KR20220129095A - 스마트 웨어러블 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스를 개시하며, 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 검출 장치는 구체적으로, 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들을 포함하며; 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열되며, 복수의 발광부 세트들의 각각 및 하나의 측정부 세트는 각각은 다각형의 복수의 각도들 중의 하나를 점유하며, 다각형의 중앙 위치는 다각형의 각각의 각도에 대해 특정의 거리에 있다. 본 발명의 특정 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스를 제공한다. 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열된다. 이것에 의해, 스마트 웨어러블 디바이스의 하나의 측정부 세트와 복수의 발광부 세트들 사이의 거리를 확대하여, 측정부들의 검출 결과의 변조 심도를 증가시킨다. 또한, 케이스의 중앙 위치가 비어 있게 되어 다른 디바이스를 수용하게 된다.
Description
본 발명은 웨어러블 디바이스 기술 분야에 관한 것으로, 특히 스마트 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
심박수 검출(heart rate detection)은 현재 웨어러블 디바이스의 한 중요한 기능이다. 현재, 대부분의 심박수 검출에는 광용적맥파 측정(photoplethysmograph)(PPG) 방법 및 심전도 측정(electrocardiogram)(ECG) 방법이 사용된다. ECG 방법은 정확한 측정을 특징으로 하지만, 테스트가 심장 근처에서 또는 복수의 지점에서 수행될 것을 요구하고 있다. PPG 방법은 단일 지점 측정만을 요구하기 때문에 ECG 방법보다 측정 정확도가 낮다.
이러한 종래 기술에서, 스마트 웨어러블 디바이스(smart wearable devices)는 일상 생활에서 그 사용이 점차적으로 증가하고 있다. 스마트 웨어러블 디바이스의 기능 또한 점점 더 풍부해지고 있으며, 보통 심박수 검출과 같은 항목을 포함하고 있다. 현재, 워치(watches), 밴드(bands) 및 핑거 클립(finger-clip) 측정 기기는 PPG 방법이 편리하기 때문에 일반적으로 PPG 방법 기반 측정 솔루션을 사용하고 있다.
PPG는 투과 모드(transmissive mode) 및 반사 모드(reflective mode)를 포함하고, 반사 모드가 일반적으로 웨어러블 디바이스용으로 사용되고 있다. 반사 모드의 기본 원리는 다음과 같다: 발광 다이오드(light emitting diode)(LED)가 광을 방출하며; 광은 인체 조직 내부의 혈관 내의 헤모글로빈에 의해 반사되고; 그리고 반사된 광은 포토다이오드(photodiode)(PD)에 의해 수광된다. 반사된 광에서, 주요 부분은 직류(DC) 신호이고, 부(minor) 부분은 펄싱으로 인한 교류(AC) 신호이다. 헤모글로빈 등의 함량은 인체의 맥박과 관련이 있기 때문에, PPG 시스템은 PD에 의해 수집된 광을 검출하고 산소 포화도를 계산하여, 검출 결과를 결정한다. 특히, 교류 신호는 혈중 산소(blood oxygen) 또는 심박수를 검출하기 위한 핵심 신호이다.
일반적인 스마트 워치(smartwatch)는 직선 단일 PD 솔루션(straight-line single-PD solution)을 포함한다. 구체적으로, PD는 중앙에 배치되고, 그 양측에 LED들이 배치된다. 이러한 레이아웃은 컴팩트하고 광 활용도가 매우 효율적이어서, 현재의 대부분의 PPG에서 사용되고 있다. 그러나, 이 솔루션에서는, PD가 디바이스의 중앙에 배치될 필요가 있고, LED들과 PD 사이의 거리가 과도하게 작다. 이러한 두 가지 제한 사항은 디바이스에 대한 무선 충전 기능 등을 설계할 때의 충돌과 불충분한 변조 심도(modulation depth)를 야기한다.
본 발명의 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스를 제공하여, 검출 장치의 검출 결과의 변조 심도를 증가시키고, 케이스의 중앙 위치를 비워 다른 디바이스를 수용하도록 한다.
제 1 양태에 따르면, 본 발명의 특정 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스를 제공하며, 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 검출 장치는 구체적으로, 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들을 포함하며; 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열되며, 복수의 발광부 세트들의 각각 및 하나의 측정부 세트는, 각각이 다각형의 복수의 각도들 중의 하나를 점유하며, 다각형의 중앙 위치는 다각형의 각각의 각도에 대해 특정의 거리에 있다. 이것에 의해, 하나의 측정부 세트와 복수의 발광부 세트들 사이의 거리를 확대하여, 디바이스의 변조 심도를 증가시킬 수 있다.
가능한 설계에서, 제 2 디바이스는 케이스의 중앙 위치에 추가로 배치된다. 케이스의 중앙 위치에 제 2 디바이스를 배치하게 되면, 제 2 디바이스는 보다 나은 사용 효과를 갖게 된다.
가능한 설계에서, 스마트 웨어러블 디바이스는 무선 충전 디바이스를 더 포함하고, 무선 충전 디바이스는 전자기 코일 및 자석을 포함하고, 전자기 코일은 케이스의 에지에 배치되고 자석은 제 2 디바이스가 된다. 무선 충전 디바이스를 스마트 웨어러블 디바이스에 배치하고 무선 충전 디바이스의 자석을 케이스의 중앙 위치에 배치하면, 무선 충전 디바이스의 충전 효율이 개선된다.
가능한 설계에서, 제 2 디바이스는 심전도 측정을 위한 전극이 된다. 심전도 측정용 전극을 케이스의 중앙 위치에 배치하게 되면, 심전도 측정 결과가 실제 값에 보다 가까워지게 된다.
가능한 설계에서, 하나의 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 하나의 측정부 세트는 적어도 하나의 포토다이오드를 포함한다. 하나의 발광부 세트에 복수의 발광 다이오드를 배치하고 및/또는 하나의 측정부 세트에 복수의 포토다이오드를 배치하게 되면, 검출 장치의 효과성(effectiveness)이 개선된다.
가능한 설계에서, 다각형은 사각형이며, 사각형은 제 1 측정부 세트, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 제 3 발광부 세트로 구성되며, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 제 1 측정부 세트에 인접하며, 제 3 발광부 세트는 제 1 측정부 세트와 대향하며, 그리고 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다.
가능한 설계에서, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 각각 적어도 하나의 녹색 다이오드를 포함하며, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 적색/적외선 다이오드를 포함한다.
가능한 설계에서, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 녹색 다이오드를 포함하고, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 각각 적어도 하나의 적색/적외선 다이오드를 포함한다.
가능한 설계에서, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트는 동일한 색상의 발광 다이오드이고; 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며, 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이며, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호이다.
가능한 설계에서, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트는 적색, 적외선 및 녹색의 3-색상 발광 다이오드들이고; 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호 또는 제 3 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호 또는 제 4 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며, 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 3 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 심박수 검출 신호이며, 제 4 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 심박수 검출 신호이다.
가능한 설계에서, 제 1 측정부 세트는 적어도 하나의 포토다이오드를 포함한다.
가능한 설계에서, 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치이다.
본 발명의 특정 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스를 제공한다. 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열된다. 이것에 의해, 스마트 웨어러블 디바이스의 하나의 측정부 세트와 복수의 발광부 세트들 사이의 거리를 확대하여, 측정부들의 검출 결과의 변조 심도를 증가시킨다. 또한, 케이스의 중앙 위치가 비어 있게 되어 다른 디바이스를 수용하게 된다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 스마트 웨어러블 디바이스의 적용 환경의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 하드웨어 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다양한 파장 및 거리에 대한 변조 심도들의 곡선도이다.
도 5a는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출을 위한 바람직한 제 1 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5c는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 및 심박수 검출 모두를 위해 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5e는 본 발명의 특정 실시예에 따른 멀티-PD 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따른 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 특정 실시예에 따른 AFE의 특정 구조의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 하드웨어 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다양한 파장 및 거리에 대한 변조 심도들의 곡선도이다.
도 5a는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출을 위한 바람직한 제 1 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5c는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 및 심박수 검출 모두를 위해 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5e는 본 발명의 특정 실시예에 따른 멀티-PD 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따른 검출 장치의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 특정 실시예에 따른 AFE의 특정 구조의 개략도이다.
본 발명의 실시예들에서의 기술적 솔루션들은 첨부된 도면들 및 실시예들을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
본 명세서의 기술적 특징, 유익한 효과, 또는 유사한 서술의 설명들은 모든 기술적인 특징 및 유리한 효과가 임의의 단일 실시예에서 구현될 수 있음을 의미하지는 않는다는 것이 이해될 수 있다. 이와 반대로, 기술적 특징 또는 유익한 효과에 관한 설명은 적어도 하나의 실시예가 특정의 기술적 특징 또는 유익한 효과를 포함한다는 것을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 기술적 특징, 유익한 효과, 또는 유사한 서술의 설명들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 실시예들에서 설명된 기술적 특징들 또는 유익한 효과들은 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 본 기술 분야의 기술자는 특정 실시예가 그 실시예의 하나 이상의 특정 기술적 특징 또는 유리한 효과없이도 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 스마트 웨어러블 디바이스의 적용 환경의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이 실시예는 스마트 웨어러블 디바이스(20)에 관한 것이다. 스마트 웨어러블 디바이스(20)는 네트워크 측 기지국(10) 또는 모바일폰(30)과 무선 방식으로 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 웨어러블 디바이스의 무선 주파수 회로 및 안테나를 사용하여 그리고 무선 통신 링크(40)를 통해 기지국(10)에 무선 신호를 전송하여, 기지국(10)에 무선 네트워크 서비스를 수행할 것을 요청함으로써 스마트 웨어러블 디바이스(20)의 특정 서비스 요구 사항을 처리하게 할 수 있다. 다른 예로서, 스마트 웨어러블 디바이스(20)는 스마트 웨어러블 디바이스(20)의 블루투스를 사용하여 모바일폰(30)과 페어링될 수 있다. 페어링이 성공한 후에, 스마트 웨어러블 디바이스(20)는 블루투스 통신 링크(50)를 사용하여 모바일폰과의 데이터 통신을 수행한다. 물론, 스마트 웨어러블 디바이스(20)는 무선 주파수 식별 기술 또는 단거리 무선 통신 기술과 같은 다른 무선 통신 방식으로 모바일폰과의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, 스마트 웨어러블 디바이스(20)는 스마트 웨어러블 디바이스(20)의 다양한 센서들을 사용하여 외부 환경 변화를 추가로 검출할 수 있다.
본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 스마트 웨어러블 디바이스는 복수의 타입의 디바이스일 수 있다. 일 예에서, 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치, 스마트 밴드, 및 다른 스마트 웨어러블 디바이스 중 어느 하나일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 발명의 특정 실시예에서의 특정 설명을 위한 일 예로서 스마트 워치만이 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 하드웨어 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 스마트 워치는 워치 본체(300)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 워치 본체(300)는 터치 패널(201)(이는 또한 터치 스크린이라고 지칭되기도 함), 디스플레이 스크린(202), 케이스(이 케이스는 (도 2에는 도시되지 않는) 전면 케이스(front case) 및 (도 2에는 도시되지 않는) 후면 케이스(bottom case)를 포함함), 프로세서(203), 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit)(MCU)(204), 메모리(205), 마이크로폰(microphone)(MIC)(206), 블루투스(Bluetooth)(BT)(208), 기압 검출 장치(209), 심박수 검출 장치(210), 중력 가속도 센서(211), 전원(212), 전원 관리 시스템(213) 등을 포함할 수 있다.
도시되어 있지는 않지만, 워치 본체(300)는 안테나, 무선 충실도(wireless-fidelity)(WiFi) 모듈, 근거리 통신(near field communication)(NFC) 모듈, 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System)(GPS) 모듈, 라우드 스피커, 가속도계, 자이로스코프 등을 추가로 포함할 수 있다. 워치 밴드 컴포넌트는 모든 컴포넌트에 전력을 공급하는 전원(예를 들어, 배터리)(212)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게도, 전원(212)은 전원 관리 시스템(213)을 사용하여 프로세서(203)에 논리적으로 접속되어, 전원 관리 시스템(213)을 사용하여 충전 관리, 방전 관리, 및 전력 소비 관리와 같은 기능들을 구현할 수 있다.
다음은 스마트 워치의 기능 컴포넌트들을 개별적으로 소개한다.
터치 스크린(201)은 또한 터치 패널로 지칭되기도 하며, 터치 스크린(201) 상에서 사용자의 터치 동작(예를 들어, 터치 패널 상에서 또는 터치 패널 근방에서 사용자가 손가락, 스타일러스 또는 임의의 적합한 물체 또는 액세사리로 수행하는 동작)을 수집할 수 있고, 미리 설정된 프로그램에 따라 대응하는 접속 장치를 구동할 수 있다.
디스플레이 스크린(202)은 사용자에 의해 입력된 정보 또는 사용자에게 제공되는 정보, 및 워치의 다양한 메뉴를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 또한, 터치 패널(201)이 디스플레이 스크린(202)을 커버할 수 있다. 터치 패널(201) 상에서 또는 그 근방에서의 터치 동작을 검출한 후, 터치 패널(201)은 그 터치 동작을 프로세서(203)에 전송하여 터치 이벤트의 타입을 결정한다. 그 후, 프로세서(203)는 터치 이벤트의 타입에 따라 대응하는 시각적 출력을 디스플레이 스크린(202) 상에 제공한다.
프로세서(203)는 시스템 스케줄링을 수행하고, 디스플레이 스크린 및 터치 스크린을 제어하고, 그리고 마이크로폰(206) 및 블루투스(208)의 작업을 지원하도록 구성된다.
마이크로폰(206)은 또한 마이크로 지칭될 수 있다. 마이크로폰(206)은 수집된 사운드 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 오디오 회로는 전기 신호를 수신하고, 그 후 전기 신호를 오디오 데이터로 변환한다. 오디오 회로는 또한 오디오 데이터를 전기 신호로 변환하고, 그 전기 신호를 라우드 스피커로 송신할 수 있으며, 라우드 스피커는 전기 신호를 출력을 위한 사운드 신호로 변환한다.
블루투스(208)는 스마트 워치가 블루투스를 사용하여 다른 전자 디바이스(예를 들어, 모바일폰 또는 태블릿 컴퓨터)와 정보를 교환하게 한다. 전자 디바이스를 사용함으로써, 스마트 워치는, 예를 들어, 네트워크에 접속하고, 서버에 접속하며, 그리고 음성 인식을 처리한다.
마이크로 컨트롤 유닛(204)은, 예를 들어, 센서를 제어하고, 센서 데이터에 대한 연산을 수행하며, 그리고 프로세서(203)와 통신하도록 구성된다. 센서는 기압 검출 장치(209), 심박수 검출 장치(210), 중력 가속도 센서(211), 광 센서, 움직임 센서, 또는 다른 센서일 수 있다.
메모리(205)는 소프트웨어 프로그램 및 데이터를 저장하도록 구성된다. 프로세서(203)는 메모리(205)에 저장된 소프트웨어 프로그램 및 데이터를 실행함으로써 스마트 워치의 다양한 기능 애플리케이션 및 데이터 처리를 실행한다.
스마트 워치의 전술한 하드웨어 기능 컴포넌트는 사용자 요구 사항에 따라 수정될 수 있음에 주목해야 한다. 전술한 특정 실시예는 본 발명의 특정 구현예에 불과할 뿐이며, 본 발명의 솔루션이 구현될 수 있는 또 다른 방식은 본 발명의 보호 범위 내에 있다는 것이 이해될 수 있다. 추가의 세부 사항은 여기에 기술되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치의 개략적인 구조도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 검출 장치는 측정을 위해 PPG 방법을 사용한다. 검출 장치는 워치 케이스(301) 내에 배치되어, 검출 장치를 포함하는 스마트 워치를 착용한 사용자는 검출 장치를 사용하여 정보를 검출하고 검출된 정보를 처리하여 검출 결과를 획득한다.
구체적으로, 검출 장치는 하나의 측정부 세트(one set of measuring parts)(304) 및 복수의 발광부 세트들(a plurality of sets of light emitting parts)(305, 306, 307)을 포함한다. 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열되며, 다각형의 중앙은 케이스의 중앙과 일치한다. 다각형의 중앙 위치는 다각형의 각각의 각도에 대해 특정된 거리에 있으므로, 케이스의 중앙은 비어 있게 되고 임의의 다른 제 2 디바이스가 그 중앙에 배치될 수 있다.
복수의 발광부 세트들(305, 306, 307)은 광을 방출하도록 구성된다. 광은 착용자의 피부에 도달하고, 인체 조직 내부의 혈관 내의 헤모글로빈에 의해 반사된다. 하나의 측정부 세트(304)는 인체에 의해 반사된 광을 수광하도록 구성된다. 하나의 측정부 세트(304)는 반사광을 추가로 처리하여 검출 결과를 획득한다.
특히, 헤모글로빈의 함량은 인체의 맥박과 관련된다. 하나의 측정부 세트(304)는 광용적맥파 측정(photoplethysmograph)(PPG) 방법을 사용하여 수집된 광에 대한 계산을 수행하여 산소 포화도(SPO2)(Peripheral Oxygen Saturation Pulse Oxygen Saturation) 및 심박수(heart rate)(HR) 검출 결과를 획득한다.
하나의 측정부 세트(304)는 반사된 광에 기초하여 직류 신호 및 교류 신호를 생성한다. 직류 신호는 복잡한 조성을 가지며, 통상적으로 환경 광, 피부, 조직 등의 반사광을 포함한다. 교류 신호는 헤모글로빈의 반사광이다. 직류 신호에 대한 교류 신호의 비율은 변조 심도(modulation depth)로 지칭된다. 변조 심도의 증가는 보다 큰 교류 신호와 보다 정확한 검출 결과를 유도한다.
또한, 305, 306 및 307을 포함하는 복수의 발광부 세트들은 본 발명의 일 예에 불과할 뿐이라는 것에 주목해야 한다. 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 복수의 발광부 세트들은 임의의 개수의 세트들일 수 있다. 하나의 측정부 세트(304) 및 복수의 발광부 세트들은 다각형으로 배열되고, 다각형의 형상은 복수의 발광부 세트들의 수량에 의해 결정된다. 예를 들어, 하나의 측정부 세트 및 세 개의 발광부 세트들이 포함되는 경우, 하나의 측정부 세트 및 세 개의 발광부 세트들은 워치 케이스 상에서의 사각형을 형성한다.
일 예에서, 검출 장치의 구조는 도 3에 도시된다. 하나의 측정부 세트(304)는 하나의 포토다이오드(PD) 세트를 포함한다. 발광부들은 세 개의 발광 다이오드(LED) 세트들을 포함한다. 세 개의 발광 다이오드 세트들은 구체적으로 하나의 녹색 LED 세트 및 두 개의 적색 및 적외선 LED 세트들을 포함한다. 하나의 측정부 세트(304)와 발광부 세트들(305, 306, 307)은 네 개의 코너에 배치되어 하나의 측정부 세트와 발광부 세트들 간의 거리를 극대화시킨다. 이것은 변조 심도를 증가시키고, 보다 큰 교류 신호를 획득하게 하고, 그리고 검출 결과를 보다 정확하게 만들 수 있다.
하나의 PD를 포함한 하나의 측정부 세트 또는 하나의 발광 다이오드를 포함한 하나의 발광부 세트는 본 발명의 일 예에 불과할 뿐이라는 것에 주목해야 한다. 하나의 측정부 세트는 임의의 수량의 PD를 포함할 수 있고, 하나의 발광부 세트는 임의의 수량의 LED를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다양한 파장 및 거리에 대한 변조 심도들의 곡선도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상이한 파장 및 상이한 LED-PD 거리를 갖는 네 가지 타입의 광의 변조 심도가 포함된다. 도 4로부터 알 수 있는 것은, 상이한 파장의 광에 대하여, 변조 심도는 파장의 증가에 따라 감소하고; 동일한 파장의 광에 대하여, 변조 심도는 LED-PD 거리의 증가에 따라 증가한다는 것이다.
본 발명의 이러한 특정 실시예의 도 3의 예에서, 검출 장치 및 발광부들을 네 개의 코너에 배치하게 되면, 검출 장치와 발광부들 사이의 최대 거리가 보장된다는 것이다. 이것은 검출 결과를 실제 값에 더 가깝게 한다.
본 발명의 이러한 특정 실시예의 솔루션에서, 스마트 워치는 무선 충전 디바이스를 더 포함하여, 그 스마트 워치가 무선 충전 디바이스를 사용하여 충전될 수가 있다. 무선 충전 디바이스는 코일(302)과 자석(303)을 포함한다. 무선 충전 디바이스의 충전 효율은 코일(303)에 의존하고, 그 코일의 보다 큰 영역은 보다 높은 충전 효율을 나타낸다. 따라서, 코일(302)의 면적을 확대하기 위해, 코일(302)은 워치 케이스(301)의 외측에 배치되고, 발광부들 또는 측정부들과 겹치지 않는다. 자석(303)은 위치 고정용으로 사용되고, 무선 충전 디바이스 및 시계는 자석(303)을 사용하여 위치 고정된다. 그러나, 자석(303)은 무선 충전 디바이스의 효율에 큰 영향을 미친다. 자석(303)으로부터 코일(302)까지의 거리가 멀어질수록 무선 충전 효율에 미치는 영향은 적다. 따라서, 자석(303)은 일반적으로 워치의 중앙 위치에 배치되어 충전 효율을 증가시킨다. 본 발명의 이러한 특정 실시예의 다른 솔루션에서, 검출 장치는 심전도 검출용 전극을 더 포함하고, 이 심전도 검출용 전극은 케이스의 중앙 위치에 배치된다. 케이스의 중앙 위치가 피부와 가장 가까이 접촉하기 때문에 심전도 전극의 전도도는 증가하고 심전도 측정 결과는 더 정확하다.
검출 장치 및 발광부들은 네 개의 코너에 배치되기 때문에, 워치 케이스의 중앙 위치는 무선 충전 디바이스의 자석, 심전도(ECG) 전극 등을 배치하는 데 사용될 수 있다. 워치 케이스의 중앙 위치가 자석을 배치하는 데 사용될 때, 디바이스의 무선 충전 효율은 증가될 수 있다. 워치 케이스의 중앙 위치가 심전도 전극을 배치하는 데 사용될 때 심전도 전극은 보다 우수한 전도도를 가질 수 있다.
임의의 제 2 검출 디바이스가 워치 케이스의 중앙 위치에 배치될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 중앙 위치는 피부와 가장 잘 접촉하는 위치이기 때문에, PD 배치 검출 솔루션에서, 중앙 위치를 확보하게 되면, 임의의 다른 제 2 검출 디바이스용으로 가장 적합한 설치 위치가 보장되므로, 이 제 2 검출 디바이스의 검출 결과의 정확성이 증가하게 된다.
도 3에 도시된 PD, R/IR, 및 G 배치의 특정 구조는 단지 본 발명의 이 특정 실시예의 구현예에 불과할 뿐이라는 것에 주목해야 한다. 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 상이한 검출 솔루션에 따라 상이한 배열 방식이 사용될 수 있다. 혈중 산소 검출의 경우, 적색/적외선(R/IR) LED가 시동되어, PD가 반사된 광에 기초한 검출을 수행할 수 있다. 심박수 검출의 경우, 녹색(G) LED가 시동되어, PD가 반사된 광에 기초한 검출을 수행할 수 있다. 이것에 의해, 도 3은 혈중 산소 검출을 위한 바람직한 솔루션이라는 것이 결정될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출을 위한 바람직한 제 1 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 하나의 PD 세트, 두 개의 적색/적외선 LED 세트들, 및 하나의 녹색 LED 세트가 포함된다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 적색/적외선 LED들이고, 제 3 발광부 세트는 녹색 LED들이다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 제 1 PD 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 제 1 PD 세트에 대향하고, 그리고 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다. 스마트 워치는 제 1 제어 명령을 수신하고, 제 1 제어 명령을 사용하여 두 개의 적색/적외선 LED 세트들을 시동시킨다. PD는 피부 반사광(skin-reflected light)을 검출하여 혈중 산소 검출을 수행한다. 스마트 워치는 제 2 제어 명령을 수신하고, 제 2 제어 명령을 사용하여 하나의 녹색 LED 세트를 시동시킨다. 녹색 LED와 PD 사이의 거리가 비교적 크기 때문에, 변조 심도가 증가하여 심박수 검출 결과를 보다 정확하게 만든다.
본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 스마트 워치의 검출 장치는 또한 혈중 산소 검출을 위한 바람직한 솔루션이 될 수 있다. 검출 장치는 하나의 PD 세트, 두 개의 녹색 LED 세트들, 및 하나의 적색/적외선 LED 세트를 포함한다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 녹색 LED들이고, 제 3 발광부 세트는 적색/적외선 LED들이다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 제 1 PD 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 제 1 PD 세트에 대향하고, 그리고 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다.
전술한 솔루션에서, 스마트 워치는 제 1 제어 명령을 수신하고, 제 1 제어 명령을 사용하여 두 개의 녹색 LED 세트들을 시동시킨다. PD는 피부 반사광을 검출하여 심박수 검출을 수행한다. 스마트 워치는 제 2 제어 명령을 수신하고, 제 2 제어 명령을 사용하여 하나의 적색/적외선 LED 세트를 시동시킨다. 적색/적외선 LED와 PD 사이의 거리가 비교적 크기 때문에, 변조 심도가 증가하여 혈중 산소 검출 결과를 보다 정확하게 만든다.
도 5b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 심박수 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 하나의 PD 세트 및 세 개의 발광부 세트들이 포함된다. 세 개의 발광부 세트들은 녹색 LED들이다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 하나의 PD 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 하나의 PD 세트에 대향하고, 그리고 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다. 세 개의 녹색 LED 세트들은 다른 순간에 시동될 수 있다. 더 큰 변조 심도가 필요한 경우, PD와 가장 멀리 떨어져 있는 녹색 LED들이 시동될 필요가 있다. 시스템 전력 소비가 감소될 필요가 있는 경우, PD에 더 가까운 두 개의 녹색 LED가 시동될 수 있다.
일 예에서, 스마트 워치는 제 1 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시킨다. 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호이다.
도 5c는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 검출에 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 하나의 PD 세트 및 세 개의 발광부 세트들이 포함되며, 여기서 세 개의 발광부 세트들은 적색/적외선 LED들이다. 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 하나의 PD 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 하나의 PD 세트에 대향하고, 그리고 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다. 세 개의 적색/적외선 LED들은 다른 순간에 시동될 수 있다. 더 큰 변조 심도가 필요한 경우, PD와 가장 멀리 떨어져 있는 적색/적외선 LED들이 시동될 필요가 있다. 시스템 전력 소비를 감소시킬 필요가 있는 경우, PD에 더 가까운 두 개의 적색/적외선 LED가 시동될 수 있다.
일 예에서, 스마트 워치는 제 1 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고 제 2 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며, 여기서 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호이다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 혈중 산소 및 심박수 검출 모두를 위해 사용되는 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 하나의 PD 세트 및 세 개의 발광부 세트들이 포함된다. 세 개의 발광부 세트들은 세 개의 적색, 적외선, 및 녹색의 3-색상 LED 세트들이다. 이 솔루션에서, 3-색상 LED는 도 5b 또는 도 5c의 설명에 기초하여 스위치 온 또는 오프될 수 있다.
도 5e는 본 발명의 특정 실시예에 따른 멀티-PD 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5e에 도시된 바와 같이, 하나의 PD 세트 및 세 개의 발광부 세트들이 포함된다. 하나의 PD 세트는 두 개의 PD를 포함하고 두 개의 PD는 서로 가깝게 배치된다. 두 개의 PD를 사용하는 것은 특정의 멀티-PD 솔루션에 불과할 뿐이며 대안으로 더 많은 PD가 사용될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 세 개의 LED는 두 개의 적색/적외선 LED와 한 개의 녹색 LED를 포함한다. 물론, 세 개의 LED는 도 3, 도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d 중 어느 하나에 기술된 바와 같을 수 있다. 하나의 PD 세트에 복수의 PD를 배치하여 PD 시동 시간을 감소시킴으로써, 디바이스의 검출 효율을 증가시킨다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따른 검출 장치의 개략적인 구조도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, LED, PD, 아날로그 프론트 엔드(analog front end)(AFE), 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)이 포함된다. LED는 상이한 주파수들의 스펙트럼을 방출하도록 구성되며, 스펙트럼은 인체에 의해 반사되어 필요한 광 신호를 생성한다. PD는 반사된 광 신호를 수신하고 그 광 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 아날로그 프런트 엔드는 LED 및 PD의 작업을 제어하고, PD에 의해 리턴되는 전기 신호를 수신하고, 그리고 그 전기 신호에 대한 사전 처리(preliminary processing)를 수행하도록 구성된다. 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, AFE는 단일 컴포넌트일 수 있거나 복수의 컴포넌트를 포함할 수 있다. AFE는, 전기 신호에 대한 사전 처리를 수행한 후, 마이크로 컨트롤 유닛에 결과를 리턴하고, 마이크로 컨트롤 유닛을 사용하여 리턴된 결과에 기초하여 검출 결과를 출력한다.
도 7은 본 발명의 특정 실시예에 따른 AFE의 특정 구조의 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, I/O 모듈, LED 구동 회로, A/D 컨버터, 필터, 증폭기, 및 DC 레귤레이터가 포함된다.
I/O 모듈은 MCU에 연결되고, MCU에 의해 전달되는 신호를 수신한다. MCU에 의해 전달되는 신호는 LED의 온-오프 제어를 위한 신호를 포함하며, I/O 모듈은 그 신호를 LED 구동 회로에 전송한다. 전류의 여기 하에, LED는 상이한 파장들의 광을 방출한다. 일반적으로, 심박수 검출에는 녹색광이 사용되고, 혈중 산소 검출에는 적색/적외선 광이 사용된다. LED 구동 회로는 신호에 따라 LED 구동 회로에 접속된 LED를 구동한다.
PD는 DC 조절 모듈에 접속되고, 획득된 신호를 DC 조절 모듈에 전송한다. LED에 의해 방출된 광은 인체의 피부에 의해 편향, 투과, 또는 반사되고, 광의 일부는 PD로 들어간다. PD는 수광된 광을 광/전기 변환하여 전기 신호를 획득한다. PD는 항상 작동 상태에 있을 수 있으며, LED가 작동하지 않을 때 직류 신호만 출력하고 LED가 작동 중일 때 직류 신호 및 교류 신호를 출력할 수 있다.
AFE는 PD에 의해 전송되는 교류 신호(아날로그 신호)를 수신하고, 이 신호는 DC 조절, 증폭, 필터링, A/D 변환 등을 거치게 된다. AFE는 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 MCU, DSP 등에 전송한다. MCU 내부에서, 획득된 디지털 신호는 알고리즘을 사용하여 파싱(parsed)되어 심박수 값, 혈중 산소 값 등을 획득하게 된다.
전술한 특정 구현예에서, 본 발명의 목적, 기술적 솔루션, 및 이점이 더욱 상세히 설명되고 있다. 전술한 설명은 단지 본 발명의 특정 구현예에 불과할 뿐이지만, 본 출원의 보호 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 본 발명의 사상 및 원리 내에서 행해진 임의의 수정, 등가의 치환, 개선 등은 모두 본 발명의 청구범위의 보호 범위 내에 속한다.
본 발명의 추가 실시예가 다음에 제공된다. 다음 섹션에서 사용된 번호가 반드시 이전 섹션에서 사용된 번호를 따를 필요는 없다는 점에 유의해야 한다.
실시예 1. 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 검출 장치는 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들을 포함하며; 하나의 측정부 세트 및 복수의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고 다각형으로 배열되며, 복수의 발광부 세트들의 각각의 세트 및 하나의 측정부 세트는, 각각이 다각형의 복수의 각도들 중의 하나를 점유하며, 다각형의 중앙 위치는 다각형의 각각의 각도에 대해 특정의 거리에 있다.
실시예 2. 실시예 1에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 다각형의 중앙 위치에 제 2 디바이스가 추가로 배치된다.
실시예 3. 실시예 2에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 무선 충전 디바이스를 더 포함하고, 무선 충전 디바이스는 전자기 코일 및 자석을 포함하고, 전자기 코일은 케이스의 에지에 배치되고, 자석은 제 2 디바이스이다.
실시예 4. 실시예 2에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 2 디바이스는 심전도 측정용 전극이다.
실시예 5. 실시예 1에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 발광부 세트 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 측정부 세트 각각은 적어도 하나의 포토다이오드를 포함한다.
실시예 6. 실시예 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 다각형은 사각형이며:
사각형은 제 1 측정부 세트, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트를 포함하며,
제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 제 1 측정부 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 제 1 측정부 세트에 대향하고, 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있다.
실시예 7. 실시예 6에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 각각 적어도 하나의 녹색 다이오드이며, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 적색/적외선 다이오드이다.
실시예 8. 실시예 6에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 녹색 다이오드이고, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 각각 적어도 하나의 적색/적외선 다이오드이다.
실시예 9. 실시예 6에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트는 동일한 색상의 발광 다이오드이고;
스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며, 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호이다.
실시예 10. 실시예 6에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트는 적색, 적외선 및 녹색의 3-색상 발광 다이오드이고;
스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호 또는 제 3 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호 또는 제 4 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며, 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 3 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 심박수 검출 신호이며, 제 4 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 심박수 검출 신호이다.
실시예 11. 실시예 6에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 측정부 세트는 적어도 하나의 포토다이오드를 포함한다.
실시예 12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치이다.
실시예 13. 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 검출 장치는 하나의 측정부 세트 및 세 개의 발광부 세트들을 포함하며; 하나의 측정부 세트 및 세 개의 발광부 세트들은 케이스 내에 배치되고, 세 개의 발광부 세트들은 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트를 포함하되, 하나의 측정부 세트의 중심, 제 1 발광부 세트의 중심, 제 2 발광부 세트의 중심, 및 제 3 발광부 세트의 중심은 사각형을 형성하고,
제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 하나의 측정부 세트에 인접하고, 제 3 발광부 세트는 하나의 측정부 세트에 대향하고, 제 3 발광부 세트는 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트에 인접하고 있고,
제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출하도록 구성되고,
제 3 발광부 세트는 혈중 산소를 검출하기 위해 적색광/적외선을 방출하도록 구성된다.
실시예 14. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 제 2 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 하나의 측정부 세트는 적어도 하나의 포토 다이오드를 포함한다.
실시예 15. 실시예 14에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트는 각각 적어도 하나의 녹색 발광 다이오드이고, 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 적색광/적외선 발광 다이오드이다.
실시예 16. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동하고, 제 2 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동한다.
실시예 17. 실시예 16에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호이다.
실시예 18. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트는 적색, 적외선 및 녹색의 3-색상 발광 다이오드이고,
스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호 또는 제 3 제어 신호에 따라 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동시키고, 제 2 제어 신호 또는 제 4 제어 신호에 따라 제 3 발광부 세트를 시동시키며,
제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 제 3 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 심박수 검출 신호이고, 제 4 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 심박수 검출 신호이다.
실시예 19. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 다각형의 중앙 위치에 제 2 디바이스가 위치한다.
실시예 20. 실시예 19에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 무선 충전 디바이스를 더 포함하고, 무선 충전 디바이스는 전자기 코일 및 자석을 포함하고, 전자기 코일은 케이스의 에지에 배치되고, 자석이 제 2 디바이스이다.
실시예 21. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 제 2 디바이스는 심전도 측정용 전극이다.
실시예 22. 실시예 13 내지 21 중 어느 하나에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치이다.
실시예 23. 실시예 13에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 심박수 검출 동안 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 턴온하는 것에 의해 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출하고, 하나의 측정부 세트는 반사광에 따라 심박수를 검출하고, 혈중 산소 검출 동안 제 3 발광부 세트를 턴온하는 것에 의해 혈중 산소 검출을 위해 적색광/적외선을 방출하고, 하나의 측정부 세트는 반사광에 따라 혈중 산소를 검출한다.
실시예 24. 실시예 22에 따른 스마트 웨어러블 디바이스로서, 스마트 워치에 의해, 제 1 제어 명령을 수신하여 제 1 발광부 세트 및 제 2 발광부 세트를 시동하고 하나의 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 심박수를 검출하고; 또는 스마트 워치에 의해, 제 2 제어 명령을 수신하여 제 3 발광부 세트를 시동하고 하나의 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 혈중 산소를 검출한다.
Claims (21)
- 스마트 웨어러블 디바이스로서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 상기 검출 장치는 측정부 세트 및 적어도 세 개의 발광부 세트들을 포함하며,
상기 측정부 세트 및 상기 적어도 세 개의 발광부 세트들은 상기 케이스 내에 배치되고,
상기 적어도 세 개의 발광부 세트들은 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트를 포함하되, 상기 측정부 세트의 중심, 상기 제 1 발광부 세트의 중심, 상기 제 2 발광부 세트의 중심, 및 상기 제 3 발광부 세트의 중심은 사각형을 형성하고,
상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트는 상기 측정부 세트에 인접하고, 상기 제 3 발광부 세트는 상기 측정부 세트에 대향하며,
상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트 중 적어도 하나는 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출하도록 구성되고,
상기 제 3 발광부 세트는 혈중 산소를 검출하기 위해 적색광과 적외선광 중 적어도 하나를 방출하도록 구성되는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 사각형의 중앙 위치에 제 2 디바이스가 추가로 배치되는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제2항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 무선 충전 디바이스를 포함하고, 상기 무선 충전 디바이스는 전자기 코일 및 자석을 포함하고, 상기 전자기 코일은 상기 케이스의 에지에 배치되고, 상기 자석은 상기 제 2 디바이스인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제2항에 있어서,
상기 제 2 디바이스는 심전도 측정용 전극인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 제 2 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 3 발광부 세트는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 측정부 세트는 적어도 하나의 포토 다이오드를 포함하는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트 각각은 적어도 하나의 녹색 다이오드, 적어도 하나의 적색 다이오드 및 적어도 하나의 적외선 다이오드를 포함하는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호에 따라 상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트 중 적어도 하나를 시동하고, 제 2 제어 신호에 따라 상기 제 3 발광부 세트를 시동하도록 구성되는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제7항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 상기 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트, 및 상기 제 3 발광부 세트는 적색, 적외선 및 녹색의 3-색상 발광 다이오드이고,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호 또는 제 3 제어 신호에 따라 상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트를 시동하고, 제 2 제어 신호 또는 제 4 제어 신호에 따라 상기 제 3 발광부 세트를 시동하도록 구성되며,
상기 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이고, 상기 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 혈중 산소 검출 신호이며, 상기 제 3 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 심박수 검출 신호이고, 상기 제 4 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 심박수 검출 신호인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제10항에 있어서,
상기 스마트 워치는,
제 1 제어 명령을 수신하여 상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트를 시동하고 상기 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 심박수를 검출하거나, 또는
제 2 제어 명령을 수신하여 상기 제 3 발광부 세트를 시동하고 상기 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 혈중 산소를 검출하도록 동작가능한
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는,
심박수 검출 동안 상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트 중 적어도 하나를 턴온하는 것에 의해 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출 - 상기 측정부 세트는 반사광에 따라 심박수를 검출하도록 동작가능함 - 하고,
혈중 산소 검출 동안 상기 제 3 발광부 세트를 턴온하는 것에 의해 혈중 산소 검출을 위해 적색광과 적외선광 중 적어도 하나를 방출 - 상기 측정부 세트는 상기 반사광에 따라 혈중 산소를 검출하도록 동작가능함 - 하도록 동작가능한
스마트 웨어러블 디바이스.
- 스마트 웨어러블 디바이스로서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 검출 장치 및 케이스를 포함하고, 상기 검출 장치는 측정부 세트 및 적어도 세 개의 발광부 세트들을 포함하며,
상기 측정부 세트 및 상기 적어도 세 개의 발광부 세트들은 상기 케이스 내에 배치되고,
상기 적어도 세 개의 발광부 세트들은 제 1 발광부 세트, 제 2 발광부 세트, 및 제 3 발광부 세트를 포함하되, 상기 측정부 세트의 중심, 상기 제 1 발광부 세트의 중심, 상기 제 2 발광부 세트의 중심, 및 상기 제 3 발광부 세트의 중심은 사각형을 형성하고,
상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트는 상기 측정부 세트에 인접하고, 상기 제 3 발광부 세트는 상기 측정부 세트에 대향하며,
상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트 각각은 하나의 녹색 다이오드, 하나의 적색 다이오드 및 하나의 적외선 다이오드를 포함하고,
상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트 중 하나는 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출하도록 구성되고,
상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트는 혈중 산소를 검출하기 위해 적색광 및 적외선광을 방출하도록 구성되며, 상기 제 1 발광부 세트의 상기 적색 다이오드, 상기 제 2 발광부 세트의 상기 적색 다이오드 및 상기 제 3 발광부 세트의 상기 적색 다이오드는 서로 다른 순간에 적색광을 방출하고, 상기 제 1 발광부 세트의 상기 적외선 다이오드, 상기 제 2 발광부 세트의 상기 적외선 다이오드 및 상기 제 3 발광부 세트의 상기 적외선 다이오드는 서로 다른 순간에 적외선광을 방출하는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제13항에 있어서,
상기 측정부 세트는 적어도 하나의 포토다이오드를 포함하는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제13항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 제 1 제어 신호에 따라 상기 제 1 발광부 세트 및 상기 제 2 발광부 세트 중 하나를 시동하고, 제 2 제어 신호에 따라 상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트 중 하나를 시동하도록 구성되는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제15항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호는 시스템 전력 소비를 감소시키기 위한 신호이고, 상기 제 2 제어 신호는 변조 심도를 증가시키기 위한 신호인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제13항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는 스마트 워치인
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제17항에 있어서,
상기 스마트 워치는,
제 1 제어 명령을 수신하여 상기 제 1 발광부 세트 또는 상기 제 2 발광부 세트를 시동하고 상기 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 심박수를 검출하거나, 또는
제 2 제어 명령을 수신하여 상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트 중 하나를 시동하고 상기 측정부 세트에 의해 반사광을 검출함으로써 혈중 산소를 검출하도록 동작가능한
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제13항에 있어서,
상기 스마트 웨어러블 디바이스는,
심박수 검출 동안 상기 제 1 발광부 세트 또는 상기 제 2 발광부 세트를 턴온하는 것에 의해 심박수 검출을 위해 녹색광을 방출 - 상기 측정부 세트는 반사광에 따라 심박수를 검출하도록 동작가능함 - 하고,
혈중 산소 검출 동안 상기 제 1 발광부 세트, 상기 제 2 발광부 세트 및 상기 제 3 발광부 세트 중 하나를 턴온하는 것에 의해 혈중 산소 검출을 위해 적색광과 적외선광 중 적어도 하나를 방출 - 상기 측정부 세트는 상기 반사광에 따라 혈중 산소를 검출하도록 동작가능함 - 하도록 동작가능한
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제13항에 있어서,
상기 사각형의 중앙 위치에 제 2 디바이스가 추가로 배치되는
스마트 웨어러블 디바이스.
- 제1항 또는 제13항에 있어서,
제1 거리는 제2 거리 미만이고, 상기 제1 거리는 상기 제 1 발광부 세트의 중심 또는 상기 제 2 발광부 세트의 중심과 상기 측정부 세트의 중심 사이의 거리이며, 상기 제2 거리는 상기 제 3 발광부 세트의 중심과 상기 측정부 세트의 중심 사이의 거리인
스마트 웨어러블 디바이스.
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