WO2018208050A1 - 웨어러블 체지방 연소량 측정기 - Google Patents

웨어러블 체지방 연소량 측정기 Download PDF

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WO2018208050A1
WO2018208050A1 PCT/KR2018/005186 KR2018005186W WO2018208050A1 WO 2018208050 A1 WO2018208050 A1 WO 2018208050A1 KR 2018005186 W KR2018005186 W KR 2018005186W WO 2018208050 A1 WO2018208050 A1 WO 2018208050A1
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sensor
electrical signal
body fat
housing
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유도준
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주식회사 센텍코리아
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    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6831—Straps, bands or harnesses

Definitions

  • the present invention relates to a wearable body fat burning amount measuring device, and more particularly, to a wearable body fat burning amount measuring device capable of measuring the burning amount of body fat by detecting acetone evaporated from a user's sweat.
  • the energy used by the human body is mainly blood glucose, protein and body fat, called glucose.
  • the human body is known to primarily use blood sugar as energy and then protein and finally fat. Therefore, blood sugar is usually used as the main energy source, but in special situations, such as diabetes, starvation due to fasting, energy consumption due to intense exercise, and dietary progression such as restriction on carbohydrate intake.
  • Body fat is used as an energy source.
  • ketone body When the body uses body fat as an energy source, a ketone body is produced as a product of lipolysis.
  • This ketone body is a generic term for three substances, including acetoacetic acid, ⁇ -hydroxybutyric acid, and acetone produced by decarbonated of these substances.
  • Ketones are produced in the liver of the human body and circulated through the blood and used as an energy source in the brain, and the rest are known to be excreted by exhalation gas and urine through the lungs. If you can detect trace amounts of ketones in the blood, you can see how much body fat is burning. Therefore, the detection of ketones in the blood can be very useful for diet programs aiming to reduce body fat.
  • Urine and blood tests are the most common methods for determining the concentration of ketone bodies in the human body.
  • Urine test is a method of determining the concentration of ketone body in the human body by changing the color of the test paper according to the concentration of ketone body contained in the urine has the advantage of a relatively simple measurement method.
  • the urine test is not suitable as a quantitative method because the test results vary greatly depending on the water intake.
  • the blood test method can measure quantitatively the amount of ketones present in blood relatively accurately and quantitatively, but it is cumbersome to collect blood.
  • ketone body concentration measuring method In addition to the ketone body concentration measuring method described above, a technique for measuring the amount of ketone body in blood by analyzing an exhalation gas has been recently studied. Acetone contained in the exhaled gas is closely related to the amount of ketone contained in the blood, so the amount of acetone contained in the exhaled gas can be measured to calculate the amount of ketone in the blood. Aerobic gas mainly contains acetone in the ketone body.
  • the method of analyzing the exhalation gas is very convenient compared to other methods, but it is somewhat inconvenient in that the exhalation gas must be blown every time.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2015-0061231
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-2016-0024412
  • Patent Document 3 Korean Registered Patent No. 10-1691142
  • An object of the present invention is to provide a wearable body fat burning amount measuring device that can continuously measure the amount of body fat burning by measuring the amount of acetone contained in sweat using a gas sensor.
  • the present invention provides a housing in which a first chamber having an opening is formed and attached to the housing, with the opening of the first chamber facing the user's skin.
  • Fastening means configured to be in close contact with each other and disposed inside the first chamber, and after the sweat discharged from the skin of the user is generated by evaporation, the amount of acetone contained in the gas introduced into the first chamber through the opening.
  • a measurement sensor for generating an electrical signal, a reference sensor disposed outside of the first chamber and capable of being detected by the measurement sensor, for generating an electrical signal according to a concentration of a gas component included in the outside air;
  • a wearable body fat burning amount measuring device including a signal processing unit for receiving an electric signal from a measuring sensor and a reference sensor.
  • the signal processor calculates acetone concentration using the electrical signal received from the measuring sensor, receives the electrical signal from the reference sensor, and can be detected by the measuring sensor.
  • the concentration of the gas component included in the calculation is calculated, and when the concentration of the gas component exceeds a predetermined value, the electrical signal received through the measuring sensor is ignored.
  • the present invention provides a wearable body fat burning amount measuring device of the sensor and the reference sensor of the same type.
  • the housing further includes a second chamber separated from the first chamber and configured to introduce external air, sealing the first chamber with respect to the second chamber, and the measurement on one surface facing the first chamber.
  • a sensor is installed, and the other surface facing the second chamber provides a wearable body fat burning amount measuring device including a printed circuit board on which the reference sensor is installed.
  • the apparatus may further include a guide passage connecting a surface on which the measurement sensor of the printed circuit board is installed to a surface on which the opening of the housing is formed to guide the gas passing through the opening to the measurement sensor. It provides a wearable body fat burning amount measuring instrument.
  • the wearable body fat burning amount measuring device further protruding toward the skin from the bottom surface of the housing facing the skin, surrounding the opening.
  • the wearable body fat burning amount measuring device is disposed inside the first chamber, and further comprising a humidity sensor for generating an electrical signal according to the humidity in the first chamber.
  • the wearable body fat burning amount measuring device is disposed inside the first chamber, and further comprising a temperature sensor for generating an electrical signal according to the temperature inside the first chamber.
  • the present invention is fixed to the housing is formed with a first chamber having an opening, the housing is attached to the housing, the first chamber is configured to be in close contact with the user's skin with the opening of the first chamber facing the user's skin And is disposed inside the first chamber and generates an electrical signal according to the amount of acetone contained in the gas introduced into the first chamber through the opening after the sweat discharged from the skin of the user is generated by evaporation.
  • a measurement sensor a humidity sensor disposed in the first chamber and generating an electrical signal according to humidity in the first chamber, and a signal processing unit configured to receive electrical signals from the measurement sensor and the humidity sensor;
  • the signal processor calculates acetone concentration using the electrical signal received from the measuring sensor, receives the electrical signal from the humidity sensor, Calculating a first humidity in the chamber, and when the humidity is less than a predetermined value, provides a wearable body fat combustion quantity measuring device ignores the electrical signals received from the measuring sensor.
  • the present invention is fixed to the housing is formed with a first chamber having an opening, the housing is attached to the housing, the first chamber is configured to be in close contact with the user's skin with the opening of the first chamber facing the user's skin And is disposed inside the first chamber and generates an electrical signal according to the amount of acetone contained in the gas introduced into the first chamber through the opening after the sweat discharged from the skin of the user is generated by evaporation.
  • a measurement sensor a temperature sensor disposed inside the first chamber, the temperature sensor generating an electrical signal according to a temperature inside the first chamber, and a signal processor receiving the electrical signal from the measurement sensor and the temperature sensor;
  • the signal processor calculates acetone concentration using the electrical signal received from the measurement sensor, and receives the electrical signal from the temperature sensor. Calculating a first temperature within the chamber and, in the case where the temperature is less than a predetermined value, provides a wearable body fat combustion quantity measuring device ignores the electrical signals received from the measuring sensor.
  • Wearable body fat burning amount measuring device has the advantage that can continuously monitor the body fat burning amount.
  • the body fat burning amount can be measured by a simple method of wearing on the wrist, ankle, and the like.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wearable body fat burning amount measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the wearable body fat burning amount meter shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the wearable body fat burning amount meter shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wearable body fat burning amount measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • 1 illustrates a wearable body fat burning amount measuring instrument 100 that may be attached to a wrist of a user, such as a wrist watch.
  • the wearable body fat burning amount measurement device 100 may have a variety of forms, such as the form of the armband, the form worn on the ankle using a band.
  • the wearable body fat burning amount measuring apparatus 100 includes a housing 10, a fixing means 20, a measuring sensor 30, and a reference sensor 40.
  • the housing 10 may be made of plastic, metal, wood or a combination of these materials.
  • the first chamber 11 and the second chamber 12 are formed in the housing 10.
  • the first chamber 11 is formed under the housing 10, and an opening 13 is formed in the center of the bottom surface of the first chamber 11.
  • the housing 10 When the user wears the wearable body fat burning amount measuring instrument 100, the housing 10 is in close contact with the user's skin 1 with the opening 13 of the first chamber 11 facing the user's skin 1. . Therefore, the gas 3 generated while the sweat 2 discharged from the skin 1 of the user evaporates is introduced into the first chamber 11.
  • the second chamber 12 is formed above the housing 10. At least one through hole 19 or through slit through which the outside air can be introduced is formed in the second chamber 12.
  • the through hole 19 is preferably formed in the upper surface of the housing 10. This is because when formed in the lower surface, gas by the sweat 2 discharged from the user's skin 1 may also flow into the second chamber 12.
  • the second chamber 12 is the first chamber 11 in order to prevent the user's sweat (2) is generated by evaporation and the gas introduced into the first chamber 11 is not introduced into the second chamber 12. Is sealed against.
  • the second chamber 12 and the first chamber 11 are separated by the printed circuit board 14.
  • the printed circuit board 14 may be coupled to the upper end of the side wall 16 of the first chamber 11 protruding from the bottom surface of the housing 10 through a sealing member 15 made of silicon or the like. Instead of the printed circuit board 14, the first chamber 11 and the second chamber 12 may be separated by separate walls.
  • the fixing means 20 serves to bring the housing 10 into close contact with the skin 1 of the wrist of the user with the opening 13 of the first chamber 11 facing the skin 1 of the user.
  • the fixing means 20 includes a first band strap 21 and a second band strap 22.
  • the first band strap 21 and the second band strap 22 are respectively coupled to both sides of the housing 10.
  • the fixing means 20 may be made integral with the housing 10.
  • the first band strap 21 and the second band strap 22 may be made of leather, fabric, rubber, metal, or the like.
  • the first band strap 21 and the second band strap 22 are coupled to each other to form a loop to tighten the wrist so that the housing 10 is in close contact with the wrist.
  • the first band strap 21 and the second band strap 22 may be coupled through various known coupling means.
  • the measuring sensor 30 is arranged inside the first chamber 11.
  • the measurement sensor 30 generates an electric signal according to the amount of acetone contained in the gas 3 generated when the sweat 2 discharged from the user's skin 1 evaporates.
  • a semiconductor gas sensor can be used, for example.
  • the measurement sensor 30 is provided on the lower surface of the printed circuit board 14 so as to face the opening 13.
  • the reference sensor 40 is disposed inside the second chamber 12.
  • the reference sensor 40 is included in the outside air and generates an electrical signal according to the concentration of the component that can be detected by the measurement sensor 30.
  • the reference sensor 40 is preferably the same gas sensor as the measurement sensor 30.
  • the measurement sensor 30 Since the gas sensor does not have high selectivity, the measurement sensor 30 inevitably also generates electric signals by other components than acetone. For example, the semiconductor gas sensor generates an electrical signal in response to not only acetone but also volatile organic compounds (VOCs) such as benzene and acetylene and ethanol. Since the first chamber 11 is not completely sealed against the outside air, outside air may also flow into the first chamber 11. Therefore, when only the measurement sensor 30 is installed, it is not possible to distinguish whether the electrical signal of the measurement sensor 30 is caused by acetone or gas of other components included in the outside air. Since the reference sensor 40 is disposed in the second chamber 12 into which the outside air is introduced, the electrical signal of the reference sensor 40 is compared with the electrical signal of the measurement sensor 30.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the source of the For example, if a large electrical signal is generated in the measurement sensor 30 and no electrical signal is generated in the reference sensor 40, the electrical signal of the measurement sensor 30 may be regarded as acetone. However, if a large electric signal is generated in the reference sensor 40, it is difficult to distinguish whether the electric signal generated in the measurement sensor 30 is due to the outside air or acetone partially introduced into the first chamber 11. In this case, the electrical signal from the measuring sensor 30 can be ignored.
  • a guide passage 17 may be formed to guide the gas 3 passing through the opening 13 toward the measurement sensor 30.
  • the guide passage 17 connects the surface of the printed circuit board 14 provided with the measurement sensor 30 with the inner surface on which the opening 13 of the first chamber 11 is formed.
  • the inner surface of the guide passage 17 surrounds the measurement sensor 30.
  • the inner surface of the guide passage 17 can be inclined so that the guide passage 17 can be widened from the surface on which the opening 13 is formed so that it can proceed to the circuit board 14.
  • an adhesion member 18 surrounding the opening 13 may be installed on the bottom surface of the wall facing the skin 1 of the user on which the opening 13 of the first chamber 11 is formed.
  • the contact member 18 protrudes from the bottom face toward the skin 1 toward the skin 1.
  • the contact member 18 may be formed of the skin 1 and the user so that the gas 3 evaporated from the sweat 2 discharged from the skin 1 of the user may be introduced into the first chamber 11 as much as possible. 1 serves to close the gap between the bottom surface of the chamber (11).
  • the wearable body fat burning amount measuring apparatus 100 may further include a temperature sensor 35 and a humidity sensor 36.
  • the temperature sensor 35 and the humidity sensor 36 serve to generate an electrical signal according to the temperature and humidity of the first chamber 11.
  • the humidity sensor 36 serves to check whether the sweat 2 sufficiently evaporates from the skin 1 of the user. When the humidity inside the first chamber 11 is too low, the electrical signal of the measurement sensor 30 may not be due to acetone evaporated from the sweat 2. In addition, when the temperature inside the first chamber 11 is too low, the electrical signal of the measurement sensor 30 may be due to outside air.
  • the wearable body fat burning amount measuring device 100 may further include a microprocessor such as a microcomputer, a wired / wireless communication unit such as a Bluetooth module, a memory, a display, other types of sensors such as a biosensor, a speaker, a microphone, a battery, and the like. It may include. These components may be installed in the first chamber 11 or the second chamber 12 or a separate space inside the housing 10 described above. These parts may be installed in the printed circuit board 14.
  • a microprocessor such as a microcomputer, a wired / wireless communication unit such as a Bluetooth module, a memory, a display, other types of sensors such as a biosensor, a speaker, a microphone, a battery, and the like. It may include. These components may be installed in the first chamber 11 or the second chamber 12 or a separate space inside the housing 10 described above. These parts may be installed in the printed circuit board 14.
  • the wearable body fat burning amount measuring apparatus 100 includes a signal processor 50.
  • the signal processor 50 may include the above-described microprocessor, a memory, and software stored in the memory.
  • the signal processor 50 receives electrical signals from the measurement sensor 30, the reference sensor 40, the temperature sensor 35, and the humidity sensor 36.
  • the signal processor 50 may calculate the acetone concentration using the electric signal from the measurement sensor 30, and calculate the amount of body fat burning using the signal.
  • the calculated value may be displayed through the display 55 or transmitted to the other portable electronic device 200 such as a smartphone or a smart pad through the communication unit 56.
  • the signal processing unit 50 calculates the concentration of the gas component that can be detected by the measurement sensor 30 included in the outside air, using the electric signal from the reference sensor 40. And when the concentration of this gas component exceeds a predetermined value, the body fat burning amount calculated by the measuring sensor 30 can be ignored.
  • the humidity inside the first chamber 11 may be calculated using an electrical signal from the humidity sensor 36, and when the humidity is less than a predetermined value, the body fat combustion amount calculated by the measurement sensor 30 may be ignored. .
  • Low humidity indicates that the sweat 2 does not evaporate or that outside air has flowed into the interior of the first chamber 11, so it is preferable to ignore the value measured by the measurement sensor 30 at this time.
  • the temperature inside the first chamber 11 may be calculated using the electrical signal from the temperature sensor 35, and when the temperature is less than a predetermined value, the amount of body fat combustion calculated through the measurement sensor 30 may be ignored. .
  • the low temperature may indicate that outside air has flowed into the first chamber 11, and it is preferable to ignore the value measured by the measuring sensor 30 at this time.
  • the signal processor 50 may operate in the order as shown in FIG. 3. First, an electrical signal is received from the reference sensor 35 (S1). It is determined whether the concentration of the gas component that can be detected by the measuring sensor 30, such as acetone, VOC, etc. included in the outside air calculated from the electrical signal exceeds the reference value (S2). If the reference value is exceeded, the electrical signal received from the measuring sensor 30 is ignored (S9). If the reference value is not exceeded, an electrical signal from the humidity sensor 35 is received (S3). Then, the humidity inside the first chamber 11 is determined using the electric signal (S4). If the humidity of the first chamber 11 is less than the reference value, the electric signal received from the measuring sensor 30 is ignored (S9). If not, the electrical signal from the temperature sensor 36 is received (S5).
  • S1 concentration of the gas component that can be detected by the measuring sensor 30, such as acetone, VOC, etc. included in the outside air calculated from the electrical signal exceeds the reference value (S2). If the reference value is exceeded, the electrical signal received from the measuring sensor 30 is ignored
  • the temperature inside the first chamber 11 is determined using the electrical signal from the temperature sensor 36 (S6). If the temperature of the first chamber 11 is less than the reference value, the electric signal received from the measuring sensor 30 is ignored (S9). Otherwise, the electric signal from the measuring sensor 30 is received (S7), and through this, the acetone concentration and the body fat burning amount are calculated (S8). The calculated value is displayed on the display 55 or transmitted to the external portable electronic device 200 through the communication unit 56.

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Abstract

본 발명은 웨어러블 체지방 연소량 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 땀에서 증발된 아세톤을 검출하여 체지방의 연소량을 측정할 수 있는 웨어러블 체지방 연소량 측정기에 관한 것이다. 본 발명은 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와, 상기 제1 챔버의 외부에 배치되며, 상기 측정 센서에 의해서 감지될 수 있는, 외기에 포함된 가스 성분의 농도에 따른 전기신호를 발생하는 기준 센서와, 상기 측정 센서 및 기준 센서로부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다. 본 발명에 따른 웨어러블 체지방 연소량 측정기는 지속적으로 체지방 연소량을 모니터링할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 손목, 발목 등에 착용하는 간단한 방법으로 체지방 연소량을 측정할 수 있다는 장점이 있다.

Description

웨어러블 체지방 연소량 측정기
본 발명은 웨어러블 체지방 연소량 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 땀에서 증발된 아세톤을 검출하여 체지방의 연소량을 측정할 수 있는 웨어러블 체지방 연소량 측정기에 관한 것이다.
인체가 사용하는 에너지는 주로 글루코오스로 불리는 혈당과 단백질 그리고 체지방이다. 인체는 일차적으로는 혈당을 에너지로 사용하고 그 다음에 단백질 그리고 최종적으로 지방을 사용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 평상시에는 혈당을 주 에너지원으로 사용하지만 특수한 상황, 예를 들어, 당뇨병이 있거나, 단식에 의한 기아상태, 격심한 운동 등에 의한 에너지 소모 상태, 탄수화물 섭취의 제한과 같은 식이 요법 진행 등의 특수한 상황에는 체지방을 에너지원으로 사용하게 된다.
인체가 체지방을 에너지원으로 사용하게 되면 지방 분해의 산물로써 케톤체(ketone body)가 생성된다. 이 케톤체는 아세토아세트산, β-히드록시부티르산 및 이러한 물질이 탈 탄산되어 생성된 아세톤을 포함한 3가지 물질의 총칭이다. 케톤체는 인체의 간에서 생성되어 혈액을 통하여 순환하다가 뇌에서 에너지원으로 사용되고, 나머지는 폐를 통한 호기 가스와 소변으로 배설되는 것으로 알려져 있다. 극미량인 혈중 케톤체를 검출할 수 있다면 체지방이 어느 정도 연소 되고 있는지를 알 수 있으므로, 혈중 케톤체 검출은 체지방 감량을 목표로 하는 다이어트 프로그램에 매우 유용하게 사용할 수 있다.
인체 내의 케톤체 농도를 알아낼 수 있는 방법으로는 소변 검사와 혈액 검사에 의한 방법이 가장 일반적이다.
소변 검사는 소변에 포함된 케톤체 농도에 따른 검사지의 색깔의 변화를 통해서 인체 내의 케톤체 농도를 알아내는 방법으로서 비교적 간단한 측정 방식이라는 장점이 있다. 그러나 소변 검사는 수분 섭취량 등에 따라서 검사결과가 크게 차이 나기 때문에 정량적인 분석법으로는 적당치 않다. 또한, 지속적으로 체지방 연소량을 측정하기 어렵다는 문제도 있다.
혈액 검사에 의한 방법은 현재 혈액에 존재하는 케톤체량을 비교적 정확하게 정량적으로 측정할 수는 있으나, 혈액을 채취해야 하는 번거로움이 있다.
상기한 케톤체 농도 측정법 이외에 호기 가스를 분석하여 혈중 케톤체량을 측정하는 기술이 최근에 연구된 바 있다. 호기 가스에 포함된 아세톤은 혈액에 포함된 케톤체량과 밀접한 관련이 있으므로, 호기 가스에 포함된 아세톤량을 측정하면 혈중 케톤체량을 계산할 수 있다. 호기 가스에는 케톤체 중에서 아세톤이 주로 포함되어 있다.
호기 가스를 분석하는 방식은 다른 방식에 비해서는 매우 편리하지만, 매번 호기 가스를 불어넣어야 한다는 점에서 다소 불편하다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2015-0061231호
(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2016-0024412호
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1691142호
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 가스센서를 이용하여 땀에 포함된 아세톤량을 측정함으로써, 지속적으로 체지방 연소량을 측정할 수 있는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와, 상기 제1 챔버의 외부에 배치되며, 상기 측정 센서에 의해서 감지될 수 있는, 외기에 포함된 가스 성분의 농도에 따른 전기신호를 발생하는 기준 센서와, 상기 측정 센서 및 기준 센서로부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
상술한 웨어러블 체지방 연소량 측정기에서 상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 기준 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 측정 센서에 의해서 감지될 수 있는, 외기에 포함된, 가스 성분의 농도를 계산하며, 이 가스 성분의 농도가 미리 정해진 값을 초과할 경우에는 상기 측정 센서를 통해서 수신된 전기신호를 무시한다.
또한, 본 발명은 상기 측정 센서와 상기 기준 센서는 동일한 종류의 센서인 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 상기 하우징은 상기 제1 챔버로부터 분리되며, 외기가 유입되도록 구성된 제2 챔버를 더 포함하며, 상기 제1 챔버를 상기 제2 챔버에 대해서 밀봉하며, 상기 제1 챔버를 향하는 일면에는 상기 측정 센서가 설치되고, 상기 제2 챔버를 향하는 다른 면에는 상기 기준 센서가 설치된 인쇄회로기판을 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 상기 개구를 통과한 가스를 상기 측정 센서로 안내하도록, 상기 인쇄회로기판의 상기 측정 센서가 설치된 면과 상기 하우징의 개구가 형성된 면을 연결하며, 상기 측정 센서를 둘러싸는 안내 통로를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 피부를 향하는 상기 하우징의 바닥면으로부터 피부 방향으로 돌출되며, 상기 개구를 둘러싸는 밀착 부재를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 습도에 따른 전기신호를 발생하는 습도 센서를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 온도에 따른 전기신호를 발생하는 온도 센서를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 본 발명은 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 습도에 따른 전기신호를 발생하는 습도 센서와, 상기 측정 센서 및 습도 센서부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하며, 상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 습도 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 제1 챔버 내부의 습도를 계산하고, 그 습도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 상기 측정 센서로부터 수신된 전기신호를 무시하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
또한, 본 발명은 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와, 상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 온도에 따른 전기신호를 발생하는 온도 센서와, 상기 측정 센서 및 온도 센서부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하며, 상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 온도 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 제1 챔버 내부의 온도를 계산하고, 그 온도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 상기 측정 센서로부터 수신된 전기신호를 무시하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기를 제공한다.
본 발명에 따른 웨어러블 체지방 연소량 측정기는 지속적으로 체지방 연소량을 모니터링할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 손목, 발목 등에 착용하는 간단한 방법으로 체지방 연소량을 측정할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 체지방 연소량 측정기의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 체지방 연소량 측정기의 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 웨어러블 체지방 연소량 측정기의 작동 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 체지방 연소량 측정기의 구성도이다. 도 1은 손목시계처럼 사용자의 손목에 밴드를 이용하여 부착될 수 있는 형태의 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)를 도시한다. 도 1은 예시이며, 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)는 완장 형태, 발목에 밴드를 이용하여 착용하는 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 1을 참고하면, 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)는 하우징(10), 고정수단(20), 측정 센서(30) 및 기준 센서(40)를 포함한다.
하우징(10)은 플라스틱, 금속, 목재 또는 이들 재료의 조합으로 이루어질 수 있다. 하우징(10)에는 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12)가 형성된다.
제1 챔버(11)는 하우징(10)의 하부에 형성되며, 제1 챔버(11)의 바닥면 중심부에는 개구(13)가 형성되어 있다. 사용자가 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)를 착용하면, 제1 챔버(11)의 개구(13)가 사용자의 피부(1)를 향한 상태로, 하우징(10)이 사용자의 피부(1)에 밀착된다. 따라서 사용자의 피부(1)에서 배출된 땀(2)이 증발하면서 발생한 가스(3)가 제1 챔버(11)의 안으로 유입된다.
제2 챔버(12)는 하우징(10)의 상부에 형성된다. 제2 챔버(12)에는 외기가 유입될 수 있는 적어도 하나의 관통 구멍(19)이나 관통 슬릿이 형성된다. 관통 구멍(19)은 하우징(10)의 상면에 형성되는 것이 바람직하다. 하면에 형성될 경우에는 제2 챔버(12)에 사용자의 피부(1)에서 배출된 땀(2)에 의한 가스도 유입될 수 있기 때문이다. 또한, 사용자의 땀(2)이 증발하면서 발생하여 제1 챔버(11)로 유입된 가스가 제2 챔버(12)로 유입되는 것을 방지하기 위해서 제2 챔버(12)는 제1 챔버(11)에 대해서 밀봉된다. 본 실시예에 있어서, 제2 챔버(12)와 제1 챔버(11)는 인쇄회로기판(14)에 의해서 분리된다. 인쇄회로기판(14)은 하우징(10)의 바닥면에서 돌출된 제1 챔버(11)의 측벽(16)의 상단에 실리콘 등으로 이루어진 밀봉 부재(15)를 통해서 결합될 수 있다. 인쇄회로기판(14) 대신에 별도의 벽에 의해서 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12)가 분리될 수도 있다.
고정수단(20)은 제1 챔버(11)의 개구(13)가 사용자의 피부(1)를 향한 상태로 하우징(10)을 사용자의 손목의 피부(1)에 밀착시키는 역할을 한다. 고정수단(20)은 제1 밴드 스트랩(21)과 제2 밴드 스트랩(22)을 포함한다. 제1 밴드 스트랩(21)과 제2 밴드 스트랩(22)은 하우징(10)의 양쪽 측면에 각각 결합한다. 고정수단(20)은 하우징(10)과 일체로 이루어질 수도 있다. 제1 밴드 스트랩(21)과 제2 밴드 스트랩(22)은 가죽, 직물, 고무, 금속 등으로 이루어질 수 있다. 제1 밴드 스트랩(21)과 제2 밴드 스트랩(22)은 서로 결합하여 손목을 조이는 루프를 형성하여 하우징(10)을 손목에 밀착시킨다. 제1 밴드 스트랩(21)과 제2 밴드 스트랩(22)은 공지된 다양한 결합 수단을 통해서 결합될 수 있다.
측정 센서(30)는 제1 챔버(11)의 내부에 배치된다. 측정 센서(30)는 사용자의 피부(1)에서 배출된 땀(2)이 증발하며 발생한 가스(3)에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생시킨다. 측정 센서(30)로는, 예를 들어, 반도체식 가스센서를 사용할 수 있다. 측정 센서(30)는 개구(13)를 바라보도록 인쇄회로기판(14)의 하면에 설치된다.
기준 센서(40)는 제2 챔버(12)의 내부에 배치된다. 기준 센서(40)는 외기에 포함되어 있으며, 측정 센서(30)에 의해서 감지될 수 있는 성분의 농도에 따른 전기신호를 발생시킨다. 기준 센서(40)는 측정 센서(30)와 동일한 가스 센서인 것이 바람직하다.
가스 센서는 선택성이 높지 않기 때문에, 측정 센서(30)는 필연적으로 아세톤 이외의 다른 성분에 의한 전기신호도 발생시킨다. 예를 들어, 반도체식 가스센서는 아세톤뿐 아니라 벤젠, 아세틸렌 등의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs), 에탄올 등의 성분에도 반응하여 전기 신호를 발생시킨다. 제1 챔버(11)는 외기에 대해서 완전히 밀봉되는 것이 아니므로, 제1 챔버(11)의 내부에도 외기가 유입될 수 있다. 따라서 측정 센서(30)만 설치된 경우에는 측정 센서(30)의 전기신호가 아세톤에 의한 것인지 외기에 포함된 다른 성분의 가스에 의한 것인지 구별할 수 없다. 기준 센서(40)는 외기가 유입되는 제2 챔버(12)에 배치되므로, 기준 센서(40)에서의 전기신호를 측정 센서(30)의 전기신호와 비교하면, 측정 센서(30)의 전기신호의 출처를 알 수 있다. 예를 들어, 측정 센서(30)에는 크기가 큰 전기신호가 발생하고, 기준 센서(40)에서는 전기신호가 발생하지 않는다면, 측정 센서(30)의 전기신호는 아세톤에 의한 것으로 볼 수 있다. 그러나 기준 센서(40)에서 크기가 큰 전기신호가 발생한다면, 측정 센서(30)에서 발생한 전기신호가 제1 챔버(11)로 일부 유입된 외기에 의한 것인지, 아세톤에 의한 것인지 구별하기 어렵다. 이런 경우에는 측정 센서(30)에서의 전기신호를 무시할 수 있다.
제1 챔버(11)에는 개구(13)를 통과한 가스(3)가 측정 센서(30)로 향하도록 안내하는 안내통로(17)가 형성될 수 있다. 안내통로(17)는 측정 센서(30)가 설치된 인쇄회로기판(14)의 표면과 제1 챔버(11)의 개구(13)가 형성된 쪽 내면을 연결한다. 안내통로(17)의 내면은 측정 센서(30)를 둘러싼다. 안내통로(17)의 내면은 개구(13)가 형성된 면에서, 회로 기판(14)으로 진행할 수로 안내통로(17)가 넓어지도록 경사질 수 있다.
또한, 제1 챔버(11)의 개구(13)가 형성된 벽의 사용자의 피부(1)를 향하는 바닥면에는 개구(13)를 둘러싸는 밀착 부재(18)가 설치될 수 있다. 밀착 부재(18)는 피부(1)를 향하는 바닥면으로부터 피부(1) 방향으로 돌출된다. 밀착 부재(18)는 사용자의 피부(1)에서 배출된 땀(2)에서 증발한 가스(3)가 최대한 제1 챔버(11)의 내부로 유입될 수 있도록, 사용자의 피부(1)와 제1 챔버(11)의 바닥면 사이에 생기는 틈을 막는 역할을 한다.
또한, 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)는 온도센서(35) 및 습도센서(36)를 더 포함할 수 있다. 온도센서(35) 및 습도센서(36)는 제1 챔버(11)의 온도 및 습도에 따른 전기신호를 발생하는 역할을 한다. 습도센서(36)는 사용자의 피부(1)에서 땀(2)이 충분히 증발하는지 확인하는 역할을 한다. 제1 챔버(11) 내부의 습도가 너무 낮을 경우에는 측정 센서(30)의 전기신호가 땀(2)에서 증발된 아세톤에 의한 것이 아닐 수 있다. 또한, 제1 챔버(11) 내부의 온도가 너무 낮을 경우에는 측정 센서(30)의 전기신호가 외기에 의한 것일 수 있다.
도시하지 않았으나, 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)는 마이컴과 같은 마이크로프로세서, 블루투스 모듈과 같은 유무선 통신 유닛, 메모리, 디스플레이, 상술한 센서 이외에 바이오센서 등 다른 종류의 센서, 스피커, 마이크로폰, 배터리 등을 더 포함할 수 있다. 이들 부품은 상술한 하우징(10)의 내부의 제1 챔버(11)나 제2 챔버(12) 또는 별도의 공간에 설치될 수 있다. 이들 부품은 인쇄회로기판(14)에 설치될 수 있다.
또한, 웨어러블 체지방 연소량 측정기(100)는 신호처리부(50)를 포함한다. 신호처리부(50)는 상술한 마이크로프로세서와 메모리 및 메모리에 저장된 소프트웨어를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 신호처리부(50)는 측정 센서(30), 기준 센서(40), 온도 센서(35) 및 습도 센서(36)로부터의 전기신호를 수신한다.
신호처리부(50)는 측정 센서(30)에서의 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하고, 이를 이용해서 체지방 연소량을 계산할 수 있다. 계산된 값은 디스플레(55)이를 통해서 표시되거나, 통신 유닛(56)을 통해서 스마트폰, 스마트 패드 등의 다른 휴대용 전자 장치(200)에 전송될 수 있다. 또한, 신호처리부(50)는 기준 센서(40)로부터의 전기신호를 이용하여, 외기에 포함된, 측정 센서(30)에 의해서 감지될 수 있는 가스 성분의 농도를 계산한다. 그리고 이 가스 성분의 농도가 미리 정해진 값을 초과할 경우에는 측정 센서(30)를 통해서 계산된 체지방 연소량을 무시할 수 있다. 또한, 습도 센서(36)로부터의 전기신호를 이용해서 제1 챔버(11) 내부의 습도를 계산하고, 습도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 측정 센서(30)를 통해서 계산된 체지방 연소량을 무시할 수 있다. 습도가 낮은 것은 땀(2)이 증발하지 않거나, 제1 챔버(11)의 내부로 외기가 유입되었다는 것을 나타내므로, 이때 측정 센서(30)에서 측정된 값은 무시하는 것이 바람직하다. 또한, 온도 센서(35)로부터의 전기신호를 이용해서 제1 챔버(11) 내부의 온도를 계산하고, 온도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 측정 센서(30)를 통해서 계산된 체지방 연소량을 무시할 수 있다. 온도가 낮은 것은 제1 챔버(11)의 내부로 외기가 유입되었다는 것을 나타낼 수 있으므로, 이때 측정 센서(30)에서 측정된 값은 무시하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 신호처리부(50)는 도 3에 도시된 바와 같은 순서로 작동할 수 있다. 먼저, 기준 센서(35)로부터 전기신호를 수신한다(S1). 이 전기신호로부터 계산된 외기에 포함된 아세톤, VOC 등 측정 센서(30)에 의해서 감지될 수 있는 가스 성분의 농도도 기준 값을 초과하는지 판단한다(S2). 만약, 기준 값을 초과한다면, 측정 센서(30)로부터 수신된 전기신호를 무시한다(S9). 만약, 기준 값을 초과하지 않는다면, 습도 센서(35)로부터의 전기신호를 수신한다(S3). 그리고 이 전기신호를 이용해서 제1 챔버(11) 내부의 습도를 판단한다(S4). 제1 챔버(11)의 습도가 기준 값 미만이면, 측정 센서(30)로부터 수신된 전기신호를 무시한다(S9). 그렇지 않다면, 온도 센서(36)로부터의 전기신호를 수신한다(S5). 온도 센서(36)로부터의 전기신호를 이용해서 제1 챔버(11) 내부의 온도를 판단한다(S6). 제1 챔버(11)의 온도가 기준 값 미만이면, 측정 센서(30)로부터 수신된 전기신호를 무시한다(S9). 그렇지 않다면, 측정 센서(30)로부터의 전기신호를 수신하고(S7), 이를 통해서 아세톤 농도 및 체지방 연소량을 계산한다(S8). 그리고 계산된 값을 디스플레이(55)를 통해서 표시하거나, 통신 유닛(56)을 통해서 외부 휴대용 전자 장치(200)에 전달한다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과,
    상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와,
    상기 제1 챔버의 외부에 배치되며, 상기 측정 센서에 의해서 감지될 수 있는, 외기에 포함된 가스 성분의 농도에 따른 전기신호를 발생하는 기준 센서와,
    상기 측정 센서 및 기준 센서로부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하며,
    상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 기준 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 측정 센서에 의해서 감지될 수 있는, 외기에 포함된 가스 성분의 농도를 계산하며, 이 가스 성분의 농도가 미리 정해진 값을 초과할 경우에는 상기 측정 센서를 통해서 수신된 전기신호를 무시하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 센서와 상기 기준 센서는 동일한 종류의 센서인 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1 챔버로부터 분리되며, 외기가 유입되도록 구성된 제2 챔버를 더 포함하며,
    상기 제1 챔버를 상기 제2 챔버에 대해서 밀봉하며, 상기 제1 챔버를 향하는 일면에는 상기 측정 센서가 설치되고, 상기 제2 챔버를 향하는 다른 면에는 상기 기준 센서가 설치된 인쇄회로기판을 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개구를 통과한 가스를 상기 측정 센서로 안내하도록, 상기 인쇄회로기판의 상기 측정 센서가 설치된 면과 상기 하우징의 개구가 형성된 면을 연결하며, 상기 측정 센서를 둘러싸는 안내 통로를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  5. 제1항에 있어서,
    피부를 향하는 상기 하우징의 바닥면으로부터 피부 방향으로 돌출되며, 상기 개구를 둘러싸는 밀착 부재를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 습도에 따른 전기신호를 발생하는 습도 센서를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 온도에 따른 전기신호를 발생하는 온도 센서를 더 포함하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  8. 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과,
    상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 습도에 따른 전기신호를 발생하는 습도 센서와,
    상기 측정 센서 및 습도 센서부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하며,
    상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 습도 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 제1 챔버 내부의 습도를 계산하고, 그 습도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 상기 측정 센서로부터 수신된 전기신호를 무시하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
  9. 개구가 형성된 제1 챔버가 형성된 하우징과,
    상기 하우징에 부착되며, 상기 제1 챔버의 개구가 사용자의 피부를 향한 상태로, 상기 하우징을 사용자의 피부에 밀착시키도록 구성된 고정수단과,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 사용자의 피부에서 배출된 땀이 증발하며 발생한 후, 상기 개구를 통해서 상기 제1 챔버로 유입된 가스에 포함된 아세톤량에 따른 전기신호를 발생하는 측정 센서와,
    상기 제1 챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 챔버 내부의 온도에 따른 전기신호를 발생하는 온도 센서와,
    상기 측정 센서 및 온도 센서부터의 전기신호를 수신하는 신호처리부를 포함하며,
    상기 신호처리부는 상기 측정 센서로부터 수신한 전기신호를 이용하여 아세톤 농도를 계산하며, 상기 온도 센서로부터의 전기신호를 수신하여, 상기 제1 챔버 내부의 온도를 계산하고, 그 온도가 미리 정해진 값 미만일 경우에는 상기 측정 센서로부터 수신된 전기신호를 무시하는 웨어러블 체지방 연소량 측정기.
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