KR20160126387A - 전자 장치 및 전자 장치의 hrm 센서 보정 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 hrm 센서 보정 방법 Download PDF

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KR20160126387A
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 사용자의 심박을 측정하는 HRM 센서, 출력된 신호를 출력하는 송신 모듈, 지정된 주파수를 가지는 신호를 수신하는 수신 모듈 및 수신 모듈에 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단하고, 주파수 변화량을 이용하여 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시 예도 가능하다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법{ELECTRONIC DEVICE AND HEART RATE MORNITOING SENSOR CALIBRATING METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 장치에 포함된 HRM 센서의 측정 오차를 보정하는 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달로 다양한 전자 장치가 개발되고 있다. 최근에는 스마트 폰, 태블릿 PC, 웨어러블 장치 등의 휴대용 전자 장치 사용이 활발해지고 있다. 전자 장치의 다기능화에 따라 사진 촬영, 음악 감상, 동영상 재생, E-MAIL 서비스 및 건강 관리 서비스 등 다양한 서비스를 제공하고 있다.
특히, 웨어러블 장치의 경우 사용자의 신체에 착용될 수 있다는 점에서 다른 휴대용 전자 장치와는 달리 HRM 센서, 체지방 센서 등을 이용한 건강 관리 서비스를 제공하는데 유리하다.
HRM 센서로 사용자의 심박을 측정할 때 HRM 센서와 사용자와의 거리에 영향을 많이 받을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 움직이는 경우에는 HRM 센서와 사용자와의 거리가 달라져 심박 측정에 오차가 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 HRM 센서를 이용하여 사용자의 심박을 측정할 때 사용자가 운동 등의 신체활동을 하는 상황에서도 정확한 측정값을 얻을 수 있는 전자 장치 및 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 사용자의 심박을 측정하는 HRM 센서, 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 송신 모듈, 상기 출력된 신호를 수신하는 수신 모듈 및 상기 수신 모듈에 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단하고, 상기 주파수 변화량을 이용하여 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법은, 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작, 상기 출력된 신호를 수신하는 동작, 상기 수신된 신호의 주파수 변화를 판단하는 동작 및 상기 주파수 변화를 이용하여 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임이 있는 상황에서도 사용자의 심박을 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 제1 전자 장치, 제2 전자 장치 또는 주변 전자 장치)는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면 전자 장치(100)는 HRM(heart rate mornitoring) 센서(110), 가속도 센서(120), 송신 모듈(130), 수신 모듈(140) 및 제어 모듈(150)을 포함할 수 있다.
HRM 센서(110)는 사용자의 심박을 측정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, HRM 센서(110)는 심박 측정을 위해 LED(light emitting diode) 신호(또는, 광)를 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, HRM 센서(110)는 지정된 주기로 LED 신호를 출력하고 사용자의 혈관에 반사되어 수신되는 LED 신호를 분석하여 사용자의 심박을 측정할 수 있다. HRM 센서(110)에서 출력된 신호의 일부는 사용자의 혈관에 흡수될 수 있다. HRM 센서(110)는 흡수되는 신호는 사용자의 심장 박동에 따라 달라질 수 있다. 사용자의 심장 박동에 따라 혈관에 흡수되는 신호의 양에 차이가 발생하며, HRM 센서(110)는 수신되는 신호의 변화를 분석하여 사용자의 심박을 측정할 수 있다.
HRM 센서(110)에 수신되는 신호는 HRM 센서(110)와 사용자와의 거리에 영향을 많이 받을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 움직이는 경우에는 HRM 센서(110)와 사용자와의 거리가 달라져 심박 측정에 오차가 발생할 수 있다.
가속도 센서(120)는 전자 장치(100)의 움직임을 측정할 수 있다. 예를 들어, 가속도 센서(111)는 전자 장치(100)의 가속도를 센싱하여 3 축(예: x, y 및 z 축) 방향의 전자 장치(100)의 가속도 값을 출력할 수 있다.
송신 모듈(130)은 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130)에서 출력되는 신호는 인간의 가청 범위 외의 주파수를 가지는 신호일 수 있다. 예를 들어, 송신 모듈(130)에서 출력되는 신호는 초음파 신호일 수 있다. 다른 예를 들어, 송신 모듈(130)에서 출력되는 신호는 가청 영역의 주파수를 가지는 신호일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130)은 스피커로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130)이 스피커로 구현되는 경우, 스피커는 지정된 주파수를 가지는 신호와 오디오 신호와 동시에 출력할 수 있다.
수신 모듈(140)은 송신 모듈(130)에서 출력된 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130)에서 출력된 신호는 사용자의 피부에 반사되어 수신 모듈(140)에 수신될 수 있다.
일 실시 에에 따르면, 수신 모듈(140)은 마이크로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수신 모뮬(140)이 마이크로 구현되는 경우, 마이크는 지정된 주파수를 가지는 신호와 전자 장치(100) 주변의 소리를 동시에 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130) 및 수신 모듈(140)은 측정 대상과의 거리를 센싱하기 위해 초음파 신호를 송신하고 측정 대상에 반사된 초음파를 수신하여 측정 대상과의 거리를 센싱하는 초음파 센서로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130) 및 수신 모듈(140)은 HRM 센서(110)를 기준으로 서로 대칭되도록 위치할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 절단면을 나타낸다. 도 2를 참조하면 송신 모듈(130)(스피커) 및 수신 모듈(140)(마이크)는 HRM 센서(110)를 기준으로 서로 대칭되도록 위치할 수 있다. HRM 센서(110)로부터 송신 모듈(130)까지의 거리(10) 및 HRM 센서(110)로부터 수신 모듈(140)까지의 거리(20)가 동일할 수 있다. 송신 모듈(130) 및 수신 모듈(140)은 HRM 센서(110)와 사용자의 피부가 이루는 법선(30)을 기준으로 서로 대칭되도록 위치할 수 있다.
제어 모듈(150)은 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 모듈(150)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어 모듈(150)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 수신 모듈(140)에 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단하고, 주파수 변화량을 이용하여 HRM 센서(110)의 오차를 보정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 모듈(130)에서 출력된 신호는 사용자의 피부에 반사되어 수신 모듈(140)에 수신될 수 있으며, 전자 장치(100) 또는 사용자의 피부에 움직임이 있는 경우 도플러 효과(Doffler efect)에 의해 송신 모듈(130)에서 출력된 신호의 주파수가 변경되어 수신 모듈(140)에 수신될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 송신 모듈(130)에서 출력된 신호의 주파수와 수신 모듈(140)에 수신된 신호의 주파수를 비교하여 수신 모듈에 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 주파수 변화량을 이용하여 전자 장치(100)(또는, HRM 센서(110)) 및 사용자(또는, 사용자의 피부) 간의 거리 변화량(또는, 속도 차이)을 판단하고, 거리 변화량을 이용하여 사용자의 움직임에 따른 HRM 센서(110)의 오차를 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 도플러 효과에 의해 도출되는 하기 수학식 1에 의해 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다. 하기 수학식 1은 전자 장치(100) 및 사용자의 속도가 신호의 속도에 비해 매우 느린 경우에 적용될 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서 Δf는 주파수 변화량을 의미하며, f0는 송신 모듈(130)에서 출력된 신호의 주파수를 의미하며, Vr은 전자 장치(100)(또는, HRM 센서(110))의 속도를 의미하며, Vs는 사용자의 속도를 의미하며, c는 신호의 속도를 의미한다. Vs-Vr는 전자 장치(100)에 대한 사용자의 속도(또는, 거리 변화량)를 의미한다. 예를 들어, 사용자가 전자 장치(100)쪽으로 이동하면 음의 값을 가지며, 사용자가 전자 장치(100)로부터 멀어지면 양의 값을 가질 수 있다. 신호의 속도(c)는 송신 모듈(130)에서 출력되는 신호에 의해 결정되므로 제어 모듈(150)은 신호의 주파수 변화량(Δf)이 결정되면 전자 장치(100) 및 사용자 간의 속도 차이(Vs-Vr)를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 가속도 센서(120)의 출력값을 이용하여 전자 장치의 움직임을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(150)은 가속도 센서(120)의 출력값을 이용하여 전자 장치(100)가 정지 상태인지 판단하거나 또는, 전자 장치(100)의 속도(예: 어떠한 방향으로 어떠한 속력으로 움직이고 있는지)를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 하기 수학식 2에 의해 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 가속도 센서(120)에 의해 측정된 전자 장치(100)의 움직임을 고려하여 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다.
Figure pat00002
상기 수학식 2에서 f는 수신 모듈(140)에 수신된 신호의 주파수를 의미하며, f0는 송신 모듈(130)에서 출력된 신호의 주파수를 의미하며, Vr은 전자 장치(100)(또는, HRM 센서(110))의 속도를 의미하며, Vs는 사용자의 속도를 의미하며, c는 신호의 속도를 의미한다. 신호의 속도(c) 및 송신 모듈(130)에서 출력된 신호의 주파수(f0)는 송신 모듈(130)에서 출력되는 신호에 의해 결정되며, 수신된 신호의 주파수(f) 및 전자 장치(100)의 속도(Vr)가 측정되면 사용자의 속도(Vs)가 도출될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 가속도 센서(120)에 의해 측정된 전자 장치(100)의 속도(Vr) 및 사용자의 속도(Vs)를 비교하여 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량(또는, 속도 차이)을 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, HRM 센서(110) 및 수신 모듈(140)은 사용자의 피부를 기준으로 방향 및 거리가 상이할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 HRM 센서(110) 및 수신 모듈(140)의 상대적 위치를 고려하여 HRM 센서(110) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(150)은 HRM 센서(110) 및 수신 모듈(140) 간의 거리, 사용자 피부로부터 수신 모듈(140)까지의 거리 및 수신 모듈(140), HRM 센서(110) 및 사용자 피부가 이루는 각도 등을 고려하여 전자 장치(100)(또는, HRM 센서(110)) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다. 사용자 피부로부터 수신 모듈(140)까지의 거리는 송신 모듈(130)로부터 신호가 출력되어 수신 모듈(140)에 수신되기까지 걸린 시간에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 HRM 센서(110)가 LED 신호를 출력하는 주기의 배수(예: 한 배 또는 두 배)로 송신 모듈(130)이 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 즉, 송신 모듈(130)이 신호를 출력하는 주기는 HRM 센서(110)가 LED 신호를 출력하는 주기와 동일하거나 또는 HRM 센서(110)가 LED 신호를 출력하는 주기보다 길게 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 제어 모듈(150)은 HRM 센서(110)가 LED 신호를 출력하는 타이밍에 맞추어 송신 모듈(130)이 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, HRM 센서(110)가 사용자의 심박을 측정할 때 사용자의 움직임에 따라 발생하는 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 송신 모듈(130)에서 신호가 출력된 시간에 기초하여 수신 모듈(140)에 수신되는 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(150)은 송신 모듈(130)에서 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 이내에 수신된 신호 및 제2 시간 이후에 수신된 신호를 필터링할 수 있다. 즉, 제어 모듈(150)은 송신 모듈(130)에서 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 내지 제2 시간 사이에 수신되는 신호를 이용하여 신호의 주파수 변화를 판단할 수 있다. 이에 따라, 수신 모듈(140)에 수신되는 신호 중 사용자에게 반사되어 수신되는 신호 외에 송신 모듈(130)로부터 직접적으로 수신되는 신호나 사용자를 제외한 다른 물체에 반사되어 수신되는 신호를 제외하여 HRM 센서(110)의 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
송신 모듈(130)이 스피커로 구현된 경우 스피커에서 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력하는 신호와 다른 신호가 출력될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)에서 음악이 재생되면 스피커를 통해 음악이 출력될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 스피커에서 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호(지정된 주파수를 가지는 신호) 및 다른 신호가 함께 출력되면, HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호를 증폭시켜 출력하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 스피커에서 다른 신호가 함께 출력되는 경우에도 수신 모듈(140)은 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위한 신호를 명확히 식별하여 HRM 센서(110)의 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 지정된 주파수를 가지는 신호가 출력되기 전에 스피커에서 출력되는 신호의 주파수를 분석할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 스피커에서 출력되는 신호의 주파수에 기초하여 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호의 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호의 주파수를 현재 스피커에서 출력되는 신호의 주파수를 제외한 영역의 주파수로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(150)은 스피커에서 가청 영역의 주파수를 가지는 신호가 출력되고 있으면 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호의 주파수를 가청 영역 외의 주파수(예: 초음파 영역의 주파수)로 결정할 수 있다.
수신 모듈(140)이 마이크로 구현된 경우, 마이크에 송신 모듈(130)에서 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호 외에 다른 신호가 수신될 수 있다. 예를 들어, 마이크를 통해 사용자의 음성 또는 전자 장치(100)주변에서 발생된 소음 등이 마이크를 통해 수신될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 마이크에 수신되는 신호 중 가청 영역의 주파수를 가지는 신호를 필터링할 수 있다. 이에 따라, 수신 모듈(140)에 다른 신호가 수신되더라도 HRM 센서(110)의 오차를 보정하기 위한 신호를 명확히 식별하여 HRM 센서(110)의 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 지정된 주파수를 가지는 신호가 출력되기 전에 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 분석할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 마이크에 수신되는 신호의 주파수에 기초하여 송신 모듈(130)에서 출력할 신호의 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 모듈(150)은 송신 모듈(130)에서 출력할 신호의 주파수를 현재 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 제외한 영역의 주파수로 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3에 도시된 흐름도는 도 1에 도시된 전자 장치(100)에서 처리되는 동작들로 구성될 수 있다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1을 참조하여 전자 장치(100)에 관하여 기술된 내용은 도 3에 도시된 흐름도에도 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는, 310 동작에서, 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 지정된 주파수를 가지는 신호는 HRM 센서의 측정 오차를 보정하기 위한 신호일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 지정된 주파수를 가지는 신호는 인간의 가청 범위 외의 주파수를 가지는 신호일 수 있다. 예를 들어, 지정된 주파수를 가지는 신호는 초음파 신호일 수 있다. 다른 예를 들어, 지정된 주파수를 가지는 신호는 가청 영역의 주파수를 가지는 신호일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 스피커를 통해 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 스피커에서 지정된 주파수를 가지는 신호 및 다른 신호가 함께 출력되면 지정된 주파수를 가지는 신호를 증폭시켜 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 지정된 주파수를 가지는 신호가 출력되기 전에 스피커에서 출력되는 신호의 주파수를 분석하고, 분석된 신호의 주파수에 기초하여 HRM 센서의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호의 주파수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 HRM 센서의 오차를 보정하기 위해 출력되는 신호의 주파수를 현재 스피커에서 출력되는 신호의 주파수를 제외한 영역의 주파수로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 HRM 센서가 심박 층적을 위해 LED 신호를 출력하는 주기의 배수(예: 한 배 또는 두 배)로 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 즉, 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 주기는 HRM 센서가 LED 신호를 출력하는 주기와 동일하거나 또는 HRM 센서가 LED 신호를 출력하는 주기보다 길게 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 HRM 센서가 LED 신호를 출력하는 타이밍에 맞추어 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 지정된 주파수를 가지는 신호가 출력되기 전에 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 분석할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100) 마이크에 수신되는 신호의 주파수에 기초하여 출력할 신호의 주파수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 출력할 신호의 주파수를 현재 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 제외한 영역의 주파수로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는, 320 동작에서, 출력된 신호(지정된 주파수를 가지는 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 310 동작에서 출력된 신호는 사용자의 피부에 반사되어 수신될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 마이크를 통해 출력된 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크를 통해 출력된 신호를 수신하는 경우 마이크는 지정된 주파수를 가지는 신호와 전자 장치(100) 주변의 소리를 동시에 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 마이크에 수신되는 신호 중 가청 영역의 주파수를 가지는 신호를 필터링할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 310 동작 및 320 동작은 초음파 센서에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 초음파 센서를 이용하여 초음파 신호를 출력하고 사용자의 피부에 반사된 초음파 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는, 330 동작에서, 수신된 신호의 주파수 변화를 판단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 310 동작에서 출력된 신호의 주파수와 320 동작에서 수신된 신호의 주파수를 비교하여 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 내지 제2 시간 사이에 수신되는 신호를 이용하여 신호의 주파수 변화를 판단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 310 동작에서 지정된 주파수를 가지는 신호가 출력된 시간에 기초하여 320 동작에서 수신된 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 이내에 수신된 신호 및 제2 시간 이후에 수신된 신호를 필터링할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는, 340 동작에서 주파수 변화량을 이용하여 HRM 센서의 오차를 보정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 주파수 변화량을 이용하여 전자 장치(100)(또는, HRM 센서) 및 사용자(또는, 사용자의 피부) 간의 거리 변화량(또는, 속도 차이)을 판단하고, 거리 변화량을 이용하여 사용자의 움직임에 따른 HRM 센서의 오차를 보정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량은 도플러 효과에 의한 수학식(상기 수학식 1 또는 수학식 2)에 의해 도출될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 가속도 센서에 의해 측정된 전자 장치(100)의 움직임을 고려하여 전자 장치(100) 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,"모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 제어 모듈(150)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 전자 장치 110 : HRM 센서
120 : 가속도 센서 130 : 송신 모듈
140 : 수신 모듈 150 : 제어 모듈

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    사용자의 심박을 측정하는 HRM 센서;
    지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 송신 모듈;
    상기 출력된 신호를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신 모듈에 수신된 신호의 주파수 변화량을 판단하고, 상기 주파수 변화량을 이용하여 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 제어 모듈;을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 주파수 변화량을 이용하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간의 거리 변화량을 판단하고, 상기 거리 변화량을 이용하여 상기 사용자의 움직임에 따른 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자 장치의 움직임을 측정하는 가속도 센서;를 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 가속도 센서에 의해 측정된 전자 장치의 움직임을 고려하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간의 거리 변화량을 판단하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호는 초음파 신호인 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 HRM 센서는 지정된 주기로 LED 신호를 출력하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 HRM 센서가 상기 LED 신호를 출력하는 주기의 배수로, 상기 HRM 센서가 상기 LED 신호를 출력하는 타이밍에 상기 송신 모듈이 상기 신호를 출력하도록 제어하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 수신 모듈에 수신된 신호 중 상기 송신 모듈에서 상기 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 내지 제2 시간 사이에 수신되는 신호의 주파수 변화를 판단하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송신 모듈은 스피커이며,
    상기 수신 모듈은 마이크인 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 스피커에서 상기 지정된 주파수를 가지는 신호 및 다른 신호가 함께 출력되면, 상기 지정된 주파수를 가지는 신호를 증폭시켜 출력하도록 제어하는 전자 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 마이크에 수신되는 신호 중 가청 영역의 주파수를 가지는 신호를 필터링하는 전자 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 스피커가 상기 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하기 전에 상기 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 분석하고, 상기 마이크에 수신되는 신호의 주파수에 기초하여 출력할 신호의 주파수를 결정하는 전자 장치.
  11. 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작;
    상기 출력된 신호를 수신하는 동작;
    상기 수신된 신호의 주파수 변화를 판단하는 동작; 및
    상기 주파수 변화를 이용하여 HRM 센서의 오차를 보정하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 동작은,
    상기 주파수 변화량을 이용하여 상기 전자 장치 및 사용자 간의 거리 변화량을 판단하는 동작; 및
    상기 거리 변화량을 이용하여 상기 사용자의 움직임에 따른 상기 HRM 센서의 오차를 보정하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 거리 변화량을 판단하는 동작은,
    가속도 센서를 이용하여 상기 전자 장치의 움직임을 측정하는 동작; 및
    상기 전자 장치의 움직임을 고려하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간의 거리 변화량을 판단하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 신호는 초음파 신호인 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작은,
    상기 HRM 센서가 심박 측정을 위한 신호를 출력하는 주기의 배수로, 상기 HRM 센서가 상기 심박 측정을 위한 신호를 출력하는 타이밍에 상기 신호를 출력하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 수신된 신호의 주파수 변화를 판단하는 동작은,
    상기 수신된 신호 중 상기 신호가 출력된 시간으로부터 제1 시간 내지 제2 시간 사이에 수신되는 신호의 주파수 변화를 판단하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작은,
    스피커를 통해 상기 지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하며,
    상기 출력된 신호를 수신하는 동작은,
    마이크를 통해 상기 출력된 신호를 수신하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작은,
    상기 스피커에서 상기 지정된 주파수를 가지는 신호 및 다른 신호가 함께 출력되면, 상기 지정된 주파수를 가지는 신호를 증폭시켜 출력하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 마이크에 수신되는 신호 중 가청 영역의 주파수를 가지는 신호를 필터링하는 동작;을 더 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    지정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작은,
    상기 마이크에 수신되는 신호의 주파수를 분석하는 동작;
    상기 마이크에 수신되는 신호의 주파수에 기초하여 신호의 주파수를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 주파수를 가지는 신호를 출력하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 HRM 센서 보정 방법.
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