KR20140024845A

KR20140024845A - 통합 생체 센싱 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20140024845A
Application number: KR1020137019733A
Authority: KR
Inventors: 마르코 케니스 델라 토르; 매튜 웨인 엑커르; 진 루이스 린토울; 클라우스 허; 바쉬르 지에디; 앤드류 아트킨슨 스틴; 나딤 이크발 카삼; 스티븐 폴 해리스; 신 탄; 크리스토퍼 제임스 버플라트스
Original assignee: 베이시스 사이언스, 인크.
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-24
Publication date: 2014-03-03
Also published as: EP2658437A4; EP2658437A1; WO2012092221A1; JP6239385B2; JP2014505533A; US20120271121A1

Abstract

사용자의 신체 일부분에 부착되도록 구성된 생체 디바이스는 사용자의 생체 데이터를 측정한다. 상기 디바이스는 발광소자, 파장선택필터, 광센서 및 프로세서를 포함하며 사용자의 신체에 광을 전송하고, 사용자로부터 수신된 광을 수신하고, 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위해 이를 필터링하고 처리하며, 생체 데이터는 예컨대, 심박수 및 혈류를 포함한다. 게다가 생체 디바이스는 전기피부응답센서, 주위온도센서, 피부온도, 모션센서와 같은 다른 센서들을 포함하여 사용자에 대한 각성 또는 전도도 변화 이벤트, 주위온도, 사용자온도 및 모션을 측정할 수 있다. 또한, 각 센서로부터의 정보는 상기 센서로부터 수신된 하나 이상의 신호들에서 노이즈를 제거하는데 이용될 수 있으며 이 생체 데이터를 사용자에게 제공한다.

Description

통합 생체 센싱 및 표시 장치{INTEGRATED BIOMETRIC SENSING AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 일반적으로 신호처리 분야에 관련되며, 더 구체적으로는 심장에서 떨어진 부분에서 인간의 생체 데이터를 측정하는 것에 관련된다.

심박수와 같은 심혈관 파라미터는 특히 심전계센싱장치 또는 압력센싱장치에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 광센싱장치는 사람의 신체 조직에 광을 전송하고 광센서를 이용하여 전송되거나 신체 조직으로부터 되돌아 수신된 광을 측정한다. 혈류 또는 다른 체액의 펄싱 때문에, 상기 장치는 사람의 맥박수를 상기 신체 조직으로부터 돌아와서 센싱된 광의 측정치를 기초로 계산될 수 있다. 이 장치의 이점은, 비침습적이고, 지속적으로 관련 파라미터를 모니터링할수 있는 것이다. 그러나 이러한 장치는 일반적으로 모니터링 되는 신호를 마스킹하는 노이즈 소스의 효과를 관리하는 데에는 비효율적이다. 대게 노이즈 소스는 착용자의 모션 및 주위 광 간섭을 포함한다. 이것은 측정 정확성을 저해하여 이와 같은 장치의 사용을 제한한다.

심전계센싱장치는 전기적 임펄스를 측정하여 개별적인 심혈관 파라미터를 검출한다. 그러나 이와 같은 장치는 일반적으로 개별적인 전기적 임펄스 측정에서 불필요한(spurious) 노이즈를 본다. 불필요한 노이즈에 대한 한 해결책은 심전계 장치를 노이즈 비율에 대한 신호가 가장 큰 인간의 심장 주변 가까운 곳에 위치시키는 것이다. 그러나 이와 같은 위치시킴은 일반적으로 사용자가 다루기 힘든 가슴 끈(chest strap) 장치를 요구한다. 예컨대, 이와 같은 장치는 일상생활 동안 입고 있기에는 불편하며 따라서 제한된 활동기간에만 이용되는 것이 일반적이다. 따라서, 이와 같은 장치는 하루의 방대한 중요 기간 동안 사용자의 생체 데이터를 종종 획득하지 못한다. 심전계센싱스템은 일반적으로 하루 전체의 인간의 생체 데이터의 완전한 이미지를 제공하지 못한다. 또한 제한된 기간뿐만이 아니라 삶의 모든 측면에 대한 신체의 응답을 획득하는 것은 인간의 생체 데이터의 완전한 이미지는 매우 가치 있다.

일부 심전계센싱장치는 단일 유닛 해결책을 제공하며, 여기서 사람의 심박수는 사용자가 센싱장치상에 센서를 터치하거나 활성화시키면 사용자의 손목에서 모니터링 되고 디스플레이된다. 이와 같이 상기 장치는 사용자의 심박수를 연속적으로 측정하지 않는다. 게다가 이와 같은 측정은 종종 연속적이고 수동적(passive)이기보다는 처리 프로세스에 사용자의 활동 참여를 요구한다.

본 명세서에서 설명된 실시예들은 다른 이점들 및 특징들을 가지며, 이는 상세한 설명, 특허청구범위 및 첨부 도면(또는 그림)으로부터 더 명확하게 나타날 것이다. 도면의 간단한 설명은 아래와 같다.
도1은 사용자로부터 생체 데이터를 획득하기 위한 장치의 일 실시예를 도시한다.
도2는 기계로 판독 가능한 매체로부터 명령을 판독하고 이들을 프로세서(또는 컨트롤러)로 실행할 수 있는 예시적인 기계장치의 구성요소들에 대한 일 실시예를 도시한다.
도3은 일 실시예에 따라, 광신호를 수신하기 위한 광센서에 대한 블록도를 도시한다.
도4는 일 실시예에 따라, 센서로부터 생체 데이터를 수신하여 입력 신호를 최적화할 수 있는 프로세서에 대한 블록도를 도시한다.
도5는 하나 이상의 센서에 의해 측정되는 데이터를 기초로 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위한 프로세스를 도시한다.
도6은 사용자로부터 생체 신호를 얻기 위한 센서를 보유하고 있는 장치의 예시적인 실시예를 도시한다.

도면(도) 및 하기의 설명은 앞서 언급한 실시예들에 단지 설명을 위한 목적으로 관련된다. 하기의 설명으로부터, 본 명세서에서 설명된 구조 및 방법에 대체적인 실시예들이 청구되는 바의 원리를 벗어나지 않는 선에서 채용되어 실행가능하고 대체 가능한 것으로 쉽게 인식될 것이라는 것이 주목되어야 한다.

참조번호가 몇몇 실시예들에 대하여 구체적으로 만들어질 것이며, 이러한 예시들은 첨부된 도면에 도시된다. 실행 가능한 유사하거나 동일한 참조번호가 도면들에서 이용될 수 있고, 유사하거나 동일한 기능을 가리킬 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 도면들은 설명을 위한 목적으로만 개시된 시스템(또는 방법)의 실시예들을 도시한다. 당업자는 하기의 설명으로부터 본 명세서에서 설명된 실시예의 대체적인 구조 및 방법들을 본 명세서에서 설명된 원리를 벗어나지 않고 채용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다.

구성 개요

본 명세서에 개시된 일 실시예의 시스템, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체는 예컨대 어펜디지(appendage)(또는 림(limb))과 같은 사용자 신체의 일 부분에 부착되는 디바이스를 이용하여 사용자의 생체 데이터를 측정한다. 상기 시스템, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체는 사용자의 피부에 광을 전송하는 것, 신체 조직으로부터 수신된 및 사용자의 체액을 수신하는 것, 상기 광을 필터링 하는 것 및 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위해 필터링된 광을 센싱하는 것을 포함한다. 광신호를 다른 센서로부터의 신호들과 결합함으로써, 상기 디바이스는 혈류로부터 수신되거나 반영되는 광을 식별하고, 주위 광, 사용자 움직임등에 의해 야기되는 노이즈 신호를 필터링 할 수 있다. 일 실시예에서 노이즈 신호 소스를 측정하는데 이용되는 센서는 가속도계와 같은 모션 센서이고, 광 신호는 모션에 의해 유발되는 노이즈에 관련된 구성요소 및 혈류에 관련된 다른 구성요소들로 구별할 수 있다. 명세서에서 더 자세하게 설명되는 바와 같이, 알고리즘 기술은 인텔리젼트 피크 검출 알고리즘을 가이드 하기 위한 동적인 속도 추적과 같이 노이즈를 필터링 하는데 이용될 수도 있다.

도1은 사용자로부터 생체 데이터를 획득하기위한 디바이스(100)의 일 실시예를 도시한다. 상기 디바이스는 사용자의 신체에 고정되는 디바이스에 대하여 전기피부응답(GSR; galvanic skin response) 센서(102), 광센서(103), 주위온도센서(104), 모션센서(105), 피부온도센서(106), 에너지수집(harvesting)모듈(108) 및 밴드(110)을 포함한다. 상기 센서들은 센서 보유(housing) 컴포넌트(101) 내에 위치된(또는 보유된(하우징된))다. 일 실시예에서, 상기 보유 컴포넌트(101)는 예컨대 손목밴드 또는 완장(armband)을 통해 사용자에게 연결되도록 구성되어 센서들은 사용자로부터 데이터 형태로 정보를 수집하도록 노출된다. 상기 센서들은 다양한 종류의 정보를 획득하고, 사용자에 대한 다양한 생체 데이터를 계산하기 위해 분석될 수 있는 출력 신호를 출력하는데 이용된다. 또한, 하나 이상의 센서들로부터의 정보는 다른 센서에서의 노이즈를 필터링 하는데 더 이용될 수도 있다. 이와 같이 센서들은 디바이스(100) 내에 센서들의 정확성을 전체적으로 향상시킨다.

설명된 바와 같이, 센서들은 그들의 특정한 기능에 대응되는 정보를 검출(또는 수집)한다. 센서들로부터 수집된 정보는 프로세서에 제공되고, 프로세서는 데이터를 이용하여 사용자에 대한 다양한 생체 데이터를 얻어낸다. 상기 프로세서는 도2를 참조하여 더 자세하게 설명된다. 다른 실시예에서, 센서들에 대한 다른 종류, 수, 방향 및 구성이 보유 컴포넌트(101)내에 제공될 수도 있다.

상기 센서들에 대하여 더 자세하게 살펴보면, GSR 센서(102)는 수분(moisture) 또는 땀 수준(sweat level)에 따라 변화하는 피부 전기 전도도를 측정함으로써 사용자의 상태를 검출한다. 사용자의 상태는 신체활동, 정서적 각성(emotional arousal) 또는 다른 전도도 변화 이벤트에 관련된 변화에 의해 특징화될 수 있다. 예컨대, 땀샘은 교감신경계에 의해 제어되므로, 땀 또는 전기 전도도는 사용자의 상태의 변화를 나타내는 지시자로서 이용될 수 있다. 따라서 일 예에서, GSR센서(102)는 전기피부응답 또는 사용자의 피부의 전기 전도도를 측정하여 사용자의 상태 변화를 식별한다. 일 실시예에서, GSR센서(102)는 사용자의 신체 조직을 통해 전류를 통과시키고, 전류에 대한 신체 조직의 응답을 측정한다. GSR센서(102)는 측정된 전류에 대한 응답을 기초로 사용자의 피부 전도도를 계산할수 있다. GSR센서(102)는 사용자의 땀 수준을 또한 측정할 수 있다. 땀 수준과 마찬 가지로 다른 사용자 정보가 사용자의 칼로리소비율(caloric burn rate)을 결정하고 운동 파라미터를 특징짓는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, GSR센서(102)는 검출된 땀 수준을 기초로 또는 보유 컴포넌트(101)에 포함된 다른 센서로부터 수신된 입력 신호들을 더한 것을 기초로 사용자의 상태 변화를 식별한다. 예컨대, 주위온도센서(104)에 의해 검출된 주위온도의 급격한 변화는 사용자의 땀 수준의 급격한 증가가 사용자의 상태의 변화가 아니라 주위 온도의 변화 때문이라는 것을 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, GSR센서(102)는 계산된 전도도 정보를 전기 신호로서 프로세서에 보낸다.

광센서(103)는 혈류의 속도를 측정함으로써 사용자의 심박수를 측정한다. 일 실시예에서, 광센서(103)는 사용자의 피부 및 조직에 신호를 보내고, 사용자의 신체로부터 반사된 광을 수신하여 혈류 속도를 측정한다. 일 실시예에서, 상기 센서는 광의 강도를 전압으로 전환시킨다. 사용자의 신체로부터 반사된것에 따른 광의 강도는 광의 흡수 때문에, 센서 아래 혈액 펄스와 같이 변화하고, 예컨대 센서아래 핼액이 그 반대보다 적은 경우 녹색광이 변화한다. 이 전압은 심혈관계를 통한 혈액에 대한 심장맥박을 나타내는 정규 변동성(regular variation)에 대한 프로세서에 의해 분석될 수 있는 디지털 신호로 전환된다. 게다가, 광센서(103)에 의해 얻어진 혈류속도는 사용자에 대한 다른 생체 데이터를 측정하는데 이용될 수 있으며, 이 다른 생체 데이터는 박동(beat-to-beat) 변화, 호흡, 박동 크기 및 박동 일정성(coherence)을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 광센서(103)는 도3을 참조하여 하기에서 더 자세히 설명된다.

주위온도센서(104)는 사용자 또는 생체 디바이스 주변의 온도를 검출하고 이것을 신호로 전환시키며, 이 신호는 다른 장치 또는 컴포넌트에서 읽혀질 수 있다. 일 실시예에서, 주위온도센서(104)는 온도 또는 사용자 주변 온도의 변화를 검출한다. 주위온도센서(104)는 소정의 빈도 또는 프로세서에 의해 제공되는 명령에 대한 응답으로 주기적으로 온도를 검출할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 모션센서(105)에 의해 활동이 검출되면 주위온도센서(104)가 온도를 검출하도록 명령할 수 있다. 이와 유사하게, 주위온도센서(104)는 검출된 온도를 주기적인 간격 또는 온도변화가 검출된 경우에 다른 디바이스에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 온도센서(104)는 온도정보를 프로세서에 제공한다. 일 실시예에서 주위온도센서(104)는 사용자가 디바이스(100)를 착용한 경우 사용자에 직접적으로 접촉되지 않는 방식으로 방향이 정해진다.

모션센서(105)는 상기 생체 디바이스의 하나 이상의 위치, 모션 또는 직선 및 회전 가속도를 측정함으로써 모션을 검출한다. 다른 실시예에서, 모션센서는 생체 디바이스의 직선 및 회전 속도 또는 벡터의 변화를 측정할 수 있다. 일 실시예에서 모션센서(105)는 적어도 3 자유도를 다라 모션을 검출한다. 다른 실시예에서, 모션센서(105)는 6자유도등을 따라 모션을 검출한다. 모션센서(105)는 싱글, 멀티 또는 결합 축 가속도계를 포함하여 모션의 가속도의 크기 및 방향을 측정할 수 있다. 이 모션센서(105)는 다축 자이로스코프를 포함할 수도 있으며, 이 자이로스코프는 방향정보를 제공한다. 이 다축 자이로스코프는 회전율(d(angle)/dt),[deg/sec])을 측정하며, 이는 사용자의 신체 일부분이 특정한 반향을 향하였는지 여부를 결정하는데 이용되고/되거나 사용자의 회전 모션을 기초로 사용자에 의해 수행되는 모션의 종류를 결정하기 위해 가속도계로부터의 정보를 보충하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 걷는 동작은 사용자의 팔목의 진자(pendulum)운동을 야기시킬 수 있으며, 반면 뛰는 동작은 가속도계에 의해 검출되는 방향의 외축을 따라 사용자 팔꿈치가 원형 동작을 야기시킬 수 있다. 게다가 모션센서(105)는 자계(magnetic field)와 같은 다른 기술을 이용하여 7 자유도에 따른 사용자의 방향 또는 모션을 캡쳐(획득)할 수 있다. 일 실시예에서, 모션센서(105)는 센서(105)에 의해 측정된 방향 및 모션 데이터를 제공하는 프로세서에 전기신호를 보낸다. 일 실시예에서, 모션센서(105)에 의해 검출된 모션은 광센서(103)로부터 수신된 노이즈 신호를 필터링하기 위해 이용된다. 예컨대, 광센서(103)에 의해 검출된 피크신호는 사용자의 동작에 관련되고 사용자의 심장박동과는 무관할 것이기 때문에, 특정 시간에 검출된 모션은 동일한 시간에 광센서에 의해 측정된 피크 신호를 제외하는데 이용될 수 있다.

피부온도센서(106)는 사용자의 피부온도를 측정한다. 일 실시예에서, 생체 디바이스 및 피부온도센서(106)는 사용자의 피부와 접촉하며, 피부온도센서(106)는 사용자의 피부온도를 읽어낸다. 일 실시예에서, 피부온도센서(106)는 사용자의 온도 또는 사용자의 피부온도 변화를 검출한다. 피부온도센서(106)는 소정의 빈도 또는 프로세서에 의해 제공되는 명령에 응답하여 주기적으로 온도를 검출할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 피부온도센서(106)를 명령하여 모션센서(105)에 의해 활동이 검출되면 온도를 검출할 수 있다. 이와 유사하게, 피부온도센서(106)는 검출된 온도를 주기적인 간격 또는 온도의 변화가 검출된 경우에 다른 디바이스에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 온도센서(104)는 온도정보를 프로세서에 제공한다.

에너지수집모듈(108)은 디바이스(100) 주변의 환경으로부터 수신된 에너지를 전기 에너지로 전환하여 디바이스(100)에 전력을 공급한다. 일 실시예에서, 에너지수집모듈(108)에 의해 수집된 전력은 디바이스(100)에 보유된 하나 이상의 배터리에 저장될 수 있다. 에너지수집모듈(108)은 다양한 소스로부터의 전기 에너지를 전환할 수 있으며, 예컨대, 사용자에 의해 생성된 동작으로부터의 기계 에너지, 정적 전기 에너지, 사용자의 신체에서 생성된 열 에너지, 태양 에너지 및 진폭변조(AM), 주파수 변조(FM), WiFi 또는 무선 통신망(Cellular Network) 신호와 같은 소스로부터의 무선주파수(RF) 에너지를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 에너지수집모듈(108)는 유니버설 서비스 버스(USB), 포트 또는 다른 인터페이스 특성과 같은 다양한 인터페이스를 가진 전력 소스로부터 전기 에너지를 수신한다. 에너지수집모듈(108)은 디바이스(100)에 보유된 배터리에 에너지가 충전되도록 할 수 있다.

일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 신체에 디바이스(100)를 고정시키기 위해 끈(110)에 선택적으로 부착될 수 있다. 예컨대, 끈(110)은 사용자의 팔목, 팔, 허리, 다리 등 주위에 디바이스(100)를 고정시키는데 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서 끈(110)을 포함하는 디바이스(100)은 도6을 참조하여 제공된다. 도6을 참조하면, 도시된 디바이스(100)는 GSR센서(102), 광센서(103), 피부온도센서(106)와 같은 사용자의 신체와 인터페이스로 접속된 하우스 센서뿐만 아니라 주위온도센서(104), 모션센서(105) 및 에너지수집모듈(108)과 도2를 참조하여 도시된 컴퓨팅 컴포넌트들과 같은 사용자와 인터페이스 접속되지 않은 센서들에 이용되는 예시적인 디자인이다. 도5에 도시된 실시예들은 예시이고, 디바이스(100) 내에 센서들 및 컴퓨팅 컴포넌트들을 보유하는 디자인은 실행되어 센서 사용자의 신체와 인터페이스 접속되고, 디바이스(100)는 끈(110)에 부착하여 사용자의 신체에 디바이스를 고정시킨다.

계산 구조

도1에 도시된 바와 같이, 이 센서들은 디바이스(100) 내에 보유된 프로세서에 의한 처리를 위한 데이터에 대응되는 정보를 검출(또는 수집)한다. 도2는 기계로 판독 가능한 매체로부터의 명령을 읽고 프로세서(또는 컨트롤러)에서 그들을 실행할 수 있는 예시적인 기계장치의 컴포넌트를 도시하는 블록도이다. 구체적으로, 도2는 본 명세서에서 실행되는 것으로 논의된 임의의 하나 이상의 방법론들을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템(200)을 구동시키기 위한 명령(224)(예컨대 소프트웨어)을 가진 디바이스(100) 내에 포함되는 컴퓨터 시스템(200)을 구성하는 예시적인 기계장치의 도식적인 표현을 보여준다. 게다가, 단일의 기계장치 또는 컴퓨터 디바이스(200)가 도시되었지만, 용어 "기계장치" 또는 "컴퓨터 디바이스"는 개별적 또는 합쳐서 명령(224)을 실행하여 본 명세서에서 논의된 임의의 하나 이상의 방법론들을 실행하기 위해, 임의의 기계장치들의 결합을 포함할 수도 있다. 예시적인 컴퓨터 시스템(200)은 프로세서(202)(예컨대, 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 디지털신호프로세서(DSP), 하나 이상의 응용주문형집적회로(ASIC), 하나 이상의 무선주파수통합회로(RFIC), 하나 이상의 필드 프로그램 게이트 어레이(FPGA) 또는 임의의 이들의 조합), 메인 메모리(204), 및 정적 메모리(static memory; 206)를 포함하며, 이것들은 서로서로 버스(208)를 통해서 통신하도록 구성된다. 컴퓨터 시스템(200)은 디바이스(100) 상에 데이터를 표시하거나 외부 그래픽 디스플레이기에 표시하기 위해, 그래픽 디스플레이 유닛(210)(예컨대, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액체 결정 디스플레이(LCD), 프로젝터 또는 유기발광 다이오드(OLED)를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(200)은 도한 입력장치(212)를 포함할 수 있다. 입력장치는 터치 스크린, 키보드, 트랙볼, 또는 다른 센서들로서 사용자가 디바이스에 입력을 제공할 수 있는 것들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스는 표면상에 정전용량 터치핀(capacitive touch-pin)을 포함하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, 입력장치(212)는 컴퓨팅 디바이스(200)에 입력신호를 제공하기 위해 구성된 GSR센서(102), 광센서(103), 주위온도센서(104), 모션센서(105), 및 피부온도센서(106)를 포함한다.

컴퓨터 시스템(200)은 또한 버스(208)를 통해 통신하도록 구성된 저장유닛(216), 신호생성장치(218)(예컨대 스피터, 진동 생성기 등), 및 네트워크 인터페이스 장치(220)를 포함한다. 저장유닛(216) 본 명세서에서 설명되는 임의의 하나 이상의 기능 또는 방법들을 포함하는 명령(224)(예컨대, 소프트웨어)이 저장된 기계로 판독 가능한 매체(222)를 포함한다. 이 명령들(224)(예컨대, 소프트웨어)은 완전하게 또는 적어도 부분적으로 메인 메모리(204) 또는 프로세서(202)(예컨대, 프로세서의 캐시 메모리)내에 컴퓨터 시스템(200)에 의해 그에 따른 실행이 있는 동안 존재할 수 있고, 이 메인 메모리(204) 및 프로세서(202)는 기계로 판독 가능한 매체로 이루어질 수 있다. 명령(224)(예컨대, 소프트웨어)은 네트워크(226) 상에서 네트워크 인터페이스 장치(220)를 통해 전송되거나 수신될 수 있다.

일 실시예에서, 네트워크 인터페이스 장치(220)는 무선으로 네트워크(226) 및/또는 컴퓨팅 디바이스에 임의의 무선 네트워킹 기술 및 프로토콜을 이용하여 연결한다. 네트워크 인터페이스 장치(220)는 모바일 컴퓨팅 디바이스와 연결하고 데이터를 교환하는데 이용되는 BLUETOOTH, WIFI, BTLE, ZIGBEE, 근거리 자기장 통신(NFC) 송신기일 수 있다. 네트워크 인터페이스 장치(220)는 하나 이상의 GSM, CDMA, 3G 및 LTE 프로토콜을 이용하여(이에 제한되는 것은 아님) 무선 통신망과 같은 네트워크에 직접 연결을 제공할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 예컨대, 핸드폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, 데스크탑 컴퓨터, 자동차 시스템등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크 인터페이스 장치(220)는 네트워크(226)를 통해 데이터를 서버에 업로드하며, 서버는 대체로 실시간으로 사용자의 측정된 건강 정보를 수집하고 디스플레이한다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스 장치(220)는, 디바이스(100)에 무선으로 연결된 컴퓨팅 디바이스로부터 하나 이상의 GPS, 소셜 및 다른 데이터를 포함할 수 있는 컨택스트 정보를 수신하고 서버에 전송한 후에 그리고 사용자에게 보여주기 위해 이 정보를 내부 메모리에 저장한다. 서버는 사용자 데이터 및 위치 기반 데이터를 수집하여 통합 정보를 디바이스 자체적으로 또는 스마트폰 또는 인터넷 사이트와 같은 다른 장치를 통해서 사용자에게 제공한다. 예컨대, 디바이스(100)에 의해 측정되는 심박수 및 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 얻어진 위치 정보를 결합 함으로써, 동작하기 위해 통신하는 특정 루트를 이용할 경우 서버는 사용자의 평균 심박수가 더 높거나 낮게 할 수 있다. 서버는 몇몇 사용자로부터의 정보를 컴파일하고 상기 유사하게 위치된 다른 사용자의 수집된 데이터를 대체적으로 실시간으로 또는 나중에 및 상기 디바이스 자체적으로 도는 다른 컴퓨팅 장치상에서 상기 사용자에게 제공할 수 있다. 유사하게, 네트워크 인터페이스 장치(220)는 자동차 시스템과 통신할 수 있으며, 상기 자동차 시스템은 관련된 사용자의 건강 데이터를 자동차 대쉬보드에 표시할 수 있다. 네트워크 인터페이스 장치(220)는 단문 메시지 서비스(SMS) 메시지, 전화, 소셜 미디어 어플리케이션 또는 긴급 응답자(emergency responder)에 정보를 포스팅 하는 것과 같이 커뮤니케이션을 실행하거나 증가시키도록 모바일 폰과 인터페이스 연결될 수 있다.

기계로 판독 가능한 매체(222)가 단일 매체로 예시적 실시예에서 도시되었으나, 용어 "기계로 판독 가능한 매체"는 명령들(예컨대, 명령(224))을 저장할 수 있는 단일 매체 또는 다수의 매체(예컨대, 집중된 또는 분산된 데이터 베이스 또는 관련된 캐시 및 서버들)를 포함하는 것이다. 용어 "기계로 판독 가능한 매체"는 기계에 의해 실행되기 위한 및 본 명세서에서 개시된 임의의 하나 이상의 방법들을 기계들이 수행하도록 하는 명령(예컨대, 명령(224))들을 저장할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 용어"기계로 판독 가능한 매체"는 고체 상태 메모리(solid state memory), 광 매체(optical medium) 및 자기 매체(magnetic medium)를 형성하는 데이터 레포지터리일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

센싱 및 프로세싱 구성

도3은 일 실시예에 따라, 광 신호를 수신하기 위한 광센서(103)에 대한 블록도이다. 광센서(103)는 발광소자(302), 파장선택필터(304), 센서(306) 및 통신모듈(308)을 포함한다. 일 실시예에서, 광센서(103)는 조직 및 혈액과 같은 체액을 포함하는 사용자의 신체로부터 수신된 광을 측정하고, 통신 버스(208)를 통해서 데이터를 프로세서(202)에 전송한다.

발광소자(302)는 광 소스를 사용자의 신체 조직 내에 전송한다. 발광소자(302)는 발광다이오드(LED), 레이저, 유기발광다이오드(OLED), 전계발광 시트(electroluminescence sheet)등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 발광소자(302)는 하나 이사의 발광소자를 포함할 수 있으며 이때 각 발광소자는 동일하거나 상이한 방출 특성을 가질 수 있다. 발광소자(302)에서 생성되는 광은 단색성이고, 넓은 스펙트럼상의 다수 파장을 포함하며, 눈에 보이거나 보이지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 발광소자(302)는 사용자의 피부상에 광을 방출한다. 도4를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 발광소자(302)는 프로세서로부터 수신된 명령에 응답하는 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 프로세서(202)는 디바이스(100)내에 다른 센서들에 의해 제공되는 데이터를 기반하여 발광소자(302)에 의해 방출되는 출력 신호를 변화시키도록 하는 명령을 제공할 수 있다. 예컨대, 사용자로부터 반사되는 광을 획득하는 것을 방해하는 과도한 일광 때문에, 일 센서가 사용자의 생체 데이터를 측정하는 것이 어려운 경우, 발광소자는 다른 주파수의 광을 방충하거나 더 높은 강도로 광을 방출하도록 명령 받을 수 있다. 일 실시예에서, 발광소자(302)에 의해 생성된 광은 사용자의 신체 조직에 반대로 반사되고 빛 센서(light sensor)(306)에 의해 획득된다.

파장선택필터(304)는 하나 이상의 제한된 주파수의 광들이 센서(306)에 전달되도록 주파수의 광을 차단한다. 일 실시예에서, 파장선택필터(304)는 최적의 혈류를 측정하기 위한 파장을 선택하고 선택된 파장을 센서(306)에 진행시킨다. 이와 유사하게, 파장선택필터(304)는 가시(visible) 또는 자외선 광을 차단하고 적외선 광을 센서(306)에 진행시킬 수 있다. 일 실시예에서, 파장선택필터(304)는 모든 가시광을 차단하고 중적외선 파장이 진행하도록 할 수도 있다. 파장선택필터(304)는 발광소자(302)로부터 방출되고 사용자의 신체 조직 및 체액으로부터 수신된 된 광을 필터링한다. 이와 같이, 파장선택필터(304)는 일광을 차단할 수 있고, 예컨대, 발광소자(302)로부터 방출되고 사용자의 신체 조직 및 체액으로부터 수신된 특정 주파수의 광들이 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위해 획득되도록 할 수 있다. 파장선택필터(304)에 의해 필터링된 특정 주파수들이 발광소자(302) 에 의해 방출된 광의 주파수를 기초로 변화할 수 있다. 파장선택필터(304)는 디바이스(100)에 부착된 물리적인필터로서 실행될 수도 있다. 일 예시에서, 이것은 박막(thin film) 필터와 같은 단일 또는 다수의 패시브 필터 어레이 또는 하나 이상의 액티브 광 필터링 시스템을 포함할 수 있고, 각각은 둘 이상의 표면에서 반사도 및 전송 능력의 최대 및 최소 범위가 유사하거나 다양한 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 파장선택필터(304)는 특정 주파수의 광을 통과시켜 센서가 사용자의 혈류, 산소 포화도(SpO₂) 및 혈당치를 측정하도록 할 수 있다.

일 실시예에서, 센서(306)는 사용자의 신체조직으로부터 수신되고 파장선택필터(304)에 의해 통과된 광을 수신한다. 일 실시예에서, 센서(306)는 상기 수신된 광을 펄스 신호 출력으로 전환하고, 상기 출력은 프로세서(202)에 제공된다. 일 실시예에서, 통신 모듈(308)은 통신 버스(208)와 인터페이스 연결되어 펄스 신호 출력을 프로세서에 보낸다. 일 실시예에서 광은 적외선(IR) 광일 수 있다.

도4를 참조하면, 입력신호를 최적화하기 위해 센서로부터 생체 데이터를 수신하도록 구성된 프로세서(202)의 일 예시적인 실시예에 대한 블록도가 나타난다. 이 예시적인 실시예에서, 프로세서(202)는 계산모듈(402), 모션완화모듈(404), 사용자보정모듈(406), 기하(geometry)옵셋모듈(408), 노이즈옵셋모듈(410) 및 센서피드백모듈(412)를 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서(202)는 전기피부응답(GSR)센서(102), 광센서(103), 주위온도센서(104), 피부온도센서(106) 및 모션센서(105)로부터 신호를 수신하여 사용자에 관련된 생체 데이터를 계산한다.

계산모듈(402)은 GSR센서(102), 광센서(103), 주위온도센서(104), 모션센서(105), 피부온도센서(106)를 포함하는 디바이스(100) 내에 보유된 각 센서로부터 정보를 수신하고, 생체 데이터를 계산하여 사용자에게 표시한다. 예컨대, 광센서(103)에 의해 측정된 혈액속도를 기초로, 계산모듈(402)은 사용자의 박동(beat-to-beat) 변화, 호흡, 박동 크기 및 박동 일정성을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 혈류 측정으로부터의 심장박동의 검출을 기초로, 프로세서는 박동(beat to beat) 간격의 정상변화(natural variance)를 계산한다. 상기 정상변화는 사용자의 호흡 속도에 대응하고, 이는 계산모듈(402)에 의해 계산된다. 일 실시예에서, 계산모듈(402)은 심장박동 간격이 변화하는 범위를 계산한다. 계산된 변화의 크기는 하기의 하나 이상의 평가 요소로서 사용자에게 표시될 수 있으며, 평가 요소로는: 심혈관 파라미터, 정서적 각성, 스트레스 이벤트의 발생, 스트레스 이벤트의 수준이다. 일 실시예에서, 계산모듈(402)은 심박수가 최대치 및 최소간격 사이에서 정규적으로 변하는지 여부 또는 불규칙성이 발생되었는지 여부를 결정한다. 일 실시예에서, 계산모듈(402)은 모션센서(105)에 의해 제공된 정보를 기초로 디바이스(100)를 착용한 사용자의 거리 및 속도를 측정한다. 예컨대, 거리는 걸음수 카운트 및 보폭(stride length)의 추정의 결합에 의해서 검출될 수 있다. 보폭과 같은 파라미터는 디바이스에 대하여 사용자가 직접 제공하거나 다른 컴퓨팅 디바이스를 통해 제공될 수 있으며, 이는 이 정보를 네트워크 인터페이스 장치(220)를 통해 디바이스 상에 저장하도록 전송한다. 추가적으로, 계산모듈(402)은 사용자가 이동하는 거리를 결정함에 있어서 계단, 달리기 또는 다른 신체활동을 검출할 수 있다. 유사하게, 사용자의 속도는 사용자가 이동한 거리 및 시간에 의해 결정될 수 있다. 시간요소는 활동주기, 일일, 일주(a week) 등을 포함하며 이에 제한되지는 않는다.

모션완화모듈(404)는 광센서(103)에 의해 획득된 데이터에서 모션의 충격을 완화환다. 일 실시예에서, 모션완화모듈(404)은 사용자의 가속도 및 모션 방향에 대한 정보를 포함하는 모션완화센서(105)로부터 데이터를 수신한다. 예컨대, 모션완화모듈(404)은 사용자의 모션에 의해 야기된 조직 압축의 크기 및 방향을 측정할 수 있다. 이와 같은 일 예에서, 모션완화모듈(404)은 조직 압축 데이터를 이용하여 광센서(103)에 의해 획득된 데이터를 최적화한다.

사용자보정모듈(406)은 피부 색소침착, 모발 밀도 및 디바이스의 사용자, 디바이스 또는 사용자 주변의 환경에 대한 다른 파라미터에 대한 하나 이상의 데이터 스트림들을 수신한다. 이 데이터는 센서 동작 파라미터 또는 광센서(103)와 같은 센서에 의해 획득된 데이터를 최적화하기 위해 처리되는 데이터 처리방식들을 동적으로 조절하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 사용자의 피부 색소침착은 광센서(103)에 의해 획득되는 데이터에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 발광소자(302)에 의해 방출된 광은 사용자의 피부 색소침착에 따라 상이한 강도로 사용자의 피부에서 반사될 수 있다. 이와 같이, 색소침착옵셋모듈(408)은 광센서(103)에 의해 획득된 데이터를 최적화함으로써 사용자의 피부 색소침착을 확인한다. 게다가, 피부색소침착모듈은 고아 반사 특성에 대한 개인적인 변화의 다른 소스들을 확인할 수 있다. 일 예에서, 사용자보정모듈(406)은 사용자의 피부 색소침착을 기반하여 특정 데이터 아티팩트(artifacts) 또는 결함(discrepancy)을 제외할 수도 있다. 다른 예에서, 사용자보정모듈(406)은 마이크로컨트롤러에 요청을 보내서 광센서유닛(103)내에 보유된 발광소자(302)의 신호 강도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 사용자의 피부 색소침착은 센서(306)에 의해 측정되거나 프로세서(202)와 통신 가능하도록 연결된 컴퓨팅 디바이스에 사용자가 입력될 수도 있다.

기하옵셋모듈(408)은 디바이스(100) 내에 보유된 발광소자(302) 및 센서(306)의 기하구조 및 간격을 확인함으로써 광센서에 의해 획득된 데이터를 최적화한다. 센서(306)에 의해 획득된 데이터는 사용자의 신체 조직내에 광을 전달시키는 발광소자(302)의 수 및 기하구조를 기반하여 변화한다. 이와 같이 기하옵셋모듈(408)은 광센서에 의해 획득된 데이터를 최적화하여 발광소자(302) 및 센서(306)의 수, 모드 및 기하구조를 확인한다.

노이즈옵셋모듈(410)은 하나 이상의 센서로부터 수신된 신호를 처리하여 하나 이상의 센서에서 식별된 노이즈 신호를 식별한다. 예컨대, 극심한 모션이 특정 시간에 모션센서(105)에 의해 검출된 경우, 동일한 시간에 광센서(103)에 의해 검출된 피크는 사용자의 동작에 영향을 끼치는것으로서 제외될 수 있다. 다른 실시예에서, 노이즈옵셋모듈(410)은 사용자의 심박수를 기초로 광신호에서 피크를 예측할 수 있다. 예컨대, 사용자의 심박수가 1분에 60회 박동인 경우, 노이즈옵셋모듈(410)은 광센서(103)에 의해 검출될 다음번 박동은 일 시간 창(time window)동안 일어날 것이며, 이것은 분당 40 내지 80 박동의심박수에 대응된다. 이와 같은 예시에서, 노이즈옵셋모듈(410)은 특정한 심박수 범위에 대응하는 샘플 세트 내에서 발견되는 피크를 식별하도록 광센서(103)을 동적으로 조절하여, 단일 노이즈로서 간격을 가진 외부에서 발생하는 피크를 식별할 수 있다.

피드백모듈(412)은 사용자에게 표시하기 위해 최적화된 데이터를 생성한다. 일 실시예에서, 피드백모듈(412)은 혈류, 혈류 주파수(blood flow frequency), 사용자 모션 데이터, 피부 전도도 데이터, 피부 및 주위 온도 데이터를 포함하는 최적화된 생체 데이터를 수신하고, 하나 이상의 포맷으로 상기 데이터를 사용자에게 제공한다. 예컨대, 피드백모듈(412)은 혈류 속도 또는 혈류 주파수 데이터를 심박수 데이터로 변환하여 사용자에게 제공한다. 이와 유사하게, 피드백모듈(412)은 피부 전도도 데이터를 스트레스 수준 지시자 및 활동 수준 지시자로서 모션 데이터로 변환하여 사용자에게 표시한다. 일 예에서, 피드백모듈(412)는 대체로 실시간으로 내부 신호 보정, 최적화, 착용자에 대한 직접 또는 간접 피드백을 지시, 이를 저장 또는 전송을 위해, 하나 이상의 센서에 의해 획득된 상기 데이터로서 상기 데이터를 변환하고 제공한다. 명세서에 설명되는 바와 같이, 단일 디바이스(100)에서 사용자에게 대체로 실시간 데이터를 획득하고 표시하는 것은 상기 디바이스에 유익하다. 획득된 데이터는 사용자의 목적, 진행, 이벤트 경고, 웹서버와 연결된 경고에 대한 피드백으로 제공되도록 이용되어 추가정보, 청각/시각 또는 다른 피드백으로 사용자와 정보교환한다.

생체 데이터 계산 방법

도5는 디바이스(100)내에 보유된 하나 이상의 센서로부터 수신된 신호를 기초로 사용자의 생체 데이터를 계산하는 방법을 도시한다. 일 실시예에서, 이 프로세스에서 GSR센서(102)로부터 입력 신호를 수신한다(502). 입력신호는 GSR센서에 의해 측정된 것으로서 사용자의 땀 수준에 대한 정보를 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 사용자의 신체활동, 정서적 각성 또는 다른 전기전도도 변화 이벤트에 대한 상태를 식별할 수도 있다.

프로세스에서 주위온도센서(104)로부터 입력 신호를 수신하고(504), 피부온도센서(106)로부터 입력신호를 수신한다(505). 상기 입력신호는 피부온도센서(106)에 의해 국부적으로 측정된 사용자의 피부온도에 대한 정보 및 사용자 주변의 주위온도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 사용자의 피부온도 및 주위온도는 사용자의 활동 수준과 같이 사용자에 대한 컨택스트 데이터를 식별하는데 이용될 수 있다.

프로세스에서, 디바이스(100)에 보유된 모션센서(105)로부터 입력 신호를 수신한다(506). 모션 신호는 사용자의 직선 및 회전 속도 또는 벡터뿐만 아니라 직선 및 회전 가속도, 모션 또는 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 게다가, 프로세스에서, 광센서(103)로부터 입력신호가 수신된다(508). 상기 입력신호는 사용자의 신체상에 일 위치에서 광센서(103)에 의해 측정된 펄스에 관련된 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세스에서, 하나 이상의 상기 센서로부터 수신된 정보를 기초로 사용자에 관련된 생체 데이터를 계산한다(510). 예컨대, 프로세스에서, 광센서(103)로부터 수신된 신호를 기초로 사용자의 펄스율(pulse rate)을 계산한다(510). 게다가, 프로세스는 센서로부터 수신된 노이즈 신호와 같은 신호는 제외할 수도 있다. 예컨대, 프로세스에서 사용자의 심박수가 특정한 범위 내에 있으면, 대응하는 간격 내에 피크 신호가 식별되고 대응하는 간격 범위 외의 피트 신호들은 제외될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 프로세스는 모션센서로부터 수신된 신호를 기초로 특정 시간에서 급격한 이동을 식별한 경우, 프로세스는 동일한 시간에서 광 피크 신호를 제외하고 이것을 사용자의 모션에 의한 것으로 볼 수 있다. 게다가, 프로세스는 광센서(103)로부터 수신된 반사되는 광에 영향을 미칠 수 있는 사용자의 피부 색소침착에 대한 옵셋을 포함하여 사용자의 생체 데이터를 계산한다(510). 게다가, 프로세스는 광 반사 특성에 대한 개인적 변화에 대한 다른 소스들을 확인하여 사용자의 생체 데이터를 계산한다(510). 상기 프로세스에서 계상된 상기 생체 데이터는 심박수, 피부온도, 주위온도, 심박수 변화 측정치, 혈류율, 산소포화도, 칼로리소비율, 활동 수준, 걸음수, 스트레스 수준, 혈당치 및 혈압 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

프로세스는 계산된 생체 데이터를 디스플레이기에 송신한다(512). 디스플레이기는 디바이스(100)에 보유되거나 디바이스(100)을로부터 원격에 위치될 수 있다. 도2가 참조되어 설명된 바와 같이, 생체 데이터는 유선 또는 무선 연결을 이용하여 디스플레이기로 보내질 수 있으며, 상기 디스플레이기는 디스플레이 인터페이스에 사용자의 심박수, 피부온도, 주위온도, 심박수 변화 측정치, 혈류율(rate), 산소포화도, 칼로리소비율 또는 양, 활동 수준, 걸음수, 스트레스 수준, 혈당치 및 혈압을 사용자에게 제공할 수 있다.

추가적인 구성 고려사항

본 명세서 전체에 있어서, 복수의 예시들은 단일 예로서 설명된 컴포넌트, 동작들 또는 구조를 실행할 수 있다. 하나 이상의 방법들에 대한 개별적인 동작이 개별적인 동작으로 설명되고 도시되었지만, 하나 이상의 개별적인 동작들은 동시에 수행될 수 있고, 도시된 순서에 따라 수행되는 동작이 요구되는 것도 아니다. 예시적인 구성에서 개별적인 컴포넌트들로 설명된 구조 및 기능들은 결합된 구조 또는 컴포넌트에서 실행될 수도 있다. 이와 유사하게, 단일 컴포넌트로 설명된 구조 및 기능들은 개별적인 컴포넌트로서 실행될 수도 있다. 이들 및 다른 변화, 변경, 추가 및 향상들이 본 명세서의 대상의 범위에 포함된다.

본 명세서에서 예컨대, 도3 및 도4에 설명된 바와 같이, 로직 또는 다수의 컴포넌트, 모듈 또는 매커니즘을 포함하는 특정 실시예들이 설명된다. 모듈들은 소프트웨어 모듈(예컨대, 기계로 판독 가능한 매체 또는 전송 신호에 포함된 코드) 또는 하드웨어 모듈을 구성할 수 있다. 하드웨어 모듈은 특정 동작을 수행할 수 있고 특정 방식으로 구성되고 배열될 수 있는 실감(tangible) 유닛이다. 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터시스템(예컨대 스탠드얼론(standalone), 클라이언트 또는 서버 컴퓨터 시스템) 또는 컴퓨터 시스템의 하나 이상의 하드웨어 모듈(예컨대 프로세서 또는 프로세서 그룹)은 소프트웨어(예컨대 어플리케이션 또는 부분 어플리케이션)에 의해 설정될 수 있으며, 하나의 하드웨어 모듈로서 본 명세서에서 설명된 특정 동작을 수행하도록 동작한다.

다양한 실시예에서, 하드웨어 모듈은 기계적으로 또는 전기적으로 실행될 수 있다. 예컨대, 하드웨어 모듈은 특정 동작을 수행하도록 영구적으로(permanently) 구성된 전용 회로 또는 로직(예컨대, 특수 목적프로세서 필드 프로그램 게이트 어레이(FPGA) 또는 주문형 반도체(ASIC)과 같은 것)을 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈은 특정 동작을 수행하도록 소프트웨어에 의해 일시적으로(temporarily) 구성된 프로그래머블 로직 또는 회로(예컨대, 다목적 프로세서 또는 다른 프로그래머블 프로세서에 포함된 것)를 또한 포함할 수 있다. 전용으로, 영구적으로 구성된 회로에서 또는 일시적으로 구성된 회로에서(예컨대 소프트웨어에 의해 구성된), 하드웨어 모듈을 기계적으로 실행시키는 결정은, 비용 및 시간을 고려하여 정해질 수 있다. 따라서 예시적인 방법에 따라, 도3 및 4에 도시된 모듈들은 하나 이상의 ASIC내에 전기적으로 구조화될 수 있다.

게다가, 용어 "하드웨어 모듈"은 실감 엔티티를 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 이 엔티티는 물리적으로 구성되고, 영구적으로 구성되며(예컨대, 하드웨어에 내장됨) 또는 일시적으로 구성되어(예컨대 프로그램화됨) 본 명세서에서 설명된 특정 방식으로 동작하거나 특정 동작을 수행한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "하드웨어에 의해 실행되는 모듈"은 하드웨어 모듈을 언급한다. 하드웨어 모듈이 일시적으로 구성된(예컨대 프로그램화된) 실시예들을 고려하면, 각 하드웨어 모듈은 적절한 때에 임의 하나 예에서 예시되거나 구성될 필요가 없다. 예컨대, 하드웨어 모듈이 소프트웨어를 이용하여 구성된 다목적 프로세서를 포함하는 경우, 다목적 프로세서는 상이한 시간에서 각각 다른 하드웨어 모듈로서 구성될 수 있다. 소프트웨어는 따라서 프로세서를 구성하여 일 예시적인 시간에 특정하드웨어 모듈을 구성하고 예시적인 상이한 시간에 상이한 하드웨어 모듈을 구성할 수 있다.

하드웨어 모듈은 다른하드웨어 모듈에 정보를 제공하고 정보를 수신할 수 있다. 따라서 상기 설명된 하드웨어 모듈은 통신 가능하게 연결된 것으로 간주될 수 있다. 이와 같은 다수의 하드웨어 모듈이 동시에 존재하는 경우, 통신은 하드웨어 모듈들을 연결하는 신호 전송(signal transmission)(예컨대, 적절한 회로 및 버스를 통해서)을 통해 수행될 수 있다. 상이한 시간에서 다수의 하드웨어 모듈이 구성되거나 설명된 실시예들에서, 이와 같은 하드웨어 모듈들 사이의 통신은 예컨대 상기 다수의 하드웨어 모듈이 접근하는 메모리 구조(structure)에 대하여 정보를 저장 및 검색을 통해 수행될 수 있다. 예컨대 하나의 하드웨어 모듈이 일 동작을 수행하고 이 동작의 출력을 메모리 장치에 저장할 수 있으며, 여기서 두 장치는 통신 가능하게 연결된 것이다. 그 후 추가적인 하드웨어 모듈은 후에, 상기 메모리 장치에 접속하여 저장된 출력을 검색하고 처리할 수 있다. 하드웨어 모듈은 또한 입력 또는 출력 장치와 통신을 실행할 수 있고, 리소스에서 대해 동작할 수 있다(예컨대, 정보의 수집).

본 명세서에서 설명된 다양한 예시적인 방법들은 적어도 부분적으로, 관련 동작들을 수행하도록 구성된 일시적으로 구성된(예컨대 소프트웨어에 의해) 또는 영구적으로 구성된 하나 이상의 프로세서에의해 수행될 수 있다. 일시적 또는 영구적으로 구성된, 이와 같은 프로세서들은 하나 이상의 동작 또는 기능을 수행하도록 동작하는 프로세서에 의해 실행되는 모듈을 구성할 수 있다. 본 명세서에서 언급된 모듈들은 일부 예시적인 실시예에서, 프로세서에 의해 실행되는 모듈을 포함한다.

이와 유사하게, 본 명세서에서 설명된 방법들은 적어도 부분적으로 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 방법의 동작들은 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어 모듈에 의해 수행될 수 있다. 특정 동작의 수행이, 단일 기계장치 내에 존재하거나 다수의 기계장치를 통해 배치된 하나 이상의 프로세서 사이에 분산될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 상기 프로세서 또는 프로세서들은 단일 위치에 위치(예컨대 가정환경, 사무실환경 또는 서버 팜(server farm))될 수 있으며, 반면 다른 실시예들에서 프로세서는 다수의 위치에 걸쳐 분산될 수도 있다.

상기 하나 이상의 프로세서는 "클라우드 컴퓨팅"환경에서 또는 "서비스형 소프트웨어(software as a service; SaaS)"로서 관련 동작의 수행을 지원하도록 또한 동작할 수 있다. 예컨대, 상기 동작들 중 저어도 일부는 컴퓨터 그룹(프로세서를 포함하는 기계장치들의 예들)에 의해 수행될 수 있으며, 이 동작들은 네트워크(예컨대 인터넷)를 통해 접근 가능한 것이고, 하나 이상의 적절한 인터페이스(예컨대, 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API))를 통해 접근 가능한 것이다.

특정 동작들의 수행은 단일의 기계장치뿐만 아니라 다수의 기계장치를 통해 배치된 하나 이상의 프로세서들에 분산될 수도 있다. 일 부 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서에 의해 실행되는 모듈은 단일의 지리적 위치에 위치될 수도 있다(예컨대 가정환경, 사무실환경 또는 서버 팜등). 다른 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서에 의해 실행되는 모듈은 다수의 지리적 위치에 분산될 수도 있다.

이 명세서에서 일부 부분들은 기계적인 메모리(예컨대, 컴퓨터 메모리)내에 비트 또는 바이너리 디지털 신호로서 저장된 데이터상에 동작에 대한 알고리즘 또는 기호 표현으로 설명된다. 이 알고리즘 또는 기호 표현은 해당분야 다른 기술자들에게 그 내용을 전달하기 위해 데이터 처리 분야의 일반적인 기술자에 의해 이용되는 예시적인 기술이다. 여기서 이용되는 바와 같이, "알고리즘"은 일관성 있는 동작의 시퀀스 또는 목적된 결과를 얻기 위한 유사한 프로세싱이다. 이 컨택스트에서, 알고리즘 및 동작들은 물리적인 양의 물리적 조작을 포함한다. 일반적으로, 그러나 필수적이진 않으나, 이러한 양은 기계장치에 의해 저장되고, 접근되고, 전송되고, 결합되고, 비교되고 또는 조작될 수 있는 전기, 자기, 또는 광 신호의 형태를 가질 수 있다. 주로 일반적인 사용의 이유로 주로, "데이터","컨텐츠","비트","값","구성요소","기호","특징","용어","수","숫자" 등과 같은 단어를 사용하여 이러한 신호를 언급하는 것은 때때로 편리하다. 그러나 이 단어들은 단지 편리한 라벨이며 적절한 물리적인 양에 관련된다.

구체적으로 언급되지 않는다면, 본 명세서에서 "프로세싱(처리)", "컴퓨팅", "계산", "결정", "제공(presenting)", "표시(displaying)" 등 같은 단어를 사용하는 것은 정보를 수신, 저장, 전송 또는 표시하는 하나 이상의 메모리(예컨대, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 결합물), 레지스터 또는 다른 기계적인 컴포넌트 내에 물리적인(예컨대 전기, 자기 또는 광) 양으로서 표현되는 데이터를 조작하거나 변환하는 기계장치(예컨대, 컴퓨터)의 동작 또는 프로세스를 언급할 수 있다.

본 명세서에서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 임의의 참조는 특정 구성요소, 특징, 구조 또는 적어도 하나의 실시예에 포함되는 상기 실시예에 관련되어 설명된 특징을 의미한다. 본 명세서내 다양한 부분에서 "일 실시예에서"라는 문구의 표현은 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다.

일부 실시예들은 그들의 파생물에 더하여 "연결된(coupled)" 및 "연결된(connected)"의 표현을 이용하여 설명될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들은 두 개 이상의 구성요소가 직접 물리적 또는 전기적으로 연결된 것을 가리키도록 "연결된(coupled)"이라는 용어를 이용하여 설명될 수 있다. 용어"연결된(coupled)"은 그러나 두 개 이상의 구성요소가 서로 직접 접촉된 것을 의미할 뿐만 아니라 서로 협동(co-operate)하거나 인터랙트(interact)하는 것을 의미할 수도 있다. 실시예들은 이 컨택스트에 제한되지 않는다.

본 명세서에서, 용어 "구성하다","구성하는","포함하다","포함하는","가지다","가지는" 도는 다른 그에 따른 변형들은 비 배타적인 포함을 포괄하도록 의도된다. 예컨대, 구성요소 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 아티클, 또는 장치들은 이 구성요소 리스트만을 포함하는 것으로 제한될 필요가 없으면 다른 구성요소들이 명백하지 않게 리스트 되거나 이와 같은 프로세서, 방법, 아티클 또는 장치에 내재될 수 있다. 또한, 명백하게 언급되지 않는다면, "또는"은 독점적이거나 배타적이지 않은 것을 언급한다. 예컨대, 조건 A 또는 B가 다음의 경우 중 임의 한 경우를 만족한다: A가 진실(또는 존재) 및 B는 거짓(또는 비존재), A는 거짓(또는 비존재) 및 B는 진실(또는 존재), 및 A 및 B 모두 진실(또는 존재).

추가적으로, "일(a)" 또는 "일(an)"의 사용은 본 명세서의 실시예들의 구성요소 및 컴포넌트를 설명하기 위해 채용된다. 이것은 단지 편의를 위해 이용되었고, 본 발명의 일반적인 이해를 돕는다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 명백하게 달리 의미하지 않는 한 단수 또한 복수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 읽음으로써, 해당 기술분야의 기술자들은 본 명세서에서 설명된 원리를 통해, 데이터를 왜곡할 수 있는 동작 또는 아이템을 확인함으로써 디바이스 내에 보유된 하나 이상의 센서에 의해 획득된 생체 데이터를 최적화하기 위한 시스템 및 프로세스에 대한 추가적인 대체 구조 및 기능적 디자인을 인식할 것이다. 따라서 특정 실시예들 및 어플리케이션이 도시되고 설명되었지만 개시된 실시예들은 명세서에 개시된 특정 구성 및 컴포넌트에 제한되지 않는다. 해당 기술분야의 기술자에게 명백할 다양한 수정, 변경 및 변화가 명세서에 개시된 방법 및 장치의 구체적인 사항들, 배치 및 동작에 대하여 하기의 특허청구범위에 의해 정의된 정신 및 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다.

Claims

사용자에게 고정된 디바이스 상의 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
신체활동, 정서적 각성 또는 다른 전도도 변화 이벤트에 관련된 상기 사용자의 상태를 측정하는 전기피부반응센서;
상기 사용자의 주변에 대한 주위온도를 측정하는 주위온도센서-상기 주위온도는 상기 사용자의 생체 측정에 대한 컨택스트(contextual) 데이터를 제공함-;
상기 사용자의 온도를 측정하는 피부온도센서-측정된 온도는 상기 사용자의 생체 데이터를 측정하는데 이용됨-;
상기 사용자의 모션을 측정하는 모션센서-상기 모션센서는 상기 모션의 가속도의 방향 및 크기를 측정하는 다축(multi-axis) 가속도계를 포함-;
상기 사용자의 신체에 광을 전송하는 발광소자-발광된 광은 특정한 파장, 형태(geometry), 강도 및 모드를 가짐-;
파장선택필터에 의해 진행되는 광을 수신하고, 상기 수신된 광을 데이터로 변환하는 광센서; 및
상기 전기피부반응센서, 상기 주위온도센서, 상기 피부온도센서, 상기 모션센서 및 상기 광 센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 상기 생체 데이터를 연산하고, 여기서, 상기 생체 데이터는 적어도 하나의 센서에 의해 발생되는 모션에 대한 옵셋, 상기 광센서에 의해 수신된 광에 영향을 미치고 광반사율특징에서 개인적인 변화에 대한 다른 원인을 제공하는 상기 사용자의 피부 색소침착(pigmentation)에 대한 옵셋, 상기 발광소자의 형태에 대한 옵셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 조직(tissue) 및 체액으로부터 수신된 광을 선택적으로 진행시키는 파장선택필터를 더 포함하되, 상기 광은 그 광의 파장을 기초로 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서에 의해 계산된 생체 데이터를 표시하는 디스플레이를 더 포함하되,
상기 생체 데이터는 심박수, 피부온도, 심박변화율측정치, 혈류량, 맥박산소측정치, 스트레스 수준 또는 스트레스 이벤트, 정서적 각성 수준 또는 이벤트, 혈당치 및 혈압 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급기를 더 포함하되,
상기 전력 공급기는 다수의 소스 중 적어도 하나로부터 에너지를 수집할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
사용자에게 고정된 디바이스 상의 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
상기 사용자의 신체에 광을 전송하는 발광소자-발광된 광은 상기 사용자의 신체로부터 반사에 대해 특정한 파장, 형태(geometry), 강도 및 모드를 가짐-;
상기 발광소자에 의해 상기 사용자의 신체로 전송되고, 상기 사용자의 신체로부터 수신된 광을 수신하도록 적응된 광센서-상기 수신된 광은 상기 사용자의 신체내의 혈류를 기초로 강도가 변화하고, 상기 광센서는 상기 수신된 광을 상기 광의 강도에 대응하는 전압으로 변환하도록 더 적응됨-;
상기 광 센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자에 대한 생체 데이터를 상기 사용자의 신체로부터 수신된 광을 나타내는 데이터를 기초로 연산하도록 적응된 프로세서를 포함하되, 상기 데이터는 상기 사용자의 생체프로세스 및 옵셋을 기초로 변화되고, 상기 수신된 데이터는 상기 수신된 광에 영향을 끼치는 상기 사용자 신체의 특성을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
신체활동 및 정서적 각성 중 적어도 하나에 관련된 상기 사용자의 상태를 측정하기 위해 적응된 전기피부반응센서; 및
상기 전기피부반응센서로부터 데이터를 수신하고 상기 사용자의 피부 전도도에 관련된 측정치를 연산하도록 적응된 프로세서를 더 포함하되,
상기 측정치는 각성에 대한 명령 또는 상기 사용자에 대한 다른 피부 전도도 변화 이벤트를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 사용자의 주변에 대한 주위온도를 측정하도록 적응된 주위온도센서-상기 주위온도는 상기 사용자의 생체 측정에 관련된 컨택스트 데이터를 제공함-; 및
상기 주위온도센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 주위온도에 관련된 측정치를 연산하는 프로세서를 더 포함하되,
상기 프로세서는 상기 사용자의 온도를 제외하는것(discounting)을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 사용자의 온도를 측정하도록 적응된 피부온도센서-상기 사용자의 생체 데이터는 상기 사용자의 온도를 포함-; 및
상기 피부온도센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터는 기초로 상기 사용자의 온도를 연산하도록 적응된 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 사용자의 모션을 측정하도록 적응된 모션센서-상기 모션센서는 상기 모션의 가속도의 크기 및 방향을 측정하는 다축 가속도계를 포함-; 및
상기 모션센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 움직임에 대한 측정치를 연산하는 프로세서를 더 포함하되,
상기 움직임은 다수 및 다양한 종류의 모션 센서를 기초로 적어도 한 방향에서 측정된 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는 직선 및 회전 가속도, 모션, 위치(position) 및 상기 사용자의 직선 및 회전 속도의 변화 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 사용자의 조직(tissue) 및 체액으로부터 수신된 광을 선택적으로 진행시키도록 적응된 파장선택필터-상기 광은 그 광의 파장을 기초로 선택됨-; 및
상기 파장선택필터로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 상기 생체 데이터를 연산하도록 적응된 프로세서를 더 포함하되,
상기 생체 데이터는 상기 광센서로부터 수신된 광에 관련된 측정치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
적어도 두 개의 발광소자-각 발광소자는 상이한 파장, 형태, 강도 및 모드의 광을 방출하도록 적응됨-;
적어도 두 개의 광센서를 더 포함하되, 각 광센서는 대응하는 발광소자에 관련되고, 대응하는 발광소자에서 방출되는 특정한 파장, 형태, 강도 및 모드의 광을 수신하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
생체 데이터는 상기 사용자의 심박수를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 생체 데이터의 표시를 제공하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
사용자에게 고정된 디바이스 상의 사용자의 생체 데이터를 측정하기 위한 컴퓨터로 판독 가능한 방법으로서, 상기 방법은:
상기 사용자의 신체에 광을 전송하는 발광소자-발광된 광은 상기 사용자의 신체로부터의 반사에 대해 특정한 파장, 형태, 강도 및 모드를 가짐-;
상기 발광소자로부터 전송된 광을 수신되고, 상기 사용자의 신체로부터 수신된 광을 수신하도록 적응된 광센서-상기 수신된 광은 상기 사용자의 신체 내 혈류를 기초로 강도가 변화하고, 상기 광센서는 상기 수신된 광을 상기 광의 강도에 대응하는 전압으로 변환하도록 더 적응됨-;
상기 광센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 신체로부터 수신된 광을 나타내는 데이터를 기초로 상기 사용자에 대한 생체 데이터를 연산하도록 적응된 프로세서를 포함하되, 상기 데이터는 상기 사용자의 생체프로세스 및 옵셋을 기초로 변화되고, 상기 수신된 데이터는 상기 수신된 광에 영향을 끼치는 상기 사용자 신체의 특성을 기초하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.
제15항에 있어서,
신체활동 및 정서적 각성 중 적어도 하나에 관련된 상기 사용자의 상태를 측정하는 단계;
전기피부반응센서로부터 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 사용자의 피부전도도에 관련된 측정치를 연산하는 단계를 더 포함하되,
상기 측정치는 각성의 명령 또는 상기 사용자의 다른 전도도 변화 이벤트를 제공하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.
제15항에 있어서,
상기 사용자 주변에 대한 주위온도를 측정하는 단계-상기 주위온도는 상기 사용자의 생체측정에 대한 컨택스트 데이터를 제공함-;
주위온도센서로부터 데이터를 수신하는 단계;
상기 사용자의 주위온도에 관련된 측정치를 연산하는 단계; 및
상기 사용자의 온도를 제외하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.
제15항에 있어서,
상기 사용자의 온도를 측정하는 단계-상기 사용자의 생체 데이터는 상기 사용자의 온도를 포함-;
피부온도센서로부터 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 사용자의 온도에 관련된 측정치를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.
제15항에 있어서,
모션센서를 이용하여 사용자의 모션을 측정하는 단계-상기 모션 센서는 상기 모션의 가속도의 크기 및 방향을 측정하기 위한 다축 가속도계를 포함-;
상기 모션센서로부터 데이터를 수신하는 단계;
상기 사용자의 움직임의 측정치를 연산하는 단계를 더 포함하되, 상기 움직임은 다수 및 다양한 종류의 모션 센서를 기초로 적어도 한 방향에서 측정된 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.
제19항에 있어서,
직선 및 회전 가속도, 모션, 위치(position) 및 상기 사용자의 직선 및 회전 속도의 변화 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 방법.