KR20200075737A - Electronic device comprising earphone receiver and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시의 실시예들은 이어폰을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치 제어 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure relate to an electronic device including an earphone and an electronic device control method.
전자 장치에서 생체 정보를 획득하기 위한 다양한 기술의 개발이 이루어지고 있다. 전자 장치는 생체 정보를 이용하여 사용자의 신체 상태를 모니터링하고, 생체 정보에 기반한 다양한 건강 정보를 제공할 수 있다. 또한, 생체 정보는 사용자 인증, 기기 제어 등 다양한 용도로 이용될 수 있다. 그런데 생체 정보의 수집을 위해 사용자가 별도의 동작을 수행하거나, 전자 장치의 소정의 위치에 신체의 일부를 접촉해야 하는 경우가 발생하여, 사용자 불편을 야기할 수 있다. 또한, 주변 환경 등의 요인으로 인해 정확한 생체 정보를 수집하기 어려운 문제점이 있다.2. Description of the Related Art Various technologies for obtaining biometric information in electronic devices have been developed. The electronic device may monitor a user's body condition using biometric information and provide various health information based on the biometric information. In addition, biometric information may be used for various purposes such as user authentication and device control. However, in order to collect biometric information, a user may perform a separate operation, or a part of the body must contact a predetermined location of the electronic device, which may cause user inconvenience. In addition, it is difficult to collect accurate biometric information due to factors such as the surrounding environment.
본 개시의 실시예들은 이어폰을 이용하여 생체 정보를 획득함에 의해, 사용자가 생체 정보 수집을 위한 별도의 동작을 수행하지 않고도 생체 정보를 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present disclosure are to provide an apparatus and method for acquiring biometric information without a user performing a separate operation for collecting biometric information by obtaining biometric information using an earphone.
또한, 본 개시의 실시예들은 이어폰을 통해 오디오를 출력하면서, 이어폰(110)을 통해 생체 정보를 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present disclosure are to provide an apparatus and method for obtaining biometric information through the
본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 제1 임피던스 성분을 포함하는 이어폰; 제1 교류 신호를 출력하는 신호 생성부; 상기 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되고(electrically coupled) 임피던스 성분을 갖는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자를 포함하고, 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 출력하는 제1 회로; 및 상기 제1 검출 신호에 기초하여 적어도 하나의 생체 정보를 생성하여 출력하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 전자 장치가 제공된다.According to an aspect of an embodiment of the present disclosure, an earphone including a first impedance component; A signal generator outputting a first AC signal; And at least one first analog element electrically coupled to the first impedance component and having an impedance component, receiving the first AC signal, and including a voltage component corresponding to the first impedance component A first circuit for outputting the first detection signal; And one or more processors generating and outputting at least one biometric information based on the first detection signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 이어폰이 사람의 외이도에 삽입되는 형태를 갖고, 상기 제1 임피던스 성분의 크기는 외이도 압력의 변화에 따라 변화된다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device has a form in which the earphone is inserted into the external auditory meatus, and the size of the first impedance component changes according to a change in the external auditory meatus pressure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 생체 정보는 심박수 정보를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 검출 신호의 위상 성분에 기초하여, 심박수 정보를 생성한다.According to an embodiment of the present disclosure, the at least one biometric information includes heart rate information, and the one or more processors generate heart rate information based on a phase component of the first detection signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 생체 정보는 체온 정보를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 검출 신호의 진폭(amplitude) 성분에 기초하여, 체온 정보를 생성한다.According to an embodiment of the present disclosure, the at least one biometric information includes body temperature information, and the one or more processors generate body temperature information based on an amplitude component of the first detection signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 교류 신호는 초음파 범위의 주파수를 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first AC signal has a frequency in the ultrasonic range.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 교류 신호는 20kHz 이상, 40kHz 이하의 주파수를 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first AC signal has a frequency of 20 kHz or more and 40 kHz or less.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고, 상기 제1 검출 신호를 상기 하나 이상의 프로세서로 출력한다.According to one embodiment of the present disclosure, the first circuit includes an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal signal of an orthogonal phase component from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. The first detection signal is generated, and the first detection signal is output to the one or more processors.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는,According to one embodiment of the present disclosure, the one or more processors may include:
상기 동상 신호 및 상기 직교 신호 각각의 제곱 값의 합에 기초하여 체온 정보를 생성하고, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 추출된 위상 정보에 기초하여 심박수 정보를 생성한다.Body temperature information is generated based on a sum of square values of each of the in-phase signal and the orthogonal signal, and heart rate information is generated based on the phase information extracted from the in-phase signal and the orthogonal signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 제1 임피던스 성분과 브리지(bridge) 회로 구조로 연결되는 제2 임피던스 소자, 제3 임피던스 소자, 및 제4 임피던스 소자를 포함하고, 상기 브리지 회로 구조의 제1 노드 또는 제2 노드 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 상기 제1 교류 신호를 입력받고, 상기 브리지 회로 구조의 제3 노드에서 출력되는 중간 검출 신호로부터 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 생성하고, 상기 동상 신호 및 상기 직교 신호를 상기 하나 이상의 프로세서로 출력한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first circuit includes a second impedance element, a third impedance element, and a fourth impedance element connected to the first impedance component and a bridge circuit structure, and the At least one of the first node or the second node of the bridge circuit structure or a combination thereof, the in-phase signal and the quadrature of the in-phase component from the intermediate detection signal output from the third node of the bridge circuit structure A quadrature signal of a phase component is generated, and the in-phase signal and the quadrature signal are output to the one or more processors.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖고, 상기 제2 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, two impedance elements directly connected to the first node have the same impedance value, and two impedance elements directly connected to the second node have the same impedance value.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노드는 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제2 노드는 180도 위상 지연된 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제1 임피던스 성분은 제4 노드와 상기 제1 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 노드는 접지 전위에 연결된다.According to an embodiment of the present disclosure, the first node receives the first AC signal, the second node receives the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노드는 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제2 노드는 접지 전위에 연결되고, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 회로는, 상기 제4 노드의 신호 및 상기 제3 노드의 신호를 차동 증폭하여 상기 제1 검출 신호를 생성한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first node receives the first AC signal, the second node is connected to a ground potential, and the first impedance component is between the second node and the fourth node. Connected, the first circuit differentially amplifies the signal of the fourth node and the signal of the third node to generate the first detection signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 이어폰은 제1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분을 갖고, 상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고, 상기 제3 임피던스 소자는 제3 저항 및 상기 제3 저항과 병렬 연결된 제3 커패시터를 포함하고, 상기 제4 임피던스 소자는 제4 저항을 포함하고, 상기 제1 저항 성분 및 상기 제4 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first impedance component is connected between the second node and the fourth node, and the second impedance element is connected between the first node and the fourth node, and the first impedance component is A third impedance element is connected between the first node and the third node, the fourth impedance element is connected between the second node and the third node, and the earphone has a first resistance component and a first inductance component , Wherein the second impedance element includes a second resistor, the third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel with the third resistor, and the fourth impedance element comprises a fourth resistor. Including, the first resistance component and the fourth resistor have the same size of the resistance component, the second resistor and the third resistor have the same size of the resistance component, and the third capacitor is the {first inductance component/( Resistance component of the third resistor * Resistance component of the fourth resistor)} has a power storage component of a size.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 직렬 연결된 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분, 및 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분과 병렬 연결된 제1-2 저항 성분을 포함하고, 상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고, 상기 제3 임피던스 소자는, 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제3 저항 및 제3 커패시터를 포함하고, 상기 제4 임피던스 소자는, 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제4-1 저항, 제4-2 저항, 및 제4 커패시터를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first impedance component is connected between the second node and the fourth node, and the second impedance element is connected between the first node and the fourth node, and the first impedance component is A third impedance element is connected between the first node and the third node, the fourth impedance element is connected between the second node and the third node, and the first impedance component is the second node and the A 1-1 resistance component and a first inductance component connected in series between a fourth node, and a 1-2 resistor connected in parallel with a 1-1 resistance component and a first inductance component between the second node and the fourth node Component, the second impedance element includes a second resistor, and the third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel between the first node and the third node, and The fourth impedance element includes a 4-1 resistor, a 4-2 resistor, and a fourth capacitor connected in parallel between the second node and the third node.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1-1 저항 성분 및 상기 제4-1 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제1-2 저항 성분 및 상기 제4-2 저항의 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4-1 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first-first resistance component and the fourth-first resistance have the same size of the resistance component, and the second resistance and the third resistance have the same size of the resistance component, and the first The size of the 1-2 resistance component and the resistance component of the 4-2 resistor are the same, and the third capacitor is the size of the {first inductance component/(resistance component of the third resistor * the resistance component of the 4-1 resistor)}} It has a power storage component.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 밴드 패스 필터 및 포락선 검파기(envelope detector)를 포함하고, 상기 제1 아날로그 소자에 연결된 노드의 제1 중간 검출 신호를 상기 밴드 패스 필터 및 상기 포락선 검파기로 변조한 제2 중간 검출 신호를 생성하고, 상기 제2 중간 검출 신호로부터 생성된 진폭 변동 성분 신호 및 직류 성분 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 진폭 변동 성분 신호로부터 심박수 정보를 생성하고, 상기 직류 성분 신호로부터 상기 체온 정보를 생성한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first circuit includes a band pass filter and an envelope detector, and the band pass filter and the first intermediate detection signal of a node connected to the first analog element are Generating a second intermediate detection signal modulated with an envelope detector, and generating the first detection signal including an amplitude variation component signal and a DC component signal generated from the second intermediate detection signal, wherein the one or more processors are configured to: Heart rate information is generated from the amplitude fluctuation component signal, and the body temperature information is generated from the DC component signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 이어폰을 통해 출력되는 오디오 신호에 대응되는 전기적인 오디오 신호를 입력 받고, 상기 오디오 신호를 하이 패스 필터로 처리한 후 상기 제1 회로의 적어도 하나의 노드로 인가한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first circuit receives an electrical audio signal corresponding to an audio signal output through the earphone, processes the audio signal with a high pass filter, and then processes the first circuit. Apply to at least one node.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하고, 상기 진폭 신호 및 위상 신호를 이용하여 상기 전자 장치의 움직임 성분을 제거한다.According to one embodiment of the present disclosure, the first circuit includes an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal signal of an orthogonal phase component from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. The first detection signal is generated, and the one or more processors generate an amplitude component amplitude signal and a phase component phase signal from the in-phase signal and the orthogonal signal, and use the amplitude signal and the phase signal to generate the electronic device. Removes the movement component.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하고, 상기 진폭 신호 또는 상기 위상 신호 중 적어도 하나의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치의 착용 또는 분리(detach)를 검출한다.According to one embodiment of the present disclosure, the first circuit includes an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal signal of an orthogonal phase component from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. The first detection signal is generated, and the one or more processors generate an amplitude component amplitude signal and a phase component phase signal from the in-phase signal and the orthogonal signal, and the amount of change in at least one of the amplitude signal or the phase signal The wearing or detachment of the electronic device is detected based on the.
본 개시의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 전자 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 전자 장치는, 제1 임피던스 성분을 포함하는 이어폰, 및 상기 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되고(electrically coupled) 임피던스 성분을 갖는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자를 포함하는 제1 회로를 포함하고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로로 제1 교류 신호를 출력하도록 제어하는 단계; 상기 제1 회로로부터, 상기 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 획득하는 단계; 상기 제1 검출 신호에 기초하여, 적어도 하나의 생체 정보를 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 생체 정보를 출력하는 단계를 포함하는 전자 장치 제어 방법이 제공된다.According to another aspect of an embodiment of the present disclosure, in a method of controlling an electronic device, the electronic device includes an earphone including a first impedance component, and an impedance component electrically connected to the first impedance component A first circuit including at least one first analog element having a, and the electronic device control method comprises: controlling to output a first AC signal to the first circuit; Obtaining a first detection signal including a voltage component corresponding to the first impedance component from the first circuit; Generating at least one biometric information based on the first detection signal; And outputting the at least one biometric information.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 이어폰이 사람의 외이도에 삽입되는 형태를 갖고, 상기 제1 임피던스 성분의 크기는 외이도 압력의 변화에 따라 변화된다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device has a form in which the earphone is inserted into the external auditory meatus, and the size of the first impedance component changes according to a change in the external auditory meatus pressure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 생체 정보는 심박수 정보를 포함하고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 검출 신호의 위상 성분에 기초하여, 심박수 정보를 생성하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the at least one biometric information includes heart rate information, and the electronic device control method includes generating heart rate information based on a phase component of the first detection signal. .
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 생체 정보는 체온 정보를 포함하고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 검출 신호의 진폭(amplitude) 성분에 기초하여, 체온 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the at least one biometric information includes body temperature information, and the electronic device control method includes generating body temperature information based on an amplitude component of the first detection signal. It further includes.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 교류 신호는 초음파 범위의 주파수를 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first AC signal has a frequency in the ultrasonic range.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 교류 신호는 20kHz 이상, 40kHz 이하의 주파수를 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first AC signal has a frequency of 20 kHz or more and 40 kHz or less.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로에서, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method may include, in the first circuit, an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal phase from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. And generating the first detection signal including the orthogonal signal of the component.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 동상 신호 및 상기 직교 신호 각각의 제곱 값의 합에 기초하여 체온 정보를 생성하는 단계, 및 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 추출된 위상 정보에 기초하여 심박수 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method includes generating body temperature information based on a sum of square values of each of the common-mode signal and the quadrature signal, and extracted from the common-mode signal and the orthogonal signal And generating heart rate information based on the phase information.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 상기 제1 임피던스 성분과 브리지(bridge) 회로 구조로 연결되는 제2 임피던스 소자, 제3 임피던스 소자, 및 제4 임피던스 소자를 포함하고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 브리지 회로 구조의 제1 노드 또는 제2 노드 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 상기 제1 교류 신호를 입력받는 단계, 상기 브리지 회로 구조의 제3 노드에서 출력되는 중간 검출 신호로부터 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 생성하는 단계, 및 상기 동상 신호 및 상기 직교 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first circuit includes a second impedance element, a third impedance element, and a fourth impedance element connected to the first impedance component and a bridge circuit structure, and the The electronic device control method includes receiving the first AC signal through at least one of the first node or the second node of the bridge circuit structure or a combination thereof, and an intermediate detection signal output from the third node of the bridge circuit structure. And generating an in-phase signal of the in-phase component and an orthogonal signal of the quadrature-phase component, and outputting the in-phase signal and the orthogonal signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖고, 상기 제2 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, two impedance elements directly connected to the first node have the same impedance value, and two impedance elements directly connected to the second node have the same impedance value.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 노드에서 상기 제1 교류 신호를 입력 받는 단계, 및 상기 제2 노드에서 180도 위상 지연된 상기 제1 교류 신호를 입력 받는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 임피던스 성분은 제4 노드와 상기 제1 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 노드는 접지 전위에 연결된다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method may include receiving the first AC signal at the first node, and receiving the first AC signal delayed by 180 degrees from the second node. Further comprising, the first impedance component is connected between the fourth node and the first node, the fourth node is connected to the ground potential.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노드는 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제2 노드는 접지 전위에 연결되고, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로에서, 상기 제4 노드의 신호 및 상기 제3 노드의 신호를 차동 증폭하여 상기 제1 검출 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first node receives the first AC signal, the second node is connected to a ground potential, and the first impedance component is between the second node and the fourth node. Connected, and the electronic device control method further includes, in the first circuit, differentially amplifying the signal of the fourth node and the signal of the third node to generate the first detection signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 이어폰은 제1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분을 갖고, 상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고, 상기 제3 임피던스 소자는 제3 저항 및 상기 제3 저항과 병렬 연결된 제3 커패시터를 포함하고, 상기 제4 임피던스 소자는 제4 저항을 포함하고, 상기 제1 저항 성분 및 상기 제4 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first impedance component is connected between the second node and the fourth node, and the second impedance element is connected between the first node and the fourth node, and the first impedance component is A third impedance element is connected between the first node and the third node, the fourth impedance element is connected between the second node and the third node, and the earphone has a first resistance component and a first inductance component , Wherein the second impedance element includes a second resistor, the third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel with the third resistor, and the fourth impedance element comprises a fourth resistor. Including, the first resistance component and the fourth resistor have the same size of the resistance component, the second resistor and the third resistor have the same size of the resistance component, and the third capacitor is the {first inductance component/( Resistance component of the third resistor * Resistance component of the fourth resistor)} has a power storage component of a size.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 직렬 연결된 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분, 및 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분과 병렬 연결된 제1-2 저항 성분을 포함하고, 상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고, 상기 제3 임피던스 소자는, 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제3 저항 및 제3 커패시터를 포함하고, 상기 제4 임피던스 소자는, 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제4-1 저항, 제4-2 저항, 및 제4 커패시터를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first impedance component is connected between the second node and the fourth node, and the second impedance element is connected between the first node and the fourth node, and the first impedance component is A third impedance element is connected between the first node and the third node, the fourth impedance element is connected between the second node and the third node, and the first impedance component is the second node and the A 1-1 resistance component and a first inductance component connected in series between a fourth node, and a 1-2 resistor connected in parallel with a 1-1 resistance component and a first inductance component between the second node and the fourth node Component, the second impedance element includes a second resistor, and the third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel between the first node and the third node, and The fourth impedance element includes a 4-1 resistor, a 4-2 resistor, and a fourth capacitor connected in parallel between the second node and the third node.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1-1 저항 성분 및 상기 제4-1 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제1-2 저항 성분 및 상기 제4-2 저항의 저항 성분의 크기가 같고, 상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4-1 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는다.According to an embodiment of the present disclosure, the first-first resistance component and the fourth-first resistance have the same size of the resistance component, and the second resistance and the third resistance have the same size of the resistance component, and the first The size of the 1-2 resistance component and the resistance component of the 4-2 resistor are the same, and the third capacitor is the size of the {first inductance component/(resistance component of the third resistor * the resistance component of the 4-1 resistor)}} It has a power storage component.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로는, 밴드 패스 필터 및 포락선 검파기(envelope detector)를 포함하고, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로에서 상기 제1 아날로그 소자에 연결된 노드의 제1 중간 검출 신호를 상기 밴드 패스 필터 및 상기 포락선 검파기로 변조한 제2 중간 검출 신호를 생성하는 단계, 상기 제2 중간 검출 신호로부터 생성된 진폭 변동 성분 신호 및 직류 성분 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하는 단계, 상기 진폭 변동 성분 신호로부터 심박수 정보를 생성하는 단계, 및 상기 직류 성분 신호로부터 상기 체온 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first circuit includes a band pass filter and an envelope detector, and the electronic device control method comprises: a node connected to the first analog element in the first circuit Generating a second intermediate detection signal modulated with the band pass filter and the envelope detector by the first intermediate detection signal, and the first including the amplitude fluctuation component signal and the DC component signal generated from the second intermediate detection signal. Generating a detection signal, generating heart rate information from the amplitude fluctuation component signal, and generating the body temperature information from the direct current component signal.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 이어폰을 통해 출력되는 오디오 신호에 대응되는 전기적인 오디오 신호를 입력 받는 단계, 및 상기 오디오 신호를 하이 패스 필터로 처리한 후 상기 제1 회로의 적어도 하나의 노드로 인가하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method includes receiving an electrical audio signal corresponding to an audio signal output through the earphone, and processing the audio signal with a high-pass filter, and And applying to at least one node of one circuit.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로에서, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하는 단계, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하는 단계, 및 상기 진폭 신호 및 위상 신호를 이용하여 상기 전자 장치의 움직임 성분을 제거하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method may include, in the first circuit, an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal phase from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. Generating the first detection signal including a component orthogonal signal, generating an amplitude component amplitude signal and a phase component phase signal from the in-phase signal and the orthogonal signal, and using the amplitude signal and the phase signal The method further includes removing motion components of the electronic device.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치 제어 방법은, 상기 제1 회로에서, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하는 단계, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하는 단계, 및 상기 진폭 신호 또는 상기 위상 신호 중 적어도 하나의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치의 착용 또는 분리(detach)를 검출하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device control method may include, in the first circuit, an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal phase from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element. Generating the first detection signal including a quadrature signal of a component, generating an amplitude signal of an amplitude component and a phase signal of a phase component from the in-phase signal and the quadrature signal, and of the amplitude signal or the phase signal And detecting wearing or detachment of the electronic device based on at least one change amount.
본 개시의 실시예들에 따르면, 이어폰을 이용하여 생체 정보를 획득함에 의해, 사용자가 생체 정보 수집을 위한 별도의 동작을 수행하지 않고도 생체 정보를 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to embodiments of the present disclosure, by obtaining biometric information using an earphone, an effect of providing an apparatus and method for a user to obtain biometric information without performing a separate operation for collecting biometric information There is.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 이어폰을 통해 오디오를 출력하면서, 이어폰을 통해 생체 정보를 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to embodiments of the present disclosure, while outputting audio through the earphone, it is possible to provide an apparatus and method capable of obtaining biometric information through the earphone.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 사람의 귀 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 임피던스 성분, 제1 회로, 및 신호 생성부의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 프로세서를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서에 의해 생성된 진폭(A)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(710) 및, 프로세서에 의해 생성된 위상(θ)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(720)를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 프로세서에 의해 생성된 진폭(A)의 스펙트럼의 일 예(810), 및 프로세서에 의해 생성된 위상(θ)의 스펙트럼의 일 예(820)를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 진폭(A)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(910), 및 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 위상(θ)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(920)를 나타낸다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 진폭(A)의 스펙트럼의 일 예(1010), 및 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 위상(θ)의 스펙트럼의 일 예(1020)를 나타낸다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 12은 본 개시의 다른 실시예에 따른 아날로그 회로(1110)을 간략화하여 나타내는 회로도이다.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 오디오 재생기로부터 오디오 신호가 출력되지 않은 경우, 전자 장치의 프로세서로부터 출력되는 맥박의 검출 신호의 파형의 일 예(1710), 및 나타내고, 오디오 재생기로부터 오디오 신호가 출력되고 있는 경우, 전자 장치의 프로세서로부터 출력되는 맥박의 검출 신호 파형의 일 예(1720)를 나타낸다.
도 18에 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 아날로그 회로를 나타낸다.
도 19 및 도 20에 도 18의 실시예에 따른 아날로그 회로에 대해 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 21은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 아날로그 회로(2110)를 나타낸다.
도 22는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 검출 신호의 진폭 및 위상 정보를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 모션 보정부의 구조를 나타낸다.
도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따른 모션 보정부의 구조를 나타낸다.
도 27은 도 26에 도시한 모션 보정부(2304b)에 의해 움직임 성분을 제거한 결과를 나타낸다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)의 일 예를 나타낸다.
도 29는 직류 성분이 제거되기 전의 진폭 성분(A)의 파형, 및 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형을 나타낸다.
도 30은 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)에 의해 직류 성분을 제거한 다른 결과를 나타낸다.
도 31은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸다.
도 32은 피검자가 이어폰을 장착할 때의 프로세서에 의해 생성된 진폭 성분(A)의 시간 변화를 나타낸 도면이다.
도 33은 피검자가 이어폰을 장착할 때 프로세서에 의해 생성된 위상 성분(θ)의 시간 변화를 나타낸 도면이다.
도 34은 진폭 성분(A)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다.
도 35는 위상 성분(θ)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다.
도 36은 미분 진폭 값의 문턱 값 처리를 설명하는 도면이다.
도 37은 미분 위상 값의 문턱 값 처리를 설명하는 도면이다.
도 38은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸다.
도 39은 피검자가 이어폰을 외이관으로부터 분리하였을 때의 프로세서에 의해 생성된 진폭 성분(A)의 시간 변화를 나타낸다.
도 40은 진폭 성분(A)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다.
도 41은 피검자가 이어폰을 제거하였을 때의 프로세서에 의해 생성된 위상 성분(θ)의 시간 변화를 나타낸다.
도 42은 피검자가 이어폰을 장착하고 있을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분을 나타낸다.
도 43은 피검자가 이어폰을 장착하지 않았을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분을 나타낸다.
도 44는 위상 성분(θ)의 교류 성분의 수치화된 웨이브의 높이를 나타낸다.
도 45는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 46은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an electronic device and a human ear structure according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a first impedance component, a first circuit, and a signal generator according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a block diagram illustrating an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram showing the structure of a processor according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a processor according to another embodiment of the present disclosure.
7 is an example 710 of a waveform showing a time change of the amplitude A generated by the processor according to an embodiment of the present disclosure, and a waveform showing a time change of the phase θ generated by the processor An example 720 is shown.
8 shows an example 810 of the spectrum of amplitude A generated by the processor and an example 820 of the spectrum of phase θ generated by the processor in one embodiment of the present disclosure.
9 is an example 910 of a waveform showing a change in time of the amplitude A after passing through the detection filter of the processor according to an embodiment of the present disclosure, and the phase θ after passing through the detection filter of the processor An example 920 of a waveform representing a change in time is shown.
10 is an example of a spectrum of amplitude (A) after passing through a detection filter of a processor according to an embodiment of the present disclosure (1010), and an example of a spectrum of phase (θ) after passing through a detection filter of a processor (1020).
11 is a block diagram illustrating an example of an
12 is a circuit diagram schematically illustrating an
13 is a block diagram illustrating an example of an
14 is a block diagram illustrating an example of an
15 is a block diagram illustrating an example of an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
16 is a block diagram illustrating an example of an
Fig. 17 shows an example 1710 of the waveform of the pulse detection signal output from the processor of the electronic device when the audio signal is not output from the audio player, and when the audio signal is output from the audio player, the electronic device An example 1720 of the waveform of the detection signal of the pulse output from the processor is shown.
18 shows an analog circuit according to another embodiment of the present disclosure.
19 and 20 are views for explaining an analog circuit according to the embodiment of FIG. 18.
21 shows an
22 is a diagram showing amplitude and phase information of a detection signal according to another embodiment of the present disclosure.
23 is a diagram showing the structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
24 is a diagram showing the structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
25 shows a structure of a motion compensation unit according to an embodiment of the present disclosure.
26 illustrates a structure of a motion compensation unit according to another embodiment of the present disclosure.
FIG. 27 shows the result of removing the motion component by the
28 shows an example of the DC
29 shows the waveform of the amplitude component A before the DC component is removed, and the waveform of the amplitude component dA from which the DC component is removed.
30 shows another result of removing the DC component by the DC
31 illustrates a structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
FIG. 32 is a diagram showing a time change of the amplitude component A generated by the processor when the subject is wearing the earphone.
33 is a diagram showing a time change of the phase component θ generated by the processor when the subject is wearing the earphone.
Fig. 34 shows an example of the result of time-differentiating the amplitude component (A).
35 shows an example of a result of time-differentiating the phase component θ.
36 is a diagram for describing threshold value processing of differential amplitude values.
37 is a diagram for explaining threshold value processing of differential phase values.
38 illustrates a structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
39 shows the temporal change of the amplitude component (A) generated by the processor when the subject detaches the earphone from the outer ear canal.
40 shows an example of the result of time-differentiating the amplitude component (A).
41 shows the temporal change of the phase component θ generated by the processor when the subject removes the earphone.
Fig. 42 shows the AC component of the phase component θ when the subject is wearing the earphone.
Fig. 43 shows the AC component of the phase component θ when the subject is not wearing the earphone.
44 shows the height of the digitized wave of the AC component of the phase component θ.
45 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
46 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
본 명세서는 청구항의 권리범위를 명확히 하고, 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구항에 기재된 실시예를 실시할 수 있도록, 실시예들의 원리를 설명하고 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.This specification describes and discloses the principles of the embodiments so as to clarify the scope of claims and enable those skilled in the art to practice the embodiments described in the claims. The disclosed embodiments can be implemented in various forms.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 "모듈" 또는 "부"(unit)라는 용어는 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 "모듈" 또는 "부"가 하나의 요소(element)로 구현되거나, 하나의 "모듈" 또는 "부"가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification. This specification does not describe all elements of the embodiments, and the general contents or overlapping contents between embodiments in the technical field to which the embodiments of the present disclosure pertain are omitted. The term “module” or “unit” used in the specification may be implemented by one or more combinations of software, hardware, or firmware, and a plurality of “modules” or “parts” may be used according to embodiments. It may be implemented as an element of, or one "module" or "unit" may include a plurality of elements.
실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the numbers used in the description process of the specification (eg, first, second, etc.) are only identification numbers for distinguishing one component from other components.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected to the other component, or may be directly connected, but in particular It should be understood that, as long as there is no objection to the contrary, it may or may be connected via another component in the middle.
본 개시에서 프로세서(140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 및 140f) 내의 블록들 및 각종 처리 블록들은 적어도 하나의 소프트웨어 처리 블록 또는 적어도 하나의 전용 하드웨어 프로세서, 및 이들의 조합에 대응될 수 있다. 본 개시에서 프로세서(140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 및 140f) 내에 정의한 블록들은 본 개시의 실시예들을 수행하기 위한 소프트웨어 처리 단위의 일례일 뿐이고, 본 개시에서 개시된 처리 단위 이외에도 다양한 방식으로 본 개시의 실시예들을 수행하는 처리 단위가 정의될 수 있다.The blocks and various processing blocks in
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 실시예들의 작용 원리 및 다양한 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, an operating principle and various embodiments of the embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 사람의 귀 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an electronic device and a human ear structure according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 실시예들에 따른 전자 장치(100)는 이어폰(110)을 포함하는 형태로 구현된다. 전자 장치(100)는 예를 들면, 이어폰(110)을 포함하는 웨어러블 장치의 형태로 구현될 수 있다. 전자 장치(100)는 예를 들면, 무선 이어폰, 유선 이어폰, 헤드 마운트 디스플레이, 또는 스마트 글래스 등의 형태로 구현될 수 있다. 전자 장치(100)는 사람의 귀의 외이도(10)로 삽입되는 형태를 갖는다. 전자 장치(100)는 이어폰(110) 및 이어폰(110)의 임피던스 성분과 전기적으로 연결된 제1 회로를 이용하여, 다양한 생체 정보(30)를 획득할 수 있다. The
생체 정보(30)는 전자 장치(100)를 장착한 사용자의 생체에 관련된 정보이다. 생체 정보(30)는 생체와 전자 장치(100)의 상호 작용에 의해 획득될 수 있다. 생체 정보(30)는 예를 들면, 심박수 또는 체온 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The
본 개시의 실시예들에 따른 전자 장치(100)는 이어폰(110)의 임피던스의 변동을 측정함으로써, 이어폰(110) 장착자(피검자)의 생체 정보를 검출한다. 이어폰(110)은, 본 개시의 실시예들의 제1 회로와 연결된다. 이어폰(110)은 제1 임피던스 성분을 갖고, 제1 임피던스 성분과 제1 회로가 전압 분배 회로를 구성하도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 이어폰(110)의 등가 회로는 전기계 회로(Electrical Circuit), 기구계 회로(Mechanical Circuit), 음향계 회로(Acoustical Circuit)에 의해 구성되고, 이러한 전기계 회로, 기구계 회로, 음향계 회로는 서로 작용하고 있다.The
이어폰(110)은 피검자의 외이관(10)에 장착되어 있을 때, 이관(耳管, 20) 내의 압력이 체내의 맥동에 의해 변화되기 때문에, 이어폰(110)의 음향계 회로의 음향 임피던스가 변화됨으로써, 전기계 회로의 임피던스가 변화한다. 따라서, 본 개시의 실시예들에 따르면, 이어폰(110)의 전기계 회로에 구동 신호 전압으로서 소정의 주파수를 갖는 교류 신호를 입력하고, 이어폰(110)의 전기계 회로에 발생하는 전류를 측정함으로써, 전기계 회로의 임피던스의 변화를 검출한다. When the
또한, 체온의 변화에 의해, 피검자의 귀에 장착된 이어폰(110) 전체의 온도가 변화된 경우, 전기계 회로의 임피던스의 저항 값이 변화한다. 그에 따라, 본 개시의 실시예들에 따르면, 피검자의 귀에 장착된 이어폰(110)의 전기계 회로의 임피던스의 맥동에 의한 변동이 평균화된 시간 변화를 측정하고, 이어폰(110)의 임피던스의 시간 변화를 온도의 시간 변화로 환산함으로써, 피검자의 체온 변화를 검출한다. In addition, when the temperature of the
본 개시의 실시예들에 따르면, 비침습적으로 생체 정보를 검출할 있다. 또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 사용자가 단순히 전자 장치(100)를 외이도(10)에 삽입함에 의해 생체 정보를 수집할 수 있다. 사용자는 본인의 필요에 의해 전자 장치(100)를 외이도(10)에 삽입하기 때문에, 사용자는 생체 정보 수집을 위해 별도의 동작을 수행할 필요가 없다. 따라서 본 개시의 실시예들은 비 침습적으로, 사용자에게 부가적인 동작을 요구하지 않으면서 생체 정보를 수집할 수 있는 효과가 있다.According to embodiments of the present disclosure, biometric information may be detected non-invasively. Further, according to embodiments of the present disclosure, the user may collect biometric information by simply inserting the
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.2 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 이어폰(110), 제1 회로(120), 신호 생성부(130), 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다. The
이어폰(110)은 전기 신호를 음파 신호로 변환하여 출력한다. 이어폰(110)은 진동판을 작동시켜 전기 신호를 음파 신호로 변환할 수 있다. 이어폰(110)은 이어폰 리시버로 지칭될 수 있으며, 예를 들면 크리스털 리시버 또는 마그네틱 리시버 등의 형태로 구현될 수 있다. 크리스털 리시버는 크리스털 소자의 압전 효과를 이용해서 진동판을 작동시키고, 마그네틱 리시버는 코일에 오디오 신호에 대응하는 전류를 흘려서 진동판을 작동시킨다. The
본 개시의 일 실시예에 따른 이어폰(110)은 제1 임피던스 성분을 포함할 수 있다. 제1 임피던스 성분은 이어폰(110) 내의 아날로그 소자, 전선 등에 의해 나타나는 임피던스 성분의 합을 나타낸다. 제1 임피던스 성분은 저항 성분과 인덕턴스 성분에 의해 나타날 수 있다. The
제1 회로(120)는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자를 포함하고, 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결된다. 제1 아날로그 소자는 저항, 인덕터, 또는 커패시터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 아날로그 소자는 임피던스 성분을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회로(120)는 복수의 제1 아날로그 소자를 포함하고, 복수의 제1 아날로그 소자는 직렬 또는 병렬로 연결되어 다양한 회로 구조를 구성할 수 있다. 제1 아날로그 소자는 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되어, 제1 아날로그 소자와 제1 임피던스 성분에 각각 전압이 분할되어 인가되는 저항 분할 회로를 구성할 수 있다. 제1 회로(120)는 신호 생성부(130)로부터 소정의 노드를 통해 제1 교류 신호를 입력 받고, 제1 교류 신호의 전압이 제1 임피던스 성분과 제1 아날로그 소자 사이에서 분할될 수 있다. 이 때, 제1 아날로그 소자의 임피던스 성분과, 제1 임피던스 성분의 비율에 따라 제1 교류 신호의 전압이 분할되어, 제1 아날로그 소자 및 제1 임피던스 성분 양단에 각각 걸릴 수 있다.The
제1 회로(120)는 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 출력한다. 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분은 생체 신호에 의해 변화될 수 있다. 예를 들면, 심박동에 의한 맥파 신호가 이어폰(110)의 진동판에 전달되어, 제1 임피던스 성분이 맥파 신호에 연동하여 변화될 수 있다. 다른 예로서, 체온에 의해 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분이 변화될 수 있다. 제1 회로(120)는 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되어, 제1 임피던스 성분의 크기에 연관된 제1 검출 신호를 출력한다. 생체 신호에 의해 제1 임피던스 성분이 변화됨에 의해, 제1 임피던스 성분의 변화량에 대응하여 제1 검출 신호의 값도 변화한다. 따라서 프로세서(140)는 제1 검출 신호로부터 제1 임피던스 성분의 변화량을 검출하여, 생체 정보를 획득할 수 있다.The
제1 회로(120)는 아날로그-디지털 변환기를 포함하고, 제1 회로(120)의 검출 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 형태의 제1 검출 신호를 생성하여 프로세서(140)로 출력한다.The
제1 회로(120)는 이어폰(110)의 전기계 회로와 전기적으로 연결되어 기판 상에 구비될 수 있다. 제1 회로(120)는 예를 들면, PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등의 형태로 구현될 수 있다.The
신호 생성부(130)는 제1 주파수를 갖는 제1 교류 신호를 생성한다. 신호 생성부(130)는 예를 들면, 주파수 변조 회로, 전압 분할 회로 등을 이용하여 제1 주파수를 갖는 제1 교류 신호를 생성할 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 제1 주파수는 초음파 범위의 주파수로 약 20kHz를 초과하는 주파수 범위에 대응될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 인간이 들을 수 있는 가청 최대 한계 범위를 넘어서는 초음파 범위의 주파수 신호를 이용함에 의해, 이어폰(110)으로 제1 교류 신호로 인한 소음이 출력되는 것을 방지할 수 있다. According to an embodiment, the first frequency may correspond to a frequency range exceeding about 20 kHz as a frequency in the ultrasonic range. Embodiments of the present disclosure can prevent the noise caused by the first AC signal from being output to the
일 실시예에 따르면, 제1 주파수는 20kHz 이상 40kHz 이하의 주파수를 가질 수 있다. 제1 회로(120)는 아날로그-디지털 변환기에 의해 소정의 신호를 변환한다. 또한, 제1 회로(120) 내의 신호는 제1 교류 신호의 제1 주파수를 갖는다. 그런데 아날로그-디지털 변환 시, 제1 주파수의 2배 이상의 주파수로 신호의 샘플링이 수행되어야 하는데, 제1 주파수가 40kHz를 넘는 주파수인 경우, 아날로그-디지털 변환기의 구현에 어려움이 있다. 따라서 본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 주파수는 40kHz 이하로 설정되어, 제1 회로(120)의 구성을 용이하게 할 수 있다.According to an embodiment, the first frequency may have a frequency of 20 kHz to 40 kHz. The
프로세서(140)는 전자 장치(100) 전반의 동작을 제어한다. 프로세서(140)는 하나 이상의 프로세서(140)를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 메모리(미도시)에 저장된 인스트럭션 또는 커맨드를 실행하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(140)는 신호 생성부(130)의 제1 교류 신호 출력 여부, 제1 교류 신호의 세기, 제1 교류 신호의 주파수 등을 제어할 수 있다.The
프로세서(140)는 제1 회로(120)로부터 제1 검출 신호를 입력 받아 적어도 하나의 생체 정보를 생성한다. 제1 검출 신호는 크기 성분과 위상 성분을 가질 수 있고, 제1 검출 신호의 크기 성분 및 위상 성분은 생체 신호에 따라 변화될 수 있다. 프로세서(140)는 제1 검출 신호로부터 크기 성분 및 위상 성분을 추출하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 제1 검출 신호의 크기 성분으로부터 체온 정보를 획득하고, 제1 검출 신호의 위상 성분으로부터 심박수 정보를 획득할 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 출력부는 프로세서(140)에서 생성된 생체 정보를 출력한다. 출력부는 예를 들면, 디스플레이 또는 통신부 등에 대응될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
일 실시예에 따르면, 출력부는 통신부에 대응되고, 전자 장치(100)는 출력부를 통해 외부 장치로 생체 정보를 전송할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 메인 장치인 스마트폰과 통신하면서, 생체 정보를 스마트폰으로 전송할 수 있다. 다른 예로서, 전자 장차(100)는 외부 서버와 통신하면서, 생체 정보를 서버로 전송할 수 있다.According to an embodiment, the output unit corresponds to the communication unit, and the
일 실시예 따르면, 전자 장치(100)는 이어폰(110)을 통해 생체 정보를 출력할 수 있다. 프로세서(140)는 생체 정보를 오디오 데이터로 변환하여, 이어폰(110)을 통해 생체 정보를 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 심박수 정보, 심박수 이상 정보, 체온 정보, 체온 이상 정보 등을 생성하여 이어폰(110)으로 출력할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 출력부는 디스플레이에 대응되고, 전자 장치(100)는 출력부를 통해 생체 정보를 출력할 수 있다. 전자 장치(100)가 헤드 마운트 디스플레이, 스마트 글래스 등의 형태로 구현된 경우, 프로세서(140)는 생체 정보 또는 생체 신호 이상 정보 등을 시각 정보로 생성하여, GUI(Graphic user interface)를 통해 생체 정보 또는 생체 신호 이상 정보를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the output unit corresponds to a display, and the
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 임피던스 성분, 제1 회로, 및 신호 생성부의 등가 회로를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a first impedance component, a first circuit, and a signal generator according to an embodiment of the present disclosure.
이어폰(110)은 제1 임피던스 성분(310)을 포함한다. 제1 임피던스 성분(310)은 R1의 저항 성분과, Δr의 임피던스 변화량 성분을 가질 수 있다. 임피던스 변화량은 생체 신호에 의해 발생할 수 있다.
제1 회로(120)는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자(320)를 포함한다. 제1 아날로그 소자(320)는 임피던스 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 아날로그 소자(320)는 저항 성분(R2)을 포함할 수 있다. 제1 아날로그 소자(320)는 하나 이상의 아날로그 소자를 포함하고, 하나 이상의 아날로그 소자에 의한 임피던스 성분을 가질 수 있다.The
신호 생성부(130)는 제1 주파수를 갖는 제1 교류 신호(ei)를 생성하여 출력한다. 제1 교류 신호(ei)는 소정의 진폭을 갖는 교류 전압을 갖는다. 제1 교류 신호(ei)는 제1 회로(120)의 제1 노드(N330)로 입력될 수 있다. 또한, 신호 생성부(130)는 소정의 접지 전위를 중심으로 진동하는 제1 교류 신호를 생성하고, 제1 임피던스 성분(310)은 일단이 소정의 접지 전위에 연결될 수 있다. 즉, 신호 생성부(130)의 일단과 제1 임피던스 성분(310)의 일단은 전기적으로 동일한 전위를 가져, 전기적으로 동일한 노드에 해당할 수 있다. 제1 임피던스 성분(310)의 타단은 제1 아날로그 소자(320)와 직렬로 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 교류 신호(ei)의 전압이 제1 임피던스 성분(310)과 제1 아날로그 소자(320)가 직렬로 연결된 회로의 양단에 인가될 수 있다.The
제1 임피던스 성분(310)과 제1 아날로그 소자(320)는 전압 분할 회로를 구성한다. 이로 인해, 전압 분할 회로의 양단에 인가된 전압은, 제1 임피던스 성분(310)과 제1 아날로그 소자(320) 사이의 제2 노드(N332)는 접지 전위를 기준으로 제1 임피던스 성분(310)에 대응하는 전압 ed를 갖는다. 전자 장치(100)는 제2 노드(N332)의 전압을 검출함에 의해, 제1 임피던스 성분(310)을 검출할 수 있고, 임피던스 변화량(Δr)을 검출할 수 있다.The
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 이어폰(110), 제1 회로(120a), 신호 생성부(130), 및 프로세서(140)를 포함한다. 제1 회로(120a)는 DAC(Digital Analog Converter)(410), 제1 아날로그 소자(320), 증폭기(412), 밴드 패스 필터(BPF;Band Pass Filter)(414), ADC(Analog Digital Converter)(416), 및 직교 복조기(420)를 포함한다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 제1 아날로그 소자(320)와 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분(310)을 포함하여 구성되는 아날로그 회로(430)를 구비하고 있다. 제1 아날로그 소자(320)는 고정 임피던스 성분을 갖는다. 제1 아날로그 소자(320)는 고정 저항기, 고정 인덕터, 또는 고정 캐패시터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 회로이다. The
신호 생성부(130)는 이어폰(110)의 전기계 회로에 입력되는 구동 신호 전압으로서 소정의 주파수(fi)를 갖는 교류 신호 cos(2π*fi*t)를 생성한다(여기서, t는 시간(초)이다). 또한, 신호 생성부(130)에 의해 생성된 당해 교류 신호는 DAC(410)를 통해 아날로그 회로(430)로 입력된다. The
여기서, 소정의 주파수(fi)는 20kHz 이상의 주파수일 수 있다. 소정의 주파수(fi)가 20kHz 이상의 주파수인 경우, 당해 소정의 주파수를 갖는 소리는, 일반적으로 사람에게 잘 들리지 않는 초음파이기 때문에, 이어폰(110)의 오디오를 제공하는 기능을 손상하지 않고, 생체 정보를 검출할 수 있다. 또한, 소정의 주파수(fi)는 40kHz 이하인 것이 바람직하다. 후술하는 ADC(416)의 샘플링 주파수는 당해 소정의 주파수(fi)의 2배 이상으로 해야 하므로, 소정 주파수(fi)가 40kHz를 넘는 주파수인 경우, 소정 주파수(fi)의 2배의 샘플링 주파수를 갖는 ADC(416)의 실현이 어려워진다. Here, the predetermined frequency (fi) may be a frequency of 20kHz or more. When the predetermined frequency (fi) is a frequency of 20 kHz or higher, since the sound having the predetermined frequency is generally ultrasonic that is hardly heard by humans, the function of providing the audio of the
DAC(410)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 아날로그 회로(430)로 입력한다. The
아날로그 회로(430)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분(310)과 직렬로 접속되는 제1 아날로그 소자(320)를 구비한다. 그리고, 신호 생성부(130)에 의해 생성되고, DAC(410)에 의해 아날로그 신호로 변환된 제1 교류 신호는 제1 아날로그 소자(320)를 통해 제1 임피던스 성분(310)에 입력된다. 여기서, 제1 교류 신호의 전압을 ei로 하고, 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분(310)의 임피던스를 R1으로 하고, 생체 신호를 검출한 것에 의한 제1 임피던스(310)의 임피던스 변화량을 Δr로 하고, 제1 아날로그 소자(320)의 임피던스를 R2로 하면, 이어폰(110)의 입력단 b점의 전압(ed)은 수학식 1과 같다.As shown in FIG. 3, the
여기서, R1=R2로 가정하면, 전압(ed)은 수학식 2로 나타난다. Here, assuming R1=R2, the voltage e d is represented by Equation (2).
그리고, 생체 신호를 검출한 것에 의한 제1 임피던스 성분(310)의 임피던스 변화량(Δr)은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비해 매우 작기 때문에, 전압(ed)은 수학식 3으로 나타난다. In addition, since the impedance change amount Δr of the
즉, 전압(ed)은, R1+Δr에 비례하여 변화한다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 생체 신호로부터 야기된 임피던스 변화량(Δr)을 검출하기 위해, 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)와 생체 신호에 의해 야기된 임피던스 변화량(Δr)과의 합에 비례하는 전압(ed)을 검출한다. That is, the voltage e d changes in proportion to R1+Δr. Accordingly, the
구체적으로, 우선 증폭기(412)가 이어폰(110)의 입력단 b점의 전압(ed)을 증폭하고, 증폭한 전압을 밴드 패스 필터(414)로 입력한다. Specifically, the
이어서, 밴드 패스 필터(414)는 소정 주파수(fi)를 중심 주파수로 하고, 전압(ed)으로부터 주파수(fi) 이외의 잡음을 제거한다. 그리고, 밴드 패스 필터(414)는 잡음이 제거되고, 제1 임피던스 성분(310)의 임피던스 변화량(Δr)을 포함하고, R1+Δr에 비례하는 전압 성분을 ADC(416)로 입력한다. Subsequently, the
ADC(416)는 임피던스 변화량(Δr)을 포함하는 R1+Δr에 비례하는 전압 성분을 아날로그-디지털 변환하고, 직교 복조기(420)에 입력한다. The
직교 복조기(420)는 믹서(421), 로우 패스 필터(LPF;Low Pass Filter)(1424), 90°이상기 (418), 믹서(422), 로우 패스 필터(426)를 구비한다. 그리고, 직교 복조기(420)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호 cos(2π*fi*t)를 로컬 신호로서 이용하여, BPF(414)로부터 출력된 신호 R1+Δr에 비례하는 전압 성분을 직교 복조함으로써, 동상 성분 I와 직교 위상 성분 Q를 생성한다. The
구체적으로, 믹서(421)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호 cos(2π*fi*t)를 ADC(416)로부터 출력된 신호에 혼합하여 로우 패스 필터(424)로 입력한다. 로우 패스 필터(424)는 믹서(421)로부터 출력된 신호로부터 고주파 성분을 제거하고, 동상 성분 I를 생성한다. Specifically, the
또한, 90°이상기 (418)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호 cos(2π*fi*t)의 위상을 90°시프트하고, 믹서(422)로 입력한다. 믹서(422)는 90°이상기 (418)에 의해 90°위상 시프트된 교류 신호 sin(2π*fi*t)를 ADC(416)로부터 출력된 신호에 혼합하여 로우 패스 필터(426)로 입력한다. 로우 패스 필터(426)는 믹서(422)로부터 출력된 신호로부터 고주파 성분을 제거하고, 직교 위상 성분 Q를 생성한다. In addition, the 90°
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the structure of a processor according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(140a)는 직교 복조기(420)에 의해 생성된 동상 성분 I 및 직교 위상 성분 Q로부터 진폭(A)과 위상(θ)을 산출하고, 진폭(A) 및 위상(θ)의 적어도 하나를 이용하여 생체 정보를 산출한다. 프로세서(140a)는 체온 정보 생성부(510) 및 심박수 정보 생성부(530a)를 포함한다. 체온 생성부(510) 및 심박수 정보 생성부(530a)는 동상 성분 I 및 직교 위상 성분 Q로부터 체온 정보를 생성한다. 체온 생성부(510)는 진폭 산출부(512), 평균값 산출부(514), 및 체온 산출부(516)를 포함한다. 심박수 정보 생성부(530a)는 위상 산출부(532), 검출 필터(Detection Filter)(534), 고속 푸리에 변환부(536), 피크 주파수 검출부(538), 및 맥박 산출부(540)를 포함한다.According to one embodiment of the present disclosure, the
진폭 산출부(512)는 동상 성분 I의 2승과 직교 위상 성분 Q의 2승을 가산하고, 평방근을 산출함으로써 진폭(A)을 산출한다. 또한, 평균값 산출부(514)는 진폭 산출부(512)에 의해 산출된 진폭(A)의 비교적 장주기(예컨대, 적어도 수십 초 이상, 긴 경우는 수분)의 평균값을 산출한다. 체온 산출부(516)는 평균값 산출부(514)에 의해 산출된 평균값으로부터 체온을 산출한다. 구체적으로, 체온 산출부(516)는 평균값 산출부(514)에 의해 산출된 평균값을 변수로 하는 1차 식을 이용하여 체온을 산출한다. 또한, 당해 1차 식의 정수는 미리 실험을 수행하여 구해 둔다. The
또한, 위상 산출부(532)는 직교 위상 성분 Q를 동상 성분 I로 나눈 값의 아크탄젠트(tan-1(Q/I))를 산출함으로써 위상(θ)을 산출한다. 또한, 검출 필터(534)는 목적으로 하는 생체 신호(도 5에 도시한 예에서는 맥박)가 포함되는 주파수를 중심 주파수로 하는 밴드 패스 필터이며, 위상 산출부(532)에 의해 산출된 위상(θ)으로부터 목적하는 주파수(도 5에 도시한 예에서는 맥박의 주파수)를 강조한다. 또한, 고속 푸리에 변환부(536)는 검출 필터(534)로부터 출력된 신호를 고속 푸리에 변환하고, 피크 주파수 검출부(538)로 입력한다. 피크 주파수 검출부(538)는 고속 푸리에 변환부(536)로부터 입력된 신호 중 파워가 가장 큰 주파수 fp를 검출한다. 다음으로, 맥박 산출부(540)는 피크 주파수 검출부(538)에 의해 검출된 주파수 fp[Hz]에 60을 승산 함으로써, 1분간의 맥박(맥파수)을 산출하여 1초당 심박수를 산출한다. Further, the
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 프로세서를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a processor according to another embodiment of the present disclosure.
본 실시예에 따른 프로세서(140)는 체온 정보 생성부(510) 및 심박수 정보 생성부(530b)를 포함한다. 체온 정보 생성부(510)는 도 5에 개시한 실시예와 동일하다. 심박수 정보 생성부(530b)는 위상 산출부(532), 검출 필터(534), 슈미트 트리거(610), 구간 평균 산출부(620), 및 맥박 산출부(540)를 포함한다. 도 6에서는 도 5와 동일한 구성에 대해서는, 그 설명을 생략한다. The
슈미트 트리거(610)는 검출 필터(534)로부터 출력된 신호를 2치화한다. 이어서, 구간 평균 산출부(620)는 슈미트 트리거(610)에 의해 2치화된 신호의 파형 주기를 소정의 시간 구간(예컨대, 몇 초에서 10초 정도의 시간 구간)에서 평균화하여 얻어지는 평균값 Ti를 산출한다. 맥박 산출부(540)는 구간 평균 산출부(620)에 의해 산출된 평균값 Ti[초]의 역수에 60을 승산함으로써, 1분간의 맥박(맥파수)을 산출한다. The Schmitt trigger 610 binarizes the signal output from the
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서에 의해 생성된 진폭(A)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(710) 및, 프로세서에 의해 생성된 위상()의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(720)를 나타낸다. 7 is an example 710 of a waveform representing a time change in amplitude A generated by a processor according to an embodiment of the present disclosure, and a phase generated by the processor ( ) Shows an example 720 of a waveform representing a time change.
구체적으로, 도 7의 그래프의 종축은 진폭(A) 또는 위상(θ)을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타내고 있다. Specifically, the vertical axis of the graph of FIG. 7 represents amplitude (A) or phase (θ), and the horizontal axis represents time (seconds).
도 8은 본 개시의 일 실시예에 프로세서에 의해 생성된 진폭(A)의 스펙트럼의 일 예(810), 및 프로세서에 의해 생성된 위상(θ)의 스펙트럼의 일 예(820)를 나타낸다.8 shows an example 810 of the spectrum of amplitude A generated by the processor and an example 820 of the spectrum of phase θ generated by the processor in one embodiment of the present disclosure.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 진폭(A)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(910), 및 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 위상(θ)의 시간 변화를 나타내는 파형의 일 예(920)를 나타낸다. 9 is an example 910 of a waveform showing a change in time of the amplitude A after passing through the detection filter of the processor according to an embodiment of the present disclosure, and the phase θ after passing through the detection filter of the processor An example 920 of a waveform representing a change in time is shown.
구체적으로, 도 9의 종축은 진폭(A) 또는 위상(θ)을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타내고 있다. Specifically, the vertical axis in FIG. 9 represents amplitude (A) or phase (θ), and the horizontal axis represents time (seconds).
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 진폭(A)의 스펙트럼의 일 예(1010), 및 프로세서의 검출 필터를 투과한 후의 위상(θ)의 스펙트럼의 일 예(1020)를 나타낸다. 10 is an example of a spectrum of amplitude (A) after passing through a detection filter of a processor according to an embodiment of the present disclosure (1010), and an example of a spectrum of phase (θ) after passing through a detection filter of a processor (1020).
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 프로세서(140a, 140b)에 의해 생성된 진폭(A)에 관련된 데이터(710, 810)보다 위상(θ)에 관련된 데이터(720, 820)가 맥파를 보다 명확하게 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 7 and 8, the
또한, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 검출 필터(534)에 의해 중심 주파수 이외의 잡음이 제거됨으로써, 위상(θ)에 관련된 데이터(920, 1020)에서 맥파가 보다 분명히 나타나 있고, 고속 푸리에 변환된 후에도 피크 주파수를 포함하는 성분이 명확하게 나타나 있는 것을 알 수 있다. Also, as shown in Figs. 9 and 10, the noise other than the center frequency is removed by the
이상에서 설명한 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 소정의 주파수(fi)를 갖는 교류 신호를, 이어폰(110)의 임피던스(310)를 포함하여 구성되는 아날로그 회로(430)로 입력함으로써, 아날로그 회로(430)가 이어폰(110)의 임피던스의 변화량에 해당하는 전압 성분을 포함하는 전압을 출력한다. 이에 따라, 이어폰(110)을 장착하고 있는 인체의 맥파나 체온 등의 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량에 기초하여 생체 정보를 산출할 수 있다. 그에 따라, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 오디오 신호에 대응하는 음파를 제공하면서 생체 정보를 검출할 수 있다. According to the
맥파의 주파수는 수 Hz 정도이고, 그 크기가 매우 작아서 검출하기에 어려움이 있다. 본 개시의 실시예들에 따르면 직류에 가까운 주파수에서 높은 증폭률을 갖는 증폭기를 이용하지 않더라도, 이어폰(110)을 장착하고 있는 인체의 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량을 검출할 수 있는 효과가 있다. 이로 인해, 본 개시의 실시예들에 따르면 높은 증폭률을 갖는 증폭기를 실현하기 위해 큰 코일 및 콘덴서가 요구되지 않는다. 그에 따라, 본 개시의 실시예들은 회로를 작고도 심플한 구성으로 할 수 있다. The frequency of the pulse wave is about several Hz, and its size is very small, making it difficult to detect. According to embodiments of the present disclosure, even if an amplifier having a high amplification factor at a frequency close to DC is not used, there is an effect capable of detecting the amount of impedance change due to the biological signal of the human body equipped with the
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 소정의 주파수(fi)가 20kHz 이상의 주파수이므로, 사람이 잘 듣지 못하는 20kHz 이상의 초음파가 아날로그 회로(430)를 통해 이어폰(110)의 전기계 회로로 입력되게 되고, 이어폰(110)의 오디오를 제공하는 기능을 손상시키지 않고, 생체 정보를 검출할 수 있다. In addition, according to embodiments of the present disclosure, since a predetermined frequency (fi) is a frequency of 20 kHz or more, ultrasonic waves of 20 kHz or more that a person cannot easily hear are input to the electric circuit of the
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 소정의 주파수(fi)가 40kHz 이하이기 때문에, 소정 주파수(fi)의 2배의 샘플링 주파수를 갖는 ADC(416)의 실현이 어려워지는 것을 막을 수 있다. Further, according to embodiments of the present disclosure, since the predetermined frequency fi is 40 kHz or less, it is possible to prevent the realization of the
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 밴드 패스 필터(414)에 의해, 제1 임피던스 성분(310)에 걸리는 전압(ed)으로부터 주파수(fi) 이외의 잡음을 제거할 수 있다. 즉, 밴드 패스 필터(414)는 잡음이 제거된 당해 임피던스 변화량(Δr)을 포함하는 R1+Δr에 비례하는 전압 성분을 ADC(416)에 입력할 수 있어, 제1 검출 신호의 SNR이 높아지는 효과가 있다. In addition, according to embodiments of the present disclosure, noise other than the frequency fi may be removed from the voltage e d applied to the
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 아날로그 회로(430)는 이어폰(110)의 제1 임피던스 성분(310)과 직렬로 접속되는 고정 임피던스 성분인 제1 아날로그 소자(320)를 이용하여 구성됨으로써, 심플한 구성에 의해 아날로그 회로(430)를 구성할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to embodiments of the present disclosure, the
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 직교 복조기(420)에 의해, 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호를 로컬 신호로서 밴드 패스 필터(414)로부터 출력된 신호가 직교 복조됨으로써, 동상 성분 I와 직교 위상 성분 Q가 생성되고 프로세서(140)에 의해 동상 성분 I 및 직교 위상 성분 Q로부터 진폭(A)과 위상(θ)이 산출되며, 진폭(A) 및 위상(θ) 중 적어도 하나를 이용하여 생체 정보가 산출된다. 그에 따라, 이어폰(110)의 임피던스 변화량(Δr)에 기초하여 생체 정보를 산출할 수 있다. In addition, according to the embodiments of the present disclosure, by the
다음으로 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 개시의 제1 회로의 다른 실시예에 대해 설명한다.Next, another embodiment of the first circuit of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타낸 블록도이다. 또한, 도 12은 본 개시의 다른 실시예에 따른 아날로그 회로(1110)을 간략화하여 나타내는 회로도이다. 11 is a block diagram illustrating an example of an
본 개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 이어폰(110), 제1 회로(120b), 신호 발생부(130), 및 프로세서(140)를 포함한다. 제1 회로(120b)는 DAC(Digital Analog Converter)(1120), 180°이상기 (1124), DAC(Digital Analog Converter)(1122), 및 아날로그 회로(1110)의 구성이, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 다르다. 이하, 도 11 및 도 12의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. The
도 11에 도시한 바와 같이, 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호는 서로 다른 경로로 전달되고, 일방은 DAC(1120)에 입력되고, 다른 일방은 180°이상기 (1122)로 입력된다. 또한, DAC(1120)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 아날로그 회로(1110)로 입력한다. 또한, 180°이상기 (1124)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 교류 신호의 위상을 180°시프트시키고, DAC(1122)로 입력한다. DAC(1122)는 180°위상이 시프트된 교류 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 아날로그 회로(1110)로 입력한다. As shown in FIG. 11, the AC signals generated by the
아날로그 회로(1110)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 브리지(bridge) 회로이다. 또한, 해당 브리지 회로는 이어폰(110)의 임피던스인 제1 임피던스(310), 제2 임피던스(1114), 제3 임피던스(1116), 제4 임피던스(1112)를 구비한다. 제2 임피던스(1114), 제3 임피던스(1116), 및 제4 임피던스(1112) 각각은 적어도 하나의 아날로그 소자(예를 들면, 저항, 커패시터, 또는 인덕터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합)에 대응될 수 있다. 또한, 제2 임피던스(114), 제3 임피던스(1116) 및 제4 임피던스(1112)는 고정 임피던스이다. 고정 임피던스란, 고정 저항기, 고정 인덕터, 또는 고정 캐패시터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 회로이다. The
제1 교류 신호의 전압을 ei로 하면, 신호 생성부(130)로부터 교류 신호의 반값+ei/2가 제1 임피던스(310)와 제4 임피던스(1112)와의 사이의 제1 노드(a 노드)에 입력되고, 교류 신호의 위상을 반전시킨 반전 신호의 반값-ei/2가 제2 임피던스(1114)와 제3 임피던스(1116)와의 사이의 제2 노드(b 노드)에 입력된다. 그에 따라, 해당 브리지 회로의 a 노드와 b 노드 사이에는 진폭 ei의 정현파 전압이 입력된 것이 된다. When the voltage of the first AC signal is e i , the half value of the AC signal + e i /2 from the
또한, 여기서, 이어폰(110)의 임피던스인 제1 임피던스(310)의 임피던스를 R1으로 하고, 생체 신호를 검출한 것에 의한 제1 임피던스(310)의 임피던스 변화량을 Δr로 하고, 제2 임피던스(1114)의 임피던스를 R2로 하며, 제3 임피던스(1116)의 임피던스를 R3로 하고, 제4 임피던스(1112)의 임피던스를 R4로 하면, 당해 브리지 회로의 c 노드와 d 노드 사이의 전압(Δe)은, 수학식 4와 같이 나타난다. Here, the impedance of the
여기서, R4=R1 및 R3=R2로 가정하면, 전압(Δe)은, 이하의 수학식 5로 나타난다. Here, assuming that R4 = R1 and R3 = R2, the voltage Δe is expressed by the following equation (5).
그리고, 생체 신호를 검출한 것에 의한 제1 임피던스(310)의 임피던스 변화량(Δr)은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비해 매우 작기 때문에, 전압(Δe)은 이하의 수학식 6으로 나타난다. In addition, since the impedance change amount Δr of the
즉, 전압(Δe)은 Δr에 비례하여 변화한다. 따라서, 본 개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는 생체 신호에 유래하는 Δr에 비례하는 전압(Δe)을 검출한다. That is, the voltage Δe changes in proportion to Δr. Accordingly, the
구체적으로, 우선 증폭기(412)가 브리지 회로의 c 노드와 d 노드 사이의 전압(Δe)을 증폭하고, 증폭한 전압(Δe)을 밴드 패스 필터(414)로 입력한다. Specifically, the
이어서, 밴드 패스 필터(414)는 소정의 주파수(fi)를 중심 주파수로 하고, 전압(Δe)으로부터 주파수(fi) 이외의 잡음을 제거한다. 그리고, 밴드 패스 필터(414)는 잡음이 제거된 당해 Δe를 ADC(416)로 입력한다. 이어서, ADC(416)에 있어서, 당해 Δe를 디지털 신호로 변환하고, 직교 복조기(420)에서 동상 성분 I와 직교 위상 성분 Q를 생성한다. 다음으로, 프로세서(140)에 있어서, 동상 성분 I 및 직교 위상 성분 Q에 기초하여 생체 정보를 산출한다. Subsequently, the
이상에서 설명한 본 개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 4에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어지는 것은 물론, 아날로그 회로(1110)가 브리지 회로이므로, 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)에 비례하는 전압(Δe)이 밴드 패스 필터(414)에 입력되게 되고, 보다 고정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있게 된다. According to the
구체적으로, 도 4에 따른 전자 장치(100)에서는, 밴드 패스 필터(414)에 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)와 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)과의 합에 비례하는 전압(ed)이 입력되었다. 그리고, 임피던스 변화량(Δr)은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비해 매우 작기 때문에, Δr의 변화에 수반되는 전압(ed)의 변화량이 매우 작아지고, 검출 감도가 낮은 문제가 있었다. 한편, 도 11 및 도 12에 따른 전자 장치(100)에서는, 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)에만 비례하는 전압(Δe)이 밴드 패스 필터(414)로 입력됨으로써, Δr의 변화와 전압(Δe)의 변화량이 동일해지기 때문에, 보다 고정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있게 된다. Specifically, in the
다음으로, 도 13을 참조하여, 본 개시의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. Next, another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 13.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다. 13 is a block diagram illustrating an example of an
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 차동 증폭기(1322), 및 아날로그 회로(1310)의 구성이, 도 4에 따른 전자 장치(100)와 다르다. 이하, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. The
도 13에 도시한 바와 같이, 신호 생성부(130)에 의해 생성된 제1 교류 신호는 DAC(410)로 입력된다. 또한, DAC(410)는 신호 생성부(130)에 의해 생성된 제1 교류 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 아날로그 회로(1310)로 입력한다. As shown in FIG. 13, the first AC signal generated by the
아날로그 회로(1310)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 브리지 회로이다. 또한, 당해 브리지 회로는 이어폰(110)의 임피던스인 제1 임피던스(310), 제2 임피던스(1312), 제3 임피던스(1314), 제4 임피던스(1316)를 구비한다. The
또한, 제2 임피던스(1312), 제3 임피던스(1314) 및 제4 임피던스(1316)는 고정 임피던스이다. 또한, 고정 임피던스란, 고정 저항기, 고정 인덕터, 또는 고정 캐패시터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 회로이다. Also, the
그리고, 제1 교류 신호의 전압을 ei로 하면, 신호 생성부(130)로부터 교류 신호의 전압 ei가 제2 임피던스(1312)와 제3 임피던스(1314) 사이의 제1 노드(a 노드)에 입력되고, 제1 임피던스(310)와 제4 임피던스(1316) 사이의 제2 노드(b 노드)는 접지되어 있다. 그에 따라, 당해 브리지 회로의 a 노드와 b 노드 사이에는 진폭 ei의 정현파 전압이 입력된 것이 된다. In addition, when the voltage of the first AC signal is e i , the voltage e i of the AC signal from the
또한, 도 11 및 도 12의 실시예에 따른 아날로그 회로(1110)와 마찬가지로, 도 13의 실시예에 따른 아날로그 회로(1310)의 c 노드와 d 노드 사이의 전압(Δe)은 생체 신호를 검출한 것에 의한 제1 임피던스(310)의 임피던스 변화량(Δr)에 비례하여 변화한다. 따라서, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는 생체 신호에 유래하는 Δr에 비례하는 전압(Δe)을 검출한다. In addition, like the
구체적으로, 차동 증폭기(1322)가 제2 임피던스(1312)와 제1 임피던스(310) 사이의 c 노드의 입력 전압과, 제3 임피던스(1314)와 제4 임피던스(1316) 사이의 d 노드의 입력 전압과의 차분을 취함으로써, Δe를 검출한다. 또한, 차동 증폭기(1322)는 당해 Δe를 증폭하고, 밴드 패스 필터(414)로 입력한다. 그 후의 처리는, 도 11의 실시예와 동일하므로, 그 설명을 생략한다. Specifically, the
이상에서 설명한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 11 및 도 12에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어짐은 물론, 신호 생성부(130)로부터 제1 교류 신호가 제2 임피던스(1312)와 제3 임피던스(1314) 사이로 입력되고, 제1 임피던스(310)와 제4 임피던스(1316) 사이는 접지되어 있으므로, 신호 생성부(130)로부터 하나의 교류 신호가 아날로그 회로(1310)의 브리지 회로로 입력된다. 그에 따라, 도 11의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서의, 교류 신호의 반값+ei/2와 교류 신호의 위상을 반전시킨 반전 신호의 반값-ei/2의 2개의 교류 신호를 아날로그 회로(1110)의 브리지 회로로 입력하는 경우에 비해, 본 개시의 또 다른 실시예는 당해 2개의 교류 신호의 위상차가 정확하게 180°가 되도록 위상을 맞추는 조정이 불필요하므로, 보다 용이하게, 높은 정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있게 된다. According to the
이어서, 도 14를 참조하면서, 본 개시의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. Next, another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 14.
도 14는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다. 14 is a block diagram illustrating an example of an
본 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 회로(120d)에서 포락선 검파부(1416), 콘덴서(1418), 증폭기(1420), ADC(Analog Digital Converter)(1422), 생체 정보 산출부로서의 맥박 산출부(405), 로우 패스 필터(LPF;Low Pass Filter)(406), 및 ADC(1426)의 구성이 도 4의 실시예와 상이하다. 또한, 본 실시예는, 프로세서(140)로 입력되는 제1 검출 신호가 도 4의 실시예와 상이하다. 이로 인해, 프로세서(140)의 심박수 산출부(1430) 및 체온 산출부(1432)의 동작이 도 4의 실시예의 프로세서(140)와 상이하다. 이하, 본 개시의 도 14의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. The
도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)에서는, 증폭기(412)를 통해 아날로그 회로(430)로부터 밴드 패스 필터(414)에 입력되는 신호 ed에는, 생체 신호에 유래하는 Δr에 비례하는 전압 성분 외에, 이어폰(110) 본래의 제1 임피던스 성분의 임피던스(R1)에 비례하는 전압 성분이 포함되어 있다. 또한, 제1 임피던스 성분 중 임피던스 변화량(Δr)은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비해 매우 작기 때문에, Δr의 변화에 수반하는 전압(ed)의 변화량이 매우 작아져, 검출 감도가 낮은 문제가 있었다. In the
따라서, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)에서는, 먼저 포락선 검파부(1416)가 밴드 패스 필터(414)로부터 출력된 신호의 포락선을 검파한다. 포락선 검파부(1416)는 b 노드의 전압 변동 ed를 포락선 검파하여 진폭 변동 성분 ΔA와 직류 성분 DC로 분리한다. 일례에 따르면, 포락선 검파부(1416)는 1442와 같은 교류 신호를 입력 받아, 1444와 같이 입력 신호 1442의 포락선을 나타내는 신호를 출력한다. 포락선 검파부(1416)에서 출력된 신호는 두 개의 패스로 전달된다. Therefore, in the
일 패스에서는, 콘덴서(1418)가 포락선 검파부(1416)로부터 출력되는 포락선 검파 신호의 직류 성분을 제거한다. 포락선 검파 신호의 직류 성분은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비례하는 전압 성분에 해당한다. 그에 따라, 콘덴서(1418)에 의해, 포락선 검파 신호의 직류 성분이 제거됨으로써, 포락선 검파 신호로부터, 생체 신호에 유래하는 임피던스 변화량(Δr)에 비례하는 전압 성분이 추출된다. 또한, 콘덴서(1418)로부터 출력된 신호는 증폭기(1420)에 의해 증폭되고, ADC(1422)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 그리고, ADC(1422)로부터 출력되는 신호는, 도 4의 실시예의 프로세서(140)에서 생성되는 진폭(A)에 해당한다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 프로세서(140)에 의해 생성된 진폭(A)보다 위상(θ)이 맥파를 보다 좋게 나타내고 있는데, 본 실시예에 따르면, 위상(θ) 대신에 진폭(A)을 이용해도 동일한 방법으로 맥박을 산출할 수 있다. 심박수 산출부(1430)는 도 4의 실시예에 따른 프로세서(140)와 동일한 방법을 이용하여 ADC(1422)로부터 출력되는 신호에 기초하여 맥박을 산출한다. In one pass, the
다른 패스에서는, 로우 패스 필터(1424)가 포락선 검파부(1416)로부터 출력되는 포락선 검파 신호의 직류 성분을 투과한다. 상술한 바와 같이, 포락선 검파 신호의 직류 성분은 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비례하는 전압 성분에 해당한다. 예컨대, 이어폰(110)이 장착된 피검자의 체온이 변화됨으로써, 이어폰(110) 전체의 온도도 변화되고, 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)도 변화된다. 그에 따라, 이어폰(110) 본래의 임피던스(R1)에 비례하는 전압 성분에 해당하는 포락선 검파부(1416)로부터 출력되는 포락선 검파 신호의 직류 성분에 기초하여 체온 등의 생체 정보를 검출할 수 있다. In another pass, the
구체적으로, ADC(1426)에 의해, 로우 패스 필터(1424)로부터 출력된 포락선 검파 신호의 직류 성분이 디지털 신호로 변환된다. 그리고, ADC(1426)로부터 출력되는 신호는 도 4의 실시예의 프로세서(140)에서 생성되는 진폭(A)의 비교적 장주기(예컨대, 적어도 수십 초 이상, 긴 경우는 수분)의 평균값에 해당한다. 그에 따라, 체온 산출부(408)는 도 4의 실시예에 따른 프로세서(140)와 동일한 방법을 이용하여 ADC(1426)로부터 출력되는 신호에 기초하여 체온을 산출한다. Specifically, the DC component of the envelope detection signal output from the
이상에서 설명한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어짐은 물론, 콘덴서(1418)에 의해 포락선 검파 신호의 직류 성분이 제거되기 때문에, 이어폰(110)의 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)을 추출하여 생체 정보를 산출할 수 있다. 이에 따라, 보다 높은 정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있다. According to the
또한, 로우 패스 필터(1424)에 의해, 포락선 검파 신호의 직류 성분이 추출되기 때문에, 생체 신호에 기인한 당해 직류 성분의 변화에 기초하여 생체 정보를 산출할 수 있다. In addition, since the DC component of the envelope detection signal is extracted by the low-
이어서, 도 15를 참조하면서, 본 개시의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. Next, another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 15.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다. 15 is a block diagram illustrating an example of an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 하이 패스 필터(HPF;High Pass Filter)(1510)를 구비하는 점이 도 4, 도 11, 도 13, 및 도 14의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 다르다. 이하, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 4의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또한, 전자 장치(100)에서 아날로그 회로(1520)는 도 4, 도 11, 도 13, 및 도 14의 아날로그 회로(430, 1110, 및 1310)에 해당한다. The
하이 패스 필터(1510)는 소정 주파수(fi)의 차단 주파수를 가지며, 소정 주파수(fi)보다 높은 주파수를 투과시킨다. 또한, 오디오 기기 등의 오디오 재생기로부터 출력된 오디오 신호는, 하이 패스 필터(1510)를 통해 이어폰(110)에 입력된다. 즉, 하이 패스 필터(1510)는 소정 주파수(fi) 이하의 주파수 성분이 제거된 오디오 신호를 이어폰(110)에 입력한다. 오디오 신호는 오디오 데이터를 나타내는 전기적인 아날로그 신호를 의미한다. 오디오 신호는 이어폰(110)에 입력되고, 이어폰(110)는 오디오 신호를 음파 신호로 변환하여 출력한다.The high pass filter 1510 has a cutoff frequency of a predetermined frequency (fi) and transmits a frequency higher than the predetermined frequency (fi). In addition, an audio signal output from an audio player such as an audio device is input to the
여기서, 도 4의 실시예와 동일하게, 소정 주파수(fi)는 일반적으로 사람이 잘 듣지 못하는 초음파의 하한 주파수인 20kHz 이상의 주파수인 것이 바람직하다. 소정 주파수(fi)가 20kHz 이상의 주파수인 경우, 하이 패스 필터(1510)는 잡음 성분인 초음파가 제거된 오디오 데이터 신호를 이어폰(110)에 입력할 수 있다. Here, as in the embodiment of FIG. 4, the predetermined frequency (fi) is preferably a frequency of 20 kHz or higher, which is a lower limit frequency of ultrasonic waves that are generally difficult for humans to hear. When a predetermined frequency (fi) is a frequency of 20 kHz or higher, the high-pass filter 1510 may input the audio data signal from which ultrasonic noise, which is a noise component, is removed, to the
또한, 하이 패스 필터(1510)에 의해, 오디오 데이터 신호로부터 소정 주파수(fi) 이하의 주파수 성분이 제거된다. 그에 따라, 오디오 기기 등의 오디오 재생기로부터 오디오 데이터 신호가 이어폰(110)에 입력되어도, 소정 주파수(fi)를 갖는 제1 교류 신호 cos(2π*fi*t)를 아날로그 회로(1520)를 통해 이어폰(110)에 입력함으로써 이어폰(110)의 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)을 검출하는 처리에, 당해 오디오 데이터 신호의 당해 주파수 성분이 간섭하는 것을 막을 수 있다. Further, the high pass filter 1510 removes frequency components below a predetermined frequency (fi) from the audio data signal. Accordingly, even if an audio data signal is input to the
이상에 설명한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 4, 도 11, 도 13, 및 도 14의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어짐은 물론, 하이 패스 필터(1510)에 의해, 오디오 기기 등의 오디오 재생기로부터 출력된 오디오 신호로부터, 신호 생성부(130)에 의해 생성되는 제1 교류 신호의 소정 주파수(fi) 이하의 주파수 성분에 해당하는 당해 오디오 신호의 잡음 부분이 제거된다. 그에 따라, 당해 소정 주파수(fi)를 갖는 제1 교류 신호를 아날로그 회로(1520)에 입력함으로써 행해지는 이어폰(110)의 생체 신호에 기인한 임피던스의 변화량(Δr)의 검출에, 당해 오디오 신호의 당해 주파수 성분이 간섭하는 것을 막을 수 있다. 그에 따라, 본 실시예에 따르면, 전자 장치(100)에서 오디오 신호를 제공하면서, 더욱 높은 정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있다. According to the
한편, 맥파의 주파수는 수 Hz 정도이기 때문에, 소리나 악곡 등의 오디오 데이터에 포함되는 저주파 성분과의 분리가 곤란하다. 따라서 본 실시예가 적용되지 않은 경우, 소리나 악곡 등의 오디오 신호를 제공하면서, 맥파 등의 생체 정보를 검출하기 어려운 한계가 있다. On the other hand, since the frequency of the pulse wave is about several Hz, it is difficult to separate it from low-frequency components included in audio data such as sound and music. Therefore, when the present embodiment is not applied, it is difficult to detect biometric information such as pulse waves while providing an audio signal such as sound or music.
또한, 맥파의 주파수가 수 Hz 정도이고, 또한, 미약하기 때문에, 직류에 가까운 주파수에서는 높은 증폭률을 갖는 증폭기가 필요하다. 그러나, 그러한 증폭기를 실현하기 위해서는, 큰 코일 및 콘덴서가 필요하다. 또한, 저주파 증폭 회로의 단간 결합에 콘덴서를 이용할 수 없기 때문에, 증폭기의 전압 오프셋 대책이 필요하며, 회로가 크고 또한 복잡해지기 쉽다. In addition, since the frequency of the pulse wave is about several Hz and is also weak, an amplifier having a high amplification factor is required at a frequency close to direct current. However, in order to realize such an amplifier, a large coil and a capacitor are required. In addition, since a capacitor cannot be used for inter-stage coupling of the low-frequency amplifying circuit, a voltage offset countermeasure of the amplifier is necessary, and the circuit is large and easily complicated.
본 실시예는 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 오디오를 제공하면서 생체 정보를 검출할 수 있는 전자 장치(100)를 제공할 수 있는 효과가 있다. This embodiment has been made in view of the above problems, and has an effect of providing an
이어서, 도 16을 참조하여, 본 개시의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. Next, another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 16.
도 16은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)의 일 예를 나타내는 블록도이다. 16 is a block diagram illustrating an example of an
본 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 아날로그 회로(1610)의 구성이 도 13의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 다르다. 이하, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 13의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. In the
또한, 도 16에 도시한 예에서는, 오디오 기기 등의 오디오 재생기(1612)로부터 오디오 신호가 우이(牛耳)용 이어폰 및 좌이(左耳)용 이어폰에 입력되고, 전자 장치(100)는 우이용 이어폰의 임피던스(310a)의 생체 신호에 기인한 변화량(Δr)을 검출한다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 좌이용 이어폰의 임피던스(310b)의 생체 신호에 기인한 변화량(Δr)을 검출할 수도 있다. 이러한 경우, 아날로그 회로(1610)는 우이용 이어폰의 임피던스(310a) 대신 좌이용 이어폰의 임피던스(310b)를 포함하여 구성된다. 또한, 오디오 재생기(1612)로부터 오디오 신호가 편이(片耳)용 이어폰(110)(모노럴 이어폰이라고도 함)에 입력되고, 전자 장치(100)는 당해 편이용 이어폰(110)의 생체 신호에 기인한 임피던스 변화량(Δr)을 검출할 수도 있다. 이러한 경우, 아날로그 회로(1610)는 우이용 이어폰의 임피던스(310a) 대신 편이용 이어폰의 임피던스를 포함하여 구성된다.In addition, in the example shown in FIG. 16, an audio signal is input from an audio player 1612 such as an audio device to a right ear earphone and a left ear earphone, and the
아날로그 회로(1610)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 브리지 회로이다. 또한, 당해 브리지 회로는 우이용 이어폰의 임피던스인 제1 임피던스(310a)와, 제2 임피던스(1622), 제3 임피던스(1624), 및 제4 임피던스(1626)를 포함한다. 또한, 제2 임피던스(1622), 제3 임피던스(1624) 및 제4 임피던스(1626)는 고정 임피던스이다. 고정 임피던스란, 고정 저항기, 고정 인덕터, 또는 고정 캐패시터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 회로이다. The
그리고, 제1 교류 신호의 전압을 ei로 하면, 신호 생성부(130)로부터 교류 신호의 전압 ei가 제2 임피던스(1622)와 제3 임피던스(1624) 사이의 제1 노드(a 노드)에 입력되고, 제1 임피던스(310a)와 제4 임피던스(1626)는 접지되어 있다. 즉, 당해 브리지 회로의 c 노드는 제1 임피던스(310a)를 통해 접지되어 있고, 당해 브리지 회로의 d 노드는 제4 임피던스(1626)을 통해 접지되어 있다. 그에 따라, 당해 브리지 회로의 a 노드와 제1 임피던스(310a) 및 제4 임피던스(1626)의 접지 점 사이에는 진폭 ei의 정현파 전압이 입력된 것이 된다. Then, when the voltage of the first AC signal is e i , the voltage e i of the AC signal from the
또한, 도 13의 실시예에 따른 아날로그 회로(1310)와 동일하게, 본 실시예에 따른 아날로그 회로(1610)의 c 노드와 d 노드 사이의 전압(Δe)은 생체 신호 검출에 따른 제1 임피던스(310a)의 임피던스 변화량(Δr)에 비례하여 변화한다. 따라서, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)는 생체 신호에 유래하는 Δr에 비례하는 전압(Δe)을 검출한다. Also, in the same manner as the
구체적으로, 차동 증폭기(1322)가 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이의 c 노드의 입력 전압과, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이의 d 노드의 입력 전압과의 차분을 취함으로써, Δe를 검출한다. 또한, 차동 증폭기(1322)는 당해 Δe를 증폭하고, 밴드 패스 필터(414)로 입력한다. 그 후의 처리는 도 4의 실시예, 도 11의 실시예 등과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. Specifically, the
또한, 본 실시예에서는, 오디오 재생기(1612)로부터 우이용 이어폰으로 입력되는 오디오 신호가 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이에 입력됨과 더불어, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이에 입력된다. In addition, in the present embodiment, the audio signal input from the audio player 1612 to the right ear earphone is input between the
구체적으로, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 제1 버퍼(1614), 제2 버퍼(1616), 제1 저항(R11), 제2 저항(R12), 제3 저항(R13)을 더 구비한다. Specifically, the
일 실시예에 따르면, 제1 저항(R11), 제2 저항(R12), 제3 저항(R13)은 동일한 저항 값을 갖는다. 또한, 일 실시예에 따르면, 제1 저항(R11), 제2 저항(R12), 제3 저항(R13) 대신에 콘덴서나 인덕터를 이용할 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 제1 버퍼(1614)와 제2 버퍼(1616)는 동일한 구성 및 동일한 특성을 갖는 버퍼 회로이며, 예컨대, 전압 팔로워 회로 등이다. According to one embodiment, the first resistor R11, the second resistor R12, and the third resistor R13 have the same resistance value. Further, according to an embodiment, a capacitor or an inductor may be used instead of the first resistor R11, the second resistor R12, and the third resistor R13. Further, according to an embodiment, the first buffer 1614 and the
오디오 재생기(1612)는 제1 버퍼(1614)와, 제1 저항(R11) 또는 제2 저항(R12)을 통해 우이용 아날로그 오디오 신호를 우이용 이어폰으로 출력한다. 또한, 오디오 재생기(1612)는 제2 버퍼(1616)와, 제3 저항(1624)을 통해 좌이용 아날로그 오디오 신호를 좌이용 이어폰으로 출력한다. 또한, 제1 저항(R11)의 출력 측은 브리지 회로의 c 노드에 접속되어 있고, 제2 저항(R12)의 출력 측은 브리지 회로의 d 노드에 접속되어 있다. 그에 따라, 오디오 재생기(1612)로부터 우이용 이어폰에 입력되는 오디오 신호가 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이에 입력되고, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이에 입력된다. 즉, 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이로부터 차동 증폭기(1322)로 입력되는 입력 전압, 및 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이로부터 차동 증폭기(1322)로 입력되는 입력 전압에는 해당 오디오 신호가 가산된다. The audio player 1612 outputs the analog audio signal for the right ear through the first buffer 1614 and the first resistor R11 or the second resistor R12 to the right ear earphone. In addition, the audio player 1612 outputs the analog audio signal for left use to the earphone for left use through the
또한, 차동 증폭기(1322)가 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이의 c 노드의 입력 전압과, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이의 d 노드의 입력 전압과의 차분을 취함으로써, 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이의 입력 전압에 포함되는 오디오 신호와, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이의 입력 전압에 포함되는 오디오 신호가 서로 상쇄된다. 그에 따라, 차동 증폭기(1322)의 출력에는 오디오 신호 유래의 전압 성분이 포함되지 않게 되므로, 더욱 높은 정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있게 된다. In addition, the
도 17은 오디오 재생기로부터 오디오 신호가 출력되지 않은 경우, 전자 장치의 프로세서로부터 출력되는 맥박의 검출 신호의 파형의 일 예(1710), 및 나타내고, 오디오 재생기로부터 오디오 신호가 출력되고 있는 경우, 전자 장치의 프로세서로부터 출력되는 맥박의 검출 신호 파형의 일 예(1720)를 나타낸다. 도 17의 종축은 위상(degree)을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타내고 있다. 또한, 도 17의 일점쇄선이 맥박의 검출 신호의 파형을 나타내고 있다. Fig. 17 shows an example 1710 of the waveform of the pulse detection signal output from the processor of the electronic device when the audio signal is not output from the audio player, and when the audio signal is output from the audio player, the electronic device An example 1720 of the waveform of the detection signal of the pulse output from the processor is shown. The vertical axis in Fig. 17 represents the phase, and the horizontal axis represents the time in seconds. In addition, the dashed-dotted line in Fig. 17 shows the waveform of the pulse detection signal.
도 17에 도시한 바와 같이, 도 16의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 오디오 재생기(1612)로부터 오디오 신호가 우이용 이어폰에 출력되고 있더라도, 당해 우이용 이어폰의 임피던스(310a)의 변화량(Δr)에 기초하여 맥박 등의 생체 정보를, 오디오 재생기(1612)로부터 오디오 신호가 우이용 이어폰으로 출력되지 않은 경우와 동일한 정도로 검출할 수 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 17, according to the
이상에서 설명한 도 16의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 13의 실시예에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어짐은 물론, 차동 증폭기(1322)에 의해, 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이의 입력 전압과, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이의 입력 전압과의 차분이 취해지면, 제2 임피던스(1622)와 제1 임피던스(310a) 사이의 입력 전압에 포함되는 오디오 신호와, 제3 임피던스(1624)와 제4 임피던스(1626) 사이의 입력 전압에 포함되는 오디오 신호는 서로 상쇄된다. 그에 따라, 차동 증폭기(1322)의 출력에는 오디오 신호 유래의 전압 성분이 포함되지 않게 되므로, 더욱 높은 정밀도로 생체 정보를 검출할 수 있게 된다. According to the
또한, 오디오 신호 유래의 전압 성분을 제거하기 위해, 오디오 재생기(1612)와 아날로그 회로(1610) 사이에 도 15의 실시예의 하이 패스 필터(1510)와 같은 소정의 주파수(fi)를 차단 주파수로 하는 하이 패스 필터 등을 이용하지 않아도 된다. 그에 따라, 해당 하이 패스 필터를 이용하는 것에 따른 이어폰(110)으로 출력되는 오디오 신호의 음질 열화의 걱정이 없다. In addition, in order to remove the voltage component derived from the audio signal, a predetermined frequency (fi), such as the high-pass filter 1510 of the embodiment of Fig. 15, between the audio player 1612 and the
또한, 본 실시예에 따르면, 제1 저항(R11), 제2 저항(R12), 제3 저항(R13)은 동일한 저항 값을 가지며, 제1 버퍼(1614)와 제2 버퍼(1616)는 동일한 구성 및 동일한 특성을 갖는 버퍼 회로이므로, 오디오 재생기(1612)로부터 출력된 우이용 오디오 신호와 좌이용 오디오 신호의 밸런스는 유지된다. 그에 따라, 우이용 이어폰 및 좌이용 이어폰으로부터 바람직하게 스테레오 오디오 신호를 들을 수 있다. In addition, according to this embodiment, the first resistor R11, the second resistor R12, and the third resistor R13 have the same resistance value, and the first buffer 1614 and the
또한, 제1 버퍼(1614)와 제2 버퍼(1616)는, 예컨대, 전압 팔로워 회로 등인 경우, 당해 제1 버퍼(1614) 및 제2 버퍼(1616)에 의해 오디오 신호의 전류 값이 커지도록, 오디오 신호의 임피던스가 변환된다. 그에 따라, 예컨대, 오디오 재생기(1612)로부터 출력되는 오디오 신호의 전류 값이 아날로그 회로(1610)의 브리지 회로를 구동하기에 충분하지 않은 경우라 하더라도, 보다 확실하게, 브리지 회로의 c 노드 및 d 노드의 입력 전압에 오디오 신호를 가산할 수 있다. In addition, the first buffer 1614 and the
도 18에 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 아날로그 회로를 나타낸다. 또한, 도 19 및 도 20에 도 18의 실시예에 따른 아날로그 회로에 대해 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 18 shows an analog circuit according to another embodiment of the present disclosure. 19 and 20 are diagrams for explaining the analog circuit according to the embodiment of FIG. 18.
본 실시예에 따른 아날로그 회로(1810)는, 도 13에 도시한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 아날로그 회로(1310)의 변형예의 하나이다. The
도 13에 도시한 실시예에 따른 아날로그 회로(1310)에 있어서, 제1 임피던스(310)의 임피던스 R1+Δr, 제2 임피던스(1312)의 임피던스 R2, 제3 임피던스(1314)의 임피던스 R3, 제4 임피던스(1316)의 임피던스 R4는 각각 허수 성분을 포함할 수 있는 임피던스이다. 그에 따라, 도 13에 있어서의 R1+Δr, R2, R3, R4 대신에, 도 19 및 도 20에서는, Z1+Δz, Z2, Z3, Z4를 이용한다. 또한, 제1 임피던스(310)는 이어폰(110)의 임피던스이기 때문에, 도 19에 도시한 바와 같이, 저항 값 R_1의 저항과 인덕턴스 값 L_1의 인덕턴스와의 직렬 회로로 표현할 수 있다. 구체적으로, 예컨대, 저항 값 R_1은 수십Ω 정도이며, 인덕턴스 값 L_1은 수십μH~수백μH 정도이다. In the
아날로그 회로(1810)에 있어서, 수학식 5의 전제 조건인 Z1=Z4를 만족하기 위해서는, 도 20에 도시한 바와 같이, 제4 임피던스(1826)도 저항값 R_1의 저항과 인덕턴스 값 L_1의 인덕턴스와의 직렬 회로로 구성될 필요가 있다. 또한, 도 20에 도시한 바와 같이, 제2 임피던스(1822)는 저항값 R_2를 갖는 저항으로 구성되고, 제3 임피던스(1824)는 저항값 R_2와 동일한 저항값 R_3을 갖는 저항으로 구성되면 된다. 환언하면, 제4 임피던스(1826)는 제1 임피던스(310)에 대응되는 이어폰(110)과 동 제품의 이어폰(110) 임피던스일 필요가 있다. 그러나, 제1 임피던스(310)에 대응되는 이어폰(110)과 동 제품의 이어폰(110)을 준비하면, 코스트가 매우 상승하고, 휴대 기기 등에 이용되는 작은 기판에 대한 당해 아날로그 회로(1810)의 실장도 곤란해지기 때문에, 현실적이지 않다. In the
또한, Z1=Z4를 만족하기 위해, 제4 임피던스(1826)를 저항 부품과 인덕턴스 부품에 의해 구성하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 수십μH의 인덕턴스를 칩 인덕턴스로 구성하더라도 비교적 사이즈가 크기 때문에, 휴대 기기 등에 이용되는 작은 기판에 대한 당해 아날로그 회로(1810)의 실장이 곤란해진다. Further, in order to satisfy Z1 = Z4, a method of configuring the
따라서, 본 실시예에 따른 아날로그 회로(1810)에서는, 도 18에 도시한 바와 같이, 제1 임피던스(310)는 저항값 R_1의 저항과 인덕턴스 값 L_1의 인덕턴스와의 직렬 회로로 구성되고, 제2 임피던스(1822)는 저항값 R_2를 갖는 저항으로 구성되고, 제3 임피던스(1824)는 저항값 R_3을 갖는 저항과 용량 C_3의 콘덴서와의 병렬 회로로 구성되고, 제4 임피던스(1826)는 저항값 R_4를 갖는 저항으로 구성되어 있다. Therefore, in the
그리고, 아날로그 회로(1810)인 브리지 회로의 평형 조건으로서 Z1=Z4 및 Z2=Z3 대신에 Z2/Z1=Z3/Z4를 만족하는 것으로 가정하면, 이하의 수학식 7이 성립된다. Then, assuming that Z2/Z1=Z3/Z4 is satisfied instead of Z1=Z4 and Z2=Z3 as the balance condition of the bridge circuit that is the
또한, 수학식 7의 실수부 및 허수부에 대한 방정식은 각각 다음 수학식 8 및 수학식 9로 나타난다. In addition, the equations for the real part and the imaginary part of equation (7) are represented by the following equations (8) and (9), respectively.
여기서, 예컨대, α를 정의 실수로 하였을 때, R_1=α*R_4, R_2=α*R_3, C_3=L_1/(α*R_3*R_4)로 하면, 수학식 8과 수학식 9가 주파수(ω)에 대해 항등식이 되고, 아날로그 회로(1810)는 어떠한 주파수(ω)에 대해서도, 수학식 8 및 수학식 9를 만족할 수 있다. 그에 따라, 아날로그 회로(1810)에 있어서, 검출 감도가 높은 평형 상태를 실현할 수 있다. Here, for example, when α is a positive real number, if R_1=α*R_4, R_2=α*R_3, C_3=L_1/(α*R_3*R_4),
이상에서 설명한 본 실시예에 의하면, 도 13의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 고가이며 사이즈가 큰 추가 이어폰(110)이나 인덕터 부품을 이용하지 않고, 저렴하게 소형의 용량 부품을 이용하는 것만으로 아날로그 회로(1810)를 구성할 수 있고, 당해 아날로그 회로(1810)에 있어서, 검출 감도가 높은 평형 상태를 실현할 수 있다. According to the present embodiment described above, in the
또한, 본 실시예에서는, 도 13의 실시예에 따른 아날로그 회로(1310)의 변형 예에 대해 설명하였지만, 도 11의 실시예에 따른 아날로그 회로(1110)에 대해서도 동일한 변형을 수행할 수 있다. In addition, in the present embodiment, a modification example of the
도 21은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 아날로그 회로(2110)를 나타낸다. 21 shows an
본 실시예에 따른 아날로그 회로(2110)는, 도 16에 도시한 실시예에 따른 아날로그 회로(1610)의 변형예의 하나이다. 또한, 도 16에 있어서, 제1 저항(R11) 및 제2 저항(R12)이 접속되어 있는 제1 버퍼(1614)의 출력은 접지되어 있고, 당해 제1 버퍼(1614)의 출력 임피던스는 거의 0Ω로 가정된다. 그에 따라, 도 16에 도시한 아날로그 회로(1610)는, 도 21에 도시한 등가 회로(아날로그 회로(2110))로 대체 가능하다. 또한, 도 21에 있어서, 도 16의 제4 임피던스(1626)의 저항값 R4, 제1 저항(R11)의 저항값 R11, 제2 저항(R12)의 저항값 R12는, 각각 저항값 R_4, 저항값 R_11, 저항값 R_14이다. 또한, 도 18의 실시예와 동일하게, 제1 임피던스(310)의 임피던스(R1), 제2 임피던스(1622)의 임피던스 R2, 제3 임피던스(1624)의 임피던스 R3, 제4 임피던스(1626)의 임피던스 R4는 각각 허수 성분을 포함할 수 있는 임피던스이므로, 도 16의 R1, R2, R3, R4 대신에, 도 21의 실시예에서는, Z1, Z2, Z3, Z4를 이용한다. The
본 실시예에 따른 아날로그 회로(2110)에 있어서, 제1 임피던스(310)는 직렬로 접속된 저항값 R_1의 저항 및 인덕턴스 값 L_1의 인덕턴스와 저항값 R_11의 저항과의 병렬 회로로 구성되고, 제2 임피던스(2122)는 저항값 R_2를 갖는 저항으로 구성되며, 제3 임피던스(2124)는 저항값 R_3을 갖는 저항과 용량 C_3의 콘덴서와의 병렬 회로로 구성되고, 제4 임피던스(2126)는 저항값 R_4를 갖는 저항과 저항값 R_14를 갖는 저항과 용량 C_4의 콘덴서와의 병렬 회로로 구성되어 있다. In the
그리고, 도 18의 실시예와 마찬가지로, 아날로그 회로(2110)인 브리지 회로의 평형 조건으로서 Z1=Z4 및 Z2=Z3 대신에, Z2/Z1=Z3/Z4를 만족하는 것으로 가정하면, 이하의 수학식 10이 성립된다. Then, as in the embodiment of FIG. 18, assuming that Z2/Z1=Z3/Z4 is satisfied instead of Z1=Z4 and Z2=Z3 as the balance condition of the bridge circuit that is the
또한, 수학식 10의 실수부 및 허수부에 대한 방정식은, 각각, 다음의 수학식 11 및 수학식 12로 나타난다. In addition, the equations for the real part and the imaginary part of equation (10) are represented by the following equations (11) and (12), respectively.
여기서, 예컨대, α를 정(正)의 실수로 하였을 때, R_1=α*R_4, R_2=α*R_3,R_11=α*R_14, C_3=L_1/(α*R_3*R_4), C_4=L_1/(α*R_4*R_14)로 하면, 수학식 11과 수학식 12가 주파수(ω)에 대해 항등식이 되고, 아날로그 회로(2110)는 어떠한 주파수(ω)에 대해서도, 수학식 11 및 수학식 12를 만족할 수 있다. 그에 따라, 아날로그 회로(2110)에 있어서, 검출 감도가 높은 평형 상태를 실현할 수 있다. Here, for example, when α is a positive real number, R_1=α*R_4, R_2=α*R_3,R_11=α*R_14, C_3=L_1/(α*R_3*R_4), C_4=L_1/ If (α*R_4*R_14),
이상에서 설명한 본 실시예에 의하면, 도 16의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 고가이며 사이즈가 큰 추가 이어폰(110)이나 인덕터 부품을 이용하지 않고, 저렴하게 소형의 용량 부품을 이용하는 것만으로, 아날로그 회로(2110)를 구성할 수 있고, 당해 아날로그 회로(2110)에 있어서, 검출 감도가 높은 평형 상태를 실현할 수 있다. According to the present embodiment described above, in the
도 22는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 검출 신호의 진폭 및 위상 정보를 나타낸 도면이다. 도 23은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다. 도 24는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸 도면이다.22 is a diagram showing amplitude and phase information of a detection signal according to another embodiment of the present disclosure. 23 is a diagram showing the structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure. 24 is a diagram showing the structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
도 23의 실시예에 따른 프로세서(140c)는 도 5의 프로세서(140a)와 비교하였을 때, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b), 및 모션 보정부(2304)를 포함하는 점이, 도 5에 도시한 프로세서(140a)와 다르다. 또한, 도 24의 실시예에 따른 프로세서(140d)는 직류 성분 제거부(2302a, 2302b), 모션 보정부(2304)를 포함하는 점이, 도 6에 도시한 프로세서(140b)와 다르다. 이하, 도 23 및 도 24의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 도 5 및 도 6의 실시예에 따른 전자 장치(100)과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. The
도 5 및 도 6의 실시예에 따른 전자 장치(100)에 있어서의 생체 신호 검출, 특히, 맥파 검출에 있어서, 검출 신호에 포함되는 맥파 신호 성분은 매우 미약하다. 그에 따라, 도 5 및 도 6의 실시예에 따른 전자 장치(100) 에 있어서의 생체 신호 검출은, 피검자의 움직임(체동)에 기인한 신호의 영향을 받기 쉽다. 도 22에 진폭 성분에 대한 피검자의 움직임의 영향을 나타내는 진폭 그래프(2210)와, 위상 성분에 대한 움직임의 영향을 나타내는 위상 그래프(2220)가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 22의 진폭 그래프(2210)에 있어서, 종축은 도 23 및 도 24의 직류 성분 제거부(2302a)의 직류 성분이 제거된 진폭 dA의 진폭 크기를 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 또한, 도 22의 위상 그래프(2220)에 있어서, 종축은 도 23 및 도 24의 직류 성분 제거부(2302b)의 직류 성분이 제거된 위상 dθ을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 또한, 도 22에 있어서, 시간 약 18초까지는 피검자의 움직임이 없는 경우의 데이터를 나타내고, 시간 약 18초 이후는 피검자의 움직임이 있는 경우의 데이터를 나타내고 있다. 도 22에 도시한 바와 같이, 피검자의 움직임에 의한 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)의 변동은 피검자의 맥파에 의한 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)의 변동에 비해 상당히 크다. 그에 따라, 피검자의 움직임이 있는 경우, 피검자의 맥파를 검출 신호의 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)으로부터 추출하는 것은 어렵다. In the bio-signal detection in the
따라서, 본 실시예에 따른 프로세서(140c, 140d)에서는 피검자의 움직임에 기인한 신호를 제거한다. Therefore, in the
직류 성분 제거부(2302a)는 진폭 산출부(512)에 의해 산출된 진폭(A)으로부터 온도(체온)에 기인한 장주기 변동을 포함하는 직류 성분을 제거한다. 마찬가지로 직류 성분 제거부(2302b)는 위상 산출부(532)에 의해 산출된 위상(θ)으로부터 온도(체온)에 기인한 장주기 변동을 포함하는 직류 성분을 제거한다. The DC
모션 보정부(2304)는 직류 성분 제거부(2302a)에 의해 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)으로부터 이하의 수학식 13에 따라 피검자의 움직임 성분을 제거한다. The
마찬가지로, 모션 보정부(2304)는 직류 성분 제거부(2302b)에 의해 직류 성분이 제거된 위상 성분(dθ)으로부터, 이하의 수학식 13에 따라 피검자의 움직임 성분을 제거한다. Similarly, the
또한, 모션 보정부(2304)는 움직임 성분이 제거된 진폭 성분 및 위상 성분을 신호 Cd로서 출력한다. Further, the
여기서, k는 진폭 성분(A)와 위상 성분(θ)의 비를 나타내는 고정 파라미터이고, 해당 전자 장치(100) 의 회로 상수나 회로의 동작 점에 의해 미리 규정된다. Here, k is a fixed parameter indicating the ratio of the amplitude component (A) and the phase component (θ), and is defined in advance by the circuit constant of the
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 모션 보정부의 구조를 나타낸다. 25 shows a structure of a motion compensation unit according to an embodiment of the present disclosure.
도 25에 도시한 모션 보정부(2304a)는 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)의 평균값으로부터 수학식 13의 k를 산출한다. 프로세서(2304a)는 dA의 소정 시간의 평균 값인 ABS 평균을 산출하고(2510a), dθ의 소정 시간의 평균 값인 ABS 평균을 산출한다(2510b). 다음으로, 모션 보정부(2304a)는 이하의 수학식 14에 기초하여 k를 산출한다(2520). The
여기서, dA_ave는 소정 시간에서의 진폭 성분(dA)의 평균값이고, dθ_ave는 소정 시간에서의 위상 성분(dθ)의 평균값이다. Here, dA_ave is the average value of the amplitude component dA at a predetermined time, and dθ_ave is the average value of the phase component dθ at the predetermined time.
도 25에 도시한 모션 보정부(2304)에서는, 동적으로 k를 산출함에 의해, 상황에 따라 회로의 동작 점이 변화하더라도, 동적으로 산출된 최적의 k에 기초하여 움직임 성분을 제거할 수 있다. In the
도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따른 모션 보정부의 구조를 나타낸다. 26 illustrates a structure of a motion compensation unit according to another embodiment of the present disclosure.
도 26에 도시한 모션 보정부(2304b)는 움직임을 검출한 경우에만, 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)으로부터 움직임 성분을 제거한다. 구체적으로, 예컨대, 진폭 성분(dA)의 평균값(dA_ave)이 미리 정의된 문턱 값(A_th)을 초과한 경우, 모션 보정부(2304b)는, 수학식 13에 따라, 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)으로부터 움직임 성분을 제거한다. 마찬가지로, 위상 성분(dθ)의 평균값(dθ_ave)이 미리 정의된 문턱 값(θ_th)을 초과한 경우, 모션 보정부(2304b)는, 수학식 13에 따라, 진폭 성분(dA) 및 위상 성분(dθ)으로부터 움직임 성분을 제거한다. 도 26에 있어서, 수학식 13에서의 k는 수학식 14에 따라 산출되게 되어 있지만, 다른 실시예에 따르면, k는 전자 장치(100)의 회로 상수나 회로의 동작 점에 의해 미리 정의될 수도 있다. The
도 27은 도 26에 도시한 모션 보정부(2304b)에 의해 움직임 성분을 제거한 결과를 나타낸다. FIG. 27 shows the result of removing the motion component by the
2710 그래프는 움직임 성분을 제거하기 전의 직류 성분 제거부(2302a)로부터 출력된 진폭 성분(dA)을 나타내고, 2720 그래프는, 도 2710 그래프의 종축 스케일을 30배로 확대한 것이다. 또한, 도 2730 그래프는 모션 보정부(2304b)에 의해 움직임 성분이 제거된 진폭 성분(dA)을 나타내고 있다. 도 27의 2710 그래프 및 2720 그래프에 도시한 바와 같이, 움직임 없음 구간(시간 약 18초까지)에서는 피검자의 맥파에 기인한 파형이 관찰되지만, 움직임 있음 구간(시간 약 18초 이후)에서는 피검자의 움직임에 기인한 파형이 커서 맥파에 기인한 파형을 관찰할 수 없다. 한편, 2730 그래프에 도시한 바와 같이, 모션 보정부(2304b)에 의해 움직임 성분이 제거되면, 움직임 없음 구간과 동일한 정도로 움직임 있음 구간에서도 피검자의 맥파에 기인한 파형을 관찰할 수 있다. 도 27을 참조하면 모션 보정부(2304b)에 의해 진폭 성분(dA)으로부터 움직임 성분이 적절히 제거되었음을 알 수 있다. The 2710 graph shows the amplitude component dA output from the DC
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)의 일 예를 나타낸다. 28 shows an example of DC
도 28에 도시한 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)는, 입력 신호 A(i)로부터, 과거의 n 샘플의 입력 신호 A(i)의 평균값을 감산함으로써, 입력 신호 A(i)의 직류 성분을 제거한다. 구체적으로, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)는, 예컨대, 이하의 수학식 15에 따라 과거의 n개의 샘플의 입력 신호 A(i)의 평균값을 산출하고, 입력 신호 A(i)로부터 직류 성분을 제거한다. 또한, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)는 직류 성분이 제거된 신호 dA(i)를 출력한다. The DC
도 29는 직류 성분이 제거되기 전의 진폭 성분(A)의 파형, 및 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형을 나타낸다. Fig. 29 shows the waveform of the amplitude component A before the DC component is removed, and the waveform of the amplitude component dA from which the DC component is removed.
도 29의 종축은 진폭을 나타내고, 횡축은 샘플 수를 나타낸다. 또한, 도 27의 횡축에서 1 샘플은 1/100초에 해당한다. 즉, 도 29의 횡축은 시간을 나타내고, 도 29는 0~60초까지의 진폭 성분(A) 및 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형을 나타낸다. 도 29의 직류 성분이 제거되기 전의 진폭 성분(A)의 파형(2910)에 도시한 바와 같이 직류 성분이 시간적으로 변화된 경우라도, 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형(2920)에 나타나는 바와 같이, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)에 의해 진폭 성분(dA)으로부터 당해 직류 성분을 적절히 제거할 수 있다. The vertical axis in Fig. 29 represents the amplitude, and the horizontal axis represents the number of samples. In addition, one sample in the horizontal axis of FIG. 27 corresponds to 1/100 second. That is, the horizontal axis of Fig. 29 represents time, and Fig. 29 shows the waveforms of the amplitude component A from 0 to 60 seconds and the amplitude component dA from which the DC component is removed. As shown in the
여기서, 상기 수학식 15에서의 n의 값은, 검출을 목적으로 하는 신호의 주기보다 긴 구간의 샘플수일 필요가 있다. 예컨대, 맥박을 검출하는 경우, n은 1초간의 샘플 수보다 많은 샘플수일 필요가 있고, 예컨대, 샘플링 주파수가 100Hz인 경우, n은 100 이상일 필요가 있다. 한편, n이 너무 크면, 직류 성분이 변화된 경우에 대한 대응이 늦어져 제거 가능한 직류 성분이 줄어든다. 그에 따라, n의 값은, 예컨대, 100 이상 200 이하 정도가 적정하다. Here, the value of n in Equation (15) needs to be the number of samples in a section longer than the period of the signal to be detected. For example, when detecting a pulse, n needs to be more than the number of samples in one second, for example, when the sampling frequency is 100 Hz, n needs to be 100 or more. On the other hand, if n is too large, the response to the case where the DC component is changed is delayed and the DC component that can be removed is reduced. Accordingly, the value of n is appropriate, for example, about 100 or more and 200 or less.
도 30은 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)에 의해 직류 성분을 제거한 다른 결과를 나타낸다. 30 shows another result of removing the DC component by the DC
도 30은 직류 성분이 제거되기 전의 진폭 성분(A)의 파형(3010), 및 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형(3020)을 나타낸다. 도 30의 종축은 진폭을 나타내고, 횡축은 샘플 수를 나타낸다. 또한, 도 30의 횡축에서 1 샘플은 1/100초에 해당한다. 즉, 도 30의 횡축은 시간을 나타내고, 도 30은 0~60초까지의 직류 성분이 제거되기 전의 진폭 성분(A) 및 직류 성분이 제거된 진폭 성분(dA)의 파형을 나타낸다. 도 30의 3010 그래프에 도시한 진폭 성분(A)는, 직류 성분뿐만 아니라, 피검자의 비교적 완만한 움직임에 의한 변동도 포함하고 있다. 또한, 도 30의 3020 그래프에 도시한 바와 같이, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)에 의해 진폭 성분(A)으로부터, 직류 성분뿐만 아니라, 당해 움직임에 의한 변동도 제거되어 있음을 알 수 있다. 그에 따라, 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 모션 보정부(2304)를 따로 구비하지 않고, 직류 성분 제거부(2302a, 2302b)에 의해 진폭 성분(A) 및 위상 성분()으로부터 움직임 성분을 제거할 수도 있다. 30 shows a
또한, 도 5 및 도 6에 도시한 실시예에 따른 프로세서(140a, 140b) 및 도 23 및 도 24에 도시한 실시예에 따른 프로세서(140c, 140d)는 모두 검출 필터(Detection Filter)(534)를 구비하고 있다. 검출 필터(534)는 원하는 생체 신호(예컨대, 맥박)가 포함되는 주파수를 중심 주파수로 하는 밴드 패스 필터이며, 위상 성분에 있어서, 잡음 성분을 제거하고, 원하는 주파수(예컨대, 맥박의 주파수)를 강조한다. 본 개시의 실시예들에 따르면, 당해 검출 필터(534)의 주파수 특성을 최적화함으로써, 움직임 성분의 제거를 효과적으로 수행하는 것이 가능하다. 예컨대, 검출 필터(534)의 주파수 특성을, 움직임이 일어나기 쉬운 낮은 주파수 성분, 예컨대, 약 0.5Hz 이하의 성분을 감쇠시키고, 맥파의 주파수 성분인 약 1Hz 이상 약 2Hz 이하를 강조하도록 최적화함으로써, 움직임 성분을 제거하면서, 원하는 생체 신호 성분을 강조할 수 있다. In addition, the
또한, 도 5 및 도 6에 도시한 프로세서(140a, 140b)에서는 위상 성분(θ)으로부터 맥박 검출을 행하고 있는데, 진폭 성분(A)으로부터 맥박 검출을 행할 수도 있다. 구체적으로, 진폭 성분(A)과 위상 성분(θ)은 파형이 약간 다르지만, 상기와 같은 방법으로 진폭 성분(A)으로부터 맥박 검출을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5 또는 도 6에 도시한 검출 필터(534)의 주파수 특성이나 슈미트 트리거(610)의 문턱 값을 최적화함으로써, 진폭 성분(A)으로부터 맥박 검출을 행할 수 있다. Further, in the
이상에서 설명한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)에 의하면, 도 5 또는 도 6에 따른 전자 장치(100), 또는 도 4, 도 11, 도 14, 도 15, 도 16, 도 18, 또는 도 21에 따른 전자 장치(100) 와 동일한 효과가 얻어지는 것은 물론, 모션 보정부(2304)에 의해 진폭 성분 및 위상 성분으로부터 피검자의 움직임 성분을 제거할 수 있다. 그에 따라, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)는 피검자가 움직이고 있더라도, 미약한 생체 신호를 높은 정밀도로 검출할 수 있다. According to the
이어서, 도 31 내지 도 44를 참조하여, 본 개시의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. Next, another embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 31 to 44.
본 실시예에 따른 전자 장치(100)에서는, 도 31 및 도 38에 도시한 바와 같이, 프로세서(140e, 140f)의 구성이, 도 5, 도 6, 도 23, 또는 도 24에 따른 프로세서(140a, 140b, 140c, 140d)와 다르다. 구체적으로, 도 31 및 도 38에 도시한 바와 같이, 프로세서(140e, 140f)는 이어폰(110)의 장착 검출부(3110a), 이어폰(110)의 이탈 검출부(3110b)를 구비한다. 실시의 형태 10에 따른 전자 장치(100)에 있어서, 생체 정보 산출부(112)는 이어폰(110)의 장착 검출부(3110a), 이어폰(110)의 이탈 검출부(3110b) 중 적어도 하나를 구비할 수도 있다. 본 실시예에 따른 전자 장치(100)의 기타 구성은, 도 5, 도 6, 도 23, 또는 도 24의 실시예에 따른 프로세서(140a, 140b, 140c, 140d)와 동일하거나, 해당 프로세서(140a, 140b, 140c, 140d)의 구성에 도 31 또는 도 38의 구성을 결합하는 것이 가능하다. 도 31 또는 도 38의 구성에서 도 5, 도 6, 도 23, 또는 도 24의 실시예의 구성요소에 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. In the
도 31은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸다.31 illustrates a structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
도 31의 실시예에 따른 프로세서(140e)는 도 5, 도 6, 도 23, 도 24, 또는 도 38의 실시예 구성에, 장착 검출부(3110a)를 더 포함할 수 있다. 장착 검출부(3110a)는 제1 미분 산출부(3112) 및 제1 문턱값 처리부(3114)를 포함한다. The
도 38은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서의 구조를 나타낸다. 38 illustrates a structure of a processor according to another embodiment of the present disclosure.
도 38의 실시예에 따른 프로세서(140f)는 도 5, 도 6, 도 23, 도 24, 또는 도 31의 실시예 구성에, 이탈 검출부(3110b)를 더 포함할 수 있다. 이탈 검출부(3110b)는, 도 38에 도시한 바와 같이, 제2 미분 산출부(3812), 제2 문턱값 처리부(3814), 이동 평균 처리부(3816), 파고 수치화부(3818), 제3 문턱값 처리부(3820) 등을 구비한다. The
또한, 도 31 및 도 38에 있어서, 프로세서(140e, 140f)의 기타 구성은, 도 5, 도 6, 도 23, 또는 도 24의 프로세서(140a, 140b, 140c, 또는 140d)와 동일하므로, 도시를 생략하였다. 또한, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 도 4, 도 11, 도 13, 도 15, 도 16, 도 18, 또는 도 21의 실시예에 따른 아날로그 회로(1110, 1310, 1520, 1610, 1810, 또는 2110) 중 어느 하나를 이용하여 피검자가 이어폰(110)을 장착한 것 및 제거한 것을 검출한다. 구체적으로, 아날로그 회로(1110, 1310, 1520, 1610, 1810, 또는 2110) 중 어느 하나에서 출력된 전압(Δe)으로부터, 밴드 패스 필터(414), ADC(416), 직교 복조기(420)를 거쳐 동상 성분(I)과 직교 위상 성분(Q)이 생성된다. 그리고, 당해 동상 성분(I)과 직교 위상 성분(Q)이 프로세서(140e, 140f)로 입력된다. 이하의 설명에 있어서, 진폭 성분(A)은 프로세서(140e, 140f)의 진폭 산출부(512)에 의해 동상 성분(I)으로부터 산출된 것이고, 위상 성분(θ)은 프로세서(140e, 140f)의 위상 산출부(532)에 의해 직교 위상 성분(Q)으로부터 산출된 것이다. 31 and 38, other configurations of the
우선, 피검자에 대한 이어폰(110) 장착의 검출 처리에 대해 설명한다. First, the detection process of attaching the
도 32은 피검자가 이어폰을 장착할 때의 프로세서에 의해 생성된 진폭 성분(A)의 시간 변화를 나타낸 도면이다. 도 33은 피검자가 이어폰을 장착할 때 프로세서에 의해 생성된 위상 성분(θ)의 시간 변화를 나타낸 도면이다. 또한, 도 32에 있어서, 종축은 진폭을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 또한, 도 33에 있어서, 종축은 위상을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 도 32 및 도 33에 있어서, 약 10초 부분에서 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ)이 크게 변화되어 있고, 이 때, 피검자가 이어폰(110)을 장착하였다. 당해 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ)의 값의 변화를 보다 강조하기 위해, 제1 미분 산출부(3112)는 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ)의 시간 미분 처리를 수행한다. Fig. 32 is a diagram showing a time change of the amplitude component A generated by the processor when the subject is wearing the earphone. 33 is a diagram showing a time change of the phase component θ generated by the processor when the subject is wearing the earphone. In Fig. 32, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents time (seconds). In Fig. 33, the vertical axis represents phase, and the horizontal axis represents time (seconds). In FIGS. 32 and 33, the amplitude component (A) and the phase component (θ) are greatly changed in a portion of about 10 seconds, and the
구체적으로, 제1 미분 산출부(3112)는 진폭 산출부(512)에 의해 산출된 진폭 성분(A) 및 위상 산출부(532)에 의해 산출된 위상 성분(θ)을, 소정 프레임 수만큼 홀딩한다. 홀딩 처리는 예를 들면, 버퍼, 레지스터, 커패시터 등을 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 제1 미분 산출부(3112)는 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ)을 100 프레임만큼 홀딩한다. 만약 각 프레임이 100Hz로 획득된다면, 100 프레임은 1초 분량이 된다. Specifically, the first
이어서, 제1 미분 산출부(3112)는 홀딩한 100 프레임 중 전반 50 프레임의 평균값과 후반 50 프레임의 평균값을 산출하고, 후반 50 프레임의 평균값으로부터 전반 50 프레임의 평균값을 감산하여 차분을 산출한다. Subsequently, the first
그리고, 제1 미분 산출부(3112)는 당해 처리를 반복함으로써, 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ)의 시간 미분 처리를 수행한다. Then, the first
또한, 홀딩하는 프레임 수는 프로세서(140e)로 입력되는 동상 성분(I)과 직교 위상 성분(Q)의 샘플링 레이트에 따라 적절히 결정되는 것이고, 예컨대, 1 프레임일 수도 있고, 1000 프레임일 수도 있다. In addition, the number of frames to be held is appropriately determined according to the sampling rates of the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) input to the
도 34은 진폭 성분(A)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다. 도 35는 위상 성분(θ)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다. Fig. 34 shows an example of the result of time-differentiating the amplitude component (A). 35 shows an example of a result of time-differentiating the phase component θ.
이어서, 제1 문턱값 처리부(3114)는, 도 34에 도시한 진폭 성분(A)이 시간 미분된 결과, 도 35에 도시한 위상 성분(θ)이 시간 미분된 결과에 대해서 문턱 값 처리를 수행함으로써, 피검자의 이어폰 장착 여부를 판단한다. 이하, 시간 미분 처리된 진폭 성분(A)을 미분 진폭 값이라고 하고, 시간 미분 처리된 위상 성분(θ)을 미분 위상 값이라고 한다. Subsequently, the first threshold
도 36 및 도 37을 참조하면서, 미분 진폭값 및 미분 위상값의 문턱값 처리에 대해 설명한다. 도 36은 미분 진폭 값의 문턱 값 처리를 설명하는 도면이다. 도 37은 미분 위상 값의 문턱 값 처리를 설명하는 도면이다. 36 and 37, threshold value processing of differential amplitude values and differential phase values will be described. 36 is a diagram for describing threshold value processing of differential amplitude values. 37 is a diagram for explaining threshold value processing of differential phase values.
도 36에 도시한 바와 같이, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값과 문턱 값 A 및 문턱값 B와의 비교에 기초하여 피검자의 이어폰(110) 장착 여부를 판단한다. 구체적으로, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값이 상부 문턱 값 A를 초과한 후, 소정 시간 내에 하부 문턱값 B를 하회한 경우, 플래그를 세운다. 또한, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값이 상부 문턱 값 A를 상회한 후, 소정 시간 내에 하부 문턱 값 B를 하회하지 않은 경우, 미분 진폭 값이 상부 문턱 값 A를 상회한 정보는 리셋된다. 또한, 당해 소정 시간은, 예컨대 0초 이상 10초 이하 정도의 시간일 수 있다. As illustrated in FIG. 36, the first threshold
마찬가지로, 도 37에 도시한 바와 같이, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 위상값과 문턱값 C 및 문턱값 D와의 비교에 기초하여 피검자의 이어폰(110) 장착 여부를 판단한다. 구체적으로, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 위상 값이 하부 문턱값 D를 하회한 후, 소정 시간 내에 상부 문턱 값 C를 상회한 경우, 플래그를 세운다. 또한, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 위상 값이 하부 문턱 값 D를 하회한 후, 소정 시간 내에 상부 문턱 값 C를 상회하지 않은 경우, 미분 위상값이 문턱 값 D를 하회한 정보는 리셋된다. 또한, 당해 소정 시간은, 예컨대 0초 이상 10초 이하 정도의 시간일 수 있다. Similarly, as illustrated in FIG. 37, the first threshold
또한, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값 및 미분 위상 값 모두에서 플래그가 선 경우, 피검자가 이어폰(110)을 장착한 것으로 판단한다. In addition, when the flag is set at both the differential amplitude value and the differential phase value, the first
또한, 미분 진폭 값 및 미분 위상 값의 일방에서 플래그가 선 후, 소정 시간 내에 다른 일방에서 플래그가 서지 않은 경우, 세워진 플래그의 정보가 리셋된다. 또한, 당해 소정 시간은, 예컨대 0초 이상 10초 이하 정도의 시간일 수 있다. In addition, if the flag stands on one side of the differential amplitude value and the differential phase value, and the flag does not stand on the other side within a predetermined time, the information of the erected flag is reset. In addition, the predetermined time may be, for example, a time of 0 seconds or more and 10 seconds or less.
또한, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값 및 미분 위상 값 중 어느 일방에서 플래그가 선 경우, 피검자가 이어폰(110)을 장착한 것으로 판단할 수도 있다. 또한, 제1 문턱값 처리부(3114)는 미분 진폭 값이 문턱 값 A를 상회한 경우, 또는, 미분 진폭 값이 문턱값 B를 하회한 경우, 또는, 미분 위상 값이 문턱 값 D를 하회한 경우, 또는 미분 위상 값이 문턱 값 C를 상회한 경우, 피검자가 이어폰(110)을 장착한 것으로 판단할 수도 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 4개의 문턱값 A, B, C, D 모두에 대한 문턱값 처리를 행하지 않아도, 피검자에 대한 이어폰(110)의 장착을 검출할 수 있으므로, 검출 시간이 짧다. Further, the first threshold
이어서, 피검자로부터의 이어폰(110) 이탈 검출 처리에 대해 설명한다. Next, the process of detecting the departure of the
피검자로부터의 이어폰(110) 이탈 검출은, 피검자에 대한 이어폰(110)의 장착과 달리, 진폭 성분(A)과 위상 성분(θ)에서 다른 알고리즘으로 행해진다. The detection of the departure of the
우선, 진폭 성분(A)에 기초한 피검자로부터의 이어폰(110)의 이탈 검출 처리에 대해 설명한다. First, the departure detection processing of the
도 39은 피검자가 이어폰을 외이관으로부터 분리하였을 때의 프로세서에 의해 생성된 진폭 성분(A)의 시간 변화를 나타낸다. 39 shows the temporal change of the amplitude component A generated by the processor when the subject detached the earphone from the outer ear canal.
도 39에 있어서, 종축은 진폭을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 도 39에 있어서, 약 42초 부분에서, 진폭 성분(A)이 크게 변화되고 있다. 이 때, 피검자가 이어폰(110)을 분리 또는 제거하였다. 당해 진폭 성분(A) 값의 변화를 보다 강조하기 위해, 제2 미분 산출부(3812)는 진폭 성분(A)의 시간 미분 처리를 수행한다. 여기서, 시간 미분 처리의 상세한 설명은, 상기와 동일하므로 생략한다. In Fig. 39, the vertical axis represents amplitude, and the horizontal axis represents time (seconds). In Fig. 39, in the portion of about 42 seconds, the amplitude component A is greatly changed. At this time, the examinee removed or removed the
도 40은 진폭 성분(A)을 시간 미분한 결과의 일 예를 나타낸다. 40 shows an example of the result of time-differentiating the amplitude component (A).
도 39에서는 약 55초에서 진폭 성분(A)의 진폭이 하강하기 시작하고, 40에서는 약 55초에서 미분 진폭 값이 양의 값에서 음의 값으로 바뀌고 있다. 도 39에 도시한 진폭 성분(A)의 진폭 하강이 소정 시간 계속된 경우, 프로세서(140f)는 피검자로부터 이어폰(110)이 제거된 것으로 판단할 수 있다. 제2 문턱값 처리부(3814)는 미분 진폭 값이 문턱 값 F를 소정 시간 계속 하회한 경우, 피검자로부터 이어폰(110)이 제거되었다고 판단한다. 일 실시예에 따르면, 도 40에 있어서, 문턱 값 F는 0이고, 당해 소정 시간은, 예컨대 0초 이상 10초 이하 정도의 시간일 수 있다. In Fig. 39, the amplitude of the amplitude component A starts to drop at about 55 seconds, and at 40, the differential amplitude value is changed from a positive value to a negative value at about 55 seconds. When the amplitude drop of the amplitude component A shown in FIG. 39 continues for a predetermined time, the
이어서, 위상 성분(θ)에 기초한 피검자로부터의 이어폰(110) 분리 검출 처리에 대해 설명한다. Next, the separation detection processing of the
도 41은 피검자가 이어폰을 제거하였을 때의 프로세서에 의해 생성된 위상 성분()의 시간 변화를 나타낸다. 41 is a phase component generated by the processor when the subject removes the earphone ( ).
도 41에 있어서, 종축은 위상을 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 또한, 도 41에 있어서, 파선(4120)이 위상 값을 나타내고 있고, 시간이 경과함에 따라 완만하게 상승함을 알 수 있다. 이러한 완만하게 변화하는 위상 성분(θ)으로부터, 파형의 웨이브의 높이, 즉 교류 성분을 추출하는 것은 어렵기 때문에, 이동 평균 처리부(3816)는 위상 성분(θ)에 대해 이동 평균 처리를 수행한다. 도 41의 실선(4110)은 파선(4120)으로 나타내는 위상 값에 5점의 이동 평균을 20회 걸친 결과를 나타내고 있다. 도 41의 실선(4110)에 도시한 바와 같이, 위상 성분(θ)에 대해 이동 평균 처리를 수행함으로써, 위상 성분(θ)으로부터 교류 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 이동 평균 처리부(3816)는 파선(4120)으로 나타내는 위상 값으로부터 실선(4110)으로 나타내는 값을 감산하여 차분을 산출함으로써, 위상 성분(θ)으로부터 교류 성분을 추출한다. In Fig. 41, the vertical axis represents phase, and the horizontal axis represents time (seconds). In addition, it can be seen from FIG. 41 that the dashed
도 42은 피검자가 이어폰을 장착하고 있을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분을 나타낸다. 도 43은 피검자가 이어폰을 장착하지 않았을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분을 나타낸다. Fig. 42 shows the AC component of the phase component θ when the subject is wearing the earphone. Fig. 43 shows the AC component of the phase component θ when the subject is not wearing the earphone.
도 42과 도 43을 비교하면, 위상 성분(θ)의 웨이브의 높이가 다름을 알 수 있다. 환언하면, 도 42에 도시한 피검자가 이어폰(110)을 장착하고 있을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분에는, 맥박에 유래하는 변동이 포함되어 있고, 도 43에 도시한 피검자가 이어폰(110)을 장착하지 않았을 때의 위상 성분(θ)의 교류 성분에는, 맥박에 유래하는 변동이 포함되지 않았다. 따라서, 도 42에 도시한 교류 성분과 도 43에 도시한 교류 성분을 비교하기 위해, 파고 수치화부(3818)는 도 42에 도시한 교류 성분 및 도 43에 도시한 교류 성분의 웨이브의 높이의 수치화를 행한다. When comparing FIGS. 42 and 43, it can be seen that the wave heights of the phase component θ are different. In other words, the AC component of the phase component θ when the examinee shown in FIG. 42 is wearing the
구체적으로, 파고 수치화부(3818)는, 도 42 및 도 43에 도시한 교류 성분의 파형의 볼록 피크의 높이와 오목부의 높이의 차분을 웨이브의 높이로 산출함으로써, 당해 교류 성분의 웨이브의 높이의 수치화를 수행한다. 보다 구체적으로, 볼록 피크 전후의 오목 피크의 높이의 평균값과 당해 볼록 피크의 높이와의 차분을 산출할 수도 있고, 볼록 피크 전후의 오목 피크의 어느 일방의 높이와 당해 볼록 피크의 높이와의 차분을 산출할 수도 있다. Specifically, the wave
도 44는 위상 성분(θ)의 교류 성분의 수치화된 웨이브의 높이를 나타낸다. 44 shows the height of the digitized wave of the AC component of the phase component θ.
도 44에 있어서, 종축은 수치화된 웨이브의 높이를 나타내고, 횡축은 시간(초)을 나타낸다. 도 44에 있어서, 30초부터 40초까지의 사이는, 피검자가 이어폰(110)을 장착하고 있고, 40초부터 46초 사이에 피검자가 이어폰(110)을 제거하고 있으며, 46초 이후에는, 피검자로부터 이어폰(110)이 이탈된 상태이다. 도 44에 도시한 바와 같이, 위상 성분(θ)의 교류 성분의 수치화된 웨이브의 높이는, 피검자가 이어폰(110)을 장착하고 있는 경우(30초~40초)와, 피검자가 이어폰(110)을 제거하고 있는 경우(46초 이후)는 명확히 다르다. 따라서, 제3 문턱값 처리부(3820)는 위상 성분(θ)의 교류 성분의 수치화된 웨이브의 높이가 문턱 값 E를 하회한 경우, 피검자로부터 이어폰(110)이 제거된 것으로 판단한다. In Fig. 44, the vertical axis represents the height of the digitized wave, and the horizontal axis represents time (seconds). 44, between 30 and 40 seconds, the subject is wearing the
상술한 바와 같이, 피검자로부터의 이어폰(110)의 분리 검출은, 피검자에 대한 이어폰(110)의 장착과 달리, 진폭 성분(A)과 위상 성분(θ)에서 다른 알고리즘으로 행해진다. 그에 따라, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서(140f)는 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ) 중 어느 하나에 기초하여 피검자로부터 이어폰(110)이 분리된 것으로 판단할 수도 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서(140f)는 진폭 성분(A) 및 위상 성분(θ) 모두에서 피검자로부터의 이어폰(110)의 분리가 검출된 경우, 피검자로부터 이어폰(110)이 제거된 것으로 판단할 수도 있다. As described above, the separation detection of the
이상에서 설명한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 프로세서(140e, 140f)를 채용한 전자 장치(100)에 의하면, 앞서 설명한 실시예들에 따른 전자 장치(100)와 동일한 효과가 얻어짐은 물론, 진폭 산출부(512)에 의해 동상 성분(I)으로부터 산출된 진폭 성분(A), 및 위상 산출부(532)에 의해 직교 위상 성분(Q)으로부터 산출된 위상 성분(θ)이 적어도 하나에 기초하여 피검자에 대한 이어폰(110)의 장착 및 피검자로부터의 이어폰(110)의 분리를 검출할 수 있다. 그에 따라, 이어폰(110)에 근접 센서 등을 내장하지 않더라도, 피검자에 대한 이어폰(110)의 착탈을 검출할 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(100)는 피검자에 대한 이어폰(110)의 착탈 검출을 저비용으로 수행할 수 있고, 별도의 센서를 구비하지 않음으로 인해 전자 장치(100) 내의 공간을 절약하고, 소비 전력을 증가시키지 않을 수 있다. 예컨대, 무선 이어폰(110) 등 이어폰(110)에 배터리가 내장되어 있는 경우, 근접 센서에 의해 피검자에 대한 이어폰(110)의 착탈을 검출하고, 배터리를 ON/OFF 하고 있는데, 본 실시예에 따른 전자 장치(100)는 근접 센서 없이도 배터리의 ON/OFF를 수행하는 것이 가능하다. According to the
또한, 본 개시의 실시예들은 상기 실시의 형태에 한정되지 않으며, 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절한 변경이 가능하다. 예컨대, 도 4, 도 11, 도 13, 도 15, 도 16, 도 18, 도 21, 도 23, 및 도 24의 실시예에서는, DAC(410, 1120, 1122) 및 ADC(416) 등을 이용하고 있지만, 신호 생성부(130), 직교 복조기(420)를 아날로그 회로로 구성하면, 당해 DAC(410, 1120, 1122) 및 ADC(416)를 생략할 수 있다. 또한, 마찬가지로 도 14의 실시예에서도, 신호 생성부(130)를 아날로그 회로로 구성하면, DAC(410)를 생략할 수 있다. In addition, the embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and appropriate changes can be made without departing from the spirit. For example, in the embodiments of FIGS. 4, 11, 13, 15, 16, 18, 21, 23, and 24,
또한, 본 개시의 실시예들에서는, 생체 정보로서 주로 맥박과 체온을 검출하는 예를 나타냈지만, 본 개시의 실시예들에 따른 전자 장치(100)에 의해 검출되는 생체 정보는 맥박 및 체온에 한정되는 것은 아니다. In addition, in the embodiments of the present disclosure, an example in which pulse and body temperature are mainly detected as biometric information is shown, but biometric information detected by the
또한, 본 개시의 실시예들에서, 전자 장치(100)는 유선 이어폰형 또는 무선 이어폰형 전자 장치일 수 있다. Further, in embodiments of the present disclosure, the
도 45는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.45 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 전자 장치 제어 방법의 각 단계들은 이어폰, 제1 회로, 및 프로세서를 구비하는 다양한 형태의 전자 장치에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서는 본 개시의 실시예들에 따른 전자 장치(100)가 전자 장치 제어 방법을 수행하는 실시예를 중심으로 설명한다. 따라서 전자 장치(100)에 대해 설명된 실시예들은 전자 장치 제어 방법에 대한 실시예들에 적용 가능하고, 반대로 전자 장치 제어 방법에 대해 설명된 실시예들은 전자 장치(100)에 대한 실시예들에 적용 가능하다. 개시된 실시예들에 따른 전자 장치 제어 방법은 본 명세서에 개시된 전자 장치(100)에 의해 수행되는 것으로 그 실시예가 한정되지 않고, 다양한 형태의 전자 장치에 의해 수행될 수 있다.Each step of the electronic device control method of the present disclosure may be performed by various types of electronic devices including earphones, first circuits, and processors. This specification mainly describes an embodiment in which the
전자 장치(100)는 제1 회로로 제1 교류 신호를 출력한다(S4502). 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 제1 회로로 제1 교류 신호를 출력하도록 신호 생성부(130)를 제어할 수 있다.The
다음으로 전자 장치(100)는 제1 회로로부터 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 획득한다(S4504). 프로세서(140)는 제1 회로의 출력단으로부터 제1 검출 신호를 획득할 수 있다. 제1 회로는 아날로그 회로에서 검출된 전압을 아날로그-디지털 변환하여 프로세서(140)로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 검출 신호는 동상 성분 신호(I)와 직교 위상 성분 신호(Q)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 검출 신호는 진폭 성분 신호(A)와 직류 성분 신호(DC)를 포함할 수 있다.Next, the
다음으로 전자 장치(100)는 제1 검출 신호에 기초하여, 적어도 하나의 생체 정보를 생성한다(S4506). 적어도 하나의 생체 정보는 심박수 정보 또는 체온 정보 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 제1 검출 신호로부터 진폭 정보 및 위상 정보를 획득하고, 진폭 정보로부터 체온 정보를 산출하고, 위상 정보로부터 심박수 정보를 산출할 수 있다. Next, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 심박수 정보를 산출하는 동작에서, 사용자의 움직임을 보정하는 동작을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 진폭 정보에서 직류 성분을 제거한 미분 값과, 위상 정보에서 직류 성분을 제거한 미분 값 각각의 평균 값을 산출하고, 미분 값의 평균 값으로부터 움직임 성분이 제거된 신호(Cd)를 생성할 수 있다. 움직임을 보정하는 동작은 도 23 및 도 24의 실시예와 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1 검출 신호로부터 이어폰의 착용 및 분리를 검출하는 동작을 포함할 수 있다. 이어폰의 착용 및 분리를 검출하는 동작은 도 31 내지 도 44의 실시예와 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다. According to an embodiment, the
다음으로, 전자 장치(100)는 적어도 하나의 생체 정보를 출력한다(S4508). 전자 장치(100)는 적어도 하나의 생체 정보를 통신부를 통해 외부 장치로 출력하거나, 디스플레이를 통해 디스플레이하거나, 이어폰을 통해 소리로 출력할 수 있다.Next, the
도 46은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타낸 도면이다.46 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
전자 장치(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 도 46는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(4600)의 구조를 나타낸다. 전자 장치(4600)는 프로세서(4610), 메모리(4620), 이어폰(4630), 아날로그 회로부(4632), 센서부(4640), 입/출력부(4650), 및 통신부(4660)를 포함한다. 전자 장치(100)의 이어폰(110)은 전자 장치(4600)의 이어폰(4630)에 대응하고, 전자 장치(100)의 제1 회로(120) 및 신호 생성부(130)는 전자 장치(4600)의 아날로그 회로부(4632)에 대응하고, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 전자 장치(4600)의 프로세서(4610)에 대응할 수 있다.The
프로세서(4610)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(4610)는 중앙 제어부(4611), 영상 처리부(4612), AI 처리부(4613) 등의 전용 프로세서를 포함할 수 있다.The
메모리(4620)는 휘발성 저장매체, 비휘발성 저장매체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(4620)는 메인 메모리, 캐시 메모리, 레지스터, 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(4620)는 다양한 형태의 저장매체로 구현될 수 있다. 예를 들면, 메모리(4620)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The
이어폰(4630)은 전기 신호를 음파 신호로 변환하여 출력한다. 이어폰(4630)은 진동판을 작동시켜 전기 신호를 음파 신호로 변환할 수 있다.The
아날로그 회로부(4632)는 아날로그 신호를 생성, 전달, 또는 처리한다. 아날로그 회로부(4632)는 적어도 하나의 아날로그 소자를 포함하고, 예를 들면, 저항, 커패시터, 또는 인덕터 등의 아날로그 소자를 포함한다. 아날로그 회로부(4632)는 PCB(Printed Circuit Board), FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 또는 ASIC(Application apecific integrated circuit) 등의 형태로 구현될 수 있다. 아날로그 회로부(4632)는 데이터 신호, 제어 신호, 전력 신호 등을 생성, 전달, 또는 처리할 수 있다.The analog circuit portion 4462 generates, transmits, or processes analog signals. The analog circuit 4463 includes at least one analog element, and includes, for example, an analog element such as a resistor, capacitor, or inductor. The analog circuit 4463 may be implemented in the form of a printed circuit board (PCB), a flexible printed circuit board (FPCB), or an application apecific integrated circuit (ASIC). The analog circuit unit 4462 can generate, transmit, or process data signals, control signals, and power signals.
센서부(4640)는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있다. 센서부(4640)는 예를 들면, 조도 센서(4641), 가속도 센서(4642), 자이로 센서(4643), 지문 센서(4644), 압력 센서(4645), 또는 바이오 센서(4646) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 센서부(4640)에서 검출된 신호는 프로세서(4610)로 입력되고, 프로세서(4610)는 센서부(4640)의 출력 신호에 기초하여, 디스플레이 밝기 조절, 카메라 밝기 조절, 움직임 검출, 장치 오리엔테이션 검출, 지문 인식, 생체 신호 검출 및 처리, 생체 인증 등의 처리를 수행할 수 있다.The
입/출력부(4650)는 다양한 종류의 입출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 입/출력부(4650)는 예를 들면, 디스플레이(4651), 터치스크린(4652), 터치패드(4653), 오디오 입출력부(4654), HDMI(4655), 또는 USB(4656) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신부(4640)는 다양한 종류의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 입/출력부(4650)는 다양한 종류의 입출력 컴퍼넌트를 포함할 수 있다. 프로세서(4610)는 입/출력부(4650)로부터 입력된 신호에 기초하여, 제스처 인식, 음성 인식 등의 처리를 수행할 수 있다.The input/
통신부(4660)는 근거리 통신부(4662), 이동 통신부(4664), 또는 방송 수신부(4666) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 근거리 통신부(4662)는 블루투스, BLE(Bluetooth Low Energy), 근거리 무선 통신 (Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification), WLAN(와이파이), 지그비(Zigbee), 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), Ant+ 통신, 또는 이들의 조합에 의한 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(4600)는 통신부(4660)를 통해 다양한 종류의 외부 장치와 통신할 수 있다. 전자 장치(4600)는 예를 들면, 통신부(4660)를 통해 서버, 다른 모바일 장치, 웨어러블 장치, 다른 PC 등과 통신하여, 데이터 및 제어신호를 교환할 수 있다.The
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다. 또한, 개시된 실시예들은 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체로 구현될 수 있다. Meanwhile, the disclosed embodiments may be implemented as an S/W program including instructions stored in a computer-readable storage media. Further, the disclosed embodiments may be implemented as a computer-readable storage medium storing a computer program.
컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다.The computer is a device capable of invoking stored instructions from a storage medium and operating according to the disclosed embodiment according to the invoked instruction, and may include an electronic device according to the disclosed embodiments.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다. The computer-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here,'non-transitory' means that the storage medium does not contain a signal and is tangible, but does not distinguish between data being stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
또한, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치 및 그 동작 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.Also, an electronic device and a method of operating the same according to the disclosed embodiments may be provided in a computer program product. Computer program products can be traded between sellers and buyers as products.
컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 전자 장치의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.The computer program product may include an S/W program and a storage medium readable by a computer in which the S/W program is stored. For example, the computer program product may include a product (eg, downloadable app) in the form of an S/W program that is distributed electronically through an electronic device manufacturer or an electronic market (eg, Google Play Store, App Store). have. For electronic distribution, at least a part of the S/W program may be stored on a storage medium or temporarily generated. In this case, the storage medium may be a server of a manufacturer, a server of an electronic market, or a storage medium of a relay server temporarily storing a SW program.
컴퓨터 프로그램 제품은, 서버 및 단말(예로, 전자 장치, 휴대용 전자 장치, 웨어러블 장치 등)로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 단말의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 단말과 통신 연결되는 제3 장치(예, 스마트폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 서버로부터 단말 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 단말로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.The computer program product may include a storage medium of a server or a storage medium of a terminal in a system composed of a server and a terminal (eg, an electronic device, a portable electronic device, a wearable device, etc.). Alternatively, when a third device (eg, a smart phone) is in communication with a server or terminal, the computer program product may include a storage medium of the third device. Alternatively, the computer program product may include an S/W program itself transmitted from a server to a terminal or a third device, or transmitted from a third device to a terminal.
이 경우, 서버, 단말 및 제3 장치 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 단말 및 제3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.In this case, one of the server, the terminal, and the third device may execute the computer program product to perform the method according to the disclosed embodiments. Alternatively, two or more of the server, the terminal, and the third device may execute the computer program product to distribute the method according to the disclosed embodiments.
예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 서버와 통신 연결된 단말이 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. For example, a server (eg, a cloud server or an artificial intelligence server, etc.) may execute a computer program product stored in the server, and control the terminal connected to the server to perform the method according to the disclosed embodiments.
또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 장치와 통신 연결된 단말이 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제3 장치는 전자 장치를 원격 제어하여, 전자 장치 제어 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. As another example, the third device may execute a computer program product to control a terminal in communication with the third device to perform the method according to the disclosed embodiment. As a specific example, the third device may be controlled to remotely control the electronic device to perform a method of controlling the electronic device.
제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 장치는 서버로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 장치는 프리로드된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.When the third device executes the computer program product, the third device may download the computer program product from the server and execute the downloaded computer program product. Alternatively, the third device may execute a computer program product provided in a preloaded state to perform the method according to the disclosed embodiments.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 실시예들의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 개시의 실시예들이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.As described above, the disclosed embodiments have been described with reference to the accompanying drawings. Those of ordinary skill in the art to which the embodiments of the present disclosure pertain may implement embodiments of the present disclosure in different forms from the disclosed embodiments without changing the technical spirit or essential features of the embodiments of the present disclosure. Will understand The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.
100, 100a
전자 장치
110
이어폰
120
제1 회로
130
신호 생성부
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f
프로세서
310
제1 임피던스 성분
310a
우이용 이어폰 임피던스
310b 좌이용 이어폰 임피던스
320
제1 아날로그 소자
430, 1110, 1310, 1520, 1610, 1810, 2110
아날로그 회로
410
DAC
412
증폭기
414
BPF
416
ADC
420
직교 복조기
512
진폭 산출부
532
위상 산출부
I
동상 성분
Q
직교 위상 성분
1612
오디오 재생기
2304, 2304a, 2304b
모션 보정부
3110a
장착 검출부
3110b
이탈 검출부100, 100a electronic device
110 earphone
120 first circuit
130 signal generator
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f processors
310 first impedance component
310a right ear earphone impedance
310b left ear earphone impedance
320 first analog element
430, 1110, 1310, 1520, 1610, 1810, 2110 analog circuit
410 DAC
412 amplifier
414 BPF
416 ADC
420 orthogonal demodulator
512 amplitude calculator
532 phase calculator
I frostbite component
Q orthogonal phase component
1612 audio player
2304, 2304a, 2304b motion compensation unit
3110a mounting detector
3110b deviation detection unit
Claims (20)
제1 교류 신호를 출력하는 신호 생성부;
상기 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되고(electrically coupled) 임피던스 성분을 갖는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자를 포함하고, 상기 제1 교류 신호를 입력 받고, 상기 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 출력하는 제1 회로; 및
상기 제1 검출 신호에 기초하여 적어도 하나의 생체 정보를 생성하여 출력하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 전자 장치.An earphone including a first impedance component;
A signal generator outputting a first AC signal;
And at least one first analog element electrically coupled to the first impedance component and having an impedance component, receiving the first AC signal, and including a voltage component corresponding to the first impedance component A first circuit for outputting the first detection signal; And
And one or more processors generating and outputting at least one biometric information based on the first detection signal.
상기 전자 장치는 상기 이어폰이 사람의 외이도에 삽입되는 형태를 갖고,
상기 제1 임피던스 성분의 크기는 외이도 압력의 변화에 따라 변화되는, 전자 장치.According to claim 1,
The electronic device has a form in which the earphone is inserted into the external auditory meatus of a person,
The size of the first impedance component is changed according to the change in the pressure of the ear canal, the electronic device.
상기 적어도 하나의 생체 정보는 심박수 정보를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 검출 신호의 위상 성분에 기초하여, 심박수 정보를 생성하는, 전자 장치.According to claim 1,
The at least one biometric information includes heart rate information,
The at least one processor generates heart rate information based on a phase component of the first detection signal.
상기 적어도 하나의 생체 정보는 체온 정보를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 검출 신호의 진폭(amplitude) 성분에 기초하여, 체온 정보를 생성하는, 전자 장치.According to claim 1,
The at least one biometric information includes body temperature information,
And the one or more processors generate body temperature information based on an amplitude component of the first detection signal.
상기 제1 교류 신호는 초음파 범위의 주파수를 갖는, 전자 장치. According to claim 1,
The first alternating current signal has a frequency in the ultrasonic range.
상기 제1 교류 신호는 20kHz 이상, 40kHz 이하의 주파수를 갖는, 전자 장치.According to claim 1,
The first alternating current signal has a frequency of 20 kHz or more and 40 kHz or less.
상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고, 상기 제1 검출 신호를 상기 하나 이상의 프로세서로 출력하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit generates the first detection signal including an in-phase component in-phase signal and an orthogonal phase-component orthogonal signal from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element, And outputting the first detection signal to the one or more processors.
상기 하나 이상의 프로세서는,
상기 동상 신호 및 상기 직교 신호 각각의 제곱 값의 합에 기초하여 체온 정보를 생성하고,
상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 추출된 위상 정보에 기초하여 심박수 정보를 생성하는, 전자 장치.The method of claim 7,
The one or more processors,
Body temperature information is generated based on a sum of square values of each of the in-phase signal and the orthogonal signal,
An electronic device that generates heart rate information based on phase information extracted from the in-phase signal and the orthogonal signal.
상기 제1 회로는,
상기 제1 임피던스 성분과 브리지(bridge) 회로 구조로 연결되는 제2 임피던스 소자, 제3 임피던스 소자, 및 제4 임피던스 소자를 포함하고,
상기 브리지 회로 구조의 제1 노드 또는 제2 노드 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 상기 제1 교류 신호를 입력받고,
상기 브리지 회로 구조의 제3 노드에서 출력되는 중간 검출 신호로부터 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 생성하고, 상기 동상 신호 및 상기 직교 신호를 상기 하나 이상의 프로세서로 출력하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit,
A second impedance element connected to the first impedance component and a bridge circuit structure, a third impedance element, and a fourth impedance element,
Receiving the first AC signal through at least one of the first node or the second node of the bridge circuit structure or a combination thereof,
An electronic device that generates an in-phase signal of an in-phase component and an orthogonal signal of an orthogonal phase component from an intermediate detection signal output from a third node of the bridge circuit structure, and outputs the in-phase signal and the orthogonal signal to the one or more processors.
상기 제1 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖고,
상기 제2 노드에 직접 연결되는 두 개의 임피던스 소자는 같은 임피던스 값을 갖는, 전자 장치.The method of claim 9,
The two impedance elements directly connected to the first node have the same impedance value,
The two impedance elements directly connected to the second node have the same impedance value.
상기 제1 노드는 상기 제1 교류 신호를 입력 받고,
상기 제2 노드는 180도 위상 지연된 상기 제1 교류 신호를 입력 받고,
상기 제1 임피던스 성분은 제4 노드와 상기 제1 노드 사이에 연결되고,
상기 제4 노드는 접지 전위에 연결되는, 전자 장치.The method of claim 9,
The first node receives the first AC signal,
The second node receives the first AC signal delayed by 180 degrees,
The first impedance component is connected between the fourth node and the first node,
And the fourth node is connected to a ground potential.
상기 제1 노드는 상기 제1 교류 신호를 입력 받고,
상기 제2 노드는 접지 전위에 연결되고,
상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고,
상기 제1 회로는, 상기 제4 노드의 신호 및 상기 제3 노드의 신호를 차동 증폭하여 상기 제1 검출 신호를 생성하는, 전자 장치.The method of claim 9,
The first node receives the first AC signal,
The second node is connected to ground potential,
The first impedance component is connected between the second node and the fourth node,
And the first circuit differentially amplifies the signal of the fourth node and the signal of the third node to generate the first detection signal.
상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고,
상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고,
상기 이어폰은 제1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분을 갖고,
상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고, 상기 제3 임피던스 소자는 제3 저항 및 상기 제3 저항과 병렬 연결된 제3 커패시터를 포함하고, 상기 제4 임피던스 소자는 제4 저항을 포함하고,
상기 제1 저항 성분 및 상기 제4 저항은 저항 성분의 크기가 같고,
상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고,
상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는, 전자 장치.The method of claim 9,
The first impedance component is connected between the second node and the fourth node,
The second impedance element is connected between the first node and the fourth node, the third impedance element is connected between the first node and the third node, and the fourth impedance element is the second node And connected between the third node,
The earphone has a first resistance component and a first inductance component,
The second impedance element includes a second resistor, the third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel with the third resistor, and the fourth impedance element includes a fourth resistor,
The first resistance component and the fourth resistance have the same size of the resistance component,
The second resistance and the third resistance have the same size of the resistance component,
The third capacitor has an electrical storage component having a size of {first inductance component/(resistance component of the third resistor * resistance component of the fourth resistor)}.
상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되고,
상기 제2 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제4 임피던스 소자는 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 연결되고,
상기 제1 임피던스 성분은 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 직렬 연결된 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분, 및 상기 제2 노드와 상기 제4 노드 사이에서 제1-1 저항 성분 및 제1 인덕턴스 성분과 병렬 연결된 제1-2 저항 성분을 포함하고,
상기 제2 임피던스 소자는 제2 저항을 포함하고,
상기 제3 임피던스 소자는, 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제3 저항 및 제3 커패시터를 포함하고,
상기 제4 임피던스 소자는, 상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 병렬 연결된 제4-1 저항, 제4-2 저항, 및 제4 커패시터를 포함하는, 전자 장치.The method of claim 9,
The first impedance component is connected between the second node and the fourth node,
The second impedance element is connected between the first node and the fourth node, the third impedance element is connected between the first node and the third node, and the fourth impedance element is the second node And connected between the third node,
The first impedance component includes a first-first resistance component and a first inductance component connected in series between the second node and the fourth node, and a first-one resistance component between the second node and the fourth node, and And a 1-2 resistance component connected in parallel with the first inductance component,
The second impedance element includes a second resistor,
The third impedance element includes a third resistor and a third capacitor connected in parallel between the first node and the third node,
And the fourth impedance element includes a 4-1 resistor, a 4-2 resistor, and a fourth capacitor connected in parallel between the second node and the third node.
상기 제1-1 저항 성분 및 상기 제4-1 저항은 저항 성분의 크기가 같고,
상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 저항 성분의 크기가 같고,
상기 제1-2 저항 성분 및 상기 제4-2 저항의 저항 성분의 크기가 같고,
상기 제3 커패시터는 {제1 인덕턴스 성분/(제3 저항의 저항 성분 * 제4-1 저항의 저항 성분)} 크기의 축전 성분을 갖는, 전자 장치.The method of claim 14,
The 1-1 resistance component and the 4-1 resistance have the same size of the resistance component,
The second resistance and the third resistance have the same size of the resistance component,
The size of the resistance component of the first-2 resistance component and the fourth-2 resistance is the same,
The third capacitor has an electrical storage component having a size of {first inductance component/(resistance component of third resistor * resistance component of 4-1 resistor)}}.
상기 제1 회로는, 밴드 패스 필터 및 포락선 검파기(envelope detector)를 포함하고, 상기 제1 아날로그 소자에 연결된 노드의 제1 중간 검출 신호를 상기 밴드 패스 필터 및 상기 포락선 검파기로 변조한 제2 중간 검출 신호를 생성하고, 상기 제2 중간 검출 신호로부터 생성된 진폭 변동 성분 신호 및 직류 성분 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 진폭 변동 성분 신호로부터 심박수 정보를 생성하고, 상기 직류 성분 신호로부터 상기 체온 정보를 생성하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit includes a band pass filter and an envelope detector, and the second intermediate detection modulates the first intermediate detection signal of the node connected to the first analog element with the band pass filter and the envelope detector. Generating a signal, and generating the first detection signal including an amplitude fluctuation component signal and a direct current component signal generated from the second intermediate detection signal,
And the one or more processors generate heart rate information from the amplitude fluctuation component signal and the body temperature information from the direct current component signal.
상기 제1 회로는, 상기 이어폰을 통해 출력되는 오디오 신호에 대응되는 전기적인 오디오 신호를 입력 받고, 상기 오디오 신호를 하이 패스 필터로 처리한 후 상기 제1 회로의 적어도 하나의 노드로 인가하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit receives an electrical audio signal corresponding to an audio signal output through the earphone, processes the audio signal with a high pass filter, and then applies it to at least one node of the first circuit. Device.
상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하고, 상기 진폭 신호 및 위상 신호를 이용하여 상기 전자 장치의 움직임 성분을 제거하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit generates the first detection signal including an in-phase component in-phase signal and an orthogonal phase-component orthogonal signal from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element,
The at least one processor generates an amplitude signal of an amplitude component and a phase signal of a phase component from the in-phase signal and the orthogonal signal, and removes a motion component of the electronic device using the amplitude signal and the phase signal. .
상기 제1 회로는, 상기 제1 교류 신호 및 상기 제1 아날로그 소자와 연결된 노드의 중간 검출 신호로부터, 동상 성분의 동상 신호 및 직교 위상 성분의 직교 신호를 포함하는 상기 제1 검출 신호를 생성하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 동상 신호와 상기 직교 신호로부터 진폭 성분의 진폭 신호 및 위상 성분의 위상 신호를 생성하고, 상기 진폭 신호 또는 상기 위상 신호 중 적어도 하나의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치의 착용 또는 분리(detach)를 검출하는, 전자 장치.According to claim 1,
The first circuit generates the first detection signal including an in-phase component in-phase signal and an orthogonal phase-component orthogonal signal from an intermediate detection signal of a node connected to the first AC signal and the first analog element,
The one or more processors generate an amplitude signal of an amplitude component and a phase signal of a phase component from the in-phase signal and the orthogonal signal, and wear or wear the electronic device based on a change amount of at least one of the amplitude signal or the phase signal. An electronic device that detects detachment.
상기 전자 장치는,
제1 임피던스 성분을 포함하는 이어폰, 및
상기 제1 임피던스 성분과 전기적으로 연결되고(electrically coupled) 임피던스 성분을 갖는 적어도 하나의 제1 아날로그 소자를 포함하는 제1 회로를 포함하고,
상기 전자 장치 제어 방법은,
상기 제1 회로로 제1 교류 신호를 출력하도록 제어하는 단계;
상기 제1 회로로부터, 상기 제1 임피던스 성분에 대응하는 전압 성분을 포함하는 제1 검출 신호를 획득하는 단계;
상기 제1 검출 신호에 기초하여, 적어도 하나의 생체 정보를 생성하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 생체 정보를 출력하는 단계를 포함하는 전자 장치 제어 방법.In the control method of the electronic device,
The electronic device,
An earphone comprising a first impedance component, and
A first circuit comprising at least one first analog element electrically coupled to the first impedance component and having an impedance component,
The electronic device control method,
Controlling to output a first AC signal to the first circuit;
Obtaining a first detection signal including a voltage component corresponding to the first impedance component from the first circuit;
Generating at least one biometric information based on the first detection signal; And
And outputting the at least one biometric information.
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