KR102574087B1 - 광 센서, 광 센서 어레이, 생체 신호 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
광 센서, 광 센서 어레이, 생체 신호 측정 장치 및 방법을 개시한다. 일 양상에 따른 광 센서는, 광 검출기와, 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고, 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작할 수 있다.
Description
생체 신호를 비침습적으로 측정하는 장치와 관련된다.
당뇨병은 다양한 합병증을 일으키며 치료가 잘 안 되는 만성질환이어서 규칙적으로 혈당을 체크해서 합병증 발생을 예방해야 한다. 또한 인슐린을 투여하는 경우에는 저혈당을 대비하고 인슐린 투여량을 조절하기 위해 혈당을 체크해야 한다. 일반적으로 혈당을 측정하기 위해 침습적인 방식이 이용되고 있다. 침습적으로 혈당을 측정하는 방식은 측정의 신뢰성이 높다고 할 수 있으나 주사를 이용하여 혈액 채취의 고통, 번거로움 및 질병 감염 위험이 존재한다. 최근에는 혈액을 직접 채취하지 않고 광 센서를 이용하여 비침습적으로 혈당을 측정하는 방법이 연구되고 있다.
광원과 광 검출기를 적층하여 형성된 광 센서와, 이러한 광 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 광 센서는, 광 검출기와, 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고, 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작할 수 있다.
광 센서는, 상기 광 검출기의 하부에 형성된 광 검출기 전극과, 상기 광 검출기와 상기 광원 사이에 형성된 공통 전극과, 상기 광원 상부에 형성된 광원 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전극은, 상기 광원의 발광층에서 상기 광 검출기 쪽으로 방출된 광을 반사할 수 있다.
상기 공통 전극은, Al, Ag, Pt, Pd, Au, Rh, Al 합금, Ag 합금, Pt 합금, Pd 합금, Au 합금, 또는 Rh 합금 중 어느 하나의 도전성 물질로 구현될 수 있다.
광 센서는, 상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 통해 상기 광원에 전원을 인가하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 통해 상기 광 검출기에 전원을 인가하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
광 센서는, 상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하는 모드 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 신호는, 모드 선택 정보 및 모드 지속 시간 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호는, 펄스 형태일 수 있다.
다른 양상에 따른 광 센서 어레이는, 복수의 광 센서를 포함하고, 각각의 광 센서는 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작할 수 있다.
상기 광 센서 어레이는, 정사각형 어레이 또는 육각형 어레이일 수 있다.
또 다른 양상에 따른 생체 신호 측정 장치는, 각각의 광 센서가 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하는 광 센서 어레이와, 상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 다른 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜, 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이(optical pathlength)의 흡광 정보를 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 광 센서를 이용하여 상기 피검체에 광을 조사하고 상기 적어도 하나의 다른 광 센서를 이용하여 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여, 상기 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있다.
상기 생체 정보는, 중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 광 센서 어레이 중 2개의 광 센서를 이용하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 2개의 광 센서 중 제1 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 2개의 광 센서 중 제2 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제1 흡광 정보를 획득하고, 상기 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제2 흡광 정보를 획득하고, 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보를 비교하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태가 불량이라고 판단되면, 경고 메시지를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다.
각각의 광 센서는, 상기 광 검출기의 하부에 형성된 광 검출기 전극과, 상기 광 검출기와 상기 광원 사이에 형성된 공통 전극과, 상기 광원 상부에 형성된 광원 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전극은, 상기 광원의 발광층에서 상기 광 검출기 쪽으로 방출된 광을 반사할 수 있다.
상기 공통 전극은, Al, Ag, Pt, Pd, Au, Rh, Al 합금, Ag 합금, Pt 합금, Pd 합금, Au 합금, 또는 Rh 합금 중 어느 하나의 도전성 물질로 구현될 수 있다.
각각의 광 센서는, 상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 전원부에 연결하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하는 모드 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 광 센서 어레이는, 정사각형 어레이 또는 육각형 어레이일 수 있다.
또 다른 양상에 따른, 각각의 광 센서가 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하는 광 센서 어레이를 이용한 생체 신호 측정 방법은, 상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사하는 단계와, 상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 다른 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 상기 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이(optical pathlength)의 흡광 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
생체 신호 측정 방법은, 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 생체 정보는, 중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
생체 신호 측정 방법은, 상기 광 센서 어레이 중 2개의 광 센서를 이용하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 상태를 판단하는 단계는, 상기 2개의 광 센서 중 제1 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 2개의 광 센서 중 제2 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제1 흡광 정보를 획득하는 단계와, 상기 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제2 흡광 정보를 획득하고 단계와, 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보를 비교하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
생체 신호 측정 방법은, 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태가 불량이라고 판단되면, 경고 메시지를 생성하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
광원과 광 검출기를 적층하여 형성된 광 센서를 이용하여 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득함으로써, 장치의 소형화가 가능하며 생체 성분 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 광 센서의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 광 센서의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a은 광 센서 어레이의 배열 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3b는 광 센서 어레이의 배열 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 생체 신호 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 생체 신호 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 광 센서 어레이가 적용된 예를 도시한 도면이다.
도 8은 광 센서 어레이가 적용된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 광 센서 어레이가 적용된 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 생체 신호 측정 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 생체 신호 측정 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태 판단 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 광 센서의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a은 광 센서 어레이의 배열 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3b는 광 센서 어레이의 배열 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 생체 신호 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 생체 신호 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 광 센서 어레이가 적용된 예를 도시한 도면이다.
도 8은 광 센서 어레이가 적용된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 광 센서 어레이가 적용된 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 생체 신호 측정 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 생체 신호 측정 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태 판단 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 광 센서의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 광 센서(100)는 광원(110) 및 광 검출기(120)를 포함할 수 있다. 광원(110) 및 광 검출기(120)은 적층 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원(110)은 광 검출기(120)의 상부에 적층되어 형성될 수 있다.
광원(110)은 피검체에 광을 조사할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원(110)은 가시광선 또는 적외선을 피검체에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 분석하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 광원으로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 그리고 광원은 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode), 또는 형광체 등으로 형성될 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
광 검출기(120)는 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하고 수신된 광의 강도(intensity)를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 검출기(120)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 또는 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
광 센서(100)는 소정의 제어 신호에 따라 광원 모드 또는 광 검출기 모드로 동작할 수 있다. 광원 모드는 광 센서(100)가 광원으로 기능하는 모드이고, 광 검출기 모드는 광 센서(100)가 광 검출기로 기능하는 모드일 수 있다. 광원 모드에서는 광원(110)만 동작하고 광 검출기(120)는 동작하지 않으며, 광 검출기 모드에서는 광 검출기(120)만 동작하고 광원(110)은 동작하지 않을 수 있다.
한편, 소정의 제어 신호는 펄스 형태의 신호로서, 모드 선택 정보 및 모드 지속 시간 정보를 포함할 수 있다. 즉, 광원(110) 및 광 검출기(120)는 소정의 제어 신호에 따라 펄스 구동할 수 있다.
광 센서(100)는 광 검출기 전극(130), 공통 전극(140) 및 광원 전극(150)을 포함할 수 있다.
광 검출기 전극(130)은 광 검출기(120)의 동작을 위해 광 검출기(120)에 전력을 인가하는 전극일 수 있다. 광 검출기 전극(130)은 광 검출기(120)의 하부에 형성될 수 있다.
공통 전극(140)은 광원(110) 및 광 검출기(120)가 공유하는 전극으로서 광원(110) 또는 광 검출기(120)의 동작을 위해 광원(110) 또는 광 검출기(120)에 전력을 인가하는 전극일 수 있다. 공통 전극(140)은 광원(110)과 광 검출기(120) 사이에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공통 전극(140)은 광원(110)의 발광층(예컨대, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well, MQW))(111)에서 광 검출기(120) 방향으로 방출된 광을 반사시킬 수 있도록, Al, Ag, Pt, Pd, Au, Rh, Al 합금, Ag 합금, Pt 합금, Pd 합금, Au 합금, 또는 Rh 합금 등의 도전성 물질로 구현될 수 있다.
광원 전극(150)은 광원(110)의 동작을 위해 광원(110)에 전력을 인가하는 전극일 수 있다. 광원 전극(150)은 광원(110) 상부에 형성될 수 있다. 일 실시예에 다르면, 광원 전극(150)은 광의 진행에 영향을 미치지 않도록 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 구현될 수 있다.
도 2는 광 센서의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 광 센서(200)는 광원(110), 광 검출기(120), 3개의 전극(130, 140, 150), 모드 제어부(210) 및 전원부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원(110), 광 검출기(120) 및 3개의 전극(130, 140, 150)은 도 1을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
모드 제어부(210)는 소정의 제어 신호에 따라 광 센서(200)의 구동 모드를 제어할 수 있다. 이를 위해 모드 제어부(210)는 2개의 스위치(211, 212)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모드 제어부(210)는 광원 모드에서 제1 스위치(211)를 이용하여 광원 전극(150)과 전원부(220)를 연결하고 제2 스위치(212)를 이용하여 공통 전극(140)과 전원부(220)를 연결할 수 있다. 또한, 모드 제어부(210)는 광 검출기 모드에서 제1 스위치(211)를 이용하여 광 검출기 전극(130)과 전원부(220)를 연결하고 제2 스위치(212)를 이용하여 공통 전극(140)과 전원부(220)를 연결할 수 있다.
전원부(220)는 광원(110) 또는 광 검출기(120)에 전력을 인가할 수 있다. 예컨대, 전원부(220)는 광원 모드에서 광원 전극(150)과 공통 전극(140)을 이용하여 광원(110)에 전력을 인가하고, 광 검출기 모드에서 광 검출기 전극(130)과 공통 전극(140)을 이용하여 광 검출기(120)에 전력을 인가할 수 있다.
한편, 도 2는 광 센서(200)가 전원부(220)를 포함하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전원부(220)가 광 센서(200) 외부에 형성될 수도 있다.
이하, 광 센서가 복수 개 모여 광 센서 어레이로 구현되는 예를 설명한다.
도 3a은 광 센서 어레이의 배열 구조의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 3b는 광 센서 어레이의 배열 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 여기서 광 센서(311)는 도 1의 광 센서(100) 또는 도 2의 광 센서(200)일 수 있다.
광 센서 어레이는 복수의 광 센서(311)를 포함하며, 도 3a에 도시된 바와 같이 정사각형 어레이로 구현될 수도 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이 육각형 어레이로 구현될 수도 있다. 그러나 도 3a 및 도 3b의 어레이 구조는 일 실시예에 불과할 뿐이므로 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 광 센서 어레이는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 4는 생체 신호 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 5는 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4의 생체 신호 측정 장치(400)는 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이(optical pathlength)의 흡광 정보를 획득하고 획득된 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보 정보를 기반으로 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있는 장치로, 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 생체 신호 측정 장치(400)는 광 센서 어레이(410) 및 프로세서(420)를 포함할 수 있다. 여기서 광 센서 어레이(410)는 도 1 내지 도 3b를 참조하여 전술한 광 센서 어레이와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프로세서(420)는 생체 신호 측정 장치(400)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(420)는 광 센서 어레이(410)를 이용하여 피검체와 광 센서 어레이(410)의 접촉 상태를 판단할 수 있다.
자세하게는, 프로세서(420)는 광 센서 어레이(410) 중에서 접촉 상태 판단에 이용할 2개의 광 센서를 선택하고, 선택된 2개의 광 센서를 이용하여 피검체와 광 센서 어레이(410)의 접촉 상태를 판단할 수 있다. 예컨대, 프로세서(420)는 선택된 2개의 광 센서 중 하나(이하, 제1 광 센서)를 광원 모드로 동작시키고, 선택된 2개의 광 센서 중 다른 하나(이하, 제2 광 센서)를 광 검출기 모드로 동작시켜 제1 흡광 정보를 획득하고, 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제2 흡광 정보를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(420)는 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보를 비교하고, 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보의 차이가 소정의 임계값 이하이면 피검체와 광 센서 어레이(410)의 접촉 상태가 양호하다고 판단하고, 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보의 차이가 소정의 임계값을 초과하면 피검체와 광 센서 어레이(410)의 접촉 상태가 불량하다고 판단할 수 있다.
프로세서(420)는 피검체와 광 센서 어레이(410)의 접촉 상태가 불량하다고 판단되면 경고 메시지를 생성하고 생성된 경고 메시지를 출력 수단을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 출력 수단은 스피커 등과 같은 청각적 출력 수단, 디스플레이 등과 같은 시각적 출력 수단, 및 진동기 등과 같은 촉각적 출력 수단을 포함할 수 있다.
프로세서(420)는 광 센서 어레이(410)를 이용하여 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(420)는 광 센서 어레이(410) 중 광원으로 이용할 하나 이상의 광 센서(이하, 광원용 광 센서)를 선택하고, 광 센서 어레이(410) 중 광 검출기로 이용할 하나 이상의 다른 광 센서(이하, 광 검출기용 광 센서)를 선택할 수 있다.
프로세서(420)는 제어 신호를 생성하여 선택된 광원용 광 센서가 광원 모드로 동작하고 선택된 광 검출기용 광 센서가 광 검출기 모드로 동작할 수 있도록 광 센서 어레이(410)를 제어할 수 있다.
프로세서(420)는 광원용 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사하고, 광 검출기용 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 광원용 광 센서에서 조사되어 피검체로부터 반사 또는 산란된 광의 강도를 측정함으로써, 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다.
예컨대, 도 5를 참조하면, 프로세서(420)는 광 센서(501)를 광원용 광 센서로 선택하고, 광 센서(502 내지 510)을 광 검출기용 광 센서로 선택할 수 있다. 프로세서(420)는 광 센서(501)를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사하고, 광 센서(502 내지 510)을 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신할 수 있다. 이때, 광 센서(502)에서 수신된 광은 경로 길이 a의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(503)에서 수신된 광은 경로 길이 2a의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(504)에서 수신된 광은 경로 길이 3a의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(505)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(506)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(507)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(508)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(509)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함하며, 광 센서(510)에서 수신된 광은 경로 길이 의 흡광 정보를 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(230)는 다양한 광 경로 길이(a, 2a, 3a, , , , , , )의 흡광 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(320)는 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 기반으로 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있다. 이때 생체 정보는 중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 비어 램버트의 법칙(Beer Lambert's Raw)을 이용하여 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있다.
도 6은 생체 신호 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6의 생체 신호 측정 장치(600)는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 6을 참조하면, 생체 신호 측정 장치(600)는 광 센서 어레이(610), 프로세서(620), 입력부(630), 저장부(640), 통신부(650) 및 출력부(660)를 포함할 수 있다. 여기서 광 센서 어레이(610) 및 프로세서(620)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 광 센서 어레이(410) 및 프로세서(420)와 각각 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
입력부(630)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 입력부(630)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad)(정압/정전), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(640)는 생체 신호 측정 장치(600)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 생체 신호 측정 장치(600)에 입력되는 데이터 및 생체 신호 측정 장치(600)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(640)는 광 센서 어레이(610)를 통해 측정된 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보, 그로부터 추정된 생체 성분 정보 등을 저장할 수 있다.
저장부(640)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 생체 신호 측정 장치(600)는 인터넷 상에서 저장부(640)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(650)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(650)는 입력부(630)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터, 광 센서 어레이(610)를 통해 측정된 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보, 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 추정된 생체 성분 정보 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보 측정 및 생체 성분 추정에 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 외부 장치는 입력부(630)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터, 광 센서 어레이(610)를 통해 측정된 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보, 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 추정된 생체 성분 정보 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트, 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도 외부 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(650)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(660)는 입력부(630)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터, 광 센서 어레이(610)를 통해 측정된 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보, 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 추정된 생체 성분 정보, 피검체와 광 센서 어레이(610)의 접촉 불량에 따른 경고 메시지 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(660)는 입력부(630)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터, 광 센서 어레이(610)를 통해 측정된 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보, 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 추정된 생체 성분 정보, 피검체와 광 센서 어레이(610)의 접촉 불량에 따른 경고 메시지 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(660)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.
도 7은 광 센서 어레이가 적용된 예를 도시한 도면이고, 도 8은 광 센서 어레이가 적용된 다른 예를 도시한 도면이고, 도 9는 광 센서 어레이가 적용된 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 광 센서 어레이는 휴대폰 또는 스마트폰의 뒷면에 적용될 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 손목형 웨어러블 디바이스에 적용될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 웨어러블 뇌 영상 장치에 적용될 수 있다.
도 10은 생체 신호 측정 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 10의 생체 신호 측정 방법은 도 4의 생체 신호 측정 장치(400)에 의해 수행될 수 있다.
도 10을 참조하면, 생체 신호 측정 장치는 광 센서 어레이 중 하나 이상의 광원용 광 센서를 선택하고, 광 센서 어레이 중 하나 이상의 광 검출기용 광 센서를 선택할 수 있다(1010). 예컨대, 도 5의 예에서 생체 신호 측정 장치는 광 센서(501)를 광원용 광 센서로 선택하고, 광 센서(502 내지 510)를 광 검출기용 광 센서로 선택할 수 있다.
생체 신호 측정 장치는 광원용 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사할 수 있다(1020). 예컨대, 도 5의 예에서 생체 신호 측정 장치는 광 센서(501)를 이용하여 피검체에 광을 조사할 수 있다.
생체 신호 측정 장치는 광 검출기용 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하고 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다(1030). 예컨대, 도 5의 예에서, 생체 신호 측정 장치는 광 센서(502 내지 510)을 이용하여 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신함으로써 a, 2a, 3a, , , , , , 등 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다.
도 11은 생체 신호 측정 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 11의 생체 신호 측정 방법은 도 4의 생체 신호 측정 장치(400)에 의해 수행될 수 있다.
도 11을 참조하면, 생체 신호 측정 장치는 광 센서 어레이와 피검체의 접촉 상태를 판단하고(1110), 광 센서 어레이와 피검체의 접촉 상태가 불량하다고 판단되면(1120), 경고 메시지를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다(1130).
생체 신호 측정 장치는 광 센서 어레이와 피검체의 접촉 상태가 양호하다고 판단되면(1120), 광 센서 어레이 중 하나 이상의 광원용 광 센서를 선택하고, 광 센서 어레이 중 하나 이상의 광 검출기용 광 센서를 선택할 수 있다(1140).
생체 신호 측정 장치는 광원용 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사할 수 있다(1150).
생체 신호 측정 장치는 광 검출기용 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득할 수 있다(1160).
생체 신호 측정 장치는 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 기반으로 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있다(1170). 이때 생체 정보는 중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 생체 신호 측정 장치는 비어 램버트의 법칙(Beer Lambert's Raw)을 이용하여 피검체의 생체 정보를 추정할 수 있다.
도 12는 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태 판단 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 12의 접촉 상태 판단 방법은 도 11의 단계 1110의 일 실시예일 수 있다.
도 12를 참조하면, 생체 신호 측정 장치는 광 센서 어레이 중에서 접촉 상태 판단에 이용할 2개의 광 센서를 선택할 수 있다(1210).
생체 신호 측정 장치는 선택된 2개의 광 센서 중 제1 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사할 수 있다(1220).
생체 신호 측정 장치는 선택된 2개의 광 센서 중 제2 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 제1 흡광 정보를 획득할 수 있다(1230).
생체 신호 측정 장치는 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사할 수 있다(1240).
생체 신호 측정 장치는 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 제2 흡광 정보를 획득할 수 있다(1250).
생체 신호 측정 장치는 제1 흡광 정보 및 제2 흡광 정보를 비교하고 비교 결과를 기반으로 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태를 판단할 수 있다(1260). 예컨대, 생체 신호 측정 장치는 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보의 차이가 소정의 임계값 이하이면 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태가 양호하다고 판단하고, 제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보의 차이가 소정의 임계값을 초과하면 피검체와 광 센서 어레이의 접촉 상태가 불량하다고 판단할 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100: 광 센서
110: 광원
120: 광 검출기
130: 광 검출기 전극
140: 공통 전극
150: 광원 전극
110: 광원
120: 광 검출기
130: 광 검출기 전극
140: 공통 전극
150: 광원 전극
Claims (28)
- 광 검출기; 및
상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원; 을 포함하고,
소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하고,
상기 제어 신호는
상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나를 나타내는 모드 선택 정보 및 상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나의 모드 지속 시간 정보를 포함하고,
상기 광원 모드에서는 상기 광원만 동작하고 상기 광 검출기는 동작하지 않으며, 상기 광 검출기 모드에서는 상기 광 검출기만 동작하고 상기 광원은 동작하지 않는
광 센서. - 제1항에 있어서,
상기 광 검출기의 하부에 형성된 광 검출기 전극;
상기 광 검출기와 상기 광원 사이에 형성된 공통 전극; 및
상기 광원 상부에 형성된 광원 전극; 을 더 포함하는,
광 센서. - 제2항에 있어서,
상기 공통 전극은,
상기 광원의 발광층에서 상기 광 검출기 쪽으로 방출된 광을 반사하는,
광 센서. - 제2항에 있어서,
상기 공통 전극은,
Al, Ag, Pt, Pd, Au, Rh, Al 합금, Ag 합금, Pt 합금, Pd 합금, Au 합금, 또는 Rh 합금 중 어느 하나의 도전성 물질로 구현되는,
광 센서. - 제2항에 있어서,
상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 통해 상기 광원에 전원을 인가하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 통해 상기 광 검출기에 전원을 인가하는 전원부; 를 더 포함하는,
광 센서. - 제5항에 있어서,
상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하는 모드 제어부; 를 더 포함하는,
광 센서. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제어 신호는,
펄스 형태인,
광 센서. - 복수의 광 센서; 를 포함하고,
각각의 광 센서는 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하고,
상기 제어 신호는
상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나를 나타내는 모드 선택 정보 및 상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나의 모드 지속 시간 정보를 포함하고,
상기 광원 모드에서는 상기 광원만 동작하고 상기 광 검출기는 동작하지 않으며, 상기 광 검출기 모드에서는 상기 광 검출기만 동작하고 상기 광원은 동작하지 않는
광 센서 어레이. - 제9항에 있어서,
상기 광 센서 어레이는,
정사각형 어레이 또는 육각형 어레이인,
광 센서 어레이. - 각각의 광 센서가 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하는 광 센서 어레이; 및
상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 다른 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜, 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이(optical pathlength)의 흡광 정보를 획득하는 프로세서; 를 포함하고,
상기 제어 신호는
상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나를 나타내는 모드 선택 정보 및 상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나의 모드 지속 시간 정보를 포함하고,
상기 광원 모드에서는 상기 광원만 동작하고 상기 광 검출기는 동작하지 않으며, 상기 광 검출기 모드에서는 상기 광 검출기만 동작하고 상기 광원은 동작하지 않는
생체 신호 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 적어도 하나의 광 센서를 이용하여 상기 피검체에 광을 조사하고 상기 적어도 하나의 다른 광 센서를 이용하여 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여, 상기 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 획득하는,
생체 신호 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 추정하는,
생체 신호 측정 장치. - 제13항에 있어서,
상기 생체 정보는,
중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 중 하나 이상을 포함하는,
생체 신호 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 광 센서 어레이 중 2개의 광 센서를 이용하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는,
생체 신호 측정 장치. - 제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 2개의 광 센서 중 제1 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 2개의 광 센서 중 제2 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제1 흡광 정보를 획득하고,
상기 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제2 흡광 정보를 획득하고,
제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보를 비교하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는,
생체 신호 측정 장치. - 제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태가 불량이라고 판단되면, 경고 메시지를 생성하여 사용자에게 제공하는,
생체 신호 측정 장치. - 제11항에 있어서,
각각의 광 센서는,
상기 광 검출기의 하부에 형성된 광 검출기 전극;
상기 광 검출기와 상기 광원 사이에 형성된 공통 전극; 및
상기 광원 상부에 형성된 광원 전극; 을 더 포함하는,
생체 신호 측정 장치. - 제18항에 있어서,
상기 공통 전극은,
상기 광원의 발광층에서 상기 광 검출기 쪽으로 방출된 광을 반사하는,
생체 신호 측정 장치. - 제18항에 있어서,
상기 공통 전극은,
Al, Ag, Pt, Pd, Au, Rh, Al 합금, Ag 합금, Pt 합금, Pd 합금, Au 합금, 또는 Rh 합금 중 어느 하나의 도전성 물질로 구현되는,
생체 신호 측정 장치. - 제18항에 있어서,
각각의 광 센서는,
상기 광원 모드에서 상기 광원 전극과 상기 공통 전극을 전원부에 연결하고, 상기 광 검출기 모드에서 상기 광 검출기 전극과 상기 공통 전극을 상기 전원부에 연결하는 모드 제어부; 를 더 포함하는,
생체 신호 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 광 센서 어레이는,
정사각형 어레이 또는 육각형 어레이인,
생체 신호 측정 장치. - 각각의 광 센서가 광 검출기 및 상기 광 검출기의 상부에 적층되는 광원을 포함하고 소정의 제어 신호에 따라 광원으로 기능하는 광원 모드 또는 광 검출기로 기능하는 광 검출기 모드로 동작하는 광 센서 어레이를 이용한 생체 신호 측정 방법에 있어서,
상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 광 센서를 광원 모드로 동작시켜 피검체에 광을 조사하는 단계; 및
상기 광 센서 어레이 중 적어도 하나의 다른 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 상기 피검체에 대한 다양한 광 경로 길이(optical pathlength)의 흡광 정보를 획득하는 단계; 를 포함하고,
상기 제어 신호는
상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나를 나타내는 모드 선택 정보 및 상기 광원 모드 및 상기 광 검출기 모드 중에서 선택된 하나의 모드 지속 시간 정보를 포함하고,
상기 광원 모드에서는 상기 광원만 동작하고 상기 광 검출기는 동작하지 않으며, 상기 광 검출기 모드에서는 상기 광 검출기만 동작하고 상기 광원은 동작하지 않는
생체 신호 측정 방법. - 제23항에 있어서,
다양한 광 경로 길이의 흡광 정보를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 추정하는 단계; 를 더 포함하는,
생체 신호 측정 방법. - 제24항에 있어서,
상기 생체 정보는,
중성지방, 혈당, 콜레스테롤, 단백질, 및 요산 중 하나 이상을 포함하는,
생체 신호 측정 방법. - 제23항에 있어서,
상기 광 센서 어레이 중 2개의 광 센서를 이용하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계; 를 더 포함하는,
생체 신호 측정 방법. - 제26항에 있어서,
상기 접촉 상태를 판단하는 단계는,
상기 2개의 광 센서 중 제1 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 2개의 광 센서 중 제2 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제1 흡광 정보를 획득하는 단계;
상기 제2 광 센서를 광원 모드로 동작시키고 상기 제1 광 센서를 광 검출기 모드로 동작시켜 제2 흡광 정보를 획득하고 단계; 및
제1 흡광 정보와 제2 흡광 정보를 비교하여 상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계; 를 포함하는,
생체 신호 측정 방법. - 제26항에 있어서,
상기 광 센서 어레이와 상기 피검체의 접촉 상태가 불량이라고 판단되면, 경고 메시지를 생성하여 사용자에게 제공하는 단계; 를 더 포함하는,
생체 신호 측정 방법.
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