KR20200092665A - 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스 및 이를 포함한 생체신호 측정장치 - Google Patents

생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스 및 이를 포함한 생체신호 측정장치 Download PDF

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황정은
고병훈
이종욱
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Abstract

생체신호 측정용 인터페이스 및 이를 포함한 생체신호 측정장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 생체신호 측정용 인터페이스는 사용자의 손가락이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면을 구비하는 인터페이스 본체와, 핑거 접촉면에 손가락이 접촉된 상태에서 손가락에 촉각을 인식시키도록 핑거 접촉면에 형성된 텍스쳐부를 포함할 수 있다.

Description

생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스 및 이를 포함한 생체신호 측정장치{TEXTURE INTERFACE FOR MEASURING BIOLOGICAL SIGNAL AND BIOLOGICAL SIGNAL MEASUREMENT APPARATUS COMPRISING THE SAME}
비침습적인 방식으로 사용자로부터 생체신호를 측정하는 기술에 관한 것이다.
최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해, IT 기술과 의료기술이 융합된 기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히, 사용자의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강상태를 모니터링해주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다.
사용자의 건강지표를 나타내는 대표적인 생체신호로는 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 이러한 생체신호를 일상생활에서 측정하기 위해서 다양한 생체신호 측정장치가 개발되고 있다. 일 예로, 생체신호 측정장치는 사용자의 손가락이 인터페이스에 접촉된 상태에서 사용자의 생체신호를 측정하도록 구성됨으로써, 생체신호를 비침습적인 방식으로 측정해서 건강지표를 추정할 수 있게 한다.
한편, 모바일 헬스케어의 성공적인 상용화를 위해서는, 서로 다른 시간대에 동일한 건강지표의 안정적이고 일관적인 생체신호를 얻는 것이 매우 중요하다. 그런데, 사용자가 손가락을 서로 다른 시간대에 생체신호 측정장치의 인터페이스에 접촉시킬 때마다 접촉 위치의 편차가 심할 경우, 생체신호의 재현성이 떨어지므로, 건강지표의 추정이 부정확해질 수 있다. 건강지표를 정확하게 추정하기 위해, 생체신호를 측정할 때마다 사용자의 손가락을 인터페이스 상의 동일 위치에 항상 접촉시킬 수 있게 유도하는 방안이 요구된다.
사용자가 생체신호를 측정할 때마다 손가락을 동일 위치에 항상 접촉시키도록 유도할 수 있게 하고, 그에 따라 생체신호의 재현성을 높일 수 있게 하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스 및 이를 포함한 생체신호 측정장치가 제시된다.
일 양상에 따르면, 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스는 사용자의 손가락이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면을 구비하는 인터페이스 본체와, 핑거 접촉면에 손가락이 접촉된 상태에서 손가락에 촉각을 인식시키도록 핑거 접촉면에 형성된 텍스쳐부를 포함할 수 있다.
텍스쳐부는 손가락이 핑거 접촉면에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 배치될 수 있다.
핑거 접촉면은 손가락이 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 길이 방향과 나란한 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 텍스쳐부는 핑거 접촉면의 정점 부위에 배치될 수 있다. 텍스쳐부는 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 배치될 수 있다. 텍스쳐부는 볼록 형태와 오목 형태 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
핑거 접촉면은 일부분에 형성된 제1 투광영역과, 제1 투광영역으로부터 이격되어 다른 일부분에 형성된 적어도 하나의 제2 투광영역, 및 제1,2 투광영역 이외의 나머지 부분에 형성된 불투광영역을 포함할 수 있다.
여기서, 텍스쳐부는 제1 투광영역 주위의 불투광영역에 배치될 수 있다. 텍스쳐부는 손가락이 핑거 접촉면에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 제1 투광영역 양쪽의 불투광영역에 각각 배치될 수 있다.
인터페이스 본체는 내부 공간을 갖고 한쪽이 개구된 본체 하우징, 및 한쪽 부위에 핑거 접촉면을 갖고 반대쪽 부위로 본체 하우징의 한쪽 개구를 덮는 본체 커버를 포함할 수 있다.
여기서, 본체 커버는 제1,2 투광영역에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는 커버부재, 및 커버부재의 홀들에 각각 끼워진 투광부재들을 포함할 수 있다. 또는, 본체 커버는 제1,2 투광영역에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는 커버부재, 및 커버부재를 전체적으로 덮는 투광부재를 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체신호 측정장치는 텍스쳐 인터페이스와, 맥파 센서, 및 프로세서를 포함할 수 있다. 텍스쳐 인터페이스는 일부 영역이 광투과성을 갖는 형태로 사용자의 손가락이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면을 구비하는 인터페이스 본체와, 핑거 접촉면에 손가락이 접촉된 상태에서 손가락에 촉각을 인식시키도록 핑거 접촉면에 형성된 텍스쳐부를 포함한다. 맥파 센서는 텍스쳐 인터페이스에 손가락이 접촉된 상태에서 사용자로부터 맥파 신호를 측정한다. 프로세서는 맥파 센서로부터 측정된 맥파 신호를 기초로 생체정보를 추정한다. 맥파 신호는 광용적맥파 신호일 수 있다.
맥파 센서는 핑거 접촉면에 접촉된 손가락의 조직으로 제2 투광영역을 통해 광을 조사하는 광원, 및 핑거 접촉면에 접촉된 손가락 조직으로부터 반사된 광을 제1 투광영역을 통해 검출하는 광디텍터를 포함할 수 있다.
인터페이스 본체는 광원과 광디텍터를 격벽에 의해 구획된 내부 공간들에 나누어 수용하고 한쪽이 개구된 본체 하우징, 및 한쪽 부위에 핑거 접촉면을 갖고 반대쪽 부위로 상기 본체 하우징의 한쪽 개구를 덮는 본체 커버를 포함할 수 있다.
프로세서는 생체신호 측정 요청이 수신되면, 핑거 접촉면에 손가락을 접촉시키기 위한 행동 요령 안내 정보를 출력부를 통해 출력할 수 있다.
텍스쳐부를 이용하여, 사용자가 생체신호를 측정할 때마다 손가락을 동일 위치에 항상 접촉시키도록 유도할 수 있게 한다. 그에 따라, 생체신호의 재현성을 높일 수 있게 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 손가락이 핑거 접촉면에 접촉된 상태에 대한 측면도이다.
도 3은 도 2에 대한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 텍스쳐 인터페이스에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 텍스쳐 인터페이스에 대한 단면도이다.
도 6은 다른 예의 본체 커버를 포함한 텍스쳐 인터페이스에 대한 단면도이다.
도 7은 다른 예의 텍스쳐부를 포함한 텍스쳐 인터페이스에 대한 사시도이다.
도 8은 도 7에 대한 단면도이다.
도 9는 다른 예의 인터페이스 본체를 포함한 텍스쳐 인터페이스에 대한 사시도이다.
도 10은 또 다른 예의 인터페이스 본체를 포함한 텍스쳐 인터페이스에 대한 사시도이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
도 12는 맥파 센서의 다른 예를 나타낸 구성도이다.
도 13은 핑거 접촉면 상의 설정 위치에 접촉되는 손가락 바닥면의 각 위치를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 있어서, 손가락 바닥면의 각 위치에 따른 오실로메트릭 파형을 나타낸 그래프이다.
도 15a는 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 첫번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다.
도 15b는 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 두번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다.
도 16a는 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 첫번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다.
도 16b는 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 두번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다.
도 17은 출력부에 행동 요령 안내 정보가 출력되는 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 제2 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
도 19는 도 18에 있어서, 출력부에 가압 안내 정보가 출력되는 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 제3 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스 및 생체신호 측정장치의 실시예들에 대해 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다. 생체정보 추정 장치는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 단말 등에 탑재되거나 독립적인 하드웨어 기기로 제작될 수 있다.
독립적인 하드웨어 기기로 제작되는 경우, 사용자가 휴대하면서 용이하게 생체정보를 측정할 수 있도록 사용자에 착용될 수 있는 웨어러블 기기의 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 손목 시계형, 팔찌형, 손목 밴드형, 반지형, 안경형, 또는 헤어밴드형으로 구현되는 것이 가능하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 의료기관에서 생체정보를 측정 및 분석에 활용하기 위한 고정형으로 제작되는 등 다양한 목적에 따라 변형 실시될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 손가락이 핑거 접촉면에 접촉된 상태에 대한 측면도이다. 도 3은 도 2에 대한 평면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 텍스쳐 인터페이스에 대한 분해 사시도이다. 도 5는 도 1에 도시된 텍스쳐 인터페이스에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스(110)는 인터페이스 본체(111), 및 텍스쳐부(texture unit, 116)를 포함한다.
인터페이스 본체(111)는 사용자의 손가락(10)이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면(112)을 구비한다. 텍스쳐부(116)는 핑거 접촉면(112)에 손가락(10)이 접촉된 상태에서 손가락(10)에 촉각을 인식시키도록 핑거 접촉면(112)에 형성된다.
이러한 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스(110)에 의하면, 사용자가 서로 다른 시간대에 생체신호를 측정할 때마다 손가락(10)을 동일 위치에 항상 접촉시키도록 유도할 수 있게 하고, 그에 따라 생체신호의 재현성을 높일 수 있게 한다. 여기서, 동일 위치는 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)의 설정 위치에 대해 허용 범위 내로 접촉되는 것으로 간주될 수 있다.
예컨대, 사용자가 생체신호 측정을 위해 손가락(10)의 끝마디 중앙을 핑거 접촉면(112) 상의 설정 위치에 맞춰 접촉시키면, 텍스쳐부(116)는 손가락(10)의 해당 부위에 촉각을 자극한다. 따라서, 사용자는 생체신호 측정을 처음 시도할 때, 손가락(10)의 어느 부위가 텍스쳐부(116)에 의해 촉각 자극되는지 인식해서 기억할 수 있게 된다.
사용자는 다음 번에 생체신호 측정을 시도할 때, 기억된 손가락(10) 부위가 텍스쳐부(116)에 의해 촉각 자극되도록 핑거 접촉면(112)에 접촉시키면, 손가락(10)의 끝마디 중앙이 핑거 접촉면(112) 상의 설정 위치에 맞춰질 수 있게 된다.
그 결과, 사용자는 서로 다른 시간대에 생체신호를 측정할 때마다 텍스쳐부(116)에 의해 손가락(10)의 끝마디 중앙을 핑거 접촉면(112) 상의 동일 위치에 항상 접촉시킬 수 있게 된다. 또한, 사용자의 동일한 건강상태에서 서로 다른 시간대에 안정적이고 일관적인 생체신호가 얻어질 수 있으므로, 건강지표의 추정을 정확하게 할 수 있다.
한편, 핑거 접촉면(112)은 텍스쳐부(116)를 제외한 부위가 매끈한 면으로 이루어질 수 있다. 핑거 접촉면(112)은 손가락(10)이 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락(10)의 길이 방향과 나란한 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어질 수 있다.
설명의 편의상, 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)에 설정 방향으로 올려진 기준으로 손가락(10)의 길이 방향과 나란한 방향을 제1 방향으로 정의하고, 손가락(10)의 폭 방향과 나란한 방향을 제2 방향으로 정의하면, 핑거 접촉면(112)은 제1 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 핑거 접촉면(112)은 반원통체 곡면 또는 반타원체 곡면을 이루게 형성될 수 있다.
핑거 접촉면(112)이 곡면을 이루게 되면, 핑거 접촉면(112)이 평면을 이루는 것보다 동일한 힘으로 손가락(10)을 누를 때 손가락(10)의 변형이 더 깊게 이루어질 수 있다. 따라서, 사용자는 손가락(10)의 변형이 동일한 기준으로 더 작은 힘을 핑거 접촉면(112)에 가하는 것이 가능하다. 물론, 핑거 접촉면(112)은 평면으로 이루어지는 것도 가능하다.
텍스쳐부(116)는 핑거 접촉면(112)의 정점 부위에 배치될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 배치될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 볼록 형태로 이루어질 수 있다.
즉, 텍스쳐부(116)는 범프(bump)로 이루어질 수 있다. 범프는 속이 꽉 찬 반구 또는 돔의 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 범프는 돌출 부위가 곡면으로 이루어지므로, 사용자는 범프를 손가락(10)을 누른 상태에서 통증을 느끼지 않게 된다.
범프의 크기가 커질수록 촉각 인식이 강해질 수 있으나, 손가락(10)에 가해지는 압박감이 증가할 수 있다. 범프의 크기가 작아질수록 촉각 인식이 약해질 수 있으나, 손가락(10)에 가해지는 압박감이 작아질 수 있다.
예컨대, 범프는 촉각 인식과 압박감을 절충하도록 각각 최대 높이와 지름이 0.5mm~ 1mm의 범위로 설정될 수 있다. 물론, 범프는 촉각 인식이 가능한 범주에서 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 범프는 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 복수 개씩 대응되게 형성될 수 있다.
핑거 접촉면(112)은 일부분에 형성된 제1 투광영역(112a)과, 제1 투광영역(112a)으로부터 양쪽으로 이격되어 다른 일부분에 형성된 한 쌍의 제2 투광영역(112b)들, 제1 투광영역(112a) 및 제2 투광영역(112b)들 이외의 나머지 부분에 형성된 불투광영역(112c)을 포함할 수 있다.
맥파 센서가 인터페이스 본체(111) 내에 배치되는 경우, 제1 투광영역(112a)은 핑거 접촉면(112)에 접촉된 손가락(10) 조직으로부터 반사된 광을 투과시켜 투과된 광을 맥파 센서의 광디텍터가 검출할 수 있게 한다. 제2 투광영역(112b)들은 광원들로부터 조사된 광을 투과시켜 핑거 접촉면(112)에 접촉된 손가락(10)의 조직으로 전달할 수 있게 한다.
제1 투광영역(112a)은 사각형 외곽을 갖고 핑거 접촉면(112)의 정중앙에 배치될 수 있다. 제2 투광영역(112b)들은 각각 사각형 외곽을 갖고 쌍을 이룰 수 있다. 제2 투광영역(112b)들은 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)에 설정 방향으로 올려지는 기준으로 손가락(10)의 폭 방향과 나란한 방향, 즉 제2 방향을 따라 제1 투광영역(112a)으로부터 양쪽으로 이격될 수 있다. 제2 투광영역(112b)들은 제1 투광영역(112a)으로부터 각각 일정 간격으로 이격될 수 있다.
제2 투광영역(112b)은 제1 투광영역(112a)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 제2 투광영역(112b)은 제1 방향으로 제1 투광영역(112a)과 동일한 길이를 가질 수 있고, 제2 방향으로 제1 투광영역(112a)보다 짧은 길이를 가질 수 있다.
텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a) 주위의 불투광영역(112c)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들을 통해 광이 투과할 때, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들을 가리지 않게 된다. 따라서, 텍스쳐부(116)는 맥파 센서에 의한 맥파 신호 측정에 영향을 미치지 않게 된다.
텍스쳐부(116)는 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 제1 투광영역(112a) 양쪽의 불투광영역(112c)에 각각 배치될 수 있다. 여기서, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b) 사이의 불투광영역(112c)에 배치된다.
인터페이스 본체(111)는 본체 하우징(113), 및 본체 커버(114)를 포함할 수 있다. 본체 하우징(113)은 내부 공간을 갖고 한쪽이 개구된 형태로 이루어진다. 본체 커버(114)는 한쪽 부위에 핑거 접촉면(112)을 갖고 반대쪽 부위로 본체 하우징(113)의 한쪽 개구를 덮는다.
본체 커버(114)는 커버부재(114a)와 투광부재(114b)들을 포함할 수 있다. 커버부재(114a)는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는다. 커버부재(114a)는 홀들을 통해서만 광을 투과시킬 수 있도록 불투광성 재질로 이루어질 수 있다.
커버부재(114a)는 손가락(10)에 의한 가압시 변형이 없는 수준의 강도를 지닐 수 있다. 커버부재(114a)는 강도가 0.5GPa 이상의 재질, 예컨대 탄소 섬유, 고강도 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
커버부재(114a)는 제1 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어질 수 있다. 커버부재(114a)는 일정한 두께로 이루어질 수 있다. 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a)을 이루는 홀 주위에 위치하는 커버부재(114a)의 불투광 부위에 형성될 수 있다.
투광부재(114b)들은 커버부재(114a)의 홀들에 각각 끼워진다. 따라서, 본체 커버(114)는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들 및 불투광영역(112c)을 구성할 수 있다. 투광부재(114b)들은 커버부재(114a)와 함께 매끈한 핑거 접촉면(112)을 형성하도록 커버부재(114a)의 홀들에 끼워져 고정될 수 있다.
커버부재(114a)가 제1 방향을 따라 볼록하게 곡면진 형태로 이루어진 경우, 투광부재(114b)들도 커버부재(114a)의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 투광부재(114b)는 글라스 또는 투명 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 투광부재(114b)는 일정한 두께로 이루어질 수 있다.
본체 하우징(113)은 불투광성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 맥파 센서가 본체 하우징(113)에 내장된 경우, 본체 하우징(113)은 광이 제1 투광영역(112a) 및 제2 투광영역(112b)들로만 투과하도록 할 수 있다. 본체 하우징(113)은 커버부재(114a)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 본체 하우징(113)은 커버부재(114a)와 별개로 제조되어 조립될 수 있으나, 커버부재(114a)와 일체로 제조될 수도 있다.
본체 하우징(113)은 맥파 센서의 광원들과 광디텍터를 격벽(113a)에 의해 구획된 내부 공간들에 나누어 수용할 수 있다. 격벽(113a)은 광원들로부터 조사되는 광이 광디텍터로 유입되지 않게 차단할 수 있다.
격벽(113a)은 본체 하우징(113)과 마찬가지로 불투광성 재질로 이루어질 수 있다. 격벽(113a)은 커버부재(114a)의 홀들 사이를 가로질러 배치되는 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 격벽(113a)은 커버부재(114a)와의 사이로 광의 누설을 방지하도록 커버부재(114a)의 안쪽 부위에 연결될 수 있다. 격벽(113a)은 본체 하우징(113)과 일체로 제조될 수 있다.
다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 본체 커버(114')는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는 커버부재(114a), 및 커버부재(114a)를 전체적으로 덮는 투광부재(114b')를 포함할 수 있다. 커버부재(114a)는 전술한 예와 같이 구성될 수 있다. 투광부재(114b')는 커버부재(114a)와 동일한 면적을 갖고 커버부재(114a)를 전체적으로 덮을 수 있다. 따라서, 본체 커버(114')는 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)들 및 불투광영역(112c)을 구성할 수 있다.
투광부재(114b')는 바깥쪽 면이 핑거 접촉면(112)을 이루게 된다. 이 경우, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a)을 이루는 홀 주위와 대응되게 투광부재(114b')의 바깥쪽 면에 형성될 수 있다. 투광부재(114b')는 바깥쪽 면이 매끈한 형태로 이루어짐으로써, 매끈한 핑거 접촉면(112)을 이룰 수 있다.
커버부재(114a)가 제1 방향을 따라 볼록하게 곡면진 형태로 이루어진 경우, 투광부재(114b')도 커버부재(114a)의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 투광부재(114b')는 글라스 또는 투명 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 투광부재(114b')는 일정한 두께로 이루어질 수 있다.
다른 예로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 텍스쳐부(116')는 오목 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 텍스쳐부(116')는 홈으로 이루어질 수 있다. 홈은 반구 또는 돔의 형태로 이루어질 수 있다. 홈의 크기가 커질수록 촉각 인식이 강해질 수 있으나, 손가락(10)에 가해지는 압박감이 증가할 수 있다. 홈의 크기가 작아질수록 촉각 인식이 약해질 수 있으나, 손가락(10)에 가해지는 압박감이 작아질 수 있다.
예컨대, 홈은 촉각 인식과 압박감을 절충하도록 각각 최대 깊이와 지름이 0.5mm~ 1mm의 범위로 설정될 수 있다. 물론, 홈은 촉각 인식이 가능한 범주에서 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 홈은 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 복수 개씩 대응되게 형성될 수 있다.
다른 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 핑거 접촉면(112)은 2개의 제2 투광영역(112b)들 중 1개의 제2 투광영역(112b)이 생략될 수 있다. 이 경우, 제1,2 투광영역(112a, 112b)의 각 위치가 핑거 접촉면(112)의 영역에 맞게 변경될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a) 주위의 불투광영역(112c)에 배치될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 제1 투광영역(112a) 양쪽의 불투광영역(112c)에 각각 배치될 수 있다. 범프 형태의 텍스쳐부(116) 대신, 홈 형태의 텍스쳐부(116')가 구비될 수도 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 핑거 접촉면(112')은 손가락(10)이 설정 방향으로 올려진 기준으로 손가락(10)의 길이 방향과 나란한 방향, 즉 제1 방향을 따라 제1 투광영역(112a)과 제2 투광영역(112b)이 배열될 수 있다. 이 경우, 핑거 접촉면(112')은 평면으로 이루어질 수 있다.
여기서, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a) 주위의 불투광영역(112c)에 배치될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 손가락(10)이 핑거 접촉면(112')에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 제1 투광영역(112a) 양쪽의 불투광영역(112c)에 각각 배치될 수 있다. 텍스쳐부(116)는 손가락(10)의 중앙 부위를 기준으로 손가락(10)의 선,후단 부위에 각각 촉각을 인식시키도록 제1 투광영역(112a)의 선,후단 쪽의 불투광영역(112c)에 각각 배치될 수 있다.
이와 같이, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a)의 4개 변마다 적어도 1개씩 배치될 수 있다. 하지만, 예시된 바와 한정되지 않고, 텍스쳐부(116)들 중 손가락(10)의 선,후단 부위에 각각 촉각을 인식시키는 텍스쳐부(116)들이 생략되거나, 손가락(10)의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키는 텍스쳐부(116)들이 생략될 수도 있다.
제2 투광영역(112b)은 한 쌍으로 이루어져 제1 투광영역(112a)을 사이에 두고 배치된 것으로 예시되어 있으나, 2개의 투광영역(112b)들 중 1개가 생략되는 것도 가능하다. 범프 형태의 텍스쳐부(116) 대신, 홈 형태의 텍스쳐부(116')가 구비될 수도 있다. 또한, 핑거 접촉면(112')은 일정한 접촉 면적으로 손가락(10)을 접촉시키도록 손가락(10)의 끝마디 크기보다 작은 크기로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 11은 제1 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 제1 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 텍스쳐 인터페이스(110)와, 맥파 센서(120), 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
텍스쳐 인터페이스(110)는 인터페이스 본체(111) 및 텍스쳐부(116)를 포함한다. 인터페이스 본체(111)는 일부 영역이 광투과성을 갖는 형태로 사용자의 손가락(10)이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면(112)을 구비한다. 텍스쳐부(116)는 핑거 접촉면(112)에 손가락(10)이 접촉된 상태에서 손가락(10)에 촉각을 인식시키도록 핑거 접촉면(112)에 형성된다.
핑거 접촉면(112)은 손가락(10)이 접촉된 상태에서 광투과성 영역을 통해 맥파 센서(120)의 광원(121)으로부터 조사된 광을 투과시켜 손가락(10) 조직으로 전달할 수 있게 하며, 손가락(10) 조직으로부터 반사된 광을 광투과성 영역을 통해 투과시켜 맥파 센서(120)의 광디텍터(122)로 전달할 수 있게 한다.
핑거 접촉면(112)은 전술한 예와 같이, 제1 투광영역(112a)과 적어도 하나의 제2 투광영역(112b) 및 불투광영역(112c)을 포함할 수 있다. 핑거 접촉면(112)은 제1 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어질 수 있다. 곡면 형태의 핑거 접촉면(112) 대신 평면 형태의 핑거 접촉면(112')이 구비될 수도 있다.
여기서, 텍스쳐부(116)는 제1 투광영역(112a) 주위의 불투광영역(112c)에 배치된다. 텍스쳐부(116)는 전술한 예와 같이 구성될 수 있다. 범프 형태의 텍스쳐부(116) 대신, 홈 형태의 텍스쳐부(116')가 구비될 수도 있다.
인터페이스 본체(111)는 전술한 예와 같이, 본체 하우징(113)과 본체 커버(114)를 포함하여 구성될 수 있다. 본체 하우징(113)은 내부 공간을 갖고 한쪽이 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 본체 하우징(113)은 맥파 센서(120)의 광원(121)과 광디텍터(122)를 격벽(113a)에 의해 구획된 내부 공간들에 나누어 수용할 수 있다. 격벽(113a)은 광원(121)으로부터 조사되는 광이 광디텍터(122)로 유입되지 않게 차단할 수 있다.
본체 커버(114)는 한쪽 부위에 핑거 접촉면(112)을 갖고 반대쪽 부위로 본체 하우징(113)의 한쪽 개구를 덮을 수 있다. 본체 커버(114)는 전술한 예와 같이 구성될 수 있다. 본체 커버(114) 대신 전술한 예의 본체 커버(114')가 구비될 수도 있다.
맥파 센서(120)는 텍스쳐 인터페이스(110)에 손가락(10)이 접촉된 상태에서 사용자로부터 맥파 신호를 측정한다. 여기서, 맥파 신호는 광용적 맥파(photoplethysmography, PPG) 신호일 수 있다.
맥파 센서(120)는 광원(121) 및 광디텍터(122)를 포함할 수 있다. 광원(121)은 핑거 접촉면(112)에 접촉된 손가락(10) 조직으로 제2 투광영역(112b)을 통해 광을 조사한다. 광원(121)은 2개로 구비되어 제2 투광영역(112b)들에 각각 대응되게 배치될 수 있다. 광원(121)들은 서로 다른 파장의 광을 조사할 수 있다. 광원(121)은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체(phosphor) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광원(121)들은 프로세서(130)의 제어에 따라 시분할 방법으로 구동되어 순차적으로 손가락(10)에 광을 조사할 수 있다. 이때, 광원(121)들의 방출 시간, 구동 순서, 전류의 세기(current intensity) 및 펄스 지속 시간(pulse duration) 등의 광원 구동 조건이 미리 설정될 수 있다. 프로세서(130)는 광원 구동 조건을 참조하여 광원(121)들의 구동을 제어할 수 있다.
광디텍터(122)는 핑거 접촉면(112)에 접촉된 손가락(10) 조직으로부터 반사된 광을 제1 투광영역(112a)을 통해 검출한다. 광디텍터(122)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 광디텍터(122)는 광원(121)들에 의해 순차적으로 손가락(10)으로 조사되어 손가락(10) 조직으로부터 방출되는 서로 다른 파장의 광을 순차적으로 검출하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정할 수 있다.
다른 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, 맥파 센서(120)는 1개의 광원(121)과, 2개의 광디텍터(122)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 핑거 접촉면(112)은 2개의 제2 투광영역(112b)들 중 1개가 생략될 수 있다. 광원(121)은 손가락(10)에 단일 파장의 광을 조사할 수 있다. 광원(121)은 가시광선을 포함하는 넓은 파장대의 광을 조사하도록 형성될 수 있다.
광디텍터(122)들은 손가락(10)으로부터 방출되는 단일 파장대의 광에 반응하여 복수의 맥파 신호를 측정할 수 있다. 이를 위해, 광디텍터(122)들은 복수 개의 서로 다른 응답 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
예컨대, 광디텍터(122)들은 서로 다른 파장의 광에 반응하도록 서로 다른 측정 범위를 갖는 포토 다이오드들로 형성될 수 있다. 또는, 광디텍터(122)들은 서로 다른 파장의 광에 반응하도록 서로 다른 컬러 필터를 장착하거나, 어느 하나에만 컬러 필터를 장착할 수 있다.
한편, 광디텍터(122)들은 광원(121)으로부터 서로 다른 거리 상에 배치하고, 광원(121)으로부터 상대적으로 가까운 거리에 배치되는 광디텍터(122)는 단파장 대역의 광을 검출하고, 광원(121)으로부터 상대적으로 먼 거리에 배치되는 광디텍터(122)는 장파장 대역의 광을 검출하도록 할 수 있다.
또는, 광원(121)으로부터 서로 다른 거리 상에 배치된 광디텍터(122)들이 동일 파장의 광을 검출하도록 할 수 있으며, 이때, 광원(121)으로부터의 이격 거리에 따라 각 광디텍터(122)에서 검출된 광이 손가락(10) 체내를 통과한 깊이를 결정할 수 있다.
서로 다른 파장의 맥파 신호를 측정하기 위한 맥파 센서(120)의 실시예들은 예시에 불과한 것이므로, 광원(121)과 광디텍터(122)의 각 개수 등에 제한되는 것은 아니며 맥파의 소스(source) 깊이에 따른 신호들을 구별하여 맥파 신호를 획득할 수 있는 다양한 구성이 가능하다.
프로세서(130)는 맥파 센서(120)로부터 측정된 맥파 신호를 기초로 생체정보를 추정한다. 프로세서(130)는 맥파 센서(120)로부터 측정된 복수의 맥파 신호를 이용하여 오실로메트릭(oscillometric) 파형을 획득할 수 있다. 이때, 복수의 맥파 신호는 서로 다른 파장을 갖는 맥파 신호일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 동일 파장의 복수의 맥파 신호를 이용한 오실로메트릭 파형의 획득이 가능하다.
프로세서(130)는 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 등을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 혈압을 예로 들어 설명하기로 한다.
예컨대, 프로세서(130)는 복수의 맥파 신호가 측정되면, 상대적으로 장파장의 맥파 신호와 관련된 제1 신호에서 단파장의 맥파 신호와 관련된 제2 신호를 차분하고, 차분 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득할 수 있다. 이때, 제1 신호는 측정된 장파장의 맥파 신호 자체이거나 미리 정의된 미분 차수에 따라 장파장의 맥파 신호를 미분한 미분신호일 수 있다. 마찬가지로, 제2 신호는 측정된 단파장의 맥파 신호 자체이거나 미리 정의된 미분 차수에 따라 단파장의 맥파 신호를 미분한 미분신호일 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 오실로메트릭 파형이 획득되면, 오실로메트릭 파형으로부터 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 혈압 측정 모델에 적용하여 혈압을 측정할 수 있다. 예컨대, 프로세서(130)는 오실로메트릭 파형의 최대 피크 지점의 맥파 값을 평균 혈압을 계산하기 위한 특징점으로 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 최대 피크 지점 대비 0.5 ~ 0.7 범위 내의 미리 설정된 비율 피크를 갖는 좌우측 지점의 맥파 값을 각각 수축기 혈압(Systolic Blood Pressure, SBP) 및 이완기 혈압(Diastolic Blood Pressure, DBP)을 계산하기 위한 특징점으로 추출할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(130)는 혈압 측정을 위해 오실로메트릭 파형을 이용할 수 있는데, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 사용자가 손가락(10) 바닥면의 앞쪽(P1), 중간쪽(P2), 뒤쪽(P3) 중 어디를 핑거 접촉면(112) 상의 설정 위치에 접촉시키냐에 따라, 핑거 접촉면(112)과 손가락(10) 간의 힘 차이로 인해 오실로메트릭 파형의 피크(peak) 위치가 달라지게 된다.
따라서, 사용자가 서로 다른 시간대에 생체신호를 측정할 때마다 손가락(10) 바닥면의 특정 부위를 핑거 접촉면(112) 상의 설정 위치에 항상 접촉시켜야만, 사용자의 동일한 건강상태에서 안정적이고 일관적인 오실로메트릭 파형을 획득할 수 있게 된다.
이때, 텍스쳐 인터페이스(110)는 사용자가 서로 다른 시간대에 생체신호를 측정할 때마다 손가락(10) 바닥면의 특정 부위를 핑거 접촉면(112) 상의 설정 위치에 항상 접촉시키도록 유도할 수 있게 한다. 그에 따라, 오실로메트릭 파형의 재현성을 높임으로써, 사용자의 동일한 건강상태에서 건강지표의 추정을 정확하게 할 수 있다.
또한, 텍스쳐 인터페이스(110)는 텍스쳐부(116, 116')를 갖지 않은 솔리드 인터페이스(solid interface)와 비교하여, 사용자가 서로 다른 시간대에 생체신호를 측정할 때마다 일관적인 광용적 맥파 파형(PPG waveform)을 획득하게 함으로써, 광용적 맥파 파형의 재현성을 높일 수 있게 한다.
이에 대해, 도 15a 내지 도 16b를 참조하여, 텍스쳐 인터페이스와 솔리드 인터페이스를 비교 시험한 결과를 토대로 설명하면 다음과 같다. 시험 과정에서는, 로봇 장치를 사용하여 피험자의 손가락이 핑거 접촉면에 동일한 접촉력이 유도되도록 하였다.
도 15a는 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 첫번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이고, 도 15b는 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 두번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다. 도 16a는 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 첫번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이고, 도 16b는 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 두번째 시도에서 획득된 PPG 파형을 나타낸 그래프이다.
상술하면, 도 15a에서 가느다란 선들은 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 첫번째 시도(trial 1) 내에서 측정된 다수의 PPG 파형들을 나타내고, 굵은 선은 PPG 파형들을 평균해서 구한 평균 파형을 나타낸다. 도 15b에서 가느다란 선은 비교예의 솔리드 인터페이스에 대한 두번째 시도(trial 2)에서 측정된 다수의 PPG 파형들을 나타내고, 굵은 선은 도 15a에 도시된 첫번째 시도(trial 1)의 평균 파형을 나타낸다.
도 16a에서 가느다란 선들은 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 첫번째 시도(trial 1) 내에서 측정된 PPG 파형들을 나타내고, 굵은 선은 PPG 파형들을 평균해서 구한 평균 파형을 나타낸다. 도 16b에서 가느다란 선은 실시예의 텍스쳐 인터페이스에 대한 두번째 시도(trial 2)에서 측정된 PPG 파형들을 나타내고, 굵은 선은 도 16a에 도시된 첫번째 시도(trial 1)의 평균 파형을 나타낸다.
도 15b를 살펴보면, 솔리드 인터페이스의 경우, 두번째 시도(trial 2)의 모든 PPG 파형들은 파형의 중심에서 첫번째 시도(trial 1)의 평균 파형과 다른 크기를 나타낸다. 이에 비해, 도 16b를 살펴보면, 텍스쳐 인터페이스의 경우, 두번째 시도(trial 2)의 모든 PPG 파형들은 파형의 중심에서 첫번째 시도(trial 1)의 평균 파형과 비슷한 크기를 나타낸다.
PPG 파형들과 평균 파형 간의 평균 상관계수(average correlation coefficient)와 함께, PPG 파형들과 평균 파형 간의 평균 제곱근 오차(root mean squared error)를 이용하여 유사도를 평가해 보면, 텍스쳐 인터페이스의 평균 상관계수는 솔리드 인터페이스의 평균 상관계수보다 크게 나타나고, 텍스쳐 인터페이스의 평균 제곱근 오차는 솔리드 인터페이스의 평균 제곱근 오차보다 작게 나타나는 것을 확인해볼 수 있다. 따라서, 텍스쳐 인터페이스는 솔리드 인터페이스보다 다른 시도들 간에 더 일관적인 PPG 파형들을 획득하는 것으로 볼 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 생체신호 측정장치(100)는 출력부(140)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(130)는 생체신호 측정 요청이 수신되면, 핑거 접촉면(112)에 손가락(10)을 접촉시키기 위한 행동 요령 안내 정보(141)를 출력부(140)를 통해 출력할 수 있다. 행동 요령 안내 정보(141)는 핑거 접촉면(112)에 대한 손가락(10)의 위치를 안내하는 텍스트 및/또는 시각적 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 행동 요령 안내 정보(141)는 생체신호 측정을 시작할 것이라는 텍스트 및/또는 시각적 이미지, 안내 음성을 포함할 수 있다.
출력부(140)는 행동 요령 안내 정보(141)를 디스플레이 패널에 시각적으로 출력하거나, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 출력할 수 있다. 출력부(140)는 디스플레이 패널에 생체정보 추정값을 출력할 수 있다. 생체정보 추정값이 정상 범위를 벗어나는 경우, 출력부(140)는 빨간 색 등을 사용하여 강조, 정상 범위를 함께 표시, 음성 경고 메시지 출력, 진동 강도 조절 등의 다양한 방식으로 경고 정보를 함께 출력할 수 있다.
도 18은 제2 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
도 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 생체신호 측정장치(200)는 접촉 압력 센서(150)를 더 포함할 수 있다. 접촉 압력 센서(150)는 손가락(10)에 의해 핑거 접촉면(112)에 접촉되는 압력을 측정하도록 맥파 센서(120)와 적층될 수 있다. 접촉 압력 센서(150)는 힘 센서(force sensor)와 접촉 면적 측정 센서로 구성될 수도 있으며, 힘 센서와 정전용량 센서 어레이로 구성될 수도 있으나, 특별히 어느 하나에 한정되지 않는다.
이 경우, 도 19에 도시된 바와 같이, 행동 요령 안내 정보(141)는 손가락으로 핑거 접촉면에 가하거나 감해야 하는 접촉 압력의 변화를 유도하는 가압 안내 정보(142)를 포함할 수 있다. 출력부(140)는 가압 안내 정보(142)를 디스플레이 패널에 시각적으로 출력할 수 있다.
예컨대, 가압 안내 정보(142)는 손가락(10)이 핑거 접촉면(112)에 접촉된 상태에서 접촉 압력(142a)을 점차 증가시키도록 유도하거나, 반대로 최초 소정 임계치 이상의 접촉 압력(142a)을 가한 상태에서 점차 접촉 압력(142a)을 감소시키도록 유도하는 기준 접촉 압력(142b)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이때, 기준 접촉 압력(142b)에 관한 정보는 각 시점의 기준 접촉 압력값 또는 기준 접촉 압력의 범위를 포함할 수 있다.
도 20은 제3 실시예에 따른 생체신호 측정장치에 대한 구성도이다.
도 20을 참조하면, 제3 실시예에 따른 생체신호 측정장치(300)는 입력부(160)와, 저장부(170)와, 통신부(180)를 더 포함할 수 있다. 입력부(160)는 사용자로부터 생체신호 측정 요청 등과 같은 다양한 조작명령을 입력 받을 수 있다. 예컨대, 입력부(160)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(170)는 생체신호 측정장치(300)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 생체신호 측정장치(300)에 입력되는 데이터 및 생체신호 측정장치(300)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(170)는 생체신호 측정장치(300)에서 처리된 데이터, 및 생체신호 측정장치(300)의 데이터 처리에 필요한 데이터, 예컨대 생체정보 추정 모델 등을 저장할 수 있다.
저장부(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 생체신호 측정장치(300)는 인터넷 상에서 저장부(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(180)는 외부 장치(20)와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 생체신호 측정장치(300)에서 취급하는 데이터 또는 생체신호 측정장치(300)의 처리 결과 데이터 등을 외부 장치(20)로 전송하거나, 외부 장치(20)로부터 생체신호 측정 및/또는 생체정보 추정에 필요하거나 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
여기서, 외부 장치(20)는 생체신호 측정장치(300)에서 취급하는 데이터 또는 생체신호 측정장치(300)의 처리 결과 데이터 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도, 외부 장치(20)는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(180)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 장치(20)와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10..손가락
110..텍스쳐 인터페이스
111..인터페이스 본체
112, 112'..핑거 접촉면
112a..제1 투광영역
112b..제2 투광영역
112c..불투광영역
113..본체 하우징
114, 114'..본체 커버
116,116'..텍스쳐부
120..맥파 센서
121..광원
122..광디텍터
130..프로세서
140..출력부
141.. 행동 요령 안내 정보
142..가압 안내 정보
150..접촉 압력 센서

Claims (20)

  1. 사용자의 손가락이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면을 구비하는 인터페이스 본체; 및
    상기 핑거 접촉면에 손가락이 접촉된 상태에서 손가락에 촉각을 인식시키도록 상기 핑거 접촉면에 형성된 텍스쳐부;
    를 포함하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는,
    손가락이 상기 핑거 접촉면에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 배치된 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핑거 접촉면은,
    손가락이 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 길이 방향과 나란한 방향을 따라 볼록하게 곡률진 형태로 이루어진 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는 상기 핑거 접촉면의 정점 부위에 배치된 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 배치된 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는 볼록 형태와 오목 형태 중 어느 하나의 형태로 이루어진 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 핑거 접촉면은,
    일부분에 형성된 제1 투광영역과,
    상기 제1 투광영역으로부터 이격되어 다른 일부분에 형성된 적어도 하나의 제2 투광영역, 및
    상기 제1,2 투광영역 이외의 나머지 부분에 형성된 불투광영역을 포함하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는 상기 제1 투광영역 주위의 불투광영역에 배치된 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는,
    손가락이 상기 핑거 접촉면에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 상기 제1 투광영역 양쪽의 불투광영역에 각각 배치된 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 인터페이스 본체는,
    내부 공간을 갖고 한쪽이 개구된 본체 하우징, 및
    한쪽 부위에 상기 핑거 접촉면을 갖고 반대쪽 부위로 상기 본체 하우징의 한쪽 개구를 덮는 본체 커버를 포함하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 본체 커버는,
    상기 제1,2 투광영역에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는 커버부재, 및
    상기 커버부재의 홀들에 각각 끼워진 투광부재들을 포함하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 본체 커버는,
    상기 제1,2 투광영역에 각각 상응하는 크기의 홀들을 갖는 커버부재, 및
    상기 커버부재를 전체적으로 덮는 투광부재를 포함하는 생체신호 측정용 텍스쳐 인터페이스.
  13. 일부 영역이 광투과성을 갖는 형태로 사용자의 손가락이 올려져 접촉되는 핑거 접촉면을 구비하는 인터페이스 본체와, 상기 핑거 접촉면에 손가락이 접촉된 상태에서 손가락에 촉각을 인식시키도록 상기 핑거 접촉면에 형성된 텍스쳐부를 포함하는 텍스쳐 인터페이스;
    상기 텍스쳐 인터페이스에 손가락이 접촉된 상태에서 사용자로부터 맥파 신호를 측정하는 맥파 센서; 및
    상기 맥파 센서로부터 측정된 맥파 신호를 기초로 생체정보를 추정하는 프로세서;
    를 포함하는 생체신호 측정장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 핑거 접촉면은,
    일부분에 형성된 제1 투광영역과,
    상기 제1 투광영역으로부터 이격되어 다른 일부분에 형성된 적어도 하나의 제2 투광영역, 및
    상기 제1,2 투광영역 이외의 나머지 부분에 형성된 불투광영역을 포함하는 생체신호 측정장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는 상기 제1 투광영역 주위의 불투광영역에 배치된 생체신호 측정장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 텍스쳐부는,
    손가락이 상기 핑거 접촉면에 설정 방향으로 올려져 접촉될 때 손가락의 양쪽 부위들에 각각 촉각을 인식시키도록 상기 제1 투광영역 양쪽의 불투광영역에 각각 배치된 생체신호 측정장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 맥파 센서는,
    상기 핑거 접촉면에 접촉된 손가락의 조직으로 상기 제2 투광영역을 통해 광을 조사하는 광원, 및
    상기 핑거 접촉면에 접촉된 손가락 조직으로부터 반사된 광을 상기 제1 투광영역을 통해 검출하는 광디텍터를 포함하는 생체신호 측정장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인터페이스 본체는,
    상기 광원과 광디텍터를 격벽에 의해 구획된 내부 공간들에 나누어 수용하고 한쪽이 개구된 본체 하우징, 및
    한쪽 부위에 상기 핑거 접촉면을 갖고 반대쪽 부위로 상기 본체 하우징의 한쪽 개구를 덮는 본체 커버를 포함하는 생체신호 측정장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 맥파 신호는 광용적맥파 신호인 생체신호 측정장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    생체신호 측정 요청이 수신되면, 상기 핑거 접촉면에 손가락을 접촉시키기 위한 행동 요령 안내 정보를 출력부를 통해 출력하는 생체신호 측정장치.
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