어를 처리하는 마이컴 기본 프로세서(32) 이외에 별도로 전원관리 프로세서(34)를 더 마련함과 아울러, 이 전원관리 프로세서(34)에서 처리한 제어출력에 따라 화면표시부(40)를 포함하는 전원 온/오프 제어대상의 회로에 배터리에서 공급되는 전원(Vcc)의 공급을 단속할 수 있도록 스위칭부(50)를 전기적으로 연결하여서 구성된다.

상기 전원관리 프로세서(34)는, 평상(Normal) 상태에서 상기 체온감지 센서(20)로만 배터리 전원(Vcc)의 공급을 활성화하여 작동 모드로 되게 하는 한편, 그 외의 회로 측으로의 배터리 전원 공급을 비활성화하여 대기전력 모드로 되게 하는 전원관리 프로그램 루틴을 수행한다.

이를 위해, 상기 전원관리 프로그램의 루틴은, 상기 체온감지 센서(20)를 통해 측정된 체온 정보에 따라 체온계에서 인체 착용을 인식할 만큼의 미리 설정한 짧은 시간인 임의의 시간 n1초 이내에서 인체에서 한계 측정될 수 있는 임의의 온도 n℃ 이상 또는 n1~n2℃ 중 하나를 미리 레퍼런스 데이터로서 저장하여 두고, 상기 체온감지센서(20)에서 체온을 측정한 데이터와 상기 레퍼런스 데이터를 비교하여 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하는 경우에만 체온계 전체회로에 배터리 전원(Vcc) 공급을 활성화하여 상기 작동 모드가 되게 하고, 상기 체온감지센서에서 체온을 측정한 데이터가 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하지 않으면 미리 설정한 임의의 시간 n2초 이후에 상기 센서(20) 및 전체회로로의 전원공급을 비활성화 하여 상기 대기전력 모드로 되게 하는 루틴으로 이루어진다. 이러한 프로그램 루틴은 도식화 하지 않았으나 본 기재 사항으로서 충분히 이해될 수 있을 것이다. 상기 n 또는 n1, n2 등으로 표시한 변수는 프로그래밍 시에 체온계 및 그의 센서 소자에 적합한 수치로 채택하면 된다. 예를 들면, 상기 임의의 온도 n℃ 이상 또는 n1~n2℃은 온도 33℃ 이상 또는 35~45℃ 로 예를 들 수 있고, 상기 시간 n1초는 온도전달에 적당한 시간 가령 1~5초 사이에서 선택한 시간, 상기 n2초는 사용자가 체온계의 영역에서 완전히 이탈한 시간으로 고려하여 10초 이상의 시간 정도로 채택할 수 있을 것이다.

여기에서, 상기 마이컴(30)의 전원관리 프로세서는 상기 대기전력 모드에서 상기 체온감지센서(20)로부터 전달받는 전기신호를 초당 n회의 시 분할된 샘플링 신호로서 간헐적 전달받아 처리하도록 구성함으로써 상기 작동모드에 비해 전력 소비를 줄이도록 작동되는 것이 바람직하다. 다르게는, 상기 체온감지센서(20)에 전원공급을 초당 수회를 공급하고 센서 감지신호를 마이컴(30)에서 입력받는 방식이 사용될 수도 있다.

한편, 본 발명에서 체온을 감지하는 체온감지센서(20)가 전력소비량이 큰 센서소자인 경우, 도 3에 도시된 바와같이, 상기 체온감지센서(20)보다 전력소비량이 낮고 체온 측정을 감지하는 별도의 제2센서(60)를 마련하여 이 제2센서의 감지신호에 따라 상기 체온감지센서(20)로의 전원(Vcc) 공급을 트리거(Trigger)하도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 제2센서는 사용자의 체온계 인체 착용을 감지하는 수준이면 되는 것이므로, 온도감지 센서소자 이외에도, 피부터치를 감지하기 위한 접촉스위치 소자, 정전변화 소자, 압전센서 또는 체온계 착용시의 명암을 감지하는 포토센서 등에서 하나가 채택될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명이 적용되는 디지털 체온계는 원격진료 등을 위해 서버 시스템과 연계되어 구축될 수 있는데, 이러한 경우에는 체온 정보를 외부로 전송하기 위한 통신부(70)를 더 포함하여 구성되며, 체온 측정에 따라 상기 스위칭부(50)에서 화면표시부(50) 뿐 아니라 상기 통신부(70)로의 전원공급도 단속되도록 구성됨은 물론이다.

상술한 두 가지 실시예를 통해 설명한 바와 같이 본 발명은 다음의 작동 스텝을 달성하도록 하드웨어적으로 회로 구성되고 이 하드웨어를 통제하는 프로세서(32)(34)가 마이컴에 탑재되어 프로그래밍 처리하게 되는 과정을 단계별 설명하면, Step1) 체온측정기 착용, Step2) 측정 값을 읽어서 설정된 값의 범위에 들면 자동으로 측정 시작, Step3) 측정 완료 후 체온측정기 탈거, Step4) 측정값이 설정된 범위의 값을 벗어나면 자동으로 오프(Off)의 순서로 작동할 것이다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예들의 구성에 부가하여, 소프트웨어적으로는 센서의 측정온도가 35도 이상의 특정 온도에서 일정시간 이상 변화가 없이 그대로 유지되면 주변온도가 35도 이상인 것으로 판단하고 체온측정 센싱을 통한 자동 전원관리를 해제하고 도 1a 내지 도 1c를 통해 설명한 종래 기술과 같이 수동방식으로 버튼(PB) 조작에 따라 전원을 온/오프하여 사용하는 모드로 되게 추가 구성할 수 있으며, 이러한 추가구성은 온도에 따라 전원을 관리하는 프로그래밍하는 소프트웨어적 요소로서 달성될 수 있을 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 디지털 체온계에 한정되지 아니하고, 혈당의 측정 등과 같은 생체정보로부터 발생되는 생체정보 신호를 측정하기 위한 센싱 장치에 적용할 수 있다. 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

20 - 체온감지센서 30 - 마이컴
32 - 마이컴 기본 프로세서 34 - 전원관리 프로세서
40 - 화면표시부 50 - 전원 스위칭부
60 - 제2 센서소자 70 - 통신부

Claims (6)

1. 생체정보를 측정하여 전기적 신호를 발생하는 생체정보 감지센서와, 생체정보 감지센서에서 검출된 생체정보 신호를 디지털 처리하여 출력하는 마이컴과, 마이컴의 출력에 따라 생체정보 데이터를 표시하는 화면표시부를 포함하는 디지털 센싱 장치에 있어서,
   상기 생체정보 감지센서보다 전력소비량이 낮은 별도의 제2 체온센서를 마련하여 상기 생체정보 감지센서로의 전원공급을 트리거하도록 구성하고,
   상기 마이컴에는 화면표시부 및 전체회로의 제어를 처리하는 기본 프로세서 이외에 별도로 전원관리 프로세서를 더 마련함과 아울러, 이 전원관리 프로세서에서 처리한 제어출력에 따라 전체회로에 배터리전원 공급을 단속할 수 있도록 스위칭부를 전기적으로 연결하여 구성하며,
   상기 전원관리 프로세서는, 상기 생체정보 감지센서로만 배터리전원 공급을 활성화하여 작동 모드로 되게 하는 한편 그 외의 회로 측으로의 배터리전원 공급을 비활성화하여 대기전력 모드로 되게 하는 전원관리 프로그램 루틴을 수행하되,
   상기 전원관리 프로그램 루틴은, 임의의 시간 n1초 이내에 측정된 임의의 온도 데이터 n℃ 이상 또는 n1℃~n2℃ 를 미리 레퍼런스 데이터로서 저장하여 두고, 상기 생체정보 감지센서에서 생체정보를 측정한 데이터와 상기 레퍼런스 데이터를 비교하여 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하는 경우에만 디지털 센싱 장치의 전체회로에 배터리 전원 공급을 활성화하여 상기 작동 모드가 되게 하고, 상기 생체정보 감지센서에서 생체정보를 측정한 데이터가 상기 레퍼런스 데이터의 범주 내에 속하지 않으면 미리 설정한 임의의 시간 n2초 이후에 상기 전체회로로의 전원공급을 비활성화 하여 상기 대기전력 모드로 되게 하고,
   상기 마이컴의 전원관리 프로세서는 상기 대기전력 모드에서 상기 생체정보 감지센서로부터 전달받는 전기신호를 초당 n회의 시분할된 샘플링 신호로서 간헐적 전달받아 처리하도록 구성함으로써 상기 작동모드에 비해 전력 소비를 줄이도록 작동되며,
   상기 디지털 센싱 장치는 생체정보 데이터를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함하여 구성되되, 상기 생체정보의 측정에 따라 상기 통신부로의 전원공급도 단속되도록 구성되고,
   상기 생체정보는 체온이며, 생체정보 감지센서는 체온감지센서인 것을 특징으로 하는 디지털 센싱 장치.
   
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