KR101781024B1 - 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법 - Google Patents

쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법 Download PDF

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이수웅
권순오
이강원
안희경
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명의 일실시 예는 의자 등의 쿠션과 같은 위치에 설치되어, 본 발명의 장치에 사용자가 앉거나 누워있기만 해도 생체신호를 측정할 수 있는 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치는, 일면에 사용자의 움직임이 작용하고, 상기 사용자의 움직임이 해소되면 초기형상으로 복원되는 기능을 갖는 시트를 포함하며, 외부로부터 내부공간이 밀폐되어 있는 입력부; 상기 시트 일면에 복수 개 배열되어 설치되는 마커; 상기 사용자의 움직임에 대응하여 변화하는 상기 마커의 촬영이미지로서의 마커이미지를 수집하는 촬상부; 및 상기 입력부의 내부공간 일부위에 설치되며, 상기 입력부의 내부공간으로 전달되는 진동을 인식하는 센서부;를 포함한다.

Description

쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법{An apparatus and a method for detecting bio-signal and touch status using a cushion, images and sensors}
본 발명은 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 의자 등의 쿠션과 같은 위치에 설치되어, 본 발명의 장치에 사용자가 앉거나 누워있기만 해도 생체신호를 측정할 수 있는 생체신호 및 접촉상태 검출 장치 및 이에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법에 관한 것이다.
최근, 다양한 센서를 이용하여 신체의 상태를 실시간으로 감시하기 위한 장치들이 개발되고 있다. 대부분의 인체 상태 감시장치에서 환자의 상태를 감시하기 위한 센서는 소정의 장치에 내장되고, 그 장치를 환자에게 착용시키거나 또는, 센서를 인체의 일부에 직접 접촉 또는 삽입하는 방법이 적용되고 있다.
심탄도 측정장치는 심장이 박동하면서 분출된 혈액의 물리적인 반작용력을 피부표면에서 측정함으로써 심탄도를 측정하는 장치인데, 심탄도는 심전도에 없는 생체 지표를 확인할 수 있기 때문에, 이러한 심탄도 측정장치는 생체신호 관련 연구자들에게 지속적인 관심을 받고 있다. 심탄도 측정을 위해서는 신체의 한 부분 예를 들어, 발바닥, 엉덩이 등의 신체부분과 맞닿은 바닥 사이에 압전 소자를 위치시켜 혈액 유동에 의해 몸이 수직방향으로 진동하는 것을 전기적 신호로 획득하거나 피부 표면에 가속도 센서를 위치시켜 혈액의 작용에 의한 신체의 반작용을 측정함으로써 심탄도를 측정하게 된다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0146328호(발명의 명칭: 생체 전극 및 이를 이용한 생체신호 처리 장치 및 방법, 이하 종래기술1이라 한다.)에서는, 플레이트(plate); 상기 플레이트의 일측에 위치하는 제1 전극; 상기 일측에서, 상기 제1 전극과 이격되어 배치되는 제2 전극; 상기 플레이트의 타측에 위치하는 제1 가드부; 상기 타측에서, 상기 제1 가드부와 이격되어 배치되는 제2 가드부; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에서 측정된 생체신호에 기초하여 전압 신호를 출력하는 프리앰프를 포함하는 생체 전극이 개시되어 있다.
상기 종래기술1은, 생체신호를 측정하기 위하여 상기 종래기술1의 장치를 신체에 부착해야 하므로, 측정 시 착용 과정의 번거로움이 있다는 제1문제점을 갖는다.
그리고, 상기 종래기술1은, 외부 노이즈 제거를 위한 제2전극이 구비되어 있기는 하나, 사용자의 움직임 등의 다양한 진동에 대해서는 대처할 수 없다는 제2문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, 일면에 사용자의 움직임이 작용하고, 상기 사용자의 움직임이 해소되면 초기형상으로 복원되는 기능을 갖는 시트를 포함하며, 외부로부터 내부공간이 밀폐되어 있는 입력부; 상기 시트 일면에 복수 개 배열되어 설치되는 마커; 상기 사용자의 움직임에 대응하여 변화하는 상기 마커의 촬영이미지로서의 마커이미지를 수집하는 촬상부; 및 상기 입력부의 내부공간 일부위에 설치되며, 상기 입력부의 내부공간으로 전달되는 진동을 인식하는 센서부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 사용자의 움직임은, 상기 시트의 외부면에 사용자의 신체 일부가 접촉되어 수행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 마커이미지와 상기 센서부로부터 전달되는 신호를 비교 판단하여 생체신호를 추출하는 기능을 수행하는 프로세서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프로세서부는, 상기 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 상기 사용자의 움직임에 의한 진동 정보를 수집할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 마커는, 원형의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는, 공기압 센서 또는 진동 센서를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는, 가속도 센서 또는 음향 센서를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 생체신호는, 사용자의 심탄도(Ballistocardiography)일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 촬상부는, 복수 개의 상기 마커 중 가장 큰 변화를 보이는 것에 근접하도록 이동 가능할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 입력부는, 상기 마커이미지의 변화를 선명하게 보이도록 하는 램프(lamp)를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, (ⅰ) 사용자의 신체 일부가 상기 시트의 외부면에 접촉하는 단계; (ⅱ) 상기 프로세서부가 상기 센서부로부터 제1진동정보를 수집하는 단계; (ⅲ) 상기 프로세서부가 상기 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 상기 사용자의 움직임에 의한 제2진동정보를 수집하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 제2진동정보에서 상기 제1진동정보를 제거하여 상기 생체신호를 수집하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (ⅰ) 단계에서, 상기 마커는, 복수 개가 정방형의 배열을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (ⅳ) 단계는, 상기 제1진동정보에서, 가속도 또는 음향 중 어느 하나에 대한 제3진동정보를 더 제거하여 수행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (ⅳ) 단계 이후, 상기 프로세서부에 저장된 질병데이터와 상기 생체신호를 비교 판단하여, 사용자의 질병 진단 정보를 전달하는 단계가 더 수행될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, 본 발명의 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 시스템을 제공한다.
본 발명은, 의자 등의 쿠션과 같은 위치에 설치되어, 본 발명의 장치에 사용자가 앉거나 누워있기만 해도 생체신호를 측정할 수 있으므로, 측정 시 착용 등의 번거로움이 없다는 제1효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 부드러운 소재로 형성되어, 신체와의 접촉 시에 이질감을 최소화할 수 있다는 제2효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 가속도 센서, 음향센서 등을 구비하여, 음향 등의 다양한 진동에 대해서도 대처할 수 있다는 제3효과를 갖는다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 마커의 변화에 대한 모식도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 입력부에 대한 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 생체신호 검출 시스템의 구성도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 진동신호에 대한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 마커(12)의 변화에 대한 모식도이고, 도2는 본 발명의 실시 예에 따른 입력부(10)에 대한 단면도이다.
도1의 (a)는 변화 전의 마커이미지에 대한 모식도이고, 도2의 (b)는 변화 후의 마커이미지에 대한 모식도이다.
도1 및 도2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치는, 일면에 사용자의 움직임이 작용하고, 사용자의 움직임이 해소되면 초기형상으로 복원되는 기능을 갖는 시트(11)를 포함하며, 외부로부터 내부공간이 밀폐되어 있는 입력부(10); 시트(11) 일면에 복수 개 배열되어 설치되는 마커(12); 사용자의 움직임에 대응하여 변화하는 마커(12)의 촬영이미지로서의 마커이미지를 수집하는 촬상부(20); 및 입력부(10)의 내부공간 일부위에 설치되며, 입력부(10)의 내부공간으로 전달되는 진동을 인식하는 센서부(30);를 포함하여 이루어질 수 있다.
사용자의 움직임은, 시트(11)의 외부면에 사용자의 신체 일부가 접촉되어 수행될 수 있다.
생체신호는, 사용자의 심탄도(Ballistocardiography)일 수 있다.
사용자의 움직임은, 사용자의 동작 등에 의해 발생하는 진동, 사용자의 심탄도 또는 외부 환경으로부터 발생하는 진동 등을 의미할 수 있다.
본 발명의 주된 목적은, 센서부(30)에서 생체신호를 측정하는 것으로써, 구체적으로 센서부(30)에서 측정된 복수 개의 신호에서 시트(11)에 의해 측정된 신호를 제외하여 사용자의 심탄도 측정을 구현하는 것일 수 있다.
입력부(10)의 내부에는, 공기가 채워질 수 있고, 또는, 진동을 잘 전달할 수 있도록 아르곤(Ar), 네온(Ne)과 같은 불화성기체가 주입될 수 있다. 그리고, 입력부(10)의 내부에는, 질소(N2)기체가 주입될 수도 있다.
입력부(10)는, 상기와 같은 기체가 주입될 수 있는 소정의 형상을 갖도록 성형될 수 있다. 이러한 형상은 사용자가 등, 엉덩이, 팔, 다리와 같은 신체 일부위를 입력부(10)에 올려놓고 사용자의 움직임을 발생시키는 것이 가능하기만 하면, 특정한 형상으로 한정될 필요는 없을 수 있다.
촬상부(20)는, 입력부(10)에 대한 사용자의 움직임에 대응하여 변화하는 복수 개 마커(12)의 마커이미지를 촬영하고 수집하며, 촬영한 마커이미지를 디지털이미지로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 촬상부(20)에는, CCD 등의 소자가 포함될 수 있는데, 이러한 예에 한정할 것은 아니다.
시트(11)는, 신축성이 있는 재질로 만들어질 수 있다.
마커(12)는, 시트(11)에 프린트되어 형성될 수 있다. 그리고, 마커(12)는, 신축성이 있는 재질로 형성되어 신축성이 있는 재질의 시트(11)에 부착될 수 있다.
따라서, 시트(11)에 사용자의 움직임이 수행되는 경우, 시트(11)에 전달된 진동이 마커(12)에도 전달되어, 마커(12)의 형상이 시간에 따라 변화하게 되고, 이에 대한 이미지센싱을 통해 심탄도를 측정할 수 있다.
시트(11)를 제외한 입력부(10)의 나머지 부위는, 시트(11)와 같이 신축성이 있는 재질로 형성될 수 있고, 또는, 시트(11)와 달리 신축성이 없는 재질로 형성될 수도 있다.
본 발명의 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치는, 마커이미지와 센서부(30)로부터 전달되는 신호를 비교 판단하여 생체신호를 추출하는 기능을 수행하는 프로세서부(40)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
프로세서부(40)는, 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 사용자의 움직임에 의한 진동 정보를 수집할 수 있다.
프로세서부(40)에 의한 사용자의 움직임 패턴의 판단은, 복수개의 마커(12) 각각의 이미지의 크기 또는 모양의 변화 패턴을 인식하여 수행되고, 동시에 센서부(30)의 센싱에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 사용자의 움직임에 따라 시트(11)에 진동이 발생하는 경우, 촬상부(20)는 밀리초(millisecond, ms)단위로 마커이미지를 촬영하여, 마커이미지의 변화를 획득할 수 있다. 정밀도의 향상을 위하여, 밀리초(millisecond, ms)단위보다 더 작은 단위로 촬영을 수행할 수 있음은 물론이다.
각각의 마커(12)는, 시간에 따라, 반지름의 크기가 증가 감소할 수 있고, 각 마커(12) 간 거리도 증가 감소할 수 있으며, 이에 따라, 각 마커(12)의 형상이 각각 크기가 다른 원형 또는 타원형으로 변화하고, 마커(12)의 배열 형상이 변화할 수 있다.
또한, 신축성이 있는 시트(11)의 변화 또는 마커(12)의 변화에 의해 수평면에 대한 각도 또는 기울어져 촬영되는 방향에 따라 마커(12)의 형상은 변화되게 촬영될 수 있다.
상기와 같은 마커이미지의 변화에 의해 사용자의 접촉 상태를 판단할 수 있고, 마커이미지의 주기적인 변화에 의해 사용자 또는 외부 환경에 의한 진동을 측정할 수 있다.
그리고, 프로세서부(40)는, 입력부(10)에 전달되는 모든 진동을 센싱하는 센세부에 의한 신호를 획득할 수 있다.
센서부(30)는, 공기압 센서 또는 진동 센서를 구비할 수 있다.
공기압 센서 또는 진동 센서는, 미세한 기체 진동을 센싱할 수 있도록 민감할 수 있다. (공기압 센서 또는 진동 센서는, 이하 제1센서라고 한다.)
센서부(30)는, 가속도 센서 또는 음향 센서를 더 구비할 수 있다.
가속도 센서는, 입력부(10) 자체의 위치 변화를 센싱할 수 있고, 음향 센서는, 소리에 의한 진동이 입력부(10)에 전달되어 발생하는 진동을 센싱할 수 있다. (가속도 센서 또는 음향 센서는, 이하 제2센서라고 한다.)
센서부(30)에 포함된 제1센서는, 사용자의 심탄도를 측정할 수 있을 정도로 민감한 센서일 수 있다.
그리고, 센서부(30)에 포함된 제2센서는, 사용자의 심탄도를 측정할 수 있을 정도 보다는 둔감한 센서일 수 있다.
사용자의 접촉에 의한 입력부(10)의 진동에는, 사용자의 심탄도에 의한 진동뿐만 아니라, 사용자의 동작에 의한 진동, 음향 등과 같은 외부 환경에 의한 진동 등이 포함될 수 있다.
이에 따라, 센서부(30)에 의해 센싱된 신호에는 다양한 진동의 정보가 혼재되어 있을 수 있다. 그러므로, 사용자의 심탄도를 측정하기 위해서는, 센서부(30)의 의해 센싱된 진동 신호를 선별하는 과정이 필요할 수 있다.
이를 위해, 구체적인 실시 예에서는, 사용자의 심탄도를 측정할 수 있을 정도로 민감한 제1센서에 의해 수집된 진동 신호에서, 제1센서 보다 둔감한 제2센서에 의해 수집된 진동 신호를 제거하고, 또한, 마커이미지의 변화에 의해 수집된 사용자의 동작 및 진동 신호를 제거하여, 사용자의 심탄도를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 제1센서와 제2센서가 센서부(30)에 포함되도록 설명하고 있으나, 센서부(30)에 제1센서만 포함될 수도 있고, 더 많은 복수 개의 센서가 센서부(30)에 포함되어 동작, 음향 또는 진동에 대한 센싱을 수행할 수 있다.
마커(12)는, 원형의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 마커(12)가 원형이라고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 타원형, 정사각형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
마커(12)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 선으로 형성되는 도형일 수 있고, 도형 내부에 색이 채워진 형태일 수도 있다.
복수개의 마커(12)의 설치 패턴은, 소정의 개수의 행과 열을 갖고, 행과 행, 열과 열 사이의 간격을 동일하게 하거나, 동심원의 배열 등 다양한 패턴을 모두 고려할 수 있다.
촬상부(20)는, 복수 개의 마커(12) 중 가장 큰 변화를 보이는 것에 근접하도록 이동 가능할 수 있다.
이에 따라, 촬상부(20)는, 촬상부(20)를 이동시키는 구동부(미도시)와 연결되어 이동을 수행할 수 있다.
본 발명의 검출 장치는, 복수 개의 진동 신호뿐만 아니라 접촉상태도 측정할 수 있다.
구체적으로, 도 1의 (a)와 같은 초기 상태에서 시트(11)의 중앙 부위에 접촉에 의한 압력이 전달되면, 도 1의 (b)와 같이 마커이미지의 변화가 발생할 수 있으며, 이에 따라, 시트(11)에 대한 접촉 부위 접촉 강도 등을 판단할 수 있다.
시트(11)는, 사용자의 신체 부위가 접촉하는 면적보다 충분히 넓은 면적을 구비할 수 있고, 촬상부(20)는, 사용자의 신체 부위가 접촉하는 시트(11)의 면에 대해 촬영을 수행할 수 있다.
이를 위해, 촬상부(20)는, 가장 촬영이 용이한 지점을 따라 이동할 수 있다.
가장 촬영이 용이한 지점을 판단하기 위해, 먼저 마커이미지 중 가장 변화가 큰 마커(12)를 기준으로 하여, 해당 마커(12)를 가장 근접하게 촬영할 수 있는 위치를 판단할 수 있다. 그 후, 촬영을 위해 해당 위치로 이동하도록 구동부(미도시)가 작동하여 촬상부(20)의 위치 변경이 수행될 수 있다.
입력부(10)는, 마커이미지의 변화를 선명하게 보이도록 하는 램프(lamp)(50)를 더 포함할 수 있다.
이때, 램프(50)는, LED 램프일 수 있다.
그리고, 사용자의 움직임이 소정의 시간을 초과하여 발생하지 않는 경우, 자동으로 소등되는 등의 구성을 채택할 수도 있을 것이다.
입력부(10)가 투명 또는 반투명의 재질로 형성되는 경우, 밝은 곳에서 마커(12)의 형상 변화를 촬상부(20)가 촬영할 수 있으나, 입력부(10)가 투명 또는 반투명의 재질로 형성되더라도 어두운 곳에서 사용자의 움직임이 있거나 입력부(10)가 투명하지 않은 재질로 형성되는 경우, 마커(12)의 형상 변화를 촬영하기 위해서는, 입력부(10) 내부에 램프(50)가 설치될 수 있다. 램프(50)의 빛에 의해 촬상부(20)가 마커(12)의 형상 변화를 명확하게 인식할 수 있다.
이하, 본 발명의 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 생체신호 검출 시스템의 구성도이고, 도4는 본 발명의 실시 예에 따른 진동신호에 대한 그래프이다. 도4에서, 세로축은 진폭을 나타내고, 가로축은 시간을 나타낸다.
첫째 단계에서, 사용자의 신체 일부가 시트(11)의 외부면에 접촉할 수 있다.
여기서, 마커(12)는, 복수 개가 정방형의 배열을 형성할 수 있다.
이러한 경우, 마커이미지의 변화는, 마커(12)로 형성되는 배열의 열 또는 행 간의 간격 변화 또는 배열의 형상 변화에 의해 생성될 수 있다. 그리고, 마커이미지의 변화는, 마커(12) 자체의 크기 또는 형상의 변화에 의해 생성될 수 있음은 물론이다.
둘째 단계에서, 프로세서부(40)가 센서부(30)로부터 제1진동정보를 수집할 수 있다.
상기된 바와 같이, 센서부(30)에는 제1센서로서 공기압 센서 또는 진동 센서가 포함될 수 있고, 이러한 제1센서로 제1진동정보를 수집할 수 있다.
제1진동정보는, 사용자의 심탄도에 의한 진동뿐만 아니라, 사용자의 동작에 의한 진동, 음향 등과 같은 외부 환경에 의한 진동 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.
셋째 단계에서, 프로세서부(40)가 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 사용자의 움직임에 의한 제2진동정보를 수집할 수 있다.
제2진동정보에 이용되는 마커이미지의 변화에 대한 사항은, 상기된 마커이미지의 변화에 대한 사항과 동일할 수 있다.
넷째 단계에서, 제1진동정보에서 제2진동정보를 제거하여 생체신호를 수집할 수 있다.
그리고, 제1진동정보에서, 가속도 또는 음향 중 어느 하나에 대한 제3진동정보를 더 제거할 수 있다.
상기된 바와 같이, 센서부(30)는 제2센서로서 가속도 센서 또는 음향 센서가 포함될 수 있고, 이러한 제2센서로 제3진동정보를 수집할 수 있다.
제3진동정보는, 입력부(10) 자체의 위치 변화에 의한 진동 또는 사용자나 외부에 의한 소리의 진동 정보일 수 있다.
도3에서 보는 바와 같이, 프로세서부(40)에 제1진동정보, 제2진동정보 및 제3진동정보가 전달되고, 프로세서부(40)는, 제1진동정보에서 제2진동정보와 제3진동정보를 제거하여 사용자의 심탄도에 대한 신호를 추출할 수 있다.
그리고, 사용자의 심탄도에 대한 신호는 디스플레이부(60)에 그래프의 형태로 표현될 수 있다.
도4에서 보는 바와 같이, 제1진동정보에 의해 진동 신호가 혼재된 그래프에서 제2진동정보에 의한 그래프(b 그래프)와 제3진동정보에 의한 그래프(c 그래프)를 제거하면, 사용자의 심탄도에 대한 그래프(a 그래프)를 획득할 수 있다.
넷째 단계 이후, 프로세서부(40)에 저장된 질병데이터와 생체신호를 비교 판단하여, 사용자의 질병 진단 정보를 전달하는 단계가 더 수행될 수 있다.
프로세서부(40)에는 특정 질병에 대한 심탄도의 파형인 질병데이터가 저장되어 있을 수 있다. 그리고, 프로세서부(40)는, 센서부(30)와 시트(11)의 마커이미지 변화에 의해 수집된 진동 정보를 이용하여 사용자의 심탄도를 수집하고, 사용자의 심탄도와 상기의 질병데이터와 비교하여, 사용자의 심탄도 파형이 특정 질병에 걸린 사람의 심탄도 파형과 유사한 경우, 해당 질병의 종류에 대한 내용을 디스플레이부(60)에 표시할 수 있다.
본 발명의 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치에 의한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 시스템을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 입력부 11 : 시트
12 : 마커 20 : 촬상부
30 : 센서부 40 : 프로세서부
50 : 램프 60 : 디스플레이부

Claims (15)

  1. 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치에 있어서,
    일면에 사용자의 움직임이 작용하고, 상기 사용자의 움직임이 해소되면 초기 형상으로 복원되는 기능을 갖는 시트를 포함하며, 외부로부터 내부공간이 밀폐되어 있는 입력부;
    상기 시트 일면에 복수 개 배열되어 설치되는 마커;
    상기 사용자의 움직임에 대응하여 변화하는 상기 마커의 촬영이미지로서의 마커이미지를 수집하는 촬상부; 및
    상기 입력부의 내부공간 일부위에 설치되며, 상기 입력부의 내부공간으로 전달되는 진동을 인식하는 센서부;를 포함하고,
    상기 생체신호는, 사용자의 심탄도(Ballistocardiography)인 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자의 움직임은, 상기 시트의 외부면에 사용자의 신체 일부가 접촉되어 수행되는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마커이미지와 상기 센서부로부터 전달되는 신호를 비교 판단하여 생체신호를 추출하는 기능을 수행하는 프로세서부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로세서부는, 상기 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 상기 사용자의 움직임에 의한 진동 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마커는, 원형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는, 공기압 센서 또는 진동 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 센서부는, 가속도 센서 또는 음향 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상부는, 복수 개의 상기 마커 중 가장 큰 변화를 보이는 것에 근접하도록 이동 가능한 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력부는, 상기 마커이미지의 변화를 선명하게 보이도록 하는 램프(lamp)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 장치.
  11. 청구항 4의 장치에 의해 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법에 있어서,
    (ⅰ) 사용자의 신체 일부가 상기 시트의 외부면에 접촉하는 단계;
    (ⅱ) 상기 프로세서부가 상기 센서부로부터 제1진동정보를 수집하는 단계;
    (ⅲ) 상기 프로세서부가 상기 마커이미지의 크기 또는 모양의 변화를 인식하여 상기 사용자의 움직임에 의한 제2진동정보를 수집하는 단계; 및
    (ⅳ) 상기 제2진동정보에서 상기 제1진동정보를 제거하여 상기 생체신호를 수집하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 (ⅰ) 단계에서, 상기 마커는, 복수 개가 정방형의 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 (ⅳ) 단계는, 상기 제1진동정보에서, 가속도 또는 음향 중 어느 하나에 대한 제3진동정보를 더 제거하여 수행되는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 (ⅳ) 단계 이후, 상기 프로세서부에 저장된 질병데이터와 상기 생체신호를 비교 판단하여, 사용자의 질병 진단 정보를 전달하는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 방법.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 쿠션, 영상, 센서를 이용한 생체신호 및 접촉상태 검출 시스템.
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