KR102014218B1 - 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기 및 그 제어방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기는 중량감지 센서로부터 감지된 심탄도 신호를 전처리하는 전처리부; 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출하는 심박신호 추출부; 및 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출하며, 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단하고, 해당 마사지 모드의 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 수행하도록 제어하는 모드수행부;를 포함한다.

Description

심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법{Thermo-therapeutic apparatus with measuring heart rate and method for controlling the same}
본 발명은 온열 치료기에 관한 것으로, 특히, 사용자의 심박수에 따라 능동적으로 마사지 모드를 수행하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 심박변이도(HRV; Heart Rate Variability)는 심혈관계에 병리, 생리학적인 상태를 평가하는데 정량적인 지표를 제공하며 교감 신경계와 부교감 신경계에 영향을 받으므로, 스트레스성 질환에 관여하는 자율 신경계에 정량적 지표로 사용된다. 따라서 헬스 기기, 마사지기, 온열 치료기 등에서 심장 박동과 연관하여 구동되는 제품이 등장하고 있다.
그러나 마사지기 또는 마사지를 수반하는 온열 치료기는 마사지시 진동을 수반하기 때문에 사용자의 심장 박동을 정확하게 측정하기 곤란하여 그 적용이 제한적이다. 더욱이, 심박수에 따라 능동적으로 마사지 모드를 수행하는 온열 치료기가 요구되고 있다.
아울러, 종래의 온열 치료기는 중량에 의해서 사용자 여부를 검출하였으나, 단순히 중량에 의해 사용자 여부를 검출하는 경우, 사람과 유사한 중량을 갖는 물건이 온열 치료기에 놓인 경우에도 이를 사람으로 오인하여 불필요한 마사지 동작을 초래한다.
JP 2010-148561 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 사용자의 체중을 감지하기 위한 중량감지 센서를 이용하여 심박수 측정하고 이에 따라 마사지 모드를 능동적으로 수행할 수 있는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 심박수의 산출 여부에 따라 사용자의 유무를 정확하게 판단할 수 있는 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 중량감지 센서로부터 감지된 심탄도 신호를 전처리하는 전처리부; 상기 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출하는 심박신호 추출부; 및 상기 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출하며, 상기 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단하고, 해당 마사지 모드의 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 수행하도록 제어하는 모드수행부;를 포함하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치는 사용자 정보 및 동작 설정 중 적어도 하나가 입력되는 설정부; 및 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수 및 각 마사지 모드에 따른 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도가 저장된 저장부;를 더 포함하고, 상기 입력되는 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전처리부는 상기 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행하고, 상기 심박신호 추출부는 상기 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링하여 상기 심박 신호를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모드수행부는 상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수를 초과하면, 상기 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 강도로 설정하여 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행하며, 상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수 미만이면, 상기 마사지 온도를 상기 제1기준 온도보다 크거나 같은 제2기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행하며, 상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수와 동일하면, 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행하고, 상기 각 마사지 모드를 수행하도록 구동모듈 및 이송모터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모드수행부는 마사지 수행 중에 상기 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단하고, 사용자가 수면 중이라고 판단한 경우, 상기 마사지 온도, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행하도록 구동모듈 및 이송모터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모드수행부는 상기 심박수의 산출 여부에 따라 마사지를 자동으로 개시하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중량감지 센서로부터 심탄도 신호를 감지하는 단계; 상기 감지된 심탄도 신호를 전처리하는 단계; 상기 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출하는 단계; 상기 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출하는 단계; 상기 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단하는 단계; 및 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 수행하도록 제어하는 단계;를 포함하는 심박 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법은 사용자 정보 및 동작 설정 중 적어도 하나를 입력하는 단계;를 더 포함하고, 상기 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전처리하는 단계는 상기 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행하고, 상기 추출하는 단계는 상기 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링하여 상기 심박 신호를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어하는 단계는 상기 산출된 심박수가 상기 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수를 초과하면, 상기 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행하는 단계; 상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수 미만이면, 상기 마사지 온도를 상기 제1기준 온도보다 크거나 같은 제2기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행하는 단계; 및 상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수와 동일하면, 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 각 수행하는 단계는 상기 설정된 마사지 모드로 구동모듈 및 이송모터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법은 마사지 수행 중에 상기 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단하는 단계; 및 사용자가 수면 중이라고 판단한 경우, 상기 마사지 온도, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어하는 단계는 상기 심박수의 산출 여부에 따라 마사지를 자동으로 개시하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치 및 그 제어방법은 심박수에 따라 마사지 모드를 자동으로 결정함으로써, 사용자의 현재 상태를 완화시킬 수 있어 능동적으로 마사지를 수행할 수 있다.
또한 본 발명은 심박수의 산출 여부에 따라 사용자의 유무를 판단함으로써, 중량만으로 사람을 식별하는 경우 비하여 보다 정확하게 사용자의 유무를 판단할 수 있어 불필요한 오동작을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온열 치료기를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 온열 치료기를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치를 나타낸 블록도,
도 4는 도 3에서 전처리부의 세부 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 도 3에서 심박신호 추출부의 세부 구성을 나타낸 블록도, 그리고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 온열치료기의 제어장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온열 치료기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 온열 치료기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)가 구비된 온열 치료기(10)는 상부 몸체(11), 하부 몸체(12), 구동모듈(13), 이송모터(14), 및 이송수단(15)을 포함할 수 있다.
여기서, 온열 치료기(10)는 사람의 신체 부위에 온열 도자를 사용하여 마사지 및 온열 치료를 수행할 수 있는 장치로서, 구동모듈(13) 및 이송모터(14)를 사용하여 사용자의 신체 부위를 이동하면서 반복적으로 진동하거나 두드리기 위한 장치일 수 있으며, 그 형태에 특별히 한정되지 않는다.
또한 온열 치료기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 사용자가 누워서 마사지를 받는 침대형 또는 착석하여 마사지를 받는 의자형을 포함하며 그 형태에 특별히 한정되지 않는다.
상부 몸체(11)와 하부 몸체(12)는 나란하게 배치될 수 있다. 상부 몸체(11)는 일부에 빈공간이 구비되고 마사지를 수행하는 구동모듈(13), 이송모터(14) 및 이송수단(15)이 구비될 수 있다. 하부 몸체(12)는 상부 몸체로부터 일측으로 슬라이딩될 수 있다.
구동모듈(13)은 사용자의 신체 부위별로 마사지 및 온열 치료 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 여기서, 구동모듈(13)은 도자부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 도자 부재는 발열원을 포함할 수 있다. 이러한 구동모듈(13)은 이송모터(14) 및 이송수단(15)에 의해 상부 몸체(11) 내에서 일방향으로 이동할 수 있다. 또한 구동모듈(13)은 마사지 강도에 따라 신체에 접촉되는 부위의 높이가 조정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 온열 치료기(10)는 제어부(16), 설정부(17) 및 중량감지 센서(18)를 더 포함할 수 있다.
제어부(16)는 온열 치료기(10)의 마사지 모드의 설정 및 수행을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(16)는 설정된 마사지 모드에 따라 구동모듈(13) 및 이송모터(14)를 제어할 수 있다.
여기서, 마사지 모드는 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(16)는 마사지 패턴에 따라 구동모듈(13) 및 이송모터(14)를 제어하고, 마사지 강도 및 마사지 온도에 따라 구동모듈(13)을 제어할 수 있다.
설정부(17)는 사용자 정보가 사용자에 의해 입력될 수 있다. 여기서, 입력되는 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함할 수 있다. 또한 설정부(17)는 수행하고자 하는 마사지 모드를 사용자에 의해 설정할 수 있다. 여기서, 설정되는 마사지 모드는 마사지 온도, 마사지 패턴, 및 마사지 강도 중 적어도 하나일 수 있다.
중량감지 센서(18)는 구동모듈(13)에 구비되어 사용자의 체중을 감지할 수 있다. 일례로 중량감지 센서(18)는 로드셀일 수 있다. 이러한 중량감지 센서(18)는 미세한 심탄도 신호를 포함하는 체중 신호를 감지할 수 있다. 여기서, 심탄도(ballistocardiogram) 신호는 심박동에 수반되는 신체의 진동을 감지한 신호이다.
이와 같은 온열 치료기(10)를 제어하는 제어 장치(100)를 보다 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치를 나타낸 블록도이다.
온열치료기의 제어장치(100)는 전처리부(110), 심박신호 추출부(120), 모드수행부(130) 및 저장부(140)를 포함한다. 여기서, 온열치료기의 제어장치(100)는 심박수를 통해 사용자의 상태를 파악하여, 보다 더 능동적으로 온열 치료기(10)를 제어하기 위한 것이다.
전처리부(110)는 중량감지 센서(18)로부터 감지된 심탄도 신호에서 노이즈를 제거하기 위해 전처리할 수 있다. 이때, 중량감지 센서(18)는 일반적으로 사용자의 체중 또는 체압을 감지하기 위한 목적으로 온열 치료기(10)에 구비된 것이다. 본 발명은 이러한 중량감지 센서(18)를 센서를 이용하여 심탄도 신호를 감지할 수 있다.
여기서, 중량감지 센서(18)에서 검출된 심탄도 신호는 체중 신호에 포함된 미세한 신호이다. 따라서 미세한 심탄도 신호를 추출하기 위해서는 전원 노이즈뿐만 아니라 체중 신호 및 기타 노이즈를 제거해야 한다.
이를 위해, 전처리부(110)는 중량감지 센서(18)로부터 감지된 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행할 수 있다. 이와 같은 전처리부(110)는 도 4를 참조하여 후술한다.
심박신호 추출부(120)는 전처리부(110)에서 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출할 수 있다. 이때, 심박신호 추출부(120)는 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링함으로써 심박 신호를 추출할 수 있다. 이와 같은 심박신호 추출부(120)는 도 5를 참조하여 후술한다.
모드수행부(130)는 심박신호 추출부(120)에서 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출할 수 있다. 일례로, 모드수행부(130)는 일정 시간동안 추출된 심박 신호의 피크점의 수를 기초로 심박수를 산출할 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 심박수의 산출 여부에 따라 마사지를 자동으로 개시하도록 제어할 수 있다. 여기서, 모드수행부(130)는 심박수의 감지에 따라 온열 치료기(10)에 일정한 중량의 물건이 놓인 상태와 사람이 누운 상태를 구분할 수 있다. 이때, 모드수행부(130)는 마사지를 받기 위해 사용자가 온열 치료기(10)에 누운 것을 정확하게 판단하여 마사지를 자동으로 개시할 수 있다. 이에 의해 단순 중량에 의해 물건을 사람으로 감지하는 오류를 방지할 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단할 수 있다. 여기서, 모드수행부(130)는 심박수에 따라 사용자의 상태를 판단하여 사용자의 상태를 완화시킬 수 있는 마사지 모드를 자동으로 설정할 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 교감 신경계 또는 부교감 신경계를 활성화하도록 해당 마사지 모드의 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 능동적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
일례로, 모드수행부(130)는 산출된 심박수가 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수를 초과하면, 신체 리듬을 안정화하기 위해 사용자의 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 기준 심박수는 사용자가 설정부(17)를 통하여 입력한 연령 및 성별에 대한 안정시 심박수일 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 부교감 신경계를 활성화하도록 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정할 수 있다. 여기서, 제1기준 온도는 부교감 신경계가 활발하게 활성화될 수 있는 온도일 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 마사지 패턴 및 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다. 일례로, 모드수행부(130)는 둔부 부근(척수의 끝부분) 및 뒷목 부근(중뇌, 연수 등)이 집중적으로 마사지하도록 마사지 패턴을 설정할 수 있다. 여기서, 둔부 부근은 척수의 끝부분에 대응하며, 뒷목 부근은 중뇌 또는 연수 등에 대응하는데, 이 부위는 부교감 신경계가 위치하는 곳이다. 따라서 모드수행부(130)는 이 부위를 마사지하도록 제어함으로써 부교감 신경계를 촉진할 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 산출된 심박수가 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수 미만이면, 신체리듬을 활성화하기 위해 사용자의 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행할 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 교감 신경계를 활성화하도록 마사지 온도를 제2기준 온도로 설정할 수 있다. 여기서, 제2기준 온도는 교감 신경계가 활발하게 활성화될 수 있는 온도일 수 있다. 이때, 제2기준 온도는 제1기준 온도보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 마사지 패턴 및 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다. 일례로, 모드수행부(130)는 척추(척수의 중간)에 집중적으로 마사지하도록 마사지 패턴을 설정할 수 있다. 여기서, 척추는 척수의 중간에 대응하는데, 이 부위는 교감 신경계가 위치하는 곳이다. 따라서 모드수행부(130)는 이 부위를 마사지하도록 제어함으로써 교감 신경계를 촉진할 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 마사지 부위에 대하여 동일한 마사지 강도를 설정할 수 있다.
또한, 모드수행부(130)는 산출된 심박수가 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수와 동일하면, 마사지 모드를 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행할 수 있다.
여기서, 모드수행부(130)는 온열 치료기(10)의 사용을 위해 현재의 사용자가 설정한 마사지 모드 또는 이전 사용자가 설정한 마사지 모드로 마사지 및 온열 치료를 수행할 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 사용자의 심박수에 따라 판단된 마사지 모드를 수행하도록 구동모듈(13) 및 이송모터(14)를 제어할 수 있다.
한편, 사용자는 온열 치료기(10)를 사용하는 도중에 수면을 취할 수 있다. 이때, 온열 치료기(10)는 직전에 사용 중인 마사지 모드로 동작하게 되지만, 이는 경우에 따라 수면을 방해하는 요소로 작용할 수 있다.
이를 위해 본 발명은 온열 치료기(10)의 사용 중 사용자의 수면시 숙면을 유도하도록 마사지 모드를 자동으로 조정할 수 있다.
즉, 모드수행부(130)는 마사지 수행 중에 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 모드수행부(130)는 마사지 수행 중에 산출된 심박수가 일정 수준으로 감소하면 사용자가 수면 중인 것으로 판단할 수 있다.
이때, 모드수행부(130)는 사용자가 수면 중이면, 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 모드수행부(130)는 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다.
일례로, 모드수행부(130)는 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정하고, 마사지 강도를 직전의 마사지 강도보다 낮게 되도록 설정하며, 마사지 패턴은 직전의 마사지 패턴을 유지하거나, 부교감 촉진 모드의 마사지 패턴으로 설정할 수 있다.
여기서, 모드수행부(130)는 일정 시간이 경과하면 수면 모드를 종료할 수 있다. 또한, 모드수행부(130)는 직전의 마사지 패턴을 유지하는 경우, 해당 마사지 패턴의 잔여 시간 경과 후 수면 모드를 종료할 수 있다. 이때, 온열 치료기(10)는 마사지 동작을 종료할 수 있다.
여기서, 각 수행 모드에 대한 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도는 저장부(140)에 저장된 상태별 마사지 모드에 따라 설정되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 사용자가 설정부(17)를 통하여 직접 설정할 수도 있다.
저장부(140)는 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수가 저장될 수 있다. 일례로, 기준 심박수는 건강 통계 보고서를 기초로 20~59세의 성인 평균값(61~79bpm)의 범위 내에서 연령별 및 성별에 따라 설정된 값일 수 있다. 여기서, 기준 심박수는 적용되는 건강 통계 자료에 따라 변경될 수 있다.
한편, 기준 심박수는 초기 사용시 적용하기 위한 것이나, 이에 한정되지 않고, 사용자가 온열 치료기(10)를 사용함에 따른 누적 통계에 따라 사용자별로 설정될 수도 있다. 이를 위해, 모드수행부(130)는 산출된 심박수를 저장부(140)에 누적하여 저장하고, 이를 기초로 사용자별 심박수를 산출할 수 있다. 이때, 모드 수행부(130)는 산출된 사용자별 심박수를 누적 학습하고 통계화하여 저장부(140)의 기준 심박수를 대체할 수 있다.
또한, 저장부(140)는 각 마사지 모드에 따라 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도가 저장될 수 있다. 여기서, 임의의 마사지 대하여 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도 중 적어도 하나는 사용자에 의해 설정된 것일 수 있다.
도 4는 도 3에서 전처리부의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
전처리부(110)는 제1증폭부(111), 노치필터부(112), 제2증폭부(113), 제1저역필터부(114), 고역필터부(115), 제3증폭부(116) 및 제2저역필터부(117)를 포함할 수 있다.
제1증폭부(111)는 중량감지 센서(18)로부터 감지된 심탄도 신호를 필터링을 위해 1차로 증폭할 수 있다. 여기서, 중량감지 센서(18)로부터 감지된 심탄도 신호는 크기가 작은 미세신호이기 때문에 제1증폭부(111)는 신호처리를 위해 증폭할 수 있다.
노치필터부(112)는 제1증폭부(111)에서 증폭된 신호에서 전원 노이즈를 제거할 수 있다. 이를 위해 노치필터부(112)는 전원의 주파수에 대응하는 컷오프 주파수를 가질 수 있다. 일례로, 노치필터부(112)는 50㎐ 또는 60㎐의 노치필터일 수 있다.
제2증폭부(113)는 전원 노이즈가 제거된 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 전원 노이즈의 제거에 따라 노치 필터링된 신호의 크기가 감소한다. 따라서 제2증폭부(113)는 이후의 필터링을 위해 다시 신호를 증폭할 수 있다.
제1저역필터부(114)는 전원 노이즈가 제거된 신호에서 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 일례로, 제1저역필터부(114)는 20㎐의 저역통과 필터일 수 있다. 여기서, 저역통과 필터링된 신호는 아주 미약한 심탄도 신호를 포함하는 사용자의 체중 신호이다.
고역필터부(115)는 고주파 노이즈가 제거된 신호에서 체중 신호에 의한 오프셋을 제거하고 미세한 심탄도 신호를 추출할 수 있다. 일례로, 고역필터부(115)는 0.1㎐의 고역필터일 수 있다.
제3증폭부(116)는 추출된 미세한 심탄도 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 체중 신호의 제거에 따라 크기가 미세한 심탄도 신호만 남는다. 따라서 제3증폭부(116)는 이후의 필터링을 위해 다시 신호를 증폭할 수 있다.
제2저역필터부(117)는 증폭된 심탄도 신호에서 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 일례로, 제2저역필터부(117)는 20㎐의 저역통과 필터일 수 있다.
도 5는 도 3에서 심박신호 추출부의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
심박신호 추출부(120)는 샘플링부(122), 대역필터부(124) 및 피크 검출부(126)를 포함할 수 있다.
샘플링부(122)는 추출된 심탄도 신호를 샘플링할 수 있다. 여기서 전처리된 심탄도 신호는 아날로그 신호이므로 이를 디지털 신호로 변환하도록 샘플링을 수행할 수 있다. 일례로, 샘플링부(122)는 추출된 심탄도 신호를 120㎐로 샘플링할 수 있다.
대역필터부(124)는 샘플링된 심탄도 신호에서 심박 신호에 대응하는 주파수 대역을 필터링할 수 있다. 일례로, 대역필터부(124)는 1~47.5㎐의 대역통과 필터일 수 있다.
피크 검출부(126)는 필터링된 심탄도 신호에서 피크를 검출할 수 있다. 여기서, 피크 신호는 심박 신호에 대응할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 본 발명의 실시예에 따른 온열치료기의 제어장치(100)는 사용자의 현재 상태를 완화시킬 수 있어 능동적으로 마사지를 수행할 수 있고, 중량만으로 사람을 식별하는 경우 비하여 보다 정확하게 사용자의 유무를 판단할 수 있어 불필요한 오동작을 방지할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법(200)은 사용자 정보 및 동작 설정을 입력하는 단계(S201), 심탄도 신호를 통해 심박수를 산출하는 단계(단계 S202 내지 S204), 심박수에 따라 마사지 모드를 능동적으로 수행하는 단계(단계 S206 내지 S209), 및 사용자가 수면 중인 경우, 수면 모드를 수행하는 단계(S210 내지S212)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 온열치료기의 제어장치(100)는 사용자에 의해 사용자 정보 및 동작 설정 중 적어도 하나를 입력한다(단계 S201). 여기서, 입력되는 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함할 수 있다. 또한, 동작 설정은 마사지 모드일 수 있다. 이때, 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도 중 적어도 하나를 설정할 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 중량감지 센서(18)로부터 심탄도 신호를 감지한다(단계 S202). 여기서 감지된 신호는 미세한 심탄도 신호를 포함하는 체중 신호일 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 감지된 심탄도 신호에서 노이즈를 제거하기 위해 전처리한다(단계 S203). 여기서, 중량감지 센서(18)에서 검출된 심탄도 신호는 체중 신호에 포함된 미세한 신호이기 때문에, 미세한 심탄도 신호를 추출하기 위해서는 전원 노이즈뿐만 아니라 체중 신호 및 기타 노이즈를 제거할 수 있다. 이때, 중량감지 센서(18)로부터 감지된 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행할 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출한다(단계 S204). 이때, 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링하고, 피크 신호를 검출함으로써 심박 신호를 추출할 수 있다. 여기서, 피크 신호는 심박 신호에 대응할 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출한다(단계 S204). 이때, 일정 시간동안 추출된 심박 신호의 피크점의 수를 기초로 심박수를 산출할 수 있다.
이때, 온열치료기의 제어장치(100)는 심박수의 산출 여부에 따라 마사지를 자동으로 개시하도록 제어할 수 있다. 여기서, 심박수의 감지에 따라 온열 치료기(10)에 일정한 중량의 물건이 놓인 상태와 사람이 누운 상태를 구분할 수 있다. 따라서 마사지를 받기 위해 사용자가 온열 치료기(10)에 누운 것을 정확하게 판단하여 마사지를 자동으로 개시할 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단한다(단계 S206). 여기서, 심박수에 따라 사용자의 상태를 판단하여 사용자의 상태를 완화시킬 수 있는 마사지 모드를 자동으로 설정할 수 있다. 이때, 교감 신경계 또는 부교감 신경계를 활성화하도록 해당 마사지 모드의 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 능동적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
단계 S206의 판단결과, 산출된 심박수가 사용자에 의해 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수 이내이면, 온열치료기의 제어장치(100)는 마사지 모드를 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행한다(단계 S207).
이때, 온열 치료기(10)의 사용을 위해 현재의 사용자가 설정한 마사지 모드 또는 이전 사용자가 설정한 마사지 모드로 마사지 및 온열 치료를 수행할 수 있다.
단계 S206의 판단결과, 산출된 심박수가 사용자에 의해 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수를 초과하면, 온열치료기의 제어장치(100)는 신체리듬을 안정화하기 위해 사용자의 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행한다(단계 S208). 여기서, 기준 심박수는 입력된 연령 및 성별에 대한 안정시 심박수일 수 있다.
이때, 부교감 신경계를 활성화하도록 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정할 수 있다.
또한, 마사지 패턴 및 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다. 일례로, 둔부 부근(척수의 끝부분) 및 뒷목 부근(중뇌, 연수 등)이 집중적으로 마사지하도록 마사지 패턴을 설정할 수 있다. 여기서, 둔부 부근은 척수의 끝부분에 대응하며, 뒷목 부근은 중뇌 또는 연수 등에 대응하는데, 이 부위는 부교감 신경계가 위치하는 곳이다. 따라서 이 부위를 마사지함으로써 부교감 신경계를 촉진할 수 있다. 이때, 뒷목 부근의 마사지 강도가 둔부 부분의 마사지 강도보다 낮게 되도록 마사지 강도를 설정할 수 있다.
단계 S206의 판단결과, 산출된 심박수가 사용자에 의해 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수 미만이면, 온열치료기의 제어장치(100)는 신체리듬을 활성화하기 위해 사용자의 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행한다(단계 S209).
이때, 교감 신경계를 활성화하도록 마사지 온도를 제2기준 온도로 설정할 수 있다.
또한, 마사지 패턴 및 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다. 일례로, 척추(척수의 중간)에 집중적으로 마사지하도록 마사지 패턴을 설정할 수 있다. 여기서, 척추는 척수의 중간에 대응하는데, 이 부위는 교감 신경계가 위치하는 곳이다. 따라서 이 부위를 마사지함으로써 교감 신경계를 촉진할 수 있다. 또한, 마사지 부위에 대하여 동일한 마사지 강도를 설정할 수 있다.
이때, 단계 S207 내지 단계 S209에서, 온열치료기의 제어장치(100)는 사용자의 심박수에 따라 판단된 마사지 모드를 수행하도록 구동모듈(13) 및 이송모터(14)를 제어할 수 있다.
다음으로, 온열치료기의 제어장치(100)는 마사지를 지속적으로 수행하는지를 판단하여(단계 S210), 지속적으로 수행하지 않는다고 판단한 경우, 마사지 동작을 종료한다.
단계 S210의 판단결과, 지속적으로 마사지를 수행한다고 판단한 경우, 온열치료기의 제어장치(100)는 마사지 수행 중에 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단한다(단계 S211). 일례로, 마사지 수행 중에 산출된 심박수가 일정 수준으로 감소하면 사용자가 수면 중인 것으로 판단할 수 있다.
단계 S211의 판단결과, 사용자가 수면 중이 아니라고 판단한 경우, 온열치료기의 제어장치(100)는 현재 설정된 마사지 모드를 지속적으로 수행한다. 이때, 단계 S206으로 복귀하여 심박수에 따른 마사지 모드를 지속적으로 수행할 수 있다.
단계 S211의 판단결과, 사용자가 수면 중이라고 판단한 경우, 온열치료기의 제어장치(100)는 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행한다(212). 이때, 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정할 수 있다.
일례로, 마사지 온도를 제2기준 온도로 설정하고, 마사지 강도를 직전의 마사지 강도보다 낮게 되도록 설정하며, 마사지 패턴은 직전의 마사지 패턴을 유지하거나, 부교감 촉진 모드의 마사지 패턴으로 설정할 수 있다.
이때, 일정 시간이 경과하면 수면 모드를 종료할 수 있다. 또한, 직전의 마사지 패턴을 유지하는 경우, 해당 마사지 패턴의 잔여 시간 경과 후 수면 모드를 종료할 수 있다. 이에 따라 온열 치료기(10)는 마사지 동작을 종료할 수 있다.
여기서, 각 수행 모드에 대한 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도는 저장부(140)에 미리 저장된 마사지 모드에 대응하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 사용자가 설정부(17)를 통하여 직접 설정한 것일 수도 있다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명은 사용자의 현재 상태를 완화시킬 수 있어 능동적으로 마사지를 수행할 수 있고, 중량만으로 사람을 식별하는 경우 비하여 보다 정확하게 사용자의 유무를 판단할 수 있어 불필요한 오동작을 방지할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 3에 도시된 바와 같은 온열치료기의 제어장치(100) 또는 모드수행부(130)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 온열치료기의 제어장치 110 : 전처리부
111 : 제1증폭부 112 : 노치필터부
113 : 제2증폭부 114 : 제1저역필터부
115 : 고역필터부 116 : 제3증폭부
117 : 제2저역필터부 120 : 심박신호 추출부
122 : 샘플링부 124 : 대역필터부
126 : 피크 검출부 130 : 모드수행부
140 : 저장부 10 : 온열 치료기
11 : 상부 몸체 12 : 하부 몸체(12)
13 : 구동모듈 14 : 이송모터
150 : 이송수단 16 : 제어부
17 : 설정부 18 : 중량감지 센서

Claims (12)

  1. 중량감지 센서로부터 감지된 심탄도 신호를 추출하는 전처리부;
    상기 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출하는 심박신호 추출부; 및
    상기 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출하며, 상기 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단하고, 해당 마사지 모드의 마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 수행하도록 제어하는 모드수행부;
    를 포함하고,
    상기 모드수행부는 상기 심박수의 산출 여부에 따라 사용자가 누운 상태를 판단하고 마사지를 자동으로 개시하도록 제어하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자 정보 및 동작 설정 중 적어도 하나가 입력되는 설정부; 및
    사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수 및 각 마사지 모드에 따른 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도가 저장된 저장부;를 더 포함하고,
    상기 입력되는 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전처리부는 상기 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행하고,
    상기 심박신호 추출부는 상기 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링하여 상기 심박 신호를 추출하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모드수행부는,
    상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수를 초과하면, 상기 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 강도로 설정하여 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행하며,
    상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수 미만이면, 상기 마사지 온도를 상기 제1기준 온도보다 크거나 같은 제2기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행하며,
    상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수와 동일하면, 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행하며,
    상기 각 마사지 모드를 수행하도록 구동모듈 및 이송모터를 제어하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모드수행부는 마사지 수행 중에 상기 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단하고, 사용자가 수면 중이라고 판단한 경우, 상기 마사지 온도, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행하도록 구동모듈 및 이송모터를 제어하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어장치.
  6. 삭제
  7. 중량감지 센서로부터 심탄도 신호를 감지하는 단계;
    상기 감지된 심탄도 신호를 전처리하는 단계;
    상기 전처리된 신호로부터 심박 신호를 추출하는 단계;
    상기 추출된 심박 신호를 기초로 심박수를 산출하는 단계;
    상기 산출된 심박수에 따라 마사지 모드를 판단하는 단계; 및
    마사지 패턴, 마사지 강도 및 마사지 온도를 자동으로 설정하여 해당 마사지 모드를 수행하도록 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는 상기 심박수의 산출 여부에 따라 사용자가 누운 상태를 판단하고 마사지를 자동으로 개시하도록 제어하는 심박 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    사용자 정보 및 동작 설정 중 적어도 하나를 입력하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 사용자 정보는 연령 및 성별을 포함하는 심박 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전처리하는 단계는 상기 심탄도 신호를 증폭 및 필터링을 반복 수행하고,
    상기 추출하는 단계는 상기 전처리된 신호를 샘플링 및 필터링하여 상기 심박 신호를 추출하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 산출된 심박수가 상기 입력된 사용자의 연령 및 성별에 따른 기준 심박수를 초과하면, 상기 마사지 온도를 제1기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 부교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 부교감 신경계를 활성화하는 부교감 촉진 모드를 수행하는 단계;
    상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수 미만이면, 상기 마사지 온도를 상기 제1기준 온도보다 크거나 같은 제2기준 온도로 설정하고, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 교감 신경계를 촉진하도록 기설정된 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 교감 신경계를 활성화하는 교감 촉진 모드를 수행하는 단계; 및
    상기 산출된 심박수가 상기 기준 심박수와 동일하면, 직전에 설정된 상태로 동작하는 표준 모드를 수행하는 단계;를 포함하고,
    상기 각 수행하는 단계는 상기 설정된 마사지 모드로 구동모듈 및 이송모터를 제어하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    마사지 수행 중에 상기 산출된 심박수를 기초로 사용자가 수면 중인지의 여부를 판단하는 단계; 및
    사용자가 수면 중이라고 판단한 경우, 상기 마사지 온도, 상기 마사지 패턴 및 상기 마사지 강도를 숙면을 유도하도록 기설정된 마사지 온도, 마사지 패턴 및 마사지 강도로 설정하여 숙면을 유도하는 수면 모드를 수행하는 단계;를 더 포함하는 심박수 측정 기능을 구비한 온열 치료기의 제어방법.
  12. 삭제
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