KR20230127840A - Apparatus and method for measuring biosignals using array-based sensor - Google Patents

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KR20230127840A
KR20230127840A KR1020220085019A KR20220085019A KR20230127840A KR 20230127840 A KR20230127840 A KR 20230127840A KR 1020220085019 A KR1020220085019 A KR 1020220085019A KR 20220085019 A KR20220085019 A KR 20220085019A KR 20230127840 A KR20230127840 A KR 20230127840A
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noise
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biosignal
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KR1020220085019A
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박찬기
남승윤
신현순
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한국전자통신연구원
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Abstract

배열 기반 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 배열 기반 센서를 이용한 생체 신호 측정 장치는, 배열 형태로 구성된 광학식 능동 소자들 또는 기계식 수동 센싱 소자들을 포함하는 센싱부; 및 상기 센싱부를 제어하여, 상기 광학식 능동 소자들 또는 상기 기계식 수동 센싱 소자들 각각으로부터 출력되는 신호를 분석하여 타겟의 생체 신호를 측정하는 제어부를 포함한다. An apparatus and method for measuring a biosignal using an array-based sensor are disclosed. An apparatus for measuring a biosignal using an array-based sensor according to an embodiment of the present disclosure includes a sensing unit including optical active elements or mechanical passive sensing elements configured in an array form; and a control unit controlling the sensing unit to analyze signals output from each of the optical active elements or the mechanical passive sensing elements to measure a biosignal of the target.

Description

배열 기반 센서를 이용한 생체 신호 측정 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIOSIGNALS USING ARRAY-BASED SENSOR}Apparatus and method for measuring bio-signals using an array-based sensor {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIOSIGNALS USING ARRAY-BASED SENSOR}

본 개시는 생체 신호 측정 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 배열 기반 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법에 대한 것이다.The present disclosure relates to a method and apparatus for measuring a biosignal, and more particularly, to an apparatus and method for measuring a biosignal using an array-based sensor.

생체신호는 생체의 변화를 감지한 신호로, 변화 감지 방식은 크게 전기적, 광학적, 기계적 방식으로 구분 지을 수 있다.A biosignal is a signal that detects a change in a living body, and a method for detecting a change can be largely classified into electrical, optical, and mechanical methods.

전기적 방식은 생체에서 발생되는 전위차를 측정하고, 전기 생리학적 신호로 불리며 대표적으로 심전도(electrocardiography)와 뇌파(electroencephalography)가 이에 해당된다.An electrical method measures a potential difference generated in a living body and is called an electrophysiological signal, and representatively, electrocardiography and electroencephalography correspond thereto.

광학적 방식은 혈류의 흡광도 변화를 감지하며, 광용적맥파(photoplethysmography), 맥박산소측정법(pulse oximetry), 기능적 근적외선 분광법(functional near-infrared spectroscopy) 등이 있다.Optical methods detect changes in absorbance of blood flow, and include photoplethysmography, pulse oximetry, functional near-infrared spectroscopy, and the like.

기계적 방식은 심장 박동으로 발생되는 기계적 움직임을 측정하며, 심탄도(ballistocardiography), 혈압 등이 있다.The mechanical method measures mechanical movement generated by heartbeat, and includes ballistocardiography, blood pressure, and the like.

본 개시의 기술적 과제는, 배열 기반 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present disclosure is to provide a device and method for measuring a biosignal using an array-based sensor.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 개시의 실시예들에 따르면, 배열 기반 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 배열 기반 센서를 이용한 생체 신호 측정 장치는, 배열 형태로 구성된 광학식 능동 소자들 또는 기계식 수동 센싱 소자들을 포함하는 센싱부; 및 상기 센싱부를 제어하여, 상기 광학식 능동 소자들 또는 상기 기계식 수동 센싱 소자들 각각으로부터 출력되는 신호를 분석하여 타겟의 생체 신호를 측정하는 제어부를 포함한다.According to embodiments of the present disclosure, an apparatus and method for measuring a biosignal using an array-based sensor are disclosed. An apparatus for measuring a biosignal using an array-based sensor according to an embodiment of the present disclosure includes a sensing unit including optical active elements or mechanical passive sensing elements configured in an array form; and a control unit controlling the sensing unit to analyze signals output from each of the optical active elements or the mechanical passive sensing elements to measure a biosignal of the target.

이때, 상기 센싱부는, 배열 형태의 광원 소자들을 포함하고, 상기 타겟으로 상기 광원 소자들 각각의 빛을 방출하는 광원부; 및 배열 형태의 수광 소자들을 포함하고, 상기 수광 소자들 각각에서 상기 타겟을 통과한 빛을 수신하는 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 수광 소자들 각각에서 출력되는 신호를 분석하여 상기 타겟의 생체 신호를 측정할 수 있다.At this time, the sensing unit includes a light source unit including light source elements in an array form and emitting light from each of the light source elements to the target; and a light receiving unit configured to receive light passing through the target from each of the light receiving elements, wherein the control unit analyzes a signal output from each of the light receiving elements and analyzes the biosignal of the target. can measure

이때, 상기 제어부는, 상기 광학식 능동 소자들 또는 상기 기계식 수동 센싱 소자들 각각으로부터 출력되는 신호를 분석하여 각 픽셀의 신호 대 잡음비를 측정하고, 상기 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 할당하며, 상기 할당된 가중치를 이용하여, 상기 타겟의 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하고, 상기 노이즈 참조 신호를 활용하여 상기 생체 신호의 노이즈를 제거할 수 있다.At this time, the control unit measures the signal-to-noise ratio of each pixel by analyzing signals output from each of the optical active elements or the mechanical passive sensing elements, assigns a weight to each pixel according to the signal-to-noise ratio, The biological signal of the target may be separated from the noise reference signal using the assigned weight, and the noise of the biosignal may be removed using the noise reference signal.

이때, 상기 제어부는, 상기 각 픽셀의 신호 대 잡음비에 기초하여 상기 광원부로부터 방출되는 광원 패턴을 제어할 수 있다.In this case, the control unit may control a light source pattern emitted from the light source unit based on the signal-to-noise ratio of each pixel.

이때, 상기 제어부는, 상기 광원부로부터 방출되는 광원 패턴을 제어할 수 있다.At this time, the control unit may control a light source pattern emitted from the light source unit.

이때, 상기 제어부는, 상기 광원 소자들 각각의 온/오프 및 빛의 세기를 조절함으로써, 상기 광원 패턴을 제어할 수 있다.At this time, the control unit may control the light source pattern by adjusting the on/off of each of the light source elements and the intensity of light.

본 개시의 다른 실시예에 따른 배열 기반 센서를 이용한 생체 신호 측정 방법은, 배열 형태로 구성된 광학식 능동 소자들 또는 기계식 수동 센싱 소자들을 포함하는 센싱 소자들로부터 신호를 측정하는 단계; 및 상기 광학식 능동 소자들 또는 상기 기계식 수동 센싱 소자들 각각으로부터 측정된 신호를 분석하여 타겟의 생체 신호를 추출하는 단계를 포함한다.A biological signal measuring method using an array-based sensor according to another embodiment of the present disclosure includes measuring signals from sensing elements including optical active elements or mechanical passive sensing elements configured in an array form; and extracting a biological signal of a target by analyzing signals measured from each of the optical active elements or the mechanical passive sensing elements.

이때, 상기 타겟의 생체 신호를 추출하는 단계는, 상기 측정된 신호를 기반으로 상기 센싱 소자들 각각을 제어하는 단계; 상기 센싱 소자들 각각의 측정된 신호를 조합하여 상기 타겟의 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하는 단계; 및 상기 노이즈 참조 신호를 활용하여 상기 생체 신호의 노이즈를 제거함으로써, 노이즈가 제거된 상기 타겟의 생체 신호를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the step of extracting the biological signal of the target may include controlling each of the sensing elements based on the measured signal; separating a biosignal of the target from a noise reference signal by combining measured signals of each of the sensing elements; and extracting the noise-removed biosignal of the target by removing noise of the biosignal using the noise reference signal.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.The features briefly summarized above with respect to the disclosure are merely exemplary aspects of the detailed description of the disclosure that follows, and do not limit the scope of the disclosure.

본 개시에 따르면, 배열 기반 센서를 이용하여 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, an apparatus and method for measuring a biosignal using an array-based sensor may be provided.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 광용적맥파를 측정하는 방식을 설명하기 위한 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 광원부와 수광부에 대한 배열 구조에 대한 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치가 적용되는 디바이스의 구성도를 나타낸 것이다.
1 is an exemplary view for explaining a method of measuring a photoplethysmogram.
2 illustrates a configuration of a bio-signal measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
3 illustrates a configuration of a bio-signal measuring device according to another embodiment of the present disclosure.
4 shows an example of an arrangement structure for a light source unit and a light receiver.
5 is a flowchart illustrating an operation of a bio-signal measurement method according to another embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating an operation of a biosignal measurement method according to another embodiment of the present disclosure.
7 is a block diagram of a device to which an apparatus for measuring biosignals according to another embodiment of the present disclosure is applied.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present disclosure. However, this disclosure may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In describing the embodiments of the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. And, in the drawings, parts irrelevant to the description of the present disclosure are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts.

본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결 관계 뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present disclosure, when a component is said to be "connected", "coupled" or "connected" to another component, this is not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship where another component exists in the middle. may also be included. In addition, when a component "includes" or "has" another component, this means that it may further include another component without excluding other components unless otherwise stated. .

본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다. In the present disclosure, terms such as first and second are used only for the purpose of distinguishing one element from another, and do not limit the order or importance of elements unless otherwise specified. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment. can also be called

본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, elements that are distinguished from each other are only for clearly describing each characteristic, and do not necessarily mean that the elements are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form a single hardware or software unit, or a single component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even such integrated or distributed embodiments are included in the scope of the present disclosure, even if not mentioned separately.

본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment comprising a subset of elements described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other components in addition to the components described in various embodiments are also included in the scope of the present disclosure.

본 개시에 있어서, 본 명세서에 사용되는 위치 관계의 표현, 예컨대 상부, 하부, 좌측, 우측 등은 설명의 편의를 위해 기재된 것이고, 본 명세서에 도시된 도면을 역으로 보는 경우에는, 명세서에 기재된 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다.In the present disclosure, expressions of positional relationships used in this specification, such as upper, lower, left, right, etc., are described for convenience of description, and when viewing the drawings shown in this specification in reverse, the positions described in the specification Relationships can also be interpreted in reverse.

본 개시에 있어서, "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.In the present disclosure, "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and " Each of the phrases such as “at least one of A, B, or C” may include any one of the items listed together in that phrase, or all possible combinations thereof.

생체신호는 생체의 변화를 감지한 신호로, 변화 감지 방식은 크게 전기적, 광학적, 기계적 방식으로 구분 지을 수 있다.A biosignal is a signal that detects a change in a living body, and a method for detecting a change can be largely classified into electrical, optical, and mechanical methods.

센서가 부착된 한 지점에서 측정이 가능한 광학적 방식과 기계적 방식은 전극이 많이 필요한 전기적 방식에 비해 센서 구성이 간단하지만, 그 만큼 센서 부착 위치를 잘 고려해야 하며 외부 간섭에 의한 노이즈에 취약한 문제가 있다. The optical and mechanical methods, which can be measured at one point where the sensor is attached, have a simpler sensor configuration than the electrical method, which requires a lot of electrodes.

기계적 신호인 혈압은 혈관의 압력을 측정하고, 심탄도는 심박에 따른 신체의 진동 변화를 측정한다. 각각의 신호를 측정하는 센서의 종류들은 다양하지만, 측정 원리는 신체와 센서 사이의 압력을 측정하는 방식으로 이루어져 있다. 따라서, 원하는 신호를 얻기 위해서는 타겟으로 하는 신체의 움직임이 발생하는 위치 예를 들어, 한의사들이 진맥을 잡는 위치에 센서를 부착하고 신호를 측정하면 된다. 반면에 센서가 부착된 위치에 원하는 신체 움직임이 포착되지 않는다면 신호가 아닌 노이즈만 측정되는 문제가 있다. 결국 높은 신호 대 잡음비(SNR)의 신호를 얻기 위해서는 정확한 위치에 센서를 배치시켜야만 한다. 센서 위치 문제와 함께 고려해야 할 또 다른 문제는, 신호가 신체의 움직임으로 발생하는 동잡음(motion artifact)에 매우 쉽게 오염된다는 것이다. 기계적인 신호 측정 방식과 동잡음 간섭 방식이 유사하다는 점을 주목할 만하다.Blood pressure, which is a mechanical signal, measures the pressure in blood vessels, and ballistics measures changes in vibration of the body according to heartbeat. There are various types of sensors that measure each signal, but the measurement principle consists of measuring the pressure between the body and the sensor. Accordingly, in order to obtain a desired signal, a sensor may be attached to a location where a target body movement occurs, for example, a location where oriental doctors take a pulse and measure the signal. On the other hand, if the desired body movement is not captured at the location where the sensor is attached, there is a problem in that only noise is measured, not a signal. After all, in order to obtain a signal with a high signal-to-noise ratio (SNR), the sensor must be placed in an accurate position. Another issue to consider with the sensor location issue is that the signal is very easily corrupted by motion artifacts caused by body movements. It is noteworthy that the mechanical signal measurement method and the dynamic noise interference method are similar.

광학적 신호인 광용적맥파, 맥박 산소측정법, 기능적 근적외선 분광법 모두 광원으로부터 발광된 빛을 신체의 조직 예를 들어, 피부, 뼈, 혈관 등이 흡수하고 반사된 신호를 측정한다. 이때 신호를 통해, 피의 볼륨(volume)의 변화와 산소포화도 레벨(level)을 측정할 수 있게 된다. 관찰하고자 하는 신호들은 결국 혈관의 흡광도 즉, 빛을 흡수하는 양으로 결정되어진다는 것을 주목할 필요가 있다. 예를 들어, 광용적맥파를 측정하는 도 1에 도시된 바와 같이, 빛이 혈관을 통과하고 바나나 커브(banana curve)를 그리며 PD(photo detector)에 도달하여 신호가 검출되게 된다. 이때, 타겟(target)으로 한 혈관의 흡광도를 측정하기 위해서는, 광원(LED)과 PD의 위치(예를 들어, 혈관 위치), 광원과 PD 사이의 거리(예를 들어, 피부로부터 혈관까지의 깊이), 광원의 세기(예를 들어, banana curve의 폭) 등을 고려해야 한다. 상기 센서 셋팅에 따라 신호 대 잡음비가 결정되며, 최근 출시되는 스마트워치 심박 센서들의 배열이 복잡해지는 이유가 여기에 있다. 센서의 위치 선정 이슈와 함께 광학적 신호 역시 노이즈에 매우 쉽게 오염된다는 문제가 있다. 광학 센서는 움직임으로 발생하는 동잡음 뿐 아니라 외부 빛의 간섭에도 매우 취약하다. 마지막으로 광학 센서에서 고려해야 할 사항은, 광생물학적 안전성을 위해 가능한 광원의 세기를 약하게 조절할 필요가 있다. 타겟이 되는 혈관의 신호를 안정적으로 측정하며 광원의 세기를 최소화하기 위해서는 광원과 PD의 위치를 혈관에 맞춰 최적화해야 한다.Photoplethysmography, pulse oximetry, and functional near-infrared spectroscopy, all of which are optical signals, measure signals that are absorbed by body tissues, such as skin, bones, and blood vessels, and reflected from light emitted from a light source. At this time, through the signal, it is possible to measure the change in blood volume and the level of oxygen saturation. It is noteworthy that the signals to be observed are ultimately determined by the absorbance of blood vessels, that is, the amount of light absorbed. For example, as shown in FIG. 1 for measuring a photoplethysmogram, light passes through a blood vessel and reaches a photo detector (PD) while drawing a banana curve, whereby a signal is detected. At this time, in order to measure the absorbance of the target blood vessel, the location of the light source (LED) and the PD (eg, the location of the blood vessel), the distance between the light source and the PD (eg, the depth from the skin to the blood vessel) ), the intensity of the light source (for example, the width of a banana curve), etc. The signal-to-noise ratio is determined according to the sensor setting, and this is the reason why recently released smart watch heart rate sensors are complicated in arrangement. Along with the sensor positioning issue, the optical signal is also very easily polluted by noise. Optical sensors are very vulnerable to interference from external light as well as motion noise caused by movement. Finally, the optical sensor needs to adjust the intensity of the light source as weakly as possible for photobiological safety. In order to stably measure the signal of the target blood vessel and minimize the intensity of the light source, the location of the light source and the PD must be optimized according to the blood vessel.

생체 신호들의 노이즈 문제를 해결하기 위해 다양한 노이즈 제거 기술들이 제안되어 왔다. 가장 대표적인 기술은 adaptive noise cancelling 또는 active noise cancelling이라고도 불리는 ANC 기술이다. 최근에 가장 뜨거운 시장 중 하나는 노이즈 캔슬링 이어폰 시장에서 사용되는 노이즈 캔슬링인 ANC이다. ANC는 별도의 노이즈 참조(reference) 신호를 측정하고 해당 참조 신호를 기반으로 실제 노이즈를 제거하는 기술이다. ANC 성능은 실제 노이즈와 유사한 노이즈 참조 신호를 얻는 것에 달려 있다. 노이즈 참조 신호가 실제 노이즈와 유사하기 위해서는, 신호와 노이즈 참조 신호의 측정 모달리티(modality)가 같을 필요가 있다. 예를 들어, 노이즈 캔슬링 이어폰은 음악 신호와 노이즈 참조 신호 모두 마이크로 측정을 하기 때문에 노이즈 캔슬링의 성능을 높일 수 있다. 기존의 생체 신호 노이즈 제거용 ANC의 성능 한계가 있었던 이유에는, 노이즈 참조 신호의 모달리티가 다르기 때문이 컸다.Various noise removal techniques have been proposed to solve the noise problem of biosignals. The most representative technology is ANC technology, also called adaptive noise canceling or active noise canceling. One of the hottest markets recently is ANC, which is noise canceling used in the noise canceling earphone market. ANC is a technology that measures a separate noise reference signal and removes actual noise based on the reference signal. ANC performance depends on obtaining a noise reference signal similar to real noise. In order for the noise reference signal to be similar to actual noise, the signal and the noise reference signal need to have the same measurement modality. For example, noise canceling earphones can improve noise canceling performance because both the music signal and the noise reference signal are measured with a microphone. A large reason for the performance limitations of existing ANCs for removing bio-signal noise is that the modalities of the noise reference signals are different.

최근 생체 신호 측정용 광학 센서 AFE(analog front end) 칩에서는 배열 형태의 센서를 구성할 수 있게 다수의 LED 및 PD 드라이버가 제공되고 있다. 종래 일 실시예의 기술로, 생체 신호 계측을 최적화하기 위해 배열 형태의 PD를 사용하고 최적의 PD 픽셀을 선정하여 사용하였지만, 해당 기술은 LED를 배열 형태로 구동하지 않고, 선정된 PD 픽셀 이외의 PD들을 사용하지 않는다. 즉, 해당 기술은, 고정된 LED 위치로 인하여 최적의 센싱 위치를 찾는데 제한적이기 때문에 낮은 신호 대 잡음비와 광생물학적 안전성 문제를 야기시킬 수 있으며, 선정된 PD 이외의 PD를 사용하지 않음으로써, 자원을 낭비하고, 노이즈 제거에 대한 적절한 솔루션을 제공하지 않는다.Recently, in an optical sensor analog front end (AFE) chip for measuring biosignals, a plurality of LED and PD drivers are provided to configure an array type sensor. As a conventional technology of an embodiment, in order to optimize bio-signal measurement, array-type PDs were used and optimal PD pixels were selected and used. However, the technology does not drive LEDs in an array-type, and PDs other than the selected PD pixels do not use them That is, since the technology is limited in finding the optimal sensing position due to the fixed LED position, it may cause problems with a low signal-to-noise ratio and photobiological safety, and by not using a PD other than the selected PD, resources are conserved. wasteful, and does not provide an adequate solution to noise cancellation.

본 개시의 실시예들은, 배열 방식의 센서 구조를 기반으로 광학적 방식 또는 기계적 방식의 생체 신호 센서들의 측정 위치 선정 문제와 노이즈 제거 문제를 해결하는 것을 그 요지로 한다.The gist of the embodiments of the present disclosure is to solve the measurement position selection problem and the noise removal problem of the optical or mechanical biosignal sensors based on the sensor structure of the array type.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것으로, 기계적 방식의 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것이다.2 shows the configuration of a bio-signal measuring device according to an embodiment of the present disclosure, and shows the configuration of a mechanical bio-signal measuring device.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치(200)는, 압전 소자부(210)와 제어부(220)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , a biosignal measuring device 200 according to an embodiment of the present disclosure includes a piezoelectric element unit 210 and a controller 220 .

압전 소자부(210)는 배열 형태의 압전 소자를 포함하고, 타겟 여기서는 신체 내의 혈관의 압력을 압전 소자를 구성하는 압전 셀들 각각에서 수신한다.The piezoelectric element unit 210 includes an array of piezoelectric elements, and each of the piezoelectric cells constituting the piezoelectric element receives pressure from a blood vessel in the body in the target case.

제어부(220)는 배열 형태의 압전 소자에서 압전 셀들 각각으로부터 수신되는 신호를 분석하여 각 픽셀 즉, 각 압전 셀의 신호 대 잡음비를 측정하고, 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치(weight)를 할당한 후 할당된 가중치를 이용하여, 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하며, 노이즈 참조 신호를 활용하여 생체 신호의 노이즈를 제거함으로써, 노이즈가 제거된 생체 신호를 측정한다.The control unit 220 analyzes signals received from each of the piezoelectric cells in the array type piezoelectric element, measures the signal-to-noise ratio of each pixel, that is, each piezoelectric cell, and assigns a weight to each pixel according to the signal-to-noise ratio. After that, the biological signal and the noise reference signal are separated using the assigned weight, and noise is removed from the biological signal using the noise reference signal, thereby measuring the biological signal from which the noise has been removed.

여기서, 제어부(220)는, 심박 신호의 진폭 크기를 활용하여 각 압전 셀의 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다.Here, the controller 220 may measure the signal-to-noise ratio of each piezoelectric cell by utilizing the amplitude of the heartbeat signal.

제어부(220)는, 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 0~1로 할당할 수 있는데, 예를 들어, 신호에 가중치 1을 할당하고, 노이즈에 가중치 0을 할당하며, 전체 픽셀의 가중치 행렬(weight matrix) W를 생성할 수 있다.The controller 220 may assign a weight of 0 to 1 to each pixel according to the signal-to-noise ratio. For example, a weight of 1 is assigned to a signal, a weight of 0 is assigned to noise, and a weight matrix of all pixels. (weight matrix) W can be generated.

이때, 생체 신호 d(n)과 노이즈 참조 신호 x(n)은 아래 <수학식 1>과 <수학식 2>로 나타낼 수 있다.In this case, the biosignal d(n) and the noise reference signal x(n) can be expressed by Equation 1 and Equation 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

d(n)=∑(S(n)○W)d(n)=∑(S(n)○W)

[수학식 2][Equation 2]

x(n)=∑(S(n)○(1-W))x(n)=∑(S(n)○(1-W))

여기서, ○는 하다마드 곱(Hadamard product)을 의미할 수 있다.Here, ○ may mean a Hadamard product.

상기 <수학식 1>과 <수학식 2>를 통해 노이즈가 제거된 생체 신호 e(n)은 d(n)-f(x(n))에 의해 측정될 수 있다. 여기서, f()는 선형 또는 비선형 함수를 의미할 수 있다.The biological signal e(n) from which noise is removed through Equation 1 and Equation 2 can be measured by d(n)-f(x(n)). Here, f() may mean a linear or non-linear function.

도 3은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것으로, 광학적 방식의 생체 신호 측정 장치의 구성을 나타낸 것이다.3 shows the configuration of a biosignal measuring device according to another embodiment of the present disclosure, and shows the configuration of an optical biosignal measuring device.

도 3을 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치(300)는, 광원부(310), 수광부(320)와 제어부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , a biosignal measuring device 300 according to another embodiment of the present disclosure includes a light source unit 310 , a light receiving unit 320 and a control unit 330 .

광원부(310)는 배열 형태의 광원 소자들을 포함하고, 타겟 여기서는 신체 내의 혈관으로 광원 소자들 각각의 빛을 방출한다.The light source unit 310 includes an array of light source elements, and emits light from each of the light source elements to a target, in this case, a blood vessel in the body.

수광부(320)는 배열 형태의 수광 소자들을 포함하고, 신체를 통과하여 수신되는 빛을 배열 형태의 수광 소자들 각각에서 수신한다.The light receiving unit 320 includes array-shaped light-receiving elements, and each of the array-shaped light-receiving elements receives light received through the body.

실시예에 따라, 광원부(또는 발광부)(310)와 수광부(320)는 도 4에 도시된 바와 같은 배열 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 광원 소자를 원형의 중심에 배치하고, 제1 광원 소자를 둘러 싸도록 복수의 수광 소자들을 배치하며, 그 수광 소자들을 둘러 싸도록 복수의 광원 소자들을 다시 배치하고, 그 광원 소자들을 둘러 싸도록 복수의 수광 소자들을 다시 배치함으로써, 도 4와 같은 형태의 광원부와 수광부를 일체형으로 구현할 수 있다.Depending on the embodiment, the light source unit (or light emitting unit) 310 and the light receiving unit 320 may have an arrangement as shown in FIG. 4 . For example, disposing the first light source element at the center of the circle, disposing a plurality of light receiving elements so as to surround the first light source element, disposing the plurality of light receiving elements again so as to surround the light receiving elements, and placing the light source elements By rearranging a plurality of light-receiving elements so as to surround the light source unit and the light-receiving unit of the form shown in FIG.

제어부(330)는 광원부(310)의 배열 형태의 광원 소자들에 대한 광원 패턴을 제어하고, 배열 형태의 수광부(320)에서 수광 소자들 각각으로 수신되는 빛에 대응하는 출력 신호를 분석하여 각 픽셀의 신호 대 잡음비를 측정하고, 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치(weight)를 할당한 후 할당된 가중치를 이용하여, 상기 타겟의 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하며, 노이즈 참조 신호를 활용하여 생체 신호의 노이즈를 제거함으로써, 노이즈가 제거된 생체 신호를 측정한다.The control unit 330 controls the light source pattern for the light source elements of the array form of the light source unit 310, and analyzes the output signal corresponding to the light received by each light receiving element from the array form light receiver 320 to each pixel. After measuring the signal-to-noise ratio of , and assigning a weight to each pixel according to the signal-to-noise ratio, using the assigned weight, separates the biosignal and noise reference signal of the target, and utilizes the noise reference signal By removing the noise of the biosignal, the biosignal from which the noise has been removed is measured.

이때, 제어부(330)는 각 광원 요소(element) 즉, 광원 소자들 각각의 온/오프(on/off) 및 빛의 세기를 세밀하게 조절하는 방식으로 제어함으로써, 광원의 패턴을 제어할 수 있다.At this time, the controller 330 can control the pattern of the light source by controlling each light source element, that is, the on/off of each light source element and the intensity of light in detail. .

이때, 제어부(330)는, 각 픽셀의 신호 대 잡음비에 기초하여 광원부(310)로부터 방출되는 광원 패턴을 제어할 수 있다.In this case, the controller 330 may control the light source pattern emitted from the light source unit 310 based on the signal-to-noise ratio of each pixel.

이때, 제어부(330)는 심박 신호의 진폭 크기를 활용하여 각 픽셀의 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다.In this case, the controller 330 may measure the signal-to-noise ratio of each pixel by utilizing the amplitude of the heartbeat signal.

제어부(330)는, 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 0~1로 할당할 수 있는데, 예를 들어, 신호에 가중치 1을 할당하고, 노이즈에 가중치 0을 할당하며, 전체 픽셀의 가중치 행렬(weight matrix) W를 생성할 수 있다. 그리고, 생체 신호와 노이즈 참조 신호는 상기 <수학식 1>, <수학식 2>에 의해 계산될 수 있으며, 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 이용하여 노이즈가 제거된 생체 신호를 측정할 수 있다.The controller 330 may assign a weight of 0 to 1 to each pixel according to the signal-to-noise ratio. For example, a weight of 1 is assigned to a signal, a weight of 0 is assigned to noise, and a weight matrix of all pixels. (weight matrix) W can be generated. In addition, the biosignal and the noise reference signal can be calculated by <Equation 1> and <Equation 2>, and the biosignal from which noise has been removed can be measured using the biosignal and the noise reference signal.

이와 같이, 본 개시의 실시예들에 따른 생체 신호 측정 장치는, 배열 형태의 센서 구조를 가짐으로써, 광학적 방식 또는 기계적 방식의 생체 신호 센서들의 측정 위치 선정 문제와 노이즈 제거 문제를 해결할 수 있다.As described above, the biosignal measuring device according to the embodiments of the present disclosure has an array-type sensor structure, and thus can solve the measurement position selection problem and the noise removal problem of optical or mechanical biosignal sensors.

피부 밖에서는 혈관의 위치와 분포를 파악할 수 없고, 이러한 혈관의 위치와 분포는 착용 위치와 개인차에 따라 달라진다. 상술한 바와 같이, 최적의 신호 측정을 위해서는 광원부와 수광부 PD의 제어의 폭(위치/거리/세기)이 넓어야 유리하며, A/D 변환을 해야 하는 수광부 제어보다 광원부의 제어가 더 수월하고 비용도 더 저렴하다. 이러한 이유로, 수광부:광원부를 1:N으로 구성하는 것이 N:1 구성보다 더 효율적이다. 수광부와 광원 배열의 크기는 다양하게 구성할 수 있으며, 또한 혈관 분포에 최적화된 광원 패턴은 적은 광량으로 양질의 신호를 얻을 수 있다.The location and distribution of blood vessels cannot be grasped outside the skin, and the location and distribution of these blood vessels vary depending on the wearing position and individual differences. As described above, for optimal signal measurement, it is advantageous to have a wide control range (position/distance/intensity) between the light source and the light receiver PD, and the control of the light source is easier and less costly than the control of the light receiver, which requires A/D conversion. cheaper For this reason, the 1:N configuration of the light receiver:light source unit is more efficient than the N:1 configuration. The size of the light receiver and the array of light sources can be configured in various ways, and a light source pattern optimized for blood vessel distribution can obtain a high-quality signal with a small amount of light.

또한, 본 개시의 실시예들에 따른 생체 신호 측정 장치는, 배열 형태의 광원을 제어함으로써, 배열 형태의 수광부를 제어하는 방식보다 더 효율적이고, 혈관 분포에 최적화된 광원 패턴은 적은 광량으로 양질의 신호를 얻을 수 있기에 에너지 효율 뿐 아니라 광생물학적 안전성도 높일 수 있다.In addition, the bio-signal measuring device according to the embodiments of the present disclosure is more efficient than a method of controlling an array-type light receiver by controlling an array-type light source, and a light source pattern optimized for blood vessel distribution produces high quality with a small amount of light. Since signals can be obtained, not only energy efficiency but also photobiological safety can be improved.

도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 도 2의 기계적 방식의 생체 신호 측정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.FIG. 5 is an operational flow chart of a biosignal measuring method according to another embodiment of the present disclosure, and is an operational flowchart of the mechanical biosignal measuring method of FIG. 2 .

도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 기계적 방식의 생체 신호 측정 방법은, 배열 형태의 센서를 구성하는 셀들 각각으로 수신되는 신호를 분석하여 각 픽셀 예를 들어, 각 압전 셀의 신호 대 잡음비를 측정하고, 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치(weight)를 할당한다(S510, S520).Referring to FIG. 5 , a method for measuring biosignals using a mechanical method according to an embodiment of the present disclosure analyzes a signal received by each of the cells constituting an array type sensor, and measures the signal of each pixel, for example, each piezoelectric cell. The noise ratio is measured, and a weight is assigned to each pixel according to the signal-to-noise ratio (S510 and S520).

여기서, 단계 S510은, 신호의 진폭 크기를 활용하여 각 픽셀의 신호 대 잡음비를 측정할 수 있으며, 단계 S520은 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 0~1로 할당할 수 있다.Here, in step S510, the signal-to-noise ratio of each pixel may be measured using the amplitude of the signal, and in step S520, weights of 0 to 1 may be assigned to each pixel according to the signal-to-noise ratio.

단계 S520에 의해 각 픽셀에 가중치가 할당되면, 할당된 가중치를 이용하여, 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하고, 노이즈 참조 신호를 활용하여 생체 신호의 노이즈를 제거함으로써, 노이즈가 제거된 생체 신호를 측정한다(S530, S540).When a weight is assigned to each pixel in step S520, a bio signal and a noise reference signal are separated using the assigned weight, and noise is removed from the bio signal using the noise reference signal, thereby obtaining a bio signal from which the noise has been removed. Measure (S530, S540).

도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것으로, 광학적 방식에 의한 생체 신호 측정 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것이다.FIG. 6 is an operation flow chart of a bio-signal measurement method according to another embodiment of the present disclosure, which is an operation flow chart of a bio-signal measurement method using an optical method.

도 8을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 광학적 방식의 생체 신호 측정 방법은, 배열 형태의 광원 소자들에 대한 광원 패턴을 제어하고, 광원 패턴에 따라 배열 형태의 수광 소자들 각각으로 수신되는 신호를 분석하여 각 픽셀 예를 들어, 각 수신 소자의 신호 대 잡음비를 측정한다(S610, S620).Referring to FIG. 8 , in an optical biosignal measuring method according to an embodiment of the present disclosure, a light source pattern for arrayed light source elements is controlled, and received by each of the arrayed light receiving elements according to the light source pattern. The signal is analyzed to measure the signal-to-noise ratio of each pixel, for example, each receiving element (S610 and S620).

여기서, 단계 S610은, 미리 설정된 광원 패턴에 따라 광원 소자들 각각의 온/오프와 단계 S620은, 신호의 진폭 크기를 활용하여 각 픽셀의 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다.Here, in step S610, each of the light source elements may be turned on/off according to a preset light source pattern, and in step S620, the signal-to-noise ratio of each pixel may be measured using the amplitude of the signal.

그리고, 상기 단계 S610과 S620을 최적이 광원 패턴이 되도록 반복적으로 제어하고, 최적의 광원 패턴이 타겟에 조사되면, 최적의 광원 패턴에 대한 각 픽셀의 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 할당한다(S630, S640).Then, the steps S610 and S620 are repeatedly controlled to form the optimal light source pattern, and when the optimal light source pattern is irradiated to the target, a weight is assigned to each pixel according to the signal-to-noise ratio of each pixel with respect to the optimal light source pattern. (S630, S640).

여기서, 단계 S630은 광원의 세기 대비 측정 신호의 펄스 예를 들어, AC 성분의 크기가 최대가 되는 광원 패턴을 최적의 광원 패턴으로 판단할 수 있다.Here, in step S630 , a light source pattern in which the intensity of the light source versus the pulse of the measurement signal, for example, the AC component is maximized, may be determined as the optimal light source pattern.

이때, 단계 S630은 신호 대 잡음비에 따라 각 픽셀에 가중치를 0~1로 할당할 수 있다.At this time, in step S630, a weight of 0 to 1 may be assigned to each pixel according to the signal-to-noise ratio.

단계 S640에 의해 각 픽셀에 가중치가 할당되면, 할당된 가중치를 이용하여, 생체 신호와 노이즈 참조 신호를 분리하고, 노이즈 참조 신호를 활용하여 생체 신호의 노이즈를 제거함으로써, 노이즈가 제거된 생체 신호를 측정한다(S650, S660).When a weight is assigned to each pixel in step S640, the bio signal and the noise reference signal are separated using the assigned weight, and noise is removed from the bio signal using the noise reference signal, thereby obtaining the bio signal from which the noise has been removed. Measure (S650, S660).

비록, 도 5와 도 6의 방법에서 그 설명이 생략되더라도, 본 개시의 실시예에 따른 방법은 도 2 내지 도 4의 장치에서 설명한 모든 내용을 포함할 수 있으며, 이는 해당 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.Even if the description is omitted in the method of FIGS. 5 and 6, the method according to the embodiment of the present disclosure may include all the contents described in the device of FIGS. 2 to 4, which is skilled in the art self-evident for

도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치가 적용되는 디바이스의 구성도를 나타낸 것이다.7 is a block diagram of a device to which an apparatus for measuring biosignals according to another embodiment of the present disclosure is applied.

예를 들어, 도 3의 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치는 도 7의 디바이스(1600)가 될 수 있다. 도 7을 참조하면, 디바이스(1600)는 메모리(1602), 프로세서(1603), 송수신부(1604) 및 주변 장치(1601)를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 디바이스(1600)는 다른 구성을 더 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 이때, 상기 디바이스(1600)는 예를 들어 고정된 네트워크 관리 장치(예를 들어, 서버, PC 등) 일 수 있다.For example, the device 1600 of FIG. 7 may be the device 1600 of FIG. 3 for measuring a biosignal according to another embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 7 , a device 1600 may include a memory 1602 , a processor 1603 , a transceiver 1604 and a peripheral device 1601 . Also, as an example, the device 1600 may further include other configurations, and is not limited to the above-described embodiment. In this case, the device 1600 may be, for example, a fixed network management device (eg, a server, a PC, etc.).

보다 상세하게는, 도 7의 디바이스(1600)는 비침습 생체 신호 측정 장치, 웨어러블 장치, 혈압 측정 장치 등과 같은 예시적인 하드웨어/소프트웨어 아키텍처일 수 있다. 이때, 일 예로, 메모리(1602)는 비이동식 메모리 또는 이동식 메모리일 수 있다. 또한, 일 예로, 주변 장치(1601)는 디스플레이, GPS 또는 다른 주변기기들을 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. More specifically, the device 1600 of FIG. 7 may be an exemplary hardware/software architecture such as a non-invasive bio-signal measuring device, a wearable device, a blood pressure measuring device, and the like. At this time, for example, the memory 1602 may be a non-removable memory or a removable memory. Also, as an example, the peripheral device 1601 may include a display, GPS, or other peripheral devices, and is not limited to the above-described embodiment.

또한, 일 예로, 상술한 디바이스(1600)는 상기 송수신부(1604)와 같이 통신 회로를 포함할 수 있으며, 이에 기초하여 외부 디바이스와 통신을 수행할 수 있다.Also, as an example, the above-described device 1600 may include a communication circuit like the transceiver 1604, and based on this, communication with an external device may be performed.

또한, 일 예로, 프로세서(1603)는 범용 프로세서, DSP(digital signal processor), DSP 코어, 제어기, 마이크로제어기, ASIC들(Application Specific Integrated Circuits), FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로들, 임의의 다른 유형의 IC(integrated circuit) 및 상태 머신과 관련되는 하나 이상의 마이크로프로세서 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 즉, 상술한 디바이스(1600)를 제어하기 위한 제어 역할을 수행하는 하드웨어적/소프트웨어적 구성일 수 있다. 또한 상기 프로세서(1603)는 전술한 도 3의 제어부(330)의 기능을 모듈화하여 수행할 수 있다.Also, as an example, the processor 1603 may include a general purpose processor, a digital signal processor (DSP), a DSP core, a controller, a microcontroller, application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate array (FPGA) circuits, any other It may be at least one or more of a tangible integrated circuit (IC) and one or more microprocessors associated with a state machine. That is, it may be a hardware/software configuration that performs a control role for controlling the device 1600 described above. In addition, the processor 1603 can modularize and perform the functions of the control unit 330 of FIG. 3 described above.

이때, 프로세서(1603)는 생체 신호 측정 장치의 다양한 필수 기능들을 수행하기 위해 메모리(1602)에 저장된 컴퓨터 실행가능한 명령어들을 실행할 수 있다. 일 예로, 프로세서(1603)는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입출력 처리 및 통신 동작 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1603)는 물리 계층, MAC 계층, 어플리케이션 계층들을 제어할 수 있다. 또한, 일 예로, 프로세서(1603)는 액세스 계층 및/또는 어플리케이션 계층 등에서 인증 및 보안 절차를 수행할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.In this case, the processor 1603 may execute computer executable instructions stored in the memory 1602 to perform various essential functions of the bio-signal measuring device. For example, the processor 1603 may control at least one of signal coding, data processing, power control, input/output processing, and communication operations. Also, the processor 1603 may control a physical layer, a MAC layer, and an application layer. Also, as an example, the processor 1603 may perform authentication and security procedures in an access layer and/or an application layer, and is not limited to the above-described embodiment.

일 예로, 프로세서(1603)는 송수신부(1604)를 통해 다른 장치들과 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 프로세서(1603)는 컴퓨터 실행가능한 명령어들의 실행을 통해 생체 신호 측정 장치가 네트워크를 통해 다른 장치들과 통신을 수행하게 제어할 수 있다. 즉, 본 개시에서 수행되는 통신이 제어될 수 있다. 일 예로, 송수신부(1604)는 안테나를 통해 RF 신호를 전송할 수 있으며, 다양한 통신망에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. For example, the processor 1603 may communicate with other devices through the transceiver 1604 . For example, the processor 1603 may control the biosignal measurement device to communicate with other devices through a network through execution of computer executable instructions. That is, the communication performed in the present disclosure can be controlled. For example, the transceiver 1604 may transmit an RF signal through an antenna and may transmit the signal based on various communication networks.

또한, 일 예로, 안테나 기술로서 MIMO 기술, 빔포밍 등이 적용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 또한, 송수신부(1604)를 통해 송수신한 신호는 변조 및 복조되어 프로세서(1603)에 의해 제어될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.In addition, as an example, MIMO technology, beamforming, etc. may be applied as an antenna technology, and is not limited to the above-described embodiment. In addition, the signal transmitted and received through the transceiver 1604 may be modulated and demodulated and controlled by the processor 1603, and is not limited to the above-described embodiment.

본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.Exemplary methods of this disclosure are presented as a series of operations for clarity of explanation, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed concurrently or in a different order, if desired. In order to implement the method according to the present disclosure, other steps may be included in addition to the exemplified steps, other steps may be included except for some steps, or additional other steps may be included except for some steps.

본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.Various embodiments of the present disclosure are intended to explain representative aspects of the present disclosure, rather than listing all possible combinations, and matters described in various embodiments may be applied independently or in combination of two or more.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. In addition, various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. For hardware implementation, one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented by a processor (general processor), controller, microcontroller, microprocessor, or the like.

본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.The scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (eg, operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause operations according to methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium in which instructions and the like are stored and executable on a device or computer.

300 생체 신호 측정 장치
310 광원부
320 수광부
330 제어부
300 vital signal measuring device
310 light source
320 light receiver
330 Control

Claims (1)

배열 형태로 구성된 광학식 능동 소자들 또는 기계식 수동 센싱 소자들을 포함하는 센싱부; 및
상기 센싱부를 제어하여, 상기 광학식 능동 소자들 또는 상기 기계식 수동 센싱 소자들 각각으로부터 출력되는 신호를 분석하여 타겟의 생체 신호를 측정하는 제어부
를 포함하는, 생체 신호 측정 장치.
a sensing unit including optical active elements or mechanical passive sensing elements configured in an array form; and
A control unit that controls the sensing unit to analyze signals output from each of the optical active elements or the mechanical passive sensing elements to measure the biosignal of the target.
Including, bio-signal measuring device.
KR1020220085019A 2022-02-25 2022-07-11 Apparatus and method for measuring biosignals using array-based sensor KR20230127840A (en)

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