KR20190008059A - Bio-processor, bio-signal detecting system, and method for operating the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a bio-processor, a bio-signal detecting system, and a method of operating the same. According to an embodiment of the present invention, the bio-processor includes a bioelectrical impedance sensor and a digital signal processor. The bioelectrical impedance sensor measures the bioelectrical resistance for a period of time including a portion of a settling time. The digital signal processor estimates a stabilized bioelectrical resistance value based on a change in the measured bioelectrical resistance. The digital signal processor generates biometric data based on the stabilized bioelectrical resistance value. According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the measurement time of a bio-signal, but to ensure the accuracy of the stabilized bioelectric resistance value.

Description

바이오 프로세서, 생체 신호 감지 시스템, 및 바이오 프로세서의 동작 방법{BIO-PROCESSOR, BIO-SIGNAL DETECTING SYSTEM, AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a bio-processor, a bio-signal detection system, and a method of operating the bio-processor.

본 발명은 생체 신호의 처리에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 바이오 프로세서, 생체 신호 감지 시스템, 및 바이오 프로세서의 동작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to processing of a bio-signal, and more particularly, to a bio-processor, a bio-signal sensing system, and a method of operating a bio-processor.

의료 기술의 발달로 인간의 수명은 증가하고 있다. 또한, 건강한 삶을 영위하기 위한 식이 정보, 의료 정보, 및 헬스 케어 정보 등이 다양하게 제공되면서, 체지방의 검사와 같은 건강 검진에 대한 관심이 증가하고 있다. 이를 위하여, 간편하게 생체 신호를 감지하고, 감지된 생체 신호에 근거하여 체성분을 분석하기 위한 다양한 전자 장치들이 개발되고 있다.The development of medical technology has increased the life expectancy of human beings. In addition, dietary information, medical information, and healthcare information for providing a healthy life are variously provided, and interest in health check-up such as body fat inspection is increasing. To this end, various electronic devices have been developed for easily detecting a bio-signal and analyzing body composition based on the detected bio-signal.

간편하게 체지방과 같은 인체의 건강 상태를 확인하는 방법으로, 최근에는 웨어러블 장치를 이용한 생체 신호의 측정 및 처리 방안이 대두되고 있다. 웨어러블 장치는 시간과 장소에 구애 받지 않고 사용자에 장착되어, 생체 신호를 감지하고, 처리할 수 있다는 점에서 각광받고 있다. 또한, 웨어러블 장치에 포함되는 바이오 프로세서는 생체 신호의 분석 및 처리의 속도, 그리고 정확성을 담보하는 구성 요소이므로 그 중요성이 증가하고 있다.Recently, a method of measuring and processing a living body signal using a wearable device has been emerging as a method for easily checking the health state of a human body such as body fat. A wearable device is spotlighted in that it can be attached to a user regardless of time and place, and can detect and process biological signals. In addition, since the bio processor included in the wearable device is a component for assuring the speed and accuracy of analysis and processing of biological signals, its importance is increasing.

종래의 바이오 프로세서는 사용자로부터 제공된 생체 신호가 안정화될 때까지 기다린 후, 안정화된 생체 신호에 기초하여 체성분을 분석하였다. 생체 신호가 안정화될 때까지 사용자는 전자 장치와의 접촉 상태를 유지하고, 움직임을 최소화하도록 강요 받는다. 생체 신호가 안정화되기까지의 시간이 긴 경우, 사용자의 움직임이 오랫동안 제한되는 불편함이 존재하고, 땀 등이 발생하여 생체 신호의 정확성이 감소할 수 있다.The conventional bio processor waits until the bio-signal provided from the user is stabilized, and then analyzes the body composition based on the stabilized bio-signal. The user is forced to maintain contact with the electronic device and minimize movement until the vital sign is stabilized. If the time until stabilization of the biological signal is long, there is an inconvenience that the movement of the user is limited for a long time, and sweat or the like may occur and the accuracy of the biological signal may decrease.

본 발명은 생체 신호의 측정 시간을 감소시키고, 분석된 생체 데이터의 정확성을 확보하는 바이오 프로세서, 생체 신호 감지 시스템, 및 바이오 프로세서의 동작 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a bioprocessor, a bio-signal sensing system, and a method of operating a bio-processor that reduce the measurement time of a bio-signal and assure the accuracy of analyzed bio-data.

본 발명의 실시예에 따른 바이오 프로세서는 생체 전기 저항 센서 및 디지털 신호 프로세서를 포함한다. 생체 전기 저항 센서는 정착 시간의 일부를 포함하는 센싱 시간 동안 생체 전기 저항을 측정한다. 디지털 신호 프로세서는 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하고, 안정화된 생체 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성한다.A bio processor according to an embodiment of the present invention includes a bioelectrical impedance sensor and a digital signal processor. The bioelectrical impedance sensor measures the bioelectrical resistance during a sensing time that includes a portion of the settling time. The digital signal processor estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the measured change in the bioelectrical resistance and generates the biometric data based on the stabilized bioelectrical resistance value.

본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템은 전극부, 생체 전기 저항 센서, 및 프로세서를 포함한다. 전극부는 출력 전류에 기초한 감지 전압을 입력 받는다. 생체 전기 저항 센서는 정착 시간의 일부를 포함하는 센싱 시간 동안 감지 전압을 센싱하고, 센싱된 감지 전압에 대응되는 생체 전기 저항의 변화 추이를 측정한다. 프로세서는 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다.A bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention includes an electrode unit, a bio-electrical resistance sensor, and a processor. The electrode unit receives the detection voltage based on the output current. The bioelectrical impedance sensor senses the sensed voltage during a sensing time including a part of the fixation time and measures a change in the bioelectrical resistance corresponding to the sensed sensed voltage. The processor estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the change in the measured bioelectrical resistance.

본 발명의 실시예에 따른 바이오 프로세서의 동작 방법은 정착 시간의 일부 동안 감지 전압을 측정하는 단계, 측정된 감지 전압의 변화 추이에 기초하여 정착 시간에 대한 생체 전기 저항 값을 피팅 함수로 모델링하는 단계, 모델링된 피팅 함수에 기초하여 정착 시간 이후의 안정화 시간에 대한 생체 전기 저항 값을 추정하는 단계, 및 추정된 생체 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.A method of operating a bio processor according to an embodiment of the present invention includes measuring a sensing voltage during a portion of a fixing time, modeling a bioelectrical resistance value for a fixing time as a fitting function based on a change in a measured sensing voltage, Estimating a bioelectrical resistance value for a stabilization time after the settling time based on the modeled fitting function, and generating biometric data based on the estimated bioelectrical resistance value.

본 발명의 실시 예에 따른 바이오 프로세서, 생체 신호 감지 시스템, 및 바이오 프로세서의 동작 방법은 정착 시간의 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정함으로써, 생체 신호의 측정 시간을 감소시키되, 안정화된 생체 전기 저항 값의 정확성을 확보할 수 있다.The method of operating a bio processor, a bio-signal detection system, and a bio processor according to an embodiment of the present invention estimates a stabilized bio-electrical resistance value based on a bio-electrical resistance at a fixing time, thereby reducing a measurement time of a bio- It is possible to ensure the accuracy of the stabilized bioelectric resistance value.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 생체 신호 감지 장치의 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 시간에 따라 측정되는 생체 전기 저항의 변화 추이를 나타내는 그래프이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 바이오 프로세서가 생체 전기 저항을 측정하고, 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 도 2의 디지털 신호 프로세서의 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 1의 생체 신호 감지 장치의 다른 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 도 7의 바이오 프로세서가 생체 전기 저항 및 피부 전기 저항에 따라 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 프로세서의 동작 방법의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an exemplary configuration of the bio-signal sensing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a graph showing changes in the bioelectrical resistance measured with time.
FIGS. 4 and 5 are graphs for explaining the process of measuring the bioelectrical resistance and estimating the stabilized bioelectrical resistance value of the bio-processor of FIG. 2. FIG.
Figure 6 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the digital signal processor of Figure 2;
FIG. 7 is a block diagram showing another exemplary configuration of the bio-signal sensing device of FIG. 1. FIG.
8 is a graph for explaining a process of estimating a bioelectrical resistance value stabilized according to bioelectrical resistance and skin electrical resistance of the bio processor of FIG.
9 is a flowchart of an operation method of a bio processor according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram of a bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템(100)을 도시한 블록도이다. 예를 들어, 생체 신호 감지 시스템(100)은 웨어러블 장치를 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않고, 휴대 가능한 다양한 전자 장치를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 생체 신호 감지 시스템(100)은 생체 신호 감지 장치(110), 어플리케이션 프로세서(140), 디스플레이 구동 회로(150), 디스플레이(160), 스토리지 장치(170), 메모리(180), 및 모뎀(190)을 포함할 수 있다.1 is a block diagram showing a bio-signal detection system 100 according to an embodiment of the present invention. For example, the bio-signal sensing system 100 may include a wearable device, and may include, but is not limited to, various portable electronic devices. 1, a biological signal sensing system 100 includes a biological signal sensing device 110, an application processor 140, a display driving circuit 150, a display 160, a storage device 170, a memory 180, , And a modem 190. [

생체 신호 감지 장치(110)는 전극부(120) 및 바이오 프로세서(130)를 포함한다. 전극부(120)는 복수의 전극들을 포함한다. 복수의 전극들은 생체 신호를 센싱하기 위하여 사용자에 접촉되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극들 중 일부는 사용자에 출력 전류를 제공하고, 나머지 전극들은 사용자로부터 감지 전압을 입력 받을 수 있다. 이하, 전극부(120)에 접촉하는 대상이 사용자로 지칭되나, 이에 제한되지 않고, 전극부(120)에 접촉하는 대상은 동물과 같은 다양한 객체를 포함할 수 있다.The bio-signal sensing device 110 includes an electrode unit 120 and a bio processor 130. The electrode portion 120 includes a plurality of electrodes. The plurality of electrodes may be configured to contact a user to sense a biological signal. For example, some of the plurality of electrodes may provide the output current to the user, while the remaining electrodes may receive the sense voltage from the user. Hereinafter, an object in contact with the electrode unit 120 is referred to as a user. However, the object to be contacted with the electrode unit 120 may include various objects such as an animal.

바이오 프로세서(130)는 전극부(120)로부터 생체 신호를 제공받고, 제공된 생체 신호를 분석한다. 예를 들어, 바이오 프로세서(130)는 전극부(120)로부터 감지 전압을 제공받을 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 감지 전압과 전극부(120)에 제공한 출력 전류에 기초하여 생체 전기 저항(Bioelectric Impedance)을 측정할 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 생체 데이터를 생성한다. 예를 들어, 생체 데이터는 체지방 데이터일 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 체지방 데이터를 생성하기 위하여 사용자의 키, 몸무게, 나이, 또는 성별에 대한 사용자 데이터를 이용할 수 있다. 바이오 프로세서(130)에 이러한 사용자 데이터가 미리 저장될 수 있다.The bio processor 130 receives a bio-signal from the electrode unit 120 and analyzes the provided bio-signal. For example, the bio processor 130 may receive the sensing voltage from the electrode unit 120. [ The bio processor 130 may measure the bioelectric impedance based on the sensing voltage and the output current provided to the electrode unit 120. [ The bio processor 130 generates biometric data based on the measured bioelectrical resistance. For example, the biometric data may be body fat data. The bio processor 130 may utilize user data for the user's key, weight, age, or gender to generate body fat data. Such user data may be stored in the bio processor 130 in advance.

바이오 프로세서(130)는 생체 전기 저항을 측정하기 위한 센싱 시간을 결정할 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 센싱 시간 동안 제공된 감지 전압을 이용하여 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 센싱 시간이 길 경우, 사용자의 움직임이 제한되는 시간이 길어진다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 프로세서(130)는 센싱 시간을 최소화하여, 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 다만, 바이오 프로세서(130)는 최소화된 센싱 시간에 따른 생체 전기 저항 값의 정확성 감소를 보상하는 처리 동작을 수행할 수 있다. 이러한 처리 동작은 도 2 이하에서 자세하게 후술된다.The bio processor 130 may determine the sensing time for measuring the bioelectrical resistance. The bio processor 130 may measure the bioelectrical resistance using the sensing voltage provided during the sensing time. When the sensing time is long, the time for which the movement of the user is restricted becomes long. Therefore, the bio processor 130 according to the embodiment of the present invention can measure the bioelectrical resistance by minimizing the sensing time. However, the bio processor 130 may perform a processing operation to compensate for the reduction in accuracy of the bioelectrical resistance value according to the minimized sensing time. This processing operation will be described in detail later on in FIG.

바이오 프로세서(130)는 생체 전기 저항을 측정하는 기능 및 생체 전기 저항에 따라 체지방 데이터와 같은 생체 데이터를 생성하는 기능을 통합적으로 수행할 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 직접 생체 전기 저항을 분석하여 그 결과를 어플리케이션 프로세서(140)에 출력할 수 있다. 이 경우, 생체 전기 저항에 대한 데이터 및 사용자 데이터를 어플리케이션 프로세서(140)에 출력할 때에 비하여, 바이오 프로세서(130)가 출력하는 데이터 양이 감소될 수 있다. 또한, 별도의 호스트 장치(미도시)가 생체 전기 저항에 근거하여 생체 데이터를 분석할 때와 비교하여, 모뎀(190)을 통하여 호스트 장치에 전송하는 데이터 양이 감소될 수 있다.The bio processor 130 can integrally perform a function of measuring the bioelectrical resistance and a function of generating biometric data such as body fat data according to the bioelectrical resistance. The bio processor 130 can directly analyze the bioelectrical resistance and output the result to the application processor 140. [ In this case, the amount of data output by the bio processor 130 can be reduced as compared with when the data on the bioelectrical resistance and the user data are output to the application processor 140. In addition, the amount of data to be transmitted to the host apparatus via the modem 190 can be reduced, as compared with when a separate host apparatus (not shown) analyzes the biometric data based on the bioelectrical resistance.

어플리케이션 프로세서(140)는 생체 신호 감지 시스템(100)을 제어하는 제어 동작 및 다양한 데이터를 연산하는 연산 동작을 수행할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(140)는 운영 체제 및 다양한 어플리케이션들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(140)는 바이오 프로세서(130)에 생체 전기 저항을 측정, 보상, 및 분석하기 위한 쿼리 데이터, 그리고 생체 데이터의 생성을 위한 사용자 데이터를 제공할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 바이오 프로세서(130)가 생체 전기 저항을 측정 및 보상하고, 어플리케이션 프로세서(140)가 보상된 생체 전기 저항에 기초하여 체지방 데이터와 같은 생체 데이터를 생성할 수 있다.The application processor 140 may perform a control operation for controlling the biological signal sensing system 100 and an operation operation for computing various data. The application processor 140 may execute an operating system and various applications. For example, the application processor 140 may provide query data for measuring, compensating, and analyzing bioelectrical resistance in the bio processor 130, and user data for generation of biometric data. However, the present invention is not limited thereto, and the bio processor 130 may measure and compensate the bioelectrical resistance, and the application processor 140 may generate biometric data such as body fat data based on the compensated bioelectrical resistance.

디스플레이 구동 회로(150)는 바이오 프로세서(130) 또는 어플리케이션 프로세서(140)에 의하여 분석된 생체 데이터에 기초한 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(140)는 분석된 생체 데이터와 관련된 정보를 표시하기 위한 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(150)는 이미지 데이터를 디스플레이(160)의 사양에 맞는 이미지 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(150)는 이미지 데이터에 따른 계조 전압을 이미지 데이터 전압으로 출력할 수 있다.The display driving circuit 150 may receive image data based on the biometric data analyzed by the bio processor 130 or the application processor 140. [ For example, the application processor 140 may generate image data for displaying information related to the analyzed biometric data. The display driving circuit 150 can convert the image data into an image data voltage according to the specification of the display 160. [ The display driving circuit 150 can output the gradation voltage according to the image data as the image data voltage.

디스플레이(160)는 생체 데이터와 관련된 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는 디스플레이 구동 회로(150)로부터 이미지 데이터 전압을 수신하고, 이미지 데이터 전압에 근거하여 체지방 데이터와 같은 생체 데이터와 관련된 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는 LCD (Liquid Crystal Display), OLED (Organic Light Emitting Diode), AMOLED (Active Matrix OLED), 플렉서블 디스플레이, 전자잉크 등을 포함할 수 있다.Display 160 may display information related to biometric data. The display 160 may receive the image data voltage from the display drive circuit 150 and display information related to the biometric data, such as body fat data, based on the image data voltage. The display 160 may include an LCD (Liquid Crystal Display), an OLED (Organic Light Emitting Diode), an AMOLED (Active Matrix OLED), a flexible display, and an electronic ink.

스토리지 장치(170)는 어플리케이션 프로세서(140)의 보조기억장치로 사용될 수 있다. 어플리케이션 프로세서(140)에 의해 실행되는 운영 체제 또는 다양한 어플리케이션들의 소스 코드들, 운영 체제 또는 어플리케이션들에 의해 장기적인 저장을 목적으로 생성되는 다양한 데이터가 스토리지 장치(170)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 생체 전기 저항을 측정 또는 분석하기 위한 실행 코드들 또는 생체 데이터를 계산하기 위한 사용자 데이터 등이 스토리지 장치(170)에 저장될 수 있다. 스토리지 장치(170)는 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), RRAM (Resistive RAM) 등을 포함할 수 있다.The storage device 170 may be used as an auxiliary storage device of the application processor 140. Various data generated for the purpose of long-term storage by the operating system executed by the application processor 140 or by the source codes, operating system or applications of various applications can be stored in the storage device 170. [ For example, execution codes for measuring or analyzing bioelectrical resistance, or user data for computing biometric data, etc., may be stored in the storage device 170. The storage device 170 may include a flash memory, a phase-change RAM (PRAM), a magnetic RAM (MRAM), a ferroelectric RAM (FeRAM), a resistive RAM (RRAM)

메모리(180)는 어플리케이션 프로세서(140)의 주기억장치로 사용될 수 있다. 예를 들어, 메모리(180)는 어플리케이션 프로세서(140)에 의해 처리되는 다양한 데이터 및 프로세스 코드들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 측정된 생체 전기 저항 데이터, 보상된 생체 전기 저항 데이터, 또는 생체 데이터가 메모리(180)에 저장될 수 있다. 메모리(180)는 DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), RRAM (Resistive RAM) 등을 포함할 수 있다.The memory 180 may be used as the main memory of the application processor 140. For example, the memory 180 may store various data and process codes that are processed by the application processor 140. For example, the measured bioelectrical resistance data, compensated bioelectrical impedance data, or biometric data may be stored in the memory 180. The memory 180 may include a dynamic random access memory (DRAM), a static RAM (SRAM), a phase change RAM (PRAM), a magnetic RAM (MRAM), a ferroelectric RAM (FeRAM), a resistive RAM (RRAM)

모뎀(190)은 외부 장치, 예를 들어 호스트 장치(미도시)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(190)은 어플리케이션 프로세서(140)로부터 수신한 생체 데이터를 호스트 장치에 전송할 수 있다. 모뎀(190)은 LTE (Long Term Evolution), CDMA (Code Division Multiple Access), 블루투스 (Bluetooth), NFC (Near FieLD Communication), 와이파이(WiFi), RFID (Radio Frequency IDentification) 등과 같은 다양한 무선 통신 방식들, 또는 USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-integrated Circuit), HS-I2C, I2S, (Integrated-interchip Sound) 등과 같은 다양한 유선 통신 방식들 중 적어도 하나에 기반하여 통신을 수행할 수 있다.The modem 190 may communicate with an external device, for example, a host device (not shown). For example, the modem 190 may transmit the biometric data received from the application processor 140 to the host device. The modem 190 may be connected to various wireless communication systems such as Long Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA), Bluetooth, Near FieLD Communication (NFC), WiFi, Radio Frequency Identification , Or various wired communication methods such as USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-integrated Circuit), HS-I2C, I2S Based on at least one of < / RTI >

도 2는 도 1의 생체 신호 감지 장치의 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 생체 신호 감지 장치(110)는 전극부(120) 및 바이오 프로세서(130)를 포함한다. 전극부(120)는 제1 내지 제4 전극들(121~124)을 포함한다. 도 2는 예시적으로, 전극부(120)가 4개의 전극들을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 개수로 제공될 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 생체 전기 저항 센서(131), 아날로그-디지털 컨버터(132), 전류 생성기(133), 디지털 신호 프로세서(134), 및 불휘발성 메모리(135)를 포함한다.2 is a block diagram showing an exemplary configuration of the bio-signal sensing apparatus of FIG. Referring to FIG. 2, the bio-signal sensing device 110 includes an electrode unit 120 and a bio processor 130. The electrode unit 120 includes first to fourth electrodes 121 to 124. Although FIG. 2 illustratively shows that the electrode unit 120 includes four electrodes, it is not limited thereto and may be provided in various numbers. The bio processor 130 includes a bioelectrical impedance sensor 131, an analog-to-digital converter 132, a current generator 133, a digital signal processor 134, and a non-volatile memory 135.

전극부(120)는 전류 생성기(133)로부터 입력 받은 출력 전류(Iout)를 사용자에 제공한다. 예를 들어, 출력 전류(Iout)는 제2 전극(222) 및 제4 전극(224)을 통하여 사용자에 제공될 수 출력 전류(Iout)가 사용자에 제공될 수 있다. 출력 전류(Iout)가 사용자의 신체에 흐르고, 사용자 신체의 저항에 의한 전위차가 발생된다. 전극부(120)는 이러한 전위차에 따른 감지 전압(Vsen)을 수신하여 바이오 프로세서(130)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 감지 전압(Vsen)은 제1 전극(221) 및 제3 전극(223)을 통하여 바이오 프로세서(130)에 제공될 수 있다.The electrode unit 120 provides the output current Iout received from the current generator 133 to the user. For example, the output current Iout can be provided to the user, which can be provided to the user through the second electrode 222 and the fourth electrode 224. The output current Iout flows in the body of the user, and a potential difference due to the resistance of the user's body is generated. The electrode unit 120 may receive the sensing voltage Vsen according to the potential difference and provide the sensed voltage Vsen to the bio processor 130. For example, the sense voltage Vsen may be provided to the bio processor 130 via the first electrode 221 and the third electrode 223.

제1 내지 제4 전극들(221~224)은 생체 신호 측정 시 사용자와 접촉되도록 구성된다. 예를 들어, 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)은 사용자의 좌측(또는 우측) 신체에 접촉되도록 구성되고, 제3 전극(223) 및 제4 전극(224)은 사용자의 우측(또는 좌측) 신체에 접촉되도록 구성될 수 있다. 제1 전극(221)과 제2 전극(222)은 서로 인접하게 배치되되, 서로 절연된다. 제3 전극(223)과 제4 전극(224)은 서로 인접하게 배치되되, 서로 절연된다. 제2 전극(222) 및 제4 전극(224)은 사용자의 신체를 통하여 폐회로를 형성할 수 있다. 제2 전극(222)에 인접한 제1 전극(221)과 제4 전극(224)에 인접한 제3 전극(223)은 폐회로를 통하여 흐르는 출력 전류(Iout)에 의한 전위차, 즉 감지 전압(Vsen)을 생체 전기 저항 센서(131)에 제공한다.The first to fourth electrodes 221 to 224 are configured to be in contact with a user when measuring a biological signal. For example, the first electrode 221 and the second electrode 222 are configured to contact the left (or right) body of the user, and the third electrode 223 and the fourth electrode 224 are configured to contact the left Or left) body. The first electrode 221 and the second electrode 222 are disposed adjacent to each other and are insulated from each other. The third electrode 223 and the fourth electrode 224 are disposed adjacent to each other, but are insulated from each other. The second electrode 222 and the fourth electrode 224 may form a closed circuit through the user's body. The first electrode 221 adjacent to the second electrode 222 and the third electrode 223 adjacent to the fourth electrode 224 are connected to each other by a potential difference caused by the output current Iout flowing through the closed circuit, And provides it to the bioelectrical impedance sensor 131.

생체 전기 저항 센서(131) 감지 전압(Vsen)에 기초하여 사용자의 생체 전기 저항을 측정한다. 생체 전기 저항 센서(131)는 전극부(120)로부터 감지 전압(Vsen)을 수신한다. 생체 전기 저항 센서(131)는 감지 전압(Vsen)과 출력 전류(Iout)를 이용하여 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 이를 위하여, 생체 전기 저항 센서(131)는 전압계를 포함할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(131)는 출력 전류(Iout)에 대한 감지 전압(Vsen)으로 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. The bioelectrical resistance of the user is measured based on the sensed voltage Vsen of the bioelectrical impedance sensor 131. The bioelectrical impedance sensor 131 receives the sense voltage Vsen from the electrode unit 120. The bioelectrical impedance sensor 131 may measure the bioelectrical resistance using the sense voltage Vsen and the output current Iout. For this purpose, the bioelectrical impedance sensor 131 may include a voltmeter. The bioelectrical impedance sensor 131 can measure the bioelectrical resistance with the sense voltage Vsen for the output current Iout.

생체 전기 저항 센서(131)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 생체 전기 저항 신호(BIS)를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 생체 전기 저항 센서(131)는 아날로그 프론트 엔드(Analog Frond End, AFE)를 포함할 수 있다. AFE는 제1 전극(121) 및 제3 전극(123)으로부터 제공된 감지 전압(Vsen), 즉 제1 전극(121)과 제3 전극(123) 사이의 전위차를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다. AFE는 증폭된 감지 전압의 노이즈를 제거하기 위한 대역 필터를 포함할 수 있다. 대역 필터의 대역 폭은 전류 생성기(133)가 제공하는 출력 전류(Iout)의 주파수에 의존할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(131)는 감지 전압(Vsen)을 증폭 및 필터링하여 생체 전기 저항 신호(BIS)를 생성할 수 있다.The bioelectricity resistance sensor 131 can generate the bioelectrical resistance signal (BIS) based on the measured bioelectrical resistance. For this purpose, the bioelectrical impedance sensor 131 may include an analog front end (AFE). The AFE may include an amplifier for amplifying a sense voltage Vsen provided from the first electrode 121 and the third electrode 123, that is, a potential difference between the first electrode 121 and the third electrode 123. [ The AFE may include a bandpass filter to remove the noise of the amplified sense voltage. The bandwidth of the band-pass filter may depend on the frequency of the output current Iout provided by the current generator 133. [ The bioelectrical impedance sensor 131 may amplify and filter the detection voltage Vsen to generate the bioelectrical resistance signal BIS.

생체 전기 저항 센서(131)는 센싱 시간 동안 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 센싱 시간은 미리 결정될 수 있다. 전극부(120)가 사용자에 접촉되고, 이러한 접촉 상태가 유지될 때, 생체 전기 저항을 측정하는 시간은 플로팅 시간(floating time), 정착 시간(settling time), 및 안정화 시간(settled time)으로 구분될 수 있다. 플로팅 시간은 사용자가 전극부(120)와 접촉되기 전의 시간으로 정의될 수 있다. 정착 시간은 사용자가 전극부(120)에 접촉된 시점부터 생체 전기 저항이 일정한 값을 나타내는 시점 사이의 시간으로 정의될 수 있다. 안정화 시간은 생체 전기 저항이 일정한 값 또는 일정한 범위을 나타내는 시간으로 정의될 수 있다. 센싱 시간은 정착 시간의 일부를 포함한다.The bioelectric resistance sensor 131 can measure the bioelectrical resistance during the sensing time. The sensing time can be predetermined. When the electrode unit 120 is in contact with the user and the contact state is maintained, the time for measuring the bioelectrical resistance is divided into a floating time, a settling time, and a settled time . The floating time can be defined as a time before the user comes into contact with the electrode unit 120. [ The fusing time may be defined as a time between a point of time when the user contacts the electrode unit 120 and a point of time when the bioelectric resistance exhibits a constant value. The stabilization time may be defined as a time at which the bioelectrical resistance shows a constant value or a constant range. The sensing time includes a part of the settling time.

정착 시간은 제1 내지 제4 전극들(121~124)의 크기, 모양, 사용자의 자세, 또는 체내 특성 등 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다. 생체 신호 감지 시스템(100)이 소형의 웨어러블 장치로 구현되는 경우, 제1 내지 제4 전극들(121~124)의 크기는 작을 수 있다. 제1 내지 제4 전극들(121~124)의 크기가 작을수록 정착 시간은 증가할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(131)는 안정화 시간의 생체 전기 저항을 감지하지 않고, 정착 시간의 일부 동안 생체 전기 저항 신호를 측정할 수 있다. 후술될 바와 같이, 바이오 프로세서(130)는 안정화 시간까지 기다리지 않고, 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항을 추정하므로, 빠르게 생체 데이터를 생성할 수 있다. 구체적인 내용은 도 3 이하에서 후술된다.The fixing time may be determined according to various factors such as the size of the first to fourth electrodes 121 to 124, the shape of the user, the posture of the user, or the body characteristics. When the bio-signal detection system 100 is implemented as a small wearable device, the sizes of the first to fourth electrodes 121 to 124 may be small. The smaller the size of the first to fourth electrodes 121 to 124, the more the fixing time can be increased. The bioelectrical resistance sensor 131 can measure the bioelectrical resistance signal for a part of the settling time without sensing the bioelectrical resistance of the stabilization time. As will be described later, the bio processor 130 does not wait until the stabilization time and estimates the stabilized bioelectrical resistance based on the measured bioelectrical resistance, so that it is possible to quickly generate biometric data. Specific details will be described later with reference to FIG. 3 and the following.

아날로그-디지털 컨버터(132)는 생체 전기 저항 신호(BIS)를 생체 전기 저항 데이터(BID)로 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(132)는 생체 전기 저항 센서(131)로부터 아날로그 신호인 생체 전기 저항 신호(BIS)를 수신할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(132)는 생체 전기 저항 신호(BIS)를 디지털 신호인 생체 전기 저항 데이터(BID)로 변환하여 디지털 신호 프로세서(134)로 출력할 수 있다.The analog-to-digital converter 132 can convert the bioelectrical resistance signal (BIS) into the bioelectrical resistance data (BID). The analog-to-digital converter 132 can receive the bioelectrical resistance signal (BIS), which is an analog signal, from the bioelectrical resistance sensor 131. The analog-to-digital converter 132 converts the bioelectrical resistance signal (BIS) into bioelectrical resistance data (BID), which is a digital signal, and outputs it to the digital signal processor 134.

전류 생성기(133)는 생체 전기 저항을 측정하기 위한 출력 전류(Iout)를 생성한다. 전류 생성기(133)는 출력 전류(Iout)를 전극부(120)에 제공한다. 전류 생성기(133)는 디지털 신호 프로세서(134)의 제어 하에 출력 전류(Iout)를 전극부(120)에 제공할 수 있다. 전류 생성기(133)는 디지털 신호 프로세서(134)로부터 제공된 전류 제어 신호(CCS)에 근거하여 출력 전류(Iout)를 생성할 수 있다. 출력 전류(Iout)는 인체에 무해한 정도의 크기를 갖는 교류 전류일 수 있다. 예를 들어, 출력 전류(Iout)는 50KHz의 주파수를 갖는 미세 전류일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The current generator 133 generates an output current Iout for measuring the bioelectrical resistance. The current generator 133 provides the output current Iout to the electrode unit 120. [ The current generator 133 may provide the output current Iout to the electrode unit 120 under the control of the digital signal processor 134. [ The current generator 133 may generate the output current lout based on the current control signal CCS provided from the digital signal processor 134. [ The output current Iout may be an alternating current having a magnitude that is harmless to the human body. For example, the output current Iout may be a microcurrent having a frequency of 50 KHz, but is not limited thereto.

디지털 신호 프로세서(134)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 아날로그-디지털 컨버터(132)로부터 생체 전기 저항 데이터(BID)를 수신할 수 있다. 생체 전기 저항 데이터(BID)는 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 생성된다. 즉, 센싱 시간이 정착 시간보다 짧은 경우, 생체 전기 저항 데이터(BID)는 안정화 시간 동안에 측정된 생체 전기 저항에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있다.The digital signal processor 134 estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the measured bioelectrical resistance. The digital signal processor 134 may receive the bioelectrical resistance data (BID) from the analog-to-digital converter 132. The bioelectrical resistance data (BID) is generated based on the bioelectrical resistance measured during the sensing time. That is, when the sensing time is shorter than the fixation time, the bioelectrical resistance data (BID) may not include information on the bioelectrical resistance measured during the stabilization time.

디지털 신호 프로세서(134)는 센싱 시간 동안의 생체 전기 저항의 패턴을 분석하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 측정된 생체 전기 저항의 시간에 따른 변화 추이를 피팅 함수로 모델링할 수 있다. 예를 들어, 피팅 함수는 자연 로그 함수일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 지수 함수 등의 다양한 함수를 포함할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이에 근거하여, 피팅 함수의 계수 또는 상수를 결정할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 결정된 피팅 함수의 계수 또는 상수에 기초하여 생체 전기 저항의안정화 시점을 결정할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화 시점의 생체 전기 저항 값을 안정화된 생체 전기 저항 값으로 추정할 수 있다.The digital signal processor 134 analyzes the pattern of the bioelectrical resistance during the sensing time to estimate the stabilized bioelectrical resistance value. The digital signal processor 134 may model the change in the measured bioelectrical resistance over time with a fitting function. For example, the fitting function may be a natural logarithmic function, but it is not limited thereto and may include various functions such as an exponential function. The digital signal processor 134 may determine a coefficient or a constant of the fitting function based on the change in the measured bioelectrical resistance. The digital signal processor 134 may determine a stabilization time point of the bioelectrical resistance based on a coefficient or constant of the determined fitting function. The digital signal processor 134 can estimate the bioelectrical resistance value at the stabilization time point as the stabilized bioelectrical resistance value.

디지털 신호 프로세서(134)는 모델링된 피팅 함수와 측정된 생체 전기 저항의 패턴을 비교하여 접촉 에러를 판단할 수 있다. 사용자와 전극부(120) 사이의 접촉 상태가 불량한 경우, 생체 전기 저항의 실제 파형은 불안정하게 나타날 수 있다. 즉, 측정된 생체 전기 저항의 파형과 모델링된 피팅 함수 사이의 차이가 크게 나타날 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 모델링된 피팅 함수와 측정된 생체 전기 저항 사이의 차이를 누적한 결과가 에러 기준 값을 넘는 경우, 접촉 에러로 판단할 수 있다. 이 경우, 디지털 신호 프로세서(134)는 생체 전기 저항을 다시 측정하도록 바이오 프로세서(130)를 제어할 수 있다.The digital signal processor 134 may compare the modeled fitting function and the measured bioelectrical resistance pattern to determine a contact error. If the contact state between the user and the electrode unit 120 is poor, the actual waveform of the bioelectrical resistance may appear unstable. That is, the difference between the measured bioelectrical resistance waveform and the modeled fitting function can be large. The digital signal processor 134 may determine a contact error if the result of accumulating the difference between the modeled fitting function and the measured bioelectrical resistance exceeds an error reference value. In this case, the digital signal processor 134 may control the bio processor 130 to again measure the bioelectrical resistance.

디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 이용하여 생체 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 회귀식 데이터에 적용할 수 있다. 회귀식 데이터는 사용자의 체지방을 계산하기 위하여 미리 설정된 함수 정보를 포함할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 포함하는 파라미터에 기초하여 생체 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 파라미터는 사용자의 키, 몸무게, 나이, 또는 성별에 대한 정보를 포함할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 회귀식 데이터 및 사용자 정보를 불휘발성 메모리(135)로부터 수신하여 생체 데이터를 생성할 수 있다.The digital signal processor 134 may generate biometric data using the stabilized bioelectrical resistance value. For example, the digital signal processor 134 may apply a stabilized bioelectrical resistance value to the regression data. The regression formula data may include preset function information for calculating the user's body fat. The digital signal processor 134 may generate biometric data based on the parameters including the stabilized bioelectrical resistance value. For example, the parameter may include information about the user's key, weight, age, or gender. Digital signal processor 134 may receive regression data and user information from non-volatile memory 135 to generate biometric data.

불휘발성 메모리(135)는 생체 전기 저항을 분석하고, 생체 데이터를 생성하기 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리(135)에 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하기 위한 피팅 함수 데이터가 저장될 수 있다. 또한, 불휘발성 메모리(135)에 추정된 생체 전기 저항 값을 이용하여 생체 데이터를 생성하기 위한 사용자 정보 및 회귀식 데이터가 저장될 수 있다. 불휘발성 메모리(135)는 NAND 플래시 메모리일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, NOR 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM), 또는 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)일 수 있다.The nonvolatile memory 135 may store various data for analyzing the bioelectrical resistance and generating biometric data. For example, the fitting function data for estimating the stabilized bioelectrical resistance value in the non-volatile memory 135 may be stored. In addition, user information and regression formula data for generating biometric data may be stored in the nonvolatile memory 135 using the estimated biomedical resistance value. Non-volatile memory 135 may be a NAND flash memory, but is not limited to, NOR flash memory, Phase-change RAM (PRAM), Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), Ferroelectric RAM EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM).

도 3은 시간에 따라 측정되는 생체 전기 저항의 변화 추이를 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 가로축은 시간의 흐름을 나타내고, 세로축은 생체 전기 저항을 나타낸다. 생체 전기 저항 값은 플로팅 시간(floating time), 정착 시간(settling time), 및 안정화 시간(settled time)으로 구분되어 나타날 수 있다. 설명의 편이상 도 3은 도 1 및 도 2의 도면 부호를 참조하여 설명된다.FIG. 3 is a graph showing changes in the bioelectrical resistance measured with time. Referring to Fig. 3, the horizontal axis represents the flow of time, and the vertical axis represents the bioelectrical resistance. The bioelectrical resistance value may be divided into a floating time, a settling time, and a settled time. Description of the Drawings Fig. 3 is described with reference to Figs. 1 and 2.

플로팅 시간은 제1 시점(t1)까지로 정의된다. 플로팅 시간은 사용자가 전극부(120)와 접촉되기 이전의 시간을 나타낸다. 즉, 제1 시점(t1)은 사용자와 전극부(120)가 접촉하기 시작한 시점을 나타낸다. 플로팅 시간 동안, 사용자는 전극부(120)와 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 사용자와 전극부(120) 사이에 폐회로가 형성되지 않는다. 플로팅 시간 동안, 생체 전기 저항 센서(131)로부터 측정된 생체 전기 저항은 플로팅 임피던스 값(FI1)을 갖는다.The floating time is defined up to the first time point t1. The floating time represents the time before the user comes into contact with the electrode unit 120. [ That is, the first time point t1 indicates a point of time when the user and the electrode unit 120 start to contact each other. During the floating time, the user may not contact the electrode portion 120. Therefore, a closed circuit is not formed between the user and the electrode portion 120. During the floating time, the bioelectrical resistance measured from the bioelectrical impedance sensor 131 has a floating impedance value FI1.

정착 시간은 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2) 사이의 시간으로 정의된다. 정착 시간은 사용자가 전극부(120)와 접촉한 후, 생체 전기 저항이 안정화되기 전까지의 시간을 나타낸다. 즉, 제2 시점(t2)은 생체 전기 저항이 안정화된 시점을 나타낸다. 정착 시간 동안, 사용자와 전극부(120) 사이에 폐회로가 형성된다. 따라서, 생체 전기 저항 센서(131)는 플로팅 임피던스 값(FI1)보다 낮은 임피던스 값을 갖는다. 정착 시간 동안 생체 전기 저항은 점점 낮아지고, 생체 전기 저항은 제2 시점(t2)에서 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)을 갖는다.The fixing time is defined as the time between the first time point t1 and the second time point t2. The fixation time indicates the time after the user comes into contact with the electrode unit 120 until the bioelectrical resistance is stabilized. That is, the second time point t2 represents the time point at which the bioelectrical resistance is stabilized. During the settling time, a closed circuit is formed between the user and the electrode portion 120. Therefore, the bioelectrical impedance sensor 131 has an impedance value lower than the floating impedance value FI1. During the settling time, the bioelectrical resistance is gradually lowered, and the bioelectrical resistance has the bioelectrical resistance value SI1 stabilized at the second time point t2.

안정화 시간은 제2 시점(t2) 이후의 시간으로 정의된다. 안정화 시간은 사용자와 전극부(120)가 접촉되고, 정착 시간을 지나, 안정화 상태에 접어든 시간을 나타낸다. 안정화 시간 동안, 사용자와 전극부(120) 사이에 형성된 폐회로가 계속 유지된다. 안정화 시간 동안 생체 전기 저항 센서(131)가 생체 전기 저항을 측정하는 경우, 측정된 생체 전기 저항은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)을 갖는다. 도 3은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)이 일정한 것으로 도시되었으나, 안정화 시간 동안, 생체 전기 저항은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)을 기준으로 특정 범위 내에 형성될 수 있다.The stabilization time is defined as a time after the second time point t2. The stabilization time indicates the time when the user and the electrode unit 120 are in contact with each other and settled into the stabilized state after the fixing time. During the stabilization time, the closed circuit formed between the user and the electrode portion 120 is maintained. When the bioelectrical resistance sensor 131 measures the bioelectrical resistance during the stabilization time, the measured bioelectrical resistance has a stabilized bioelectrical resistance value SI1. FIG. 3 shows that the stabilized bioelectrical resistance value SI1 is constant, but during the stabilization time, the bioelectrical resistance can be formed within a specific range based on the stabilized bioelectrical resistance value SI1.

사용자의 체성분과 관련된 생체 데이터를 생성하기 위하여, 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)이 이용되는 것이 바람직하다. 다만, 안정화된 생체 전기 저항 값(SI1)은 제2 시점(t2) 이후에 감지될 수 있다. 일반적으로, 사용자가 적어도 제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이의 정착 시간 동안 전극부(120)와 접촉되어야 바이오 프로세서는 안정적인 생체 데이터를 생성할 수 있다. 다만, 생체 신호 감지 시스템(100)이 소형으로 구현되는 경우, 전극부(120)의 크기가 작아지고, 이에 따라 정착 시간이 증가할 수 있다. 사용자와 전극부(120)의 접촉 시간이 길수록, 사용자는 불편함을 느낄 수 있고, 중간에 사용자와 전극부(120)가 접촉되지 않을 가능성이 높아진다.In order to generate the biometric data related to the body composition of the user, it is preferable that the stabilized bioelectrical resistance value SI1 is used. However, the stabilized bioelectrical resistance value SI1 can be sensed after the second time point t2. Generally, the bioprocessor can generate stable biometric data if the user contacts the electrode unit 120 for at least a set time between a first time point t1 and a second time point t2. However, when the bio-signal sensing system 100 is implemented in a small size, the size of the electrode unit 120 may be reduced, and the fixing time may be increased accordingly. The longer the contact time between the user and the electrode unit 120, the more inconvenient the user is, and the greater the possibility that the user and the electrode unit 120 are not in contact with each other.

도 4 및 도 5는 도 2의 바이오 프로세서가 생체 전기 저항을 측정하고, 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 가로축은 시간의 흐름을 나타내고, 세로축은 생체 전기 저항을 나타낸다. 생체 전기 저항 값은 플로팅 시간, 정착 시간, 및 안정화 시간으로 구분되어 나타날 수 있다. 설명의 편이상 도 4 및 도 5는 도 1 및 도 2의 도면 부호를 참조하여 설명된다.FIGS. 4 and 5 are graphs for explaining the process of measuring the bioelectrical resistance and estimating the stabilized bioelectrical resistance value of the bio-processor of FIG. 2. FIG. 4 and 5, the abscissa represents the flow of time, and the ordinate represents the bioelectrical resistance. The bioelectrical resistance value can be divided into a floating time, a settling time, and a stabilization time. 4 and 5 are described with reference to the reference numerals of Figs. 1 and 2. Fig.

도 4는 정착 시간 보다 짧은 처리 시간 동안 생체 전기 저항 값을 측정할 때의 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 플로팅 시간은 제1 시점(t1)까지로 정의된다. 플로팅 시간에서, 생체 전기 저항은 플로팅 임피던스 값(FI2)을 가질 수 있다. 처리 시간은 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3)까지로 정의된다. 정착 시간은 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3)보다 늦은 제4 시점(t4)까지로 정의된다. 안정화 시간은 제4 시점(t4) 이후로 정의된다. 안정화 시간에서, 생체 전기 저항은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)을 가질 수 있다.4 is a diagram for explaining a method of estimating a stabilized bioelectrical resistance value when measuring a bioelectrical resistance value for a treatment time shorter than a fixation time. Referring to FIG. 4, the floating time is defined up to the first time point t1. At the floating time, the bioelectrical resistance may have a floating impedance value FI2. The processing time is defined from the first time point t1 to the third time point t3. The fixing time is defined from a first time point t1 to a fourth time point t4 later than the third time point t3. The stabilization time is defined after the fourth time point t4. At the stabilization time, the bioelectrical resistance may have a stabilized bioelectrical resistance value (SI2).

처리 시간은 도 2에서 설명된 센싱 시간일 수 있다. 즉, 처리 시간은 생체 전기 저항 센서(131)가 감지 전압(Vsen)을 입력 받아 생체 전기 저항을 측정하는 시간일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 처리 시간은 생체 전기 저항을 측정하는 시간 중 바이오 프로세서(130)가 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하기 위하여 선택한 시간일 수 있다. 처리 시간은 정착 시간보다 짧을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 달리, 처리 시간의 시작점은 제1 시점(t1) 이후일 수 있다. 처리 시간 동안, 측정된 생체 전기 저항은 시간의 흐름에 따라 감소한다. 다만, 처리 시간은 정착 시간보다 짧으므로, 제3 시점(t3)에서의 생체 전기 저항 값은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)보다 클 수 있다. The processing time may be the sensing time described in Fig. That is, the processing time may be a time at which the bioelectrical resistance sensor 131 receives the detection voltage Vsen and measures the bioelectrical resistance. However, the present invention is not limited thereto. The processing time may be a time selected by the bio processor 130 to estimate the stabilized bioelectrical resistance value during the time of measuring the bioelectrical resistance. The treatment time may be shorter than the settling time. 4, the starting point of the processing time may be after the first time point t1. During the treatment time, the measured bioelectrical resistance decreases with time. However, since the treatment time is shorter than the fixation time, the bioelectrical resistance value at the third time point t3 may be larger than the stabilized bioelectrical resistance value SI2.

바이오 프로세서(130)는 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3) 사이의 생체 전기 저항의 변화 추이를 피팅 함수로 모델링 할 수 있다. 예를 들어, 피팅 함수 f(t)는 자연 로그 함수인 A*ln(t)+B로 정의될 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 처리 시간 동안 측정된 생체 전기 저항과 가장 근접한 피팅 함수에 대응되는 A값과 B값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 바이오 프로세서(130)는 시간에 대한 측정된 생체 전기 저항 값과 피팅 함수 사이의 차이가 최소화되는 A값 및 B값을 추출할 수 있다. 정착 시간이 길수록, A의 절대값은 감소할 수 있다. 또한, 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)이 클수록, B값은 클 수 있다.The bio processor 130 can model the change in the bioelectrical resistance between the first time point t1 and the third time point t3 as a fitting function. For example, the fitting function f (t) can be defined as A * ln (t) + B, which is a natural log function. The bio processor 130 may calculate the A value and the B value corresponding to the fitting function closest to the bioelectrical resistance measured during the processing time. For example, the bio processor 130 may extract A and B values that minimize the difference between the measured bioelectrical resistance value and the fitting function over time. The longer the settling time, the less the absolute value of A can be. Further, the larger the stabilized bioelectrical resistance value SI2, the greater the B value.

바이오 프로세서(130)는 결정된 피팅 함수에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)을 추정할 수 있다. 예를 들어, 바이오 프로세서(130)는 결정된 피팅 함수에 기초하여 제4 시점(t4)을 추정할 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 제4 시점(t4)에 대한 피팅 함수의 값으로 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)을 보상할 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 피팅 함수의 신뢰성을 확보하기 위하여, 측정된 생체 전기 저항 값과 피팅 함수 사이의 차이를 누산할 수 있다. 누산된 결과가 에러 기준 값보다 큰 경우, 바이오 프로세서(130)는 측정된 생체 전기 저항이 신뢰성이 없는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 바이오 프로세서(130)는 사용자의 자세 등에 의한 접촉 에러가 발생된 것으로 판단하고, 생체 전기 저항을 다시 측정할 수 있다.The bio processor 130 may estimate the stabilized bioelectrical resistance value SI2 based on the determined fitting function. For example, the bio processor 130 may estimate the fourth time instant t4 based on the determined fitting function. The bio processor 130 may compensate the bioelectrical resistance value SI2 stabilized by the value of the fitting function for the fourth time point t4. The bio processor 130 may accumulate the difference between the measured bioelectrical resistance value and the fitting function to ensure the reliability of the fitting function. If the accumulated result is greater than the error reference value, the bio processor 130 may determine that the measured bioelectrical resistance is unreliable. That is, the bio processor 130 determines that a contact error has occurred due to a user's posture and the like, and can measure the bioelectrical resistance again.

바이오 프로세서(130)는 정착 시간의 일부에 대한 생체 전기 저항을 측정하고, 생체 전기 저항 값(SI2)을 결정하므로, 사용자의 측정 시간이 감소된다. 즉, 실시예에 따른 바이오 프로세서(130)는 안정화 시간까지 생체 전기 저항을 측정할 것이 요구되지 않는다. 또한, 정착 시간의 일부에 대한 생체 전기 저항의 누산된 에러 값을 이용하여 접촉 에러를 판단하므로, 제4 시점(t4) 이전에 생체 전기 저항을 다시 측정할 수 있고, 안정화된 생체 전기 저항 값(SI2)의 신뢰성이 확보될 수 있다.The bio processor 130 measures the bioelectrical resistance for a part of the settling time and determines the bioelectrical resistance value SI2, so that the user's measurement time is reduced. That is, the bio processor 130 according to the embodiment is not required to measure the bioelectrical resistance until the stabilization time. Further, since the contact error is determined using the accumulated error value of the bioelectrical resistance with respect to a part of the fixation time, the bioelectrical resistance can be measured again before the fourth time t4, and the stabilized bioelectrical resistance value SI2 can be ensured.

도 5는 정착 시간보다 긴 시간 동안 생체 전기 저항을 측정할 때의 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 플로팅 시간은 제1 시점(t1)으로 정의된다. 플로팅 시간에서, 생체 전기 저항은 플로팅 임피던스 값(FI3)을 가질 수 있다. 처리 시간은 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3)까지로 정의된다. 정착 시간은 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3)보다 빠른 제5 시점(t5)까지로 정의된다. 안정화 시간은 제3 시점(t3) 이후로 정의된다. 안정화 시간에서, 생체 전기 저항은 안정화된 생체 전기 저항 값(SI3)을 가질 수 있다.5 is a diagram for explaining a method of estimating the stabilized bioelectrical resistance value when the bioelectrical resistance is measured for a time longer than the fixing time. Referring to FIG. 5, the floating time is defined as a first time point t1. At the floating time, the bioelectrical resistance may have the floating impedance value FI3. The processing time is defined from the first time point t1 to the third time point t3. The fixing time is defined from a first time point t1 to a fifth time point t5 which is faster than the third time point t3. The stabilization time is defined after the third time point t3. At the stabilization time, the bioelectrical resistance may have a stabilized bioelectrical resistance value (SI3).

처리 시간은 도 2에서 설명된 센싱 시간일 수 있다. 또는 처리 시간은 바이오 프로세서(130)가 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하기 위하여 선택한 시간일 수 있다. 처리 시간은 정착 시간보다 길 수 있다. 도 5에 도시된 바와 달리, 처리 시간의 시작점은 제1 시점(t1) 이후일 수 있다. 처리 시간 중 제5 시점(t5)까지, 측정된 생체 전기 저항은 시간의 흐름에 따라 감소할 수 있다. 제5 시점(t5) 이후에, 측정된 생체 전기 저항은 안정화 상태에 도달하여 안정화된 생체 전기 저항 값(SI3)을 나타낼 수 있다.The processing time may be the sensing time described in Fig. Or the processing time may be a time selected by the bio processor 130 to estimate the stabilized bioelectrical resistance value. The processing time may be longer than the settling time. 5, the starting point of the processing time may be after the first time point t1. By the fifth time point t5 of the treatment time, the measured bioelectrical resistance can be reduced with the passage of time. After the fifth time point t5, the measured bioelectrical resistance reaches a stabilized state and can represent the stabilized bioelectrical resistance value SI3.

바이오 프로세서(130)는 사용자의 편의성을 확보하기 위하여, 정착 시간보다 짧은 처리 시간을 갖고, 안정화 시간에 도달하기 전에 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정함이 바람직하다. 바이오 프로세서(130)는 일반적인 사용자의 평균적인 정착 시간을 기준으로 정착 시간보다 짧은 처리 시간 또는 센싱 시간을 설정할 수 있다. 다만, 사용자의 체내 특성 등에 따라, 도 5와 같이, 처리 시간이 정착 시간보다 길 수 있다.In order to ensure the user's convenience, the bio processor 130 preferably has a processing time shorter than the fixing time and estimates the stabilized bioelectric resistance value before reaching the stabilization time. The bio processor 130 can set a processing time or a sensing time shorter than the fixing time based on an average fixing time of a general user. However, the processing time may be longer than the fusing time, as shown in Fig. 5, depending on the internal characteristics of the user.

바이오 프로세서(130)는 제1 시점(t1)부터 제3 시점(t3) 사이의 생체 전기 저항의 변화 추이를 피팅 함수로 모델링 할 수 있다. 예를 들어, 피팅 함수는 자연 로그 함수일 수 있다. 바이오 프로세서(130)는 도 4와 같이, 모델링된 피팅 함수에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값(SI3)을 추정할 수 있다. 다만, 정착 시간이 처리 시간보다 짧고 안정화된 생체 전기 저항 값(SI3)이 특정된 기준 시간보다 오래 유지되는 경우, 바이오 프로세서(130)는 생체 전기 저항의 변화 추이를 모델링하지 않고, 안정화된 생체 전기 저항 값(SI3)을 곧바로 결정할 수 있다.The bio processor 130 can model the change in the bioelectrical resistance between the first time point t1 and the third time point t3 as a fitting function. For example, the fitting function may be a natural logarithmic function. The bio processor 130 can estimate the stabilized bioelectrical resistance value SI3 based on the modeled fitting function as shown in FIG. However, if the fixation time is shorter than the treatment time and the stabilized bioelectrical resistance value SI3 is maintained longer than the specified reference time, the bio processor 130 does not model the change in the bioelectrical resistance, The resistance value SI3 can be determined immediately.

도 6은 도 2의 디지털 신호 프로세서의 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 6의 디지털 신호 프로세서(134)는 생체 데이터 중 체지방 데이터(BFD)를 생성하는 하나의 예시로 이해될 것이다. 디지털 신호 프로세서(134)는 다양한 방식으로 생체 데이터를 생성할 수 있으며, 도 6의 실시예에 제한되지 않는다. 도 6을 참조하면, 디지털 신호 프로세서(134)는 모델링 회로(134_1), 에러 감지 회로(134_2), 임피던스 보상 회로(134_3), 및 체지방 계산 회로(134_4)를 포함한다. 설명의 편이상 도 2의 도면 부호를 참조하여 도 6이 설명된다.Figure 6 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the digital signal processor of Figure 2; The digital signal processor 134 of Fig. 6 will be understood as an example of generating body fat data (BFD) among biometric data. The digital signal processor 134 may generate biometric data in a variety of ways, and is not limited to the embodiment of FIG. 6, the digital signal processor 134 includes a modeling circuit 134_1, an error detection circuit 134_2, an impedance compensation circuit 134_3, and a body fat calculation circuit 134_4. 6 is described with reference to the reference numerals of Fig.

모델링 회로(134_1)는 센싱 시간 또는 처리 시간 동안에 측정된 생체 전기 저항을 피팅 함수로 모델링한다. 모델링 회로(134_1)는 아날로그-디지털 컨버터(132)로부터 생체 전기 저항 데이터(BID)를 수신할 수 있다. 모델링 회로(134_1)는 생체 전기 저항 데이터(BID)에 기초하여 피팅 함수의 계수 또는 상수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모델링 회로(134_1)는 자연 로그 함수로 피팅 함수를 결정하되, 시간에 따른 생체 전기 저항 데이터(BID) 값의 변화 추이와 가장 근사한 자연 로그 함수의 계수 값 및 상수 값을 결정할 수 있다. 모델링 회로(134_1)는 결정된 계수 값 및 상수 값에 근거하여 모델링 데이터(MD)를 생성할 수 있다.The modeling circuit 134_1 models the bioelectrical resistance measured during the sensing time or the processing time as a fitting function. The modeling circuit 134_1 may receive bioelectrical resistance data (BID) from the analog-to-digital converter 132. [ The modeling circuit 134_1 can determine the coefficient or constant of the fitting function based on the bioelectrical resistance data (BID). For example, the modeling circuit 134_1 may determine a fit function with a natural logarithm function, and determine a coefficient value and a constant value of the natural logarithmic function closest to the transition of the bioelectrical resistance data (BID) value with time . The modeling circuit 134_1 can generate the modeling data MD based on the determined coefficient value and the constant value.

에러 감지 회로(134_2)는 모델링된 피팅 함수와 실제 측정된 생체 전기 저항을 비교하여 사용자의 자세에 의한 접촉 에러를 판단할 수 있다. 에러 감지 회로(134_2)는 모델링 회로(134_1)로부터 모델링 데이터(MD)를 수신할 수 있다. 에러 감지 회로(134_2)는 아날로그-디지털 컨버터(132)로부터 생체 전기 저항 데이터(BID)를 수신할 수 있다. 에러 감지 회로(134_2)는 모델링 데이터(MD)와 생체 전기 저항 데이터(BID)를 비교할 수 있다. 에러 감지 회로(134_2)는 모델링 데이터(MD)와 생체 전기 저항 데이터(BID)의 차이 값을 누산할 수 있다. 누산된 결과가 에러 기준 값보다 큰 경우, 에러 감지 회로(134_2)는 접촉 에러가 발생된 것으로 판단하여 에러 데이터(ED)를 생성할 수 있다. The error detection circuit 134_2 can compare the modeled fitting function with the actually measured bioelectrical resistance to determine a contact error based on the user's attitude. The error detection circuit 134_2 can receive the modeling data MD from the modeling circuit 134_1. The error detection circuit 134_2 may receive bioelectrical resistance data (BID) from the analog-to-digital converter 132. [ The error detection circuit 134_2 can compare the modeling data MD with the bioelectrical resistance data BID. The error detection circuit 134_2 can accumulate the difference value between the modeling data MD and the bioelectrical resistance data BID. If the accumulated result is larger than the error reference value, the error detection circuit 134_2 may determine that a contact error has occurred and generate error data ED.

에러 데이터(ED)에 기초하여, 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항을 추정하지 않을 수 있다. 에러 감지 회로(134_2)는 에러 데이터(ED)를 모델링 회로(134_1)에 제공할 수 있다. 모델링 회로(134_1)는 에러 데이터(ED)를 수신할 때, 임피던스 보상 회로(134_3)에 모델링 데이터(MD)를 제공하지 않을 수 있다. 이 경우, 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항을 계산하지 않고, 생체 전기 저항을 다시 측정하도록 바이오 프로세서(130)를 제어할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 달리, 에러 데이터(ED)는 임피던스 보상 회로(134_3)에 제공되어 안정화된 생체 전기 저항의 계산을 중지시키거나, 체지방 계산 회로(134_4)에 제공되어 체지방 데이터(BFD)의 계산을 중지시킬 수 있다.Based on the error data ED, the digital signal processor 134 may not estimate the stabilized bioelectrical resistance. The error detection circuit 134_2 may provide the error data ED to the modeling circuit 134_1. The modeling circuit 134_1 may not provide the modeling data MD to the impedance compensation circuit 134_3 when receiving the error data ED. In this case, the digital signal processor 134 may control the bio processor 130 to measure the bioelectrical resistance again without calculating a stabilized bioelectrical resistance. 6, the error data ED is provided to the impedance compensation circuit 134_3 to stop the calculation of the stabilized bioelectrical resistance, or to the body fat calculation circuit 134_4 to calculate the body fat data BFD The calculation can be stopped.

임피던스 보상 회로(134_3)는 모델링된 피팅 함수에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 임피던스 보상 회로(134_3)는 모델링 회로(134_1)로부터 모델링 데이터(MD)를 수신할 수 있다. 임피던스 보상 회로(134_3)는 모델링 데이터(MD)로부터 생체 전기 저항의 안정화 시점을 판단할 수 있다. 예를 들어, 임피던스 보상 회로(134_3)는 피팅 함수의 계수 값 및 상수 값에 따른 파형을 예측할 수 있고, 예측된 파형에 따라 생체 전기 저항의 안정화 시점을 추정할 수 있다. 임피던스 보상 회로(134_3)는 안정화 시점에의 피팅 함수의 값을 계산하여 안정화된 생체 전기 저항 데이터(SCD)를 생성할 수 있다.The impedance compensation circuit 134_3 estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the modeled fitting function. The impedance compensation circuit 134_3 can receive the modeling data MD from the modeling circuit 134_1. The impedance compensation circuit 134_3 can determine the stabilization time point of the bioelectrical resistance from the modeling data MD. For example, the impedance compensation circuit 134_3 can predict a waveform depending on a coefficient value and a constant value of the fitting function, and can estimate a stabilization time point of the bioelectrical resistance according to the predicted waveform. The impedance compensation circuit 134_3 can generate the stabilized bioelectricity resistance data (SCD) by calculating the value of the fitting function at the stabilization time.

체지방 계산 회로(134_4)는 추정된 생체 전기 저항 값에 기초하여 사용자의 체지방을 계산한다. 체지방 계산 회로(134_4)는 임피던스 보상 회로(134_3)로부터 안정화된 생체 전기 저항 데이터(SCD)를 수신할 수 있다. 체지방 계산 회로(134_4)는 불휘발성 메모리(135) 또는 어플리케이션 프로세서(140)로부터 사용자 데이터(PD)를 수신할 수 있다. 사용자 데이터(PD)는 사용자의 키, 몸무게, 나이, 또는 성별 정보를 포함할 수 있다. 체지방 계산 회로(134_4)는 사용자 데이터(PD) 및 안정화된 생체 전기 저항 데이터(SCD)를 파라미터로 회귀식에 적용할 수 있다. 체지방 계산 회로(134_4)는 이러한 회귀식에 대한 데이터를 불휘발성 메모리(135)로부터 추가적으로 입력 받을 수 있다.The body fat calculation circuit 134_4 calculates the body fat of the user based on the estimated bioelectrical resistance value. The body fat calculation circuit 134_4 can receive the stabilized bioelectricity resistance data SCD from the impedance compensation circuit 134_3. The body fat calculation circuit 134_4 may receive the user data PD from the non-volatile memory 135 or the application processor 140. [ The user data PD may include the user's key, weight, age, or gender information. The body fat calculation circuit 134_4 may apply the user data PD and the stabilized bioelectricity resistance data SCD as parameters to the regression equation. The body fat calculation circuit 134_4 can additionally receive data for this regression equation from the non-volatile memory 135. [

체지방 계산 회로(134_4)는 안정화된 생체 전기 저항 데이터(SCD)를 포함하는 다양한 파라미터를 회귀식에 적용하여 체지방 데이터(BFD)를 생성할 수 있다. 체지방 데이터(BFD)는 어플리케이션 프로세서(140) 또는 외부의 호스트 장치의 요청에 따라 출력될 수 있다. 이 경우, 어플리케이션 프로세서(140) 또는 외부의 호스트 장치가 생체 전기 저항 데이터(BID)를 직접 처리하여 체지방 데이터(BFD)를 계산하는 것에 비하여, 전송되는 데이터 양이 감소되고, 데이터 전송에 따른 전력 소모가 감소될 수 있다.The body fat calculation circuit 134_4 can generate the body fat data BFD by applying various parameters including the stabilized bioelectrical resistance data SCD to the regression equation. The body fat data BFD may be output at the request of the application processor 140 or an external host device. In this case, compared with the case where the application processor 140 or the external host device directly processes the bioelectrical resistance data BID to calculate the body fat data BFD, the amount of data to be transmitted is reduced and the power consumption Can be reduced.

도 7은 도 1의 생체 신호 감지 장치의 다른 예시적인 구성을 도시하는 블록도이다. 생체 신호 감지 장치(210)는 도 1의 생체 신호 감지 장치(110)일 수 있다. 도 7을 참조하면, 생체 신호 감지 장치(210)는 전극부(220) 및 바이오 프로세서(230)를 포함한다. 전극부(220)는 제1 내지 제4 전극들(221~224)을 포함할 수 있다. 바이오 프로세서(230)는 생체 전기 저항 센서(231), 갈바닉 피부 반응 센서(232), 아날로그-디지털 컨버터(233), 전류 생성기(234), 디지털 신호 프로세서(235), 및 불휘발성 메모리(236)를 포함한다.FIG. 7 is a block diagram showing another exemplary configuration of the bio-signal sensing device of FIG. 1. FIG. The biological signal sensing device 210 may be the biological signal sensing device 110 of FIG. Referring to FIG. 7, the biological signal sensing device 210 includes an electrode unit 220 and a bio processor 230. The electrode unit 220 may include first to fourth electrodes 221 to 224. The bio processor 230 includes a bioelectrical impedance sensor 231, a galvanic skin response sensor 232, an analog-to-digital converter 233, a current generator 234, a digital signal processor 235, and a non-volatile memory 236, .

전극부(220)는 전류 생성기(234)로부터 입력 받은 제1 출력 전류(Iout1) 및 제2 출력 전류(Iout2)를 사용자에 제공한다. 제2 전극(222)은 제1 출력 전류(Iout1)를 사용자에 제공하고, 제4 전극(224)은 제2 출력 전류(Iout2)를 사용자에 제공할 수 있다. 전극부(220)는 제1 출력 전류(Iout1) 및 제2 출력 전류(Iout2)를 사용자에 제공함에 따라, 생성된 제1 감지 전압(Vsen1) 및 제2 감지 전압(Vsen2)을 수신하여 생체 전기 저항 센서(231)에 제공할 수 있다. 제1 전극(221)은 제1 감지 전압(Vsen1)을 생체 전기 저항 센서(231)에 제공하고, 제3 전극(223)은 제2 감지 전압(Vsen2)을 생체 전기 저항 센서(231)에 제공할 수 있다. 제1 내지 제4 전극들(221~224)이 생체 전기 저항을 측정하기 위하여 출력 전류를 사용자에 제공하고, 감지 전압을 바이오 프로세서(230)에 제공하는 과정은 도 2와 동일하다.The electrode unit 220 provides the first output current Iout1 and the second output current Iout2 received from the current generator 234 to the user. The second electrode 222 may provide a first output current Ioutl to a user and the fourth electrode 224 may provide a second output current Iout2 to a user. The electrode unit 220 receives the first sensing voltage Vsen1 and the second sensing voltage Vsen2 and provides the first output current Iout1 and the second output current Iout2 to the user, Can be provided to the resistance sensor 231. The first electrode 221 provides the first sensing voltage Vsen1 to the bioelectrical impedance sensor 231 and the third electrode 223 provides the second sensing voltage Vsen2 to the bioelectrical impedance sensor 231. [ can do. The first to fourth electrodes 221 to 224 provide the output current to the user for measuring the bioelectrical resistance and provide the sensing voltage to the bio processor 230 is the same as in FIG.

전극부(220)는 갈바닉 피부 반응에 의한 피부 전기 저항을 측정하기 위하여 제1 갈바닉 전압(Vgsr1) 및 제2 갈바닉 전압(Vgsr2)을 수신하여 갈바닉 피부 반응 센서(232)에 제공할 수 있다. 생체 전기 저항을 측정하기 위한 전극부(220)의 동작과 갈바닉 피부 반응에 의한 피부 전기 저항을 측정하기 위한 전극부(220)의 동작은 서로 다른 시간에 발생될 수 있다. 피부 전기 저항을 측정하기 위하여, 제3 전극(223) 및 제4 전극(224)이 이용되는 것으로 가정한다. 제3 전극(223) 및 제4 전극(224)은 서로 인접하게 배치되되, 서로 절연된다. The electrode unit 220 may receive the first galvanic voltage Vgsr1 and the second galvanic voltage Vgsr2 to provide the galvanic skin reaction sensor 232 to measure the skin electrical resistance due to the galvanic skin reaction. The operation of the electrode unit 220 for measuring the bioelectrical resistance and the operation of the electrode unit 220 for measuring the skin electrical resistance due to the galvanic skin reaction may occur at different times. To measure skin electrical resistance, it is assumed that a third electrode 223 and a fourth electrode 224 are used. The third electrode 223 and the fourth electrode 224 are disposed adjacent to each other and insulated from each other.

제3 전극(223) 또는 제4 전극(224)은 전류 생성기(234)로부터 직류 전류를 입력 받아 사용자에 제공할 수 있다. 이 경우, 갈바닉 피부 반응(Galvanic Skin Response, GSR)에 의하여, 사용자를 통한 제3 전극(223) 및 제4 전극(224) 사이의 저항이 변할 수 있다. 갈바닉 피부 반응은 땀샘의 상태에 기초하여 나타난다. 변화된 저항에 근거하여, 제3 전극(223)과 제4 전극(224) 사이에 전위차가 형성된다. 제3 전극(223)은 제1 갈바닉 전압(Vgsr1)을 수신하여 갈바닉 피부 반응 센서(232)에 제공하고, 제4 전극(224)은 제2 갈바닉 전압(Vgsr2)을 수신하여 갈바닉 피부 반응 센서(232)에 제공한다.The third electrode 223 or the fourth electrode 224 may receive the direct current from the current generator 234 and provide the direct current to the user. In this case, the resistance between the third electrode 223 and the fourth electrode 224 through the user may be changed by the Galvanic Skin Response (GSR). The galvanic skin reaction is based on the condition of the glands. A potential difference is formed between the third electrode 223 and the fourth electrode 224 based on the changed resistance. The third electrode 223 receives the first galvanic voltage Vgsr1 and provides it to the galvanic skin reaction sensor 232 and the fourth electrode 224 receives the second galvanic voltage Vgsr2 to provide a galvanic skin reaction sensor 232.

생체 전기 저항 센서(231)는 제1 감지 전압(Vsen1) 및 제2 감지 전압(Vsen2)에 기초하여 사용자의 생체 전기 저항을 측정한다. 생체 전기 저항 센서(231)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 생체 전기 저항 신호(BIS)를 생성할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(231)의 구성 및 기능은 도 2의 생체 전기 저항 센서(131)와 동일하므로 구체적인 설명이 생략된다.The bioelectrical impedance sensor 231 measures the bioelectrical resistance of the user based on the first sense voltage Vsen1 and the second sense voltage Vsen2. The bioelectrical resistance sensor 231 can generate the bioelectrical resistance signal (BIS) based on the measured bioelectrical resistance. The configuration and function of the bioelectrical impedance sensor 231 are the same as those of the bioelectrical impedance sensor 131 of FIG. 2, and thus a detailed description thereof will be omitted.

갈바닉 피부 반응 센서(232)는 제1 갈바닉 전압(Vgsr1) 및 제2 갈바닉 전압(Vgsr2)에 기초하여 사용자의 피부 전기 저항을 측정한다. 갈바닉 피부 반응 센서(232)는 제1 갈바닉 전압(Vgsr1) 및 제2 갈바닉 전압(Vgsr2)을 이용하여 저항의 변화 추이를 센싱할 수 있다. 이를 위하여, 갈바닉 피부 반응 센서(232)는 전압계를 포함할 수 있다. 갈바닉 피부 반응 센서(232)는 제1 갈바닉 전압(Vgsr1) 및 제2 갈바닉 전압(Vgsr2)의 변화에 따른 저항의 변화 추이를 측정할 수 있다.The galvanic skin reaction sensor 232 measures the skin electrical resistance of the user based on the first galvanic voltage Vgsr1 and the second galvanic voltage Vgsr2. The galvanic skin reaction sensor 232 can sense the change in resistance by using the first galvanic voltage Vgsr1 and the second galvanic voltage Vgsr2. To this end, the galvanic skin reaction sensor 232 may comprise a voltmeter. The galvanic skin reaction sensor 232 can measure a change in resistance according to the change of the first galvanic voltage Vgsr1 and the second galvanic voltage Vgsr2.

갈바닉 피부 반응 센서(232)는 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 갈바닉 피부 반응 신호(GSS)를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 갈바닉 피부 반응 센서(232)는 아날로그 프론트 엔드(Analog Frond End, AFE)를 포함할 수 있다. AFE는 제1 갈바닉 전압(Vgsr1)과 제2 갈바닉 전압(Vgsr2) 사이의 전위차를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다. AFE는 증폭된 갈바닉 전압의 노이즈를 제거하기 위한 저역 통과 필터를 포함할 수 있다. The galvanic skin reaction sensor 232 may generate a galvanic skin reaction signal (GSS) based on the measured skin electrical resistance. To this end, the galvanic skin reaction sensor 232 may comprise an analog front end (AFE). The AFE may include an amplifier for amplifying a potential difference between the first galvanic voltage Vgsr1 and the second galvanic voltage Vgsr2. The AFE may include a low pass filter to remove noise of the amplified galvanic voltage.

갈바닉 피부 반응 센서(232)는 생체 전기 저항을 측정하기 위한 센싱 시간 이전에 피부 전기 저항을 측정할 수 있다. 즉, 갈바닉 피부 반응 센서(232)가 피부 전기 저항을 측정한 후에, 생체 전기 저항 센서(231)가 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 도 7은 갈바닉 피부 반응 센서(232)와 생체 전기 저항 센서(231)를 별도의 구성으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 하나의 구성으로 제공될 수 있다. The galvanic skin reaction sensor 232 can measure the skin electrical resistance before the sensing time for measuring the bioelectrical resistance. That is, after the galvanic skin reaction sensor 232 measures the skin electrical resistance, the bioelectric resistance sensor 231 can measure the bioelectrical resistance. FIG. 7 shows the galvanic skin reaction sensor 232 and the bioelectrical impedance sensor 231 as separate components, but is not limited thereto and may be provided in a single configuration.

아날로그-디지털 컨버터(233)는 생체 전기 저항 신호(BIS)를 생체 전기 저항 데이터(BID)로 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(233)는 갈바닉 피부 반응 신호(GSS)를 갈바닉 피부 반응 데이터(GSD)로 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(233)의 구성 및 기능은 도 2의 아날로그-디지털 컨버터(132)와 동일하므로 구체적인 설명이 생략된다.The analog-to-digital converter 233 can convert the bioelectrical resistance signal (BIS) into the bioelectrical resistance data (BID). The analog-to-digital converter 233 may convert the galvanic skin reaction signal (GSS) to galvanic skin reaction data (GSD). The configuration and the function of the analog-to-digital converter 233 are the same as those of the analog-to-digital converter 132 in Fig. 2, so a detailed description thereof will be omitted.

전류 생성기(234)는 생체 전기 저항을 측정하기 위한 제1 출력 전류(Iout1) 및 제2 출력 전류(Iout2)를 생성한다. 전류 생성기(234)는 제1 출력 전류(Iout1)를 제2 전극(222)에 제공하고, 제2 출력 전류(Iout2)를 제4 전극(224)에 제공할 수 있다. 전류 생성기(234)는 피부 전기 저항을 측정하기 위한 직류 전류를 생성한다. 전류 생성기(234)는 직류 전류를 제3 전극(223) 또는 제4 전극(224)에 제공할 수 있다. 전류 생성기(234)는 전류 제어 신호(CCS)에 근거하여 제1 및 제2 출력 전류(Iout1, Iout2)를 생성하거나, 직류 전류를 생성할 수 있다.The current generator 234 generates a first output current Iout1 and a second output current Iout2 for measuring the bioelectrical resistance. The current generator 234 may provide the first output current Iout1 to the second electrode 222 and the second output current Iout2 to the fourth electrode 224. [ The current generator 234 generates a direct current for measuring skin electrical resistance. The current generator 234 may provide a direct current to the third electrode 223 or the fourth electrode 224. The current generator 234 may generate the first and second output currents Iout1 and Iout2 based on the current control signal CCS or may generate a DC current.

디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정은 도 2에서 설명된 과정과 동일하므로 구체적인 설명이 생략된다. 디지털 신호 프로세서(235)는 추가적으로 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 보상한다. 일례로, 디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 생체 전기 저항이 안정화되는 시점의 접촉 저항 값을 추정할 수 있다. 여기에서, 접촉 저항은 땀 등에 의한 피부 건조도가 반영된 사용자와 전극부(220) 사이의 접촉에 의한 저항을 의미할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 추정된 생체 전기 저항 값에 접촉 저항 값이 보상되도록, 접촉 저항 값을 회귀식 데이터의 파라미터로 이용할 수 있다.The digital signal processor 235 estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the measured bioelectrical resistance. The process of estimating the stabilized bioelectrical resistance value is the same as the process described with reference to FIG. 2, so a detailed description thereof will be omitted. The digital signal processor 235 further compensates for the stabilized bioelectrical resistance value based on the measured skin electrical resistance. For example, the digital signal processor 235 can estimate the contact resistance value at the time when the bioelectrical resistance is stabilized based on the measured skin electrical resistance. Here, the contact resistance may mean resistance due to contact between the electrode portion 220 and the user, which reflects the degree of skin dryness due to sweat or the like. The digital signal processor 235 may use the contact resistance value as a parameter of regression data so that the contact resistance value is compensated for the estimated bioelectric resistance value.

디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항 및 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 생체 전기 저항의 정착 시간을 예측할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항의 패턴을 분석하여 피팅 함수로 모델링할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 피팅 함수의 모델링 과정에서 측정된 피부 전기 저항을 반영할 수 있다. 즉, 디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항 및 측정된 생체 전기 저항에 근거하여 피팅 함수의 계수 또는 상수를 결정할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 피팅 함수를 모델링 하고, 정착 시간을 예측하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한 후에, 측정된 피부 전기 저항을 반영하여 생체 전기 저항 값을 보상할 수 있다.The digital signal processor 235 can estimate the settling time of the bioelectrical resistance based on the measured skin electrical resistance and the measured bioelectrical resistance. The digital signal processor 235 may analyze the pattern of bioelectrical resistance measured during sensing time and model it as a fitting function. The digital signal processor 235 may reflect the skin electrical resistance measured during the modeling of the fitting function. That is, the digital signal processor 235 may determine a coefficient or constant of the fitting function based on the measured skin electrical resistance and the measured bioelectrical resistance. However, the present invention is not limited thereto. The digital signal processor 235 may model the fitting function based on the measured bioelectrical resistance, estimate the stabilized bioelectrical resistance value by predicting the fixation time, The bioelectrical resistance value can be compensated.

디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 전극부(220)와 사용자 사이의 접촉 시간을 예측할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 시스템(100)이 웨어러블 장치로 구현되는 경우, 웨어러블 장치는 생체 전기 저항을 측정하기 전에 이미 착용될 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 사용자의 땀샘의 상태에 따른 웨어러블 장치의 착용 시간을 예측할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 착용 시간에 따른 피부 전기 저항을 모델링하여 생체 전기 저항이 안정화되는 시점의 접촉 저항 값을 예측할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 예측된 접촉 저항 값을 반영하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 보상할 수 있다.The digital signal processor 235 can predict the contact time between the electrode unit 220 and the user based on the measured skin electrical resistance. For example, if the bio-signal sensing system 100 is implemented as a wearable device, the wearable device may already be worn before measuring the bioelectrical resistance. The digital signal processor 235 can predict the wear time of the wearable device according to the state of the user's sweat glands based on the measured skin electrical resistance. The digital signal processor 235 models the skin electrical resistance according to the wearing time and predicts the contact resistance value at the time when the bioelectric resistance is stabilized. The digital signal processor 235 can compensate the stabilized bioelectric resistance value by reflecting the predicted contact resistance value.

도 8은 도 7의 바이오 프로세서가 생체 전기 저항 및 피부 전기 저항에 따라 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 8을 참조하면, 가로축은 시간의 흐름을 나타내고, 세로축은 저항을 나타낸다. 생체 전기 저항 값은 플로팅 시간, 정착 시간, 및 안정화 시간으로 구분되어 나타날 수 있다. 설명의 편이상 도 8은 도 7의 도면 부호를 참조하여 설명된다.8 is a graph for explaining a process of estimating a bioelectrical resistance value stabilized according to bioelectrical resistance and skin electrical resistance of the bio processor of FIG. Referring to Fig. 8, the horizontal axis indicates the flow of time, and the vertical axis indicates the resistance. The bioelectrical resistance value can be divided into a floating time, a settling time, and a stabilization time. DETAILED DESCRIPTION Fig. 8 is described with reference to the reference numerals of Fig.

도 8의 점선은 사용자가 일반적인 사람보다 땀이 많은 경우에 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이를 나타낸다. 도 8의 일점 쇄선은 사용자가 일반적인 사람보다 건조한 피부를 갖는 경우에 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이를 나타낸다. 도 8의 실선은 피부 건조도에 따른 접촉 저항의 변화를 보상한 생체 전기 저항의 변화 추이를 나타낸다. 도 8에 나타난 실선, 점선, 및 일점 쇄선은 설명의 편이상 간소화된 그래프로 이해될 것이고, 실제 피부 건조도는 스트레스 또는 외부 자극에 의하여 실시간으로 변동될 수 있다.The dashed line in FIG. 8 shows a change in the measured bioelectrical resistance when the user sweats more than a normal person. The dot-dashed line in FIG. 8 shows the change in the bioelectrical resistance measured when the user has dry skin than a general person. The solid line in FIG. 8 shows a change in the bioelectrical resistance that compensates for the change in contact resistance due to the degree of skin dryness. The solid line, the dotted line, and the one-dot chain line shown in FIG. 8 will be understood as a simplified graph of the aspect of the description, and the actual skin dryness can be changed in real time by stress or external stimulus.

도 8을 참조하면, 플로팅 시간은 제1 시점(t1)까지로 정의된다. 플로팅 시간에서, 생체 전기 저항은 플로팅 임피던스 값(FI4)을 가질 수 있다. 또한, 웨어러블 장치의 구조 상, 제3 전극(223) 및 제4 전극(224)은 사용자와 접촉 상태를 유지할 수 있고, 생체 전기 저항을 측정할 때, 추가적으로 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)이 사용자와 접촉될 수 있다. 사용자와 제3 전극(223) 및 제4 전극(224) 사이의 접촉 시간이 길어질수록 땀 등이 많이 발생된다. 땀이 많이 발생될수록, 전기 전도성을 갖는 물 또는 전해액이 많이 발생되므로 피부 전기 저항은 감소한다. 따라서, 플로팅 시간 동안에도 피부 전기 저항은 계속적으로 감소할 수 있다.Referring to Fig. 8, the floating time is defined up to the first time point t1. At the floating time, the bioelectrical resistance may have the floating impedance value FI4. In addition, the third electrode 223 and the fourth electrode 224 can be kept in contact with the user due to the structure of the wearable device, and when the bioelectrical resistance is measured, the first electrode 221 and the second electrode 224, Lt; RTI ID = 0.0 > 222 < / RTI > The longer the contact time between the user and the third electrode 223 and the fourth electrode 224, the more sweat is generated. The more sweat is generated, the more water or electrolyte having electric conductivity is generated, and the skin electrical resistance is decreased. Therefore, the skin electrical resistance can be continuously reduced even during the floating time.

정착 시간은 제1 시점(t1)부터 제6 시점(t6)까지로 정의된다. 처리 시간은 제1 시점(t1)부터 제6 시점(t6)보다 빠른 제3 시점(t3)까지로 정의될 수 있다. 정착 시간 동안 생체 전기 저항은 감소할 수 있다. 땀이 많은 사람의 경우, 점선으로 도시된 바와 같이 피부 전기 저항이 급격하게 감소할 수 있다. 땀이 적은 사람의 경우, 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이 피부 전기 저항이 비교적 완만하게 감소할 수 있다. 상술된 바와 같이, 처리 시간 동안, 생체 전기 저항 센서(231)는 생체 전기 저항의 변화 추이를 피팅 함수로 모델링 할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(231)는 모델링된 피팅 함수에 기초하여 제6 시점(t6) 시점의 생체 전기 저항 값을 추정할 수 있다. The fixing time is defined from the first time point t1 to the sixth time point t6. The processing time may be defined from the first time point t1 to the third time point t3, which is earlier than the sixth time point t6. The bioelectrical resistance during the settling time can be reduced. In the case of a person with many sweat, the skin electrical resistance can be drastically reduced as shown by the dotted line. In the case of a person having less sweat, the skin electrical resistance can be reduced relatively slowly as shown by the one-dot chain line. As described above, during the processing time, the bioelectrical resistance sensor 231 can model the change in the bioelectrical resistance as a fitting function. The bioelectrical resistance sensor 231 can estimate the bioelectrical resistance at the sixth point in time t6 based on the modeled fitting function.

땀이 많은 사람의 경우, 추정된 생체 전기 저항 값은 제1 생체 전기 저항 값(GIa)을 나타낼 수 있다. 땀이 적은 사람의 경우, 추정된 생체 전기 저항 값은 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 나타낼 수 있다. 상술된 바와 같이, 갈바닉 피부 반응 센서(232)는 생체 전기 저항을 측정하기 전에 피부 전기 저항을 측정할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 전극부(220)와 사용자 사이의 접촉 시간을 예측할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 예측된 접촉 시간에 기초하여 제6 시점(t6)에서의 피부 전기 저항을 예측할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 제 6 시점(t6)에서의 피부 전기 저항에 기초하여 제1 생체 전기 저항 값(GIa) 또는 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 보상된 생체 전기 저항 값(SI4)으로 보상할 수 있다.In the case of a person with many sweats, the estimated bioelectrical resistance value may represent the first bioelectrical resistance value (GIa). In the case of a person with less sweat, the estimated bioelectrical resistance value may represent the second bioelectrical resistance value (GIb). As described above, the galvanic skin reaction sensor 232 can measure the skin electrical resistance before measuring the bioelectrical resistance. The digital signal processor 235 can predict the contact time between the electrode unit 220 and the user based on the measured skin electrical resistance. The digital signal processor 235 can predict the skin electrical resistance at the sixth time point t6 based on the predicted contact time. The digital signal processor 235 compares the first bioelectrical resistance value GIa or the second bioelectrical resistance value GIb with the compensated bioelectrical resistance value SI4 based on the skin electrical resistance at the sixth time point t6, .

디지털 신호 프로세서(235)는 생체 데이터를 생성하는 과정에서 제1 생체 전기 저항 값(GIa) 또는 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 보상할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호 프로세서(235)는 갈바닉 피부 반응 센서(232)에 의하여 결정된 피부 전기 저항 값을 회귀식 데이터의 파라미터로 이용하여 측정된 제1 생체 전기 저항 값(GIa) 또는 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 보상된 생체 전기 저항 값(SI4)으로 보상할 수 있다.The digital signal processor 235 can compensate the first bioelectrical resistance value GIa or the second bioelectrical resistance value GIb in the process of generating biometric data. For example, the digital signal processor 235 may use the skin electrical resistance value determined by the galvanic skin reaction sensor 232 as the first bioelectrical resistance value GIa or the second bioelectrical impedance value The resistance value GIb can be compensated with the compensated bioelectrical resistance value SI4.

디지털 신호 프로세서(235)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 과정에서 제1 생체 전기 저항 값(GIa) 또는 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 보상된 생체 전기 저항 값(SI4)으로 보상할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호 프로세서(235)는 생체 전기 저항의 변화 추이를 모델링하여 점선 또는 일점 쇄선에 대응되는 피팅 함수를 계산하고, 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 실선에 대응되는 피팅 함수로 보상할 수 있다. 또는 디지털 신호 프로세서(235)는 생체 전기 저항의 변화 추이를 모델링하여 안정화된 생체 전기 저항 값으로 제1 생체 전기 저항 값(GIa) 또는 제2 생체 전기 저항 값(GIb)을 결정한 후, 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 보상된 생체 전기 저항 값(SI4)으로 최종 생체 전기 저항 값을 결정할 수도 있다.The digital signal processor 235 compensates the first bioelectrical resistance value GIa or the second bioelectrical resistance value GIb by the compensated bioelectrical resistance value SI4 in the process of estimating the stabilized bioelectrical resistance value . For example, the digital signal processor 235 models the transition of the bioelectrical resistance to calculate the fitting function corresponding to the dotted or dashed line and compensates the fitting function corresponding to the solid line based on the measured skin electrical resistance . Alternatively, the digital signal processor 235 may model the transition of the bioelectrical resistance to determine a first bioelectrical resistance value (GIa) or a second bioelectrical resistance value (GIb) with a stabilized bioelectrical resistance value, The final bioelectrical resistance value may be determined with the compensated bioelectrical resistance value (SI4) based on the electric resistance.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 프로세서의 동작 방법의 순서도이다. 도 9를 참조하면, 바이오 프로세서의 동작 방법은 도 1 또는 도 2의 바이오 프로세서(130), 또는 도 7의 바이오 프로세서(230)에서 수행된다. 설명의 편이상 도 9의 순서도는 도 2의 도면부호를 참조하여 설명된다.9 is a flowchart of an operation method of a bio processor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, a method of operating the bio processor is performed in the bio processor 130 of FIG. 1 or 2, or the bio processor 230 of FIG. The flow chart of Fig. 9 will be described with reference to the reference numerals of Fig.

S110 단계에서, 생체 전기 저항 센서(131)는 센싱 시간 동안 감지 전압을 측정한다. 생체 전기 저항 센서(131)는 전극부(120)로부터 감지 전압(Vsen)을 입력 받는다. 생체 전기 저항 센서(131)는 사용자에게 제공한 출력 전류(Iout) 및 사용자로부터 제공된 감지 전압(Vsen)을 이용하여 사용자에 대한 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 센싱 시간은 정착 시간의 일부를 포함한다. 센싱 시간은 정착 시간보다 짧을 수 있다.In step S110, the bioelectrical impedance sensor 131 measures the sensed voltage during the sensing time. The bioelectrical impedance sensor 131 receives the sense voltage Vsen from the electrode unit 120. The bioelectrical impedance sensor 131 may measure the bioelectrical resistance to the user using the output current Iout provided to the user and the sense voltage Vsen provided from the user. The sensing time includes a part of the settling time. The sensing time may be shorter than the settling time.

S120 단계에서, 디지털 신호 프로세서(134)는 생체 전기 저항을 모델링한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항을 피팅 함수로 모델링할 수 있다. 피팅 함수는 시간의 흐름에 따라 선형성을 갖는 함수일 수 있고, 예를 들어 자연 로그 함수일 수 있다. 피팅 함수는 정착 시간에서의 생체 전기 저항의 근사치를 나타낼 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 측정된 생체 전기 저항의 값과 가장 근사한 값을 갖는 피팅 함수의 계수 또는 상수를 결정할 수 있다.In step S120, the digital signal processor 134 models the bioelectrical resistance. The digital signal processor 134 may model the bioelectrical resistance measured during the sensing time as a fitting function. The fitting function may be a function with linearity over time, for example a natural logarithmic function. The fitting function can represent an approximation of the bioelectrical resistance at the settling time. The digital signal processor 134 may determine the coefficient or constant of the fitting function that has a value closest to the value of the measured bioelectrical resistance.

S130 단계에서, 디지털 신호 프로세서(134)는 접촉 에러를 판단한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 모델링된 피팅 함수와 측정된 생체 전기 저항을 비교한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 피팅 함수와 대응되는 시점의 실제 생체 전기 저항의 차이를 누산할 수 있다. 누산된 결과가 에러 기준 값보다 큰 경우, 디지털 신호 프로세서(134)는 사용자와 전극부(120) 사이에 접촉 에러가 발생한 것으로 판단한다. 접촉 에러가 감지된 경우, 생체 신호 감지 시스템(100)은 사용자에게 전극부(120)와의 접촉 상태를 유지할 것을 요청하는 시각적 또는 청각적 메시지를 제공할 수 있다. 이후, S110 단계가 다시 진행된다. 접촉 에러가 감지되지 않은 경우, S140 단계가 진행된다.In step S130, the digital signal processor 134 determines a contact error. The digital signal processor 134 compares the modeled fitting function and the measured bioelectrical resistance. The digital signal processor 134 may accumulate the difference of the actual bioelectrical resistance at the corresponding point in time with the fitting function. If the accumulated result is larger than the error reference value, the digital signal processor 134 determines that a contact error has occurred between the user and the electrode unit 120. [ When a contact error is detected, the bio-signal detection system 100 may provide a visual or auditory message to the user requesting to maintain contact with the electrode unit 120. [ Thereafter, step S110 is performed again. If no contact error is detected, step S140 is performed.

S140 단계에서, 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 S120 단계에서 모델링된 피팅 함수에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정할 수 있다. 일례로, 디지털 신호 프로세서(134)는 모델링된 피팅 함수에 기초하여 생체 전기 저항 값의 안정화 시점을 판단할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 안정화 시점의 피팅 함수 값을 안정화된 생체 전기 저항 값으로 추정할 수 있다.In step S140, the digital signal processor 134 estimates the stabilized bioelectric resistance value. The digital signal processor 134 may estimate the stabilized bioelectrical resistance value based on the fitting function modeled in step S120. In one example, the digital signal processor 134 can determine the stabilization time point of the bioelectrical resistance value based on the modeled fitting function. The digital signal processor 134 may estimate the fitting function value at the stabilization time as a stabilized bioelectric resistance value.

S140 단계에서, 도 7과 같이 바이오 프로세서(230)가 갈바닉 피부 반응 센서(232)를 포함하는 경우, 피부 전기 저항을 측정한 결과 계산된 안정화 시점의 접촉 저항이 안정화된 생체 전기 저항 값에 반영될 수 있다. 즉, 도 7의 디지털 신호 프로세서(235)는 갈바닉 피부 반응 센서(232)에 의하여 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 사용자와 전극부(220) 사이의 접촉 저항 값을 계산할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(235)는 안정화된 생체 전기 저항 값에 접촉 저항 값을 반영하여 땀 등에 의하여 발생된 추가적인 저항을 제거할 수 있다.7, when the bio processor 230 includes the galvanic skin reaction sensor 232, the contact resistance at the stabilization time calculated as a result of measuring the skin electrical resistance is reflected in the stabilized bioelectric resistance value . That is, the digital signal processor 235 of FIG. 7 can calculate the contact resistance value between the user and the electrode unit 220 based on the skin electrical resistance measured by the galvanic skin reaction sensor 232. The digital signal processor 235 may reflect the contact resistance value to the stabilized bioelectrical resistance value to remove the additional resistance caused by sweat or the like.

S150 단계에서, 디지털 신호 프로세서(134)는 추정된 생체 전기 저항 값에 기초하여 체지방을 계산한다. 디지털 신호 프로세서(134)는 추정된 생체 전기 저항 값을 회귀식에 적용하여 체지방을 계산할 수 있다. 디지털 신호 프로세서(134)는 생체 전기 저항 값뿐만 아니라, 키, 몸무게, 나이, 또는 성별에 대한 사용자 정보를 회귀식에 추가적으로 적용하여 체지방을 계산할 수 있다. 사용자 정보 및 회귀식 정보는 불휘발성 메모리(135)에 미리 저장될 수 있다. S150 단계는 체지방을 계산하는 것으로 특정하였으나, 이에 제한되지 않고, 안정화된 생체 전기 저항 값에 기초하여 다양한 체성분을 계산할 수 있다. In step S150, the digital signal processor 134 calculates body fat based on the estimated bioelectrical resistance value. The digital signal processor 134 may calculate the body fat by applying the estimated bioelectrical resistance value to the regression equation. The digital signal processor 134 may calculate body fat by additionally applying user information on the key, weight, age, or gender to the regression equation as well as the bioelectrical resistance value. The user information and regression formula information may be stored in the nonvolatile memory 135 in advance. Although it is specified that the body fat is calculated in step S150, the various body components can be calculated based on the stabilized bioelectrical resistance value without being limited thereto.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템을 도시한 블록도이다. 도 1의 생체 신호 감지 시스템(100)은 생체 전기 저항을 센싱하고, 센싱된 생체 전기 저항에 기초하여 생체 데이터를 생성하는 과정을 바이오 프로세서(130)를 이용하여 통합적으로 처리한다. 도 10의 생체 신호 감지 시스템(300)은 생체 전기 저항을 센싱하는 구성과 생체 전기 저항에 기초하여 생체 데이터를 생성하는 구성이 분리되어 제공될 수 있다.10 is a block diagram illustrating a bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention. The biological signal sensing system 100 of FIG. 1 integrally processes a process of sensing bioelectrical resistance and generating biometric data based on the sensed bioelectrical resistance using a bio processor 130. The biological signal sensing system 300 of FIG. 10 may be provided separately from a configuration for sensing the bioelectrical resistance and a configuration for generating biometric data based on the bioelectrical resistance.

도 10을 참조하면, 생체 신호 감지 시스템(300)은 생체 신호 감지 장치(310) 및 호스트 장치를 포함한다. 생체 신호 감지 장치(310)는 전극부(320), 생체 전기 저항 센서(330), 프로세서(340), 및 호스트 인터페이스(350)를 포함한다. 전극부(320)는 도 1의 전극부(120)와 동일한 구성을 갖고 동일한 기능을 수행하므로 구체적인 설명을 생략한다. Referring to FIG. 10, the biological signal sensing system 300 includes a biological signal sensing device 310 and a host device. The bio-signal sensing device 310 includes an electrode unit 320, a bio-electrical resistance sensor 330, a processor 340, and a host interface 350. The electrode unit 320 has the same configuration as the electrode unit 120 of FIG. 1 and performs the same function, so a detailed description thereof will be omitted.

생체 전기 저항 센서(330)는 센싱 시간 동안 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(330)는 전극부(320)를 통하여 사용자에 출력 전류를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 생체 전기 저항 센서(330)는 전류 생성기를 포함할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(330)는 출력 전류에 의하여 사용자에 생성된 감지 전압을 전극부(320)를 통하여 입력 받을 수 있다. 생체 전기 저항 센서(330)는 입력된 감지 전압에 기초하여 사용자에 대한 생체 전기 저항을 측정할 수 있다. 생체 전기 저항 센서(330)는 도 2의 생체 전기 저항 센서(131)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.The bioelectric resistance sensor 330 can measure the bioelectrical resistance during the sensing time. The bioelectrical impedance sensor 330 may provide an output current to the user through the electrode unit 320. [ To this end, the bioelectrical impedance sensor 330 may include a current generator. The bioelectric resistance sensor 330 can receive the sensing voltage generated by the user through the electrode unit 320 by the output current. The bioelectrical impedance sensor 330 may measure the bioelectrical resistance to the user based on the input sensed voltage. The bioelectric resistance sensor 330 may perform the same function as the bioelectrical resistance sensor 131 of FIG.

프로세서(340)는 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정한다. 프로세서(340)는 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항을 피팅 함수로 모델링할 수 있다. 프로세서(340)는 측정된 생체 전기 저항과 가장 근사하도록 피팅 함수의 계수 또는 상수를 결정할 수 있다. 프로세서(340)는 결정된 피팅 함수에 기초하여 안정화 시점의 생체 전기 저항 값을 추정할 수 있다. 또한, 프로세서(340)는 피팅 함수와 측정된 생체 전기 저항을 비교하여 접촉 에러를 판단할 수 있다. 상술된 프로세서(340)의 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 동작은 도 2의 디지털 신호 프로세서(134)의 동작과 동일할 수 있다.The processor 340 estimates the stabilized bioelectrical resistance value based on the bioelectrical resistance measured during the sensing time. The processor 340 may model the bioelectrical resistance measured during the sensing time as a fitting function. The processor 340 may determine the coefficient or constant of the fitting function to be closest to the measured bioelectrical resistance. The processor 340 may estimate the bioelectrical resistance value at the stabilization time based on the determined fitting function. In addition, the processor 340 may compare the fitting function and the measured bioelectrical resistance to determine a contact error. The operation of estimating the stabilized bioelectrical resistance value of the processor 340 described above may be the same as that of the digital signal processor 134 of FIG.

프로세서(340)는 추정된 생체 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성한다. 프로세서(340)는 안정화된 생체 전기 저항 값을 회귀식 데이터에 적용할 수 있다. 프로세서(340)는 안정화된 생체 전기 저항 값 및 사용자 데이터를 포함하는 파라미터를 회귀식 데이터에 적용하여 생체 데이터를 생성할 수 있다. 사용자 데이터는 호스트 인터페이스(350)를 통하여 호스트 장치(360)로부터 제공받을 수 있다. 프로세서(340)는 호스트 장치(360)의 요청에 따라 생체 데이터를 호스트 인터페이스(350)를 통하여 호스트 장치(360)에 제공할 수 있다. 상술된 프로세서(340)의 생체 데이터를 생성하는 과정은 도 2의 디지털 신호 프로세서(134)의 동작과 동일할 수 있다.The processor 340 generates biometric data based on the estimated bioelectrical resistance value. The processor 340 may apply the stabilized bioelectrical resistance value to the regression data. The processor 340 may apply the regulated data to the regenerative data to generate biometric data including the stabilized biostatic resistance value and the user data. User data may be provided from the host device 360 through the host interface 350. [ The processor 340 may provide biometric data to the host device 360 via the host interface 350 at the request of the host device 360. [ The process of generating biometric data of the processor 340 described above may be the same as the operation of the digital signal processor 134 of FIG.

호스트 인터페이스(350)는 호스트 장치(360)와 생체 신호 감지 장치(310) 사이의 인터페이스를 제공한다. 호스트 인터페이스(350)는 USB(Universal Serial Bus), SCSI(Small Computer System Interface), PCI express, ATA, PATA(Parallel ATA), SATA(Serial ATA), SAS(Serial Attached SCSI) 등을 이용하여 호스트 장치(360)와 통신할 수 있다.The host interface 350 provides an interface between the host device 360 and the bio-signal sensing device 310. The host interface 350 is connected to the host device 350 using a USB (Universal Serial Bus), a SCSI (Small Computer System Interface), a PCI express, an ATA, a Parallel ATA (PATA), a Serial ATA Lt; RTI ID = 0.0 > 360 < / RTI >

호스트 장치(360)는 호스트 인터페이스(350)를 통하여 생체 신호 감지 장치(310)와 통신할 수 있다. 호스트 장치(360)는 생체 신호 감지 장치(310)에 생체 데이터를 요청하는 쿼리 데이터를 제공할 수 있다. 이 경우, 호스트 장치(360)는 생체 신호 감지 장치(310)로부터 생체 데이터를 제공 받을 수 있다. 이를 위하여, 호스트 장치(360)는 사용자 데이터를 생체 신호 감지 장치(310)에 제공할 수 있다. 호스트 장치(360)는 컴퓨터 장치, 스마트 폰, 또는 휴대용 단말 장치 등 다양한 전자 장치를 포함할 수 있다.The host device 360 can communicate with the bio-signal sensing device 310 via the host interface 350. [ The host device 360 may provide the biometric signal sensing device 310 with query data for requesting biometric data. In this case, the host device 360 can receive biometric data from the bio-signal sensing device 310. [ For this purpose, the host device 360 may provide user data to the bio-signal sensing device 310. [ The host device 360 may include various electronic devices such as a computer device, a smart phone, or a portable terminal device.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 감지 시스템을 도시한 블록도이다. 도 11의 생체 신호 감지 시스템(400)에서 생체 전기 저항을 센싱하는 구성과 생체 전기 저항에 기초하여 생체 데이터를 생성하는 구성이 분리되어 제공될 수 있다. 도 11을 참조하면, 생체 신호 감지 시스템(400)은 생체 신호 감지 장치(410) 및 호스트 장치(450)를 포함한다. 생체 신호 감지 장치(410)는 전극부(420), 생체 전기 저항 센서(430), 및 호스트 인터페이스(440)를 포함한다. 호스트 장치(450)는 프로세서(460)를 포함한다.11 is a block diagram illustrating a bio-signal detection system according to an embodiment of the present invention. The biosignal sensing system 400 of FIG. 11 may be provided with a configuration for sensing the bioelectrical resistance and a configuration for generating biometric data based on the bioelectrical resistance. Referring to FIG. 11, the biological signal sensing system 400 includes a biological signal sensing device 410 and a host device 450. The bio-signal sensing device 410 includes an electrode unit 420, a bio-electrical resistance sensor 430, and a host interface 440. The host device 450 includes a processor 460.

전극부(420)는 도 1의 전극부(120) 또는 도 9의 전극부(320)와 동일한 구성을 갖고, 동일한 기능을 수행하므로, 구체적인 설명을 생략한다. 생체 전기 저항 센서(430)는 도 9의 생체 전기 저항 센서(330)와 동일한 구성을 갖고, 동일한 기능을 수행하므로, 구체적인 설명을 생략한다. 호스트 인터페이스(440)는 도 9의 호스트 인터페이스(350)와 동일한 구성을 갖고 동일한 기능을 수행한다. 호스트 인터페이스(440)는 생체 전기 저항 센서(430)로부터 센싱 시간 동안 측정된 생체 전기 저항 정보를 호스트 장치(450)로 전송할 수 있다.The electrode unit 420 has the same configuration as that of the electrode unit 120 of FIG. 1 or the electrode unit 320 of FIG. 9 and performs the same function, so a detailed description thereof will be omitted. The bioelectrical resistance sensor 430 has the same configuration as the bioelectrical impedance sensor 330 of FIG. 9 and performs the same function, so a detailed description thereof will be omitted. The host interface 440 has the same configuration as the host interface 350 of FIG. 9 and performs the same function. The host interface 440 may transmit the bio-electrical resistance information measured during the sensing time from the bioelectric resistance sensor 430 to the host device 450.

호스트 장치(450)는 호스트 인터페이스(440)를 통하여 생체 신호 감지 장치(410)와 통신할 수 있다. 호스트 장치(360)는 생체 신호 감지 장치(310)에 생체 전기 저항 정보를 요청하는 쿼리 데이터를 제공할 수 있다. 이 경우, 호스트 장치(450)는 생체 신호 감지 장치(410)로부터 생체 전기 저항 정보를 제공 받을 수 있다.The host device 450 can communicate with the bio-signal sensing device 410 through the host interface 440. [ The host device 360 may provide query data for requesting the bio-electrical resistance information to the bio-signal sensing device 310. In this case, the host device 450 can receive the bioelectrical resistance information from the bio-signal sensing device 410.

프로세서(460)는 생체 신호 감지 장치(410)로부터 수신된 생체 전기 저항 정보에 기초하여 안정화된 전기 저항 값을 추정한다. 프로세서(460)는 생체 전기 저항 센서(430)가 측정한 생체 전기 저항을 피팅 함수로 모델링할 수 있다. 프로세서(460)는 피팅 함수에 기초하여 안정화 시점의 생체 전기 저항 값을 추정할 수 있다. 프로세서(460)는 안정화된 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성한다. 프로세서(460)는 도 9의 프로세서(340) 또는 도 2의 디지털 신호 프로세서(134)와 동일한 기능을 수행한다.The processor 460 estimates the stabilized electric resistance value based on the bioelectricity resistance information received from the bio-signal sensing device 410. [ The processor 460 may model the bioelectrical resistance measured by the bioelectrical impedance sensor 430 as a fitting function. The processor 460 can estimate the bioelectrical resistance value at the stabilization time based on the fitting function. The processor 460 generates biometric data based on the stabilized electrical resistance value. The processor 460 performs the same function as the processor 340 of FIG. 9 or the digital signal processor 134 of FIG.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 장치를 도시한 도면이다. 도 12의 웨어러블 장치(500)는 사용자의 손목에 착용되도록 구성될 수 있다. 도 12의 웨어러블 장치(500)에 도 1의 생체 신호 감지 시스템(100)이 구현될 수 있다. 또는, 웨어러블 장치(500)에 도 10의 생체 신호 감지 장치(310) 또는 도 11의 생체 신호 감지 장치(410)가 구현될 수 있다. 도 12를 참조하면, 웨어러블 장치(500)는 프로세서(510), 전극부(520), 및 디스플레이(560)를 포함할 수 있다.12 is a view showing a wearable device according to an embodiment of the present invention. The wearable device 500 of FIG. 12 may be configured to be worn on the wearer's wrist. The biological signal sensing system 100 of FIG. 1 may be implemented in the wearable device 500 of FIG. Alternatively, the biological signal sensing device 310 of FIG. 10 or the biological signal sensing device 410 of FIG. 11 may be implemented in the wearable device 500. 12, the wearable device 500 may include a processor 510, an electrode portion 520, and a display 560. [

프로세서(510)는 웨어러블 장치(500)에 내장된다. 프로세서(510)는 생체 전기 저항을 측정하고, 생체 데이터를 생성할 수 있다. 이 경우, 프로세서(510)는 도 2의 바이오 프로세서(130) 또는 도 7의 바이오 프로세서(230)일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 프로세서(510)는 측정된 생체 전기 저항에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하고, 생체 데이터를 생성할 수 있다. 이 경우, 프로세서(510)는 도 9의 프로세서(340)일 수 있고, 웨어러블 장치(500)는 생체 전기 저항 센서를 별도로 구비할 수 있다.The processor 510 is embedded in the wearable device 500. The processor 510 may measure the bioelectrical resistance and generate biometric data. In this case, the processor 510 may be the bioprocessor 130 of FIG. 2 or the bioprocessor 230 of FIG. However, without being limited thereto, the processor 510 may estimate the stabilized bioelectrical resistance value based on the measured bioelectrical resistance, and may generate biometric data. In this case, the processor 510 may be the processor 340 of FIG. 9, and the wearable device 500 may have a bioelectrical resistance sensor separately.

전극부(520)는 제1 내지 제4 전극들(521~524)을 포함한다. 제1 전극(521) 및 제2 전극(522)은 웨어러블 장치(500)에 포함된 디스플레이의 표시면과 인접하게 배치된다. 즉, 제1 전극(521) 및 제2 전극(522)은 사용자가 웨어러블 장치(500)를 착용시 손목과 접촉되지 않는다. 제1 전극(521)과 제2 전극(522)은 서로 인접하게 배치되되, 서로 절연된다. 제3 전극(523) 및 제4 전극(524)은 웨어러블 장치(500)와 손목의 접촉면에 배치된다. 즉, 제3 전극(523) 및 제4 전극(524)은 사용자가 웨어러블 장치(500)를 착용시 손목과 접촉된다. 제3 전극(523)과 제4 전극(524)은 서로 인접하게 배치되되, 서로 절연된다.The electrode unit 520 includes first to fourth electrodes 521 to 524. The first electrode 521 and the second electrode 522 are disposed adjacent to the display surface of the display included in the wearable device 500. That is, the first electrode 521 and the second electrode 522 are not in contact with the wrist when the wearable device 500 is worn by a user. The first electrode 521 and the second electrode 522 are disposed adjacent to each other and are insulated from each other. The third electrode 523 and the fourth electrode 524 are disposed on the contact surface of the wearable device 500 with the wrist. That is, the third electrode 523 and the fourth electrode 524 are in contact with the wrist when the user wears the wearable device 500. The third electrode 523 and the fourth electrode 524 are disposed adjacent to each other, but are insulated from each other.

웨어러블 장치(500)가 사용자의 왼쪽 손목에 착용된 경우, 생체 전기 저항을 측정하기 위하여, 사용자는 오른손을 제1 전극(521) 및 제2 전극(522)에 접촉시킬 수 있다. 이 경우, 제2 전극(522)(또는 제1 전극(521))과 제4 전극(524)(또는 제3 전극(523))은 사용자의 신체를 통하여 폐회로를 형성할 수 있다. 프로세서(510)는 폐회로를 통하여 흐르는 출력 전류에 의한 전위차, 즉 감지 전압을 이용하여 생체 전기 저항을 측정할 수 있다.When the wearable device 500 is worn on the user's left wrist, the user may contact the first electrode 521 and the second electrode 522 with his or her right hand to measure the bioelectrical resistance. In this case, the second electrode 522 (or the first electrode 521) and the fourth electrode 524 (or the third electrode 523) may form a closed circuit through the user's body. The processor 510 can measure the bioelectrical resistance using a potential difference due to the output current flowing through the closed circuit, that is, the sensing voltage.

디스플레이(560)는 측정된 생체 전기 저항에 따라 생성된 생체 데이터와 관련된 정보를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(560)는 프로세서(510)의 판단 결과, 사용자와 전극부(520)의 접촉 상태가 불량한 경우, 사용자에게 전극부(520)와의 접촉 상태를 유지하도록 요청하는 메시지를 표시할 수 있다. 웨어러블 장치(500)는 생체 데이터와 관련된 정보 또는 접촉 상태를 유지하도록 요청하는 메시지를 청각적으로 제공하기 위한 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다.The display 560 may display information related to the biometric data generated according to the measured bioelectrical resistance. The display 560 may display a message requesting the user to maintain the contact state with the electrode unit 520 when the contact state between the user and the electrode unit 520 is poor as a result of the determination by the processor 510 . The wearable device 500 may further include a speaker (not shown) for audibly providing information related to the biometric data or a message requesting to maintain the contact state.

구체적으로 도시되지 않았으나, 웨어러블 장치(500)는 생체 전기 저항을 측정하고, 체지방 데이터와 같은 생체 데이터를 생성, 표시, 및 외부에 전송하기 위한 다양한 구성을 더 내장할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(500)는 도 1의 어플리케이션 프로세서(140), 스토리지 장치(170), 메모리(180), 및 모뎀(190)을 더 포함할 수 있다.Although not shown in detail, the wearable device 500 may further include various configurations for measuring bioelectrical resistance and generating, displaying, and transmitting biometric data such as body fat data to the outside. For example, the wearable device 500 may further include the application processor 140, the storage device 170, the memory 180, and the modem 190 of FIG.

위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.The above description is a concrete example for carrying out the present invention. The present invention includes not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply modified or easily changed. In addition, the present invention includes techniques that can be easily modified by using the above-described embodiments.

100, 300, 400: 생체 신호 감지 시스템
110, 120, 310, 410: 생체 신호 감지 장치
120, 220, 320, 420: 전극부
130, 230: 바이오 프로세서
131, 231, 330, 430: 생체 전기 저항 센서
134, 234: 디지털 신호 프로세서
500: 웨어러블 장치100, 300, 400: Biological signal detection system
110, 120, 310, 410: biological signal detection device
120, 220, 320, 420:
130, 230: a bio processor
131, 231, 330, 430: bioelectrical resistance sensor
134, 234: a digital signal processor
500: Wearable device

Claims (10)

정착 시간의 일부를 포함하는 센싱 시간 동안 생체 전기 저항을 측정하는 생체 전기 저항 센서; 및
상기 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하고, 상기 안정화된 생체 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성하는 디지털 신호 프로세서를 포함하는 바이오 프로세서.A bioelectrical resistance sensor for measuring a bioelectrical resistance during a sensing time including a part of a fixation time; And
And a digital signal processor for estimating a stabilized bioelectrical resistance value based on the measured change in the bioelectrical resistance and generating biometric data based on the stabilized bioelectrical resistance value. 제1 항에 있어서,
상기 디지털 신호 프로세서는,
상기 측정된 생체 전기 저항의 상기 변화 추이를 피팅 함수로 모델링하고, 상기 모델링된 피팅 함수에 기초하여 상기 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 바이오 프로세서.The method according to claim 1,
The digital signal processor includes:
Modeling the change in the measured bioelectrical resistance as a fitting function and estimating the stabilized bioelectrical resistance value based on the modeled fitting function. 제2 항에 있어서,
상기 디지털 신호 프로세서는,
상기 모델링된 피팅 함수로부터 상기 생체 전기 저항이 안정화되는 시점을 계산하여 상기 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 바이오 프로세서.3. The method of claim 2,
The digital signal processor includes:
Calculating a stabilization time point of the bioelectrical resistance from the modeled fitting function, and estimating the stabilized bioelectrical resistance value. 제2 항에 있어서,
상기 디지털 신호 프로세서는,
상기 모델링된 피팅 함수와 상기 측정된 생체 전기 저항의 상기 변화 추이를 비교하여 사용자의 자세에 의한 접촉 에러를 판단하는 바이오 프로세서.3. The method of claim 2,
The digital signal processor includes:
And comparing the modeled fit function with the measured change in the bioelectrical resistance to determine a contact error based on a user's attitude. 제1 항에 있어서,
상기 디지털 신호 프로세서는,
상기 안정화된 생체 전기 저항 값을 포함하는 파라미터에 기초하여 상기 생체 데이터를 생성하되, 상기 생체 데이터는 체지방 데이터를 포함하는 바이오 프로세서.The method according to claim 1,
The digital signal processor includes:
And generating the biometric data based on the parameter including the stabilized bioelectrical resistance value, wherein the biometric data includes body fat data. 제5 항에 있어서,
상기 파라미터의 값에 대한 정보를 포함하는 파라미터 데이터, 및 상기 파라미터 데이터로부터 상기 생체 데이터를 계산하기 위한 회귀식 데이터를 저장하는 불휘발성 메모리를 더 포함하는 바이오 프로세서.6. The method of claim 5,
And a nonvolatile memory for storing parameter data including information on the value of the parameter, and regression formula data for calculating the biometrics data from the parameter data. 제1 항에 있어서,
상기 정착 시간 이전에 갈바닉 피부 반응에 의한 피부 전기 저항을 측정하는 갈바닉 피부 반응 센서를 더 포함하고,
상기 디지털 신호 프로세서는,
상기 측정된 피부 전기 저항에 기초하여 상기 정착 시간 이후의 접촉 저항 값을 추정하고, 상기 추정된 접촉 저항 값에 기초하여 상기 안정화된 생체 전기 저항 값을 보상하는 바이오 프로세서.The method according to claim 1,
Further comprising a galvanic skin reaction sensor for measuring skin electrical resistance due to a galvanic skin reaction before the fixing time,
The digital signal processor includes:
Estimating a contact resistance value after the fixing time based on the measured skin electrical resistance, and compensating the stabilized bioelectrical resistance value based on the estimated contact resistance value. 출력 전류를 외부에 제공하고, 상기 출력 전류에 기초한 감지 전압을 입력 받는 전극부;
정착 시간의 일부를 포함하는 센싱 시간 동안 상기 감지 전압을 센싱하고, 상기 센싱된 감지 전압에 대응되는 생체 전기 저항의 변화 추이를 측정하는 생체 전기 저항 센서; 및
상기 측정된 생체 전기 저항의 변화 추이에 기초하여 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 프로세서를 포함하는 생체 신호 감지 시스템.An electrode unit that provides an output current to the outside and receives a sensing voltage based on the output current;
A bioelectrical resistance sensor for sensing the sensing voltage during a sensing time including a part of a fixing time and measuring a change in a bioelectrical resistance corresponding to the sensed sensing voltage; And
And a processor for estimating a stabilized bioelectrical resistance value based on the measured change in the bioelectrical resistance. 제8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 안정화된 생체 전기 저항 값에 기초하여 생체 데이터를 생성하고, 호스트 인터페이스를 통하여 상기 생체 데이터를 출력하는 생체 신호 감지 시스템.9. The method of claim 8,
The processor comprising:
Generating biometric data based on the stabilized bioelectrical resistance value, and outputting the biometric data through a host interface. 제8 항에 있어서,
상기 생체 전기 저항 센서는,
상기 감지 전압에 기초하여 생체 전기 저항 신호를 생성하고, 호스트 인터페이스를 통하여 상기 생체 전기 저항 신호를 출력하고,
상기 프로세서는,
상기 생체 전기 저항 신호에 기초하여 상기 안정화된 생체 전기 저항 값을 추정하는 생체 신호 감지 시스템.


9. The method of claim 8,
Wherein the bioelectrical resistance sensor comprises:
Generating a bioelectricity resistance signal based on the sensing voltage, outputting the bioelectrical resistance signal via a host interface,
The processor comprising:
And estimating the stabilized bioelectrical resistance value based on the bioelectrical resistance signal.


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