KR20180078164A - 착용형 단말기 및 그 동작 방법 - Google Patents

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KR20180078164A
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Abstract

착용형 단말기가 개시된다. 단말기는, 검출회로; 상기 검출회로와 각각 연결되어 개루프 회로(Open Loop Circuit)를 형성하고, 서로 이격되어 위치한 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 동시에 사용자의 신체 일부가 접촉하여 상기 검출회로, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 상기 사용자 신체 일부를 통해 신호 경로를 형성하면 상기 착용형 단말기가 기설정된 기능을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

착용형 단말기 및 그 동작 방법{WEARABLE COMPUTING DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
착용형 컴퓨팅 단말기에 연관되며, 보다 특정하게는 생체 신호 측정이 가능한 착용형 단말기에 연관된다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
컴퓨팅 장치는 사용자로부터 명령을 입력받기 위한 수단이 필요하다. 착용형 단말기는 부피와 중량을 최소화할 필요가 있기 때문에, 착용형 단말기의 입력 수단이 차지할 수 있는 면적이나 설치될 수 있는 위치가 제한적이다.
입력 수단의 예로는 푸시버튼(Push Button)이 있다. 푸시버튼은 통상적으로 착용형 단말기의 본체의 측면에 위치한다. 오른손잡이를 기준으로 설계된 착용형 단말기를 정면에서 보면, 푸시버튼이 본체의 오른쪽에 위치한다. 이러한 버튼방식은 왼손잡이가 버튼을 누르는 데 불편한 문제가 있다. 또한, 버튼으로 인하여 본체의 형상이 좌우 비대칭으로 형성된다.
본체의 측면에 위치한 버튼을 손가락이 미끄러지지 않으면서 정상적으로 동작시키려면, 버튼의 반대편에서 다른 손가락으로 본체를 지지해야 한다. 지지하는 다른 손가락이 버튼을 누르는 손가락이 버튼을 누르는 힘의 방향과 일직선 상에 위치하지 않으면, 토크가 발생하여 본체가 회전하게 된다.
한편, 사용자가 일상생활 중이거나 스포츠 활동 중에 사용자가 의도하지 않았음에도 버튼이 눌러져서 착용형 단말기를 동작시키는 문제가 있다. 버튼의 눌림 횟수가 증가할수록 기계적인 고장을 유발할 수도 있다. 버튼이 눌리고 되돌아오는 궤적을 고려하여 방수 기능을 구현해야 하는 어려움이 있다.
대한민국 등록특허공보 제1237947호 대한민국 등록특허공보 제0793834호
일측에 따르면, 단말기 본체 및 단말기 본체에 연결되어 손목을 포함한 신체 일부에 착용할 수 있게 하는 밴드를 포함하는 착용형 단말기가 제공된다. 단말기는: 검출회로; 상기 검출회로와 각각 연결되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 동시에 사용자의 신체 일부가 접촉하여, 사용자의 신체를 통해 상기 검출회로, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 신호 경로를 형성하면, 착용형 단말기가 기설정된 기능을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 제어부는, 슬립 모드(Sleep Mode)일 때 상기 신호 경로가 형성되면, 상기 신호 경로가 형성된 상태의 지속 시간과 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 지속 시간이 상기 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드(Awake Mode)로 전환시킬 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 사용자의 접촉을 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 폐루프 회로의 형성 여부 또는 상기 센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 어웨이크 모드일 때 상기 접촉 제스처를 감지하면 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능을 순차로 변경할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 센서는, 가속도센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 가속도센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용해 상기 착용형 단말기에 가해지는 충격량을 계산하여 상기 접촉 제스처를 감지할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 복수의 기능 및 각 기능이 수행된 빈도수를 저장하는 저장부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 복수의 기능에 대한 빈도수를 비교하여, 수행된 빈도수가 높은 순으로 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능이 변경되는 순서를 설정할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 사용자의 접촉을 감지하는 센서; 및 복수의 기능 및 상기 복수의 기능에 대응되는 복수의 접촉 제스처를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제어부는, 상기 센서로부터 출력되는 센싱 데이터 또는 상기 신호 경로가 형성되는 시간적인 패턴을 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 검출하고, 상기 사용자의 접촉 제스처가 상기 저장부에 저장된 상기 복수의 접촉 제스처 중 어느 하나와 일치하는지 판단하여, 일치하는 접촉 제스처에 대응되는 기능을 상기 저장부로부터 독출하고, 상기 독출된 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센싱 데이터 또는 상기 시간적인 패턴에 기반하여, 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역 또는 이들의 조합을 이용하여 상기 사용자의 접촉 제스처를 검출할 수도 있다.
일실시예에 따르면 상기 접촉 제스처는, 누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn) 및 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작을 포함한다.
한편, 일실시예에 따르면 상기 기설정된 기능은, 설정된 정보를 포함하는 정보의 발송일 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게, 상기 정보의 발송은 비컨 송신일 수 있다. 상기 비컨 송신은 이를 테면 블루투스 및/또는 저전력 블루투스(BLE) 비컨 송신을 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 단말기 본체 및 단말기 본체에 연결되어 손목을 포함한 신체 일부에 착용할 수 있게 하는 밴드를 포함하는 착용형 단말기가 제공된다. 단말기는: 생체신호 측정회로; 상기 생체신호 측정회로와 연결되고, 착용형 단말기 전면에 서로 이격되어 위치한 제1 전극 및 제2 전극; 상기 생체신호 측정회로와 연결되고, 사용자의 착용시 신체 일부에 접촉하도록 상기 착용형 단말기 후면에 서로 이격되어 위치한 제3 전극 및 제4 전극; 및 상기 제1 전극 내지 제 4전극에 각각 사용자의 신체 일부가 접촉한 것을 감지하고, 상기 제1 전극 내지 제4 전극에 상기 사용자의 신체 일부가 접촉한 상태로 일정 시간이 경과한 경우, 별도의 추가 입력 없이, 상기 제1 전극 내지 4 전극 중 하나 이상의 전극이 생체신호 측정 모드로 동작하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 착용형 단말기가 상기 생체신호 측정 모드로 동작하는 경우, 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극은 사용자의 신체에 전류를 인가하고, 상기 제2 전극 및 상기 제4 전극은 신체 접촉 부위의 전압을 검출하고, 상기 제어부는 검출된 전압을 기초로 사용자의 생체 임피던스를 산출하여, 상기 생체 임피던스를 바탕으로 사용자의 체성분을 분석할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 제어부는, 상기 제1 전극 내지 제4 전극 및 상기 생체신호 측정회로가 폐루프 회로를 형성한 것을 감지하여 상기 제1 전극 내지 제4 전극에 사용자의 신체 일부가 접촉한 상태인 것을 판단할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 생체신호 측정 모드는, 체성분 측정 모드, 심전도 측정 모드, 심박 측정 모드, 혈류속도 측정 모드, 혈압 측정 모드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 사용자의 생리학적 상태 또는 사용자의 움직임을 측정할 수 있는 착용형 단말기가 제공된다. 단말기는: 검출회로; 상기 검출회로와 각각 연결되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극에 동시에 사용자의 신체가 접촉하는 경우, 착용형 단말기가 기설정된 기능을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제어부는, 슬립 모드일 때 상기 제1 전극 및 제2 전극에 동시에 사용자의 신체가 접촉한 상태로 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환시킬 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 사용자의 접촉을 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 센서를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 어웨이크 모드일 때 상기 접촉 제스처를 감지하면 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능을 순차로 변경할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 센서는, 가속도센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 가속도센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용해 상기 착용형 단말기에 가해지는 충격량을 계산하여 상기 접촉 제스처를 감지할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 복수의 기능 및 각 기능이 수행된 빈도수를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 복수의 기능에 대한 상기 빈도수를 비교하여, 수행된 빈도수가 높은 순으로 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능이 변경되는 순서를 설정할 수도 있다.
일실시예에 따르면 상기 착용형 단말기는, 사용자의 접촉을 감지하는 센서; 및 복수의 기능 및 상기 복수의 기능에 대응되는 복수의 접촉 제스처를 저장하는 저장부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 사용자의 신체가 접촉하는 시간적인 패턴 또는 상기 센서로부터 출력되는 센싱데이터를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 감지된 접촉 제스처에 대응되는 기능을 상기 저장부로부터 독출하고, 상기 독출된 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 제어부는, 상기 센싱 데이터 또는 상기 시간적인 패턴에 기반하여, 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역 또는 이들의 조합을 이용하여 상기 사용자의 접촉 제스처를 검출할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 접촉 제스처는, 누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn) 및 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 착용형 단말기를 예시한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 착용형 단말기의 예시적인 정면도이다.
도 3a 및 도 3b는 착용형 단말기의 예시적인 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 착용형 단말기를 신체에 착용한 상태를 예시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 착용형 단말기의 전극부에 신체 일부를 접촉한 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기를 예시한 블록도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 센서의 측정값을 예시한 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기가 전송하는 비콘 정보의 예시적인 프레임 구조를 도시한다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부(700)가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부(700)가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 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 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서 설명되는 실시예들은 착용형 단말기에 입력을 위한 물리적인 버튼을 추가로 설치하지 않고도 및/또는 최소한의 버튼으로도, 생체 신호 측정을 위한 전극(단자)를 입력 인터페이스로 이용할 수 있도록 한다. 몇몇 실시예들은 장치가 제1 전극 및 제2 전극에 사용자의 신체 일부가 접촉된 것을 감지하여 장치의 기능을 수행시킴으로써, 별도의 입력 수단을 구비하지 않고 체성분 분석에 사용되는 전극을 사용자의 입력 수단으로 활용하도록 한다.
한편, 이하에서 설명되는 착용형 단말기는 예시적으로, 그러나 한정되지 않게, 체성분 등 생체 정보 측정이 가능한 단말기일 수 있다. 그러나 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 다양한 형태와 용도의 단말기를 일일이 열거하지 않더라도 특정한 용도의 착용형 단말기로만 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 착용형 단말기를 예시한 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 착용형 단말기(10)는 본체(20) 및 착용부(30)를 포함하여 구성된다. 착용형 단말기(10)의 본체(20)는 전원부(100), 전극부(200), 검출회로(300), 체성분 측정 회로(400), 제어부(500), 센서부(600), 디스플레이부(700) 및 저장부(800)를 전부 또는 일부 포함한다. 본체(20)는 외부 인터페이스부(40)를 포함할 수 있다. 본체(20)와 착용부(30)는 서로 연결되어 사용자가 착용할 수 있는 구조를 갖게 된다. 착용형 단말기(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
전원부(100)는 착용형 단말기(10)에 포함된 각각의 구성요소에 전력을 공급한다. 전원부(100)는 일회용 배터리 또는 2차 배터리를 포함하여 구성될 수 있다. 전원부(100)가 2차 배터리를 포함하는 경우 외부 인터페이스부(40)는 충전단자일 수 있으며, 배터리는 외부 인터페이스부(40)를 통하여 연결된 외부 충전기를 통하여 충전된다. 또한, 전원부(100)는 배터리 외에 무선전력 수신기를 포함하여 무선전력 송신기로부터 무선전력을 수신하여 충전될 수도 있다.
전극부(200)는 외부에서 접촉이 가능하도록 본체(20)의 외부에 형성된다. 전극부(200)는 복수의 전극을 포함하며, 각각의 전극들은 이격되어 배치된다. 복수의 전극은 생체 임피던스를 측정하기 위해 전류가 인가되는 전류전극 및 전압을 검출하는 전압전극을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 전류전극 및 전압전극은 사용자의 생체 정보 검출 과정에서 임의로 정해지는 것으로, 특정 위치에 배치된 전극의 역할이 전류전극 또는 전압전극으로서 고정된 것은 아니다. 전극부(200)의 전극은 사용자의 신체 접촉을 감지하거나 생체 임피던스를 측정하기 위해 공통으로 사용될 수 있으며, 신체 접촉 감지를 위한 검출회로(300) 및 생체 임피던스 측정을 위한 생체신호 측정회로(400)와 병렬적으로 연결될 수 있다.
검출회로(300)는 사용자의 신체 접촉을 감지하기 위한 회로로, 전원부(100)와 연결되어 전원을 공급받는다. 전극부(200)의 적어도 2개의 전극은 검출회로(300)와 연결되어 개루프(Open Loop) 회로를 형성한다. 구체적으로, 전극부(200)는 본체(20)의 외부에 형성되고 검출회로(300)는 본체의 내부에 형성되어, 전극과 전극 사이에 검출회로(300)과 연결되어 있는 형태에 해당한다. 검출회로(300)와 연결되어 있는 적어도 2개의 전극에 한 사용자의 신체 일부가 동시에 접촉하면, 전극과 전극 사이가 사용자의 신체를 통해 연결되어 폐루프(Closed Loop) 회로가 형성된다.
다른 일 실시예에 따르면, 검출회로(300)는 후술되는 센서부(600)의 터치 센서를 이용하여 본체(20)로 전달되는 압력(pressure) 변화를 감지할 수 있다. 이를테면, 검출회로(300)는 착용형 단말기(10)를 착용하고 있는 사용자의 손가락 접촉(touch)과 같은 탭핑(tapping) 동작을 감지할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 검출회로(300)는 사용자의 신체 접촉에 따른 착용형 단말기(10) 외부의 임피던스 변화를 감지할 수 있다. 예시적으로, 사용자는 전극부(200)에 포함되는 적어도 2개의 전극 중 어느 하나 전극에 대해 손가락 터치를 수행할 수 있다. 이 경우에, 사용자의 손가락 터치에 따라 검출회로(300)에서는 오버슈팅(overshooting)된 피크값이 감지될 수 있다. 오버슈팅된 피크값은 어느 하나의 전극에 사용자의 손가락이 접촉됨에 따라 개루프 회로의 신호 경로가 일시적으로 변경되어 발생된다. 또한, 검출회로(300)는 오버슈팅된 피크값의 부호에 따라 사용자의 포워드(forward) 방향 터치(제1 전극 터치) 또는 백워드(backward) 방향 터치(제2 전극 터치) 중 어느 하나를 감지할 수 있다.
생체신호 측정회로(400)는 사용자의 생체 임피던스를 측정하기 위한 회로로, 전극부(200)의 복수의 전극과 연결된다. 생체신호 측정회로(400)와 연결된 전극은 전류전극 및 전압전극으로 구분될 수 있으며, 착용형 단말기(10)가 생체 임피던스 측정 모드로 동작하는 경우, 생체신호 측정회로(400)는 전류전극을 통해 사용자의 신체에 전류를 인가하고, 전압전극을 통해 전압을 검출하여 생체 임피던스를 측정한다.
제어부(500)는 다양한 소프트웨어 또는 명령어 세트를 실행하여 착용형 단말기(10)를 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. 예컨대, 제어부(500)는 검출회로(300)와 전극을 포함하여 구성되는 회로가 형성된 것을 감지하여 디스플레이부(700) 또는 착용형 단말기(10)가 수행하는 기능을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 생체신호 측정회로(400), 센서부(600) 또는 저장부(800)로부터 데이터를 획득하여 사용자의 움직임 또는 생리학적 상태를 판단할 수 있다. 제어부(500)는 마이크로프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
센서부(600)는 사용자의 움직임 또는 사용자의 생리학적 상태를 측정할 수 있는 복수의 센서를 포함한다. 센서부(600)는 터치센서, 가속도센서, 자이로센서, 근접센서, RGB(Red Green Blue)센서, 조도센서, GPS(Global Positioning System)센서, 지자기센서, 근전도센서 등의 다양한 센서를 전부 또는 일부 포함한다. 터치센서는 사용자가 착용형 단말기(10)의 디스플레이부(700)를 누르거나 만지는 경우 압력, 정전 등을 이용하여 이를 인식한다. 가속도센서는 물체의 가속도나 진동을 측정하여 착용형 단말기(10)의 단위시간 당 움직임을 감지한다. 자이로센서는 착용형 단말기(10)의 회전 상태를 공간적인 세개의 축으로 감지하여 착용형 단말기(10)의 기울기를 측정한다. 근접센서는 물리적인 접촉 없이 전자계의 힘을 이용하여 착용형 단말기(10) 근처에 있는 물체의 존재 또는 근접여부를 알려준다. RGB센서는 착용형 단말기(10)의 주변 빛의 색조나 색농도를 감지한다. 조도센서는 착용형 단말기(10)의 주변 빛의 밝기를 감지한다. GPS센서는 지구 주위를 도는 복수개 GPS위성과의 시간차를 계산하여 착용형 단말기(10)의 현재 위치를 알려준다. 지자기센서는 지구의 자기장을 감지해 지표방위각을 알려준다. 지자기센서는 GPS센서와 조합하여 위치기반 서비스를 구현하는 데 사용될 수 있다. 근전도센서는 근육이 수축 또는 이완된 정도를 측정한다.
착용형 단말기(10)는 시각, 청각, 촉각 등을 이용하여 착용형 단말기(10)의 정보를 제공한다.
디스플레이부(700)는 사용자에게 시각적인 정보를 제공한다. 디스플레이부(700)는 다양한 디스플레이 패널, 예를 들면, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 박막트랜지스터 액정디스플레이(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT??LCD)로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이부(700)는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 터치스크린은 사용자가 화면의 특정부분에 손이나 특수 장치를 갖다 대면 특정부분에 매칭하는 명령이 실행되는 접촉식 디스플레이이다. 터치스크린은 용량성, 저항성, 광학적, 음향적, 유도적, 기계적, 화학적으로 측정될 수 있는 임의의 현상에 기초하여 터치스크린에서 하나 이상의 터치지점을 검출할 수 있다.
착용형 단말기(10)는 시작적인 정보를 제공하는 라이트(Light), 촉각적인 정보를 제공하는 진동부, 청각적인 정보를 제공하는 스피커 등을 추가로 포함할 수 있다. 라이트는 발광체로서, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 라이트는 색을 변화시키거나 깜박거림으로 정보를 제공할 수 있다. 진동부는 착용형 단말기(10)의 내부에 위치한 반추를 규칙적 또는 불규칙적으로 회전시켜 착용형 단말기(10)를 진동시킨다. 스피커는 전기신호를 음파로 변환한다.
저장부(800)는 착용형 단말기(10)를 동작시키기 위한 소프트웨어, 명령어 세트, 및 데이터 등을 저장한다. 저장부(800)는 제어부(500)에 연결된다. 저장부(800)는 랜덤액세스메모리(Random Access Memory, RAM), 자기 디스크(Magnetic Disc), 플래시 메모리(Flash Memory), 정적램(Static Random Access Memory, SRAM), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory) 등으로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
착용형 단말기(10)는 통신부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 통신부는 전기신호를 전자파로 변환하거나 전자파를 전기신호로 변환하고, 전자파를 이용하여 통신망 또는 다른 사용자의 착용형 단말 장치 (다만, '착용형 단말 장치'에만 국한되는 것은 아니며 비 착용형 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다) 와 통신하는 기능을 수행한다. 통신부는 제어부(500)에 연결된다. 통신부는 무선통신 또는 이동통신 등에 필요한 다양한 통신 프로토콜이 사용될 수 있다. 통신 프로토콜을 예로 들면, 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi??Fi), 와이맥스(WiMAX), GSM(Global System For Mobile Communication), 3G(Third Generation) 이동통신, LTE(Long Term Evolution) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
착용형 단말기(10)는 통신부를 이용하여 모바일 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 모바일 장치에서 실행되는 애플리케이션과 페어링이 가능하다. 모바일 장치에는 스마트폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet PC), 휴대용 개인정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩톱(Laptop) 등이 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
외부 인터페이스부(40)는 착용형 단말기(10)와 외부장치를 연결하는 기능을 수행한다. 외부 인터페이스부(40)는 오디오연결부, 포트연결부 등을 포함할 수 있다. 오디오연결부는 외부의 오디오장치와 유선으로 연결하는 데 사용된다. 예컨대, 오디오장치는 이어폰, 헤드폰 등이 있다. 포트연결부는 다른 컴퓨팅 장치와 유선으로 연결하는 데 사용된다. 포트연결부는 범용 직렬버스(Universal Serial Bus, USB)로 구현될 수 있으나, 다른 유선 포트일 수도 있다.
착용부(30)는 신체에 착용할 수 있는 구조로 형성된다. 착용부(30)는 본체(20)로부터 탈부착될 수 있다. 착용부(30)는 밴드형상일 수 있고, 암밴드 및 수밴드로 구현될 수 있다. 암밴드 및 수밴드는 손목, 팔뚝, 발목 또는 다리뿐만 아니라 인체의 모든 부위에 체결하기 용이한 너비, 길이 및 두께를 갖는다. 착용부(30)는 합성수지 또는 실리콘으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 유연성이 있어 잘 휘어지며 인장강도가 높은 재질이면 무엇이든 가능하다. 착용부(30)는 인체의 피부에 자극이 적은 재질로 이루어질 수 있다.
착용형 단말기(10)는 심박수 측정부, 보행수 측정부, 보행시간 측정부, 소모칼로리 산출부, 보행거리 측정부, 및 잔여 배터리 측정부 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
착용형 단말기(10)의 본체(20)의 각각의 구성요소들은 필요에 따라 다른 구성요소의 기능을 함께 수행할 수 있다. 구성요소들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로로 구현될 수 있다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신버스 또는 신호선을 통하여 통신을 수행한다.
도 2a는 밴드 형태의 착용형 단말기의 예시적인 정면도이고, 도 2b는 시계 형태의 착용형 단말기의 예시적인 정면도이다.
도 3a는 밴드 형태의 착용형 단말기의 예시적인 측면도이고, 도 3b는 시계 형태의 착용형 단말기의 예시적인 (a) 측면도 및 (b) 후면도이다.
도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 착용형 단말기(10)는 본체(20)와 착용부(30)가 연결되어 사용자가 착용할 수 있는 구조를 갖도록 착용부(30)를 본체의 양측에 두 개(30, 35) 구비할 수 있다. 전극의 개수 및 전극이 형성되는 위치는 필요에 따라 다양하게 구현할 수 있다. 외부 인터페이스부(40)는 외부로부터 보호하기 위한 외부 인터페이스부 커버(45)를 포함할 수 있다.
본체(20)의 구성 중 전극부(200)는 본체(20)의 외부에 형성되며, 제1 전극(210), 제2 전극(220), 제3 전극(230) 및 제4 전극(240)을 포함할 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 착용형 단말기(10)를 사용자가 착용하였을 때, 신체의 적어도 일부와 접촉하지 않도록 형성된다. 예컨대, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 본체(20)의 전면에 위치한다.
도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b를 다시 참조하면, 제3 전극(230) 및 제4전극(240)은 착용형 단말기(10)를 사용자가 착용하였을 때, 신체의 일부와 접촉하도록 형성된다. 예컨대, 제3 전극(230) 및 제4전극(240)은 본체(20)의 후면에 위치한다.
도 4a는 밴드 형태의 착용형 단말기를 신체에 착용한 상태를 예시한 도면이고, 도 4b는 시계 형태의 착용형 단말기를 신체에 착용한 상태를 예시한 도면이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 착용형 단말기(10)가 손목에 착용된 상태에서, 본체(20)의 후면에 위치하는 제3 전극(230) 및 제4전극(240)은 손목과 접촉한다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 착용형 단말기(10)가 손목에 착용된 상태에서, 본체(20)의 전면에 위치하는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 외부에 노출되어 있고, 신체의 어떠한 부분과도 접촉하지 않는다.
도 5a는 밴드 형태의 착용형 단말기의 전극부에 신체 일부를 접촉한 상태를 예시한 도면이고, 도 5b는 시계 형태의 착용형 단말기의 전극부에 신체 일부를 접촉한 상태를 예시한 도면이다. 도 5c는 밴드 형태의 착용형 단말기의 디스플레이부에 대해 탭핑 동작을 수행하는 상태를 예시한 도면이고, 도 5d는 밴드 형태의 착용형 단말기의 전극부에 포워드 방향 터치를 수행한 상태를 예시한 도면이다. 도 5d의 실시예에서는, 사용자의 손가락이 제1 전극(210)에 접촉되어 포워드 방향 터치가 구현되는 과정이 도시되나, 사용자의 손가락이 제2 전극(220)에 접촉되어 백워드 방향 터치 또한 구현될 수 있다는 것은 기술 분야의 전문가에게는 자명한 사실일 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기를 예시한 블록도이다. 도 6을 참조하면, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 본체(20)의 내부에 형성된 검출회로(300)와 연결된다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 검출회로(300)가 연결되어 개루프 회로가 형성된다. 도 5a 및 도 5b와 같이, 사용자가 장치를 착용하지 않은 손의 두 손가락을 각각의 전극(210, 220)에 접촉하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 사용자의 손가락을 통해 연결되어 검출회로(300)과 폐루프 회로(Closed Loop)를 형성한다. 제어부(500)는 형성된 폐루프 회로가 형성된 것을 감지하여 사용자의 신체 접촉이 있음을 검출하고, 착용형 단말기(10)가 사용자의 신체 접촉에 따라 기설정된 기능을 수행하도록 제어한다.
제1 전극(210), 제2 전극(220), 제3 전극(230) 및 제4 전극(240)은 본체(20)의 내부에 형성된 생체신호 측정회로(400)와 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 착용형 단말기가 생체신호 측정 모드에서 동작하는 경우, 본체(20)의 전면에 형성된 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 전류전극과 전압전극 한 쌍이 되고, 본체(20)의 후면에 형성된 제3 전극(230)과 제4 전극(240)이 전류전극과 전압전극 한 쌍이 될 수 있다.
체성분 측정 모드에서, 생체신호 측정회로(400)는 제어부(500)의 제어에 따라, 생체 임피던스를 측정하기 위해 전류전극들에 전류를 인가하고, 전압전극들로부터 전압을 검출한다. 제어부(500)는 검출된 전압을 기초로 사용자의 생체 임피던스를 산출하고, 생체 임피던스를 바탕으로 사용자의 체성분을 분석할 수 있다. 본 실시예에서, 전류전극 및 전압전극의 배치는 고정된 것이 아니며, 전극의 역할은 체성분 측정의 정확성을 위해 설계에 따라 변경될 수 있다. 또한, 본체(20) 전면의 전극(210, 220)과 접촉하는 사용자의 신체 부위가 도 5a 및 도 5b와 같이 두 손가락으로 한정되는 것은 아니며, 손가락 하나, 손바닥, 손등 등 착용형 단말기(10) 착용 부분(손목)과 닿지 않도록 두 전극(210, 220)에 동시에 인접한 신체 부위가 접촉되는 경우라면 생체 임피던스의 측정이 가능하다.
착용형 단말기(10)의 체성분 분석 기능이 실행되면, 기설정된 시간 동안 측정이 진행된다. 보다 정확한 체성분 분석 결과값을 산출하기 위해서, 사용자는 두 가지 행동을 주의해야 한다. 생체 임피던스 측정부가 임피던스 측정할 때, 사용자는 오른손과 왼손이 닿지 않도록 주의해야 한다. 또한, 생체 임피던스 측정부가 임피던스 측정을 하는 동안, 사용자는 자세를 유지해야 한다. 측정이 완료되면, 생체 임피던스 측정부는 입력된 체중을 토대로 근육량, 체지방량, 체지방률, 및 체질량지수 등을 산출한다. 체중은 페어링된 모바일 장치로부터 수신할 수 있다. 측정이 완료되면, 디스플레이부(700)는 체지방률을 표시한다. 통신부는 산출된 근육량, 체지방량, 체지방률, 및 체질량지수 등을 페어링된 모바일 장치로 전송한다. 통신부는 측정된 생체의 전류, 전압, 임피던스 중 적어도 하나를 페어링된 모바일 장치로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 제1 전극(210), 제2 전극(220), 제3 전극(230) 및 제4 전극(240)에 사용자의 신체 일부가 접촉 한 것을 감지하고, 모든 전극들(210, 220, 230, 240)에 사용자의 신체가 접촉된 상태로 일정 시간이 경과하면, 별도의 추가 입력이 없이도 착용형 단말기(10)가 생체신호 측정 모드에서 동작하도록 제어할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 전극(210), 제2 전극(220), 제3 전극(230) 및 제4 전극(240)은 각각 생체신호 측정회로(400)와 연결되어 있고, 사용자의 착용시 제3 전극(230) 및 제4 전극(240)은 사용자의 손목과 접촉하고 있다. 이 때, 사용자가 다른 신체 일부를 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 접촉하게 되면, 사용자의 신체, 각각의 전극들(210, 220, 230, 240)과 생체신호 측정회로(400)가 폐루프 회로를 형성하게 되고 제어부(500)는 이러한 폐루프 회로가 형성된 것을 감지하여 사용자의 신체가 모든 전극들(210, 220, 230, 240)에 접촉된 상태인지 여부를 판단할 수 있고, 착용형 단말기(10)가 생체신호 측정 모드에서 동작하도록 제어한다.
생체신호 측정 모드는 체성분 측정 모드뿐 아니라 심전도 측정 모드, 심박 측정 모드, 혈류속도 측정 모드, 혈압 측정 모드일 수 있다. 제어부(500)는 모든 전극들(210, 220, 230, 240)에 사용자의 신체 일부가 접촉한 상태로 일정 시간이 경과하면, 단말기가 어웨이크 모드인지 슬립 모드인지와는 관계없이 기설정된 생체신호 측정 모드로 진입하도록 제어한다.
착용형 단말기(10)는 신체 일부를 이용하여 장치를 조작할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 사용자의 신체 일부는 착용형 단말기(10)를 조작하는 스위치의 역할을 할 수 있다. 예컨대, 착용형 단말기(10)는 전극부(200)를 구비하여, 사용자의 신체 일부가 전극에 접촉하는 경우에 장치의 온/오프, 장치에서 실행되는 기능, 장치의 동작 모드, 장치에서 비콘 정보(beacon information)를 지정된 외부 기기로 전송하는 기능 등을 조작할 수 있다.
착용형 단말기(10)는 어웨이크 모드(Awake Mode)에서 동작한다. 여기서 어웨이크 모드는 착용형 단말기(10)의 전원부가 전력을 효율적으로 사용하기 위하여 착용형 단말기(10)의 유닛들의 동작을 제한하거나 유닛들을 저전력으로 동작시키는 슬립 모드(Sleep Mode)에 반대되는 모드이다. 즉, 어웨이크 모드에서 착용형 단말기(10)는 수행 가능한 복수의 기능 중 어느 하나 이상의 기능을 수행한다. 복수의 기능은 단말기의 수행 기능 변경 기능, 시계 표시 기능, 체성분 분석 기능, 심박수 표시 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여 배터리 표시 기능 등을 포함할 수 있다.
착용형 단말기(10)의 제어부(500)는 슬립 모드(Sleep Mode) 및 어웨이크 모드(Awake Mode) 간에 모드를 전환할 수 있다. 제어부(500)는 착용형 단말기(10)가 슬립 모드일 때 폐루프 회로가 형성된 것을 감지하면, 폐루프 회로가 형성된 상태의 지속 시간과 기설정된 임계값을 비교한다. 이 때, 기설정된 임계값은 어웨이크 모드에 진입하기 위해 사용자가 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 신체 일부를 접촉하고 있어야 하는 시간 값을 말하는 것으로 1 ~ 2 초 내지의 시간 값일 수 있다. 제어부(500)가 지속 시간과 기설정된 임계값(어웨이크 모드 진입을 위한 임계시간)을 비교한 결과, 지속시간이 기설정된 임계값과 동일하거나 지속 시간이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 착용형 단말기를 슬립모드에서 어웨이크 모드로 전환한다.
즉, 착용형 단말기(10)가 슬립 모드일 때, 사용자가 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 손가락을 접촉한 채 일정 시간이 지나면 착용형 단말기(10)는 어웨이크 모드로 진입하여 복수의 기능 중 어느 하나의 기능을 수행하고, 디스플레이부(700)가 켜지고 착용형 단말기(10)가 수행하는 기능에 대응되는 화면이 표시된다. 마찬가지로, 어웨이크 모드 중에 폐루프 회로를 형성한 상태가 지속된 지속 시간에 기반하여, 어웨이크 모드에서 슬립 모드로 전환시킬 수 있다. 또는, 어웨이크 모드 중에 사용자의 접촉이 검출되지 않은 시간에 기반하여 어웨이크 모드에서 슬립 모드로 전환시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 착용형 단말기는 전원부(100), 전극부(200), 제어부(500)을 포함한다. 전극부(200)는 전원부(100)와 개루프 회로를 형성하며 연결된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 갖는다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 사용자의 신체 일부가 접촉되면, 전원부(100), 제1 전극(210), 및 제2 전극(220)이 폐루프 회로를 형성하게 된다. 제어부(500)는 폐루프 회로가 형성된 것을 감지하여 착용형 단말기(10)에 포함된 적어도 하나의 유닛(Unit)이 기설정된 동작을 수행하도록 적어도 하나의 유닛에 명령한다.
예컨대, 제어부(500)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 사용자의 신체 일부가 접촉되면, 착용형 단말기(10)를 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 변경할 수 있다. 제어부(500)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 사용자의 신체 일부가 접촉되면, 센서부(600)의 동작 주파수를 변경할 수 있다.
제어부(500)는 어웨이크 모드에서 착용형 단말기(10)가 복수의 기능 중 하나의 기능을 수행하는 중에 다른 기능을 수행하도록 변경할 수 있다. 제어부(500)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 사용자의 신체 일부가 접촉되거나, 사용자의 신체 접촉으로 착용형 단말기(10)에 물리적인 충격이 가해지는 경우에, 착용형 단말기(10)를 하나의 기능을 수행하는 제1 모드에서 다른 기능을 수행하는 제2 모드로 변경할 수 있다. 착용형 단말기(10)에 가해진 물리적인 충격은 센서부(600)의 센서에 의해 감지될 수 있다. 예컨대, 제어부(500)는 가속도 센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 착용형 단말기(10)에 가해지는 충격량을 계산하여 사용자의 신체 접촉이 있었는지 여부를 감지할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 센서의 측정값을 예시한 그래프이다.
어웨이크 모드(702) 중에 폐루프 회로를 형성한 상태가 지속된 지속 시간에 기반하여, 어웨이크 모드(702)에서 슬립 모드(703)로 전환시킬 수 있다. 또는, 어웨이크 모드(702) 중에 사용자의 접촉이 검출되지 않은 시간에 기반하여 어웨이크 모드(702)에서 슬립 모드(703)로 전환시킬 수 있다.
센서부(600)는 사용자의 움직임 또는 사용자의 생리학적 상태를 측정할 수 있는 복수의 센서를 포함한다. 센서부(600)의 일부 센서는 슬립 모드에서 기설정된 제1 주파수에 기초하여 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지한다. 착용형 단말기(10)가 어웨이크 모드 상태인 경우, 센서부(600)의 일부 센서는 사용자에 의한 장치 조작 동작(이하 접촉 제스처)을 검출하기 위해 제1 주파수보다 높은 제2 주파수에 기초하여 물리적 접촉 또는 폐루프 회로의 형성 여부를 감지한다. 여기서 센서부(600)는 착용형 단말기(10)의 외부에 장착된 터치센서, 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 가속도센서 또는 근육이 수축 또는 이완된 정도를 측정하는 근전도센서 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7a을 참조하면, 도면부호 710 및 도면부호 730의 센서의 동작 주기와 도면부호 720의 센서의 동작 주기가 상이하다. 즉, 슬립 모드일 때의 센서의 동작 주파수와 어웨이크 모드일 때의 센서의 동작 주파수가 상이하다. 본 실시예에서 슬립 모드일 때의 센서의 동작 주파수(제1 주파수)보다 어웨이크 모드일 때의 센서의 동작 주파수(제2 주파수)를 높게 설정하여, 슬립 모드일 때는 사용자에 의한 장치 조작이 없는 상태이므로 제1 주파수에서는 사용자의 접촉 제스처를 감지하는 수준을 낮추고, 어웨이크 모드일 때는 사용자에 의한 장치 조작이 있을 수 있으므로 제2 주파수에서는 사용자의 접촉 제스처를 감지하는 수준을 더 높인다.
센서부(600)의 센서는 슬립 모드에서도 사용자의 움직임 또는 생리학적 상태를 계속적으로 측정하고 있으며, 어웨이크 모드에서 센서부(600)는 사용자의 움직임 또는 생리학적 상태를 측정함과 동시에 사용자의 접촉 제스처를 검출한다. 도 7a을 참조하면, 도면부호 720 및 도면부호 730의 센서의 측정값의 크기가 도면부호 710의 센서의 측정값의 크기보다 더 큰데, 제1 주파수로 측정한 슬립 모드에서의 센서값은 사용자의 움직임 또는 생리학적 상태를 파악하는 데에 사용되며 사용자의 접촉 제스처 검출에는 사용되지 않는다. 즉, 슬립 모드에서는 센서를 이용한 사용자의 접촉 제스처 검출이 이루어지지 않는다.
실시예들에 따른 착용형 단말기에 의하면, 본체 외부에 별도의 사용자의 입력 수단을 설치할 필요가 없기 때문에, 좌우 대칭적인 설계가 가능하고, 제조비용을 절감할 수 있고, 방수 처리에 유리하고, 제품 고장의 주된 원인을 제거할 수 있다. 또한, 사용자의 의도와 상관없이 장치를 동작시키는 것을 방지하면서 전원부(100)의 전력을 효율적으로 관리할 수 있다.
사용자의 접촉 제스처는 누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn), 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작이다. 제어부(500)는 어웨이크 모드(702)에서 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지하여 사용자의 접촉 제스처를 검출할 수 있다. 예컨대, 가속도센서를 이용하여 사용자의 탭 동작을 검출할 수 있으나 사용자의 접촉 제스처가 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 동작을 검출할 수 있다.
착용형 단말기(10)는 사용자의 접촉 제스처에 기반하여 어웨이크 모드에서 실행 가능한 복수의 기능들 간에 변경할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 사용자의 접촉 제스처에 기반하여 착용형 단말기(10)가 수행하는 기능을 변경하고, 디스플레이부(700)에 표시되는 정보를 변경할 수 있다.
복수의 기능을 실행하는 착용형 단말기는 전원부(100), 전극부(200), 제어부(500), 센서부(600), 및 디스플레이부(700)을 포함한다. 복수의 기능은 단말기의 수행 기능 변경 기능, 시계 표시 기능, 체성분 분석 기능, 심박수 표시 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여 배터리 표시 기능 비콘 정보 전송 기능 등을 포함한다. 체성분은 전극부(200)를 이용하여 생체 임피던스를 측정하여 분석된다. 보행수는 센서부(600)를 이용하여 측정된다.
전극부(200)는 제1 전극 및 제2 전극을 갖는다. 제1 전극 및 상기 제2 전극에 사용자의 신체 일부가 접촉되면 제어부(500)는 착용형 단말기를 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환시킨다. 디스플레이부(700)는 제어부(500)에 연결되어, 어웨이크 모드에서 복수의 기능 중 적어도 하나에 관한 정보를 표시한다. 센서부(600)는 제어부(500)에 연결되어, 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지한다. 제어부(500)는 센서부(600)를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 검출한다. 사용자의 접촉 제스처가 검출되면, 제어부(500)는 착용형 단말기(10)가 수행하는 기능을 변경하고, 디스플레이부(700)는 하나의 기능에 관한 정보에서 다른 기능에 관한 정보로 변경하여 표시한다.
착용형 단말기는 저장부(800)를 포함할 수 있다. 저장부(800)는 시계 표시 기능, 체성분 분석 기능, 심박수 표시 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여 배터리 표시 기능 중 적어도 두 개의 기능에 관한 순차(Sequence)를 저장한다. 사용자의 접촉 제스처가 검출되면, 디스플레이부(700)는 적어도 두 개의 기능에 관한 정보를 순차에 맞춰서 표시한다. 적어도 두 개의 기능에 관한 순차는 페어링된 모바일 장치의 애플리케이션을 이용하여 설정할 수도 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기가 전송하는 비콘 정보의 예시적인 프레임 구조를 도시한다. 도 7b를 참조하면, 어웨이크 모드(702)에서 착용형 단말기가 전송하는 비콘 정보의 프레임 구조가 도시된다. 구체적으로, 착용형 단말기는 어웨이크 모드(702)에서 지정된 외부 기기로 비콘 정보를 전송할 수 있다. 이를테면, 지정된 외부 기기는 아파트 출입문에 배치된 경비 장치, 도서관이나 헬스장의 게이트(gate) 장치, 건물 내에 배치된 엘리베이터 제어 장치와 같이 통신 인터페이스를 가지며 특정 기능을 수행하는 장치를 나타낼 수 있다. 앞서 기재한 지정된 외부 기기는 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐, 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것은 아닐 것이다. 구체적으로, 지정된 외부 기기가 마트 내에 배치된 POS(Point of Sale) 단말 및 자택 내에 배치된 스마트 스피커 등과 같은 장치로 구현되는 실시예 또한 본 실시예의 범위에 포함된다고 할 것이다.
비콘 정보는 프리앰블(preamble)(741), 접근 주소(access address)(742), 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)(743) 및 순환 중복 검사(CRC: Cyclical Redundancy Check) 데이터(744)를 포함할 수 있다. 프리앰블(741)은 착용형 단말이 지정된 외부 기기와 데이터 통신을 수행하기 위한 접속 프로토콜을 결정하는 제어 정보를 포함할 수 있다. 또한, 프리앰블(741)은 착용형 단말이 데이터 통신에 이용할 리소스 정보를 결정하는 제어 정보를 포함할 수 있다. 접근 주소(742)는 지정된 외부 기기에 관한 인터넷 프로토콜 주소 정보를 포함할 수 있다. 순환 중복 검사 데이터(744)는 통신 과정 중 데이터 오류를 검출하기 위해 미리 약속된 길이의 지정 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 프로토콜 데이터 유닛(743)은 헤더(header)(751), 맥 주소(MAC address)(752) 및 데이터(753)를 포함할 수 있다. 데이터(753) 필드에는 비콘 프리픽스(prefix)(761), 기기 고유식별자(UUID: Universally Unique IDentifier)(762), 메이저 필드(763), 마이너 필드(764) 및 전송 전력 필드(765)가 포함될 수 있다. 비콘 프리픽스(761)에는 전송되는 데이터의 정보 유형을 요약하는 데이터 정보가 포함될 수 있다. 기기 고유식별자는 하나의 착용형 단말기가 고유하게 갖는 기기의 시리얼 넘버로서 외부 기기가 착용형 단말기를 식별하도록 하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 착용형 단말기는 메이저 필드(763) 및 마이너 필드(764)에 할당된 데이터 바이트(bytes) 값을 이용하여 어웨이크 모드(702)에서 수행되는 다양한 기능을 구현할 수 있다. 또한, 헤더(751) 및 맥 주소(752)는 블루투스 기반 통신 분야의 전문가에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예로서, 착용형 단말기는 사용자의 접촉에 의해 어웨이크 모드(702)가 수행되면, 지정된 외부 기기와의 통신을 통해 도서관 출입(체크인, 체크아웃) 기능, 지정된 물품 자동 구매 기능 등을 수행할 수 있다. 예시적으로, 메이저 필드(763) 및 마이너 필드(764) 각각에 2 바이트의 데이터 공간이 할당된 경우가 있을 수 있다. 이 경우에, 착용형 단말기는 지정된 외부 기기에 응답하여 메이저 필드(763) 값 및 마이너 필드(764) 값에 따라 아래의 표 1과 같은 동작을 수행할 수 있다.
메이저 필드(763) 값 마이너 필드(764) 값 착용형 단말기의 기능
01 01 도서관 체크인
01 02 도서관 체크아웃
02 01 제1 물품 구매
02 02 제2 물품 구매
본 실시예에 따른, 착용형 단말기는 어웨이크 모드(702)에서 지정된 외부 기기로 미리 결정된 비콘 정보를 전송함으로써 다양한 부가 기능을 수행하는 효과를 제공할 수 있다. 앞서 표 1에 기재된 설명은 본 실시예의 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐, 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 이를테면, 착용형 단말기는 어웨이크 모드(702)에서 비콘 정보를 전송함으로써 로비(lobby)에서 엘리베이터의 버튼을 직접 누르지 않고도, 엘리베이터가 자동으로 내려오도록 하는 제어 정보를 발송하거나 아파트 주차 게이트(gate)에 대해 출입 요청을 발송하는 것과 같은 다양한 변형 기능을 수행할 수 있다. 또한, 메이저 필드(763) 및 마이너 필드(764)에 할당되는 데이터의 바이트 크기 또한 통상 기술자의 구현 방식에 따라 다양한 변형이 가능할 것이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부(700)가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 슬립모드(801)에서 디스플레이부(700)는 꺼져있다(890). 어웨이크 모드(802)에서 디스플레이부(700)는 장치가 제공하는 기능 또는 정보를 나타내는 화면을 표시한다. 디스플레이부(700)가 표시하는 화면은 시계 화면(810), 체성분 측정 화면(820, 822, 824, 826), 심박수 측정 화면(830, 832, 834, 836), 보행수 화면(840, 842), 보행시간 화면(850, 852), 소모칼로리 화면(860, 862), 보행거리 화면(870, 872), 잔여 배터리 화면(880, 882) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이부(700)의 화면 표시는 착용형 단말기(10)의 제어부(500)가 제어하며, 제어부(500)는 사용자의 접촉 제스처에 대응하여 디스플레이부(700)의 동작을 제어할 수 있다.
체성분 측정 화면(820, 822, 824, 826)은 체성분 측정 모드로 진입했음을 알리는 화면(820), 체성분 측정을 위해 사용자의 손가락을 전극에 접촉시키도록 유도하는 화면(822), 측정 진행률을 알리는 화면(824), 측정 결과를 알리는 화면(826) 등으로 구성될 수 있으며, 체성분 측정 진행에 따라 순차로 디스플레이부(700)에 표시된다.
심박수 측정 화면(830, 832, 834, 836)은 심박수 측정 모드로 진입했음을 알리는 화면(830), 심박수 측정을 위해 사용자의 손가락을 전극에 접촉시키도록 유도하는 화면(832), 측정 진행률을 알리는 화면(834), 측정 결과를 알리는 화면(826) 등으로 구성될 수 있으며, 심박수 측정 진행에 따라 순차로 디스플레이부(700)에 표시된다.
보행수 화면(840, 842)은 보행수를 표시하는 것임을 알리는 화면(840), 보행수를 표시하는 화면(842)으로 구성될 수 있으며, 표시되는 보행수는 사용자의 접촉 제스처가 검출된 시점부터 측정된 보행수이거나 특정 시점부터 누적된 보행수일 수 있다. 보행수에 관한 측정여부, 측정개시 시점, 또는 측정완료 시점 등은 페어링된 모바일 장치의 애플리케이션을 이용하여 설정될 수도 있다.
보행시간 화면(850, 852)은 보행시간을 표시하는 것임을 알리는 화면(850), 보행시간을 표시하는 화면(852)으로 구성될 수 있으며, 표시되는 보행시간은 사용자의 접촉 제스처가 검출된 시점부터 측정된 보행시간이거나 특정 시점부터 누적된 보행시간일 수 있다. 보행시간에 관한 측정여부, 측정개시 시점, 또는 측정완료 시점 등은 페어링된 모바일 장치의 애플리케이션을 이용하여 설정될 수도 있다.
소모칼로리 화면(860, 862)은 소모칼로리를 표시하는 것임을 알리는 화면(860), 소모칼로리를 표시하는 화면(862)으로 구성될 수 있으며, 표시되는 소모칼로리는 사용자의 접촉 제스처가 검출된 시점부터 산출된 소모칼로리이거나 특정 시점부터 누적된 소모칼로리일 수 있다. 소모칼로리에 관한 측정여부, 측정개시 시점, 또는 측정완료 시점 등은 페어링된 모바일 장치의 애플리케이션을 이용하여 설정될 수도 있다.
보행거리 화면 (870, 872)은 보행거리를 표시하는 것임을 알리는 화면(870), 보행거리를 표시하는 화면(872)으로 구성될 수 있으며, 표시되는 보행거리는 사용자의 접촉 제스처가 검출된 시점부터 산출된 보행거리이거나 특정 시점부터 누적된 보행거리일 수 있다. 보행거리에 관한 측정여부, 측정개시 시점, 또는 측정완료 시점 등은 페어링된 모바일 장치의 애플리케이션을 이용하여 설정될 수도 있다.
잔여 배터리 화면(880, 882)은 잔여 배터리를 표시하는 것임을 알리는 화면(880), 잔여 배터리를 표시하는 화면(882)으로 구성될 수 있으며, 전원부(100)의 전력량에 따라 퍼센트(%)로 표시할 수 있다.
도 8b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부(700)가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
도 8b를 참조하면, 슬립모드(801)에서 디스플레이부(700)는 꺼져있다(890). 이 경우에, 착용형 단말기는 사용자와의 제1 인터랙션(804) 또는 제2 인터랙션(805)에 응답하여 제1 어웨이크 모드(802) 및 제2 어웨이크 모드(803) 중 어느 하나로 진입할 수 있다. 예시적으로, 제1 인터랙션(804)은 착용형 단말기에 포함되는 두 전극 모두에 사용자의 신체 일부가 접촉되는 동작을 나타낼 수 있다. 구체적으로 제1 인터랙션(804)은 착용형 단말기의 제1 전극(210)과 제2 전극(220)에 사용자의 손가락이 연결되어 검출회로(300)가 폐루프 회로(Closed Loop)를 형성하는 동작을 나타낼 수 있다. 또한, 제2 인터랙션(805)은 착용형 단말기에 포함되는 디스플레이부(700)를 사용자가 탭핑하는 동작을 나타낼 수 있다.
제1 어웨이크 모드(802)에서 제공되는 화면에 관한 설명은 앞서 도 8a에 기재된 시계 화면(810), 체성분 측정 화면(820, 822, 824, 826), 심박수 측정 화면(830, 832, 834, 836), 보행수 화면(840, 842), 보행시간 화면(850, 852), 소모칼로리 화면(860, 862), 보행거리 화면(870, 872), 잔여 배터리 화면(880, 882)에 관한 설명이 그대로 적용될 수 있어, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 어웨이크 모드(802)에서 착용형 단말기는 사용자에 의해 미리 결정된 복수의 기능 화면(891, 892, 893, 894)를 출력할 수 있다. 예시적으로, 제2 어웨이크 모드(802)에서 착용형 단말기는 지정된 외부 기기로 비콘 정보를 전송하는 통신 모드를 수행할 수 있다. 또한, 각각의 기능 화면(891, 892, 893, 894)은 외부 기기와의 데이터 통신을 통해 구현되는 특정 기능을 나타낼 수 있다.
사용자는 착용형 단말기에 포함되는 두 전극 중 하나의 전극을 터치함에 따라 포워드 방향 터치 또는 백워드 방향 터치를 수행할 수 있다. 위와 같은 사용자의 포워드 방향 터치 또는 백워드 방향 터치에 따라, 착용형 단말기는 사용자에게 출력되는 기능 화면을 하나의 인덱스만큼(위, 아래로) 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 착용형 단말기는 제1 기능 화면(891)으로부터 순차적으로(891??>892??>893??>894) 제4 기능 화면(894)을 출력할 수도 있고, 제2 기능 화면(892)에서 다시 제1 기능 화면(891)을 출력하는 것 또한 가능할 것이다. 예시적으로, 착용형 단말기는 사용자에 의해 위쪽 방향에 배치된 제1 전극이 터치되면, 포워드 방향 터치에 응답하여 기능 화면의 인덱스가 한 단계 커지도록 변경할 수 있다. 또한, 사용자에 의해 아래쪽 방향에 배치된 제2 전극이 터치되면 착용형 단말기는 백워드 방향 터치에 응답하여 기능 화면의 인덱스가 한 단계 작아지도록 변경할 수 있다.
기능 화면(891, 892, 893, 894) 각각은 사용자가 미리 설정해놓은 착용형 단말기의 기능에 대응될 수 있다. 이를테면, 제1 기능 화면(891)은 사용자가 조식으로 섭취하는 샐러드에 대한 자동 주문 기능을 나타내고, 제2 기능 화면(892)은 도서관 출입 게이트에 대한 체크인 기능을 나타내고, 제3 기능 화면(893)은 도서관 출입 게이트에 대한 체크아웃 기능을 나타내며, 제4 기능 화면(894)은 아파트 로비(1층)에서 엘리베이터가 1층으로 자동 이동되도록 하는 요청 기능을 나타낼 수 있다. 위와 같이 설명된 복수의 기능 화면(891, 892, 893, 894)은 비콘 정보의 전송을 통해 구현될 수 있다. 전송되는 비콘 정보의 프레임 구조에 대해서는 도 7b와 함께 설명된 기재가 그대로 적용될 수 있어 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 앞서 기재한 각각의 기능들에 대한 설명은 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐, 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 이를테면, 사용자는 착용형 단말기의 비콘 정보 전송 기능을 이용하여 지정된 물품에 대한 자동 구매를 수행하거나, 날씨/온도에 맞는 음악을 재생하는 것과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있을 것이다. 따라서 사용자는 착용형 단말기가 제공하는 비콘 정보 전송 기능을 이용하여 지정된 외부 기기와 자동으로 데이터 통신을 수행할 수 있고, 그에 따라 생활 반경 내에서의 구매, 예약, 주문, 출입과 같은 동작을 자동으로 수행하는 효과를 기대할 수 있다.
착용형 단말기(10)에서 사용자의 접촉 제스처가 검출됨에 따라, 디스플레이부(700)는 상기 화면들을 표시한다. 사용자의 접촉 제스처가 일정 시간 이내에서 반복되는 경우, 즉, 장치가 일정 시간 이내에서 반복되는 사용자의 접촉 제스처(이하, 기능 전환 동작이라 함)을 검출하는 경우, 디스플레이부(700)는 접촉 제스처가 검출될 때마다 상기 화면들을 순차로 표시한다. 이 때의 접촉 제스처는 원 탭 동작일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 디스플레이부(700)가 시계(810)를 표시하던 중 기능 전환 동작을 검출하면, 즉, 사용자가 탭 동작을 장치에 입력시키면, 디스플레이부(700)는 각 탭 동작이 검출될 때마다 체성분 측정 화면, 심박수 측정 화면, 보행수 화면 등을 순차로 전환하여 표시한다.
장치가 제공하는 기능 또는 정보를 나타내는 화면이 복수의 화면으로 구성된 경우에 기능 전환 동작이 검출되면, 해당 정보를 표시하는 화면의 첫 화면만을 순차로 표시한다. 일정 시간 이내에서 더 이상 사용자의 접촉 제스처가 검출되지 않으면, 해당 정보를 나타내는 화면의 다음 화면을 표시한다. 즉, 사용자는 순차로 표시되는 첫 화면을 보고, 원하는 정보가 표시될 때까지 접촉 제스처를 반복하여 사용자가 원하는 정보를 표시하도록 선택할 수 있다.
예컨대, 기능 전환 동작이 검출되어 디스플레이부(700)에 표시되는 화면이 순차로 전환하던 중 보행수를 표시하는 것임을 알리는 화면(840)이 표시되고 있을 때에 일정 시간 동안 더 이상 반복되는 접촉 제스처가 검출되지 않으면, 이는 사용자가 보행수 표시 기능을 선택한 것으로, 디스플레이부(700)는 보행수를 나타내는 화면(842)을 표시한다.
도 8a 및 도 8b 각각에 도시된 표시 화면 및 화면의 전환 순서는 예시적인 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자의 접촉 제스처는 누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn), 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작일 수 있다. 제어부(500)는 어웨이크 모드(802)에서 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지하는 센서를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 검출할 수 있다.
사용자의 접촉 제스처는 착용형 단말기(10) 및 사용자의 신체 일부 간의 접촉 또는 착용형 단말기(10) 및 사물 간의 접촉에 기반하여 검출될 수 있다. 사용자의 접촉 제스처는 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역, 또는 이들의 조합을 이용하여 검출될 수 있다.
예컨대, 이러한 착용형 단말기 및 사용자의 신체 일부 간의 접촉은 장치에 포함된 검출회로, 검출회로와 연결된 2개의 전극 및 2개의 전극에 접촉한 사용자의 신체로 구성되는 폐루프 회로에 흐르는 폐루프 회로의 형성 여부를 감지하여 검출할 수 있다. 또한, 가속도센서 또는 터치스크린을 이용하여 사용자의 두드리는 동작, 미는 동작, 회전 동작 등을 검출할 수 있다.
사용자의 접촉 제스처는 사용자의 신체 일부와 접촉된 근육이 수축 또는 이완된 정도에 기반하여 검출될 수 있다. 사용자의 접촉 제스처는 수축 또는 이완된 횟수, 수축 또는 이완된 시간, 수축 또는 이완 간의 시간 간격, 수축 또는 이완의 변화율, 및 이들의 조합을 이용하여 검출될 수 있다. 예컨대, 이러한 근육의 수축 또는 이완된 정도는 근전도센서를 이용하여 검출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 착용형 단말기에 의하면, 본체 외부에 별도의 사용자의 입력 수단을 설치할 필요가 없고, 사용자의 직관적인 동작만으로 장치가 제공하는 여러 기능들 또는 장치에 표시되는 정보들 간의 전환이 가능하다.
복수의 기능을 실행하는 착용형 단말기는 전원부(100), 전극부(200), 검출회로(300), 생체신호 측정회로(400), 제어부(500), 센서부(600), 디스플레이부(700), 및 저장부(800)를 포함한다. 복수의 기능은 단말기의 수행 기능 변경 기능, 시계 표시 기능, 체성분 분석 기능, 심박수 표시 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여 배터리 표시 기능 등을 포함한다. 체성분은 전극부(200)의 복수의 전극을 이용하여 생체 임피던스를 측정하여 분석된다. 보행수는 센서부(600)의 센서를 이용하여 측정된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
전극부(200)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 갖는다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 사용자의 신체 일부가 접촉되면 제어부(500)는 착용형 단말기를 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환시킨다. 디스플레이부(700)는 어웨이크 모드에서 복수의 기능 중 적어도 하나에 관한 정보를 표시한다. 센서부(600)는 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지한다. 저장부(800)는 복수의 기능에 기설정된 복수의 사용자의 접촉 제스처들을 매칭하여 저장한다. 제어부(500)는 센서부(600)에서 감지한 사용자의 물리적 접촉에 기반하여 기설정된 복수의 사용자의 접촉 제스처들 중에서 하나의 접촉 제스처를 검출한다. 제어부(500)는 검출한 접촉 제스처에 대응하는 하나의 기능을 저장부(800)로부터 독출한다. 디스플레이부(700)는 하나의 접촉 제스처에 대응하는 하나의 기능에 관한 정보를 표시한다.
착용형 단말기(10)의 저장부(800)는, 복수의 기능에 대응되는 복수의 접촉 제스처를 저장하고 있으며, 제어부(500)는 사용자의 접촉 제스처가 검출되면 대응되는 기능을 저장부(800)로부터 독출하여, 착용형 단말기(10)가 접촉 제스처에 대응되는 기능을 수행하도록 하고, 디스플레이부(700)가 관련된 화면을 출력하도록 제어한다.
도 9를 참조하면, 디스플레이부(700)는 어웨이크 모드(902)에서 시계 화면(910), 체성분 측정 화면(920, 922, 924, 926), 심박수 측정 화면(930, 932, 934, 936), 보행수 화면(940, 942), 보행시간 화면(950, 952), 소모칼로리 화면(960, 962), 보행거리 화면(970, 972), 잔여 배터리 화면(980, 982) 등을 표시한다. 사용자의 접촉 제스처가 검출되면, 디스플레이부(700)는 하나의 접촉 제스처에 대응하는 기능과 관련된 화면을 표시한다.
사용자의 접촉 제스처는 누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn), 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작이다. 제어부(500)는 어웨이크 모드(902)에서 물리적 접촉을 감지하거나 폐루프 회로의 형성 여부를 감지하는 센서를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 검출할 수 있다. 예컨대, 가속도센서를 이용하여 사용자의 탭 동작을 검출할 수 있으나 사용자의 접촉 제스처가 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 동작을 검출할 수 있다.
사용자의 접촉 제스처는 착용형 단말기(10) 및 사용자의 신체 일부 간의 접촉 또는 착용형 단말기(10) 및 사물 간의 접촉에 기반하여 검출될 수 있다. 사용자의 접촉 제스처는 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역, 또는 이들의 조합을 이용하여 검출될 수 있다. 예컨대, 이러한 접촉은 가속도센서를 이용하여 검출될 수 있다.
사용자의 접촉 제스처는 사용자의 신체 일부와 접촉된 근육이 수축 또는 이완된 정도에 기반하여 검출될 수 있다. 사용자의 접촉 제스처는 수축 또는 이완된 횟수, 수축 또는 이완된 시간, 수축 또는 이완 간의 시간 간격, 수축 또는 이완의 변화율, 및 이들의 조합을 이용하여 검출될 수 있다. 예컨대, 이러한 근육의 수축 또는 이완된 정도는 근전도 센서를 이용하여 검출될 수 있다.
예컨대, 체성분 측정 기능은 탭 동작에 대응되고, 시계 표시 기능은 미는 동작에 대응되는 경우, 제어부(500)가 사용자의 탭 동작을 검출하면, 착용형 단말기(10)가 체성분 측정 모드로 진입하도록 하고, 디스플레이부(700)에 체성분 측정화면(920)을 표시한다. 디스플레이부(700)는 장치에서 체성분 측정이 진행됨에 따라 순차로 체성분 측정 모드로 진입했음을 알리는 화면(920), 체성분 측정을 위해 사용자의 손가락을 전극에 접촉시키도록 유도하는 화면(922), 측정 진행률을 알리는 화면(924), 측정 결과를 알리는 화면(926)을 표시한다.
또는, 체성분 측정 기능은 원 탭(One Tap) 동작에 대응되고, 시계 표시 기능은 투 탭(Two Tap) 동작에 대응될 수 있으며, 이러한 착용형 단말기(10)가 수행 가능한 기능들은 다양한 접촉 제스처에 매칭될 수 있다.
이러한 접촉 제스처는 센서로부터 출력되는 센싱 데이터나 폐루프 회로가 형성되는 시간적인 패턴을 이용하여 검출할 수 있다. 폐루프 회로가 형성되는 시간적인 패턴이란, 착용형 단말기(10)가 사용자의 신체 일부가 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 접촉하는 패턴을 말하는 것으로, 신체와 전극간의 접촉 횟수, 접촉 시간, 접촉 시간 간격 등을 이용하여 접촉 제스처를 검출한다.
예컨대, 사용자가 일정 시간 내에 제1 전극(210)과 제 2 전극(220)에 손가락을 연속하여 두 번 접촉시킨 경우, 폐루프 회로가 형성되는 과정이 두 번 반복되고, 이는 투 탭 동작에 대응될 수 있으며, 제어부는 이를 검출하여 접속 제스처에 매칭이 되는 기능이 수행되도록 제어한다.
이러한 접촉 제스처에 의해 수행되는 기능은, 도 8a 및 도 8b에서 설명한 바와 같은 디스플레이부(700)의 화면 표시 순서에 의해 제한되지 않으며, 사용자의 접촉 제스처에 기반해 표시되는 화면이 결정된다. 즉, 일정 시간 이내에서 반복되는 사용자의 접촉 제스처가 검출되면 디스플레이부(700)에 표시되는 화면이 순차로 전환되고, 특정 기능과 대응되는 사용자의 접촉 제스처가 검출되면, 해당 접촉 제스처에 대응되는 기능이 수행되고 관련 화면이 디스플레이부(700)에 표시된다.
본 발명의 실시예에 따른 착용형 단말기에 의하면, 본체 외부에 별도의 사용자의 입력 수단을 설치할 필요가 없고, 사용자가 단순한 동작만으로 장치에서 제공하는 여러 기능들 또는 장치에 표시되는 정보들을 선택할 수 있다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용형 단말기의 디스플레이부가 표시하는 정보를 예시한 도면이다.
착용형 단말기(10)의 저장부(800)는, 장치가 수행할 수 있는 복수의 기능이 수행된 빈도수를 저장하고 있다. 제어부(500)는 사용자에 의한 기능 전환 동작이 검출되는 경우에 저장부(800)에 저장된 복수의 기능에 대한 빈도수를 비교하여, 사용 빈도가 높은 순서대로 착용형 단말기(10)가 수행하는 기능을 전환하고, 디스플레이부(700)가 관련된 화면을 출력하도록 제어한다.
도 10을 참조하면, 디스플레이부(700)는 어웨이크 모드(1002)에서 시계 화면(1010), 체성분 측정 화면(1020, 1022, 1024, 1026), 심박수 측정 화면(1030, 1032, 1034, 1036), 보행수 화면(1040, 1042), 보행시간 화면(1050, 1052), 소모칼로리 화면(1060, 1062), 보행거리 화면(1070, 1072), 잔여 배터리 화면(1080, 1082) 등을 표시한다. 사용자의 기능 전환 동작이 검출되면, 디스플레이부(700)는 상기 화면들을 순차로 표시한다. 전환되는 화면의 표시 순서는, 저장부(800)에 저장된 각 기능의 수행 빈도수에 기반하여 결정된다.
저장부(800)에 저장된 빈도수는 사용자가 착용형 단말기(10)의 수행 기능을 선택할 때마다 업데이트 된다. 사용자가 기능 전환 동작을 통해 특정 기능을 수행시키거나 접촉 제스처를 통해 특정 기능을 수행시킨 경우 모두 빈도수가 업데이트 되는 경우에 해당한다.
예컨대, 체성분 측정 기능, 시계 표시 기능, 심박수 측정 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여배터리 표시 기능 순으로 수행 빈도수가 높은 것으로 나타나는 경우에, 사용자의 기능 전환 동작이 있을 때, 체성분 측정 기능, 시계 표시 기능, 심박수 측정 기능, 보행수 표시 기능, 보행시간 표시 기능, 소모칼로리 표시 기능, 보행거리 표시 기능, 잔여배터리 표시 기능 순으로 장치의 수행 기능을 전환시킨다.
이상에서 설명된 실시예들에 의하면, 장치가 제1 전극 및 제2 전극에 사용자의 신체 일부가 접촉한 것을 감지하여 장치의 기능을 수행시킴으로써, 체성분 분석에 사용되는 전극이 사용자의 입력 인터페이스로서 활용될 수 있다. 따라서 버튼형/터치형 스위치를 별도로 구비하는 것을 최대한 억제하면서도 생체 신호 측정을 위한 전극을 스위치로 이용할 수 있다.
일부 실시예들에 의하면, 본체 외부에 별도의 사용자 입력 수단을 설치할 필요가 없기 때문에, 좌우 대칭적인 설계가 가능하여 사용자의 편의를 도모할 뿐 아니라, 제조비용을 절감할 수 있고, 방수 처리에 유리하며, 제품 고장의 주된 원인을 제거할 수 있고, 사용자의 의도와 상관없이 장치가 동작되는 것도 방지된다. 예시적으로 슬립(sleep) 모드에 있을 때 박스에 들어 있는 제품이 운송 중에 흔들리는 등으로 웨이크온 되어 전력이 소모되는 것도 방지 가능하다.
나아가, 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서를 통하여 당업자에게 예상되는 다양한 것들이 있을 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10: 착용형 단말기 20: 본체
30, 35: 착용부
40: 외부 인터페이스부 45: 외부 인터페이스부 커버
100: 전원부 200: 전극부
210: 제1 전극 220: 제2 전극
230: 제3 전극 240: 제4전극
300: 검출회로 400: 생체신호 측정회로
500: 디스플레이부 600: 저장부
701, 703, 801, 901, 1001: 슬립 모드
702, 802, 902, 1002: 어웨이크 모드
810, 910, 1010: 시계 화면
820, 920, 1020: 체성분 측정 화면 830, 930, 1030: 심박수 측정 화면
840, 940, 1040: 보행수 화면 850, 950, 1050: 보행시간 화면
860, 960, 1060: 소모칼로리 화면 870, 970, 1070: 보행거리 화면
880, 980, 1080: 잔여 배터리 화면 890, 990, 1090: 화면꺼짐

Claims (22)

  1. 단말기 본체 및 단말기 본체에 연결되어 손목을 포함한 신체 일부에 착용할 수 있게 하는 밴드를 포함하는 착용형 단말기에 있어서,
    검출회로;
    상기 검출회로와 각각 연결되는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 동시에 사용자의 신체 일부가 접촉하여, 사용자의 신체를 통해 상기 검출회로, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 신호 경로를 형성하면, 착용형 단말기가 기설정된 기능을 수행하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 착용형 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    슬립 모드(Sleep Mode)일 때 상기 신호 경로가 형성되면, 상기 신호 경로가 형성된 상태의 지속 시간과 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 지속 시간이 상기 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드(Awake Mode)로 전환시키는 착용형 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    사용자의 접촉을 감지하는 센서
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    폐루프 회로의 형성 여부 또는 상기 센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 어웨이크 모드일 때 상기 접촉 제스처를 감지하면 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능을 순차로 변경하는 착용형 단말기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서는,
    가속도센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 가속도센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용해 상기 착용형 단말기에 가해지는 충격량을 계산하여 상기 접촉 제스처를 감지하는 착용형 단말기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    복수의 기능 및 각 기능이 수행된 빈도수를 저장하는 저장부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 기능에 대한 빈도수를 비교하여, 수행된 빈도수가 높은 순으로 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능이 변경되는 순서를 설정하는 착용형 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    사용자의 접촉을 감지하는 센서; 및
    복수의 기능 및 상기 복수의 기능에 대응되는 복수의 접촉 제스처를 저장하는 저장부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서로부터 출력되는 센싱 데이터 또는 상기 신호 경로가 형성되는 시간적인 패턴을 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 검출하고, 상기 사용자의 접촉 제스처가 상기 저장부에 저장된 상기 복수의 접촉 제스처 중 어느 하나와 일치하는지 판단하여, 일치하는 접촉 제스처에 대응되는 기능을 상기 저장부로부터 독출하고, 상기 독출된 기능을 수행하도록 제어하는 착용형 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센싱 데이터 또는 상기 시간적인 패턴에 기반하여, 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역 또는 이들의 조합을 이용하여 상기 사용자의 접촉 제스처를 검출하는 착용형 단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접촉 제스처는,
    누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn) 및 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 착용형 단말기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기설정된 기능은, 설정된 정보를 포함하는 정보의 발송인 착용형 단말기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정보의 발송은 비컨 송신인 착용형 단말기.
  11. 단말기 본체 및 단말기 본체에 연결되어 손목을 포함한 신체 일부에 착용할 수 있게 하는 밴드를 포함하는 착용형 단말기에 있어서,
    생체신호 측정회로;
    상기 생체신호 측정회로와 연결되고, 착용형 단말기 전면에 서로 이격되어 위치한 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 생체신호 측정회로와 연결되고, 사용자의 착용시 신체 일부에 접촉하도록 상기 착용형 단말기 후면에 서로 이격되어 위치한 제3 전극 및 제4 전극; 및
    상기 제1 전극 내지 제 4전극에 각각 사용자의 신체 일부가 접촉한 것을 감지하고, 상기 제1 전극 내지 제4 전극에 상기 사용자의 신체 일부가 접촉한 상태로 일정 시간이 경과한 경우, 별도의 추가 입력 없이, 상기 제1 전극 내지 4 전극 중 하나 이상의 전극이 생체신호 측정 모드로 동작하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 착용형 단말기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 착용형 단말기가 상기 생체신호 측정 모드로 동작하는 경우,
    상기 제1 전극 및 상기 제3 전극은 사용자의 신체에 전류를 인가하고,
    상기 제2 전극 및 상기 제4 전극은 신체 접촉 부위의 전압을 검출하고,
    상기 제어부는 검출된 전압을 기초로 사용자의 생체 임피던스를 산출하여, 상기 생체 임피던스를 바탕으로 사용자의 체성분을 분석하는 착용형 단말기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전극 내지 제4 전극 및 상기 생체신호 측정회로가 폐루프 회로를 형성한 것을 감지하여 상기 제1 전극 내지 제4 전극에 사용자의 신체 일부가 접촉한 상태인 것을 판단하는 착용형 단말기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 생체신호 측정 모드는,
    체성분 측정 모드, 심전도 측정 모드, 심박 측정 모드, 혈류속도 측정 모드, 혈압 측정 모드 중 어느 하나 이상을 포함하는 착용형 단말기.
  15. 사용자의 생리학적 상태 또는 사용자의 움직임을 측정할 수 있는 착용형 단말기에 있어서,
    검출회로,
    상기 검출회로와 각각 연결되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 동시에 사용자의 신체가 접촉하는 경우, 착용형 단말기가 기설정된 기능을 수행하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 착용형 단말기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    슬립 모드일 때 상기 제1 전극 및 제2 전극에 동시에 사용자의 신체가 접촉한 상태로 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환시키는 착용형 단말기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    사용자의 접촉을 감지하는 센서
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 센서를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 어웨이크 모드일 때 상기 접촉 제스처를 감지하면 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능을 순차로 변경하는 착용형 단말기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 센서는,
    가속도센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 가속도센서로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용해 상기 착용형 단말기에 가해지는 충격량을 계산하여 상기 접촉 제스처를 감지하는 착용형 단말기.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    복수의 기능 및 각 기능이 수행된 빈도수를 저장하는 저장부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 기능에 대한 상기 빈도수를 비교하여, 수행된 빈도수가 높은 순으로 상기 착용형 단말기가 수행하는 기능이 변경되는 순서를 설정하는 착용형 단말기.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 착용형 단말기는,
    사용자의 접촉을 감지하는 센서; 및
    복수의 기능 및 상기 복수의 기능에 대응되는 복수의 접촉 제스처를 저장하는 저장부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 사용자의 신체가 접촉하는 시간적인 패턴 또는 상기 센서로부터 출력되는 센싱데이터를 이용하여 사용자의 접촉 제스처를 감지하고, 감지된 접촉 제스처에 대응되는 기능을 상기 저장부로부터 독출하고, 상기 독출된 기능을 수행하도록 제어하는 착용형 단말기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센싱 데이터 또는 상기 시간적인 패턴에 기반하여, 접촉시의 충격량, 접촉된 횟수, 접촉된 시간, 접촉 간의 시간 간격, 접촉된 영역 또는 이들의 조합을 이용하여 상기 사용자의 접촉 제스처를 검출하는 착용형 단말기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 접촉 제스처는,
    누름 동작(Push), 두드리는 동작(Tap), 미는 동작(Slide), 대는 동작(Touch), 회전 동작(Turn) 및 튕기는 동작(Flick) 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 착용형 단말기.
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