KR102408028B1 - 착용 상태에 기반한 생체 정보 획득 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

착용 상태에 기반한 생체 정보 획득 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치,는, 제1속성을 갖는 제1발광 소자와 제2속성을 갖는 제2발광 소자를 포함하는 발광 모듈 및 상기 발광 모듈과 인접하여 배치된 수광 모듈을 포함하는 생체 센서 모듈, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하고, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택하고, 및 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
그 외에 다양한 실시예가 가능하다.

Description

착용 상태에 기반한 생체 정보 획득 방법 및 그 전자 장치 {METHOD FOR ACQUIRING BIOMETRIC INFORMATION BASED ON WERING STATE AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 명세서는 전자 장치에 관한 것이며, 예를 들어, 사용자의 신체에 착용 시 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신 기술 및 프로세서 기술의 발달로, 전자 장치는 손쉽게 휴대할 수 있으면서도 유무선 네트워크에 자유로이 접속 가능한 형태로 변모하고 있으며, 전자 장치가 수행할 수 있는 기능들도 다양해 지고 있다. 또한, 전자 장치의 형태도 다양해 지고 있으며, 그 예로 사용자가 신체 일부에 직접 부착하여 사용할 수 있는 웨어러블 장치(wearable device)의 형태로도 구현되고 있다. 웨어러블 형태의 전자 장치는 예를 들어, 사용자의 손목에 부착되는 손목 시계의 형태일 수 있으며, 이 경우, 전자 장치는 고유의 시계 기능 이외에 통화 및 메시지 송수신, 각종 어플리케이션 실행, 멀티미디어 컨텐츠의 재생 등 다양한 기능을 지원할 수 있다.
웨어러블 형태의 전자 장치는 신체에 직접 부착하여 사용되므로 여러 형태의 생체 센서를 이용하여 사용자의 생체 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 PPG(photoplethysmography) 센서를 이용하여 사용자의 심박, 스트레스, 혈중 산소 포화도(SpO2) 등을 측정할 수 있다. 이 경우, PPG 센서는 Green, Red, IR(infra-red) 등 다양한 대역의 광을 사용하여 생체 정보를 획득할 수 있으며, 전자 장치는 다양한 출력 대역을 사용하기 위해 2 이상의 발광 소자 및/또는 수광 소자를 구비할 수 있다. [선행기술문헌] 국제공개공보 WO2017/115361.
전자 장치에 구비된 발광 소자는 출력 대역(예: Green, Red, IR 등)에 따라 생체 정보 획득 시 장단점이 존재한다. 예를 들어, 저 파장의 Green은 피부 투과율이 낮아서 정확한 측정이 어렵고, 고 파장의 IR 또는 Red는 피부 투과율은 높지만 움직임에 민감하여 전자 장치의 움직임이 심한 경우 정확한 측정이 어려울 수 있다. 종래의 전자 장치는 발광 소자의 다양한 출력 대역을 지원 하더라도, 전자 장치의 사용 상태를 고려하지 않은 결과, 생체 정보의 정확한 측정이 어렵고, 복수의 발광 소자의 사용에 의한 전력 낭비의 문제가 있었다.
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치의 사용 상태를 고려하여, 보다 정확한 생체 정보의 측정을 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치,는, 제1속성을 갖는 제1발광 소자와 제2속성을 갖는 제2발광 소자를 포함하는 발광 모듈 및 상기 발광 모듈과 인접하여 배치된 수광 모듈을 포함하는 생체 센서 모듈, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하고, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택하고, 및 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법은, 상기 전자 장치는 제1속성을 갖는 제1발광 소자와 제2속성을 갖는 제2발광 소자를 포함하는 발광 모듈 및 상기 발광 모듈과 인접하여 배치된 수광 모듈을 포함하는 생체 센서 모듈을 포함하며, 상기 방법은, 상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하는 동작, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작, 및 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 사용 상태에 따라 생체 정보의 획득에 사용할 발광 소자 및/또는 수광 소자를 결정함으로써, 상황에 맞는 정확한 생체 정보의 측정이 가능한 효과가 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 착용 상태에 기반하여 생체 정보를 획득하기 위한 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외형을 도시한 것이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 광학 센서 모듈을 원리를 도시한 것이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법의 흐름도이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 여부 감지 동작의 흐름도이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 상태 판단 동작의 흐름도이다.
도 9a 내지 9d는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 상태의 예시 및 각 착용 상태에서 측정된 광 신호의 그래프이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 모션 상태 판단 동작의 흐름도이다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상태에 따라 수행할 수 있는 생체 정보 측정 기능을 예시한 표이다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법의 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 2a 및 2b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외형을 도시한 것이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 전자 장치(200)는 손목 착용 형의 웨어러블(wearable) 장치(예: 시계, 팔찌형, 밴드형, 뱅글 타입 등)일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 광학 센서 모듈(예: PPG 센서)을 탑재하여 사용자의 근접 시 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 다양한 종류의 전자 장치가 본 발명의 전자 장치(200)에 해당할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)는 생체 센서를 구비한 스마트폰, 헤드 마운트 장치(예: VR(virtual reality) 장치, AR(augmented reality) 장치, MR(mixed reality) 장치, 안경 형 장치 등), 신체 부착형 기기(예: 헬스 패치, 디지털 타투 등), 의류형 기기(예: 스마트 의류, 장갑, 신발 등), 밴드형 기기(예: 손목/암 밴드, 스마트 링 등) 등으로 구현될 수도 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 전자 장치(200)는 본체(body)와 스트랩(strap)을 포함할 수 있다. 본체의 전면(예: 사용자가 착용 시 외부로 노출되는 면)에는 디스플레이(260)가 마련되어, 시간 정보를 비롯하여, 메시지, 통화 등 다양한 어플리케이션 화면이 표시될 수 있다. 전자 장치(200)의 사용자는 스트랩(strap)을 이용해 자신의 신체(예: 손목)에 전자 장치(200)를 착용할 수 있다.
도 2b는 전자 장치(200)의 본체의 배면(예: 사용자가 착용 시 사용자의 신체에 접촉하는 면)을 도시한 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 광학 센서 모듈(210)을 포함하며, 광학 센서 모듈(210)의 발광 소자 및 수광 소자는 본체의 배면에서 외부로 노출 되어 외부 객체에 광을 출력하고, 그로부터 반사된 반사광을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 광학 센서 모듈(210)은 PPG(photoplethysmography) 센서를 포함할 수 있다. PPG 센서는 발광 소자(예: LED)에서 출력한 광이 외부 객체(예: 사용자의 신체)에 반사된 반사광을 수광 소자(예: photodiode)에서 감지하고, 수광 소자에서 감지한 반사광에 기반하여, 사용자의 심박(heart rate), 스트레스(stress), 혈중 산소 포화도(SpO2) 등의 생체 정보를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 광학 센서 모듈(210)은 적어도 하나의 발광 소자 및 수광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광학 센서 모듈(210)은 3개의 발광 소자 및 2개의 수광 소자를 포함할 수 있으나, 발광 소자 및 수광 소자의 수 및/또는 배치 형태는 도 2b에 한정되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 광학 센서 모듈(210)에서 발광 소자 및 수광 소자는 1자로 배치되어, 전자 장치의 움직임을 효과적으로 감지할 수 있으며, 가장 신호의 감지가 우수한 수광 소자를 선택할 수 있다.
발광 소자는 가시광 대역(예: Green, Red 등) 및/또는 적외선 대역의 광을 출력할 수 있는 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자는 파장이 520 내지 565 nm인 Green 광, 파장이 660 nm 인 Red 광, 및/또는 파장이 880 내지 940 nm인 IR(infra-red) 광을 출력할 수 있다. Green 광을 사용할 경우 움직임에는 강하나 피부 투과율이 낮고, Red 광 또는 IR 광을 사용할 경우 피부 투과욜은 높으나 신호 세기가 약하고 움직임에 민감할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 각각의 발광 소자는 각각 고정된 파장 대역의 광을 출력하거나(예: 제1발광 소자는 Green, 제2발광 소자는 IR 대역의 광을 출력), 각각의 발광 소자가 다양한 파장 대역의 광을 출력할 수도 있다. 수광 소자는 광 신호를 감지하여 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있는 포토 다이오드(photodiode)를 포함할 수 있으며, 각각의 수광 소자는 대응되는 하나의 발광 소자에서 출력한 광의 반사광을 감지하거나, 모든 발광 소자에서 출력한 광의 반사광을 감지할 수도 있다. 광학 센서 모듈(210)을 이용하여 사용자의 생체 정보를 획득하는 원리에 대해서는 도 3을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 모션 센서(220)를 더 포함할 수 있다. 모션 센서(220)는 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서(acceleration sensor) 등 전자 장치(200)의 움직임을 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서로 구현될 수 있다. 전자 장치(200)는 모션 센서(220)의 센싱 신호에 기반하여 전자 장치(200)의 움직임의 정도를 판단하고, 그에 따라 전자 장치(200)의 모션 상태(예: 평소, 수면, 운동 등)를 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 전자 장치(200)의 사용 상태(예: 착용 상태 및/또는 모션 상태)를 고려하여, 생체 정보 획득을 위해 발광 소자 및/또는 수광 소자를 선택적으로 구동할 수 있다. 그에 따라, 사용자에게 차별화 된 다양한 생체 정보를 제공할 수 있으며, 측정 신호의 정확도 증가, 소모 전류 개선, 사용자의 생체 정보 측정 시 불편함 제거 등의 효과를 달성할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 광학 센서 모듈을 원리를 도시한 것이다.
도 3은 전자 장치(300)를 사용자가 착용한 상태에서 발광 소자(312)(예: 제1발광 소자(312a) 및 제2발광 소자(312b))로부터 출력된 광이 외부 객체(390)(예: 사용자의 손목)에서 부딪혀 반사된 반사광이 수광 소자(314)를 통해 감지되는 원리를 도시하고 있다. 도 3에서는 2개의 발광 소자(312a 및 312b)와 하나의 수광 소자(314)를 도시 하였으나, 앞서 설명한 바와 같이, 전자 장치(300)는 복수의 발광 소자(312) 및/또는 수광 소자(314)를 포함할 수 있으며, 그 수에는 정함이 없다.
발광 소자(312)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(430))의 제어 신호에 따라 특정한 파장 대역(예: Green, Red, IR)의 광을 출력할 수 있다. 발광 소자(312)에서 출력한 광은 조직 관류(perfused tissue)(392) 및/또는 뼈(394)를 통해 반사될 수 있으며, 사용자의 신체 상황에 따라 수광 소자(314)에서 수신되는 광 신호의 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손목의 혈관을 흐르는 혈액이 증가하는 경우 혈관이 팽창하게 되고, 그에 따라 반사되어 수광 소자(314)에서 감지되는 반사광의 양은 감소할 수 있다. 이와 같이, 전자 장치(300)는 수광 소자(314)에서 감지된 반사광의 속성에 따라 사용자의 심박, 스트레스, 혈중 산소 포화도(SpO2) 등의 생체 정보를 측정할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도시된 바와 같이, 전자 장치(400)는 광학 센서 모듈(410), 모션 센서(420), 프로세서(430), 메모리(440), 디스플레이(450) 및 통신 모듈(460)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 도시된 구성 중 적어도 일부가 생략 또는 치환되더라도 본 발명의 다양한 실시예를 구현할 수 있다. 전자 장치(400)는 앞서 도 2a 및 2b를 통해 설명한 웨어러블 디바이스일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 광학 센서 모듈(410)을 탑재하여 사용자의 근접 시 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 스마트폰, 헤드 마운트 장치(예: VR(virtual reality) 장치, AR(augmented reality) 장치, MR(mixed reality) 장치, 안경 형 장치 등), 신체 부착형 기기(예: 헬스 패치, 디지털 타투 등), 의류형 기기(예: 스마트 의류, 장갑, 신발 등), 밴드형 기기(예: 손목/암 밴드, 스마트 링 등) 등으로 구현될 수도 있다.
광학 센서 모듈(410)은 발광 모듈 및 수광 모듈을 포함하며, 발광 모듈은 복수의 발광 소자(예: 도 3의 제1발광 소자(312a) 및 제2발광 소자(312b))를 포함하고, 수광 모듈은 복수의 수광 소자(예: 제1수광 소자 및 제2수광 소자)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 발광 모듈이 제1발광 소자 및 제2발광 소자를 포함하는 것으로 설명하나, 발광 모듈에 포함된 발광 소자의 수가 이에 한정되는 것은 아니다.
앞서 도 2b를 통해 설명한 바와 같이, 발광 소자 및 수광 소자는 전자 장치(400)의 본체의 배면에서 외부로 노출 되어, 사용자가 전자 장치(400)를 착용 시 사용자의 신체와 접촉(또는 근접)할 수 있다. 광학 센서 모듈(410)은 프로세서(430)와 전기적으로 연결되며, 프로세서(430)의 제어 신호에 따라 구동될 발광 소자 및 출력 파장이 결정될 수 있고, 수광 소자에서 감지된 광 신호는 전기적 신호로 변환되어 프로세서(430)에 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 발광 모듈의 제1발광 소자는 제1속성을 갖고, 제2발광 소자는 제2속성을 가질 수 있으며, 여기서 제1속성 및 제2속성은 발광 소자의 출력 세기 및/또는 출력 파장에 관련된 속성일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1발광 소자 및 제2발광 소자는 출력 세기 또는 출력 파장 중 적어도 하나가 서로 상이한 속성을 포함할 수 있다.
모션 센서(420)는 자이로 센서, 가속도 센서 등 전자 장치(400)의 움직임을 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서로 구현될 수 있다. 모션 센서(420)는 프로세서(430)와 전기적으로 연결되어, 전자 장치(400)의 움직임 감지에 따라 생성한 모션 신호를 프로세서(430)에 제공할 수 있다.
메모리(440)는 휘발성 메모리(440)(예: 도 1의 휘발성 메모리(132)) 및/또는 비휘발성 메모리(예: 도 1의 비휘발성 메모리(440)(134))를 포함하며, 프로세서(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리(440)는 프로세서(430)에서 수행될 수 있는 다양한 인스트럭션(instruction)들을 저장할 수 있다. 이와 같은 인스트럭션들은 제어 회로에 의해 인식될 수 있는 산술 및 논리 연산, 데이터 이동, 입출력 등의 제어 명령을 포함할 수 있으며, 메모리(440)에 저장된 프레임워크(framework) 상에서 정의될 수 있다. 또한, 메모리(440)는 도 1의 프로그램(140) 중 적어도 일부를 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(430)는 전자 장치(400)의 각 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 구성으로써, 도 1의 프로세서(120)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 프로세서(430)는 전자 장치(400)에 마련된 여러 센서(예: 광학 센서 모듈(410), 모션 센서(420) 등)들의 센싱 신호의 감지 및 센서 제어 등을 수행하는 센서 허브(sensor hub)에 포함될 수 있다. 프로세서(430)는 광학 센서 모듈(410), 모션 센서(420), 메모리(440), 디스플레이(450), 통신 모듈(460) 전자 장치(400)의 내부 구성요소와 전기적으로 연결될 수 있다.
프로세서(430)가 전자 장치(400) 내에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 이하에서는, 프로세서(430)가 전자 장치(400)의 사용 상태(예: 착용 상태 및 모션 상태)를 확인하고, 그에 기반하여 광학 센서 모듈(410)을 제어하여 생체 정보를 획득하기 위한 다양한 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 후술할 프로세서(430)의 동작들은 앞서 설명한 메모리(440)에 저장된 인스트럭션들을 로딩(loading)함으로써 수행될 수 있다.
디스플레이(450)는 영상을 표시하기 위한 구성으로써, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 등으로 구현될 수 있다. 디스플레이(450)는 도 1의 표시 장치(160)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 도 2a의 디스플레이(450)와 같은 형태로 배치될 수 있다. 프로세서(430)는 생체 정보 획득 시, 생체 정보로부터 생성된 시각적 정보 및 생체 정보 획득과 관련하여 필요한 시각적 알림을 디스플레이(450) 상에 표시할 수 있다.
통신 모듈(460)은 다양한 외부 전자 장치(400)와 데이터를 송수신하기 위한 구성으로, 도 1의 통신 모듈(190)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(430)는 광학 센서 모듈(410)을 이용하여 외부 객체(예: 사용자의 신체)에 대한 심박, 스트레스, 혈중 산소 포화도(SpO2) 등의 생체 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(430)는 원하는 생체 정보의 획득을 위해, 전자 장치(400)의 착용 여부를 감지하고, 착용 상태(예: tight 또는 loose) 및/또는 모션 상태(예: 평상 시, 수면, 운동 중 등)를 결정할 수 있다. 프로세서(430)는 결정된 착용 상태 및/또는 모션 상태에 기반하여 생체 정보의 획득을 위해 사용할 발광 소자 및/또는 수광 소자를 결정할 수 있다. 프로세서(430)의 구체적인 동작에 대해서는 도 6 내지 도 12를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 5는 광학 센서 모듈(510)(예: 도 4의 광학 센서 모듈(410))의 각 발광 소자(512a, 512b) 및/또는 수광 소자(514a, 514b, 514c)를 제어하기 위한 회로 구조를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 광학 센서 모듈(510)은 복수의 발광 소자(예: 제1발광 소자(512a) 및 제2발광 소자(512b)) 및 복수의 수광 소자(예: 제1수광 소자(514a), 제2수광 소자(514b) 및 제3수광 소자(514c))를 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(512a, 512b) 및 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c)는 도 2b를 통해 설명한 바와 같이 일렬로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
센서 회로(580)는 전기적으로 프로세서(530)와 광학 센서 모듈(510) 사이에 마련되며, 프로세서(530)의 제어 신호에 따라 각각의 발광 소자(512a, 512b)를 구동하고, 각각의 수광 소자(514a, 514b, 514c)에서 수신한 신호를 프로세서(530)에 제공하기 위한 구성이다. 센서 회로(580)는 발광 소자 구동 회로(582), MUX(584)(multiplexer), ADC(586)(analog to digital converter) 를 포함할 수 있다.
발광 소자 구동 회로(582)는 프로세서(530)의 제어 신호에 따라 제1발광 소자(512a) 및/또는 제2발광 소자(512b)를 구동할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1발광 소자(512a) 및 제2발광 소자(512b)는 출력 세기 및 출력 파장에 있어 다른 속성을 가질 수 있으며, 이 경우 프로세서(530)는 생체 정보의 측정에 사용할 제1발광 소자(512a) 및 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 결정하여 발광 소자 구동 회로(582)에 제어 신호를 출력하고, 발광 소자 구동 회로(582)는 수신한 제어 신호에 기초하여 제1발광 소자(512a) 및/또는 제2발광 소자(512b)를 구동할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제1발광 소자(512a) 및 제2발광 소자(512b)는 각각 다양한 출력 세기 및 출력 파장을 가질 수 있다. 이 경우, 제어 신호는 구동할 발광 소자와, 각 발광 소자에서 출력할 광의 출력 세기 및 출력 파장에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
제1수광 소자 내지 제3수광 소자(514a, 514b, 514c)는 광 신호(예: 감지된 광량에 대응하는 아날로그 전기 신호)를 획득 후 MUX(584)에 출력하며, MUX(584)는 각 수광 소자(514a, 514b, 514c)로부터 전송된 신호를 하나의 채널로 합하여 ADC(586)에 출력할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, MUX(584)는 각 수광 소자(514a, 514b, 514c)로부터 전송된 신호를 각각 별도의 채널을 통해 ADC(586)로 출력할 수 있다. ADC(586)는 수신된 광 신호를 디지털 신호로 변환하여 프로세서(530)로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(500)는, 제1속성을 갖는 제1발광 소자(512a)와 제2속성을 갖는 제2발광 소자(512b)를 포함하는 발광 모듈(512a, 512b) 및 상기 발광 모듈(512a, 512b)과 인접하여 배치된 수광 모듈(514a, 514b, 514c)을 포함하는 생체 센서 모듈(510), 및 프로세서(530)를 포함하고, 상기 프로세서(530)는, 상기 발광 모듈(512a, 512b)에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하고, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택하고, 및 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b)는 출력 세기 또는 출력 파장 중 적어도 하나가 서로 상이한 속성을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 수광 모듈(514a, 514b, 514c)은 제1수광 소자(514a) 및 제2수광 소자(514b)를 포함하며, 상기 프로세서(530)는, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 반사광을 감지하기 위한 적어도 하나의 수광 소자를 선택하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 제1발광 소자(512a) 또는 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나가 광을 출력하고, 상기 출력된 광에 대응하는 반사광의 세기가 지정된 값보다 큰 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b)가 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 결정된 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체 사이의 거리에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체의 밀착도를 제1밀착도 또는 제2밀착도로 결정하고, 상기 결정된 밀착도에 적어도 기반하여 생체 정보를 획득하기 위한 적어도 하나의 발광 소자를 선택하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 밀착도가 제1밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 어느 하나를 구동하여 구동하여 상기 생체 정보를 획득하고, 상기 밀착도가 제2밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 또는 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 구동하여 상기 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모션 센서(420)를 더 포함하고, 상기 프로세서(530)는, 상기 모션 센서(420)를 이용하여 상기 전자 장치(500)의 상태를 제1상태 및 제2상태 중 어느 하나로 결정하고, 상기 제1상태 또는 제2상태에 기반하여 상기 제1발광 소자(512a) 또는 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 구동하여 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 전자 장치(500)의 상태가 제2상태일 경우, 상기 제2상태에 대응하여 지정된 상기 제2발광 소자(512b)를 구동하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(500)는, 복수의 발광 소자(512a, 512b) 및 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c)를 포함하는 생체 센서 모듈(510), 및 상기 생체 센서 모듈(510)과 전기적으로 연결되는 프로세서(530)를 포함하며, 상기 프로세서(530)는, 상기 복수의 발광 소자(512a, 512b)가 광을 출력하도록 하고, 상기 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c)를 구동하여, 상기 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c)로부터 감지된 광 신호를 획득하고, 상기 광 신호에 기반하여 상기 각각의 발광 소자(512a, 512b)와 외부 객체 사이의 거리를 결정하고, 상기 거리에 기초하여 상기 전자 장치(500)의 착용 상태를 결정하고, 상기 결정된 착용 상태에 기반하여 생체 정보 획득에 사용할 복수의 발광 소자(512a, 512b) 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 발광 소자의 출력 파장을 결정하고, 상기 결정된 착용 상태에 기반하여 생체 정보 획득에 사용할 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c) 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 수광 소자로부터 감지된 광 신호에 기초하여 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 전자 장치(500)의 모션 정보를 획득하고, 상기 획득된 모션 정보에 기초하여 상기 전자 장치(500)의 모션 상태를 결정하며, 상기 결정된 모션 상태에 더 기초하여, 상기 복수의 발광 소자(512a, 512b) 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 발광 소자의 출력 파장을 결정하고, 상기 결정된 모션 상태에 더 기초하여, 상기 복수의 수광 소자(514a, 514b, 514c) 중 적어도 하나를 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 각각의 발광 소자(512a, 512b)와 외부 객체 사이의 거리의 평균 값이 지정된 값보다 작은 경우, 상기 착용 상태를 제1상태로 결정하고, 상기 각각의 발광 소자(512a, 512b)와 외부 객체 사이의 거리의 평균 값이 상기 지정된 값보다 크거나 같은 경우, 상기 착용 상태를 제2상태로 결정하며, 상기 착용 상태가 상기 제1상태로 결정된 경우, 상기 복수의 발광 소자(512a, 512b) 중 적어도 2개를 선택하고, 상기 선택된 적어도 2개의 발광 소자의 출력 파장을 서로 다른 값으로 결정하고, 상기 착용 상태가 상기 제2상태로 결정된 경우, 상기 복수의 발광 소자(512a, 512b) 중 어느 하나를 선택하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(530)는, 상기 착용 상태 및 상기 모션 상태에 대응되는 적어도 하나의 타입의 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법의 흐름도이다.
도시된 방법은 전자 장치의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(430), 도 5의 프로세서(530))에 의해 수행될 수 있으며, 앞서 설명한 바 있는 기술적 특징에 대해서는 이하에서 그 설명을 생략하기로 한다.
동작 610에서, 프로세서는 전자 장치가 사용자에 의해 착용 되었는 지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서는 광학 센서 모듈(예: 도 5의 광학 센서 모듈(510))의 복수의 발광 소자(예: 도 5의 제1발광 소자(512a), 제2발광 소자(512b)) 중 미리 정해진 적어도 하나의 발광 소자를 통해 광을 출력하고, 수광 소자(예: 도 5의 제1수광 소자(514a), 제2수광 소자(514b), 제3수광 소자(514c))에서 감지되는 반사광의 세기를 통해 전자 장치의 착용 여부를 확인할 수 있다. 동작 610의 보다 세부적인 동작에 대해서는 도 7을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
동작 610의 수행 결과 전자 장치가 사용자에 의해 착용된 것으로 확인되는 경우, 동작 620에서, 프로세서는 전자 장치의 착용 상태(또는 밀착도)를 판단할 수 있다. 프로세서는 2개 이상의 발광 소자 또는 모든 발광 소자를 이용해서 전자 장치가 적절하게(또는 타이트(tight) 하게) 착용 되었는지 또는 부적절하게(또는 루즈(loose) 하게) 착용 되었는 지 여부를 확인할 수 있다. 동작 620의 보다 세부적인 동작에 대해서는 도 8 내지 9를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
동작 630에서, 프로세서는 전자 장치의 모션 상태를 판단할 수 있다. 프로세서는 모션 센서(예: 도 4의 모션 센서(420))의 센싱 결과를 바탕으로 전자 장치의 착용 상태를 평소, 수면 중 또는 운동 중과 같이 분류할 수 있다. 동작 630은 동작 620의 이후에 수행될 필요는 없으며, 동작 620과 적어도 일부에 동시에 또는 동작 620 이전에 수행될 수도 있다. 동작 630에 대해서는 도 10을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
동작 640에서, 프로세서는 결정된 전자 장치의 착용 상태 및/또는 모션 상태에 적어도 기반하여, 생체 정보 획득에 사용할 발광 소자 및/또는 수광 소자를 선택할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 결정된 착용 상태 및/또는 모션 상태와 맵핑되는 정보를 메모리(예: 도 4의 메모리(440))에 저장된 테이블로부터 추출하고, 그에 따라 발광 소자 및/또는 수광 소자를 선택할 수 있다.
동작 650에서, 프로세서는 동작 640에서 결정된 발광 소자 및 수광 소자를 이용하여 생체 정보(예: 심박, 스트레스, 혈중 산소 포화도(SpO2) 등)를 획득할 수 있다.
동작 640의 발광 소자 및 수광 소자를 선택하는 실시예와 그에 따라 동작 650에서 획득 가능한 생체 정보의 예에 대해서는 도 11을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 여부 감지 동작의 흐름도이다. 도 7은 도 6의 동작 610에 해당한다.
동작 710에서, 프로세서(예: 도 5의 프로세서(530))는 전자 장치가 착용되지 않은 상태에서 미리 정해진 제1발광 소자(예: 도 5의 512a) 및 제2발광 소자(예: 도 5의 512b) 중 적어도 하나를 이용해 광을 출력하도록 할 수 있다. 프로세서는 전자 장치가 착용되지 않은 상태에서 주기적으로 발광 소자가 광을 출력하도록 할 수 있으며, 사용자에게 시인되지 않는 IR(infra-red) 대역의 광을 출력하도록 할 수 있다.
동작 720에서, 프로세서는 수광 소자(예: 도 5의 514a, 514b, 514c)로부터 수신된 신호에 기초하여, 발광 소자에서 출력한 빛이 사용자의 신체(예: 도 3의 390)에 의해 반사된 반사광의 세기를 지정된 값(예: 기준 값)과 비교할 수 있다.
비교 결과, 반사광의 세기가 지정된 값보다 작거나 같은 경우, 동작 740에서 프로세서는 미착용 상태로 판단하고, 동작 710으로 돌아가 주기적으로 미리 정해진 제1발광 소자 및 제2발광 소자 중 적어도 하나를 이용해 광을 출력하도록 할 수 있다.
비교 결과, 반사광의 세기가 지정된 값보다 큰 경우, 동작 730에서, 프로세서는 전자 장치가 사용자에 의해 착용된 상태로 판단할 수 있다. 착용 상태로 판단된 경우, 도 6의 동작 620로 진입 및 이후 동작을 수행하여 제1발광 소자 및 제2발광 소자가 광을 출력하도록 할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 상태 판단 동작의 흐름도이다. 도 9a 내지 9d는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 착용 상태의 예시 및 각 착용 상태에서 측정된 광 신호의 그래프이다.
도 8은 도 6의 동작 620에 해당하며, 이하에서는 도 8 및 도 9a 내지 9d를 통해 프로세서가 전자 장치의 착용 상태를 판단하는 과정에 대해 설명하기로 한다. 이하의 동작들은 도 7의 과정을 통해 전자 장치가 사용자에 의해 착용된 것으로 판단된 이후에 수행될 수 있다.
동작 810에서, 프로세서(예: 도 5의 프로세서(530))는 광학 센서 모듈(예: 도 5의 광학 센서 모듈(510))의 2개 이상의 발광 소자(예: 제1발광 소자 및 제2발광 소자) 및 적어도 하나의 수광 소자를 활성화 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 광학 센서 모듈에 포함된 모든 발광 소자 및 수광 소자를 활성화 할 수 있다.
동작 820에서, 프로세서는 2개 이상의 발광 소자(예: 제1발광 소자 및 제2발광 소자)를 이용해 광을 출력하도록 할 수 있다.
동작 830에서, 프로세서는 각 수광 소자(예: 제1수광 소자 내지 제3수광 소자)의 감지 신호를 수신하고, 감지 신호에 기반하여 생체 센서 모듈과 외부 객체(예: 사용자의 신체) 간의 거리를 결정할 수 있다.
도 9a 및 9c는 제1수광 소자 내지 제3수광 소자를 갖는 전자 장치를 사용자가 착용한 상태를 도시하고 있다.
도 9a는 사용자가 전자 장치(900)를 타이트(tight) 하게 착용한 상태로써, 모든 수광 소자(911, 912, 913)는 사용자의 신체(990)에 밀착된 상태(예: 제1밀착도) 일 수 있다. 도 9c는 사용자가 전자 장치(900)를 루즈(loose)하게 착용한 상태로써, 제3수광 소자(923)는 사용자의 신체(990)에 밀착된 상태이나, 제1수광 소자(921) 및 제2수광 소자(922)는 사용자의 신체(990)와 다소 이격 된 상태일 수 있다.
도 9a와 같이 전자 장치의 착용 상태가 타이트 한 상태인 경우, 각 수광 소자(911, 912, 913)에서 감지되는 광 신호의 값은 도 9b와 같다. 도 9b를 참고 하면, 각 수광 소자(911, 912, 913)와 사용자의 신체(990)의 거리가 실질적으로 동일하므로 각 수광 소자(911, 912, 913)에서 감지되는 광 신호의 값이 시간 흐름에 따라 큰 차이가 없다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 도 9a와 같이 복수의 수광 소자(911, 912, 913)가 모두 사용자의 신체(990)와 접촉한 경우, 어느 하나의 수광 소자만 사용하거나 모든 수광 소자를 사용하여 생체 신호를 획득할 수 있다.
도 9c와 같이 전자 장치의 착용 상태라 루즈 한 상태인 경우, 각 수광 소자(921, 922, 923)에서 감지되는 광 신호의 값은 도 9d와 같다. 도 9d를 참고 하면, 각 수광 소자(921, 922, 923)와 사용자의 신체(990)의 거리가 차이가 있으므로, 각 수광 소자(921, 922, 923)에서 감지되는 광 신호의 값은 큰 차이를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 도 9c와 같이 복수의 수광 소자 중 일부(예: 제3수광 소자(923))만이 사용자의 신체와 접촉한 경우, 접촉되고 있는 수광 소자(예: 제3수광 소자(923)) 만을 이용해 생체 신호를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 전자 장치의 착용 상태가 루즈 한 상태로 판단되는 경우, 생체 정보의 정확한 측정을 위해, 디스플레이(예: 도 4의 디스플레이(540))를 통해 스트랩을 고정 시켜 타이트 한 착용을 유도하기 위한 알람을 제공할 수 있다.
프로세서는 각 수광 소자에서 감지되는 광 신호의 상관도에 기반하여, 전자 장치의 착용 상태를 도 9a와 같은 타이트 한 상태 또는 도 9c와 같은 루즈 한 상태로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 각 광 신호 값의 변화율, 광 신호 레벨 단위의 분산 값, 신호 간 상관도 값(correlation)에 기초하여 광학 센서 모듈과 사용자의 신체 간의 거리를 확인할 수 있다.
동작 840에서, 프로세서는 결정된 생체 센서 모듈과 사용자 신체의 거리와 지정된 값(예: 기준 값)을 비교할 수 있다.
비교 결과, 상기 거리가 지정된 값보다 작은 경우, 프로세서는 동작 850에서, 전자 장치의 착용 상태를 제1밀착도(또는 타이트한 상태 또는 적절한 착용 상태)로 결정할 수 있다.
비교 결과, 상기 거리가 지정된 값보다 크거나 같은 경우, 프로세서는 동작 860에서, 전자 장치의 착용 상태를 제2밀착도(또는 루즈한 상태 또는 부적절한 착용 상태)로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 생체 센서 모둘과 외부 객체의 거리를 결정하지 않고, 각 수광 소자로부터 획득된 신호에 적어도 기반하여 전자 장치의 착용 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 각 수광 소자에서 감지되는 광 신호의 상관도가 제1범위에 속하는 경우 전자 장치의 착용 상태를 제1밀착도로 결정하고, 광 신호의 상관도가 제2범위에 속하는 경우 전자 장치의 착용 상태를 제2밀착도로 결정할 수 있다. 이 경우, 동작 830 내지 동작 840은 생략될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 모션 상태 판단 동작의 흐름도이다. 도 10은 도 6의 동작 630에 해당할 수 있으며, 동작 620의 착용 상태 판단 동작과 적어도 일부 동시에 수행될 수도 있다.
동작 1010에서, 프로세서(예: 도 4의 프로세서(430), 도 5의 프로세서(530))는 모션 센서(예: 도 4의 모션 센서(420))로부터 모션 정보를 획득할 수 있다. 모션 센서는 전자 장치의 움직임 상태를 감지할 수 있는 자이로 센서, 가속도 센서 등으로 구현될 수 있다.
동작 1020에서, 프로세서는 획득된 움직임의 크기(예: 전자 장치의 가속도)를 지정된 범위(예: 기준 범위)와 비교할 수 있다.
동작 1040에서, 프로세서는 획득된 움직임의 크기가 속하는 범위가 가장 작은 범위 내에 속하는 경우 전자 장치의 움직임이 거의 없는 것이므로, 수면 상태에 대응하는 제2모션 상태로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치가 향하는 방향을 추가로 고려하여 사용자가 누워 있는 상태로 판단되고, 전자 장치의 움직임이 지정된 범위에 속하는 경우 수면 상태로 판단할 수 있다.
동작 1030에서, 프로세서는 획득된 움직임의 크기가 속하는 범위가 중간 범위에 속하는 경우 사용자가 전자 장치를 착용하고 일반적으로 활동하는 평상 시 상태에 대응하는 제1모션 상태로 결정할 수 있다.
동작 1050에서, 프로세서는 획득된 움직임의 크기가 속하는 범위가 가장 큰 범위에 속하는 경우, 전자 장치의 움직임이 매우 큰 상태이므로, 운동 중인 상태에 대응하는 제3모션 상태로 결정할 수 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상태에 따라 수행할 수 있는 생체 정보 측정 기능을 예시한 표이다.
프로세서(예: 도 4의 프로세서(430), 도 5의 프로세서(530))는 광학 센서 모듈(예: 도 4의 광학 센서 모듈(410), 도 5의 광학 센서 모듈(510))을 이용해 결정된 전자 장치의 착용 상태 및 모션 센서(예: 도 4의 모션 센서(420))를 이용해 결정된 모션 상태에 기반하여, 생체 정보 획득에 사용할 발광 소자 및 수광 소자와 획득할 생체 정보의 종류를 결정할 수 있다. 프로세서는 메모리(예: 도 4의 메모리(440))에 저장된 테이블에 따라 발광 소자 및 수광 소자와 획득할 생체 정보의 종류를 결정할 수 있으며, 도 11은 그 테이블의 예를 도시하고 있다.
사용자가 전자 장치를 타이트 하게 착용한 상태에서는 광학 센서 모듈을 통한 생체 정보의 측정 정확도는 올라 가지만, 사용자의 착용감은 떨어질 수 있다. 반면, 루즈 하게 착용한 상태에서는 착용감은 낫지만, 생체 정보의 측정 시 동적 잡음(motion artifact)에 의해 측정 정확도는 떨어질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 전자 장치의 착용 상태가 타이트 한 상태인 경우, 광이 노출될 가능성이 낮으므로 다양한 대역의 발광 소자(예: Green, Red, IR)를 사용하여 광을 출력하고, 수광 소자의 감지 효율이 좋으므로 어느 하나의 수광 소자만을 활성화 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 착용 상태가 타이트 한 상태인 경우, 프로세서는 발광 소자들 중 미리 정해진 또는 사용자에 의해 선택된 생체 정보(예: 스트레스, 혈중 산소 포화도 등)를 측정할 수 있는 어느 하나의 발광 소자를 선택적으로 구동할 수 있다.
또한, 프로세서는 전자 장치의 착용 상태가 루즈 한 상태인 경우, 어느 하나의 발광 소자만을 사용하여 광을 출력하고, 하나 이상의 수광 소자를 활성화 할 수 있다.
도 11의 표를 참고 하면, 프로세서는 착용 상태가 루즈 한 상태이고, 모션 상태가 평상 시로 결정된 경우, 복수의 발광 소자 중 Green 대역의 발광 소자만을 사용할 수 있다. 상대적으로 저 파장 대역인 Green 의 경우 동적 잡음에 강하므로, 착용 상태가 루즈 한 상태에서도 생체 정보의 정확한 측정이 가능하다.
이 때, 복수의 수광 소자 중 사용자의 신체와 접촉된 수광 소자(예: 도 9c의 제3수광 소자(923))만을 활성화 하고, 사용자의 신체와 이격되거나 외부 노이즈에 노출된 수광 소자(예: 도 9c의 제1수광 소자(921) 및 제2수광 소자(922))는 비활성화 하여 측정 효율을 높일 수 있다. 또한, 프로세서는 측정 값이 상대적으로 단순한 심박 수(heart rate)를 측정할 수 있으며, 루즈 한 착용 상태에서는 광학 센서 모듈과 사용자의 신체 사이의 거리가 불규칙적으로 변화되어 정확한 데이터 측정이 어려운 바, 스트레스 및 혈중 산소 포화도(SpO2)는 측정하지 않을 수 있다.
프로세서는 착용 상태가 루즈 한 상태이고, 모션 상태가 수면 상태로 결정된 경우, 복수의 발광 소자 중 IR 대역의 발광 소자를 통해 광을 출력하고, 모든 수광 소자를 활성화 할 수 있다. 이 경우, Green 또는 Red 등 가시광은 피부에 반사되어 외부로 노출되기 때문에, 빛에 의한 수면 방해를 방지하기 위해 눈에 보이지 않는 IR 대역만을 사용할 수 있다.
프로세서는 착용 상태가 루즈 한 상태이고, 모션 상태가 운동 상태로 결정된 경우, 사용자의 움직임을 고려하여 동적 잡음에 강한 Green 대역의 발광 소자 만을 이용하여 광을 출력할 수 있다. 또한, 모든 수광 소자를 활성화 시켜 심박 수를 효과적으로 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 정보의 측정 정확도 향상을 위해 전자 장치를 보다 타이트 하게 착용하도록 유도하기 위한 안내를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.
프로세서는 착용 상태가 타이트 한 상태이고, 모션 상태가 평상 시로 결정된 경우, 모든 발광 소자를 이용해 광을 출력할 수 있다. 이는 다양한 대역의 빛을 사용하여 심박 수 외에 다양한 생체 정보를 획득하기 위함이다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 이 상태에서, 미리 정해진 또는 사용자에 의해 선택된 생체 정보를 획득할 수 있는 어느 하나의 발광 소자를 선택적으로 구동할 수도 있다. 이 상태에서는 실시간으로 스트레스, 혈중 산소 포화도(SpO2)를 측정할 수 있다. 실시간으로 스트레스를 측정하는 경우, 사용자의 감정 상태까지 알 수 있기 때문에 보다 정확한 생체 정보를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서는 타이트 하게 착용되어 수광 소자의 효율이 높기 때문에 어느 하나의 수광 소자 만을 활성화 할 수 있다.
프로세서는 착용 상태가 타이트 한 상태이고, 모션 상태가 수면 시로 결정된 경우, 모든 발광 소자를 이용해 광을 출력하고, 어느 하나의 수광 소자만을 활성화 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 이 상태에서, 미리 정해진 또는 사용자에 의해 선택된 생체 정보를 획득할 수 있는 어느 하나의 발광 소자를 선택적으로 구동할 수도 있다. 수면 시에는 혈중 산호 포화도의 측정을 통해 수면 무호흡 증의 판단이 가능하다. 일 실시예에 따르면, 수면 중 상태는 일상 중 가장 안정된 상태이기 때문에 평상 시 스트레스 값의 측정을 위한 base 값을 정의할 수 있다. 다시 설명하면, 수면 중 상태에서 측정된 값을 base 값으로 설정하여 이 후 측정된 생체 신호들을 base 값과 비교하여 스트레스 값을 측정할 수 있다.
프로세서는 착용 상태가 타이트 한 상태이고, 모션 상태가 운동 시로 결정된 경우, 추가적으로 피부 수분도를 측정할 수 있다. 피부 수분도를 통해 운동 중 탈수 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 사용자에게 수분을 섭취할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법의 흐름도이다.
도시된 방법은 도 4의 전자 장치의 프로세서에 의해 수행될 수 있으며, 전자 장치는 발광 모듈 및 수광 모듈을 포함하는 광학 센서 모듈을 포함하고, 발광 모듈은 그 속성(예: 출력 세기 및 출력 파장)이 상이한 제1발광 소자 및 제2발광 소자를 포함할 수 있다.
동작 1210에서, 프로세서는 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여,전자 장치의 착용 상태(예: tight 또는 loose)를 판단할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 상기 반사광에 적어도 기반하여 생체 센서 모듈과 외부 객체 사이의 거리를 결정하고, 결정된 거리에 기반하여 전자 장치의 착용 상태를 판단할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 프로세서는 생체 센서 모둘과 외부 객체의 거리를 결정하지 않고, 각 수광 소자로부터 획득된 신호에 적어도 기반하여 전자 장치의 착용 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 각 수광 소자에서 감지되는 광 신호의 상관도가 제1범위에 속하는 경우 전자 장치의 착용 상태를 제1밀착도로 결정하고, 광 신호의 상관도가 제2범위에 속하는 경우 전자 장치의 착용 상태를 제2밀착도로 결정할 수 있다.
동작 1220에서, 프로세서는 상기 착용 상태에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 모션 센서의 감지 결과에 더 기반하여 발광 소자를 선택할 수 있다. 프로세서가 생체 센서 모듈과 외부 객체 사이의 거리(또는 전자 장치의 착용 상태) 및 모션 상태에 기반하여 사용할 발광 소자를 선택하는 예에 대해서는 앞서 도 11을 통해 설명한 바 있다.
동작 1230에서, 프로세서는 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 프로세서가 전자 장치의 각 사용 상태에 따라 생체 정보를 획득하는 예에 대해서는 앞서 도 11을 통해 설명한 바 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(500)의 생체 정보 획득 방법은, 상기 전자 장치(500)는 제1속성을 갖는 제1발광 소자(512a)와 제2속성을 갖는 제2발광 소자(512b)를 포함하는 발광 모듈(512a, 512b) 및 상기 발광 모듈(512a, 512b)과 인접하여 배치된 수광 모듈(514a, 514b, 514c)을 포함하는 생체 센서 모듈(510)을 포함하며, 상기 방법은, 상기 발광 모듈(512a, 512b)에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하는 동작, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작, 및 상기 선택된 적어도 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b)는 출력 세기 또는 출력 파장 중 적어도 하나가 서로 상이한 속성을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 수광 모듈(514a, 514b, 514c)은 제1수광 소자(514a) 및 제2수광 소자(514b)를 포함하며, 상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 반사광을 감지하기 위한 적어도 하나의 수광 소자를 선택하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 이용해 광을 출력하는 동작, 상기 출력된 광에 대응하는 반사광의 세기가 지정된 값보다 큰 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b)가 광을 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체 사이의 거리를 결정하는 동작은, 상기 결정된 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체 사이의 거리에 기반하여, 상기 생체 센서 모듈(510)과 상기 외부 객체의 밀착도를 제1밀착도 또는 제2밀착도로 결정하는 동작을 포함하며, 상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은, 상기 결정된 밀착도에 따라 생체 정보를 획득하기 위한 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은, 상기 밀착도가 제1밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 선택하는 동작, 상기 밀착도가 제2밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자(512a) 및 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 구동하여 상기 생체 정보를 획득하는 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모션 센서(420)를 이용하여 상기 전자 장치(500)의 상태를 제1상태 및 제2상태 중 어느 하나로 결정하는 동작을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은, 상기 제1상태 또는 제2상태에 기반하여 상기 제1발광 소자(512a) 또는 상기 제2발광 소자(512b) 중 적어도 하나를 구동하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은, 상기 전자 장치(500)의 상태가 제2상태일 경우, 상기 제2상태에 대응하여 지정된 상기 제2발광 소자(512b)를 선택하는 동작을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1속성을 갖는 제1발광 소자와 제2속성을 갖는 제2발광 소자를 포함하는 발광 모듈 및 상기 발광 모듈과 인접하여 배치된 수광 모듈을 포함하는 생체 센서 모듈; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광의 특성에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체와의 밀착도를 결정하고,
    상기 밀착도에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 어느 하나의 발광 소자를 선택하고, 및
    상기 선택된 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자는 출력 세기 또는 출력 파장 중 적어도 하나가 서로 상이한 속성을 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수광 모듈은 제1수광 소자 및 제2수광 소자를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 반사광을 감지하기 위한 적어도 하나의 수광 소자를 선택하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1발광 소자 또는 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나가 광을 출력하고,
    상기 출력된 광에 대응하는 반사광의 세기가 지정된 값보다 큰 경우, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자가 광을 출력하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광들의 상관도에 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체의 밀착도를 제1밀착도 또는 제2밀착도로 결정하고,
    상기 결정된 밀착도에 적어도 기반하여 생체 정보를 획득하기 위한 적어도 하나의 발광 소자를 선택하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 밀착도가 제1밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 어느 하나를 구동하여 구동하여 상기 생체 정보를 획득하고,
    상기 밀착도가 제2밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자 또는 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 구동하여 상기 생체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    모션 센서를 더 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 모션 센서를 이용하여 상기 전자 장치의 상태를 제1상태 및 제2상태 중 어느 하나로 결정하고,
    상기 제1상태 또는 제2상태에 기반하여 상기 제1발광 소자 또는 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 구동하여 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 상태가 제2상태일 경우,
    상기 제2상태에 대응하여 지정된 상기 제2발광 소자를 구동하도록 설정된 전자 장치.
  9. 전자 장치의 생체 정보 획득 방법에 있어서,
    상기 전자 장치는 제1속성을 갖는 제1발광 소자와 제2속성을 갖는 제2발광 소자를 포함하는 발광 모듈 및 상기 발광 모듈과 인접하여 배치된 수광 모듈을 포함하는 생체 센서 모듈을 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광의 특성에 적어도 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체와의 밀착도를 결정하는 동작;
    상기 밀착도에 적어도 기반하여, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 어느 하나의 발광 소자를 선택하는 동작; 및
    상기 선택된 하나의 발광 소자를 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자는 출력 세기 또는 출력 파장 중 적어도 하나가 서로 상이한 속성을 포함하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 수광 모듈은 제1수광 소자 및 제2수광 소자를 포함하며,
    상기 거리에 적어도 기반하여, 상기 반사광을 감지하기 위한 적어도 하나의 수광 소자를 선택하는 동작을 더 포함하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 이용해 광을 출력하는 동작;
    상기 출력된 광에 대응하는 반사광의 세기가 지정된 값보다 큰 경우, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자가 광을 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체의 밀착도를 결정하는 동작은,
    상기 발광 모듈에서 출력된 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광들의 상관도에 기반하여, 상기 생체 센서 모듈과 상기 외부 객체의 밀착도를 제1밀착도 또는 제2밀착도로 결정하는 동작을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은,
    상기 결정된 밀착도에 따라 생체 정보를 획득하기 위한 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은,
    상기 밀착도가 제1밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 선택하는 동작;
    상기 밀착도가 제2밀착도로 결정된 경우, 상기 제1발광 소자 및 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 구동하여 상기 생체 정보를 획득하는 동작 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    모션 센서를 이용하여 상기 전자 장치의 상태를 제1상태 및 제2상태 중 어느 하나로 결정하는 동작을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은,
    상기 제1상태 또는 제2상태에 기반하여 상기 제1발광 소자 또는 상기 제2발광 소자 중 적어도 하나를 구동하는 동작을 포함하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 소자를 선택하는 동작은,
    상기 전자 장치의 상태가 제2상태일 경우,
    상기 제2상태에 대응하여 지정된 상기 제2발광 소자를 선택하는 동작을 포함하는 방법.
  17. 전자 장치에 있어서,
    복수의 발광 소자 및 복수의 수광 소자를 포함하는 생체 센서 모듈;
    모션 센서; 및
    상기 모션 센서 및 상기 생체 센서 모듈과 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 모션 센서를 이용하여 상기 전자 장치의 착용 여부를 결정하고,
    상기 전자 장치가 착용된 경우 상기 복수의 발광 소자가 광을 출력하도록 하고,
    상기 복수의 수광 소자를 구동하여, 상기 복수의 수광 소자로부터 감지된 광 신호를 획득하고,
    상기 광 신호의 특성에 기반하여 상기 각각의 발광 소자와 외부 객체 사이의 착용 상태를 결정하고,
    상기 결정된 착용 상태에 기반하여 생체 정보 획득에 사용할 복수의 발광 소자 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 발광 소자의 출력 파장을 결정하고,
    상기 결정된 착용 상태에 기반하여 생체 정보 획득에 사용할 복수의 수광 소자 중 적어도 하나를 결정하고,
    상기 결정된 적어도 하나의 수광 소자로부터 감지된 광 신호에 기초하여 상기 외부 객체에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 모션 센서를 통해 상기 전자 장치의 모션 정보를 획득하고;
    상기 획득된 모션 정보에 기초하여 상기 전자 장치의 모션 상태를 결정하며;
    상기 결정된 모션 상태에 더 기초하여, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 발광 소자의 출력 파장을 결정하고,
    상기 결정된 모션 상태에 더 기초하여, 상기 복수의 수광 소자 중 적어도 하나를 결정하도록 설정된 전자 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각각의 발광 소자와 외부 객체 사이의 거리의 평균 값이 지정된 값보다 작은 경우, 상기 착용 상태를 제1상태로 결정하고, 상기 각각의 발광 소자와 외부 객체 사이의 거리의 평균 값이 상기 지정된 값보다 크거나 같은 경우, 상기 착용 상태를 제2상태로 결정하며,
    상기 착용 상태가 상기 제1상태로 결정된 경우, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 2개를 선택하고, 상기 선택된 적어도 2개의 발광 소자의 출력 파장을 서로 다른 값으로 결정하고, 상기 착용 상태가 상기 제2상태로 결정된 경우, 상기 복수의 발광 소자 중 어느 하나를 선택하도록 설정된 전자 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 착용 상태 및 상기 모션 상태에 대응되는 적어도 하나의 타입의 생체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
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