KR20170118439A

KR20170118439A - 생체 정보를 측정하는 전자 장치 및 그를 충전하는 장치

Info

Publication number: KR20170118439A
Application number: KR1020160046230A
Authority: KR
Inventors: 최봉석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2017-10-25
Also published as: US20170296088A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 생체 정보를 측정할 수 있는 전자 장치 및 그를 충전하는 장치에 관한 것이다. 상기 전자 장치는 하우징; 상기 하우징의 일면에 위치하며, 도전성 재질의 장식물을 이용하여 형성되는 제1전극; 상기 하우징의 타면에 위치하며, 상기 전자 장치의 착용 시 사용자의 신체에 접촉되는 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 커플되는 센서 모듈; 상기 센서 모듈과 전기적으로 커플되는 프로세서; 상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 디스플레이 모듈; 및 상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는 상기 센서 모듈이 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 사용자의 생체 신호를 측정하고, 상기 프로세서가 상기 측정된 생체 신호를 분석하여 사용자의 건강 상태에 대한 정보를 상기 디스플레이 모듈을 통해 사용자에게 제공하도록 하는 명령을 저장할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다양한 실시예가 가능하다.

Description

생체 정보를 측정하는 전자 장치 및 그를 충전하는 장치{ELECTRONIC DEVICE FOR MEASURING BIOMETRIC DATA AND DEVICE FOR CHARGING THE ELECTRONIC DEVICE}

본 발명의 다양한 실시예는 생체 정보를 측정할 수 있는 전자 장치 및 그를 충전하는 장치에 관한 것이다.

최근 과학 기술의 비약적인 발전으로 인해 인류 전체의 삶의 질이 향상되고 있으며, 의료 환경에서도 많은 변화가 발생하고 있다. 예를 들어, 과거에는 X-ray, CT(computed tomography), MRI(magnetic resonance imaging) 등의 의료영상을 촬영한 후 몇 시간 또는 며칠을 기다려야 영상 판독이 가능하였다. 그러나, 최근에는 병원에 가지 않고서도 자신의 혈당과 혈압 등을 언제 어디서나 확인할 수 있는 헬스케어(healthcare) 관련 의료 기기들이 많이 보급되고 있다.

한편, 최근에는 착용 가능한(wearable) 전자 장치에 대한 개발 및 관심이 증가하고 있다. 이에 따라, 최근에는 착용 가능한 전자 장치를 이용하여 생체 정보를 측정할 수 있는 방법에 대한 관심이 증가하고 있다.

하지만, 생체 정보(biometric data)를 측정하기 위해서 전자 장치는 다수의 전극이 필요할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 심전도를 측정하기 위해서는 양손을 2 개의 전극에 각각 접촉시켜야 한다. 이에, 종래의 전자 장치는 외부에 심전도 측정을 위한 2개의 전극을 별도로 포함할 수 있다. 이와 같이, 종래의 전자 장치는 2개의 전극에 양손을 접촉해야 하기 때문에 사용자의 편의성이 저하될 수 있다. 또한, 종래의 전자 장치는 다른 생체 정보(예: 심박수, 산소 포화도(saturation pulse oximetry O₂: SPO₂) 등)를 측정하기 위해서 다른 센서를 추가로 터치해야 하는 불편함이 존재한다.

한편, 종래의 전자 장치는 충전을 위하여 별도의 충전 장치(예: 크래들(cradle))과 연결되어야 한다. 이로 인하여 종래의 전자 장치는 충전 장치의 체결(결합)을 위한 체결부(홈)가 필요하며, 충전을 위한 충전 단자가 외부에 별도로 형성되어야 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 별도의 전극 추가없이, 도전성 장식물을 생체 신호를 측정하기 위한 전극으로 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 한번의 터치로 다수의 생체 정보(예를 들어, 심박수, 산소 포화도, 심전도, 생체저항, 혈압 등)를 측정할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 충전 단자를 별도로 형성할 필요가 없으며, 별도의 체결 구조를 형성할 필요가 없다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 하우징; 상기 하우징의 일면에 위치하며, 도전성 재질의 장식물을 이용하여 형성되는 제1전극; 상기 하우징의 타면에 위치하며, 상기 전자 장치의 착용 시 사용자의 신체에 접촉되는 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 커플되는 센서 모듈; 상기 센서 모듈과 전기적으로 커플되는 프로세서; 상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 디스플레이 모듈; 및 상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는 상기 센서 모듈이 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 사용자의 생체 신호를 측정하고, 상기 프로세서가 상기 측정된 생체 신호를 분석하여 사용자의 건강 상태에 대한 정보를 상기 디스플레이 모듈을 통해 사용자에게 제공하도록 하는 명령을 저장할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 하우징; 상기 하우징 외부로 일부가 노출되어 외부 장치의 충전 단자와 접촉되는 2개의 접촉 핀; 상기 하우징의 상부면의 하단에 위치하여, 상기 외부 장치의 충전 단자와 인력을 제공하는 적어도 하나의 자성체; 상기 외부 장치를 충전하기 위한 충전 장치가 연결되는 인터페이스부; 및 상기 인터페이스부 및 상기 접촉핀을 실장하는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예들은 도전성 장식물을 생체 신호 측정을 위한 전극으로 이용함에 따라 별도의 전극을 추가할 필요가 없다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는 다수의 전극 및 센서가 인접하여 위치함에 따라 한번의 터치로 다수의 생체 정보를 측정하여 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는 생체 신호 측정을 위한 전극들을 충전 단자로 이용함에 따라 별도의 충전 단자가 필요하지 않다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는 크래들에 포함된 자성체와 상기 생체 신호 측정을 위한 전극들 사이의 인력에 의해 크래들이 전자 장치에 체결됨에 따라, 상기 전자 장치는 별도의 자성체(또는 금속)를 포함(실장)할 필요가 없으며, 별도의 체결부가 필요하지 않다. 이로 인하여, 본 발명의 실시예는 디자인적인 심미성을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 전자 장치의 제1하우징을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1전극의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1전극의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1심박 센서 모듈의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제2전극의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제2심박 센서 모듈의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 RGB 센서의 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 신호를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(충전 장치)의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치와 충전 장치의 체결 시의 단면도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 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" 또는 "A 및/또는 B 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, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 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(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 의료기기, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 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)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 시계 형태의 착용형 전자 장치인 스마트 와치(smart watch)를 예로 하여 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 상기 스마트 와치로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 전자 장치는 팔찌, 반지, 발찌 등의 형태로 형성될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이고, 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 전자 장치의 제1하우징을 도시한 도면이다.

상기 도 1a 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 사용자의 건강 상태를 측정하기 위한 다수의 센서(예: RGB 센서, HRM 센서, 온도 센서 등) 및 다수의 전극(예: ECG 전극, GSR 전극 등)들을 포함할 수 있다. 상기 다수의 센서 및 다수의 전극들은 전자 장치(100)의 하우징의 상면 및 배면(후면)에 나뉘어 위치할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 측면에 적어도 하나의 기능 키(150)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 기능 키(150)는 전원 키, 메뉴 키, 선택 키 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1a에서는 전자 장치(100)가 2개의 기능 키(150)를 포함하는 것으로 도시하였지만, 상기 전자 장치(100)는 1개의 기능 키 또는 3개 이상의 기능 키를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 상기 다수의 센서 및 다수의 전극을 통해 수집되는 사용자의 생체 신호를 기반으로 분석되는 사용자의 건강 상태에 관한 정보(예를 들어, 심박수, 심전도, 맥박, 혈압, 체지방, 수면, 스트레스, 체온, 생체 나이, 비만도, 체내 수분량 등)를 제공하기 위한 디스플레이 모듈(110)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 모듈(110)은 터치 패널을 포함할 수 있다.

상기 전자 장치(100)의 하우징은 전면 케이스(front case)인 제1하우징(10) 및 후면 케이스(rear case)인 제2하우징(20)으로 구성될 수 있다.

상기 제1하우징(10)은 전면(윗면)에 상기 디스플레이 모듈(110) 및 상기 디스플레이 모듈(110)을 보호하는 제1윈도우(111)가 체결되고, 일측면(예: 좌측면)에 RGB 센서(미도시)를 보호하는 제2윈도우(121)가 체결되며, 타측면(예: 우측면)에 제1심박 센서 모듈(heart rate sensor module: HRM)(미도시)을 보호하는 제3윈도우(131) 및 제1전극(140)이 체결될 수 있다. 상기 제1하우징(10)은 상측면 및 하측면의 끝부분에 스트랩(strap)을 연결할 수 있는 연결부(11)가 형성될 수 있다.

상기 제1하우징(10)은 상기 도 2의 식별 부호 210의 도면에 도시된 바와 같이 사출물(플라스틱(plastic))로 형성될 수 있다. 또는, 상기 도 2의 식별 부호 220의 도면에 도시된 바와 같이, 상기 제1하우징(10)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1전극(140)은 상기 금속 재질의 제1하우징(10)과 전기적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 재질의 제1하우징(10)과 상기 제1전극(140) 사이에 절연물질(41)(예를 들어, 사출물)이 위치할 수 있다.

상기 제1전극(140)은 제3윈도우(131)의 주변을 둘러싸는 도전성 재질의 장식물(decoration)을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(140)은 스테인레스(steel use stainless: SUS)로 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예는 디자인적 요소로 사용하던 장식물을 생체 신호를 측정하기 위한 (제1)전극으로 사용함에 따라, 종래와 같이 전자 장치(100)의 일면에 별도의 전극을 추가할 필요가 없다.

상기 제2하우징(20)은 상기 제1하우징(10)에 체결될 수 있다. 상기 제2하우징(20)은 좌측면 및 우측면 중 적어도 한 곳에 적어도 하나의 기능 키(150)가 체결될 수 있고, 배면(후면)에 제2심박 센서 모듈(미도시)을 보호하는 제4윈도우(161) 및 제2전극(170)이 체결될 수 있다.

상기 제1하우징(10) 및 상기 제2하우징(20)의 사이에는 인쇄 회로 기판(print circuit board: PCB)(180)이 위치할 수 있다.

상기 다수의 센서 및 다수의 전극(예: 제1전극(140) 및 상기 제2전극(170))들은 인쇄 회로 기판(180)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(140) 및 제2전극(170)은 제1연결 소자 및 제2연결 소자(예컨대, C-clip)를 통해 인쇄 회로 기판(180)의 일측에 접촉되어 인쇄회로기판(180)에 실장된 센서 모듈(미도시)과 전기적으로 각각 연결될 수 있다. 상기 다수의 센서는 플렉서블 인쇄회로기판(flexible PCB: FPCB)(미도시)를 통해 상기 인쇄회로기판(180)에 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 도 1a 내지 도 2에 도시된 전자 장치(100)는 일 예일 뿐, 본 발명의 실시예를 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 도 1 a 내지 도 2에서는 제1전극(140)이 두 개인 것으로 도시하였지만, 어떤 실시예에 따르면, 상기 제1전극(140)은 하나일 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)가 사각형 형태인 것으로 도시하였지만, 어떤 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(100)는 원형일 수 있다.

이하에서는 상기 다수의 센서 및 다수의 전극의 체결 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1전극의 체결 구조를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1전극의 다양한 예를 도시한 도면이다.

상기 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제1전극(140)은 2개로 분리된 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(140)은 중앙 부분에 형성된 슬릿으로 인하여 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)으로 분리될 수 있다. 상기 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)은 동일한 면적을 가질 수 있다. 한편, 어떤 실시예에 따르면, 상기 제1전극(140)은 도 3b에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 분리될 수 있다.

상기 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)은 인쇄회로기판(180)과 일측이 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)은 외부로 노출되는 외부 표면(141a, 142a) 및 상기 외부 표면(141a, 142a)의 일측에서 신장되며 인쇄 회로 기판(180)과 전기적으로 연결(접촉)되는 접촉면(141b, 142b)을 포함할 수 있다. 상기 접촉면들(141b, 142b)은 제1연결 소자(311, 312)를 통해 상기 인쇄 회로 기판(180)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 제1연결 소자(311, 312)는 탄성력을 가지는 C-clip일 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제1연결 소자(311, 312)는 도전성을 가지는 스폰지, 포론, 접착 테이프 등일 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 접촉면들(141b, 142b)은 상기 인쇄 회로 기판(180) 상(예컨대 측면)에 형성된 접촉 패드(미도시)에 직접 접촉되거나, FPCB, 동축 케이블 등을 통해 연결될 수 있다. 상기 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)은 인쇄 회로 기판(180)의 배선을 통해 인쇄회로기판(180)상에 실장된 센서 모듈(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1심박 센서 모듈의 체결 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제1심박 센서 모듈(130)은 제3윈도우(131)의 하단에 위치할 수 있다. 상기 제1심박 센서 모듈(130)은 플렉서블 인쇄회로기판(flexible PCB: FPCB)(132)를 통해 인쇄회로기판(180)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 FPCB(132)는 상기 제1전극(140)의 접촉면들(141b, 142b) 사이를 통과하여 인쇄회로기판(180)과 연결될 수 있다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제2전극의 체결 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제2전극(170)은 제2하우징(20)의 배면에 위치할 수 있다. 상기 제2전극(170)은 2개일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2전극(170)은 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)을 포함할 수 있다.

상기 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)은 제2연결 소자(171, 172)를 통해 인쇄회로기판(180)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2연결 소자(171, 172)는 탄성력을 가지는 C-clip일 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제2연결 소자(171, 172)는 도전성을 가지는 스폰지, 포론, 접착 테이프 등일 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 제2전극(170)은 상기 인쇄 회로 기판(180) 상(예컨대 측면)에 형성된 접촉 패드에 직접 접촉되거나, FPCB, 동축 케이블 등을 통해 연결될 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제2심박 센서 모듈의 체결 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서의 체결 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제2심박 센서 모듈(160)은 디스크리트 FPCB(discrete FPCB)(163)에 실장될 수 있다. 상기 제2심박 센서 모듈(160)은 발광부(160a)와 수광부(160b)로 구성될 수 있다. 상기 발광부(160a)는 LED(light emitting device)일 수 있다. 상기 수광부(160b)는 포토 다이오드(photo diode : PD)일 수 있다.

상기 디스크리트 FPCB(163)는 제2하우징(20)에 상면에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2심박 센서 모듈(160)은 제4윈도우(161)에 의해 커버될 수 있다. 상기 제4윈도우(161)는 발광부(160a)를 커버하는 제1부분(161a)과 수광부(160b)를 커버하는 제2부분(161b)이 분리되어 형성될 수 있다. 이는 제1부분(161a) 및 제2부분(161b)이 일체형인 경우 발광부(160a)로부터 발광되는 빛이 일체형 윈도우를 통해 수광부(160b)로 전파되어, 노이즈 원(noise source)으로 동작할 수 있기 때문이다.

상기 제4윈도우(161)는 상기 제2하우징(20)과 물성이 유사하여 접착력이 우수하며, 내스크래치성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2하우징(20)이 PC(polycarbonate) 재질로 형성되는 경우 상기 제4윈도우(161)는 듀라비오 투명 레진으로 형성될 수 있다. 상기 제4윈도우(161) 및 상기 제2하우징(20)은 인서트 사출 방식을 통해 결합될 수 있다.

상기 디스크리트 FPCB(163)의 일측에는 온도 센서(190)가 실장될 수 있다. 상기 온도 센서(190)는 제2전극(170)들 중 하나에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 센서(190)는 도 7에 도시된 바와 같이 접착 테이프 등을 통해 제1후면 전극(170a)의 상면에 부착될 수 있다. 상기 온도 센서(190)는 접촉 방식 또는 비접촉 방식 등 다양한 온도 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 센서(190)는 써미스터(thermistor), 적외선 등을 이용한 온도 센서일 수 있다. 이와 같은 온도 센서(190)는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것으로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 RGB 센서의 체결 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 RGB 센서(120)는 제2윈도우(121)에 체결될 수 있다. 상기 RGB 센서(120)는 FPCB(122)를 통해 인쇄회로기판(180)과 연결될 수 있다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 신호를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 사용자의 신체(예컨대 손목)에 착용될 수 있다. 사용자가 상기 전자 장치(100)를 착용하는 경우 상기 제2전극(170), 제2심박 센서 모듈(160), 온도 센서(190)는 사용자의 신체에 접촉 또는 근접할 수 있다. 이때, 상기 전자 장치(100)는 사용자의 건강 상태에 관한 정보를 제공하기 위하여 다수의 센서 및 전극을 통해 사용자의 생체 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(100)는 온도 센서(190)를 통해 사용자의 체온을 측정할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 2개의 제2전극(170a, 170b)을 통해 스트레스 및 감정 분석을 위한 생체 신호(예: galvanic skin response: GSR)를 측정할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 제2심박 센서 모듈(160)을 통해 상시 심박수를 측정하며, 혈압 변화를 측정할 수 있으며, 혈류를 측정할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 RGB 센서(120)를 통해 야외 시인성(조도)을 측정할 수 있으며, 블루라이트를 측정할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 제1심박 센서 모듈(130)을 통해 자외선을 측정할 수 있다.

한편, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자가 전자 장치(100)를 착용하지 않는 손의 손가락으로 제1심박 센서 모듈(130)을 근접 터치하는 경우 상기 전자 장치(100)는 제1심박 센서 모듈(130)을 통해 심박수 및 산소 포화도(saturation pulse oximetry O₂: SPO₂)를 측정할 수 있다.

또한, 사용자가 전자 장치(100)를 착용하지 않는 손으로 제1전극(140) 중 하나를 터치하는 경우 상기 전자 장치(100)는 상기 제1전극(140) 중 하나를 통해 측정되는 생체 신호와 상기 제2전극(170)을 통해 측정되는 생체 신호를 기반으로 심전도 정보를 제공할 수 있다.

또한, 사용자가 전자 장치(100)를 착용하지 않는 손으로 제1전면 전극(141) 및 제2전면 전극(142)을 모두 터치하는 경우 상기 전자 장치(100)는 상기 제1전면 전극(141), 제2전면 전극(142) 및 상기 제2전극(170)을 통해 측정되는 생체 신호를 기반으로 생체 저항 분석(bioimpedance analysis: BIA) 정보를 제공할 수 있다. 상기 생체 저항 분석은 조직 수화 정도 및 체액량을 나타내는 것으로, 체성분, 체액 균형, 세포 건강도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(100)는 BIA 측정을 통해 생체 나이, 해독 상태, 비만도, 체내 총 수분량, 중환자(예: 암, 신장 투석 환자)의 예후, 임파 부종 조기 점검, 대사 질환(예: 당뇨, 고혈압, 중풍, 동맥 경화 등)과 관련된 영양 요법을 제공할 수 있다.

또한, 사용자가 전자 장치(100)를 착용하지 않는 손으로 제1전극(140) 중 하나 및 제1심박 센서 모듈(130)을 근접 터치하는 경우 상기 전자 장치(100)는 상기 제1전극(140) 중 하나, 제1심박 센서 모듈(130) 및 상기 제2전극(170)을 통해 측정되는 생체 신호를 기반으로 혈압 정보를 제공할 수 있다.

상기 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 제1전면 전극(141), 제2전면 전극(142) 및 제1심박 센서 모듈(130)이 인접(신체 일부(예: 손가락 하나)로 한번에 터치할 수 있는 거리)하여 위치함(배치됨)에 따라 한번의 터치로 다양한 건강 정보(심박수, 산소 포화도, ECG, BIA, 혈압 등)를 용이하게 측정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치(100)는 배면에 위치하는 제2전극(170) 및 제2심박 센서 모듈(160)을 통해 스트레스, 감정 변화, 심박수, 혈압 변화, 혈류 등을 상시적으로 측정할 수 있으며, 전면에 위치하는 제1전극(140) 및 제1심박 센서 모듈(130)을 통해 필요 시 심전도, 생체 저항 분석, 혈압, 산소 포화도 등을 측정할 수 있다.

도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(1001)의 블록도(1000)이다.

전자 장치(1001)는, 예를 들면, 도 1 내지 도 9에 도시된 전자 장치(100)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(1001)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(1010), 통신 모듈(1020), (가입자 식별 모듈(1024), 메모리(1030), 센서 모듈(1040), 입력 장치(1050), 디스플레이(1060), 인터페이스(1070), 오디오 모듈(1080), 카메라 모듈(1091), 전력 관리 모듈(1095), 배터리(1096), 인디케이터(1097), 및 모터(1098) 를 포함할 수 있다.

프로세서(1010)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(1010)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(1010)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(1010)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 도 10에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(1021))를 포함할 수도 있다. 프로세서(1010) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.

통신 모듈(1020)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(1021), WiFi 모듈(1023), 블루투스 모듈(1025), GNSS 모듈(1027), NFC 모듈(1028) 및 RF 모듈(1029)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(1021)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1021)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(1024)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1021)은 프로세서(1010)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1021)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1021), WiFi 모듈(1023), 블루투스 모듈(1025), GNSS 모듈(1027) 또는 NFC 모듈(1028) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(1029)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(1029)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1021), WiFi 모듈(1023), 블루투스 모듈(1025), GNSS 모듈(1027) 또는 NFC 모듈(1028) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(1024)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

메모리(1030)는, 예를 들면, 내장 메모리(1032) 또는 외장 메모리(1034)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(1032)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(1034)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(1034)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(1001)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.

센서 모듈(1040)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(1001)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(1040)은, 예를 들면, 제스처 센서(1040A), 자이로 센서(1040B), 기압 센서(1040C), 마그네틱 센서(1040D), 가속도 센서(1040E), 그립 센서(1040F), 근접 센서(1040G), 컬러(color) 센서(1040H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(1040I), 온/습도 센서(1040J), 조도 센서(1040K), 또는 UV(ultra violet) 센서(1040M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(1040)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(1040)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)는 프로세서(1010)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(1040)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(1010)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(1040)을 제어할 수 있다.

입력 장치(1050)는, 예를 들면, 터치 패널(1052), (디지털) 펜 센서(1054), 키(1056), 또는 초음파 입력 장치(1058)를 포함할 수 있다. 터치 패널(1052)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(1052)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(1052)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(1054)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(1056)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(1058)는 마이크(예: 마이크(1088))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.

디스플레이(1060)(예: 디스플레이 모듈(110))는 패널(1062), 홀로그램 장치(1064), 프로젝터(1066), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(1062)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(1062)은 터치 패널(1052)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 홀로그램 장치(1064)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(1066)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(1001)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(1070)는, 예를 들면, HDMI(1072), USB(1074), 광 인터페이스(optical interface)(1076), 또는 D-sub(D-subminiature)(1078)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(1070)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(1080)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(1080)은, 예를 들면, 스피커(1082), 리시버(1084), 이어폰(1086), 또는 마이크(1088) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(1091)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(1095)은, 예를 들면, 전자 장치(1001)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1095)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(1096)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(1096)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.

인디케이터(1097)는 전자 장치(1001) 또는 그 일부(예: 프로세서(1010))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(1098)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(1001)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlo^TM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(1001))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

전자 장치(1001)는 다수의 전극(예: 도 1 내지 도 9의 제1전극(140) 및 제2전극(170))을 더 포함할 수 있다. 또한, 생체 센서(1040I)는 체온 측정을 위한 온도 센서(예: 도 6 및 도 7의 온도 센서(190)), 심박 센서 모듈(예: 도 4의 제1심박 센서 모듈(130) 및 도 6의 제2심박 센서 모듈(160))을 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(1001)의 센서 모듈(1040)은 RGB 센서 모듈(예: 도 8의 RGB 센서(120))을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(1001)는 다수의 전극 및 다수의 센서들이 상부 및 하부에 분산되어 위치할 수 있다. 전자 장치(1001)는 다수의 전극 및 다수의 센서를 통해 측정된 생체 신호를 기반으로 사용자의 건강 정보를 파악하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 전자 장치(1001)는 건강 정보를 메모리(1030)에 일정 기간 동안 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 또한, 전자 장치(1001)는 주기적으로 사용자의 건강 정보를 지정된 단말기, 서버 등으로 전송할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 사용자의 건강이 갑자기 악화되는 경우 예를 들어, 사용자가 갑자기 쓰러지는 경우 지정된 단말기 또는 응급 센터로 응급 메시지를 전송할 수 있다.

전자 장치(1001)의 프로세서(1010)는 전자 장치(1001)의 착용 여부를 인식할 수 있다. 상기 사용자의 신체에 착용된 것으로 인식되었을 때, 프로세서(1010)는 생체 신호(예: 심장 신호)를 인식하여 등록된 사용자인지 확인할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 11을 참조하여 후술하기로 한다. 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

상기 도 11을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 10의 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 도 10의 프로세서(1010))는 1101 동작에서 사용자의 신체에 착용 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서는 온도 센서(예: 도 6 및 도 7의 190)를 통해 착용 여부를 감지할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 전자 장치의 배면에 위치하는 다양한 센서 모듈을 이용하여 착용 여부를 감지할 수 있다.

상기 프로세서는 1103 동작에서 사용자의 신체에 착용된 것으로 감지된 경우 사용자의 생체 신호(예컨대 심장 신호)를 인식할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서는 전자 장치의 배면에 위치하는 2개의 전극(예: 제2전극(170)) 및 전자 장치의 전면에 위치하는 하나의 전극(예: 제1전극(140) 중 하나)을 통해 측정되는 생체 신호를 기반으로 사용자의 심장 신호(예: 심전도)를 인식할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 전자 장치의 착용 감지 시 전면의 전극을 터치하라는 메시지 및/또는 사운드를 출력할 수 있다.

상기 프로세서는 1105 동작에서 등록된 사용자인기 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서는 이전에 저장된 사용자의 생체 신호와 상기 인식된 생체 신호가 동일한지 비교할 수 있다.

상기 1105 동작에서 등록된 사용자가 아닌 경우 상기 프로세서는 1107 동작으로 진행하여 실시간 센싱 및 전자 장치의 접근을 금지할 수 있다.

반면에, 상기 1105 동작에서 등록된 사용자인 경우 상기 프로세서는 1109 동작으로 진행하여 실시간 센싱 및 전자 장치의 접근을 허용하고, 1111 동작에서 센싱 결과를 제공할 수 있다.

도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치(충전 장치)의 분해 사시도이고, 도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치와 충전 장치의 체결 시의 단면도이다.

상기 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치 (200)(이하, 제2전자 장치)는 전자 장치(100)(이하, 제1전자 장치)의 충전을 위한 액세서리 장치일 수 있다.

상기 제2전자 장치(200)는 제1하우징(201), 제2하우징(202), 제1자성체(203), 제2자성체(204), 제1접촉 핀(205), 제2접촉 핀(206), 인터페이스부(207) 및 인쇄회로기판(208)을 포함할 수 있다.

상기 제1하우징(201)은 제2전자 장치(200)의 상면을 커버하는 케이스일 수 있고, 상기 제2하우징(202)은 제2전자 장치(200)의 하면 및 측면을 커버하는 케이스일 수 있다.

상기 인터페이스부(207)는 외부 장치(예: 충전기)가 연결될 수 있다. 상기 인터페이스부(207)는 USB(Universal Serial Bus), 마이크로 USB((micro-USB), USB 3.0 C-type 규격의 커넥터일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(208)은 상기 인터페이스부(207), 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)이 실장될 수 있다.

상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)은 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)과 각각 접촉될 수 있다. 상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉핀(206)은 인터페이스부(207)을 통해 연결된 충전기(미도시)의 전원을 제1전자 장치(100)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1접촉 핀(205)은 인터페이스부(207)를 통해 연결된 충전기(미도시)의 양(+)의 전원 단자와 연결되고, 상기 제2접촉 핀(206)은 인터페이스부(207)을 통해 연결된 충전기(미도시)의 음(+)의 전원 단자와 연결될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 한 실시예는 생체 신호 측정을 위한 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)을 충전 단자로 활용할 수 있다. 이로 인하여, 상기 제1전자 장치(100)는 별도의 충전용 단자를 포함할 필요가 없다.

한편, 상기 도 12 및 도 13에서는 상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)이 포고 핀(pogo-pin)인 것으로 도시하였다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)은 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)과 접촉될 수 있는 다양한 형태(예컨대, c-clip)로 형성될 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)은 좌우로 대칭되도록 실장될 수 있다. 이로 인하여, 상기 제2전자 장치(200)는 좌우 방향의 구분없이 제1전자 장치(100)에 체결될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 제1접촉 핀(205) 및 제2접촉 핀(206)은, 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)의 좌우 폭을 감안하여, 완전하게 대칭되지 않을 수 있다.

상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)는 상기 제1하우징(201)의 배면 일측에 위치할 수 있다. 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)는 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)와 각각 대응하는 위치에 실장될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 한 실시예에 따른 제2전자 장치(200)는 자성체들(203, 204)과 상기 후면 전극들(170a, 170b) 사이의 인력에 의해 별도의 체결 구조없이 상기 제1전자 장치(100)에 체결될 수 있다. 또한, 상기 제1전자 장치(100)는 상기 제1자성체(203) 및 제2자성체(204)와 인력을 제공하기 위한 별도의 자성체 또는 금속을 포함할 필요가 없다. 이를 위하여, 상기 제1전자 장치(100)의 후면 전극들(170a, 170b)은 Nippon Steel & Sumikin Stainless 사의 NSSC 190 또는 POSCO사의 STS445NF 재질로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1전자 장치(100)는 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)를 인식하기 위한 제1센서(101) 및 제2센서(102)를 포함할 수 있다. 상기 제1센서(101) 및 제2센서(102)는 자성을 인식할 수 있는 홀 IC(integrated circuit)일 수 있다. 상기 제1센서(101) 및 제2센서(102)는 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)와 각각 대응하도록 위치될 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 상기 제1전자 장치(100)는 하나의 센서(예: 홀 IC)만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전자 장치(100) 및 상기 제2전자 장치(200)가 한 방향으로만 체결되는 경우 체결 방향을 인식할 필요가 없기 때문에 상기 제1전자 장치(100)는 체결 여부를 감지하는 하나의 센서(예: 홀 IC)만을 포함할 수 있다.

한편, 상기 제2전자 장치(200)의 체결 방향이 제한되지 않는 경우 상기 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 방향을 인식해야 한다. 이는 제2전자 장치(200)의 체결 방향에 따라 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)에 접촉되는 접촉핀이 달라지기 때문이다. 예를 들어, 상기 도 13과 같이 상기 제1자성체(203)가 우측에 위치하고, 제2자성체(204)가 좌측에 위치하도록 제1전자 장치(100)에 체결되는 경우 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a)에는 제1접촉핀(205)이 접촉되어 양(+)의 전원이 공급되고, 제2후면 전극(170b)에는 제2접촉핀(206)이 접촉되어 음(-)의 전원이 공급될 수 있다. 반대로, 상기 제1자성체(203)가 좌측에 위치하고, 제2자성체(204)가 우측에 위치하도록 체결된 경우 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a)에는 제2접촉핀(206)이 접촉되어 음(-)의 전원이 공급되고, 제2후면 전극(170b)에는 제1접촉핀(205)이 접촉되어 양(+)의 전원이 공급될 수 있다. 이와 같이, 상기 제2전자 장치(200)의 체결 방향에 따라 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)에 공급되는 전원의 종류가 달라지기 때문에 상기 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 방향에 따라 상기 제1후면 전극(170a)과 충전 모듈(미도시)이 전기적으로 연결되고 상기 제2후면 전극(170b)과 그라운드가 연결되도록 스위칭하거나, 상기 제1후면 전극(170a)과 그라운드가 연결되고 상기 제2후면 전극(170b)과 충전 모듈(미도시)이 연결되도록 스위칭하는 스위치(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)가 좌우로 대칭되도록 실장되는경우 본 발명의 한 실시예는 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)의 자성이 상이하도록 하여 상기 제2전자 장치(200)의 체결 방향을 인식할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 방향에 따라 제1센서(101) 및 제2센서(102)에서 인식되는 자성이 상이하기 때문에 제2전자 장치(200)의 체결 방향을 인식할 수 있다.

또는, 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)를 인식하기 위한 제1센서(101) 및 제2센서(102)의 위치를 상이하게 하여 상기 제1전자 장치(100)가 제2전자 장치(200)의 체결 방향을 인식하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)의 자성이 동일하더라도 제1센서(101) 및 제2센서(102)의 위치에 따라 인식되는 자성이 상이하기 때문에 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 방향을 인식할 수 있다.

또는, 상기 제1전자 장치(100)의 제1후면 전극(170a) 및 제2후면 전극(170b)의 상하 또는 좌우 폭을 감안하여, 상기 제1자성체(203) 및 상기 제2자성체(204)를 비대칭으로 실장하여 상기 제1전자 장치(100)의 제1센서(101) 및 제2센서(102)가 인식하는 자성이 달라지도록 할 수 있다.

한편, 상기 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 여부에 따라 제2전극(170)이 센서 모듈(미도시) 또는 충전 모듈(미도시)과 연결되도록 스위칭하는 스위치를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 제1전자 장치(100)는 제2전자 장치(200)의 체결 여부에 따라 상기 제2전극(170)과 센서 모듈(미도시) 사이의 경로를 차단 또는 연결하는 스위치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2전극(170)과 충전 모듈(미도시) 사이의 경로는 항상 연결된 상태일 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. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

100 : (제1)전자 장치 110 : 디스플레이 모듈
120 : RGB 센서 130 : 제1심박 센서 모듈
140 : 제1전극(전면 전극) 150 : 기능 키
160 : 제2심박 센서 모듈 170 : 제2전극(후면 전극)
180 : 인쇄회로기판 190 : 온도 센서
111 : 제1윈도우 121 : 제2윈도우
131 : 제3윈도우 161 : 제4윈도우
10 : 제1하우징 20 :제2하우징
311/312 : 제1연결 소자 171/172 : 제2연결 소자
200 : (제2)전자 장치 203/204 : 자성체
205/206 : 접촉 핀

Claims

전자 장치에 있어서,
하우징;
상기 하우징의 일면에 위치하며, 도전성 재질의 장식물을 이용하여 형성되는 제1전극;
상기 하우징의 타면에 위치하며, 상기 전자 장치의 착용 시 사용자의 신체에 접촉되는 제2전극;
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 커플되는 센서 모듈;
상기 센서 모듈과 전기적으로 커플되는 프로세서;
상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 디스플레이 모듈; 및
상기 프로세서와 전기적으로 커플되는 메모리를 포함하되,
상기 메모리는
상기 센서 모듈이 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 사용자의 생체 신호를 측정하고, 상기 프로세서가 상기 측정된 생체 신호를 분석하여 사용자의 건강 상태에 대한 정보를 상기 디스플레이 모듈을 통해 사용자에게 제공하도록 하는 명령을 저장하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극은 2개이며,
상기 2개의 제1전극은 동일한 면적을 가지며, 하나의 손가락으로 동시에 터치 가능한 거리내에 배치되는 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 2개의 제1전극 중 하나가 터치되는 경우 심전도(electrocardiogram: ECG) 정보를 제공하며, 상기 2개의 제1전극이 터치되는 경우 생체저항분석(bioimpedance analysis: BIA) 정보를 제공하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극 주변에 위치하며, 심박수, 자외선 및 산소 포화도 측정을 위한 제1심박 센서 모듈(heart rate sensor module: HRM)을 더 포함하는 전자 장치.
제4항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제1심박 센서 모듈을 통해 측정되는 생체 신호를 분석하여 혈압 정보를 제공하는 전자 장치.
제4항에 있어서,
상기 하우징의 배면 일측에 위치하며, 혈류 측정, 혈압 변화 및 상시 심박수 측정을 위한 제2심박 센서 모듈;
상기 하우징의 상면 일측에 위치하면, 야외 시인성 및 블루라이트 측정을 위한 RGB 센서; 및
상기 하우징의 배면에 위치하며, 체온 측정을 위한 온도 센서를 더 포함하는 전자 장치.
제6항에 있어서,
상기 온도센서는
상기 제2전극의 상면에 위치하는 전자 장치.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 전자 장치의 착용 시 상기 제2전극을 통해 측정되는 생체 신호를 분석하여 스트레스 및 감정 분석 정보를 제공하고, 상기 제2심박 센서 모듈을 통해 측정되는 혈류 정보 및 상기 RGB 센서를 통해 측정되는 블루라이트 정보를 분석하여 수면 분석 정보를 제공하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1전극은
외부로 노출되는 외부 표면; 및
상기 외부 표면의 일측에서 신장되며 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 접촉면을 각각 포함하는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 접촉면과 상기 인쇄 회로 기판의 측면을 전기적으로 연결하는 제1 연결 소자를 더 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2전극 및 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 제2전극을 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결하는 제2연결 소자를 더 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2전극은
상기 전자 장치의 충전을 위한 외부 장치의 체결 시 상기 외부 장치의 충전 단자와 전기적으로 연결되는 전자 장치.
제12항에 있어서,
상기 제2전극은
상기 충전 장치 내부에 위치하는 자성체와 인력 반응하는 물질로 형성되는 전자 장치.
제13항에 있어서,
상기 자성체를 인식하는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 센서가 2개인 경우 상기 2개의 센서를 이용하여 상기 외부 장치의 체결 방향을 인식하고, 상기 인식 결과에 기초하여 상기 제2전극의 경로를 스위칭하는 전자 장치.
전자 장치에 있어서,
하우징;
상기 하우징 외부로 일부가 노출되어 외부 장치의 충전 단자와 접촉되는 2개의 접촉 핀;
상기 하우징의 상부면의 하단에 위치하여, 상기 외부 장치의 충전 단자와 인력을 제공하는 적어도 하나의 자성체;
상기 외부 장치를 충전하기 위한 충전 장치가 연결되는 인터페이스부; 및
상기 인터페이스부 및 상기 접촉핀을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하는 전자 장치.
제16항에 있어서,
상기 접촉 핀은
포고 핀인 전자 장치.
제16항에 있어서,
상기 2개의 접촉 핀은 좌우 대칭되도록 위치하는 전자 장치.
제16항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자성체는 2개이며,
상기 2개의 자성체는 상기 2개의 접촉 핀 주변에 각각 위치하는 전자 장치.
제19항에 있어서,
상기 2개의 자성체는
상기 2개의 자성체가 좌우 대칭되도록 위치하는 경우 상이한 자성을 가지는 전자 장치.