KR20200126308A - 신체 접촉 패턴 감지 시스템 - Google Patents

신체 접촉 패턴 감지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200126308A
KR20200126308A KR1020190050153A KR20190050153A KR20200126308A KR 20200126308 A KR20200126308 A KR 20200126308A KR 1020190050153 A KR1020190050153 A KR 1020190050153A KR 20190050153 A KR20190050153 A KR 20190050153A KR 20200126308 A KR20200126308 A KR 20200126308A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitive sensor
pattern data
signal
sensor array
contact
Prior art date
Application number
KR1020190050153A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102219514B1 (ko
Inventor
강희복
Original Assignee
주식회사 에프램
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에프램 filed Critical 주식회사 에프램
Priority to KR1020190050153A priority Critical patent/KR102219514B1/ko
Publication of KR20200126308A publication Critical patent/KR20200126308A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102219514B1 publication Critical patent/KR102219514B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1077—Measuring of profiles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1118—Determining activity level
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1123—Discriminating type of movement, e.g. walking or running
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/447—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis specially adapted for aiding the prevention of ulcer or pressure sore development, i.e. before the ulcer or sore has developed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6892—Mats
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
    • A61B2562/0214—Capacitive electrodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Capacitive Sensor Array Mat(602) 장치의 감지 Pattern Data와 Actuator (604) 장치의 제어 신호를 전달하기 위해 Interface 회로부 (606)가 연결된다. Interface 회로부 (606)에 전달된 신호는 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 인터넷망에 연결된다. 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 전달된 신호는 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 저장하여 감지 Pattern Data를 축적하게 된다.
Body Pattern 분석 시스템 (612)은 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 축적된 감지 Pattern Data를 시간, 자세, 위치 등을 기초로 분석하게 된다. Body Pattern 분석 시스템 (612)은 축적된 감지 Pattern Data인 Big Data를 기반으로 머신 러닝 (Machine Learning)과 딥 러닝 (Deep Learning) 같은 인공지능(AI(Artificial Intelligence)) 분석 기법을 적용하는 것을 포함한다.
서비스 시스템 (614)은 Body Pattern 분석 시스템 (612)에서 분석된 특정 Pattern Data를 사용자가 활용할 수 있는 서비스를 제공한다. 서비스 시스템 (614)은 휴대폰, PC, Tablet PC 등의 유무선 단말기 장치를 포함한다.

Description

신체 접촉 패턴 감지 시스템{A Body Touch Pattern Sensing System}
Capacitive Sensor Array Mat(602) 내에서 사람 몸의 일부가 접촉되면 접촉 형상에 기반하여 감지 Pattern Data가 생성되게 된다. Capacitive Sensor Array Mat(602)가 설치될 수 있는 적용 사물은 각종 의자, 각종 침대 등 사람의 몸이 접촉될 수 있는 장치를 포함한다. Capacitive Sensor Array Mat(602)의 감지 Pattern Data 신호와 Actuator (604)의 제어 신호를 Internet 상에 전달하기 위해 Interface 회로부 (606)가 연결된다. Interface 회로부 (606)에 전달된 신호는 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 인터넷망에 연결된다. 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 전달된 신호는 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 저장하여 감지 Pattern Data를 축적하게 된다.
Body Pattern 분석 시스템 (612)은 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 축적된 감지 Pattern Data를 시간, 자세, 위치 등을 기초로 분석하게 된다. Body Pattern 분석 시스템 (612)은 축적된 감지 Pattern Data인 Big Data를 기반으로 머신 러닝 (Machine Learning)과 딥 러닝 (Deep Learning) 같은 인공지능(AI(Artificial Intelligence)) 분석 기법을 적용하는 것을 포함한다.
서비스 시스템 (614)은 Body Pattern 분석 시스템 (612)에서 분석된 특정 Pattern Data를 사용자가 활용할 수 있는 서비스를 제공한다. 서비스 시스템 (614)은 휴대폰, PC, Tablet PC 등의 유무선 단말기 장치를 포함한다.
고 전압의 교류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다.
따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다. 한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자에 병렬로 배치하여 사용하게 된다.
최근에는 통신 분야의 system transients와 lightning-induced transients로부터 시스템을 보호해주는 써지 보호 역할과, 이동 통신 단말기, 노트북 PC, 전자수첩, PDA등의 정전 기에 대하여 회로를 보호해주는 ESD(electrostatic discharge) protection의 역할로서 PN 바리스터(Varistor)가 필요하다.
각종 정보기기, 제어기기 등 전기를 사용하는 제품에 갑작스런 전압의 변화(surge) 가전제품에 대한 기기 손상을 방지하기 위한 써지 흡수소자로서 사용 된다. 또한 발전소, 변전소, 송전소 같은 전력 기기 분야에서 낙뢰로부터 설비를 안전하게 보호하기 위한 전력용 피뢰기의 핵심 소자에 이르기까지 다양한 부분에 사용된다.
이에 따라 이들 장비에 발생하는 전원서지, 낙뇌서지 등으로부터 시스템을 보호하기 위한 필요성이 그 어느 때보다도 강하게 요구되고 있다.
전력 계통에 설치되는 전자기기들을 이러한 과도 외부 서지로부터 파괴, 또는 오동작하지 않도록 서지를 차단하기 위해서는 서지 보호 장치(Surge Protection Device: SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS)를 설치한다. 또한, 전력 계통에 설치되는 전자기기들은 이상 전류, 이상 전압 혹은 누설 전류와 같은 각종 고장 사고에 의한 재해를 방지할 수 있는 감지(Sensing) 보호 장치를 설치하여야 한다.
본 발명의 실시예는 다음과 같은 특징을 갖는다.
첫째, 몸 상태가 불편한 사람들이 의자에 앉아 있거나 서 있는 자세를 감지하여 교정 등의 조치를 취할 수 있는 시스템의 구현이 가능하게 하는 특징을 갖는다.
둘째, 침대에 누워 있는 환자의 시간 관리를 통해 욕창 발생을 방지할 수 있는 시스템을 구현하게 하는 특징을 갖는다.
셋째, 일반 사람들의 수면 중의 몸의 자세 패턴(pattern)을 감지하여 수면 중의 상태를 제어하거나 몸의 다른 증상을 파악하기 위한 정보를 습득하고 조치를 취할 수 있는 시스템을 구현할 수 있는 특징을 갖는다.
고 전압의 교류 및 직류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서, 통상 변압 회로(100)의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 구성에서 차지하는 많은 면적을 제거하여 저 비용의 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701) 및 Capacitive Sensor부 (702) 로 구성된다.
S_1 신호 입력 Transistor (706)는 Capacitive Sensor부 (702) 의 S_1 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 Capacitive Sensor부 (702) 의 S_2 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
상기 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.
Capacitive Sensor부는 박막 혹은 후막의 유전성 절연막이 단일 Pad 전극 표면에 형성 되고, 단일 Pad 전극은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부의 S_1 신호 혹은 S_2 신호 단자 중에서 선택적으로 한 개의 단자에 연결하여 구성된다.
사물 장치(600)는 IoT (Internet of Things)의 대상이 되는 사물에 해당되는 장치를 의미한다. 본 발명에서의 사물 장치(600)는 사람의 몸(Body)이 접촉했을 때 신호를 발생할 수 있는 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 배치 장치인 Capacitive Sensor Array Mat(602)와 센서 신호에 대응되는 응답 제어 신호를 처리할 수 있는 실행 장치인 Actuator (604)를 포함한다. Capacitive Sensor Array Mat(602) 장치는 Row 방향과 Column 방향으로 복수개의 용량성 센서 (Capacitive Sensor)가 행렬, 즉, Capacitive Sensor(1,1), Capacitive Sensor(m,n), 형태로 배치된 구조 장치를 의미한다. 각각의 Capacitive Sensor(m,n) 소자는 손이나 발 등의 사람 몸의 일부가 일정 거리 이내로 접근 했을 때 접촉 신호를 발생하는 소자이다. Capacitive Sensor Array Mat(602) 내에서 사람 몸의 일부가 접촉된 영역의 복수개의 특정 용량성 센서 (Capacitive Sensor)소자들은 접촉 신호를 발생하고, 나머지 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 소자들은 비접촉 신호를 발생하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 몸 상태가 불편한 사람들이 의자에 앉아 있거나 서 있는 자세를 감지하여 교정 등의 조치를 취할 수 있는 시스템의 구현이 가능하게 하는 효과를 제공한다.
둘째, 침대에 누워 있는 환자의 시간 관리를 통해 욕창 발생을 방지할 수 있는 시스템을 구현하게 하는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.
셋째, 일반 사람들의 수면 중의 몸의 자세 패턴(pattern)을 감지하여 수면 중의 상태를 제어하거나 몸의 다른 증상을 파악하기 위한 정보를 습득하고 조치를 취할 수 있는 시스템을 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도.
도 2는 본 발명의 반파 정류 VDD 전원 발생 회로의 구성도
도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도.
도 4은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도.
도 5는 본 발명 Capacitive Sensor부 (702) 의 상세 회로도.
도 6은 본 발명 신체 접촉 감지 Pattern Data 분석 시스템의 구성도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도이다.
교류 입력 전원(100)에서 저 전압의 직류 전원의 전압으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압회로(101), 정류 회로(102), 및 제너 다이오드(Zener diode)(104)의 회로 영역으로 구성된다. 통상 변압 회로(100)는 고 전압의 입력 전원을 저 전압으로 변환하는 회로 영역이다.
정류 회로(102)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 반파 혹은 전파 정류 다이오드로 구성된 회로 영역이다. 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다.
따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다.
한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자(103)에 병렬로 배치하여 사용하게 된다.
정류 회로(102)의 출력 단자(103)는 최종 출력 제1 전력 공급 단자(105)로 사용된다.
도 2는 본 발명의 반파 정류 VDD 전원 발생 회로의 구성도이다.
본 발명의 교류 입력 전원에서 저 전압의 직류 전원의 전압으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서, 교류 입력 전원(200)의 한쪽 전극(201)은 반파 정류 회로의 한쪽 입력 단에 연결된다.
교류 입력 전원(200)의 다른 쪽 전극(202)은 공통의 접지 단자인 GND에 연결된다.
교류 입력 전원(200)의 한쪽 전극(201)은 Diode D4의 Anode 전극에 연결된다.
Diode D4의 Cathode 전극은 전류 제한 소자인 저항 R1의 한쪽 단자에 연결된다.
저항 R1의 다른 쪽 단자(204)는 Zener diode (206)의 Cathode 와 Diode D5의 Anode 전극에 공통으로 연결된다.
상기 Zener diode (206)의 Anode 단자는 공통의 접지 단자인 GND에 연결된다.
상기 D5의 Cathode 전극에는 저 전압 출력 단자인 VDD 전원 단자가 연결된다.
VDD 전원 단자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 VDD 전원 단자에 연결된다.
도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도이다.
Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701), Capacitive Sensor부 (702) 로 구성된다.
상기 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)는 out- 단자의 precharge transistor (703), out+ 단자의 precharge transistor (704), Latch 증폭부 (705), S_1 신호 입력 Transistor (706), S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707) 및 활성화 제어 Transistor (708) 로 구성된다.
상기 precharge transistor (703) 와 precharge transistor (704)는 out- 단자와 out+ 단자를 High 전압으로 Precharge 시키는 사용되는 Transistor 이다.
Latch 증폭부 (705)는 out- 단자와 out+ 단자를 증폭시키기 위한 회로이다.
S_1 신호 입력 Transistor (706)는 Capacitive Sensor부 (702) 의 S_1 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 Capacitive Sensor부 (702) 의 S_2 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
또한, 상기 S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는, 상기 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해, 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 활성화 제어 Transistor (708)는 CLK 신호가 High 일 때는 동작을 활성화 시키고, CLK 신호가 Low 일 때는 Precharge 시키는 동작을 수행한다.
상기 CLK 발생부 (701)는 전원을 인가하면 자체적으로 일정 주기의 clock 신호인 CLK 을 발생함을 특징으로 하는 회로 Block이다.
상기 Capacitive Sensor부 (702) 는 온도 Sensor, 자기 Sensor, 가스 Sensor 등 각종 Sensor 신호를 발생하는 Sensor 회로 Block이다.
도 4는 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도이다.
상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 Low인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 비활성화 되어 Precharge 동작을 수행한다.
한편, 상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 High인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 활성화 되어 정상 증폭 동작을 수행한다.
본 발명의 회로는 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복됨을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명 Capacitive Sensor부 (702) 의 상세 회로도이다.
Capacitive Sensor부 (702)는 인체 혹은 다른 물체의 접근 동작에 대해 정전 용량의 변동 신호를 감지하기 위한 회로 구성이다.
정전 용량 감지 소자와 감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자로 구성된다.
정전 용량 감지 소자는 박막 혹은 후막의 유전성 절연막(500)과 단일 Pad 전극 (502)으로 구성된다.
감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)의 S_1 신호와 S_2 신호 단자에 연결된다.
박막 혹은 후막의 유전성 절연막(500)은 단일 Pad 전극 (502) 표면에 형성 된다. 단일 Pad 전극 (502) 단자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)의 S_1 신호 혹은 S_2 신호 단자 중에서 선택적으로 한 개의 단자에 연결하여 구성된다.
절연막(500)은 진공 및 공기를 포함하고 SiO2, 플라스틱 재료 등 각종 박막 혹은 후막 형태의 전기적 부도체 절연 재료를 포함한다.
Pad 전극 (502) 재료는 Al, Cu, Au 등 모든 도전성 재료를 포함한다.
감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자는 인체, 동물 혹은 다른 물체의 접근 동작시에 감지 거리 값을 설정하기 위한 소자이다.
도 6은 본 발명 신체 접촉 감지 Pattern Data 분석 시스템의 구성도이다.
사물 장치(600)는 IoT (Internet of Things)의 대상이 되는 사물에 해당되는 장치를 의미한다. 본 발명에서의 사물 장치(600)는 사람의 몸(Body)이 접촉했을 때 신호를 발생할 수 있는 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 배치 장치인 Capacitive Sensor Array Mat(602)와 센서 신호에 대응되는 응답 제어 신호를 처리할 수 있는 실행 장치인 Actuator (604)를 포함한다. Capacitive Sensor Array Mat(602)는 Row 방향과 Column 방향으로 복수개의 용량성 센서 (Capacitive Sensor)가 행렬, 즉, Capacitive Sensor(1,1), Capacitive Sensor(m,n), 형태로 배치된 구조 장치를 의미한다. 각각의 Capacitive Sensor(m,n) 소자는 손이나 발 등의 사람 몸의 일부가 일정 거리 이내로 접근 했을 때 접촉 신호를 발생하는 소자이다. Capacitive Sensor Array Mat(602) 장치 내에서 사람 몸의 일부가 접촉된 영역의 복수개의 특정 용량성 센서 (Capacitive Sensor)소자들은 접촉 신호를 발생하고, 나머지 사람 몸의 일부가 접촉되지 않는 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 소자들은 비접촉 신호를 발생하게 된다. 따라서, Capacitive Sensor Array Mat(602) 내에서 사람 몸의 일부가 접촉되면 접촉 형상에 기반하여 감지 Pattern Data가 생성되게 된다. Capacitive Sensor Array Mat(602)가 설치될 수 있는 적용 사물은 각종 의자, 각종 침대 등 사람의 몸이 접촉될 수 있는 장치를 포함한다. 또한, 또 다른 적용 사물은 Capacitive Sensor Array Mat(602)가 설치될 수 있는 거실이나 평평한 장소에 사람이 눕거나 앉아 있을 수 있는 장소를 포함한다. 여러 실시 예로써, Capacitive Sensor Array Mat(602)를 의자에 설치하는 경우, 바닥면, 옆면, 뒷면 등에 각각 별도의 Capacitive Sensor Array Mat(602)를 부착 설치하여 각각의 접촉 영역에서의 몸의 접촉 영역에 대한 감지 Pattern Data를 수집하게 된다. Capacitive Sensor Array Mat(602) 장치를 침대에 설치하는 경우, 침대 매트리스 위에 Capacitive Sensor Array Mat(602)를 펼쳐서 설치하여 수면 중이거나 누워 있을 때의 몸의 접촉 영역에 대한 감지 Pattern Data를 수집하게 된다. Capacitive Sensor Array Mat(602)를 온돌방에 설치하는 경우, 온돌방 위에 Capacitive Sensor Array Mat(602)를 펼쳐서 설치하여 수면 중이거나 누워 있을 때의 몸의 접촉 영역에 대한 감지 Pattern Data를 수집하게 된다. 수집된 감지 Pattern Data를 분석하고 가공한 후 필요한 조작 조치를 위한 제어 신호를 처리하는 장치가 Actuator (604)이다. Actuator (604)의 제어 동작은 높이, 각도, 진동, 온도 등의 처리 제어 동작을 포함한다.
Capacitive Sensor Array Mat(602)의 감지 Pattern Data 신호와 Actuator (604)의 제어 신호를 전달하기 위해 Interface 회로부 (606)가 연결된다. Interface 회로부 (606)에 전달된 신호는 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 인터넷망에 연결된다. 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 전달된 신호는 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 저장하여 감지 Pattern Data를 축적하게 된다.
Body Pattern 분석 시스템 (612)은 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 축적된 감지 Pattern Data를 시간, 자세, 위치 등을 기초로 분석하게 된다. Body Pattern 분석 시스템 (612)은 축적된 감지 Pattern Data인 Big Data를 기반으로 머신 러닝 (Machine Learning)과 딥 러닝 (Deep Learning) 같은 인공지능(AI(Artificial Intelligence)) 분석 기법을 적용하는 것을 포함한다.
서비스 시스템 (614)은 Body Pattern 분석 시스템 (612)에서 분석된 특정 Pattern Data를 사용자가 활용할 수 있는 서비스를 제공한다. 서비스 시스템 (614)은 휴대폰, PC, Tablet PC 등의 유무선 단말기 장치를 포함한다. 서비스 시스템 (614)의 서비스 실시 예로, 자세 보정 기기를 착용한 환자에게 자세 정보를 제공 한다.
장시간 누워 있는 환자의 욕창을 예방하기 위해 일정 시간 동안 같은 자세로 누워 있을 경우, 자세 변경 조치 경보를 발생하는 등의 정보를 제공한다.
또한, 일반인의 수면 자세와 일상 생활의 피로 정도의 상관 관계나 몸의 이상 여부를 미리 예측하기 위한 수단으로써, 침대에서 수면 시의 몸의 자세 Pattern Data를 분석하여 수면시의 특이 정보를 분석 하여 제공한다.
100 입력 전원
101 변압 회로
102 정류 회로
104 제너 다이노드(Zener diode)
105 제1 전력 공급 단자
200 입력 전원

Claims (1)

  1. 신체 접촉 감지 Pattern Data 분석 시스템에서,
    사물 장치(600); 및
    Capacitive Sensor Array Mat(602); 및
    Actuator (604); 및
    Interface 회로부 (606); 및
    무선 혹은 유선 통신부 (608); 및
    Internet Cloud 저장 시스템 (610); 및
    Body Pattern 분석 시스템 (612); 및
    서비스 시스템 (614)로 구성되고,
    상기 사물 장치(600)에서,
    상기 사물 장치(600)는 사람의 몸(Body)이 접촉했을 때 신호를 발생할 수 있는 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 배치 장치인 상기 Capacitive Sensor Array Mat(602)와 센서 신호에 대응되는 응답 제어 신호를 처리할 수 있는 실행 장치인 상기 Actuator (604)를 포함하고,
    상기 Capacitive Sensor Array Mat(602)는 Row 방향과 Column 방향으로 복수개의 용량성 센서 (Capacitive Sensor)가 행렬 형태로 배치되고,
    상기 Capacitive Sensor Array Mat(602)에서,
    사람 몸의 일부가 접촉된 영역의 복수개의 특정 용량성 센서 (Capacitive Sensor)소자들은 접촉 신호를 발생하고, 나머지 사람 몸의 일부가 접촉되지 않는 영역의 복수개의 용량성 센서 (Capacitive Sensor) 소자들은 비접촉 신호를 발생함을 특징으로 하는 감지 Pattern Data가 생성되고,
    상기 Capacitive Sensor Array Mat(602)의 상기 감지 Pattern Data와 상기 Actuator (604)의 제어 신호를 전달하기 위해 상기 Interface 회로부 (606)가 연결되고,
    상기 Interface 회로부 (606)에 전달된 신호는 상기 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 인터넷망에 연결되고,
    상기 무선 혹은 유선 통신부 (608)에 의해 전달된 신호는 상기 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 저장하여 상기 감지 Pattern Data를 축적하게 되고,
    상기 Body Pattern 분석 시스템 (612)은 상기 Internet Cloud 저장 시스템 (610)에 축적된 상기 감지 Pattern Data를 분석하고,
    상기 Body Pattern 분석 시스템 (612)은 축적된 상기 감지 Pattern Data를 기반으로 머신 러닝 (Machine Learning)과 딥 러닝 (Deep Learning) 같은 인공지능(AI(Artificial Intelligence)) 분석 기법을 적용하는 것을 포함하고, 상기 서비스 시스템 (614)은 상기 Body Pattern 분석 시스템 (612)에서 분석된 특정 Pattern Data를 사용자가 활용할 수 있는 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 신체 접촉 감지 Pattern Data 분석 시스템.
KR1020190050153A 2019-04-29 2019-04-29 신체 접촉 패턴 감지 시스템 KR102219514B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190050153A KR102219514B1 (ko) 2019-04-29 2019-04-29 신체 접촉 패턴 감지 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190050153A KR102219514B1 (ko) 2019-04-29 2019-04-29 신체 접촉 패턴 감지 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200126308A true KR20200126308A (ko) 2020-11-06
KR102219514B1 KR102219514B1 (ko) 2021-02-23

Family

ID=73572000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190050153A KR102219514B1 (ko) 2019-04-29 2019-04-29 신체 접촉 패턴 감지 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102219514B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150141072A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 (주) 임프레스코리아 표시장치 일체형 3축 인식 정전용량식 터치스크린
JP2017169881A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 拓夫 高井 離床センサおよび離床状態判定装置
KR20180009925A (ko) * 2016-07-20 2018-01-30 한국과학기술연구원 스마트 섬유를 이용한 카펫 시스템
JP2018508256A (ja) * 2015-01-27 2018-03-29 アップル インコーポレイテッド 睡眠の質を決定するためのシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150141072A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 (주) 임프레스코리아 표시장치 일체형 3축 인식 정전용량식 터치스크린
JP2018508256A (ja) * 2015-01-27 2018-03-29 アップル インコーポレイテッド 睡眠の質を決定するためのシステム
JP2017169881A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 拓夫 高井 離床センサおよび離床状態判定装置
KR20180009925A (ko) * 2016-07-20 2018-01-30 한국과학기술연구원 스마트 섬유를 이용한 카펫 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102219514B1 (ko) 2021-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203204788U (zh) 一种离床监护报警系统
KR20190026422A (ko) 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템
JP2017169881A (ja) 離床センサおよび離床状態判定装置
US20180149685A1 (en) Sensor and sensor system
Große-Puppendahl et al. Classification of user postures with capacitive proximity sensors in AAL-environments
KR102223932B1 (ko) 블록체인 신체 접촉 패턴 감지 시스템
KR102219514B1 (ko) 신체 접촉 패턴 감지 시스템
CN108209310B (zh) 床垫装置以及照护系统
Arshad et al. Capacitive proximity floor sensing system for elderly tracking and fall detection
KR20200127305A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 매트
KR20200127306A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 보호 케이스
KR20200128617A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 전기 매트 구조
KR20200127307A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 콤보
KR20200127308A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 서비스
KR20200127309A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 보안 시스템
KR20200129451A (ko) 입체 신체 접촉 패턴 감지 매트
KR102223931B1 (ko) 피드백 신체 접촉 패턴 감지 시스템
KR20200127583A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 의자 시스템
KR20210154373A (ko) 인공지능 돌봄 서비스 시스템
KR20200128327A (ko) 신체 접촉 패턴 감지 매트 구조
KR20050115170A (ko) 전기적 접촉센서
KR20210134473A (ko) 인공지능 돌봄 플랫폼 관리 서비스 시스템
Gaddam et al. Necessity of a bed-sensor in a smart digital home to care for elder-people
CN215348916U (zh) 多信号并行采集电路、电子装置及身体特征信号采集仪
Fernandez-Luque et al. EMFi-based low-power occupancy sensor

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant