KR101736997B1 - 손목에 착용하는 생체 신호를 측정하는 장치 - Google Patents
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Abstract
생체 신호를 측정하는 장치는 신체 부위에 기 설정된 광량을 조사하기 위한 광원, 광량 중 일부를 수신하기 위한 광수신부, 및 광원과 광수신부를 보호하고 신체 부위와 접촉할 수 있는 커버를 포함한다. 생체 신호를 측정하는 장치에서, 광원과 커버 사이의 제1간격이 상기 광수신부와 커버 사이의 제2간격보다 작을 수 있다.
Description
본 발명은 손목에 착용하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체 신호를 검출하기 위한 발광소자 및 수광소자의 배치와 광학계 기구 구조의 설계 최적화를 통해 생체 신호의 신호품질을 개선할 수 있는 장치에 관한 것이다.
건강과 신체에 대한 관심이 증가하면서 실시간으로 건강을 확인할 수 있는 기술에 대한 관심이 매우 증가하고 있다. 실시간으로 건강을 확인하기 위해 생체신호를 이용할 수 있다. 생체신호 처리기술은 생체신호처리에 의한 인터페이스 기술이나 생체신호를 이용한 모니터링 기술로도 개발되고 있다. 생체신호 인터페이스 기술은 주로 생체신호를 추출하고, 추출한 생체신호를 이용하여 의료기기의 작동을 제어하기 위한 명령어를 생성하는 기술을 의미한다. 생체신호를 이용한 모니터링 기술은 생체신호의 특징을 추출함으로써 신체의 질병을 판단하거나 심리적인 상태를 판단하는 기술을 의미한다.
측정 가능한 생체신호는 EEG(Electroencephalography), ECG(Electrocardiography), EMG(Electromyography), PPG(Photoplethysmography), 호흡, EOG(Electrooculography) 등 종류가 다양하다. 여러 생체신호 처리에 있어서 실시간으로 모니터링하기에 간편한 신호는 PPG이다.
PPG 신호는 측정 센서의 광학적 특징을 이용하여 심장박동에 동기화된 혈류량의 흐름을 감지해서 심박 수를 검출한 것이다. 구체적으로 살펴보면, 심장박동에 의하여 생성된 압력에 의해 혈관 내에서 혈액의 흐름이 생기며, 이 심장박동이 발생할 때마다 압력은 손가락, 발가락, 귓불 등 신체의 말단 모세혈관까지 작용한다. 신체 말단 모세혈관의 동맥 혈액은 세포조직으로 혈액을 공급하고, 정맥을 통해 다시 심장으로 되돌아간다. 따라서 심장박동이 발생할 때 마다 신체 말단의 혈관에서 동맥 혈량이 증가하고 줄어드는 상태가 반복된다. PPG 측정 센서의 광원에서 신체 부위에 빛을 조사하면 혈액, 뼈, 조직에서 빛의 흡수가 발생하고 일부광은 투과 또는 반사하여 광수신기에 도달한다. 광수신부에서 검출된 투과광 또는 반사광은 신체 부위에 흡수된 광량만큼 차감되어 수신되므로, 투과광 또는 반사광의 광량 변화가 혈류 변화를 반영하게 된다. 이처럼 PPG 측정 센서의 광수신기를 통해 광량을 측정함으로써 심장박동에 동기화 된 혈류량 변화 검출이 가능해진다.
PPG 신호를 측정하는 기기는 간단하게 구현할 수 있고 사용자의 움직임을 확보할 수 있는 장점이 있으나, 확보된 움직임만큼 많은 잡음에 노출되어 신호의 왜곡이 발생하기 쉽기 때문에 신호처리 시에 이러한 잡음을 제거하는 과정이 요구된다. 이러한 잡음에 효과적으로 대처하기 위해 손가락 외에 손목에 착용할 수 있는 형태의 기기가 사용되고 있다.
본 발명은 손목에 착용하는 장치에서 생체 신호를 측정하는 광학 센서(PPG센서)의 성능을 개선하기 위한 발광소자 및 수광소자의 적합한 배치 방법 및 구조와 광학계 기구 구조의 설계 최적화를 통해 PPG 신호의 신호품질을 개선하여 생체신호 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 장치와 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 손가락 대비 1/10~1/20 수준의 손목에서 측정할 수 있는 PPG 신호를 PPG센서를 구성하는 발광 소자와 수광 소자의 배치구조를 통해, 낮은 신호 품질로 인해 측정에 어려움이 있었던 산소포화도 등의 생체 신호 검출이 가능한 장치와 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 생체 신호 센서를 구성하는 요소들의 배치구조를 인체 구조 중 센서가 착용되는 영역에 대응하도록 하여, 생체 신호의 측정을 보다 용이하게 할 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호를 측정하는 장치는 신체 부위에 기 설정된 광량을 조사하기 위한 광원; 상기 광량 중 일부를 수신하기 위한 광수신부; 및 상기 광원과 상기 광수신부를 보호하고 상기 신체 부위와 접촉할 수 있는 커버를 포함하고, 상기 광원과 상기 커버 사이의 제1간격이 상기 광수신부와 상기 커버 사이의 제2간격보다 작을 수 있다.
또한, 상기 광원과 상기 광수신부는 약 5~6mm만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 광원은 적외선 및 적색 가시광선을 출력할 수 있다.
또한, 상기 광수신부는 상기 광량 중 상기 신체 부위에 의해 반사된 광량을 수신하며, 상기 신체 부위는 손목이고, 상기 광원과 상기 광수신부는 요골 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 광원과 상기 광수신부의 위치는 상기 신체 부위가 왼쪽 손목 또는 오른쪽 손목인지에 따라 상이할 수 있다.
또한, 상기 광원과 상기 커버 사이의 상기 제1간격은 1mm 이내이고, 상기 광수신부와 상기 커버 사이의 상기 제2간격은 상기 제1간격보다 크고 2mm 이내일 수 있다.
또한, 생체 신호를 측정하는 장치는 상기 광원과 상기 광수신부 사이에 형성된 광배리어를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광배리어는 상기 커버까지 확장되어 상기 광원 상에 위치하는 상기 커버와 상기 광수신부 상에 위치하는 상기 커버는 상기 광배리어에 의해 분리될 수 있다.
또한, 생체 신호를 측정하는 장치는 상기 광수광부 상에 렌즈를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈는 오목 렌즈이지만 바깥 표면은 볼록한 형태일 수 있다.
또한, 생체 신호를 측정하는 장치는 상기 광량의 변화를 통해 광전용적맥파(photo-plethysmography, PPG)를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광전용적맥파(photo-plethysmography, PPG) 센서는 지지층 상에 형성된 발광 다이오드 및 포토 다이오드; 상기 발광 다이오드 및 상기 포토 다이오드 사이에 형성된 차단벽; 및 상기 발광 다이오드 및 상기 포토 다이오드를 보호하는 커버를 포함하고, 상기 발광 다이오드와 상기 커버 사이의 제1거리가 상기 포토 다이오드와 상기 커버 사이의 제2거리보다 작을 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 적외선 및 가시광선 중 적어도 하나를 발산할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 약 5~6mm만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 각각의 발광 다이오드는 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 착용되는 신체부위에 따라 위치가 달라질 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 손목의 요골 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1거리는 1mm 이내이고, 상기 제2거리는 상기 제1거리보다 크고 2mm 이내일 수 있다.
또한, 상기 차단벽은 상기 커버까지 확장되어 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 상기 커버와 상기 포토 다이오드 상에 위치하는 상기 커버가 상기 차단벽에 의해 분리될 수 있다.
또한, 상기 포토 다이오드 상의 상기 커버는 볼록하게 형성되며, 광전용적맥파(PPG) 센서는 볼록한 상기 커버를 둘러싸는 차단층을 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 PPG센서를 구성하는 발광 소자와 수광 소자의 배치구조를 통해 PPG 신호의 품질을 7~10배 정도 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 인체에 착용되는 기기들과 관련하여, 착용되는 부위의 인체 구조를 감안한 설계를 통해 생체 신호의 측정을 보다 용이하게 할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 손목에 착용하는 장치와 문제점을 설명한다.
도2는 생체 신호를 측정하는 장치의 제1구조를 설명한다.
도3은 도1의 제1구조에 따른 효과를 설명한다.
도4는 생체 신호를 측정하는 장치의 제2구조를 설명한다.
도5는 도4의 제2구조에 따른 효과를 설명한다.
도6은 생체 신호를 측정하는 장치의 제3구조를 설명한다.
도7은 생체 신호를 측정하는 장치의 제4구조를 설명한다.
도8은 도6과 도7의 제3구조와 제4구조에 따른 효과를 설명한다.
도1은 손목에 착용하는 장치와 문제점을 설명한다.
도2는 생체 신호를 측정하는 장치의 제1구조를 설명한다.
도3은 도1의 제1구조에 따른 효과를 설명한다.
도4는 생체 신호를 측정하는 장치의 제2구조를 설명한다.
도5는 도4의 제2구조에 따른 효과를 설명한다.
도6은 생체 신호를 측정하는 장치의 제3구조를 설명한다.
도7은 생체 신호를 측정하는 장치의 제4구조를 설명한다.
도8은 도6과 도7의 제3구조와 제4구조에 따른 효과를 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도1은 손목에 착용하는 장치와 문제점을 설명한다. 구체적으로, (a) 및 (b)는 생체 신호를 감지하는 센서를 포함하는 손목에 착용할 수 있는 스마트 시계 형태의 제품을 설명한다.
도1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 손목에 착용하는 기기의 PPG 센서부는 소모 전류 최소화를 위해 수광부와 발광부 사이의 거리가 최소화되도록 배치되어 있다. (a) 및 (b)에 도시된 기기는 기기의 중심(CR)에 빛을 발산하는 발광 소자와 빛을 수신하는 수광 소자가 포함되어 있다. 기기의 중심(CR)은 사용자가 손목에 착용할 경우, 대부분 손목 정중앙에 위치된다. 손목에서 측정할 수 있는 PPG 신호는 손가락 대비 1/10~1/20 수준이기 때문에, 기기의 중심(CR)에 PPG 센서부가 배치되는 경우 PPG 신호를 분석하는 데 필요한 충분한 신호 세기를 확보하지 못할 수 있다. 예를 들어, 심박수보다 정밀한 신호 분석을 필요로 하는 산소포화도 등을 측정하는 것은 매우 어렵다.
이러한 단점을 극복하기 위해, 손목에 착용하는 기기에서 생체 신호를 검출하기 위한 발광소자 및 수광소자의 배치를 최적화하고, 광학계 기구 구조의 설계를 최적화하면, 생체 신호의 신호품질을 개선하고 생체신호 검출 정확도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 특정 신체 영역에 착용하는 생체 신호를 측정하는 장치에 있어서, 발광 소자 및 수광 소자 사이의 이격 거리 최적화하거나, 기기가 착용되는 특정 신체 영역(예, 손목)의 혈관 분포에 맞도록 발광 소자 및 수광 소자 사이의 광경로 조정하거나, 발광 소자 및 수광 소자와 신체 영역(예, 피부) 사이의 밀착 거리 최적화하거나, 광 격리 및 광 누설 최소화를 위해 발광 소자와 수광 소자 사이의 광 배리어의 구조를 개선하거나, 수광 소자의 수광 효율을 향상시키기 위한 렌즈 구조를 적용할 수 있다. 전술한 방법을 통해 생체 신호를 측정하는 장치의 신호 품질을 개선하여, 생체 신호의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도2는 생체 신호를 측정하는 장치의 제1구조를 설명한다.
도시된 바와 같이, 생체 신호를 측정하는 장치는 신체 부위에 기 설정된 광량을 조사하기 위한 광원(22, 26)과 광원(22, 26)에서 출력된 광량 중 일부를 수신하기 위한 광수신부(24, 28)를 포함할 수 있다. 구체적으로, (a)는 광원(22)과 광수신부(24) 사이의 거리가 가까운 경우를 설명하고, (b)는 광원(26)과 광수신부(28) 사이의 거리가 일정 거리 이상 떨어진 경우를 설명한다.
도2의 (a)를 참조하면, 광원(22)과 광수신부(24) 사이의 거리가 가까울수록 광수신부(24)에서 수신할 수 있는 신호 세기가 커지기 때문에, 소모전력을 최소화할 수 있도록 광수신부(24)와 광원(22) 사이의 거리를 가깝게 유지할 수 있다. 예를 들어 광수신부(24)와 광원(22) 사이의 이격 거리는 약 2mm 이내 일 수 있다. 여기서, 광수신부(24)가 수신하는 빛은 크게 두 가지(즉, 광원(22)에서 출력된 후, 피부에 의해 반사되어 광수신부(24)로 전달된 제1광선과 광원(22)에서 출력된 후, 피부 속 신체 영역에 굴절, 반사 등이 일어난 후 광수신부(24)로 전달되는 제2광선)로 생각할 수 있다. 제1광선(①)은 대기와 인체의 피부의 굴절율이 서로 다르기 때문에 발생할 수 있다. 두 가지 중 신체 영역을 통해 전달되는 제2광선(②)과 달리, 피부에 의해 반사되어 광수신부(24)로 전달되는 제1광선(①)은 생체 신호를 측정하는 데 아무런 도움을 주지 못하는 잡음(noise)으로 분류될 수 있다.
도2의 (b)를 참조하면, 광수신부(24)가 제1광선(①)과 같은 잡음을 수신하지 않기 위해 광수신부(28)와 광원(26) 사이의 이격거리는 약 5~6mm로 배치할 수 있다. 이 경우, 광수신부(28)와 광원(26) 사이의 이격거리로 인해 피부에 의해 반사되어 전달되는 제1광선(①)이 광수신부(28)로 전달되지 않을 수 있다. 이 경우, 광수신부(28)는 신체 영역에 굴절, 반사 등이 일어난 후 전달되는 제2광선(②)을 수신함에 있어서, 신호 대 잡음비가 높아질 수 있다.
도3은 도1의 제1구조에 따른 효과를 설명한다.
도시된 바와 같이, 산소포화도 측정을 위한 적색 및 자외선(Red/IR) 광원과 광수신부와의 이격 거리가 2mm인 경우와 5mm인 경우의 신호 품질을 비교할 수 있다. 광원과 광수신부와의 이격 거리가 인접한 2mm인 경우에 비해 5mm인 경우가 신호 품질이 우수하다는 결과를 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 피부에 의해 반사된 빛이 수신되지 않도록 광원과 광수신부 사이의 이격 거리를 확보하는 경우, 생체 신호를 측정하는 기기의 신호 품질은 향상될 수 있다. 하지만, 광수신부로 전달되는 신호의 세기(즉, 광수신부로 전달되는 광량)가 작아질 수 있다. 또한, 기기를 착용하는 사림의 피부색이나 손목 혈관 분포에 따라 최적 이격 거리는 달라질 수 있기 때문에 이러한 요소도 복합적으로 고려할 필요성이 있다.
도4는 생체 신호를 측정하는 장치의 제2구조를 설명한다.
도시된 바와 같이, 생체 신호를 측정하는 장치는 신체 부위에 기 설정된 광량을 조사하기 위한 광원(32A, 32B), 광량 중 일부를 수신하기 위한 광수신부(34), 및 광원(32A, 32B)과 광수신부(34)를 보호하고 신체 부위와 접촉할 수 있는 커버(38)를 포함할 수 있다. 광원(32A, 32B)과 광수신부(34)는 기판(혹은 지지층, 30) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 광원(32A, 32B)은 가시광선 및 자외선을 출력하는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있고, 광수신부(34)는 빛을 감지하여 전기신호를 생성하는 포토 다이오드(Photo Diode)를 포함할 수 있다.
도4의 (a)를 참조하면, 생체 신호를 측정하는 장치는 잡음(noise)을 줄이고 광량을 증가시키기 위한 광수신부(34)와 광원(32A, 32B) 사이에 광 배리어(36)를 더 포함할 수 있다. 신호의 잡음(noise) 성분을 줄이기 위해서는 광원(32A, 32B)에서 발생한 빛이 피부 내부 조직을 통과한 성분 외에 다른 모든 빛을 차단하는 것이 바람직하다. 따라서, 기구적으로 광수신부(34)를 완전히 고립(Isolation) 시킬 필요성이 있다. 광 배리어(36)는 일종의 차단벽으로 광원(32A, 32B)에서 출력되는 빛이 신체 영역을 거치지 않고 광수신부(34)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 광배리어(36)는 커버(38)까지 확장되어 형성함으로써, 광원(32A, 32B)과 광수신부(34)를 격리시킬 수 있다. 광배리어(36)는 접착층(35)을 통해 기판(30) 상에 형성될 수 있다.
또한, 광원(32A, 32B)의 출력을 방해하지 않고, 광수신부(34)가 보다 많은 빛을 감지하도록 하기 위해, 커버(38)로 확장되는 광배리어(36)의 상부는 광원(32A, 32B)과 광수신부(34)를 격리하기 위한 광배리어(36)의 하부보다 폭(또는 크기, 면적)이 적게 형성될 수 있다.
도4의 (b)를 참조하면, 광원(32A, 32B)과 커버(38) 사이의 제1간격(D1)이 광수신부(34)와 커버(38) 사이의 제2간격(D2)보다 작을 수 있다. (a)에 도시된 생체 신호를 측정하는 장치에서 광원(32A, 32B)과 광수신부(34)는 동일 평면인 기판(30) 상에 배치되어 있으나, 신호 품질을 향상시키기 위해서는 광원(32A, 32B)은 가능한 한 피부에 가깝게 배치시키는 반면, 광수신부(34)는 가능한 한 피부에서 멀리 떨어뜨려서 배치시키는 것이 유리할 수 있다. 이는 광원(32A, 32B)은 피부에 가까울수록 많은 빛을 전달시킬 수 있으며, 잡음(noise)으로 분류되는 피부의 표면 반사로 인한 광 등의 성분도 피부와 광원(32A, 32B)가 밀착되어 있을수록 감소하기 때문이다. 반면, 광수신부(34)의 경우는 피부와 가깝게 배치될수록 수광 면적이 좁아지기 때문에 광수신부(34)로 입사될 수 있는 신호의 절대량이 줄어들게 된다.
예를 들어, 생체 신호를 측정하는 장치가 손목에 착용된 경우, 손목에는 혈관 분포가 균일하지 않기 때문에 가능한 한 넓은 면적에서 발생하는 생체 신호를 받아들일 필요가 있다. 하지만, 이 경우에도 너무 피부와 멀어지게 되면 절대적인 신호 세기가 줄어들기 때문에 광원(32A, 32B) 및 광수신부(34)가 피부(신체 영역)과 적정 거리를 유지할 필요성이 있다.
도4의 (b)와 같이, 광원(32A, 32B)과 커버(38) 사이의 제1간격(D1)이 광수신부(34)와 커버(38) 사이의 제2간격(D2)보다 작도록 하기 위해, 광수신부(34)가 형성되는 기판(30)과 광원(32A, 32B)이 형성되는 기판(30)의 높이를 다르게 할 수 있다. 기판(30)의 높이를 다르게 하는 것은 하나의 예에 불과하다. 도시되지 않았지만, 제1간격(D1)이 제2간격(D2)보다 작게 하기 위해 별도의 버퍼층 또는 별도의 기판을 형성할 수도 있다.
도5는 도4의 제2구조에 따른 효과를 설명한다. 구체적으로, (a)는 광원(32A, 32B, 도4참조)의 높이에 따른 상대적인 신호 품질을 설명하고, (b)는 광수신부(34, 도4참조)의 높이에 따른 상대적인 신호 품질을 설명한다.
먼저, (a)를 참조하면, 광원의 높이가 높은 경우(약 1.6mm)가 낮은 경우(약 0.8mm)보다 신호 품질이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, (b)를 참조하면, 광수신부의 높이가 기존보다 높아지면 신호 품질이 전반적으로 낮아지는 것을 알 수 있다.
이를 바탕으로, 광원과 커버 사이의 제1간격을 1mm 이내로 하고, 광수신부와 커버 사이의 제2간격을 제1간격보다 크고 2mm 이내로 하는 경우, 생체 신호를 측정하는 장치에서 신호 품질을 높일 수 있다.
도6은 생체 신호를 측정하는 장치의 제3구조를 설명한다. 구체적으로, (a)는 사람의 일반적인 손과 손목의 구조를 설명하고, (b)는 손목에 착용하는 생체 신호를 측정하는 장치의 구조를 설명한다.
사람의 손목 내부 구조는 손가락에 비해 매우 불규칙적이기 때문에, 1~2mm의 위치 편차에 의해서도 신호 품질에 많은 차이가 발생할 수 있다. 손목에 착용하는 생체 신호를 측정하는 장치는 투과형이 아닌 반사형 구조이기 때문에, 기본적으로 조직에서 반사되는 성분이 많아야 우수한 신호 품질을 확보할 수 있다. 먼저, (a)를 참조하면, 사람의 손목에는 크게 요골과 적골의 두 개의 뼈가 있다. 이중 요골이 적골에 비해 평면적이 더 넓으며, 요골이 중심(CL)으로부터 안쪽에 위치하고 적골이 중심(CL)으로부터 바깥쪽에 위치하는 것이 일반적이다. 생체 신호를 측정하는 장치를 손목에 착용하는 경우, 사람의 손목에 포함된 뼈 구조를 고려할 수 있다. 특히, 뼈에서 상당량의 빛이 반사될 수 있는데 사람의 손목 구조는 그림에서 볼 수 있듯이 정중앙보다 요골 쪽 뼈가 넓기 때문에 요골 쪽에서 빛이 많이 반사될 수 있다. 따라서, 중앙보다 요골 쪽으로 광센서가 치우쳐져 있을 때 신호 품질이 우수해 질 수 있다.
또한, (b)를 참조하면, 생체 신호를 측정하는 장치는 광원(12)과 광수신부(14)를 포함하고 있으며, 광원(12)과 광수신부(14)는 중심(CL)으로부터 일 측에 치우쳐 위치하고 있다. 반사형의 생체 신호를 측정하는 장치에 포함된 광수신부는 광원에서 출력한 광량 중 신체 부위(예를 들면, 손목 내 뼈, 혈관, 조직 등)에 의해 반사된 광량을 수신해야 한다. 따라서, 중심(CL)으로부터 치우쳐 위치하는 광원(12)과 광수신부(14)는 요골 상에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
광원(12)과 광수신부(14)가 생체 신호를 측정하는 장치의 중심(CL)에 위치하는 경우와 달리, 중심(CL)으로부터 일측으로 치우쳐 위치하는 광원(12)과 광수신부(14)를 포함하는 생체 신호를 측정하는 장치의 경우, 장치가 착용되는 신체 부위가 왼쪽 손목 또는 오른쪽 손목인지에 따라 광원(12)과 광수신부(14)가 서로 다른 위치에 배치될 필요가 있다.
도7은 생체 신호를 측정하는 장치의 제4구조를 설명한다. 구체적으로, (a)는 광수신부 상에 형성된 렌즈(45)의 구조를 설명하고, (b)는 렌즈(45)의 기능을 설명한다.
도시된 바와 같이, 생체 신호를 측정하는 장치(40)는 광수신부(44)의 수광 효율을 향상시키기 위해 별도의 렌즈(45)를 더 포함할 수 있다. 생체 신호를 측정하는 장치(40)에 포함된 광수신부(44) 상에 형성된 렌즈(45)는 빛의 수광 효율을 향상시키기 위한 것으로, 렌즈(45) 자체는 오목 렌즈 구조로 빛을 모아주는 역할을 하지만 외부 형상은 볼록 렌즈처럼 돌출된 구조를 적용하여 렌즈 일부 혹은 전체가 피부(49)를 살짝 압착하여 피부(49)가 렌즈(45)를 감싸게 한다. 예를 들어, 광수광부 상에 위치한 커버를 볼록하게 형성할 수 있다. 이렇게 피부(49)가 렌즈(45)를 감싸게 되면 잡음(noise)으로 판단되는 주변의 광을 차단시킴과 동시에 피부(49) 내측의 신체 영역으로부터 입사하는 빛의 성분도 증가하여 신호 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 생체 신호를 측정하는 장치(40)는 볼록한 형태의 렌즈(45) 주변에 추가 차단층(47)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 추가 차단증(47)은 렌즈(45)를 통해 전달될 수 있는 주변 광을 효율적으로 차단할 수 있다.
도8은 도6과 도7의 제3구조와 제4구조에 따른 효과를 설명한다. 여기서, (a) 내지 (d)는 생체 신호를 측정하는 장치 각각이 비교 대상(1st Proto)과 광원과 광수신부를 중앙에 위치시킨 구조(Test BD@Mid), 광원과 광수신부가 요골 상에 위치하도록 중앙에서 일 측으로 치우치게 배치된 구조(Test BD@Radial), 렌즈가 적용되지 않은 평판 유리를 사용하는 구조(2nd Proto(Glass)), 렌즈가 적용된 구조(2nd Proto(Lens))를 가지는 경우에 신호 품질 결과를 설명한다.
구체적으로, (a)는 자외선 광원을 사용하는 PPG 센서에서 DC 성분 신호의 신호 품질을 설명하고, (b)는 자외선 광원을 사용하는 PPG 센서에서 AC 성분 신호의 신호 품질을 설명한다. 또한, (c)는 적색 광원을 사용하는 PPG 센서에서 DC 성분 신호의 신호 품질을 설명하고, (d)는 적색 광원을 사용하는 PPG 센서에서 AC 성분 신호의 신호 품질을 설명한다. 여기서, PPG 센서가 감지하는 PPG 신호는 심박에 동기화되어 변하는 혈액의 변화량을 모니터링하는 AC성분과 호흡, 자율신경계 및 체온조절에 관련된 저주파 대역의 DC성분으로 구성될 수 있다.
도8의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 자외선 또는 적색 광원을 사용하는 경우 DC 성분의 신호의 품질을 비교하면, 광원과 광수신부가 중심에 위치하는 경우보다 요골 상에 위치하는 경우에 더 신호의 품질이 우수하다. 반면, 광수신부에 렌즈가 적용된 경우에 DC 성분의 신호 품질은 다소 낮아지는 경향을 보인다.
자외선 또는 적색 광원을 사용하는 경우 AC 성분의 신호의 품질을 비교하면, 광원과 광수신부가 중심에 위치하는 경우보다 요골 상에 위치하는 경우에 더 신호의 품질이 우수하다. 또한, 광수신부에 렌즈가 적용된 경우 그렇지 않은 경우보다 신호 품질이 우수해진다.
예를 들어, 심박에 동기화되어 변하는 혈액의 변화량을 감시하기 위한 PPG 센서에 전술한 생체 신호를 측정하는 장치의 구조를 적용하게 되면, 손목에서 확보할 수 있는 생체 신호의 품질이 기존 대비 7~10배 정도 개선될 수 있다. 이를 활용하면, 기존에 손목에서의 신호 품질이 낮아서 측정할 수 없었던 산소포화도 등의 생체 신호 또한 검출이 가능하게 된다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 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 구현되는 것도 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
22, 26, 32A, 32B, 12: 광원
24, 28, 34, 14, 44: 광수신부
45: 렌즈 36: 광배리어
47: 차단층 30: 기판
24, 28, 34, 14, 44: 광수신부
45: 렌즈 36: 광배리어
47: 차단층 30: 기판
Claims (20)
- 신체 부위에 기 설정된 광량을 조사하기 위한 광원;
상기 광량 중 일부를 수신하기 위한 광수신부; 및
상기 광원과 상기 광수신부를 보호하고 상기 신체 부위와 접촉할 수 있는 커버를 포함하고,
상기 광원과 상기 커버 사이의 제1간격이 상기 광수신부와 상기 커버 사이의 제2간격보다 작고,
상기 광원, 상기 광수신부 및 상기 커버를 포함하는 모듈은 상기 신체 부위에 접촉하도록 설계된 장치의 중심부로부터 일측에 치우쳐지도록 배치되는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 광수신부는 5~6mm만큼 서로 이격되어 배치된, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제2항에 있어서,
상기 광원은 적외선 및 적색 가시광선을 출력하는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제2항에 있어서,
상기 광수신부는 상기 광량 중 상기 신체 부위에 의해 반사된 광량을 수신하며,
상기 신체 부위는 손목이고, 상기 광원과 상기 광수신부는 요골 상에 위치하는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제4항에 있어서,
상기 광원과 상기 광수신부의 위치는 상기 신체 부위가 왼쪽 손목 또는 오른쪽 손목인지에 따라 상이한, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 커버 사이의 상기 제1간격은 1mm 이내이고, 상기 광수신부와 상기 커버 사이의 상기 제2간격은 상기 제1간격보다 크고 2mm 이내인, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 광수신부 사이에 형성된 광배리어
를 더 포함하는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제7항에 있어서,
상기 광배리어는 상기 커버까지 확장되어 상기 광원 상에 위치하는 상기 커버와 상기 광수신부 상에 위치하는 상기 커버는 상기 광배리어에 의해 분리된, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광수신부 상에 렌즈를 더 포함하는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제9항에 있어서,
상기 렌즈는 오목 렌즈이지만 바깥 표면은 볼록한 형태인, 생체 신호를 측정하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광량의 변화를 통해 광전용적맥파(photo-plethysmography, PPG)를 검출하는, 생체 신호를 측정하는 장치. - 지지층 상에 형성된 발광 다이오드 및 포토 다이오드;
상기 발광 다이오드 및 상기 포토 다이오드 사이에 형성된 차단벽; 및
상기 발광 다이오드 및 상기 포토 다이오드를 보호하는 커버를 포함하고,
상기 발광 다이오드와 상기 커버 사이의 제1거리가 상기 포토 다이오드와 상기 커버 사이의 제2거리보다 작고,
광원, 광수신부 및 상기 커버를 포함하는 모듈은 신체 부위에 접촉하도록 설계된 장치의 중심부로부터 일측에 치우쳐지도록 배치되는, 광전용적맥파(photo-plethysmography, PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 발광 다이오드는 적외선 및 가시광선 중 적어도 하나를 발산하는, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 5~6mm만큼 서로 이격되어 배치된, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 발광 다이오드는 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 각각의 발광 다이오드는 인접하여 배치된, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 착용되는 신체부위에 따라 위치가 달라지는, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제16항에 있어서,
상기 발광 다이오드와 상기 포토 다이오드는 손목의 요골 상에 위치하는, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 제1거리는 1mm 이내이고, 상기 제2거리는 상기 제1거리보다 크고 2mm 이내인, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 차단벽은 상기 커버까지 확장되어 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 상기 커버와 상기 포토 다이오드 상에 위치하는 상기 커버가 상기 차단벽에 의해 분리되는, 광전용적맥파(PPG) 센서. - 제12항에 있어서,
상기 포토 다이오드 상의 상기 커버는 볼록하게 형성되며,
볼록한 상기 커버를 둘러싸는 차단층을 더 포함하는, 광전용적맥파(PPG) 센서.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111714087A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-29 | 安徽华米信息科技有限公司 | 可穿戴式生理信号测量设备及其控制方法 |
| KR102591405B1 (ko) * | 2022-08-24 | 2023-10-19 | 국민대학교산학협력단 | 스킨 효과 제거 기반의 비침습적 생체신호 측정 장치 |
| KR102595803B1 (ko) * | 2022-08-19 | 2023-10-30 | 국민대학교산학협력단 | 스킨 효과 제거 기반의 비침습적 생체신호 측정 장치 및 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6954025B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2021-10-27 | セイコーエプソン株式会社 | 光学装置および生体解析装置 |
| WO2020122164A1 (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | ソニー株式会社 | 生体信号計測装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001061796A (ja) | 1999-08-31 | 2001-03-13 | Denso Corp | 脈波センサ |
| US20150025393A1 (en) | 2012-06-22 | 2015-01-22 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002500908A (ja) * | 1998-01-27 | 2002-01-15 | ライタッチ メディカル インコーポレイテッド | 組織変調装置およびその方法 |
| JP2002360530A (ja) | 2001-06-11 | 2002-12-17 | Waatekkusu:Kk | 脈波センサ及び脈拍数検出装置 |
| JP4604811B2 (ja) | 2005-04-18 | 2011-01-05 | 株式会社デンソー | 光学式生体センサ、ベース装置、生体情報収集システム、及びセンサ通信方法 |
| KR101198677B1 (ko) | 2010-04-05 | 2012-11-12 | 주식회사 비트컴퓨터 | 심박측정을 위한 관상혈관 자동인식 및 최적측정 위치 보정 시스템 |
| GB201011913D0 (en) * | 2010-07-15 | 2010-09-01 | Lux Innovate Ltd | Detecting device |
| GB2494622A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-20 | Oxitone Medical Ltd | Wearable pulse oximetry device |
| US9883824B2 (en) * | 2012-08-20 | 2018-02-06 | Taiwan Biophotonic Corporation | Detecting device |
| KR20150107944A (ko) | 2014-03-13 | 2015-09-24 | 솔레즈 주식회사 | 생체 또는 사물을 인식할 수 있는 모바일 기기 |
| US10058254B2 (en) * | 2014-04-07 | 2018-08-28 | Physical Enterprises Inc. | Systems and methods for optical sensor arrangements |
-
2016
- 2016-01-04 KR KR1020160000361A patent/KR101736997B1/ko active IP Right Grant
- 2016-08-29 US US15/250,374 patent/US10617360B2/en active Active
- 2016-09-21 DE DE102016218060.6A patent/DE102016218060A1/de active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001061796A (ja) | 1999-08-31 | 2001-03-13 | Denso Corp | 脈波センサ |
| US20150025393A1 (en) | 2012-06-22 | 2015-01-22 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111714087A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-29 | 安徽华米信息科技有限公司 | 可穿戴式生理信号测量设备及其控制方法 |
| KR102595803B1 (ko) * | 2022-08-19 | 2023-10-30 | 국민대학교산학협력단 | 스킨 효과 제거 기반의 비침습적 생체신호 측정 장치 및 방법 |
| KR102591405B1 (ko) * | 2022-08-24 | 2023-10-19 | 국민대학교산학협력단 | 스킨 효과 제거 기반의 비침습적 생체신호 측정 장치 |
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