WO2017135550A1 - 반지형 웨어러블 기기 - Google Patents

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WO2017135550A1
WO2017135550A1 PCT/KR2016/012432 KR2016012432W WO2017135550A1 WO 2017135550 A1 WO2017135550 A1 WO 2017135550A1 KR 2016012432 W KR2016012432 W KR 2016012432W WO 2017135550 A1 WO2017135550 A1 WO 2017135550A1
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WO
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ring member
outer ring
sensor
inner ring
wearable device
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PCT/KR2016/012432
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English (en)
French (fr)
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민진홍
이재혁
조성욱
조신희
이수호
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삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
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    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0462—Apparatus with built-in sensors
    • A61B2560/0468—Built-in electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a ring type wearable device, and more particularly, to a ring type wearable device capable of detecting a biological signal of a user.
  • a wearable device is an electronic device that can be worn freely on a body, such as clothes, watches, or glasses.
  • Such wearable devices include smart glasses, smart watches, and ring-shaped wearable devices.
  • the ring-shaped wearable device has a different thickness of finger for each user, so it is manufactured to a size suitable for each user's finger.
  • the general ring is divided into dozens of sizes (Korea is divided into 27 stages, and the United States is divided into 65 stages).
  • the design is different for each size. There is a problem that costs a lot.
  • the position of the skin detection sensor provided in the ring-type wearable device had to be adjusted differently according to the corresponding size of the ring-type wearable device.
  • the present invention is to provide a ring-shaped wearable device that can cope with the finger size of the user's various thickness by combining the outer ring member and the inner ring member, and can keep the sensing sensitivity of the sensing unit constant even if the size of the device is different. have.
  • the present invention provides an outer ring member; An inner ring member detachably inserted into an inner side of the outer ring member; A sensor unit disposed on the outer ring member; And a control part disposed on the outer ring member and electrically connected to the sensor part, wherein the sensor part provides a ring-shaped wearable device that maintains a constant sensing sensitivity corresponding to the thickness of the inner ring member.
  • the sensor unit may include a light sensor, and a light receiver configured to receive light emitted from the light emitter and reflected from the inside of a finger.
  • the inner ring member may include a lens for adjusting a light irradiation distance of the light emitting part, and the lens may be disposed at a position corresponding to the light emitting part, and may have the same thickness as that of the inner ring member.
  • the light emitting part may be elastically supported by the outer ring member in a state of being inserted into a through hole formed in the inner ring member, and thus the position thereof may be changed according to the thickness of the inner ring member.
  • the cover member may further include a cover member surrounding the outer side of the outer ring member, and the light emitting part may be elastically supported by the cover member to change a position according to the thickness of the inner ring member.
  • a fixed resistor having a resistance value corresponding to a corresponding thickness of the inner ring member; And a resistance measuring circuit for detecting a resistance value of the fixed resistor, wherein the controller may control the light emission intensity of the light emitting part corresponding to the resistance value detected by the resistance measuring circuit.
  • the light emitting part has a first light emission amount corresponding to the first thickness of the inner ring member, and the second light emission amount is larger than the first light emission amount corresponding to the second thickness of the inner ring member greater than the first thickness of the inner ring member. It may have a light emission amount.
  • the sensor unit includes a galvanic skin response (GSR) sensor; And an ECG sensor, wherein the inner ring member includes a skin contact terminal electrically connected to a terminal of the GSR sensor, wherein the ECG sensor has a first terminal exposed to the inside of the inner ring member; Two terminals may be exposed to the outside of the outer ring member.
  • GSR galvanic skin response
  • the display unit disposed on the outer ring member and rotatably coupled to the outside of the outer ring member, the ring-shaped wearable device may further include a dial member for operating the display unit.
  • the display unit may be disposed in a circumferential direction along at least one side of the outer ring member.
  • the display unit may include first and second display units disposed in circumferential directions along both sides of the outer ring member with respect to the dial member, and the first and second display units may switch information displayed on each other.
  • the dial member includes a rotating body rotating in the forward and reverse directions; A magnetic body rotating together with the rotating body and having an N pole and an S pole alternately arranged; And a hall sensor that senses a change in polarity of the magnetic pole with respect to the magnetic body as the rotor rotates, and the controller may calculate the amount of rotation of the rotor through a detection signal detected by the hall sensor.
  • the dial member includes a rotating body rotating in the forward and reverse directions; A plurality of reflectors rotating together with the rotating body and arranged at regular intervals; And an image sensor configured to receive light reflected from the plurality of reflectors according to the rotation of the rotating body, wherein the controller may calculate the amount of rotation of the rotating body through a sensing signal detected by the image sensor.
  • the dial member includes a rotating body rotating in the forward and reverse directions; A plurality of protrusions protruding at regular intervals along an inner side of the rotating body; And a switch operated by the plurality of protrusions according to the rotation of the rotating body, wherein the control unit may calculate the amount of rotation of the rotating body through a detection signal detected by the switch.
  • the ring-shaped wearable device further includes a cover member surrounding an outer circumference of the outer ring member, the cover member having an antenna connected to a wireless communication module provided in the outer ring member at an inner side thereof, wherein the antenna is disposed at the outer side of the outer ring member. It may be made of a non-metallic material to enable signal transmission and reception with the device.
  • FIG. 1 is a combined perspective view showing a ring-shaped wearable device showing an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a ring-shaped wearable device showing an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a partially cutaway cross-sectional view showing a coupling structure of the outer ring member and the inner ring member.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which a terminal of a GSR sensor is used as both a GSR measuring circuit and an ECG measuring circuit.
  • FIG. 5 is a view showing an example in which the outer ring member is formed in a garden shape.
  • FIG. 6 shows various thicknesses of the inner ring member coupled to the outer ring member.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the top and bottom surfaces of the circuit portion, respectively.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a state in which a sensor unit, a power unit, a communication module, and a switch are electrically connected to a control unit.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure for correcting the sensing performance by having different lenses according to the thickness of the inner ring member of the PPG sensor.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example in which the position of the light emitting part of the PPG sensor may be changed according to the thickness of the inner ring member.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of adjusting intensity of a light emitting part of a PPG sensor by detecting different resistance values according to a thickness of an inner ring member.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example for detecting a driver's drowsiness through an ECG sensor and a handle provided in a ring type wearable device.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of transmitting and receiving a signal with an external device through a communication module.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a ring-shaped wearable device showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view illustrating the ring-shaped wearable device of FIG. 14.
  • 16 is a schematic view showing an example in which the display unit is limitedly provided on at least part of the outer ring member.
  • 17 is a schematic diagram illustrating an example in which a display area is changed to display information at a preset position when the ring-shaped wearable device is rotated.
  • 18 to 20 are schematic views showing various examples of the dial member shown in FIG.
  • first may be called a second component, and similarly, the second component may be renamed to the first component.
  • the ring-shaped wearable device disclosed in the present disclosure may detect a user's biosignal through various sensors provided, and the detected biosignal may be analyzed and wirelessly set to an external device (eg, a mobile device having a display). Monitors, TVs, etc.) can transmit and display analysis data such as pulse rate, sleep level, and blood pressure.
  • an external device eg, a mobile device having a display. Monitors, TVs, etc.
  • the ring-shaped wearable device disclosed in the present disclosure may have a display on its own, and a menu for selecting various user interfaces (UIs), for example, various functions through the display, and displayed by performing the corresponding functions. Information can be displayed as numbers or images.
  • UIs user interfaces
  • FIG. 1 is a combined perspective view showing a ring-shaped wearable device showing an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a ring-shaped wearable device showing an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an outer ring member and the inner Some cutaway sectional views showing the engagement structure of the ring member.
  • the ring-shaped wearable device 100 includes an outer ring member 110 and an inner ring member 130 disposed along an inner circumferential surface of the outer ring member 110. ), A cover member 150 disposed along the outer circumference of the outer ring member 110, and a circuit unit 170 provided on the outer ring member 110.
  • the outer ring member 110 may have an inner diameter that can be fitted to a user's finger.
  • the inner diameter of the outer ring member 110 may be manufactured in consideration of the thickness of the inner ring member 130.
  • the outer ring member 110 may be manufactured in various sizes to cope with age and gender in consideration of various finger thicknesses of a plurality of users.
  • the outer ring member 110 may be provided in at least three different sizes. That is, when the smallest size of the outer ring member 110 is set to A1, it can be divided into A1, A2, and A3 (A1 ⁇ A2 ⁇ A3).
  • the inner ring member 130 may be manufactured to a size applicable to each outer ring member 110 having different sizes A1, A2, and A3. That is, the inner ring member 130 may be manufactured in sizes B1-1, B1-2, and B1-3 applicable to the outer ring member of A1 size (B1-1 ⁇ B1-2 ⁇ B1-3). ), And can be manufactured in the sizes of B2-1, B2-2, B2-3 applicable to the outer ring member of A2 size (B2-1 ⁇ B2-2 ⁇ B2-3), and the outer ring of A3 size It can be produced in the size of B3-1, B3-2, B3-3 applicable to the member (B3-1 ⁇ B3-2 ⁇ B3-3).
  • the outer ring member 110 is provided, and three sizes of the inner ring member 130 corresponding to each size of the outer ring member 110 are provided.
  • the outer ring member 110 and the inner ring member 130 may be formed in various sizes, and thus may be provided with more or less than those described in this embodiment.
  • the outer ring member 110 may be detachably coupled to the inner ring member 130 along the inner circumferential surface 110a.
  • a coupling jaw 111 protruding a predetermined length toward the center of the outer ring member 110 may be formed at an end portion of the inner circumferential surface 110a of the outer ring member 110.
  • the engaging jaw 111 of the outer ring member 110 may be seated in the coupling groove 131 formed along both ends of the outer circumferential surface 130b of the inner ring member 130.
  • the outer ring member 110 and the inner ring member 130 are stably mutually formed by the coupling structure of the outer ring member 110 and the inner ring member 130, that is, the coupling jaw 111 and the coupling groove 131. Can be combined.
  • the outer ring member 110 and the inner ring member 130 attach the inner ring member 130 to the outer ring member 110 with an adhesive or a separate fastening screw (not shown) in addition to the above-described coupling structure.
  • an adhesive or a separate fastening screw not shown
  • the outer ring member 110 may have a groove in which the circuit unit 170 may be seated along the outer circumferential surface 110b.
  • the outer ring member 110 includes a plurality of openings 112a, 112b, 112c, and 112d so that a portion (LED, terminal, etc.) or charging terminals, etc., of various sensors included in the circuit unit 170 are exposed to the inner ring member 130. Can be formed.
  • the light emitters 172a of the photo-plethysmography sensor 172 for measuring blood oxygen saturation SpO 2 through the first and second openings 112a and 112b formed in pairs, respectively, Can be exposed, and the light-receiving portion 172d of the PPG sensor 172 can be exposed through the pair of third openings 112c, and a GSRnic (Galvanic skin response sensor) 173 through the fourth opening 112d. Skin contact terminals 173b (see FIG. 13) may be exposed.
  • the outer ring member 110 may have an opening through which the terminal of the ECG sensor (Electrocardiogram sensor) may be formed, and the charging terminal for charging the internal battery 182 may be exposed. An opening can be formed.
  • the terminal 173b of the GSR sensor 173 may serve as a terminal of the ECG sensor. That is, the switching circuit SW (for example, an analog switch IC, a multiplexer, etc.) is disposed between the terminal 173b of the GSR sensor 173 and each terminal of the GSR measuring circuit and the ECG measuring circuit.
  • the terminal 173b of the GSR sensor 173 may be selectively connected to either the GSR measuring circuit or the ECG measuring circuit.
  • the user may transmit a selection signal to the ring-shaped wearable device 100 through a predetermined UI (user interface) displayed on the external device 20 (see FIG. 13), and the control unit 185 of the ring-shaped wearable device.
  • FIG. 8 may determine the selection signal to drive the switching circuit SW to connect the terminal 173b of the GSR sensor 173 to either the GSR measuring circuit or the ECG measuring circuit.
  • the outer ring member 110 may be made of a metal material. However, the present invention is not limited thereto, and the outer ring member 110 may be made of a synthetic resin material, and may form a metal coating layer or a non-metal coating layer on the surface thereof.
  • the inner ring member 130 and the cover member 150 is preferably formed of a metallic material or a non-metallic material that can give a metallic feel to match the design of the outer ring member 110.
  • the outer ring member 110 is formed in a ring shape as a whole, but a portion of the outer ring member 110 in which the battery 182 is located corresponds to the flat shape of the battery 182. The curvature is different from the rest of the. However, the outer ring member 110 may be formed in a garden shape as shown in FIG. 5 in addition to the shape.
  • FIG. 5 is a view showing an example in which the outer ring member is formed in a garden shape.
  • the outer ring member 110 ′ of the ring-shaped wearable device 100 ′ may be formed in a garden shape like the inner ring member 130 ′.
  • the battery provided in the ring-shaped wearable device 100 ' is preferably a flexible battery formed of a material that can be bent. Accordingly, the battery may be formed to have the same or similar curvature as that of the outer ring member 110 ′.
  • the inner ring member 130 ′ may be formed in a circular shape having a predetermined thickness, and may be detachably coupled along the inner circumferential surface of the outer ring member 110 ′. Since the inner ring member 130 ′ directly contacts the skin of the user's finger, it is preferable that the inner ring member 130 ′ is made of a metal material or a non-metal material that does not cause skin trouble. When the inner ring member 130 ′ is made of a non-metal material, a coating layer may be formed on the surface of the inner ring member 130 ′ to maintain the same color as that of the outer ring member 110 ′.
  • FIG. 6 shows various thicknesses of the inner ring member coupled to the outer ring member.
  • the inner ring member 130 may have, for example, an inner ring member 130a ′ of B1-1, B1-2, and B1-3 sizes having different inner diameters from the outer ring member 110 of A1 size.
  • 130b ', 130c' can be used in combination.
  • the inner ring members 130a ', 130b', and 130c 'having the sizes B1-1, B1-2, and B1-3 may have radii of R1, R2, and R3, respectively (R1 ⁇ R2 ⁇ R3).
  • "C" shown in FIG. 5 represents the center of the inner ring members 130a ', 130b', 130c '.
  • each of the inner ring members 130a ', 130b', and 130c 'having different inner diameters may have the same outer diameter so as to be coupled to the outer ring member 110 having the same size.
  • the inner ring member 130 may have openings 132a, 132b, 132c, and 132d corresponding to the plurality of openings 112a, 112b, 112c, and 112d of the outer ring member 110, respectively. Can be. Accordingly, a part (LED, terminal, etc.) or a charging terminal of various sensors included in the circuit unit 170 may be exposed to the finger side through the outer ring member 110 and the inner ring member 130.
  • the inner ring member 130 may have a cutting portion 135 formed at a portion thereof to facilitate insertion along the inner circumferential surface of the outer ring member 110.
  • the inner ring member 130 may be deformed when an external force is applied to the inner ring member 130 by the cutting unit 135. That is, when pressure is applied to the inner ring member 130, the inner ring member 130 may be retracted and the diameter may be temporarily reduced. As described above, the inner ring member 130 may be inserted along the inner circumferential surface 110a of the outer ring member 110 in a state of reducing the diameter.
  • the inner ring member 130 When the pressure applied to the inner ring member 130 is removed after the inner ring member 130 is inserted, the inner ring member 130 is returned to the circular shape by its elasticity and stable to the inner circumferential surface 110a of the outer ring member 110. Can be combined.
  • the inner ring member 130 may be formed of at least two parts separated from each other. In this case, two parts of the inner ring member 130 may be fixed to the inner circumferential surface 110a of the outer ring member 110 through an adhesive or a fastening piece.
  • the cover member 150 is disposed outside the outer ring member 110 in a state in which the circuit portion 170 is covered so as not to expose the circuit portion 170 and the battery 182 provided on the outer circumferential surface 110b of the outer ring member 110. Combined.
  • the cover member 150 may be coupled to the outer ring member 110 through an adhesive or a fastening piece.
  • the cover member 150 may include a first portion 151 and a second portion 153.
  • the first portion 151 has a shape corresponding to the outline of the outer ring member 110 and covers the outer side of most of the outer ring members 110.
  • the second portion 153 may be disposed at a position corresponding to the switch 183 of the circuit unit 170.
  • the second part 153 covers the switch 183 and is separated from the first part 151 so that the button 183a (see FIG. 7B) of the switch 183 can be pressed. 110 may be installed.
  • the cover member 150 may be made of a metal material or a non-metal material as a whole.
  • the cover member 150 is a non-metallic part of the cover member 150 corresponding to the antenna so that the cover member 150 does not interfere with transmission and reception of a radio signal of an antenna (not shown) electrically connected to the communication module 181 of the circuit unit 170.
  • the cover member 150 may be made of a non-metallic material.
  • the antenna may be disposed on the inner circumferential surface of the outer ring member 110 or the cover member 150.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the top and bottom surfaces of the circuit unit
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a state in which a sensor unit, a power supply unit, a communication module, and a switch are electrically connected to a control unit.
  • the circuit unit 170 may include a sensor unit 171, a power supply unit 180, a communication module 181, a switch 183, and a controller 185.
  • the circuit unit 170 is a flexible printed circuit board (FPCB) for electrically connecting a plurality of printed circuit boards (PCBs), various sensors and elements mounted on the printed circuit boards, and a plurality of printed circuit boards arranged in a line. It may include a flexible printed circuit board.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the sensor unit 171 may perform various functions as follows. Functions to detect apnea during sleep, sleep and sleep phase detection, drowsiness detection, blood pressure measurement, calorie consumption, skin hydration, user authentication, and temperature measurement .
  • the sensor unit 171 may use various sensors such as a photo-plethysmography sensor (172), a galvanic skin response sensor (173), and an ECG sensor to perform the aforementioned various functions. (Electrocardiogram sensor) 174, an acceleration sensor 175, a temperature sensor 176 and a fingerprint sensor 177 may be included.
  • a sensor for performing the functions that can be implemented through the sensor unit 171 will be described.
  • the PPG sensor 172 may measure blood oxygen saturation to detect apnea during sleep.
  • the PPG sensor 172 includes a light emitting part 172a for emitting light toward the finger as shown in FIG. 7A and a light receiving part 172d for receiving light emitted from the light emitting part 172a and reflected on blood vessels inside the finger. It may include.
  • the light emitter 172a may include first and second light sources 172b and 172c.
  • the first light source 172b may be at least two red LEDs
  • the second light source 172c may be at least two infrared LEDs.
  • the light emitter 172a may of course include a plurality of red LEDs and infrared LEDs, respectively, in order to improve the detection performance of blood oxygen saturation of the finger.
  • the light receiver 172d may be one photodiode.
  • the light receiver 172d may be disposed at a predetermined angle with respect to the light emitter 172a as shown in FIG. 1.
  • the light receiver 172d may be disposed at an angle of about 60 degrees with the first light source 172b, and may be disposed at an angle of about 95 degrees with the second light source 172c.
  • the light receiving unit 172d may be disposed at various angles without being limited to the above-described angles with respect to the first and second light sources 172b and 172c.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure for correcting detection performance by having different lenses according to the thickness of the inner ring member of the PPG sensor.
  • the lens 178 is used. It is possible to adjust the detection performance of the PPG sensor 172 through -1, 178-2.
  • the outer ring member 110-1 of the same size may be The inner ring member 130-1 may have a larger size than the inner ring member 130-2 of FIG. 9B. That is, the inner ring member 130-1 of FIG. 9A may have an inner diameter larger than that of the inner ring member 130-2 of FIG. 9B.
  • the light irradiation distance L2 between the light emitting portion 172a of FIG. 9A and the arbitrary position P inside the finger 10 is represented by the light emitting portion 172a and the finger (FIG. 9B). 11) may be shorter than the light irradiation distance L1 to any position P therein. Accordingly, the focal length F2 of the lens 178-2 of FIG. 9B can be set longer than the focal length F1 of the lens 178-1 of FIG. 9A.
  • the lens 178-2 may have a thicker thickness than the lens 178-1 of FIG. 9A. Accordingly, the present embodiment can correct the detection performance according to the light irradiation distance L1 and L2 difference.
  • the lens when the lens is provided to adjust the focal length of the light as shown in Figure 9, so that only a predetermined wavelength band passes through the front or rear end of the lens so that only light of a predetermined wavelength can be emitted or received, and the remaining wavelength band can be filtered.
  • a filter (not shown) may be provided.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example in which the position of the light emitting part of the PPG sensor may be changed according to the thickness of the inner ring member.
  • the light emitter 172a may be elastically supported by the outer ring member 110-4 by the elastic member 179 (eg, a coil spring).
  • the elastic member 179 eg, a coil spring
  • One end of the elastic member 179 may support the rear end of the light emitting part 172a and the other end may be fixed to the fixing protrusion 179a protruding from the outer ring member 110-4.
  • the fixing protrusion 179a may be formed inside the cover member 150 instead of the outer ring member 110-4.
  • FIG. 10 (a) An inner diameter of the inner ring member 130-5 may be larger than an inner diameter of the inner ring member 130-6 of FIG. 10B.
  • the light emitting portion 172a of FIG. 10A may be disposed in contact with or adjacent to the surface of the finger 14 by the elastic member 179, and the light emitting portion 172a of FIG. 10B may also be disposed.
  • the elastic member 179 may be disposed in contact with or adjacent to the surface of the finger 14. Accordingly, the light emitter 172a may always maintain the same distance from the skin by the elastic force of the elastic member 179 regardless of the inner diameter (or thickness) of the inner ring members 130-5 and 130-6.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example in which different resistance values are given according to the thickness of the inner ring member, and the intensity of the light emitting part of the PPG sensor is differently adjusted according to the resistance value.
  • the inner ring members 130-7 and 130-8 correspond to respective sizes (thickness or inner diameter) of the inner ring members 130-7 and 130-8.
  • Fixed resistors 190-1 and 190-2 having different resistance values may be provided in the inner ring members 130-7 and 130-8.
  • a fixed resistor 190-1 having a resistance value of 1 Mohm may be installed in the inner ring member 130-7 of FIG. 11A having a thickness of 1 mm, and FIG. 11B having a thickness of 2 mm.
  • the inner ring member 130-8 may have a fixed resistor 190-2 having a resistance value of 10 Mohm.
  • the outer ring member 110-5 is a resistance measuring circuit capable of determining the respective resistance values of the fixed resistors 190-1 and 190-2 provided in the respective inner ring members 130-7 and 130-8. 191 (eg, potentiometer, voltage divider, etc.).
  • the terminal of the resistance measuring circuit 191 ( One terminal 190a-1 or 190a-2 of the fixed resistors 190-1 and 190-2 is connected to 191a.
  • the resistance measuring circuit 191 detects resistance values of the fixed resistors 190-1 and 190-2 and transmits a detection signal to the controller 185 (see FIG. 8).
  • the controller 185 adjusts the light emission intensity of the light emitting unit 172a by controlling the voltage applied to the light emitting unit 172a by controlling the power supply unit 180 corresponding to the corresponding thickness of the inner ring member by determining the received detection signal. Can be.
  • the controller 185 is coupled to the inner ring member 130-7 having a thickness of 1 mm.
  • the detection performance of the PPG sensor 172 according to the thickness of the inner ring members 130-7 and 130-8 can be corrected.
  • a fixed resistor is used as a method for detecting each ring member having a different thickness, but various means may be used without being limited thereto.
  • the user may of course directly control the light emission intensity of the light emitting unit 172a according to the thickness of the inner ring.
  • the input data may be wired or wirelessly transmitted to the controller 185.
  • the controller 185 may change the light emission intensity of the light emitter 172a by determining data input from the external device 20.
  • the GSR sensor 173 may detect a change in current due to moisture emitted from the skin of the finger.
  • the GSR sensor 173 may change the skin humidity by the sympathetic nervous system and detect it as a change in electrical resistance, thereby providing a basis for determining sleep, such as arousal and drowsiness.
  • the skin impedance response (SIR: skin impedance response) corresponding to the AC component and the overall skin impedance level (SIL: skin impedance level) corresponding to the DC component are simultaneously measured to determine whether they are drowsy. It can be seen.
  • the SIR increases the expression interval, decreases the expression frequency, and increases the SIL.
  • the GSR sensor 173 is provided with a terminal 173a, and the terminal 173a of the GSR sensor 173 is coupled to the inner ring member 130 so as to directly contact the skin 173b (see FIG. 13). ) May be electrically connected.
  • a skin contact terminal 173b is preferably formed larger than the size of the terminal 173a of the GSR sensor 173 to increase the contact area with the skin of the finger to improve the detection performance of the GSR sensor 173.
  • the ECG sensor 174 is used not only to measure the rate and constant of the heart rate, but also to examine the size and location of the heart and whether there is any damage to the heart.
  • the ECG sensor 174 is effective for measuring and diagnosing abnormal rhythms of the heart, and particularly for measuring abnormal rhythms due to damage to the conducting tissues that carry electrical signals.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example for detecting a driver's drowsiness through an ECG sensor and a handle provided in a ring type wearable device.
  • the ECG sensor 174 is a first terminal 174a disposed on the inner circumferential surface 130a of the inner ring member 130 so as to be in contact with a finger of a hand wearing the ring-shaped wearable device 100. And a second terminal 174b disposed on a portion of the outer ring member 110 (or a portion of the cover member 150). In addition, a third terminal 174c may be disposed at one side of the handle 30 to be in electrical contact with the second terminal 174b, and a fourth terminal 174d may be disposed at the other side of the handle 30. Can be. The fourth terminal 174d may be electrically connected to the third terminal 174c through a connection wiring 174e disposed in the handle 30.
  • the driver wears a ring-shaped wearable device 100 on a finger of one hand (hereinafter, left hand) and grips one side of the handle 30 to ring-shaped wearable.
  • the second terminal 174b of the device 100 is in electrical contact with the third terminal 174c, and the other terminal of the handle 30 is gripped with the other hand (hereinafter, the right hand) so that the fourth terminal 174d is the right hand.
  • the left hand is connected to the first terminal 174a of the ECG sensor 174 and the right hand is connected to the second terminal 174b of the ECG sensor 174 via the third and fourth terminals 174c and 174d.
  • a condition for measuring the driver's electrocardiogram is established.
  • the ECG sensor 174 measures the left channel signal at the first terminal 174a and the right channel signal at the second terminal 174b to obtain electrocardiogram data by determining an electrical signal difference between the left and right hands.
  • the controller 185 detects an R peak among P, QRS, and T, which are the main signals of the ECG, and when the average of the calculated RR intervals increases (in this case, the heart rate becomes slow), You can determine that you are sleepy.
  • the controller 185 of the ring type wearable device 100 detects that the driver is in a drowsy state, the controller 185 transmits a warning signal to a communication module (not shown) provided in the vehicle through the communication module 181, After the control unit (not shown) receives the warning signal from the communication module of the vehicle, the controller may generate a warning sound through a speaker provided in the vehicle.
  • the controller 185 may estimate the blood pressure of the user through a known blood pressure estimation method through an ECG signal detected by the ECG sensor 174 and a blood oxygen saturation detected by the PPG sensor 172.
  • the acceleration sensor 175 may detect the movement of the user, and the controller 185 may measure the calorie consumption of the user through a signal detected by the acceleration sensor 175.
  • the controller 185 may detect a sleep stage of the user through a signal sensed by the PPG sensor 172 or the ECG sensor 174 and a signal sensed by the acceleration sensor 175.
  • the acceleration sensor 175 may be replaced with a gyro sensor.
  • the temperature sensor 176 may be a non-contact temperature sensor, and may measure a user's body temperature or a temperature of an object.
  • the temperature sensor 176 may be disposed at a position that may be exposed to the outside of the ring-shaped wearable device 100 to facilitate temperature measurement, that is, at an outer portion of the outer ring member 110 or at an outer portion of the cover member 150. have.
  • the fingerprint sensor 177 is for detecting a user's fingerprint, and similarly to the temperature sensor 176, an outer portion of the outer ring member 110 or an outer portion of the cover member 150 may be used to easily detect the user's fingerprint. It can be placed in part.
  • the controller 185 may perform a user authentication function by using signals detected by the fingerprint sensor 177 and the ECG sensor 174. In this case, the controller 185 may perform user authentication by comparing the detected fingerprint data and the electrocardiogram data with the fingerprint data and the electrocardiogram data of the user previously stored in the memory.
  • the power supply unit 180 receives power from the battery 182 and applies the power to the control unit 185, and the control unit 185 may control the power supply to the sensor unit 171 and the communication module 181.
  • the power supply unit 180 may include a pair of battery charging terminals 180a.
  • the pair of battery charging terminals 180a may be connected to a separate charger terminal (not shown) by the inner ring member through an opening (not shown) formed in the outer ring member 110 and the inner ring member 130. It may be exposed to the inside of 130.
  • the power supply unit 180 may include a wireless charging circuit (not shown), and may charge battery power from a separate wireless charging device. In this case, a separate battery charging terminal 180a may be omitted.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of transmitting and receiving a signal with an external device through a communication module.
  • the communication module 181 may transmit various signals sensed by the sensor unit 171 to the external device 20, and of course, may receive a signal transmitted from the external device 20. Do.
  • the communication module 181 may include a device that performs a wireless communication function of any one of Bluetooth, Wi-Fi, and Zigbee technologies.
  • the communication module 181 may include an NFC chip to implement a mobile payment function.
  • the circuit unit 170 may include a circuit capable of performing a magnetic secure transmission (MST) payment method that supports the magnetic method used in the conventional plastic credit card as well as the NFC method.
  • MST magnetic secure transmission
  • the ring-shaped wearable device 100 is brought to the vicinity of the magnetic card payment terminal, and the ring-shaped wearable device 100 is generated.
  • the magnetic field information is transmitted to the payment terminal and the payment terminal can accept the magnetic field information and proceed with the payment.
  • the user authentication is also performed at the time of payment using the NFC method, and it is preferable to use the authentication means even when other payment methods other than NFC and MST methods are applied to the present embodiment.
  • the switch 183 may be an tactile switch as an analog switch.
  • the switch 183 is pressed by the second portion 153 (see FIG. 2) of the cover member 150, and the button 183a (see FIG. 7B) is pressed. Mode selection for turning on / off or performing various functions of the above-described ring-shaped wearable device 100 is possible.
  • the above-mentioned ring-shaped wearable device 100 displays various user's biometric information according to the detected user's biosignal through the display unit 21 of the external device 20, but is not limited thereto. Various information may be displayed through the display units 251 and 253 provided in the ring type wearable device 200.
  • FIG. 14 is a perspective view of a ring-shaped wearable device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a plan view of the ring-shaped wearable device shown in FIG. 14.
  • the ring-shaped wearable device 200 has the same configuration as that of the ring-shaped wearable device 100 described above, and the first and second display units 251. , 253 and the dial member 260 are different, and the cover member 150 and the switch 183 are omitted. Accordingly, the ring-shaped wearable device 200 according to another exemplary embodiment of the present invention may include the first and second display units 251 and 253 and the dial member 260 different from those of the ring-shaped wearable device 100 described above. Explain only about.
  • reference numeral 230 denotes an inner ring member.
  • the first and second display units 251 and 253 may be disposed in the circumferential direction of the outer ring member 210 along the outer side of the outer ring member 210 with the dial member 260 interposed therebetween. Can be. Since the outer ring member 210 is formed to have a predetermined curvature, the first and second display units 251 and 253 may be flexible to correspond to the outer ring member 210 and may include a touch panel to enable a user's touch input.
  • the first and second display units 251 and 253 are electrically connected to the control unit 185 and controlled to display various information by the control unit 185.
  • the various information may be represented by a plurality of images (each image may be represented by an icon of a predetermined shape) or text indicating a function implemented by the ring-shaped wearable device 200.
  • the first and second display units 251 and 253 may be operated to react with each other. For example, when one image displayed on the first display unit 251 is touched, a sub image (which may be displayed as a predetermined icon) or predetermined text may be displayed on the second display unit 253 in response. Can be. In addition, when the image displayed on any one of the first and second display units 251 and 253 is touched, the corresponding function may be performed.
  • first and second display units 251 and 253 may switch information displayed by each other by the controller 185.
  • the first and second haptic functions can be detected by the acceleration sensor 175 by the user by operating the switch 183 or shaking the hand wearing the ring-shaped wearable device 100 at a predetermined speed. The switching of information between the display units 251 and 253 may be possible.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example in which the display unit is limitedly installed on at least a part of the outer ring member
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example in which the display area is changed to display information at a preset position when the ring-shaped wearable device is rotated. .
  • the first and second display units 251 and 253 may be installed only on a part of the outer ring member 210.
  • the present invention is not limited thereto, and the first and second display units 251 and 253 may be formed along the entire outer side of the outer ring member 210.
  • the display area DA may be displayed at a position corresponding to the gaze of the user.
  • FIG. 17B when the ring-shaped wearable device is rotated, for example, by 90 degrees about a central axis of the finger (ie, the Z axis), for example, the display area DA corresponds to the user's gaze.
  • the position may be changed from the position before the rotation of the ring wearable device to the 90 degree position in the reverse direction in which the ring wearable device is rotated. This is detected by the acceleration sensor (175, see Fig. 8) whether the rotation of the ring-shaped wearable device, the control unit (175, see Fig. 8) to determine the detected signal, the first and second display unit 251 ' , 253 ').
  • two display units 251 and 253 are described.
  • the present disclosure is not limited thereto, and only one display unit may be provided.
  • the dial member 260 is rotatably installed on the outer ring member 210, and the icons displayed on the first and second display units 251 and 253 are rotated in one direction and the opposite direction. You can choose.
  • the dial member 260 may have anti-skid protrusions formed along the outer circumferential surface of the dial member 260 so that slip between the finger and the dial member 260 does not occur when the dial member 260 rotates.
  • the dial member 260 may be formed to have an outer diameter larger than that of the outer ring member 210 to protrude more than the outer circumferential surface of the outer ring member 210. The user can easily rotate the dial member 260 by the above-described structure of the dial member 260.
  • 18 to 20 are schematic views showing various examples of the dial member shown in FIG.
  • the dial member 260a senses a rotor 261a that forms the exterior of the dial member 260a, a magnetic body 261b disposed along an inner circumferential surface of the rotor 261a, and a magnetic body 261b. It may include a Hall sensor 261c.
  • the magnetic body 261b may be a magnetic strip attached to the N and S poles alternately along the rotor 261a.
  • the magnetic body 261b rotates forward and reverse with the rotor 261a and may be disposed along the entire section of the inner circumferential surface of the rotor 261a.
  • the present invention is not limited thereto, and the magnetic body 261b may be disposed only for a portion of the inner circumferential surface of the rotor 261a.
  • the hall sensor 261c may be installed at a portion of the outer ring member 210 that may face the magnetic material 261b at a predetermined interval.
  • the hall sensor 261c is electrically connected to the controller 185, and detects a change in polarity of the rotating magnetic material 261b to transmit a detection signal to the controller 185.
  • the controller 185 may calculate an amount of rotation of the rotating body 261a to select an image disposed at a position corresponding to the rotation angle of the rotating body 261a among the images displayed on the display units 251 and 253. In this case, a cursor moving in the same direction as the rotation direction of the rotating body 261a may be displayed on the display units 251 and 253.
  • the dial member 260b includes a rotating body 263a that forms the outside of the dial member 260b, a plurality of reflectors 263b that are disposed at equal intervals along the inner circumferential surface of the rotating body 263a, and a plurality of dial members 260b. It may include an image sensor 263c for detecting the reflector 263b of the.
  • the plurality of reflectors 263b may be disposed along the entire section of the inner circumferential surface of the rotating body 263a, the plurality of reflectors 263b may be disposed only for a portion of the inner circumferential surface of the rotating body 263a.
  • the angle of rotation of the rotor 263a may be limited to rotate by an angle range that can be detected by the image sensor 263c. It is preferable.
  • the image sensor 263c may be an optical encoder and may be installed on a portion of the outer ring member 210 that may face the plurality of reflectors 263b at a predetermined interval.
  • the image sensor 263c may detect the number of times that light is reflected by the plurality of reflectors 263b when the rotating body 263a rotates, and may transmit the detection signal to the controller 185.
  • the controller 185 calculates a rotation amount (or rotation angle) of the rotation body 263a to display an image disposed at a position corresponding to the rotation angle of the rotation body 263a among the images displayed on the display units 251 and 253. You can choose. In this case, a cursor moving in the same direction as the rotation direction of the rotating body 263a may be displayed on the display units 251 and 253.
  • the dial member 260c includes a rotating body 265a that forms the outside of the dial member 260c, a plurality of protrusions 265b that protrude at equal intervals along the inner circumferential surface of the rotating body 265a, and It may include a switch 265c operated by the plurality of protrusions 265b.
  • the plurality of protrusions 265b may be formed along the entire section of the inner circumferential surface of the rotating body 265a, but is not limited thereto and may be formed only for a portion of the inner circumferential surface of the rotating body 265a. In this case, when the plurality of protrusions 265b are formed only in a partial section of the rotating body 265a, it is preferable to limit the rotation angle of the rotating body 265a to rotate by the angle range in which the switch 265c can be operated. Do.
  • the switch 265c may be a two-way detection switch, and a sensing protrusion that is pushed by a plurality of protrusions 265b that rotates in the forward and reverse directions together with the rotor 265a to rotate to one side or the other side. 265d.
  • the switch 265c may be installed at a portion of the outer ring member 210 to maintain a distance at which the sensing protrusion 265d may be operated by the plurality of rotating protrusions 265b.
  • the switch 265c may detect the number of times and the direction in which the sensing protrusion 265d operates by the plurality of protrusions 265b when the rotating body 265a rotates, and transmit the detection signal to the controller 185.
  • the controller 185 calculates a rotation amount (or rotation angle) of the rotation body 265a to display an image disposed at a position corresponding to the rotation angle of the rotation body 265a among the images displayed on the display units 251 and 253. You can choose. In this case, a cursor moving in the same direction as the rotation direction of the rotating body 265a may be displayed on the display units 251 and 253.
  • the ring-shaped wearable device 200 may include the display units 251 and 253 on its own, so that the biosignal detected by the user may be detected without passing through the external device 20.
  • Various body information based on the background may be displayed on the display units 251 and 253.
  • the present invention relates to a ring type wearable device capable of detecting a biosignal of a user.

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Abstract

반지형 웨어러블 기기가 개시된다. 개시된 반지형 웨어러블 기기는 외측 링 부재; 상기 외측 링 부재의 내측에 분리 가능하게 삽입되는 내측 링 부재; 상기 외측 링 부재에 배치된 센서부; 및 상기 외측 링 부재에 배치되어 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 센서부는 상기 내측 링 부재의 두께에 대응하여 일정한 센싱 감도를 유지할 수 있다.

Description

반지형 웨어러블 기기
본 발명은 반지형 웨어러블 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 생체 신호를 검출할 수 있는 반지형 웨어러블 기기에 관한 것이다.
일반적으로 웨어러블 기기(wearable device)는 옷, 시계 또는 안경처럼 자유롭게 몸에 착용하고 다닐 수 있는 전자 장치이다. 이러한 웨어러블 기기에는 스마트 글래스, 스마트 워치, 및 반지형 웨어러블 기기 등이 있다.
이 가운데 반지형 웨어러블 기기는 사용자마다 손가락의 굵기가 다르기 때문에 각 사용자의 손가락에 알맞은 크기로 제작된다. 그런데 일반적인 반지의 경우 그 크기를 수십 가지로 구분하고 있는데(한국은 27단계, 미국은 65단계로 구분하고 있다) 반지형 웨어러블 기기도 이러한 구분에 의해 여러 단계로 나누는 경우 해당 크기별로 각각 설계를 달리해야 하므로 많은 비용이 소모되는 문제가 있다.
또한, 반지형 웨어러블 기기에 구비된 피부 감지 센서의 위치를 반지형 웨어러블 기기의 해당 크기별로 각각 다르게 조절해 주어야 했다. 이로 인해 피부와 센서 간 거리를 모든 크기별로 일정하게 유지하는 것이 어려울 뿐만 아니라 각 크기 별로 동일한 측정 신호의 품질을 보장하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 외측 링 부재 및 내측 링 부재를 조합하여 사용자들의 다양한 굵기의 손가락 사이즈에 대응할 수 있고, 기기의 크기가 달라도 센싱부의 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있는 반지형 웨어러블 기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 외측 링 부재; 상기 외측 링 부재의 내측에 분리 가능하게 삽입되는 내측 링 부재; 상기 외측 링 부재에 배치된 센서부; 및 상기 외측 링 부재에 배치되어 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 센서부는 상기 내측 링 부재의 두께에 대응하여 일정한 센싱 감도를 유지하는 반지형 웨어러블 기기를 제공한다.
상기 센서부는, 발광부 및, 상기 발광부에서 발산되어 손가락의 내부에서 반사되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 광센서일 수 있다.
상기 내측 링 부재는 상기 발광부의 광 조사 거리를 조절하기 위한 렌즈를 포함하며, 상기 렌즈는 상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 내측 링 부재의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있다.
상기 발광부는 상기 내측 링 부재에 형성된 관통구멍에 삽입된 상태로 상기 외측 링 부재에 탄력적으로 지지되어 상기 내측 링 부재의 두께에 따라 위치가 가변될 수 있다.
상기 외측 링 부재의 외측을 감싸는 커버 부재를 더 포함하며, 상기 발광부는 상기 커버 부재에 탄력적으로 지지되어 상기 내측 링 부재의 두께에 따라 위치가 가변될 수 있다.
상기 내측 링 부재의 해당 두께에 대응하는 저항 값을 가지는 고정 저항; 및 상기 고정 저항의 저항 값을 검출하기 위한 저항 측정 회로를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 저항 측정 회로에 의해 감지된 저항 값에 대응하는 상기 발광부의 발광 세기를 제어할 수 있다.
상기 발광부는, 상기 내측 링 부재의 제1 두께에 대응하여 제1 발광량을 가지며, 상기 내측 링 부재의 제1 두께보다 큰 상기 내측 링 부재의 제2 두께에 대응하여 상기 제1 발광량 보다 큰 제2 발광량을 가질 수 있다.
상기 센서부는 GSR(Galvanic skin response) 센서; 및 ECG 센서;를 더 포함하며, 상기 내측 링 부재는 상기 GSR 센서의 단자와 전기적으로 연결되는 피부 접촉 단자를 포함하고, 상기 ECG 센서는 제1 단자가 상기 내측 링 부재의 내측으로 노출되고, 제2 단자가 상기 외측 링 부재의 외측으로 노출될 수 있다.
상기 외측 링 부재에 배치되는 디스플레이부 및 상기 외측 링 부재의 외측에 회전 가능하게 결합되며, 반지형 웨어러블 기기는 상기 디스플레이부를 조작하기 위한 다이얼 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 외측 링 부재의 적어도 일 측면을 따라 원주 방향으로 배치될 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 다이얼 부재를 중심으로 상기 외측 링 부재의 양측면을 따라 원주 방향으로 배치되는 제1 및 제2 디스플레이부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 디스플레이부는 표시하는 정보가 서로 스위칭될 수 있다.
상기 다이얼 부재는, 정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체; 상기 회전체와 함께 회전하며 N극 및 S극이 교번 배치되는 자성체; 및 상기 회전체의 회전에 따라 상기 자성체에 대한 자극의 극성 변화를 감지하는 홀 센서;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 홀 센서로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출할 수 있다.
상기 다이얼 부재는, 정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체; 상기 회전체와 함께 회전하며 일정한 간격으로 배치되는 복수의 반사체; 및 상기 회전체의 회전에 따라 상기 복수의 반사체로부터 반사되는 광을 수신하는 이미지 센서;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 이미지 센서로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출할 수 있다.
상기 다이얼 부재는, 정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체; 상기 회전체에 내측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성되는 복수의 돌기; 및 상기 회전체의 회전에 따라 상기 복수의 돌기에 의해 작동하는 스위치;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출할 수 있다.
상기 반지형 웨어러블 기기는 상기 외측 링 부재의 외주를 감싸는 커버 부재를 더 포함하며, 상기 커버 부재는 내측에 상기 외측 링 부재에 구비된 무선 통신 모듈과 접속된 안테나가 배치되고, 상기 안테나가 상기 외부 장치와 신호 송수신이 가능하도록 비금속재로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 외측 링 부재와 내측 링 부재의 결합 구조를 보여주는 일부 절결 단면도이다.
도 4는 GSR 센서의 단자를 GSR 측정회로와 ECG 측정회로가 겸용하는 예를 나타내는 개략도이다.
도 5는 외측 링 부재가 정원형으로 이루어진 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 외측 링 부재에 결합되는 내측 링 부재의 다양한 두께를 나타내는 도면이다.
도 7은 회로부의 상면 및 저면을 각각 나타내는 도면이다.
도 8은 제어부에 센서부, 전원부, 통신 모듈 및 스위치가 전기적으로 연결된 상태를 나타내는 블록도이다.
도 9는 PPG센서의 내측 링 부재의 두께에 따라 상이한 렌즈를 구비하여 감지 성능을 보정하기 위한 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 내측 링 부재의 두께에 따라 PPG 센서의 발광부 위치를 가변할 수 있는 예를 보여주는 단면도이다.
도 11은 내측 링 부재의 두께에 따라 서로 다른 저항 값을 감지하여 PPG 센서의 발광부 세기를 조절하는 예를 보여주는 개략도이다.
도 12는 반지형 웨어러블 기기에 구비된 ECG 센서와 핸들을 통해 운전자의 졸음 여부를 감지하기 위한 예를 나타내는 개략도이다.
도 13은 통신 모듈을 통해 외부 기기와 신호를 송수신하는 예를 나타내는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 평면도이다.
도 16은 디스플레이부가 외측 링 부재의 적어도 일부에 한정적으로 설치된 예를 나타내는 개략도이다.
도 17은 반지형 웨어러블 기기를 회전시킬 때 미리 설정된 위치에서 정보를 디스플레이하도록 디스플레이 영역이 변경되는 예를 나타내는 개략도이다.
도 18 내지 도 20은 도 14에 도시된 다이얼 부재에 대한 다양한 예를 나타내는 개략도들이다.
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.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서에서 개시되는 반지형 웨어러블 기기는 구비된 각종 센서를 통해 사용자의 생체 신호를 검출할 수 있으며, 검출된 생체 신호는 분석하여 무선으로 미리 설정된 외부 기기(예를 들면, 디스플레이를 가지는 모바일 기기, 모니터, TV 등)로 맥박, 수면 정도, 혈압 등의 분석 데이터를 전송하여 디스플레이 할 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시되는 반지형 웨어러블 기기는 자체적으로 디스플레이를 구비할 수도 있으며, 디스플레이를 통해 다양한 UI(user interface) 예를 들면, 다양한 기능을 선택하기 위한 메뉴, 해당 기능을 수행함에 따라 표시되는 정보를 숫자 또는 이미지 등으로 표시할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반지형 웨어러블 기기의 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 외측 링 부재와 내측 링 부재의 결합 구조를 보여주는 일부 절결 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 반지형 웨어러블 기기(100)는 외측 링 부재(110)와, 외측 링 부재(110)의 내주면을 따라 배치되는 내측 링 부재(130)와, 외측 링 부재(110)의 외주를 따라 배치되는 커버 부재(150)와, 외측 링 부재(110)에 설치되는 회로부(170)를 포함할 수 있다.
외측 링 부재(110)는 사용자의 손가락에 끼워질 수 있는 내경을 가질 수 있다. 이 경우, 사용자의 손가락에 직접 접촉하는 것은 내측 링 부재(130)이므로, 외측 링 부재(110)의 내경은 내측 링 부재(130)의 두께를 고려하여 제작하는 것이 바람직하다. 외측 링 부재(110)는 다수 사용자의 다양한 손가락 굵기를 감안하여 연령별, 성별 등에 대응할 수 있도록 다양한 크기별로 제작될 수 있다. 예를 들면, 외측 링 부재(110)는 적어도 3가지 정도의 서로 다른 크기로 마련될 수 있다. 즉, 외측 링 부재(110)의 가장 작은 크기를 A1로 하고 할 때 A1, A2, A3로 구분할 수 있다(A1<A2<A3).
이와 관련하여 내측 링 부재(130)는 서로 다른 크기(A1, A2, A3)를 가지는 각 외측 링 부재(110)에 대해 적용할 수 있는 크기로 제작될 수 있다. 즉, 내측 링 부재(130)는 A1 크기의 외측 링 부재에 적용할 수 있는 B1-1, B1-2, B1-3의 크기로 제작될 수 있고(B1-1<B1-2<B1-3), A2 크기의 외측 링 부재에 적용할 수 있는 B2-1, B2-2, B2-3의 크기로 제작될 수 있고(B2-1<B2-2<B2-3), A3 크기의 외측 링 부재에 적용할 수 있는 B3-1, B3-2, B3-3의 크기로 제작될 수 있다(B3-1<B3-2<B3-3). 본 실시 예에서는 외측 링 부재(110)의 크기를 3개로 마련하고, 외측 링 부재(110)의 각 크기에 대응하는 내측 링 부재(130)의 크기를 각각 3개씩 마련할 수 있는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 외측 링 부재(110) 및 내측 링 부재(130)는 다양한 크기로 이루어질 수 있어 본 실시 예에서 설명한 것보다 더 많거나 더 적게 마련될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 외측 링 부재(110)는 내주면(110a)을 따라 내측 링 부재(130)가 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우 외측 링 부재(110)의 내주면(110a) 단부에는 외측 링 부재(110)의 중심을 향해 소정 길이 돌출된 결합턱(111)이 형성될 수 있다. 외측 링 부재(110)의 결합턱(111)은 내측 링 부재(130)의 외주면(130b) 양단을 따라 형성된 결합홈(131)에 안착될 수 있다. 이와 같이 외측 링 부재(110)와 내측 링 부재(130)는 외측 링 부재(110)와 내측 링 부재(130)의 결합구조 즉, 결합턱(111) 및 결합홈(131)에 의해 상호 안정적으로 결합될 수 있다. 이 경우 외측 링 부재(110) 및 내측 링 부재(130)는 전술한 결합구조 외에 내측 링 부재(130)를 외측 링 부재(110)에 접착제로 부착하거나 별도의 체결나사(미도시) 등을 통해 고정하는 것도 물론 가능하다.
외측 링 부재(110)는 외주면(110b)을 따라 회로부(170)가 안착될 수 있는 요홈이 형성될 수 있다. 외측 링 부재(110)는 회로부(170)에 포함된 각종 센서의 일부분(LED, 단자 등) 또는 충전 단자 등이 내측 링 부재(130) 측으로 노출되도록 다수의 개구(112a, 112b, 112c, 112d)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 각각 한 쌍씩 형성된 제1 및 제2 개구(112a, 112b)를 통해 혈중 산소포화도(SpO2)를 측정하기 위한 PPG 센서(photo-plethysmography sensor)(172)의 발광부(172a)가 노출될 수 있고, 한 쌍의 제3 개구(112c)를 통해 PPG 센서(172)의 수광부(172d)가 노출될 수 있고, 제4 개구(112d)를 통해 GSR 센서(Galvanic skin response sensor)(173)의 피부 접촉 단자(173b, 도 13 참조)가 노출될 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 외측 링 부재(110)는 ECG 센서(Electrocardiogram sensor)의 단자가 노출될 수 있는 개구가 형성될 수 있고, 내장형 배터리(182)의 충전을 위한 충전 단자 노출될 수 있는 개구가 형성될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, GSR 센서(173)의 단자(173b)는 ECG 센서의 단자로 겸용할 수 있다. 즉, GSR 센서(173)의 단자(173b)와, GSR 측정회로 및 ECG 측정회로의 각 단자에 사이에 스위칭 회로(SW)(예를 들면, 아날로그 스위치 IC, 멀티플렉서(multiplexor) 등)을 배치하여, GSR 센서(173)의 단자(173b)를 GSR 측정회로 및 ECG 측정회로 어느 하나에 선택적으로 접속될 수 있도록 구현될 수 있다. 이 경우, 사용자는 외부 기기(20, 도 13 참조)에 표시되는 소정의 UI(user interface)를 통해 반지형 웨어러블 기기(100)로 선택 신호를 송신할 수 있으며, 반지형 웨어러블 기기의 제어부(185, 도 8 참조)는 상기 선택 신호를 판단하여 스위칭 회로(SW)를 구동시켜 GSR 센서(173)의 단자(173b)를 GSR 측정회로 및 ECG 측정회로 중 어느 하나에 접속시킬 수 있다.
외측 링 부재(110)는 금속재로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고 외측 링 부재(110)는 합성수지재로 이루어질 수 있고, 표면에 금속재 코팅층 또는 금속재질의 느낌을 줄 수 있는 비금속재 코팅층을 형성할 수 있다. 이 경우, 내측 링 부재(130) 및 커버 부재(150)는 외측 링 부재(110)의 디자인과 조화를 이루도록 금속재나 금속재 느낌을 줄 수 있는 비금속재로 형성하는 것이 바람직하다.
외측 링 부재(110)는 전체적으로 링 형상으로 이루어지지만, 배터리(182)가 위치하는 외측 링 부재(110)의 일 부분은 배터리(182)의 플랫(flat) 형상에 대응하여 외측 링 부재(110)의 나머지 부분과 곡률이 다르게 이루어진다. 하지만, 외측 링 부재(110)는 이러한 형상 외에 도 5와 같이 정원형으로 이루어질 수도 있다.
도 5는 외측 링 부재가 정원형으로 이루어진 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 반지형 웨어러블 기기(100')의 외측 링 부재(110')는 내측 링 부재(130')와 마찬가지로 정원형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 반지형 웨어러블 기기(100')에 구비되는 배터리는 휘어질 수 있는 소재로 형성된 플렉서블 배터리를 채용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 배터리는 외측 링 부재(110')의 곡률과 동일하거나 유사한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
내측 링 부재(130')는 소정 두께를 가지는 원형으로 이루어질 수 있으며, 외측 링 부재(110')의 내주면을 따라 분리 가능하게 결합 될 수 있다. 내측 링 부재(130')는 사용자의 손가락 피부에 직접 접촉하게 되므로 피부 트러블을 일으키지 않는 금속재 또는 비금속재로 이루어지는 것이 바람직하다. 내측 링 부재(130')가 비금속재로 제작될 경우 외측 링 부재(110')의 색상과 동일한 색상을 유지할 수 있도록 내측 링 부재(130')의 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.
도 6은 외측 링 부재에 결합되는 내측 링 부재의 다양한 두께를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 내측 링 부재(130)는 예를 들면, A1 크기의 외측 링 부재(110)에 내경이 서로 다른 B1-1, B1-2, B1-3 크기의 내측 링 부재(130a', 130b', 130c') 중 적어도 어느 하나를 결합하여 사용할 수 있다. 이 경우, B1-1, B1-2, B1-3 크기의 내측 링 부재(130a', 130b', 130c')는 각각 R1, R2, R3의 반지름을 가질 수 있다(R1<R2<R3). 도 5에 표시된 “C”는 내측 링 부재(130a', 130b', 130c')의 중심을 나타낸다. 이와 같이 서로 상이한 크기의 내경을 가지는 각 내측 링 부재(130a', 130b', 130c')는 동일한 크기의 외측 링 부재(110)에 결합될 수 있도록 외경의 크기가 모두 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.
다시 도 2를 참조하면, 내측 링 부재(130)는 외측 링 부재(110)의 다수의 개구(112a, 112b, 112c, 112d)에 각각 대응하는 개구(132a, 132b, 132c, 132d)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 회로부(170)에 포함된 각종 센서의 일부분(LED, 단자 등) 또는 충전 단자 등이 외측 링 부재(110) 및 내측 링 부재(130)를 통해 손가락 측으로 노출될 수 있다.
내측 링 부재(130)는 외측 링 부재(110)의 내주면을 따라 삽입이 용이하도록 일 부분에 커팅부(135)가 형성될 수 있다. 내측 링 부재(130)는 커팅부(135)에 의해 내측 링 부재(130)로 외력이 가해질 때 형상이 변형될 수 있다. 즉, 내측 링 부재(130)에 압력을 가할 경우 내측 링 부재(130)가 오므려지면서 일시적으로 직경이 줄어들 수 있다. 이와 같이 내측 링 부재(130)는 직경을 줄인 상태로 외측 링 부재(110)의 내주면(110a)을 따라 삽입할 수 있다. 내측 링 부재(130)를 삽입한 후 내측 링 부재(130)에 가한 압력을 제거하면 내측 링 부재(130)는 자체 탄성에 의해 원형으로 복귀되어 외측 링 부재(110)에 내주면(110a)에 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나 내측 링 부재(130)는 분리된 적어도 2개의 부분으로 형성할 수 있다. 이 경우 내측 링 부재(130)를 이루는 2개의 부분은 접착제 또는 체결피스를 통해 외측 링 부재(110)의 내주면(110a)에 고정시킬 수 있다.
커버 부재(150)는 외측 링 부재(110)의 외주면(110b)에 설치된 회로부(170) 및 배터리(182)를 노출하지 않도록 회로부(170)를 커버한 상태로 외측 링 부재(110)의 외측에 결합된다. 이 경우, 커버 부재(150)는 접착제 또는 체결피스를 통해 외측 링 부재(110)에 결합될 수 있다.
커버 부재(150)는 제1 부분(151)과 제2 부분(153)을 포함할 수 있다. 제1 부분(151)은 외측 링 부재(110)의 외곽에 대응하는 형상으로 이루어지며 대부분의 외측 링 부재(110)의 외측을 커버한다. 제2 부분(153)은 회로부(170)의 스위치(183)에 대응한 위치에 배치될 수 있다. 제2 부분(153)은 스위치(183)를 커버하는 동시에 스위치(183)의 버튼(183a, 도 7(b) 참조)을 누를 수 있도록 제1 부분(151)과 분리된 상태로 외측 링 부재(110)에 설치될 수 있다.
커버 부재(150)는 전체적으로 금속재 또는 비금속재로 이루어질 수 있다. 커버 부재(150)는, 회로부(170)의 통신 모듈(181)과 전기적으로 연결된 안테나(미도시)의 무선 신호의 송수신을 간섭하지 않도록, 안테나에 대응하는 커버 부재(150)의 일부분은 비금속재로 이루어지거나 커버 부재(150) 전체가 비금속재로 이루어질 수 있다. 안테나는 외측 링 부재(110) 또는 커버 부재(150)의 내주면에 배치될 수 있다.
도 7은 회로부의 상면 및 저면을 각각 나타내는 도면이고, 도 8은 제어부에 센서부, 전원부, 통신 모듈 및 스위치가 전기적으로 연결된 상태를 나타내는 블록도이다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 회로부(170)는 센서부(171), 전원부(180), 통신 모듈(181), 스위치(183) 및 제어부(185)를 포함할 수 있다. 회로부(170)는 복수의 인쇄회로기판(PCB)과, 인쇄회로기판에 실장된 각종 센서 및 소자와, 일렬로 배열된 복수의 인쇄회로기판을 서로 전기적으로 연결하기 위한 가요성 인쇄회로기판(FPCB: flexible printed circuit board)을 포함할 수 있다.
센서부(171)는 다음과 같이 다양한 기능을 수행할 수 있다. 사용자의 수면 중 무호흡 여부를 감지 기능, 수면 여부 및 수면 단계 감지 기능, 졸음여부 감지 기능, 혈압 측정 기능, 칼로리 소모량 측정 기능, 피부 수화도 측정 기능, 사용자 인증 기능, 온도 측정 기능을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 센서부(171)는 전술한 다양한 기능을 수행하기 위해 다양한 센서 즉, PPG 센서(photo-plethysmography sensor)(172), GSR 센서(Galvanic skin response sensor)(173), ECG 센서(Electrocardiogram sensor)(174), 가속도 센서(175), 온도 센서(176) 및 지문 센서(177)를 포함할 수 있다. 이하에서는 센서부(171)를 통해 구현할 수 있는 상기 기능들을 수행하기 위한 센서에 대해 설명한다.
PPG 센서(172)는 사용자의 수면 중 무호흡 여부를 감지하기 위해 혈중 산소포화도를 측정할 수 있다. PPG 센서(172)는 도 7(a)와 같이 손가락을 향해 광을 발산하는 발광부(172a)와, 발광부(172a)로부터 발산되어 손가락 내부의 혈관에 반사된 광을 수신하는 수광부(172d)를 포함할 수 있다.
발광부(172a)는 제1 및 제2 광원(172b, 172c)을 포함할 수 있다. 제1 광원(172b)은 적어도 2 이상의 적색 LED일 수 있으며, 제2 광원(172c)은 적어도 2 이상의 적외선 LED일 수 있다. 이 경우, 발광부(172a)는 손가락의 혈중 산소포화도의 감지 성능을 향상시키기 위해, 적색 LED와 적외선 LED를 각각 복수로 구비하는 것도 물론 가능하다.
수광부(172d)는 하나의 포토 다이오드일 수 있다. 수광부(172d)는 도 1과 같이 발광부(172a)에 대하여 소정 각도로 배치될 수 있다. 예를 들면, 수광부(172d)는 제1 광원(172b)과 대략 60도 각도로 배치될 수 있고, 제2 광원(172c)과 대략 95도 각도로 배치될 수 있다. 하지만 수광부(172d)는 제1 및 제2 광원(172b, 172c)에 대하여 전술한 각도에 한정되지 않고 다양한 각도로 배치될 수도 있다.
도 9는 PPG센서의 내측 링 부재의 두께에 따라 상이한 렌즈를 구비하여 감지 성능을 보정하기 위한 구조를 나타내는 단면도이다.
또한, 도 9(a), (b)와 같이 동일한 크기의 외측 링 부재(110-1)에 대하여 서로 다른 두께의 내측 링 부재(130-1, 130-2)를 사용하는 경우에도 렌즈(178-1, 178-2)를 통한 PPG 센서(172)의 감지 성능을 조절할 수 있다.
도 9(a)의 손가락(10)의 굵기가 도 9(b)의 손가락(11) 굵기보다 굵은 경우라고 가정하면, 동일한 크기의 외측 링 부재(110-1)에 대하여 도 9(a)의 내측 링 부재(130-1)는 도 9(b)의 내측 링 부재(130-2)보다 큰 사이즈일 수 있다. 즉, 도 9(a)의 내측 링 부재(130-1)는 내경이 도 9(b)의 내측 링 부재(130-2)보다 더 클 수 있다.
이 경우, 도 9(a)의 발광부(172a)와 손가락(10) 내부의 임의의 위치(P)까지의 광 조사 거리(L2)가 도 9(b)의 발광부(172a)와 손가락(11) 내부의 임의의 위치(P)까지의 광 조사 거리(L1)보다 더 짧을 수 있다. 따라서, 도 9(b)의 렌즈(178-2)의 초점 거리(F2)를 도 9(a)의 렌즈(178-1)의 초점 거리(F1)보다 더 길게 설정할 수 있도록, 도 9(b)의 렌즈(178-2)는 도 9(a)의 렌즈(178-1)보다 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 이에 따라 본 실시예는 광 조사 거리(L1, L2) 차에 따른 감지 성능의 보정을 행할 수 있다.
또한, 도 9와 같이 광의 초점 거리를 조절하기 위해 렌즈를 구비하는 경우, 미리 설정된 파장의 빛만 발광하거나 수광할 수 있도록 렌즈의 전단 또는 후단에 소정 파장 대역만 통과하고 나머지 파장 대역은 필터링할 수 있는 필터(미도시)를 구비할 수도 있다.
도 10은 내측 링 부재의 두께에 따라 PPG 센서의 발광부 위치를 가변할 수 있는 예를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 발광부(172a)가 탄성 부재(179)(예를 들면, 코일 스프링)에 의해 외측 링 부재(110-4)에 탄력적으로 지지될 수 있다. 탄성 부재(179)는 일단이 발광부(172a)의 후단을 지지하고, 타단이 외측 링 부재(110-4)에 돌출 형성된 고정 돌기(179a)에 고정될 수 있다. 이 경우 고정 돌기(179a)는 외측 링 부재(110-4) 대신에 커버 부재(150)의 내측에 형성될 수도 있다.
한편, 도 10(a)의 손가락(14)의 굵기가 도 10(b)의 손가락(15)의 굵기보다 굵고 외측 링 부재(110-4)의 크기가 동일하다고 가정하면, 도 10(a)의 내측 링 부재(130-5)의 내경은 도 10(b)의 내측 링 부재(130-6)의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
이 경우, 도 10(a)의 발광부(172a)는 탄성 부재(179)에 의해 손가락(14)의 표면에 접촉 또는 인접하게 배치될 수 있고, 도 10(b)의 발광부(172a) 역시 탄성 부재(179)에 의해 손가락(14)의 표면에 접촉 또는 인접하게 배치될 수 있다. 이에 따라 발광부(172a)는 내측 링 부재(130-5, 130-6)의 내경(또는 두께)에 관계없이 탄성 부재(179)의 탄성력에 의해 항상 피부와의 거리를 동일하게 유지할 수 있다.
도 11은 내측 링 부재의 두께에 따라 서로 다른 저항 값을 부여하고, 이 저항 값에 따라 PPG 센서의 발광부 세기를 달리 조절하는 예를 보여주는 개략도이다.
도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면, 내측 링 부재(130-7, 130-8)는 내측 링 부재(130-7, 130-8)의 각 크기(두께 또는 내경)에 대응하여 서로 다른 저항 값을 가지는 고정 저항(190-1, 190-2)을 각 내측 링 부재(130-7, 130-8)에 구비할 수 있다. 이 경우, 두께가 1mm인 도 11(a)의 내측 링 부재(130-7)에는 1Mohm의 저항 값을 가는 고정 저항(190-1)이 설치될 수 있으며, 두께가 2mm인 도 11(b)의 내측 링 부재(130-8)에는 10Mohm의 저항 값을 가지는 고정 저항(190-2)이 설치될 수 있다.
또한, 외측 링 부재(110-5)는 각 내측 링 부재(130-7, 130-8)에 구비된 고정 저항(190-1, 190-2)의 각 저항 값을 판별할 수 있는 저항 측정 회로(191)(예를 들면, 포텐셔미터(potentiometer), 분압기(voltage divider) 등)를 구비할 수 있다.
이에 따라, 외측 링 부재(110-5)에 크기(두께 또는 내경)가 서로 다른 내측 링 부재(130-7, 130-8) 중 어느 하나를 결합하는 경우, 저항 측정 회로(191)의 단자(191a)에 고정 저항(190-1, 190-2) 중 어느 하나의 단자(190a-1, 190a-2)가 접속된다. 이 경우 저항 측정 회로(191)는 고정 저항(190-1, 190-2)의 저항 값을 검출하여 제어부(185, 도 8 참조)로 검출 신호를 전송한다.
제어부(185)는 수신된 검출 신호를 판단하여 내측 링 부재의 해당 두께에 대응하여 전원부(180)를 제어하여 발광부(172a)에 인가하는 전압을 조절함으로써 발광부(172a)의 발광 세기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 외측 링 부재(110-5)에 두께가 2mm인 내측 링 부재(130-8)가 결합되는 경우, 제어부(185)는 두께가 1mm인 내측 링 부재(130-7)가 결합되는 경우보다 발광부(172a)의 발광 세기를 더 크게 조절함으로써, 내측 링 부재(130-7, 130-8)의 두께에 따른 PPG 센서(172)의 감지 성능을 보정할 수 있다.
본 실시예에서는 두께가 다른 각각의 링 부재를 감지하기 위한 방법으로 고정 저항을 이용하였으나 이에 제한되지 않고 다양한 수단을 이용할 수도 있다. 일 예로써, 내측 링 부재를 외측 링 부재에 결합 시 사용자가 내측 링 두께에 따른 발광부(172a)의 발광 세기를 직접 제어하는 것도 물론 가능하다. 이를 위해, 사용자는 외부 기기(20, 도 13 참조)를 통해 외부 기기(20)에 미리 마련된 어플리케이션으로 내측 링 두께를 입력하면, 이 입력된 데이터가 제어부(185)로 유선 또는 무선 송신될 수 있다. 제어부(185)는 외부 기기(20)로부터 입력된 데이터를 판단하여 발광부(172a)의 발광 세기를 변경할 수 있다. GSR 센서(173)는 손가락 피부에서 배출되는 습기에 의한 전류 변화를 감지할 수 있다. GSR 센서(173)는 교감신경계에 의해 피부 습도가 변하게 되고 이를 전기적인 저항의 변화로 검출할 수 있고, 이를 통해 각성, 졸음 등과 같이 수면 여부 판단의 근거를 제시할 수 있다. GSR 센서(173)의 신호를 이용하여, 교류 성분에 해당하는 피부 임피던스 반사(SIR: skin impedance response)와, 직류 성분에 해당하며 전체적인 피부 임피던스 수준(SIL: skin impedance level)을 동시에 측정하여 졸음 여부를 알 수 있다. 사용자가 졸고 있을 경우 SIR은 발현 간격이 길어지고 발현 빈도가 감소되며, SIL은 증가하게 된다.
GSR 센서(173)는 단자(173a)가 구비되며, GSR 센서(173)의 단자(173a)는 내측 링 부재(130)에 결합되어 피부와 직접 접촉할 수 있는 피부 접촉 단자(173b, 도 13 참조)와 전기적으로 접속될 수 있다. 이와 같은 피부 접촉 단자(173b)는 손가락의 피부와의 접촉 면적을 늘려 GSR 센서(173)의 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 GSR 센서(173)의 단자(173a)의 크기보다 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.
ECG 센서(174)는 심장 박동의 비율과 일정함을 측정하는데 사용할 뿐만 아니라, 심장의 크기와 위치, 심장의 어떠한 손상이 있는 지의 여부를 검사하는데 사용된다. ECG 센서(174)는 심장의 비정상적인 리듬을 측정하고 진단하는 데 유효하며 특히, 전기적 신호를 전달하는 전도 조직의 손상으로 인한 비정상적인 리듬을 측정하는 데 좋다.
도 12는 반지형 웨어러블 기기에 구비된 ECG 센서와 핸들을 통해 운전자의 졸음 여부를 감지하기 위한 예를 나타내는 개략도이다.
도 12를 참조하면, ECG 센서(174)는 반지형 웨어러블 기기(100)를 착용한 손의 손가락에 접촉할 수 있도록 내측 링 부재(130)의 내주면(130a)에 배치되는 제1 단자(174a)와, 외측 링 부재(110)의 일부(또는 커버 부재(150)의 일부)에 배치되는 제2 단자(174b)가 각각 배치될 수 있다. 또한, 핸들(30)의 일측에는 제2 단자(174b)와 전기적으로 접촉할 수 있는 제3 단자(174c)가 배치될 수 있고, 핸들(30)의 타측에는 제4 단자(174d)가 배치될 수 있다. 제4 단자(174d)는 핸들(30)의 내부에 배치된 연결배선(174e)을 통해 제3 단자(174c)와 전기적으로 접속될 수 있다.
운전자의 졸음 여부(또는 각성 상태)를 감지하기 위해, 운전자는 한 손(이하, 왼손)의 손가락에 반지형 웨어러블 기기(100)를 착용한 상태로 핸들(30)의 일측을 파지하여 반지형 웨어러블 기기(100)의 제2 단자(174b)가 제3 단자(174c)와 전기적으로 접촉시키고, 나머지 한 손(이하, 오른손)으로 핸들(30)의 타측을 파지하여 제4 단자(174d)가 오른손과 접지되도록 한다. 이와 같이 ECG 센서(174)의 제1 단자(174a)에 왼손이 접속되고, 제3 및 제4 단자(174c, 174d)를 통해 ECG 센서(174)의 제2 단자(174b)에 오른손이 접속됨으로써, 운전자의 심전도를 측정할 수 있는 조건이 이루어진다.
이 경우, ECG 센서(174)는 제1 단자(174a)에서 좌측 채널 신호를 측정하고 제2 단자(174b)에서 우측 채널 신호를 측정하여, 왼손과 오른손의 전기적 신호 차이를 판단함으로써 심전도 데이터를 얻을 수 있다. 예를 들면, 제어부(185)는 심전도의 주요 신호인 P, QRS, T 중 R 피크(peak)를 검출하여 계산된 R-R 인터벌(interval)의 평균이 증가하면(이 경우, 심박수가 느려진다) 운전자가 졸음 상태에 있다고 판단할 수 있다. 반지형 웨어러블 기기(100)의 제어부(185)는 운전자가 졸음 상태에 있음을 감지한 경우, 통신 모듈(181)을 통해 차량에 구비된 통신 모듈(미도시)로 경고 신호를 송신하고, 차량의 제어부(미도시)가 차량의 통신 모듈로부터 경고 신호를 수신한 후, 차량 내에 구비된 스피커 등을 통해 경고음을 발생시킬 수 있다.
또한, 제어부(185)는 ECG 센서(174)에 의해 감지된 심전도 신호와 PPG 센서(172)에 의해 감지된 혈중 산소포화도를 통한 공지된 혈압 추정 방법을 통해 사용자의 혈압을 추정할 수도 있다.
가속도 센서(175)는 사용자의 움직임을 감지할 수 있으며, 제어부(185)는 가속도 센서(175)에 의해 감지되는 신호를 통해 사용자의 칼로리 소모량을 측정할 수 있다. 제어부(185)는 PPG 센서(172)나 ECG 센서(174)에 의해 감지된 신호와 가속도 센서(175)에 의해 감지된 신호를 통해 사용자의 수면 단계를 검출할 수 있다. 가속도 센서(175)는 자이로 센서로 대체될 수도 있다.
온도 센서(176)는 비접촉 온도 센서일 수 있으며, 사용자의 체온이나 사물의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(176)는 온도 측정이 용이하도록 반지형 웨어러블 기기(100)의 외부로 노출될 수 있는 위치 즉, 외측 링 부재(110)의 외측 일부분이나 커버 부재(150)의 외측 일부분에 배치될 수 있다.
지문 센서(177)는 사용자의 지문을 감지하기 위한 것으로, 사용자의 지문을 용이하게 감지할 수 있도록 온도 센서(176)와 유사하게 외측 링 부재(110)의 외측 일부분이나 커버 부재(150)의 외측 일부분에 배치될 수 있다. 제어부(185)는 지문 센서(177)와 ECG 센서(174)를 통해 감지된 신호를 이용하여 사용자 인증 기능을 수행할 수 있다. 이 경우 제어부(185)는 감지된 지문 데이터 및 심전도 데이터를 미리 메모리에 저장된 사용자의 지문 데이터 및 심전도 데이터와 비교함으로써 사용자 인증을 행할 수 있다.
전원부(180)는 배터리(182)로부터 전원을 공급받아 제어부(185)로 인가하며, 제어부(185)는 센서부(171) 및 통신 모듈(181)로 전원 공급을 제어할 수 있다. 전원부(180)는 한 쌍의 배터리 충전 단자(180a)를 포함할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 배터리 충전 단자(180a)는 별도의 충전기 단자(미도시)와 접속할 수 있도록 외측 링 부재(110) 및 내측 링 부재(130)에 형성된 개구(미도시)를 통해 내측 링 부재(130)의 내측으로 노출될 수 있다. 또한, 전원부(180)는 무선 충전 회로(미도시)를 구비할 수도 있으며, 별도의 무선 충전 기기로부터 배터리 전원을 충전할 수 있다. 이 경우 별도의 배터리 충전 단자(180a)를 생략할 수 있다.
도 13은 통신 모듈을 통해 외부 기기와 신호를 송수신하는 예를 나타내는 개략도이다.
도 13을 참조하면, 통신 모듈(181)은 센서부(171)에 의해 감지된 각종 신호를 외부 기기(20)로 송신할 수 있고, 외부 기기(20)로부터 전송되는 신호를 수신하는 것도 물론 가능하다.
통신 모듈(181)은 Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee 기술 중 어느 하나의 무선 통신 기능을 수행하는 소자를 포함할 수 있다. 또한, 통신 모듈(181)은 모바일 결제 기능을 구현할 수 있도록 NFC 칩을 포함할 수 있다. 이 경우, 회로부(170)는 NFC 방식뿐만 아니라 기존 플라스틱 신용카드에 사용되던 마그네틱 방식을 지원하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 결제방식을 행할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. MST 방식에 의해 결제를 행하는 경우, 지문 센서(177)로 사용자 인증(보안 체크)을 한 후 마그네틱 카드 결제 단말기 근처에 반지형 웨어러블 기기(100)를 가져다 대면 반지형 웨어러블 기기(100)에서 생성된 자기장 정보가 결제단말기에 전달되고 결제단말기는 자기장 정보를 받아들여 결제가 진행될 수 있다.
상에서 NFC 방식을 이용한 결제 시에도 사용자 인증을 거치며, NFC 및 MST 방식 외의 다른 결제방식을 본 실시예에 적용하는 경우에도 인증 수단을 사용하는 것이 바람직하다.
스위치(183)는 아날로그 스위치로 택타일 스위치(tactile switch)일 수 있다. 스위치(183)는 커버 부재(150)의 제2 부분(153, 도 2 참조)에 의해 버튼(183a, 도 7(b) 참조)이 눌려지며, 눌리는 횟수 또는 눌리는 시간 등에 따라 전원부(180)를 온/오프 하거나 전술한 반지형 웨어러블 기기(100)의 다양한 기능을 수행하기 위한 모드 선택이 가능하다.
전술한 반지형 웨어러블 기기(100)는 검출된 사용자의 생체 신호에 따른 다양한 사용자의 생체 정보를 별도의 외부 기기(20)의 디스플레이부(21)를 통해 표시하였으나, 이에 제한되지 않고 도 14와 같이 반지형 웨어러블 기기(200)에 자체적으로 구비된 디스플레이부(251, 253)를 통해 다양한 정보를 표시할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 사시도이고, 도 15는 도 14에 도시된 반지형 웨어러블 기기를 나타내는 평면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반지형 웨어러블 기기(200)는 대부분의 구성이 전술한 반지형 웨어러블 기기(100)의 구성과 동일하며, 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)와 다이얼 부재(260)를 구비한 점과, 커버 부재(150) 및 스위치(183)를 생략한 점에서 차이가 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반지형 웨어러블 기기(200)는 전술한 반지형 웨어러블 기기(100)의 구성과 상이한 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253) 및 다이얼 부재(260)에 대해서만 설명한다. 도 14에서 미설명 부호 230은 내측 링 부재를 가리킨다.
도 15를 참조하면, 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 다이얼 부재(260)를 사이에 두고 외측 링 부재(210)의 외측을 따라 외측 링 부재(210)의 원주 방향으로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 외측 링 부재(210)가 소정 곡률을 갖도록 형성되므로 이에 대응할 수 있도록 플렉서블하게 이루어지고, 사용자의 터치 입력이 가능하도록 터치 패널을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 제어부(185)와 전기적으로 연결되며, 제어부(185)에 의해 다양한 정보를 표시할 수 있도록 제어된다. 여기서 다양한 정보는 반지형 웨어러블 기기(200)에 의해 구현되는 기능을 나타내는 다수의 이미지(각 이미지는 소정 모양의 아이콘으로 표시될 수 있다)나 텍스트로 표현될 수 있다.
제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 상호 반응하도록 동작될 수 있다. 예를 들어 제1 디스플레이부(251)에 표시된 하나의 이미지를 터치하면, 이에 응답하여 서브 이미지(소정 모양의 아이콘으로 표시될 수 있다)나 소정의 텍스트가 제2 디스플레이부(253)에 표시될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253) 중 어느 하나에 표시된 이미지를 터치하는 경우, 해당 기능이 수행될 수도 있다.
또한, 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 제어부(185)에 의해 서로 표시하는 정보를 스위칭될 수도 있다. 이는 사용자가 스위치(183)를 조작하거나, 반지형 웨어러블 기기(100)를 착용한 손을 소정 속도로 흔들어 가속도 센서(175)에 의해 이 모션을 감지할 수 있는 햅틱 기능을 통해 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253) 간 정보의 스위칭이 가능할 수 있다.
도 16은 디스플레이부가 외측 링 부재의 적어도 일부에 한정적으로 설치된 예를 나타내는 개략도이고, 도 17은 반지형 웨어러블 기기를 회전시킬 때 미리 설정된 위치에서 정보를 디스플레이하도록 디스플레이 영역이 변경되는 예를 나타내는 개략도이다.
도 16을 참조하면, 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 외측 링 부재(210)의 일부에만 설치될 수 있다.
하지만, 이에 제한되지 않고 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)는 외측 링 부재(210)의 외측 전체를 따라 형성될 수도 있다. 이 경우, 도 17(a)와 같이 제1 및 제2 디스플레이부(251', 253')의 전체 영역 중 일부만 정보를 표시하는 디스플레이 영역(DA)으로 설정될 수 있다. 이때 디스플레이 영역(DA)은 사용자의 시선에 대응하는 위치에서 표시될 수 있다. 이 상태에서 도 17(b)와 같이 반지형 웨어러블 기기를 손가락의 중심 축(즉, Z축)을 중심으로 일 방향으로 예를 들어 90도 회전시키면, 디스플레이 영역(DA)은 사용자 시선에 대응하는 위치에 그대로 표시될 수 있도록, 반지형 웨어러블 기기를 회전시키기 전 상태의 위치로부터 반지형 웨어러블 기기를 회전시킨 역방향으로 90도 위치로 변경될 수 있다. 이는 반지형 웨어러블 기기의 회전 여부를 가속도 센서(175, 도 8 참조)를 통해 감지하고, 이렇게 감지된 신호를 제어부(175, 도 8 참조)가 판단하여, 제1 및 제2 디스플레이부(251', 253')를 제어함으로써 구현할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 2개의 디스플레이부(251, 253)가 구비되는 것으로 설명하지만, 이에 제한되지 않고 하나의 디스플레이부만 구비하는 것도 물론 가능하다.
다시 도 15를 참조하면, 다이얼 부재(260)는 외측 링 부재(210)에 회전 가능하게 설치되며, 일방향 및 그 역 방향으로 회전 시 제1 및 제2 디스플레이부(251, 253)에 표시된 아이콘을 선택할 수 있다. 다이얼 부재(260)는 다이얼 부재(260)의 회전 시 손가락과 다이얼 부재(260) 간의 슬립이 발생하지 않도록 다이얼 부재(260)의 외주면을 따라 미끄럼 방지돌기가 형성될 수 있다. 또한, 다이얼 부재(260)는 외측 링 부재(210)의 외경보다 큰 외경을 갖도록 형성되어 외측 링 부재(210)의 외주면보다 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 사용자는 전술한 다이얼 부재(260)의 구조에 의해 다이얼 부재(260)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
도 18 내지 도 20은 도 15에 도시된 다이얼 부재에 대한 다양한 예를 나타내는 개략도들이다.
도 18을 참조하면, 다이얼 부재(260a)는 다이얼 부재(260a)의 외부를 이루는 회전체(261a)와, 회전체(261a) 내주면을 따라 배치되는 자성체(261b)와, 자성체(261b)를 감지하기 위한 홀 센서(261c)를 포함할 수 있다.
자성체(261b)는 회전체(261a)를 따라 N극과 S극으로 교번 배치되도록 부착되는 마그네틱 스트립일 수 있다. 이와 같은 자성체(261b)는 회전체(261a)와 함께 정회전 및 역회전하게 되며, 회전체(261a)의 내주면의 전체 구간을 따라 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 자성체(261b)는 회전체(261a)의 내주면의 일부 구간에 대해서만 배치될 수도 있다. 이와 같이 자성체(261b)가 회전체(261a) 일부 구간에만 형성되는 경우, 홀 센서(261c)에 의해 감지될 수 있는 각도 범위 만큼 회전할 수 있도록 회전체(261a)의 회전 각도를 제한하는 것이 바람직하다.
홀 센서(261c)는 자성체(261b)와 소정 간격을 두고 마주할 수 있는 외측 링 부재(210)의 일부분에 설치될 수 있다. 이와 같은 홀 센서(261c)는 제어부(185)와 전기적으로 연결되며, 회전하는 자성체(261b)의 극성 변화를 감지하여 제어부(185)로 감지 신호를 전송할 수 있다. 제어부(185)는 회전체(261a)의 회전량을 산출하여 디스플레이부(251, 253)에 표시된 이미지 들 중 회전체(261a)의 회전 각도에 대응하는 위치에 배치된 이미지를 선택할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(251, 253)에는 회전체(261a)의 회전 방향과 동일한 방향으로 이동하는 커서가 표시될 수도 있다.
도 19를 참조하면, 다이얼 부재(260b)는 다이얼 부재(260b)의 외부를 이루는 회전체(263a)와, 회전체(263a) 내주면을 따라 동일한 간격으로 배치되는 복수의 반사체(263b)와, 복수의 반사체(263b)를 감지하기 위한 이미지 센서(263c)를 포함할 수 있다.
복수의 반사체(263b)는 회전체(263a)의 내주면의 전체 구간을 따라 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 회전체(263a)의 내주면의 일부 구간에 대해서만 배치될 수도 있다. 이와 같이 복수의 반사체(263b)가 회전체(263a) 일부 구간에만 형성되는 경우, 이미지 센서(263c)에 의해 감지될 수 있는 각도 범위만큼 회전할 수 있도록 회전체(263a)의 회전 각도를 제한하는 것이 바람직하다.
이미지 센서(263c)는 옵티컬 엔코더(optical encoder)일 수 있으며, 복수의 반사체(263b)와 소정 간격을 두고 마주할 수 있는 외측 링 부재(210)의 일부분에 설치될 수 있다. 이미지 센서(263c)는 회전체(263a)가 회전 시 복수의 반사체(263b)에 의해 광이 반사되는 횟수를 감지하고, 이 감지 신호를 제어부(185)로 전송할 수 있다. 제어부(185)는 회전체(263a)의 회전량(또는 회전 각도)을 산출하여 디스플레이부(251, 253)에 표시된 이미지들 중 회전체(263a)의 회전 각도에 대응하는 위치에 배치된 이미지를 선택할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(251, 253)에는 회전체(263a)의 회전 방향과 동일한 방향으로 이동하는 커서가 표시될 수도 있다.
도 20을 참조하면, 다이얼 부재(260c)는 다이얼 부재(260c)의 외부를 이루는 회전체(265a)와, 회전체(265a) 내주면을 따라 동일 간격으로 돌출 형성되는 복수의 돌기(265b)와, 복수의 돌기(265b)에 의해 작동하는 스위치(265c)를 포함할 수 있다.
복수의 돌기(265b)는 회전체(265a)의 내주면의 전체 구간을 따라 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 회전체(265a)의 내주면의 일부 구간에 대해서만 형성될 수도 있다. 이 경우 복수의 돌기(265b)가 회전체(265a) 일부 구간에만 형성되는 경우, 스위치(265c)를 작동시킬 수 있는 각도 범위만큼 회전할 수 있도록 회전체(265a)의 회전 각도를 제한하는 것이 바람직하다.
스위치(265c)는 2방 감지 스위치(two-way detection switch)일 수 있으며, 회전체(265a)와 함께 정방향 및 역방향으로 회전하는 복수의 돌기(265b)에 의해 밀려 일측 또는 타측으로 회전하는 센싱 돌기(265d)를 포함할 수 있다. 스위치(265c)는 센싱 돌기(265d)가 회전하는 복수의 돌기(265b)에 의해 동작할 수 있는 간격을 유지하도록 외측 링 부재(210)의 일부분에 설치될 수 있다.
이와 같은 스위치(265c)는 회전체(265a)가 회전 시 센싱 돌기(265d)가 복수의 돌기(265b)에 의해 동작하는 횟수 및 방향을 감지하고 이 감지 신호를 제어부(185)로 전송할 수 있다. 제어부(185)는 회전체(265a)의 회전량(또는 회전 각도)을 산출하여 디스플레이부(251, 253)에 표시된 이미지 들 중 회전체(265a)의 회전 각도에 대응하는 위치에 배치된 이미지를 선택할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(251, 253)에는 회전체(265a)의 회전 방향과 동일한 방향으로 이동하는 커서가 표시될 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반지형 웨어러블 기기(200)는 자체적으로 디스플레이부(251, 253)를 구비할 수 있어 별도의 외부 기기(20)를 통하지 않고 사용자에게 검출된 생체 신호를 바탕으로 한 다양한 신체 정보를 디스플레이부(251, 253)로 표시할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명은 사용자의 생체 신호를 검출할 수 있는 반지형 웨어러블 기기에 관한 것이다.

Claims (15)

  1. 외측 링 부재;
    상기 외측 링 부재의 내측에 분리 가능하게 삽입되는 내측 링 부재;
    상기 외측 링 부재에 배치된 센서부; 및
    상기 외측 링 부재에 배치되어 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부;를 포함하며,
    상기 센서부는 상기 내측 링 부재의 두께에 대응하여 일정한 센싱 감도를 유지하는 반지형 웨어러블 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    발광부; 및,
    상기 발광부에서 발산되어 손가락의 내부에서 반사되는 광을 수광하기 위한 수광부;를 포함하는 광센서인 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내측 링 부재는 상기 발광부의 광 조사 거리를 조절하기 위한 렌즈;를 포함하며,
    상기 렌즈는 상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 내측 링 부재의 두께에 대응하는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 내측 링 부재에 형성된 관통구멍에 삽입되고, 상기 외측 링 부재에 탄력적으로 지지되어 상기 내측 링 부재의 두께에 따라 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 외측 링 부재의 외측을 감싸는 커버 부재;를 더 포함하며,
    상기 발광부는 상기 커버 부재에 탄력적으로 지지되어 상기 내측 링 부재의 두께에 따라 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 내측 링 부재의 해당 두께에 대응하는 저항 값을 가지는 고정 저항; 및
    상기 고정 저항의 저항 값을 검출하기 위한 저항 측정 회로;를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 저항 측정 회로에 의해 감지된 저항 값에 대응하는 상기 발광부의 발광 세기를 제어하는 것을 특징으로 반지형 웨어러블 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 내측 링 부재의 제1 두께에 대응하여 제1 발광량을 가지며,
    상기 내측 링 부재의 두께가 상기 제1 두께보다 큰 제2 두께에 대응하여 상기 제1 발광량 보다 큰 제2 발광량을 가지는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 GSR(Galvanic skin response) 센서;를 더 포함하며,
    상기 내측 링 부재는 상기 GSR 센서의 단자와 전기적으로 연결되는 피부 접촉 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 외측 링 부재에 배치되는 디스플레이부; 및
    상기 외측 링 부재의 외측에 회전 가능하게 결합되며, 상기 디스플레이부를 조작하기 위한 다이얼 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 다이얼 부재를 중심으로 상기 외측 링 부재의 양측면을 따라 원주 방향으로 배치되는 제1 및 제2 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다이얼 부재는,
    정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체;
    상기 회전체와 함께 회전하며 N극 및 S극이 교번 배치되는 자성체; 및
    상기 회전체의 회전에 따라 상기 자성체에 대한 자극의 극성 변화를 감지하는 홀 센서;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 홀 센서로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 다이얼 부재는,
    정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체;
    상기 회전체와 함께 회전하며 일정한 간격으로 배치되는 복수의 반사체; 및
    상기 회전체의 회전에 따라 상기 복수의 반사체로부터 반사되는 광을 수신하는 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 이미지 센서로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 다이얼 부재는,
    정방향 및 역방향으로 회전하는 회전체;
    상기 회전체에 내측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성되는 복수의 돌기; 및
    상기 회전체의 회전에 따라 상기 복수의 돌기에 의해 작동하는 스위치;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 스위치로부터 감지되는 감지 신호를 통해 상기 회전체의 회전량을 산출하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 외측 링 부재는 디스플레이부를 가지는 외부 기기와 무선 통신하기 위한 통신 모듈; 및
    상기 외측 링 부재의 외주를 감싸는 커버 부재;를 더 포함하며,
    상기 커버 부재는 내측에 상기 무선 통신 모듈과 접속된 안테나가 배치되고, 상기 안테나가 상기 외부 장치와 신호 송수신이 가능하도록 비금속재로 이루어지는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 ECG 센서;를 더 포함하며,
    상기 ECG 센서는 상기 내측 링 부재의 내측으로 노출되는 제1 단자; 및
    상기 외측 링 부재의 외측으로 노출되고, 전도 가능한 핸들을 통해 반지형 웨어러블 기기를 착용하지 않는 손과 전기적으로 연결되는 제2 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반지형 웨어러블 기기.
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