KR102407336B1

KR102407336B1 - 물체의 변화를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 장치들

Info

Publication number: KR102407336B1
Application number: KR1020150046904A
Authority: KR
Inventors: 이재천; 권의근; 김상준; 윤승근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2035-04-02
Also published as: US20160291066A1; KR20160118583A; US9958483B2

Abstract

물체의 변화를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 감지 장치는 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호를 생성하는 제1 공진기와, 제어 신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1 공진기 사이를 접속하는 스위치와, 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

물체의 변화를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD OF DETECTING VARIATION OF AN OBJECT AND APPARATUSES OPERATING THE SAME}

아래 실시예들은 물체의 변화를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.

신체 외부에서 심박, 호흡수와 같은 생체 신호 정보를 얻기 위해 근거리 전자장(near-field)을 이용하는 기술이 있다. 이는 발진기를 구성하는 공진기의 근거리 전자장 내에서 신체 조직의 변화가 발생시 공진기의 공진 주파수 특성 변화로 발진주파수가 변화되면 필터의 주파수 특성에 의해 출력 신호의 크기가 변화되는 것을 감지하여 심박, 호흡수를 계산하는 방식이다.

이는 공진기의 공진주파수 변화를 신호크기 변화로 변환하기 위해 발진회로와 고성능의 필터가 필요하며 공진기와 발진회로, 필터의 주파수 특성이 잘 맞아야 한다.
관련 선행기술로, 미국 공개특허공보 제 US 2008-0180633호(발명의 명칭: Driving circuit of electromechanical transducer device and retina scanning display device having the same)가 있다.

실시예들은 발진회로와 필터를 필요로 하지 않으며, 공진기에 직접 전원을스위치로 연결하여 상기 스위치 온/오프를 통해 공진신호를 발생하는 기술을 제공할 수 있다.

또한, 실시예들은 상기 발진회로와 상기 필터를 필요로 하지 않으므로, 상기 공진기의 공진 주파수만을 변경함으로써 물체의 변화를 감지할 수 있는 영역인 장의 범위를 조절하는 기술을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따른 감지 장치는 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호를 생성하는 제1 공진기와, 제어 신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1 공진기 사이를 접속하는 스위치와, 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제어 신호의 하강 에지 이후부터 일정 시점마다 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 일정 시점에서 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 획득할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 일정 시점마다 획득된 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다.

상기 장치는 상기 제1 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호가 유도되는 제2 공진기를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 상기 제2 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기를 획득할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 스위치 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 장의 범위를 제어하기 위해 상기 제1 공진기의 공진 주파수를 변경할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제1 공진 신호에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 상기 노이즈 성분에 기초하여 제어 신호의 활성화 시간을 조절할 수 있다.

상기 장치는 상기 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제2 공진 신호를 생성하는 제2 공진기를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기 중 어느 하나와 상기 전원 사이를 접속하고, 상기 컨트롤러는 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 어느 하나로부터 출력된 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다.

다른 실시예에 따른 감지 장치는 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호를 생성하는 제1 공진기와, 제어 신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1 공진기 사이를 접속하는 스위치와, 상기 제1 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호가 유도되는 제2 공진기와, 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호 및 상기 제2 공진 신호 중 적어도 하나의 포락선의 크기를 샘플링하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 포락선을 샘플링하여 상기 적어도 하나에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 상기 노이즈 성분에 기초하여 상기 제어 신호의 활성화 시간을 조절할 수 있다.

일 실시예에 따른 물체의 변화를 감지하는 방법은 제어 신호에 응답하여 전원과 제1 공진기 사이를 접속하는 단계와, 상기 제1 공진기의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 상기 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 상기 제1 공진기를 통해 제1 공진 신호를 생성하는 단계와, 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 샘플링하는 단계는 상기 제어 신호의 하강 에지 이후부터 일정 시점마다 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 일정 시점에서 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 일정 시점마다 획득된 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 제1 공진기와 제2 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호를 유도하는 단계와, 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계는 상기 제어 신호마다 상기 제2 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 스위치로 출력되는 제어 신호의 타이밍도이다.
도 2b는 도 2a의 제어 신호의 타이밍도에 따라 생성되는 제1 공진 신호의 포락선을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 제1 공진 신호의 포락선으로부터 획득된 일정 시점에서의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 스위치로 출력되는 제어 신호의 타이밍도이이다.
도 4b는 도 4a의 제어 신호의 타이밍도에 따라 생성되는 제1 공진 신호와 제2 공진 신호의 포락선을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 제2 공진 신호의 포락선으로부터 획득된 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 1, 도 3 또는 도 4에 도시된 공진기의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 7은 도 1에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8은 도 3에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 9는 도 5에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 10은 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.
도 11은 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 다른 실시예의 개략적인 블록도이다.
도 12는 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 또 다른 실시예의 개략적인 블록도이다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 "감지 장치(detecting device)"는 공진기의 장의 범위 내에서 물체의 변화를 감지하는 장치를 의미한다. 물체의 변화는 물체의 정적인 움직임, 및 동적인 움직임 등에 대한 변화를 포함할 수 있다. 물체의 정적인 움직임은 물체가 특정 위치에서 거의 움직임이 없는 것을 의미할 수 있다. 물체의 동적인 움직임은 물체가 특정 위치에서 움직임이 있는 것 또는 특정 위치에서 다른 위치로 움직임이 있는 것을 의미할 수 있다.

감지 장치는 공진기로부터 발생하는 공진 신호의 크기, 예를 들어 공진 신호의 포락선의 크기 변화를 감지하여 공진기의 장의 범위 내에서 물체의 변화를 감지할 수 있다. 물체는 생물체(예를 들어, 사람 등) 및 무생물체(예를 들어, 차량과 같은 운송 수단 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사람의 경우, 물체는 사람의 심장, 폐, 혈관 등의 신체 조직일 수 있다. 신체 조직은 상피 조직, 결합 조직, 연골 조직, 골조직, 근육 조직, 신경 조직과, 혈액 및 림프 등을 포함할 수 있다. 공진기의 장의 범위 내에 사람의 심장 폐, 혈광 등의 신체 조직이 있을 때, 감지 장치는 신체 조직의 변화로 인해 공진기로부터 발생하는 공진 신호의 포락선의 크기의 변화를 감지하여 신체 조직의 변화를 감지하고, 감지된 크기의 변화 주기를 계산하고, 계산된 변화 주기를 심박, 호흡수, 맥박 등과 같은 생체 신호로서 감지(또는 획득)할 수 있다.

즉, 감지 장치는 공진기의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때 공진기로부터 생성된 공진 신호를 이용하여 물체의 변화를 감지하고, 물체의 변화 주기를 감지할 수 있다. 또한, 물체가 인간(또는 사람)일 때, 감지 장치는 사람으로부터 생체 신호를 감지할 수 있다. 이때, 생체 신호는 연속적인(continual), 간헐적인(intermittent), 또는 한번(one time)의 방식으로 생물학적 존재(biological being)로부터 측정되거나, 모니터되거나, 또는 감지되는 모든 타입의 신호로 의미하고, 생물학적 존재마다 유니크(unique)한 신호일 수 있다. 예를 들어, 생체 신호는 심전도(electrocardiogram), 근전도(electromyogram), 온도(temperature), 습도(humidity), 기압(atmosphere), 및 운동량(momentum) 등일 수 있다.

일 예로, 감지 장치는 독립된 장치로 구현될 수 있다. 감지 장치가 독립된 장치로 구현될 때, 감지 장치는 다양하게 응용될 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 착용가능할(wearable) 수 있다. 즉, 감지 장치는 사용자가 착용할 수 있는 또는 착용하기에 적합한 모든 웨어러블 장치를 의미할 수 있다. 다른 예를 들어, 감지 장치는 특정 물체에 설치될 수 있다. 특정 물체는 운송 수단 등과 같은 움직이는 물체 또는 건물 등과 같은 고정된 물체일 수 있다.

다른 예로, 감지 장치는 마더보드(motherboard)와 같은 인쇄 회로 기판(printed circuit board(PCB)), 직접 회로(integrated circuit(IC)), 또는 SoC(system on chip)로 구현되어 전자 장치에 임베디드될 수 있다. 전자 장치는 PC(personal computer), 데이터 서버, 또는 휴대용 장치로 구현될 수 있다.

휴대용 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book), 또는 스마트 디바이스(smart device)로 구현될 수 있다.

스마트 디바이스는 스마트 와치(smart watch) 또는 스마트 밴드(smart band)로 구현될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.

도 1을 참조하면, 감지 장치(10A)는 전원(power supply; 110), 스위치(switch; SW1), 제1 공진기(first resonator; 130), 및 컨트롤러(controller; 150)를 포함한다.

감지 장치(10A)는 공진기로부터 발생하는 공진 신호의 크기, 예를 들어 공진 신호의 포락선의 크기 변화를 감지하여 공진기의 장의 범위 내에서 물체의 변화를 감지할 수 있다.

전원(110)은 제1 공진기(130)로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원(110)은 스위치(SW1)를 통하여 제1 공진기(130)와 연결되는 경우에 전력을 제1 공진기(130)에 공급할 수 있다. 전원(110)은 DC(Direct Current) 전압원 또는 DC 전류원 중 어느 하나일 수 있다.

스위치(SW1)는 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 온 또는 오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스위치(SW1)는 활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 스위치 오프(SW_OFF)되고, 비활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 스위치 온(SW_ON)될 수 있다.

스위치(SW1)는 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 전원(110)과 제1 공진기(130) 사이의 접속을 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치(SW1)가 활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-온 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속된다. 스위치(SW1)가 비활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-오프 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속되지 않는다.

제1 공진기(130)는 전원(110)으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 일 예로, 제1 공진기(130)는 커패시터 형태로 전기장을 발생시키는 공진기일 수 있다. 다른 예로, 제1 공진기(130)는 인덕터 형태로 자기장을 발생시키는 공진기일 수 있다.

이때, 제1 공진기(130)는 충전(charging)과 방전(discharging)을 통해 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스위치(SW1)가 활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-온 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속되고, 제1 공진기(130)는 충전될 수 있다. 스위치(SW1)가 비활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-오프 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속되지 않고, 제1 공진기(130)는 방전을 시작할 수 있다. 즉, 제1 공진기(130)는 방전되면서 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다.

제1 공진기(130)는 제1 공진 신호(SR1)를 컨트롤러(150)로 출력할 수 있다.

또한, 제1 공진기(130)는 제어 신호(CTRL2)에 응답하여 공진 주파수를 변경할 수 있다. 이에, 제1 공진기(130)의 장의 범위는 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(130)는 가변 공진기일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가변 공진기는 복수의 커패시터들(C), 복수의 인덕터들(L), 및 복수의 스위치들(SW)의 결합으로 구현될 수 있다. 도 6에서는 가변 공진기가 세 개의 커패시터들(C), 인덕터들(L), 및 6개의 스위치들(SW)로 구현된 것으로 도시되어 있지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 가변 공진기는 다양한 수의 커패시터들(C), 인덕터들(L), 및 스위치들(SW)의 결합으로 구현될 수 있다.

컨트롤러(150)는 감지 장치(10A)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(150)는 감지 장치(10A) 각 구성(110, 130, 및 SW1)을 제어할 수 있다.

컨트롤러(150)는 제1 공진 신호(SR1)를 처리할 수 있다. 컨트롤러(150)는 포락선 검출기(envelope detector; 151), 증폭기(amplifier; 153), 및 DSP(digital signal processor; 155)를 포함한다.

포락선 검출기(151)는 제1 공진 신호(RS1)의 포락선을 검출할 수 있다. 포락선 검출기(151)는 검출된 제1 공진 신호(RS1)의 포락선을 증폭기(153)로 출력할 수 있다.

증폭기(153)는 제1 공진 신호(RS1)의 포락선, 예를 들어 포락선의 크기를 증폭할 수 있다. 증폭기(153)는 증폭된 제1 공진 신호(RS1)의 포락선을 DSP(155)로 출력할 수 있다.

DSP(155)는 제1 공진 신호(RS1)의 포락선, 예를 들어 증폭된 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다. DSP(155)는 샘플링 결과에 기초하여 제1 공진 신호(RS1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다. 제1 공진기(130)의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, DSP(155)는 제1 공진 신호(RS1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 물체의 변화 주기로 감지(또는 획득)할 수 있다.

DSP(155)는 제1 공진기(130)의 장의 범위를 제어하기 위해 제1 공진기(130)의 공진 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들어, DSP(155)는 제1 공진기(130)의 공진 주파수의 변경을 제어하기 위한 제어 신호(CTRL2)를 생성하고, 생성된 제어 신호(CTRL2)을 제1 공진기(130)로 전송할 수 있다.

DSP(155)는 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하여 제1 공진 신호(SR1)에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 검출된 노이즈 성분에 기초하여 제어 신호(CTRL1)의 활성화 시간을 조절할 수 있다. 이에, 제1 공진기(130)의 장의 크기는 활성화 시간이 조절된 제어 신호(CTRL1)에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(CTRL1)의 활성화 시간이 길게 조절된 경우, 제1 공진기(130)는 제1 전원(110)에 보다 길게 접속하고, 많은 전력(또는 에너지)를 충전하여 이전보다 큰 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 제어 신호(CTRL1)의 활성화 시간이 짧게 조절된 경우, 제1 공진기(130)는 제1 전원(110)에 보다 짧게 접속하고, 적은 전력(또는 에너지)를 충전하여 이전보다 작은 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다.

이하에서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 공진기(130)의 장의 범위내에 물체의 변화가 있을 때, 물체의 변화를 감지하기 위한 감지 장치(10A)의 동작 방법을 상세히 설명한다.

도 2a는 도 1에 도시된 스위치로 출력되는 제어 신호의 타이밍도이고, 도 2b는 도 2a의 제어 신호의 타이밍도에 따라 생성되는 제1 공진 신호의 포락선을 설명하기 위한 그래프이고, 도 2c는 도 2b에 도시된 제1 공진 신호의 포락선으로부터 획득된 일정 시점에서의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 1 내지 도 2c를 참조하면, DSP(155)는 스위치(SW1)의 온 또는 오프 동작을 제어하기 위한 제어 신호(CTRL1)를 생성할 수 있다. 도 1에서는 제어 신호(CTRL1)가 DSP(155)에서 생성되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 실시예에 따라 제어 신호(CTRL1)는 신호 생성기(signal generator; 미도시)에서 생성될 수 있다. 신호 생성기는 컨트롤러(150)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.

제어 신호(CTRL1)는 주기(Ts)로 생성될 수 있다.

스위치(SW1)가 활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-온 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속되고, 제1 공진기(130)는 충전될 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(130)는 구간(Ts-T1, Ts-T2, Ts-T3, 및 Ts-T3)에서 전원(110)으로부터 출력된 전력에 의해서 충전될 수 있다.

스위치(SW1)가 비활성화된 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 턴-오프 될 때, 전원(110)과 제1 공진기(130)는 서로 접속되지 않고, 제1 공진기(130)는 방전을 시작할 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(130)는 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 방전될 수 있다.

제1 공진기(130)는 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 방전되면서 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 제1 공진기(130)의 Q 특성(Quality factor)이 변화가 되며, 이는 제1 공진기(130)로부터 생성된 제1 공진 신호(SR1)의 시간에 따른 감쇄도를 변화시킨다. 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 생성된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선은 도 2b에 도시된 바와 같을 수 있다.

DSP(155)는 제어 신호(CTRL1)의 하강 에지(falling edge; FE) 이후부터 일정 시점마다 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하여 일정 시점에서 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기를 획득할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 일정 시점은 제어 신호(CTRL1)의 하강 에지 이후부터 일정 시간(ΔT)이 지난 시점을 의미할 수 있다.

예를 들어, DSP(155)는 구간(T1)의 하강 에지(FE) 이후부터 일정 시간(ΔT)이 지난 시점에서 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하고, 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V1)를 획득한다. DSP(155)는 구간(T2)의 하강 에지(FE) 이후부터 일정 시간(ΔT)이 지난 시점에서 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하고, 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V2)를 획득한다. DSP(155)는 구간(T3)의 하강 에지(FE) 이후부터 일정 시간(ΔT)이 지난 시점에서 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하고, 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V3)를 획득한다. DSP(155)는 구간(T4)의 하강 에지(FE) 이후부터 일정 시간(ΔT)이 지난 시점에서 제1 공진 신호(SR1)의 포락선을 샘플링하고, 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V4)를 획득한다.

이때, 제1 공진기(130)의 장의 범위 내에 물체의 변화를 감지하기 위해, DSP(155)는 각 구간(T1~T4)에서 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V1~V4)를 이용하여 일정 주기(Ts)로 스위치(SW1)를 온/오프 시킴으로써 발생되는 제1 공진 신호(SR1)의 시간에 따른 감쇄도를 감지(또는 측정)할 수 있다.

DSP(155)는 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다. 이때, DSP(155)는 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하기 위해 푸리에 변환을 수행할 수 있다.

각 구간(T1~T4)에서 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V1~V4)는 시간에 따라 도 2c에 도시된 바와 같다. 이에, DSP(155)는 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기(V1~V4)를 연결한 파형을 획득하고, 시간에 따른 파형의 변화를 계산할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c에서는 설명의 편의를 위해, 제어 신호(CTRL1)에 따라 생성된 제1 공진 신호(SR1)로부터 각 구간(T1~T4)에서 획득된 4개의 포락선의 크기(V1~V4)만을 도시하고 있지만, 제1 공진기(130)의 충전 및 방전의 반복을 통해 제1 공진 신호(SR1)가 계속해서 생성되고, 각 구간(T1~T4) 이후 구간에서도 도 2b에서 설명한 바와 같이 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기가 획득될 수 있다.

DSP(155)는 더 많은 구간에서 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기를 연결한 파형으로부터 시간에 따른 파형의 변화를 획득할 수 있다. 이에, DSP(155)는 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기를 연결한 파형의 시간에 대한 변화 주기를 획득할 수 있다. 즉, DSP(155)는 제1 공진 신호(SR1)의 감쇄도의 시간에 대한 변화 주기를 계산(또는 측정)할 수 있다

따라서, DSP(155)는 일정 시점마다 획득된 제1 공진 신호(SR1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 물체의 변화 주기로 감지(또는 획득)할 수 있다.

도 1 내지 도 2c를 참조하여 설명한 바를 고려하면, 감지 장치(10A)는 다양한 상황에서 응용될 수 있다. 일 예로, 감지 장치(10A)는 사용자로부터 생체 신호를 감지할 수 있다. 다른 예로, 감지 장치(10A)가 차량에 구현(또는 장착)될 때, 감지 장치(10A)는 차량 주변의 물체의 변화를 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 하나 이상의 감지 장치(10A)가 사용자 신체 또는 의상에 장착될 때, 하나 이상의 감지 장치(10A)는 신체 부위의 접근을 감지하고, 제스처를 인식할 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.

도 3을 참조하면, 감지 장치(10B)는 전원(power supply; 210), 스위치(switch; SW2), 제1 공진기(first resonator; 230), 제2 공진기(second resonant; 240) 및 컨트롤러(controller; 250)를 포함한다. 감지 장치(10B)는 도 1에 도시된 감지 장치(10A)의 다른 실시예를 나타낸다.

도 3에 도시된 전원(210), 스위치(SW2), 제1 공진기(230), 컨트롤러(250)의 각 구성 및 동작은 도 1에 전원(110), 스위치(SW1), 제1 공진기(130), 컨트롤러(150)의 각 구성 및 동작과 실질적으로 동일할 수 있다.

제2 공진기(240)는 제1 공진기(230)와의 공진을 통하여 제2 공진 신호(RS2)를 유도할 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(230)가 제1 공진기의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때 전원(210)으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 때, 제 2 공진기(240)는 제1 공진기(230)와의 공진을 통하여 제2 공진 신호(RS2)를 생성할 수 있다.

보다 구체적으로, 스위치(SW2)가 활성화된 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 턴-온 될 때, 전원(210)과 제1 공진기(230)는 서로 접속되고, 제1 공진기(230)는 충전될 수 있다. 스위치(SW2)가 비활성화된 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 턴-오프 될 때, 전원(210)과 제1 공진기(230)는 서로 접속되지 않고, 제1 공진기(230)는 방전을 시작할 수 있다. 즉, 제1 공진기(230)는 방전되면서 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 이때, 제2 공진기(240)에는 제1 공진기(230)와 공진을 통하여 제2 공진 신호(RS2)가 유도될 수 있다.

제2 공진기(240)는 제2 공진 신호(SR2)를 컨트롤러(250)로 출력할 수 있다.

컨트롤러(250)는 제1 공진 신호(SR1) 및 제2 공진 신호(SR2) 중 적어도 하나를 처리할 수 있다. 컨트롤러(250)는 포락선 검출기(envelope detector; 251), 증폭기(amplifier; 253), 및 DSP(digital signal processor; 255)를 포함한다.

컨트롤러(250)가 제1 공진 신호(SR1)를 처리하는 경우, 컨트롤러(250), 즉 포락선 검출기(251), 증폭기(253), 및 DSP(255)의 동작은 도 1 내지 도 2c를 참조하여 설명한 포락선 검출기(151), 증폭기(153), 및 DSP(155)의 동작과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서는, 컨트롤러(250)가 제1 공진 신호(SR1)를 처리하는 경우에 대해서는 생략하고, 컨트롤러(250)가 제2 공진 신호(SR2)를 처리하는 경우에 대해서 상세히 설명한다.

포락선 검출기(251)는 제2 공진 신호(RS2)의 포락선을 검출할 수 있다. 포락선 검출기(251)는 검출된 제2 공진 신호(RS2)의 포락선을 증폭기(253)로 출력할 수 있다.

증폭기(253)는 제2 공진 신호(RS2)의 포락선, 예를 들어 포락선의 크기를 증폭할 수 있다. 증폭기(253)는 증폭된 제2 공진 신호(RS2)의 포락선을 DSP(255)로 출력할 수 있다.

DSP(255)는 제2 공진 신호(RS1)의 포락선, 예를 들어 증폭된 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다. DSP(255)는 샘플링 결과에 기초하여 제2 공진 신호(RS1)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다. 제1 공진기(230)의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, DSP(255)는 제2 공진 신호(RS2)의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 물체의 변화 주기로 감지(또는 획득)할 수 있다.

DSP(255)는 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하여 제2 공진 신호(SR2)에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 검출된 노이즈 성분에 기초하여 제어 신호(CTRL3)의 활성화 시간을 조절할 수 있다. 이에, 제1 공진기(230)의 장의 크기는 활성화 시간이 조절된 제어 신호(CTRL3)에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(CTRL3)의 활성화 시간이 길게 조절된 경우, 제1 공진기(230)는 제1 전원(210)에 보다 길게 접속하고, 많은 전력(또는 에너지)를 충전하여 이전보다 큰 제1 공진 신호(SR1)를 생성하고, 제2 공진기(240)에 이전보다 큰 제2 공진 신호(SR2)를 유도할 수 있다. 제어 신호(CTRL3)의 활성화 시간이 짧게 조절된 경우, 제1 공진기(230)는 제1 전원(210)에 보다 짧게 접속하고, 적은 전력(또는 에너지)를 충전하여 이전보다 작은 제1 공진 신호(SR1)를 생성하고, 제2 공진기(240)에 이전보다 작은 제2 공진 신호(SR2)를 유도할 수 있다.

이하에서는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 공진기(230)의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 물체의 변화를 감지하기 위해 감지 장치(10B)가 제2 공진 신호(SR2)를 처리하는 동작 방법을 상세히 설명한다.

도 4a는 도 3에 도시된 스위치로 출력되는 제어 신호의 타이밍도이고, 도 4b는 도 4a의 제어 신호의 타이밍도에 따라 생성되는 제1 공진 신호와 제2 공진 신호의 포락선을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4c는 도 4b에 도시된 제2 공진 신호의 포락선으로부터 획득된 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 3 내지 도 4c를 참조하면, DSP(255)는 스위치(SW2)의 온 또는 오프 동작을 제어하기 위한 제어 신호(CTRL3)를 생성할 수 있다. 도 3에서는 제어 신호(CTRL3)가 DSP(255)에서 생성되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 실시예에 따라 제어 신호(CTRL3)는 신호 생성기(signal generator; 미도시)에서 생성될 수 있다. 신호 생성기는 컨트롤러(250)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.

제어 신호(CTRL3)는 주기(Ts)로 생성될 수 있다.

스위치(SW2)가 활성화된 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 턴-온 될 때, 전원(210)과 제1 공진기(230)는 서로 접속되고, 제1 공진기(230)는 충전될 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(230)는 구간(Ts-T1, Ts-T2, Ts-T3, 및 Ts-T3)에서 전원(210)으로부터 출력된 전력에 의해서 충전될 수 있다.

스위치(SW2)가 비활성화된 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 턴-오프 될 때, 전원(210)과 제1 공진기(230)는 서로 접속되지 않고, 제1 공진기(130)는 방전을 시작할 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(230)는 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 방전될 수 있다.

제1 공진기(230)는 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 방전되면서 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다. 이때, 제2 공진기(240)에는 제1 공진기(230)와 공진을 통하여 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 제2 공진 신호(RS2)가 유도될 수 있다. 제1 공진기(230)의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 제1 공진기(230)와 제2 공진기(240) 간의 커플링 특성이 변화가 되며, 이는 제2 공진기(240)에서 유도되는 제2 공진 신호(SR2)의 크기를 변화시킨다. 구간(T1, T2, T3, 및 T4)에서 생성된 제1 공진 신호(SR1)와 제2 공진 신호(SR2)의 포락선은 도 4b에 도시된 바와 같을 수 있다.

DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하여 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기를 획득할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)의 하강 에지(FE)에서 다음 제어 신호(CTRL3)의 상승 에지(positive edge; PE)까지 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하여 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기를 획득할 수 있다.

예를 들어, DSP(255)는 구간(T1)에서 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하고, 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기(V5)를 획득한다. DSP(255)는 구간(T2)에서 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하고, 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 크기(V6)를 획득한다. DSP(255)는 구간(T3)에서 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하고, 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 크기(V7)를 획득한다. DSP(255)는 구간(T4)에서 제2 공진 신호(SR2)의 포락선을 샘플링하고, 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 크기(V8)를 획득한다.

이때, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기(V5~V8)를 이용하여 제1 공진기(230)의 장의 범위 내에 물체의 변화를 감지할 수 있다.

DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산할 수 있다. 이때, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하기 위해 푸리에 변환을 수행할 수 있다.

각 구간(T1~T4)에서 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기(V5~V8)는 시간에 따라 도 4c에 도시된 바와 같다. 이에, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기(V5~V8)를 연결한 파형을 획득하고, 시간에 따른 파형의 변화를 계산할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에서는 설명의 편의를 위해, 제어 신호(CTRL3)에 따라 생성된 제2 공진 신호(SR2)로부터 각 구간(T1~T4)에서 획득된 4개의 포락선의 최대 크기(V5~V8)만을 도시하고 있지만, 제1 공진기(130)의 충전 및 방전의 반복을 통해 제2 공진 신호(SR2)가 계속해서 유도되고, 각 구간(T1~T4) 이후 구간에서도 도 3b에서 설명한 바와 같이 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기가 획득될 수 있다.

DSP(255)는 더 많은 구간에서 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기를 연결한 파형으로부터 시간에 따른 파형의 변화를 획득할 수 있다. 이에, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기를 연결한 파형의 시간에 대한 변화 주기를 획득할 수 있다.

즉, DSP(255)는 제어 신호(CTRL3)마다 획득된 제2 공진 신호(SR2)의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 물체의 변화 주기로 감지(또는 획득)할 수 있다.

도 3 내지 도 4c를 참조하여 설명한 바를 고려하면, 감지 장치(10B)는 다양한 상황에서 응용될 수 있다. 일 예로, 감지 장치(10B)는 사용자로부터 생체 신호를 감지할 수 있다. 다른 예로, 감지 장치(10B)가 차량에 구현(또는 장착)될 때, 감지 장치(10B)는 차량 주변의 물체의 변화를 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 감지 장치(10B)가 두 차량 각각에 구현(또는 장착)될 때, 감지 장치(10B)는 각 차량의 공진기간 커플링 변화를 감지하여 차량 상호간 접근(또는 거리)을 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 하나 이상의 감지 장치(10A)가 사용자 신체 또는 의상에 장착될 때, 하나 이상의 감지 장치(10A)는 공진기간 커플링 변화를 감지하여 신체 부위간 거리를 감지하고, 제스처를 인식할 수 있다.

도 5는 또 다른 실시예에 따른 감지 장치의 개략적인 블록도이다.

도 5를 참조하면, 감지 장치(10C)는 전원(power supply; 310), 스위치(switch; SW3), 제1 공진기(first resonator; 330), 제2 공진기(second resonant; 340) 및 컨트롤러(controller; 350)를 포함한다. 감지 장치(10C)는 도 1에 도시된 감지 장치(10A)의 또 다른 실시예를 나타낸다.

전원(310)은 제1 공진기(330) 또는 제2 공진기(340)로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원(310)은 스위치(SW3)를 통하여 제1 공진기(330)와 연결되는 경우에 전력을 제1 공진기(130)에 공급할 수 있다. 전원(310)은 스위치(SW3)를 통하여 제2 공진기(340)와 연결되는 경우에 전력을 제2 공진기(340)에 공급할 수 있다.

스위치(SW3)는 제어 신호(CTRL5)에 응답하여 온 또는 오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스위치(SW3)는 활성화된 제어 신호(CTRL5)에 응답하여 스위치 오프(SW_OFF)되고, 비활성화된 제어 신호(CTRL5)에 응답하여 스위치 온(SW_ON)될 수 있다.

또한, 스위치(SW3)는 제어 신호(CTRL5)에 응답하여 제1 공진기(330)와 제2 공진기(340) 중에서 어느 하나와 전원(310) 사이를 접속할 수 있다.

컨트롤러(350)는 어느 하나(330 또는 340)로부터 생성된 공진 신호(SR1 또는 SR2)를 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(350)는 어느 하나(330 또는 340)로부터 생성된 공진 신호(SR1 또는 SR2)의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다.

도 5에 도시된 전원(310), 스위치(SW3), 공진기(330 및 340), 컨트롤러(350)의 각 구성 및 동작은 도 1에 전원(110), 스위치(SW1), 공진기(130), 컨트롤러(150)의 각 구성 및 동작과 실질적으로 동일할 수 있다.

제1 공진기(330)는 커패시터 형태로 전기장을 발생시키는 공진기와 인덕터 형태로 자기장을 발생시키는 공진기 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 제2 공진기(340)는 커패시터 형태로 전기장을 발생시키는 공진기와 인덕터 형태로 자기장을 발생시키는 공진기 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 커패시터 형태로 전기장을 발생시키는 공진기는 전기장의 범위내의 물체의 유전율 변화 감지에 적합할 수 있다. 인덕터 형태로 자기장을 발생시키는 공진기는 자기장의 범위내의 물체의 투자율 변화 감지에 적합할 수 있다.

일 예로, 제1 공진기(330)와 제2 공진기(340)는 서로 다른 장을 발생시키는 공진기로 구현될 수 있다. 스위치(SW3)를 통해 전기장과 자기장의 크기의 비율이 다른 공진기들 중에서 하나를 선택적으로 사용함으로써, 감지 장치(10C)는 장의 범위 내의 물체의 특성, 예를 들어 유전율 또는 투자율 변화를 선택적으로 감지할 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 1 내지 도 2c 및 도 7를 참조하면, 스위치(SW1)는 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 전원(110)과 제1 공진기(130) 사이를 접속할 수 있다(710).

제1 공진기(130)는 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때 전원(110)으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다(730).

컨트롤러(150)는 제1 공진 신호(RS1)의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다(750).

도 8은 도 3에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 3 내지 도 4c 및 도 8을 참조하면, 스위치(SW2)는 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 전원(210)과 제1 공진기(230) 사이를 접속할 수 있다(810).

제1 공진기(230)는 장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때 전원(210)으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호(SR1)를 생성할 수 있다(830).

제2 공진기(240)에는 제1 공진기(230)와 공진을 통하여 제2 공진 신호(RS2)가 유도될 수 있다(850).

컨트롤러(250)는 제1 공진 신호(SR1) 및 제2 공진 신호(SR2) 중 적어도 하나의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다(870).

도 9는 도 5에 도시된 감지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 5 및 도 9를 참조하면, 스위치(SW3)는 제어 신호(CTRL5)에 응답하여 제1 공진기(330)와 제2 공진기(340) 중에서 어느 하나와 전원(310) 사이를 접속할 수 있다(910).

컨트롤러(350)는 어느 하나(330 또는 340)로부터 생성된 공진 신호(SR1 또는 SR2)의 포락선의 크기를 샘플링할 수 있다(930).

도 10은 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.

도 10을 참조하면, 전자 시스템(1100)은 감지 장치(10A, 10B, 또는 10C; 총괄적으로 '10') 및 전자 장치(1110)를 포함할 수 있다.

전자 장치(1110)는 PC(personal computer), 데이터 서버, 또는 휴대용 장치로 구현될 수 있다.

휴대용 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book), 또는 스마트 디바이스(smart device)으로 구현될 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(1110)는 착용가능할(wearable) 수 있다. 즉, 전자 장치(1110)는 사용자가 착용할 수 있는 또는 착용하기에 적합한 웨어러블 장치를 의미할 수 있다.

감지 장치(10)와 전자 장치(1110)는 서로 통신 가능할 수 있다.

도 11은 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 다른 실시예의 개략적인 블록도이다.

도 11을 참조하면, 전자 시스템(1100)은 감지 장치(10A, 10B, 또는 10C; 총괄적으로 '10') 및 호스트(host; 1110)를 포함할 수 있다.

도 1에서 상술된 이외에, 감지 장치(10)는 환자 감시 장치(patient monitor), ECG(electrocardiogram) 장치, 호흡 센서(respiratory rate sensor), 맥박 센서(pulse rate sensor), 체온 센서(body temperature sensor), 전기 전도 센서(electric conduction sensor) 또는 메디컬 이미징 장치(medical imaging device) 등일 수 있다.

호스트(1210)와 감지 장치(10)는 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 호스트(1110)와 감지 장치(10)는 서로 연동될 수 있다. 호스트(1110)가 감지 장치(10)를 제어하거나 감지 장치(10)가 호스트(1110)를 제어할 수 있다.

호스트(1110)는 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다. 상기 휴대용 전자 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book), 또는 스마트 디바이스(smart device)로 구현될 수 있다.

호스트(1110)는 감지 장치(10)를 통해 감지 장치(10)를 착용한 사용자의 상태(또는 변화)를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자의 상태는 건강 상태(health state), 생리학적 조건(physiological condition), 또는 의료 상태(medical state)일 수 있다.

도 12는 도 1, 도 3 또는 도 5에 도시된 감지 장치를 포함하는 전자 시스템의 또 다른 실시예의 개략적인 블록도이다.

도 12를 참조하면, 전자 시스템(1200)은 감지 장치(10A, 10B, 또는 10C; 총괄적으로 '10'), 게이트웨이(gateway; 1210), 및 호스트 장치(1230)를 포함할 수 있다. 전자 시스템(1200)은 건강 모니터링 시스템(health monitoring system)일 수 있다.

전자 장치(10)와 호스트(1130)는 게이트웨이(1110)를 통해 서로 통신할 수 있다.

게이트웨이(1110)는 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다. 상기 휴대용 전자 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book) 또는 스마트 디바이스(smart device)로 구현될 수 있다.

호스트(1130)는 의료 기간의 의료 시스템일 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호를 생성하는 제1 공진기;
제어 신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1 공진기 사이를 접속하는 스위치; 및
상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 공진 신호의 노이즈 성분에 기초하여 상기 제1 공진기의 에너지 양, 상기 제1 공진 신호의 크기, 및 제1 공진기의 장의 범위를 제어하는,
감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호의 하강 에지 이후부터 일정 시점마다 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 일정 시점에서 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 획득하는 감지 장치.
제2항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 일정 시점마다 획득된 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호가 유도되는 제2 공진기
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 감지 장치.
제4항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 상기 제2 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기를 획득하는 감지 장치.
제5항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 장의 범위를 제어하기 위해 상기 제1 공진기의 공진 주파수를 변경하는 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제1 공진 신호에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 상기 노이즈 성분에 기초하여 상기 제어 신호의 활성화 시간을 조절하는 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제2 공진 신호를 생성하는 제2 공진기
를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기 중 어느 하나와 상기 전원 사이를 접속하고,
상기 컨트롤러는 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 어느 하나로부터 출력된 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 감지 장치.
장(field)의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 제1 공진 신호를 생성하는 제1 공진기;
제어 신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1 공진기 사이를 접속하는 스위치;
상기 제1 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호가 유도되는 제2 공진기; 및
상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호 및 상기 제2 공진 신호 중 적어도 하나의 포락선의 크기를 샘플링하는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 공진 신호의 노이즈 성분에 기초하여 상기 제1 공진기의 에너지 양, 상기 제1 공진 신호의 크기, 및 제1 공진기의 장의 범위를 제어하는,
감지 장치.
제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호의 하강 에지 이후부터 일정 시점마다 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 일정 시점에서 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 획득하는 감지 장치.
제11항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 일정 시점마다 획득된 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 감지 장치.
제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 상기 제2 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기를 획득하는 감지 장치.
제13항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 감지 장치.
제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 장의 범위를 제어하기 위해 상기 제1 공진기의 공진 주파수를 변경하는 감지 장치.
제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 포락선을 샘플링하여 상기 적어도 하나에 포함된 노이즈 성분을 검출하고, 상기 노이즈 성분에 기초하여 상기 제어 신호의 활성화 시간을 조절하는 감지 장치.
스위치가 제어 신호에 응답하여 전원과 제1 공진기 사이를 접속하는 단계;
상기 제1 공진기가 상기 제1 공진기의 장의 범위 내에 물체의 변화가 있을 때, 상기 전원으로부터 출력된 전력에 기초하여 상기 제1 공진기를 통해 제1 공진 신호를 생성하는 단계;
컨트롤러가 상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계; 및
상기 컨트롤러가 상기 제1 공진 신호의 노이즈 성분에 기초하여 상기 제1 공진기의 에너지 양, 상기 제1 공진 신호의 크기, 및 제1 공진기의 장의 범위를 제어하는 단계
를 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 샘플링하는 단계는,
상기 제어 신호의 하강 에지 이후부터 일정 시점마다 상기 제1 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 일정 시점에서 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기를 획득하는 단계
를 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 일정 시점마다 획득된 상기 제1 공진 신호의 포락선의 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 단계
를 더 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 제1 공진기와 제2 공진기와의 공진을 통하여 제2 공진 신호를 유도하는 단계; 및
상기 물체의 변화를 감지하기 위해 상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계
를 더 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.
제20항에 있어서,
상기 제2 공진 신호의 포락선의 크기를 샘플링하는 단계는,
상기 제어 신호마다 상기 제2 공진 신호의 포락선을 샘플링하여 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기를 획득하는 단계
를 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.
제21항에 있어서,
상기 제어 신호마다 획득된 상기 제2 공진 신호의 포락선의 최대 크기의 시간에 대한 변화 주기를 계산하는 단계
를 더 포함하는 물체의 변화를 감지하는 방법.