WO2020130303A1 - Ppg 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Ppg 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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WO2020130303A1
WO2020130303A1 PCT/KR2019/013019 KR2019013019W WO2020130303A1 WO 2020130303 A1 WO2020130303 A1 WO 2020130303A1 KR 2019013019 W KR2019013019 W KR 2019013019W WO 2020130303 A1 WO2020130303 A1 WO 2020130303A1
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WO
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detector
user
electronic device
ppg sensor
transparent electrode
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PCT/KR2019/013019
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오영재
민진홍
최형선
조성제
조철호
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means using visual displays

Definitions

  • the present disclosure relates to a PPG sensor, an electronic device including the same, and a control method thereof, and more particularly, to a PPG sensor including a transparent electrode window, an electronic device including the same, and a control method thereof.
  • the PPG sensor may acquire biosignal information related to heart rate and blood vessels, such as heart rate and stress index measurement, using a predetermined number of light sources and detectors.
  • the PPG sensor cannot measure a biosignal when it is not in full contact with the body, and when measuring, a motionless or foreign substance causes noise of a large amplitude to obtain a meaningless signal that cannot confirm a user's body condition.
  • the present disclosure has been devised in accordance with the above-described need, and the purpose of the present disclosure is to quickly identify the cause of a measurement error in a biosignal and to provide a feedback to a user, a PPG sensor, an electronic device including the same, and a control thereof In providing a way.
  • An electronic device determines that a user has contacted the PPG sensor based on a photoplethysmography (PPG) sensor including a light source, a detector, and a transparent electrode window and a value sensed by the transparent electrode window. And a processor that activates the detector and determines whether the contact between the PPG sensor and the user is defective based on the illuminance value sensed by the detector.
  • PPG photoplethysmography
  • the display further includes a display, and if the illuminance value sensed by the detector is less than a preset value, the light source is activated to obtain biometric information of the user, and the illuminance value sensed by the detector is If the value is greater than or equal to a predetermined value, the display may be controlled to display a user interface screen for providing the user with information about the contact failure between the PPG sensor and the user.
  • the processor may control the display to display a message intended to touch the entire area of the PPG sensor when the illuminance value sensed by the detector is greater than or equal to a preset value.
  • the processor compares characteristics of a signal obtained by the detector and a signal in a normal range stored in the memory while the light source is activated to obtain similarity, and the obtained similarity If it is less than a predetermined value, it can be determined that there is an element that interferes with the sensing of the PPG sensor.
  • the processor may obtain similarity by comparing at least one of the frequency, the first derivative value, and the second derivative value of the obtained signal and the stored normal range signal.
  • the display may further include a display, and the processor may control the display to display a message intended to touch the PPG sensor when the value sensed by the transparent electrode window is outside a preset range.
  • illuminance sensor distinguished from the detector
  • the processor may set a reference value of the illuminance value sensed by the detector based on the ambient illuminance value sensed by the illuminance sensor.
  • the transparent electrode window may cover an upper portion of the light source and the detector.
  • a PPG (Photoplethysmography) sensor includes a light source, a detector for receiving light, and a transparent electrode window covering the light source and an upper portion of the detector.
  • the transparent electrode window may be a plurality of transparent electrode windows that respectively cover the upper portion of the light source and the detector.
  • a plurality of metal electrodes may be further included, and the plurality of metal electrodes may be disposed on both sides of the light source and the detector arranged side by side.
  • a control method of an electronic device having a photoplethysmography (PPG) sensor including a light source, a detector, and a transparent electrode window is based on the value sensed by the transparent electrode window. If it is determined that the user has been contacted, activating the detector and determining whether the contact between the PPG sensor and the user is defective based on the illuminance value sensed by the detector.
  • PPG photoplethysmography
  • the light source is activated to obtain the user's biometric information
  • the PPG sensor and The method may further include displaying a user interface screen for providing information on the user's contact failure to the user.
  • a message intended to touch the entire area of the PPG sensor may be displayed.
  • sensing of the PPG sensor may further include the step of determining that there is an element that interferes with.
  • the similarity may be obtained by comparing at least one of a frequency, a first derivative value, and a second derivative value of the obtained signal and the stored normal range signal.
  • the transparent electrode window when the value sensed by the transparent electrode window is outside the preset range, it may further include the step of displaying a message intended to touch the PPG sensor.
  • the method may further include setting a reference value of the illuminance value sensed by the detector based on the ambient illuminance value sensed by the illuminance sensor distinguished from the detector.
  • the transparent electrode window may cover an upper portion of the light source and the detector.
  • a PPG sensor it is possible to provide a PPG sensor, an electronic device including the same, and a control method thereof to quickly identify a cause for a biosignal measurement error and provide feedback to the user.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a brief configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration of the electronic device shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a view for explaining the structure of a PPG sensor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a view for explaining the current sensed according to the contact of the user and the PPG sensor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a view for explaining various embodiments in which the user's contact with the PPG sensor of FIG. 5 is defective;
  • FIG. 7 is a view for explaining the intensity of current and light measured in various embodiments in which the contact shown in FIG. 6 is defective;
  • FIG. 8 and 9 are views for explaining the structure of a PPG sensor according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a view for explaining an embodiment of determining whether there is an element that interferes with sensing of the PPG sensor according to signal quality
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment of a user interface (UI) screen provided to a user when it is determined that the user's contact with the PPG sensor is defective;
  • UI user interface
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure in more detail.
  • Embodiments of the present disclosure may apply various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiments, it should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the scope of the invention and the spirit. In the description of the embodiments, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the subject matter, the detailed description is omitted.
  • first and second may be used to describe various components, but components should not be limited by terms. The terms are only used to distinguish one component from other components.
  • the'module' or the'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • a plurality of'modules' or a plurality of'units' may be integrated with at least one module except for a'module' or'unit' that needs to be implemented with specific hardware and may be implemented with at least one processor.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of using an electronic device of the present disclosure. Specifically, FIG. 1(a) shows a case where the electronic device 100 is a smart phone, and FIG. 1(b) shows a case where the electronic device 100 is a smart watch.
  • a user when a user needs to measure a biosignal, a user can measure a biosignal by placing a finger as a body part on the PPG sensor provided in the electronic device 100. At this time, the biosignal measurement is smoothly performed due to various reasons, such as when the user does not cover the entire area of the PPG sensor, does not adhere closely, or when a foreign substance is attached to the surface of the PPG sensor or when the user's body part moves during the measurement. It may not be.
  • a PPG sensor may be disposed at a portion where the electronic device 100 contacts the wrist, and the electronic device 100 may measure a user's biosignal at a predetermined cycle.
  • the user's body part does not cover the entire area of the PPG sensor, or it is not closely adhered, or if foreign matter is attached to the surface of the PPG sensor, or when the user's body part moves during measurement, the biosignal is measured for various reasons. This may not be performed smoothly.
  • one of various causes for the failure of bio-signal measurement as described above may be identified and provided to a user through stepwise operation.
  • the operation of the specific electronic device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 13 below.
  • the electronic device 100 is shown as a smart phone and a smart watch, the present disclosure is not limited thereto, and all wearable devices that can contact a user's body, such as a smart band and smart glasses, may be possible.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a brief configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a PPG sensor 110 and a processor 120.
  • PPG sensor 110 is a sensor for measuring a biosignal using an optical method using a light source 111 and a detector 112, heart rate, oxygen saturation, blood pressure, heart rate variability (HRV), blood vessel Measurement of diseases, etc. is possible.
  • HRV heart rate variability
  • the light source 111 is configured to emit light.
  • the light source 111 may be at least one of an LED and a laser diode.
  • the light source 111 as an LED, but is not limited thereto.
  • the light emitted from the light source 111 may be green light.
  • the light emitted from the light source 111 may be partially absorbed, scattered, and reflected by the user's skin and blood vessels and sensed by the detector 112.
  • the detector 112 is configured to sense ambient light, and may be at least one of a photo diode (PD) and a charge coupled device (CCD). Since the signal sensed by the detector 112 is proportional to the amount of blood, it is possible to detect a change in the amount of blood based on the change in the signal.
  • the detector 112 is described as being a photodiode, but is not limited thereto.
  • the signal sensed by the detector 112 may be a signal in which an AC component and a DC component are mixed.
  • the AC component may be obtained by a change in the amount of blood in the measurement site.
  • the transparent electrode window 113 may be disposed to cover the upper portion of the light source 111 and the detector 112.
  • the transparent electrode window 113 is an integral type that covers both the light source 111 and the upper part of the detector 112 as shown in FIG. 4, or the light source 111 and the light source 111 as shown in FIGS. 8 and 9. It may be of a separate type to cover the upper portion of the detector 112, respectively.
  • the transparent electrode window 113 When the transparent electrode window 113 is in contact with a user's body part, a current is passed or a voltage is applied. At this time, whether the user's body part is touched can be identified based on at least one of the measured current, voltage, impedance value, and conductivity.
  • the transparent electrode window 113 may be any material used as a transparent electrode, such as indium tin oxide (ITO), metal mesh, metal nanowire, carbon nanotube (CNT), or fluorine doped tin oxide (FTO).
  • ITO indium tin oxide
  • CNT carbon nanotube
  • FTO fluorine doped tin oxide
  • the condition of the transparent electrode is 550nm visible light transmittance of 80% or more
  • the sheet resistance may be 1000 ⁇ / sq or less or conductivity of 1000S / m or more.
  • the transparent electrode window 113 may be composed of only the transparent electrode material itself, or may be configured in a form in which the transparent electrode material is disposed on the surface of an existing glass or plastic window.
  • the processor 120 controls overall operation of the electronic device 100.
  • the processor 120 may be implemented as a digital signal processor (DSP), a microprocessor, or a time controller (TCON), but is not limited thereto. central processing unit (CPU), micro controller unit (MCU), micro processing unit (MPU), controller, application processor (AP), or communication processor (CP), ARM processor It may include one or more of the above, or may be defined in a corresponding term.
  • the processor 120 may be implemented with a system on chip (SoC), a large scale integration (LSI) with an embedded processing algorithm, or an FPGA ( Field Programmable gate array).
  • SoC system on chip
  • LSI large scale integration
  • FPGA Field Programmable gate array
  • the processor 120 may determine whether the PPG sensor 110 contacts the user based on the value sensed by the transparent electrode window 113. Specifically, when the value sensed by the transparent electrode window 113 is outside the preset range, the processor 120 may determine that the user's body part has not been contacted by the PPG sensor 110. At this time, the processor 120 may determine whether the user is in contact by using at least one of the current value, voltage value, impedance, and conductivity sensed by the transparent electrode window 113.
  • the processor 120 may determine that the PPG sensor 110 is not in contact with the user's body part. At this time, the processor 120 may not perform a separate operation until the user's body part and the transparent electrode window 113 contact, or provide a message requesting the user to contact the PPG sensor 110. .
  • the processor 120 may determine that the user's body part has been touched. For example, if the current value sensed by the transparent electrode window 113 is greater than or equal to a preset value, the processor 120 may determine that the user's body part has been touched. In this case, the processor 120 may activate the detector 112 to measure the illuminance of the surrounding environment.
  • activating the detector 112 may be to control the detector 112 that has not received light to receive the light.
  • activating the detector 112 may mean that the light is received before activation, but processing is not performed, but after activation, processing of the received light may be obtained to obtain an illuminance value.
  • the illuminance measurement through activation of the detector 112 is characterized in that the light source 111 for a PPG such as an LED proceeds in an unlit state.
  • the processor 120 may determine whether the contact between the PPG sensor 110 and the user is defective based on the illuminance value sensed by the detector 112.
  • the processor 120 determines that a part of the PPG sensor 110 is in poor contact, such as when in close contact with a user's body part, You can provide a message asking the user to contact you again.
  • the light source 111 may be activated to obtain a user's biosignal.
  • the cause of the measurement failure is grasped while activating the configuration of the PPG sensor 110 step by step, the cause can be more quickly and accurately identified and corrected, and power consumption can be minimized.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration of the electronic device shown in FIG. 2.
  • the electronic device 100 may include a PPG sensor 110, a processor 120, a display 130, a memory 140, an illuminance sensor 150, and a communication unit 160.
  • the PPG sensor 110 may further include a metal electrode 114 in addition to the light source 111, the detector 112, and the transparent electrode window 113. As the user's body part contacts both the transparent electrode window 113 and the metal electrode 114, current is generated, and the processor 120 can determine whether the user is in contact based on the measured current value.
  • the usable metal electrodes 114 include Al (aluminum), Cu (copper), Li (lithium), Na (sodium), K (potassium), Ru (rubidium), Cs (cesium), and Fr (fransium).
  • Group 1 elements such as Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), Ra (radium), group 2 elements, Pb (lead), Ni (nickel) , Cu (copper), Al (aluminum), Ti (titanium), SUS (Steel Use Stainless), iron-based alloys, and the like.
  • additional biological information may be measured by the transparent electrode window 113 and the metal electrode 114.
  • the processor 120 further performs GSR, BIA, capacitive fingerprint recognition, pressure sensing, and temperature sensing based on the impedance or capacitance values obtained by the transparent electrode window 113 and the metal electrode 114. Can. For example, if PPG and pressure are measured simultaneously, it can be confirmed whether excessive contact pressure interferes with sensing.
  • the display 130 may display content. Specifically, the display 130 may display content under the control of the processor 120.
  • the display 130 may be implemented as various types of displays such as a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED) display, and a plasma display panel (PDP).
  • the display 130 may also include a driving circuit, a backlight unit, and the like, which may be implemented in a form such as a-si TFT, low temperature poly silicon (LTPS) TFT, or organic TFT (OTFT).
  • the display 130 may be implemented as a touch screen, a flexible display, or a transparent display.
  • the display 130 may display a message to be provided to the user under the control of the processor 120. Specifically, when it is determined that the contact between the PPG sensor 110 and the user's body part is defective, the processor 120 displays a user interface (UI) screen for providing information about the defective contact to the user.
  • UI user interface
  • the display 130 can be controlled.
  • the processor 120 may control the display 130 to display a message requesting to contact the PPG sensor 110.
  • the processor 120 displays to display a message requesting that the user's body part covers the entire PPG sensor 110 ( 130) can be controlled.
  • the processor 120 should not move during measurement, PPG The display 130 may be controlled to display a message requesting that the foreign matter on the surface of the sensor 110 is removed, the surface of the PPG sensor 110 is not strongly pressed, and the like.
  • the processor 120 may provide a cause of the PPG measurement failure in more detail by further considering the measurement value of the acceleration sensor.
  • the electronic device may further consider this and determine that the cause of the signal failure of the PPG sensor 110 is due to movement during measurement.
  • the electronic device further considers this and determines that the cause of the signal failure of the PPG sensor 110 is that too much pressure is applied to the surface of the PPG sensor 110. Can.
  • the electronic device 100 may further include a speaker (not shown), and the processor 120 may provide a message to the user through a speaker through voice.
  • the memory 140 may store various programs and data necessary for the operation of the electronic device 100. Specifically, at least one instruction may be stored in the memory 140.
  • the processor 120 may perform the above-described operation by executing instructions stored in the memory 140.
  • the memory 140 may be implemented as a non-volatile memory, a volatile memory, a flash-memory, a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • a normal range of bio signals may be stored in the memory 140.
  • the original signal, the primary differential signal, and the secondary differential signal of the normal range biosignal may be stored in the memory 140.
  • the information on the biosignal stored in the memory 140 may be the waveform of the signal itself, or may be information on the characteristics of each signal.
  • a normal range of bio signals for each user may be stored in the memory 140.
  • the processor 120 may obtain similarity by comparing characteristics of a signal obtained by the detector 112 and a signal in a normal range stored in the memory 140 while the light source 111 is activated. Then, if the obtained similarity is less than a predetermined value, the processor 120 may determine that there is an element that interferes with the sensing of the PPG sensor 110. Specifically, the processor 120 may obtain similarity by comparing at least one of a frequency, a first derivative value, and a second derivative value of a normal range signal stored in the memory 140 and the obtained signal. At this time, the processor 120 may obtain similarity by comparing at least one of the frequency, period, waveform, rate of change, zero-crossing rate (ZCR), maximum and minimum values of the signal.
  • ZCR zero-crossing rate
  • the processor 120 determines that there is an element that interferes with the sensing of the PPG sensor 110 and provides information to the user to request to correct the measurement state. Specifically, the processor 120 should not move during the measurement through the display 130 or the speaker (not shown), to remove the foreign matter on the surface of the PPG sensor 110, strongly the surface of the PPG sensor 110 It may provide a message to the user asking not to press.
  • the illuminance sensor 150 is for sensing the illuminance of the surrounding environment, and may be a separate configuration from the detector 112. Specifically, the illuminance sensor 150 is disposed on the outer surface of the electronic device 100 to sense the illuminance of the surrounding environment of the electronic device 100.
  • the processor 120 may set a reference value of the illuminance value of the detector 112 for determining a contact failure based on the value sensed by the illuminance sensor 150. At this time, sensing in the detector 112 may be performed while the light source 111 is deactivated.
  • the processor 120 may set the reference value of the illuminance value of the detector 112 to be lower than when it is bright, based on the value sensed by the illuminance sensor 150.
  • the illuminance sensor 150 may be omitted, and when the illuminance sensor 150 is not provided, the illuminance of the surrounding environment may be sensed by the detector 112.
  • the communication unit 160 is a component that performs communication with various types of external devices according to various types of communication methods.
  • the electronic device 100 may communicate with an external device server through the communication unit 160. According to an embodiment, some of the operations of the electronic device 100 of the present disclosure may be performed by a server.
  • the processor 120 transmits a value sensed by the transparent electrode window 113, the detector 112, and the like to the server through the communication unit 160, and receives a message about measurement failure from the server to display 130 ) Or through a speaker (not shown).
  • the processor 120 may receive an operation command from the server through the communication unit 160 and perform an operation corresponding to the operation command.
  • FIG. 4 is a view for explaining the structure of a PPG sensor according to an embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 4 is a side-view of a PPG sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • a light source 111 emitting light and a detector 112 receiving light may be arranged side by side on a PCB substrate. At this time, the case may be formed to surround the side of the light source 111 and the detector 112 disposed on the PCB substrate. In addition, the light source 111 and the detector 112 may be spatially separated through a partition.
  • the transparent electrode window 113 may be disposed to cover the light source 111 and the detector 112. Specifically, the transparent electrode window 113 may be disposed on one side and the opposite side of the case where the PCB substrate is disposed. For example, when the PCB substrate is disposed on the lower portion of the case, the transparent electrode window 113 may be disposed on the upper portion of the case.
  • the transparent electrode window 113 may be disposed to cover both the light source 111 and the upper part of the detector 112.
  • the transparent electrode window 113 may be an integral type that covers both the light source 111 and the upper portion of the detector 112 with one transparent electrode window.
  • the transparent electrode window 113 may be a separate type that covers the upper portions of the light source 111 and the detector 112 with a plurality of transparent electrode windows, respectively.
  • a metal electrode 114 may be included on one side of the case. At this time, the metal electrode 114 is exposed on the upper surface, and can be in direct contact with the user. When a user touches the transparent electrode window 113 and the metal electrode 114 at the same time, the electronic device may determine whether the user is in contact through the current, voltage, impedance, and conductivity measured by the touch.
  • metal electrode 114 Although only one metal electrode 114 is illustrated in FIG. 4, as illustrated in FIG. 8, a plurality of metal electrodes may be included.
  • the electronic device may determine whether the user has contact based on the current value sensed according to the contact between the user and the PPG sensor.
  • the sensed current value is less than a preset threshold, and when there is user's contact on the PPG sensor, a current value above the preset threshold is sensed. Can be confirmed. At this time, the current value sensed may be different according to the contact area between the PPG sensor and the user. Accordingly, the electronic device may determine that there is significant contact only when the sensed current value is greater than or equal to a preset value.
  • FIG. 6 is a view for explaining various embodiments in which the user's contact with the PPG sensor of FIG. 4 is defective.
  • the PPG sensor illustrated in FIG. 6 is a top-view of a PPG sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the PPG sensor 110 includes a light source 111 enclosed in a case, a detector 112 disposed in parallel with the light source 111, and a transparent electrode window covering an upper portion of the light source 111 and the detector 112. 113 and a metal electrode 114.
  • the light source 111, the detector 112 and the metal electrode 114 may be arranged in a line in the longitudinal direction.
  • the electronic device is a smart phone, it is arranged based on the gripping type of the user, but is not limited thereto.
  • the electronic device is a wearable device such as a smart watch, the arrangement order and direction may be changed.
  • the shape of the configuration is not limited to a square, and if the LED is circular, the detector may be in the form of a ring centered on the circular LED.
  • the contact area between the user and the PPG sensor 110 may be widened.
  • 1 is when the user touches only the metal electrode 114
  • 2 is when the user touched a region corresponding to a portion of the light source 111 of the metal electrode 114 and the transparent electrode window 113
  • 3 When a silver user touches a region corresponding to a portion of the light source 111 and the detector 112 among the metal electrode 114 and the transparent electrode window 113, 4 indicates that the user is the metal electrode ( 114), a case where an area corresponding to the entire light source 111 and the detector 112 is touched is illustrated.
  • a different current value may be sensed according to the contact area. Specifically, in the case of 1, the user touches only the metal electrode 114, and the transparent electrode window 113 is not touched, and the sensed current may be very low.
  • the electronic device can determine that the user has contacted the PPG sensor 110.
  • the detector 112 when the detector 112 is in a deactivated state, if it is determined that the user has touched the electronic device, the detector 112 may be activated.
  • the sensed current value increases compared to 2
  • the electronic device can determine whether the contact is defective based on the sensed current value. have. Meanwhile, the electronic device may further determine whether the user has a poor contact with the PPG sensor 110 by further using an illuminance value sensed by the detector 112.
  • the illuminance value may not be sensed while the detector 112 is inactive.
  • the detector 112 may be in an activated state as the transparent electrode window 113 is touched while the detector 112 is deactivated.
  • the sensed illuminance value may be very low.
  • the electronic device may acquire the user's biometric information by activating the light source 111.
  • the preset value means an illuminance value sensed when the user touches the PPG sensor 110 to obtain biometric information of the user, and may be changed based on the illuminance value of the surrounding environment. For example, when the surrounding environment is dark, the preset value may be lower than when it is bright.
  • the PPG sensor 110 illustrated in FIG. 8 includes a plurality of metal electrodes 114-1 and 114-2, and a plurality of transparent electrode windows 113-1 covering the light source 111 and the detector 112, respectively. , 113-2).
  • the plurality of metal electrodes 114-1 and 114-2 may be arranged one by one on both sides of the light source 111 and the detector 112 arranged side by side.
  • FIG. 9 is a view for explaining the structure of a PPG sensor according to another embodiment of the present disclosure. 4 and 8 above, if the light emitted from the light source 111 is reflected by the user's skin, and the detector 112 senses the reflected light, FIG. 9 is the light emitted from the light source 111 It shows a transmissive structure sensed by the detector 112 through the skin of the user.
  • the light source 111 and the detector 112 may be disposed on separate PCB substrates, and the light emitting portion of the light source 111 and the light receiving portion of the detector 112 face each other at regular intervals. It can be a seeing form.
  • the predetermined interval may mean the extent to which the user's body part can fit within the interval.
  • the light source 111 is disposed above and the detector 112 is disposed below, but the light source 111 is disposed below and the detector 112 is disposed above.
  • the transparent electrode window 113 may be disposed on at least one of the light source 111 and the detector 112, and when disposed on only one side, the transparent electrode window 113 may be disposed below the user's touch. In FIG. 9, when the detector 112 is disposed at the bottom, when the transparent electrode window 113 is disposed on only one side, the detector 112 may be disposed to cover the upper portion of the detector 112.
  • the arrangement of the metal electrode 114 may also vary according to the arrangement form of the transparent electrode window 113.
  • the metal electrode 114 is disposed in a region where the transparent electrode window 113 is disposed, and when the transparent electrode window 113 is disposed on the light source 111 and the detector 112, the metal electrode 114 ) Can also be placed on either side.
  • the metal electrode 114 may be disposed on one side to sense the user's contact only on the side where the metal electrode 114 is disposed.
  • 10 is a view for explaining an embodiment of determining whether there is an element that interferes with sensing of the PPG sensor according to signal quality.
  • FIG. 10(a) shows the original signal, the primary differential signal, and the secondary differential signal of the normal range biosignal.
  • the normal range of the bio-signal may be pre-stored in the memory of the electronic device. Depending on the embodiment. The normal range biosignal may be stored for each user.
  • the electronic device may determine whether the bio-signal obtained by the PPG sensor is noise.
  • the electronic device may determine the quality of the obtained signal by analyzing the signal characteristics of the biosignal obtained by the PPG sensor and the pre-stored biosignal. For example, the electronic device may obtain a similarity between a signal obtained through frequency component analysis, differential value analysis, and zero-crossing rate (ZCR) analysis that distinguishes noise from a normal range of bio signals.
  • ZCR zero-crossing rate
  • the electronic device may determine that there are elements that interfere with the sensing of the PPG sensor. Specifically, if the obtained similarity is less than a predetermined value, the electronic device can quickly request re-measurement by providing a calibration guide through the analyzed result. For example, based on the signal analysis result, the electronic device guides not to move during measurement, remove foreign substances on the surface of the PPG sensor, adjust the pressure in contact with the PPG sensor, and do not press the PPG sensor surface strongly. Can be provided to the user. For example, when the acceleration or the contact pressure is measured simultaneously with the PPG, the electronic device can guide the user more specifically to the cause of the signal failure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment of a user interface (UI) screen provided to a user when it is determined that the user's contact with the PPG sensor is defective.
  • UI user interface
  • the electronic device 100 may display a UI screen requesting a user to cover the entire PPG sensor with a finger. Specifically, while displaying the text "Let your fingers cover the entire sensor," an image or animation can be provided to provide a more intuitive touch position correction method.
  • the UI screen illustrated in FIG. 11 may be displayed when the user touches the PPG sensor but does not cover the PPG sensor to be sufficient to measure the biosignal.
  • the UI including the area where the sensor is actually covered is provided to the user (ex: image/animation different depending on the degree of coverage of about half or 1/4 of the sensor) Can provide).
  • the electronic device 100 may display a message with the intention of “touch the PPG sensor”.
  • the electronic device 100 may "do not move during measurement”, “remove foreign matter on the PPG sensor”, “PPG "Do not press the sensor strongly.”
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device may activate the detector (S1210 ). At this time, activating the detector may be to control a detector that has not received light to receive the light. In another embodiment, activating the detector may mean that although light is received before activation, processing is not performed, but after activation, processing of the received light may be performed to obtain an illuminance value.
  • the electronic device activates the detector, and when the sensed value is outside the preset range, the electronic device requests the user to touch the PPG sensor. You can provide a message.
  • the value sensed by the transparent electrode window may be at least one of a current value, a voltage value, an impedance value, and a conductivity value.
  • the electronic device activates the detector, and if the sensed current value is less than the preset value, the electronic device prompts the user to touch the PPG sensor. You can provide the message you are requesting. At this time, the electronic device may provide a message by displaying it on the display or notifying it through a speaker.
  • the electronic device may determine whether the contact between the PPG sensor and the user is defective based on the illuminance value sensed by the detector (S1220).
  • the electronic device may determine that the contact between the PPG sensor and the user is defective. This is because ambient light is sensed because the user's body part does not completely cover the PPG sensor.
  • the electronic device may provide a message to the user requesting to cover the entire PPG sensor. At this time, the electronic device may provide a message by displaying it on the display or notifying it through a speaker.
  • the electronic device may activate the light source to obtain biometric information of the user.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure in more detail.
  • the electronic device may determine whether or not an electrode is in contact (S1301). Specifically, the electronic device may determine whether the user has contacted the transparent electrode window of the PPG sensor. Specifically, the electronic device may determine whether the user has contact based on at least one of a current value, a voltage value, an impedance value, and a conductivity value sensed in the transparent electrode window of the PPG sensor.
  • the electronic device may continue to determine whether the electrode is in contact.
  • the electronic device may provide a message to the user to contact the PPG sensor with a body part. For example, the electronic device may display a message on a display or provide a voice through a speaker.
  • the electronic device can determine the ambient illuminance and measure the illuminance with a detector (S1302).
  • the electronic device may activate the detector to measure the ambient illuminance.
  • the electronic device may measure the ambient illuminance using an illuminance sensor distinguished from the detector.
  • the electronic device may acquire an illuminance value using a detector.
  • the light source of the PPG sensor is not activated, and the illuminance obtained by the detector may be illuminance caused by light in the surrounding environment that is not obscured by the user's body part.
  • the electronic device may determine whether the illuminance measured by the detector is less than a predetermined value (S1303).
  • the preset value is set based on the illuminance value of the surrounding environment, and may be set to a lower value than the bright environment when the surrounding environment is dark.
  • the electronic device may check the cause of the failure to acquire the biosignal and provide a notification to the user (S1304). Specifically, when the illuminance measured by the detector is greater than or equal to a predetermined value, the electronic device determines that the user's body part fails to sufficiently measure the PPG sensor and moves the body part to sufficiently cover the PPG sensor. The requesting message can be provided to the user. Thereafter, the electronic device may determine again whether the user has contacted the transparent electrode window of the PPG sensor.
  • the electronic device may start measuring the PPG sensor (S1305). Specifically, the electronic device may acquire a biosignal of the user by activating the light source of the PPG sensor. For example, data can be collected for any predetermined initial X seconds required for biosignal acquisition.
  • the electronic device may determine whether the noise of the acquired signal is less than a reference value (S1306). Specifically, the electronic device may determine whether noise is by comparing the stored normal range biosignal with the biosignal obtained by the PPG sensor.
  • the electronic device may determine that the obtained bio-signal is a bio-signal in the normal range, and may continue or complete the measurement.
  • the electronic device may check the cause of the failure to acquire the bio-signal and provide a notification to the user (S1304). Specifically, if the noise is greater than the reference value, the electronic device judges that the user moves during measurement, that there is a foreign object on the surface of the PPG sensor, or that too much pressure is applied to the PPG sensor. It may provide a message to the user, such as removing the or not pressing the sensor surface strongly.
  • the electronic device may provide a more specific cause of signal failure to the user by further using a value sensed by the acceleration sensor or the pressure sensor. Thereafter, the electronic device may determine again whether the user has contacted the transparent electrode window of the PPG sensor.
  • the cause of the bio-signal measurement error can be grasped and provided to the user step by step. This makes it possible to quickly correct the cause of unnecessary power waste and measurement failure.
  • embodiments described above may be implemented in a recording medium readable by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof.
  • embodiments described in the present disclosure include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs) ), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing other functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing other functions.
  • controllers micro-controllers
  • microprocessors and other electrical units for performing other functions.
  • the embodiments described herein may be implemented by the processor itself.
  • embodiments such as procedures and functions described herein may be
  • the method according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in a non-transitory readable medium.
  • the non-transitory readable medium may be mounted on various devices and used.
  • the non-transitory readable medium means a medium that stores data semi-permanently and that can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short time, such as registers, caches, and memory.
  • programs for performing the various methods described above may be stored and provided in a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
  • a method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as being included in a computer program product.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as products.
  • the computer program product may be distributed online in the form of a device-readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (eg, Play StoreTM).
  • a storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 개시의 전자 장치는, 광원, 디텍터 및 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG(Photoplethysmography) 센서 및 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 디텍터를 활성화하고, 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단하는 프로세서를 포함한다.

Description

PPG 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법
본 개시는 PPG 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 제품들이 개발 및 보급되고 있다. 특히, 사용자의 신체 상태를 측정할 수 있는 PPG(Photoplethysmography) 센서를 구비한 전자 제품이 일반화되었다.
PPG 센서는 소정 개수의 광원과 디텍터를 이용하여 심박, 스트레스 지수 측정 등 심장 박동과 혈관 등과 관련된 생체 신호 정보를 획득할 수 있다.
그러나, PPG 센서는 신체와 접촉이 완전하지 않은 경우에는 생체 신호의 측정이 불가하며, 측정시 움직이미나 이물질은 큰 진폭의 노이즈를 유발하여 사용자의 신체 상태를 확인할 수 없는 무의미한 신호가 획득된다.
기존에는 이러한 무의미한 신호가 획득됨에도 측정 실패의 원인을 파악하지 못해 사용자가 불필요하게 오랜 시간을 기다리게 한 후 결과를 제공하지 못하거나, 지속적인 측정 시도로 인해 전원을 빨리 소모하며, LED 빛이 외부로 새어나오는 문제가 있었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 개시의 목적은 생체 신호를 측정 오류에 대한 원인을 빠르게 파악하고, 이에 대한 피드백을 사용자에게 제공하기 위한 PPG 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 광원, 디텍터 및 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG(Photoplethysmography) 센서 및 상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 상기 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 상기 디텍터를 활성화하고, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 상기 광원을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득하고, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉 불량에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 유저 인터페이스(user interface)화면을 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서의 전체 영역을 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
한편, 메모리를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 광원이 활성화된 상태에서 상기 디텍터에 의해 획득된 신호와 상기 메모리에 저장된 정상 범위의 신호의 특성을 비교하여 유사도를 획득하고, 상기 획득된 유사도가 기설정된 값 미만이면, 상기 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는, 상기 획득된 신호 및 상기 저장된 정상 범위의 신호의 주파수, 1차 미분 값 및 2차 미분 값 중 적어도 하나를 비교하여 유사도를 획득할 수 있다.
한편, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위를 벗어나면 , 상기 PPG 센서를 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
한편, 상기 디텍터와 구분되는 조도 센서;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 조도 센서에 의해 센싱된 주변 조도 값에 기초하여, 상기 디텍터에 의해 센싱되는 조도 값의 기준 값을 설정할 수 있다.
한편, 상기 투명 전극 윈도우는, 상기 광원 및 상기 디텍터의 상부를 커버하는 것일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 PPG(Photoplethysmography) 센서는, 광원, 광을 수신하는 디텍터 및 상기 광원과 상기 디텍터의 상부를 커버하는 투명 전극 윈도우를 포함한다.
이 경우, 상기 투명 전극 윈도우는, 상기 광원 및 상기 디텍터의 상부를 각각 커버하는 복수의 투명 전극 윈도우일 수 있다.
한편, 복수의 금속 전극을 더 포함하고, 상기 복수의 금속 전극은, 나란히 배치된 상기 광원 및 상기 디텍터의 양측에 하나씩 배치될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 광원, 디텍터 및 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG(Photoplethysmography) 센서를 구비한 전자 장치의 제어 방법은, 상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 상기 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 상기 디텍터를 활성화하하는 단계 및 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 상기 광원을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득하고, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉 불량에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 유저 인터페이스(user interface)화면을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 디스플레이하는 단계는, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서의 전체 영역을 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이할 수 있다.
한편, 상기 광원이 활성화된 상태에서 상기 디텍터에 의해 획득된 신호와 메모리에 기저장된 정상 범위의 신호의 특성을 비교하여 유사도를 획득하는 단계 및 상기 유사도가 기설정된 값 미만이면, 상기 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 유사도를 획득하는 단계는, 상기 획득된 신호 및 상기 저장된 정상 범위의 신호의 주파수, 1차 미분 값 및 2차 미분 값 중 적어도 하나를 비교하여 유사도를 획득할 수 있다.
한편, 상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위를 벗어나면 , 상기 PPG 센서를 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 디텍터와 구분되는 조도 센서에 의해 센싱된 주변 조도 값에 기초하여 상기 디텍터에 의해 센싱되는 조도 값의 기준 값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 투명 전극 윈도우는, 상기 광원 및 상기 디텍터의 상부를 커버하는 것일 수 있다.
상술한 본 개시의 다양한 실시예에 따라, 생체 신호 측정 오류에 대한 원인을 빠르게 파악하고, 이에 대한 피드백을 사용자에게 제공하기 위한 PPG 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 전자 장치의 사용 실시 예를 도시한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 간략한 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 전자 장치의 구체적인 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PPG 센서의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자와 PPG 센서의 접촉에 따라 센싱되는 전류를 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5의 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 접촉이 불량인 다양한 실시 예에서 측정되는 전류 및 광의 강도를 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 PPG 센서의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 10은 신호 품질에 따라 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소의 존재 여부를 판단하는 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 11은 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인 것으로 판단되면, 사용자에게 제공되는 유저 인터페이스(UI) 화면의 일 실시 예를 도시한 도면,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 전자 장치의 사용 실시 예를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 1(a)는 전자 장치(100)가 스마트 폰인 경우를 도시한 것이고, 도 1(b)는 전자 장치(100)가 스마트 워치인 경우를 도시한 것이다.
도 1(a)를 참조하면, 사용자는 생체 신호 측정이 필요한 경우, 전자 장치(100)에 구비된 PPG 센서에 신체 부위인 손가락을 위치시킴으로써 생체 신호를 측정할 수 있다. 이때, 사용자가 PPG 센서의 전체 영역을 덮지 못하거나, 정확히 밀착되지 않거나, PPG 센서의 표면에 이물질이 부착된 경우 또는 측정시 사용자의 신체 부위가 움직이는 경우 등 다양한 원인에 의해 생체 신호 측정이 원활히 수행되지 않을 수 있다.
한편, 도 1(b)를 참조하면, 전자 장치(100)와 손목이 접촉되는 부위에 PPG 센서가 배치될 수 있으며, 전자 장치(100)는 기설정된 주기로 사용자의 생체 신호를 측정할 수 있다. 이때, 사용자의 신체 부위가 PPG 센서의 전체 영역을 덮지 못하거나, 정확히 밀착되지 않거나, PPG 센서의 표면에 이물질이 부착된 경우 또는 측정시 사용자의 신체 부위가 움직이는 경우 등 다양한 원인에 의해 생체 신호 측정이 원활히 수행되지 않을 수 있다.
본 개시에서는 단계적인 동작을 통해 상술한 바와 같은 생체 신호 측정이 실패하는 다양한 원인 중 하나를 식별하여 사용자에게 제공할 수 있다. 구체적인 전자 장치(100)의 동작은 이하 도 2 내지 도 13을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 도 1에서는 전자 장치(100)가 스마트 폰 및 스마트 워치인 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 스마트 밴드, 스마트 안경 등 사용자의 신체 일부와 접촉 가능한 웨어러블 디바이스는 모두 가능할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 간략한 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 PPG 센서(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.
PPG 센서(110)는 광원(111) 및 디텍터(112) 를 이용한 광학 방식을 이용하여 생체 신호를 측정하기 위한 센서로, 심박, 산소 포화도, 혈압, 심박변이도(Heart Rate Variability(HRV)), 혈관 질환 등의 측정이 가능하다.
구체적으로 광원(111)은 광을 방출하는 구성이다. 예를 들어, 광원(111)은 LED 및 레이저 다이오드 중 적어도 하나일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 광원(111)이 LED인 것으로 설명되는 부분이 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 광원(111)에서 방출되는 광은 녹색광일 수 있다. 광원(111)에서 방출된 광은 사용자의 피부 및 혈관에 일부 흡수, 산란 및 반사 되어 디텍터(112)에 의해 센싱될 수 있다.
이때, 디텍터(112)는 주변 광을 센싱하는 구성으로, 광 다이오드(Photo Diode(PD)) 및 CCD(Charge Coupled Device) 중 적어도 하나일 수 있다. 디텍터(112)에 의해 센싱된 신호는 혈액의 양에 비례하기 때문에, 신호의 변화에 기초하여 혈액의 양의 변화를 감지할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디텍터(112)가 광 다이오드인 것으로 설명되는 부분이 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 디텍터(112)에 의해 센싱된 신호는 AC 성분과 DC 성분이 혼합된 신호일 수 있는데, 이때, AC 성분은 측정 부위의 혈액의 양의 변화에 의해 획득된 것일 수 있다.
한편, 투명 전극 윈도우(113)는 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 커버하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 투명 전극 윈도우(113)는 도 4에 도시된 바와 같이 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 모두 커버하는 일체형이거나, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 각각 커버하는 분리형일 수도 있다.
투명 전극 윈도우(113)는 사용자의 신체 부위와 접촉되면 전류가 통하거나 전압이 걸리며, 이때 측정된 전류, 전압, 임피던스 값 및 전도도 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 신체 부위 접촉 여부가 식별될 수 있다. 구체적으로, 투명 전극 윈도우(113)는 ITO(Indium Tin Oxide), 금속 메쉬, 금속 나노와이어, CNT(carbon nanotube), FTO(fluorine doped tin oxide) 등 투명 전극으로 사용되는 물질은 모두 사용 가능하다. 여기서, 투명 전극의 조건은 550nm 가시광의 투과도가 80% 이상이고, 면 저항이 1000Ω/sq 이하 또는 전도도가 1000S/m 이상일 수 있다.
이때, 투명 전극 윈도우(113)는 투명 전극 물질 자체만으로 구성될 수도 있으나, 기존 유리 또는 플라스틱 윈도우의 표면에 투명 전극 물질이 배치된 형태로 구성될 수도 있다.
프로세서(120)는 전자 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다.
일 실시 예에 따라 프로세서(120)는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 값에 기초하여 PPG 센서(110)와 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위를 벗어나면, PPG 센서(110)에 사용자의 신체 부위가 접촉되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 전류 값, 전압 값, 임피던스 및 전도도 중 적어도 하나의 측정 값을 이용하여 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 전류 값이 기설정된 값 미만이면, 프로세서(120)는 PPG 센서(110)에 사용자의 신체 부위와 접촉되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 사용자의 신체 부위와 투명 전극 윈도우(113)가 접촉할 때까지 별도의 동작을 수행하지 않거나, 사용자에게 PPG 센서(110)에 접촉할 것을 요청하는 메시지를 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위 이내이면, 사용자의 신체 부위가 접촉된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113)에 의해 센싱된 전류 값이 기설정된 값 이상이면, 사용자의 신체 부위가 접촉된 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 디텍터(112)를 활성화하여 주변 환경의 조도를 측정할 수 있다.
여기서, 디텍터(112)를 활성화한다는 것은, 광을 수신하지 않았던 디텍터(112)가 광을 수신하도록 제어하는 것일 수 있다. 또는, 디텍터(112)를 활성화한다는 것은, 활성화 이전에는 광이 수신되어도 이에 대한 처리를 수행하지 않았던 반면, 활성화 이후에는 수신된 광에 대한 처리를 수행하여 조도 값을 획득하는 것을 의미할 수도 있다 . 또한 디텍터(112)의 활성화를 통한 조도 측정은, LED와 같은 PPG용 광원(111)을 켜지 않은 상태에서 진행하는 것을 특징으로 한다
그리고, 프로세서(120)는 디텍터(112)에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 PPG 센서(110)와 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 디텍터(112)에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, PPG 센서(110)의 일부만 사용자의 신체 부위와 밀착된 경우와 같이 접촉이 불량인 것으로 판단하고, 사용자에게 다시 접촉할 것을 요청하는 메시지를 제공할 수 있다.
한편, 디텍터(112)에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 광원(111)을 활성화하여 사용자의 생체 신호를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, PPG 센서(110)의 구성을 단계적으로 활성화하면서 측정 실패의 원인을 파악함으로 인해, 원인을 보다 빠르고 정확하게 파악하여 교정이 가능하며, 전원의 소모를 최소화할 수 있게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 전자 장치의 구체적인 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는 PPG 센서(110), 프로세서(120), 디스플레이(130), 메모리(140), 조도 센서(150) 및 통신부(160)를 포함할 수 있다.
여기서, PPG 센서(110) 및 프로세서(120)의 일부 구성 및 동작은 도 2에 도시된 구성과 동일한 바, 중복된 기재는 생략한다.
PPG 센서(110)는 광원(111), 디텍터(112) 및 투명 전극 윈도우(113) 이외에도 금속 전극(114)를 더 포함할 수 있다. 사용자의 신체 부위가 투명 전극 윈도우(113)와 금속 전극(114)에 모두 접촉되면서 전류가 발생하고, 프로세서(120)는 측정된 전류 값에 기초하여 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있게 된다. 이때, 사용 가능한 금속 전극(114)으로는 Al(알루미늄), Cu(구리),Li(리튬), Na(나트륨), K(칼륨), Ru(루비듐), Cs(세슘), Fr(프랑슘) 등의 1족 원소, Be(베릴륨), Mg(마그네슘), Ca(칼슘), Sr(스트론튬), Ba(바륨), Ra(라듐) 등의 2족 원소, Pb(납), Ni(니켈), Cu(구리), Al(알루미늄), Ti(티탄), SUS(Steel Use Stainless), 철계 합금 등이 있을 수 있다.
이외에도, 투명 전극 윈도우(113) 및 금속 전극(114)에 의해 추가적인 생체 정보 측정이 가능할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113) 및 금속 전극(114)의해 획득된 임피던스 또는 전기용량 값에 기초하여, GSR, BIA, 정전식 지문 인식, 압력 센싱 및 온도 센싱을 더 수행할 수 있다. 예를 들어 PPG와 압력을 동시에 측정하면, 과도한 접촉 압력이 센싱에 방해가 되는지 확인할 수 있다.
디스플레이(130)는 컨텐츠를 표시할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(130)는 프로세서(120)의 제어에 의해 컨텐츠를 표시할 수 있다.
디스플레이(130)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이(130) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다. 또한, 디스플레이(130)는 터치 스크린, 플렉서블 디스플레이 또는 투명 디스플레이로 구현될 수도 있다.
디스플레이(130)는 프로세서(120)의 제어에 의해 사용자에게 제공될 메시지를 표시할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 PPG 센서(110)와 사용자의 신체 부위의 접촉이 불량인 것으로 판단되면, 접촉 불량에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 유저 인터페이스(user interface, UI) 화면을 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 투명 전극 윈도우(113)에 사용자의 접촉이 센싱되지 않으면, 프로세서(120)는 PPG 센서(110)에 접촉할 것을 요청하는 메시지를 디스플레이하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 디텍터(112)에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 프로세서(120)는 사용자의 신체 부위가 PPG 센서(110)의 전체를 덮도록 요청하는 메시지를 디스플레이하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예로, PPG 센서(110)를 통해 획득된 생체 신호와 메모리(130)에 저장된 정상 범위의 생체 신호의 유사도가 기설정된 값 미만이면, 프로세서(120)는 측정시 움직이지 말 것, PPG 센서(110) 표면의 이물질을 제거할 것, PPG 센서(110)의 표면을 강하게 누르지 말 것 등을 요청하는 메시지를 디스플레이하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 이때, 전자 장치에 가속도 센서 또는 압력 센서가 포함될 경우, 프로세서(120)는 가속도 센서의 측정 값을 더 고려하여 PPG 측정 실패 원인을 더 세부적으로 제공할 수 있다. 예를 들어 , 가속도 센서에 의해 센싱된 값이 기설정된 값 이상이면, 전자 장치는 이를 더 고려하여 PPG 센서(110)의 신호 불량 원인이 측정시 움직임 때문인 것으로 판단할 수 있다. 또는 압력 센서에 의해 센싱된 값이 기설정된 값 이상이면, 전자 장치는 이를 더 고려하여 PPG 센서(110)의 신호 불량 원인이 PPG 센서(110)의 표면에 너무 강한 압력이 가해졌기 때문인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았지만, 전자 장치(100)는 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 프로세서(120)는 사용자에게 메시지를 스피커를 통해 음성으로 제공할 수도 있다.
메모리(140)는 전자 장치(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(140)에는 적어도 하나의 명령어가 저장될 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(140)에 저장된 명령어를 실행함으로써 상술한 동작을 수행할 수 있다. 메모리(140)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다.
구체적으로, 메모리(140)에는 정상 범위의 생체 신호가 저장될 수 있다. 구체적으로, 메모리(140)에는 정상 범위의 생체 신호의 원신호, 1차 미분 신호, 2차 미분 신호가 저장될 수 있다. 이때, 메모리(140)에 저장되는 생체 신호에 대한 정보는 신호의 파형 자체일 수도 있고, 각 신호의 특징에 대한 정보일 수도 있다.
이때, 메모리(140)에는 사용자 별 정상 범위의 생체 신호가 저장될 수도 있다.
프로세서(120)는 광원(111)이 활성화된 상태에서 디텍터(112)에 의해 획득된 신호와 메모리(140)에 저장된 정상 범위의 신호의 특성을 비교하여 유사도를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 획득된 유사도가 기설정된 값 미만이면, PPG 센서(110)의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단할 수 있다 . 구체적으로, 프로세서(120)는 획득된 신호와 메모리(140)에 저장된 정상 범위의 신호의 주파수, 1차 미분 값 및 2차 미분 값 중 적어도 하나를 비교하여 유사도를 획득할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 신호의 주파수, 주기, 파형, 변화율, 영교차율(Zero-Crossing Rate, ZCR), 최대값 및 최소값 중 적어도 하나를 비교하여 유사도를 획득할 수 있다.
프로세서(120)는 획득된 유사도가 기설정된 값 미만이면, PPG 센서(110)의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단하고, 이에 대한 정보를 사용자에게 제공하여 측정 상태를 교정하도록 요청할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 디스플레이(130) 또는 스피커(미도시)를 통해 측정 중 움직이지 말 것, PPG 센서(110)의 표면의 이물질을 제거할 것, PPG 센서(110)의 표면을 강하게 누르지 말 것 등을 요청하는 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다.
조도 센서(150)는 주변 환경의 조도를 센싱하기 위한 것으로, 디텍터(112)와는 별개의 구성일 수 있다. 구체적으로, 조도 센서(150)는 전자 장치(100)의 외부 표면에 배치되어 전자 장치(100)의 주변 환경의 조도를 센싱할 수 있다.
프로세서(120)는 조도 센서(150)에 의해 센싱된 값에 기초하여, 접촉 불량을 판단하기 위한 디텍터(112)의 조도 값의 기준을 설정할 수 있다. 이때, 디텍터(112)에서의 센싱은 광원(111)이 비활성화된 상태에서 수행될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 조도 센서(150)에 의해 센싱된 값에 기초하여, 주변 환경이 어두우면 디텍터(112)의 조도 값의 기준을, 밝을 때보다 낮게 설정할 수 있다.
한편, 본 개시에서 조도 센서(150)는 생략 가능하며, 조도 센서(150)가 구비되지 않은 경우에는, 디텍터(112)에 의해 주변 환경의 조도가 센싱될 수도 있다.
통신부(160)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행하는 구성이다. 전자 장치(100)는 통신부(160)를 통해 외부 장치인 서버와 통신할 수 있다. 실시 예에 따라, 본 개시의 전자 장치(100)의 동작 중 일부의 동작은 서버에 의해 수행될 수도 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 투명 전극 윈도우(113), 디텍터(112) 등에 의해 센싱된 값을 통신부(160)를 통해 서버로 전송하고, 서버로부터 측정 실패에 대한 메시지를 수신하여 디스플레이(130) 또는 스피커(미도시)를 통해 사용자에게 제공할 수도 있다. 또는 프로세서(120)는 통신부(160)를 통해 서버로부터 동작 명령을 수신하고, 동작 명령에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PPG 센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PPG 센서의 측면도(side-view)이다.
도 4를 참조하면, PPG 센서(110)는 PCB 기판 상에 광을 방출하는 광원(111)과 광을 수신하는 디텍터(112)가 나란히 배치될 수 있다. 이때, 케이스는 PCB 기판 상에 배치된 광원(111) 및 디텍터(112)의 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그리고, 광원(111)과 디텍터(112)는 칸막이를 통해 공간적으로 분리될 수 있다.
투명 전극 윈도우(113)는 광원(111)과 디텍터(112)를 커버하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 투명 전극 윈도우(113)는 PCB 기판이 배치된 케이스의 일측과 반대측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 케이스의 하부에 PCB 기판이 배치되면, 투명 전극 윈도우(113)은 케이스의 상부에 배치될 수 있다.
이때, 투명 전극 윈도우(113)는 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 모두 커버하도록 배치될 수 있다. 여기서, 투명 전극 윈도우(113)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 투명 전극 윈도우로 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 모두 커버하는 일체형일 수 있다. 또 다른 실시 예로, 투명 전극 윈도우(113)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 투명 전극 윈도우로 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 각각 커버하는 분리형일 수도 있다.
그리고, 케이스의 일 측에는 금속 전극(114)가 포함될 수 있다. 이때, 금속 전극(114)는 상부 표면에 노출되어, 사용자와 직접 접촉될 수 있다. 사용자가 투명 전극 윈도우(113)와 금속 전극(114)를 동시에 터치하는 경우, 전자 장치는 터치로 인해 측정되는 전류, 전압, 임피던스, 전도도를 통해 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있다.
도 4에서는 하나의 금속 전극(114)만을 도시하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 금속 전극이 포함될 수도 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자와 PPG 센서의 접촉에 따라 센싱되는 전류를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 전자 장치는 사용자와 PPG 센서의 접촉에 따라 센싱되는 전류 값에 기초하여 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있다.
도 5를 참조하면, PPG 센서 상에 사용자의 접촉이 없으면, 센싱되는 전류 값은 기설정된 임계 값(Threshold) 미만이고, PPG 센서 상에 사용자의 접촉이 있으면, 기설정된 임계 값 이상의 전류 값이 센싱됨을 확인할 수 있다. 이때, PPG 센서와 사용자의 접촉 면적에 따라 센싱되는 전류 값이 다를 수 있다. 따라서, 전자 장치는 센싱되는 전류 값이 기설정된 값 이상인 경우에만 유의미한 접촉이 있는 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 도 4의 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 우선 도 6에 도시된 PPG 센서는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PPG 센서의 평면도(top-view)이다.
도 6을 참조하면, PPG 센서(110)는 케이스에 둘러싸인 광원(111), 광원(111)과 나란히 배치된 디텍터(112), 광원(111)과 디텍터(112)의 상부를 커버하는 투명 전극 윈도우(113) 및 금속 전극(114)을 포함한다. 이때, 광원(111), 디텍터(112) 및 금속 전극(114)이 종방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 이는 전자 장치가 스마트 폰인 경우 사용자의 파지 형태에 기초하여 배치된 것으로, 이에 한정되지 않으며, 전자 장치가 스마트 워치 등의 웨어러블 기기인 경우에는 배치 순서 및 방향이 변경될 수 있다. 또한, 구성의 형태 사각형으로 한정되지 않고, LED가 원형이면, 디텍터는 원형 LED를 중심으로 하는 링 형태일 수도 있다.
한편, 도 6의 ①에서 ④로 갈수록, 사용자와 PPG 센서(110)의 접촉 면적이 넓어질 수 있다. 구체적으로, ①은 사용자가 금속 전극(114)만을 터치한 경우, ②는 사용자가 금속 전극(114) 및 투명 전극 윈도우(113) 중 광원(111)의 일부에 대응되는 영역을 터치한 경우, ③은 사용자가 금속 전극(114), 투명 전극 윈도우(113) 중 광원(111) 및 디텍터(112)의 일부에 대응되는 영역을 터치한 경우, ④는 사용자가 투명 전극 윈도우(113) 중 금속 전극(114), 광원(111) 및 디텍터(112)의 전체에 대응되는 영역을 터치한 경우를 도시한 것이다.
이 경우, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 접촉 면적에 따라 다른 전류 값이 센싱될 수 있다. 구체적으로, ①의 경우는 사용자가 금속 전극(114)만을 터치하고, 투명 전극 윈도우(113)는 터치하지 않은 상태로, 센싱되는 전류가 매우 낮을 수 있다.
금속 전극(114)과 투명 전극 윈도우(113)를 함께 터치한 ②부터 기설정된 임계 값 이상인 유의미한 전류 값이 센싱되며, 전자 장치는 사용자가 PPG 센서(110)에 접촉했음을 판단할 수 있다. 이때, 디텍터(112)가 비활성화된 상태인 경우, 전자 장치는 사용자가 접촉한 것으로 판단되면, 디텍터(112)를 활성화할 수 있다.
사용자와 PPG 센서(110)와의 접촉 면적이 점점 넓어지는 ③ 및 ④의 경우, ②에 비해 센싱되는 전류 값이 증가하여 전자 장치는 센싱되는 전류 값에 기초하여 접촉이 불량인지 여부에 대해 판단할 수 있다. 한편, 전자 장치는 디텍터(112)에서 센싱되는 조도 값을 더 이용하여 사용자와 PPG 센서(110)의 접촉 불량 여부를 판단할 수도 있다.
구체적으로, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 사용자와 PPG 센서(110)와의 접촉 면적에 따라 다른, 디텍터(112, ex. 광 다이오드(PD))에서 센싱되는 조도(intensity) 값에 기초하여, 사용자와 PPG 센서(110)의 접촉 불량 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 ① 및 ②의 경우는 사용자가 디텍터(112)를 가리지 않아 높은 조도 값이 센싱될 수 있다. 이때, 디텍터(112)는 이미 활성화된 상태일 수 있으며, 여기서 센싱된 조도 값은 주변 환경의 조도 값과 유사할 수 있다.
한편, 디텍터(112)가 비활성화된 상태에서 사용자가 PPG 센서(110)와 접촉하는 실시 예에서는, ①의 경우는 디텍터(112)가 비활성화된 상태로 조도 값이 센싱되지 않을 수 있다. 이때, ② 내지 ④의 경우는 디텍터(112)가 비활성화된 상태에서, 투명 전극 윈도우(113)를 터치함에 따라 디텍터(112)가 활성화된 상태일 수 있다.
디텍터(113)의 적어도 일부가 사용자에 의해 커버되는 ③ 내지 ④의 경우 센싱되는 조도 값은 매우 낮을 수 있다. 이때, 센싱되는 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 전자 장치는 광원(111)을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 기설정된 값은 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있을 만큼 사용자가 PPG 센서(110)에 접촉한 경우 센싱되는 조도 값을 의미하는 것으로, 주변 환경의 조도 값에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 주변 환경이 어두울 경우에는 밝을 때보다, 기설정된 값은 낮아질 수 있다.
도 8은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 PPG 센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 8에 도시된 PPG 센서(110)는 복수의 금속 전극(114-1, 114-2) 및 광원(111)과 디텍터(112)를 각각 커버하는 복수의 투명 전극 윈도우(113-1, 113-2)를 포함한다.
이때, 복수의 금속 전극(114-1, 114-2)은 나란히 배치된 광원(111)과 디텍터(112)의 양 측에 하나씩 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 영역 별로 분리된 복수의 투명 전극 윈도우(113-1, 113-2)을 구비하면, 사용자와 접촉된 영역을 보다 구체적으로 확인할 수 있게 된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 금속 전극(114-1, 114-2)을 포함하면, 사용자와의 접촉에 따라 여러 전극 구성의 임피던스 측정이 가능하며, 디텍터(112)에 의한 조도 값을 이용하지 않더라도, 임피던스 측정 값에 기초하여 PPG 센서(110)와 사용자의 접촉 불량 여부가 판단될 수 있다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 PPG 센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 이상의 도 4 및 도 8이 광원(111)에서 방출된 광이 사용자의 피부에서 반사되고, 반사된 광을 디텍터(112)가 센싱하는 반사형 구조였다면, 도 9는 광원(111)에서 방출된 광이 사용자의 피부를 통과하여 디텍터(112)에 의해 센싱되는 투과형 구조를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 광원(111)과 디텍터(112)는 분리된 PCB 기판 상에 배치될 수 있으며, 광원(111)의 광 방출부와 디텍터(112)의 광 수신부는 일정 간격을 두고 서로 마주 보는 형태일 수 있다. 여기서 일정 간격은 사용자의 신체 부위가 간격 내에 들어갈 수 있을 정도를 의미할 수 있다. 도 9에서는 광원(111)이 위쪽에 배치되고 디텍터(112)가 아래쪽에 배치된 것으로 도시되었으나, 광원(111)이 아래쪽에 배치되고, 디텍터(112)가 위쪽에 배치되어도 무관하다.
투명 전극 윈도우(113)는 광원(111) 및 디텍터(112)의 적어도 하나의 상부에 배치될 수 있으며, 한쪽에만 배치되는 경우에는 사용자의 터치가 용이한 아래쪽에 배치될 수 있다. 도 9에서는 디텍터(112)가 아래쪽에 배치된 바, 투명 전극 윈도우(113)가 한쪽에만 배치되는 경우에는 디텍터(112)의 상부를 커버하도록 배치될 수 있다.
한편, 투명 전극 윈도우(113)의 배치 형태에 따라 금속 전극(114)의 배치도 달라질 수 있다. 구체적으로, 투명 전극 윈도우(113)가 배치된 영역에 금속 전극(114)이 배치되며, 투명 전극 윈도우(113)가 광원(111) 및 디텍터(112)의 상부에 각각 배치되면, 금속 전극(114)도 양쪽에 배치될 수 있다. 이 경우, 투명 전극 윈도우(113)가 양쪽에 배치되더라도, 한쪽에만 금속 전극(114)을 배치하여 금속 전극(114)이 배치된 쪽에서만 사용자의 접촉을 센싱할 수도 있다.
도 10은 신호 품질에 따라 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소의 존재 여부를 판단하는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10(a)는 정상 범위인 생체 신호의 원신호, 1차 미분 신호 및 2차 미분 신호를 도시한 것이다. 이러한 정상 범위인 생체 신호는 전자 장치의 메모리에 기저장된 것일 수 있다. 실시 예에 따라. 정상 범위인 생체 신호는 사용자 별로 저장될 수도 있다.
한편, 투명 전극 윈도우 및 디텍터에서 센싱된 조도 값에 기초하여 PPG 센서와 사용자의 접촉에 문제가 없는 것으로 판단된 경우에도 도 10(b)에 도시된 바와 같이 생체 신호가 정상적으로 획득되지 않을 수 있다. 이 경우, 전자 장치는 PPG 센서에 의해 획득된 생체 신호의 노이즈 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 전자 장치는 PPG 센서에 의해 획득된 생체 신호와 기저장된 생체 신호의 신호 특징을 분석하여 획득된 신호의 품질을 판별할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 주파수 성분 분석, 미분값 분석, 소음을 구별하는 영교차율(Zero-Crossing Rate, ZCR) 분석 등을 통하여 획득된 신호와 정상 범위의 생체 신호의 유사도를 획득할 수 있다.
이때, 획득된 생체 신호의 품질이 낮은 것으로 판단되면, 전자 장치는 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 획득된 유사도가 기설정된 값 미만이면, 전자 장치는 분석된 결과를 통해 교정 가이드를 제공하여 빠르게 재측정을 요구할 수 있게 된다. 예를 들어 전자 장치는 신호 분석 결과에 기초하여 측정 중 움직이지 말 것, PPG 센서 표면의 이물질을 제거할 것, PPG 센서와 접촉하는 압력을 조절할 것, PPG 센서 표면을 강하게 누르지 말 것 등의 가이드 를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 가속도 혹은 접촉 압력을 PPG와 동시에 측정한 경우, 전자 장치는 신호 불량 원인을 좀 더 구체적으로 사용자에게 가이드를 할 수 있게 된다.
도 11은 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인 것으로 판단되면, 사용자에게 제공되는 유저 인터페이스(UI) 화면의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 전자 장치(100)는 사용자에게 손가락이 PPG 센서 전체를 덮도록 요청하는 UI 화면을 표시할 수 있다. 구체적으로, "손가락이 센서 전체를 덮도록 해주세요"라는 텍스트를 표시하면서, 이미지 또는 애니메이션을 제공하여 보다 직관적인 터치 위치의 교정 방식을 제공할 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 UI 화면은, 사용자가 PPG 센서를 터치는 하였으나, 생체 신호를 측정하기에 충분하도록 PPG 센서를 덮지는 않은 경우에 표시될 수 있다. 이때, 도 7과 같이 조도 값의 단계 혹은 측정되는 전류 값에 기초하여 센서가 실제로 덮힌 면적을 포함한 UI를 사용자에게 제공(ex : 센서의 절반, 혹은 1/4 정도로 덮힌 정도에 따라 다른 이미지/애니메이션을 제공)할 수 있다.
따라서, 실제 구현시에는, PPG 센서를 이용하여 생체 신호를 측정해야하는 시점에 사용자의 접촉이 센싱되지 않으면, 전자 장치(100)는 "PPG 센서를 터치하세요"라는 의도의 메시지를 표시할 수 있다. 한편, 사용자의 접촉은 센싱되었으나 조도 감지 결과 PPG 센서 전체가 잘 덮이지 않은 경우, PPG 센서 전체를 잘 덮어줄 것을 요청할 수 있다. 또는 PPG 센서와 사용자의 접촉이 양호함에도 불구하고 정상 범위의 생체 신호가 획득되지 않는 경우, 전자 장치(100)는 "측정 중 움직이지 마세요", "PPG 센서 위의 이물질을 제거해 주세요", "PPG 센서를 강하게 누르지 마세요" 등의 메시지를 표시할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 우선 전자 장치는 PPG 센서에 포함된 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 디텍터를 활성화할 수 있다(S1210). 이때, 디텍터를 활성화한다는 것은, 광을 수신하지 않았던 디텍터가 광을 수신하도록 제어하는 것일 수 있다. 다른 실시 예로, 디텍터를 활성화한다는 것은, 활성화 이전에는 광이 수신되어도 이에 대한 처리를 수행하지 않았던 반면, 활성화 이후에는 수신된 광에 대한 처리를 수행하여 조도 값을 획득하는 것을 의미할 수도 있다.
구체적으로, 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위 이내이면, 전자 장치는 디텍터를 활성화 하고, 센싱된 값이 기설정된 범위를 벗어나면, 전자 장치는 사용자에게 PPG 센서를 터치할 것을 요청하는 메시지를 제공할 수 있다. 이때, 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값은, 전류 값, 전압 값, 임피던스 값 및 전도도 값 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 전류 값이 기설정된 값 이상이면, 전자 장치는 디텍터를 활성화하고, 센싱된 전류 값이 기설정된 값 미만이면 , 전자 장치는 사용자에게 PPG 센서를 터치할 것을 요청하는 메시지를 제공할 수 있다. 이때, 전자 장치는 메시지를 디스플레이에 표시하거나, 스피커를 통해 알림으로써 제공할 수도 있다.
그 다음, 전자 장치는 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단할 수 있다(S1220).
구체적으로, 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 전자 장치는 PPG 센서와 사용자의 접촉이 불량인 것으로 판단할 수 있다. 이는 사용자의 신체 부위가 PPG 센서를 완전히 덮지 못했기 때문에 주변 광이 센싱되는 것이기 때문이다.
이때, 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 전자 장치는 PPG 센서의 전체를 덮을 것을 요청하는 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 전자 장치는 메시지를 디스플레이에 표시하거나, 스피커를 통해 알림으로써 제공할 수도 있다.
한편, 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 전자 장치는 광원을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 우선 전자 장치는 전극 컨택 여부를 판단할 수 있다(S1301). 구체적으로, 전자 장치는 PPG 센서의 투명 전극 윈도우에 사용자가 접촉되었는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치는 PPG 센서의 투명 전극 윈도우에서 센싱되는 전류 값, 전압 값, 임피던스 값, 전도도 값 중 적어도 하나의 크기에 기초하여 사용자의 접촉 여부를 판단할 수 있다.
이때, 사용자가 투명 전극 윈도우에 컨택되지 않으면(S1301-N), 전자 장치는 전극의 컨택 여부를 계속 판단할 수 있다. 한편, 실시 예에 따라, 생체 신호를 획득해야하는 경우, 사용자의 접촉이 센싱되지 않으면, 전자 장치는 PPG 센서에 신체 부위를 접촉하라는 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 메시지를 디스플레이에 표시하거나, 스피커를 통해 음성으로 제공할 수 있다.
한편, 사용자가 투명 전극 윈도우에 컨택된 것으로 판단되면(S1301-Y), 전자 장치는 주변 조도를 파악하고, 디텍터로 조도를 측정할 수 있다(S1302). 여기서, 전자 장치는 사용자가 투명 전극 윈도우에 접촉된 것으로 판단되면, 디텍터를 활성화하여 주변 조도를 측정할 수 있다. 이때, 전자 장치는 디텍터와 구분되는 조도 센서를 이용하여 주변 조도를 측정할 수 있다.
그리고, 전자 장치는 디텍터를 이용하여 조도 값을 획득할 수 있다. 이때, PPG 센서의 광원은 활성화되지 않은 상태로, 디텍터에 의해 획득된 조도는 사용자의 신체 부위에 의해 가려지지 않은 주변 환경의 광에 의한 조도일 수 있다.
그리고, 전자 장치는 디텍터에 의해 측정된 조도가 기설정된 값 미만인지 판단할 수 있다(S1303). 여기서, 기설정된 값은 주변 환경의 조도 값에 기초하여 설정된 것으로, 주변 환경이 어두울 경우에는 밝은 환경보다 낮은 값으로 설정될 수 있다.
이때, 디텍터에 의해 측정된 조도가 기설정된 값 이상이면(S1303-N), 전자 장치는 생체 신호 획득 실패 원인을 확인하고, 이에 대한 알림을 사용자에게 제공할 수 있다(S1304). 구체적으로, 전자 장치는 디텍터에 의해 측정된 조도가 기설정된 값 이상이면, 사용자의 신체 부위가 PPG 센서를 충분히 덮지 못하여 생체 신호 측정에 실패한 것으로 판단하고, PPG센서를 충분히 덮도록 신체 부위를 이동할 것을 요청하는 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다. 이후, 전자 장치는 사용자가 PPG 센서의 투명 전극 윈도우와 접촉했는지 여부를 다시 판단할 수 있다.
한편, 디텍터에 의해 측정된 조도가 기설정된 값 미만이면(S1303-Y), 전자 장치는 PPG 센서의 측정을 개시할 수 있다(S1305). 구체적으로, 전자 장치는 PPG 센서의 광원을 활성화하여 사용자의 생체 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 획득에 필요한 임의의 기설정된 초기 X초 동안 데이터를 수집할 수 있다.
그리고, 전자 장치는 획득된 신호의 노이즈가 기준치 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S1306). 구체적으로, 전자 장치는 저장된 정상 범위의 생체 신호와 PPG 센서에 의해 획득된 생체 신호를 비교하여 노이즈 여부를 판단할 수 있다.
이때, 노이즈가 기준치 미만이면(S1306-Y), 전자 장치는 획득된 생체 신호가 정상 범위의 생체 신호인 것으로 판단하고, 측정을 지속 또는 완료할 수 있다. 한편, 노이즈가 기준치 이상이면(S1306-N), 전자 장치는 생체 신호 획득 실패 원인을 확인하고, 이에 대한 알림을 사용자에게 제공할 수 있다(S1304). 구체적으로, 전자 장치는 노이즈가 기준치 이상이면, 사용자가 측정시 움직이거나 PPG 센서 표면에 이물질이 있거나, PPG 센서에 너무 강한 압력이 가해지는 것으로 판단하고 , 측정시 움직이지 말 것, 센서 표면의 이물질을 제거할 것, 센서 표면을 강하게 누르지 말 것 등의 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 전자 장치는 가속도 센서 또는 압력 센서에 의해 센싱된 값을 더 이용하여 보다 구체적인 신호 불량 원인을 사용자에게 제공할 수 있다. 이후, 전자 장치는 사용자가 PPG 센서의 투명 전극 윈도우와 접촉했는지 여부를 다시 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 투명 전극 윈도우, 디텍터 및 생체 신호의 특성을 분석함에 따라서 단계적으로 생체 신호 측정 오류에 대한 원인을 파악 및 사용자에게 제공할 수 있다. 이로 인해 불필요한 전원 낭비 및 측정 실패의 원인을 빠르게 교정할 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 방법을 수행하기 위한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    광원, 디텍터 및 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG(Photoplethysmography) 센서; 및
    상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 상기 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 상기 디텍터를 활성화하고,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단하는 프로세서;를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    디스플레이;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 상기 광원을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득하고,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉 불량에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 유저 인터페이스(user interface)화면을 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서의 전체 영역을 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어하는 전자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    메모리;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 광원이 활성화된 상태에서 상기 디텍터에 의해 획득된 신호와 상기 메모리에 저장된 정상 범위의 신호의 특성을 비교하여 유사도를 획득하고, 상기 획득된 유사도가 기설정된 값 미만이면, 상기 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 신호 및 상기 저장된 정상 범위의 신호의 주파수, 1차 미분 값 및 2차 미분 값 중 적어도 하나를 비교하여 유사도를 획득하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    디스플레이;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값이 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 PPG 센서를 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디텍터와 구분되는 조도 센서;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 조도 센서에 의해 센싱된 주변 조도 값에 기초하여, 상기 디텍터에 의해 센싱되는 조도 값의 기준 값을 설정하는 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극 윈도우는,
    상기 광원 및 상기 디텍터의 상부를 커버하는 것인 전자 장치.
  9. PPG(Photoplethysmography) 센서에 있어서,
    광원;
    광을 수신하는 디텍터; 및
    상기 광원과 상기 디텍터의 상부를 커버하는 투명 전극 윈도우;를 포함하는 PPG 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투명 전극 윈도우는,
    상기 광원 및 상기 디텍터의 상부를 각각 커버하는 복수의 투명 전극 윈도우인, PPG 센서.
  11. 제9항에 있어서,
    복수의 금속 전극;을 더 포함하고,
    상기 복수의 금속 전극은, 나란히 배치된 상기 광원 및 상기 디텍터의 양측에 하나씩 배치되는 PPG 센서.
  12. 광원, 디텍터 및 투명 전극 윈도우를 포함하는 PPG(Photoplethysmography) 센서를 구비한 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 투명 전극 윈도우에 의해 센싱된 값에 기초하여 상기 PPG 센서에 사용자가 접촉된 것으로 판단되면, 상기 디텍터를 활성화하하는 단계; 및
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값에 기초하여 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉이 불량인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 미만이면, 상기 광원을 활성화하여 사용자의 생체 정보를 획득하고, 상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서와 상기 사용자의 접촉 불량에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 유저 인터페이스(user interface)화면을 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이하는 단계는,
    상기 디텍터에 의해 센싱된 조도 값이 기설정된 값 이상이면, 상기 PPG 센서의 전체 영역을 터치하라는 의도의 메시지를 디스플레이하는 전자 장치의 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광원이 활성화된 상태에서 상기 디텍터에 의해 획득된 신호와 메모리에 기저장된 정상 범위의 신호의 특성을 비교하여 유사도를 획득하는 단계; 및
    상기 유사도가 기설정된 값 미만이면, 상기 PPG 센서의 센싱을 방해하는 요소가 존재하는 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
PCT/KR2019/013019 2018-12-17 2019-10-04 Ppg 센서, 이를 포함하는 전자 장치 및 이의 제어 방법 WO2020130303A1 (ko)

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