KR20200078955A - 생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치 - Google Patents

생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 4개의 전극을 갖는 생체 접촉 회로; 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 제 2 전압 측정 포트, 상기 급전 포트에 전기적으로 연결된 교류 신호 발생기, 상기 전류 측정 포트에 전기적으로 연결된 전류계, 및 상기 제 1 전압 측정 포트와 상기 제 2 전압 측정 포트 사이에 전기적으로 연결된 전압계를 포함하는 전류-전압 측정 모듈; 프로세서; 상기 프로세서에 전기적으로 연결되고, 상기 전류-전압 측정 모듈과 상기 생체 접촉 회로 사이에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 저장하고, 상기 생체 접촉 회로와 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 저장하는 메모리; 및 상기 생체 접촉 회로를 상기 급전 포트, 상기 전류 측정 포트, 상기 제 1 전압 측정 포트, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 전기적으로 연결하되, 상기 프로세서의 제어에 기반하여 상기 생체 접촉 회로 상의 전압 경로와 전류 경로를 변경하도록 구성된 전류-전압 경로 구성 모듈을 포함할 수 있다. 그 외에도, 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치{An electronic device configured to correct an error of a bio-impedance value}
본 발명의 다양한 실시예는 전극을 이용하여 생체 임피던스를 측정하도록 구성된 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 사용자의 헬스 케어(health care)에 관련된 생체 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 4개의 전극을 갖는 생체 접촉 회로를 구비할 수 있고, 생체 접촉 회로로 전기 신호를 인가할 수 있고, 전류계 및 전압계로 생체 접촉 회로의 전류 및 전압을 측정할 수 있다. 전자 장치는 전류/전압 측정 값을 이용하여 생체 임피던스 값을 획득할 수 있다. 전자 장치는 획득된 생체 정보에 기반하여 사용자에게 다양한 헬스 정보(예: 심박 정보, 혈당 정보, 스트레스 정보 등)를 제공하거나, 또는 생체 정보에 기반하여 운동 코칭(exercise coaching)을 제공할 수 있다.
4개의 전극에 생체가 접촉되면, 회로 설계에서 의도하지 않았던 기생 성분이 각 전극과 접지 사이에 존재할 수 있다. 이러한 기생 성분으로부터 비롯된 임피던스는 전기 신호의 누설을 야기할 수 있다. 이러한 이유로 생체 임피던스의 측정 오차가 발생될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 생체 임피던스 측정 시 기생 성분으로부터 비롯된 전기 신호의 누설을 보상하여 정확한 생체 임피던스 값을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 4개의 전극을 갖는 생체 접촉 회로; 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 제 2 전압 측정 포트, 상기 급전 포트에 전기적으로 연결된 교류 신호 발생기, 상기 전류 측정 포트에 전기적으로 연결된 전류계, 및 상기 제 1 전압 측정 포트와 상기 제 2 전압 측정 포트 사이에 전기적으로 연결된 전압계를 포함하는 전류-전압 측정 모듈; 프로세서; 상기 프로세서에 전기적으로 연결되고, 상기 전류-전압 측정 모듈과 상기 생체 접촉 회로 사이에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 저장하고, 상기 생체 접촉 회로와 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 저장하는 메모리; 및 상기 생체 접촉 회로를 상기 급전 포트, 상기 전류 측정 포트, 상기 제 1 전압 측정 포트, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 전기적으로 연결하되, 상기 프로세서의 제어에 기반하여 상기 생체 접촉 회로 상의 전압 경로와 전류 경로를 변경하도록 구성된 전류-전압 경로 구성 모듈을 포함하고, 상기 메모리는, 실행될 때, 상기 프로세서가: 상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여, 제 1 전류-전압 경로, 제 2 전류-전압 경로, 제 3 전류-전압 경로, 및 제 4 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 순차적으로 구성하되, 상기 전류-전압 경로들 각각에 있어서 전압 경로의 두 전극 중 하나가 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 전압 경로 상에 생체 임피던스가 포함되지 않게 하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 1 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 1 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 1 전류/전압 값을 이용하여 제 1 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 2 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 2 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 2 전류/전압 값을 이용하여 제 2 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 3 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 3 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 3 전류/전압 값을 이용하여 제 3 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 4 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 4 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 4 전류/전압 값을 이용하여 제 4 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정 값, 상기 제 3 임피던스 측정 값, 및 상기 제 4 임피던스 측정 값을 보정함으로써 상기 4개의 전극 각각의 접촉 임피던스 값들을 획득하고, 상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여 제 5 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 구성하되, 제 5전압 경로의 두 전극 중 하나가 제 5 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 제 5 전류 경로 및 상기 제 5 전압 경로 상에 상기 생체 임피던스가 포함되게 하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 5 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 5 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 5 전류/전압 값을 이용하여 제 5 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 접촉 임피던스 값들 중 적어도 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 임피던스 측정 값, 상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 기생 임피던스로부터 비롯된 4개의 전극 각각의 접촉 임피던스 측정 값의 오차를 보정하고, 보정 값을 이용하여 정확한 생체 임피던스 값을 획득할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 기생 성분에 의해 전기 신호가 누설되는 것으로부터 비롯된 생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 경로 구성 모듈의 회로도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 도시한다.
도 5a는 표 1의 제 1 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로에 구성된 전류-전압 경로를 도시하고, 도 5b는 도 5a의 전류-전압 경로에 대응하는 등가 회로를 도시한다.
도 6a는 표 1의 제 2 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로에 구성된 전류-전압 경로를 도시하고, 도 6b는 도 6a의 전류-전압 경로에 대응하는 등가 회로를 도시한다.
도 7a는 표 1의 제 3 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로에 구성된 전류-전압 경로를 도시하고, 도 7b는 도 7a의 전류-전압 경로에 대응하는 등가 회로를 도시한다.
도 8a는 표 1의 제 4 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로에 구성된 전류-전압 경로를 도시하고, 도 8b는 도 8a의 전류-전압 경로에 대응하는 등가 회로를 도시한다.
도 9a는 표 1의 제 5 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로에 구성된 전류-전압 경로를 도시하고, 도 9b는 도 9a의 전류-전압 경로에 대응하는 등가 회로를 도시한다.
도 10a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 도시하고, 도 10b는 전자 장치의 후면을 도시하고, 도 10c는 전자 장치를 이용한 생체 측정의 예를 도시한다.
도 11a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 도시하고, 도 11b는 전자 장치를 이용한 생체 측정의 예를 도시한다.
도 12a는 4개의 전극에 생체가 접촉되지 않았을 때 나타나는 오실로스코프 파형을 도시하고, 도 12b는 4개의 전극에 생체가 접촉됐을 때 나타나는 오실로스코프 파형을 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 경로 구성 모듈의 회로도를 도시한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나," "A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나," 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 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 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 기생 성분에 의해 전기 신호가 누설되는 것으로부터 비롯된 생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치(200)를 도시한다. 도 2를 참조하면, 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 생체 접촉 회로(210), 전류-전압 측정 모듈(240), 전류-전압 경로 구성 모듈(250), 및 프로세서(260)(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 생체 접촉 회로(210), 전류-전압 측정 모듈(240), 또는 전류-전압 경로 구성 모듈(250) 중에서 적어도 하나는, 도 1의 센서 모듈(176)에 포함된 구성 요소(예: 생체 센서)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체 접촉 회로(210)는, 4개의 전극들(211, 212, 213, 214), 4개의 포트들(221, 222, 223, 224), 및 4개의 회로 소자들(231, 232, 233, 234)을 포함할 수 있다. 전극들(211, 212, 213, 214)은, 생체와 접촉 가능하게 전자 장치(200)의 표면에 배치됨으로써, 생체를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전극(211)은 제 1 회로 소자(231)를 통해 제 1 포트(221)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 전극(212)은 제 2 회로 소자(232)를 통해 제 2 포트(222)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 전극(213)은 제 3 회로 소자(233)를 통해 제 3 포트(223)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 4 전극(214)은 제 4 회로 소자(234)를 통해 제 4 포트(224)에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 소자들(231, 232, 233, 234)은 각각, 해당 포트에서 해당 전극으로(또는, 그 반대로) 흐르는 전기 신호에서 직류 성분을 제거하기 위한 전자 부품(예: 커패시터 및 저항)을 포함할 수 있다. 회로 소자들(231, 232, 233, 234)은 회로 설계 시 주어진 임피던스 성분으로서 각각, ZS1, ZS2, ZS3, 및 ZS4를 가질 수 있고, 이러한 임피던스 성분을 특성 임피던스로 명명할 수 있다. 생체와 전극들(211, 212, 213, 214) 사이에 각각, 임피던스 성분 ZC1, ZC2, ZC3, 및 ZC4이 발생될 수 있고, 이를 접촉 임피던스로 명명할 수 있다. 접촉 임피던스들은 생체의 표면 상태(피부 상태)에 따라 변화할 수 있다. 접촉 임피던스는 또한, 인가된 전기 신호의 주파수에 따라 변화할 수도 있다. 접촉 임피던스들 사이에 존재하는 임피던스 성분 ZB가 획득하고자 하는 성분이며, ZB는 생체 임피던스로 명명될 수 있다. 전극들(211, 212, 213, 214)과 접지(예: 전자 장치(200)의 그라운드) 사이에 각각, 회로 설계 시 의도하지 않은 임피던스 성분 ZP1, ZP2, ZP3, 및 ZP4이 기생할 수 있고(참고 문헌 1 내지 5), 이를 기생 임피던스로 명명할 수 있다. 기생 성분에 의해 생체 접촉 회로(210)에서 접지 쪽으로 전기 신호(예: 전류 및/또는 전압)가 누설될 수 있고, 전기 신호의 누설로 인해 결과적으로, 획득하고자 하는 생체 임피던스의 오류가 발생될 수 있다. 기생 임피던스의 값은 임피던스 분석 장치를 통해 획득될 수 있다.
참고 문헌1: Brian A. Mazzeo, “Parasitic capacitance influence of potential-sensing electrodes on four-electrode liquid impedance measurements”, Journal of Applied Physics 105, 094106 (2009)
참고 문헌2: Brian. A. Mazzeo, and Andrew J. Flewitt, “Two- and four-electrode, wide-bandwidth, dielectric spectrometer for conductive liquids: Theory, limitations, and experiment”, Journal of Applied Physics 102, 104106 (2007)
참고 문헌3: Damjan Pelc, Sanjin Marion, and Mario Basletiζ, “Four-contact impedance spectroscopy of conductive liquid samples”, Review of Scientific Instruments 82, 073907 (2011)
참고 문헌4: Sverre Grimnes and Ψrjan G Martinsen, “Sources of error in tetrapolar impedance measurements on biomaterials and other ionic conductors”, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 40, no. 1 (2007)
참고 문헌5: S. Brigati, G. Caiulo, F. Maloberti, and G. Torelli, “Active Compensation of Parasitic Capacitances for Very High Frequency CMOS DACs”, IEEE International Symposium on Circuits and Systems (1993)
다양한 실시예에 따르면, 전류-전압 측정 모듈(240)은, 급전 포트(245), 전류 측정 포트(246), 제 1 전압 측정 포트(247), 제 2 전압 측정 포트(248), 교류 신호 발생기(241), 전류계(242), 및 전압계(243)를 포함할 수 있다. 급전 포트(245) 및 전류 측정 포트(246)는 전류-전압 경로 구성 모듈(250)을 통해 생체 접촉 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 교류 신호 발생기(241)는 전기 신호를 발생할 수 있고, 전기 신호를 급전 포트(245)를 통해 생체 접촉 회로(210)로 인가할 수 있다. 전류계(242)는 전류 측정 포트(246)를 통해 생체 접촉 회로(210)로부터 전기 신호를 수신할 수 있고, 수신된 전기 신호의 전류를 측정할 수 있고, 전류 측정 값을 프로세서(260)로 전달할 수 있다. 제 1 전압 측정 포트(247) 및 제 2 전압 측정 포트(248)는 전류-전압 경로 구성 모듈(250)을 통해 생체 접촉 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전압계(243)는 제 1 전압 측정 포트(247)와 제 2 전압 측정 포트(248) 사이의 전압을 측정할 수 있고, 전압 측정 값을 프로세서(260)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전류-전압 경로 구성 모듈(이하, 경로 구성 모듈)(250)은, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 생체 접촉 회로(210)의 포트들(221, 222, 223, 224)을 전류-전압 측정 모듈(240))에 전기적으로 연결할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(260)는, 전극들(211, 212, 213, 214) 중 어느 하나에서 다른 하나로의 전류 경로를 구성하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 프로세서(260)는, 전극들(211, 212, 213, 214) 중 어느 하나에서 다른 하나로의 전압 경로를 구성하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 프로세서(260)는, 전압 경로의 두 전극 중 하나가 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 전압 경로의 두 전극 중 다른 하나가 전류 경로의 두 전극 중 다른 하나와 다르게 하고 전압 경로 상에 생체 임피던스 ZB가 포함되지 않게 전압 경로를 구성하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는, 제 1 전극(211)이 전류 경로와 전압 경로에 포함되고 ZB가 전압 경로에 포함되지 않도록 생체 접촉 회로(210)에 전류-전압 경로를 구성할 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 상기 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는, 수신된 전류/전압 값을 이용하여, 전류/전압 경로 상에서 제 1 전극(211)의 임피던스(제 1 전극(211)과 접지 사이의 기생 임피던스 ZP1으로부터 비롯된 오차를 포함)를 측정할 수 있다. 프로세서(260)는, 나머지 전극들(212, 213, 214)에 대해서도 상기와 동일한 방식으로 임피던스를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(260)는 제 2 전극(212)의 접촉 임피던스를 측정하기 위해 제 1 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 OFF, 극성 스와핑 OFF, 전류-전압 스와핑 OFF)를 경로 구성 모듈(250)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 생체 임피던스 포함 OFF이면, 전압 경로에 생체 임피던스 ZB가 포함되지 않을 수 있다. 극성 스와핑 신호에서 OFF에서 ON으로 상태 변경될 경우, 전류 경로에서 시작 전극과 끝 전극이 뒤바뀔 수 있다. 예를 들어, 전류 경로가 제 1 전극(211)에서 제 2 전극(212)으로 형성된 상태에서 극성 스와핑 신호가 OFF에서 ON으로 상태 변경되면, 전류 경로가 제 2 전극(212)에서 제 1 전극(211)으로 뒤바뀔 수 있다. 전류-전압 스와핑 신호가 OFF에서 ON으로 상태 변경될 경우, 전압 경로에서 시작 전극과 끝 전극이 바뀔 수 있다. 예를 들어, 전압 경로가 제 4 전극(214)에서 제 2 전극(212)으로 형성된 상태에서 전류-전압 스와핑 신호가 OFF에서 ON으로 변경되면, 전압 경로가 제 2 전극(212)에서 제 4 전극(214)으로 바뀔 수 있다. 이러한 생체 임피던스 포함 ON/OFF, 극성 스와핑 ON/OFF, 및 전류-전압 스와핑 ON/OFF의 각종 조합에 따른 경로는 아래 표 1과 같이 정리될 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은 제 1 제어 신호에 반응하여 제 1 포트(221)를 급전 포트(245)에 연결하고 제 2 포트(222)를 전류 측정 포트(246)에 연결할 수 있고, 이에 따라 제 1 전극(211)에서 제 2 전극(212)으로의 제 1 전류 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은 제 1 제어 신호에 반응하여 제 4 포트(224)를 제 1 전압 측정 포트(247)에 연결하고 제 2 포트(222)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있고, 이에 따라 제 4 전극(214)에서 제 2 전극(212)으로의 제 1 전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 상기 제 1 전류 경로 및 제 1 전압 경로를 포함하는 제 1 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 수신된 전류/전압 값을 이용하여 제 2 전극(212)의 임피던스(제 2 전극(212)과 접지 사이의 기생 임피던스 ZP2로부터 비롯된 오차를 포함)를 측정할 수 있다.
프로세서(260)는 제 4 전극(214)의 접촉 임피던스를 측정하기 위해 전류-전압 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 2 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 OFF, 극성 스와핑 OFF, 전류-전압 스와핑 ON)를 경로 구성 모듈(250)로 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은 제 2 제어 신호에 반응하여 제 3 포트(223)를 급전 포트(245)에, 제 4 포트(224)를 전류 측정 포트(246)에, 제 2 포트(222)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 4 포트(224)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전극(213)에서 제 4 전극(214)으로의 제 2 전류 경로와 제 2 전극(212)에서 제 4 전극(214)으로의 제 2 전압 경로를 포함하는 제 2 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 2 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 수신된 전류/전압 값을 이용하여 제 4 전극(214)의 임피던스(제 4 전극(214)과 접지 사이의 기생 임피던스 ZP4으로부터 비롯된 오차를 포함)를 측정할 수 있다.
프로세서(260)는 제 1 전극(211)의 접촉 임피던스를 측정하기 위해 전류의 극성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 3 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 OFF, 극성 스와핑 ON, 전류-전압 스와핑 OFF)를 경로 구성 모듈(250)로 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은 제 3 제어 신호에 반응하여 제 2 포트(222)를 급전 포트(245)에, 제 1 포트(221)를 전류 측정 포트(246)에, 제 3 포트(223)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 1 포트(221)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 제 2 전극(212)에서 제 1 전극(211)으로의 제 3 전류 경로와 제 3 전극(213)에서 제 1 전극(211)으로의 제 3 전압 경로를 포함하는 제 3 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 3 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 수신된 전류/전압 값을 이용하여 제 1 전극(211)의 임피던스(제 1 전극(211)과 접지 사이의 기생 임피던스 ZP1으로부터 비롯된 오차를 포함)를 측정할 수 있다.
프로세서(260)는 제 3 전극(213)의 접촉 임피던스를 측정하기 위해 전류 극성 및 전류-전압 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 4 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 OFF, 극성 스와핑 ON, 전류-전압 스와핑 ON)를 경로 구성 모듈(250)로 전송할 수 있다. 프로세서(260)는, 제 4 제어 신호에 반응하여, 제 4 포트(224)를 급전 포트(245)에, 제 3 포트(223)를 전류 측정 포트(246)에, 제 1 포트(221)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 3 포트(223)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 제 4 전극(214)에서 제 3 전극(213)으로의 제 4 전류 경로와 제 1 전극(211)에서 제 3 전극(213)으로의 제 4 전압 경로를 포함하는 제 4 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 4 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 수신된 전류/전압 값을 이용하여 제 3 전극(213)의 임피던스(제 3 전극(213)과 접지 사이의 기생 임피던스 ZP3으로부터 비롯된 오차를 포함)를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(260)는, 기생 임피던스 ZP1, ZP2, ZP3, 및 ZP4와 특성 임피던스 ZS1, ZS2, ZS3, 및 ZS4를 이용하여 임피던스 측정 값을 보정(예: 측정 값에서 기생 임피던스로부터 비롯된 오차를 제거)함으로써, 접촉 임피던스 ZC1, ZC2, ZC3, 및 ZC4를 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(260)는, 전압 경로의 두 전극 중 하나가 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 전압 경로의 두 전극 중 다른 하나가 전류 경로의 두 전극 중 다른 하나와 다르게 하고 전류 경로 및 전압 경로 상에 모두, 생체 임피던스 ZB가 포함되게 전류 경로 및 전압 경로를 구성하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 상기 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는, 수신된 전류/전압 값, 특성 임피던스 ZS1, ZS2, ZS3, 및 ZS4, 기생 임피던스 ZP1, ZP2, ZP3, 및 ZP4, 및 접촉 임피던스 ZC1, ZC2, ZC3, 및 ZC4를 이용하여, 생체 임피던스 ZB를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(260)는, 제 2 전극(212)과 ZB가 전류 경로와 전압 경로에 포함되도록 생체 접촉 회로(210)에 전류-전압 경로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 5 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 ON, 극성 스와핑 OFF, 전류-전압 스와핑 OFF)를 경로 구성 모듈(250)에 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은, 제 5 제어 신호에 반응하여, 제 1 포트(221)를 급전 포트(245)에, 제 2 포트(222)를 전류 측정 포트(246)에, 제 3 포트(223)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 2 포트(222)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있다. 이에 따라 제 1 전극(211)에서 제 2 전극(212)으로의 제 1 전류 경로와 제 3 전극(213)에서 제 2 전극(212)으로의 제 5 전압 경로를 포함하는 제 5 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 5 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 제 5 전류-전압 경로를 통해 측정된 전류/전압 값, 특성 임피던스 값, 기생 임피던스 값, 및 접촉 임피던스 값을 이용하여, 제 1 생체 임피던스 ZB1를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(260)는 제 4 전극(214)과 ZB가 전류 경로와 전압 경로에 포함되게 전류-전압 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 6 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 ON, 극성 스와핑 OFF, 전류-전압 스와핑 ON)를 경로 구성 모듈(250)에 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은, 제 6 제어 신호에 반응하여, 제 3 포트(223)를 급전 포트(245)에, 제 4 포트(224)를 전류 측정 포트(246)에, 제 1 포트(221)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 4 포트(224)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전극(213)에서 제 4 전극(214)으로의 제 2 전류 경로와 제 1 전극(211)에서 제 4 전극(214)으로의 제 6 전압 경로를 포함하는 제 6 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 6 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는, 제 6 전류-전압 경로를 통해 측정된 전류/전압 값, 특성 임피던스 값, 기생 임피던스 값, 및 접촉 임피던스 값을 이용하여, 제 2 생체 임피던스 ZB2를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(260)는 제 1 전극(211)과 ZB가 전류 경로와 전압 경로에 포함되게 전류의 극성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 7 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 ON, 극성 스와핑 ON, 전류-전압 스와핑 OFF)를 경로 구성 모듈(250)에 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은, 제 7 제어 신호에 반응하여, 제 2 포트(222)를 급전 포트(245)에, 제 1 포트(221)를 전류 측정 포트(246)에, 제 4 포트(224)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 1 포트(221)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결하도록 경로 구성 모듈(250)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제 2 전극(212)에서 제 1 전극(211)으로의 제 3 전류 경로와 제 4 전극(214)에서 제 1 전극(211)으로의 제 7 전압 경로를 포함하는 제 7 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 7 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는, 제 7 전류-전압 경로를 통해 측정된 전류/전압 값, 특성 임피던스 값, 기생 임피던스 값, 및 접촉 임피던스 값을 이용하여, 제 3 생체 임피던스 ZB3를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(260)는 제 3 전극(213)과 ZB가 전류 경로와 전압 경로에 포함되게 전류의 극성 및 전류-전압 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(260)는 제 8 제어 신호(예: 생체 임피던스 포함 ON, 극성 스와핑 ON, 전류-전압 스와핑 ON)를 경로 구성 모듈(250)에 전송할 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은, 제 8 제어 신호에 반응하여, 제 4 포트(224)를 급전 포트(245)에, 제 3 포트(223)를 전류 측정 포트(246)에, 제 2 포트(222)를 제 1 전압 측정 포트(247)에, 그리고 제 3 포트(223)를 제 2 전압 측정 포트(248)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 제 4 전극(214)에서 제 3 전극(213)으로의 제 4 전류 경로와 제 2 전극(212)에서 제 3 전극(213)으로의 제 8 전압 경로를 포함하는 제 8 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성될 수 있다. 프로세서(260)는, 생체 접촉 회로(210)가 제 8 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 전류/전압 값을 전류계(242)와 전압계(243)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(260)는, 제 8 전류-전압 경로를 통해 측정된 전류/전압 값, 특성 임피던스 값, 기생 임피던스 값, 및 접촉 임피던스 값을 이용하여, 제 4 생체 임피던스 ZB4를 계산할 수 있다.
상기와 같이 생체 접촉 회로(210)에 구성될 수 있는 제 1 내지 8 전류-전압 경로는 아래와 같이 표 1로 정리될 수 있다.
No. 제어 신호 생체 접촉 회로의 경로 선택된
임피던스
생체 임피던스(ZB) 포함 극성 스와핑 전류-전압 스와핑 전류 경로 전압 경로
1 OFF OFF OFF 전극 1에서 전극 2 전극 4에서 전극 2 ZC2
2 OFF OFF ON 전극 3에서 전극 4 전극 2에서 전극 4 ZC4
3 OFF ON OFF 전극 2에서 전극 1 전극 3에서 전극 1 ZC1
4 OFF ON ON 전극 4에서 전극 3 전극 1에서 전극 3 ZC3
5 ON OFF OFF 전극 1에서 전극 2 전극 3에서 전극 2 ZC2, ZB
6 ON OFF ON 전극 3에서 전극 4 전극 1에서 전극 4 ZC4, ZB
7 ON ON OFF 전극 2에서 전극 1 전극 4에서 전극 1 ZC1, ZB
8 ON ON ON 전극 4에서 전극 3 전극 2에서전극 3 ZC3, ZB
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 경로 구성 모듈(250)의 회로도(300)를 도시한다. 도 3을 참조하면, 경로 구성 모듈(250)은 각각 4개의 단자(terminal)들을 갖는 4개의 스위치들(310, 320, 330, 340)을 포함할 수 있다.
제 1 스위치(310)의 1-1 단자(311), 1-2 단자(312), 1-3 단자(313), 및 1-4 단자(314)는 각각, 생체 접촉 회로(210)의 제 1 포트(221), 제 2 포트(222), 제 3 포트(223), 및 제 4 포트(224)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 1 스위치(310)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 급전 포트(245)를 4 단자들(311, 312, 313, 314) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 2 스위치(320)의 2-1 단자(321), 2-2 단자(322), 2-3 단자(323), 및 2-4 단자(324)는 각각, 생체 접촉 회로(210)의 제 1 포트(221), 제 2 포트(222), 제 3 포트(223), 및 제 4 포트(224)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 2 스위치(320)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 전류 측정 포트(246)를 4 단자들(321, 322, 323, 324) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 3 스위치(330)의 3-1 단자(331), 3-2 단자(332), 3-3 단자(333), 및 3-4 단자(334)는 각각, 생체 접촉 회로(210)의 제 1 포트(221), 제 2 포트(222), 제 3 포트(223), 및 제 4 포트(224)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 3 스위치(330)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 제 1 전압 측정 포트(247)를 4 단자들(331, 332, 333, 334) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 4 스위치(340)의 4-1 단자(341), 4-2 단자(342), 4-3 단자(343), 및 4-4 단자(344)는 각각, 생체 접촉 회로(210)의 제 1 포트(221), 제 2 포트(222), 제 3 포트(223), 및 제 4 포트(224)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 3 스위치(330)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 제 2 전압 측정 포트(248)를 4 단자들(341, 342, 343, 344) 중 하나에 연결할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)를 도시한다. 도 4를 참조하면, 전자 장치(400)(예: 도 2의 전자 장치(200))는, 도 2의 생체 접촉 회로(210), 임피던스 측정 모듈(420), 제 1 누설 보상 모듈(430), 제 2 누설 보상 모듈(440), 및 제 3 누설 보상 모듈(450)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 임피던스 측정 모듈(420)은, 전류-전압 측정 모듈(421)(예: 도 2의 전류-전압 측정 모듈(240)), 경로 구성 모듈(422)(예: 도 2의 경로 구성 모듈(250)), 및 임피던스 계산 모듈(423)(예: 도 2의 프로세서(260))을 포함할 수 있다. 경로 구성 모듈(422)은, 누설 보상 모듈들(430, 440, 450) 중 하나로부터 수신된 제어 신호(예: 표 1의 제어 신호들 중 하나)에 기반하여, 생체 접촉 회로(210)의 전류-전압 경로(예: 표 1에서 상기 수신된 제어 신호에 대응하는 전류-전압 경로)를 구성할 수 있다. 전류-전압 측정 모듈(240)은, 상기 전류-전압 경로로 구성된 상태인 생체 접촉 회로(210)의 전류와 전압을 측정할 수 있다. 임피던스 계산 모듈(423)은, 전류/전압의 측정 값을 이용하여, 임피던스를 계산할 수 있고, 상기 제어 신호를 전송한 누설 보상 모듈에게 임피던스 측정 값을 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 누설 보상 모듈(430)(예: 도 2의 프로세서(260))은, 제 1 측정 제어 모듈(431) 및 제 1 임피던스 보정 모듈(432)을 포함할 수 있다. 제 1 측정 제어 모듈(431)은, 제 2 전극(212)의 접촉 임피던스 획득을 위한 제 1 제어 신호(예: 표 1의 제 1 제어 신호)를 임피던스 측정 모듈(420)로 출력할 수 있고, 제 1 제어 신호에 대한 응답으로서 제 1 임피던스 측정 값을 임피던스 측정 모듈(420)로부터 수신할 수 있다. 제 1 측정 제어 모듈(431)은, 제 4 전극(214)의 접촉 임피던스의 값을 획득하기 위한 제 2 제어 신호(예: 표 1의 제 2 제어 신호)를 임피던스 측정 모듈(420)로 출력할 수 있고, 제 2 제어 신호에 대한 응답으로서 제 2 임피던스 측정 값을 임피던스 측정 모듈(420)로부터 수신할 수 있다. 제 1 임피던스 보정 모듈(432)은, "제 1 임피던스 측정 값, 제 2 임피던스 측정 값, 주어진 특성 임피던스(예: 제 2 전극(212)에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스, 제 4 전극(214)에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스)의 값, 주어진 기생 임피던스(예: 제 2 전극(212)과 접지 사이에 기생하는 임피던스, 제 4 전극(214)과 접지 사이에 기생하는 임피던스)의 값"를 이용하여, 제 1 임피던스 측정 값 및 제 2 임피던스 측정 값을 보정할 수 있다. 제 1 임피던스 보정 모듈(432)은 보정 값(제 1 접촉 임피던스 및 제 2 접촉 임피던스)을 제 3 누설 보상 모듈(450)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 누설 보상 모듈(440)(예: 도 2의 프로세서(260))은 제 2 측정 제어 모듈(441) 및 제 2 임피던스 보정 모듈(442)을 포함할 수 있다. 제 2 측정 제어 모듈(441)은, 제 1 전극(211)의 접촉 임피던스의 값을 획득하기 위한 제 3 제어 신호(예: 표 1의 제 3 제어 신호)를 임피던스 측정 모듈(420)로 출력할 수 있고, 제 3 제어 신호에 대한 응답으로서 제 3 임피던스 측정 값을 임피던스 측정 모듈(420)로부터 수신할 수 있다. 제 2 측정 제어 모듈(441)은, 제 3 전극(213)의 접촉 임피던스의 값을 획득하기 위한 제 4 제어 신호(예: 표 1의 제 4 제어 신호)를 임피던스 측정 모듈(420)로 출력할 수 있고, 제 4 제어 신호에 대한 응답으로서 제 4 임피던스 측정 값을 임피던스 측정 모듈(420)로부터 수신할 수 있다. 제 2 임피던스 보정 모듈(442)은, "제 3 임피던스 측정 값, 제 4 임피던스 측정 값, 주어진 특성 임피던스(예: 제 1 전극(211)에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스, 제 3 전극(213)에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스)의 값, 주어진 기생 임피던스(예: 제 1 전극(211)과 접지 사이에 기생하는 임피던스, 제 3 전극(213)과 접지 사이에 기생하는 임피던스)의 값"를 이용하여, 제 3 임피던스 측정 값 및 제 4 임피던스 측정 값을 보정할 수 있다. 제 1 임피던스 보정 모듈(432)은 보정 값(제 3 접촉 임피던스 및 제 4 접촉 임피던스)를 제 3 누설 보상 모듈(450)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 3 누설 보상 모듈(450)(예: 도 2의 프로세서(260))은 제 3 측정 제어 모듈(451) 및 생체 임피던스 획득 모듈(452)을 포함할 수 있다. 제 3 측정 제어 모듈(451)은, 생체 접촉 회로(210)에 접촉된 생체의 임피던스 값을 획득하기 위한 제 5 제어 신호(예: 표 1의 제 5 내지 8 제어 신호들 중 하나)를 임피던스 측정 모듈(420)로 출력할 수 있고, 제 5 제어 신호에 대한 응답으로서 제 5 임피던스 측정 값을 임피던스 측정 모듈(420)로부터 수신할 수 있다. 생체 임피던스 획득 모듈(452)은, "제 5 임피던스 측정 값, 주어진 기생 임피던스 값, 상기 계산된 접촉 임피던스 값, 주어진 특성 임피던스 값"을 이용하여, 생체 임피던스를 계산할 수 있다. 예컨대, 표 1의 제 5 제어 신호가 출력됨에 따라 제 1 전극(211)에서 제 2 전극(212)으로의 제 1 전류 경로 및 제 3 전극(213)에서 제 2 전극(212)으로의 제 5 전압 경로를 포함하는 제 5 전류-전압 경로가 생체 접촉 회로(210)에 형성된 경우, 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들(212, 213)의 접촉 임피던스 ZC2, ZC3, 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 제 4 전극(214)의 접촉 임피던스 ZC4, 제 5 전압 경로와 상기 제 5 전류 경로 상에 공통으로 존재하는 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 ZS2, 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들(212, 213)과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 ZP2, ZP3, 및 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 제 4 전극(214)과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 ZP4가, 생체 임피던스의 값을 구할 때, 이용될 수 있다.
도 5a는 표 1의 제 1 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로(210)에 구성된 전류-전압 경로(510)를 도시하고, 도 5b는 도 5a의 전류-전압 경로(510)에 대응하는 등가 회로(520)를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 표 1의 제 1 제어 신호에 반응하여, 제 1 스위치(310)는 급전 포트(245)를 1-1 단자(311)에 연결할 수 있고, 제 2 스위치(320)는 전류 측정 포트(246)를 2-2 단자(322)에 연결할 수 있고, 제 3 스위치(330)는 제 1 전압 측정 포트(247)를 3-4 단자(334)에 연결할 수 있고, 제 4 스위치(340)는 제 2 전압 측정 포트(248)를 4-2 단자(342)에 연결할 수 있다. 이에 따라 전류 i가 제 1 포트(221)에서 제 2 포트(222)로 흐를 수 있고, 전압 V4B2가 제 4 포트(224)에서 제 2 포트(222)의 방향으로 측정될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 노드 a에서 기생 임피던스 ZP2를 통해 전류가 누설될 수 있고, 전류 i를 보상하기 위한 보상값 k11은 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
노드 b에서도 기생 성분 ZP3의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 노드 1에서의 보상된 전압 값 v1은 수학식 2의 우변과 같이 표현될 수 있다. 노드 1과 제 2 포트(222) 사이의 임피던스 ZC2, ZS2, ZP2 및 보상 값 K11를 이용하여 계산된 전압 값 v1은 수학식 2의 좌변과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2는, 얻고자 하는 제 2 전극(212)의 접촉 임피던스 ZC2 및 또 하나의 얻고자 하는 제 4 전극(214)의 접촉 임피던스 ZC4를 포함하고 있다. 즉, 수학식 2 만으로는 ZC2와 ZC4를 구할 수 없기 때문에 ZC2와 ZC4로 표현된 또 하나의 수학식이 필요하다. 이 수학식은 생체 접촉 회로(210)의 전류-전압 경로를 변경함으로써 얻을 수 있다.
도 6a는 표 1의 제 2 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로(210)에 구성된 전류-전압 경로(610)를 도시하고, 도 6b는 도 6a의 전류-전압 경로(610)에 대응하는 등가 회로(620)를 도시한다.
도 6a를 참조하면, 상기 제 2 제어 신호에 반응하여, 제 1 스위치(310)는 급전 포트(245)를 1-3 단자(313)에 연결할 수 있고, 제 2 스위치(320)는 전류 측정 포트(246)를 2-4 단자(324)에 연결할 수 있고, 제 3 스위치(330)는 제 1 전압 측정 포트(247)를 3-2 단자(332)에 연결할 수 있고, 제 4 스위치(340)는 제 2 전압 측정 포트(248)를 4-4 단자(344)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 전류 i가 제 3 포트(223)에서 제 4 포트(224)로 흐를 수 있고, 전압 V2B4가 제 2 포트(222)에서 제 4 포트(224)의 방향으로 측정될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 노드 a에서 기생 임피던스 ZP4를 통해 전류가 누설될 수 있고, 전류 i를 보상하기 위한 보상값 k13은 수학식 3으로 표현될 수 있다.
Figure pat00003
노드 b에서도 기생 성분 ZP2의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 노드 1에서의 보상된 전압 값 v1은 수학식 4의 우변과 같이 표현될 수 있다. 노드 1과 제 4 포트(224) 사이의 임피던스 ZC4, ZS4, ZP4 및 보상 값 K13를 이용하여 계산된 전압 값 v1은 수학식 4의 좌변과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00004
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 임피던스 계산 모듈(423))는, 도 5a의 전류-전압 경로(510)를 통해 측정된 전류 값과 전압 값(V4B2)로부터 제 1 임피던스 측정 값 Z4B2를 구할 수 있다. 프로세서(260)는, 도 6a의 전류-전압 경로(610)를 통해 측정된 전류 값과 전압 값(V2B4)로부터 제 2 임피던스 측정 값 Z2B4를 구할 수 있다.
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 제 1 누설 보상 모듈(430))는, 수학식 2와 수학식 4를 연립함으로써 표현되는 수학식 5를 이용하여, 제 2 전극(212)의 접촉 임피던스 ZC2와 제 4 전극(214)의 접촉 임피던스 ZC4를 구할 수 있다.
Figure pat00005
도 7a는 표 1의 제 3 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로(210)에 구성된 전류-전압 경로(710)를 도시하고, 도 7b는 도 7a의 전류-전압 경로(710)에 대응하는 등가 회로(720)를 도시한다.
도 7a를 참조하면, 제 3 제어 신호에 반응하여, 제 1 스위치(310)는 급전 포트(245)를 1-2 단자(312)에 연결할 수 있고, 제 2 스위치(320)는 전류 측정 포트(246)를 2-1 단자(321)에 연결할 수 있고, 제 3 스위치(330)는 제 1 전압 측정 포트(247)를 3-3 단자(333)에 연결할 수 있고, 제 4 스위치(340)는 제 2 전압 측정 포트(248)를 4-1 단자(341)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 전류 i가 제 2 포트(222)에서 제 1 포트(221)로 흐를 수 있고, 전압 V3B1가 제 3 포트(223)에서 제 1 포트(221)의 방향으로 측정될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 노드 a에서 기생 임피던스 ZP1를 통해 전류가 누설될 수 있고, 전류 i를 보상하기 위한 보상값 k10은 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Figure pat00006
노드 b에서도 기생 성분 ZP3의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 노드 1에서의 보상된 전압 값 v1은 수학식 7의 우변과 같이 표현될 수 있다. 노드 1과 제 1 포트(221) 사이의 임피던스 ZC1, ZS1, ZP1 및 보상 값 K10를 이용하여 계산된 전압 값 v1은 수학식 7의 좌변과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00007
수학식 7은, 얻고자 하는 제 1 전극(211)의 접촉 임피던스 ZC1 및 또 하나의 얻고자 하는 제 3 전극(213)의 접촉 임피던스 ZC3를 포함하고 있다. 즉, 수학식 7 만으로는 ZC1와 ZC3를 구할 수 없기 때문에 ZC1와 ZC3로 표현된 또 하나의 수학식이 필요하다. 이 수학식은 생체 접촉 회로(210)의 전류-전압 경로를 변경함으로써 얻을 수 있다.
도 8a는 표 1의 제 4 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로(210)에 구성된 전류-전압 경로(810)를 도시하고, 도 8b는 도 8a의 전류-전압 경로(810)에 대응하는 등가 회로(820)를 도시한다.
도 8a를 참조하면, 제 4 제어 신호에 반응하여, 제 1 스위치(310)는 급전 포트(245)를 1-4 단자(314)에 연결할 수 있고, 제 2 스위치(320)는 전류 측정 포트(246)를 2-3 단자(323)에 연결할 수 있고, 제 3 스위치(330)는 제 1 전압 측정 포트(247)를 3-1 단자(331)에 연결할 수 있고, 제 4 스위치(340)는 제 2 전압 측정 포트(248)를 4-3 단자(343)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 전류 i가 제 4 포트(224)에서 제 3 포트(223)로 흐를 수 있고, 전압 V1B3가 제 1 포트(221)에서 제 3 포트(223)의 방향으로 측정될 수 있다.
Figure pat00008
노드 b에서도 기생 성분 ZP1의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 노드 1에서의 보상된 전압 값 v1은 수학식 9의 우변과 같이 표현될 수 있다. 노드 1과 제 3 포트(223) 사이의 임피던스 ZC3, ZS3, ZP3 및 보상 값 K12를 이용하여 계산된 전압 값 v1은 수학식 9의 좌변과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00009
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 임피던스 계산 모듈(423))는, 도 7a의 전류-전압 경로(710)를 통해 측정된 전류 값과 전압 값(V3B1)로부터 제 3 임피던스 측정 값 Z3B1를 구할 수 있다. 프로세서(260)는, 도 8a의 전류-전압 경로(810)를 통해 측정된 전류 값과 전압 값(V1B3)로부터 제 4 임피던스 측정 값 Z1B3를 구할 수 있다.
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 제 2 누설 보상 모듈(440))는, 수학식 7과 수학식 9를 연립함으로써 표현되는 수학식 10를 이용하여, 제 1 전극(211)의 접촉 임피던스 ZC1와 제 3 전극(213)의 접촉 임피던스 ZC3를 구할 수 있다.
Figure pat00010
도 9a는 표 1의 제 5 제어 신호에 따라 생체 접촉 회로(210)에 구성된 전류-전압 경로(910)를 도시하고, 도 9b는 도 9a의 전류-전압 경로(910)에 대응하는 등가 회로(920)를 도시한다.
도 9a를 참조하면, 상기 제 5 제어 신호에 반응하여, 제 1 스위치(310)는 급전 포트(245)를 1-1 단자(311)에 연결할 수 있고, 제 2 스위치(320)는 전류 측정 포트(246)를 2-2 단자(322)에 연결할 수 있고, 제 3 스위치(330)는 제 1 전압 측정 포트(247)를 3-3 단자(333)에 연결할 수 있고, 제 4 스위치(340)는 제 2 전압 측정 포트(248)를 4-2 단자(342)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 전류 i는 제 1 포트(221)에서 제 2 포트(222)로 흐를 수 있고, 전압 V3B2가 제 3 포트(223)에서 제 2 포트(222)의 방향으로 측정될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 노드 1에서 기생 임피던스 ZP2와 ZP4를 통해 전류가 누설될 수 있고, 전류 i를 보상하기 위한 보상 값 k21은 수학식 11로 표현될 수 있다.
Figure pat00011
도 9b에서 노드 1 아래의 임피던스의 합성 값은 수학식 12로 표현될 수 있다.
Figure pat00012
노드 c에서 기생 성분 ZP3의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 보상된 전압 값은 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00013
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 임피던스 계산 모듈(423))는, 도 9a의 전류-전압 경로(910)를 통해 측정된 전류 값과 전압 값(V3A2)로부터 제 5 임피던스 측정 값 Z3A2를 구할 수 있다.
프로세서(예: 도 2의 프로세서(260) 또는 도 4의 제 3 누설 보상 모듈(450))는, 수학식 13 또는 이로부터 변환된 수학식 14를 이용하여, 생체 임피던스 ZB를 구할 수 있다.
Figure pat00014
시뮬레이션 결과, 제 1 내지 제 4 포트들(221, 222, 223, 224)을 급전 포트 내지 제 2 전압 측정 포트들(245, 246, 247, 248)에 일대일로 연결하여 생체 임피던스를 측정하는 방식에서는 전기 신호 누설의 영향으로 -31.8%에서 83.0%의 오차가 발생함이 확인되었다. 참고문헌 6(KR 공개특허공보 10-2017-0041511)에 따른 스위치를 이용한 측정 방식에서는 -46.9%에서 46.5%의 오차가 발생함이 확인되었다. 상기 참고문헌 6의 수학식 10 내지 14를 이용한 측정 방식에서는 -46.6% 에서 47.9%의 오차가 발생함이 확인되었다. 반면, 표 1의 제어 동작을 이용한 측정 방식에서는 오차가 -0.8%에서 0.9%로서 크게 개선되었음이 확인되었다.
도 10a는 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)의 전면을 도시하고, 도 10b는 전자 장치(1000)의 후면을 도시하고, 도 10c는 전자 장치(1000)를 이용한 생체 측정의 예를 도시한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 전자 장치(1000)(예: 도 2의 전자 장치(200))는, 제 1 면(또는 전면)(1010), 제 2 면(또는 후면)(1020), 및 제 1 면(1010)과 제 2 면(1020) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(1030)을 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 적어도 일부에 연결되고 전자 장치(1000)를 사용자의 신체 일부(예: 손목)에 탈착 가능하게 결착하도록 구성된 결착 부재(1050)를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 제 1 면(1010), 제 2 면(1020) 및 측면(1030) 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 면(1010)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 1 면(1010)의 상당 부분을 통해 디스플레이가 시각적으로 보여질 수 있다. 제 1 면(1010)은 제 2 전극(1042)(예: 도 2의 제 2 전극(212)) 및 제 4 전극(1044)(예: 도 2의 제 4 전극(214))을 포함할 수 있다. 제 2 전극(1042) 및 제 4 전극(1044)은 상기 하우징 내 위치한 전류-전압 측정 모듈(예: 도 2의 전류-전압 측정 모듈(240))에 전류-전압 경로 구성 모듈(예: 도 2의 전류-전압 경로 구성 모듈(250))을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 면(1020)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(1020)은 제 1 전극(1041)(예: 도 2의 제 1 전극(211)), 제 3 전극(1043)(예: 도 2의 제 3 전극(213)), 및 PPG(photoplethysmogram) 센서(1070)를 포함할 수 있다. 제 1 전극(1041) 및 제 3 전극(1043)은 상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 통해 상기 전류-전압 측정 모듈에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10c를 참조하면, 사용자는 전자 장치(1000)를 손목에 채워 제 1 전극(1041) 및 제 3 전극(1043)이 손목에 접촉되게 하고 손가락을 이용하여 제 2 전극(1042) 및 제 4 전극(1044)에 접촉할 수 있다. 전자 장치(1000)의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(260))는 생체 임피던스의 값을 획득할 수 있고, 이를 이용하여 사용자 상태를 측정할 수 있고, 측정 결과(1060)를 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 11a는 일 실시예에 따른 전자 장치(1100)의 전면을 도시하고, 도 11b는 전자 장치(1100)를 이용한 생체 측정의 예를 도시한다.
도 11a를 참조하면, 전자 장치(1100)(예: 도 2의 전자 장치(200))는, 제 1 면(또는 전면)(1110), 제 2 면(또는 후면)(미도시), 및 제 1 면(1110)과 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면(1130)을 포함하는 하우징을 포함할 수 있다. 제 1 면(1110)의 상당 부분을 통해 디스플레이가 시각적으로 보여질 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 제 1 면(1110), 제 2 면 및 측면(1130) 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 측면(1130)은 제 1 면(1110)의 적어도 일부를 형성하는 전면 플레이트와 제 2 면의 적어도 일부를 형성하는 후면 플레이트와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는 측면 부재)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트 및 측면 베젤 구조는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다. 전극들(1141, 1142, 1143, 1144)이 측면(1130)의 네 모서리에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1100)의 하우징이 직사각형 형태이고 길이가 짧은 변들 중 하나를 왼쪽 방향으로 향하게 하고 다른 하나를 오른쪽 방향으로 향하게 한 상태에서 제 1 면(1110) 위에서 볼 때, 제 1 전극(1141)과 제 3 전극(1143)이 왼쪽 측면에 배치될 수 있고, 제 2 전극(1142)과 제 4 전극(1144)이 오른쪽 측면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 한 손으로 제 1 전극(1141)과 제 3 전극(1143)을 그리고 다른 한 손으로 제 2 전극(1142)과 제 4 전극(1144)을 잡을 수 있다. 전극들(1141, 1142, 1143, 1144)은 상기 하우징 내 위치한 전류-전압 측정 모듈(예: 도 2의 전류-전압 측정 모듈(240))에 전류-전압 경로 구성 모듈(예: 도 2의 전류-전압 경로 구성 모듈(250))을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 사용자는 전자 장치(1100)의 네 모서리를 양 손으로 잡아 제 1 전극(1141)과 제 3 전극(1143)이 왼손에 접촉되게 하고 제 2 전극(1142)과 제 4 전극(1144)을 오른손에 접촉되게 할 수 있다. 전자 장치(1100)의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(260))는 생체 임피던스의 값을 획득할 수 있고, 이를 이용하여 사용자 상태를 측정할 수 있고, 측정 결과를 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 12a는 4개의 전극에 생체가 접촉되지 않았을 때 나타나는 오실로스코프 파형을 도시하고, 도 12b는 4개의 전극에 생체가 접촉됐을 때 나타나는 오실로스코프 파형을 도시한다. 도 12a와 표 1을 참조하면, 전류가 인가되는 전극에서만 전기 신호가 측정되는 것을 확인할 수 있다. 도 12b와 표 1을 참조하면, 전류가 인가되는 전극에서 가장 큰 신호가 측정되고 나머지 전극들은 제어 조건 즉, 극성 스와핑 ON/OFF, 및 전류-전압 스와핑 ON/OFF에 따라 크기가 다른 전기 신호가 측정됨을 확인할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 경로 구성 모듈(250)의 회로도(1300)를 도시한다. 도 13을 참조하면, 제 1 포트 내지 제 4 포트(221, 222, 223, 224)는 급전 포트 내지 제 2 전압 측정 포트(245, 246, 247, 248)에 각각 연결될 수 있다. 경로 구성 모듈(250)은 각각 4개의 단자(terminal)들을 갖는 4개의 스위치들(1310, 1320, 1330, 1340)을 포함할 수 있다.
제 1 스위치(1310)의 1-1 단자(1311), 1-2 단자(1312), 1-3 단자(1313), 및 1-4 단자(1314)는 각각, 제 1 전극(211), 제 2 전극(212), 제 3 전극(213), 및 제 4 전극(214)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 1 스위치(1310)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 급전 포트(245)를 전극들(211, 212, 213, 214) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 2 스위치(1320)의 2-1 단자(1321), 2-2 단자(1322), 2-3 단자(1323), 및 2-4 단자(1324)는 각각, 제 1 전극(211), 제 2 전극(212), 제 3 전극(213), 및 제 4 전극(214)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 2 스위치(1320)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 전류 측정 포트(246)를 전극들(211, 212, 213, 214) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 3 스위치(1330)의 3-1 단자(1331), 3-2 단자(1332), 3-3 단자(1333), 및 3-4 단자(1334)는 각각, 제 1 전극(211), 제 2 전극(212), 제 3 전극(213), 및 제 4 전극(214)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 3 스위치(1330)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 제 1 전압 측정 포트(247)를 전극들(211, 212, 213, 214) 중 하나에 연결할 수 있다.
제 4 스위치(1340)의 4-1 단자(1341), 4-2 단자(1342), 4-3 단자(1343), 및 4-4 단자(1344)는 각각, 제 1 전극(211), 제 2 전극(212), 제 3 전극(213), 및 제 4 전극(214)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 4 스위치(1340)는, 프로세서(260)의 제어에 기반하여, 제 2 전압 측정 포트(248)를 전극들(211, 212, 213, 214) 중 하나에 연결할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(260)는 표 1의 동작과 동일한 동작으로 상기 스위치들(1310, 1320, 1330, 1340)을 제어하여, 접촉 임피던스 ZC1, ZC2, ZC3, 및 ZC4 및 생체 임피던스 ZB를 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치는 4개의 전극을 갖는 생체 접촉 회로(예: 도 2의 생체 접촉 회로(210)); 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 제 2 전압 측정 포트, 상기 급전 포트에 전기적으로 연결된 교류 신호 발생기, 상기 전류 측정 포트에 전기적으로 연결된 전류계, 및 상기 제 1 전압 측정 포트와 상기 제 2 전압 측정 포트 사이에 전기적으로 연결된 전압계를 포함하는 전류-전압 측정 모듈(예: 도 2의 전류-전압 측정 모듈(240)); 프로세서(예: 도 2의 프로세서(260)); 상기 프로세서에 전기적으로 연결되고, 상기 전류-전압 측정 모듈과 상기 생체 접촉 회로 사이에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 저장하고, 상기 생체 접촉 회로와 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 저장하는 메모리(예: 도 1의 메모리(130)); 및 상기 생체 접촉 회로를 상기 급전 포트, 상기 전류 측정 포트, 상기 제 1 전압 측정 포트, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 전기적으로 연결하되, 상기 프로세서의 제어에 기반하여 상기 생체 접촉 회로 상의 전압 경로와 전류 경로를 변경하도록 구성된 전류-전압 경로 구성 모듈(예: 도 2의 전류-전압 경로 구성 모듈(250))을 포함할 수 있다. 상기 메모리는, 실행될 때, 상기 프로세서가: 상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여, 제 1 전류-전압 경로, 제 2 전류-전압 경로, 제 3 전류-전압 경로, 및 제 4 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 순차적으로 구성하되, 상기 전류-전압 경로들 각각에 있어서 전압 경로의 두 전극 중 하나가 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 전압 경로 상에 생체 임피던스가 포함되지 않게 하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 1 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 1 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 1 전류/전압 값을 이용하여 제 1 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 2 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 2 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 2 전류/전압 값을 이용하여 제 2 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 3 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 3 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 3 전류/전압 값을 이용하여 제 3 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 4 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 4 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 4 전류/전압 값을 이용하여 제 4 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정 값, 상기 제 3 임피던스 측정 값, 및 상기 제 4 임피던스 측정 값을 보정함으로써 상기 4개의 전극 각각의 접촉 임피던스 값들을 획득하고, 상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여 제 5 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 구성하되, 제 5전압 경로의 두 전극 중 하나가 제 5 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 제 5 전류 경로 및 상기 제 5 전압 경로 상에 상기 생체 임피던스가 포함되게 하고, 상기 생체 접촉 회로가 상기 제 5 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 5 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 5 전류/전압 값을 이용하여 제 5 임피던스 측정 값을 획득하고, 상기 접촉 임피던스 값들 중 적어도 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 임피던스 측정 값, 상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
다양한 실시예에서 전자 장치는, 제 1 면, 제 2 면, 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징을 더 포함하되, 상기 4개의 전극 중 두 개의 전극은 상기 제 1 면(예: 도 10a의 제 1 면(1010))에 배치될 수 있고, 나머지 두 개의 전극은 상기 제 2 면(예: 도 10b의 제 2 면(1020))에 배치될 수 있다. 디스플레이가 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나를 통해 시각적으로 보여질 수 있다.
다양한 실시예에서, 제 1 전극과 제 3 전극이 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나에 배치되고 제 2 전극과 제 4 전극이 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 상기 제 1 전류-전압 경로(예: 도 5a의 전류-전압 경로(510))는 상기 제 1 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전압 경로를 포함할 수 있다. 상기 제 2 전류-전압 경로(예: 도 6a의 전류-전압 경로(610))는 상기 제 3 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전압 경로를 포함할 수 있다. 상기 제 3 전류-전압 경로(예: 도 7a의 전류-전압 경로(710))는 상기 제 2 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전압 경로를 포함할 수 있다. 상기 제 4 전류-전압 경로(예: 도 8a의 전류-전압 경로(810))는 상기 제 4 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전압 경로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가: 상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정값, 상기 제 2 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 4 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 2 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 4 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여(예: 수학식 5를 이용하여), 상기 제 2 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 4 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하고, 상기 제 3 임피던스 측정 값, 상기 제 4 임피던스 측정 값, 상기 제 1 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 3 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 1 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 3 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여(예: 수학식 10을 이용하여), 상기 제 1 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 3 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가: 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 전극의 접촉 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로와 상기 제 5 전류 경로 상에 공통으로 존재하는 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 및 상기 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 이용하여(예: 수학식 11~14를 이용하여), 상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 제 5 전류 경로와 상기 제 5 전압 경로는 각각, 상기 제 1 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 상기 제 2 전극으로의 전압 경로(예: 표 1에서 No.5의 전압 경로)를 포함하는 전류-전압 경로, 상기 제 2 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 4 전극으로의 전압 경로(예: 표 1에서 No.6의 전압 경로)를 포함하는 전류-전압 경로, 상기 제 3 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 1 전극으로의 전압 경로(예: 표 1에서 No.7의 전압 경로)를 포함하는 전류-전압 경로, 또는 상기 제 4 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 3 전극으로의 전압 경로(예: 표 1에서 No.8의 전압 경로)를 포함하는 전류-전압 경로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서 전자 장치는, 제 1 면, 제 2 면, 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면(예: 도 11a의 측면(1130))을 포함하는 직사각형 형태의 하우징을 더 포함하고 상기 4개의 전극이 상기 측면의 네 모서리에 각각 배치될 수 있다. 상기 하우징에 있어서 길이가 짧은 변들 중 하나를 왼쪽 방향으로 향하게 하고 다른 하나를 오른쪽 방향으로 향하게 한 상태에서 상기 제 1 면 위에서 볼 때, 상기 4개의 전극 중 두 개의 전극은 왼쪽 측면에 배치될 수 있고, 나머지 두 개의 전극은 오른쪽 측면에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 전류-전압 경로 구성 모듈은, 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 급전 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 1 스위치; 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 전류 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 2 스위치; 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 1 전압 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 3 스위치; 및 상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 2 전압 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 4 스위치를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 회로 소자는 상기 전류-전압 측정 모듈에서 상기 생체 접촉 회로로 흐르는 전기 신호에서 직류 성분을 제거하는 전자 부품을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 회로 소자는 제 1 전극에 연결된 제 1 회로 소자, 제 2 전극에 연결된 제 2 회로 소자, 제 3 전극에 연결된 제 3 회로 소자, 및 제 4 전극에 연결된 제 4 회로 소자를 포함하되, 상기 제 1 회로 소자는 상기 제 1 스위치(예: 도 3의 제 1 스위치(310))를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 2 회로 소자는 상기 제 2 스위치(예: 도 3의 제 2 스위치(320))를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 3 회로 소자는 상기 제 3 스위치(예: 도 3의 제 3 스위치(330))를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 4 회로 소자는 상기 제 4 스위치(예: 도 3의 제 4 스위치(340))를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 회로 소자는 상기 급전 포트에 연결된 제 1 회로 소자, 상기 전류 측정 포트에 연결된 제 2 회로 소자, 상기 제 1 전압 측정 포트에 연결된 제 3 회로 소자, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 연결된 제 4 회로 소자를 포함하되, 상기 제 1 회로 소자는 상기 제 1 스위치(예: 도 13의 제 1 스위치(1310))를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 2 회로 소자는 상기 제 2 스위치(예: 도 13의 제 2 스위치(1320))를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 3 회로 소자는 상기 제 3 스위치(예: 도 13의 제 3 스위치(1330))를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 제 4 회로 소자는 상기 제 4 스위치(예: 도 13의 제 4 스위치(1340))를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101, 102, 104: 전자 장치
108: 서버
198, 199: 네트워크
200: 전자 장치
210: 생체 접촉 회로
240: 전류-전압 측정 모듈
250: 전류-전압 경로 구성 모듈
260: 프로세서

Claims (16)

  1. 전자 장치에 있어서,
    4개의 전극을 갖는 생체 접촉 회로;
    급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 제 2 전압 측정 포트, 상기 급전 포트에 전기적으로 연결된 교류 신호 발생기, 상기 전류 측정 포트에 전기적으로 연결된 전류계, 및 상기 제 1 전압 측정 포트와 상기 제 2 전압 측정 포트 사이에 전기적으로 연결된 전압계를 포함하는 전류-전압 측정 모듈;
    프로세서;
    상기 프로세서에 전기적으로 연결되고, 상기 전류-전압 측정 모듈과 상기 생체 접촉 회로 사이에 전기적으로 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 저장하고, 상기 생체 접촉 회로와 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 저장하는 메모리; 및
    상기 생체 접촉 회로를 상기 급전 포트, 상기 전류 측정 포트, 상기 제 1 전압 측정 포트, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 전기적으로 연결하되, 상기 프로세서의 제어에 기반하여 상기 생체 접촉 회로 상의 전압 경로와 전류 경로를 변경하도록 구성된 전류-전압 경로 구성 모듈을 포함하고,
    상기 메모리는, 실행될 때, 상기 프로세서가:
    상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여, 제 1 전류-전압 경로, 제 2 전류-전압 경로, 제 3 전류-전압 경로, 및 제 4 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 순차적으로 구성하되, 상기 전류-전압 경로들 각각에 있어서 전압 경로의 두 전극 중 하나가 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 전압 경로 상에 생체 임피던스가 포함되지 않게 하고,
    상기 생체 접촉 회로가 상기 제 1 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 1 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 1 전류/전압 값을 이용하여 제 1 임피던스 측정 값을 획득하고,
    상기 생체 접촉 회로가 상기 제 2 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 2 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 2 전류/전압 값을 이용하여 제 2 임피던스 측정 값을 획득하고,
    상기 생체 접촉 회로가 상기 제 3 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 3 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 3 전류/전압 값을 이용하여 제 3 임피던스 측정 값을 획득하고,
    상기 생체 접촉 회로가 상기 제 4 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 4 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 4 전류/전압 값을 이용하여 제 4 임피던스 측정 값을 획득하고,
    상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정 값, 상기 제 3 임피던스 측정 값, 및 상기 제 4 임피던스 측정 값을 보정함으로써 상기 4개의 전극 각각의 접촉 임피던스 값들을 획득하고,
    상기 전류-전압 경로 구성 모듈을 제어하여 제 5 전류-전압 경로를 상기 생체 접촉 회로에 구성하되, 제 5전압 경로의 두 전극 중 하나가 제 5 전류 경로의 두 전극 중 하나와 일치되게 하고 상기 제 5 전류 경로 및 상기 제 5 전압 경로 상에 상기 생체 임피던스가 포함되게 하고,
    상기 생체 접촉 회로가 상기 제 5 전류-전압 경로로 구성된 상태에서 측정된 제 5 전류/전압 값을 상기 전류-전압 측정 모듈로부터 수신하고, 상기 제 5 전류/전압 값을 이용하여 제 5 임피던스 측정 값을 획득하고,
    상기 접촉 임피던스 값들 중 적어도 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 임피던스 측정 값, 상기 특성 임피던스 값 및 상기 기생 임피던스 값을 이용하여, 상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 면, 제 2 면, 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징을 더 포함하되,
    상기 4개의 전극 중 두 개의 전극은 상기 제 1 면에 배치되고, 나머지 두 개의 전극은 상기 제 2 면에 배치되는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나를 통해 디스플레이가 시각적으로 보여지는 전자 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 제 1 전극과 제 3 전극이 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나에 배치되고 제 2 전극과 제 4 전극이 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 다른 하나에 배치되되,
    상기 제 1 전류-전압 경로는 상기 제 1 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 2 전류-전압 경로는 상기 제 3 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 3 전류-전압 경로는 상기 제 2 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 4 전류-전압 경로는 상기 제 4 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전압 경로를 포함하는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가:
    상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정값, 상기 제 2 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 4 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 2 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 4 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 2 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 4 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하고,
    상기 제 3 임피던스 측정 값, 상기 제 4 임피던스 측정 값, 상기 제 1 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 3 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 1 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 3 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 1 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 3 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하도록 하는 전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가:
    상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 전극의 접촉 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로와 상기 제 5 전류 경로 상에 공통으로 존재하는 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 및 상기 제 5 전류-전압 경로 상에 위치하지 않는 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 이용하여,
    상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 하는 전자 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 5 전류 경로와 상기 제 5 전압 경로는 각각,
    상기 제 1 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 상기 제 2 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로,
    상기 제 2 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 4 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로,
    상기 제 3 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 1 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로, 또는
    상기 제 4 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 3 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로를 포함하는 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 제 1 면, 제 2 면, 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 직사각형 형태의 하우징을 더 포함하고 상기 4개의 전극이 상기 측면의 네 모서리에 각각 배치되되,
    상기 하우징에 있어서 길이가 짧은 변들 중 하나를 왼쪽 방향으로 향하게 하고 다른 하나를 오른쪽 방향으로 향하게 한 상태에서 상기 제 1 면 위에서 볼 때, 상기 4개의 전극 중 두 개의 전극은 왼쪽 측면에 배치되고, 나머지 두 개의 전극은 오른쪽 측면에 배치되는 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 1 전극과 제 3 전극이 상기 오른쪽 측면 및 상기 왼쪽 측면 중 하나에 배치되고 제 2 전극과 제 4 전극이 상기 오른쪽 측면 및 상기 왼쪽 측면 중 다른 하나에 배치되되,
    상기 제 1 전류-전압 경로는 상기 제 1 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 2 전극으로의 제 1 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 2 전류-전압 경로는 상기 제 3 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 4 전극으로의 제 2 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 3 전류-전압 경로는 상기 제 2 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 상기 제 1 전극으로의 제 3 전압 경로를 포함하고,
    상기 제 4 전류-전압 경로는 상기 제 4 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 3 전극으로의 제 4 전압 경로를 포함하는 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가:
    상기 제 1 임피던스 측정 값, 상기 제 2 임피던스 측정값, 상기 제 2 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 4 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 2 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 4 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 2 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 4 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하고,
    상기 제 3 임피던스 측정 값, 상기 제 4 임피던스 측정 값, 상기 제 1 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 3 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 상기 제 1 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 및 상기 제 3 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값을 이용하여, 상기 제 1 전극의 접촉 임피던스 값 및 상기 제 3 전극의 접촉 임피던스 값을 획득하도록 하는 전자 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가:
    상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들의 접촉 임피던스 값들, 상기 제 5 전류 경로 상에 위치하지 않는 전극의 접촉 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로와 상기 제 5 전류 경로 상에 공통으로 존재하는 전극에 연결된 회로 소자의 특성 임피던스 값, 상기 제 5 전압 경로 상에 위치하는 전극들과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값, 및 상기 제 5 전류 경로 상에 위치하지 않는 전극과 접지 사이에 존재하는 기생 성분으로부터 비롯된 기생 임피던스 값을 이용하여,
    상기 생체 임피던스의 값을 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 전자 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 5 전류 경로와 상기 제 5 전압 경로는 각각,
    상기 제 1 전류 경로와 상기 제 3 전극에서 제 2 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로,
    상기 제 2 전류 경로와 상기 제 1 전극에서 상기 제 4 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로,
    상기 제 3 전류 경로와 상기 제 4 전극에서 상기 제 1 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로, 또는
    상기 제 4 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 3 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로를 포함하는 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전류-전압 경로 구성 모듈은,
    상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 급전 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 1 스위치;
    상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 전류 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 2 스위치;
    상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 1 전압 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 3 스위치; 및
    상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 2 전압 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 4 스위치를 포함하는 전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 회로 소자는 상기 전류-전압 측정 모듈에서 상기 생체 접촉 회로로 흐르는 전기 신호에서 직류 성분을 제거하는 전자 부품을 포함하는 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 회로 소자는 제 1 전극에 연결된 제 1 회로 소자, 제 2 전극에 연결된 제 2 회로 소자, 제 3 전극에 연결된 제 3 회로 소자, 및 제 4 전극에 연결된 제 4 회로 소자를 포함하되,
    상기 제 1 회로 소자는 상기 제 1 스위치를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결되고,
    상기 제 2 회로 소자는 상기 제 2 스위치를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결되고,
    상기 제 3 회로 소자는 상기 제 3 스위치를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결되고,
    상기 제 4 회로 소자는 상기 제 4 스위치를 통해 상기 급전 포트, 전류 측정 포트, 제 1 전압 측정 포트, 및 제 2 전압 측정 포트 중 하나와 연결되는 전자 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 회로 소자는 상기 급전 포트에 연결된 제 1 회로 소자, 상기 전류 측정 포트에 연결된 제 2 회로 소자, 상기 제 1 전압 측정 포트에 연결된 제 3 회로 소자, 및 상기 제 2 전압 측정 포트에 연결된 제 4 회로 소자를 포함하되,
    상기 제 1 회로 소자는 상기 제 1 스위치를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결되고,
    상기 제 2 회로 소자는 상기 제 2 스위치를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결되고,
    상기 제 3 회로 소자는 상기 제 3 스위치를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결되고,
    상기 제 4 회로 소자는 상기 제 4 스위치를 통해 상기 4개의 전극 중 하나와 연결되는 전자 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098219A1 (ko) * 2020-11-06 2022-05-12 울산과학기술원 바이오 임피던스 계측용 시스템 및 방법
WO2022265446A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for human body impedance analysis insensitive to high contact impedance and parasitic effects
WO2023055004A1 (ko) * 2021-09-28 2023-04-06 삼성전자 주식회사 생체 신호를 측정하기 위한 전자 장치 및 그 전자 장치에서의 동작 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024046827A1 (en) * 2022-08-30 2024-03-07 ams Sensors Germany GmbH Bioimpedance measurement circuit, method and electronic device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140276166A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Cardiologic Innovations Ltd Method of measuring bioimpedance
JP2015002779A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 株式会社タニタ 生体測定装置及び生体測定方法
KR102265066B1 (ko) * 2014-07-17 2021-06-15 삼성전자주식회사 생체 임피던스 측정 방법 및 장치
KR102556007B1 (ko) 2015-10-07 2023-07-17 삼성전자주식회사 생체신호 측정장치 및 방법
KR20180009431A (ko) * 2016-07-18 2018-01-29 주식회사 셀바스헬스케어 접촉 임피던스를 이용하여 체성분을 측정하는 체성분 측정장치
KR101870612B1 (ko) * 2016-07-22 2018-06-25 주식회사 인바디 생체 임피던스 측정 장치 및 그 전극 측 보드
US10401465B2 (en) * 2016-12-15 2019-09-03 Stmicroelectronics S.R.L. Compensation and calibration for a low power bio-impedance measurement device
KR20180087043A (ko) * 2017-01-24 2018-08-01 삼성전자주식회사 생체 임피던스 측정 장치 및 방법과, 생체 정보 측정 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098219A1 (ko) * 2020-11-06 2022-05-12 울산과학기술원 바이오 임피던스 계측용 시스템 및 방법
WO2022265446A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for human body impedance analysis insensitive to high contact impedance and parasitic effects
WO2023055004A1 (ko) * 2021-09-28 2023-04-06 삼성전자 주식회사 생체 신호를 측정하기 위한 전자 장치 및 그 전자 장치에서의 동작 방법

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