KR102365492B1 - 웨어러블 기기 - Google Patents

웨어러블 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102365492B1
KR102365492B1 KR1020150056655A KR20150056655A KR102365492B1 KR 102365492 B1 KR102365492 B1 KR 102365492B1 KR 1020150056655 A KR1020150056655 A KR 1020150056655A KR 20150056655 A KR20150056655 A KR 20150056655A KR 102365492 B1 KR102365492 B1 KR 102365492B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
strap
wearable device
device body
light source
Prior art date
Application number
KR1020150056655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160125769A (ko
Inventor
김상규
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150056655A priority Critical patent/KR102365492B1/ko
Priority to US14/822,968 priority patent/US9993201B2/en
Publication of KR20160125769A publication Critical patent/KR20160125769A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102365492B1 publication Critical patent/KR102365492B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626—Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163—Wearable computers, e.g. on a belt
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1635—Details related to the integration of battery packs and other power supplies such as fuel cells or integrated AC adapter
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
    • G06F1/1698—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675 the I/O peripheral being a sending/receiving arrangement to establish a cordless communication link, e.g. radio or infrared link, integrated cellular phone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A61B2090/306—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A61B2562/0238—Optical sensor arrangements for performing transmission measurements on body tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement

Abstract

다양한 생체신호를 측정할 수 있는 웨어러블 기기가 제공된다. 일 양상에 따른 웨어러블 기기는 기기 본체와, 스트랩과, 광원과, 분광 모듈과, 광도파로, 및 디텍터를 포함한다. 스트랩은 기기 본체에 연결되며, 플렉시블하게 구성된다. 광원은 스트랩에 내장되며, 사용자의 피부 쪽으로 광을 출사한다. 분광 모듈은 기기 본체에 내장된다. 광도파로는 스트랩에 내장되며, 광원으로부터 출사된 후 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 받아서 분광 모듈로 전달한다. 디텍터는 기기 본체에 내장되며, 분광 모듈을 거쳐 분산된 광을 검출한다.

Description

웨어러블 기기{WEARABLE DEVICE}
인체에 착용할 수 있는 형태로 된 웨어러블 기기에 관한 것이다.
최근 웨어러블 기기는 차세대 스마트 기기로 주목을 받고 있다. 웨어러블 기기는 안경, 시계, 의복 등과 같이 인체에 착용할 수 있는 형태로 된 전자기기이다. 웨어러블 기기는 다양한 센서들을 장착해서 심박수, 운동량, 수면패턴 등을 측정할 수 있다.
한편, 분광기(spectrometer)는 물질이 방출 또는 흡수하는 스펙트럼을 측정하여 물질의 정성 분석, 정량 분석, 상태 분석을 하는데 사용된다. 이러한 분광기에 의하면, 생체로부터 비침습적으로 혈당, 콜레스테롤 등과 같은 생체신호를 측정할 수 있다. 분광기가 웨어러블 기기에 장착된다면, 비침습적으로 다양한 생체신호를 측정하여 모바일 헬스케어 분야에 활용할 수 있다.
그런데, 분광기를 웨어러블 기기, 특히 사용자의 손목에 착용 가능한 웨어러블 기기에 장착하고자 하는 경우, 분광기의 소형화가 필요하다. 하지만, 분광기는 소형화에 따른 성능 저하가 야기될 수 있으므로, 분광기를 성능 저하 없이 웨어러블 기기에 장착할 수 있는 기술이 요구된다.
미국공개공보 제2005/0054907호(2005.03.10, 공개)
비침습적으로 다양한 생체신호를 측정할 수 있는 웨어러블 기기가 제시된다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기는 기기 본체와, 스트랩(strap)과, 광원과, 분광 모듈과, 광도파로(optical waveguide), 및 디텍터(detector)를 포함한다. 스트랩은 기기 본체에 연결되며, 플렉시블하게 구성된다. 광원은 스트랩에 내장되며, 사용자의 피부 쪽으로 광을 출사한다. 분광 모듈은 기기 본체에 내장된다. 광도파로는 스트랩에 내장되며, 광원으로부터 출사된 후 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 받아서 분광 모듈로 전달한다. 디텍터는 기기 본체에 내장되며, 분광 모듈을 거쳐 분산된 광을 검출한다.
광원은 근적외선 대역의 광을 출사하며, 디텍터는 근적외선 대역의 광을 검출할 수 있다. 광도파로는 광섬유로 이루어질 수 있다. 분광 모듈은 리니어 가변 필터를 포함할 수 있다.
분광 모듈은 광도파로로부터 전달되는 광을 투과시키는 투광 부재와, 투광 부재를 투과하는 광을 반사시키도록 투광 부재의 외면에 형성된 반사 미러, 및 반사 미러에 의해 반사된 광을 분산시켜 디텍터로 보내도록 투광 부재의 외면에 배치된 회절 격자를 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기는 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 모아서 광도파로로 전달하도록 스트랩에 내장된 집광 부재를 더 포함할 수 있다.
스트랩은 광도파로를 내장하고 기기 본체의 한쪽 부위로부터 연장된 제1 스트랩 부재, 및 기기 본체의 반대쪽 부위로부터 연장된 제2 스트랩 부재를 포함할 수 있다. 그리고, 버클(buckle)은 광원을 내장하고 제1 스트랩 부재의 연장 단부에 연결되며 제2 스트랩 부재를 제1 스트랩 부재에 대해 고정시키거나 해제시킨다. 여기서, 제2 스트랩 부재는 플렉시블한 배터리를 내장할 수 있다.
스트랩은 광원 및 광도파로를 내장하고 기기 본체의 한쪽 부위로부터 연장된 제1 스트랩 부재, 및 기기 본체의 반대쪽 부위로부터 연장된 제2 스트랩 부재를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 스트랩 부재는 플렉시블한 배터리를 내장할 수 있다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기는 광원을 구동하며 디텍터로부터 입력되는 신호를 처리하도록 기기 본체에 내장되는 프로세서와, 프로세서로 전원을 공급하는 배터리와, 프로세서로 사용자의 명령을 입력하기 위한 조작부와, 기기 본체에 내장되는 무선 통신부, 및 프로세서에 의해 신호 처리된 정보를 표시하도록 기기 본체에 장착되는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
분광기는 웨어러블 기기에 맞게 소형화될 수 있다. 분광기가 소형화되더라도, 분광기를 성능 저하 없이 웨어러블 기기에 장착할 수 있으므로, 분광기에 의해 비침습적으로 다양한 생체신호를 측정할 수 있다. 또한, 광원 구동시 발생하는 열에 의한 노이즈가 디텍터에 영향을 주는 것을 감소시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1에 대한 사시도이다.
도 3은 도 1에 있어서, 광원 및 광도파로의 변형 예에 대한 구성도이다.
도 4는 도 1에 있어서, 분광 모듈 및 디텍터를 발췌하여 도시한 구성도이다.
도 5는 분광 모듈의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5에 있어서, 투광 부재에 대한 사시도이다.
도 7은 도 1에 있어서, 기기 본체 및 배터리의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 8은 도 7에 대한 사시도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 더 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 웨어러블 기기의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기에 대한 구성도이다. 도 2는 도 1에 대한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨어러블 기기(100)는 기기 본체(110)와, 스트랩(120)과, 광원(130)과, 분광 모듈(140)과, 광도파로(150), 및 디텍터(160)를 포함한다.
기기 본체(110)는 분광 모듈(140)과 디텍터(160)를 내장한다. 스트랩(120)은 기기 본체(110)에 연결된다. 스트랩(120)은 플렉시블하게 구성된다. 스트랩(120)은 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려질 수 있거나, 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태로 구부려질 수 있다. 따라서, 사용자는 기기 본체(110)를 손목에 용이하게 착용하거나 벗을 수 있다. 스트랩(120)은 기기 본체(110)를 사용자의 팔에 착용하도록 구성될 수도 있다.
광원(130)은 스트랩(120)에 내장된다. 광원(130)은 사용자의 피부 쪽으로 광을 출사한다. 분광 모듈(140)은 기기 본체(110)에 내장된다. 분광 모듈(140)은 광원(130)으로부터 출사된 후 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 분산한다. 구체적으로는, 광원(130)으로부터 출사된 광은 사용자의 피부를 거쳐 생체조직에 도달하게 된다. 생체조직에 도달한 광은 생체조직과 반응해서 되돌아오며, 분광 모듈(140)은 되돌아오는 광을 스펙트럼으로 얻어서 디텍터(160)로 제공한다.
광도파로(150)는 스트랩(120)에 내장된다. 광도파로(150)는 광원(130)으로부터 출사된 후 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 받아서 분광 모듈(140)로 전달한다. 디텍터(160)는 기기 본체(110)에 내장된다. 디텍터(160)는 분광 모듈(140)을 거쳐 분산된 광을 검출한다. 디텍터(160)로부터 검출된 광은 혈당, 콜레스테롤 등의 생체신호 측정에 이용될 수 있다. 여기서, 적외선 분광법(Infrared spectroscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy) 등에 의해 생체신호 측정이 이루어질 수 있다.
전술한 웨어러블 기기(100)의 광원(130)과 분광 모듈(140)과 광도파로(150) 및 디텍터(160)는 분광기를 구성하는 요소들이다. 분광 모듈(140) 및 디텍터(160)가 기기 본체(110)에 배치되고 광원(130) 및 광도파로(150)가 스트랩(120)에 배치되는 것과 같이, 분광기의 구성요소들이 분산되어 배치되므로, 분광기는 웨어러블 기기(100)에 맞게 소형화될 수 있다.
게다가, 분광기가 소형화되더라도, 광원(130) 및 광도파로(150)는 스트랩(120)에 배치되므로, 광원(130)으로부터 출사된 후 되돌아오는 광을 받는 영역을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 분광기를 성능 저하 없이 웨어러블 기기(100)에 장착할 수 있다. 그 결과, 웨어러블 기기(100)는 비침습적으로 다양한 생체신호를 측정할 수 있다.
그리고, 광원(130)과 디텍터(160)는 스트랩(120)과 기기 본체(110)에 각각 분산되어 배치되므로, 광원(130)과 디텍터(160) 간의 거리가 최대한 멀게 된다. 따라서, 광원(130) 구동시 발생하는 열에 의한 노이즈가 디텍터(160)에 영향을 주는 것을 감소시킬 수 있다.
웨어러블 기기(100)는 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 모아서 광도파로(150)로 전달하도록 스트랩(120)에 내장된 집광 부재(170)를 더 포함할 수 있다. 집광 부재(170)는 집광을 위한 렌즈 등으로 다양하게 구성될 수 있다. 이 경우, 집광 부재(170)는 스트랩(120)에 배치되므로, 집광 영역이 충분히 확보될 수 있다. 물론, 집광 부재(170)는 생략되는 것도 가능하다.
한편, 광원(130)은 근적외선 대역의 광을 출사하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 디텍터(160)는 근적외선 대역의 광을 검출하도록 구성된다. 근적외선 대역은 1000㎚ ~ 2200㎚로 설정될 수 있다. 광원(130)은 할로겐 램프 등으로 이루어질 수 있다. 광원(130)은 회로기판(131) 상에 실장되어 스트랩(120)에 내장된다. 디텍터(160)는 인듐갈륨비소(InGaAs) 포토 다이오드 등으로 이루어질 수 있다. 디텍터(160)는 회로기판(111) 상에 실장되어 기기 본체(110)에 내장된다.
광도파로(150)는 광섬유로 이루어질 수 있다. 광섬유는 코어(core)가 클래딩(cladding)에 의해 감싸지고 코어의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 높은 구조로 이루어진다. 광섬유는 광이 코어 속에서 전반사를 반복하면서 진행될 수 있게 한다. 광섬유는 플렉시블한 특성을 가지므로, 스트랩(120)과 함께 자유롭게 구부려질 수 있다. 광섬유의 한쪽 단은 광원(130)으로부터 출사된 후 되돌아오는 광을 받도록 배치되고, 광섬유의 반대쪽 단은 기기 본체(110)로 삽입되어 분광 모듈(140)로 광을 전달하도록 배치된다.
스트랩(120)은 제1 스트랩 부재(121) 및 제2 스트랩 부재(122)를 포함할 수 있다. 제1 스트랩 부재(121)는 광도파로(150)를 내장하고 기기 본체(110)의 한쪽 부위로부터 연장된다. 제1 스트랩 부재(121)는 길이 방향을 따라 내부 공간이 형성되고 한쪽 개구 단을 통해 내부 공간으로 광섬유를 삽입시키도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 제1 스트랩 부재(121)는 광섬유를 사이에 두고 2개의 부재들이 결합되어 구성될 수도 있다. 제1 스트랩 부재(121)는 우레탄, 실리콘, 고무, 가죽 등의 재질로 이루어질 수 있다.
제2 스트랩 부재(122)는 기기 본체(110)의 반대쪽 부위로부터 연장된다. 제2 스트랩 부재(122)는 제1 스트랩 부재(121)와 함께 사용자의 손목을 감은 상태에서 제1 스트랩 부재(121)와 겹쳐질 수 있는 길이로 이루어질 수 있다. 제2 스트랩 부재(122)는 제1 스트랩 부재(121)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
버클(126)은 제1 스트랩 부재(121)의 연장 단부에 연결된다. 버클(121)은 제2 스트랩 부재(122)를 제1 스트랩 부재(121)에 고정시키거나 해제시키도록 구성된다. 예컨대, 버클(126)은 사용자의 손목에 접촉되는 면의 반대쪽 면에 고정 돌기(126a)를 가질 수 있다.
제2 스트랩 부재(122)는 버클(126)을 외부에서 감싼 상태에서 고정 돌기(126a)가 선택적으로 끼워질 수 있는 복수의 고정 홀(122a)들을 갖는다. 고정 홀(122a)들은 제2 스트랩 부재(122)의 길이 방향을 따라 배열된다. 따라서, 사용자별 손목 굵기에 따라 제2 스트랩 부재(122)의 길이가 조절된 상태에서 제2 스트랩 부재(122)의 고정 홀(122a)들 중 하나가 선택되어 고정 돌기(126a)에 끼워질 수 있다.
버클(126)은 광원(130)을 내장할 수 있다. 이 경우, 버클(126)은 수용 홈(127) 및 윈도우 부재(128)를 포함할 수 있다. 수용 홈(127)은 사용자의 피부를 향한 부위에 형성되어 광원(130)을 수용하고 광도파로(150)의 광 입사 단을 삽입시킨다. 버클(126)은 광원(130)과의 전기적 절연을 위해 플리스틱 등의 절연 재질로 이루어질 수 있다. 수용 홈(126)은 격벽에 의해 구획된 공간들에 광원(130)과 광도파로(150)를 각각 수용할 수 있다. 격벽은 광원(130)으로부터 출사되는 광이 광도파로(150)로 직접 유입되지 않게 차단할 수 있다. 수용 홈(126)에는 광도파로(150)의 광 입사 단에 대응되게 집광 부재(170)가 배치될 수 있다.
윈도우 부재(128)는 수용 홈(127)을 덮으며 광 투과성을 갖는다. 윈도우 부재(128)는 광원(130)으로부터 출사된 광을 투과시켜 사용자의 피부로 진입시키며, 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 투과시켜 광도파로(150)로 진입시킨다. 윈도우 부재(128)는 사파이어 글라스 등의 재질로 이루어질 수 있다. 윈도우 부재(128)는 수용 홈(127)과의 사이가 씰링 처리될 수 있다.
버클(126)은 웨어러블 기기(100)가 사용자의 손목에 착용된 상태에서 손목 안쪽에 배치될 수 있다. 따라서, 버클(126)에 광원(130) 및 광도파로(150)가 내장되면, 표피가 얇은 손목 안쪽을 통해 생체신호를 더욱 용이하게 측정할 수 있다. 또한, 전술한 버클(126) 활용에 의해 웨어러블 기기(100)의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 버클(126')에 내장되지 않고, 광원(130)은 제1 스트랩 부재(121')에 내장될 수 있다. 제1 스트랩 부재(121')는 전술한 버클(126)처럼 수용 홈(121a')을 갖는다. 수용 홈(121a')은 사용자의 피부를 향한 부위에 형성되어 광원(130)을 수용하고 광도파로(150')의 광 입사 단을 삽입시킨다. 수용 홈(121a')은 광 투과성을 갖는 윈도우 부재(121b')에 의해 덮인다.
도시하고 있지 않지만, 버클(126)(126')이 생략되는 대신, 제1,2 스트랩 부재는 탄성에 의해 사용자의 손목을 감싼 형태를 유지하도록 구성될 수도 있다. 버클(126)(126') 대신 벨크로(velcro) 등과 같은 다양한 고정기구가 이용될 수 있다. 제2 스트랩 부재(122)가 생략되는 대신, 제1 스트랩 부재가 더 길게 연장되고 연장된 단부가 기기 본체(110)에 고정 또는 해제될 수도 있다. 또한, 제1,2 스트랩 부재가 연결되고 제1,2 스트랩 부재의 연결 부위에 기기 본체(110)가 장착될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 분광 모듈(140)은 리니어 가변 필터(Linear Variable Filter; LVF)를 포함할 수 있다. 리니어 가변 필터는 전체 길이에 걸쳐 선형으로 변화하는 스펙트럼 특성을 갖는다. 따라서, 리니어 가변 필터는 입사되는 광을 파장 순으로 분산시킬 수 있다. 리니어 가변 필터는 콤팩트한 크기이지만 우수한 분광 능력을 갖는다.
디텍터(160)는 포토다이오드 어레이(photodiode array)로 이루어질 수 있다. 포토다이오드 어레이는 다수의 포토다이오드들을 배열한 것이다. 포토다이오드 어레이는 리니어 가변 필터를 거쳐 분산된 광을 검출하도록 배치된다.
다른 예로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분광 모듈(240)은 투광 부재(241)와, 반사 미러(242), 및 회절 격자(243)를 포함할 수 있다. 투광 부재(241)는 광도파로(150), 예컨대 광섬유로부터 전달되는 광을 투과시킨다. 반사 미러(242)는 투광 부재(241)를 투과하는 광을 반사시키도록 투광 부재(241)의 외면에 형성된다.
회절 격자(243)는 반사 미러(242)에 의해 반사된 광을 분산시켜 디텍터(160)로 보내도록 투광 부재(241)의 외면에 배치된다. 회절 격자(243)는 평면 혹은 오목면에 다수의 홈을 새기고 각 홈에서의 회절광끼리 간섭으로 스펙트럼을 얻을 수 있게 구성된다.
투광 부재(241)는 일정 두께를 갖는 사각 평판의 한쪽 측면이 볼록한 곡면으로 절단된 형태로 이루어질 수 있다. 투광 부재(241)의 곡면에 반사 미러(242)가 형성된다. 투광 부재(241)는 곡면과 마주하는 측면을 통해 광섬유로부터 광을 전달받도록 배치된다.
투광 부재(241)는 곡면과 연결된 2개 측면들 중 하나가 다른 하나보다 짧은 길이를 갖는다. 투광 부재(241)의 짧은 측면에 디텍터(160)가 배치되고, 투광 부재(241)의 긴 측면에 회절 격자(243)가 배치된다. 디텍터(160)는 포토다이오드 어레이로 이루어질 수 있다. 투광 부재(241)는 광섬유와 회절 격자(243) 및 디텍터(160)가 배치된 부위를 제외한 부위가 기기 본체(110)의 내벽에 의해 덮일 수 있다. 따라서, 광 누설이 방지될 수 있다.
도 7은 도 1에 있어서, 기기 본체 및 배터리의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 8은 도 7에 대한 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 프로세서(112)는 기기 본체(110)에 내장될 수 있다. 기기 본체(110)는 내부 공간을 갖는다. 프로세서(112)는 기기 본체(110)의 내부 공간에 분광 모듈(140)(240) 및 디텍터(160)와 함께 수용된다. 프로세서(112)는 회로기판(111) 상에 디텍터(160)와 함께 실장되어 전기적으로 연결된다. 프로세서(112)는 광원(130)을 구동한다.
프로세서(112)는 디텍터(160)로부터 입력되는 신호를 처리해서 사용자가 이해할 수 있는 생체신호로 변환한다. 광원(130)은 스트랩(120), 예컨대 제1 스트랩 부재(121)의 내부에 배치된 전기선에 의해 프로세서(112)와 전기적으로 연결될 수 있다.
웨어러블 기기(100)가 심박수, 운동량, 수면패턴 등을 측정하기 위한 센서들을 구비하는 경우, 프로세서(112)는 센서들로부터 입력되는 각종 신호를 처리해서 심박수, 운동량, 수면패턴 등을 사용자가 이해할 수 있는 정보로 변환할 수 있다.
무선 통신부(113)는 기기 본체(110)에 내장될 수 있다. 무선 통신부(113)는 회로기판(111) 상에 실장되어 프로세서(112)와 전기적으로 연결된다. 무선 통신부(113)는 블루투스(bluetooth) 모듈, 또는 RF(Radio Frequency) 모듈 등을 포함할 수 있다. 무선 통신부(113)는 프로세서(112)에서 처리된 신호를 스마트폰 등과 같은 모니터링 장치로 전달할 수 있다. 따라서, 사용자는 모니터링 장치를 통해 생체 정보 등을 편리하게 모니터링할 수 있다.
기기 본체(110)는 디스플레이부(114)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(114)는 기기 본체(110)에 외부로 화면이 노출되도록 장착된다. 디스플레이부(114)는 프로세서(112)에 의해 신호 처리된 정보를 숫자나 문자 등으로 표시해서 사용자에게 알려줄 수 있다. 조작부(115)는 프로세서(112)로 사용자의 명령을 입력하기 위한 것이다. 조작부(115)는 웨어러블 기기(100)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 전원 버튼 등을 포함할 수 있다.
배터리(180)는 프로세서(112)로 전원을 공급한다. 배터리(180)는 플렉시블하게 구성되어 스트랩(120), 예컨대 제2 스트랩 부재(122)에 내장될 수 있다. 따라서, 배터리(180)는 제2 스트랩 부재(122)와 함께 자유롭게 구부러질 수 있다. 배터리(180)는 제2 스트랩 부재(122)의 내부에 배치된 전기선(181)에 의해 프로세서(112)와 전기적으로 연결될 수 있다.
배터리(180)는 충전식 배터리로 이루어질 수 있다. 충전식 배터리는 방전 후 충전이 가능한 배터리이다. 기기 본체(110)는 USB(universal serial bus) 포트 등과 같은 입출력 포트를 구비하는 경우, 배터리(180)는 외부 충전기가 입출력 포트에 연결되어 충전될 수 있다. 배터리(180)는 무선 충전 방식이나 태양 전지 등에 의해 충전될 수도 있다. 배터리(180)는 기기 본체(110)에 내장되는 것도 가능하다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110..기기 본체
112..프로세서
120..스트랩
121,121'..제1 스트랩 부재
122..제2 스트랩 부재
126, 126'..버클
130..광원
140..분광 모듈
150..광도파로
160..디텍터
170..집광 부재
180..배터리

Claims (15)

  1. 기기 본체;
    상기 기기 본체에 연결되며, 플렉시블한 스트랩;
    상기 스트랩에 내장되며, 사용자의 피부 쪽으로 광을 출사하는 광원;
    상기 기기 본체에 내장되는 분광 모듈;
    상기 스트랩에 내장되며, 상기 광원으로부터 출사된 후 사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 받아서 상기 분광 모듈로 전달하는 광도파로; 및
    상기 기기 본체에 내장되며, 상기 분광 모듈을 거쳐 분산된 광을 검출하는 디텍터;
    를 포함하는 웨어러블 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분광 모듈은 리니어 가변 필터를 포함하는 웨어러블 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분광 모듈은,
    상기 광도파로로부터 전달되는 광을 투과시키는 투광 부재와,
    상기 투광 부재를 투과하는 광을 반사시키도록 상기 투광 부재의 외면에 형성된 반사 미러, 및
    상기 반사 미러에 의해 반사된 광을 분산시켜 상기 디텍터로 보내도록 상기 투광 부재의 외면에 배치된 회절 격자를 포함하는 웨어러블 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광도파로는 광섬유로 이루어진 웨어러블 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자의 피부를 거쳐 되돌아오는 광을 모아서 상기 광도파로로 전달하도록 상기 스트랩에 내장된 집광 부재를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 근적외선 대역의 광을 출사하며;
    상기 디텍터는 근적외선 대역의 광을 검출하는 웨어러블 기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스트랩은,
    상기 광도파로를 내장하고 상기 기기 본체의 한쪽 부위로부터 연장된 제1 스트랩 부재, 및
    상기 기기 본체의 반대쪽 부위로부터 연장된 제2 스트랩 부재를 포함하며;
    상기 광원을 내장하고 상기 제1 스트랩 부재의 연장 단부에 연결되며 상기 제2 스트랩 부재를 상기 제1 스트랩 부재에 대해 고정시키거나 해제시키는 버클을 더 포함하는 웨어러블 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 버클은,
    사용자의 피부를 향한 부위에 형성되어 상기 광원을 수용하고 상기 광도파로의 광 입사 단을 삽입시키는 수용 홈, 및
    상기 수용 홈을 덮으며 광 투과성을 갖는 윈도우 부재를 포함하는 웨어러블 기기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스트랩 부재는 배터리를 내장하는 웨어러블 기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스트랩은,
    상기 광원 및 광도파로를 내장하고 상기 기기 본체의 한쪽 부위로부터 연장된 제1 스트랩 부재, 및
    상기 기기 본체의 반대쪽 부위로부터 연장된 제2 스트랩 부재를 포함하는 웨어러블 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 스트랩 부재는 배터리를 내장하는 웨어러블 기기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광원을 구동하며 상기 디텍터로부터 입력되는 신호를 처리하도록 상기 기기 본체에 내장되는 프로세서와,
    상기 프로세서로 전원을 공급하는 배터리, 및
    상기 프로세서로 사용자의 명령을 입력하기 위한 조작부를 포함하는 웨어러블 기기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리는 플렉시블하게 구성되어 상기 스트랩에 내장된 웨어러블 기기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기기 본체에 내장되는 무선 통신부를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 신호 처리된 정보를 표시하도록 상기 기기 본체에 장착되는 디스플레이부를 더 포함하는 웨어러블 기기.
KR1020150056655A 2015-04-22 2015-04-22 웨어러블 기기 KR102365492B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150056655A KR102365492B1 (ko) 2015-04-22 2015-04-22 웨어러블 기기
US14/822,968 US9993201B2 (en) 2015-04-22 2015-08-11 Wearable device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150056655A KR102365492B1 (ko) 2015-04-22 2015-04-22 웨어러블 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160125769A KR20160125769A (ko) 2016-11-01
KR102365492B1 true KR102365492B1 (ko) 2022-02-18

Family

ID=57147065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150056655A KR102365492B1 (ko) 2015-04-22 2015-04-22 웨어러블 기기

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9993201B2 (ko)
KR (1) KR102365492B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10869734B2 (en) * 2016-08-03 2020-12-22 Kamran Aflatoon Self-orienting surgical light panel
US11817025B1 (en) * 2018-11-13 2023-11-14 Apple Inc. Electronic devices having housings with image transport layers
WO2020130571A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 전자부품연구원 비침습형 혈액 검사 장치 및 그 방법
KR20220138631A (ko) * 2021-04-06 2022-10-13 삼성전자주식회사 웨어러블 전자 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050054907A1 (en) 2003-09-08 2005-03-10 Joseph Page Highly portable and wearable blood analyte measurement system
US20060253010A1 (en) 2004-09-28 2006-11-09 Donald Brady Monitoring device, method and system
US20080004510A1 (en) 2006-03-13 2008-01-03 Citizen Watch Co., Ltd. Worn type electronic device and biological measuring apparatus provided with the same
US20080097221A1 (en) 2004-02-17 2008-04-24 Joseph Florian Optical in-vivo monitoring systems
JP2015504616A (ja) 2011-09-26 2015-02-12 マイクロソフト コーポレーション 透過近眼式ディスプレイのセンサ入力に基づく映像表示修正

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543020A1 (de) * 1995-11-18 1997-05-22 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von analytischen Daten über das Innere einer streuenden Matrix
US7299080B2 (en) * 1999-10-08 2007-11-20 Sensys Medical, Inc. Compact apparatus for noninvasive measurement of glucose through near-infrared spectroscopy
RU2005102593A (ru) 2002-07-03 2005-10-10 Фондационе Чентро Сан Раффаэле Дель Монте Табор (It) Применение hmgb1 при лечении повреждения ткани и/или для промотирования восстановления ткани
EA201691317A1 (ru) 2011-07-08 2016-10-31 Лайфкью Глоубл Лимитед Портативное устройство и способ для анализа состава вдыхаемого и выдыхаемого субъектом воздуха
GB2494622A (en) * 2011-08-30 2013-03-20 Oxitone Medical Ltd Wearable pulse oximetry device
JP2013156163A (ja) 2012-01-30 2013-08-15 Olympus Corp 光学式センサ
JP2014010046A (ja) 2012-06-29 2014-01-20 Seiko Epson Corp 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置
US9665689B2 (en) 2013-05-17 2017-05-30 Viavi Solutions Inc. Medication assurance system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050054907A1 (en) 2003-09-08 2005-03-10 Joseph Page Highly portable and wearable blood analyte measurement system
US20080097221A1 (en) 2004-02-17 2008-04-24 Joseph Florian Optical in-vivo monitoring systems
US20060253010A1 (en) 2004-09-28 2006-11-09 Donald Brady Monitoring device, method and system
US20080004510A1 (en) 2006-03-13 2008-01-03 Citizen Watch Co., Ltd. Worn type electronic device and biological measuring apparatus provided with the same
JP2015504616A (ja) 2011-09-26 2015-02-12 マイクロソフト コーポレーション 透過近眼式ディスプレイのセンサ入力に基づく映像表示修正

Also Published As

Publication number Publication date
US9993201B2 (en) 2018-06-12
KR20160125769A (ko) 2016-11-01
US20160310074A1 (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3148406B1 (en) Optical pulse-rate sensor pillow assembly
KR102365492B1 (ko) 웨어러블 기기
US20100004518A1 (en) Heat sink for noninvasive medical sensor
WO2015184204A1 (en) Optical pulse-rate sensing
JP2018536521A (ja) 光電式容積脈波測定装置
US20210168539A1 (en) Hearing aid device with biometric sensor
KR102452955B1 (ko) 광 신호 처리 방법 및 장치
WO2019232042A1 (en) Biometric sensor head assembly
US11898910B2 (en) Compact Raman sensor and apparatus for estimating bio-component
US20210077026A1 (en) Non-invasive glucose monitoring system
US20160151008A1 (en) Biological information measuring device
US20210404953A1 (en) Apparatus and method for analyzing substance of object
US11471133B2 (en) Apparatus and method for measuring blood concentration of analyte
JP5475548B2 (ja) 非侵襲的光学センサ
US10578490B2 (en) Spectrometer and apparatus for measuring biological component using the same
EP4184147B1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
WO2019164764A1 (en) Ear gel modules and earpiece monitoring devices incorporating same
CN207024055U (zh) 一种指套式血氧测量装置和血氧监测系统
CN211131036U (zh) 生命体征监测装置
US11684267B2 (en) Lens, light source device with lens, and apparatus for estimating concentration of analyte
US20230324293A1 (en) Apparatus and method for estimating body water status
US20230301559A1 (en) Noninvasive blood glucose measurement apparatus and method using multiple sensors
US20210383928A1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
Tian Metamaterial Textiles for Body Sensor Networks
EP4001871A1 (en) Apparatus and method for estimating body temperature, and helathcare device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant