KR20240047879A - 온도 측정 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 - Google Patents

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이지훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 제1 면, 제2 면 및 측면을 포함하는 하우징, 상기 제1 면에 배치되는 디스플레이, 상기 제2 면에 적어도 일부가 노출되는 접촉부, 상기 접촉부를 통해 접촉된 객체에 의해 지정된 파라미터 값이 변경되는 온도 센싱 소자, 생체 센서, 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 상기 파라미터 값을 측정할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 파라미터 값을 기반으로 상기 접촉부에 접촉한 객체의 온도를 결정할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 일 실시예가 가능하다.

Description

온도 측정 방법 및 이를 지원하는 전자 장치{METHOD FOR MEASURING TEMPERATURE AND ELECTRONIC DEVICE SUPPORTING THE SAME}
본 문서에서 개시되는 실시예들은, 온도를 측정하는 방법 및 이를 지원하는 전자 장치와 관련된다.
스마트 와치, 스마트 링과 같은 웨어러블 장치가 출시되고 있다. 웨어러블 장치는 심전도 측정, 혈압 측정, 체온 측정과 같은 다양한 헬스 케어 관련 기능을 수행할 수 있다.
전자 장치가 체온을 측정하는 방법으로, 1) 복사열을 측정하는 IR 센싱 방식(비접촉 방식), 2) 열전도 이후 열평형상태의 온도를 접촉식으로 측정하는 방식이 이용되고 있다. 웨어러블 장치는 사용자의 피부에 접촉하도록 착용될 수 있어, 접촉 상태를 유지할 수 있고, 접촉식 온도 센싱이 이용될 수 있다.
접촉식 온도 센싱 방식은 열-전기 변환 소자를 이용할 수 있다. 예를 들어, 열-전기 변환 소자는 resistance temperature detector (RTD) 센서일 수 있다. RTD 센서는 가격이 저렴하고, 온도 측정의 정확도가 높은 특징이 있다.
PT100은 RTD의 일종으로, 온도에 의한 특성 변화가 가장 큰 고순도의 백금(Platinum)을 이용한다. PT100은 기존의 서미스터(thermistor) 방식에 비해 정밀한 온도 측정이 가능하며, 고성능 온도 제어를 위한 시스템에 많이 사용되고 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 제1 면, 제2 면 및 측면을 포함하는 하우징, 상기 제1 면에 배치되는 디스플레이, 상기 제2 면에 적어도 일부가 노출되는 접촉부, 상기 접촉부를 통해 접촉된 객체에 의해 지정된 파라미터 값이 변경되는 온도 센싱 소자, 생체 센서, 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 상기 파라미터 값을 측정할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 파라미터 값을 기반으로 상기 접촉부에 접촉한 객체의 온도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 온도 측정 방법은 온도 센싱 소자를 포함하는 웨어러블 장치에서 수행될 수 있다. 상기 온도 측정 방법은 상기 웨어러블 장치의 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급하는 동작, 상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 파라미터 값을 측정하는 동작, 및 상기 파라미터 값을 기반으로 객체의 온도를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도 이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 블록도를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 온도 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 스마트 와치 형태의 웨어러블 장치를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 심전도 센서의 AFE를 이용하여 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 심전도 센서의 AFE를 이용한 온도 센싱 소자의 구동에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 BIA 센서를 이용한 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 PPG 센서를 이용한 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 온도 측정 및 알림 표시에 관한 예시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 스마트링 형태의 웨어러블 장치를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 웨어러블 장치(201)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 프로세서(210)(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(220)(예: 도 1의 메모리(130)), 디스플레이(230)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 생체 센서(240)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 온도 센싱 소자(또는 온도 센서)(250) 및 접촉부(255)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 웨어러블 장치(201)의 구동과 관련된 다양한 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 온도 센싱 소자(250)를 이용하여 접촉부(255)에 접한 객체의 온도를 측정할 수 있다. 프로세서(210)는 생체 센서(240)의 AFE(analog front end)를 통해 온도 센싱 소자(250)에 전원을 공급하고, 온도 센싱 소자(250)의 변화된 파라미터를 측정할 수 있다. 프로세서(210)는 측정된 파라미터의 값을 기반으로 온도를 결정할 수 있다.
메모리(220)는 웨어러블 장치(201)의 구동과 관련된 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(220)는 온도 센싱 소자(250)의 특성과 온도를 연계하여 저장하는 매칭 테이블을 저장할 수 있다. 프로세서(210)는 온도 센싱 소자(250)의 변화된 파라미터 값과 매칭 테이블을 참조하여, 접촉부(255)에 접한 객체의 온도를 결정할 수 있다.
디스플레이(230)는 이미지 또는 텍스트와 같은 컨텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(230)는 온도 센싱 소자(250)를 통해 측정된 객체의 온도를 표시하거나, 온도 측정과 관련된 알림을 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(201)이 스마트 링인 경우, 디스플레이(230)는 생략되거나 단순화될 수 있다.
생체 센서(240)는 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 생체 센서(240)는 ECG(electrocardiogram) 센서, BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서 또는 PPG(Photoplethysmography) 센서 중 하나일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 센서(240)는 전원부(241) 및 측정부(242)를 포함할 수 있다. 전원부(241) 및 측정부(242)는 생체 센서(240)의 아날로그 프론트 엔드(analog front end; AFE)를 구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전원부(241)는 생체 센서(240)의 구동을 위한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전원부(241)는 온도 센싱 소자(250)의 구동을 위한 전원도 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(241)는 정전류 또는 정전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 측정부(또는 측정 회로부)(242)는 생체 센서(240)의 구동에 따른 데이터를 측정할 수 있다. 또한, 측정부(242)는 온도 센싱 소자(250)의 온도 측정과 관련된 파라미터의 변화를 측정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 측정부(242)는 IA(instrumentation amplifier) 또는 TIA(transimpedence amplifier)일 수 있다.
온도 센싱 소자(또는 열-전기 변환 소자)(250)는 접촉부(255)에 접촉한 객체의 온도를 감지하는데 이용될 수 있다. 온도 센싱 소자(250)는 생체 센서(240)의 전원부(241)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 온도 센싱 소자(250)는 생체 센서(240) 내부의 전류원으로부터 지정된 값의 전류를 공급받을 수 있다. 온도 센싱 소자(250)에 흐르는 전류에 의해 온도 센싱 소자(250)의 저항값이 변경되는 경우, 생체 센서(240)의 측정부(242)를 통해 온도 센싱 소자(250)의 저항값이 측정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센싱 소자(250)는 PT100일 수 있다. PT100는 온도에 비례하여 저항값이 증가할 수 있다. PT100는 온도-저항 테이블이 메모리(220)에 미리 저장될 수 있고, 별도의 캘리브레이션 동작을 포함하지 않을 수 있다. 프로세서(210)는 온도-저항 테이블을 이용하여 측정된 저항값에 매칭되는 온도를 결정할 수 있다.
접촉부(255)는 웨어러블 장치(201)를 사용자가 착용하는 경우, 사용자의 피부에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 스마트 와치의 경우, 접촉부(255)는 백커버의 일부일 수 있다. 다른 예를 들어, 스마트 링의 경우, 접촉부(255)는 하우징의 내부면의 일부일 수 있다.
접촉부(255)는 열전도도(thermal conductivity)가 피부 온도 측정에 적합한 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(255)는 유리로 구현될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 온도 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 동작 261에서, 프로세서(210)는 사용자가 웨어러블 장치(201)를 착용하는지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 근접 센서, 접촉 센서와 같은 센서 모듈을 이용하여 사용자가 웨어러블 장치(201)를 착용하는지를 감지할 수 있다.
동작 263에서, 프로세서(210)는 생체 센서(240)의 전원부(241)를 통해 온도 센싱 소자(250)에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 생체 센서(240) 내부의 전류원에서 온도 센싱 소자(250)로 지정된 값의 전류가 흐르도록 할 수 있다.
동작 265에서, 프로세서(210)는 생체 센서(1030) 내부의 측정부(242)를 통해 온도 센싱 소자(1050)의 온도에 따라 변화하는 파라미터 값(예: 저항값)을 측정될 수 있다.
동작 267에서, 프로세서(210)는 파라미터 값(예: 저항값)을 기반으로 객체의 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센싱 소자(1050)의 온도-저항 테이블이 메모리(220)에 미리 저장될 수 있다. 프로세서(210)는 온도-저항 테이블을 이용하여 측정된 저항값에 매칭되는 온도를 결정할 수 있다.
동작 269에서, 프로세서(210)는 디스플레이(230)에 측정한 온도를 표시할 수 있다. 프로세서(210)는 온도 측정이 완료되기 이전 상태에서 사용자에게 알림을 표시할 수 있고, 온도 측정이 완료되는 경우 측정된 온도를 표시할 수 있다(도 9 참고).
도 4는 일 실시예에 따른 스마트 와치 형태의 웨어러블 장치를 나타낸다. 이하에서는 웨어러블 장치가 스마트 와치인 경우를 중심으로 논의하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 웨어러블 장치(301)(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 웨어러블 장치(201))는 스마트 와치일 수 있다. 웨어러블 장치(301)는 하우징(305), 디스플레이(310), 백커버(308) 및 체결부(380)를 포함할 수 있다.
하우징(305)은 웨어러블 장치(301)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(305)은 디스플레이(310)가 배치되는 제1 면(전면), 백커버(308)와 결합되는 제2 면(후면), 제1 면과 제2 면 사이의 측면을 포함할 수 있다.
디스플레이(310)는 하우징(305)의 제1 면을 통해 노출될 수 있다. 디스플레이(310)는 이미지 또는 텍스트를 표시할 수 있고, 터치 감지 회로를 통해 사용자의 입력을 수신할 수 있다.
백커버(또는 후면 플레이트)(308)는 하우징(305)의 제2 면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 백커버(308)은 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS))으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 백커버(308)는 온도 센싱을 위한 접촉부(또는 센서 창)(308a)(예: 도 2의 접촉부(255))를 포함할 수 있다. 접촉부(308a)는 웨어러블 장치(301)를 사용자가 착용하는 경우, 손목에 접촉되는 부분일 수 있다. 접촉부(308a)는 백커버(308)의 중앙에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 백커버(308)의 내부 면에는 온도 센싱 소자(350)(예: 도 2의 온도 센싱 소자(250))가 장착될 수 있다. 예를 들어, 온도 센싱 소자(350)는 PT100일 수 있다. PT100은 전원이 공급되는 경우, 온도에 따라 저항값이 달라질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센싱 소자(350)는 웨어러블 장치(301) 내부의 별도의 생체 센서를 통해 전원을 공급 받을 수 있다. 또한, 온도 센싱 소자(350)의 온도에 따라 변화하는 파라미터 값(예: 저항값)은 생체 센서 내부의 측정 회로를 통해 측정될 수 있다. 예를 들어, 온도 센싱 소자(350)의 제1 단자(351)과 제2 단자(352)는 웨어러블 장치(301) 내부의 생체 센서에 연결될 수 있다. 온도 센싱 소자(350)와 생체 센서의 연결과 관련된 추가 정보는 도 5 내지 도 10을 통해 제공될 수 있다.
체결부(380)는 하우징(305)에 결합되어 사용자의 신체 일부(예: 손목)에 웨어러블 장치(301)가 고정되도록 할 수 있다. 체결부(380)는 직조물, 가죽, 러버, 우레탄, 금속과 같은 소재로 구현될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 심전도 센서의 AFE를 이용하여 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 온도 센싱 소자(350)는 심전도(electrocardiogram: ECG) 센서(320)의 AFE(analog front end)를 이용하여 구동되고, 온도 관련 파라미터 값(예: 저항값)이 측정될 수 있다.
심전도 센서(320)는 제1 내지 제3 전극(321a 내지 321c), 내부 전류원(322), 측정 회로(예: IA(instrumentation amplifier) 또는 차동 증폭기)(325)를 포함할 수 있다.
제1 전극(321a)은, 웨어러블 장치(301)를 착용하는 손과 다른 손을 접촉하는 단자일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(321a)은, 하우징(305)의 측면 또는 전면(디스플레이가 향하는 면)을 향해 배치될 수 있다.
제2 전극(321b) 및 제3 전극(321c)은, 사용자가 웨어러블 장치(201)를 착용하는 경우, 사용자의 피부에 각각 접촉되는 단자일 수 있다. 온도 센싱 소자(350)의 제1 단(351)은 제2 전극(321b)에 연결되고, 온도 센싱 소자(350)의 제2 단(352)은 제3 전극(321c)에 연결될 수 있다.
내부 전류원(322)은 심전도 센서(320)의 Lead on/off의 검출을 위해 장착될 수 있다. 또한, 내부 전류원(322)는 온도 센싱 소자(350)에 지정된 값의 전류를 흐르게 할 수 있다.
측정 회로(325)는 온도 센싱 소자(350) 양단의 전압을 측정하여, 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 측정 회로(325)는 IA(instrumentation amplifier)일 수 있다. 측정 회로(325)의 제1 입력단(325a)는 온도 센싱 소자(350)의 제1 단(351)에 연결되고, 측정 회로(325)의 제2 입력단(325b)는 온도 센싱 소자(350)의 제2 단(352)에 연결될 수 있다. 측정 회로(325)의 출력단(325c)은 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 출력할 수 있다.
측정 회로(325)가 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 측정하는 경우, 심전도 센서(320) 내부의 스위치들(326, 327)은 측정 회로(325)가 주변의 심전도 센서(320) 내부의 소자들과 분리되어 동작하도록 할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 심전도 센서의 AFE를 이용한 온도 센싱 소자의 구동에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 6은 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 심전도 센서(320)의 내부 전류원(322)을 통해 지정된 값의 전류가 온도 센싱 소자(350)에 흐를 수 있다. 심전도 센서(320)의 측정 회로(325)는 온도 센싱 소자(350) 양단의 전압을 측정하여, 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 측정할 수 있다.
제1 그래프(601)는 온도 센싱 소자(350)를 대신하여 실제 저항을 장착하고, 심전도 센서(320)의 내부 전류원(322)의 설정 값과 저항에 따른 측정 회로(325)의 출력값을 나타낸다. 고정된 전류원에서, 저항과 출력값은 서로 비례하는 선형적 관계일 수 있다. 이를 통해, 온도 센싱 소자(350)가 장착되고, 심전도 센서(320)의 AFE를 통해 전원이 공급되어, 저항 값이 측정되는 경우, 정상적인 온도 측정이 가능한 것을 확인할 수 있다.
제2 그래프(602) 및 제3 그래프(603)는 전류원에서 제공되는 전류값을 변경하는 경우의 그래프이다. 일부 구간에서 포화되는 구간이 있으나, 전체적으로 선형적인 특징을 가질 수 있어, 정상적인 온도 측정이 가능할 수 있다. 온도 센싱 소자(350)은 포화되지 않는 구간에서 동작하여 온도 측정에 이용될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 BIA 센서를 이용한 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 온도 센싱 소자(350)은 BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서(330)의 AFE(analog front end)를 이용하여 구동되고, 온도 관련 파라미터 값(예: 저항값)이 측정될 수 있다.
BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서(330)의 AFE는 내부 전류원(332) 및 측정 회로(예: IA(instrumentation amplifier))(335)를 포함할 수 있다.
온도 센싱 소자(350)의 제1 단(351)과 온도 센싱 소자(350)의 제2 단(352)은 각각 내부 전류원(332)에 연결될 수 있다. 내부 전류원(322)은 온도 센싱 소자(350)에 지정된 값의 전류를 흐르게 할 수 있다.
온도 센싱 소자(350)의 제3 단자(353) 및 제4 단자(354)는 측정 회로(335)에 연결될 수 있다. 제3 단자(353)는 제1 단자(351)와 온도 센싱 소자(350)의 사이 지점일 수 있다. 제4 단자(354)는 제2 단자(352)와 온도 센싱 소자(350)의 사이 지점일 수 있다.
측정 회로(335)는 온도 센싱 소자(350) 양단의 전압을 측정하여, 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 측정 회로(335)는 IA(instrumentation amplifier)일 수 있다. 측정 회로(335)의 제1 입력단(335a)는 온도 센싱 소자(350)의 제3 단(353)에 연결되고, 측정 회로(335)의 제2 입력단(335b)는 온도 센싱 소자(350)의 제4 단(354)에 연결될 수 있다. 측정 회로(335)의 출력단(335c)은 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 출력할 수 있다.
도 5와 비교하여, BIA 센서(330)의 AFE를 이용하는 경우, 도선의 저항 성분에 의해 발생하는 측정을 줄일 수 있어 상대적으로 정확한 온도 측정이 가능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서(330)는 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. BIA(330)가 생체 전기 저항을 측정하는 경우, 복수의 스위치들은 온도 센싱 소자(350)를 BIA(330)과 분리할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 PPG 센서를 이용한 온도 센싱 소자의 구동을 나타낸다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 온도 센싱 소자(350)는 PPG(Photoplethysmography) 센서(340)의 AFE(analog front end)를 이용하여 구동되고, 온도 관련 파라미터 값(예: 저항값)이 측정될 수 있다.
PPG(Photoplethysmography) 센서(340)의 AFE는 측정 회로(예: TIA(transimpedence amplifier))(345)를 포함할 수 있다.
온도 센싱 소자(350)의 제1 단(351)은 정전압(VDD)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정전압(VDD)은 PPG(Photoplethysmography) 센서(340)의 AFE에서 제공될 수 있다. 온도 센싱 소자(350)의 제2 단(352)은 측정 회로(345)의 입력단에 연결될 수 있다.
측정 회로(345)는 온도 센싱 소자(350)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정 회로(345)는 TIA(transimpedence amplifier)일 수 있다. 프로세서(210)는 측정 회로(345)의 출력 전압을 일정하게 하는 전류 측정 모드로 동작시켜, 온도 센싱 소자(350)의 저항 값을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, PPG(Photoplethysmography) 센서(340)는 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. PPG(340)가 혈류를 측정하는 경우, 복수의 스위치들은 온도 센싱 소자(350)와 PPG(340)를 분리할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 온도 측정 및 알림 표시에 관한 예시도이다. 도 9는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
도2, 도 4 및 도 9를 참조하면, 온도 센싱 소자(350)에 연결된 접촉부(355)는 다양한 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 열전도 계수가 큰 제1 소재(예: Cu)로 구현되는 경우, 안전 상태 온도(Ts)까지 도달하는 시간이 상대적으로 빠를 수 있다(제1 그래프 910). 반면, 열전도 계수가 제1 소재 보다 작은 제2 소재(예: 유리)로 구현되는 경우, 안전 상태 온도(Ts)까지 도달하는 시간이 상대적으로 길어질 수 있다(제2 그래프 920).
프로세서(120)는 사용자가 웨어러블 장치(201)을 착용하여 온도 측정이 가능한 상태가 될 때까지, 다양한 알림을 출력할 수 있다.
예를 들어, 제2 그래프(920)의 초기 상태(901)에서, 프로세서(210)는 제1 알림(901a)을 표시할 수 있다. 제1 알림(901a)은 사용자에게 웨어러블 장치를 착용 후 안정화되는 시점까지 대기하도록 하는 알림일 수 있다.
제2 그래프(920)의 온도 상승 상태(902)에서, 프로세서(210)는 제2 알림(902a)을 표시할 수 있다. 제2 알림(902a)은 사용자에게 온도 측정까지 대기하도록 하는 알림일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 온도 측정 소자(350)의 저항값의 산포가 기준값 이상인 경우, 온도 상승 상태(902)로 결정할 수 있다.
제2 그래프(920)의 안정화 상태(903)에서, 프로세서(210)는 제3 알림(903a)을 표시할 수 있다. 제3 알림(903a)은 사용자에게 측정된 온도를 표시하는 알림일 수 있다. 안정화 상태(903)는 온도 측정 소자(350)의 저항값의 산포가 기준값 미만(또는 이하)인 상태일 수 있다.
프로세서(210)는 초기 상태(901) 또는 온도 상승 상태(902)에서는 온도 측정이 부정확할 수 있는 바, 저항값의 산포가 기준값 미만(또는 이하)인 안정화 상태(903)에서 온도값을 산출할 수 있다. 안정화 상태(903)에서, 프로세서(120)는 수초 또는 수십초 동안의 저항값의 평균을 기반으로 온도값을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 안정화 상태(903) 이전의 온도 상승 상태(902)에서, 온도 상승 곡선의 특징을 반영하여 온도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 온도 상승 상태(902)에서, 프로세서(120)는 두 서로 다른 시점(예: 수 초)에 측정한 온도 및 온도 상승 곡선에 대한 미리 계산한 피팅 커브를 이용하여 안정화 상태(903)의 온도를 추정하여 표시할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 스마트링 형태의 웨어러블 장치를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 웨어러블 장치(1001)(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 웨어러블 장치(201))는 스마트 링일 수 있다. 웨어러블 장치(1001)는 하우징(1005)의 내부에 프로세서, 배터리, 무선 통신 모듈와 같은 다양한 구성을 포함할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(1001)는 하우징(1005)의 내부에, 생체 센서(1030) 및 온도 센서(1050)를 포함할 수 있다. 생체 센서(1030) 및 온도 센서(1050)는 서로 인접하게 배치될 수 있다. 생체 센서(1030) 및 온도 센서(1050)는 사용자의 신체에 접할 수 있도록 하우징(1005)의 내면으로 노출되는 단자 또는 접촉부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 접촉부는 웨어러블 장치(1001)가 착용되는 경우, 손가락과 손가락 사이에 대응하도록 배치될 수 있다.
온도 센싱 소자(1050)는 생체 센서(1030)를 통해 전원을 공급 받을 수 있다. 또한, 온도 센싱 소자(1050)의 온도에 따라 변화하는 파라미터 값(예: 저항값)은 생체 센서(1030) 내부의 측정 회로를 통해 측정될 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 제1 면, 제2 면 및 측면을 포함하는 하우징, 상기 제1 면에 배치되는 디스플레이, 상기 제2 면에 적어도 일부가 노출되는 접촉부, 상기 접촉부를 통해 접촉된 객체에 의해 지정된 파라미터 값이 변경되는 온도 센싱 소자, 생체 센서, 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 상기 파라미터 값을 측정할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 파라미터 값을 기반으로 상기 접촉부에 접촉한 객체의 온도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 ECG(electrocardiogram) 센서 또는 BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 전원부 및 측정부를 포함할 수 있다. 상기 전원부는 상기 정전류를 상기 온도 센싱 소자에 공급할 수 있다. 상기 측정부는 상기 온도 센싱 소자의 저항값을 측정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 저항값을 상기 파라미터 값으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 온도 센싱 소자의 제1 단 및 제2 단은 상기 전원부에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 온도 센싱 소자의 제3 단 및 제4 단은 상기 측정부에 연결될 수 있다. 상기 제3 단은 상기 온도 센싱 소자와 상기 제1 단의 사이이고, 상기 제4 단은 상기 온도 센싱 소자와 상기 제2 단의 사이일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 측정부는 IA(instrumentation amplifier) 또는 차동 증폭기로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 PPG(Photoplethysmography) 센서일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 전원부 및 측정부를 포함할 수 있다. 상기 전원부는 상기 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급할 수 있다. 상기 측정부는 상기 온도 센싱 소자의 저항값을 측정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 저항값을 상기 파라미터 값으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 온도 센싱 소자의 제1 단은 상기 전원부에 연결되고, 제2 단은 상기 측정부에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 측정부는 TIA(transimpedence amplifier)로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 웨어러블 장치는 센서 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 센서 모듈을 통해 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하고 있는지를 감지하고, 상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하고 있는 경우, 상기 온도 센싱 소자를 구동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 온도 센싱 소자는 열-전기 변환 소자일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메모리는 상기 파라미터 값과 온도 값에 대한 매칭 테이블을 저장할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 매칭 테이블을 참고하여 상기 온도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 파라미터 값의 산포가 지정된 기준값 이하인 경우, 지정된 시간 동안 복수회 획득한 파라미터 값들을 평균하여 상기 온도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 웨어러블 장치는 디스플레이를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 파라미터 값의 산포가 지정된 기준값 이하인 경우, 지정된 알림을 상기 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 접촉부는 지정된 열전도 계수 이상의 소재로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 접촉부는 유리로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 온도 측정 방법은 온도 센싱 소자를 포함하는 웨어러블 장치에서 수행될 수 있다. 상기 온도 측정 방법은 상기 웨어러블 장치의 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급하는 동작, 상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 파라미터 값을 측정하는 동작, 및 상기 파라미터 값을 기반으로 객체의 온도를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 ECG(electrocardiogram) 센서, BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서, 또는 PPG(Photoplethysmography) 센서 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 객체의 온도를 결정하는 동작은, 상기 웨어러블 장치의 메모리에 미리 저장된 매칭 테이블을 참고하여 상기 온도를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
열-전기 변환 소자(예: PT100)을 사용한 온도 측정 회로는, 전류를 인가하고 전압을 측정하는 임피던스 측정 회로로 구성될 수 있다. 열-전기 변환 소자를 이용하여 온도 센서를 구현하기 위해서는 전원을 공급하는 회로 및 저항을 측정하는 회로 또는 부품을 포함해야 할 수 있다. 웨어러블 장치는 내부의 실장 공간이 부족하기 때문에, 온도 센서를 구현하기 위한 공간을 줄일 필요가 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예들에 따른 웨어러블 장치는 생체 센서의 AFE(analog front end)를 이용하여 온도 센싱 소자를 동작시킬 수 있다. 또한, 전자 장치는 생체 센서의 AFE(analog front end)를 이용하여 온도 센싱 소자의 온도 관련 파라미터 값을 측정할 수 있다. 이를 통해, 웨어러블 장치의 내부 실장 공간이 기존보다 넓게 확보될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예들에 따른 웨어러블 장치는 저항값-온도값의 명확한 관계가 명확한 온도 센싱 소자를 이용하여, 별도의 캘리브레이션 과정을 수행하지 않을 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(10))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 웨어러블 장치에 있어서,
    제1 면, 제2 면 및 측면을 포함하는 하우징;
    상기 제1 면에 배치되는 디스플레이;
    상기 제2 면에 적어도 일부가 노출되는 접촉부;
    상기 접촉부를 통해 접촉된 객체에 의해 지정된 파라미터 값이 변경되는 온도 센싱 소자;
    생체 센서;
    메모리; 및
    프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급하고,
    상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 상기 파라미터 값을 측정하고,
    상기 파라미터 값을 기반으로 상기 접촉부에 접촉한 객체의 온도를 결정하는 웨어러블 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생체 센서는
    ECG(electrocardiogram) 센서 또는 BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서인 웨어러블 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 생체 센서는
    전원부 및 측정부를 포함하고,
    상기 전원부는
    상기 정전류를 상기 온도 센싱 소자에 공급하고,
    상기 측정부는
    상기 온도 센싱 소자의 저항값을 측정하고,
    상기 프로세서는
    상기 저항값을 상기 파라미터 값으로 결정하는 웨어러블 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도 센싱 소자의 제1 단 및 제2 단은 상기 전원부에 연결되는 웨어러블 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도 센싱 소자의 제3 단 및 제4 단은 상기 측정부에 연결되고,
    상기 제3 단은 상기 온도 센싱 소자와 상기 제1 단의 사이이고,
    상기 제4 단은 상기 온도 센싱 소자와 상기 제2 단의 사이인 웨어러블 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 측정부는
    IA(instrumentation amplifier) 또는 차동 증폭기로 구현되는 웨어러블 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 생체 센서는
    PPG(Photoplethysmography) 센서인 웨어러블 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 생체 센서는
    전원부 및 측정부를 포함하고,
    상기 전원부는
    상기 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급하고,
    상기 측정부는
    상기 온도 센싱 소자의 저항값을 측정하고,
    상기 프로세서는
    상기 저항값을 상기 파라미터 값으로 결정하는 웨어러블 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 온도 센싱 소자의 제1 단은 상기 전원부에 연결되고,
    제2 단은 상기 측정부에 연결되는 웨어러블 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 측정부는
    TIA(transimpedence amplifier)로 구현되는 웨어러블 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    센서 모듈을 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 센서 모듈을 통해 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하고 있는지를 감지하고,
    상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하고 있는 경우, 상기 온도 센싱 소자를 구동하는 웨어러블 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 온도 센싱 소자는
    열-전기 변환 소자인 웨어러블 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 메모리는
    상기 파라미터 값과 온도 값에 대한 매칭 테이블을 저장하고,
    상기 프로세서는
    상기 매칭 테이블을 참고하여 상기 온도를 결정하는 웨어러블 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 파라미터 값의 산포가 지정된 기준값 이하인 경우, 지정된 시간 동안 복수회 획득한 파라미터 값들을 평균하여 상기 온도를 결정하는 웨어러블 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 파라미터 값의 산포가 지정된 기준값 이하인 경우, 지정된 알림을 상기 디스플레이를 통해 표시하는 웨어러블 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는
    지정된 열전도 계수 이상의 소재로 구현되는 웨어러블 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는
    유리로 구현되는 웨어러블 장치.
  18. 온도 센싱 소자를 포함하는 웨어러블 장치에서 수행되는 온도 측정 방법에 있어서,
    상기 웨어러블 장치의 생체 센서를 이용하여, 정전류 또는 정전압을 상기 온도 센싱 소자에 공급하는 동작;
    상기 생체 센서를 이용하여, 상기 정전류 또는 정전압에 의해 변경되는 상기 온도 센싱 소자의 파라미터 값을 측정하는 동작; 및
    상기 파라미터 값을 기반으로 객체의 온도를 결정하는 동작;을 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 생체 센서는
    ECG(electrocardiogram) 센서, BIA(bioelectrical impedance analysis) 센서, 또는 PPG(Photoplethysmography) 센서 중 하나인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 객체의 온도를 결정하는 동작은
    상기 웨어러블 장치의 메모리에 미리 저장된 매칭 테이블을 참고하여 상기 온도를 결정하는 동작;을 포함하는 방법.
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