KR102614542B1 - Circadian rhythm analysis device and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
써카디언 리듬 분석 장치 및 방법이 개시된다. 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 써카디언 리듬 분석 장치는, 써카디언(circadian) 조도 값을 수신하도록 구성되는 송수신기 및 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하고, 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수 및 제2 써카디언 리듬 지수는 상기 써카디언 조도가 상기 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표이고, 특정 시각에서의 가중치 및 특정 시각에서의 써카디언 조도 값을 이용한 적분 방정식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.A circadian rhythm analysis device and method are disclosed. A circadian rhythm analysis device according to one aspect of the technical idea of the present disclosure includes a transceiver configured to receive a circadian illuminance value and a phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value. ) Calculate a first circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of shift of ), and a second circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion based on the circadian illuminance value. It may include at least one processor configured to calculate . The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index are indicators indicating the influence of the circadian illuminance on the circadian rhythm, and the weight at a specific time and the circadian illuminance value at a specific time It is characterized by being calculated by an integral equation using .
Description
본 개시의 기술적 사상은 써카디언 리듬의 분석 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 송수신기 및 써카디언 리듬의 변화를 모니터링하고 정량적으로 분석하는 프로세서를 포함하는 써카디언 리듬 분석 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a circadian rhythm analysis device and a method of operating the same, specifically, a circadian rhythm analysis device including a transceiver and a processor that monitors and quantitatively analyzes changes in the circadian rhythm, and It's about how it works.
인간의 몸 안에 존재하는 생체 시계(bio-clock)에 의해 조절되며, 하루 24시간을 주기로 반복되는 변화를 써카디언 리듬(“생체 리듬” 또는 “일주기 리듬”이라고도 지칭함)이라 한다. 이 써카디언 리듬은 광(빛)에 의해 가장 큰 영향을 받게 된다. 즉, 하루 24 시간의 낮과 밤의 빛 환경 변화 속에서 생존해온 인간은 그에 따른 써카디언 리듬을 갖는다.It is regulated by the bio-clock within the human body, and changes that repeat every 24 hours a day are called circadian rhythms (also referred to as “circadian rhythms” or “circadian rhythms”). This circadian rhythm is most influenced by light. In other words, humans who have survived in the changing light environment of day and night for 24 hours a day have a corresponding circadian rhythm.
만일, 인간이 24시간의 시간대에 맞는 자연광에만 노출된다면, 써카디언 리듬은 정상을 따를 것이다. 하지만, 인간이 저녁에 인공 조명에 노출된다면, 멜라토닌(Melatonin)의 분비가 억제되면서 써카디언 리듬이 정상에서 벗어나 숙면이 방해될 수 있다.If humans are exposed to only natural light over a 24-hour period, the circadian rhythm will follow normal. However, if humans are exposed to artificial light in the evening, the secretion of melatonin is suppressed and the circadian rhythm may deviate from normal, interfering with sound sleep.
즉, 최근의 바이오 및 의료 관련 연구 그룹에 따르면, 인공 조명에 의해 방출되는 빛이 인간의 써카디언 리듬에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 특히, 써카디언 리듬은 약 450nm 내지 약 470nm 파장의 청색광에 의해 가장 영향을 많이 받는데, 이는 해당 파장의 청색광이 인간의 멜라토닌 분배를 억제하기 때문이다.In other words, according to recent bio and medical research groups, it has been reported that light emitted by artificial lighting has a significant impact on human circadian rhythm. In particular, circadian rhythms are most affected by blue light with a wavelength of about 450 nm to about 470 nm because blue light at that wavelength inhibits melatonin distribution in humans.
여기서, 멜라토닌은 항산화 및 항암 특성을 갖는 생물학적 화합물로서, 멜라토닌의 분비량이 증가하면 인간의 생체 시계는 밤으로 판단하고, 반대로 멜라토닌의 분비량이 감소하면 인간의 생체 시계는 낮으로 판단하게 된다.Here, melatonin is a biological compound with antioxidant and anticancer properties. When the secretion amount of melatonin increases, the human biological clock judges it to be night, and conversely, when the secretion amount of melatonin decreases, the human biological clock judges it to be day.
써카디언 리듬의 교란에 의해 개인에게 나타나는 건강과 관련된 문제로는, 예를 들어, 계절성 정서장애, 수면장애, 우울증, 시차에 의한 피로 및 교대근무에 연관된 건강질환 등이 있다. 이러한 질병의 치료를 위해서는 적절한 오전 시간에 멜라토닌 분비를 억제시키고 적절한 저녁 시간에 멜라토닌의 분비가 수월하게 일어나도록 함으로써, 써카디언 리듬의 균형이 잘 맞도록 조절되어야 한다.Health-related problems that occur in individuals due to disturbances in the circadian rhythm include, for example, seasonal affective disorder, sleep disorders, depression, jet lag, and health diseases related to shift work. In order to treat this disease, the circadian rhythm must be well balanced by suppressing melatonin secretion in the appropriate morning time and facilitating the secretion of melatonin in the appropriate evening time.
한편, 일반적인 조도 측정 장치는 인간의 눈에 대한 광 감도 특성 곡선 즉, 시각 감도 곡선을 따르는 시각 파장 필터(Visual Lambda Filter; V-λ Filter)를 이용하여 외부 광의 조도(Lux)를 측정한다. 여기서, 조도(Lux)는 인간의 눈으로 인지할 수 있는 빛의 세기를 의미하며, 써카디언 조도(“바이오 조도” 또는 “비시각 조도”라고도 지칭함)와 구분하기 위해 시각 조도(Lux)라고도 지칭한다.Meanwhile, a typical illuminance measuring device measures the illuminance (Lux) of external light using a visual lambda filter (V-λ Filter) that follows the optical sensitivity characteristic curve for the human eye, that is, the visual sensitivity curve. Here, illuminance (Lux) refers to the intensity of light that can be perceived by the human eye, and is also called visual illuminance (Lux) to distinguish it from circadian illuminance (also referred to as “bio illuminance” or “non-visual illuminance”). refers to
이와 같은 시각 감도 곡선에 따르면 약 380㎚ 내지 780㎚의 파장대를 갖는 광에서 최대 감도를 갖게 된다. 하지만, 시각 감도 곡선을 따르는 일반적인 조도 측정 장치에서 측정되는 시각 조도는 인간의 일주기 리듬에 영향을 주는 써카디언 조도와 상이할 수 있다. 즉, 써카디언 조도는 광 성분 중에서 써카디언 리듬에 영향을 미치는 파장대의 빛의 세기(즉, 광자의 개수)로 지칭될 수 있다.According to this visual sensitivity curve, maximum sensitivity is achieved in light having a wavelength range of approximately 380 nm to 780 nm. However, the visual illuminance measured by a typical illuminance measurement device that follows a visual sensitivity curve may be different from the circadian illuminance, which affects the human circadian rhythm. In other words, circadian illuminance can be referred to as the intensity of light (i.e., the number of photons) in the wavelength range that affects the circadian rhythm among light components.
일반적인 조도계는 외부 광이 써카디언 리듬에 어느 정도 영향을 주는지에 대한 정량적인 정보를 제공하지는 않고, 시각 조도에 관련된 빛의 세기를 측정하여 제공한다.A typical illuminance meter does not provide quantitative information on how much external light affects the circadian rhythm, but rather measures the intensity of light related to visual illuminance.
이와 달리, 매일 각기 다른 광 환경에 노출되는 사용자들의 써카디언 리듬에 관련된 정보가 각각 제공된다면 해당 사용자의 건강 개선 등에 이바지 할 수 있을 것이다. 따라서, 사용자 맞춤형으로 써카디언 리듬을 모니터링하고, 예측하고, 분석할 수 있는 기술에 대한 연구가 필요하다.In contrast, if information related to the circadian rhythm of users who are exposed to different light environments every day is provided, it could contribute to improving the health of the users. Therefore, research is needed on technologies that can monitor, predict, and analyze circadian rhythm in a customized way.
상술한 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 기 공개된 기술에 해당하는 것은 아니다.The above content simply provides background information on the present invention and does not correspond to previously disclosed technology.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 광 성분 중 써카디언 리듬에 영향을 미치는 파장대의 빛을 검출함으로써 측정된 써카디언 조도 값을 이용하여, 사용자의 써카디언 리듬의 변화를 실시간으로 모니터링하고 분석하는 기술을 제공하는 데 있다.The problem that the technical idea of the present disclosure seeks to solve is to detect changes in the user's circadian rhythm in real time by using the circadian illuminance value measured by detecting light in the wavelength range that affects the circadian rhythm among light components. The goal is to provide monitoring and analysis technology.
또한, 본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표 및 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 써카디언 리듬 지수들을 계산하고 분석하는 기술을 제공하는 데 있다.In addition, the problem to be solved by the technical idea of the present disclosure is to provide an indicator indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value and an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion. The goal is to provide technology to calculate and analyze circadian rhythm indices.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 써카디언 리듬 분석 장치는, 써카디언(circadian) 조도 값을 수신하도록 구성되는 송수신기 및 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하고, 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수 및 제2 써카디언 리듬 지수는 상기 써카디언 조도가 상기 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표이고, 특정 시각에서의 가중치 및 특정 시각에서의 써카디언 조도 값을 이용한 적분 방정식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a circadian rhythm analysis device according to one aspect of the technical idea of the present disclosure includes a transceiver configured to receive a circadian illuminance value and a circadian illuminance value based on the circadian illuminance value. Calculate the first circadian rhythm index corresponding to the index indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm, and calculate the index indicating the degree of inhibition of melatonin secretion based on the circadian illuminance value. It may include at least one processor configured to calculate a corresponding second circadian rhythm index. The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index are indicators indicating the influence of the circadian illuminance on the circadian rhythm, and the weight at a specific time and the circadian illuminance value at a specific time It is characterized by being calculated by an integral equation using .
본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 써카디언 리듬 지수 분석 장치에 의해 수행되는 방법은, 써카디언(circadian) 조도 값을 수신하는 단계, 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하는 단계 및 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수 및 제2 써카디언 리듬 지수는 상기 써카디언 조도가 상기 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표이고, 특정 시각에서의 가중치 및 특정 시각에서의 써카디언 조도 값을 이용한 적분 방정식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.A method performed by a circadian rhythm index analysis device according to an aspect of the technical idea of the present disclosure includes receiving a circadian illuminance value, and circadian rhythm based on the circadian illuminance value. Calculating a first circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of shift of the phase and a second indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion based on the circadian illuminance value It may include calculating a circadian rhythm index. The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index are indicators indicating the influence of the circadian illuminance on the circadian rhythm, and the weight at a specific time and the circadian illuminance value at a specific time It is characterized by being calculated by an integral equation using .
본 개시의 기술적 사상의 써카디언 리듬 분석 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 써카디언 조도 측정 장치에 의해 감지 및 측정된 써카디언 조도 값을 이용하여, 24시간 주기로 사용자에게 영향을 미치는 써카디언 리듬의 변화를 정량적으로 예측하고 분석할 수 있는 효과가 있다.According to the circadian rhythm analysis device and operating method of the technical idea of the present disclosure, the circadian illuminance value detected and measured by the circadian illuminance measuring device is used to detect circadian illuminance that affects the user in a 24-hour cycle. It has the effect of quantitatively predicting and analyzing changes in rhythm.
본 개시의 기술적 사상의 써카디언 리듬 분석 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표와 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표를 계산함으로써, 써카디언 조도가 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표를 정량적으로 계산할 수 있는 효과가 있다.According to the circadian rhythm analysis device and operating method of the technical idea of the present disclosure, an indicator indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value and the degree of inhibition of melatonin secretion By calculating the index representing , there is the effect of quantitatively calculating the index representing the influence of circadian illuminance on circadian rhythm.
또한, 본 개시의 기술적 사상의 써카디언 리듬 분석 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 써카디언 조도가 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표를 일반인들이 이해하기 쉬운 수면방해지수 또는 광오염지수로 환산하여 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the circadian rhythm analysis device and operating method of the technical idea of the present disclosure, the indicator indicating the effect of circadian illuminance on circadian rhythm is converted into a sleep disturbance index or light pollution index that is easy for the general public to understand. There is an effect that can be converted and provided.
또한, 본 개시의 기술적 사상의 써카디언 리듬 분석 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 사용자들의 서로 다른 써카디언 리듬을 24시간 주기로 실시간으로 모니터링 및 분석하여, 써카디언 리듬에 대한 각종 지표들을 제공함으로써 개인별 헬스케어를 시나리오 별로 유용하게 가이드(guide)할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the circadian rhythm analysis device and operating method of the technical idea of the present disclosure, different circadian rhythms of users are monitored and analyzed in real time in a 24-hour cycle, and various indicators of circadian rhythm are provided. This has the effect of providing a useful guide to individual healthcare for each scenario.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치(101)를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 분석 시스템(200)을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 써카디언 리듬 감도 곡선 및 시각 감도 곡선을 도시한 그래프이다.
도 4는 써카디언 조도 측정 장치(400)의 개략적인 블록도이다.
도 5는 써카디언 리듬 분석 장치(500)의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 알고리즘과 제2 알고리즘에서 활용되는 모델의 개념도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자의 나이 별로 파장에 따른 렌즈 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자의 나이 별로 파장에 따른 32세 대비 렌즈 투과율의 비율을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 분석 장치의 써카디언 리듬 지수를 분석하는 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device 101 in a network environment according to various embodiments of the present disclosure.
Figure 2 is a block diagram schematically showing a circadian rhythm analysis system 200 according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a graph showing a circadian rhythm sensitivity curve and a visual sensitivity curve.
Figure 4 is a schematic block diagram of the circadian illuminance measuring device 400.
Figure 5 is a schematic block diagram of the circadian rhythm analysis device 500.
Figure 6 is a conceptual diagram of a model used in the first algorithm and the second algorithm according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 7 is a graph showing lens transmittance according to wavelength for each user's age according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 8 is a graph showing the ratio of lens transmittance compared to 32 years old according to wavelength for each user's age according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 15 is a flow chart showing a method of analyzing the circadian rhythm index of the circadian rhythm analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치(101)를 나타내는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an electronic device 101 in a network environment according to various embodiments of the present disclosure.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스 (177), 연결 단자(178), 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. 일부 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 일부 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.Referring to FIG. 1, in the network environment 100, the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108. According to one embodiment, the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197. In some embodiments, at least one of these components (eg, the connection terminal 178) may be omitted, or one or more other components may be added to the electronic device 101. In some embodiments, some of these components (e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
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 구성요소 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 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 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또 는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로 세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 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.Processor 120 may, for example, execute software (e.g., program 140) to execute at least one other component (e.g., hardware component or software component) of electronic device 101 connected to processor 120. ) can be controlled and various data processing or operations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134. According to one embodiment, the processor 120 may include a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor), or an auxiliary processor 123 (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit) that can operate independently or together with the main processor 121. (NPU: neural processing unit), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor). For example, if the electronic device 101 includes a main processor 121 and an auxiliary processor 123, the auxiliary processor 123 may use less power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. can be set. The auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립 또는 아이들) 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: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈 (176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 보조 프 로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공 지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.The auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep or idle) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., sleep or idle) state. While in the application execution) state, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) is used together with the main processor 121. )) can control at least some of the functions or states related to it. According to one embodiment, co-processor 123 (e.g., image signal processor or communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190). there is. According to one embodiment, the auxiliary processor 123 (e.g., neural network processing unit) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models. Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself, where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108). Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited. An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers. Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above. In addition to hardware structures, artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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.The memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto. Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.The program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
입력 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.The input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user). The input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
입력 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.The input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user). The input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101. The sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback. The receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.The display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user). The display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device. According to one embodiment, the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(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.The audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through an electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
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 실시 예에 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 센서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은 시각 조도를 측정하는 조도 센서 또는 써카디언 조도를 측정하는 써카디언 조도 측정 센서를 포함할 수 있다.The sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do. According to one embodiment, the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor and a humidity sensor. According to one embodiment, the sensor module 176 may include an illuminance sensor that measures visual illuminance or a circadian illuminance measurement sensor that measures circadian illuminance.
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 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 오디오 인터페이스, I²C(Inter-Integrated Circuit) 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102). According to one embodiment, the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, an audio interface, and an Inter-Integrated Circuit (I²C) interface. You can.
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 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.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). According to one embodiment, 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).
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 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses. According to one embodiment, the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상 의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module 180 can capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101. According to one embodiment, the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101. According to one embodiment, the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
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 실시 예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 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 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.The communication module 190 provides a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication. According to one embodiment, the communication module 190 is a wireless communication module 192 (e.g., 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 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included. Among these communication modules, the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It can communicate with external electronic devices through telecommunication networks such as cellular networks, 5G networks, next-generation communication networks, the Internet, or computer networks (e.g., LAN or WAN). These various types of communication modules may be integrated into one component (e.g., a single chip) or may be implemented as a plurality of separate components (e.g., multiple chips). The wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to communicate within a communication network such as the first network 198 or the second network 199. The electronic device 101 can be confirmed or authenticated.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또 는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.The wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology). NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimizing terminal power and connecting multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and can support low-latency communications). The wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates. The wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna. The wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199). According to one embodiment, the wireless communication module 192 supports peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC. Example: Downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어 진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수 의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈 (190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품 (예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.The antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device). According to one embodiment, the antenna module may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB). According to one embodiment, the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for the communication method used in the communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected. Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna. According to some embodiments, in addition to the radiator, other components (eg, radio frequency integrated circuit (RFIC)) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
다양한 실시 예들에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치 되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the antenna module 197 may form a mmWave antenna module. According to one embodiment, a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band), And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 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.At least some of the components are connected to each other through a communication method between peripheral devices (e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)) and signal (e.g. commands or data) can be exchanged with each other.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치 (101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104 또는 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 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용 한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내 에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.According to one embodiment, 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 external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101. According to one embodiment, all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108. For example, when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own. Alternatively, or additionally, one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service. One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101. The electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request. For this purpose, for example, cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used. The electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing. In another embodiment, the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device. Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to one embodiment, the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199. The electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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(예: 스마트 안경), 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 명세서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.Electronic devices according to various embodiments disclosed in this document may be of various types. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices (e.g., smart glasses), or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present specification are not limited to the above-mentioned devices.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한 정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제1", "제2", 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.The various embodiments of this document and the terms used herein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various changes, equivalents, or replacements of the embodiments. In connection with the description of the drawings, similar reference numbers may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or more of the above items, unless the relevant context clearly indicates otherwise. As used herein, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish one element from another, and may be used to distinguish such elements in other respects, such as importance or order) is not limited. One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.” Where mentioned, it means that any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함 할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.The term "module" used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. . According to various embodiments, one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, multiple components (eg, modules or programs) may be integrated into a single component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order. , may be omitted, or one or more other operations may be added.
이하에서, "써카디언 리듬(또는 조도)"이라는 용어는 "일주기 리듬(또는 조도)", "24시간 주기 리듬(또는 조도)", "생체 리듬(또는 조도)" 또는 "바이오 리듬(또는 조도)"이라는 용어로 지칭될 수 있다.Hereinafter, the term "circadian rhythm (or illuminance)" refers to "circadian rhythm (or illuminance)", "circadian rhythm (or illuminance)", "circadian rhythm (or illuminance)", or "biorhythm (or illuminance)". It may be referred to by the term “or illuminance)”.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 분석 시스템(200)을 개략적으로 나타내는 블록도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing a circadian rhythm analysis system 200 according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 분석 시스템(200)은 사용자에게 노출되는 외부 광 환경으로부터 써카디언 리듬 지수를 도출하기 위한 시스템으로, 써카디언 조도 측정 장치(202) 및 써카디언 리듬 분석 장치(201)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 써카디언 조도 측정 장치(202) 및 써카디언 리듬 분석 장치(201)는 하나의 구성요소(예: 써카디언 조도 측정 및 써카디언 리듬 분석 장치)로 통합될 수 있다.The circadian rhythm analysis system 200 according to an embodiment of the present disclosure is a system for deriving the circadian rhythm index from the external light environment exposed to the user, and includes the circadian illuminance measurement device 202 and the circadian rhythm index. It may include a rhythm analysis device 201. In another embodiment, the circadian illuminance measurement device 202 and the circadian rhythm analysis device 201 may be integrated into one component (e.g., a circadian illuminance measurement and circadian rhythm analysis device). .
도 1 및 도 2를 참조하면, 써카디언 조도 측정 장치(202, 도 2)는 도 1의 전자 장치(102, 도 1)에 적용될 수 있고, 써카디언 리듬 분석 장치(201, 도 2)는 도 1의 전자 장치(101, 도 1)에 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 써카디언 리듬 분석 장치(201, 도 2)는 제1 네트워크(198, 도 1)를 통하여 써카디언 조도 측정 장치(202, 도 2)와 통신할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the circadian illuminance measuring device 202 (FIG. 2) can be applied to the electronic device 102 (FIG. 1) of FIG. 1, and the circadian rhythm analysis device 201 (FIG. 2) Can be applied to the electronic device 101 (FIG. 1) of FIG. 1. According to one embodiment, the circadian rhythm analysis device 201 (FIG. 2) may communicate with the circadian illuminance measurement device 202 (FIG. 2) through the first network 198 (FIG. 1).
일 실시 예에서, 써카디언 조도 측정 장치(202)는 외부 광을 감지할 수 있다. 써카디언 조도 측정 장치(202)는 써카디언 조도를 측정할 수 있다. In one embodiment, the circadian illuminance measuring device 202 may detect external light. The circadian illuminance measuring device 202 can measure circadian illuminance.
일 실시 예에서, 써카디언 리듬 분석 장치(201)는 써카디언 조도 측정 장치(202)로부터 써카디언 조도 값을 수신할 수 있다. 써카디언 리듬 분석 장치(201)는 수신된 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 CPS(Circadian Phase Shift)를 계산할 수 있다. 써카디언 리듬 분석 장치(201)는 수신된 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 MSR(melatonin Suppression Response)를 계산할 수 있다. CPS는 제1 써카디언 리듬 지수, MSR은 제2 써카디언 리듬 지수로 지칭될 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수 및 제2 써카디언 리듬 지수는 써카디언 조도가 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표에 해당한다. CPS 및 MSR에 대한 상세한 내용은 도 5 이하에서 후술한다.In one embodiment, the circadian rhythm analysis device 201 may receive a circadian illuminance value from the circadian illuminance measurement device 202. The circadian rhythm analysis device 201 can calculate CPS (Circadian Phase Shift), which is an indicator indicating the degree of shift in the phase of the circadian rhythm, based on the received circadian illuminance value. there is. The circadian rhythm analysis device 201 may calculate a melatonin suppression response (MSR), which is an indicator indicating the degree of suppression of melatonin secretion, based on the received circadian illuminance value. CPS may be referred to as the first circadian rhythm index, and MSR may be referred to as the second circadian rhythm index. The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index correspond to indicators indicating the effect of circadian illuminance on circadian rhythm. Details about CPS and MSR are described later in FIG. 5 and below.
도 3은 써카디언 감도 곡선 및 시각 감도 곡선을 도시한 그래프이다.Figure 3 is a graph showing a circadian sensitivity curve and a visual sensitivity curve.
써카디언 감도 곡선(C(λ))은 인간의 써카디언 리듬을 관장하는 호르몬(예: 멜라토닌 또는 코티졸)에 대한 광 감도 특성 곡선으로서 써카디언 파장 대역에서 최대 감도가 되는 곡선으로 정의될 수 있다. 일 예로, 써카디언 파장 대역은 400nm 내지 600nm일 수 있다. 써카디언 감도 곡선에 따르면 써카디언 파장 대역을 갖는 광에서 최대 감도를 가질 수 있다.The circadian sensitivity curve (C(λ)) is a light sensitivity characteristic curve for hormones (e.g. melatonin or cortisol) that control the circadian rhythm in humans and can be defined as the curve with maximum sensitivity in the circadian wavelength band. You can. As an example, the circadian wavelength band may be 400 nm to 600 nm. According to the circadian sensitivity curve, maximum sensitivity can be achieved in light with a circadian wavelength band.
예시적으로, 써카디언 감도 곡선을 따르는 써카디언 파장 필터는 써카디언 파장 대역의 파장을 갖는 외부 광은 통과시키고 그 이외의 파장대를 갖는 외부 광은 차단시키는 대역 통과 필터로서 동작할 수 있다. 써카디언 파장 필터는 써카디언 파장 대역을 갖는 광 성분을 투과시키되, 써카디언 파장대역에서, 예를 들어, 490nm의 파장일 때 최대 투과율을 가질 수 있다.As an example, a circadian wavelength filter that follows the circadian sensitivity curve may operate as a band-pass filter that passes external light having a wavelength in the circadian wavelength band and blocks external light having a wavelength other than the circadian wavelength band. . The circadian wavelength filter transmits light components having a circadian wavelength band, and may have maximum transmittance in the circadian wavelength band, for example, at a wavelength of 490 nm.
시각 감도 곡선(V(λ))은 인간의 눈에 대한 광 감도 특성 곡선으로서 시각 파장 대역에서 최대 감도가 되는 곡선으로 정의될 수 있다. 일 예로, 시각 파장 대역은 380nm 내지 780nm일 수 있다. 시각 감도 곡선에 따르면 시각 파장 대역을 갖는 광에서 최대 감도를 가질 수 있다.The visual sensitivity curve (V(λ)) is a light sensitivity characteristic curve for the human eye and can be defined as a curve with maximum sensitivity in the visual wavelength band. As an example, the visual wavelength band may be 380 nm to 780 nm. According to the visual sensitivity curve, maximum sensitivity can be achieved in light having a visual wavelength band.
예시적으로, 시각 감도 곡선을 따르는 시각 파장 필터는 시각 파장 대역의 파장을 갖는 외부 광은 통과시키고 그 이외의 파장대를 갖는 외부광은 차단시키는 대역 통과 필터로 동작할 수 있다.As an example, a visual wavelength filter that follows the visual sensitivity curve may operate as a band-pass filter that passes external light having a wavelength in the visual wavelength band and blocks external light having a wavelength other than the visual wavelength band.
도 4는 써카디언 조도 측정 장치(400)의 개략적인 블록도이다.Figure 4 is a schematic block diagram of the circadian illuminance measuring device 400.
도 2 및 도 4를 참조하면, 도 4의 써카디언 조도 측정 장치(400)는 도 2의 써카디언 조도 측정 장치(202)에 적용될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 4 , the circadian illuminance measuring device 400 of FIG. 4 may be applied to the circadian illuminance measuring device 202 of FIG. 2 .
일 실시 예로, 써카디언 조도 측정 장치(400)는 외부 광을 써카디언 리듬 감도 곡선에 따라 통과 또는 차단시키는 C(λ)(또는, 써카디언 파장) 필터(Circadian Lambda Filter; C(λ) Filter) (401)와, 외부 광을 시각 감도 곡선에 따라 통과 또는 차단시키는 V(λ)(또는, 시각 파장) 필터(Visual Lambda Filter; V(λ) Filter)(402)를 포함할 수 있다. 써카디언 조도 측정 장치(400)는 일주기 파장 필터(401)를 통과한 외부 광을 감지하여 이를 일주기 파장 신호로 변환하고 시각 파장 필터(402)를 통과한 외부 광을 감지하여 이를 시각 파장 신호로 변환하는 광 감지부(403)와, 일주기 파장 신호 및 시각 파장 신호의 비율을 산출하고, 시각 파장 신호에 따라 달라지는 일주기 작용 함수에 일주기 파장 신호 및 시각 파장 신호의 비율을 적용하여 일주기 작용 계수를 산출하고, 일주기 작용 계수를 기초로 외부 광의 바이오 조도 값을 산출하는 조도 산출부(404)를 포함할 수 있다. 일주기 작용 계수(Circadian Action Factor; CAF)는 외부 광의 색온도의 함수로써, 복사 발광 효능(Luminous Efficacy of Radiation; LER)에 대한 일주기 복사 효능(Circadian Efficacy of Radiation; CER)의 비율로 정의될 수 있다. 일주기 작용 계수는 일주기 파장 신호 및 시각 파장 신호의 비율에 비례하는 값으로 정의될 수 있다.In one embodiment, the circadian illuminance measuring device 400 is a C(λ) (or circadian wavelength) filter (Circadian Lambda Filter; C(λ) that passes or blocks external light according to the circadian rhythm sensitivity curve. ) Filter) 401 and a V(λ) (or visual wavelength) filter (Visual Lambda Filter; V(λ) Filter) 402 that passes or blocks external light according to the visual sensitivity curve. . The circadian illuminance measuring device 400 detects the external light that has passed through the circadian wavelength filter 401 and converts it into a circadian wavelength signal, and detects the external light that has passed through the visual wavelength filter 402 and converts it into a visual wavelength signal. The light detection unit 403 converts the signal into a signal, calculates the ratio of the circadian wavelength signal and the visual wavelength signal, and applies the ratio of the circadian wavelength signal and the visual wavelength signal to the circadian action function that varies depending on the visual wavelength signal. It may include an illuminance calculation unit 404 that calculates a circadian operation coefficient and calculates a bio-illuminance value of external light based on the circadian operation coefficient. Circadian Action Factor (CAF) can be defined as the ratio of Circadian Efficacy of Radiation (CER) to Luminous Efficacy of Radiation (LER) as a function of the color temperature of external light. there is. The circadian action coefficient can be defined as a value proportional to the ratio of the circadian wave signal and the visual wave signal.
다른 실시 예로, 써카디언 조도 측정 장치(400)는 외부 광을 써카디언 리듬 감도 곡선에 따라 통과시키는 C(λ) 필터(401)와, 일주기 파장 필터를 통과한 외부 광을 감지하여 이를 아날로그 신호(예: 전압 값)로 변환하여 출력하는 광 감지부(403)와, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부 광의 써카디언 조도를 산출하는 써카디언 조도 산출부(404)를 포함할 수 있다. 써카디언 조도 측정 장치(202)는 일주기 리듬을 관장하는 호르몬에 대한 광 감도 특성이 최대 감도가 되는 일주기 파장 대역, 예를 들어, 약 450nm 내지 550nm의 파장대를 갖는 광을 통과시키고 그 이외의 파장대를 갖는 광은 차단시킴으로써 써카디언 조도를 측정할 수 있다. In another embodiment, the circadian illuminance measuring device 400 detects external light that has passed through a C(λ) filter 401 and a circadian wavelength filter that passes external light according to a circadian rhythm sensitivity curve. It may include a light detection unit 403 that converts and outputs an analog signal (e.g., a voltage value), and a circadian illuminance calculation unit 404 that converts the analog signal into a digital signal and calculates the circadian illuminance of external light. You can. The circadian illuminance measurement device 202 passes light having a circadian wavelength band in which light sensitivity characteristics for hormones that control the circadian rhythm have maximum sensitivity, for example, a wavelength band of about 450 nm to 550 nm, and others. Circadian illuminance can be measured by blocking light with a wavelength range of .
일반적인 시각 조도 측정 장치(예: 조도계)에 의해 동일하게 500lx로 측정되는 cool white LED 조명 및 warm white LED 조명의 경우, 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 조도 측정 장치(400)에 의해 측정되면 다른 써카디언 조도 값이 측정될 수 있다. 일 예로, 시각 조도 값이 500lx인 cool white LED 조명은, 써카디언 조도 측정 장치(400)에 의해, CAF가 0.77이고 써카디언 조도가 385 biolux로 측정될 수 있다. 일 예로, 시각 조도 값이 500 lx인 warm white LED 조명은, 써카디언 조도 측정 장치(400)에 의해, CAF가 0.37 이고 써카디언 조도가 185 biolux로 측정될 수 있다. biolux는 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 측정 장치에서 사용될 수 있는 써카디언 조도 값의 단위(unit)로 정의될 수 있다.In the case of cool white LED lighting and warm white LED lighting, which are equally measured at 500lx by a general visual illuminance measuring device (e.g., illuminance meter), the measurement is made by the circadian illuminance measuring device 400 according to an embodiment of the present disclosure. When this happens, different circadian illuminance values can be measured. For example, cool white LED lighting with a visual illuminance value of 500lx may be measured by the circadian illuminance measurement device 400 to have a CAF of 0.77 and a circadian illuminance of 385 biolux. For example, warm white LED lighting with a visual illuminance value of 500 lx may be measured by the circadian illuminance measurement device 400 to have a CAF of 0.37 and a circadian illuminance of 185 biolux. biolux may be defined as a unit of circadian illuminance value that can be used in the circadian rhythm measurement device according to an embodiment of the present disclosure.
이 외에도 써카디언 조도를 측정하는 방법은 다양한 방법으로 사용될 수 있으며, 써카디언 조도를 측정하는 방법에 대한 상술한 예시들은 실시 예에 불과할 뿐, 본 개시의 기술적 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the method for measuring circadian illuminance can be used in various ways, and the above-described examples of methods for measuring circadian illuminance are merely examples, and the technical content of the present disclosure is not limited thereto.
사용자에게 노출되는 외부 광 환경에서의 써카디언 조도를 보다 정확하게 측정하기 위해, 써카디언 조도 측정 장치(400)는 사용자에게 직접 채용되거나 사용자의 주변에 설치될 수 있다. 즉, 써카디언 조도 측정 장치(400)는 사용자의 신체 일부분에 부착되거나 사용자가 착용하는 패션 용품(예를 들어, 의류, 신발, 모자, 가방, 헤어 밴드, 벨트 또는 안경 등)에 설치되는 웨어러블 장치로 구현될 수 있다. 이 경우, 써카디언 조도 측정 장치(400)는 패션 용품에 간편하게 체결될 수 있도록 클립 또는 배지 형태로 제작될 수 있다. 써카디언 조도 측정 장치(400)는 바이오 조도계 또는 써카디언 조도계로 지칭될 수 있다.In order to more accurately measure the circadian illuminance in an external light environment exposed to the user, the circadian illuminance measuring device 400 may be employed directly by the user or installed around the user. In other words, the circadian illuminance measuring device 400 is a wearable device that is attached to a part of the user's body or installed on a fashion item worn by the user (e.g., clothing, shoes, hats, bags, hair bands, belts, or glasses, etc.) It can be implemented as a device. In this case, the circadian illuminance measuring device 400 may be manufactured in the form of a clip or badge so that it can be easily fastened to a fashion product. The circadian illuminance measuring device 400 may be referred to as a bio illuminance meter or a circadian illuminance meter.
도 5는 써카디언 리듬 분석 장치(500)의 개략적인 블록도이다.Figure 5 is a schematic block diagram of the circadian rhythm analysis device 500.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 도 5의 써카디언 리듬 분석 장치(500)는 도 1의 전자장치(101) 또는 도 2의 써카디언 리듬 분석 장치(201)에 적용될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, and 5, the circadian rhythm analysis device 500 of FIG. 5 may be applied to the electronic device 101 of FIG. 1 or the circadian rhythm analysis device 201 of FIG. 2. .
써카디언 리듬 분석 장치(500)는 송수신기(501), 프로세서(502) 또는 메모리(503)를 포함할 수 있다. 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 개시의 기술적 내용이 이에 한정되지 않는다. 다른 실시 예들에서, 써카디언 리듬 분석 장치(500)는 추가적으로 또는 대체적으로 다른 구성들을 포함할 수 있다.The circadian rhythm analysis device 500 may include a transceiver 501, a processor 502, or a memory 503. This is only an example, and the technical content of the present disclosure is not limited thereto. In other embodiments, the circadian rhythm analysis device 500 may additionally or alternatively include other components.
송수신기(501)는 외부로부터 써카디언 조도 값(Cir_lx)을 수신할 수 있다. 송수신기(501)는 외부로부터 시각 조도 값(Vis_lx) 을 수신할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 일 예로, 송수신기(501)는 써카디언 조도 측정 장치(400, 도 4)로부터 써카디언 조도 값(Cir_lx) 및/또는 시각 조도 값(Vis_lx)을 수신할 수 있다.The transceiver 501 may receive the circadian illuminance value (Cir_lx) from the outside. The transceiver 501 can receive the visual illuminance value (Vis_lx) from the outside. 4 and 5, as an example, the transceiver 501 may receive a circadian illuminance value (Cir_lx) and/or a visual illuminance value (Vis_lx) from the circadian illuminance measurement device 400 (FIG. 4). You can.
송수신기(501)는 외부로부터 빛 조사와 관련된 시각(timing) 값을 수신할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 일 예로, 송수신기(501)는 써카디언 조도 측정 장치(400, 도 4)로부터 빛 조사와 관련된 시각(timing) 값을 수신할 수 있다.The transceiver 501 may receive timing values related to light irradiation from the outside. Referring to FIGS. 4 and 5 , as an example, the transceiver 501 may receive a timing value related to light irradiation from the circadian illuminance measuring device 400 (FIG. 4).
송수신기(501)는 외부로 써카디언 리듬 지수(Cir)를 송신할 수 있다. 써카디언 리듬 지수는 써카디언 조도가 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표로 정의될 수 있다. 써카디언 리듬 지수(Cir)는 제1 서카디언 리듬 지수(Cir_idx_1) 및/또는 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)를 포함할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)는 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 CPS(Circadian Phase Shift)로 지칭될 수 있다. 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)는 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 MSR(melatonin Suppression Response)로 지칭될 수 있다.The transceiver 501 can transmit the circadian rhythm index (Cir) to the outside. The circadian rhythm index can be defined as an indicator showing the effect of circadian illuminance on circadian rhythm. The circadian rhythm index (Cir) may include a first circadian rhythm index (Cir_idx_1) and/or a second circadian rhythm index (Cir_idx_2). The first circadian rhythm index (Cir_idx_1) may be referred to as CPS (Circadian Phase Shift), which is an indicator indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm. The second circadian rhythm index (Cir_idx_2) may be referred to as MSR (melatonin Suppression Response), which is an indicator indicating the degree of suppression of melatonin secretion.
도 1 및 도 5를 참조하면, 일 예로, 송수신기(501)는 전자장치(102, 도 1)로 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1) 및/또는 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)를 송신할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)는 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표로 정의될 수 있다. 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)는 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표로 정의될 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)는 CPS(Circadian Phase Shift)로 지칭될 수 있다. 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)는 MSR(melatonin Suppression Response)로 지칭될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 5 , as an example, the transceiver 501 transmits a first circadian rhythm index (Cir_idx_1) and/or a second circadian rhythm index (Cir_idx_2) to the electronic device 102 (FIG. 1). Can be sent. The first circadian rhythm index (Cir_idx_1) can be defined as an indicator indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm. The second circadian rhythm index (Cir_idx_2) can be defined as an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion. The first circadian rhythm index (Cir_idx_1) may be referred to as CPS (Circadian Phase Shift). The second circadian rhythm index (Cir_idx_2) may be referred to as melatonin suppression response (MSR).
프로세서(502)는 써카디언 리듬 분석 장치(500)의 적어도 하나의 다른 구성 요소를 제어할 수 있다. 일 예로, 프로세서(502)는 송수신기(501) 또는 메모리(503)의 동작을 제어할 수 있다.The processor 502 may control at least one other component of the circadian rhythm analysis device 500. As an example, the processor 502 may control the operation of the transceiver 501 or the memory 503.
프로세서(502)는 수신된 써카디언 조도 값(Cir_lx)에 기초하여 제1 써카디언 리듬 지수 또는 제2 써카디언 리듬 지수의 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.The processor 502 may perform processing or calculation of the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index based on the received circadian illuminance value (Cir_lx).
일 실시 예로, 프로세서(502)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 알고리즘을 이용하여 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)를 계산할 수 있다. 프로세서(502)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제2 알고리즘을 이용하여 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)를 계산할 수 있다.As an example, the processor 502 may calculate the first circadian rhythm index (Cir_idx_1) using a first algorithm according to an embodiment of the present disclosure. The processor 502 may calculate the second circadian rhythm index (Cir_idx_2) using a second algorithm according to an embodiment of the present disclosure.
제1 알고리즘은 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 이용하여 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하는 알고리즘으로 정의될 수 있다. 제2 알고리즘은 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 이용하여 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하는 알고리즘으로 정의될 수 있다. 제1 파라미터는 빛 조사와 관련된 시각(timing), 제2 파라미터는 특정 시각(timing)에서의 가중치(weight), 상기 제3 파라미터는 써카디언 조도 값(또는 써카디언 표준 조도 값)으로 정의될 수 있다. The first algorithm may be defined as an algorithm that calculates the first circadian rhythm index using the first parameter, the second parameter, and the third parameter. The second algorithm may be defined as an algorithm that calculates the second circadian rhythm index using the first parameter, the second parameter, and the third parameter. The first parameter is a timing related to light irradiation, the second parameter is a weight at a specific timing, and the third parameter is defined as a circadian illuminance value (or a circadian standard illuminance value). It can be.
일 실시 예에서, 제1 파라미터는 외부 광으로부터 사용자의 인체에 빛 조사(또는, 빛 노출)가 시작되는 시각(t)일 수 있다. 제2 파라미터는 특정 시각(t)에서의 가중치일 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)를 계산하는 제1 알고리즘 및 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)를 계산하는 제2 알고리즘의 상세한 내용은 도 6에서 후술한다.In one embodiment, the first parameter may be the time (t) at which light irradiation (or light exposure) to the user's body from external light begins. The second parameter may be a weight at a specific time (t). Details of the first algorithm for calculating the first circadian rhythm index (Cir_idx_1) and the second algorithm for calculating the second circadian rhythm index (Cir_idx_2) will be described later with reference to FIG. 6.
프로세서(502)는 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1)에 기초하여 광오염지수를 계산할 수 있다. 광오염지수는 사용자에 일정 시간동안 노출된 외부 광에 의해 사용자의 써카디언 리듬이 정상적인 써카디언 리듬에서 틀어진 정도를 퍼센트로 나타내는 지표로 정의될 수 있다. 광오염지수는 CPS의 값을 이용하여 결정되며, 사용자가 직관적으로 한눈에 확인할 수 있도록 0% 내지 100%의 값으로 결정될 수 있다. 사용자의 써카디언 리듬이 정상적인 써카디언 리듬보다 많이 벗어나서 CPS가 보다 큰 양수 값을 가질수록, 광오염지수는 100%에 가까운 값을 가질 수 있다. 사용자의 써카디언 리듬이 정상적인 써카디언 리듬에 가까워서 CPS가 0에 가까운 값을 가질수록, 광오염지수는 0%에 가까운 값을 가질 수 있다.The processor 502 may calculate the light pollution index based on the first circadian rhythm index (Cir_idx_1). The light pollution index can be defined as an index that indicates the degree to which the user's circadian rhythm is deviated from the normal circadian rhythm due to external light exposed to the user for a certain period of time as a percentage. The light pollution index is determined using the value of CPS, and can be determined as a value from 0% to 100% so that the user can intuitively check it at a glance. The more the user's circadian rhythm deviates from the normal circadian rhythm and the CPS has a larger positive value, the closer the light pollution index can be to 100%. The closer the user's circadian rhythm is to the normal circadian rhythm and the closer the CPS is to 0, the closer the light pollution index can be to 0%.
프로세서(502)는 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)에 기초하여 수면방해지수를 계산할 수 있다. 수면방해지수는 사용자에 일정 시간 동안 노출된 외부 광에 의해 사용자의 예측되는 수면의 질을 나타내는 지표로 정의될 수 있다. 이러한 수면방해지수는 MSR의 값을 이용하여 결정되며, 사용자가 직관적으로 한눈에 확인할 수 있도록 0이상의 값으로 결정될 수 있다. 즉, 사용자의 멜라토닌 분비가 정상적인 멜라토닌 분비보다 많이 억제되어 MSR이 보다 큰 값을 가질수록, 수면방해지수는 보다 큰 양수 값을 가질 수 있다. 반대로, 사용자의 멜라토닌 분비가 정상적인 멜라토닌 분비에 가까워 MSR이 보다 작은 값을 가질수록, 수면방해지수는 0에 가까운 값을 가질 수 있다.The processor 502 may calculate the sleep disturbance index based on the second circadian rhythm index (Cir_idx_2). The sleep disturbance index can be defined as an index representing the user's predicted sleep quality based on external light exposed to the user for a certain period of time. This sleep disturbance index is determined using the value of MSR, and can be determined to be a value of 0 or more so that the user can intuitively check it at a glance. In other words, as the user's melatonin secretion is suppressed more than normal melatonin secretion and the MSR has a larger value, the sleep disturbance index can have a larger positive value. Conversely, as the user's melatonin secretion approaches normal melatonin secretion and the MSR has a smaller value, the sleep disturbance index may have a value closer to 0.
메모리(503)는 써카디언 리듬 분석 장치(500)에 의해 수행되는 동작(들) 중 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 메모리(503)는 써카디언 조도 값(Cir_lx) 및/또는 시각 조도 값(Vis_lx)을 저장할 수 있다. 메모리(503)는 제1 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_1) 및/또는 제2 써카디언 리듬 지수(Cir_idx_2)를 저장할 수 있다. 메모리(503)는 광오염지수 및/또는 수면방해지수를 저장할 수 있다. 메모리(503)는 빛 조사와 관련된 시각(timing) 및/또는 특정 시각(timing)에서의 가중치(weight)를 저장할 수 있다. 메모리(503)는 써카디언 조도(Cir_lx)와 관련된 데이터, 특정 시각(timing)에서의 가중치(weight) 및 빛 조사 시간과 관련된 데이터를 데이터 세트로 저장할 수 있다. 메모리(503)는 써카디언 리듬을 분석하도록 구성되는 프로그램을 저장할 수 있다.The memory 503 may store data required during the operation(s) performed by the circadian rhythm analysis device 500. As an example, the memory 503 may store a circadian illuminance value (Cir_lx) and/or a visual illuminance value (Vis_lx). The memory 503 may store a first circadian rhythm index (Cir_idx_1) and/or a second circadian rhythm index (Cir_idx_2). The memory 503 may store the light pollution index and/or sleep disturbance index. The memory 503 may store timing related to light irradiation and/or weight at a specific timing. The memory 503 may store data related to circadian illuminance (Cir_lx), weight at a specific timing (timing), and data related to light irradiation time as a data set. Memory 503 may store a program configured to analyze circadian rhythm.
메모리(503)는 디램(DRAM) 또는 에스램(SRAM) 같은 휘발성 메모리, 피램(PRAM), 엠램(MRAM), 알이램(ReRAM), 또는 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory) 같은 비휘발성 메모리, 또는 하드 디스크 드라이브(HDD), 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 메모리(503)는 그 용도/위치에 따라 캐시(cache), 버퍼, 주기억장치, 또는 보조기억장치거나 별도로 마련된 저장 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The memory 503 is a volatile memory such as DRAM or SRAM, a non-volatile memory such as PRAM, MRAM, ReRAM, or NAND flash memory, Alternatively, it may include, but is not limited to, a hard disk drive (HDD), or solid state drive (SSD). Additionally, the memory 503 may be a cache, buffer, main memory, or auxiliary memory, or a separately provided storage system depending on its purpose/location, but is not limited thereto.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 알고리즘과 제2 알고리즘에서 활용되는 모델의 개념도이다.Figure 6 is a conceptual diagram of a model used in the first algorithm and the second algorithm according to an embodiment of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 써카디언 조도 값(I(t))이 써카디언 리듬에 미치는 영향을 모델링한 결과(B(t))를 확인할 수 있다. I(t)는 시간 t에서의 빛의 세기로써, 써카디언 조도 값으로 정의될 수 있다. B(t)는 시간 t에서의 써카디언 리듬에 영향을 미치는 힘으로 정의될 수 있다.Referring to Figure 6, the result (B(t)) of modeling the effect of the circadian illuminance value (I(t)) on the circadian rhythm can be confirmed. I(t) is the intensity of light at time t and can be defined as a circadian illuminance value. B(t) can be defined as the force affecting the circadian rhythm at time t.
사람에게 존재하는 전체 빛 수용체는 빛에 반응할 수 있는 상태(즉, Ready 상태)에 있는 수용체 및 빛에 이미 반응한 상태(즉, Used 상태)에 있는 수용체를 포함할 수 있다. 전체 빛 수용체 중 Used 상태에 있는 수용체의 비율은 n(t)이며, 전체 빛 수용체 중 Ready 상태에 있는 비율은 (1-n(t))로 나타낼 수 있다.The total light receptors present in humans may include receptors in a state capable of responding to light (i.e., Ready state) and receptors in a state that has already responded to light (i.e., Used state). The proportion of receptors in the Used state among all light receptors can be expressed as n(t), and the proportion in the Ready state among all light receptors can be expressed as (1-n(t)).
α(t)는 시간당 빛 수용체의 상태가 Ready 상태에서 Used 상태로 바뀌는 비율로 정의될 수 있다. a(t)는 α(t)는 I(t), 즉, 제3 파라미터에 대한 함수로써, α(I)로도 나타낼 수 있다.α(t) can be defined as the rate at which the state of the light receptor changes from the Ready state to the Used state per time. a(t) is a function of I(t), that is, the third parameter, and can also be expressed as α(I).
일 실시 예에서, 빛 수용체의 상태가 Ready 상태에서 Used 상태로 바뀌는 비율은 t에 대한 함수가 아니라 상수(β)일 수 있다. 일 예로, β는 시간당 0.42일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the rate at which the state of the light receptor changes from the Ready state to the Used state may be a constant (β) rather than a function of t. As an example, β may be 0.42 per hour, but is not limited thereto.
Ready 상태의 수용체는 α(t)(1-n(t)), Used 상태에 있는 수용체는 βn(t)로 나타낼 수 있다. 도 12를 참조하면, 제1 알고리즘과 제2 알고리즘에서 활용되는 모델에 대한 미분 방정식은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.A receptor in the Ready state can be expressed as α(t)(1-n(t)), and a receptor in the Used state can be expressed as βn(t). Referring to FIG. 12, the differential equation for the model used in the first algorithm and the second algorithm can be expressed as Equation 1 below.
수학식 1에 따른 모델의 미분방정식을 풀이하면 n(t)를 계산할 수 있다. 일 실시 예에서, 1시간 동안 써카디언 조도 값이 일정하게 유지되는 것을 가정할 수 있다. 즉, a(t)= α(α는 상수)인 것으로 가정할 수 있다. 이러한 가정 하에서 미분 방정식의 해는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.n(t) can be calculated by solving the differential equation of the model according to Equation 1. In one embodiment, it may be assumed that the circadian illuminance value remains constant for 1 hour. In other words, it can be assumed that a(t)=α (α is a constant). Under these assumptions, the solution to the differential equation can be expressed as Equation 2 below.
수학식 2에서, 24시간 동안 써카디언 조도 값이 시간대 별로 주어진다고 가정하는 경우, n(0), n(1), n(2),..., n(24)가 모두 계산될 수 있다. 제1 알고리즘과 제2 알고리즘에서 활용되는 모델에 대한 미분 방정식의 해를 반복적으로 구하는 과정을 통해, n(0)=n(24)를 만족하는 n(0) 값을 찾을 수 있다.In Equation 2, if it is assumed that the circadian illuminance value for 24 hours is given for each time zone, n(0), n(1), n(2),..., n(24) can all be calculated. there is. Through the process of repeatedly finding solutions to differential equations for the models used in the first and second algorithms, the value of n(0) that satisfies n(0)=n(24) can be found.
써카디언 조도 값(I(t))이 써카디언 리듬에 미치는 영향을 모델링한 결과(B(t))는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. The result of modeling the effect of the circadian illuminance value (I(t)) on the circadian rhythm (B(t)) can be expressed as Equation 3 below.
수학식 3에서, G는 상수이고, B(t)는 제1 써카디언 리듬 지수 또는 제2 써카디언 리듬 지수와 선형 관계이다.In Equation 3, G is a constant, and B(t) is linearly related to the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index.
α(I)의 근사식은 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.The approximate expression for α(I) can be expressed as Equation 4 below.
수학식 4에서, I는 써카디언 조도, K, A, I0 및 p2는 각각 상수이다. 일 실시 예에서, 제1 써카디언 리듬 지수를 구하는 경우 A는 약 6.53, K는 약 0.051, I0는 약 403.267, p2는 약 1.439일 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 써카디언 리듬 지수를 구하는 경우 A는 약 5.613, K는 약 -0.006, I0는 약 121.469, p2는 약 3.577일 수 있다.In Equation 4, I is the circadian illuminance, and K, A, I0, and p2 are each constant. In one embodiment, when calculating the first circadian rhythm index, A may be about 6.53, K may be about 0.051, I0 may be about 403.267, and p2 may be about 1.439. In one embodiment, when calculating the second circadian rhythm index, A may be about 5.613, K may be about -0.006, I0 may be about 121.469, and p2 may be about 3.577.
B(t)를 이용하여 계산한 써카디언 리듬 지수(즉, 제1 써카디언 리듬 지수 또는 제2 써카디언 리듬 지수)(Cir)는 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.The circadian rhythm index (i.e., the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index) (Cir) calculated using B(t) can be expressed as Equation 5 below.
수학식 5에서, w(t)는 특정 시각(t)에서의 가중치, 즉, 제2 파라미터이다.In Equation 5, w(t) is the weight at a specific time (t), that is, the second parameter.
1시간 동안 써카디언 조도 값이 일정하게 유지되는 것을 가정한 경우, 즉, a(t)= α(α는 상수)인 것으로 가정한 경우 B(t)를 이용하여 계산한 써카디언 리듬 지수(즉, 제1 써카디언 리듬 지수 또는 제2 써카디언 리듬 지수)(Cir)는 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.Circadian rhythm index calculated using B(t) assuming that the circadian illuminance value remains constant for 1 hour, that is, a(t)= α (α is a constant) (i.e., the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index) (Cir) can be expressed as Equation 6 below.
수학식 6에서, Wh는 일정 시간 단위의 각 시간 간격에서의 평균적인 가중치(weight)이다. 일정 시간을 1시간으로 가정하는 경우, Wh는 (h-1)시부터 h시 사이의 평균 가중치일 수 있다. BS(h)는 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.In Equation 6, Wh is the average weight at each time interval of a certain time unit. If the constant time is assumed to be 1 hour, Wh may be the average weight between (h-1) hour and h hour. BS(h) can be expressed as Equation 7 below.
Wh는 제1 써카디언 리듬 지수와 제2 써카디언 리듬 지수 각각에 대해서 상이한 값을 가질 수 있다. 또한, 제1 써카디언 리듬 지수 또는 제2 써카디언 리듬 지수의 Wh는 시간마다 상이한 값일 수 있다. 일 예로, 제1 써카디언 리듬 지수의 W1는 약 1.142이고, 제1 써카디언 리듬 지수의 W2는 약 1.11일 수 있다. 일 예로, 제2 써카디언 리듬 지수의 W1는 약 0.373이고, 제2 써카디언 리듬 지수의 W2는 약 0.362일 수 있다.Wh may have different values for each of the first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index. Additionally, Wh of the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index may be a different value for each time. For example, W1 of the first circadian rhythm index may be about 1.142, and W2 of the first circadian rhythm index may be about 1.11. For example, W1 of the second circadian rhythm index may be about 0.373, and W2 of the second circadian rhythm index may be about 0.362.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자의 나이 별로 파장에 따른 렌즈 투과도를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자의 나이 별로 파장에 따른 32세 대비 렌즈 투과율의 비율을 나타내는 그래프이다. Figure 7 is a graph showing lens transmittance according to wavelength for each user's age according to an embodiment of the present disclosure. Figure 8 is a graph showing the ratio of lens transmittance compared to 32 years old according to wavelength for each user's age according to an embodiment of the present disclosure.
멜라노픽(melanopic) EDI(Equivalent Daylight Illuminance)(lx)의 표준은 32세 나이의 사용자를 기준으로 제정되었다. 32세 이외의 나이를 갖는 사용자에 대해서는 나이에 따른 렌즈 투과율 교정(Lens transmittance correction)이 필요하다. 일 실시 예에서, 써카디언 조도(또는, 써카디언 표준 조도)는 멜라노픽 EDI일 수 있다.The standard for melanopic EDI (Equivalent Daylight Illuminance) (lx) was established based on users aged 32. For users older than 32, lens transmittance correction based on age is required. In one embodiment, the circadian illuminance (or circadian standard illuminance) may be melanopic EDI.
도 7을 참조하면, 1세부터 90세까지 각각의 사용자에 대한 파장 별 렌즈 투과도가 도시된다. 사용자의 나이가 증가할수록 렌즈 투과율은 감소될 수 있다. 렌즈 투과도가 100%에 가까우면 해당 파장의 빛을 사용자가 모두 받아들이는 것을 의미할 수 있다. 특히 청색광의 투과도에서 나이 별로 렌즈 투과율이 큰 차이를 보인다. 일 예로, 멜라노픽 EDI 100lx로 동일한 조명의 빛에 노출되어도, 나이가 많은 사람일수록 적응 양의 빛을 받아들인다.Referring to FIG. 7, lens transmittance by wavelength for each user from 1 year old to 90 years old is shown. As the user's age increases, the lens transmittance may decrease. If the lens transmittance is close to 100%, this may mean that the user accepts all light of that wavelength. In particular, there is a significant difference in lens transmittance depending on age in terms of blue light transmittance. For example, even when exposed to the same level of light with Melanopic EDI 100lx, older people receive an adaptive amount of light.
렌즈 투과율 은 다음의 수학식 8 및 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다. lens transmittance Can be expressed as Equation 8 and Equation 9 below.
수학식 8 내지 수학식 9를 참조하면, a는 사용자의 나이, λ는 빛의 파장을 의미한다.Referring to Equations 8 to 9, a refers to the user's age and λ refers to the wavelength of light.
32세 대비 렌즈 투과율의 비율 은 다음의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.Ratio of lens transmittance compared to age 32 can be expressed as Equation 10 below:
렌즈 투과율에 따른 나이 별 멜라노픽 EDI(Age corrected melanopic EDI) 는 다음의 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.Age corrected melanopic EDI according to lens transmittance Can be expressed as Equation 11 below.
수학식 11을 참조하면, 는 멜라노픽 효과의 연령 관련 투과 비율(age-related transmittance ratio of melanopic efficacy)를 의미한다.Referring to Equation 11, means the age-related transmittance ratio of melanopic efficacy.
는 다음의 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다. Can be expressed as Equation 12 below.
수학식 12에서, 는 멜라토닌 민감도 곡선, 는 광원의 스펙트럼 곡선을 의미한다.In equation 12, is the melatonin sensitivity curve, means the spectrum curve of the light source.
일 실시 예에서, SPD(Spectrum Power Distribution)이 알려진 광원 각각의 나이별 프리셋(preset)을 구성하여, 이 제공될 수 있다. 사용자의 나이 및 광원에 따른 값이 결정되는 경우, 나이가 반영된 멜라노픽 EDI가 계산될 수 있다.In one embodiment, Spectrum Power Distribution (SPD) configures a preset for each age of a known light source, This can be provided. Depending on the user's age and light source Once the value is determined, a melanopic EDI reflecting age can be calculated.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 써카디언 리듬 분석 장치의 써카디언 리듬 지수를 분석하는 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 9 is a flowchart showing a method of analyzing the circadian rhythm index of the circadian rhythm analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
S502에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 외부로부터 써카디언 조도 값을 수신할 수 있다. 써카디언 리듬 분석 장치는 써카디언 조도 측정 장치(400, 도 4)로부터 써카디언 조도 값 및/또는 시각 조도 값을 수신할 수 있다.In S502, the circadian rhythm analysis device may receive the circadian illuminance value from an external source. The circadian rhythm analysis device may receive a circadian illuminance value and/or a visual illuminance value from the circadian illuminance measurement device 400 (FIG. 4).
S504에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산할 수 있다. 제1 써카디언 리듬 지수는, 특정 시각에서의 가중치 및 특정 시각에서의 상기 써카디언 조도 값을 이용한 적분 방정식(수학식 5 또는 수학식 6)에 의해 산출될 수 있다.In S504, the circadian rhythm analysis device may calculate a first circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value. . The first circadian rhythm index can be calculated by an integral equation (Equation 5 or Equation 6) using the weight at a specific time and the circadian illuminance value at a specific time.
S506에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산할 수 있다. 제2 써카디언 리듬 지수는 특정 시각에서의 가중치 및 특정 시각에서의 상기 써카디언 조도 값을 이용한 적분 방정식(수학식 5 또는 수학식 6)에 의해 산출될 수 있다.In S506, the circadian rhythm analysis device may calculate a second circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion based on the circadian illuminance value. The second circadian rhythm index can be calculated by an integral equation (Equation 5 or Equation 6) using the weight at a specific time and the circadian illuminance value at a specific time.
제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터에 의해 계산되며, 제1 파라미터는 빛 조사와 관련된 시각(timing), 제2 파라미터는 특정 시각(timing)에서의 가중치(weight), 제3 파라미터는 상기 써카디언 조도 값일 수 있다.The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is calculated by a first parameter, a second parameter, and a third parameter, where the first parameter is timing related to light irradiation, and the second parameter is The third parameter, the weight at a specific timing, may be the circadian illuminance value.
S508에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 제1 써카디언 리듬 지수에 기초하여 광오염 지수를 계산할 수 있다. 광오염지수는 외부 광에 의해 결정되는 상기 써카디언 리듬의 틀어진 정도를 나타내는 지표일 수 있다.In S508, the circadian rhythm analysis device may calculate the light pollution index based on the first circadian rhythm index. The light pollution index may be an indicator indicating the degree of distortion of the circadian rhythm determined by external light.
S510에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 제2 써카디언 리듬 지수에 기초하여 수면 방해 지수를 계산할 수 있다. 수면방해지수는 상기 외부 광에 의해 결정되는 수면의 질을 나타내는 지표일 수 있다.In S510, the circadian rhythm analysis device may calculate a sleep disturbance index based on the second circadian rhythm index. The sleep disturbance index may be an indicator of the quality of sleep determined by the external light.
S512에서, 써카디언 리듬 분석 장치는 광오염지수 또는 상기 수면방해지수를 출력할 수 있다.In S512, the circadian rhythm analysis device may output the light pollution index or the sleep disturbance index.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As above, exemplary embodiments are disclosed in the drawings and specifications. Although embodiments have been described in this specification using specific terms, these are merely used for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure and are not used to limit the meaning or scope of the present disclosure described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present disclosure should be determined by the technical spirit of the attached claims.
Claims (15)
상기 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하고, 상기 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
상기 제1 써카디언 리듬 지수 및 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 상기 써카디언 조도가 상기 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표이며,
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 특정 시각(t)에서의 가중치(w(t)) 및 상기 특정 시각(t)에서의 Ready 상태의 수용체(α(t)(1-n(t)))를 이용한 적분 방정식에 의해 산출되는,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.A transceiver configured to receive circadian illuminance values; and
Calculate a first circadian rhythm index corresponding to an index indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value, and calculate the first circadian rhythm index based on the circadian illuminance value. At least one processor configured to calculate a second circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion;
The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index are indicators indicating the influence of the circadian illuminance on the circadian rhythm,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is a weight (w(t)) at a specific time (t) and a receptor in the Ready state at the specific time (t) (α(t) Calculated by the integral equation using (1-n(t))),
A device that analyzes the circadian rhythm index.
상기 프로세서는,
상기 제1 써카디언 리듬 지수에 기초하여 광오염지수를 계산하도록 추가로 구성되고,
상기 광오염지수는 외부 광에 의해 결정되는 상기 써카디언 리듬의 틀어진 정도를 나타내는 지표인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 1,
The processor,
further configured to calculate a light pollution index based on the first circadian rhythm index,
The light pollution index is an indicator indicating the degree of distortion of the circadian rhythm determined by external light,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
상기 프로세서는,
상기 제2 써카디언 리듬 지수에 기초하여 수면방해지수를 계산하도록 추가로 구성되고,
상기 수면방해지수는 상기 외부 광에 의해 결정되는 수면의 질을 나타내는 지표인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 2,
The processor,
Further configured to calculate a sleep disturbance index based on the second circadian rhythm index,
The sleep disturbance index is an indicator of the quality of sleep determined by the external light,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터에 의해 계산되며,
상기 제1 파라미터는 빛 조사와 관련된 시각(timing), 상기 제2 파라미터는 상기 특정 시각(t)에서의 가중치(weight), 상기 제3 파라미터는 상기 써카디언 조도 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 3,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is calculated by a first parameter, a second parameter, and a third parameter,
The first parameter is a timing related to light irradiation, the second parameter is a weight at the specific time t, and the third parameter is the circadian illuminance value,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 수학식 1로 계산되고,
[수학식 1]
w(t)는 상기 제2 파라미터이고, G는 상수이며, α(t)는 빛 수용체의 상태가 Ready에서 Used로 바뀌는 비율이고, (1-n(t))은 전체 빛 수용체 중에서 Ready 상태에 있는 비율인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 4,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is calculated by Equation 1,
[Equation 1]
w(t) is the second parameter, G is a constant, α(t) is the rate at which the state of the light receptor changes from Ready to Used, and (1-n(t)) is the Ready state among all light receptors. The ratio there is,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
n(t)는 수학식 2로 계산되며,
[수학식 2]
β는 빛 수용체의 상태가 Used에서 Ready로 바뀌는 비율이고, α는 미리 정해진 기간 동안 상기 써카디언 조도 값이 일정하게 유지되는 경우에 α(t)의 상수 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 5,
n(t) is calculated using Equation 2,
[Equation 2]
β is the rate at which the state of the light receptor changes from Used to Ready, and α is a constant value of α(t) when the circadian illuminance value is kept constant for a predetermined period of time,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
상기 미리 정해진 기간이 1시간인 경우,
α(t) 또는 n(t)는 상수 값인 각 시간에 대한 상기 제3 파라미터 값을 이용하여 계산되며,
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 수학식 3 및 수학식 4로 계산되고,
[수학식 3]
[수학식 4]
h는 1시간 단위의 시각, Wh는 (h-1)시부터 h시 사이의 제2 파라미터의 평균 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 장치.In claim 6,
If the predetermined period is 1 hour,
α(t) or n(t) is calculated using the third parameter value for each time as a constant value,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is calculated using Equation 3 and Equation 4,
[Equation 3]
[Equation 4]
h is the time in 1 hour, Wh is the average value of the second parameter between (h-1) time and h time,
A device that analyzes the circadian rhythm index.
써카디언(circadian) 조도 값을 수신하는 단계;
상기 써카디언 조도 값에 기초하여 써카디언 리듬의 위상(phase)의 이동(shift) 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제1 써카디언 리듬 지수를 계산하는 단계; 및
상기 써카디언 조도 값에 기초하여 멜라토닌 분비 억제 정도를 나타내는 지표에 해당하는 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 써카디언 리듬 지수 및 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 상기 써카디언 조도가 상기 써카디언 리듬에 미치는 영향을 나타내는 지표이며,
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 특정 시각(t)에서의 가중치(w(t)) 및 상기 특정 시각(t)에서의 Ready 상태의 수용체(α(t)(1-n(t)))를 이용한 적분 방정식에 의해 산출되는,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.A method performed by a circadian rhythm index analysis device,
Receiving a circadian illuminance value;
calculating a first circadian rhythm index corresponding to an index indicating the degree of shift of the phase of the circadian rhythm based on the circadian illuminance value; and
Comprising a step of calculating a second circadian rhythm index corresponding to an indicator indicating the degree of inhibition of melatonin secretion based on the circadian illuminance value,
The first circadian rhythm index and the second circadian rhythm index are indicators indicating the influence of the circadian illuminance on the circadian rhythm,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is a weight (w(t)) at a specific time (t) and a receptor in the Ready state at the specific time (t) (α(t) Calculated by the integral equation using (1-n(t))),
Operation method to analyze circadian rhythm index.
상기 제1 써카디언 리듬 지수에 기초하여 광오염지수를 계산하는 단계;를 더 포함하고,
상기 광오염지수는 외부 광에 의해 결정되는 상기 써카디언 리듬의 틀어진 정도를 나타내는 지표인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 8,
It further includes calculating a light pollution index based on the first circadian rhythm index,
The light pollution index is an indicator indicating the degree of distortion of the circadian rhythm determined by external light,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
상기 제2 써카디언 리듬 지수에 기초하여 수면방해지수를 계산하는 단계;를 더 포함하고,
상기 수면방해지수는 상기 외부 광에 의해 결정되는 수면의 질을 나타내는 지표인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 9,
It further includes calculating a sleep disturbance index based on the second circadian rhythm index,
The sleep disturbance index is an indicator of the quality of sleep determined by the external light,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수는 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터에 의해 계산되며,
상기 제1 파라미터는 빛 조사와 관련된 시각(timing), 상기 제2 파라미터는 상기 특정 시각(t)에서의 가중치(weight), 상기 제3 파라미터는 상기 써카디언 조도 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 10,
The first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index is calculated by a first parameter, a second parameter, and a third parameter,
The first parameter is a timing related to light irradiation, the second parameter is a weight at the specific time t, and the third parameter is the circadian illuminance value,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수를 수학식 1로 계산하는 단계;를 더 포함하고,
[수학식 1]
w(t)는 상기 제2 파라미터이고, G는 상수이며, α(t)는 빛 수용체의 상태가 Ready에서 Used로 바뀌는 비율이고, (1-n(t))은 전체 빛 수용체 중에서 Ready 상태에 있는 비율인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 11,
Further comprising calculating the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index using Equation 1,
[Equation 1]
w(t) is the second parameter, G is a constant, α(t) is the rate at which the state of the light receptor changes from Ready to Used, and (1-n(t)) is the Ready state among all light receptors. The ratio there is,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
수학식 2로 n(t)를 계산하는 단계;를 더 포함하고,
[수학식 2]
β는 빛 수용체의 상태가 Used에서 Ready로 바뀌는 비율이고, α는 미리 정해진 기간 동안 상기 써카디언 조도 값이 일정하게 유지되는 경우에 α(t)의 상수 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 12,
It further includes calculating n(t) using Equation 2,
[Equation 2]
β is the rate at which the state of the light receptor changes from Used to Ready, and α is a constant value of α(t) when the circadian illuminance value is kept constant for a predetermined period of time,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
상기 미리 정해진 기간이 1시간인 경우, 상수 값인 각 시간에 대한 상기 제3 파라미터 값을 이용하여 α(t) 또는 n(t)를 계산하는 단계; 및
수학식 3 및 수학식 4로 상기 제1 써카디언 리듬 지수 또는 상기 제2 써카디언 리듬 지수를 계산하는 단계;를 더 포함하고,
[수학식 3]
[수학식 4]
h는 1시간 단위의 시각, Wh는 (h-1)시부터 h시 사이의 제2 파라미터의 평균 값인,
써카디언 리듬 지수를 분석하는 동작 방법.In claim 13,
When the predetermined period is 1 hour, calculating α(t) or n(t) using the third parameter value for each time, which is a constant value; and
It further includes calculating the first circadian rhythm index or the second circadian rhythm index using Equation 3 and Equation 4,
[Equation 3]
[Equation 4]
h is the time in 1 hour units, Wh is the average value of the second parameter between (h-1) time and h time,
Operation method to analyze circadian rhythm index.
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