KR20240002138A - 전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 체온 추정 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 체온 추정 방법 Download PDF

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KR20240002138A
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이소영
권복순
김상규
이호택
이홍순
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Abstract

체온 추정을 위한 전자 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면 전자 장치는 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서, 및 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 체온 추정 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR ESTIMATING BODY TEMPERATURE USING THE SAME}
복수의 센서 및 회로 소자를 이용하여 열유속을 측정하고 이를 기초로 체온을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 체온은 4대 활력징후(vital sign) 중의 하나로서 매우 중요한 임상적 의의를 지닌다. 체온 센서는 환자의 감염 여부, 약물의 열적 부작용 여부, 여성의 배란 시기 체크 등 다양한 애플리케이션에 적용이 가능하다. 하지만 체온 센서의 크기로 인해 웨어러블 기기와 같이 휴대형 기기를 이용하여 측정하는 것은 쉽지 않다. 체온 추정시 휴대형 기기 내에 사용되는 열유속 측정 센서(heat flux sensor)는 체열 보상을 위해 단열재와 2개 이상의 온도 센서를 이용하여 열유속을 측정한다. 이때, 정확한 열유속 측정을 위해서는 센서 데이터를 읽는 ADC(analog-to-digital) 변환 과정에서 발생하는 노이즈를 줄여야 하며 이를 위해 온도 센서들에 의해 측정되는 온도차가 큰 것이 유리하다. 일반적으로 큰 온도차를 획득하기 위해서는 단열재가 두꺼워져야 하는데 이는 열유속 측정 센서의 두께를 증가시키며 결과적으로 휴대형 기기의 소형화가 어려워지는 문제가 발생한다.
열유속 측정 센서의 온도 센서에서 측정되는 전압차를 증폭시키고 증폭된 전압차를 온도차로 변환하여 열유속을 출력하고 이를 기초로 사용자의 체온을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일 양상에 따르면, 전자 장치는 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서 및 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
신호 처리부는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
신호 처리부는 제1 온도 및 제1 전압, 및 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 변환 모델을 생성할 수 있다.
열유속 측정 센서는 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이에 위치하는 열전도 소재를 더 포함하고, 신호 처리부는 변환된 온도차에 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 열유속을 출력할 수 있다.
열전도 소재는 0.1 mm 이상 5 mm 이하의 두께일 수 있다.
제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구조로 배치될 수 있다.
제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터(Thermistor)일 수 있다.
제1 온도는 피검체의 표면 온도이고, 프로세서는 출력된 열유속 및 제1 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
이때, 전자 장치는 제1 온도, 제2 온도, 체온, 및 체온 관련 가이드 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 체온 추정 방법은 제1 온도 센서에 의해 제1 온도를 측정하는 단계, 제1 온도 센서와 이격 배치된 제2 온도 센서에 의해 제2 온도를 측정하는 단계, 증폭기에 의해 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 단계, 신호 처리부에 의해 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 단계, 및 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계는 신호 처리부에 의해 제1 온도 및 제1 전압, 및 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 변환 모델을 생성할 수 있다.
열유속을 출력하는 단계는 변환된 온도차에 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 열유속을 출력할 수 있다.
제1 온도를 측정하는 단계는 피검체의 표면 온도를 측정하고, 사용자의 체온을 추정하는 단계는 출력된 열유속 및 피검체의 표면 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
출력부에 의해 제1 온도, 제2 온도, 체온, 및 체온 관련 가이드 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 열유속 측정 센서는 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
신호 처리부는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
신호 처리부는 제1 온도 및 제1 전압, 및 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 변환 모델을 생성할 수 있다.
일 양상에 따르면, 스마트 워치는 본체, 본체의 양단에 연결되는 스트랩, 본체에 배치되어 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 제1 온도 센서에서 측정되는 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서, 및 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
신호 처리부는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기는 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 제1 온도 센서, 웨어러블 기기의 두께 방향으로 제1 온도 센서와 이격 배치되고, 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 제2 온도 센서, 제1 전압과 제2 전압의 차이를 증폭하는 증폭기, 아날로그 형태의 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 변환기 및 증폭된 전압차를 나타내는 디지털 신호에 기초하여 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이의 두께 방향의 길이는 0.1 mm 이상 5 mm 이하일 수 있다.
웨어러블 기기는 웨어러블 기기의 두께 방향으로 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이에 배치되는 절연체를 더 포함할 수 있다.
절연체는 열전도도가 0.1 W/mK 이하일 수 있다.
절연체는 공기 또는 폴리우레탄 폼일 수 있다.
제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구조로 배치될 수 있다.
제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터일 수 있다.
프로세서는 증폭된 전압차를 온도차로 변환하며, 증폭된 전압차에 대응하는 온도차를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
웨어러블 기기는 사용자의 체온을 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기를 이용하여 체온을 추정하는 방법은 제1 온도 센서에 의해 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 단계, 웨어러블 기기의 두께 방향으로 제1 온도 센서와 이격 배치되는 제2 온도 센서에 의해, 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 단계, 제1 전압과 제2 전압의 차를 증폭하는 단계, 아날로그 형태의 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 단계, 및 증폭된 전압차를 나타내는 디지털 신호에 기초하여 사용자의 체온을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
체온 추정 방법은 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계, 및 증폭된 전압차에 대응하는 온도차를 기초로 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 체온 추정 방법은 제1 전압에 대응하는 제1 온도, 제1 전압 및 외부공급전압을 기초로 변환 모델을 생성하는 단계, 변환 모델을 통해 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계, 및 증폭된 전압차에 대응하는 온도차를 기초로 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 체온 추정 방법은 제2 전압에 대응하는 제2 온도, 제2 전압 및 외부공급전압을 기초로 변환 모델을 생성하는 단계, 변환 모델을 통해 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계, 및 증폭된 전압차에 대응하는 온도차를 기초로 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 체온 추정 방법은 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서의 사이에 두께 방향으로 배치된 절연체의 열 저항 계수를 식별하는 단계 및 증폭된 전압차와 절연체의 열 저항 계수를 기초로 사용자의 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 절연체의 열전도도는 0.1 W/mK 이하일 수 있다.
또한, 절연체는 공기 및 폴리우레탄 폼 중에서 적어도 하나일 수 있다.
일 양상에 따르면, 센서 기기는 센서 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 제1 온도 센서, 센서 기기의 두께 방향으로 제1 온도 센서와 이격 배치되고, 센서 기기가 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 제2 온도 센서, 및 제1 전압과 제2 전압의 차를 증폭하고, 사용자의 체온을 나타내는 값으로 전압차를 출력하는 증폭기를 포함할 수 있다.
이때, 제1 온도 센서, 제2 온도 센서 및 증폭기는 센서 기기의 아날로그 전단(analog front-end)에 포함되며, 아날로그 형태의 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 변환기 및 디지털 신호에 기초하여 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
열유속 측정 센서의 온도 센서에서 측정되는 전압차를 증폭시키고 증폭된 전압차를 온도차로 변환하여 열유속을 출력하고 이를 기초로 사용자의 체온을 추정하여 전자 장치의 크기를 소형화하고 체온 추정의 정확성을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치 내의 열유속 측정 센서의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 열유속 측정 센서의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 열유속 측정 센서의 회로 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 사용자의 체온을 추정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 8 내지 도 13은 전자 장치의 구조들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치 내의 열유속 측정 센서의 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 열유속 측정 센서의 구조를 도시한 도면이다. 도 4는 일 실시예에 따른 열유속 측정 센서의 회로 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 열유속 측정 센서(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
열유속 측정 센서(110)는 사용자로부터 체온 추정을 위한 데이터를 획득하는 복수의 센서 및 회로 소자를 포함할 수 있으며, 프로세서(120)는 획득된 데이터를 이용하여 체온을 추정할 수 있다. 프로세서(120)는 열유속 측정 센서(110)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 체온 추정 요청시 열유속 측정 센서(110)를 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 열유속 측정 센서(110)는 제1 온도 센서(111), 제2 온도 센서(112), 증폭기(113), 및 신호 처리부(114)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 온도 센서(111)와 제2 온도 센서(112)는 중간에 열전도 소재(310)가 포함되어 적층형 구조로 배치될 수 있다.
제1 온도 센서(111)는 전자 장치(100) 내의 제1 온도를 측정할 수 있으며, 제2 온도 센서(112)는 제1 온도 센서(111)와 이격 배치되어 전자 장치(100) 내의 제2 온도를 측정할 수 있다. 예컨대, 제1 온도 센서(111)는 전자 장치(100)의 하단에 위치하여 전자 장치(100)와 피검체가 접촉하는 표면 온도를 측정할 수 있다. 이때, 피검체는 신체에서 체온을 잘 반영할 수 있는 부위 예컨대, 이마, 흉부, 귓볼, 상완, 손목, 손가락 등의 신체 부위에 해당되며 이에 제한되는 것은 아니다.
열전도 소재(310)는 예를 들어, 0.1 ~ 5mm 크기를 가지는 절연체일 수 있으며, 열전도도가 0.1 W/mK 이하인 소재(예: 폴리우레탄 폼)일 수 있다. 절연체의 크기나 열전도도는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 열전도도가 매우 낮은 공기를 이용하여 제1 온도 센서(111)와 제2 온도 센서(112) 사이에 별도의 소재를 이용하지 않고 공기를 채우는 구조도 가능하다. 또한, 열전도 소재(310)는 열 절연체(thermally insulating material)일 수 있으며 이에 한정되지 않는다. 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 서미스터는 온도를 측정하는 온도 센서 중에서 접촉식 온도 센서에 해당하며 예를 들어, 피검체의 손목에 접촉하여 손목의 표면 온도를 측정할 수 있다. 또한, 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 열전도 소재(310)를 사이에 두고 서미스터 페어(pair)로 배치될 수 있다.
증폭기(113)는 하나 이상의 입력 단자를 가지며 입력 단자를 통해 입력된 입력 신호의 전압차를 증폭하는 회로 소자로 예컨대 차동 증폭기(differential amplifier)일 수 있다. 다만, 증폭기(113)의 종류에는 이에 제한되지 않는다. 도 4를 참조하면, 예컨대 증폭기(113)는 제1 온도 센서(111)에서 또는 제1 온도 센서(111)에 의해 측정되는 제1 전압(V1) 및 제2 온도 센서(112)에서 또는 제2 온도 센서(112)에 의해 측정되는 제2 전압(V2)의 차(ΔV)를 증폭하여 증폭된 전압차(A*ΔV)를 생성할 수 있다. 이때, 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)의 회로 구조는 전압차(ΔV)를 획득을 용이하게 하기 위해 동일한 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 증폭기(113)를 중심으로 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 구조로 배치될 수 있다. 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)의 배치 구조는 이에 제한되지 않는다.
신호 처리부(114)는 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력할 수 있다. 예컨대, 신호 처리부(114)는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
먼저 신호 처리부(114)는 증폭된 전압차(A*ΔV)에 대해 전처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(114)는 증폭된 전압차(A*ΔV)에 대해 미리 정해진 값을 나누어 주어 ADC(analog-to-digital) 변환 과정에서 해상도가 낮아지는 것을 보완할 수 있다. 이때, 신호 처리부(114)는 디지털 회로, 아날로그 회로, 및/또는 ADC 변환기를 포함할 수 있다.
그 다음, 신호 처리부(114)는 전처리된 증폭된 전압차를 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다. 이때, 신호 처리부(114)는 제1 온도 및 제1 전압, 또는 제2 온도 및 제2 전압과 외부공급전압을 기초로 하여 변환 모델을 생성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 예컨대 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)를 동일한 회로를 포함하는 서미스터라고 가정하면, 제1 온도 센서(111)에서 측정되는 제1 온도(T1)는 이하의 수학식 1로 표현될 수 있다. 이때, 예를 들어 외부공급전압과 직접 연결된 저항의 저항값은 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)가 25℃(298K) 일때의 저항값일 수 있다. 다만, 저항값은 이에 한정되지 않는다.
여기서 VDD는 전자 장치에 공급되는 외부공급전압을 의미하며, B는 서미스터의 소자 특성값을 의미한다.
이때, 수학식 1의 제1 온도(T1)를 V1으로 미분하면 수학식 2를 획득할 수 있다.
이때, 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2) 사이의 온도차가 작다면 온도차는 수학식 3과 같이 근사화 될 수 있으며, 수학식 3에 따라 최종적으로 변환 모델이 생성될 수 있다.
여기서, ΔV는 제1 온도 센서(111)에서의 전압(V1)과 제2 온도 센서(112)에서의 전압(V2)의 차를 의미하며, ΔT는 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 차를 의미한다.
이때, 수학식 3의 전압차(ΔV)에 전처리된 증폭된 전압차(ΔVp)를 대입하여 상대적으로 큰 온도차(ΔTp)로 변환할 수 있다.
일반적으로 정확한 체온을 측정하기 위해서는 온도 센서간 온도차를 크게 하여 온도차에 의해 발생하는 열유속을 크게 하는 것이 유리하다. 그러나 온도차를 크게 하기 위해서는 기기 자체의 부피가 커져야 하는 문제가 발생한다. 상기 실시예에 따라 증폭된 전압차를 이용하여 온도차를 크게하면 기기의 소형화 뿐만 아니라 체온 추정의 정확성을 높일 수 있다.
상기 실시예는 제1 온도 센서(111)에서 측정되는 제1 온도(T1)를 기초로 하여 변환 모델을 생성하였으나, 제2 온도 센서(112)에서 측정되는 제2 온도(T2)를 기초로 하여 변환 모델을 생성하는 경우도 동일한 방식이 적용될 수 있다.
그 다음, 신호 처리부(114)는 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력할 수 있다. 예컨대 신호 처리부(114)는 전처리된 증폭된 전압차(ΔVp)를 상기 수학식 3에 대입하여 변환된 온도차(ΔTp)를 획득할 수 있으며, 변환된 온도차(ΔTp)에 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 수학식 4에 의한 열유속을 계산할 수 있다.
여기서, HF는 열유속(heat flux), βins는 미리 정해진 열전도 소재(310)의 열저항 계수를 의미한다.
그 다음, 프로세서(120)는 신호 처리부(114)에서 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정할 수 있다.
도 5는 사용자의 체온을 추정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 사용자의 체온(Tcore)과 피검체의 표면 온도(T1) 간의 차이가 수학식 5에 따라 열유속(q)으로 표현될 수 있다.
여기서 βskin은 미리 정해진 피부 열전달 계수를 의미한다.
이때, 심부로부터 열전달을 직렬 회로로 가정하면, 열유속(q)는 열유속 측정 센서(110)의 신호 처리부(114)에 의해 출력된 열유속(HF)과 동일하며 이는 수학식 6에 의해 표현될 수 있다.
수학식 6은 다시 수학식 7로 표현될 수 있다.
상기 수학식 7에 따라, 프로세서(120)는 열유속(HF) 및 피검체의 표면 온도인 제1 온도(T1)를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 그 사이에 공간을 두고 이격될 수 있다. 이때, 공간은 열전도 소재(310)로 완전히 채워질 수도 있고, 부분적으로 채워질 수도 있다. 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112) 사이의 공간이 열전도 소재(310)로 부분적으로 채워진 경우, 열전도 소재(310)와 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112) 중 어느 하나 또는 둘 모두 사이에 공기가 존재할 수 있다. 이러한 경우 공기와 열전도 소재(310)가 함께 절연체 역할을 할 수 있다.
제1 온도 센서(111), 제2 온도 센서(112) 및 열전도 소재(310)는 전자 장치(100)의 본체의 접촉면과 디스플레이 패널 사이의 영역에 제공될 수 있다. 전자 장치(100)가 스마트 워치로 구현되는 경우 온도 센서(111, 112) 각각의 높이 및 온도 센서(111, 112) 사이의 거리는 온도 센서(111, 112)를 수용할 수 있는 스마트 워치의 면적이 작기 때문에 제약이 있을 수 있다. 온도 센서(111, 112) 사이의 거리는 온도 센서(111, 112) 사이의 공간이 열전도 소재(310)로 완전히 채워질 때 열전도 소재(310)의 두께에 대응할 수 있다.
예를 들어, 스마트 워치에서 온도 센서(111, 112)를 수용할 수 있는 영역의 높이는 1mm 내지 1.5mm일 수 있다. 스마트 워치 영역의 제한된 높이를 감안할 때 온도 센서(111, 112)의 높이가 증가함에 따라 열전도 소재(310)의 높이는 감소할 수 있지만 두 온도 센서(111, 112) 사이의 최소 온도 차이(예: 0.3℃)를 획득하여 온도 차이를 기반으로 체온을 추정하기 위해서는 두 온도 센서(111, 112) 사이의 일정한 거리가 필요하다. 온도 센서(111, 112)는 약간의 오차율(예: ± 0.1 ℃)이 있을 수 있으므로 두 온도 센서(111, 112) 사이의 목표 온도 차이가 0.3℃ 미만으로 설정되는 경우, 두 온도 센서(111, 112) 사이의 온도차를 신뢰성 있게 측정하기 어려울 수 있다. 이러한 이해를 바탕으로 두 온도 센서(111, 112) 사이의 최소 목표 온도차를 0.3℃로 설정할 수 있으며, 열전달 시뮬레이션은 하기 표 1과 같이 복수의 영역 높이 H 각각에 대해 온도 센서(111, 112)의 높이와 열전도 소재(310)의 높이(또는 온도 센서(111, 112) 사이의 공간이 열전도 소재(310)로 완전히 채워지지 않은 경우 온도 센서(111, 112) 사이의 거리)를 변경하여 수행하였다.
영역 높이 (H) 온도 센서 높이 (mm) 열전도 소재 높이
(또는 온도 센서간 거리) (mm)		 온도차
(℃)
1 mm 0.1 0.8 0.648
0.2 0.6 0.486
0.3 0.4 0.324
0.4 0.2 0.162
1.1 mm 0.1 0.9 0.730
0.2 0.7 0.567
0.3 0.5 0.405
0.4 0.3 0.243
1.2 mm 0.1 1 0.811
0.2 0.8 0.648
0.3 0.6 0.486
0.4 0.4 0.324
0.5 0.2 0.162
1.3 mm 0.1 1.1 0.892
0.2 0.9 0.730
0.3 0.7 0.567
0.4 0.5 0.405
0.5 0.3 0.243
1.4 mm 0.1 1.2 0.973
0.2 1 0.811
0.3 0.8 0.648
0.4 0.6 0.486
0.5 0.4 0.324
0.6 0.2 0.162
1.5 mm 0.1 1.3 1.054
0.2 1.1 0.892
0.3 0.9 0.730
0.4 0.7 0.567
0.5 0.5 0.405
0.6 0.3 0.243
상기 표 1을 참조하면, 두 온도 센서(111, 112)의 목표 온도차가 0.3℃ 이상인 경우, 각 온도 센서(111, 112)의 높이는 최소 0.3mm (즉 0.3mm 이상, 바람직하게는 0.3mm 내지 0.5mm), 열전도 소재(310)의 높이는 최소 0.4mm (즉 0.4mm 이상, 바람직하게는 0.4mm 내지 1.3mm)의 높이로 설정될 수 있다. 두 개의 온도 센서(111, 112) 사이에 열전도 소재(130)가 존재하지 않거나, 두 개의 온도 센서(111, 112) 사이에 열전도 소재(130) 외에 공간(예: 공기)이 있는 경우, 열전도 소재(130)의 높이는 두 온도 센서(111, 112) 사이의 거리를 의미할 수 있다. 제1 온도 센서(111)는 접촉면에 최대한 가깝게 배치하고, 제2 온도 센서(112)는 디스플레이 패널에 최대한 가깝게 배치하여 상대적으로 정확한 추정 온도를 제공할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(600)는 열유속 측정 센서(610), 프로세서(620), 저장부(630), 출력부(640) 및 통신부(650)를 포함할 수 있다. 이때, 출력부(640)는 표시 장치(641)를 포함할 수 있다. 열유속 측정 센서(610), 프로세서(620) 구성은 도 1의 실시예의 열유속 측정 센서(610) 및 프로세서(620)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
저장부(630)는 체온 추정과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어 제1 온도, 제2 온도, 제1 전압, 제2 전압, 증폭된 전압차, 변환된 온도차, 추정된 열유속, 피부 열전달 계수, 열전도 소재의 열전달 계수, 프로세서(620)의 처리 결과, 예컨대 사용자의 체온 등을 저장할 수 있다.
저장부(630)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
출력부(640)는 프로세서(620)의 처리 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 출력부(640)는 표시 장치(641)에 프로세서(620)의 체온 추정값을 표시할 수 있다. 이때, 체온 추정값이 정상 범위를 벗어나면 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하거나 정상 범위를 함께 표시함으로써 사용자에게 경고 정보를 제공할 수 있다. 또한, 출력부(640)는 제1 온도, 제2 온도, 체온, 또는 체온 관련 가이드 정보를 표시 장치(641)에 의한 시각적 표시와 함께 또는 단독으로 스피커 등의 음성 출력 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 사용자에게 제공할 수 있다.
표시 장치(641)는 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 표시 장치(641)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry) 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈은 체온 추정 장치와 직접 또는 무선으로 연결된 다른 전자 장치의 스피커 및/또는 헤드폰을 통해 소리를 출력할 수 있다.
햅틱 모듈은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈은, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
통신부(650)는 외부 기기와 통신하여 체온 추정과 관련된 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 체온 추정 결과를 사용자의 스마트폰 등의 외부 기기에 전송하여 사용자가 상대적으로 성능이 우수한 기기를 통해 성분 분석 결과를 관리 및 모니터링하도록 할 수 있다.
통신부(650)는 블루투스(Bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신, 5G, 및 6G 통신 등을 포함하는 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 1 및 도 6의 실시예에 따른 전자 장치(100,600)에 의해 수행되는 체온 추정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술하였으므로 중복 설명을 피하기 위해 간단히 설명한다.
도 7을 참조하면, 먼저 전자 장치는 제1 온도 센서에 의해 제1 온도를 측정할 수 있으며(710), 제1 온도 센서와 이격 배치된 제2 온도 센서에 의해 제2 온도를 측정할 수 있다(720). 이때, 제1 온도는 피검체의 표면 온도일 수 있다.
그 다음, 증폭기에 의해 제1 온도 센서에서 또는 제1 온도 센서에 의해 측정되는 제1 전압 및 제2 온도 센서에서 또는 제2 온도 센서에 의해 측정되는 제2 전압의 차를 증폭할 수 있다(730). 이때, 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구조로 배치될 수 있다.
그 다음, 신호 처리부에 의해 증폭된 전압차를 온도차로 변환할 수 있다(740). 이때, 신호 처리부는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다. 이때, 신호 처리부는 제1 온도 및 제1 전압, 및 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 변환 모델을 생성할 수 있다.
그 다음, 신호 처리부는 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력할 수 있다(750). 이때, 신호 처리부는 변환된 온도차에 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 열유속을 출력할 수 있다.
그 다음, 프로세서는 출력된 열유속 및 피검체의 표면 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다(760). 이때, 출력부의 디스플레이를 통해 제1 온도, 제2 온도, 체온, 또는 체온 관련 가이드 정보 등을 출력하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
도 8 내지 도 13는 전자 장치의 구조들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면 전자 장치는 스마트 워치 타입의 웨어러블 기기(800)로 구현될 수 있으며 본체(MB)와 손목 스트랩(ST)을 포함할 수 있다.
본체(MB)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 본체(MB) 및/또는 스트랩(ST)의 내부에는 각종 구성에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다. 스트랩(ST)은 본체의 양단에 연결되어 본체를 사용자의 손목에 착용시키며 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(ST)은 서로 분리된 제1 스트랩과 제2 스트랩으로 구성될 수 있다. 제1 스트랩과 제2 스트랩의 일단부는 각각 본체(MB)의 양측에 연결되고, 제1 스트랩과 제2 스트랩의 타단부에 형성된 체결수단을 이용하여 서로 체결될 수 있다. 이때, 체결수단은 자석 결합, 벨크로(velcro) 결합, 핀 결합 등의 방식으로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스트랩(ST)은 이에 제한되지 않으며 밴드 형태와 같이 서로 분리되지 않는 일체로 형성될 수도 있다.
본체(MB)는 열유속 측정 센서(810), 프로세서, 출력부, 저장부 및 통신부를 포함할 수 있다. 다만, 폼 팩터(form factor)의 사이즈 및 형태 등에 따라 출력부, 저장부 및 통신부 중의 일부는 생략될 수 있다.
열유속 측정 센서(810)는 본체에 배치되어 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 제1 온도 센서에서 측정되는 전압 및 제2 온도 센서에서 측정되는 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다. 이때, 신호 처리부는 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 온도차로 변환할 수 있다.
본체(MB)에 탑재된 프로세서는 열유속 측정 센서(810)를 비롯한 다양한 구성들과 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서는 열유속 측정 센서(810)에서 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 출력된 열유속과 제1 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
조작부(860)는 도시된 바와 같이 본체(MB)의 측면에 형성될 수 있다. 조작부(860)는 사용자의 명령을 수신하여 프로세서로 전달할 수 있다. 또한, 조작부(860)는 웨어러블 기기(800)의 전원을 온/오프시키는 전원 버튼을 포함할 수 있다.
본체(MB)의 전면에는 디스플레이가 마련되어, 체온 정보, 시간 정보, 수신 메시지 정보 등을 포함하는 다양한 어플리케이션 화면이 표시될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이에 체온 추정값을 표시할 수 있다. 이때, 체온 추정값이 정상 범위를 벗어나면 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하거나 정상 범위를 함께 표시함으로써 사용자에게 경고 정보를 제공할 수 있다. 또한 사용자의 요청에 의해 현재의 체온 추정값을 표시하는 것 뿐만 아니라 시간에 따른 연속적인 체온 추정값을 디스플레이에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 체온 변화량 예를 들어 하루 중 체온 변화를 그래프 형태로 도시할 수 있으며 체온 변화에 따른 숙면 여부도 디스플레이에 표시할 수 있다. 디스플레이에서 표시될 수 있는 정보는 체온 정보 뿐만 아니라 측정된 제1 온도, 제2 온도, 체온 관련 가이드 정보 등을 포함하며 이에 제한되지 않는다.
도 9를 참조하면, 전자 장치는 이어(ear) 웨어러블 기기(900)로도 구현될 수 있다.
이어(ear) 웨어러블 기기(900)는 본체와 이어 스트랩(ear strap)을 포함할 수 있다. 사용자는 이어 스트랩을 귓바퀴에 걸어 착용할 수 있다. 이어 스트랩은 이어 웨어러블 기기(900)의 형태에 따라 생략이 가능하다. 본체는 사용자의 외이도(external auditory meatus)에 삽입될 수 있다. 본체에는 열유속 측정 센서(910)가 탑재될 수 있다. 이어 웨어러블 기기(900)는 체온 추정 결과를 사용자에게 음향으로 제공하거나, 본체 내부에 마련된 통신 모듈을 통해 외부 기기 예컨대, 모바일, 테블릿, PC 등으로 전송할 수 있다.
도 10을 참조하면, 전자 장치는 이어 타입의 웨어러블 기기와 스마트폰과 같은 모바일 기기의 조합에 의해 구현될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐 다양한 전자 장치들의 조합이 가능하다. 일 예로, 모바일 장치(1000)의 본체에는 체온을 추정하는 프로세서가 실장될 수 있다. 모바일 장치(1000)의 프로세서는 체온 측정 요청을 수신하면 통신부를 통해 웨어러블 장치(900)의 본체 내부에 실장된 통신부와 통신하여 센서(910)에 의해 데이터 예컨대 열유속과 피검체의 표면 온도를 획득하도록 제어할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(900)로부터 열유속, 피검체의 표면 온도 등의 데이터를 수신하면 프로세서는 체온을 추정하여 출력부를 통해 도시된 바와 같이 모바일 장치(1000)의 디스플레이에 그 결과 및 체온 관련 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 요청에 의해 현재의 체온 추정값을 표시하는 것 뿐만 아니라 시간에 따른 연속적인 체온 추정값을 디스플레이에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한 체온 변화량 예를 들어, 하루 중 체온 변화를 그래프 형태로 도시할 수 있으며 체온 변화에 따른 숙면 여부도 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 11을 참조하면, 전자 장치는 스마트 폰(smart phone)과 같은 모바일 기기(1100)로 구현될 수 있다.
모바일 기기(1100)는 하우징 및 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 하우징은 모바일 기기(1100)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징의 제1 면에는 디스플레이 패널 및 커버 글래스(cover glass)가 차례로 배치될 수 있고, 디스플레이 패널은 커버 글래스를 통해 외부로 노출될 수 있다. 하우징의 제2 면에는 센서(1110), 카메라 모듈, 및/또는 적외선 센서 등이 배치될 수 있다.
일 실시예로, 모바일 기기(1100)의 후면에는 사용자로부터 데이터를 획득할 수 있는 복수의 센서가 배치될 수 있으며, 모바일 기기(1100) 전면의 지문 센서, 측면 전원 버튼, 볼륨 버튼이나 모바일 기기(1100)의 전후면의 별도의 위치에도 센서 등이 배치되어 체온을 추정할 수 있다.
또한, 사용자가 모바일 기기(1100)에 탑재된 어플리케이션 등을 실행하여 체온 추정을 요청하는 경우 센서(예: 열유속 측정 센서)(1110)를 이용하여 데이터를 획득하고 모바일 장치 내의 프로세서를 이용하여 체온을 추정하고 사용자에게 추정값을 영상 및/또는 음향으로 제공할 수 있다.
도 12를 참조하면, 전자 장치는 시계 타입의 웨어러블 기기와 스마트폰과 같은 모바일 기기의 조합에 의해서도 구현될 수 있다. 일 예로, 모바일 기기(1200)의 본체에는 메모리, 통신부 및 체온을 추정하는 프로세서가 실장될 수 있다. 모바일 기기의 프로세서는 체온 측정 요청을 수신하면 통신부를 통해 웨어러블 기기(1210) 본체 내부에 실장된 통신부와 통신하여 데이터를 획득하도록 제어할 수 있다. 또한, 웨어러블 기기로부터 열유속, 제1 온도 등의 데이터를 수신하면 프로세서는 체온을 추정하여 출력부를 통해 도시된 바와 같이 모바일 기기의 디스플레이에 그 결과를 출력할 수 있다.
도 13을 참조하면, 전자 장치(1300)는 패치형으로도 구현될 수 있다.
예컨대, 전자 장치(1300)는 신체 측정 위치(예: 상완, 흉부 등)에 스트랩에 의해 고정 배치되어 사용자의 체온을 추정할 수 있다. 이때, 전자 장치(1300)는 추정된 체온을 사용자에게 음향 또는 디스플레이를 통해 제공하거나, 전자 장치(1300) 내부에 마련된 통신 모듈을 통해 외부 기기 예컨대, 모바일, 테블릿, PC, 다른 의료 기기 등으로 전송할 수 있다.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 600: 전자 장치
110, 610: 열유속 측정 센서
120, 620: 프로세서
111: 제1 온도 센서 112: 제2 온도 센서
310: 열전도 소재 630: 저장부
640: 출력부 641: 표시 장치
650: 통신부

Claims (38)

  1. 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 상기 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 상기 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 상기 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 상기 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서; 및
    상기 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 상기 온도차로 변환하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 제1 온도 및 제1 전압, 및 상기 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 상기 변환 모델을 생성하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열유속 측정 센서는
    상기 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이에 위치하는 열전도 소재를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는
    상기 변환된 온도차에 상기 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 상기 열유속을 출력하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열전도 소재는 0.1 mm 이상 5 mm 이하의 두께인 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구조로 배치되는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터(Thermistor)인 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도는 피검체의 표면 온도이고,
    상기 프로세서는
    상기 출력된 열유속 및 상기 제1 온도를 기초로 체온을 추정하는 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도, 제2 온도, 체온, 및 체온 관련 가이드 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 출력부를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제1 온도 센서에 의해 제1 온도를 측정하는 단계;
    상기 제1 온도 센서와 이격 배치된 제2 온도 센서에 의해 제2 온도를 측정하는 단계;
    증폭기에 의해 상기 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 상기 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 단계;
    신호 처리부에 의해 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계;
    상기 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 단계; 및
    상기 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계는
    상기 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 상기 온도차로 변환하는 체온 추정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계는
    상기 신호 처리부에 의해 상기 제1 온도 및 제1 전압, 및 상기 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 상기 변환 모델을 생성하는 체온 추정 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 열유속을 출력하는 단계는
    상기 변환된 온도차에 열전도 소재의 열저항 계수를 적용하여 상기 열유속을 출력하는 체온 추정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 온도를 측정하는 단계는
    피검체의 표면 온도를 측정하고,
    상기 사용자의 체온을 추정하는 단계는
    상기 출력된 열유속 및 상기 피검체의 표면 온도를 기초로 체온을 추정하는 체온 추정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    출력부에 의해 상기 제1 온도, 제2 온도, 체온, 및 체온 관련 가이드 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 단계를 더 포함하는 체온 추정 방법.
  16. 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
    상기 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서;
    상기 제1 온도 센서에서 측정되는 제1 전압 및 상기 제2 온도 센서에서 측정되는 제2 전압의 차를 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 상기 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 상기 온도차로 변환하는 열유속 측정 센서.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 제1 온도 및 제1 전압, 및 상기 제2 온도 및 제2 전압 중에서 적어도 하나와 외부공급전압을 기초로 하여 상기 변환 모델을 생성하는 열유속 측정 센서.
  19. 본체;
    상기 본체의 양단에 연결되는 스트랩;
    상기 본체에 배치되어 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서와 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 상기 제1 온도 센서에서 측정되는 전압 및 상기 제2 온도 센서에서 측정되는 전압의 차를 증폭하는 증폭기, 및 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하고, 상기 변환된 온도차를 기초로 열유속을 출력하는 신호 처리부를 포함하는 열유속 측정 센서; 및
    상기 출력된 열유속을 기초로 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함하는 스마트 워치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 증폭된 전압차를 전처리하고 미리 정해진 변환 모델에 입력하여 상기 온도차로 변환하는 스마트 워치.
  21. 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 제1 온도 센서;
    상기 웨어러블 기기의 두께 방향으로 상기 제1 온도 센서와 이격 배치되고, 상기 웨어러블 기기가 상기 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 제2 온도 센서;
    상기 제1 전압과 제2 전압의 차이를 증폭하는 증폭기;
    아날로그 형태의 상기 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 변환기; 및
    상기 증폭된 전압차를 나타내는 디지털 신호에 기초하여 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 포함하는 웨어러블 기기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이의 두께 방향의 길이는 0.1 mm 이상 5 mm 이하인 웨어러블 기기.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 웨어러블 기기의 두께 방향으로 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서 사이에 배치되는 절연체를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 절연체는
    열전도도가 0.1 W/mK 이하인 웨어러블 기기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 절연체는
    공기 및 폴리우레탄 폼 중에서 적어도 하나인 웨어러블 기기.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구조로 배치되는 웨어러블 기기.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터인 웨어러블 기기.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하며, 상기 증폭된 전압차에 대응하는 상기 온도차를 기초로 체온을 추정하는 웨어러블 기기.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 사용자의 체온을 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  30. 웨어러블 기기를 이용하여 체온을 추정하는 방법에 있어서,
    제1 온도 센서에 의해, 상기 웨어러블 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 단계;
    상기 웨어러블 기기의 두께 방향으로 상기 제1 온도 센서와 이격 배치되는 제2 온도 센서에 의해, 상기 웨어러블 기기가 상기 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 단계;
    상기 제1 전압과 제2 전압의 차를 증폭하는 단계;
    아날로그 형태의 상기 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 증폭된 전압차를 나타내는 디지털 신호에 기초하여 사용자의 체온을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계; 및
    상기 증폭된 전압차에 대응하는 상기 온도차를 기초로 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는 체온 추정 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제1 전압에 대응하는 제1 온도, 제1 전압 및 외부공급전압을 기초로 변환 모델을 생성하는 단계;
    상기 변환 모델을 통해 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계; 및
    상기 증폭된 전압차에 대응하는 상기 온도차를 기초로 상기 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는 체온 추정 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 제2 전압에 대응하는 제2 온도, 제2 전압 및 외부공급전압을 기초로 변환 모델을 생성하는 단계;
    상기 변환 모델을 통해 상기 증폭된 전압차를 온도차로 변환하는 단계; 및
    상기 증폭된 전압차에 대응하는 상기 온도차를 기초로 상기 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는 체온 추정 방법.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서의 사이에 두께 방향으로 배치된 절연체의 열 저항 계수를 식별하는 단계; 및
    상기 증폭된 전압차와 상기 절연체의 열 저항 계수를 기초로 사용자의 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는 체온 추정 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 절연체의 열전도도는 0.1 W/mK 이하인 체온 추정 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 절연체는 공기 및 폴리우레탄 폼 중에서 적어도 하나인 체온 추정 방법.
  37. 센서 기기가 사용자와 접촉할 때 제1 전압을 측정하는 제1 온도 센서;
    상기 센서 기기의 두께 방향으로 상기 제1 온도 센서와 이격 배치되고, 상기 센서 기기가 상기 사용자와 접촉할 때 제2 전압을 측정하는 제2 온도 센서; 및
    상기 제1 전압과 제2 전압의 차를 증폭하고, 사용자의 체온을 나타내는 값으로 상기 전압차를 출력하는 증폭기를 포함하는 센서 기기.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서, 제2 온도 센서 및 증폭기는 상기 센서 기기의 아날로그 전단(analog front-end)에 포함되며,
    아날로그 형태의 상기 증폭된 전압차를 디지털 신호로 변환하는 변환기; 및
    상기 디지털 신호에 기초하여 상기 사용자의 체온을 추정하는 프로세서를 더 포함하는 센서 기기.
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