KR102159202B1 - 생체 정보 측정 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

생체 정보 측정 장치 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치는 신발 깔창에 구비되어 생체 정보 신호를 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 생체 정보 신호에 대하여 전압 증폭 및 노이즈 제거를 처리하는 신호 처리부, 그리고 상기 처리된 상기 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 변환된 디지털 신호를 전송하는 무선 송신부, 상기 디지털 신호를 수신하여 건강 및 감성 상태를 판단하고, 상기 판단된 내용을 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

생체 정보 측정 장치 및 그것의 동작 방법{BIOMETRIC INFORMATION MEASUREMENT DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 건강 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 깔창 내부에 복수의 센서를 구비하여 생체 정보를 측정하는 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 의료 환경의 발전에 따라 원격진료(telemedicine)가 나타났다. 또한, 정보 통신 기술의 급격한 발전과 보급을 통하여, 사람들은 병원을 꼭 방문 해야하는 것이 아닌, 언제 어디서나 자신의 건강 상태를 모니터링하고 체크할 수 있다. 다시 말해, 원격진료는 유비쿼터스 헬스 케어(Ubiquitous Healthcare)의 형태로 발전하고 있다. 유비쿼터스 헬스 케어에서 가장 중요한 부분은 사람들이 일상 생활에서 불편함을 겪지 않으면서 생체신호를 모니터링하고 체크하는 것이다.
이를 위해, 현재 밴드형태나 의복(garment)에 전극을 부착하여 생체 신호를 모니터링하고 체크하는 형태가 사용되고 있다. 그러나 이들 전극은 의복에 부착되는 특성상 착용자의 움직임에 의해 영향을 많이 받게 되고, 이로 인해 측정된 생체 신호는 많은 노이즈(noise)가 혼입되는 문제가 발생한다.
따라서, 장시간의 생체 신호 모니터링을 위해서는 움직임에 따른 노이즈 혼입을 최소화하는 것과 착용시의 불편함이 없도록 하는 것이 해결해야 할 문제이다.
따라서, 본 발명의 목적은 생체 정보를 측정하는 데 있어서, 신발의 깔창에 복수의 센서를 구비하고, 이를 무선 통신망과 연결하는 생체 정보 측정 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치는 신발 깔창에 구비되어 생체 정보 신호를 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 생체 정보 신호에 대하여 전압 증폭 및 노이즈 제거를 처리하는 신호 처리부, 그리고 상기 처리된 상기 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 변환된 디지털 신호를 전송하는 무선 송신부, 상기 디지털 신호를 수신하여 건강 및 감성 상태를 판단하고, 상기 판단된 내용을 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 생체 정보 측정 방법은 신발 깔창에 구비되어 있는 복수의 센서들을 이용하여 생체 정보 신호를 각각 감지하는 단계, 상기 감지된 생체 정보 신호 각각에 대하여 전압 증폭 및 노이즈 제거를 처리하는 단계, 상기 처리된 각 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호를 각각 수신하여 건강 및 감성 상태를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 신발의 깔창에 복수의 센들을 구비하여 사용자의 생체 정보를 측정한다. 그리고 측정된 정보를 무선 통신망과 연동함으로써, 사용자는 불편함 없이 평상시에도 자신의 건강 및 감성을 체크할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신발 깔창에 구비된 구성 요소와 디스플레이부와의 연동을 보여주는 생체 정보 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센싱부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호처리부를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송신부를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이부를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 신발 깔창을 위에서 내려본 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 신발 깔창의 내부 단면도 및 디스플레이부와 연동되는 것을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조번호들을 이용하여 인용될 것이다. 아래에서 설명될 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 구성과, 그것에 의해 수행되는 동작은 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 생체 정보 측정 장치(100)는 센싱부(110), 신호 처리부(120), 무선 송신부(130), 디스플레이부(140), 및 컨트롤러(150)를 포함한다.
센싱부(110)는 복수의 센서들을 포함하며, 사용자의 생체 정보를 직접적으로 감지한다. 다시 말해, 복수의 센서들은 발바닥이 맞닿는 신발 깔창의 표면 및 내부에 구비되어, 사용자의 생체 정보를 파악한다. 예시적으로, 온도-압력 센서는 사용자의 체온 측정 및 발바닥에 가해지는 압력에 응답하여 생체 정보 신호를 감지한다. 이렇게, 신발 깔창에 구비된 각 센서는 사용자의 걸음걸이에 응답하여 생체 정보를 측정한 후에, 측정된 신호를 신호 처리부(120)에 전송한다.
신호 처리부(120)는 신발 깔창의 뒤쪽 내부에 매설되며, 센싱부(110)의 각 센서들로부터 측정된 생체 정보 신호를 수신한다. 일반적으로, 각 센서에서 측정된 생체 정보 신호는 전압 레벨이 약하고, 노이즈가 많이 발생된다. 따라서, 신호 처리부(120)는 센싱부(110)의 각 센서에서 수신된 생체 정보 신호의 전압 레벨을 키우고, 각 센서에서 발생된 노이즈를 제거한다. 그리고 신호 처리부(120)는 전압 증폭 및 노이즈가 제거된 생체 정보 신호를 무선 송신부(130)에 전송한다.
무선 송신부(130)는 신발 깔창의 뒤쪽 내부에 매설되며, 신호 처리부(120)로부터 보정된 생체 정보 신호를 수신한다. 무선 송신부(130)는 신호 처리부(120)로부터 수신된 생체 정보 신호를 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 그리고 신호 처리부(120)는 변환된 디지털 신호를 무선 통신 규격에 맞춰 디스플레이부(140)에 전송한다.
디스플레이부(140)는 무선 송신부와(130)의 무선 통신 규격 범위 이내에 위치하여, 무선 송신부(130)에서 전송한 디지털 신호를 수신한다. 예를 들어, 디스플레이부(140)는 무선 통신이 가능한 스마트 단말기 또는 태블릿 PC로 구성될 수 있다. 그리고 디스플레이부(140)는 수신된 디지털 신호에 응답하여 생체 정보 신호 및 감성 지수를 판단한 후 사용자에게 표시한다.
컨트롤러(150)는 센싱부(110)에서 측정된 생체 정보 신호를 디스플레이부(140)로 전송하기까지의 모든 동작을 전반적으로 제어한다.
이와 같이, 사용자는 복수의 센서들이 구비된 깔창을 사용함으로써, 병원을 방문해야 하는 불편함 없이 평상시에도 자신의 건강 및 감성 상태를 체크할 수 있다. 또한, 본 발명의 생체 정보 측정 장치에 있어서, 사용자는 신발을 교환하거나 세탁시에도 단순히 깔창만 옮기면 되기 때문에, 생체 정보 측정 장치를 보다 편리하게 이용할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치의 각 구성요소를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 센싱부(110)는 PPG 어레이 센서 모듈(111), 온도-압력 센서(112), GSR 센서(113), 및 가속도 센서(114)를 포함한다.
PPG 어레이 센서 모듈(111)은 복수의 포토-폴레시모그래피(Photo-PlethysmoGraphy: 이하, PPG) 센서로 구성된다. PPG 센서는 심작 박동에 따른 혈관 굵기의 변화에 따라, 빛의 흡수 및 반사 정도가 변화하는 원리를 이용하여 사용자의 심작 박동을 측정한다. 자세하게, PPG 센서는 한 쌍의 발광부(P, 도6 참조) 및 수광부(I, 도6 참조)로 구성된다. 발광부(P)는 적외선을 방출하여 사용자의 신체를 조사하고, 수광부(I)는 반사된 빛을 감지한다. PPG 센서는 수광부(I)에서 출력되는 시간에 따른 광혈류량의 변화로부터 PPG 신호를 검출한다. 또한, 본 발명에 따른 PPG 어레이 센서 모듈(111)은 하나의 PPG 센서가 아닌, 복수의 PPG 센서를 구비하였다. 따라서, 복수의 PPG 센서는 신발 깔창 여러곳에 위치하여, 보다 정확한 PPG 신호를 측정할 수 있다.
온도-압력 센서(112)는 사용자의 체온 측정 및 발에 가해지는 압력을 측정한다. 먼저, 온도-압력 센서(112)는 적외선을 이용하여 사용자의 피부 온도를 측정한다. 이로 인해, 사용자는 자신의 체온을 지속적으로 확인함으로써, 수분 섭취 등을 통해 체온을 관리할 수 있다. 그리고 온도-압력 센서(112)는 발바닥의 압력에 따른 파장의 변화를 체크함으로써, 사용자의 발에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 이로 인해, 사용자는 자신의 체중 및 체온 상태를 지속적으로 확인하여, 비만에 따른 체중 조절 및 적정 체온을 관리 할 수 있다.
GSR(Galvanic Skin Response:피부전도도) 센서(113)는 신체의 건강상태를 체크하는 생체 측정 장치의 일종이며, 특히 사용자의 심리 상태를 체크하는데 사용된다. 자세하게, GSR은 자율신경계 변환에 따른 땀샘의 활동 상황을 전기로 기록하는 장치이다. 일반적으로, GSR의 측정 기록은 정신적 안정 상태에서는 저항값이 증가하는 것을, 스트레스를 받는 상태에선 저항값이 감소하는 것을 보여준다. 이러한 GSR의 측정 방법은, 피부와 접촉하는 몇 개의 접점을 제공하고, 이들 접점 사이에 구비된 저항 측정 회로를 이용하여 저항값을 측정할 수 있다.
가속도 센서(114)는 사용자의 걸음걸이에 응답하여 3차원상의 위치 및 발의 움직임을 감지한다. 이에 따라, 사용자는 자신의 신발 착용 습관 및 걸음걸이의 자세를 교정할 수 있다.
이와 같이, 센싱부(110)의 각 센서들은 신발 깔창에 구비되고, 사용자의 생체 신호에 응답하여 건강 및 감성 상태를 체크한다. 따라서, 사용자는 각 센서에서 측정된 신호에 따라 평상시에도 자신의 건강 및 감성 상태를 확인할 수 있고, 이에 따라 질병을 사전에 예방할 수 있다. 본 발명에 실시 예에 따른 센싱부(110)는 4 개의 센서로 구성되었지만, 센서의 수는 이에 국한되지 않으며 심전도 센서, 뇌파 센서, 근전도 센서 등 다양한 센서가 사용될 수 있다. 다시 말해, 사용자의 성향에 맞춰 센서를 추가 또는 감소할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호처리부를 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 신호 처리부(120)는 전류-전압 변환부(121), 증폭부(122), 및 필터부(123)로 구성된다. 신호 처리부(120)는 신발 깔창의 뒷면에 구비되어, 센싱부(110)의 각 센서로부터 측정된 사용자의 생체 정보 신호를 수신한다. 그러나, 각 센서에서 수신된 생체 정보 신호는 신호 레벨이 약하고 잡음이 많기 때문에, 신호 증폭 및 노이즈를 제거할 필요가 있다.
전류-전압 변환부(121)는 PPG 어레이 센서 모듈(110)로부터 전류 신호를 수신한다. 일반적으로, PPG 센서는 전류 형태로 신호를 출력하기 때문에, 이를 전압 신호로 변경하는 것이 필요하다. 따라서, 전류-전압 변환부(121)는 PPG 어레이 센서 모듈(110)로부터 수신된 전류 신호를 일정한 크기의 전압으로 변환한다.
증폭부(122)는 센싱부(110)의 각 센서로부터 생체 정보 신호를 수신한다. 그러나, 각 센서에서 출력된 생체 정보 신호의 전압 크기가 매우 미약하기 때문에, 증폭부(122)는 생체 정보 신호의 전압 크기를 충분한 크기의 전압 레벨로 증폭한다. 예를 들어, 증폭부(122)는 OPAMP(Operation amplifiler)로 구성될 수 있으며, 수신된 전압을 1000배 이상으로 증폭할 수 있다.
필터부(123)는 증폭부(122)로부터 일정 전압 크기의 레벨로 증폭된 생체 정보 신호를 수신한다. 증폭된 생체 정보 신호에는 많은 노이즈가 섞여 있기 때문에, 필터부(123)는 증폭된 생체 정보 신호가 대역에 맞는 신호가 되도록 노이즈를 제거한다. 예를 들어, 필터부(123)는 밴드 패스 필터(band pass filter)를 이용하여 증폭된 신호의 잡음을 제거할 수 있다. 또한, 필터부(123)는 외부 전원(미도시)에 의한 노이즈를 제거하기 위한 수단으로 RC 필터를 이용할 수 있다. 여기서, 외부 전원이란 신발 깔창의 어느 한 곳에 구비되어, 센싱부(110), 신호 처리부(120), 및 무선 송신부(130)에 필요한 모든 전원을 공급한다.
이처럼, 신호 처리부(120)는 센싱부(110)의 각 센서로부터 생체 정보 신호를 수신하여, 일정한 레벨 전압 크기로 각각 증폭한 후, 각 센서의 생체 정보 신호가 각 대역에 맞도록 노이즈를 제거한다. 따라서, 신호 처리부(120)는 생체 정보 신호를 보다 안정되고 정확한 신호로서 무선 송신부(130)에 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송신부를 도시한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 무선 송신부(130)는 아날로그-디지털 변환부(131) 및 무선 발신부(132)로 구성된다. 무선 송신부(130)는 신발 깔창의 뒷면에 구비되며, 신호 처리부(120)에서 수신된 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환한 후 디스플레이부(140)에 전송한다.
아날로그-디지털 변환부(131)는 신호 처리부(120)에서 수신된 생체 정보 신호를 일정한 비트의 디지털 신호로 변환한다. 그리고 아날로그-디지털 변환부(131)는 변환된 디지털 신호를 무선 발신부(132)로 전송한다.
무선 발신부(132)는 아날로그-디지털 변환부(131)를 통해 디지털 신호로 변환된 생체 정보 신호를 수신한다. 그리고 무선 발신부(132)는 수신된 생체 정보 신호를 무선 통신 규격에 맞춰 디스플레이부(140)에 전송한다. 또한, 무선 발신부(132)와 디스플레이부(140)는 서로 연동되어 동작한다. 무선 발신부(132)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra WideBand), 및 IEEE 802.11 계열의 Wi-Fi 등의 무선 통신 장치로 구현될 수 있다.
이처럼, 무선 송신부(130)는 신호 처리부(120)에서 출력된 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 디스플레이부(140)에 전송한다. 이에 따라, 디스플레이부(140)는 사용자의 건강 및 감성 상태를 판단하여 사용자에게 표시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이부를 도시한 블록도이다. 도 5를 참조하면, 디스플레이부(140)는 무선 수신부(141), 신호 판별부(142), 및 표시부(143)로 구성된다. 디스플레이부(140)는 무선 송신부(130)로부터 생체 정보 신호를 무선 방식으로 입력받아, 사용자가 자신의 건강 및 감성 상태를 볼 수 있도록 표시한다. 여기서 디스플레이부(140)는 모바일 기기, 즉, 스마트 폰 또는 태블릿 PC 등 무선 통신을 사용하는 장치가 될 수 있다. 다시 말해, 사용자는 자신의 스마트 폰 또는 태블릿 PC 등을 이용하여 자신의 생체 정보를 확인할 수 있다.
무선 수신부(141)는 스마트 폰 또는 태블릿 PC 내부에 구비되어, 무선 송신부(130)로부터 전송된 생체 정보 신호를 수신한다. 자세하게, 무선 수신부(141)는 무선 통신을 통해 무선 발신부(132, 도4 참조)로부터 생체 정보 신호를 입력받는다. 즉, 디스플레이부(140)의 무선 수신부(141)는 무선 발신부(132)와 서로 연동하여 동작한다.
신호 판별부(142)는 무선 수신부(141)로부터 생체 정보 신호를 입력받아, 사용자의 건강 및 감성 상태를 판별한다. 예를 들어, 신호 판별부(142)는 각 센서에서 감지된 사용자의 생체 정보 신호에 기반하여 사용자의 건강 상태가 좋은지 나쁜지를 판단한다. 이러한 신호 판별부(142)는 각 센서에서 출력된 생체 정보 신호에 기반하여, 사용자의 건강 및 감성 상태를 판단하도록 프로그램된 어플리케이션(Application)으로 구현될 수 있다. 그리고 신호 판별부(142)는 사용자의 건강 및 감성 상태를 판단한 후, 이에 대응하는 결과값을 사용자가 확인할 수 있도록 표시부에 제공한다.
표시부(143)는 신호 판별부(142)에서 수신된 신호에 따라 사용자의 건강 및 감성 상태를 사용자에게 제공한다. 자세하게, 표시부(143)는 액정 디스플레이(LCD), 유기전계발광 디스플레이(OLED) 등으로 구현될 수 있으며, 사용자가 직접적으로 자신의 건강 및 감성 상태를 확인하는 장치이다.
이처럼, 디스플레이부(140)는 신발 깔창의 각 센서에서 감지된 사용자의 생체 신호 정보를, 무선 통신을 통해 수신함으로써 사용자에게 직접적으로 보여준다. 따라서, 사용자는 디스플레이부(140)를 이용하여 평상시에도 자신의 건강 및 감성 상태를 지속적으로 체크할 수 있다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 신발 깔창의 평면도 및 내부 단면도를 보여준다. 먼저, 도 6을 참조하면, 센싱부(110, 도2 참조)의 PPG 어레이 센서 모듈(111), 온도-압력 센서(112), 및 GSR 센서(113)는 신발 깔창의 표면에 각각 구현되며, 사용자의 피부와 직접 맞닿도록 구성된다. 각 센서는 신발 깔창에 오목하게 나와 있는 것이 아닌, 사용자의 불편함이 없도록 깔창과 평탄하도록 구성된다. 또한, 도 6에 도시된 각 센서의 위치는 이에 국한되는 것이 아니며, 다양한 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, GSR 센서(113)는 사용자의 피부에서 땀이 가장 많이 발생하는 부분에 구비될 수 있다. 이는, GSR 센서(113)가 사용자의 피부에서 발생된 땀의 양에 기반하여, 전기의 전도성을 측정하기 때문이다. 이처럼, 각 센서는 사용자의 발의 구조에 따라 위치가 용이하게 변경될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 신발 깔창의 내부 단면도 및 디스플레이부와 연동되는 것을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 신발 깔창은 배선(10), 센싱부(110), 신호 처리부(120), 및 무선 송신부(130)를 포함한다. 센싱부(110)의 PPG 어레이 센서 모듈(111), 온도-압력 센서(112), GSR 센서(113)는 사용자의 발바닥과 직접적으로 접촉되게 신발 깔창의 표면에 평탄하게 구비된다. 그리고 가속도 센서(114), 신호 처리부(120), 및 무선 송신부(130)는 신발 깔창의 내부에 매설된다. 또한, 외부 전원(미도시)이 신발 깔창의 일 부분에 매설되어 센싱부(110), 신호 처리부(120), 및 무선 송신부(130)에 배선(10)을 통해 전원을 공급한다. 배선(10)은 센싱부(110), 신호 처리부(120), 무선 송신부(130), 및 외부 전원과 전기적으로 연결된다. 그리고 도 7에 도시된 것처럼, 무선 송신부(130)는 디스플레이부(140)와 무선 통신을 통하여 서로 연동된다.
이와 같이, 사용자는 복수의 센서가 구비된 신발 깔창을 사용함으로써, 자신의 생체 정보를 스마트 폰 또는 태블릿 PC를 통해 평상시에도 확인할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 검사를 위해 매번 병원을 방문해야 하는 불편함 없이, 자신의 건강을 보다 효율적으로 관리할 수 있다. 또한, 사용자는 신발을 새로 사거나 세탁시에도 단순히 깔창만 옮겨서 사용하면 되기 때문에, 번거로움 없이 편하게 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치의 동작을 나타내는 순서도이다. 도 8을 참조하여 사용자의 생체 정보를 측정 및 판단하는 과정을 설명한다.
S110 단계에서, 사용자는 복수의 센서가 구비된 깔창을 자신의 신발에 착용한다. 여기서, 신발이란 운동화, 구두, 샌달 등 사용자가 착용할 수 있는 모든 종류의 신발을 의미한다. 사용자가 복수의 센서가 구비된 깔창을 사용하여 걸음을 시작하면, 복수의 센서는 사용자의 발바닥을 통하여 사용자의 생체 정보를 감지하기 시작한다. 컨트롤러(150, 도1 참조)는 각 센서에서 측정된 생체 정보 신호를 신호 처리부(120, 도1 참조)에 전송한다. 본 발명에서는, 복수의 센서로 PPG 센서, 온도-압력 센서, 가속도 센서, 및 GSR 센서가 사용된다. 하지만, 이는 여기에 국한되는 것이 아니며, 사용자의 선택에 따라 추가 또는 감소할 수 있다.
S120 단계에서, 컨트롤러(150)는 각 센서에서 측정된 사용자의 생체 정보 신호가 신호 처리부(120)에 전송되도록 제어한다. 각 센서에서 수신된 생체 정보 신호는 전압 레벨이 약하고, 노이즈가 많이 섞여 있기 때문에, 신호 처리부(120)는 수신된 생체 정보 신호의 전압 레벨을 증폭하고, 증폭된 생체 정보 신호의 노이즈를 제거한다.
S130 단계에서, 컨트롤러(150)는 신호 처리부(120)에서 처리된 생체 정보 신호가 무선 송신부(130)에 전송되도록 제어한다. 무선 송신부(130)는 신호 처리부(120)에서 수신된 생체 정보 신호를 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 일정한 비트의 디지털 신호로 변환한다. 그리고 컨트롤러(150)는 무선 송신부(140)가 디지털 신호로 변환된 생체 정보 신호를 무선 통신 규격에 맞춰 디스플레이부(140, 도1 참조)에 전송하도록 제어한다.
S140 단계에서, 디스플레이부(140)는 스마트 폰 또는 태블릿 PC 와 같은 무선 통신을 이용하는 단말기로 구성될 수 있다. 디스플레이부(140)는 신발 깔창에 구비된 무선 통신부(130)로부터 각 센서의 생체 정보 신호를 수신한다. 그리고 디스플레이부(140)는 각 센서의 생체 정보 신호에 응답하여 사용자의 건강 및 감성 상태를 판단한다. 예를 들어, 사용자의 건강 및 감성 상태를 판단하는 프로그램은 스마트 폰의 어플리케이션(Application)으로 구현될 수 있다. 따라서, 사용자는 스마트 폰을 이용하여 원하는 건강 정보를 선택할 수 있다.
S150 내지 S180 단계는, 사용자가 자신의 건강 및 감성 상태를 A, B, C, 및 D의 선택에 따라 각각 확인할 수 있다. 참고로, 사용자는 먼저 자신의 건강 및 감성 상태가 정상일 때의 기준 신호를 어플리케이션(Application)에 미리 입력한다.
S150 단계는, 사용자의 맥박 및 체온에 따른 건강 상태를 판단한다. 맥박 및 체온을 측정하는 센서로는 PPG 어레이 센서 및 온도-압력 센서가 이용된다. 디스플레이부(150)는 각 센서에서 측정된 생체 정보 신호와 사용자의 기준 신호를 비교한다. 디스플레이부(150)는 사용자의 건강 상태가 좋다면 "좋음"(S151)을 선택하고, 그렇지 않다면 "나쁨"(S152)을 선택한다.
S160 단계는, GSR 센서로부터 측정된 사용자의 생체 정보 신호에 따라 사용자의 감성 상태를 판단한다. 디스플레이부(150)는 GSR 센서에서 측정된 생체 정보 신호와 사용자의 기준 신호를 비교한다. 디스플레이부(150)는 사용자의 컨디션 상태가 좋다면 "불쾌"(S161)을 선택하고, 그렇지 않다면 "쾌적"(S162)를 선택한다.
S170 단계는, 가속도 센서로부터 측정된 사용자의 생체 정보 신호에 따라 사용자의 걸음 자세를 분석한다. 따라서, 사용자는 자신의 걸음걸이를 판단하여, "8자 걸음"과 같은 걸음 자세를 바르게 교정할 수 있다.
S180 단계는, 온도-압력 센서로부터 측정된 사용자의 생체 정보 신호에 따라 사용자의 발바닥에 가해지는 압력을 분석한다. 일반적으로, 대부분의 사람들은 왼발과 오른발의 길이가 다르기 때문에, 양발에 가해지는 힘이 각각 다르다. 따라서, 사용자는 자신의 양발에 가해지는 압력을 각각 파악함으로써, 신체의 균형을 맞출 수 있다.
S190 단계에서, 디스플레이부(150)는 S150 내지 S180 단계에서 수신된 신호에 기반하여, 표시부(143, 도5 참조)에 각 생체 정보에 대한 메뉴 항목을 표시한다. 이에 따라, 사용자는 원하는 메뉴를 선택하고, 표시부를 통해 선택한 메뉴에 대한 생체 정보를 확인한다. 이처럼, 사용자는 병원 진료를 통해서만 자신의 건강 상태를 확인하는 것이 아닌, 평상시에도 자신의 건강 및 감성 상태를 파악할 수 있다. 따라서, 자신의 건강을 보다 효율적으로 관리할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 배선 140: 디스플레이부
110: 센싱부 150: 컨트롤러
120: 신호 처리부
130: 무선 송신부

Claims (13)

  1. 깔창 내에 구비되어 생체 정보 신호를 감지하는 센싱부;
    상기 깔창 내에 구비되어 상기 센싱부에서 감지된 생체 정보 신호에 대하여 전압 증폭 및 노이즈 제거를 처리하는 신호 처리부;
    상기 깔창 내에 구비되어 상기 처리된 상기 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 변환된 디지털 신호를 전송하는 무선 송신부; 및,
    상기 디지털 신호를 수신하여 사용자의 상태를 판단하고, 상기 판단된 내용을 표시하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 센싱부는 상기 사용자의 심장 박동을 측정하는 PPG 센서, 상기 사용자의 땀의 양을 측정하는 GSR 센서, 및 상기 사용자의 체온 및 상기 사용자에 의해 가해지는 압력을 측정하는 온도-압력 센서를 포함하고,
    상기 PPG 센서, 상기 GSR 센서, 및 상기 온도-압력 센서는 는 상기 깔창의 표면에 구비되는 생체 정보 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 송신부는 상기 생체 정보 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 디지털 신호를 상기 디스플레이부로 전송하는 무선 발신부를 포함하는 생체 정보 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 무선 발신부로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 무선 수신부와,
    상기 수신된 디지털 신호에 응답하여 상기 사용자의 상태를 판단하는 신호 판별부, 및
    상기 판단된 내용을 표시하는 표시부를 포함하는 생체 정보 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 발신부는 상기 무선 수신부와 무선 통신을 통해 서로 연동되는 생체 정보 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 디스플레이부와 상기 깔창은 상기 무선 통신 범위 내에 위치하여 동작하는 생체 정보 측정 장치.
  9. 제 6 항에 있어서
    상기 신호 판별부는 상기 사용자의 상태를 판별하기 위한 건강 기준 정보를 포함하는 생체 정보 측정 장치.
  10. 생체 정보 측정 방법에 있어서,
    깔창 내에 구비되어 있는 복수의 센서들을 이용하여 생체 정보 신호를 각각 감지하는 단계;
    상기 깔창 내에 구비된 신호 처리부를 이용하여 상기 감지된 생체 정보 신호 각각에 대하여 전압 증폭 및 노이즈 제거를 처리하는 단계;
    상기 깔창 내에 구비된 무선 송신부를 이용하여 상기 처리된 각 생체 정보 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    디스플레이부를 이용하여 상기 디지털 신호를 각각 수신하고 사용자의 상태를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 복수개의 센서들은 상기 사용자의 심장 박동을 측정하는 PPG 센서, 상기 사용자의 땀의 양을 측정하는 GSR 센서 및, 및 상기 사용자의 체온 및 상기 사용자에 의해 가해지는 압력을 측정하는 온도-압력 센서를 포함하고,
    상기 PPG 센서, 상기 GSR 센서 및 상기 온도-압력 센서는 상기 깔창의 표면에 구비되는 생체 정보 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 사용자의 상태를 판단하는 단계는 상기 각 생체 정보 신호에 대응되는 항목을 메뉴에 표시하는 것을 포함하는 생체 정보 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사용자의 상태를 판단하는 단계는 상기 메뉴에 표시된 항목 중 어느 하나를 선택하면, 상기 선택된 메뉴의 디지털 신호에 기반하여 사용자의 상태를 판단한 후, 상기 선택된 메뉴의 건강 정보를 나타내는 단계를 더 포함하는 생체 정보 측정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 사용자의 상태의 판단은 사용자의 건강 기준 정보와 비교하여 결정되는 생체 정보 측정 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102521116B1 (ko) * 2020-12-17 2023-04-12 주식회사 휴이노 웨어러블 디바이스를 이용하여 생체 신호를 모니터링하기 위한 방법, 서버, 디바이스 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100715671B1 (ko) * 2005-07-29 2007-05-09 한국전자통신연구원 생체 기능을 이용한 건강 관리 장치
KR101437186B1 (ko) * 2009-01-28 2014-09-05 경희대학교 산학협력단 다중 센서 기반으로 감지한 사용자 감정 상태에 대한 응답 방법.
KR101263216B1 (ko) * 2009-12-21 2013-05-10 한국전자통신연구원 스마트 신발 및 그 동작 방법

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