WO2016080669A1 - 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치 - Google Patents

생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치 Download PDF

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WO2016080669A1
WO2016080669A1 PCT/KR2015/011351 KR2015011351W WO2016080669A1 WO 2016080669 A1 WO2016080669 A1 WO 2016080669A1 KR 2015011351 W KR2015011351 W KR 2015011351W WO 2016080669 A1 WO2016080669 A1 WO 2016080669A1
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signal
user
detection sensor
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PCT/KR2015/011351
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Inventor
조성용
Original Assignee
조성용
이승윤
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer

Definitions

  • the present invention relates to a smart watch having a biological sound source recognition function. More specifically, the present invention relates to a smart watch having a bio-sound recognition function for interfacing data input using a body part of a user wearing a smart watch having a bio-sound recognition function.
  • the watch-type portable terminal and the wearable type portable terminal are worn on the user's body or wrist, thereby improving portability compared to the existing portable terminal, preventing the risk of loss, and accidentally dropping them during use or carrying them due to an impact. It is to prevent the terminal from being damaged.
  • Such a watch type portable terminal is Korean Patent Publication No. 10-2000-0060420 (name of the invention: a mobile phone terminal worn on the wrist), and Korean Patent Publication No. 10-2011-0066741 (name of the invention: watch type portable terminal And the like are disclosed.
  • the conventional watch-type portable terminal is mainly structured to be fixed to the user's wrist, there is a problem that it is difficult to increase the overall size of the watch-type portable terminal more than a certain size in order to improve the portability of the user.
  • the conventional watch type portable terminal has a problem in that it is very inconvenient to input data such as text using a touch pad installed on the display screen due to a small display screen.
  • An object of the present invention is to provide a smart watch having a biological sound source recognition function to interface data input using a body part of a user wearing a smart watch having a biometric sound source recognition function.
  • the present invention provides a smart watch having a biological sound source recognition function, the housing portion to be worn on the user's body; A detection sensor unit installed in the housing to contact the skin of the user and detect a biological sound source signal input by the user by touching a part of the body of the user; A keypad screen corresponding to a contact position of a user's body is controlled to be displayed, a biometric sound source signal detected by the sensing sensor unit is analyzed to search for a touch position corresponding to a position where the biosound source signal is generated, and the searched touch position A controller for controlling the keypad data to be displayed; And a display unit which displays a keypad screen and keypad data of the searched contact position according to a control signal of the controller.
  • the smart watch according to the present invention further comprises a data communication unit for connecting to any communication terminal via a wireless network to transmit the input keypad data to the communication terminal.
  • the body contact position of the user according to the present invention is at least one of the back of the hand and the lower arm.
  • the biological sound source signal according to the present invention is at least one of a sound signal generated in contact with the user's skin and an EMG signal transmitted through the user's skin.
  • the detection sensor unit includes a sound source detection sensor unit is installed on the bottom of the housing for detecting a sound signal generated in contact with the user's skin.
  • the detection sensor unit includes a first detection sensor unit installed on the bottom surface of the housing to detect the EMG signal transmitted through the user's skin.
  • the detection sensor unit further comprises a second detection sensor unit for detecting the EMG signal transmitted through the user's skin spaced apart from the first detection sensor unit on the bottom surface of the housing.
  • control unit includes a signal detection unit for amplifying the biological sound source signal detected by the detection sensor unit and filters the output signal amplified;
  • An analog-to-digital converter (ADC) for converting an analog signal output from the signal detector into a digital signal and outputting the digital signal; Analyze the digital signal converted by the ADC to analyze the position where the biological sound source signal is generated, and controls to display and display the keypad data corresponding to the generated position of the biological sound source signal in the storage unit, the storage unit A signal analyzer which controls the stored keypad data to be displayed in a predetermined format through the display; And a storage unit which stores keypad data of a predetermined predetermined format.
  • the signal analyzer compares at least one or more of the conduction speed, frequency characteristics, pattern, time difference, path difference and phase difference, and EMG signal change of the skin surface of the biological sound source signal generation position of the biological sound source signal Analyze
  • the present invention has an advantage of easily inputting data by interfacing data input using a body part of a user wearing a smart watch having a bio-sound source recognition function.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a smart watch having a biological sound source recognition function according to the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a smart watch having a biological sound source recognition function according to the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control unit configuration of a smart watch having a bio-sound recognition function according to the present invention
  • FIG. 4 is an exemplary view showing a bio sound source input position of a smart watch having a bio sound source recognition function according to the present invention
  • FIG. 5 is an exemplary view showing a display screen of a smart watch having a bio-sound recognition function according to the present invention
  • FIG. 6 is an exemplary view showing an example of the use of a smart watch having a biological sound source recognition function according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a smart watch having a biometric sound source recognition function according to the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a smart watch having a biometric sound source recognition function according to the present invention
  • Figure 3 according to the present invention It is a block diagram which shows the control part structure of the smart watch which has a biological sound source recognition function.
  • the smart watch 100 having a bio-sound recognition function includes a housing unit 110, an input unit 120, a detection sensor unit 130, and a controller 140. ), A display unit 150, and a data communication unit 160.
  • the housing unit 110 is formed of a synthetic resin or made of a metal material such as stainless steel (STS) or titanium (Ti), the plurality of bands so that the body to be worn on the body, such as a user's wrist or arm 101 and the coupling portion 102 of the buckle form is installed so that the band portion 101 is fastened.
  • STS stainless steel
  • Ti titanium
  • the band unit 101 may be formed of leather, rubber, plastic, metal, or the like, and may be formed in a strip of a single shape or a strip in which a plurality of parts are connected.
  • the senor sensor 130, the control unit 140, the display unit 150, and the data communication unit 160 are installed in a space formed inside the housing unit 110.
  • an input unit 120 is installed on one side of the housing unit 110 as a device that is operated to receive a command for controlling the operation of the smart watch 100, and the input unit 120 is configured to push or touch operation. It may be implemented by a switch such as a dome, a button, a touch pad to receive information, or a microphone to receive voice information of the user.
  • the detection sensor unit 130 is installed on the bottom surface of the housing unit 110 to be in contact with the skin of the user, the user inputs a biological sound source signal by touching the body part such as the back of the hand 310, the lower arm 330
  • a biological sound source signal by touching the body part such as the back of the hand 310, the lower arm 330
  • it comprises a sound source detection sensor unit 131, the first detection sensor unit 132 and the second detection sensor unit 133
  • the biological sound source signal is generated in contact with the user's skin At least one of a sound signal and an EMG signal transmitted through the user's skin.
  • the sound source detection sensor unit 131 is a configuration for detecting a sound generated by contact with the user's skin, for example, the position where the contact occurs through the internal bones and flesh of the hand when touching any position of the back of the hand with a finger. Detects the frequency, amplitude, vibration, tone, etc. of the sound transmitted from the transmission to the control unit 140.
  • the frequency, amplitude, vibration, and tone of different sounds are generated according to the location where the contact is generated so that the location can be identified.
  • the first and second detection sensors 132 and 133 are installed on the bottom of the housing 110 in parallel with each other to detect a minute electric biological sound source signal of the skin surface generated by the user's contact with the skin.
  • the EMG signal transmitted through the user's skin is detected.
  • first and second detection sensors 132 and 133 may be installed at the same position as the sound source detection sensor 131.
  • the first sensor 132 is installed on the bottom of the housing 110 to detect the EMG signal transmitted through the user's skin, it is composed of any one of silver (Ag) or silver chloride (AgCl).
  • the second detection sensor unit 133 is spaced apart from the first detection sensor unit 132 by a predetermined distance and is installed on the bottom surface of the housing unit 110 to detect an EMG signal transmitted through the user's skin.
  • the first and second detection sensor units 132 and 133 may have a difference in conduction speed and frequency characteristics of a sound signal, a path difference, a time difference, a phase difference, and an EMG signal between the first and second detection sensor units 132 and 133. It is preferable to arrange at regular intervals in order to analyze effectively.
  • the sound source detection sensor unit 131 and the first and second detection sensor unit 132, 133 is configured together to increase the accuracy of the recognition of the generation position of the sound source signal through the touch, but the sound source detection sensor Only the unit 131 may be provided, or only the first and second detection sensor units 132 and 133 may be separately installed to detect a generation position of the sound source signal.
  • the control unit 140 controls the overall operation so that the smart watch 100 can operate as a mobile communication terminal and a clock, and when the smart watch 100 operates to input text data such as a messenger, the user's body through the display unit 150.
  • Control to display a keypad screen corresponding to the contact location analyze the bio sound source signal detected by the detection sensor unit 130, search for a contact location corresponding to the location where the bio sound source signal is generated, and search the contact location.
  • Is configured to control the display of keypad data and includes a signal detector 141, an analog-to-digital converter (ADC) 142, a signal analyzer 143, and a storage unit 144.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the signal detector 141 amplifies the biological sound source signal, that is, the sound signal and the EMG signal detected by the detection sensor 130, and filters and outputs a frequency band necessary for analysis.
  • the ADC 142 converts an analog signal output from the signal detector 141 into a digital signal and outputs the digital signal.
  • the signal analyzer 143 analyzes a digital sound signal converted by the ADC 142 to analyze a generation position of the bio sound source signal generated by the user's skin contact, and corresponds to a generated position of the analyzed bio sound source signal.
  • the keypad data is controlled to be searched and displayed in the storage unit 144, and the keypad data stored in the storage unit 144 is displayed to be displayed in a predetermined format through the display unit 150.
  • the signal analyzer 143 compares the frequency, amplitude, vibration, and tone of the sound signal detected by the sensor 130 to analyze the location where the sound source is generated.
  • the storage unit 144 stores a program for controlling the operation of the smart watch 100 and keypad data in a predetermined format to be displayed through the display unit 150.
  • the display unit 150 is configured to display an operation state of the smart watch 100.
  • the display unit 150 displays a keypad screen and keypad data of the searched contact position according to a control signal of the controller 140.
  • the data communication unit 160 is connected via a wireless network to transmit / receive a radio signal with a mobile communication base station, or wirelessly connect with a communication terminal 200 such as a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, and transmit / receive data signals.
  • Communication module a wireless network to transmit / receive a radio signal with a mobile communication base station, or wirelessly connect with a communication terminal 200 such as a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, and transmit / receive data signals.
  • the controller 140 In the first execution, the controller 140 generates a user profile. For example, by allowing the user to sequentially contact specific positions of a part of the body such as the back of the hand 310 or the lower arm 330, the bio sound source signal output by the signal detector 141 at each position contact is stored.
  • the controller 140 may accurately determine the contact position in comparison with a previously stored user profile.
  • the controller 140 causes the first display screen 151 to be displayed through the display unit 150.
  • the control unit 140 inputs the data by either a voice input through the input unit 120 or a bio sound source signal using a hand for text data input. Check it.
  • the controller 140 When there is a voice input through the input unit 120, the controller 140 recognizes the input voice signal through a voice recognition program so that the corresponding text data is displayed.
  • the controller 140 checks whether the user inputs a signal for contacting an arbitrary position of the back of the hand 310 with two fingers at the same time through the sensor 130. .
  • the controller 140 causes the second display screen 152 stored in the storage unit 144 to be displayed through the display unit 150.
  • the second display screen 152 is displayed on the keypad screen corresponding to the position of the virtual contact point of the back of the hand 310 or the lower arm 330.
  • the user intuitively and easily looks at the keypad position of the second display screen 152.
  • a character may be input by touching a corresponding position of the back of the hand or the lower arm 330.
  • the basic character key input is set to three rows, three columns and nine keys, the contact position to be used to select a comfortable place of the back of the hand 310 or the lower arm 330.
  • the back of the hand input position 311 is left / right / up / up centered on the center K5 so that the user can easily recognize the contact position without looking at the back of the hand. If only one touch moves, the data of the keypad can be input, and the input data is displayed through the display window 152a.
  • the holding is the first function key input position 320
  • the ring finger is the second function key input position 321
  • the middle finger is the third function key input position 322
  • the index finger selects the fourth function key input position 323 and the two joints of the thumb as the fifth function key input position 324 and the sixth function key input position 325 to select data of the corresponding keypad. Allow input.
  • a signal may be input through the virtual biometric keypad 332.

Abstract

생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치는 사용자의 신체에 착용하는 하우징부; 상기 하우징부에 설치되고, 사용자의 피부와 접촉하여 사용자가 입력하는 생체 음원 신호를 검출하는 감지 센서부; 사용자 신체의 접촉 위치에 대응하는 키패드 화면이 표시되도록 제어하고, 상기 감지 센서부에서 검출한 생체 음원 신호를 분석하여 상기 생체 음원 신호가 발생된 위치에 대응하는 접촉 위치를 검색하며, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터가 표시되도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 키패드 화면과, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치
본 발명은 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치에 관한 것이다. 더 구체적으로는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 착용한 사용자의 신체 일부를 이용하여 데이터의 입력이 가능하도록 인터페이스 하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치에 관한 것이다.
일반적으로 휴대 단말기는 전자부품의 고감도 소형화 및 경량화 추세에 따라 가고 있으며, 제 1 세대로 바타입(Bar Type)의 휴대 단말기가 보편화 되었고, 제 2 세대로 플립 타입(Flip Type)의 휴대 단말기가 일반화 되었으며, 현재에는 플립 타입과 제 3 세대의 폴더 타입(Folder Type)의 휴대 단말기가 공존한 후 최근에는 제 4 세대의 터치 스크린(touch screen) 즉 스마트폰이 보편화된 추세에 있다.
그리고, 사용자의 신체 또는 손목이나 의류 등에 착용하는 와치 타입(Watch Type) 및 웨어러블 타입(Wearable Type)의 휴대 단말기가 개발되었다.
상기 와치 타입 휴대 단말기 및 웨어러블 타입 휴대 단말기는 사용자의 신체 또는 손목에 착용함으로써, 휴대성이 기존의 휴대 단말기보다 향상되고, 분실의 위험을 방지하며, 부주의한 실수로 사용중에 낙하거나 충격으로 인해 휴대 단말기가 파손되는 것을 방지하도록 한 것이다.
이러한 와치 타입 휴대 단말기는 대한민국 공개특허번호 제10-2000-0060420호(발명의 명칭: 손목에 차는 휴대폰 단말기)와, 대한민국 공개특허번호 제10-2011-0066741호(발명의 명칭: 와치형 휴대 단말기) 등에 관련 구성이 개시되어 있다.
그러나 종래의 와치 타입 휴대 단말기는 주로 사용자의 손목에 고정시키는 구조이고, 사용자의 휴대성을 향상시키기 위해 와치 타입 휴대 단말기의 전체적인 크기를 일정 크기 이상 증가시키는 것이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 와치 타입 휴대 단말기는 작은 디스플레이 화면으로 인해 디스플레이 화면에 설치된 터치 패드를 이용한 문자 등의 데이터 입력이 매우 불편한 문제점이 있다.
본 발명은 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 착용한 사용자의 신체 일부를 이용하여 데이터의 입력이 가능하도록 인터페이스 하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치로서, 사용자의 신체에 착용하는 하우징부; 상기 하우징부에 설치되어 사용자의 피부와 접촉하고, 사용자가 신체의 일부를 접촉하여 사용자가 입력하는 생체 음원 신호를 검출하는 감지 센서부; 사용자 신체의 접촉 위치에 대응하는 키패드 화면이 표시되도록 제어하고, 상기 감지 센서부에서 검출한 생체 음원 신호를 분석하여 상기 생체 음원 신호가 발생된 위치에 대응하는 접촉 위치를 검색하며, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터가 표시되도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 키패드 화면과, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 스마트 와치는 무선 네트워크를 통해 임의의 통신 단말기와 접속하여 상기 입력되는 키패드 데이터가 상기 통신 단말기로 전송되도록 하는 데이터 통신부를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 사용자의 신체 접촉 위치는 손등 및 아래팔 중 적어도 어느 하나이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 생체 음원 신호는 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리 신호 및 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호 중 적어도 하나이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 감지 센서부는 하우징의 저면에 설치되어 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리 신호를 검출하는 음원 감지 센서부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 감지 센서부는 하우징부의 저면에 설치되어 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 제 1 감지 센서부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 감지 센서부는 하우징부의 저면에 상기 제 1 감지 센서부와 일정 거리 이격되어 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 제 2 감지 센서부를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 감지 센서부에서 검출된 생체 음원 신호를 증폭하고 상기 증폭된 신호를 필터링하여 출력하는 신호 검출부; 상기 신호 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 ADC(Analog-to-Digital Converter); 상기 ADC에서 변환된 디지털 신호를 분석하여 생체 음원 신호가 발생된 위치를 분석하고, 상기 분석된 생체 음원 신호의 발생 위치에 대응하는 키패드 데이터를 저장부에서 검색하여 표시되도록 제어하며, 상기 저장부에 저장된 키패드 데이터가 디스플레이부를 통해 일정 포맷으로 표시되도록 제어하는 신호 분석부; 및 미리 설정된 일정 포맷의 키패드 데이터를 저장하는 저장부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 신호 분석부는 생체 음원 신호의 전도 속도, 주파수의 특성, 패턴, 시간차, 경로차 및 위상차 및 피부 표면의 근전도 신호 변화 중 적어도 하나 이상을 비교하여 상기 생체 음원 신호의 발생 위치를 분석한다.
본 발명은 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 착용한 사용자의 신체 일부를 이용하여 데이터의 입력이 가능하도록 인터페이스 함으로써, 데이터 입력을 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 구성을 나타낸 블록도이며,
도 3은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 제어부 구성을 나타낸 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 생체 음원 입력 위치를 나타낸 예시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 디스플레이 화면을 나타낸 예시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 사용예를 나타낸 예시도이다.
이하에서는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치가 구현된 일 예를 특정한 실시예를 통해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 제어부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치(100)는 하우징부(110)와, 입력부(120)와, 감지 센서부(130)와, 제어부(140)와, 디스플레이부(150)와, 데이터 통신부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징부(110)는 외관을 이루는 몸체가 합성 수지로 형성되거나 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질로 형성되고, 사용자의 손목이나 팔 등 신체에 착용될 수 있도록 복수의 밴드부(101)와, 상기 밴드부(101)가 체결되도록 버클 형태의 결합부(102)가 설치된다.
상기 밴드부(101)는 가죽, 고무, 플라스틱, 금속 재질 등으로 형성될 수 있고, 단일 형상의 띠 또는 다수의 부품이 연결된 띠 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 하우징부(110)의 내부에 형성된 공간에는 감지 센서부(130)와, 제어부(140)와 디스플레이부(150)와, 데이터 통신부(160)가 설치된다.
또한, 상기 하우징부(110)의 일측에는 스마트 와치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 장치로서 입력부(120)가 설치되고, 상기 입력부(120)는 푸시 또는 터치 조작에 의해 정보를 입력받는 돔, 버튼, 터치 패드 등의 스위치 또는 사용자의 음성 정보를 입력받는 마이크 등으로 구현될 수 있다.
상기 감지 센서부(130)는 하우징부(110)의 저면에 설치되어 사용자의 피부와 접촉하고, 사용자가 손등(310), 아래팔(330) 등의 신체 일부를 접촉하여 입력하는 생체 음원 신호를 검출하는 구성으로서, 음원 감지 센서부(131)와, 제 1 감지 센서부(132)와 제 2 감지 센서부(133)를 포함하여 구성되며, 상기 생체 음원 신호는 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리 신호 및 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호 중 적어도 하나의 신호를 포함한다.
상기 음원 감지 센서부(131)는 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리를 검출하는 구성으로서, 예를 들면 손가락으로 손등의 임의의 위치를 터치할 경우 손의 내부 뼈와 살을 통해 접촉이 발생한 위치에서 전달되는 소리의 주파수, 진폭, 진동, 음색 등을 검출하여 제어부(140)로 전송한다.
즉 접촉이 발생된 위치에 따라 서로 다른 소리의 주파수, 진폭, 진동, 음색이 발생하므로 위치를 파악할 수 있도록 한다.
상기 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133)는 하우징부(110)의 저면에 서로 평행하게 설치되어 사용자가 피부를 접촉하여 발생되는 피부 표면의 미세한 전기적인 생체 음원 신호를 검출하는 구성으로서, 바람직하게는 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 음원 감지 센서부(131)와 동일한 위치에 설치될 수도 있다.
상기 제 1 감지 센서부(132)는 하우징부(110)의 저면에 설치되어 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 구성으로서, 은(Ag) 또는 염화은(AgCl) 중 어느 하나로 구성된다.
상기 제 2 감지 센서부(133)는 제 1 감지 센서부(132)와 일정 거리 이격되어 하우징부(110)의 저면에 설치되며, 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 구성으로서, 은(Ag) 또는 염화은(AgCl) 중 어느 하나로 구성된다.
상기 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133)는 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133)간에 소리 신호의 전도 속도와 주파수의 특성, 경로차, 시간차, 위상차 등과 근전도 신호의 차이를 효과적으로 분석하기 위하여 일정 간격으로 배치하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 음원 감지 센서부(131)와 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133)를 통해 터치를 통한 음원 신호의 발생 위치 인식의 정확도를 증가시킬 수 있도록 함께 구성하였으나, 음원 감지 센서부(131)만 설치하거나, 제 1 및 제 2 감지 센서부(132, 133)만 개별적으로 설치하여 음원 신호의 발생 위치를 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 제어부(140)는 스마트 와치(100)가 이동통신 단말기 및 시계로 동작할 수 있도록 전반적인 동작을 제어하며, 메신저 등의 문자 데이터를 입력하기 위해 동작할 경우 디스플레이부(150)를 통해 사용자 신체의 접촉 위치에 대응하는 키패드 화면이 표시되도록 제어하고, 상기 감지 센서부(130)에서 검출한 생체 음원 신호를 분석하여 상기 생체 음원 신호가 발생된 위치에 대응하는 접촉 위치를 검색하며, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터가 표시되도록 제어하는 구성으로서, 신호 검출부(141)와, ADC(Analog-to-Digital Converter, 142)와, 신호 분석부(143)와, 저장부(144)를 포함하여 구성된다.
상기 신호 검출부(141)는 감지 센서부(130)에서 검출된 생체 음원 신호 즉 소리 신호 및 근전도 신호를 증폭하고, 분석에 필요한 주파수 대역을 필터링하여 출력한다.
상기 ADC(142)는 신호 검출부(141)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
상기 신호 분석부(143)는 ADC(142)에서 변환된 디지털 신호를 분석하여 사용자가 피부 접촉을 통해 발생시킨 생체 음원 신호의 발생 위치를 분석하고, 상기 분석된 생체 음원 신호의 발생 위치에 대응하는 키패드 데이터를 저장부(144)에서 검색하여 표시되도록 제어하며, 상기 저장부(144)에 저장된 키패드 데이터가 디스플레이부(150)를 통해 일정 포맷으로 표시되도록 제어한다.
즉 상기 신호 분석부(143)는 감지 센서부(130)에서 검출한 소리 신호의 주파수, 진폭, 진동 및 음색을 비교 분석하여 음원이 발생한 위치를 분석한다.
또한, 감지 센서부(130)에서 검출한 소리 신호가 근육을 통해 전달될 때 발생하는 굴정, 감쇄, 반사, 음향 임피던스 등을 고려하여 소리 신호의 전도 속도와 주파수의 특성, 경로차, 시간차, 위상차를 비교 분석하고, 피부를 통해 전달되는 근전도 신호의 변화를 분석하여 음원이 발생한 위치를 추정한다.
상기 저장부(144)는 스마트 와치(100)의 동작 제어를 위한 프로그램과 디스플레이부(150)를 통해 표시할 미리 설정된 일정 포맷의 키패드 데이터를 저장한다.
상기 디스플레이부(150)는 스마트 와치(100)의 동작 상태가 표시되도록 하는 구성으로서, 제어부(140)의 제어 신호에 따라 키패드 화면과 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터가 표시되도록 한다.
상기 데이터 통신부(160)는 무선 네트워크를 통해 접속하여 이동통신 기지국과 무선 신호를 송/수신하거나 또는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 통신 단말기(200)와 접속하여 데이터 신호를 송/수신하는 무선 통신모듈이다.
다음은 본 발명에 따른 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치의 동작 과정을 설명한다.
최초 실행시 제어부(140)는 사용자의 프로파일을 생성한다. 예를 들어, 사용자로 하여금 손등(310)이나 아래팔(330) 등의 신체 일부의 특정 위치들을 순차 접촉하도록 함으로써, 각 위치 접촉시 신호 검출부(141)에 의하여 출력되는 생체 음원 신호를 저장한다.
신체 일부의 특정 위치들을 반복적으로 접촉함으로써 캘리브레이션이 완료되면, 사용자 프로파일로 저장한다.
향후 신체 일부에 대한 접촉에 의해 생체 음원 신호가 출력되면, 제어부(140)는 기 저장된 사용자 프로파일과 대비하여 접촉 위치를 정확히 판정할 수 있다.
기 저장된 각 위치별 생체 음원 신호와 실제 출력된 생체 음원 신호를 비교하여 가장 가까운 위치의 접촉이 있었던 것으로 판정할 수 있다.
이후, 스마트 와치(100)의 동작시 제어부(140)는 제 1 디스플레이 화면(151)이 디스플레이부(150)를 통해 표시되도록 한다.
이때 데이터 통신부(160)를 통해 메신저 등이 수신되면, 제어부(140)는 문자 데이터 입력을 위해 사용자가 입력부(120)를 통한 음성 입력 또는 손을 이용한 생체 음원 신호의 입력 중 어느 하나로 상기 데이터를 입력하는지 확인한다.
상기 입력부(120)를 통한 음성 입력이 있는 경우 상기 제어부(140)는 입력되는 음성 신호를 음성 인식 프로그램을 통해 인식하여 대응하는 문자 데이터가 표시되도록 한다.
손을 이용한 데이터 입력이 있는 경우 상기 제어부(140)는 감지 센서부(130)를 통해 예를 들면, 사용자가 손등(310)의 임의의 위치를 두 개의 손가락으로 동시에 접촉하는 신호를 입력하는지 확인한다.
손을 이용한 데이터의 입력이 확인되면, 제어부(140)는 저장부(144)에 저장된 제 2 디스플레이 화면(152)이 디스플레이부(150)를 통해 표시되도록 한다.
상기 제 2 디스플레이 화면(152)은 손등(310) 또는 아래팔(330)의 가상 접촉점의 위치에 해당하는 키패드 화면에 디스플레이하는 것으로 사용자는 제 2 디스플레이 화면(152)의 키패드 위치를 보면서 직관적으로 쉽게 손등 또는 아래팔(330)의 해당 위치를 접촉하여 문자를 입력할 수 있게 한다.
즉 도 4에 나타낸 바와 같이, 기본 문자키 입력은 3행 3열 9키로 설정하고, 접촉 위치는 손등(310) 또는 아래팔(330) 중 편한 곳을 선택하여 사용할 수 있도록 한다.
예를 들어, 손등(310)을 입력 위치로 사용할 경우 손등 입력 위치(311)는 사용자가 눈으로 손등을 보지 않고도 접촉 위치를 쉽게 인식할 수 있도록 중앙(K5)을 중심으로 좌/우/상/하, 한 번씩만 움직여 접촉하면, 해당 키패드의 데이터를 입력할 수 있도록 하며, 상기 입력되는 데이터는 표시창(152a)을 통해 표시한다.
또한, 손가락이 굽혀지는 관절 중 6개의 관절을 기능키로 사용할 수 있으며, 소지는 제 1 기능키 입력 위치(320), 약지는 제 2 기능키 입력 위치(321), 중지는 제 3 기능키 입력 위치(322), 검지는 제 4 기능키 입력 위치(323), 엄지 손가락의 두개의 관절은 제 5 기능키 입력 위치(324)와 제 6 기능키 입력 위치(325)로 선택하여 해당 키패드의 데이터를 입력할 수 있도록 한다.
또한, 아래팔(330)을 입력 위치로 사용할 경우 아래팔 입력 위치(331)에서 사용자의 접촉을 통해 해당 키패드의 데이터를 입력할 수도 있다.
또한, 도 5(a)의 한글 입력 화면(153)이나, 도 5(b)의 영문 입력 화면(154)과 같이, 다양한 나라의 언어 입력이 가능하게 되고, 표시창(153a, 154a)을 통해 입력되는 데이터가 표시된다.
또한, 도 6과 같이 스마트 와치(100)의 작은 디스플레이부(150)를 통해 피아노 게임 등의 제 3 디스플레이 화면(155)이 출력되어도 가상의 생체 키패드(332)를 통해 신호를 입력받을 수 있다.
따라서 스마트 와치(100)를 벗지 않고 편안한 자세로 문자 데이터를 입력하거나 게임 등을 즐길 수 있게 된다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

Claims (6)

  1. 사용자의 신체에 착용하는 하우징부;
    상기 하우징부에 설치되어 사용자의 피부와 접촉하고, 사용자가 신체의 일부를 접촉하여 입력하는 생체 음원 신호를 검출하는 감지 센서부;
    사용자 신체의 접촉 위치에 대응하는 키패드 화면이 표시되도록 제어하고, 상기 감지 센서부에서 검출한 생체 음원 신호를 분석하여 상기 생체 음원 신호가 발생된 위치에 대응하는 접촉 위치를 검색하며, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터가 표시되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 키패드 화면과, 상기 검색된 접촉 위치의 키패드 데이터를 표시하는 디스플레이부;를 포함하되,
    상기 감지 센서부는 상기 하우징부의 저면에 설치되어 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리 신호를 검출하는 음원 감지 센서부; 또는 상기 하우징부의 저면에 설치되어 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 제 1 감지 센서부;를 더 포함하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 와치는 무선 네트워크를 통해 임의의 통신 단말기와 접속하여 상기 입력되는 키패드 데이터가 상기 통신 단말기로 전송되도록 하는 데이터 통신부를 더 포함하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 음원 신호는 사용자의 피부와 접촉해서 발생하는 소리 신호 및 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호 중 적어도 하나인 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 센서부는 하우징부의 저면에 상기 제 1 감지 센서부와 일정 거리 이격되어 사용자의 피부를 통해 전달되는 근전도 신호를 검출하는 제 2 감지 센서부를 더 포함하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 감지 센서부에서 검출된 생체 음원 신호를 증폭하고 상기 증폭된 신호를 필터링하여 출력하는 신호 검출부;
    상기 신호 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 ADC(Analog-to-Digital Converter);
    상기 ADC에서 변환된 디지털 신호를 분석하여 생체 음원 신호가 발생된 위치를 분석하고, 상기 분석된 생체 음원 신호의 발생 위치에 대응하는 키패드 데이터를 저장부에서 검색하여 표시되도록 제어하며, 상기 저장부에 저장된 키패드 데이터가 디스플레이부를 통해 일정 포맷으로 표시되도록 제어하는 신호 분석부; 및
    미리 설정된 일정 포맷의 키패드 데이터를 저장하는 저장부를 포함하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호 분석부는 생체 음원 신호의 전도 속도, 주파수의 특성, 패턴, 시간차, 경로차 및 위상차 및 피부 표면의 근전도 신호 변화 중 적어도 하나 이상을 비교하여 상기 생체 음원 신호의 발생 위치를 분석하는 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치.
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