KR20210073274A - 웨어러블 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 방법 - Google Patents

웨어러블 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들; 상기 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하고, 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태 알리는 정보를 출력하도록 설정된 생체 접촉 검출부; 및 상기 생체 접촉 검출부로부터 수신된 상기 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시 예가 제공될 수 있다.

Description

웨어러블 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 방법{WEARABLE ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR DETECTING CONTACT OF LIVING BODY IN WEARABLE ELECTRONIC DEVICE}
다양한 실시 예들은, 전극을 이용하여 웨어러블 전자 장치에 생체 부위의 접촉을 검출할 수 있는 웨어러블 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 발달을 기반으로 다양한 기능들을 복합적으로 운용할 수 있도록 지원하고 있다. 최근 건강에 대한 사회적인 인식이 확대되면서 자신의 건강 상태를 측정, 관리하고자 하는 욕구가 많아지고 있다. 이에 대한 반응으로, 자신의 건강 상태를 측정할 수 있는 다양한 생체 센서들이 탑재된 전자 장치와 더불어 건강과 관련된 서비스를 제공하는 시장이 형성되고 있다.
생체 센서는 혈당계, 혈압계, 온도계, 심박 측정 센서(HRM:Heart Rate Monitor), 심전도(ECG: electrocardiogram) 센서, 광 혈류량(PPG: Photoplethysmography) 센서, 지문 인식기, 홍채 인식기 등을 포함할 수 있다.
특히, 심전도 센서는 심장 근육이 수축 이완할 때 발생하는 전위차를 생체 피부와 접촉되는 심전도 전극을 통해 검출할 수 있다. 심장박동에 따라 발생된 활동 전위는 심장으로부터 온몸으로 퍼지는 전류를 일으키고, 이러한 전류는 몸의 상태에 따라 전위차를 발생시키게 된다. 심전도 센서는 심장의 전기적 활동을 감지하여 심장박동의 비율과 일정함을 측정하여 사용자의 심장의 크기 및 심장의 손상 여부를 파악하는데 이용되고 있다. 또한, 심전도 센서는, 심전도 측정 이외에 사용자의 감정 정보를 인식하거나, 유니크한 심전도 값을 이용하여 사용자 인증을 수행하기 위한 용도로 다양하게 활용되고 있다.
또한 다양한 생체 센서들이 사용자에게 착용 가능한 웨어러블 전자 장치에 탑재될 수 있다. 웨어러블 전자 장치는 사용자의 착용을 감지하는 경우 생체 신호를 획득하여 사용자의 건강 상태 등을 확인할 수 있다.
다양한 생체 센서들이 탑재된 웨어러블 전자 장치의 경우, 상기 장치에 장착된 두 개의 전극들에 전류를 인가하고, 상기 전류가 인가된 두 개의 전극들간의 전위를 이용하여 상기 웨어러블 전자 장치가 사용자의 생체 부위에 착용되었는지 여부를 검출할 수 있다. 상기 전류가 인가된 두 개의 전극들간의 전위를 이용하여 상기 웨어러블 전자 장치가 사용자의 생체 부위에 착용되었는지 여부를 검출하는 방법은 상기 두 개의 전극간 전위를 변화시키기 때문에 생체신호의 획득을 제한한다. 또는 상기 두 개의 전극들에게 교류 전류를 인가하는 경우 불필요하게 높은 주파수의 샘플링(sampling)이 필요하거나 복조기(demodulator)등 임피던스 성분을 추출하기 위한 추가적인 아날로그 회로가 필요하다.
다양한 실시 예들에 따르면, 두 개의 전극들을 이용하여 웨어러블 전자 장치에 접촉되는 생체 부위의 검출과 생체 신호를 측정할 수 있는 웨어러블 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 방법에 관한 것이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하고, 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하도록 설정된 생체 접촉 검출부; 및 상기 생체 접촉 검출부로부터 수신된 상기 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출 방법은, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하는 동작; 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하는 동작; 및 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 알리는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 높은 입력임피던스를 가지는 버퍼를 사용하기 때문에 전압 소스(source)인 바이어스부는 아주 낮은 출력전류로 동작할 수 있으며, 기존의 전류를 인가하여 전압을 측정하는 동작방식에 비해 배터리로 동작하는 웨어러블 전자 장치의 작동시간을 향상 시킬 수 있다. 상기 두 개의 전극들 사이로 전류를 인가하지 않기 때문에 추가적인 잡음(전류*접촉 저항에 의한 IR voltage drop)이 발생하지 않을 수 있다. 또한 상기 두 개의 전극들을 이용하여 웨어러블 전자 장치에 생체의 부위의 접촉을 검출하는 동시에 생체 신호를 측정할 수 있다.
도 1a는 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도 이다.
도 1b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 전면의 사시도 이다.
도 1c는 도 1b의 전자 장치의 후면의 사시도 이다.
도 1d는 도 1b의 전자 장치의 분리 사시도 이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 블록도 이다.
도 3은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출부의 계략적인 블록도 이다.
도 4a 내지 도 4d는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 전극들을 설명하기 위한 도면 이다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출부의 회로도 이다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면 이다.
도 7a 내지 도 7d는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면 이다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면 이다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도 이다.
도 10은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도 이다.
도 11은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 신호의 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도 이다.
도 12a는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 전면의 사시도이다.
도 12b는 도 12a의 웨어러블 전자 장치의 후면의 사시도 이다.
도 1a는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100a) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1a를 참조하면, 네트워크 환경(100a)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 1b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 전면의 사시도(100b) 이고, 도 1c는 도 1b의 전자 장치의 후면의 사시도(100c)이다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101b, 예: 도 1a의 전자 장치(101))는, 제1 면(또는 전면)(110A), 제2 면(또는 후면)(110B), 및 제1 면(110A) 및 제2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110a)과, 상기 하우징(110a)의 적어도 일부에 연결되고 상기 전자 장치(101b)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 탈착 가능하게 결착하도록 구성된 착용 부재(150a, 160a)를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제1 면(110A), 제2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(112a)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(107a)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(101b)가 제2 면(110B)에 배치된 센서 모듈(165)을 포함할 때, 후면 플레이트(107a)는 적어도 부분적으로 투명한 영역을 포함할 수 있다. 상기 후면 플레이트(107a)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(112a) 및 후면 플레이트(107a)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는 “측면 부재”)(106a)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(107a) 및 측면 베젤 구조(106a)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다. 상기 착용 부재(150a, 160a)는 다양한 재질 및 형태로 형성될 수 있다. 직조물, 가죽, 러버, 우레탄, 금속, 세라믹, 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 일체형 및 복수의 단위 링크가 서로 유동 가능하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101b)는, 디스플레이(120a, 도 1d 참조), 오디오 모듈(105a, 108a), 센서 모듈(165), 키 입력 장치(102a, 103a, 104a) 및 커넥터 홀(109a) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101b)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(102a, 103a, 104a), 커넥터 홀(109a), 또는 센서 모듈(165))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101b)는 생체 신호 측정을 위한 복수의 전극들을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 전극들 중 적어도 하나의 전극은 키 입력 장치(102a, 103a 또는 104a)의 위치, 베젤(106a)의 위치, 디스플레이(120a), 또는 하우징(110a)의 위치 중 적어도 하나의 위치에 배치될 수 있다. 상기 키 입력 장치 중 휠 키(102a)는 로터리 베젤을 포함할 수 있다.디스플레이(120a)는, 예를 들어, 전면 플레이트(112a)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 디스플레이(120a)의 형태는, 상기 전면 플레이트(112a)의 형태에 대응하는 형태일 수 있으며, 원형, 타원형, 또는 다각형 등 다양한 형태일 수 있다. 디스플레이(120a)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 지문 센서와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면 디스플레이(120a)는 생체 신호 측정을 위한 복수의 전극들 중 생체 신호 측정을 위한 적어도 하나의 투명 전극을 포함할 수 있다.
오디오 모듈(105a, 108a)은, 마이크 홀(105a) 및 스피커 홀(108a)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(105a)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(108a)은, 외부 스피커 및 통화용 리시버로 사용할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(165)은, 전자 장치(101b)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(165)은, 예를 들어, 상기 하우징(110a)의 제2 면(110B)에 배치된 생체 센서 모듈(165)은 심전도 측정을 위해 적어도 두 개의 전극들(a1, a2)을 포함하는 ECG센서(165a) 및 심박수 측정을 위한 PPG 센서(165b)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101b)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
키 입력 장치(102a, 103a, 104a)는, 하우징(110a)의 제1 면(110A)에 배치되고 적어도 하나의 방향으로 회전 가능한 휠 키(102a), 및/또는 하우징(110a)의 측면(110C)에 배치된 사이드 키 버튼(103a, 104a)을 포함할 수 있다. 휠 키(102a)는 전면 플레이트(112a)의 형태에 대응하는 형태일 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(101b)는 상기 언급된 키 입력 장치(102a, 103a, 104a)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함 되지 않은 키 입력 장치(102a, 103a, 104a)는 디스플레이(120a) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 커넥터 홀(109a)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있고, 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 다른 커넥터 홀(미도시))을 포함할 수 있다. 전자 장치(101b)는, 예를 들면, 커넥터 홀(109a)의 적어도 일부를 덮고, 커넥터 홀에 대한 외부 이물질의 유입을 차단하는 커넥터 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
착용 부재(150a, 160a)는 락킹 부재(151a, 161a)를 이용하여 하우징(110a)의 적어도 일부 영역에 탈착 가능하도록 결착될 수 있다. 락킹 부재(151a, 161a)는 예를 들면, 포고 핀(pogo pin)과 같은 결속용 부품을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 착용 부재(150a, 160a)에 형성된 돌기 또는 홈(protrusion(s) or recess(es))으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 착용 부재(150a, 160a)는 하우징(110)에 형성된 홈 또는 돌기에 맞물리는 방식으로 결합할 수 있다. 착용 부재(150a, 160a)는 고정 부재(152a), 고정 부재 체결 홀(153a), 밴드 가이드 부재(154a), 밴드 고정 고리(155a) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
고정 부재(152a)는 하우징(110a)과 착용 부재(150a, 160a)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 고정시키도록 구성될 수 있다. 고정 부재 체결 홀(153a)은 고정 부재(152a)에 대응하여 하우징(110a)과 착용 부재(150a, 160a)를 사용자의 신체 일부에 고정시킬 수 있다. 밴드 가이드 부재(154a)는 고정 부재(152a)가 고정 부재 체결 홀(153a)과 체결 시 고정 부재(152a)의 움직임 범위를 제한하도록 구성됨으로써, 착용 부재(150a, 160a)가 사용자의 신체 일부에 밀착하여 결착되도록 할 수 있다. 밴드 고정 고리(155a)는 고정 부재(152a)와 고정 부재 체결 홀(153a)이 체결된 상태에서, 착용 부재(150a,160a)의 움직임 범위를 제한할 수 있다.
도 1d는 도 1b의 전자 장치(101b)를 나타내는 분리 사시도(100c)이다.
도 1d를 참조하면, 전자 장치(101b, 예: 도 1a의 전자 장치(101))는, 측면 베젤 구조(210a), 휠 키(220a), 전면 플레이트(112a), 디스플레이(120a), 제1 안테나(250a), 제2 안테나(255a), 지지 부재(260a)(예: 브라켓), 배터리(270a), 인쇄 회로 기판(280a), 실링 부재(290a), 후면 플레이트(293a), 및 착용 부재(295a, 297a)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101b)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1b, 또는 도 1c의 전자 장치(101b)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다. 지지 부재(260a)는, 전자 장치(101b) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(210a)와 연결될 수 있거나, 상기 측면 베젤 구조(210a)와 일체로 형성될 수 있다. 지지 부재(260a)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 지지 부재(260a)는, 일면에 디스플레이(120a)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(280a)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(280a)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 어플리케이션 프로세서 센서 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스), SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(101b)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(270a)는, 전자 장치(101b)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(270a)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(280a)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(270a)는 전자 장치(101b) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101b)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
제1 안테나(250a)는 디스플레이(120a)와 지지 부재(260a) 사이에 배치될 수 있다. 제1 안테나(250a)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제1 안테나(250a)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(210a) 및/또는 상기 지지 부재(260a)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
제2 회로 기판(255a)은 회로 기판(280a)과 후면 플레이트(293a) 사이에 배치될 수 있다. 제2 회로 기판(255a)은 안테나, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제2 회로 기판(255a)은, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(210a) 및/또는 상기 후면 플레이트(293a)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(101b)(예: 도 1b 및 도 1c의 전자 장치(101b))가 센서 모듈(예: 도 1b의 센서 모듈(165))을 포함할 때, 제2 회로 기판(255a)에 배치된 센서 회로 또는 제2 회로 기판(255a)과는 별도의 센서 소자(예: 광전 변환 소자(photoelectric conversion element)나 전극 패드)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(165)로서 제공되는 전자 부품이 회로 기판(280a)과 후면 플레이트(293a) 사이에 배치될 수 있다.
실링 부재(290a)는 측면 베젤 구조(210a)와 후면 플레이트(293a) 사이에 위치할 수 있다. 실링 부재(290a)는, 외부로부터 측면 베젤 구조(210a)와 후면 플레이트(293a)에 의해 둘러싸인 공간으로 유입되는 습기와 이물질을 차단하도록 구성될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 블럭도(200)이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 웨어러블 전자 장치(201, 예: 도 1a 내지 도 1d의 전자 장치(101a 내지 101d)는, 생체 측정부(210), 프로세서(220), 메모리(230), 및 디스플레이(260)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 생체 측정부(210)는, 전자 장치에 생체 부위의 접촉을 검출하고, 생체 신호를 측정할 수 있으며, 생체 인터페이스부(211), 생체 테이터 수집부(213) 및 생체 접촉 검출부(215)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 생체 인터페이스부(211)는, 생체와 직접적으로 접촉하는 적어도 한 개의 전극을 포함하고, 상기 생체 인터페이스부(211)는 상기 생체와 상기 생체 데이터 수집부(213) 또는 상기 생체 접촉 검출부(215) 사이에서 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 상기 생체와 전기적으로 접촉할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 생체 데이터 수집부(213)는, 상기 적어도 한 개의 전극을 통해 수신되는 전기적인 신호를 감지하여 생체 신호를 생성할 수 있다. 상기 생체 신호는 ADC를 통해 생체 신호의 분석을 위해 프로세서(220)에 전달될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 생체 인터페이스부(211)에 포함된 두 전극들을 이용하여 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 검출하고, 생체 측정부(210)의 생체 데이터 수집부(213)에서 생성된 생체 신호를 분석하여 생체 신호를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체에 접촉되는 적어도 하나의 전극을 기반으로 상기 적어도 두 개의 전극들에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출부(215)는 상기 적어도 두 개의 전극들에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되면 상기 제 1 전극에 제1 전압을 인가할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출부(215)는 상기 제1 전극에 인가된 상기 제1 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 정보를 출력할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출부(215)는, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극과 제3 전극 각각에 생체의 제1 부위(예: 손목)와 생체의 제2부위(예: 손가락)가 접촉되면, 상기 제 1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출부(215)는 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 각각에 인가된 상기 제 1 전압과 상기 제2 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 생체 신호를 측정하는 제1전극과 전압을 인가하는 제2 전극이 생체의 제1 부위(예: 손목)에 접촉되면, 상기 생체 제1부위(예: 손목)을 통해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간에 생성된 패쇄 루프(closed loop)로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간에 패스가 형성될 수 있다. 생체 접촉 검출부(215)는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간에 패스가 형성됨에 따라 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 인가하는 제1 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 출력할 수 있다. 생체 접촉 검출부(215)는, 상기 제1 정보를 출력하는 동안 생체 신호를 측정하는 제3전극이 생체의 제2 부위(예: 손가락)에 접촉되면, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 간에 추가 패스가 형성될 수 있다. 생체 접촉 검출부(215)는, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 각각에게 인가하는 상기 제1 전압과는 상이한 제2 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 상기 제2 정보를 출력하는 동안, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압(예: 0V)을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 접촉 검출부(215)는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 각각에서 측정된 전위 값들의 차를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다.
상기 생체 접촉 검출부(215)는, 하기 도 3에서 상세히 설명할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)(예: 도 1a의 프로세서(120))는, 웨어러블 전자 장치(201)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220, 예: 도 1a의 프로세서(120))는, 상기 생체 접촉 검출부(215)에서 출력되는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정(예: 심전도 측정)의 준비 상태로 전환할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는, 생체 신호를 측정할 수 있는 어플리케이션을 검출하여 실행을 준비할 수 있다. 또는 프로세서(220)는, 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에서 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 후면에 장착된 PPG(photoplethysmography) 센서(도 4 a의 415)를 통해 수신되는 신호를 기반으로 심박 수를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2정보를 수신하면, 생체 신호를 측정할 수 있는 상태(예: 심전도 측정 상태)로 전환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는, 상기 생체 신호를 측정할 수 있는 상태에서 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환한 후 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지할 수 있다. 상기 프로세서(220)는, 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태를 알리는 제2정보를 수신하면, 상기 생체 신호를 측정할 수 있는 상태로 자동 전환 하여 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치(201)가 현재 생체 신호 측정의 준비 상태임을 상기 디스플레이(260)에 UI로 표시할 수 있다. 상기 프로세서(220)는, 상기 웨어러블 전자 장치(201)가 현재 생체 신호 측정의 준비 상태임을 UI로 표시하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치(201)의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치(201)가 현재 생체 신호를 측정하고 있는 상태임을 상기 디스플레이(260)에 UI 로 표시할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리(230)는, 웨어러블 전자 장치(201)의 데이터(예: 생체 신호 데이터)를 저장할 수 있다. 상기 메모리(230)는 도 1a에서 설명한 메모리(130)와 실질적으로 동일하거나 유사하게 구현될 수 있다. 상기 메모리(230)는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(260)는, 도 1a에서 설명한 표시 장치(160)와 실질적으로 동일하거나 유사하게 구현될 수 있다. 상기 디스플레이(260)는 생체 신호 측정의 준비 상태로로 동작하고 있음을 알리는 정보를 UI로 표시하거나 또는 생체 신호의 측정 상태로 동작하고 있음을 알리는 정보를 UI로 표시할 수 있다. 상기 디스플레이(260)는 생체 신호의 측정 상태에서 웨어러블 전자 장치가 생체 어느 부위와도 전극들이 접촉되지 않음에 따라 생체 신호 측정의 중지 상태를 알리는 정보를 UI로 표시할 수 있다.
도 3 은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출부의 계략적인 블록도(300)이다.
상기 도 3을 참조하면, 생체 접촉 검출부(310, 예: 도 2의 생체 접촉 검출부(215))는, 복수의 전극들(311, 312, 및 313), 전극 연결 검출부(330), 바이어스부(350) 및 계측부(370)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 전극들은 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(311) 및 제3 전극(313)과, 상기 제1 전극(311) 및/또는 상기 제3 전극(313)에게 전압을 인가하는 제2 전극(312)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 전극(311)과 제3 전극(313)은, 생체의 양단(예: 오른손 및/또는 왼손)에서 생체 신호를 측정할 수 있는 센싱 전극을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 전극(311)은 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉될 수 있는 위치에 장착되고, 제3 전극(313)은 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있는 위치에 장착될 수 있다. 상기 제3 전극(313)은 상기 제1 전극(311) 및 상기 제2 전극(312)이 장착된 위치와는 상이한 위치에 장착되어 상기 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 전극(312)은 제1 전극(311) 또는 제3 전극(313)과 동일한 면에 위치할 수 있다. 예를 들어 제2 전극(312)은 상기 제1 전극(311)과 동일한 면에 위치하여 상기 제1 전극(311)과 동시에 생체의 제1 부위(예: 손목)에 접촉될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 전극(312)은, 상기 제1 전극(311)과 동시에 생체의 제1 부위(예: 손목)에 접촉되면, 상기 생체 제1 부위(예: 손목)을 통해 상기 제2 전극(312)과 상기 제1 전극(311)간에 생성된 패쇄 루프(closed loop)로, 상기 제2 전극(312)과 상기 제1 전극(311)간에 패스가 형성되고, 상기 패스를 통해 상기 제1 전극(311)에게 제1 전압을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 전극(312)은, 제1 전극(311)에 제1 전압을 인가하는 동안, 제3 전극(313)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉되어 상기 제2 전극(312)과 상기 제3 전극(313)간에 추가 패스가 형성되면, 상기 제2 전극(312)은 상기 제1 전극(311)과 상기 제3 전극(313) 각각에게 동일한 제2 전압을 인가할 수 있다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압 보다 낮은 전압일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전극 연결 검출부(330)는 제1 전극(311) 및/또는 제3 전극(313)에서 출력되는 전압을 기반으로, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(201))의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전극 연결 검출부(330)는, 제1 전극(311)에서 출력되는 전압(예: 제1 전압 또는 제2 전압)을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전극 연결 검출부(330)는, 제1 전극(311)과 제3 전극(313)에서 출력되는 제2 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전극 연결 검출부(330)는, 제1 전극(311)과 제3 전극(313)이 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 제2 전극(312)으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극(311) 및 상기 제3 전극(313)에서 출력되는 전압(예: 0V)을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전극 연결 검출부(330)는 제1 전극(311)에서 출력되는 제1 전압 및/또는 제2 전압과 제1 기준 전압을 비교한 제1 비교 값을 출력하는 제1 연결 검출부(331)와, 제3 전극(313)에서 출력되는 제2 전압과 제2 기준 전압을 비교한 제2 비교 값을 출력하는 제2 연결 검출부(332)를 포함할 수 있다. 상기 전극 연결 검출부(330)는 상기 제1 연결 검출부(331)에서 출력된 제1 비교 값과 상기 제2 연결 검출부(332)에서 출력된 제2 비교 값을 합하여 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보로 출력할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 바이어스부(350)는, 제2 전극(312)에서 패스가 형성된 제1 전극(311) 및/또는 제3 전극(313)에게 인가하기 위한 전압을 제1 전압 및/또는 상기 제2 전압으로 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 바이어스부(350)는 반전 가산 증폭기(Inverting summing amplifier)로 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 계측부(370)는, 제1 전극(311)과 제3 전극(313) 각각에서 측정된 전위 값들의 차를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 계측부(370)는, 차동 증폭기(differential amplifier) 또는 입력 임피던스가 매우 높은 계측용 증폭기(instrumentation amplifier; IA)를 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 전극들을 설명하기 위한 도면(400a 내지 400d)이다.
상기 도 4a에서는 웨어러블 전자 장치(401)의 전면(401a)과 후면(401b)을 도시하고 있다.
상기 도 4a와 같이 웨어러블 전자 장치(401)의 후면(401b)에 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(411, 예: 도 3의 제1 전극(311))을 배치하고, 상기 제1 전극(411)과 동일한 면에 제1 전극(411)과 제3 전극(413, 예: 도 3의 제3 전극(313)))에 전압을 인가하는 제2 전극(412, 예: 도 3의 제2 전극(312))을 배치할 수 있다. 그리고, 웨어러블 전자 장치(401)가 착용된 손과 반대되는 손이 접촉될 수 있는 웨어러블 전자 장치(401)의 측면에 생체 신호 측정을 위한 상기 제3 전극(413)을 배치할 수 있다. 또한 웨어러블 전자 장치(401)의 후면(401b)의 중앙의 위치에 심박수 측정을 위한PPG(photoplethysmography) 센서(415)가 장착될 수 있다.
상기 도 4b와 같이, 사용자의 손목에 웨어러블 전자 장치(401)가 착용되어 제1 전극(411)과 제2 전극(412)에 사용자의 생체의 제1부위(예: 손목)가 접촉되고, 상기 웨어러블 전자 장치(401)의 우측 측면에 배치된 제 3 전극(413)에 사용자의 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있다.
사용자의 손목에 웨어러블 전자 장치(401)가 착용되어 제1 전극(411)과 제2 전극(412)에 사용자의 생체의 제1부위(예: 손목)가 접촉된 상태에서, 사용자의 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있는 제3 전극은 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 전극(413)은 웨어러블 전자 장치(401)의 좌측 측면 또는 도 4b와 같이 우측 측면에 배치될 수 있다.
또는 도 4c와 같이, 제3 전극(413)은 웨어러블 전자 장치(401)의 디스플레이(460, 예: 도 1d의 디스플레이(120a) 또는 도 2의 디스플레이(260))에 투명 전극으로 포함되어, 사용자의 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있다.
또는 도 4d와 같이, 제3 전극(413)은 웨어러블 전자 장치(401)의 베젤(402, 예: 도 1b의 106a)에 배치되어, 사용자의 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있다. 상기 웨어러블 전자 장치(401)에 베젤이 없는 경우 웨어러블 전자 장치(401)의 하우징(예: 도 1b의 110a)에 배치되어, 사용자의 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉될 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출부의 회로도(500)이다. 상기 도 5는 상기 도 3의 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출부(310)에 대한 회로도를 도시하고 있다.
상기 도 5와 같이, 생체 접촉 검출부(510)는, 복수의 전극들(511, 512, 및 513), 복수의 전극들 중 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(511) 및 제3 전극(513)에서 출력되는 전압을 처리하는 높은 입력 임피던스를 가지는 복수의 버퍼들(523), 전극 연결 검출부(531, 532), 바이어스부(550), 및 상기 복수의 전극들 중 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(511) 및 제3 전극(513)을 기반으로 생체 신호를 측정하는 계측부(570)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전극들은, 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(511) 및 제3 전극(513)과, 상기 제1 전극(511) 및 상기 제3 전극(513)에 일정 전압을 인가할 수 있는 제2 전극(512)을 포함할 수 있다.
상기 전극 연결 검출부(531, 532)는 제1 전극(511)에서 출력되는 제1 전압 및/또는 제2 전압과 제1 기준 전압을 비교하는 제1 연결 검출부(531)와 제3 전극(513)에서 출력되는 제2 전압과 제2 기준 전압을 비교하는 제2 연결 검출부(532)를 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 검출부(531)는 제1 비교기(531a)와 제2 비교기(531b)를 포함하고, 상기 제1 비교기(531a)의 제1 기준 전압(TH_L)을 "0.4V"로 설정하고, 상기 제2 비교기(531b)의 제1 기준 전압(TH_H)을 "1.4V"로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 비교기(531a)의 제1 기준 전압(TH_L)과 제2 비교기(531b)의 제1 기준 전압(TH_H)은 검출력 향상을 위해 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))에 의해 조정될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태에 따라, 상기 제1 비교기(531a)의 제1 기준 전압(TH_L)과 상기 제2 비교기(531b)의 제1 기준 전압(TH_H)을 조정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태이면, 상기 제1 비교기(531a)의 제1 기준 전압(TH_L)과 상기 제2 비교기(531b)의 제1 기준 전압(TH_H)의 범위를 제1 범위로 조정하고, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호의 측정 상태이면, 상기 제1 비교기(531a)의 제1 기준 전압(TH_L)과 상기 제2 비교기(531b)의 제1 기준 전압(TH_H)간의 범위를 제1 범위로 보다 작거나 또는 큰 제2 범위로 조정할 수 있다.
상기 제2 연결 검출부(532)는 제1 비교기(532a)와 제2 비교기(532b)를 포함하고, 상기 제1 비교기(532a)의 제2 기준 전압(TH_H)을 "1.4V"로 설정하고, 상기 제2 비교기(532b)의 제2 기준 전압(TH_L)을 "0.4V"로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 비교기(532a)의 제2 기준 전압(TH_H)과 제2 비교기(532b)의 제2 기준 전압(TH_L)은 검출력 향상을 위해 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))에 의해 조정될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태에 따라, 상기 제1 비교기(532a)의 상기 제2 기준 전압(TH_H)과 상기 제2 비교기(532b)의 상기 제2 기준 전압(TH_L)을 조정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태이면, 제1 비교기(532a)의 제2 기준 전압(TH_H)과 제2 비교기(532b)의 제2 기준 전압(TH_L)간의 범위를 제3 범위로 조정하고, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호의 측정 상태이면, 제1 비교기(532a)의 제2 기준 전압(TH_H)과 제2 비교기(532b)의 제2 기준 전압(TH_L)간의 범위를 제3 범위로 보다 작거나 또는 큰 제4 범위로 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 비교기(예: 제1 연결 검출부(531)의 제1 비교기(531a) 및 제2 비교기(531b) 및/또는 제2 연결 검출부(532)의 제1 비교기(532a) 및 제2 비교기(532b))는, 비 반전(+)입력단과 반전(-) 입력 단으로 인가되는 전압을 비교하고 상기 비교 결과를 출력할 수 있으며, 예를 들어, 비 반전(+)입력 단으로 인가되는 전압이 반전(-)입력 단으로 인가되는 전압보다 높으면 "1" 값을 출력하고, 비 반전(+)신호로 인가되는 전압이 반전(-) 입력 단으로 인가되는 전압과 동일하거나 낮으면 "0" 값을 출력할 수 있다. 상기 비교기(예: 제1 연결 검출부(531)의 제1 비교기(531a) 및 제2 비교기(531b) 및/또는 제2 연결 검출부(532)의 제1 비교기(532a) 및 제2 비교기(532b))는, 그 외 다양한 비교 조건을 기반으로 비 반전(+) 입력단과 반전(-) 입력 단에 인가되는 전압을 비교하여 그 결과를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 연결 검출부(531, 532)의 속성은, 외부 요인(예: 사용자의 특성(예: 손의 건조도) 및/또는 주변환경(예: 기온))에 따라 조정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 연결 검출부(531, 532)의 속성은, 버퍼(523) 앞 단의 입력 저항(Rin)을 높이거나, 또는 비교기(예: 제1 연결 검출부(531)의 제1 비교기(531a) 및 제2 비교기(531b) 및/또는 제2 연결 검출부(532)의 제1 비교기(532a) 및 제2 비교기(532b))에 기본으로 설정된 동작 전압(예: 0.4V)을 변경함으로써 조정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 선택으로 또는 외부 요인(예: 사용자의 특성(예: 손의 건조도) 및/또는 주변환경(예: 기온))을 검출할 수 있는 검출 부의 검출 결과에 따라, 자동으로 상기 전극 연결 검출부(531, 532)의 속성을 변경할 수 있다.
상기 전극 연결 검출부(531, 532)는, 제1 연결 검출부(531)에서 출력되는 정보와, 제2 연결 검출부(532)에서 출력되는 정보를 합하여 순서적으로 나열한 정보를, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(201))의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보(예: 제1 정보 또는 제2 정보)로서 출력할 수 있다
상기 바이어스부(550)는 반전 가산 증폭기(Inverting summing amplifier)를 포함하고, 상기 증폭기의 inverting(-)에는 제1 전극(511)과 제3 전극(513)의 평균 전압이 입력되고, noninverting(+)에 입력되는 Vbias는 0.9V로 설정할 수 있다. 또한 상기 증폭기는 0V 내지 최대 1.8V를 출력할 수 있도록 설정할 수 있다.
상기 복수의 버퍼들(523)은, 높은 임피던스를 가지는 소자로써, 제1 전극(511)과 제 3전극(513) 각각의 앞 단 노드들(B1, B2)에 높은 전압이 걸릴 수 있게 하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 복수의 버퍼들(523)은, 제1 전극(511)과 제3 전극(513) 각각의 앞 단 노드들(B1, B2)에 흐르는 전류가 상기 복수의 버퍼들(523)이 위치된 방향으로 흐르는 것을 막아줌으로써, 제1 전극(511)과 제3 전극(513) 각각의 앞 단 노드들(B1, B2)에 걸리는 전압의 저하로 인해 생체 측정(예: ECG 측정) 신호가 약해질 수 있는 것을 방지할 수 있다.
상기 복수의 버퍼들(523)은, 웨어러블 전자 장치와 같이 전극의 면적이 좁거나, 사용자의 피부가 건조(dry)해서 접촉 저항이 커지는 경우에, 정확한 생체 측정(예: ECG 측정)신호를 위해 사용될 수 있다.
상기 복수의 버퍼들(523)은, 웨어러블 전자 장치에서 전극 임피던스가 일정 기준 보다 낮게 유지되는 경우, 생체 접촉 검출부(510)에 포함되지 않을 수 있다. 상기 복수의 버퍼들(523)은 전극 임피던스에 의해 영향을 최소화 하기 위한 소자임으로, 전극 임피던스가 일정 기준 보다 낮게 유지되는 시스템에서는 상기 복수의 버퍼들(523)가 포함되지 않을 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면(600)이다. 상기 도 6은 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉이 없는 상태인 생체 신호 측정의 중지 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도면부호만 상이할 뿐 도 5와 동일한 생체 접촉 검출부(610)를 나타내고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 생체 측정을 위한 제1 전극(611)과 제3 전극(613) 모두에 생체가 접촉되지 않은 상태에서, 상기 제1 전극(611)과 상기 제3 전극(613) 각각은 0V의 전압을 출력할 수 있다. 제1 연결 검출부(631)에 포함된 제1 비교기(631a)와 제2 비교기(631b)는 제1 전극(611)으로부터 출력된 0V의 전압과 제1 기준 전압(TH_L=0.4, TH_H=1.4)을 비교하고 상기 비교 결과에 따른 정보로서 "NL=1, NH = 0"를 출력할 수 있다. 또한 제2 연결 검출부(632)에 포함된 제1 비교기(632a)와 제2 비교기(632b)는 제3 전극(613)으로부터 출력된 0V의 전압과 제2 기준 전압(TH_H=1.4, TH_L=1.4)을 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 정보로서 "PL=1, PH = 0"를 출력할 수 있다. 상기 제2 연결 검출부(632)에서 출력되는 정보(PL, PH)와, 제1 연결 검출부(631)에서 출력되는 정보(NL, NH)를 합하여 순서적 나열한 "PL, PH, NL, NH = 1010"(690)를 제3 정보로서 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))에게 출력할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 생체 접촉 검출부(610)에서 출력되는 제3 정보인 "PL, PH, NL, NH = 1010"(690)를 기반으로, 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 검출할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면(700a 내지 700d)이다. 상기 도 7a 내지 도 7d는 웨어러블 전자 장치에서 생체 신호 측정의 준비 상태를 나타내는 도면으로, 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉된 시점부터 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)의 접촉을 알리는 정보를 출력할 수 있는 최종 안정상태까지의 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a 내지 도 7d는 도면부호만 상이할 뿐 도 5 내지 도 6과 동일한 생체 접촉 검출부(710)를 도시하고 있다.
상기 도 7a와 같이, 웨어러블 전자 장치가 사용자의 손목에 착용되는 경우, 동일한 면에 위치된 제1 전극(711)과 제2 전극(712)이 생체의 제1 부위(예: 손목)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 전극(711)과 상기 제2 전극(712)이 생체의 제1 부위(예: 손목)에 접촉되어 상기 제1 전극(711)과 상기 제2 전극(712) 간에 패스(A1)가 형성되면, 제2 전극(712)은 상기 제1 전극(711)에 제1 전압 예를 들어, 최대 전압(Vsat)인 1.8V를 인가할 수 있다(a1).
상기 도 7b와 같이, 제2 전극(712)에서 제1 전극(711)에게 최대 전압인 1.8V를 인가하면, 제1 연결 검출부(731)에 포함된 제1 비교기(731a)와 제2 비교기(731b) 각각에 제1 전극(711)으로부터 출력된 1.8V의 전압이 입력될 수 있다(a2). 그리고, 생체가 접촉되지 않은 제3 전극(713)은 0V 전압을 출력함으로, 제2 연결 검출부(732)에 포함된 제1 비교기(732a)와 제2 비교기(732b)는 제3 전극(713)으로부터 출력된 0V의 전압의 입력이 유지될 수 있다. 상기 바이어스부(760)의 inverting(-)에는 제1 전극(711)과 제3 전극(713)의 평균 전압인 0.9V가 입력될 수 있다(a3).
상기 도 7c와 같이, 제1 연결 검출부(731)에 포함된 제1 비교기(731a)와 제2 비교기(731b) 각각에 입력된 1.8V의 전압과 제1 기준 전압(TH_L=0.4, TH_H=1.4)을 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 정보로서 "NL=0, NH = 1" 정보를 출력할 수 있다(a4). 또한 제2 연결 검출부(732)에 포함된 제1 비교기(732a)와 제2 비교기(732b)는 제3 전극(713)으로부터 출력된 0V의 전압과 제2 기준 전압(TH_H=1.4, TH_L=0.4)을 비교하고 상기 비교 결과에 따른 정보인 "PL=1, PH = 0"정보의 출력을 유지할 수 있다.
상기 도 7a 내지 도 7c 과정들을 통해, 상기 도 7d와 같이 최종 안정 상태로 진입하면, 제2 연결 검출부(732)에서 출력되는 정보(PL, PH)와, 제1 연결 검출부(731)에서 출력되는 정보(NL, NH)를 합하여 순서적으로 나열한 "PL, PH, NL, NH = 1001"(790)를 제1 정보로서 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))에게 출력할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 생체 접촉 검출부(710)에서 출력되는 제1 정보인 "PL, PH, NL, NH = 1001" 정보(790)를 기반으로, 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 검출할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출을 설명하기 위한 도면(800a 내지 800c)이다. 상기 도 8a 내지 도 8c는 웨어러블 전자 장치에서 생체 신호를 측정 할 수 있는 상태를 나타내는 도면으로,웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉된 상태에서 상기 웨어러블 전자 장치에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉된 시점부터 상기 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)와 제2 부위(예: 손가락) 모두의 접촉을 알리는 정보를 출력할 수 있는 최종 안정상태까지의 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 내지 도 8c는 도면부호만 상이할 뿐 도 5 내지 도 7과 동일한 생체 접촉 검출부(810)를 나타내고 있다.
상기 도 8a에서와 같이, 생체 접촉 검출부(810)에서 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되고 있음을 알리는 제1 정보인 "PL, PH, NL, NH = 1001"(790)을 출력하는 동안, 제3 전극(813)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉되면, 제2 전극(812)과 상기 제3 전극(813)간에 패스(A2)가 추가로 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(812)과 상기 제3 전극(813)간에 패스(A2)가 추가로 형성되면, 제3 전극(813)의 전압이 상승하고(b1), 그에 따라 제2 연결 검출부(832)에 출력되는 전압이 상승되며(b2), 상기 바이어스부(860)의 inverting(-)에는 제1 전극(811)과 제3 전극(813)의 평균 전압이 상승하여(b3), 상기 바이어스부(860)의 출력 전압이 하락할 수 있다(b4).
상기 도 8b와 같이 상기 바이어스부(860)의 inverting(-)에 입력되는 상기 평균 전압이 상승됨에 따라 상기 바이어스부(860)의 출력 전압이 하락하면, 제2 전극(812)에서 제1 전극(811)에 인가하는 전압이 하락하고(b5) 그에 따라 제1 연결 검출부(831)에서 출력되는 전압이 하락할 수 있다(b6).
상기 도 8a 내지 도 8b와 같이, 제1 전극(811)과 제2 전극(812)에 동시에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉된 상태에서 제3 전극(813)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)의 접촉으로, 바이어스부(860)의 출력 값이 변화되는 경우, 상기 도 8c와 같이, 상기 제2 전극(812)이 상기 제1 전극(811)과 상기 제3 전극(813) 각각에 동일한 제2 전압이 인가되도록, 상기 바이어스부(860)의 inverting(-)에 입력되는 상기 제1 전극(811)과 상기 제3 전극(813)간의 평균 전압을 일정 전압(예: 0.9V)으로 조정할 수 있다. 상기 평균 전압을 상기 일정 전압(예: 0.9V)으로 조정하는 경우, 상기 제1 전극(811)과 상기 제3 전극(813)에 인가되는 제2 전압은 0.4V 내지 1.4V가 될 수 있다.
상기 도 8c에서와 같이, 상기 평균 전압을 상기 일정 전압(예: 0.9V)으로 조정하기 위해 제1 전극(811)의 전압을 목표 전압 값(예: 0.9V)으로 하락시키고, 제3 전극(813)의 전압을 목표 전압 값(예: 0.9V)으로 상승시켜서(b7), 상기 평균 전압을 상기 일정 전압(예: 0.9V)으로 조정할 수 있다(b8). 상기 바이어스부(860)의 inverting(-)에 일정 전압으로 조정된 평균 전압(예: 0.9V)이 입력되면, 상기 바이어스부(860)는 목표 전압 값(예: 0.9V)을 출력할 수 있다(b9). 상기 제2 전극(812)이 상기 제1 전극(811)과 상기 제3 전극(813) 각각에 제2 전압(예: 0.9V)을 인가함에 따라, 제1 연결 검출부(831)와 제2 연결 검출부(832)에 제2 전압(예: 0.9V)을 출력할 수 있다.
상기 제1 연결 검출부(831)에 포함된 제1 비교기(831a)와 제2 비교기(831b) 각각에 입력된 제2 전압(예: 0.9V)과 제1 기준 전압(TH_L=0.4, TH_H=1.4)을 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 정보로서 "NL=0, NH = 0" 정보를 출력할 수 있다(b10). 또한 제2 연결 검출부(832)에 포함된 제1 비교기(832a)와 제2 비교기(832b)에 각각 입력된 제2 전압(예: 0.9V)과 제2 기준 전압(TH_H=1.4, TH_L=0.4)을 비교하고 상기 비교 결과에 따른 정보인 "PL=0, PH = 0"정보의 출력을 유지할 수 있다. 상기 제2 연결 검출부(832)에서 출력되는 정보(PL, PH)와, 제1 연결 검출부(831)에서 출력되는 정보(NL, NH)를 합하여 순서적으로 나열한 제2 정보인 "PL, PH, NL, NH = 0000"(890)를 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))에게 출력할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 생체 접촉 검출부(810)에서 출력되는 제2 정보인 "PL, PH, NL, NH = 0000"(890)를 기반으로, 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 검출할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(201))는, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들(예: 도 3의 제1 전극(312) 및 제3 전극(313)), 상기 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하고,상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하도록 설정된 생체 접촉 검출부(예: 도 2의 생체 접촉 검출부(215) 또는 도 3의 생체 접촉 검출부(310)), 및 상기 생체 접촉 검출부로부터 수신된 상기 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정하도록 설정된 프로세서(예: 도 1a의 프로세서(120) 또는 도 2의 프로세서(220))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))는, 상기 생체 신호 측정을 위한 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311))에 상기 생체의 제1 부위가 접촉되면 상기 제 1 전극에 제1 전압을 인가하고, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 상기 제1 전극과 제3 전극(예: 도 3의 제3 전극(313)) 각각에 생체의 제1 부위와 상기 생체의 제2부위가 접촉되면 상기 제 1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))는, 상기 생체 신호를 측정하는 제1전극과 전압을 인가하는 제2 전극이 상기 생체의 제1 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 인가하는 제1 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 출력하고, 상기 제1 정보를 출력하는 동안 상기 생체 신호를 측정하는 제3전극이 상기 생체의 제2 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 각각에게 인가하는 제2 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))는, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))는, 상기 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311) 및 제3 전극(예: 도 3의 제3 전극(313)과, 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에게 전압을 인가하는 제2 전극(예: 도 2의 제2 전극))을 포함하는 복수의 전극들, 상기 제1 전극에서 출력되는 제1 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보를 출력하고, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극에서 출력되는 제2 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하는 전극 연결 검출부(예: 도 3의 전극 연결 검출부(330)), 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및/또는 상기 제3 전극에게 인가하기 위한 전압을 상기 제1 전압 및/또는 상기 제2 전압으로 조정하는 바이어스 부(예: 도 3의 바이어스부(예: 도 3의 바이어스부(350)), 및 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 각각에서 측정된 전위 값들의 차를 이용하여 상기 생체 신호를 측정하는 계측부(예: 도 3의 계측부(370))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 전극 연결 검출부(예: 도 3의 전극 연결 검출부(330))는, 상기 제1 전극에서 출력되는 상기 제1 전압 및/또는 상기 제2 전압과 제1 기준 전압을 비교하는 제1 연결 검출부(예: 도 3의 제1 연결 검출부(331)), 및 상기 제3 전극에서 출력되는 상기 제2 전압과 제2 기준 전압을 비교하는 제2 연결 검출부(예: 도 3의 제2 연결 검출부(332))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극과 제2 전극은 상기 생체의 제1 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착되고, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제3 전극은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 장착된 위치와 상이한 상기 생체의 제2 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착될 수 있다.다양한 실시 예들에 따르면, 생체 정보를 포함하는 메모리, 및 상기 생체 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환하고, 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하며,상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 생체 신호를 측정할 수 있는 상태로 자동 전환하여 상기 생체 신호를 측정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 UI로 표시하고, 상기 생체 신호 측정의 준비 상태를 UI로 표시하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호의 측정 상태임을 UI로 표시하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환하도록 설정될 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도(900)이다. 상기 생체 접촉 검출 동작들은 901동작 내지 905동작들을 포함할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출 동작들은 웨어러블 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(101), 상기 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1a의 프로세서(120)), 도 2의 웨어러블 전자 장치(201), 또는 상기 웨어러블 전자 장치의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220)) 및/또는 생체 접촉 검출부(215))에 의해 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 901동작 내지 905동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작들의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
상기 도 9를 참조하면, 901동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극을 기반으로 상기 적어도 두 개의 전극들에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서, 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311))과 전압을 인가하는 2 전극(예: 도 3의 제2 전극(312))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되면, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극에게 제1 전압(예: 최대 전압인 1.8V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서, 상기 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311))과 상기 제2 전극(예: 도 3의 제2 전극(312))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되는 동안, 생체 신호 측정을 위한 제3 전극(예: 도 3의 제3 전극(313))에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉되면, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압 보다 낮은 제2 전압(예: 0.9V)을 인가할 수 있다.
903동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 적어도 두 개의 전극들에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(315))에서, 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311))과 전압을 인가하는 2 전극(예: 도 3의 제2 전극(312))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되어, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 제1 전압(예: 최대 전압인 1.8V)을 인가하면, 상기 제1 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서, 상기 제1 전극(예: 도 3의 제1 전극(311))과 상기 2 전극(예: 도 3의 제2 전극(312))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되는 동안, 생체 신호 측정을 위한 제3 전극(예: 도 3의 제3 전극(313))에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉되어, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제2 전압(예: 0.9V)을 인가하면, 상기 제2 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서, 상기 제2 정보를 출력하는 동안, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압(예: 0V)을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치가 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않음을 알리는 제3 정보를 출력할 수 있다.
905동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서 출력되는 제1 정보를 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정을 위한 준비 상태임을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서 출력되는 제2 정보를 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))에서 출력되는 제3 정보를 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 결정할 수 있다.
도 10은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 접촉 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도(1000)이다. 상기 생체 접촉 검출 동작들은 1001동작 내지 1005동작들을 포함할 수 있다. 상기 생체 접촉 검출 동작들은 웨어러블 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(101), 상기 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1a의 프로세서(120)), 도 2의 웨어러블 전자 장치(201), 또는 상기 웨어러블 전자 장치의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220)) 및/또는 생체 접촉 검출부(215))에 의해 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 1001동작 내지 1005동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작들의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
상기 도 10을 참조하면, 1001동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 웨어러블 전자 장치에 상기 생체의 제1 부위(예: 손목)의 접촉됨에 따라 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보를 검출하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환할 수 있다.일 실시 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 제1 정보(예: 도 7d의 제1 정보(PL, PH, NL, NH = 1001)(790))를 수신하면, 생체 신호 측정을 위한 어플리케이션(예: 심전도 어플리케이션)을 검색하고 실행을 준비할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 제1 정보(예: 도 7d의 제1 정보(PL, PH, NL, NH = 1001)(790))의 수신에 응답하여 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환하면, 상기 준비 상태에서 상기 웨어러블 전자 장치의 후면에 장착된 PPG(photoplethysmography) 센서(예: 도 4 a의 415)를 통해 수신되는 신호를 기반으로 심박수, 산소포화도, 혈압, 스트레스 또는 수면 정보 중 적어도 하나를 측정하고, 상기 측정된 심박수, 산소포화도, 혈압, 스트레스 또는 수면 정보 중 적어도 하나에 대한 정보를 디스플레이(예: 도 2의 디스플레이(260))에 표시할 수 있다.
일 실사 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치는, 전극을 이용하여 검출된 정보(예: 도 7d의 제1 정보(PL, PH, NL, NH = 1001)(790))와 PPG 센서를 이용하여 검출되는 생체의 근접 정보를 기반으로, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환할 수 있다. 상기 PPG 센서만을 이용하여 생체의 근접 정보를 검출하는 경우, 일정 이상 샘플이 필요함에 따라 상기 생체 신호 측정의 준비 상태를 결정하는데 시간이 소요됨으로, 상기 전극을 함께 사용하여 상기 생체 신호 측정의 준비 상태 여부를 빠르게 결정할 수 있다. 또한 옷 위에 웨어러블 전자 장치를 착용하거나, 사용자의 피부가 건조하거나, 주변 온도가 낮거나, 팔에 털이 많거나 등과 같이 웨어러블 전자 장치에서 생체의 접촉에 대한 판단이 어려운 경우에 상기 PPG센서를 함께 사용하여 상기 생체 신호 측정의 준비 상태 여부를 빠르고 정확하게 결정할 수 있다.
1003동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 웨어러블 전자 장치에 상기 생체의 제1 부위(예: 손목)와 제2 부위(예: 손가락)가 접촉됨에 따라, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 검출하면, 생체 신호를 측정할 수 있는 상태로 전환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 제2 정보 (예: 도 8c의 제2 정보(PL, PH, NL, NH = 0000)(890))를 수신하면, 생체 신호 측정을 위한 어플리케이션(예: 심전도 어플리케이션)을 실행하고, 생체 접촉 검출부(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(310))의 계측부(예: 도 3의 계측부(370))로부터 측정된 생체 신호를 수신하며, 상기 생체 신호에 대한 정보를 디스플레이(예: 도 2의 디스플레이(260))에 표시할 수 있다.
1005동작에서, 상기 웨어러블 전자 장치는, 상기 웨어러블 전자 장치가 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않음에 따라, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태를 알리는 제3 정보 (예: 도 6의 제3 정보(PL, PH, NL, NH = 1010)(690))를 검출하면, 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위(예: 손목)와 제2 부위(예: 손가락)가 접촉된 상태에서 상기 웨어러블 전자 장치에 상기 생체의 제1 부위(예: 손목)와 제2 부위(예: 손가락)에 대한 접촉이 해제된 상태임으로, 상기 제3 정보는 상기 생체의 제1 부위(예: 손목)와 제2 부위(예: 손가락)에 대한 접촉 해제를 나타내는 정보가 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치는, 전극을 이용하여 검출된 정보(예: 도 6의 제3 정보(PL, PH, NL, NH = (PL, PH, NL, NH = 1010)(690))와 PPG 센서를 이용하여 검출되는 생체의 근접 정보를 기반으로, 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환할 수 있다.
상기 PPG 센서만을 이용하여 생체의 근접 정보를 검출하는 경우, 일정 이상 샘플이 필요함에 따라 상기 생체 신호 측정의 중지 상태를 결정하는데 시간이 소요됨으로, 생체의 접촉 및/또는 비 접촉을 즉각적으로 검출할 수 있는 상기 전극을 함께 사용하여 상기 생체 신호 측정의 중지 상태 여부를 빠르게 결정할 수 있다. 또한 상기 전극을 이용하는 경우, 전기 적으로 절연되어 있는 두 전극들 간에 패스가 생겨서 웨어러블 전자 장치에 생체의 제1 부위와 제2 부위에 대한 접촉 또는 비 접촉 여부를 검출하는 검출력이 떨어지는 AC 기반이 아닌, DC 기반으로 사용하고 있다. 상기 DC 기반으로 전극을 이용하는 경우 전류를 인가하는 AC 기반하는 방식과는 다르게 추가적인 노이즈가 발생되지 않을 수 있다
상기 도 10에서와 같이, 웨어러블 전자 장치가 생체의 부위(예: 제1 부위 및 제2 부위)에 접촉 및 비 접촉을 정확히 판단함에 따라 정확한 사용자 컨텍스트를 판단할 수 있도록 도와줄 수 있고, 이를 통해 사용자 인증, 결제 서비스의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 전극을 이용한 정보와 PPG센서의 근접 정보를 기반으로, 웨어러블 전자 장치가 생체의 부위(예: 제1 부위 및 제2 부위)에 접촉 및 비 접촉을 빠르게 판단함에 따라 웨어러블 전자 장치가 생체의 부위(예: 제1 부위 및 제2 부위)에 대해 일시적인 비 접촉상황에서도 상보적인 상황판단이 가능하여 사용성을 개선할 수 있다.
도 11은 다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 생체 신호의 검출 동작을 설명하기 위한 예시적인 흐름도(1110)이다.
상기 도 11에서는, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(200))가 사용자의 손목에 착용되어 생체 신호 측정의 준비 상태를 나타내는 제1 구간(A), 상기 제1 구간(A)를 유지하는 동안 상기 웨어러블 전자 장치의 제3 전극에 손가락이 접촉되어 자동으로 생체 신호를 측정하는 제2 구간(B) 및 상기 웨어러블 전자 장치의 제3 전극에 손가락의 접촉이 검출되지 않은 제3 구간(C )을 도시하고 있다.
상기 제1 구간(A)은, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(200))가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태로써, 상기 웨어러블 전자 장치가 현재 생체 신호 측정의 준비 상태임을 나타내는 구간이다. 상기 제1 구간(A)에서는 제1 전극(1111, 예: 도 7a - 도 7d의 제1 전극(711))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉됨에 따라 제1 전극(1111)는 제1 전극(1111)과 패스가 형성된 제2 전극(예: 도 7a - 도 7d의 제2 전극(712))으로부터 인가된 최대 전압인 1.8V를 출력하고, 생체가 접촉되지 않은 제3 전극(1113, 도 7a - 도 7d의 제3 전극(713))은 0V 전압을 출력할 수 있다. 상기 제1 구간(A)에서 제1 전극(1111)가 최대 전압인 1.8V를 출력하고, 제3 전극(1113)에서 0V을 출력함에 따라, 상기 웨어러블 전자 장치(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(215))는 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보(예: PL, PH, NL, NH = 1001)를 출력할 수 있다.
상기 제2 구간(B)은 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용되는 상기 제1 구간(A)을 유지하는 동안, 제3 전극(1113, 도 8a - 도 8c의 제3 전극(813))에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉된 상태로써, 상기 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)의 접촉에 대한 응답으로, 자동으로 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호를 측정하고 있는 상태임을 나타내는 구간이다.
상기 제2 구간(B)은 초기 안정화 구간(B1), 생체 신호 측정 구간(B2) 및 생체 신호 측정의 종료 구간(B3)을 포함할 수 있다.
상기 초기 안정화 구간(B1)은 제1 시점(b1), 제2 시점(b2), 제3 시점(b3) 및 제4 시점(b4)을 포함하며, 일정 시간(예: 1초) 이하 구간을 포함할 수 있다/
상기 제1 시점(b1)은, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태에서 사익 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 실제 접촉상 시점을 나타내고 있다.
상기 제1 시점(b1)에서 일정 시간(예: 10ms이하)이 경과된 상기 제2 시점(b2)은, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태에서 상기 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)의 접촉을 상기 웨어러블 전자 장치에서 검출한 시점을 나타내고 있다. 상기 제1 전극(1111, 예: 도 8a - 도 8c의 제1 전극(811))에 생체의 제1 부위(예: 손목)가 접촉되고, 상기 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉됨에 따라, 상기 제1 전극(1111)과 상기 제3 전극(1113)은 상기 제1 전극(1111) 및 상기 제3 전극(1113) 각각과 패스가 형성된 제2 전극으로부터 인가된 전압을 출력할 수 있다. 상기 제1 시점(b1)과 상기 제2 시점(b2)간의 구간은, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극(1111) 및 상기 제3 전극(1113) 각각에게 목표 전압(예: 0.9V)을 출력하기 위한 안정화 구간을 나타내고 있다. 따라서, 상기 제2 시점(b2)에서는 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극(1111) 및 상기 제3 전극(1113) 각각에게 목표 전압(예: 0.9V)을 출력함에 따라 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보(예: PL, PH, NL, NH = 0000)를 출력할 수 있다. 상기 제2 시점(b2)에서 생체 신호를 측정하는 생체 신호 검출부의 계측부(예: 도 3의 계측부(370))에게 생체 신호 측정을 위한 준비 신호가 전달될 수 있다.
상기 제3 시점(b3)은, 생체 신호의 측정 가능한 시점으로, 상기 제2 시점(b2)과 상기 제3 시점(b3)간의 구간은 신호 포화 구간을 나타내고 있다.
상기 제4 시점(b4)은, 생체 신호 측정을 위한 유효한 신호 값들을 수집할 수 있는 시점으로, 상기 제3 시점(b3)과 상기 제4 시점(b4)간의 구간 동안(예: 10ms 이하) 전압 값의 변화에 따라 수신되는 과도한 응답 신호 값들을 무시하고, 상기 제4 시점(b4)이후부터 생체 신호의 측정을 위한 안정적이고 유효한 신호 값들을 획득할 수 있다.
상기 생체 신호 측정을 위한 신호를 수집하는 구간(B2)에서, 일정 시간 동안(예: 30ms) 동안 생체 신호의 측정을 위한 안정적이고 유효한 신호 값들(b7)을 수신하여 생체 신호를 측정할 수 있다. 상기 생체 신호 측정을 위한 신호를 수집하는 구간(B2) 동안, 계측부(예: 도 3의 계측부(370)는 상기 일정 시간 동안(예: 30ms) 동안 수신되는 생체 신호의 측정을 위한 유효한 신호 값들을 기반으로, 상기 제1 전극(1111)의 전압과 상기 제3 전극(1113)의 전압 간의 차를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다.
상기 생체 신호 측정의 종료 구간(B3)은, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태에서 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)의 접촉이 실질적으로 해제된 시점을 나타내는 제5 시점(b5)과, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태에서 제3 전극(1113)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)에 대한 접촉이 해제되어 있음으로 상기 웨어러블 전자 장치가 검출한 시점을 나타내는 제6 시점(b6)을 포함할 수 있다.
제3 구간(C)은, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체의 제1 부위(예: 손목)에 착용된 상태에서 상기 제3 전극(1113, 도 7a - 도 7d의 제3 전극(713))에 생체의 제2 부위(예: 손가락)에 대한 접촉이 해제되어, 상기 웨어러블 전자 장치가 현재 생체 신호 측정의 준비 상태임을 나타내는 구간이다. 상기 제3 구간(C)은 상기 제1 구간(A)과 같이 상기 웨어러블 전자 장치(예: 도 3의 생체 접촉 검출부(215))는 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보(예: PL, PH, NL, NH = 1001)를 출력할 수 있다.
도 12a는다양한 실시 예들에 따른 웨어러블 전자 장치에서 전면의 사시도(1200a)이고, 도 12b는 도 12a의 웨어러블 전자 장치의 후면의 사시도(1200b)이다.
도 12a 내지 도 12b와 같이, 웨어러블 전자 장치인 이어버드 한 쌍(1201) 중 하나의 이어 버드(1201a)에 생체 신호 검출을 위한 복수의 전극들(1211, 1212 및 1213)이 포함될 수 있다. 상기 복수의 전극들은 생체 신호 측정을 위한 제1 전극(1211, 예; 도 3의 제1 전극(311)) 및 제3 전극(1213, 예: 도 3의 제3 전극(131))과, 상기 제1 전극(1211) 및/또는 상기 제3 전극(1213)에게 전압을 인가하는 제2 전극(1212, 예: 도 3의 제2 전극(312))을 포함할 수 있다. 상기 이어버드(1201)는 도 2 내지 도 3의 구성을 포함할 수 있다.
상기 이어버드 한 쌍(1201) 또는 상기 이어버드 한 쌍(1201) 중 하나의 이어버드(1201a)가 사용자의 귀에 장착되면, 이어 버드(1201a)의 동일한 면에 위치된 제1 전극(1211)과 제2 전극(1212)이 생체의 제1 부위(예: 귀)에 접촉됨에 따라 제1 전극(1211)과 제2 전극(1212)간 패스가 형성되고, 제1 전극(1211)이 제2 전극(1212)에서 인가된 전압을 출력함에 따라 상기 이어버드 한 쌍(1201)는 생체 신호 측정의 준비 상태가 될 수 있다. 상기 이어버드 한 쌍(1201)이 생체 신호 측정의 준비 상태를 유지하는 동안, 제3 전극(1213)에 생체의 제2 부위(예: 손가락)가 접촉되면, 제2 전극(1212)과 제3 전극(1213)간에 추가 패스가 형성되고, 제1 전극(1211)과 제3전극(1213) 각각이 제2 전극(1212)에서 인가된 전압을 출력함에 따라 상기 이어버드 한 쌍(1201)는 자동으로 생체 신호 측정을 측정할 수 있다. 상기 생체 신호의 측정 결과는 상기 이어버드 한 쌍(1210)와 통신 연결된 전자 장치를 통해 출력될 수 있다.
다양한 실시 예들에서는 웨어러블 전자 장치로써 도 1b 내지 도 1d 및 도 4a 내지 도 4d와 같이 와치와 도 12a 내지 도 12b와 같이 이어버드를 예를 설명하고 있으나, 사용자의 얼굴에 착용되어 생체에 접촉되는 글래스 에도 동일하게 적용하여 생체 접촉을 검출하고 생체 신호를 측정할 수 있다.
또한 웨어러블 전자 장치로써 워치가 사용자의 손목 뿐만 아니라 발목에 착용되어 동일하게 생체 접촉을 검출하고 생체 신호를 측정할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(201))의 생체 접촉 검출 방법은, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하는 동작, 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하는 동작, 및 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 알리는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 전압을 인가하는 동작은, 상기 생체 신호 측정을 위한 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극에 상기 생체의 제1 부위가 접촉되면 상기 제 1 전극에 제1 전압을 인가하는 동작, 및 상기 적어도 두 개의 전극들 중 상기 제1 전극과 제3 전극 각각에 상기 생체의 제1 부위와 상기 생체의 제2부위가 접촉되면 상기 제 1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 정보를 출력하는 동작은, 상기 생체 신호를 측정하는 제1전극과 전압을 인가하는 제2 전극이 상기 생체의 제1 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 인가하는 제1 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 출력하는 동작. 및 상기 제1 정보를 출력하는 동안, 상기 생체 신호를 측정하는 제3전극이 상기 생체의 제2 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 각각에게 인가하는 제2 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극과 제2 전극은 상기 생체의 제1 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제3 전극은 제1 전극 및 제2 전극이 장착된 위치와는 상이한 상기 생체의 제2 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환하는 동작, 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지는 동작, 및 상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 동작 상태로 자동 전환하여 생체 신호를 측정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 UI로 표시하는 동작, 및 상기 생체 신호 측정의 준비 상태를 UI로 표시하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호의 측정 상태임을 UI로 표시하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예는 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하는 동작, 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하는 동작, 및 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 알리는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 발명된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 발명된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 웨어러블 전자 장치에 있어서,
    생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들;
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하고, 상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하도록 설정된 생체 접촉 검출부; 및
    상기 생체 접촉 검출부로부터 수신된 상기 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 결정하도록 설정된 프로세서를 포함하는 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 생체 접촉 검출부는,
    상기 생체 신호 측정을 위한 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극에 상기 생체의 제1 부위가 접촉되면 상기 제 1 전극에 제1 전압을 인가하고,
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 상기 제1 전극과 제3 전극 각각에 상기 생체의 제1 부위와 상기 생체의 제2부위가 접촉되면 상기 제 1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가하도록 설정된 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 생체 접촉 검출부는,
    상기 생체 신호를 측정하는 제1전극과 전압을 인가하는 제2 전극이 상기 생체의 제1 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 인가하는 제1 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 출력하고,
    상기 제1 정보를 출력하는 동안 상기 생체 신호를 측정하는 제3전극이 상기 생체의 제2 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 각각에게 인가하는 제2 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하도록 설정된 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 생체 접촉 검출부는,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력하도록 설정된 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 생체 접촉 검출부는,
    상기 생체 신호 측정을 위한 제1 전극 및 제3 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에게 전압을 인가하는 제2 전극을 포함하는 복수의 전극들;
    상기 제1 전극에서 출력되는 제1 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보를 출력하고, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극에서 출력되는 제2 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하는 전극 연결 검출부;
    상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및/또는 상기 제3 전극에게 인가하기 위한 전압을 상기 제1 전압 및/또는 상기 제2 전압으로 조정하는 바이어스 부; 및
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극 각각에서 측정된 전위 값들의 차를 이용하여 상기 생체 신호를 측정하는 계측부를 포함하는 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전극 연결 검출부는,
    상기 제1 전극에서 출력되는 상기 제1 전압 및/또는 상기 제2 전압과 제1 기준 전압을 비교하는 제1 연결 검출부; 및
    상기 제3 전극에서 출력되는 상기 제2 전압과 제2 기준 전압을 비교하는 제2 연결 검출부를 포함하는 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극과 제2 전극은 상기 생체의 제1 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착되고,
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 제3 전극은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 장착된 위치와는 상이한 상기 생체의 제2 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착되도록 설정된 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    생체 정보를 포함하는 메모리 및
    상기 생체 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환하고,
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하며,
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 생체 신호를 측정할 수 있는 상태로 자동 전환하여 상기 생체 신호를 측정하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 UI로 표시하고,
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태를 UI로 표시하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호의 측정 상태임을 UI로 표시하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환하도록 설정된 전자 장치.
  12. 웨어러블 전자 장치의 생체 접촉 검출 방법에 있어서,
    생체 신호 측정을 위한 적어도 두 개의 전극들 중 생체와 접촉된 적어도 하나의 전극에 전압을 인가하는 동작;
    상기 적어도 하나의 전극에서 출력되는 전압을 기반으로 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정을 위한 동작 상태를 알리는 정보를 출력하는 동작; 및
    상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 알리는 정보를 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 생체 신호 측정의 동작 상태를 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 전압을 인가하는 동작은,
    상기 생체 신호 측정을 위한 상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극에 상기 생체의 제1 부위가 접촉되면 상기 제 1 전극에 제1 전압을 인가하는 동작; 및
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 상기 제1 전극과 제3 전극 각각에 상기 생체의 제1 부위와 상기 생체의 제2부위가 접촉되면 상기 제 1 전극과 상기 제3 전극 각각에 상기 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 정보를 출력하는 동작은,
    상기 생체 신호를 측정하는 제1전극과 전압을 인가하는 제2 전극이 상기 생체의 제1 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극에게 인가하는 제1 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1 정보를 출력하는 동작; 및
    상기 제1 정보를 출력하는 동안, 상기 생체 신호를 측정하는 제3전극이 상기 생체의 제2 부위에 접촉되면, 상기 제2 전극에서 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 각각에게 인가하는 제2 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 출력하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극이 상기 생체의 어느 부위와도 접촉되지 않으면, 상기 제2 전극으로부터 전압이 인가되지 않은 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에서 출력되는 전압을 기반으로, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 제1 전극과 제2 전극은 상기 생체의 제1 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착된 방법.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전극들 중 제3 전극은 제1 전극 및 제2 전극이 장착된 위치와는 상이한 상기 생체의 제2 부위에 접촉될 수 있는 상기 웨어러블 전자 장치의 위치에 장착된 방법.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 생체 신호 측정의 준비 상태로 전환하는 동작;
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지는 동작; 및
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태에 대한 세션을 유지하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 동작 상태로 자동 전환하여 생체 신호를 측정하는 동작을 더 포함하는 방법.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 알리는 제1정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호 측정의 준비 상태임을 UI로 표시하는 동작; 및
    상기 생체 신호 측정의 준비 상태를 UI로 표시하는 동안, 상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호를 측정할 수 있는 상태임을 알리는 제2 정보를 수신하면, 상기 웨어러블 전자 장치가 생체 신호의 측정 상태임을 UI로 표시하는 동작을 더 포함하는 방법.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 웨어러블 전자 장치의 상기 동작 상태가 생체 신호 측정의 중지 상태임을 알리는 제3 정보를 수신하면, 상기 생체 신호 측정의 중지 상태로 전환하는 동작을 더 포함하는 방법.
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