KR20240073613A - 전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 피부 표면 온도 추정 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 피부 표면 온도 추정 방법 Download PDF

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KR20240073613A
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김상규
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김성호
이호택
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Abstract

피부 표면 온도 추정을 위한 전자 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면
전자 장치는 피부 표면과 가까운 곳에 위치하며 피검체가 본체에 접촉할 때 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 및 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 온도 변화 감지 결과를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

전자 장치 및 그 전자 장치를 이용한 피부 표면 온도 추정 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MEASURING SKIN SURFACE TEMPERATURE USING THEREOF}
전자 장치를 이용하여 피부 표면 온도를 추정하는 기술에 관한 것이다.
일반적인 온도 센서는 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있다. 접촉식 센서에는 RTD(Resistance Temperature Detector), 서미스터(thermistor) 등 전기적 저항 변화를 검출하는 센서, 기전력을 검출하는 서모커플(thermocouple) 등이 있다. 또한, 비접촉식 센서에는 서모파일(thermopile), 마이크로 볼로미터 등이 있는데 이들은 체표면에서 복사하는 적외선을 검출하여 체온을 측정한다.
접촉식 온도 센서를 이용하여 피부 표면 온도를 측정하는 경우, 기기 내부의 피부 표면에 가깝게 위치하는 센서로 측정한 온도와 피부 접촉면의 온도는 차이가 발생한다. 또한, 기기 내부에는 발열을 일으키는 부품들이 포함되어 있으며 부품들의 종류 및 위치에 따라 발열이 온도 센서에 영향을 줄 수 있다. 정확한 피부 표면 온도를 추정하기 위해서는 이와 같은 문제점의 해결이 필요한 실정이다.
복수의 온도 센서에 의해 획득된 온도를 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 보정하여 사용자의 피부 표면 온도를 추정하는 전자 장치 및 피부 표면 온도 추정 방법이 제시된다.
일 양상에 따르면, 전자 장치는 피부 표면과 가까운 곳에 위치하며
피검체가 본체에 접촉할 때 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 제1 온도 센서로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 및 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 온도 변화 감지 결과를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서는 기준 제1 온도 대비 측정된 제1 온도의 변화량, 및 기준 제2 온도 대비 측정된 제2 온도의 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
프로세서는 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우 및 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값이 이상인 경우 중의 적어도 하나를 만족하는 경우, 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
프로세서는 판단 결과 온도 변화가 있으면, 제1 온도 및 제2 온도를 이상치로 판단할 수 있다.
프로세서는 제1 온도 및 제2 온도를 이상치로 판단한 경우, 측정을 종료하거나 소정 시간 경과 후 재측정을 가이드할 수 있다.
전자 장치는 본체 내부에 배치되어 본체 내부의 발열에 따른 제3 온도를 측정하는 제3 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율을 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
프로세서는 제1 온도가 제3 온도 보다 클 때, 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 제3 온도가 제1 온도 보다 클 때, 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
프로세서는 판단 결과 온도 변화가 있으면, 측정된 제3 온도를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 보정할 수 있다.
프로세서는 본체 내부의 발열 전에 미리 측정된 발열 전 제1 온도 및 발열 전 제2 온도를 더 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 각각 보정할 수 있다.
프로세서는 보정된 제1 온도 및 제2 온도의 차를 기초로 피부 표면의 온도를 추정할 수 있다.
프로세서는 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서의 배치를 고려하여 본체 내부의 부품들을 복수의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 따라 제3 및 제4 임계값을 다르게 결정할 수 있다.
프로세서는 복수의 그룹 중에서 피부 표면 온도 측정 시점에 구동중인 부품 그룹을 결정하고 결정된 그룹에 해당하는 임계값을 적용할 수 있다.
제3 온도 센서는 본체 내부에서 소정 온도를 발생시키는 부품에 부착될 수 있다.
제1 온도 센서는 피부 표면으로부터 거리가 5 mm 이하에 위치하고, 제1 온도 센서와 제2 온도 센서 사이의 거리는 5 mm 이내일 수 있다.
일 양상에 따르면, 전자 장치가 피부 표면 온도를 추정하는 방법은 피검체가 본체에 접촉할 때 피부 표면과 가까운 곳에 위치하는 제1 온도 센서에 의해 제1 온도를 측정하는 단계, 제1 온도 센서로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치된 제2 온도 센서에 의해 제2 온도를 측정하는 단계, 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하는 단계, 및 온도 변화의 감지 결과를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
온도 변화를 감지하는 단계는 기준 제1 온도 대비 측정된 제1 온도의 변화량, 및 기준 제2 온도 대비 측정된 제2 온도의 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
온도 변화를 감지하는 단계는 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우, 및 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값이 이상인 경우 중의 적어도 하나를 만족하는 경우 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
제3 온도 센서에 의해 본체 내부의 발열에 따른 제3 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 온도 변화를 감지하는 단계는 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율을 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
상기 온도 변화를 감지하는 단계는 제1 온도가 제3 온도 보다 클 때, 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 제3 온도가 제1 온도 보다 클 때, 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
일 양상에 따르면, 웨어러블 기기는 본체, 본체의 양단에 연결되는 스트랩, 피부 표면으로부터 서로 다른 거리에 배치된 복수의 온도 센서, 및 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 온도 변화 감지 결과를 기초로 복수의 온도 센서에 의해 측정된 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 사용자에게 장착되어 피부 표면 온도를 추정하는 웨어러블 기기는 본체, 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때, 피부 표면과 접촉하지 않고 제1 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제1 온도 센서, 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때, 피부 표면과 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제2 온도 센서, 및 제1 온도 센서가 측정한 제1 온도 및 제2 온도 센서가 측정한 제2 온도를 이용하여 피부 표면 온도를 추정하는, 본체 내부에 위치한 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때, 피부 표면과 제2 거리보다 큰 제3 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제3 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 본체 내부에 발열이 있는 경우 제3 온도 센서가 측정한 제3 온도를 이용하여 제1 온도 및 제2 온도를 보정하고, 보정된 제1 온도 및 보정된 제2 온도를 이용하여 피부 표면 온도를 추정할 수 있다.
본체는 디스플레이를 더 포함하고, 추정된 피부 표면 온도가 디스플레이에 표시될 수 있다.
본체는 생체신호 측정을 위한 PPG 센서를 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 거리는 5 mm 이하일 수 있으며, 제2 거리는 15 mm 이하일 수 있으며, 제3 거리는 65 mm 이하일 수 있다.
복수의 온도 센서를 이용하여 사용자의 피부 표면 온도 추정시 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 보정하여 피부 표면 온도 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도 및 구조를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 다른 실시에에 따른 전자 장치의 블록도 및 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 피부 표면 온도 측정시 시간에 따른 제1 온도 및 제2 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본체 내부의 부품들을 복수의 그룹으로 나눈 것을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 피부 표면 온도를 추정하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 온도 및 제2 온도를 이용하는 경우와 보정된 제1 온도 및 제2 온도를 이용하는 경우 추정된 피부 표면 온도에 관한 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 피부 표면 온도 추정을 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 피부 표면 온도 추정 방법의 흐름도이다.
도 10 내지 도 13은 전자 장치의 구조들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서 설명하는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 예컨대 웨어러블 기기, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 기기는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(headmounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 예컨대 각종 휴대용 의료측정기기(항산화 측정기, 혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등) 등의 각종 의료기기를 포함할 수 있다. 다만, 전술한 장치들에 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도 및 구조를 나타낸 도면이며, 도 2a 및 도 2b는 다른 실시에에 따른 전자 장치의 블록도 및 구조를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조하면, 전자 장치(100)는 본체(110) 내에 센서(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 센서(120)는 복수의 온도 센서를 포함하여 피부 표면 온도 추정을 위한 데이터를 획득할 수 있으며, 프로세서(130)는 센서(120)에서 획득된 데이터를 이용하여 피검체의 피부 표면 온도를 추정할 수 있다.
센서(120)는 제1 온도 센서(121) 및 제2 온도 센서(122)를 포함할 수 있으며, 제1 온도 센서(121) 및 제2 온도 센서(122)는 본체(110) 내의 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 도 1b를 참조하면, 예를 들어, 제1 온도 센서(121)는 피부 표면과 가까운 곳에 위치하며 피검체가 본체(110)에 접촉할 때 제1 온도(T1)를 측정할 수 있으며, 제2 온도 센서(122)는 제1 온도 센서(121)로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치되어 제2 온도(T2)를 측정할 수 있다. 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122)는 일직선상에 배치될 수도 있다. 또한, 제1 온도 센서(121)는 피부 표면으로부터 거리가 5 mm 이하에 위치할 수 있으며, 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122) 사이의 거리는 10 mm 이내일 수 있다. 제1 온도 센서(121)와 피부 표면과의 거리가 최대한 가까울수록 피부 표면 온도의 정확성이 높아질 수 있다. 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122)의 배치는 이에 제한되지 않는다. 이때, 제1 온도 센서(121) 및 제2 온도 센서(122) 중에서 적어도 하나는 서미스터(thermistor)일 수 있다.
프로세서(130)는 센서(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 피부 표면 온도 추정 요청시 센서(120)를 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 제1 온도 센서(121)에서 획득한 제1 온도(T1) 및 제2 온도 센서(122)에서 획득한 제2 온도(T2)를 이용하여 피부 표면 온도를 추정할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 온도 변화 감지 결과를 기초로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정할 수 있다.
일반적으로 전자 장치의 내부에는 센서(예: PPG(photoplethysmography 센서)나 프로세서(예: AP(application processor))와 같은 부품이 존재하며, 전자 장치의 구동시 부품에 의한 열이 발생하여 측정된 온도가 왜곡될 수 있다. 따라서 피부 표면 온도의 정확한 추정을 위해서는 추정시 기기 내부에서 발생하는 발열에 대한 반영이 필요하다.
먼저, 프로세서(130)는 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
예컨대, 프로세서(130)는 기준 제1 온도 대비 측정된 제1 온도(T1)의 변화량, 및 기준 제2 온도 대비 측정된 제2 온도(T2)의 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 기준 제1 온도 대비 측정된 제1 온도(T1)의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우 및 기준 제2 온도 대비 측정된 제2 온도(T2)의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값 이상인 경우 중의 적어도 하나를 만족하는 경우, 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 이는 수학식 1 및 2에 의해 표현될 수 있다.
여기서 T1,t2는 시간 t2에서 측정된 제1 온도(T1)을 의미하며, T1,t1은 기준값 측정 시간인 시간 t1에서 측정된 제1 온도(T1) 즉 기준 제1 온도에 해당한다. 또한, T2,t2는 시간 t2에서 측정된 제2 온도(T2)를 의미하며, T2,t1은 기준값 측정 시간인 시간 t1에서 측정된 제2 온도(T2) 즉 기준 제2 온도에 해당한다. ε 및 θ는 각각 미리 정해진 제1 임계값 및 제2 임계값을 나타낸다.
예컨대, 피부 표면 온도 측정시의 제1 온도와 미리 정해진 시간(예: 1분) 이전의 측정된 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 임계값 이상이거나, 피부 표면 온도 측정시의 제2 온도와 미리 정해진 시간(예: 1분) 이전의 측정된 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 임계값 이상인 경우, 프로세서(130)는 본체(110) 내부에 발열에 의한 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
그 다음, 프로세서(130)는 온도 변화가 있는 것으로 판단한 경우, 제1 온도 및 제2 온도를 이상치(outlier)로 판단할 수 있으며, 이상치로 판단한 경우 피부 표면 온도 측정을 종료하거나 소정 시간 경과 후 재측정을 할 수 있도록 가이드할 수 있다. 예를 들어, 이상치를 측정에 반영하지 않기 위해 프로세서(130)는 피부 표면 온도 추정 자체를 종료할 수 있다. 또한, 발열에 의한 영향을 감소시키기 위해 소정 시간 경과 후 재측정을 수행하도록 예컨대 "5분 후 다시 측정하세요"라는 텍스트를 전자 장치의 디스플레이에 출력하여 사용자에게 가이드할 수 있다. 이때, 사용자에게 가이드 할 수 있는 방법은 이에 한정되지 않는다.
도 3은 피부 표면 온도 측정시 시간에 따른 제1 온도 및 제2 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 측정 후 144분과 145분 사이와 154분과 155분 사이에 전자 장치 내의 부품(예: PPG 센서)에 의한 발열이 있는 경우(310), 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)가 급격히 증가하였음을 알 수 있다. 이때, 144분과 145분 사이의 온도 변화량과 154분과 155분 사이의 온도 변화량 중에서 적어도 하나가 소정 임계값 이상인 경우, 프로세서(130)는 측정값을 이상치로 판단하고 피부 표면 온도 측정을 종료하거나 재측정을 가이드할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 예컨대 도 2a 및 2b를 참조하면, 전자 장치(100)는 본체(110) 내부에 배치되어 본체(110) 내부의 발열에 따른 제3 온도(T3)를 측정하는 제3 온도 센서(123)를 더 포함할 수 있다. 제3 온도 센서(123)는 본체(110)의 상부 표면으로부터 아래 방향으로 수직 거리가 10 mm 이하에 위치할 수 있다. 또한, 제3 온도 센서(123)와 제2 온도 센서(122) 사이의 거리는 50 mm 이내일 수 있다. 이때, 제3 온도 센서(123)는 센서 보드에 부착되거나, 본체(110) 내부에서 소정 온도를 발생시키는 부품(예: AP)에 부착될 수 있다. 제3 온도 센서의 배치는 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 온도 센서(123)는 서미스터(thermistor)일 수 있다.
먼저, 프로세서(130)는 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)의 차이와, 제1 온도(T1) 및 제3 온도(T3)의 차이의 비율을 기초로 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 제1 온도(T1)가 제3 온도(T3) 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 제3 온도(T3)가 상기 제1 온도(T1) 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 이는 수학식 3 및 4에 의해 표현될 수 있다.
여기서, г 및 δ는 각각 미리 정해진 제3 임계값 및 제4 임계값을 의미하며, г는 δ보다 큰 값일 수 있다.
다른 실시예에서, 프로세서(130)는 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)의 차이와, 제2 온도(T2) 및 제3 온도(T3)의 차이의 비율을 기초로 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 제2 온도(T2)가 제3 온도(T3) 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제5 임계값 이상이거나, 제3 온도(T3)가 제2 온도(T2) 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제6 임계값 이하인 경우, 본체(110) 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있으며 이는 수학식 5 및 6에 의해 표현될 수 있다.
여기서, α 및 β는 각각 미리 정해진 제5 임계값 및 제6 임계값을 의미하며, α는 β보다 큰 값일 수 있다.
이때, 임계값은 미리 정해진 숫자가 아닌 함수 형태일 수 있다. 예를 들어, 임계값은 측정 시점의 간격에 따라 달라지는 함수 형태일 수 있으며 이하 수학식 7 및 8에 의해 표현될 수 있다.
여기서 T1,t2는 시간 t2에서 측정된 제1 온도(T1)을 의미하며, T1,t1은 기준값 측정 시간인 시간 t1에서 측정된 제1 온도(T1) 즉 기준 제1 온도에 해당한다. 또한, T2,t2는 시간 t2에서 측정된 제2 온도(T2)를 의미하며, T2,t1은 기준값 측정 시간인 시간 t1에서 측정된 제2 온도(T2) 즉 기준 제2 온도에 해당한다. 또한, T3,t2는 시간 t2에서 측정된 제3 온도(T3)를 의미하며, T3,t1은 기준값 측정 시간인 시간 t1에서 측정된 제3 온도(T3) 즉 기준 제3 온도에 해당한다.
예컨대, 상기 수학식 7은 시간 t2에서의 온도 센서간 온도차의 비율과 기준값 측정 시간인 시간 t1에서의 온도 센서간 온도차의 비율의 차이를 측정 시간 간격으로 나누는 경우가 임계값 이상인 경우를 의미할 수 있으며, 상기 수학식 8은 시간 t2에서의 온도 센서간 온도차의 비율과 기준값 측정 시간인 시간 t1에서의 온도 센서간 온도차의 비율의 차이를 측정 시간 간격으로 나누는 경우가 임계값 이하인 경우를 의미할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 제1 온도 센서(121) 및 제2 온도 센서(122)의 배치를 고려하여 본체(110) 내부의 부품들을 위치에 따라 복수의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 따라 제3 임계값 및 제4 임계값을 다르게 결정할 수도 있다. 예컨대, 프로세서(130)는 복수의 그룹 중에서 피부 표면 온도 측정 시점에 구동중인 부품 그룹을 결정하고, 결정된 그룹에 해당하는 제3 임계값 및 제4 임계값을 적용하여 발열에 따른 온도 변화가 존재하는지 판단할 수 있다.
도 4는 본체 내부의 부품들을 복수의 그룹으로 나눈 것을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 예컨대 프로세서(130)는 제1 온도 센서(121) 및 제2 온도 센서(122) 위쪽에 위치하는 부품들을 그룹 1(410), 그룹 2(420), 및 그룹 3(430)으로 나누고 각 그룹에 따라 제3 임계값 및 제4 임계값을 미리 다르게 결정할 수 있다. 피부 표면 온도 측정시 제1 그룹(410)의 부품들이 구동된다고 가정하면 본체(110) 내의 발열은 제1 그룹(410) 부품들 내에서 발생하므로 프로세서(130)는 제1 그룹(410)에 해당하는 제3 임계값 및 제4 임계값을 이용하여 발열에 따른 온도 변화가 있는지 판단할 수 있다. 상기와 같이 그룹에 따라 임계값을 다르게 적용하면 제3 온도 센서를 복수개 배치할 필요가 없으며, 제3 온도 센서의 위치에 관계 없이 발열에 따른 온도 변화 여부를 판단할 수 있다.
그 다음, 프로세서(130)는 판단 결과 온도 변화가 있으면, 측정된 제3 온도(T3)를 기초로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)를 보정할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 본체(110) 내부의 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 각각 열유입의 영향을 차감하여 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)를 각각 보정할 수 있으며, 이는 수학식 9 내지 9에 의해 표현될 수 있다.
여기서, T3spike는 발열 시점의 제3 온도, μ는 유입 열 손실율, Tin은 유입된 열을 의미한다. 부품에서 발생한 열은 제1 온도 센서(121)로 유입되기까지 전도에 의해 전달되어 열 발생원과 제1 온도 센서(121) 사이의 거리에 비례하여 감소한다. 거리에 대해 선형적으로 감소할 경우 수학식 9로 표현될 수 있다. 한 편, 거리에 따라 비선형적으로 감소할 경우 수학식 10으로 표현될 수 있다.
여기서, f는 열 손실 함수이고, d는 부품과 제1 온도 센서(121) 사이의 거리이다.
제1 온도 센서(121)로 열이 유입되면 제1 온도(T1)는 측정하고자 하는 피부에서 발생하는 열에 부품에서 발생하는 열이 더해져서 결정된다. 피부에서 발생하는 열을 알기 위해서는 부품 발열원으로부터 유입되는 열을 제1 온도(T1)로부터 차감해야 한다. 부품에서 Tin의 열이 유입되면, 유입된 열은 시간이 경과함에 따라 점차 주변 환경으로 확산되어 평형을 이루게 된다. 유입된 열의 확산을 뉴턴의 냉각 법칙(Newton's law of cooling)에 따라 수학식 11 내지 13과 같이 추정할 수 있다.
여기서 T1c는 시간 t에서 측정된 제1 온도(T1t)에 열유입 영향을 차감한 온도를 의미하며, T2c는 시간 t에서 측정된 제2 온도(T2t)에 열유입 영향을 차감한 온도를 의미하며, K1 및 K2는 각각 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서로 유입되는 열의 확산 상수를 의미하며, τ는 열유입 후 경과 시간을 의미한다. 즉 최종적으로 구해진 T1c 및 T2c는 각각 보정된 제1 온도 및 보정된 제2 온도에 해당한다.
그 다음, 프로세서(130)는 보정된 제1 온도(T1c) 및 제2 온도(T2c)의 차를 기초로 피부 표면의 온도를 추정할 수 있다.
도 5 및 도 6은 피부 표면 온도를 추정하는 것을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 피검체의 피부 표면 온도(Tskin)와 보정된 제1 온도(T1c) 간의 차이가 열유속(q)으로 표현될 수 있다. 또한, 피부 표면으로부터의 열전달을 직렬 회로로 가정하면, 보정된 제1 온도(T1c) 및 보정된 제2 온도(T2c)의 온도차(T1c-T2c)로부터도 동일한 열유속(q)를 추정할 수 있다. 이때, 피부 표면으로부터 제2 온도 센서(122)까지의 열이동과 관련하여 옴의 법칙(V=IR)에 의해 수학식 14가 유도될 수 있다.
여기서 R1은 피부 표면과 제1 온도 센서(121) 사이의 미리 정해진 열저항, R2는 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122) 사이의 미리 정해진 열저항, I는 열전류를 의미한다. R1은 피부 표면과 제1 온도 센서(121) 사이의 물체의 재질에 따른 열전도율의 역수에 피부 표면과 제1 온도 센서(121) 사이의 거리를 곱하여 구할 수 있으며, R2는 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122) 사이의 열전도율의 역수에 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122) 사이의 거리를 곱하여 구할 수 있다. 이때, 피부 표면과 제1 온도 센서(121) 사이에는 열전도율이 높은 유리(열전도도 약 1.1 W/m℃)가 배치될 수 있으며, 제1 온도 센서(121)와 제2 온도 센서(122) 사이에도 열전도율이 매우 낮은 공기(열전도도 약 0.023 W/m℃)가 채워질 수도 있다.
최종적으로, 피부 표면 온도는 수학식 14에 의해 수학식 15로 표현될 수 있다.
도 7은 제1 온도 및 제2 온도를 이용하는 경우와 보정된 제1 온도 및 제2 온도를 이용하는 경우 시간에 따라 추정된 피부 표면 온도에 관한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 예컨대 본체(110) 내부의 부품(예: AP)에 발열이 감지된 경우, 발열의 영향에 관계 없이 제1 온도 및 제2 온도를 측정하여 시간에 따른 피부 표면 온도를 측정한 경우(720)와 발열의 영향을 고려하여 보정된 제1 온도 및 제2 온도를 측정하여 시간에 따른 피부 표면 온도를 측정한 경우(730)를 실제 측정된 피부 표면 온도(710)와 비교해 보면, 보정된 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면 온도를 측정한 경우(730)가 실제 측정된 피부 표면 온도(710)와 더욱 유사함을 알 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 피부 표면 온도 추정을 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 8를 참조하면, 전자 장치(800)는 본체(810) 내에 센서(820), 프로세서(830), 저장부(840), 출력부(850) 및 통신부(860)를 포함할 수 있다. 이때, 센서(820) 및 프로세서(830)의 구성은 도 1a 및 도 2a의 실시예의 센서(120) 및 프로세서(130)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
저장부(840)는 피부 표면 온도 추정과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 센서(820)를 통해 획득한 온도 데이터, 발열에 따른 온도 변화 감지를 위한 임계값, 유입 열 손실율, 프로세서(830)의 처리 결과, 예컨대 보정된 온도 데이터, 추정된 피부 표면 온도 등을 저장할 수 있다. 이때, 임계값이나 유입 열 손실율은 상수가 아닌 시간에 따라 변하는 함수의 형태로도 표현될 수 있다.
저장부(840)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
출력부(850)는 프로세서(830)의 처리 결과를 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 출력부(850)는 디스플레이에 프로세서(830)의 추정된 피부 표면 온도를 표시할 수 있다. 이때, 피부 표면 온도 추정값을 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있으며, 또한 시간에 따른 연속적인 피부 표면 온도의 변화에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수도 있다. 또한, 출력부(850)는 제1 온도, 제2 온도, 제3 온도, 보정된 제1 온도, 보정된 제2 온도, 피부 표면 온도에 관한 정보 중의 적어도 하나를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다. 또한, 출력부(850)는 측정된 온도가 이상치로 판단된 경우 소정 시간 경과 후 재측정을 가이드하는 예컨대, "5분 후 다시 측정하세요"라는 텍스트를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다. 또한, 출력부(850)는 시각적 표시와 함께 또는 단독으로 스피커 등의 음성 출력 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적 방식으로 사용자에게 피부 표면 온도에 관한 정보를 제공할 수 있다.
통신부(860)는 외부 기기와 통신하여 피부 표면 온도 추정과 관련된 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(860)는 피부 표면 온도 측정 결과를 스마트폰 등의 외부 기기에 전송할 수 있으며 예컨대 사용자는 스마트폰을 통해 시간에 따른 피부 표면 온도를 모니터링할 수 있다.
통신부(860)는 블루투스(Bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신, 5G 통신, 및 6G 통신 등을 포함하는 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 일 실시예에 따른 피부 표면 온도 추정 방법의 흐름도이다.
도 9는 전자 장치(100, 800)에 의해 수행되는 피부 표면 온도 추정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술하였으므로 중복 설명을 피하기 위해 간단히 설명한다.
도 9를 참조하면, 전자 장치는 피검체가 본체에 접촉할 때 피부 표면과 가까운 곳에 위치하는 제1 온도 센서에 의해 제1 온도를 측정할 수 있으며(910), 제1 온도 센서로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치된 제2 온도 센서에 의해 제2 온도를 측정할 수 있다(920). 또한, 전자 장치는 본체 내부에 위치한 제3 온도 센서에 의해 본체 내부의 발열에 따른 제3 온도를 더 측정할 수 있다(930).
그 다음, 전자 장치는 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다(940).
전자 장치는 기준 제1 온도 대비 측정된 제1 온도의 변화량, 및 기준 제2 온도 대비 측정된 제2 온도의 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우, 및 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값이 이상인 경우 중의 적어도 하나를 만족하는 경우 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 전자 장치는 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율을 기초로 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 제1 온도가 제3 온도 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 제3 온도가 상기 제1 온도 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우, 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 온도 변화의 감지 결과를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정할 수 있다(950).
예컨대, 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우 또는 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값이 이상인 경우에 해당하여 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단된 경우, 전자 장치는 제1 온도 및 제2 온도를 이상치로 판단하고 피부 표면 온도 측정을 종료하거나 소정 시간 경과 후 재측정을 사용자에게 가이드할 수 있다.
또한, 제1 온도가 제3 온도 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 제3 온도가 상기 제1 온도 보다 클 때, 상기 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우에 해당하여 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단된 경우, 전자 장치는 측정된 제3 온도를 기초로 제1 온도 및 제2 온도를 보정할 수 있으며, 보정된 제1 온도 및 보정된 제2 온도의 차를 기초로 피부 표면 온도를 추정할 수 있다.
도 10 내지 도 13은 전자 장치의 구조들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면 전자 장치는 스마트 워치 타입의 웨어러블 기기(1000)로 구현될 수 있으며 본체(MB)와 손목 스트랩(ST)을 포함할 수 있다.
본체(MB)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 본체(MB) 및/또는 스트랩(ST)의 내부에는 각종 구성에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다. 스트랩(ST)은 본체(MB)의 양단에 연결되어 본체(MB)를 사용자의 손목에 착용시키며 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(ST)은 서로 분리된 제1 스트랩과 제2 스트랩으로 구성될 수 있다. 제1 스트랩과 제2 스트랩의 일단부는 각각 본체(MB)의 양측에 연결되고, 제1 스트랩과 제2 스트랩의 타단부에 형성된 체결수단을 이용하여 서로 체결될 수 있다. 이때, 체결수단은 자석 결합, 벨크로(velcro) 결합, 핀 결합 등의 방식으로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스트랩(ST)은 이에 제한되지 않으며 밴드 형태와 같이 서로 분리되지 않는 일체로 형성될 수도 있다.
본체(MB)는 센서(1010), 프로세서, 출력부, 저장부 및 통신부를 포함할 수 있다. 다만, 폼 팩터(form factor)의 사이즈 및 형태 등에 따라 출력부, 저장부 및 통신부 중의 일부는 생략될 수 있다.
센서(1010)는 피부 표면으로부터 서로 다른 거리에 배치된 복수의 온도 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 온도 센서는 피부 표면과 가까운 곳에 위치하며 피검체가 본체에 접촉할 때 제1 온도를 측정할 수 있으며, 제2 온도 센서는 제1 온도 센서로부터 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치되어 제2 온도를 측정할 수 있다. 또한, 제3 온도 센서는 본체 내부의 발열에 따른 제3 온도를 측정할 수 있으며 예컨대, 본체 내부의 부품에 부착될 수 있다. 이때, 센서(1010)는 본체(MB)가 사용자의 손목에 착용될 때 본체가 사용자의 손목 상부에 접촉하여 피부 표면 온도 측정을 위한 데이터를 획득할 수 있도록 본체(MB)의 후면에 배치될 수 있다.
본체(MB)에 탑재된 프로세서는 센서(1010)를 비롯한 다양한 구성들과 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서는 복수의 온도 센서에서 획득된 데이터를 이용하여 사용자의 피부 표면 온도를 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 본체(MB)가 착용된 상태에서, 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 온도 변화 감지 결과를 기초로 복수의 온도 센서에 의해 측정된 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정할 수 있다.
본체(MB)의 전면에는 디스플레이가 마련되어, 피부 표면 온도 정보, 시간 정보, 수신 메시지 정보 등을 포함하는 다양한 어플리케이션 화면이 표시될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이에 피부 표면 온도 추정값을 표시할 수 있다. 이때, 피부 표면 온도 추정값이 정상 범위를 벗어나면 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하거나 정상 범위를 함께 표시함으로써 사용자에게 경고 정보를 제공할 수 있다. 또한 사용자의 요청에 의해 현재의 피부 표면 온도 추정값을 표시하는 것 뿐만 아니라 시간에 따른 연속적인 피부 표면 온도 추정값을 디스플레이에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 피부 표면 온도 변화량 예를 들어, 하루 중 피부 표면 온도 변화를 그래프 형태로 도시할 수 있으며 피부 표면 온도 변화에 따른 숙면 여부도 디스플레이에 표시할 수 있다. 디스플레이에서 표시될 수 있는 정보는 피부 표면 온도 정보 뿐만 아니라 측정된 제1 온도, 제2 온도, 제3 온도, 보정된 제1 온도, 보정된 제2 온도, 피부 표면 온도 관련 가이드 정보 등을 포함하며 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서 사용자에게 장착되어 피부 표면 온도를 추정하는 웨어러블 기기는 본체(MB), 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때 피부 표면과 접촉하지 않고 제1 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제1 온도 센서, 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때, 피부 표면과 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제2 온도 센서, 및 제1 온도 센서가 측정한 제1 온도 및 제2 온도 센서가 측정한 제2 온도를 이용하여 피부 표면 온도를 추정하는, 본체 내부에 위치한 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 웨어러블 기기가 사용자에게 장착되었을 때, 피부 표면과 제2 거리보다 큰 제3 거리 만큼 이격되게 본체 내부에 위치한 제3 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 이때, 예컨대 제1 거리는 5 mm 이하일 수 있으며, 제2 거리는 15 mm 이하일 수 있으며, 제3 거리는 65 mm 이하일 수 있다.
이때, 프로세서는 본체 내부에 발열이 있는 경우 제3 온도 센서가 측정한 제3 온도를 이용하여 제1 온도 및 제2 온도를 보정하고, 보정된 제1 온도 및 보정된 제2 온도를 이용하여 피부 표면 온도를 추정할 수 있다.
또한, 본체는 디스플레이를 더 포함하여, 추정된 피부 표면 온도가 디스플레이에 표시될 수 있으며, 피검체의 생체신호를 측정하는 PPG 센서를 더 포함할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 전자 장치는 이어(ear) 웨어러블 기기(1100)로도 구현될 수 있다.
이어(ear) 웨어러블 기기(1100)는 본체와 이어 스트랩(ear strap)을 포함할 수 있다. 사용자는 이어 스트랩을 귓바퀴에 걸어 착용할 수 있다. 이어 스트랩은 이어 웨어러블 기기(1100)의 형태에 따라 생략이 가능하다. 본체는 사용자의 외이도(external auditory meatus)에 삽입될 수 있다. 본체에는 센서(1110)가 탑재될 수 있다. 이어 웨어러블 기기(1100)는 피부 표면 온도 추정 결과를 사용자에게 음향으로 제공하거나, 본체 내부에 마련된 통신 모듈을 통해 외부 기기 예컨대, 모바일, 테블릿, PC 등으로 전송할 수 있다.
도 12을 참조하면, 전자 장치는 스마트 폰(smart phone)과 같은 모바일 기기(1200)로 구현될 수 있다.
모바일 기기(1200)는 하우징 및 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 하우징은 모바일 기기(1200)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징의 제1 면에는 디스플레이 패널 및 커버 글래스(cover glass)가 차례로 배치될 수 있고, 디스플레이 패널은 커버 글래스를 통해 외부로 노출될 수 있다. 하우징의 제2 면에는 센서(1210), 카메라 모듈, 및/또는 적외선 센서 등이 배치될 수 있다.
일 실시예로, 모바일 기기(1200)의 후면에는 사용자로부터 데이터를 획득할 수 있는 복수의 센서가 배치될 수 있으며, 모바일 기기(1200) 전면의 지문 센서, 측면 전원 버튼, 볼륨 버튼이나 모바일 기기(1200)의 전후면의 별도의 위치에도 센서 등이 배치되어 피부 표면 온도를 추정할 수 있다.
또한, 사용자가 모바일 기기(1200)에 탑재된 어플리케이션 등을 실행하여 피부 표면 온도 추정을 요청하는 경우 센서(1210)를 이용하여 데이터를 획득하고 모바일 장치 내의 프로세서를 이용하여 피부 표면 온도를 추정하고 사용자에게 추정값을 영상 및/또는 음향으로 제공할 수 있다.
도 13을 참조하면, 전자 장치는 시계 타입의 웨어러블 기기와 스마트폰과 같은 모바일 기기의 조합에 의해서도 구현될 수 있다. 일 예로, 모바일 기기(1300)의 본체에는 메모리, 통신부, 및 피부 표면 온도를 추정하는 프로세서가 실장될 수 있다. 모바일 기기의 프로세서는 피부 표면 온도 측정 요청을 수신하면 통신부를 통해 웨어러블 기기(1310) 본체 내부에 실장된 통신부와 통신하여 데이터를 획득하도록 제어할 수 있다. 또한, 웨어러블 기기로부터 제1 온도, 제2 온도, 및 제3 온도 등의 데이터를 수신하면 프로세서는 피부 표면 온도를 추정하여 출력부를 통해 도시된 바와 같이 모바일 기기의 디스플레이에 그 결과를 출력할 수 있다.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 800: 전자 장치
110, 810: 본체
120, 820: 센서
130, 830: 프로세서
121: 제1 온도 센서 122: 제2 온도 센서
123: 제3 온도 센서
840: 저장부
850: 출력부
860: 통신부

Claims (23)

  1. 피부 표면과 가까운 곳에 위치하며 피검체가 본체에 접촉할 때 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
    상기 제1 온도 센서로부터 상기 피부 표면과 반대 방향으로 이격 배치되어 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 및
    상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 상기 온도 변화 감지 결과를 기초로 상기 제1 온도 및 제2 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 프로세서를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    기준 제1 온도 대비 상기 측정된 제1 온도의 변화량, 및 기준 제2 온도 대비 상기 측정된 제2 온도의 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 온도의 변화량이 미리 정해진 제1 임계값 이상인 경우 및 상기 제2 온도의 변화량이 미리 정해진 제2 임계값 이상인 경우 중의 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 판단 결과 온도 변화가 있으면, 상기 제1 온도 및 제2 온도를 이상치로 판단하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 온도 및 제2 온도를 이상치로 판단한 경우, 측정을 종료하거나 소정 시간 경과 후 재측정을 가이드하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체 내부에 배치되어 상기 본체 내부의 발열에 따른 제3 온도를 측정하는 제3 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 상기 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율 및 상기 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 상기 제2 온도 및 제3 온도의 차이의 비율 중에서 적어도 하나를 기초로 상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 온도가 제3 온도 보다 클 때, 상기 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 상기 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율이 미리 정해진 제3 임계값 이상이거나, 상기 제3 온도가 상기 제1 온도 보다 클 때, 상기 제1 온도 및 제2 온도의 차이와, 상기 제1 온도 및 제3 온도의 차이의 비율이 미리 정해진 제4 임계값 이하인 경우 상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화가 있는 것으로 판단하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 판단 결과 온도 변화가 있으면,
    상기 측정된 제3 온도를 기초로 상기 제1 온도 및 제2 온도를 보정하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 본체 내부의 제1 온도 및 제2 온도에서 각각 열유입의 영향을 차감하여 상기 제1 온도 및 제2 온도를 각각 보정하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 보정된 제1 온도 및 제2 온도의 차를 기초로 상기 피부 표면의 온도를 추정하는 전자 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서의 배치를 고려하여 상기 본체 내부의 부품들을 위치에 따라 복수의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 따라 상기 제3 및 제4 임계값을 다르게 결정하는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 그룹 중에서 피부 표면 온도 측정 시점에 구동중인 부품 그룹을 결정하고 결정된 그룹에 해당하는 임계값을 적용하는 전자 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제3 온도 센서는
    상기 본체 내부에서 소정 온도를 발생시키는 부품에 부착되는 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서는 상기 피부 표면으로부터 거리가 5 mm 이하에 위치하는 전자 장치.
  15. 사용자에게 장착되어 피부 표면 온도를 추정하는 웨어러블 기기에 있어서,
    본체;
    상기 웨어러블 기기가 상기 사용자에게 장착되었을 때, 상기 피부 표면과 접촉하지 않고 제1 거리 만큼 이격되게 상기 본체 내부에 위치한 제1 온도 센서;
    상기 웨어러블 기기가 상기 사용자에게 장착되었을 때, 상기 피부 표면과 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 이격되게 상기 본체 내부에 위치한 제2 온도 센서; 및
    상기 제1 온도 센서가 측정한 제1 온도 및 상기 제2 온도 센서가 측정한 제2 온도를 이용하여 상기 피부 표면 온도를 추정하는, 상기 본체 내부에 위치한 프로세서를 포함하는 웨어러블 기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 웨어러블 기기가 상기 사용자에게 장착되었을 때, 상기 피부 표면과 상기 제2 거리보다 큰 제3 거리 만큼 이격되게 상기 본체 내부에 위치한 제3 온도 센서를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 본체 내부에 발열이 있는 경우 상기 제3 온도 센서가 측정한 제3 온도를 이용하여 상기 제1 온도 및 상기 제2 온도를 보정하고, 보정된 제1 온도 및 보정된 제2 온도를 이용하여 상기 피부 표면 온도를 추정하는 웨어러블 기기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 본체는 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 추정된 피부 표면 온도가 상기 디스플레이에 표시되는 웨어러블 기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 본체는 피검체의 생체신호를 측정하는 PPG 센서를 더 포함하는 웨어러블 기기.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 거리는 5 mm 이하인 웨어러블 기기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 거리는 15 mm 이하인 웨어러블 기기.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 제3 거리는 65 mm 이하인 웨어러블 기기.
  23. 본체;
    상기 본체의 양단에 연결되는 스트랩;
    피부 표면으로부터 서로 다른 거리에 배치된 복수의 온도 센서; 및
    상기 본체 내부의 발열에 따른 온도 변화를 감지하고, 상기 온도 변화 감지 결과를 기초로 상기 복수의 온도 센서에 의해 측정된 온도를 이용하여 피부 표면의 온도를 추정하는 프로세서를 포함하는 웨어러블 기기.
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