WO2020138667A1 - 생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치 - Google Patents
생체 임피던스 값의 오차를 보정하도록 구성된 전자 장치 Download PDFInfo
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Definitions
- Various embodiments of the present invention relate to an electronic device configured to measure bioimpedance using an electrode.
- the electronic device may acquire biometric information related to a user's health care.
- the electronic device may include a bio-contact circuit having four electrodes, an electrical signal may be applied to the bio-contact circuit, and an ammeter and a voltmeter may measure the current and voltage of the bio-contact circuit.
- the electronic device may obtain the bioimpedance value using the current/voltage measurement value.
- the electronic device may provide various health information (eg, heart rate information, blood glucose information, stress information, etc.) to the user based on the obtained biometric information, or exercise coaching based on the biometric information.
- an electronic device may obtain an accurate bioimpedance value by compensating for leakage of an electrical signal originating from a parasitic component when measuring bioimpedance.
- an electronic device includes a bio-contact circuit having four electrodes; Feeding port, current measuring port, first voltage measuring port, second voltage measuring port, AC signal generator electrically connected to the feeding port, ammeter electrically connected to the current measuring port, and the first voltage measuring port and the first A current-voltage measuring module comprising a voltmeter electrically connected between the two voltage measuring ports; Processor; Parasitic impedance derived from parasitic components existing between the bio-contact circuit and ground, storing characteristic impedance values of circuit elements electrically connected to the processor and electrically connected between the current-voltage measurement module and the bio-contact circuit.
- a memory for storing values; And electrically connecting the bio-contact circuit to the power supply port, the current measurement port, the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port, based on control of the processor and a voltage path on the bio-contact circuit.
- a current-voltage path configuration module configured to change the current path, wherein the memory, when executed, causes the processor to: control the current-voltage path configuration module, such that a first current-voltage path, a second current-voltage A path, a third current-voltage path, and a fourth current-voltage path are sequentially configured in the bio-contact circuit, wherein in each of the current-voltage paths, one of the two electrodes of the voltage path is one of the two electrodes of the current path.
- a third current/voltage value received from a voltage measurement module, a second impedance measurement value is obtained using the second current/voltage value, and the bio-contact circuit is configured as the third current-voltage path.
- Is received from the current-voltage measurement module acquires a third impedance measurement value using the third current/voltage value, and is measured in a state where the bio-contact circuit is configured as the fourth current-voltage path.
- Receiving a current/voltage value from the current-voltage measurement module obtaining a fourth impedance measurement value using the fourth current/voltage value, and using the characteristic impedance value and the parasitic impedance value, the first By calibrating the impedance measurement value, the second impedance measurement value, the third impedance measurement value, and the fourth impedance measurement value Acquire contact impedance values of each of the four electrodes, and control the current-voltage path configuration module to configure a fifth current-voltage path to the bio-contact circuit, wherein one of the two electrodes of the fifth voltage path is the fifth Measured while being matched with one of the two electrodes of the current path, including the bioimpedance on the fifth current path and the fifth voltage path, and wherein the biocontact circuit is configured with the fifth current-volt
- a fifth current/voltage value is received from the current-voltage measurement module, a fifth impedance measurement value is obtained using the fifth current/voltage value, and at least one of the contact impedance values is located on the fifth voltage path
- Instructions for acquiring the value of the bioimpedance may be stored using the contact impedance values of the electrodes, the fifth impedance measurement value, the characteristic impedance value, and the parasitic impedance value.
- the electronic device may correct an error of a measurement value of contact impedance of each of the four electrodes originating from parasitic impedance, and obtain an accurate bioimpedance value using the correction value.
- FIG. 1 illustrates an electronic device in a network environment, in various embodiments.
- FIG. 2 illustrates an electronic device configured to correct an error in a bioimpedance value resulting from leakage of an electrical signal by parasitic components according to various embodiments of the present disclosure.
- FIG. 3 is a circuit diagram of a path configuration module according to various embodiments of the present invention.
- FIG 4 illustrates an electronic device according to various embodiments of the present invention.
- FIG. 5A shows the current-voltage path configured in the bio-contact circuit according to the first control signal in Table 1, and FIG. 5B shows the equivalent circuit corresponding to the current-voltage path in FIG. 5A.
- FIG. 6A shows a current-voltage path configured in the bio-contact circuit according to the second control signal in Table 1, and FIG. 6B shows an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path in FIG. 6A.
- FIG. 7A shows a current-voltage path configured in the bio-contact circuit according to the third control signal in Table 1, and FIG. 7B shows an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path in FIG. 7A.
- FIG. 8A shows the current-voltage path configured in the bio-contact circuit according to the fourth control signal in Table 1, and FIG. 8B shows the equivalent circuit corresponding to the current-voltage path in FIG. 8A.
- FIG. 9A shows the current-voltage path configured in the bio-contact circuit according to the fifth control signal in Table 1, and FIG. 9B shows the equivalent circuit corresponding to the current-voltage path in FIG. 9A.
- FIG. 10A illustrates a front surface of an electronic device according to an embodiment
- FIG. 10B illustrates a rear surface of an electronic device
- FIG. 10C illustrates an example of biometric measurement using an electronic device.
- FIG. 11A illustrates a front surface of an electronic device according to an embodiment
- FIG. 11B illustrates an example of biometric measurement using an electronic device.
- FIG. 12A shows an oscilloscope waveform that appears when a living body is not in contact with four electrodes
- FIG. 12B shows an oscilloscope waveform that appears when a living body is in contact with four electrodes.
- FIG. 13 is a circuit diagram of a path configuration module according to various embodiments of the present invention.
- the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through the first network 198 (eg, a short-range wireless communication network), or the second network 199. It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (for example, a remote wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
- the first network 198 eg, a short-range wireless communication network
- the server 108 for example, a remote wireless communication network
- the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
- the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ).
- the components for example, the display device 160 or the camera module 180
- the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
- the display device 160 eg., a display
- the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
- the processor 120 executes software (eg, the program 140) to execute at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120, for example. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
- software eg, the program 140
- the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
- the processor 120 may include a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and an auxiliary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together. , Sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function. The coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
- a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
- an auxiliary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
- the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function.
- the coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
- the coprocessor 123 may replace, for example, the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 may be active (eg, execute an application) ) With the main processor 121 while in the state, at least one component of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It can control at least some of the functions or states associated with.
- the coprocessor 123 eg, image signal processor or communication processor
- may be implemented as part of other functionally relevant components eg, camera module 180 or communication module 190). have.
- the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
- the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
- the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
- the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
- the input device 150 may receive commands or data to be used for components (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from outside (eg, a user) of the electronic device 101.
- the input device 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, or digital pen (eg, a stylus pen).
- the audio output device 155 may output an audio signal to the outside of the electronic device 101.
- the audio output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
- the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call.
- the receiver may be implemented separately from, or as part of, a speaker.
- the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (for example, a user).
- the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
- the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) configured to measure the strength of the force generated by the touch. have.
- the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150 or an external electronic device (eg, directly or wirelessly connected to the sound output device 155 or the electronic device 101) Sound may be output through the electronic device 102) (eg, speakers or headphones).
- an external electronic device eg, directly or wirelessly connected to the sound output device 155 or the electronic device 101
- Sound may be output through the electronic device 102 (eg, speakers or headphones).
- the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state can do.
- the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a biological sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
- the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
- the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
- HDMI high definition multimedia interface
- USB universal serial bus
- SD card interface Secure Digital Card interface
- audio interface audio interface
- the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
- the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
- the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or movement) or electrical stimuli that the user can perceive through tactile or motor sensations.
- the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
- the camera module 180 may capture still images and videos. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
- the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
- the power management module 388 may be implemented, for example, as at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
- PMIC power management integrated circuit
- the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
- the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
- the communication module 190 may be a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishing and performing communication through the established communication channel.
- the communication module 190 is operated independently of the processor 120 (eg, an application processor) and may include one or more communication processors supporting direct (eg, wired) communication or wireless communication.
- the communication module 190 may include a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : Local area network (LAN) communication module, or power line communication module.
- a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
- GNSS global navigation satellite system
- LAN Local area network
- Corresponding communication module among these communication modules includes a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It can communicate with external electronic devices through a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
- a computer network eg, a telecommunication network such
- the wireless communication module 192 uses a subscriber information (eg, an international mobile subscriber identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 in a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
- IMSI international mobile subscriber identifier
- the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive it from the outside.
- the antenna module may include a single antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator made of a conductive pattern.
- the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is transmitted from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. Can be selected.
- the signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
- other components eg, RFIC
- other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.
- peripheral devices for example, a bus, a general purpose input and output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
- GPIO general purpose input and output
- SPI serial peripheral interface
- MIPI mobile industry processor interface
- commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
- Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different type of device from the electronic device 101.
- all or some of the operations performed on the electronic device 101 may be performed on one or more external devices of the external electronic devices 102, 104, or 108.
- the electronic device 101 executes the function or service itself.
- one or more external electronic devices may be requested to perform at least a portion of the function or the service.
- the one or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and deliver the result of the execution to the electronic device 101.
- the electronic device 101 may process the result, as it is or additionally, and provide it as at least part of a response to the request.
- cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology can be used.
- An electronic device may be a device of various types.
- the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
- a portable communication device eg, a smart phone
- a computer device e.g., a smart phone
- a portable multimedia device e.g., a portable medical device
- a camera e.g., a camera
- a wearable device e.g., a smart bracelet
- any (eg first) component is referred to as a “coupled” or “connected” to another (eg second) component, with or without the term “functionally” or “communically” When referred to, it means that any of the above components can be connected directly to the other components (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
- module used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
- the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof performing one or more functions.
- the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
- ASIC application-specific integrated circuit
- Various embodiments of the present document may include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) that includes.
- a processor eg, processor 120
- the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
- the storage medium readable by the device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
- a signal eg, electromagnetic waves
- a method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as being included in a computer program product.
- Computer program products can be traded between sellers and buyers as products.
- the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or two user devices ( For example, it can be distributed directly (e.g., downloaded or uploaded) between smartphones).
- a device such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.
- each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
- one or more components or operations of the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
- a plurality of components eg, modules or programs
- the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
- operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted Or, one or more other actions can be added.
- FIG. 2 illustrates an electronic device 200 configured to correct an error in a bioimpedance value resulting from leakage of an electrical signal by parasitic components, according to various embodiments of the present invention.
- the electronic device 200 eg, the electronic device 101 of FIG. 1 includes a bio-contact circuit 210, a current-voltage measurement module 240, a current-voltage path configuration module 250, And a processor 260 (eg, the processor 120 of FIG. 1). At least one of the bio-contact circuit 210, the current-voltage measurement module 240, or the current-voltage path configuration module 250, a component included in the sensor module 176 of FIG. 1 (for example, a bio-sensor) Can be
- the bio-contact circuit 210 includes four electrodes 211, 212, 213, and 214, four ports 221, 222, 223, 224, and four circuit elements 231. , 232, 233, 234).
- the electrodes 211, 212, 213, and 214 may be electrically connected to each other through a living body by being disposed on the surface of the electronic device 200 in contact with the living body.
- the first electrode 211 may be electrically connected to the first port 221 through the first circuit element 231.
- the second electrode 212 may be electrically connected to the second port 222 through the second circuit element 232.
- the third electrode 213 may be electrically connected to the third port 223 through the third circuit element 233.
- the fourth electrode 214 may be electrically connected to the fourth port 224 through the fourth circuit element 234.
- Circuit elements 231, 232, 233, and 234, respectively, may include electronic components (eg, capacitors and resistors) for removing direct current components from an electrical signal flowing from a corresponding port to a corresponding electrode (or vice versa).
- the circuit elements 231, 232, 233, and 234 may have Z S1 , Z S2 , Z S3 , and Z S4 , respectively, as a given impedance component in circuit design, and these impedance components may be referred to as characteristic impedances.
- Impedance components Z C1 , Z C2 , Z C3 , and Z C4 may be generated between the living body and the electrodes 211, 212, 213, 214, respectively, and may be referred to as contact impedance.
- Contact impedances may vary depending on the surface condition (skin condition) of the living body.
- the contact impedance may also change depending on the frequency of the applied electrical signal.
- the impedance component Z B existing between the contact impedances is a component to be acquired, and Z B may be referred to as bioimpedance.
- impedance components Z P1 , Z P2 , Z P3 , and Z P4 that are not intended for circuit design are parasitic, respectively. It can be done (references 1 to 5) and can be named parasitic impedance.
- An electrical signal (eg, current and/or voltage) may leak from the bio-contact circuit 210 to the ground by the parasitic component, and leakage of the electrical signal may result in an error in the bio impedance to be obtained.
- the value of parasitic impedance can be obtained through an impedance analysis device.
- the current-voltage measurement module 240 includes a power supply port 245, a current measurement port 246, a first voltage measurement port 247, a second voltage measurement port 248, an alternating current signal generator 241, an ammeter 242, and a voltmeter 243.
- the power supply port 245 and the current measurement port 246 may be electrically connected to the bio-contact circuit 210 through the current-voltage path configuration module 250.
- the AC signal generator 241 may generate an electrical signal and may apply the electrical signal to the bio-contact circuit 210 through the power supply port 245.
- the ammeter 242 can receive an electrical signal from the bio-contact circuit 210 through the current measurement port 246, measure the current of the received electrical signal, and transfer the current measurement value to the processor 260 Can.
- the first voltage measurement port 247 and the second voltage measurement port 248 may be electrically connected to the bio-contact circuit 210 through the current-voltage path configuration module 250.
- the voltmeter 243 may measure a voltage between the first voltage measurement port 247 and the second voltage measurement port 248, and transmit the voltage measurement value to the processor 260.
- the current-voltage path configuration module 250 (hereinafter, the path configuration module) 250, based on the control of the processor 260, ports 221, 222, 223 of the bio-contact circuit 210, 224) may be electrically connected to the current-voltage measurement module 240.
- the processor 260 may control the path configuration module 250 to configure a current path from one of the electrodes 211, 212, 213, 214 to another.
- the processor 260 may control the path configuration module 250 to configure a voltage path from one of the electrodes 211, 212, 213, 214 to another.
- the processor 260 causes one of the two electrodes of the voltage path to match one of the two electrodes of the current path, the other of the two electrodes of the voltage path to be different from the other of the two electrodes of the current path, and the living body on the voltage path.
- the path configuration module 250 may be controlled to configure the voltage path so that the impedance Z B is not included.
- the processor 260 may configure the current-voltage path in the bio-contact circuit 210 such that the first electrode 211 is included in the current path and the voltage path and Z B is not included in the voltage path. .
- the processor 260 may receive the current/voltage value measured while the bio-contact circuit 210 is configured as the current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243. Processor 260, using the received current/voltage value, the impedance of the first electrode 211 on the current/voltage path (including an error originating from the parasitic impedance Z P1 between the first electrode 211 and ground) Can be measured. The processor 260 may measure the impedance of the remaining electrodes 212, 213, and 214 in the same manner as above.
- the processor 260 routes a first control signal (eg, bioimpedance OFF, polarity swapping OFF, and current-voltage swapping OFF) to measure the contact impedance of the second electrode 212. 250.
- a first control signal eg, bioimpedance OFF, polarity swapping OFF, and current-voltage swapping OFF
- the bio impedance Z B may not be included in the voltage path.
- the polarity swapping signal is changed from OFF to ON, the start electrode and the end electrode may be reversed in the current path.
- the polarity swapping signal is changed from OFF to ON in the state where the current path is formed from the first electrode 211 to the second electrode 212, the current path is the first electrode from the second electrode 212 ( 211).
- the start electrode and the end electrode may be changed in the voltage path.
- the current-voltage swapping signal is changed from OFF to ON while the voltage path is formed from the fourth electrode 214 to the second electrode 212
- the voltage path is changed from the second electrode 212 to the fourth It can be turned into an electrode 214.
- the path according to various combinations of ON/OFF including bio-impedance, polarity swapping ON/OFF, and current-voltage swapping ON/OFF may be summarized as in Table 1 below.
- the path configuration module 250 may connect the first port 221 to the power supply port 245 and the second port 222 to the current measurement port 246 in response to the first control signal.
- a first current path from the first electrode 211 to the second electrode 212 may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the path configuration module 250 may connect the fourth port 224 to the first voltage measurement port 247 and the second port 222 to the second voltage measurement port 248 in response to the first control signal. Accordingly, a first voltage path from the fourth electrode 214 to the second electrode 212 may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 displays the current/voltage value measured while the bio-contact circuit 210 is composed of a first current-voltage path including the first current path and the first voltage path. 243).
- the processor 260 may measure the impedance of the second electrode 212 (including an error originating from the parasitic impedance Z P2 between the second electrode 212 and ground) using the received current/voltage value.
- the processor 260 can change the current-voltage path to measure the contact impedance of the fourth electrode 214.
- the processor 260 may transmit a second control signal (eg, bio-impedance OFF, polarity swapping OFF, and current-voltage swapping ON) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 responds to the second control signal and connects the third port 223 to the power supply port 245, the fourth port 224 to the current measurement port 246, and the second port 222.
- the first voltage measurement port 247 and the fourth port 224 may be connected to the second voltage measurement port 248.
- a second current-voltage comprising a second current path from the third electrode 213 to the fourth electrode 214 and a second voltage path from the second electrode 212 to the fourth electrode 214. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a second current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may measure the impedance of the fourth electrode 214 (including an error derived from the parasitic impedance Z P4 between the fourth electrode 214 and ground) using the received current/voltage value.
- the processor 260 may change the polarity of the current to measure the contact impedance of the first electrode 211. For example, the processor 260 may transmit a third control signal (eg, OFF including bio impedance, polarity swapping ON, and current-voltage swapping OFF) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 responds to the third control signal and connects the second port 222 to the power supply port 245, the first port 221 to the current measurement port 246, and the third port 223.
- the first voltage measurement port 247 and the first port 221 may be connected to the second voltage measurement port 248.
- a third current-voltage including a third current path from the second electrode 212 to the first electrode 211 and a third voltage path from the third electrode 213 to the first electrode 211. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a third current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may measure the impedance of the first electrode 211 (including an error originating from the parasitic impedance Z P1 between the first electrode 211 and ground) using the received current/voltage value.
- the processor 260 may change the current polarity and current-voltage path to measure the contact impedance of the third electrode 213. For example, the processor 260 may transmit a fourth control signal (eg, bioimpedance OFF, polarity swapping ON, and current-voltage swapping ON) to the path configuration module 250. In response to the fourth control signal, the processor 260 connects the fourth port 224 to the power supply port 245, the third port 223 to the current measurement port 246, and the first port 221. The first voltage measurement port 247 and the third port 223 may be connected to the second voltage measurement port 248.
- a fourth control signal eg, bioimpedance OFF, polarity swapping ON, and current-voltage swapping ON
- a fourth current-voltage including a fourth current path from the fourth electrode 214 to the third electrode 213 and a fourth voltage path from the first electrode 211 to the third electrode 213. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a fourth current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may measure the impedance of the third electrode 213 (including an error originating from parasitic impedance Z P3 between the third electrode 213 and ground) using the received current/voltage value.
- the processor 260 corrects the impedance measurement value using parasitic impedances Z P1 , Z P2 , Z P3 , and Z P4 and characteristic impedances Z S1 , Z S2 , Z S3 , and Z S4 ( Example: By removing the error resulting from the parasitic impedance in the measured value), contact impedances Z C1 , Z C2 , Z C3 , and Z C4 can be obtained.
- the processor 260 may cause one of the two electrodes of the voltage path to match one of the two electrodes of the current path, and the other of the two electrodes of the voltage path to be different from the other of the two electrodes of the current path. And on both the current path and the voltage path, the path configuration module 250 can be controlled to configure the current path and voltage path to include the bioimpedance Z B.
- the processor 260 may receive the current/voltage value measured while the bio-contact circuit 210 is configured as the current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 receives the current/voltage value, characteristic impedance Z S1 , Z S2 , Z S3 , and Z S4 , parasitic impedance Z P1 , Z P2 , Z P3 , and Z P4 , and contact impedance Z C1 , Z Using C2 , Z C3 , and Z C4 , the bioimpedance Z B can be calculated.
- the processor 260 may configure the current-voltage path in the bio-contact circuit 210 such that the second electrode 212 and Z B are included in the current path and the voltage path.
- the processor 260 may transmit a fifth control signal (eg, bioimpedance ON, polarity swapping OFF, and current-voltage swapping OFF) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 in response to the fifth control signal, the first port 221 to the power supply port 245, the second port 222 to the current measurement port 246, the third port 223 ) To the first voltage measurement port 247 and the second port 222 to the second voltage measurement port 248.
- a fifth current-voltage path including a first current path from the first electrode 211 to the second electrode 212 and a fifth voltage path from the third electrode 213 to the second electrode 212.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a fifth current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may calculate the first bioimpedance Z B1 using the current/voltage value measured through the fifth current-voltage path, the characteristic impedance value, the parasitic impedance value, and the contact impedance value.
- the processor 260 may change the current-voltage path such that the fourth electrode 214 and Z B are included in the current path and voltage path.
- the processor 260 may transmit a sixth control signal (eg, bioimpedance ON, polarity swapping OFF, and current-voltage swapping ON) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 responds to the sixth control signal, the third port 223 to the power supply port 245, the fourth port 224 to the current measurement port 246, and the first port 221 ) To the first voltage measurement port 247 and the fourth port 224 to the second voltage measurement port 248 to control the path configuration module 250.
- a sixth current-voltage including a second current path from the third electrode 213 to the fourth electrode 214 and a sixth voltage path from the first electrode 211 to the fourth electrode 214. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a sixth current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may calculate the second bioimpedance Z B2 using the current/voltage value, characteristic impedance value, parasitic impedance value, and contact impedance value measured through the sixth current-voltage path.
- the processor 260 may change the polarity of the current so that the first electrode 211 and Z B are included in the current path and the voltage path.
- the processor 260 may transmit a seventh control signal (for example, ON including bio impedance, polarity swapping ON, and current-voltage swapping OFF) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 in response to the seventh control signal, the second port 222 to the power supply port 245, the first port 221 to the current measurement port 246, the fourth port 224 ) To the first voltage measurement port 247 and the first port 221 to the second voltage measurement port 248 to control the path configuration module 250.
- a seventh current-voltage comprising a third current path from the second electrode 212 to the first electrode 211 and a seventh voltage path from the fourth electrode 214 to the first electrode 211. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as a seventh current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may calculate the third bioimpedance Z B3 using the current/voltage value, characteristic impedance value, parasitic impedance value, and contact impedance value measured through the seventh current-voltage path.
- the processor 260 may change the polarity of the current and the current-voltage path so that the third electrode 213 and Z B are included in the current path and voltage path.
- the processor 260 may transmit the eighth control signal (eg, bioimpedance ON, polarity swapping ON, and current-voltage swapping ON) to the path configuration module 250.
- the path configuration module 250 in response to the eighth control signal, the fourth port 224 to the power supply port 245, the third port 223 to the current measurement port 246, the second port 222 ) To the first voltage measurement port 247 and the third port 223 to the second voltage measurement port 248.
- the eighth current-voltage including the fourth current path from the fourth electrode 214 to the third electrode 213 and the eighth voltage path from the second electrode 212 to the third electrode 213. Paths may be formed in the bio-contact circuit 210.
- the processor 260 may receive the current/voltage values measured while the bio-contact circuit 210 is configured as an eighth current-voltage path from the ammeter 242 and the voltmeter 243.
- the processor 260 may calculate the fourth bioimpedance Z B4 using the current/voltage value, characteristic impedance value, parasitic impedance value, and contact impedance value measured through the eighth current-voltage path.
- the first to eight current-voltage paths that may be configured in the bio-contact circuit 210 as described above may be summarized in Table 1 below.
- Bio impedance included Polarity swapping Current-voltage swapping Current path Voltage path One OFF OFF OFF Electrode 1 to Electrode 2 Electrode 4 to Electrode 2 Z C2 2 OFF OFF ON Electrodes 3 to 4 Electrodes 2 to 4 Z C4 3 OFF ON OFF Electrode 2 to Electrode 1 Electrode 3 to Electrode 1 Z C1 4 OFF ON ON Electrode 4 to Electrode 3 Electrodes 1 to 3 Z C3 5 ON OFF OFF Electrode 1 to Electrode 2 Electrode 3 to Electrode 2 Z C2 , Z B 6 ON OFF ON Electrodes 3 to 4 Electrodes 1 to 4 Z C4 , Z B 7 ON ON OFF Electrode 2 to Electrode 1 Electrode 4 to Electrode 1 Z C1 , Z B 8 ON ON ON Electrode 4 to Electrode 3 Electrode 2 to Electrode 3 Z C3 , Z B
- the path configuration module 250 may include four switches 310, 320, 330, and 340, each having four terminals.
- the 1-1 terminal 311, the 1-2 terminal 312, the 1-3 terminal 313, and the 1-4 terminal 314 of the first switch 310 are respectively made of the biological contact circuit 210.
- the first port 221 may be electrically connected to the second port 222, the third port 223, and the fourth port 224, and the first switch 310 is based on the control of the processor 260.
- the power supply port 245 can be connected to one of the four terminals 311, 312, 313, and 314.
- the 2-1 terminal 321, the 2-2 terminal 322, the 2-3 terminal 323, and the 2-4 terminal 324 of the second switch 320 are each made of the biological contact circuit 210.
- the first port 221, the second port 222, the third port 223, and the fourth port 224 may be electrically connected, and the second switch 320 is based on the control of the processor 260
- the current measurement port 246 can be connected to one of the four terminals 321, 322, 323, 324.
- the 3-1 terminal 331, the 3-2 terminal 332, the 3-3 terminal 333, and the 3-4 terminal 334 of the third switch 330, respectively, are made of the biological contact circuit 210.
- the first port 221, the second port 222, the third port 223, and the fourth port 224 may be electrically connected, and the third switch 330 is based on the control of the processor 260
- the first voltage measurement port 247 can be connected to one of the four terminals 331, 332, 333, 334.
- the 4-1 terminal 341, the 4-2 terminal 342, the 4-3 terminal 343, and the 4-4 terminal 344 of the fourth switch 340, respectively, are made of the biological contact circuit 210.
- the first port 221, the second port 222, the third port 223, and the fourth port 224 may be electrically connected, and the third switch 330 is based on the control of the processor 260
- the second voltage measurement port 248 can be connected to one of the four terminals 341, 342, 343, and 344.
- the electronic device 400 (eg, the electronic device 200 of FIG. 2) includes the bio-contact circuit 210 of FIG. 2, an impedance measurement module 420, and a first leakage compensation module 430. , A second leakage compensation module 440, and a third leakage compensation module 450.
- the impedance measurement module 420 includes a current-voltage measurement module 421 (eg, the current-voltage measurement module 240 of FIG. 2) and a path configuration module 422 (eg, of FIG. 2). Path configuration module 250, and an impedance calculation module 423 (eg, processor 260 of FIG. 2).
- the path configuration module 422 based on the control signal received from one of the leakage compensation modules (430, 440, 450) (for example, one of the control signals in Table 1), the current of the bio-contact circuit 210 -A voltage path (eg, a current-voltage path corresponding to the received control signal in Table 1) can be configured.
- the current-voltage measurement module 240 may measure the current and voltage of the bio-contact circuit 210 that is configured as the current-voltage path.
- the impedance calculation module 423 may calculate the impedance using the measured value of current/voltage, and transmit the measured impedance value to the leakage compensation module that has transmitted the control signal.
- the first leakage compensation module 430 may include a first measurement control module 431 and a first impedance compensation module 432.
- the first measurement control module 431 may output a first control signal (eg, the first control signal in Table 1) for obtaining the contact impedance of the second electrode 212 to the impedance measurement module 420,
- the first impedance measurement value may be received from the impedance measurement module 420 in response to the first control signal.
- the first measurement control module 431 outputs a second control signal (eg, the second control signal in Table 1) to obtain the value of the contact impedance of the fourth electrode 214 to the impedance measurement module 420.
- the second impedance measurement value may be received from the impedance measurement module 420 in response to the second control signal.
- the first impedance correction module 432 includes, “the first impedance measurement value, the second impedance measurement value, a given characteristic impedance (eg, the characteristic impedance of a circuit element electrically connected to the second electrode 212, the fourth electrode 214 ), the value of a given parasitic impedance (e.g., the parasitic impedance between the second electrode 212 and ground, and the parasitic impedance between the fourth electrode 214 and ground).
- the first impedance measurement value and the second impedance measurement value can be corrected.
- the first impedance correction module 432 may transfer correction values (first contact impedance and second contact impedance) to the third leakage compensation module 450.
- the second leakage compensation module 440 may include a second measurement control module 441 and a second impedance compensation module 442.
- the second measurement control module 441 outputs a third control signal (eg, the third control signal in Table 1) for obtaining the value of the contact impedance of the first electrode 211 to the impedance measurement module 420.
- the third impedance measurement value may be received from the impedance measurement module 420 in response to the third control signal.
- the second measurement control module 441 outputs a fourth control signal (eg, the fourth control signal in Table 1) for obtaining the value of the contact impedance of the third electrode 213 to the impedance measurement module 420.
- the fourth impedance measurement value may be received from the impedance measurement module 420 in response to the fourth control signal.
- the second impedance correction module 442 may include, "a third impedance measurement value, a fourth impedance measurement value, a given characteristic impedance (eg, a characteristic impedance of a circuit element electrically connected to the first electrode 211, a third electrode 213 ), the value of a given parasitic impedance (e.g., the parasitic impedance between the first electrode 211 and ground, and the parasitic impedance between the third electrode 213 and ground).
- the third impedance measurement value and the fourth impedance measurement value can be corrected.
- the first impedance correction module 432 may transfer correction values (third contact impedance and fourth contact impedance) to the third leakage compensation module 450.
- the third leakage compensation module 450 may include a third measurement control module 451 and a bioimpedance acquisition module 452.
- the third measurement control module 451 measures the impedance of the fifth control signal (for example, one of the fifth to eight control signals in Table 1) for obtaining the impedance value of the living body contacted with the biological contact circuit 210.
- the module 420 may output the fifth impedance measurement value from the impedance measurement module 420 in response to the fifth control signal.
- the bioimpedance acquisition module 452 may calculate the bioimpedance using the "five impedance measurement value, a given parasitic impedance value, the calculated contact impedance value, and a given characteristic impedance value".
- the first current path from the first electrode 211 to the second electrode 212 and the fifth from the third electrode 213 to the second electrode 212 When the fifth current-voltage path including the voltage path is formed in the bio-contact circuit 210, the contact impedances of the electrodes 212 and 213 positioned on the fifth voltage path Z C2 , Z C3 , and the fifth current- Contact impedance Z C4 of the fourth electrode 214 not located on the voltage path, characteristic impedance Z S2 of the circuit element connected to the electrode common to the fifth voltage path and the fifth current path, Z S2 , fifth voltage path Between the electrodes 212 and 213 positioned on the phase and the fourth electrode 214 not located on the fifth current-voltage path and the parasitic impedance Z P2 , Z P3 derived from the parasitic component present between the ground and the ground The parasitic impedance Z P4 derived from the parasitic component present in can be used when obtaining the value of the bioimpedance.
- FIG. 5A shows the current-voltage path 510 configured in the bio-contact circuit 210 according to the first control signal in Table 1, and FIG. 5B is an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path 510 of FIG. 5A ( 520).
- the first switch 310 may connect the power supply port 245 to the 1-1 terminal 311, and the second switch 320 is the current
- the measurement port 246 may be connected to the 2-2 terminal 322
- the third switch 330 may connect the first voltage measurement port 247 to the 3-4 terminal 334
- the fourth switch ( 340 may connect the second voltage measurement port 248 to the 4-2 terminal 342. Accordingly, the current i can flow from the first port 221 to the second port 222, and the voltage V 4B2 can be measured from the fourth port 224 to the second port 222.
- a current may leak through the parasitic impedance Z P2 at node a, and the compensation value k 11 for compensating the current i may be expressed by Equation (1).
- the voltage may leak (eg, voltage drop) under the influence of the parasitic component Z P3 , and the compensated voltage value v1 at node 1 may be expressed as the right side of Equation (2).
- the voltage value v1 calculated using the impedances Z C2 , Z S2 , Z P2 and the compensation value K 11 between the node 1 and the second port 222 may be expressed as the left side of Equation (2).
- Equation 2 includes the contact impedance Z C2 of the second electrode 212 to be obtained and the contact impedance Z C4 of the fourth electrode 214 to be obtained. That is, equation (2) because it can not obtain Z and Z C2 C4 dietary another mathematics expressed in Z and Z C4 C2 need only. This equation can be obtained by changing the current-voltage path of the bio-contact circuit 210.
- FIG. 6A shows a current-voltage path 610 configured in the bio-contact circuit 210 according to the second control signal in Table 1, and FIG. 6B is an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path 610 of FIG. 6A ( 620).
- the first switch 310 in response to the second control signal, can connect the power supply port 245 to the 1-3 terminal 313, and the second switch 320 is the current measurement port (246) may be connected to the 2-4 terminal 324, the third switch 330 may connect the first voltage measurement port 247 to the 3-2 terminal 332, the fourth switch 340 Can connect the second voltage measurement port 248 to the 4-4 terminal 344. Accordingly, the current i may flow from the third port 223 to the fourth port 224, and the voltage V 2B4 may be measured from the second port 222 to the fourth port 224.
- a current may leak through the parasitic impedance Z P4 at node a, and the compensation value k 13 for compensating the current i may be expressed by Equation (3).
- the voltage may leak (eg, voltage drop) under the influence of the parasitic component Z P2 , and the compensated voltage value v1 at node 1 may be expressed as the right side of Equation (4).
- the voltage value v1 calculated using the impedances Z C4 , Z S4 , Z P4 and the compensation value K 13 between the node 1 and the fourth port 224 may be expressed as the left side of Equation (4).
- the processor (for example, the processor 260 of FIG. 2 or the impedance calculation module 423 of FIG. 4) is the first from the current value and the voltage value (V 4B2 ) measured through the current-voltage path 510 of FIG. 5A.
- the impedance measurement value Z 4B2 can be obtained.
- the processor 260 may obtain the second impedance measurement value Z 2B4 from the current value and the voltage value V 2B4 measured through the current-voltage path 610 of FIG. 6A.
- the processor (for example, the processor 260 of FIG. 2 or the first leakage compensation module 430 of FIG. 4 ), the second electrode 212 using Equation 5 expressed by connecting Equation 2 and Equation 4 ) it can be determined the contact C4 of the contact impedance Z Z impedance C2 and the fourth electrode 214 of the.
- FIG. 7A shows the current-voltage path 710 configured in the bio-contact circuit 210 according to the third control signal in Table 1, and FIG. 7B is an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path 710 of FIG. 7A ( 720).
- the first switch 310 in response to the third control signal, can connect the power supply port 245 to the 1-2 terminal 312, and the second switch 320 is the current measurement port ( 246) may be connected to the 2-1 terminal 321, the third switch 330 may connect the first voltage measurement port 247 to the 3-3 terminal 333, the fourth switch 340 The second voltage measurement port 248 can be connected to the 4-1 terminal 341. Accordingly, the current i may flow from the second port 222 to the first port 221, and the voltage V 3B1 may be measured from the third port 223 in the direction of the first port 221.
- a current may leak through the parasitic impedance Z P1 at node a, and the compensation value k 10 for compensating the current i may be expressed by Equation (6).
- the voltage may leak (eg, a voltage drop) under the influence of the parasitic component Z P3 , and the compensated voltage value v1 at node 1 may be expressed as the right side of Equation (7).
- the voltage value v1 calculated using the impedances Z C1 , Z S1 , Z P1 and the compensation value K 10 between the node 1 and the first port 221 may be expressed as the left side of Equation (7).
- Equation (7) includes the contact impedance Z C1 of the first electrode 211 to be obtained and the contact impedance Z C3 of the third electrode 213 to be obtained. That is, the expression of another mathematical expression to Z Z C1 and C3 is required because it can not obtain Z Z C1 and C3 alone Equation (7). This equation can be obtained by changing the current-voltage path of the bio-contact circuit 210.
- FIG. 8A shows the current-voltage path 810 configured in the bio-contact circuit 210 according to the fourth control signal in Table 1, and FIG. 8B is an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path 810 of FIG. 8A ( 820).
- the first switch 310 in response to the fourth control signal, can connect the power supply port 245 to the 1-4 terminal 314, and the second switch 320 is the current measurement port ( 246) may be connected to the 2-3 terminal 323, the third switch 330 may connect the first voltage measurement port 247 to the 3-1 terminal 331, the fourth switch 340 The second voltage measurement port 248 can be connected to the 4-3 terminal 343. Accordingly, current i may flow from the fourth port 224 to the third port 223, and the voltage V 1B3 may be measured from the first port 221 to the third port 223.
- the voltage may leak (eg, a voltage drop) under the influence of the parasitic component Z P1 , and the compensated voltage value v1 in node 1 may be expressed as the right side of Equation (9).
- the voltage value v1 calculated using the impedances Z C3 , Z S3 , Z P3 and the compensation value K 12 between the node 1 and the third port 223 may be expressed as the left side of Equation (9).
- the processor (for example, the processor 260 of FIG. 2 or the impedance calculation module 423 of FIG. 4) is third from the current value and the voltage value V 3B1 measured through the current-voltage path 710 of FIG. 7A.
- the impedance measurement value Z 3B1 can be obtained.
- the processor 260 may obtain the fourth impedance measurement value Z 1B3 from the current value and the voltage value V 1B3 measured through the current-voltage path 810 of FIG. 8A.
- the processor uses the equation 10 and the equation 10 to express the first electrode 211 ) it can be determined the impedance Z contact C3 of the contact impedance Z C1 and the third electrode 213 of the.
- FIG. 9A shows a current-voltage path 910 configured in the bio-contact circuit 210 according to the fifth control signal in Table 1, and FIG. 9B is an equivalent circuit corresponding to the current-voltage path 910 of FIG. 9A ( 920).
- the first switch 310 in response to the fifth control signal, can connect the power supply port 245 to the 1-1 terminal 311, and the second switch 320 is a current measurement port (246) may be connected to the 2-2 terminal 322, the third switch 330 may connect the first voltage measurement port 247 to the 3-3 terminal 333, the fourth switch 340 Can connect the second voltage measurement port 248 to the 4-2 terminal 342. Accordingly, the current i may flow from the first port 221 to the second port 222, and the voltage V 3B2 may be measured in the direction of the second port 222 from the third port 223.
- a current may leak through the parasitic impedances Z P2 and Z P4 at node 1, and a compensation value k 21 for compensating the current i may be expressed by Equation (11).
- Equation 12 the composite value of the impedance under node 1 may be expressed by Equation 12.
- the voltage may leak (eg, voltage drop) under the influence of the parasitic component Z P3 at node c, and the compensated voltage value may be expressed as Equation (13).
- the processor (for example, the processor 260 of FIG. 2 or the impedance calculation module 423 of FIG. 4) is the fifth from the current value and voltage value (V 3A2 ) measured through the current-voltage path 910 of FIG. 9A.
- the impedance measurement value Z 3A2 can be obtained.
- the processor may obtain the bioimpedance Z B using Equation 13 or Equation 14 converted therefrom.
- FIG. 10A illustrates a front surface of the electronic device 1000 according to an embodiment
- FIG. 10B illustrates a rear surface of the electronic device 1000
- FIG. 10C illustrates an example of biometric measurement using the electronic device 1000. .
- the electronic device 1000 (eg, the electronic device 200 of FIG. 2) includes a first surface (or front surface) 1010, a second surface (or rear surface) 1020, And a housing including a side surface 1030 surrounding the space between the first surface 1010 and the second surface 1020, and a body part connected to at least a portion of the housing and the electronic device 1000 (eg, : Wrist) may include a binding member 1050 configured to be detachably attached.
- the housing may refer to a structure forming part of the first surface 1010, the second surface 1020, and the side surface 1030.
- the first surface 1010 may be formed by a front plate (eg, a glass plate including various coating layers, or a polymer plate) at least partially substantially transparent.
- the display can be viewed visually through a substantial portion of the first surface 1010.
- the first surface 1010 may include a second electrode 1042 (eg, the second electrode 212 of FIG. 2) and a fourth electrode 1044 (eg, the fourth electrode 214 of FIG. 2 ). have.
- the second electrode 1042 and the fourth electrode 1044 are current-voltage path configuration modules (eg, FIG. 2) in a current-voltage measurement module (eg, current-voltage measurement module 240 of FIG. 2) located in the housing. It can be electrically connected through the current-voltage path configuration module (250).
- the second surface 1020 may be formed by a substantially opaque back plate.
- the second surface 1020 includes a first electrode 1041 (eg, first electrode 211 in FIG. 2), a third electrode 1043 (eg, third electrode 213 in FIG. 2), and PPG ( photoplethysmogram) sensor 1070.
- the first electrode 1041 and the third electrode 1043 may be electrically connected to the current-voltage measurement module through the current-voltage path configuration module.
- the user fills the electronic device 1000 in the wrist so that the first electrode 1041 and the third electrode 1043 contact the wrist, and the second electrode 1042 and the fourth electrode using a finger (1044).
- the processor of the electronic device 1000 may acquire a value of bioimpedance, use it to measure a user state, and display the measurement result 1060 on the display. Can.
- FIG. 11A shows a front surface of the electronic device 1100 according to an embodiment
- FIG. 11B shows an example of biometric measurement using the electronic device 1100.
- the electronic device 1100 (eg, the electronic device 200 of FIG. 2) includes a first surface (or front surface) 1110, a second surface (or rear surface) (not shown), and It may include a housing including a side surface 1130 surrounding the space between the first surface 1110 and the second surface.
- the display can be viewed visually through a substantial portion of the first side 1110.
- the housing may refer to a structure forming part of the first surface 1110, the second surface, and the side surface 1130.
- the side surface 1130 is coupled to the front plate forming at least a portion of the first side 1110 and the rear plate forming at least a portion of the second side, the side comprising a metal and / or polymer It can be formed by a bezel structure (or side member).
- the back plate and side bezel structure may be integrally formed and include the same material (eg, a metal material such as aluminum). Electrodes 1141, 1142, 1143, and 1144 may be disposed at four corners of the side surface 1130, respectively.
- Electrodes 1141, 1142, 1143, and 1144 are current-voltage path configuration modules (eg, current in FIG. 2) to current-voltage measurement modules (eg, current-voltage measurement module 240 in FIG. 2) located within the housing. -It can be electrically connected through the voltage path configuration module (250).
- the user holds the four corners of the electronic device 1100 with both hands so that the first electrode 1141 and the third electrode 1143 contact the left hand and the second electrode 1142 and the fourth electrode (1144) can be brought into contact with the right hand.
- the processor of the electronic device 1100 may acquire a value of bioimpedance, use it to measure a user state, and display a measurement result on the display.
- FIG. 12A shows an oscilloscope waveform that appears when a living body is not in contact with four electrodes
- FIG. 12B shows an oscilloscope waveform that appears when a living body is in contact with four electrodes.
- the electrical signal is measured only at the electrode to which the current is applied.
- the largest signal is measured at the electrode to which the current is applied, and the remaining electrodes have electrical signals of different sizes according to control conditions, that is, polarity swapping ON/OFF, and current-voltage swapping ON/OFF. It can be confirmed that it is measured.
- FIG. 13 shows a circuit diagram 1300 of a path building module 250 in accordance with various embodiments of the present invention.
- the first to fourth ports 221, 222, 223, and 224 may be connected to power supply ports to second voltage measurement ports 245, 246, 247, 248, respectively.
- the path configuration module 250 may include four switches 1310, 1320, 1330, and 1340, each having four terminals.
- the 1-1 terminal 1311, the 1-2 terminal 1312, the 1-3 terminal 1313, and the 1-4 terminal 1314 of the first switch 1310 are respectively the first electrode 211, the first The second electrode 212, the third electrode 213, and the fourth electrode 214 may be electrically connected, and the first switch 1310, based on the control of the processor 260, the feeding port 245 Can be connected to one of the electrodes 211, 212, 213, 214.
- the 2-1 terminal 1321, 2-2 terminal 1322, 2-3 terminal 1323, and 2-4 terminal 1324 of the second switch 1320 are respectively the first electrode 211, the second The second electrode 212, the third electrode 213, and the fourth electrode 214 may be electrically connected to the second switch 1320, based on the control of the processor 260, the current measurement port 246 ) To one of the electrodes 211, 212, 213, 214.
- the 3-1 terminal 1331, the 3-2 terminal 1332, the 3-3 terminal 1333, and the 3-4 terminal 1334 of the third switch 1330 are respectively the first electrode 211, the first The second electrode 212, the third electrode 213, and the fourth electrode 214 may be electrically connected, and the third switch 1330, based on the control of the processor 260, the first voltage measurement port 247 may be connected to one of the electrodes 211, 212, 213, and 214.
- the 4-1 terminal 1341, the 4-2 terminal 1342, the 4-3 terminal 1343, and the 4-4 terminal 1344 of the fourth switch 1340 are respectively the first electrode 211, the first The second electrode 212, the third electrode 213, and the fourth electrode 214 may be electrically connected, and the fourth switch 1340, based on the control of the processor 260, the second voltage measurement port 248 may be connected to one of the electrodes 211, 212, 213, 214.
- the processor 260 controls the switches 1310, 1320, 1330, and 1340 in the same operation as in Table 1, so that the contact impedances Z C1 , Z C2 , Z C3 , and Z C4 and Bioimpedance Z B can be obtained.
- an electronic device includes a bio-contact circuit having four electrodes (eg, a bio-contact circuit 210 of FIG. 2); Feeding port, current measuring port, first voltage measuring port, second voltage measuring port, AC signal generator electrically connected to the feeding port, ammeter electrically connected to the current measuring port, and the first voltage measuring port and the first A current-voltage measurement module including a voltmeter electrically connected between two voltage measurement ports (eg, current-voltage measurement module 240 of FIG. 2); A processor (eg, processor 260 in FIG.
- a memory for storing values eg, memory 130 of FIG. 1
- the memory when executed, causes the processor to: control the current-voltage path configuration module, such that a first current-voltage path, a second current-voltage path, a third current-voltage path, and a fourth current-voltage path Sequentially in the bio-contact circuit, such that in each of the current-voltage paths, one of the two electrodes of the voltage path coincides with one of the two electrodes of the current path and does not include the bioimpedance on the voltage path. And receiving the first current/voltage value measured in the state where the bio-contact circuit is configured as the first current-voltage path from the current-voltage measurement module, and using the first current/voltage value to obtain a first impedance.
- the electronic device further includes a housing including a first surface, a second surface, and a side surface surrounding a space between the first surface and the second surface, wherein two of the four electrodes May be disposed on the first surface (eg, the first surface 1010 of FIG. 10A ), and the other two electrodes may be disposed on the second surface (eg, the second surface 1020 of FIG. 10B ). have.
- the display can be visually viewed through one of the first side and the second side.
- a first electrode and a third electrode are disposed on one of the first surface and the second surface, and a second electrode and a fourth electrode are disposed on the other of the first surface and the second surface.
- the first current-voltage path (for example, the current-voltage path 510 of FIG. 5A) includes a first current path from the first electrode to the second electrode and a first current path from the fourth electrode to the second electrode. It may include one voltage path.
- the second current-voltage path (eg, the current-voltage path 610 of FIG. 6A) includes a second current path from the third electrode to the fourth electrode and a second current path from the second electrode to the fourth electrode. It may include two voltage paths.
- the third current-voltage path (eg, the current-voltage path 710 of FIG. 7A) includes a third current path from the second electrode to the first electrode and a third current path from the third electrode to the first electrode. It may include three voltage paths.
- the fourth current-voltage path (eg, the current-voltage path 810 of FIG. 8A) includes a fourth current path from the fourth electrode to the third electrode and a fourth current path from the first electrode to the third electrode. It can include four voltage paths.
- the instructions may include: the first impedance measurement value, the second impedance measurement value, the parasitic impedance value originating from the parasitic component present between the second electrode and ground, and the fourth electrode and ground.
- the contact impedance value of the second electrode and the contact impedance value of the fourth electrode are obtained, and the third impedance measurement value, the fourth impedance measurement value, and the parasitic component existing between the first electrode and ground.
- the resulting parasitic impedance value, the parasitic impedance value derived from the parasitic component existing between the third electrode and ground, the characteristic impedance value of the circuit element connected to the first electrode, and the characteristic impedance value of the circuit element connected to the third electrode By using (eg, using Equation 10), it is possible to obtain the contact impedance value of the first electrode and
- the instructions include that the processor includes: contact impedance values of electrodes located on the fifth voltage path, contact impedance values of electrodes not located on the fifth current-voltage path, and the fifth voltage path. And a characteristic impedance value of a circuit element connected to an electrode commonly present on the fifth current path, a parasitic impedance value derived from a parasitic component present between electrodes located on the fifth voltage path and ground, and the second 5 Using the parasitic impedance value derived from the parasitic component existing between the electrode and ground not located on the current-voltage path (for example, using Equations 11 to 14), it is possible to obtain the value of the bioimpedance. have.
- the fifth current path and the fifth voltage path are respectively the first current path and the voltage path from the third electrode to the second electrode (eg, the voltage path from No. 5 in Table 1).
- the electronic device has a rectangular shape including a first surface, a second surface, and a side surface surrounding the space between the first surface and the second surface (for example, the side surface 1130 of FIG. 11A ).
- a housing may be further included, and the four electrodes may be respectively disposed at four corners of the side surface.
- the four electrodes may be respectively disposed at four corners of the side surface.
- two of the four electrodes may be disposed on the left side.
- the other two electrodes can be arranged on the right side.
- the current-voltage path configuration module includes: a first switch connecting the feed port to one of the four electrodes based on control of the processor; A second switch connecting the current measurement port to one of the four electrodes based on the control of the processor; A third switch connecting the first voltage measurement port to one of the four electrodes based on the control of the processor; And a fourth switch connecting the second voltage measurement port to one of the four electrodes based on the control of the processor.
- the circuit element may include an electronic component that removes a direct current component from an electrical signal flowing from the current-voltage measurement module to the bio-contact circuit.
- the circuit element may include a first circuit element connected to the first electrode, a second circuit element connected to the second electrode, a third circuit element connected to the third electrode, and a fourth circuit element connected to the fourth electrode.
- the first circuit element is one of the power supply port, the current measurement port, the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port through the first switch (for example, the first switch 310 of FIG. 3) It can be connected with.
- the second circuit element may be connected to one of the power supply port, the current measurement port, the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port through the second switch (eg, the second switch 320 in FIG. 3). have.
- the third circuit element may be connected to one of the power supply port, the current measurement port, the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port through the third switch (eg, the third switch 330 of FIG. 3). have.
- the fourth circuit element may be connected to one of the power supply port, the current measurement port, the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port through the fourth switch (eg, the fourth switch 340 in FIG. 3). have.
- the circuit element includes a first circuit element connected to the power supply port, a second circuit element connected to the current measurement port, a third circuit element connected to the first voltage measurement port, and the second voltage measurement port
- the first circuit element may be connected to one of the four electrodes through the first switch (for example, the first switch 1310 of FIG. 13).
- the second circuit element may be connected to one of the four electrodes through the second switch (eg, the second switch 1320 of FIG. 13).
- the third circuit element may be connected to one of the four electrodes through the third switch (eg, the third switch 1330 of FIG. 13 ).
- the fourth circuit element may be connected to one of the four electrodes through the fourth switch (for example, the fourth switch 1340 of FIG. 13 ).
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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
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 1 은, 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 문헌 1: Brian A. Mazzeo, “Parasitic capacitance influence of potential-sensing electrodes on four-electrode liquid impedance measurements”, Journal of Applied Physics 105, 094106 (2009)
참고 문헌 2: 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 문헌 3: Damjan Pelc, Sanjin Marion, and Mario Basleti?, “Four-contact impedance spectroscopy of conductive liquid samples”, Review of Scientific Instruments 82, 073907 (2011)
참고 문헌 4: Sverre Grimnes and Ørjan 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 문헌 5: 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 신호가 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 상태 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 | 선택된임피던스 | |||
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 9b에서 노드 1 아래의 임피던스의 합성 값은 수학식 12로 표현될 수 있다.
노드 c에서 기생 성분 ZP3의 영향으로 전압이 누설(예: 전압 강하)될 수 있고, 보상된 전압 값은 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
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.
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 오차는 약 -0.8%~ 0.9%로 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.
Claims (15)
- 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; 및상기 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.
- 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.
- 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.
- 제 3 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.
- 제 4 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.
- 제 3 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, 또는상기 제 4 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 3 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로를 포함하는 전자 장치.
- 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.
- 제 7 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.
- 제 8 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.
- 제 9 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.
- 제 8 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, 또는상기 제 4 전류 경로와 상기 제 2 전극에서 상기 제 3 전극으로의 전압 경로를 포함하는 전류-전압 경로를 포함하는 전자 장치.
- 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; 및상기 프로세서의 제어에 기반하여, 상기 제 2 전압 측정 포트를 상기 4개의 전극 중 하나에 연결하는 제 4 스위치를 포함하는 전자 장치.
- 제 12 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.
- 제 13 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.
- 제 13 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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