KR20190064786A - 복수의 센서를 이용한 착용 감지 방법 및 이를 구현한 전자 장치 - Google Patents

복수의 센서를 이용한 착용 감지 방법 및 이를 구현한 전자 장치 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예는 정전용량 센서; 적어도 하나의 발광부, 제1 수광부 및 제2 수광부를 포함하는 심박 센서; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양, 및 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 상기 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하고, 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 중 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 범위의 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛이 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 다른 실시예도 가능하다.

Description

복수의 센서를 이용한 착용 감지 방법 및 이를 구현한 전자 장치{METHOD FOR DETECTING USER WEAR USING a plurality of SENSORS AND ELECTRONIC DEVICE FOR THE SAME}
다양한 실시예는 복수의 센서를 이용한 착용 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 장치의 일종인 웨어러블 디바이스는 사용자의 신체에 착용되어 웨어러블 디바이스에 장착된 하나 이상의 전극 및 센서로부터 사용자의 생체 신호를 측정하고, 측정된 생체 신호를 이용하여 심장 박동수, 걸음수, 수면 상태, 스트레스 정보, 체지방 정보, 칼로리 소모량 등의 사용자의 다양한 생체 정보를 제공할 수 있다. 최근, 웨어러블 디바이스는 신원 식별을 위한 사용자 인증을 이용하여 온라인 결제(Online payment), e-뱅킹(E-banking), 자동차 및 허가구역 출입, 다른 기기 접속 등의 다양한 서비스를 제공하고 있다.
웨어러블 디바이스를 이용한 사용자 인증은 웨어러블 디바이스에 장착된 신원 식별 장치를 활용하거나 연동된 모바일 디바이스의 사용자 인증 정보를 활용하는 방식이 사용될 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스는 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용했는지 여부를 판단하여 착용 상태와 미착용 상태에 따라 서로 다른 사용 환경(예: 잠금, 또는 잠금 해제)을 제공할 수 있다. 일례로, 웨어러블 디바이스는 정전식 감응(capacitive sensing) 기술을 이용하여 착용 여부를 판단할 수 있다. 정전식 감응 기술은 정전용량의 변화량을 이용해서 근접, 변위, 습도, 유량 등을 감지하는 기술로서, 휴대폰, 태블릿 PC와 같은 전자 장치의 터치 센서 또는 웨어러블 디바이스의 착용 감지에 이용될 수 있다.
웨어러블 디바이스는 정전용량 센서를 이용하여 사용자에 의해 웨어러블 디바이스가 착용되는지 여부를 판단할 수 있다. 다만, 정전용량 센서는 매우 작은 정전용량의 변화를 감지하는 센서로 안정적인 상황(예: 적은 움직임, 또는 단단히 조인 상태)에서 지속적으로 웨어러블 디바이스가 착용되었는지 여부를 감지하는데 효율적일 수 있다. 그러나, 하나의 수광부를 포함하는 웨어러블 디바이스는, 불안정한 착용 상황(예: 많은 움직임, 또는 느슨하게 조인 상태)에서는 정전용량 센서가 사용자의 신체로부터 불규칙하게 탈착되기 때문에, 웨어러블 디바이스를 착용하고 있더라도 미착용 상태로 인식하는 경우가 발생할 수 있다.
다양한 실시예들은 웨어러블 디바이스가 사용자에 의해 착용된 것인지 여부를 정확하게 판단하여 다양한 생체 정보 및 생체 정보 제공 이외의 다양한 서비스들을 원활하게 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시 예들은 복수의 센서들을 이용하여, 사용자에 의해 웨어러블 디바이스가 착용된 것인지 여부를 정확하게 판단하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 정전용량 센서; 적어도 하나의 발광부, 제1 수광부 및 제2 수광부를 포함하는 심박 센서; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양, 및 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 상기 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하고, 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 중 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛이 상기 지정된 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 정전용량 센서; 적어도 하나의 발광부 및 적어도 하나의 수광부를 포함하는 심박 센서; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양을 측정하고, 상기 빛의 양이 제1 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 빛의 양이 제2 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자의 혈관의 혈류 량에 따라 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 정전용량 센서; 적어도 하나의 발광부 및 적어도 하나의 수광부를 포함하는 심박 센서; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 빛의 양을 측정하고, 상기 빛의 양이 제1 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 빛의 양이 제2 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 지정된 밝기의 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자에 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 웨어러블 디바이스에 장착된 정전용량 센서에서 측정된 캐패시턴스값이 임계치를 초과하지 않는 경우, 웨어러블 디바이스에 장착된 광학 센서의 복수의 수광부들에 연결된 스위치를 온/오프하면서 각 수광부에서 검출된 신호에 기반하여 사용자의 착용/미착용 상태를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용 중임에도 웨어러블 디바이스가 사용자의 신체로부터 다소 떨어져있는 경우, 착용 상태를 인식하지 못하는 정전감응 방식의 착용 감지 기법의 단점을 보완할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 정전감응 방식과 광학 방식의 착용 감지 솔루션을 기반으로 동일 인물이 지속적으로 웨어러블 디바이스를 착용한 것인지 여부를 감지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 웨어러블 디바이스에 장착된 광학 센서의 수광부에서 검출된 DC 신호를 이용하여 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용한 것인지 여부를 판단하고, 부가적으로 수광부에서 검출된 AC 신호를 이용하여 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용한 것인지 여부를 판단함으로써, 사용자의 착용/미착용 상태를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 외형을 도시한 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 심박 센서 및 스위치를 도시한 회로도들이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 각 수광부의 출력값이 지정된 범위를 초과하는지를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 수광부의 직류 출력값을 이용하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도들이다.
도 9 및 도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 수광부의 교류 출력값을 이용하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도들이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용자 인증을 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 생체 신호를 비교하는 일례를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 사용자 인증과 관련된 상황을 도시한 도면들이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 그리고 본 발명에 개시된 실시 예는 개시된 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드(embedded)된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성 요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(volatile memory)(132)에 로드(load)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(non-volatile memory)(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(ISP, image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(active)(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(OS, operating system)(142), 미들 웨어(middleware)(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성 요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드 등을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버(receiver)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(pressure sensor)(또는 포스 센서(force sensor))를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서(gesture sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 기압 센서(barometer sensor), 마그네틱 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 그립 센서(grip sensor), 근접 센서(proximity sensor), 컬러 센서(color sensor)(예: RGB(red, green, blue) 센서), IR(infrared) 센서, 생체 센서(medical sensor, biometric sensor), 온도 센서(temperature sensor), 습도 센서(humidity sensor), 또는 조도 센서(illuminance sensor) 등을 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜(protocol)을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스 등을 포함할 수 있다.
연결 단자(connection terminal)(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터) 등을 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터(motor), 압전 소자(piezoelectric element), 또는 전기 자극 장치(electrical stimulation device) 등을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지(fuel cell)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성 요소들 중 일부 구성 요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호 간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치(102, 104)에서 실행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치(102, 104)에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치(102, 104)는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅(cloud computing), 분산 컴퓨팅(distributed computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅(client-server computing) 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 외형을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 사용자의 신체(예: 손목)에 착용할 수 있는 손목 착용형 웨어러블 디바이스(wearable device)(예: 와치)일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 하우징(또는 본체)과 하우징에 장착되는 연결부(예: 스트랩)를 포함할 수 있다. 상기 하우징의 전면에는 디스플레이(예: 표시 장치(160))를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 상기 디스플레이는 터치스크린을 포함하여, 터치 입력을 수신할 수 있다. 상기 하우징의 후면에는 정전용량 센서(210) 및 발광부(220) 및 하나 이상의 수광부들(230 내지 260))을 포함하는 광학 센서를 포함할 수 있다.
정전용량 센서(210)는 적어도 2개의 전극으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 정전용량 센서(210)는 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)을 포함할 수 있다. 정전용량 센서(210)는 사용자의 신체(예: 피부)에 직접적으로 접촉될 수 있으며, 피부 접촉 여부에 따라 전자 장치(101)가 사용자에게 착용되었는지(예: wrist on), 착용되지 않았는지(예: wrist off) 여부를 판단할 수 있다. 정전용량 변화를 측정하는 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)에 전도성 물질(예: 사용자의 신체)이 접근하지 않는 경우의 정전용량 센서 측정 값(Csensor)은 주변 환경에 의한 정전용량 값(Cenv)과 동일할 수 있다. 손가락이나 손목과 같은 전도성 물질이 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)에 접근 혹은 접촉하는 경우 전기장 변화에 의해 정전용량 센서(210)의 측정값이 증가할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(예: 프로세서(120))는 정전용량 센서(210)의 측정값이 제1 범위(또는 임계치, 또는 지정된 값, 또는 지정된 범위) 밖인 경우 전자 장치(101)가 사용자에게 착용된 상태로 판단하고, 측정값이 제1 범위 안인 경우 전자 장치(101)가 사용자로부터 탈착(또는 미착용)된 상태로 판단할 수 있다. 다만, 전자 장치(101)를 착용하는 사용자의 착용 습관(예: 헐렁하게 차는 사람, 꽉 조이게 차는 사람 등), 운동 여부, 또는 행동 패턴에 따라 정전용량 센서(210)만을 이용하여 착용 또는 탈착(또는 미착용) 여부 판단하는데 오류가 발생할 수 있다. 제1 전극(211) 또는 제2 전극(213)의 배치는 도시된 예에 한정되지 않는다.
광학 센서는 발광부(220) 및 하나 이상의 수광부들(230 내지 260))을 포함할 수 있다. 상기 광학 센서는 빛을 출력하고, 출력된 빛에 의해 반사된 빛의 양을 측정하여 사용자의 생체 신호를 감지하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 센서는 심박 센서의 일종인 광전용적맥파(photoplethysmography; PPG) 센서일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 심박 센서로 설명하지만 설명에 의해 광학 센서가 심박 센서로 제한되는 것은 아니다. PPG 센서는 심장 박동에 따른 혈관 굵기의 변화에 따라 빛의 흡수 및 반사 정도가 변화하는 원리를 이용한 것일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, PPG 센서는 빛을 방출하는 발광부(220)와 발광부로부터 사용자의 신체로 조사되어 반사된 빛을 감지하는 적어도 하나의 수광부(230 내지 260)로 구성될 수 있다. 수광부에서 측정된 값은 심박동에 의해 변화되는 혈류의 양에 따라 크기가 변화되며, 변화되는 주기를 측정하여 광전용적맥파(PPG) 신호를 획득할 수 있다. 실시 예에 따라, PPG 센서를 통해 방출되는 빛 또는 감지되는 빛은 사용자의 생체 신호를 감지하기 위한 다양한 빛(예: 적외선(infrared ray), 또는 녹색광)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 발광부(220)는 노이즈에 강한 Green LED가 사용될 수 있다. 도면에서는 발광부(220)가 1개로 구성되는 것으로 도시하고 있지만, 발광부(220)가 두 개의 서로 다른 파장을 가지는 것으로 구성되는 경우, 심박수와 동시에 산소포화도를 측정할 수 있다. 예를 들어, Red, IR LED가 추가되면, 스트레스, 산소 포화도, 또는 혈압 등이 측정이 가능할 수 있다. 또는, Blue LED가 추가되면 혈당이 측정 될 수 있다. 측정하고자 하는 생체 정보에 따라 다양한 LED가 적어도 1개 존재 할 수 있다. 복수의 수광부들(230 내지 260)은 제1 수광부(230), 제2 수광부(240), 제3 수광부(250) 및 제4 수광부(260)를 포함할 수 있다. 발광부(220)에 의해 출력된 빛은 사용자의 신체 조직에 흡수되고, 일부 빛은 사용자의 피부 또는 혈관의 혈류에 의해 반사되어, 복수의 수광부들(230 내지 260)에 의해 수신될 수 있다. 도면에서는 수광부가 4개로 구성된것으로 도시하고 있지만, 수광부는 하나 이상(one or more)일 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 정전용량 센서(210), 광학 센서(200), 및 스위치(320)를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 정전용량 센서(210) 및 광학 센서(200)의 기능을 제어하고, 정전용량 센서(210) 및 광학 센서(200)로부터 측정된 로우 데이터(이하 raw data)를 알고리즘을 통해 전자 장치(101)의 착용 또는 탈착 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 정전용량 센서(210)로부터 수신된(또는 측정된) 정전용량 값에 기반하여 1차적으로 전자 장치(101)의 착용 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 측정된 정전용량 값이 제1 범위 밖인 경우 전자 장치(101)가 사용자에게 착용된 상태로 판단할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 측정된 정전용량 값이 제1 범위 안인 경우 전자 장치(101)가 사용자로부터 탈착 상태로 판단할 수 있다. 1차적으로 전자 장치(101)가 탈착 상태로 판단되면, 프로세서(120)는 광학 센서(200)에 연결된 스위치(320)를 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 스위치(320)는 복수의 수광부들(230 내지 260))과 프로세서를 선택적으로 연결하도록 복수의 스위치로 구성될 수 있다.
일반적인 상황(예: 전자 장치(101)가 착용된 상태로 판단되는 경우)에서, 프로세서(120)는 복수의 수광부들(230 내지 260)로부터 수신된(또는 측정된) 출력값을 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 일반적인 상황에서는 스위치(320)를 모두 온(on)시켜 복수의 수광부들(230 내지 260)로부터 출력값을 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 생체 신호 측정을 위해서 일정 시간 동안(예: 5초, 10초 등) 수신되는 출력값(예: 교류 출력값)이 필요할 수 있다. 프로세서(120)는 측정된 생체 신호를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 정전용량 센서(210)에 의해 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단되는 상황에서는 복수의 수광부들(230 내지 260) 중 어느 하나의 수광부(예: 제1 수광부(230), 제2 수광부(240), 제3 수광부(250) 및 제4 수광부(260) 중 어느 하나)의 출력만 수신하기 위해서 스위치(320)를 제어할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 스위치(320)가 온 되는 것은, 스위치(320)가 닫히게 되는 것을 포함할 수 있다. 스위치(320)가 닫힘으로써, 스위치(320)가 포함된 영역에 전류가 흐를 수 있다. 스위치(320)가 오프 되는 것은, 스위치(320)가 열리게 되는 것을 포함할 수 있다. 스위치(320)가 열림으로써, 스위치(320)가 포함된 영역에 전류가 흐르지 않을 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단되는 상황에서는 스위치(320)를 온(on) 또는 오프(off)시켜 어느 하나의 수광부로부터 출력된 값만 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230)에 연결된 스위치를 온시키고, 제N 수광부(260)에 연결된 스위치를 오프시켜, 제1 수광부(230)로부터 수신된 출력값(예: 직류 출력값)에 기반하여 전자 장치(101)가 착용된 상태인지 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 수신된 출력값이 제2 범위(또는 임계치, 또는 지정된 값, 또는 지정된 범위) 안인 경우 전자 장치(101)가 착용된 상태로 판단하고, 스위치(320)를 모두 온(on)시킬 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 수신된 출력값이 제2 범위 밖인 경우 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)에 연결된 스위치를 오프시키고, 제N 수광부(260)에 연결된 스위치를 온시켜, 제N 수광부(260)로부터 수신된 출력값(예: 직류 출력값)에 기반하여 전자 장치(101)가 착용된 상태인지 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 제N 수광부(260)로부터 수신된 출력값이 제2 범위 안인 경우 전자 장치(101)가 착용된 상태로 판단하고, 스위치(320)를 모두 온(on)시킬 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 제N 수광부(260)로부터 수신된 출력값이 제2 범위 밖인 경우 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 각각의 수광부에서 출력된 각각의 출력값(예: 직류 출력값)이 모두 제2 범위 밖으로 검출되는 경우 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 직류 출력값은 착용 상태에서는 낮게 검출되고, 탈착 상태에서는 높게 검출될 수 있다. 왜냐하면, 탈착 상태에서는 발광부(220)에서 출력된 빛 이외에 외부 광원(예: 햇빛, 형광등 불빛)에 의해서도 빛이 수광부에 수광되기 때문에 수광부에 더 많은 빛이 검출될 수 있기 때문이다.
다양한 실시예들에 따른 프로세서(120)는 발광부(220)의 빛의 세기 또는 빛의 출력 주기 등을 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 복수의 수광부들(예: 제1 수광부(230) 내지 제N 수광부(260))에 의해 수신된 빛의 양에 기반하여 직류 출력값(예: DC 값) 또는 교류 출력값(예: AC 값)을 추출할 수 있다. 직류 출력값은 발광부(220)에 의해 출력된 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양일 수 있다. 상기 직류 출력값은 수 ms 내의 시간 동안에 검출된 값을 이용하여 측정되기 때문에 비교적 짧은 시간내에 획득될 수 있다. 상기 교류 출력값은 발광부(220)에 의해 출력된 빛이 사용자의 혈관의 혈류 량에 따라 반사된 빛의 양일 수 있다. 상기 교류 출력값은 일정 시간 동안(예: 5초, 10초 등) 획득된 출력값을 이용하여 산출되는 것이므로, 상기 직류 출력값보다 획득 시간이 길 수 있다. 프로세서(120)는 1차적으로 직류 출력값을 이용하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 검출하고, 2차적으로 교류 출력값을 이용하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 검출할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 프로세서(120)는 각각의 수광부에서 출력된 각각의 출력값(예: 직류 전류 값)이 모두 제2 범위 밖으로 검출되는 경우 발광부(220)의 빛의 세기를 조절할 수 있다. 프로세서(120)는 발광부(220)의 빛의 세기를 증가시키고, 교류 출력값을 이용하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 검출할 수 있다. 프로세서(120)는 일정 시간 동안 수신된 출력값을 이용하여 생체 신호(예: 맥파 신호)를 획득하고, 생체 신호가 획득되면 전자 장치(101)가 착용된 것으로 판단할 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 생체 신호가 획득되지 않으면, 전자 장치(101)가 탈착된 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 착용 여부에 기반하여 사용자 인증을 수행하거나, 사용자 인증에 기반하여 전자 장치(101)를 제어(예: 잠금 또는 잠금 해제)할 수 있다.
메모리(130)는 정전용량 센서(210) 및 광학 센서(200)의 출력값들의 조합에 따른 상황별 판단을 위한 룩업 테이블(lookup table)을 저장할 수 있다. 아래, 표 1은 룩업 데이블을 나타낸 것이다.
상황 정전용량 센서 출력 광학 센서 출력 전자 장치 상태
1 1 1 착용 상태
2 0 1 착용 상태
3 0 복수의 수광부들 중 적어도 하나의 출력값 1 착용 상태
4 0 복수의 수광부들 각각의 출력값 0 착용 상태 또는 탈착 상태
5 1 0 착용 상태
룩업 데이블에는 정전용량 센서(210)의 출력값(예: 제1 범위 밖이면 true(1), 안이면 false(0))에 따라 광학 센서(200)의 출력값(예: 제2 범위 안이면 true(1), 밖이면 false(0))이 포함될 수 있다. 상기 광학 센서(220)의 출력값은, 광학 센서(200)에 포함된 복수의 수광부들 중 적어도 하나에 대한 출력값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상황 1, 5는 전자 장치(101)의 후면에 장착된 정전용량 센서(210)가 사용자의 신체에 접촉되어 있는 상태일 수 있다. 예를 들어, 상황 2 내지 4는 전자 장치(101)가 사용자의 신체에 착용되어 있는지 정확하게 감지하기 위한 상태일 수 있다. 즉, 상황 2, 3은 정전용량 센서(210)로는 미착용 상태로 판단되나, 복수의 수광부들(230 내지 260)의 모든 출력값이 제2 범위 안이거나, 적어도 하나의 수광부의 출력값이 제2 범위 안인 상태일 수 있다. 즉, 사용자가 가벼운 운동이나 일상 생활 중 웨어러블 디바이스가 피부로부터 약간 떨어지는 상황에 의해 일어날 수 있다. 이러한 경우에도 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 상태를 착용 상태로 유지할 수 있다. 프로세서(120) 착용 상태가 유지되는 것에 기반하여, 사용자 인증을 유지할 수 있다. 상황 4는 정전용량 센서(210)로 탈착 상태(또는 미착용 상태)로 판단되고, 복수의 수광부들(230 내지 260)의 모든 출력값이 제2 범위 밖인 상태일 수 있다. 프로세서(120)는 발광부(220)의 전류를 증가시킴으로써, 탈착 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 증가와 관련된 교류 출력값을 식별함으로써 탈착 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 프로세서(120)는 교류 출력값이 검출되는 것에 대응하여, 전자 장치(101)의 상태를 착용 상태로 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 프로세서(120)는 교류 출력값이 검출되지 않는 것에 대응하여, 전자 장치(101)의 상태를 탈착 상태로 결정할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 심박 센서 및 스위치를 도시한 회로도들이다.
도 4a는 두 개의 수광부들(230, 240) 및 두 개의 스위치들(321, 322)로 구성된 회로도를 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 제1 수광부(230, PD1)는 제1 스위치(321)와 연결되고, 제2 수광부(240, PD2)는 제2 스위치(322)와 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 상황에 따라 제어 신호(예: S1, S2)를 출력할 수 있다. 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322)는 상기 제어 신호에 따라 온 또는 오프시킬 수 있다. 아래, 표 2는 제어 신호에 따라 수광부의 출력을 제어하는 일례를 나타낸 것이다.
S1 S2 출력
착용 상태 1 1 제1 및 제2 수광부 출력값
PD1 1 0 제1 수광부 출력값
PD2 0 1 제2 수광부 출력값
표 2를 참조하면, 제어 신호(S1, S2)가 '0'인 경우, 스위치가 열린 상태(예: 오프)이고, 제어 신호가 '1'인 경우, 스위치가 닫힌 상태(예: 온)를 의미할 수 있다. 착용 상태(예: 일반 모드)에서는, 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322)가 모두 온될 수 있다. 탈착(또는 미착용) 상태에서는 제1 스위치(321)는 온 및 제2 스위치(322)는 오프되거나(예: 제1 수광부(230) 출력 확인), 또는 제1 스위치(321)는 오프 및 제2 스위치(322)는 온(예: 제2 수광부(240) 출력 확인)될 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240) 중 어느 하나의 수광부에서 출력된 출력값이 지정된 조건(예: 제2 범위 안)을 만족하는 경우 착용 상태로 판단하고, 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240) 모두에서 출력된 출력값이 지정된 조건(예: 제 2 범위 안)을 만족하지 않는 경우 미착용 상태로 판단할 수 있다.
도 4b는 네 개의 수광부들(230 내지 260) 및 네 개의 스위치들(321 내지 324)로 구성된 회로도를 도시한 것이다.
도 4b를 참조하면, 제1 수광부(230, PD1)는 제1 스위치(321)와 연결되고, 제2 수광부(240, PD2)는 제2 스위치(322)와 연결되고, 제3 수광부(250, PD3)는 제3 스위치(323)와 연결되며, 제4 수광부(260, PD4)는 제4 스위치(324)와 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 상황에 따라 제어 신호(예: S1, S2, S3, S4)를 출력할 수 있다. 제1 스위치(321) 내지 제4 스위치(324)는 상기 제어 신호에 따라 온 또는 오프시킬 수 있다. 아래, 표 3은 제어 신호에 따라 수광부의 출력을 제어하는 일례를 나타낸 것이다.
S1 S2 S3 S4 출력
착용 상태 1 1 1 1 제1 내지 제4 수광부 출력값
PD1 1 0 0 0 제1 수광부 출력값
PD2 0 1 0 0 제2 수광부 출력값
PD3 0 0 1 0 제3 수광부 출력값
PD4 0 0 0 1 제4 수광부 출력값
표 3을 참조하면, 제어 신호(S1, S2, S3, S4)가 '0'인 경우, 스위치가 열린 상태(예: 오프)이고, 제어 신호가 '1'인 경우, 스위치가 닫힌 상태(예: 온)를 의미할 수 있다. 착용 상태(예: 일반 모드)에서는, 제1 스위치(321) 내지 제4 스위치(324)가 모두 온될 수 있다. 탈착(또는 미착용) 상태에서, 제1 수광부(230) 출력을 확인하기 위하여, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 온시키고, 제2 스위치(322) 내지 제 4 스위치(324)를 오프시킬 수 있다. 탈착 상태에서, 제2 수광부(240) 출력을 확인하기 위하여, 프로세서(120)는 제2 스위치(322)를 온시키고, 제1 스위치(321), 제3 스위치(323),및 제 4 스위치(324)를 오프시킬 수 있다. 탈착 상태에서, 제3 수광부(250) 출력을 확인하기 위하여, 프로세서(120)는 제3 스위치(323)를 온시키고, 제1 스위치(321), 제2 스위치(322),및 제 4 스위치(324)를 오프시킬 수 있다. 탈착 상태에서, 제4 수광부(260) 출력을 확인하기 위하여, 프로세서(120)는 제4 스위치(324)를 온시키고, 제1 스위치(321) 내지 제3 스위치(323)를 오프시킬 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260) 중 어느 하나의 수광부에서 출력된 출력값이 지정된 조건(예: 제2 범위 안)을 만족하는 경우 착용 상태로 판단하고, 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260) 모두에서 출력된 출력값이 지정된 조건(예: 제 2 범위 안)을 만족하지 않는 경우 미착용 상태로 판단할 수 있다.
도 4c는 네 개의 수광부들(230 내지 260), 네 개의 스위치들(321 내지 324) 및 다중화기(multiplexer, 450)로 구성된 회로도를 도시한 것이다.
도 4c를 참조하면, 제1 수광부(230, PD1) 내지 제4 수광부(260, PD4)는 제1 스위치(321)와 연결되고, 제1 스위치(321)에 다중화기(450)가 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 상황에 따라 제어 신호(예: S1, S2, S3)를 출력하여 다중화기(450)를 제어함으로써, 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260) 중 어느 하나의 수광부에서 출력된 출력값만 획득하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 판단할 수 있다. 아래, 표 4는 제어 신호에 따라 수광부의 출력을 제어하는 일례를 나타낸 것이다.
S1 S2 S3 출력
착용 상태 0 X X 제1 내지 제4 수광부 출력값
PD1 1 0 0 제1 수광부 출력값
PD2 1 0 1 제2 수광부 출력값
PD3 1 1 0 제3 수광부 출력값
PD4 1 1 1 제4 수광부 출력값
표 4를 참조하면, 제어 신호(S1)가 '0'인 경우, 스위치가 닫힌 상태(예: 온)이고, 제어 신호(S1)가 '1'인 경우, 스위치가 열린 상태(예: 오프)를 의미할 수 있다. 착용 상태(예: 일반 모드)에서는, 제1 스위치(321)는 모두 닫혀 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260)의 출력값이 프로세서(120)로 입력될 수 있다. 탈착(또는 미착용) 상태에서, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 모두 오프시킬 수 있다. 제1 스위치(321)가 오프상태가 되면, 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260)의 출력은 다중화기(450)를 통해 프로세서(120)로 입력될 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 제어 신호 S2, S3을 제어하여 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(260) 중 어느 하나의 신호만 출력할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는 정전용량 센서(210); 적어도 하나의 발광부(220), 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)를 포함하는 심박 센서(200); 및 프로세서(120)를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양, 및 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 상기 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하고, 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 중 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 범위 안의 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양이 상기 지정된 범위 안의 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 측정된 정전용량이 범위 안인 경우, 상기 제1 수광부 또는 상기 제2 수광부로부터 수신되는 어느 하나의 빛의 양을 측정하도록 설정될 수 있다.
전자 장치(101)는 상기 제1 수광부에 연결된 제1 스위치(321), 및 상기 제2 수광부에 연결된 제2 스위치(322)를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 측정된 정전용량이 범위 안인 경우, 상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 오프시켜 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양을 측정하거나, 또는 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 빛의 양이 상기 지정된 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 제2 스위치를 온시키도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 빛의 양이 상기 지정된 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하고, 상기 제2 빛의 양이 상기 지정된 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 제1 스위치를 온시키도록 설정된 전자 장치.
상기 프로세서는, 상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제1 빛의 양과 상기 제2 빛의 양의 조합이 기준 범위 안인 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 제1 빛의 양과 상기 제2 빛의 양의 조합이 기준 범위 밖인 경우, 상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 오프시켜 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양을 측정하거나, 또는 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 측정된 정전용량이 범위 밖인 경우, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부로부터 수신되는 빛의 양을 측정하여 생체 신호를 획득하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 범위 안의 빛의 양 인 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛이 상기 지정된 범위 밖의 빛의 양인 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛이 상기 지정된 범위 밖의 빛의 양인 경우, 상기 제1 수광부 또는 상기 제2 수광부로부터 수신되는 빛의 양에 기반하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태 또는 탈착된 상태인지 여부를 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생체 신호가 감지되면 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 생체 신호가 감지되지 않으면 상기 전자 장치가 상기 사용자로부터 탈착된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단되면, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 유지하고, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단되면, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 해제하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는 정전용량 센서(210); 적어도 하나의 발광부(220) 및 적어도 하나의 수광부(예: 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(240))를 포함하는 심박 센서(200); 및 프로세서(120)를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양을 측정하고, 상기 빛의 양이 제1 지정된 조건에 상응하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 빛의 양이 제2 지정된 조건에 상응하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자의 혈관의 혈류 량에 따라 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 빛의 양을 측정하는 동작의 적어도 일부로, 상기 발광부를 이용하여 상기 지정된 밝기보다 낮은 밝기의 다른 빛을 출력하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 빛의 양이 제2 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 발광부의 빛의 세기를 조절하고, 조절된 빛의 세기에 따라 출력된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 정전용량이 제1 범위 안으로 검출된 시점을 기반으로 상기 정전용량과 연관된 일정 구간들의 생체 신호 특징점을 추출하도록 설정될 수 있다.
상기 특징점은 상기 생체 신호의 위상, 진폭 또는 심박수 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 정전용량이 제1 범위 안으로 검출된 시점에서 N초 이전의 제1 생체 신호의 특징점을 추출하고, 상기 N초 이후의 제2 생체 신호의 특징점을 추출하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 추출된 특징점을 비교하고, 비교 결과에 기반하여 사용자 인증을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생체 신호의 특징점이 동일한 경우, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 유지하고, 상기 생체 신호의 특징점이 상이한 경우, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 해제하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는 정전용량 센서(210); 적어도 하나의 발광부(220) 및 적어도 하나의 수광부(예: 제1 수광부(230) 내지 제4 수광부(240))를 포함하는 심박 센서(200); 및 프로세서(120)를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고, 상기 정전 용량에 따라 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 빛의 양을 측정하고, 상기 빛의 양이 제1 지정된 조건에 상응하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및 상기 빛의 양이 제2 지정된 조건에 상응하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 지정된 밝기의 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자에 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 동작(501)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 정전용량 센서(210)로부터 측정된 raw data를 획득하여 전자 장치(101)를 착용한 사용자에 대한 정전용량(또는 정전용량 측정값)을 산출할 수 있다. 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 시스템이 시작되는 경우(예: 전원 온), 전자 장치(101)가 슬립 모드로 진입하는 경우, 전자 장치(101)의 디스플레이(예: 표시 장치(160))가 켜지면서 작동상태로 진입하는 경우, 또는 시스템 작동 전반에 걸쳐, 동작(501)을 수행할 수 있다.
동작(503)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량에 따라 발광부(220)를 이용하여 빛을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 프로세서(120)는 발광부(220)의 빛의 세기 또는 출력 주기를 제어하여 빛을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 프로세서(120)는 정전용량에 상관없이 빛을 출력할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위를 안인 경우, 빛을 출력할 수 있다.
동작(505)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230)를 이용하여 제1 빛의 양을 측정하고, 제2 수광부(240)를 이용하여 제2 빛의 양을 측정할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)는 발광부(220)에 의해 출력된 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛을 수신할 수 있다. 상기 출력된 빛은 사용자의 피부 표면 또는 피부 표면보다 더 깊은 신체 조직, 또는 혈관의 혈류(예: 동맥 혈류)로 들어갔다가 반사되어 나올 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 프로세서(120)는 수신된(또는 검출된) 빛의 양을 측정하여 직류(DC) 출력값을 획득할 수 있다. 직류 출력값은 수 ms 내의 시간 동안에 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240)를 통해 검출된 값을 이용하여 측정될 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240)를 통해 수신된(또는 검출된) 빛의 양을 수치화하여 순차적으로 나열하여 생체 신호를 생성할 수 있다. 상기 생체 신호를 생성하기 위해서는 일정 시간 동안(예: 5초, 10초 등) 빛의 양을 획득해야 한다. 실시예들에 따라, 동작(505)에서는 수 ms 이내에 측정 가능한 직류 출력값만을 획득하는 것으로 설명한다.
동작(507)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)를 통해 수신된 빛의 양 중 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 조건에 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)의 출력값을 수신할 수 있도록 스위치를 제어하여 제1 빛의 양만을 측정하고, 제1 빛의 양이 제2 범위 안 인지 판단하고, 제2 범위 안인 경우 동작(509)을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우, 제2 수광부(240)의 출력값을 수신할 수 있도록 스위치를 제어하여 제2 빛의 양만을 측정하고, 제2 빛의 양이 제2 범위 안인지 판단하고, 제2 빛의 양이 제2 범위 안인 경우 동작(509)을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우, 동작(511)을 수행할 수 있다.
반사된 빛의 양이 지정된 범위 안에 포함되는 경우(예: 어느 하나의 빛의 양이라도 제2 범위 안인 경우), 동작(509)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 스위치를 모두 온시킴으로써, 제1 수광부(230)의 출력값 및 제2 수광부(240)의 출력값을 이용하여 심박에 대한 정보를 획득할 수 있다.
반사된 빛의 양이 지정된 범위 밖인 경우(예: 제1 빛의 양 및 제2 빛의 양이 모두 제2 범위 밖인 경우), 동작(511)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착 상태(예: 미착용 상태)로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자 인증과 관련된 프로세스를 제어할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 각 수광부의 출력값이 범위를 초과하는지를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 그래프(610)는 제1 빛의 양(611)이 제2 범위(615) 안이고, 제2 빛의 양(613)이 제2 범위 밖인 상황을 도시한 것이다. 제2 범위(615)는 도시된 예에 한정되지 않고, 지정된 구간 또는 지정된 범위를 포함할 수 있다. 제1 그래프(610)와 같은 출력값을 획득한 경우, 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 제2 그래프(620)는 제1 빛의 양(611) 및 제2 빛의 양(613)이 모두 제2 범위(615) 밖인 상황을 도시한 것이다. 제2 그래프(620)와 같은 출력값을 획득한 경우, 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착 상태로 판단할 수 있다.
도 7 및 도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 수광부의 직류 출력값을 이용하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도들이다.
도 7은 정전용량에 따라 스위치를 제어하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 동작(701)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 정전용량 센서(210)로부터 측정된 로우 데이터(raw data)를 획득하여 전자 장치(101)를 착용한 사용자에 대한 정전용량(또는 정전용량 측정값)을 산출할 수 있다.
동작(703)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안인지 판단할 수 있다. 정전용량 센서(210)의 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)에 전도성 물질(예: 사용자의 신체)이 접근하지 않는 경우의 정전용량 센서 측정 값(Csensor)은 주변 환경에 의한 정전용량 값(Cenv)과 동일할 수 있다. 손가락이나 손목과 같은 전도성 물질이 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)에 접근 혹은 접촉하는 경우 전기장 변화에 의해 정전용량 센서(210)의 측정값이 증가할 수 있다.
동작(701) 및 동작(703)에서, 프로세서(120)는 스위치(320)(예: 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322))를 모두 온시켜 복수의 수광부들(230 내지 240)의 출력을 모두 수신할 수 있다.
프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 밖인 경우 동작(715)을 수행하고, 정전용량이 제1 범위 안인 경우, 동작(705)을 수행할 수 있다.
동작(705)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 스위치(320)를 제어하여 복수의 수광부들(230 내지 240) 중 하나의 수광부 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4a와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321) 온 및 제2 스위치(322) 오프시켜 제1 수광부(230) 출력만 수신할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 제1 스위치(321) 오프 및 제2 스위치(322) 온시켜 제2 수광부(240) 출력만 수신할 수 있다.
동작(707)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 수신된 값을 기반하여 제1 빛의 양을 측정할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 제2 수광부(240)로부터 출력된 값을 기반하여 제2 빛의 양을 측정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 또는 제 2 수광부(240)를 통해 수 ms 내의 시간 동안에 검출된 값(예: 직류 출력값)을 이용하여 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(709)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240)를 통해 수신된 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)를 통해 수신된 제1 빛의 양이 제2 범위 안이거나, 제2 수광부(240)를 통해 수신된 제2 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다.
프로세서(120)는 빛의 양(예: 제1 빛의 양)이 제2 범위 안인 경우, 동작(715)을 수행하고, 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우 동작(711)을 수행할 수 있다.
빛의 양이 제2 범위 밖인 경우, 동작(711)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 모든 수광부의 출력을 확인한 것인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 동작(709)에서 제1 수광부(230)의 출력만 확인한 경우, 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 출력을 확인하기 위해 동작(705)으로 리턴할 수 있다. 동작(705)으로 리턴하면, 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 출력이 제2 범위 미안인지 여부를 판단하고, 제2 수광부(240)의 출력이 제2 범위 안인 경우 동작(715)을 수행하고, 제2 수광부(240)의 출력이 제2 범위 밖인 경우 동작(711)을 수행할 수 있다. 동작(709)에서 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)의 출력을 모두 확인한 경우, 동작(713)을 수행할 수 있다.
동작(713)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착 상태로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 빛의 양 및 제2 빛의 양이 모두 제2 범위 밖인 경우, 전자 장치(101)를 탈착 상태(예: 미착용 상태)로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자 인증과 관련된 프로세스를 제어할 수 있다.
동작(715)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 빛의 양 및 제 2 빛의 양 중 어느 하나의 빛의 양이라도 제2 범위 안인 경우, 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 프로세서(120)는 스위치(320)(예: 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322))를 모두 온시켜 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)로부터 모두 출력값을 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240) 중 수신된 빛의 양이 제2 범위 안인 적어도 하나에 대응하는 스위치(320)(예: 제1 스위치(321) 또는 제2 스위치(322))를 온시켜 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240) 중 적어도 하나로부터 출력값을 수신할 수 있다.
도 8은 복수의 수광부들의 출력값에 따라 스위치를 제어하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 동작(801)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230)를 통해 수신한 제1 빛의 양 및 제1 수광부(240)를 통해 수신한 제2 빛의 양을 조합할 수 있다. 동작(801)은 도 7의 동작(703)에서 정전용량이 제1 범위 안인 경우 수행될 수 있다. 프로세서(120)는 스위치(320)(예: 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322))를 모두 온시켜 복수의 수광부들(230 내지 240)의 출력을 모두 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 출력된 제1 빛의 양과 제2 수광부(240)로부터 출력된 제2 빛의 양을 합칠 수 있다.
동작(803)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 조합된 빛의 양이 기준 범위 밖인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 기준 범위는 상기 제2 범위 보다 넓거나, 좁을 수 있다. 예를 들어, 탈착 상태에서는 발광부(220)에서 출력된 빛 이외에 외부 광원(예: 햇빛, 형광등 불빛)에 의해서도 빛이 수광부들(230 내지 240)를 통해 수광되기 때문에 수광부들(230 내지 240)에 더 많은 빛이 검출될 수 있다. 따라서, 착용 상태에서는 빛의 양이 낮게(또는 적게) 검출되고, 탈착 상태에서는 빛의 양이 높게(또는 많이) 검출될 수 있다.
프로세서(120)는 조합된 빛의 양이 기준 범위 밖인 경우 동작(805)을 수행하고, 조합된 빛의 양이 기준 범위 안인 경우, 동작(819)을 수행할 수 있다.
동작(805)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 스위치(320)의 제어를 통해 제1 수광부(230) 출력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4a와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321) 온시키고, 제2 스위치(322) 오프시켜 제1 수광부(230) 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4b와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 온하고, 제2 스위치(322) 내지 제4 스위치(324)를 오프시켜 제1 수광부(230) 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4c와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 오프하고, 제어 신호 S2, S3을 '00'으로 설정하여 제1 수광부(230) 출력만 수신할 수 있다.
동작(807)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230)의 직류 출력값으로 제1 빛의 양을 검출할 수 있다. 프로세서(120)는 발광부(220)에 의해 출력된 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사되어, 제1 수광부(230)로 수신된 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(809)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 빛의 양이 제2 범위 안인 경우, 동작(819)을 수행하고, 제1 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우 동작(811)을 수행할 수 있다.
동작(811)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 스위치(320)의 제어를 통해 제2 수광부(240) 출력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4a와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 오프시키고 제2 스위치(322)를 온시켜 제2 수광부(240) 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4b와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제2 스위치(322)를 온하고, 제1 스위치(322), 제3 스위치(323) 및 제4 스위치(324)를 오프시켜 제2 수광부(240) 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4c와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321)를 오프하고, 제어 신호 S2, S3을 '01'로 설정하여 제2 수광부(240) 출력만 수신할 수 있다.
동작(813)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 직류 출력값으로 제2 빛의 양을 검출할 수 있다. 프로세서(120)는 발광부(220)에 의해 출력된 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사되어, 제2 수광부(240)로 수신된 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(815)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제2 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제2 빛의 양이 제2 범위 안인 경우, 동작(819)을 수행하고, 제2 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우 동작(817)을 수행할 수 있다.
동작(817)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착 상태로 판단할 수 있다.
동작(819)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230)를 통해 수광된 제1 빛의 양 및 제2 수광부(240)를 통해 수광된 제2 빛의 양 중 어느 하나의 빛의 양이라도 제2 범위 안인 경우, 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다.
도 9 및 도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 수광부의 교류 출력값을 이용하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도들이다.
도 9는 전자 장치에서 수광부의 교류 출력값을 이용하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 동작(901)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량을 측정할 수 있다.
동작(903)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량에 따라 발광부(220)를 이용하여 빛을 출력할 수 있다.
동작(905)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 발광부(220)를 이용하여 출력된 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사되어 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240)에 수신된 빛의 양을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 출력된 값을 기반하여 제1 빛의 양을 측정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)를 통해 수 ms 내의 시간 동안에 검출된 값(예: 직류 출력값)을 이용하여 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(907)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)를 통해 수신된 빛의 양이 조건에 상응하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 스위치(320)를 제어하여 제1 수광부(230)로부터 수신되는 제1 빛의 양을 측정하고, 제1 빛의 양이 제2 범위 안인지 판단하고, 제2 범위 안인 경우 동작(911)을 수행할 수 있다. 또는, 제1 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우, 프로세서(120)는 스위치(320)를 제어하여 제2 수광부(240)로부터 수신되는 제2 빛의 양을 측정하고, 제2 빛의 양이 제2 범위 안인지 판단하고, 제2 빛의 양이 제2 범위 안인 경우 동작(911)을 수행할 수 있다.
제1 수광부(230) 및 제2 수광부(23)를 통해 수신된 빛의 양이 조건에 만족하는 경우(예: 제1 빛의 양 및 제2 빛의 양이 모두 제2 범위 밖인 경우), 동작(909)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 사용자의 혈관의 혈류 량에 따라 반사된 빛의 양을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 일정 시간 동안(예: 5초, 10초 등) 적어도 하나의 수광부로부터 수신되는 출력값(예: 교류 출력값)을 이용하여 빛의 양의 변화를 측정할 수 있다. 동작(905)에서 측정하는 빛의 양과 동작(909)에서 측정하는 빛의 양은 다른 값일 수 있다.
동작(913)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 측정된 빛의 양을 이용하여 사용자에 대한 생체 신호를 감지할 수 있다. 상기 생체 신호는 맥파 신호일 수 있다. 상기 생체 신호는 일정 시간 동안(예: 5초, 10초 등) 획득된 출력값을 이용하여 산출되는 것이므로, 동작(905)에서 측정한 시간보다 긴 시간이 소요될 수 있다.
동작(915)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 생체 신호에 기반하여 착용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 생체 신호가 감지되면 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 생체 신호가 감지되지 않으면, 전자 장치(101)를 탈착 상태(예: 미착용 상태)로 판단할 수 있다.
제1 수광부(230) 및 제2 수광부(230)를 통해 수신된 빛의 양이 조건에 만족하는 경우(예: 어느 하나의 빛의 양이라도 제2 범위 안인 경우), 동작(911)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다.
도 10은 발광부의 빛의 세기를 조절하여 착용 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 동작(1001)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량을 측정할 수 있다.
동작(1003)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안인지 판단할 수 있다.
프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 밖인 경우 동작(1019)을 수행하고, 정전용량이 제1 범위 안인 경우, 동작(1005)을 수행할 수 있다.
동작(1005)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 스위치(320)를 제어하여 복수의 수광부들(230 내지 240) 중 하나의 수광부 출력만 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 도 4a와 같은 회로도로 구현된 경우, 프로세서(120)는 제1 스위치(321) 온 및 제2 스위치(322) 오프시켜 제1 수광부(230) 출력만 수신할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 제1 스위치 오프 및 제2 스위치(322) 온시켜 제2 수광부(240) 출력만 수신할 수 있다.
동작(1007)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 수광부의 직류 출력값으로 빛의 양을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 수광부(230)로부터 출력된 값에 기반하여 제1 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(1009)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다.
프로세서(120)는 빛의 양(예: 제1 빛의 양)이 제2 범위 안인 경우, 동작(1019)을 수행하고, 빛의 양이 제2 범위 밖인 경우 동작(1011)을 수행할 수 있다.
빛의 양이 제2 범위 밖인 경우, 동작(1011)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 모든 수광부의 출력을 확인한 것인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 동작(1005)에서 제1 수광부(230)의 출력만 확인한 경우, 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 출력을 확인하기 위해 동작(1005)으로 리턴할 수 있다. 동작(1005)으로 리턴하면, 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 출력만 수신하도록 스위치(320)를 제어하고, 제2 수광부(240)로부터 출력된 빛의 양이 제2 범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 수광부(240)의 출력이 제2 범위 안인 경우 동작(1019)을 수행하고, 제2 수광부(240)의 출력이 제2 범위 밖인 경우 동작(1011)을 수행할 수 있다. 동작(1011)에서 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)의 출력을 모두 확인한 경우, 동작(1013)을 수행할 수 있다.
동작(1013)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 발광부(220)의 빛의 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 발광부(220)의 빛의 세기를 증가시켜 발광부(220)에서 더 강한 빛을 출력하도록 제어할 수 있다. 발광부(220)의 LED 광원의 세기가 커지면 안정적이지 않은 상황에서도 광학 센서(200)을 통해 사용자의 신체 조직에 반사된 빛에 포함된 AC 성분을 확인할 수 있다.
동작(1015)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 수광부(예: 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240))로부터 교류 출력값이 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 교류 출력값 검출을 위해 일정 시간 동안 수광부를 통해 수신되는 값을 획득할 수 있다. 상기 교류 출력값은 생체 신호에 대응한 것으로, 프로세서(120)는 생체 신호가 감지되면 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 그러나, 프로세서(120)는 생체 신호가 감지되지 않으면, 전자 장치(101)를 탈착 상태(예: 미착용 상태)로 판단할 수 있다.
교류 출력값이 검출되지 않으면, 동작(1017)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착 상태로 판단할 수 있다.
교류 출력값이 검출되면, 동작(1019)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120) 전자 장치(101)를 착용 상태로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 스위치(320)(예: 제1 스위치(321) 및 제2 스위치(322))를 모두 온시켜 제1 수광부(230) 및 제2 수광부(240)를 통해 모든 출력값을 수신할 수 있다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용자 인증을 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 동작(1101)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량 및 생체 신호를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 정전용량 센서(210)를 이용하여 정전용량을 측정하고, 광학 센서(200)를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다.
동작(1103)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안으로 검출할 수 있다. 정전용량이 제1 범위 안으로 검출되면, 프로세서(120)는 전자 장치(101)가 탈착된 상태로 판단할 수 있다.
동작(1105)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 복수의 수광부들(230 내지 240) 중 하나의 수광부를 통해 수신된 빛의 양을 측정할 수 있다.
동작(1107)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 빛의 양에 기반하여 기설정된 시간 동안 정전용량을 검출할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 프로세서(120)는 측정된 빛의 양이 지정된 범위(또는 임계치) 밖인 경우 기설정된 시간 동안 정전용량을 검출할 수 있다. 상기 기설정된 시간은 상기 정전용량이 지정된 범위 밖으로 검출된 이후의 일정 시간을 포함할 수 있다.
동작(1109)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 밖 검출됨에 따라 생체 신호를 검출할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 밖 검출되는 경우, 수광부(예: 제1 수광부(230) 또는 제2 수광부(240))로부터 교류 출력값을 검출할 수 있다. 검출된 교류 출력값은 생체 신호에 대응한 것일 수 있다. 프로세서(120)는 기설정된 시간 동안 정전용량이 제1 범위 밖 검출되면, 전자 장치(101)가 짧은 시간 동안만 탈착된 것으로 판단할 수 있다.
동작(1111)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 정전용량과 연관된 일정 구간들의 생체 신호 특징점을 추출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안으로 검출된 시점에서 N초 이전의 제1 생체 신호의 특징점을 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 밖으로 검출된 시점에서 N초 이후의 제2 생체 신호의 특징점을 추출할 수 있다. 상기 특징점은 상기 생체 신호의 위상, 진폭 또는 심박수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
동작(1113)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 추출된 제 1 생체 신호의 특징점 및 제 2 생체 신호의 특징점을 비교할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 생체 신호의 특징점과 제2 생체 신호의 특징점의 위상, 진폭, 또는 심박수 중 적어도 하나가 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
동작(1115)에서, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 제 1 생체 신호의 특징점 및 제 2 생체 신호의 특정점의 비교 결과에 기반하여 사용자 인증을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 생체 신호의 특징점과 제2 생체 신호의 특징점이 유사 또는 동일한 경우, 사용자 인증을 유지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 에러 값을 고려하여 특징점이 완전히 동일하지 않더라도 일정 범위 내에서 유사한 경우(예: 전자 장치(101)에 설정된 유사도에 해당), 동일한 사용자로 판단할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 제1 생체 신호의 특징점과 제2 생체 신호의 특징점이 상이한 경우, 사용자 인증을 해제할 수 있다. 프로세서(120)는 동일한 사용자가 아니라고 판단하고 보안을 위해 사용자 인증을 해제할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안으로 검출되고, 일정 시간 안에 정전용량이 제1 범위 밖 검출되면, 전자 장치(101)를 동일한 사용자가 계속 착용하고 있는 것인지 확인할 수 있다. 정전용량이 제1 범위 밖 검출되는 경우, 정전용량 센서(210)가 사용자의 피부조직에 닿았다는 것을 의미하므로, 프로세서(120)는 광학 센서(200)(예: PPG 센서)를 통해 심박을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 정전용량이 제1 범위 안으로 검출된 구간의 시작 시점과 종료 시점의 심박 패턴을 복원하여 심박 패턴이 자연스럽게 연결되면, 계속 착용 상태로 판단하고 사용자 인증을 유지할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 생체 신호를 비교하는 일례를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 프로세서(120)는 t1 시점에 정전용량(1210)이 제1 범위 안으로 검출할 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 t1 이전 일정 구간(예: 1221, 1231) 및 t1 이후 일정 구간(예: 1223, 1233)의 생체 신호를 측정할 수 있다. 동일 사용자인 경우(1220), 제1 생체 신호(1221)의 특징점과 제2 생체 신호(1223)의 특징점이 동일 또는 유사할 수 있다. 프로세서(120)는 동일한 사용자로 판단되면, 사용자 인증을 유지할 수 있다. 그러나, t1 이전과 이후의 사용자가 변경된 경우(1230), 제1 생체 신호(1231)의 특징점과 제2 생체 신호(1233)의 특징점이 다를 수 있다. 프로세서(120)는 동일한 사용자가 아니라고 판단하고 보안을 위해 사용자 인증을 해제할 수 있다.
도 13 및 도 14는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 사용자 인증과 관련된 상황을 도시한 도면들이다.
도 13은 결제 어플리케이션과 연관하여 사용자 인증을 수행하는 사용자 인터페이스를 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 사용자가 인증된 전자 장치(101)를 순간적으로 탈착한 후 일정 시간 이내에 다시 착용한 후 결제를 요청한 경우, 프로세서(120)는 동일한 사용자가 계속 착용하고 있었는지 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 도 12와 같이 생체 신호를 비교하여 동일한 사용자로 판단되면, 결제를 승인하고 동일한 사용자로 판단되지 않으면, 결제를 불허할 수 있다.
도 14는 전자 장치(101)를 이용하여 사용자 인증 서비스를 제공하는 일례를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 예를 들어, 제1 상황(1410)은 보안 구역(예: 건물 안, 일정 공간) 내부로 진입할 때 전자 장치(101)를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이다. 프로세서(120)는 전자 장치(101)가 탈착한 후 일정 시간 이내에 다시 착용한 후 보안 구역 진입이 요청된 경우, 동일한 사용자가 계속 착용하고 있었는지 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 탈착이 감지되기 전과 착용이 감지된 이후의 생체 신호를 비교하여 동일한 사용자로 판단되면, 진입을 허용하고 동일한 사용자로 판단되지 않으면, 진입을 불허할 수 있다. 프로세서(120)는 진입이 허용되면 메모리(130)에 저장된 보안 구역 내부로 진입에 필요한 정보(예: 진입 번호, 승인 번호, 사용자 번호 등)를 전송(예: 블루투스, NFC 등)할 수 있다.
예를 들어, 제2 상황(1420)은 온라인 결제 시, 전자 장치(101)를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이다. 프로세서(120)는 전자 장치(101)가 탈착한 후 일정 시간 이내에 다시 착용한 후 온라인 결제가 요청된 경우, 동일한 사용자인지 판단하여 결제를 승인하거나, 불허할 수 있다. 예를 들어, 제3 상황(1430)은 자동차의 도어락을 해제 시(또는 자동 잠금 해제), 전자 장치(101)를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이다. 프로세서(120)는 전자 장치(101)를 탈착한 후 일정 시간 이내에 다시 착용한 후 자동차의 도어락의 해제가 요청된 경우, 동일한 사용자인지 판단하여 도어락의 해제를 승인하거나, 불허할 수 있다. 예를 들어, 제4 상황(1440)은 사용자 계정의 로그인 시, 전자 장치(101)를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이다. 프로세서(120)는 탈착한 후 일정 시간 이내에 다시 착용한 후 사용자 계정에 대한 로그인이 요청된 경우, 동일한 사용자인지 판단하여 로그인을 수행하거나, 수행하지 않을 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성 요소가 다른(예: 제2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware)로 구성된 유닛(unit)을 포함하며, 예를 들면, 로직(logic), 논리 블록(logic block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어(instruction)를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성 요소들을 이용하여 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령어는 컴파일러(compiler) 또는 인터프리터(interpreter)에 의해 생성 또는 실행되는 코드(code)를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장 매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: CD-ROM, compact disc read only memory)의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예들에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
101: 전자 장치
120: 프로세서 130: 메모리
210: 정전용량 센서
211: 제1 전극 213: 제2 전극
200: 광학 센서 220: 발광부
230: 제1 수광부 240: 제2 수광부
250: 제3 수광부 260: 제4 수광부
320: 스위치

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    정전용량 센서;
    상기 전자 장치의 일면에 배치되고, 상기 일면의 제 1 영역에 배치된 적어도 하나의 발광부, 상기 일면의 제 2 영역에 배치된 제1 수광부 및 상기 일면의 제 3 영역에 배치된 제2 수광부를 포함하는 심박 센서; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고,
    상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양, 및 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 상기 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하고,
    상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 중 적어도 하나의 빛의 양이 지정된 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및
    상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛이 상기 지정된 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 측정된 정전용량이 지정된 범위 안인 경우, 상기 제1 수광부 또는 상기 제2 수광부로부터 수신되는 어느 하나의 빛의 양을 측정하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수광부와 상기 프로세서를 선택적으로 연결하기 위한 제1 스위치, 및
    상기 제2 수광부와 상기 프로세서를 선택적으로 연결하기 위한 제2 스위치를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 정전용량이 지정된 범위 안인 경우, 상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 오프(off)시켜 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 상기 제1 빛의 양을 측정하거나, 또는 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 상기 제2 빛의 양을 측정하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 빛의 양이 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 제2 스위치를 온(on)시키도록 설정된 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 빛의 양이 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온 시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 상기 제2 빛의 양을 측정하고, 상기 제2 빛의 양이 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 제1 스위치를 온시키도록 설정된 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제1 빛의 양과 상기 제2 빛의 양의 조합이 기준 범위 안인 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및
    상기 제1 빛의 양과 상기 제2 빛의 양의 조합이 상기 기준 범위 밖인 경우, 상기 제1 스위치를 온하고, 상기 제2 스위치를 오프시켜 상기 제1 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제1 빛의 양을 측정하거나, 또는 상기 제1 스위치를 오프하고, 상기 제2 스위치를 온시켜 상기 제2 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 제2 빛의 양을 측정하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 측정된 정전용량이 지정된 범위 밖인 경우, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부로부터 수신되는 빛의 양을 측정하여 생체 신호를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 중 적어도 하나가 지정된 다른 지정된 범위 안인 경우 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하는 것으로 결정하고, 및 상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양이 상기 다른 지정된 범위 밖인 경우 상기 지정된 범위의 빛의 양에 만족하지 않는 것으로 결정하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 빛의 양 및 상기 제2 빛의 양 상기 지정된 범위의 빛의 양을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 수광부 또는 상기 제2 수광부로부터 수신되는 빛의 양에 기반하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 더 감지하고, 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태 또는 탈착된 상태인지 여부를 판단하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 생체 신호가 감지되면 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 상기 생체 신호가 감지되지 않으면 상기 전자 장치가 상기 사용자로부터 탈착된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단되면, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 유지하고, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 탈착된 상태로 판단되면, 상기 사용자 인증을 해제하도록 설정된 전자 장치.
  12. 전자 장치에 있어서,
    정전용량 센서;
    적어도 하나의 발광부 및 적어도 하나의 수광부를 포함하는 심박 센서; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고,
    상기 정전 용량에 따라 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 빛이 사용자의 신체 조직에 의해 반사된 빛의 양을 측정하고,
    상기 빛의 양이 제1 지정된 범위에 상응하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및
    상기 빛의 양이 제2 지정된 범위에 상응하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자의 혈류 량에 따라 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 빛의 양이 상기 제2 지정된 범위에 상응하는 경우, 상기 발광부의 빛의 세기를 조절하고, 조절된 빛의 세기에 따라 출력된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 정전용량이 제1 지정된 범위 안으로 검출된 시점을 기반으로 상기 정전용량과 연관된 일정 구간들의 생체 신호 특징점을 추출하도록 설정된 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 특징점은 상기 생체 신호의 위상, 진폭 또는 심박수 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전자 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 정전용량이 상기 제1 지정된 범위 안으로 검출된 시점에서 지정된 시간 이전의 제1 생체 신호의 특징점을 추출하고, 상기 지정된 시간 이후의 제2 생체 신호의 특징점을 추출하도록 설정된 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 생체 신호의 특징점 및 상기 제2 생체 신호의 특징점을 비교하고, 비교 결과에 적어도 기반하여 사용자 인증을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 생체 신호의 특징점이 동일한 경우, 상기 전자 장치의 사용자 인증을 유지하고, 상기 생체 신호의 특징점이 상이한 경우, 상기 사용자 인증을 해제하도록 설정된 전자 장치.
  19. 전자 장치에 있어서,
    정전용량 센서;
    적어도 하나의 발광부 및 적어도 하나의 수광부를 포함하는 심박 센서; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 정전용량 센서를 이용하여, 상기 전자 장치를 착용한 사용자에 대한 정전 용량을 측정하고,
    상기 정전 용량에 따라 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 빛의 양을 측정하고,
    상기 빛의 양이 제1 지정된 범위에 상응하는 경우, 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하고, 및
    상기 빛의 양이 제2 지정된 범위에 상응하는 경우, 상기 발광부를 이용하여 지정된 밝기의 빛을 출력하고, 상기 적어도 하나의 수광부를 통해 상기 출력된 빛이 상기 사용자에 반사된 빛을 감지하고, 상기 반사된 빛을 이용하여 상기 사용자에 대한 생체 신호를 감지하고, 및 상기 생체 신호에 적어도 기반하여 상기 전자 장치가 상기 사용자에 착용된 상태로 판단하도록 설정된 전자 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 빛의 양을 측정하는 동작의 적어도 일부로, 상기 발광부를 이용하여 상기 지정된 밝기보다 낮은 밝기의 다른 빛을 출력하도록 설정된 전자 장치.
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