KR20240085329A - Dual Wearable Bands Supporting Bio-Signal Correction Function - Google Patents
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Abstract
생체 신호를 센싱하는 센서부가 각각 구비되고, 멀티 페어링이 지원되는 단말기와 무선 연결되는 제1 웨어러블 밴드 및 제2 웨어러블 밴드;를 포함하며, 상기 제1,2 웨어러블 밴드는, 제1 웨어러블 밴드에서 감지된 제1 생체신호와 제2 웨어러블 밴드에서 감지된 제2 생체신호의 정확도를 분석하고, 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하며, 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정하는 제어부; 및 상기 기준신호 및 상기 오차 보정부에 의해 보정된 생체신호를 상기 단말기에 전송하는 통신부;를 포함하는 듀얼 웨어러블 밴드가 개시된다.A first wearable band and a second wearable band, each equipped with a sensor unit for sensing biological signals and wirelessly connected to a terminal supporting multi-pairing, wherein the first and second wearable bands are detected by the first wearable band. a control unit that analyzes the accuracy of the first bio-signal and the second bio-signal detected by the second wearable band, selects a bio-signal with high accuracy as a reference signal, and corrects the remaining bio-signals with the reference signal; and a communication unit that transmits the reference signal and the bio-signal corrected by the error correction unit to the terminal. A dual wearable band including a is disclosed.
Description
본 발명은 양쪽 손목에 착용되고 생체 신호를 측정하는 듀얼 웨어러블 밴드에 관한 것으로, 특히 양쪽 손목의 생체 신호를 모두 측정하면서 정확도가 높게 측정된 생체 신호를 기준으로 오차 보정을 지원하는 듀얼 웨어러블 밴드에 관한 것이다.The present invention relates to a dual wearable band that is worn on both wrists and measures biological signals. In particular, it relates to a dual wearable band that measures biological signals from both wrists and supports error correction based on biological signals measured with high accuracy. will be.
수면은 신체 및 정서적 건강, 면역력 유지에 중요한 역할을 하고 각성 상태에서 발생한 뇌와 신체 조직의 피로를 회복시키고 에너지를 보존하여 정상적인 일상생활을 가능하게 해 주며, 학습 및 기억능력의 발달과 유지에도 중추적인 기능을 담당한다.Sleep plays an important role in maintaining physical and emotional health and immunity. It recovers fatigue from the brain and body tissues that occur during wakefulness and conserves energy, enabling normal daily life. It is also central to the development and maintenance of learning and memory abilities. Responsible for the function.
수면이 충분하지 않거나 수면의 질이 저하되면 두통, 피로, 새로운 지식의 습득이나 학습의 곤란, 활동력의 감소 및 주간 졸림 등과 같은 신체적 문제나 불안, 우울감, 무력감 등의 정서적 어려움을 초래할 수 있다. 불면증 환자는 일반인 보다 임상적으로 심각한 우울증이 발생할 위험도가 9.82배 증가하며 이로 인하여 삶의 질 저하를 초래하는 것으로 알려져 있고, 우울증이 발생되면 수면의 질이 더욱 나빠지는 등 악순환에 빠지게 된다.Insufficient sleep or poor sleep quality can cause physical problems such as headaches, fatigue, difficulty acquiring new knowledge or learning, decreased activity level, and daytime sleepiness, or emotional difficulties such as anxiety, depression, and helplessness. Patients with insomnia are known to have a 9.82 times higher risk of developing clinically serious depression than the general population, which is known to cause a decline in quality of life. When depression occurs, sleep quality further deteriorates, falling into a vicious cycle.
이에, 수면 장애의 치료에 있어서, 개개인에 대하여 수면 상태를 정확하게 분석하고, 수면에 영향을 주는 요소가 무엇인지 파악하는 것은 중요한 요소일 수 있다.Accordingly, in the treatment of sleep disorders, it may be an important factor to accurately analyze each individual's sleep state and identify factors that affect sleep.
수면 장애는 잠자는 동안 발생하기 때문에 본인 조차 증상을 파악하기 어려워 정확한 진단을 위해 수면 동안의 뇌파, 근육 움짐익, 호흡, 심전도, 산소 포화도 등을 종합적으로 검사하는 수면다원검사(polysomnography)가 이용될 수 있다. 그러나 수면다원검사는 고가의 분석 비용 때문에 검사와 치료가 쉽지 않은 상황이다. Because sleep disorders occur while you are sleeping, it is difficult for even you to identify the symptoms, so for an accurate diagnosis, polysomnography, which comprehensively tests brain waves, muscle movements, breathing, electrocardiogram, and oxygen saturation during sleep, can be used. there is. However, polysomnography is not easy to test and treat due to the high cost of analysis.
이에 따라, 이상의 한계를 극복하고 효과적으로 수면의 질을 분석할 수 있는 시스템에 대한 개발이 요구되고 있다. 특히, 수면 장애를 갖는 사용자에 대하여 수면의 질을 분석하고, 이에 대한 원인을 분석하여 사용자에게 제공하기 위한 수면 분석 방법 및 디바이스의 개발은 수면 장애의 예방, 진단, 치료에 있어서 매우 중요할 수 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a system that can overcome the above limitations and effectively analyze sleep quality. In particular, the development of sleep analysis methods and devices to analyze the quality of sleep of users with sleep disorders, analyze the causes thereof, and provide them to users can be very important in the prevention, diagnosis, and treatment of sleep disorders. .
등록특허공보 제10-1771835호(생체신호기반 수면 상호영향 분석방법, 이하, 종래기술1)는 한 공간에서 수면을 취하는 두 사람으로부터 측정한 다양한 생체 신호를 바탕으로 결합 특성 중심으로 분석하여, 두 사람 수면의 상호 작용을 판단하는 다양한 지표 제공을 위해, 컴퓨터를 이용한 생체신호기반 수면 상호영향 분석 방법으로, 상기 방법은 컴퓨터 입출력장치를 이용하여, 같은 공간에서 수면을 취하는 두 사람으로부터 각각 수면 중 생체신호인 호흡, 심전도 및 뇌전도 신호를 측정하고, 상기 신호를 처리하여 생체정보인 호흡 간격, 심박 위치, 심박 간격, 대역 뇌파, 및 수면단계를 추출하고, 상기 추출한 정보로부터 생체정보의 위상정보 및 순간위상 정보를 획득하는, 생체정보 획득단계; 컴퓨터 연산장치를 이용하여, 상기 두 사람으로부터 측정한 동일한 생체정보의 위상에 동기화 분석기술을 적용하여 동기화 지표를 계산하고, 상기 동기화 지표 값이 미리 정한 값 이상인 경우에 동기화되었다고 판단하여, 동기화구간을 검출하고 전체 수면구간으로 나눈 비율을 계산하여 정량화하는 생체 시스템간 동기화특성 분석단계; 컴퓨터 연산장치를 이용하여, 상기 두 사람의 수면단계, 심박간격, 호흡 간격, 대역 뇌파의 교차상관관계를 분석하되, 상기 두 사람의 수면단계를 평활화하여 교차상관관계를 분석하고, 상기 두 사람의 심박 위치로부터 심박간격을 추출하고 30초 단위로 평균 심박수를 계산하며 상기 평균 심박수를 평활화하여 평균 심박수경향을 산출하고 상기 평균 심박수경향을 교차상관(cross correlation) 분석하여 상관관계를 분석하며, 상기 두 사람의 대역 뇌파의 30초 단위 파워를 계산하고 평활화하여 교차상관관계를 분석하고, 상기 두 사람의 호흡 간격에서 30초 단위 평균 호흡수를 계산하고 평활화하여 교차상관관계를 분석하여 교차상관의 지연시간과 상관계수값으로 산출하는 생체 시스템간 상관관계 분석단계; 컴퓨터 연산장치를 이용하여, 상기 두 사람 중 어느 한 사람의 생체정보 위상이 변화하는데 다른 한 사람의 생체정보가 기여하는 정도를 EMA(Evolution Map Approach) 방법으로 각각 평가하여 30초 단위로 방향성계산을 하고, 상기 생체정보 중 심박 간격으로부터 심박변이율 지표를 계산하여 자율신경계 영향을 분석하고, 대역 뇌파로부터 간섭성 지표를 계산하여 중추신경계 영향을 분석하며, 상기 방향성계산의 방향인 영향력의 세기를 판단하며, 상기 자율신경계 영향 분석 및 상기 중추신경계 영향 분석에서 상기 방향성계산 차이에 따른 수면단계별 심박변이율 지표 및 간섭성 지표 각각의 차이에 대한 비율을 통해 긍정적 영향 또는 부정적 영향을 계산하는, 생체 시스템간 영향특성 분석단계; 및 컴퓨터 연산장치를 이용하여, 상기 두 사람 중 어느 한 사람의 수면단계가 변한 상태에서 다른 한 사람의 수면 단계가 같은 단계로 변한 개수와 지속시간을 계산하고, 상기 개수와 지속시간을 전체 수면에 대해 비율로 환산하는, 수면 상호영향 분석단계를 포함하고, 상기 생체정보 획득단계에서 신호를 측정할 때 상기 두 사람 중 어느 한 사람의 깨어남 구간을 왜곡구간으로 제외하며, 상기 동기화구간은 수면 중 측정한 생체신호 사이에서 설정하는, 생체신호기반 수면 상호영향 분석방법을 개시하고 있다. Registered Patent Publication No. 10-1771835 (Biological signal-based sleep interaction impact analysis method, hereinafter referred to as Prior Art 1) is based on analysis based on the combined characteristics of various biological signals measured from two people sleeping in one space, In order to provide various indicators to judge the interaction of human sleep, it is a computer-based biosignal-based sleep interaction analysis method. The method uses a computer input/output device to collect biometric data from two people sleeping in the same space. Respiration, electrocardiogram, and electroencephalogram signals are measured, and the signals are processed to extract biometric information such as breathing interval, heartbeat position, heartbeat interval, band EEG, and sleep stage, and phase information and moment of biometric information from the extracted information. A biometric information acquisition step of acquiring phase information; Using a computer processing device, synchronization analysis technology is applied to the phases of the same biometric information measured from the two people to calculate a synchronization index, and when the synchronization index value is greater than a predetermined value, it is determined that synchronization has occurred, and the synchronization section is determined. A synchronization characteristic analysis step between biological systems that is detected and quantified by calculating the ratio divided by the total sleep section; Using a computer processing device, the cross-correlation of the sleep stages, heart rate intervals, breathing intervals, and band brain waves of the two people is analyzed, the sleep stages of the two people are smoothed, the cross-correlation is analyzed, and the cross-correlation of the two people is analyzed. The heart rate interval is extracted from the heart rate position, the average heart rate is calculated in 30-second increments, the average heart rate is smoothed to calculate the average heart rate trend, and the average heart rate trend is cross-correlated to analyze the correlation, and the two The cross-correlation is analyzed by calculating and smoothing the 30-second power of the human's band brain waves, and calculating and smoothing the average breathing rate in the breathing interval of the two people in 30-second units and analyzing the cross-correlation to determine the delay time of the cross-correlation A correlation analysis step between biological systems calculated using correlation coefficient values; Using a computer processing device, the degree to which the other person's biometric information contributes to changes in the biometric information phase of one of the two people is evaluated using the EMA (Evolution Map Approach) method, and directional calculations are made every 30 seconds. Among the biometric information, the heart rate variability index is calculated from the heart rate interval to analyze the influence of the autonomic nervous system, the central nervous system influence is analyzed by calculating the coherence index from the band EEG, and the strength of the influence, which is the direction of the directional calculation, is determined. In the analysis of the influence of the autonomic nervous system and the influence of the central nervous system, the positive or negative influence is calculated through the ratio of the difference between the heart rate variability index and the coherence index for each sleep stage according to the difference in the directional calculation, between biological systems. Impact characteristics analysis stage; And using a computer processing device, calculate the number and duration of changes in the sleep stage of the other person to the same stage while the sleep stage of one of the two people changes, and calculate the number and duration into the total sleep. It includes a sleep interaction analysis step that converts the information into a ratio, and when measuring the signal in the biometric information acquisition step, the awakening section of one of the two people is excluded as a distortion section, and the synchronization section is measured during sleep. A biosignal-based sleep interaction analysis method is disclosed, which is established between one biosignal.
종래기술1은 한 침대 또는 이웃한 침대에서 자는 부부, 형제, 자매 등 가족을 대상으로 어느 일방의 수면장애나 숙면이 다른 사람에게 영향을 끼치는 즉, 수면 중 상호 영향을 조사하는 방법으로, 특정 대상의 수면 상태를 체크하여 우울증 진단을 유추하는 기술과는 거리가 있다. Prior art 1 is a method of investigating the influence of one party's sleep disorder or deep sleep on the other person, that is, mutual influence during sleep, in family members such as couples, brothers, and sisters who sleep in the same bed or in adjacent beds. It is far from a technology that can infer a diagnosis of depression by checking a person's sleep status.
본 발명이 해결하고자 하는 대표적 과제는 사용자의 생체신호를 측정하여 건강상태 모니터링 및 우울증, 강박증을 유추하는데 있어서, 측정되는 생체신호의 정확도를 높이기 위해 양쪽 손목의 생체 신호를 모두 측정하면서 정확도가 높게 측정된 생체 신호를 기준으로 오차 보정을 지원하는 듀얼 웨어러블 밴드를 제공하려는데 있다.The representative problem that the present invention aims to solve is to monitor health status and infer depression and obsessive-compulsive disorder by measuring the user's biosignals. In order to increase the accuracy of the measured biosignals, the biosignals of both wrists are measured with high accuracy. The goal is to provide a dual wearable band that supports error correction based on biometric signals.
상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명이 제안하는 듀얼 웨어러블 밴드는 생체 신호를 센싱하는 센서부가 각각 구비되고, 멀티 페어링이 지원되는 단말기와 무선 연결되는 제1 웨어러블 밴드 및 제2 웨어러블 밴드를 포함한다.As a means of solving the above problem, the dual wearable band proposed by the present invention includes a first wearable band and a second wearable band, each equipped with a sensor unit for sensing biological signals, and wirelessly connected to a terminal that supports multi-pairing.
특히 상기 제1,2 웨어러블 밴드는 제1 웨어러블 밴드에서 감지된 제1 생체신호와 제2 웨어러블 밴드에서 감지된 제2 생체신호의 정확도를 분석하고 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하며 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정하는 제어부와, 상기 기준신호 및 상기 제어부에 의해 보정된 생체신호를 상기 단말기에 전송하는 통신부를 포함한다. In particular, the first and second wearable bands analyze the accuracy of the first bio-signal detected in the first wearable band and the second bio-signal detected in the second wearable band, select the bio-signal with high accuracy as the reference signal, and It includes a control unit that corrects the remaining bio-signals with a signal, and a communication unit that transmits the reference signal and the bio-signal corrected by the control unit to the terminal.
상기와 같은 듀얼 웨어러블 밴드에 있어서, 상기 제어부는 센서부의 PPG 동작으로 반사되는 빛의 강도가 설정 강도 이상인 것을 정확도가 있는 것으로 판단할 수 있다.In the dual wearable band as described above, the control unit can accurately determine that the intensity of light reflected by the PPG operation of the sensor unit is greater than the set intensity.
또한 상기 제어부는 센서부의 PPG 동작으로 반사되는 빛의 강도가 설정 강도 미만이면, 상기 통신부를 통해 상기 단말기에 웨어러블 밴드와 손목과의 밀착 착용을 권고하는 메시지를 전송할 수 있다.In addition, if the intensity of light reflected by the PPG operation of the sensor unit is less than the set intensity, the control unit may transmit a message recommending that the wearable band be worn closely with the wrist to the terminal through the communication unit.
또한 상기 센서부는 손목의 혈관 또는 근육의 상태를 감지하는 음향 진동 센서, 광학 센서, 압력 센서, 홀 센서, 가속도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 센서부에 의해 센싱되는 생체 신호는 심박수, 심전도, 근전도, 호흡, 산소포화도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the sensor unit may include one or more of an acoustic vibration sensor, an optical sensor, a pressure sensor, a Hall sensor, and an acceleration sensor that detects the state of blood vessels or muscles in the wrist, and the biosignals sensed by the sensor unit include heart rate, It may include at least one of electrocardiogram, electromyogram, respiration, and oxygen saturation.
한편, 상기 제어부는 상기 센서부가 동작 중인 상태에서 상기 제1 웨어러블 밴드 또는 제2 웨어러블 밴드 중 설정 시간 동안 생체 신호 감지가 중단된 웨어러블 밴드를 상기 단말기로부터 페어링 해제시킬 수 있다. Meanwhile, while the sensor unit is operating, the control unit may unpair from the terminal a wearable band that has stopped detecting biometric signals for a set time among the first wearable band or the second wearable band.
또는 상기 제1 생체신호와 제2 생체신호 중 어느 하나가 기준신호 대비 오차 범위를 초과하는 경우, 해당 신호를 송신하는 웨어러블 밴드를 상기 단말기로부터 페어링 헤제시킬 수 있다.Alternatively, if either the first bio-signal or the second bio-signal exceeds an error range compared to the reference signal, the wearable band transmitting the signal may be unpaired from the terminal.
이때 단말기와 페어링이 해제된 웨어러블 밴드는 기설정된 다른 단말기와 자동 페어링될 수 있다.At this time, the wearable band that has been unpaired from the terminal can be automatically paired with another preset terminal.
본 발명에 의해 나타나는 대표적 효과는 사용자의 생체신호를 측정하는데 있어서 오차 보정이 지원되므로 정확도가 향상된다.A representative effect of the present invention is that error correction is supported in measuring the user's biosignals, thereby improving accuracy.
또한 정확도가 향상된 생체신호를 기반으로 우울증을 유추하므로, 진단 정확도가 향상되고, 우울증 조기 대응에 활용될 수 있다.Additionally, since depression is inferred based on biosignals with improved accuracy, diagnostic accuracy is improved and can be used for early response to depression.
또한 평상시에는 가까운 사람과 듀얼 웨어러블 밴드를 나누어 착용하다가 생체신호를 정확하게 측정해야 하는 상황일 때에 듀얼모드로 사용하는 것이어서, 가족에게 적합하고 듀얼모드로 사용한 후 각각 착용으로 두 개의 웨어러블 밴드의 생체신호가 상이해지면 원래 이용자의 스마트폰으로 자동 페어링 되므로 사용하기에도 편리하다. In addition, since you normally wear a dual wearable band with someone close to you and use it in dual mode when you need to accurately measure biosignals, it is suitable for family members and can be used in dual mode and then worn separately to measure the biosignals of two wearable bands. If they are different, they are automatically paired to the original user's smartphone, making it convenient to use.
도 1은 본 발명에 따른 듀얼 웨어러블 밴드의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 웨어러블 밴드의 작동 예시를 나타낸 도면,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 듀얼 웨어러블 밴드의 또 다른 다양한 작동 예시를 나타낸 도면.1 is a schematic configuration diagram of a dual wearable band according to the present invention;
Figure 2 is a diagram showing an example of operation of a dual wearable band according to the present invention;
Figures 3 to 6 are diagrams showing further examples of various operations of the dual wearable band according to the present invention.
본 발명은 생체 신호 보정 기능이 지원되는 듀얼 웨어러블 밴드에 관한 것으로, 특히 기존 싱글밴드의 경우 생체 신호 오차가 많았던 점, 심전도 측정을 위해서는 접지가 필요했던 점 등을 개선하는 것에 더하여 수면 중 심박수, 호흡수, 수면시간을 측정하여 사용자가 모니터링하도록 관련 데이터를 제공한다.The present invention relates to a dual wearable band that supports a bio-signal correction function. In particular, in the case of the existing single band, it improves the problems such as the high bio-signal error and the need for grounding for electrocardiogram measurement, as well as heart rate and respiration during sleep. It measures sleep and sleep time and provides related data for users to monitor.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명(이하, 듀얼 웨어러블 밴드)의 바람직한 실시예들에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as dual wearable band) will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1을 참조하면, 듀얼 웨어러블 밴드는 생체 신호를 센싱하는 센서부(11,12)가 각각 구비되고, 멀티 페어링이 지원되는 단말기(200)와 무선 연결되는 제1 웨어러블 밴드(10) 및 제2 웨어러블 밴드(20)를 포함한다. 상기 단말기(200)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 중 어느 하나일 수 있다. Referring to FIG. 1, the dual wearable band includes a first wearable band 10 and a second wearable band each equipped with sensor units 11 and 12 for sensing biological signals and wirelessly connected to a terminal 200 that supports multi-pairing. Includes a wearable band (20). The terminal 200 may be any one of a smartphone, tablet PC, desktop PC, and laptop.
상기 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)는 제1 웨어러블 밴드(10)에서 감지된 제1 생체신호와 제2 웨어러블 밴드(20)에서 감지된 제2 생체신호의 정확도를 분석하고 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하며 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정하는 제어부(12,22)와, 상기 기준신호 및 상기 제어부(12,22)에 의해 보정된 생체신호를 상기 단말기(200)에 전송하는 통신부(13,23)를 포함한다. 여기서 정확도라 함은 예를 들어 PPG(Photoplethysmogram)의 동작으로 반사되는 빛의 세기가 설정 강도 이상이거나 일정하게 수신되는 상태를 의미할 수 있으므로, 정확도가 높다라 함은 반사되는 빛의 세기가 설정 강도 이상이면서, 비교했을 때 빛의 세기가 더 큰 상태를 의미할 수 있다.The first and second wearable bands (10, 20) analyze the accuracy of the first bio-signal detected by the first wearable band (10) and the second bio-signal detected by the second wearable band (20) and A control unit (12, 22) that selects a bio signal as a reference signal and corrects the remaining bio signals with the reference signal, and sends the reference signal and the bio signal corrected by the control unit (12, 22) to the terminal (200). It includes communication units 13 and 23 that transmit. Here, accuracy may mean, for example, that the intensity of light reflected by the operation of PPG (Photoplethysmogram) is above the set intensity or is received consistently. Therefore, high accuracy means that the intensity of reflected light is at the set intensity. Above, it may mean a state in which the intensity of light is greater when compared.
제1 웨어러블 밴드(10)의 제1 생체신호는 단말기(200)를 통해 제2 웨어러블 밴드(20)에 제공될 수 있고, 제2 웨어러블 밴드(20)의 제2 생체신호 또한 단말기(200)를 통해 제1 웨어러블 밴드(10)에 제공될 수 있다. 때문에 제어부(12,22)가 제1 웨어러블 밴드(10)에서 감지된 제1 생체신호와 제2 웨어러블 밴드(20)에서 감지된 제2 생체신호의 정확도를 분석하고 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하며 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정할 수 있다. 이와 같은 과정은 단말기(200)에서 수행할 수도 있다. 즉, 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)의 제1,2 생체신호가 단말기(200)에 전송되고, 단말기(200)는 제1,2 생체신호의 정확도를 분석하고 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하여 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정한다. The first biosignal of the first wearable band 10 may be provided to the second wearable band 20 through the terminal 200, and the second biosignal of the second wearable band 20 may also be provided to the terminal 200. It can be provided to the first wearable band 10 through. Therefore, the control units 12 and 22 analyze the accuracy of the first bio-signal detected by the first wearable band 10 and the second bio-signal detected by the second wearable band 20, and select the bio-signal with high accuracy as the reference signal. , and the remaining biosignals can be corrected using the above reference signal. This process can also be performed in the terminal 200. That is, the first and second bio-signals of the first and second wearable bands 10 and 20 are transmitted to the terminal 200, and the terminal 200 analyzes the accuracy of the first and second bio-signals and selects bio-signals with high accuracy. is selected as the reference signal and the remaining biosignals are corrected with the reference signal.
제1,2 웨어러블 밴드(10,20)는 손목에 배치할 수 있는 형태로 마련되어, 착용자의 생체 신호를 수집할 수 있다. 수집된 생체 신호는 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)에서 자체 처리되어 특정 기능을 지원할 수 있다. 또한 수집된 생체 신호는 단말기(200)에 전달되어 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)에 특정 기능을 수행하도록 처리될 수 있다. 예를 들어 단말기(200)의 처리과정으로, 또는 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)의 제어부(12,22)의 자체 판단으로 센서부(11,21)의 PPG 동작에 의한 반사 빛이 설정 강도 미만이면 도 2와 같이 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)에서 손목과의 밀착 착용을 권고하는 메시지가 출력될 수 있다. 또는 단말기(200)에서 상기 권고 메시지가 출력될 수 있다.The first and second wearable bands 10 and 20 are provided in a form that can be placed on the wrist and can collect the wearer's biological signals. The collected biological signals can be processed in the first and second wearable bands 10 and 20 to support specific functions. Additionally, the collected bio-signals may be transmitted to the terminal 200 and processed to perform specific functions on the first and second wearable bands 10 and 20. For example, the reflected light due to the PPG operation of the sensor units 11 and 21 may be reflected by the processing of the terminal 200 or the self-judgment of the control units 12 and 22 of the first and second wearable bands 10 and 20. If the intensity is less than the set intensity, a message recommending that the first and second wearable bands 10 and 20 be worn closely to the wrist may be output as shown in FIG. 2 . Alternatively, the recommendation message may be output from the terminal 200.
센서부(11,21)는 손목의 혈관 또는 근육의 상태를 감지하는 음향 진동 센서, 광학 센서, 근전도 센서, 압력 센서, 홀 센서, 가속도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 상기 센서부(11,21)에 의해 센싱되는 생체 신호는 심박수, 심전도, 근전도, 호흡, 산소포화도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The sensor units 11 and 21 may include one or more of an acoustic vibration sensor, an optical sensor, an electromyography sensor, a pressure sensor, a Hall sensor, and an acceleration sensor that detects the state of blood vessels or muscles in the wrist. Additionally, the biosignals sensed by the sensor units 11 and 21 may include at least one of heart rate, electrocardiogram, electromyogram, respiration, and oxygen saturation.
제1,2 웨어러블 밴드(10,20)는 센서부(11,21) 및 상기 메시지 권고 등으로 인해 손목에서 검출되는 생체신호를 보다 정확하게 검출할 수 있다. The first and second wearable bands 10 and 20 can more accurately detect biosignals detected at the wrist due to the sensor units 11 and 21 and the message recommendation.
또한 근전도 센서 및 광학 센서, 근전도 센서 및 음향 진동 센서, 또는 근전도 센서 및 가속도 센서를 운용하여 근전도 센서만으로 감지하기 어려운 수지신근이나 소지신근의 움직임 정보에 해당하는 생체 신호를 보다 정확히 검출할 수 있다. In addition, by using an electromyography sensor and an optical sensor, an electromyography sensor and an acoustic vibration sensor, or an electromyography sensor and an acceleration sensor, it is possible to more accurately detect biosignals corresponding to movement information of the extensor digitorum or extensor digitorum small, which are difficult to detect with only an electromyography sensor.
음향 진동 센서는 피부 표면에서 진동을 측정하기 위한 센서로 피에조 센서 혹은 마이크로폰, 레이저 거리센서, 가속도계, 근육 진동 센서(mechano-myography, MMG) 등을 포함할 수 있다. 근육 진동 센서는 근육의 활성화시 나타나는 근섬유들의 부피 변화로 인한 미세진동을 측정하는 방식으로 비침습적으로 측정할 수 있다. 근육 진동 센서는 근육의 피로도 측정, 움직임 의도 파악 등을 위한 신호 수집을 지원할 수 있다. 근육 진동 센서는 작은 크기로 미세 근육까지 측정 가능할 수 있다. 뼈의 밀도나 근육 두께 등의 차이 때문에 생체 부위에 따라 고유한 소리가 날 수 있다. 근육 진동 센서는 소리들의 차이를 인식하여 예컨대 손가락이 동작하는 위치를 감지할 수 있다. 이러한 근육 진동 센서는 위치에 따른 기계적 진동분석에 의해 반응을 결정할 수 있다. 손가락 등이 특정 물체에 터치를 할 때 인체 내에 미세한 음향 신호가 발생하게 된다. 이 신호는 피부표면과 팔 근육과 뼈를 통해 퍼져 나간 후 부드러운 근육조직과 딱딱한 관절을 지나면서 파장이 각각 달라진다. 근육 진동 센서는 골밀도와 근육질량 등의 차이를 계산해 역추적하여 음향이 처음 발생한 지점을 검출할 수 있다.An acoustic vibration sensor is a sensor for measuring vibration on the skin surface and may include a piezo sensor or microphone, a laser distance sensor, an accelerometer, or a muscle vibration sensor (mechano-myography, MMG). Muscle vibration sensors can measure non-invasively by measuring micro-vibrations caused by changes in the volume of muscle fibers that appear when muscles are activated. Muscle vibration sensors can support signal collection for measuring muscle fatigue and identifying movement intentions. Muscle vibration sensors can measure even minute muscles in a small size. Due to differences in bone density and muscle thickness, different parts of the body may produce unique sounds. Muscle vibration sensors can recognize differences between sounds to detect, for example, the position of a finger. These muscle vibration sensors can determine response by analyzing mechanical vibration according to location. When a finger, etc., touches a specific object, a subtle acoustic signal is generated within the human body. This signal spreads through the skin surface and arm muscles and bones, and then changes in wavelength as it passes through soft muscle tissue and hard joints. The muscle vibration sensor can calculate the difference in bone density and muscle mass and trace back to detect the point where the sound first occurred.
근수축과 함께 활동근의 체표면에는 미세한 진동이 발생한다. 진동은 수축근의 근섬유가 측방으로 확대, 변형함으로 발생하는 압력파에 기인할 수 있다. 근육 진동 센서는 미세한 저 주파 대역(100Hz 미만)의 진동을 기록, 분석함으로써 근활동을 평가할 수 있다. 근전도(Electromyogram: EMG) 센서는 활동근의 전기적 상태를 반영하나, 근육 진동 센서는 활동근의 기계적 상태를 반영할 수 있다. 근육 진동 센서는 근섬유의 기계적 수축과 관련하여 생체 신호를 검출하기 때문에 운동 단위 동원(motor unit recruitment) 및 발사 빈도(firing rate)등의 근활동 전략에 관한 기계적 측면의 판단을 지원할 수 있다.Along with muscle contraction, subtle vibrations occur on the body surface of active muscles. Vibration can be caused by pressure waves that occur as the muscle fibers of the contracting muscle expand and deform laterally. Muscle vibration sensors can evaluate muscle activity by recording and analyzing vibrations in the subtle low-frequency band (less than 100 Hz). Electromyogram (EMG) sensors reflect the electrical state of active muscles, but muscle vibration sensors can reflect the mechanical state of active muscles. Because muscle vibration sensors detect biosignals related to the mechanical contraction of muscle fibers, they can support the determination of mechanical aspects of muscle activity strategies, such as motor unit recruitment and firing rate.
음향 진동 센서는 인체의 체표면상에서 기록되는 진동으로 진전(tremor)을 검출하는 센서를 포함할 수 있다. 진전은 유의적 근활동의 유무에 따라 rest tremor와 action tremor로 구분할 수 있다. 근육 진동과 유사하게 근수축시에 발생하는 진전으로 등척성 진전(forcetremor: FT)이 있으며, 신체의 관성, 신장반사 등과 관련된 3~6Hz와 중추에서 운동 뉴런에의 율동적 입력과 관련된 8~12Hz의 주파수 영역에서 동시에 나타날 수 있다. 따라서, 음향 진동 센서가 센싱하는 신호는 근섬유의 측방 변화에 따른 저주파 진동을 측정하는 MMG파형에 FT파형이 혼입될 수 있다. 등척성 진전 파형은 일종의 생리학적 artifact로서, 근육의 길항작용에 있어 주동근(agonist)보다 길항근(antagonist) 쪽 움직임과 관련한 센싱 신호 검출을 지원한다. 근조직의 진동 특성에 대해 근활동이 증가하면 연조직(soft tissue)의 감쇠계수가 증가하며 공진을 감쇠시킨다. Acoustic vibration sensors may include sensors that detect tremor as vibrations recorded on the body surface of the human body. Tremor can be classified into rest tremor and action tremor depending on the presence or absence of significant muscle activity. Similar to muscle vibration, there is forcetremor (FT), which is a tremor that occurs during muscle contraction, and has a frequency range of 3~6Hz related to body inertia, stretch reflex, etc., and 8~12Hz related to rhythmic input from the center to motor neurons. can appear at the same time. Therefore, the signal sensed by the acoustic vibration sensor may include the FT waveform mixed with the MMG waveform, which measures low-frequency vibration due to lateral changes in muscle fibers. The isometric tremor waveform is a type of physiological artifact that supports the detection of sensing signals related to the movement of the antagonist muscle rather than the agonist muscle in muscle antagonism. Regarding the vibration characteristics of muscle tissue, as muscle activity increases, the damping coefficient of soft tissue increases and attenuates resonance.
따라서 활동량이 큰 주동근보다 활동량이 작은 길항근에서 등척성 진전의 영향이 크게 나타날 수 있다. 음향 진동 센서는 콘덴서 마이크로폰(MIC), 가속도 센서(ACC) 등을 더 포함할 수 있다. 콘덴서 마이크로폰은 공기실(air chamber)을 센서에 부착하여 체표면 진동으로 인한 공기실의 공기압 변화를 측정한다. 가속도 센서가 콘덴서 마이크로폰보다 등척성 진전의 영향을 크게 받을 수 있다. 피로성 근수축시, 길항근과 주동근을 비교함으로써, 음향 진동 센서는 콘덴서 마이크로폰(MIC)과 가속도 센서(ACC)로 측정한 MMG(각각 MMG MIC, MMG ACC)에 대한 등척성 진전의 영향을 비교하여 피로도 등의 값을 구할 수 있도록 지원한다.Therefore, the effect of isometric tremor may be greater on antagonist muscles with less activity than on agonist muscles with greater activity. The acoustic vibration sensor may further include a condenser microphone (MIC), an acceleration sensor (ACC), etc. A condenser microphone attaches an air chamber to a sensor and measures changes in air pressure in the chamber due to body surface vibration. Acceleration sensors may be more affected by isometric tremors than condenser microphones. By comparing antagonist and agonist muscles during fatigued muscle contraction, the acoustic vibration sensor compares the effect of isometric tremor on MMG (MMG MIC and MMG ACC, respectively) measured with a condenser microphone (MIC) and an acceleration sensor (ACC) to determine fatigue, etc. Supports finding the value of .
근전도 센서는 요골 동맥과, 척골 동맥 주변의 근전도 측정을 수행할 수 있다. 근전도 센서는 전완(foream)신근부로부터 근전도를 획득할 수 있다. 전완신근부의 근전도 센싱을 위하여 근전도 센서의 부착 위치를 손가락 운동에 관여하는 전완신근의 수지신근과 소지신근 사이에 부착하고, 손가락의 움직임에 관여된 신호를 측정할 수 있다. 근전도 센서는 손목의 엄지방향의 굴절이나 소지방향의 굴절에 대한 근전도 측정이 가능하다.The electromyography sensor can perform electromyography measurements around the radial and ulnar arteries. The electromyogram sensor can acquire electromyograms from the forearm extensors. For electromyography sensing of the forearm extensor muscle, the attachment location of the electromyogram sensor can be attached between the digital extensor muscle and the small extensor muscle of the forearm extensor muscle involved in finger movement, and signals involved in finger movement can be measured. The electromyography sensor can measure electromyography of the wrist's thumb-direction deflection or thumb-direction deflection.
광학 센서는 광학적으로 근육 활성화도를 측정한다. 비침습적으로 피부에서 빛을 발광하였을 때, 피부, 피하지방, 근육 등의 피부 조직에서 일부는 투과되고, 일부는 반사하게 된다. 근육을 제외한 피부조직들은 인체 움직임에 따라 광학적 특성이 변하지 않으나, 근육에서의 광학 특성은 위에서 나타낸 원리에 따라서 변하게 되므로, 그 반사된 빛의 양을 이용하여 근육의 활성화 정도를 측정할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하기 위하여 근육의 활성화 과정을 살펴보면, 움직임 관련 정보를 담은 신경신호가 뇌로부터 중추 신경계를 통하여 각 지역으로 뻗어있는 움직임 관련 근육으로 전달되어 자극된다. 자극으로 활성화된 근육은 근섬유 내부에 있는 I-band를 구성하는 actin과 A-band를 구성하는 myosin이 서로 잡아당겨서 근육이 수축하게 되어 전체 근섬유 다발은 짧아지며, 두꺼워지게 된다. 이에 따라서 근섬유의 밀집으로 근육은 더 밀도 있게 되고, 경도가 강해진다. 이러한 형상은 광학적 특성 변화도 동시에 가져오게 되며, 근육의 밀도차이에 의하여, 빛의 반사 및 투과율이 변하게 된다. 또한, 피부 표면에서 발광된 빛은 각 표피, 근육, 혈관 및 뼈 등의 광학적 특성에 따라 일부는 투과되고 흡수되기도 하며, 일부는 각 매질에서 반사하게 된다. 이 중에 각 매질에서 반사된 빛이 발광부 바로 옆에 붙어있는 수광부를 통하여 획득하게 된다. 이때 표피나 뼈와 같은 조직에서는 인체의 움직임에도 광학적 특성이 변하지 않으며, 혈관 조직의 경우 심장 박동에 따라 작은 교류신호를 발생하게 된다. 하지만 위에 언급한 바와 같이 근육조직에서는 움직임으로 인한 밀도변화와 근육의 두께 변화로 인하여 광학적 특성인 반사율이 변하게 되어 수광부에서 얻어지는 빛의 양이 변하게 된다. 이러한 변화로 광학 센서는 근육이 수축하면 센싱하는 신호의 크기 값이 증가하며, 반대로 이완 시에는 센싱하는 신호의 크기 값이 감소하게 된다.Optical sensors measure muscle activation optically. When light is emitted from the skin non-invasively, some of it is transmitted through skin tissues such as skin, subcutaneous fat, and muscles, and some of it is reflected. The optical properties of skin tissues other than muscles do not change according to the movement of the human body, but the optical properties of muscles change according to the principle shown above, so the degree of muscle activation can be measured using the amount of reflected light. To explain this in more detail, looking at the muscle activation process, nerve signals containing movement-related information are transmitted from the brain through the central nervous system to movement-related muscles extending to each region and stimulated. In a muscle activated by stimulation, the actin that makes up the I-band inside the muscle fiber and the myosin that makes up the A-band pull on each other, causing the muscle to contract, causing the entire muscle fiber bundle to become shorter and thicker. Accordingly, the muscles become denser and stronger due to the concentration of muscle fibers. This shape simultaneously results in a change in optical properties, and the reflection and transmittance of light changes due to differences in muscle density. In addition, some of the light emitted from the skin surface is transmitted and absorbed depending on the optical characteristics of each epidermis, muscle, blood vessel, and bone, and some is reflected by each medium. Among these, the light reflected from each medium is acquired through a light receiving unit attached right next to the light emitting unit. At this time, in tissues such as epidermis or bone, the optical properties do not change even when the human body moves, and in the case of vascular tissue, a small alternating current signal is generated according to the heartbeat. However, as mentioned above, in muscle tissue, the reflectance, an optical characteristic, changes due to density changes due to movement and muscle thickness changes, which changes the amount of light obtained from the light receiver. Due to this change, the magnitude value of the signal that the optical sensor senses increases when the muscle contracts, and conversely, the magnitude value of the signal it senses decreases when the muscle relaxes.
광학 센서는 근육 움직임, 뼈 움직임, 헤모글로빈 광 투과 또는 반사 등의 특성을 이용하여 센싱값을 검출한다. 광학 센서는 손가락 힘줄 변화(Finger Flexor Tendons)를 이용한 finger motion을 인식할 수 있도록 지원할 수 있다.Optical sensors detect sensing values using characteristics such as muscle movement, bone movement, and hemoglobin light transmission or reflection. Optical sensors can support recognition of finger motion using finger tendon changes (finger flexor tendons).
광학 센서는 맥박 센서를 포함할 수 있다. 맥박 센서는 고휘도 LED로 구성될 수 있다. 맥박 센서는 맥박 측정 및 산소포화도 측정을 지원한다. 맥박 센서는 펄스옥시미터(pulse oximeter)센서를 포함한다. 펄스옥시미터 센서는 말초혈류량(Photoelectric lethysmography : PPG)을 이용하여 맥박과 산소포화도 측정을 지원한다.The optical sensor may include a pulse sensor. The pulse sensor may be comprised of a high-brightness LED. The pulse sensor supports pulse measurement and oxygen saturation measurement. Pulse sensors include pulse oximeter sensors. The pulse oximeter sensor supports pulse and oxygen saturation measurement using peripheral blood flow (Photoelectric lethysmography: PPG).
맥박 센서는 반도체 소자에서 두 개의 다른 파장의 빛을 손끝에 대어서 혈액의 산소 포화도를 비혈관적으로 측정할 수 있도록 지원한다. 혈액 속의 산화 헤모글로빈(oxidised haemoglobin : HbO2)과 헤모글로빈(reduced haemoglobin(Hb))은 500nm에서 1000nm사이의 파장을 가지는 빛을 쏘았을 때 각기 다른 스펙트럼 특징을 가진다.The pulse sensor supports non-vascular measurement of blood oxygen saturation by applying light of two different wavelengths from a semiconductor device to the fingertip. Oxidized haemoglobin (HbO2) and reduced hemoglobin (Hb) in the blood have different spectral characteristics when irradiated with light with a wavelength between 500 nm and 1000 nm.
-HbO2와 Hb는 빛의 흡수율에서 다른 양상을 보이며 동맥을 통해 손가락으로 유입되는 혈액량은 심장박동과 함께 변한다. 맥박 센서의 수광부에 배치된 포토다이오드는 혈액량에 비례한 혈액 속의 Hbo2와 Hb의 양에 따라 입사 과정에서 달라지는 빛의 량에 비례하여 변화된 출력 전압을 측정함으로써 맥박을 추정할 수 있도록 지원한다.-HbO2 and Hb show different patterns in light absorption rate, and the amount of blood flowing into the finger through the artery changes with the heartbeat. The photodiode placed in the light receiving part of the pulse sensor supports the estimation of pulse by measuring the output voltage changed in proportion to the amount of light that changes during the incident process depending on the amount of Hbo2 and Hb in the blood in proportion to the blood volume.
또한 맥박 센서는 빛의 량의 변화에 대응하여 산소포화도를 구할 수 있도록 지원한다.Additionally, the pulse sensor supports calculating oxygen saturation in response to changes in the amount of light.
홀 센서는 혈압 및 맥박 측정을 지원할 수 있다. 홀 센서는 손목의 요골 돌출부 또는 척골돌출부(손목 아래쪽에 툭 튀어나온 뼈)에 배치되어 요골동맥의 맥진파를 측정할 수 있다. 홀(Hall) 센서(114)는 인듐안티모나이드(InSb), 인듐아세나이드(InAs), 게르마늄(Ge), 실리콘(Si) 등으로 구성된 반도체를 포함할 수 있다. 홀 센서는 자기장에 의한 홀 기전력을 이용하여 자기장의 세기를 측정할 수 있기 때문에, 자기장이나 미소 부분의 자기장을 측정할 수 있으며 자기장의 변화가 위치 등에 기인할 때 이들 위치의 측정이 가능하다. 홀 센서는 자성 홀소자를 이용하여 요골 동맥에 놓여 있는 영구자석의 위치 변화에 따른 전압의 변화를 전기적 신호로 얻을 수 있다. 전기적 신호는 맥의 파형 신호를 의미하는데 이 신호는 다시 회로의 하드웨어를 통해 신호들을 미분하여 자기장 변화에 따른 신호만 얻을 수 있다.Hall sensors can support blood pressure and pulse measurement. The Hall sensor can be placed on the radial protrusion or ulnar protrusion of the wrist (the bone that protrudes from the bottom of the wrist) to measure the pulse wave of the radial artery. The Hall sensor 114 may include a semiconductor made of indium antimonide (InSb), indium arsenide (InAs), germanium (Ge), silicon (Si), etc. Since the Hall sensor can measure the strength of a magnetic field using the Hall electromotive force caused by a magnetic field, it can measure the magnetic field or the magnetic field of a small part, and when a change in the magnetic field is due to location, etc., it is possible to measure these positions. The Hall sensor uses a magnetic Hall element to obtain electrical signals from changes in voltage due to changes in the position of a permanent magnet placed on the radial artery. The electrical signal refers to the waveform signal of the pulse, and this signal can be differentiated through the hardware of the circuit to obtain only signals based on changes in the magnetic field.
한편, 혈압을 조절하는 감각신경계 중 하나인 대동맥소체에 위치한 화학수용체가 CO2 증가와 O2 감소를 감지하고 원활한 산소 공급을 위해 혈액량이 증가하게 되면서 혈압이 상승한다. 혈액 공급량을 증가시키기 위해 심박수가 증가하고 이에 따라 맥박수도 증가하여 혈압이 상승하게 된다. 홀 센서는 심장에서 나가는 요골 동맥의 주맥파와 복대 동맥에서 요골동맥으로 반사되는 반사파의 이격 시간차가 발생(고혈압의 경우 같이 합쳐지는 형상을 보임)하는 특성을 이용하여 맥진파의 형태에 의한 구분을 수행할 수 있도록 지원한다. 또한 상술한 특성을 통해 개인의 혈관특성을 알 수 있으며 개괄적인 혈압의 특성을 알 수 있도록 지원한다.Meanwhile, the chemical receptor located in the aortic body, one of the sensory nervous systems that regulate blood pressure, detects an increase in CO2 and a decrease in O2, and blood volume increases for smooth oxygen supply, causing blood pressure to rise. To increase blood supply, the heart rate increases, which also increases the pulse rate and increases blood pressure. The Hall sensor distinguishes pulse waves according to their shape by using the characteristic of the separation time difference between the main pulse wave of the radial artery leaving the heart and the reflected wave reflected from the abdominal artery to the radial artery (in the case of high blood pressure, they appear to merge together). Supports you to perform. In addition, through the above-mentioned characteristics, it is possible to know the blood vessel characteristics of an individual and helps to know the general characteristics of blood pressure.
가속도 센서는 3축 선형 가속도 센서(중력 제거)를 포함할 수 있다. 가속도 센서는 손목 비틀기, 손동작 등에 대한 동작 측정을 지원한다. 가속도계는 정해진 방향의 가속도를 측정하는 센서로서, 사용자가 디바이스를 움직이는 동작에 따라 해당 가속도 정보를 획득할 수 있다. The acceleration sensor may include a 3-axis linear acceleration sensor (elimination of gravity). The acceleration sensor supports motion measurement for wrist twists, hand movements, etc. An accelerometer is a sensor that measures acceleration in a given direction, and can obtain acceleration information according to the user's motion of moving the device.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 듀얼 웨어러블 밴드의 또 다른 다양한 작동 예시를 나타낸 도면으로, 도 3은 제1 웨어러블 밴드(10) 또는 제2 웨어러블 밴드(20) 중 어느 하나라도 생체신호가 감지되지 않는 상태에서 일정 시간이 지나면 페어링이 해제되는 동작관계를 나타낸다. Figures 3 to 6 are diagrams showing other various examples of operation of the dual wearable band according to the present invention. Figure 3 shows that bio-signals are detected in either the first wearable band 10 or the second wearable band 20. It indicates an operational relationship in which pairing is canceled after a certain period of time in a state where pairing is not performed.
이러한 동작관계는 상기 센서부(11,21)가 동작 중인 상태를 전제로 한다. 즉, 상기 제1 웨어러블 밴드(10) 또는 제2 웨어러블 밴드(20) 중 설정 시간 동안 생체 신호 감지가 중단된 웨어러블 밴드는 상기 단말기(200)와 페어링이 해제된다. 예를 들어 제1 웨어러블 밴드(10)의 센서부(11)에서 신호감지가 이루어지는지 확인하고(S11), 신호감지가 없으면 신호 감지가 없는 시점으로부터 일정 시간이 경과됐는지 확인한다(S12). 이때 일정 시간이 경과되지 않았으면 신호 감지가 이루어지는지 확인하고, 신호 감지가 이루어지지 않은 시점으로부터 일정 시간이 경과되면 제1 웨어러블 밴드(10)는 단말기(200)와의 페어링을 해제한다. This operational relationship assumes that the sensor units 11 and 21 are in operation. That is, among the first wearable band 10 or the second wearable band 20, the wearable band in which bio-signal detection has stopped for a set time is unpaired with the terminal 200. For example, it is checked whether a signal is detected by the sensor unit 11 of the first wearable band 10 (S11), and if no signal is detected, it is checked whether a certain amount of time has elapsed since no signal was detected (S12). At this time, if a certain amount of time has not elapsed, it is checked whether a signal is detected, and if a certain amount of time has elapsed from the point in time when the signal has not been detected, the first wearable band 10 releases the pairing with the terminal 200.
이와 같은 상황은 사용자가 제1 웨어러블 밴드(10)를 신호가 감지되지 않을 정도로 헐겁게 착용했거나, 착용 해제한 상태를 의미할 수 있다. 따라서 헐겁게 착용한 경우, 밀착 착용 메시지에도 불구하고 신호 감지가 없는 상태이므로 페어링을 해제함으로써 오차 보정을 위해 수행되는 불필요한 연산 과정을 차단하여 제1 웨어러블 밴드(10)의 과부하 내지는 전력 손실을 방지한다. 또는 착용 해제인 경우 페어링이 해제됨으로 인해 다른 단말기와의 페어링시 이전 단말기와의 페어링 해제 과정이 생략되므로, 다른 단말기와의 페어링 편의 및 시간을 단축시킬 수 있다. This situation may mean that the user has worn the first wearable band 10 so loosely that a signal is not detected, or has taken off the first wearable band 10. Therefore, when worn loosely, there is no signal detection despite the tight wearing message, so pairing is canceled to block unnecessary calculation processes performed for error correction, thereby preventing overload or power loss of the first wearable band 10. Alternatively, when the device is not worn, pairing is canceled, so the process of unpairing with the previous terminal is omitted when pairing with another terminal, thereby reducing the convenience and time of pairing with another terminal.
도 4는 생체 신호 감지가 되고 정상 신호이지만 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)에서 수집되는 생체 신호가 확연이 다른 상태일 때 페어링을 해제하는 과정을 나타낸다. 도 4의 경우도 하나의 단말기(200)에 멀티 페어링이 이루어진 상태에서의 과정으로, 제1 웨어러블 밴드(10)를 예로서 설명하면, 생체 신호가 감지되는지 확인하고(S11), 정상신호인지 확인하며(S14), 제2 웨어러블 밴드(20)의 생체 신호와 비교했을 때 오차범위가 설정된 오차범위를 초과하는지 확인하고(S15), 오차범위를 초과하지 않으면 단말기(200)에 신호를 전달하며(S16), 그렇지 않은 경우는 페어링을 해제한다(S17). 페어링의 해제는 제1 웨어러블 밴드(10)의 생체신호가 제2 웨어러블 밴드(20)의 기준신호와 비교했을 때 오차범위를 초과한 상태로서, 제1 웨어러블 밴드(10)를 다른 사람이 착용한 것으로 판단할 수 있어 페어링의 해제는 다른 사람의 빠른 페어링을 위해서도 바람직하다. Figure 4 shows the process of unpairing when the biological signals are detected and the signals are normal, but the biological signals collected from the first and second wearable bands 10 and 20 are clearly different. In the case of FIG. 4, this is a process in a state in which multi-pairing is performed on one terminal 200. Taking the first wearable band 10 as an example, it is checked whether a biological signal is detected (S11) and whether the signal is normal. (S14), it is checked whether the error range exceeds the set error range when compared with the biological signal of the second wearable band 20 (S15), and if it does not exceed the error range, a signal is transmitted to the terminal 200 ( S16), otherwise pairing is canceled (S17). Pairing is canceled when the biosignal of the first wearable band 10 exceeds the error range when compared with the reference signal of the second wearable band 20, and the first wearable band 10 is worn by another person. Therefore, canceling pairing is also desirable for other people to quickly pair.
도 5와 도6의 경우 페어링이 해제 됐는지 확인하고(S18), 페어링 해제가 확인되면 타 단말기와 페어링(S19)을 자동으로 진행하는 것을 나타낸다. 이때 타 단말기는 미리 등록된 것이어야 한다는 것을 전제하며, 이를 위해 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)에는 자동 페어링을 위해 오토스위칭부가 구비될 수 있다. 제어부(12,22)는 수면시간 동안 멀티 페어링을 유지하면서, 아침 기상시 제1,2 웨어러블 밴드(10,20)가 도 3 및 도 4와 같은 상황일 때 오토스위칭부를 통해 단말기(200)와의 페어링을 해제하면서 곧 바로 미리 등록된 타 단말기와 페어링한다. In the case of Figures 5 and 6, it is confirmed whether pairing has been released (S18), and if pairing is confirmed, pairing with another terminal is automatically performed (S19). At this time, it is assumed that the other terminal must be registered in advance, and for this purpose, the first and second wearable bands 10 and 20 may be equipped with an auto-switching unit for automatic pairing. The control units 12 and 22 maintain multi-pairing during sleeping time, and when waking up in the morning, the first and second wearable bands 10 and 20 are connected to the terminal 200 through the auto switching unit when the first and second wearable bands 10 and 20 are in the same situation as Figures 3 and 4. As soon as you cancel pairing, it immediately pairs with another pre-registered terminal.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.
10: 제1 웨어러블 밴드
20: 제2 웨어러블 밴드
11,21: 센서부
12,22: 제어부
13,23: 통신부
200: 단말기10: First wearable band
20: Second wearable band
11,21: Sensor unit
12,22: Control unit
13,23: Department of Communications
200: terminal
Claims (8)
상기 제1,2 웨어러블 밴드는,
제1 웨어러블 밴드에서 감지된 제1 생체신호와 제2 웨어러블 밴드에서 감지된 제2 생체신호의 정확도를 분석하고, 정확도가 높은 생체신호를 기준신호로 선정하며, 상기 기준신호로 나머지 생체신호를 보정하는 제어부;
상기 기준신호 및 상기 제어부에 의해 보정된 생체신호를 상기 단말기에 전송하는 통신부;
를 포함하는 듀얼 웨어러블 밴드.It includes a first wearable band and a second wearable band, each equipped with a sensor unit for sensing biological signals and wirelessly connected to a terminal that supports multi-pairing,
The first and second wearable bands are,
Analyze the accuracy of the first bio-signal detected by the first wearable band and the second bio-signal detected by the second wearable band, select the bio-signal with high accuracy as the reference signal, and correct the remaining bio-signals with the reference signal. a control unit that does;
a communication unit transmitting the reference signal and the bio-signal corrected by the control unit to the terminal;
Dual wearable band including.
상기 제어부는 센서부의 PPG 동작으로 반사되는 빛의 강도가 설정 강도 이상인 것을 정확도가 있는 것으로 판단하는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 1,
A dual wearable band in which the control unit determines with accuracy that the intensity of light reflected by the PPG operation of the sensor unit is greater than the set intensity.
상기 제어부는 센서부의 PPG 동작으로 반사되는 빛의 강도가 설정 강도 미만이면, 웨어러블 밴드에 또는 상기 통신부를 통해 상기 단말기에 웨어러블 밴드와 손목과의 밀착 착용을 권고하는 메시지를 전송하는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 2,
If the intensity of light reflected by the PPG operation of the sensor unit is less than the set intensity, the control unit transmits a message recommending that the wearable band be worn closely with the wrist to the wearable band or to the terminal through the communication unit. Dual wearable band.
상기 센서부는 손목의 혈관 또는 근육의 상태를 감지하는 음향 진동 센서, 광학 센서, 압력 센서, 홀 센서, 가속도 센서 중 하나 이상을 포함하는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 1,
The sensor unit is a dual wearable band including one or more of an acoustic vibration sensor, an optical sensor, a pressure sensor, a Hall sensor, and an acceleration sensor that detects the state of blood vessels or muscles of the wrist.
상기 센서부에 의해 센싱되는 생체 신호는,
심박수, 심전도, 근전도, 호흡, 산소포화도 중 적어도 하나를 포함하는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 1,
The biological signals sensed by the sensor unit are:
A dual wearable band that includes at least one of heart rate, electrocardiogram, electromyogram, respiration, and oxygen saturation.
상기 센서부가 동작 중인 상태에서,
상기 제1 웨어러블 밴드 또는 제2 웨어러블 밴드 중 설정 시간 동안 생체 신호 감지가 중단된 웨어러블 밴드는 상기 단말기와 페어링이 해제되는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 1,
With the sensor unit in operation,
A dual wearable band, wherein among the first wearable band or the second wearable band, the wearable band that has stopped detecting biological signals for a set time is released from pairing with the terminal.
상기 제1 생체신호와 제2 생체신호 중 어느 하나가 기준신호 대비 오차 범위를 초과하는 경우, 해당 신호를 송신하는 웨어러블 밴드는 상기 단말기와 페어링이 해제되는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to paragraph 1,
A dual wearable band in which, when either the first bio-signal or the second bio-signal exceeds an error range compared to the reference signal, the wearable band transmitting the corresponding signal is unpaired from the terminal.
상기 단말기와 페어링이 해제된 웨어러블 밴드는 기설정된 다른 단말기와 자동 페어링되는 오토스위칭부를 포함하는, 듀얼 웨어러블 밴드.According to clause 6 or 7,
A dual wearable band, wherein the wearable band that has been unpaired from the terminal includes an auto-switching unit that automatically pairs with another preset terminal.
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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정수현, 박정현, 윤형준, 김정호, 김남철, 김상훈. '대학생들의 수면의 질과 우울증상과의 관계:긍정심리의 조절효과', 생물치료정신의학 제24권 제3호, 2018. |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20221207 |
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