KR102016774B1 - 스티어링 휠에 장착된 광학 센서를 이용한 생체 파라미터의 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 휠(1)이 장착된 차량 내에 있는 사람의 하나 이상의 생체 파라미터를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 검출 장치는 광학 센서 장치(8)를 구비한 핑거 센서 유닛(2, 3)을 포함하며, 상기 핑거 센서 유닛(2, 3)은 스티어링 휠(1)에서 스티어링 휠 스포크(4)와 스티어링 휠 바디(5) 사이의 천이 영역에 배치된다. 한 바람직한 실시예에서, 센서 표면 영역은 푸시 버튼 스위치의 작동면으로 형성된다. 이 푸시 버튼 스위치는 특히 변속 기어용 패들 시프트(paddle shift)일 수 있다. 센서 표면 영역은 심전도(ECG; Electrocardiogram)를 작성하기 위한 전기 전도성 표면을 가질 수 있다.

Description

스티어링 휠에 장착된 광학 센서를 이용한 생체 파라미터의 검출 장치 {DETECTION OF VITAL PARAMETERS BY MEANS OF AN OPTICAL SENSOR ON THE STEERING WHEEL}

본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따른, 자동차 내에 있는 사람의 하나 이상의 생체 파라미터를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.

광학 플레티스모그래피(Plethysmography; 체적 변동 측정) 및 펄스 옥시메트리(Pulse Oximetry; 산소 포화도 측정)를 이용하는 사람 생체 파라미터의 검출 자체는 이미 공지되어 있으며, 통상적으로 특히 맥박수, 맥박수 변동성(variability) 및 동맥 산소 포화도의 비침습(non-invasive) 검사를 이용해서, 조직을 통해 광을 투과시킬 때의 광 흡수 측정치 혹은 광 반사 측정치를 참조하여 수행된다.

플레티스모그래피 및 펄스 옥시메트리는 기본적으로 유사한 광학 측정법들에 기반한다. 플레티스모그래피는 특히 혈관의 체적 변동에 의해서 나타나는 광 흡수율 변화의 광학적 측정치를 참조해서 수행되는 한편, 펄스 옥시메트리는 피부 및 조직에 방사선을 투과시킬 때 (혈중 산소 포화도에 의해 좌우되는) 적색 측정 광선 및 적외선 측정 광선의 상이한 광 흡수율 혹은 광 방사율을 토대로 한다.

펄스 옥시메트리의 경우에는 일반적으로 손가락, 발가락 또는 귓불에서 광학 센서를 통해 산소 포화 값(SPO2-값)이 검사되며, 이 경우 측정은 대부분 클립형 센서 또는 부착형 센서에 의해서 이루어진다. 이때 사용되는 센서들은 통상적으로 광 센서 혹은 광 다이오드와 관련하여 예컨대 적색 다이오드 및/또는 적외선 다이오드 형태의 하나 또는 두 개의 광원으로 형성된다. 이 경우, 적외선 다이오드는 전자기 스펙트럼의 비가시 영역에서 광을 방출하고, 적색 다이오드는 가시 영역에서 광을 방사한다.

산소로 많게 혹은 적게 포화 된 혈액-헤모글로빈을 상이하게 착색함으로써, 조사(照射) 될 적색 광 혹은 적외선 광을 위해, 광 센서에 의해서 기록되는 상이한 흡수 계수가 생성된다.

이때 평가 유닛은 - 예를 들어 측정 결과를 기준 테이블과 비교함으로써 - 모세관 내에서의 혈중 산소 포화도를 검출 혹은 결정할 수 있다. 광전자 센서 장치에 의해서는, 산소 포화도 이외에 일반적으로 맥박 혹은 맥파(pulse wave), 맥박수 및 맥박수 변동성 또한 결정될 수 있다.

광학 플레티스모그래피 및 펄스 옥시메트리는 임상 실무(clinical practice)의 구성 요소이며, 환자의 표준 모니터링 뿐만 아니라 진단의 목적으로도 사용된다. 하지만, 무엇보다 펄스 옥시메트리는 "홈케어(Homecare)" 용으로, 다시 말하자면 예컨대 가정과 같은 환경에서 환자의 건강 상태를 모니터링 하기 위한 용도로 점점 더 많이 사용되고 있다. 이 방식은 특히 심장학상의 위험 인자(risk factor)를 지니고 있는 환자의 간호, 수면 장애의 진단, 그리고 피로 상태 혹은 스트레스 상태의 인지와 관련이 있다.

하지만, 전술한 것처럼 환자 혹은 사람의 생체 파라미터를 검출할 목적으로 광학 플레티스모그래피(체적 변동 측정) 및 펄스 옥시메트리(산소 포화도 측정)를 이용하는 것은 입원 상태 또는 병원에 내원한 상태뿐만 아니라, 노상에서도, 예를 들면 자동차를 타고 주행하는 동안에도 가능하다.

상기와 같은 외래 환자의 측정을 위해 기본적으로 공지되어 있는 이동 기기의 센서 장치는 각각 신체에 직접 부착된다. 하지만, 이로 인해 환자의 움직임의 자유가 제한되기 때문에, 특히 자동차의 경우에는 이러한 적용 혹은 기기가 해결책으로서 인정될 수 없는 경우가 많다. 그렇기 때문에, 자동차 주행 상태에서 움직임의 자유가 제한되는 문제점에 대처하기 위해, 전술된 광학 센서들을 차량의 조작 요소들 내부에 통합하려는 시도가 이미 있었다. 이와 같은 시도의 목적은 항상 운전자에게 가급적 적은 영향을 끼치면서 생체 파라미터를 검출하는 것이다.

독일 특허 출원 DE 10 2008 056 250 A1호에는, 플레티스모그래피 혹은 펄스 옥시메트리를 위한 광학 센서들을 차량의 시프트 노브 내부에 통합하는 방법이 공지되어 있다. 선행 기술에 공지된 이러한 해결책의 경우, 측정을 실행하기 위해 먼저 운전자가 스티어링 휠에서 손을 떼야만 하며, 이 때문에 경우에 따라서는 운전자 건강 상태의 모니터링과 관련하여 권장되는 정도로 자주 혹은 규칙적으로 측정을 실행할 수 없다. 이러한 이유에서, 앞서 언급한 측정 방법들을 위한 광학 센서들을 차량의 스티어링 휠 림 내부에 통합하는 점이 이미 제안되었다. 하지만, 스티어링 휠 림 내부에 배치할 경우, 특히 그곳에서의 비좁은 공간 조건으로 인해 차량 앞유리에 근접함으로써 명도가 심하게 변동될 수 있는 점, 그리고 측정을 위해 필요한 운전자의 손가락 자세를 재현하기가 어렵다는 점 때문에 광학 측정의 불충분한 신호 품질이 자주 발생한다.

또한, 선행 기술에는 주행 중인 자동차에서 -플레티스모그래피 혹은 펄스 옥시메트리 측정에 대한 대안으로 또는 추가로- ECG(Electrocardiogram)-측정을 실행하는 것도 공지되어 있다. 여기서, 상기 기술의 구현을 위해 필요한 ECG-전극을 스티어링 휠에, 특히 스티어링 휠 림에서 스티어링 휠 상부면 영역에 배치하려는 시도가 이미 있었다. 하지만, 태양광 조사에 의해 스티어링 휠 혹은 ECG-센서가 심하게 가열되는 경우에 발생하는 측정값의 변동과 마찬가지로, 이러한 배치 역시 스티어링 휠의 형상과 관련한 단점들과 결부된다.

본 발명에 의해, 전술된 단점들 혹은 제약들을 극복할 수 있는, 생체 파라미터 검출 장치가 제공된다. 본 발명에 의해 특히, 차량 운전자의 혈중 산소 함량, 맥박 특성 거동 및/또는 심전도를 검출하기 위한 측정 센서들이 신뢰할 수 있게, 그리고 양호한 내구성을 갖도록 통합된다. 특히 측정 센서들을 차량의 시프트 노브 영역 및/또는 스티어링 휠 림에 배치하는 경우에 나타나는 전술한 단점들이 본 발명에 의해 극복된다.

상기 과제를 위해, 본 발명은 특허 청구항 제1항의 특징들을 갖는 검출 장치를 제안한다.

바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.

본 발명에 따른 검출 장치는 자동차 내에 있는 사람의 하나 이상의 생체 파라미터를 검출하기 위해서 이용된다. 이를 위해 상기 검출 장치는 하나 이상의 광학 센서 장치를 구비한 하나 이상의 핑거 센서 유닛을 구비하며, 상기 센서 장치는 하나 이상의 제1 광원 및 하나 이상의 감광 소자를 포함한다.

본 발명에 따른 검출 장치는, 핑거 센서 유닛이 스티어링 휠 상에서 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디 혹은 스티어링 휠 완충부 사이의 천이 영역(transition region)에 배치되는 것을 특징으로 한다. 통상적으로 스티어링 휠은, 스티어링 휠의 중앙에 배치된 스티어링 휠 바디 혹은 스티어링 휠 완충부 혹은 스티어링 휠 허브(hub)가, 스티어링 휠에 의해 실행되는 조향 동작을 스티어링 컬럼으로 전달하기 위해 스티어링 컬럼과 연결할 목적으로 제공되도록 구성되며, 이 경우 스티어링 휠 바디는 스티어링 휠 스포크를 통해 스티어링 휠 바디를 상기 스티어링 휠 스포크에 대해 이격되어 둘러싸고 있는, 대개 원형인 스티어링 휠 림에 연결된다. 스티어링 바디는 통상, 경적으로 형성된 작동 장치와, 차량 설계에 따라 운전자 에어백을 수용할 목적으로 제공된다. 스티어링 휠 림은, 원하는 조향 동작을 검출하여 전달하기 위해 차량 운전수 혹은 운전자를 위한 작동 부재를 형성한다. 스티어링 휠 림에 가해진 조향 동작은 스티어링 휠 림과 스티어링 휠 바디 사이의 고정 연결부로서 형성된 하나 또는 복수의 스티어링 휠 스포크를 통해 스티어링 휠 바디로 전달되고, 다시 스티어링 휠 바디를 통해 스티어링 컬럼으로 전달된다.

공지된 바와 같이, 통상의 스티어링 휠은 무선 장치, 내비게이션 장치, 냉·난방 장치, 차내 컴퓨터, 속도 조절 장치, 핸즈프리 세트 또는 그 밖의 조작 장치를 원격으로 조작하기 위한 키 또는 스위치 형태의 조작 부재들도 포함한다. 다른 말로 표현하자면, 운전자는 자신의 손을 스티어링 휠에서 뗄 필요 없이 혹은 스티어링 휠 상에서의 손의 표준 위치를 변경할 필요 없이, 스티어링 휠 상에 배치된 조작 부재를 통해 개별 조작 장치의 조작을 실행할 수 있게 된다. 그럼으로써, 다른 경우에는 곧바로 장치에서 실행되던 개별 조작 장치들의 조작과 결부된 운전자의 통상적인 조향 동작이 최소화될 수 있다.

키 및/또는 스위치는 통상적으로 스티어링 휠 바디의 측면에, 달리 말하자면 스티어링 휠 바디 상에서 스티어링 휠 바디와 스티어링 휠 림 사이의 중간 공간에 배치된다. 대안으로 또는 추가로, 이러한 키 및 스위치는 스티어링 휠 바디와 스티어링 휠 스포크 사이에서 연장되는 천이 영역에 배치될 수도 있다. 이때 스티어링 휠 스포크는 스티어링 휠 림으로부터 스티어링 휠 바디의 방향으로 연장되고, 천이 영역에 의해서 스티어링 휠 바디에 고정 연결된다. 상기 천이 영역은 부품 측에서 스티어링 휠 스포크의 일부분 및/또는 스티어링 휠 바디의 일부분을 형성할 수 있다. 다른 말로 표현하자면, 상기 천이 영역은 스티어링 휠 바디의 단부 영역이 접하는 스티어링 휠 스포크의 단부 영역 또는 스티어링 휠 스포크의 단부 영역이 접하는 스티어링 휠 바디의 단부 영역을 형성할 수 있으며, 이때 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디는 서로 연결된다. 또한, 천이 영역의 한 부분은 스티어링 휠 스포크로 형성되고, 상기 천이 영역의 다른 부분은 스티어링 휠 바디로 형성되는 것도 고려될 수 있으며, 이때 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디는 천이 영역에서 상호 접하여 서로 연결된다. 이 경우 천이 영역은, 예를 들어 전술된 바와 같이 조작 장치들을 원격 조작을 위한 하나 또는 복수의 원격 소자가 상기 천이 영역 내에 배치되어 있거나 배치될 수 있는 특성을 갖는 것을 특징으로 하며, 이때 조작 부재(들)의 조작은 운전자에 의하여 스티어링 휠을 풀지 않고서도, 더 바람직하게는 스티어링 휠 상에서의 운전자 손의 표준 위치를 변경하지 않고서도 실행될 수 있다.

핑거 센서 유닛을 스티어링 휠 상에서 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디 사이의 천이 영역에 배치할 경우, 운전자가 검출된 생체 파라미터를 측정하기 위해, 즉 예를 들어 혈중 산소 함량 또는 맥박을 검출하기 위해 더 이상 스티어링 휠에서 손을 뗄 필요가 없고, 예를 들어 시프트 레버의 영역에 배치된 측정 센서에 손을 올려놓을 필요가 없다는 장점이 있다. 오히려 본 발명 덕분에, 예를 들어 스티어링 휠 상에 배치된 핑거 센서 유닛의 영역에 손가락을 올려놓기만 하면 되므로 최대한 간단하게 생체 파라미터(들)의 측정이 이루어질 수 있다. 핑거 센서 유닛을 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디 사이의 천이 영역에 배치하면, 스티어링 휠 림에서 손을 떼지 않고도 측정이 이루어질 수 있다는 장점도 있다.

따라서, 상기 방식으로 간소화된 측정은 측정 과정들이 더욱 간단하게, 그리고 그와 더불어 더 자주, 더 규칙적으로 실행될 수 있도록 하며, 이러한 점은 특히 상응하는 위험 인자를 지니고 있는 환자들의 경우에 중요할 수 있다.

핑거 센서 유닛을 스티어링 휠 상에서 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디 혹은 완충부 사이의 천이 영역에 배치하면, 스티어링 휠의 상기 섹션이 통상적으로 태양 광선이 직접 조사되는 영역에 놓이지 않음으로써, 선행 기술에서 여전히 발생하고 있는, 센서 장치 내부로의 잘못된 광 간섭 현상, 혹은 선행 기술에서 마찬가지로 관찰된, 스티어링 휠 상에 배치된 접촉면의 강한 가열 현상이 줄어들 수 있다는 추가의 장점이 있다.

이때 핑거 센서 유닛은 특히, 상응하는 센서 표면이 -추가의 손동작 없이도- 운전자의 양손에 의해서 이미 스티어링 휠의 표준 위치에 도달할 수 있도록 포지셔닝될 수 있다. 이는 최대한 간소화하여 실행할 수 있는 측정 및 그와 더불어 생체 파라미터 검출의 효과에 도움이 된다.

바람직한 실시예들에 따르면, 핑거 센서 유닛은 운전자로부터 먼 쪽에 놓인 스티어링 휠 후면에 배치될 수 있고, (엄지 손가락을 제외한) 하나 이상의 손가락이 접촉되도록 설치될 수 있거나, 상기 핑거 센서 유닛이 운전자 쪽을 향하는 스티어링 휠 전면에 배치되고 엄지 손가락이 접촉되도록 설치될 수 있다. 두 가지 경우 모두, 손을 스티어링 휠에서 뗄 필요 없이, 그리고 스티어링 휠 림을 풀 필요 없이, 손가락 혹은 엄지 손가락을 핑거 센서 유닛에 접촉시킬 수 있다.

본 발명은, 바람직하게 스티어링 휠의 후면에서 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 바디 사이의 영역에 핑거 센서 유닛이 포지셔닝되는 한, 상기 핑거 센서 유닛이 구조상 어떻게 개별적으로 형성되어 스티어링 휠에 연결되는지와 상관없이 실현될 수 있다. 본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에 따르면, 핑거 센서 유닛은 스티어링 휠 바디에 대하여 탄력적으로 휠 수 있게 현수된 센서 표면 영역에 배치된다.

탄력적으로 휠 수 있는 스티어링 휠의 센서 표면 영역에 핑거 센서 유닛을 배치하는 점은, 이와 같은 방식에 의해 운전자의 손가락(들)이 센서 표면에 신뢰할 수 있게 그리고 재현 가능하게 접촉되는 것이 보증될 수 있는 한 매우 바람직한데, 그 이유는 센서 표면에 손가락(들)의 충분한 압착력이 이미 존재하는지의 여부에 대한 촉각적인 피드백이 센서 표면 영역의 스프링 탄성을 통해 운전자에게 전달되기 때문이다.

또한, 본 발명은 센서 표면 영역의 스프링 탄성이 스티어링 휠 상에서 어떻게 구현되는지와도 무관하게 실현될 수 있다. 따라서, 예를 들면 스티어링 휠 커버에 탄력적으로 일체로 배치된 센서 표면의 형상이 고려될 수 있다. 센서 표면에서의 정확한 압착력과 관련하여 확실하게 감지할 수 있고 재현 가능한 촉각적인 피드백을 위해, 본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에 따르면, 센서 표면 영역을 푸시 버튼 스위치의 작동면으로 형성하는 점이 제안된다. 이러한 방식으로, 작동력뿐만 아니라 스티어링 휠 상에 탄력적으로 휠 수 있게 배치된 센서 표면의 작동 트래블도 구조적으로 정확하게 결정될 수 있으며, 작동력과 작동 트래블 모두 영구적으로 재현 가능하게 유지될 수 있다. 이 경우, 바람직하게 푸시 버튼 스위치는 상응하는 동작 시, 즉 푸시 버튼 스위치를 아래로 누를 때 측정 과정이 자동으로 개시되도록 설계된다. 이와 같은 설계에 의해서도, 측정 센서의 영역에 손가락(들)의 압착력이 충분히 가해져야 비로소 측정이 실행되는 점이 보장된다.

본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따르면, 센서 표면 영역이 하나 이상의 엄지 손가락 끝 또는 손가락 끝을 수용하기 위해 깊게 파인 하나 이상의 핑거 베드를 포함하는 것이 제안된다. 이 경우에는 상기 깊게 파인 핑거 베드 내에 광학 센서 장치가 동일한 높이로 배치된다. 센서 표면 영역에 배치되고 센서 장치가 내장된, 깊은 홈 형태의 핑거 베드는, 센서 장치 영역에서의 손가락의 정확한 접촉과 관련한 촉각을 추가로 개선해주며, 이로써 생체 파라미터의 측정 신뢰성도 더욱 높아진다.

본 발명의 또 다른 매우 바람직한 한 실시예에서는, 센서 표면 영역이 실질적으로 평평하게 패들(paddle) 모양으로 형성된다. 이와 같은 형상은 한 손의 여러 개의 손가락이 동시에 간편하게 접촉되도록 하며, 이로써 특히 상기 손의 손가락들이 센서 표면 영역에 장시간에 걸쳐 올려져 있을 때 스티어링 휠을 고정할 경우의 편안함도 개선된다. 이 경우, 바람직하게 센서 표면 영역에도 전기 전도성 표면이 제공되며, 상기 전기 전도성 표면은 심전도를 작성하기 위한 평가 장치에 연결된다.

상기 실시예 덕분에, 맥박수 혹은 혈중 산소 값의 측정 혹은 모니터링 외에 추가로 운전자의 심전도도 작성될 수 있으며, 이로써 생체 파라미터 및 그와 더불어 운전자 건강 상태의 더욱 신뢰성 있는 검출 혹은 상응하는 모니터링이 달성된다.

본 발명의 또 다른 매우 바람직한 한 실시예는, 검출 장치가 스티어링 휠 상에 배치된 2개의 핑거 센서 유닛을 구비하고, 이들 핑거 센서 유닛이 운전자의 한쪽 손에 각각 할당되어 그에 상응하게 스티어링 휠 상에 대칭으로 배치되는 방식을 제시한다. 이러한 방식으로 -예를 들어 평균값 산출에 의한- 생체 파라미터 측정의 신뢰성 및 정확성이 더욱 개선될 수 있다. 또한, 센서 장치가 2개 존재하는 점은 특히 ECG-측정에 도움이 된다.

본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 광학 센서 장치가 감광 소자 외에 가시 파장 범위 내 광을 발생시키기 위한 제1 광원 및 비가시 파장 범위 내, 특히 적외선 파장 범위 내 광을 발생시키기 위한 제2 광원을 포함하는 방식을 제시한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 생체 파라미터 검출 장치를 이용해서 혈관 체적과 관련된 측정, 특히 광학 플레티스모그래피 형태의 측정뿐만 아니라 혈액 조성과 관련된 측정(특히 광학 펄스 옥시메트리를 이용한 산소 측정 형태의 측정)도 실행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 한 실시예는, 푸시 버튼 스위치를 차량의 다른 기능을 위한 작동 장치로서 설계하는 방식을 제시한다. 이 경우, 바람직하게 푸시 버튼 스위치가 변속 기어용 패들 시프트를 형성한다.

푸시 버튼 스위치의 작동 혹은 아래로 눌리는 동작이 생체 파라미터를 측정하기 위한 트리거(trigger)로서 평가되어야 할지, 아니면 다른 기능을 작동시키기 위한, 특히 기어 변속을 개시하기 위한 트리거로서 평가되어야 할지에 대한 구별은 상이한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어 2개의 푸시 버튼 스위치 혹은 패들 시프트 중 단 하나만 아래로 누르는 동작은 기본적으로 변속 명령으로서 평가될 수 있는 한편, 2개의 푸시 버튼 스위치 혹은 패들 시프트를 모두 아래로 누르는 동작은 기본적으로 생체 파라미터 검출을 개시하기 위한 명령으로서 평가될 수 있다. 그 대안으로, 예를 들어 스티어링 휠 상에 추가 버튼이 제공될 수 있으며, 이 추가 버튼을 아래로 누르면 패들 시프트(들)의 연속 동작 또는 동시 동작은 변속 명령으로서 평가되지 않고, 오히려 생체 파라미터 검출을 위한 명령으로서 평가된다.

본 발명에 의해, 주행 중에도 주행 안락감 혹은 운전 안전에 악영향을 미치지 않으면서, 특히 스티어링 휠에서 손을 뗄 필요 없이 생체 파라미터의 신뢰성 있고 포괄적인 측정 및 모니터링을 가능케 하는 측정 장치가 제공될 수 있다. 핑거 센서 유닛의 바람직한 형성 및 배치를 통해서도 높은 측정 정확도가 달성될 수 있고, 광 및 온도와 같은 변동하는 환경 조건에 의한 악영향이 줄어들 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은, 본 발명과 관련된 바람직한 세부 사항을 보여주는 각각의 도면에 기초한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명 및 특허청구범위를 참조한다. 개별 특징들은 각각 그 자체로 실현될 수 있거나, 복수의 특징이 본 발명의 일 변형 예에서 임의로 조합됨으로써 실현될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1은 생체 파라미터를 검출하기 위한 검출 장치를 구비한, 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 자동차 스티어링 휠의 정면도이다.
도 2는 검출 장치를 구비하는 도 1에 도시된 스티어링 휠의 배면도이다.
도 3은 검출 장치를 구비하는 도 1 및 도 2에 따른 스티어링 휠의 일부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 따른 검출 장치의 센서 패들을 확대 도시한 등축도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 검출 장치를 구비한 자동차의 스티어링 휠(1)을 보여주고 있다. 도 1과 도 2를 함께 관찰해보면, 우선 도시된 실시예에서 스티어링 휠(1)이 2개의 핑거 센서 유닛(2 및 3)을 포함한다는 것을 금방 알 수 있다. 여기서, 핑거 센서 유닛(2 및 3)은 운전자로부터 먼 쪽에 놓이는 스티어링 휠(1) 후면에서, 스티어링 휠 바디 혹은 스티어링 휠 완충부(5)의 후면과 스티어링 휠 스포크(4) 사이의 천이 영역에 각각 배치되어 있다.

센서 유닛(2, 3)의 이러한 배치는, 예를 들어 주행 중에 한 손을 스티어링 휠(1)로부터 뗄 필요 없이, 요구된 운전자 생체 파라미터의 측정이 최대한 번거롭지 않게 실행될 수 있게 한다는 것을 알 수 있다. 이 경우, 측정은 보통 스티어링 휠(1) 상에서의 양손의 위치를 변경하지 않고도 수행될 수 있는데, 그 이유는 경험칙상 스티어링 휠(1)이 대개 양쪽 수평 스포크(4) 영역에 고정되기 때문이다. 따라서, 생체 파라미터를 측정하기 위해서는, 본원에서 센서 패들(2, 3)로 구현된 센서 유닛상에 (손가락들이 현재 그곳에 있지 않은 경우) 손가락들을 올려놓기만 하면 되고, 이로써 측정이 개시될 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 스티어링 휠(1)의 양쪽 센서 유닛(2, 3) 중 하나의 설치된 상태를 확대 도시한 평면도이며, 도 4는 센서 유닛(2, 3)을 별도로 등축도로 다시 보여주고 있다. 여기서 알 수 있는 사실은, 본 실시예에서 센서 유닛(2, 3)은 푸시 버튼 스위치 혹은 패들 시프트(2, 3) 형태의 모듈로 형성됨으로써, 상기 푸시 버튼 스위치(2, 3)의 작동면(6)은 동시에 손가락을 위한 접촉면을 형성하게 되고, 특히 광학 생체 파라미터 검출을 목적으로 손가락 끝을 수용하기 위해 깊게 파인 핑거 베드(7)를 포함한다는 점이다. 이를 위해, 상기 핑거 베드(7) 내에는 측정에 필요한 발광 다이오드 혹은 광 센서를 포함한 광학 센서 장치(8)가 배치된다.

도시된 실시예에서 생체 파라미터의 검출 혹은 측정은, 바람직하게 한쪽 손의 3개의 손가락이 푸시 버튼 스위치(들)(2, 3)의 작동면에 올려짐으로써 이루어지며, 이때 3개의 손가락 중에 가운데 손가락이 깊게 파인 핑거 베드(7) 내에 놓여 광학 센서 장치(8)에 직접 접촉된다. 그러면 푸시 버튼 스위치(2, 3)의 작동면(6)에 약간의 압력이 가해짐으로써 실질적인 측정이 개시되며, 그로 인해 상기 푸시 버튼 스위치(2, 3)은 화살표(9)로 표시된 것처럼 아래로 눌리고, 이는 다시 푸시 버튼 스위치(2, 3) 내부의 전기 접촉부의 작동을 통해 측정을 개시한다.

따라서, 센서 장치(8)를 푸시 버튼 스위치(2, 3) 내부에 통합하는 것은 다음과 같은 두 가지 측면에서 바람직하다. 한 편으로는, 푸시 버튼 스위치(2, 3)가 아래로 눌려야만 측정이 제어되는 조건에서 특정 시점에 이루어진다. 다른 한 편으로는, -이와 같은 방식으로 측정을 개시하기 위해서는- 푸시 버튼 스위치(2, 3)을 아래로 눌러주어야 하는 요건으로 인해, 측정이 실행되어야 하는 경우에는 항상 피부 표면과 측정 센서(8) 간에 정해진 밀착 접촉이 실제로 이루어진다.

또한, 도시된 실시예에서는 -광학 센서 장치(8)를 이용하여 혈액 순환과 관련된 파라미터의 광학 측정이 실행되는 동시에- ECG-측정도 추가로 실행될 수 있다. 이를 위해 푸시 버튼 스위치(2, 3)의 표면(6)은 금속으로 형성되거나 전도성 표면층을 구비한다. 이러한 방식으로, 푸시 버튼 스위치(2, 3)의 표면(6)과 손가락 표면 사이에서 흐르는 접촉 전류의 전자 평가를 이용하여 상응하는 심전도가 작성되어 운전자의 건강 상태의 모니터링 시 고려될 수 있다.

도 1에는, 운전자 쪽을 향하는 스티어링 휠(1) 전면에 센서 유닛(2', 3')을 배치하는 대안적인 배치 상태가 추가로 (파선으로) 표시되어 있다. 이 경우에도 센서 유닛(2', 3')은 역시, 내부에 핑거 베드(7)가 배치되어 있는 전도성 작동면(6)을 가지며, 상기 핑거 베드(7) 내에는 다시 고유의 광학 센서 장치(8)가 배치되어 있다. 스티어링 휠(1)의 운전자 쪽 측에 센서 유닛(2', 3')을 배치하는 경우, 상기 센서 유닛(2', 3') 혹은 관련 핑거 베드(7)는, 스티어링 휠(1) 상에서의 양손의 표준 위치를 변경하지 않고서도 엄지 손가락을 각각 핑거 베드(7) 내부에 삽입할 수 있도록 형성되거나 정렬된다.

센서 유닛(2, 3 혹은 2', 3')의 배치와 관련한 (도면에 도시되어 있지 않은) 또 다른 한 가능성은, 양손을 스티어링 휠(1)로부터 떼지 않고서도 혹은 스티어링 휠(1) 상에서의 양손의 표준 위치를 변경하지 않고서도 하나 또는 복수의 손가락이 센서 유닛들 각각에 다시 도달할 수 있도록, 전도성 작동면(6), 핑거 베드(7) 및 광학 센서 장치들(8)을 구비한 센서 유닛들을 스티어링 휠 림에 배치하는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 의해서는 특히 자동차를 타고 주행을 하는 도중에도 생체 파라미터의 매우 신뢰할 수 있는 측정 및 모니터링을 가능케 하는, 생체 파라미터 검출 장치가 제공되며, 이와 동시에 -측정을 실행하는 동안에도- 운전 편의 또는 운전 안전에 미치는 악영향이 줄어들거나 제거될 수 있다.

1: 스티어링 휠
2, 3: 핑거 센서 유닛, 푸시 버튼 스위치, 패들 시프트
2', 3': 핑거 센서 유닛, 푸시 버튼 스위치
4: 스티어링 휠 스포크
5: 스티어링 휠 완충부, 스티어링 휠 바디
6: 센서 표면 영역, 작동면, ECG-접촉부
7: 핑거 베드
8: 광학 센서 장치
9: 버튼 작동 트래블

Claims (13)

1. 스티어링 휠(1)이 장착된 차량 내에 있는 사람의 하나 이상의 생체 파라미터를 검출하기 위한 검출 장치이며, 상기 검출 장치는 하나 이상의 광학 센서 장치(8)를 구비한 하나 이상의 핑거 센서 유닛(2, 3)을 포함하고, 상기 광학 센서 장치(8)는 하나 이상의 제1 광원 및 하나 이상의 감광 소자를 포함하는, 생체 파라미터 검출 장치에 있어서,
   핑거 센서 유닛(2, 3)은 스티어링 휠(1)에서 스티어링 휠 스포크(4)와 스티어링 휠 바디(5) 사이의 천이 영역에 배치되고,
   핑거 센서 유닛(2, 3)은 스티어링 휠 바디(5)에 대하여 탄력적으로 휠 수 있게 현수된 센서 표면 영역(6) 내에 배치되고,
   핑거 센서 유닛(2, 3)은 푸시 버튼 스위치 형태의 모듈로 형성되고,
   센서 표면 영역(6)은 푸시 버튼 스위치의 작동면에 의해 형성되고,
   푸시 버튼 스위치는 작동면에 손가락이 접촉되어 측정 과정이 개시되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
2. 제1항에 있어서, 핑거 센서 유닛(2, 3)은 운전자로부터 먼 쪽에 놓이는 스티어링 휠(1) 후면에 배치되며, 하나 이상의 손가락이 접촉되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
3. 제1항에 있어서, 핑거 센서 유닛(2, 3)은 운전자 쪽을 향해 있는 스티어링 휠(1) 전면에 배치되며, 엄지 손가락이 접촉되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 센서 표면 영역(6)은 하나 이상의 엄지 손가락 끝 혹은 손가락 끝을 수용하기 위해 깊게 파인 하나 이상의 핑거 베드(7)를 포함하며, 상기 핑거 베드(7) 내에는 광학 센서 장치(8)가 동일한 높이로 배치되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
8. 제1항에 있어서, 센서 표면 영역(6)은 실질적으로 평평하게 패들 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
9. 제1항에 있어서, 센서 표면 영역(6)은 전기 전도성 표면을 구비하며, 상기 전기 전도성 표면은 심전도를 작성하도록 설계된 평가 장치와 연결되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 검출 장치는 스티어링 휠 상에 대칭으로 배치된 2개의 핑거 센서 유닛(2, 3)을 구비하며, 상기 2개의 핑거 센서 유닛(2, 3)은 각각 운전자의 한쪽 손에 할당되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 센서 장치(8)는 가시 파장 범위 이내의 광을 발생시키기 위한 제1 광원과, 비가시 파장 범위 이내의 광을 발생시키기 위한 제2 광원과, 하나 이상의 감광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
12. 제1항에 있어서, 푸시 버튼 스위치는 차량의 또 다른 기능을 위한 작동 장치로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.
13. 제12항에 있어서, 푸시 버튼 스위치는 변속 기어용 패들 시프트인 것을 특징으로 하는, 생체 파라미터 검출 장치.

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