KR20170017603A

KR20170017603A - 수면 유도 장치 및 이를 이용한 수면 유도 방법

Info

Publication number: KR20170017603A
Application number: KR1020150111774A
Authority: KR
Inventors: 박현미
Original assignee: 주식회사 메디스윙
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-02-15
Also published as: KR101746497B1

Abstract

본 발명은 수면 유도 장치 및 이를 이용한 수면 유도 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 유도 장치는 대상체에 착용되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 신호수집부; 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부; 및 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제공부를 포함할 수 있다.

Description

수면 유도 장치 및 이를 이용한 수면 유도 방법{APPARATUS FOR INDUCING SLEEP AND METHOD FOR INDUCING SLEEP USING THE SAME}

본 발명은 수면 유도 장치 및 이를 이용한 수면 유도 방법에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심이 고조되면서 특히 수면에 대한 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라, 사람의 생체 신호를 감지하여 수면 상태를 모니터링하는 기술 및 숙면을 취할 수 있는 수면 환경을 제어하는 기술이 연구되고 있다.

그러나, 사람의 수면 상태를 단순히 모니터링 하는 기술로는 수면 상태를 확인할 수 있을 뿐, 수면을 유도하는 기능은 지원되지 않는다.

또한, 숙면을 취할 수 있는 수면 환경을 제어하는 기술은 통계적인 결과에 따라 획일적으로 사람이 숙면을 취할 수 있도록 수면 환경을 제어한다.

그러나, 사람은 수면 중에도 수면 상태가 수차례 변경되므로, 변경되는 사람의 수면 상태에 따라 수면 환경을 제어할 수 있는 보다 효과적인 수면 유도 기술이 요구된다.

특히, 영유아의 경우 의사표현 능력이 미성숙하므로, 수면 상태를 보다 체계적으로 분석하여 수면상태별로 적합한 수면환경을 제공해줄 수 있는 수면 유도 기술이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사람의 수면 상태에 따라 실시간으로 수면 환경을 제어하여 보다 효과적으로 수면을 유도할 수 있는 수면 유도 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치는 대상체에 착용되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 신호수집부; 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부; 및 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제공부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 신호수집부는, 팔찌 형태로 제공되는 착용부; 및

상기 착용부의 내주면에 설치되어 상기 수면상태신호를 수집하는 센서부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 상기 착용부의 내주면을 따라 설치되는 온도 센서와, 습도 센서, 맥박 센서 및 움직임 센서를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 착용부는 플렉시블(flexible) 재질로 이루어질 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 신호수집부는 상기 수면상태신호를 상기 수면상태 분석부로 무선 전송하기 위한 무선 전송부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면상태 분석부는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면상태 분석부는, 상기 대상체의 유형별로 상기 수면상태신호와 수면상태의 대응 관계를 저장하는 저장부; 및 상기 대상체의 유형 및 상기 대응 관계에 기초하여, 상기 수면상태신호에 대응하는 수면상태를 결정하는 수면상태 결정부를 포함하고, 상기 대상체의 유형은 상기 대상체의 성별과 연령 정보를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면환경 제공부는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면환경 제공부는, 상기 대상체에 수면 유도를 위한 조명을 제공하는 조명 제공부 및 상기 대상체에 수면 유도를 위한 음원을 제공하는 음원 제공부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면환경 제공부는 상기 수면상태별로 다른 조명 또는 다른 음원을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 음원 제공부는 수면 유도를 위한 백색 잡음을 제공하는 백색 잡음 제공부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 음원을 제공하기 전에 상기 대상체 주변의 소리를 감지하는 음향 센서를 더 포함하고, 상기 백색 잡음 제공부는 상기 음향 센서로부터 감지된 소리의 주파수에 따라 상이한 백색 잡음을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치는 대상체에서 수집된 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부; 및 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면환경 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 대상체에 착용되어 상기 수면상태신호를 수집하는 신호수집부로부터 상기 수면상태신호를 무선 전송받기 위한 무선 수신부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면상태 분석부는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하고, 상기 수면환경 제어부는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치는 대상체에 착용 가능한 형태로 제공되는 착용부; 상기 착용부에서 상기 대상체와 접촉 가능한 부분에 설치되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 센서부; 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 결정하고, 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면환경 제어부; 및 상기 수면환경 제어신호를 상기 수면환경을 제공하는 수면환경 제공부로 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 상기 착용부의 내주면을 따라 설치되는 온도 센서와, 습도 센서 및 맥박 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 방법은 대상체의 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 단계; 및 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수면상태를 분석하는 단계는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하는 단계를 포함하고, 상기 수면환경 제어신호를 생성하는 단계는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램에 구현되어, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사람의 수면 상태에 따라 실시간으로 수면 환경을 제어하여 보다 효과적으로 수면을 유도할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 신호 수집부(40)를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 신호 수집부(40)를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 수면상태 분석부(60)를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 수면환경 제공부(80)를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치(200)를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치(300)를 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.

본 발명은 수면 유도 장치 및 이를 이용한 수면 유도 방법에 관한 것으로, 사람의 수면상태를 측정하여 사람의 수면상태에 따라 적절한 수면환경으로 제어하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 수면 유도 장치 및 방법은 사람의 수면상태에 따라 적합한 수면환경으로 변경할 수 있어 보다 효과적이으로 수면을 유도할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치는 대상체에 착용되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 신호수집부, 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부 및 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제공부를 포함할 수 있다. 즉, 대상체의 수면상태를 실시간으로 분석하고, 변경되는 수면상태에 따라 수면을 유도하기 위해 적합한 수면환경으로 제어함으로써, 실시간으로 효과적인 수면 유도를 할 수 있다. 특히, 의사표현 능력이 부족한 영유아의 경우 실시간으로 영유아의 수면상태를 분석하고, 수면상태에 따라 수면환경 제어하여 체계적으로 수면을 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)를 나타내는 블록도이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)는 신호 수집부(40), 수면상태 분석부(60) 및 수면환경 제공부(80)를 포함할 수 있다.

상기 신호 수집부(40)는 수면상태를 측정하기 위한 대상체에 착용될 수 있도록 팔찌 형태로 제공되는 착용부, 상기 착용부의 내주면에 설치되어 수면상태신호를 수집하는 센서부(10) 및 센서부로부터 수집된 수면상태신호를 수면상태 분석부로 전송하는 무선 전송부(20)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 수집부(40)는 복수의 대상체에 착용된 복수 개의 신호 수집부(40)로 형성되어, 복수의 대상체의 수면상태신호를 동시에 수집할 수 있다.

상기 수면상태 분석부(60)는 대상체의 유형별로 수면상태신호와 수면상태의 대응 관계를 저장하는 저장부(66) 및 대상체의 유형 및 상기 저장부(66)에 저장된 대응 관계에 기초하여 신호 수집부(40)로부터 수집된 수면상태신호에 대응하는 수면상태를 결정하는 수면상태 결정부(67)를 포함할 수 있다.

상기 수면환경 제공부(80)는 상기 수면상태 분석부(60)에서 결정된 대상체의 수면상태별로 각 수면상태에서 수면을 유도하기에 적합한 수면환경을 제공하기 위해, 수면상태별로 다른 수면환경을 제공할 수 있다.

상기 수면 유도 장치(100)의 신호 수집부(40), 수면상태 분석부(60) 및 수면환경 제공부(80)는 물리적으로 각기 이격되어 다른 기기에 장착될 수 있고, 하나의 기기에 형성될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 신호 수집부(40)를 나타내는 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 수집부(40)는 센서부(10), 제어부(15), 무선 전송부(20) 및 전원부(30)를 포함할 수 있다.

상기 센서부(10)는 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 것으로, 맥박 센서(11), 습도 센서(12), 온도 센서(13) 또는 움직임 센서(14)를 포함할 수 있다.

상기 맥박 센서(11)는 광원이 피부로 투과되어 혈관의 이완 및 수축 정도를 측정할 수 있는 센서로, PPG(Photoplethysmogram)센서일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 맥박 센서에서 검출된 분당 심박수는 제어부(15)의 MCU(16)에서 처리된 후, 무선 전송부(20)로 전송된다.

상기 습도 센서(12)는 땀샘을 통해 지나가는 외부 전류의 흐름에 의해 발생하는 피부 저항값 변화를 측정하는 센서이다. 즉, 신체는 교감, 부교감 신경의 길항 작용에 따른 땀샘의 활동으로 피부 내부조직의 저항값에 변화가 발생하므로, 습도 센서(12)에서 측정된 값을 통해 공포, 분노, 놀라움, 동기 등의 감정 상태를 예측할 수 있으며, 스트레스 또한 예측 가능하다. 예로서, 습도 센서(12)는 GSR(Galvanic Skin Response) 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 온도 센서(13)는 대상체의 피부 표면의 온도를 측정하고, 측정된 피부 표면 온도을 이용하여 보상 알고리즘을 통해 실제 대상체의 체온인 신체 내부의 온도를 산출할 수 있다.

상기 움직임 센서(14)는 대상체의 움직임을 감지하여 수면상태신호를 수집할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 움직임 센서는 자이로 센서(gyro sensor) 또는 가속도 센서(acceleration sensor)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 특히 영유아의 경우, 움직임 센서로부터 감지된 움직임을 확인하여 영유아의 낙상을 방지할 수 있다.

상기 제어부(15)는 MCU(Micro-Control Unit)(16) 및 스위치(17)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(15)는 센서부(10)로부터 수집된 수면상태신호를 처리하여 무선 전송부(20)로 전송하는 기능을 수행한다. 상기 제어부(15)의 기능은 스위치(17)에 의해 on/off 조절될 수 있다.

상기 무선 전송부(20)는 상기 센서부(10)로부터 수집된 수면상태신호를 수면상태 분석부(60)로 전송하는 역할을 한다. 이 경우, 무선 전송부(20)는 상기 수면상태신호를 2.4GHz RF통신을 통해 무선으로 수면상태 분석부에 전송할 수 있다.

상기 전원부(30)는 충전 회로(31)와 배터리부(32)를 포함할 수 있으며, 상기 배터리부(32)는 USB 포트(35)를 통해 충전될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 신호 수집부(40)를 나타내는 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 수집부(40)의 착용부(37)는 팔찌 형태로 제공될 수 있다. 또한, 신호 수집부(40)의 센서부(10)는 대상체에 접촉 가능하도록, 착용부(37)의 내주면을 따라 맥박 센서(11), 습도 센서(12), 온도 센서(13) 및 움직임 센서(14)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 착용부(37)는 플렉시블(Flexible) 재질로 제공될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 수면상태 분석부(60)를 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면상태 분석부(60)는 동글(dongle)(61) 및 단말기(65)과 같은 전자장치를 포함할 수 있다.

상기 동글(61)은 무선 통신부(62), MCU(63) 및 USB 포트(64)를 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 동글(61)은 다채널 무선 통신 방식인 2.4 GHz ISM 대역의 데이터 통신용 GFSK(Gaussian frequency-shift keying) RF 통신 기능을 구사하는 동글일 수 있다. 이에 따라, 복수의 신호 수집부(40)로부터 수집된 수면상태신호를 수신할 수 있다. 상기 신호 수집부(40)의 무선 전송부(20)로부터 상기 무선 통신부(62)로 수신된 수면상태신호는 MCU(63)에서 처리되어 USB 포트(64)를 통해 단말기(65)로 전송될 수 있다. 또한, 상기 동글(61)은 USB포트를 통해 단말기(65)에 접속되어 충전될 수 있다.

그러나, 상기 동글(61)은 복수의 신호 수집부(40)로부터 수면상태신호를 수신받기 위한 기능을 수행하는 것으로, 수면상태 분석부의 필수적인 구성은 아니며, 수면상태신호는 동글을 거치지 않고 단말기(65)과 같은 전자장치에 구비된 무선 통신부로 바로 수신될 수 있다.

상기 단말기(65)는 USB 포트(64), 저장부(66), 수면상태 결정부(67), 표시부(68) 및 알람부(69)를 포함할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 단말기는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 저장부(66)는 대상체의 유형별로 수면상태신호와 수면상태의 대응 관계를 저장할 수 있다. 예로서, 상기 대상체의 유형은 대상체의 성별과 연령 정보를 포함할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 대응 관계는 대상체의 성별 및 연령 정보에 따라, 신호 수집부의 맥박 센서, 온도 센서, 습도 센서 또는 움직임 센서 중 어느 하나의 센서에서 측정되는 값과 뇌파의 주파수, 진폭 또는 파형 간의 대응 관계일 수 있다. 또한, 상기 대응 관계는 학습에 의해 저장부에 저장될 수 있다.

상기 수면상태 결정부(67)는 저장부(66)에 저장된 대상체의 유형에 따른 수면상태신호와 수면상태의 대응 관계에 기초하여, 신호 수집부(40)로부터 수집된 수면상태신호에 대응하는 수면상태를 결정할 수 있다.

상기 수면상태는 각성 상태, 비렘수면상태 및 렘수면상태를 포함할 수 있다.

상기 각성 상태는 대상체가 깨어있는 상태로, 뇌파는 주파수가 8 내지 12Hz인 알파파가 50% 이상을 차지하는 상태를 의미한다.

상기 비렘(non-REM)수면상태는 크게 4단계로 구분될 수 있다. 제1 수면단계는 잠이드는 입면 단계로 뇌파의 알파파가 50% 이하로 감소되며, 높이가 낮은 혼합 주파수의 양상을 보이는 단계이다. 제1 수면단계 중에는 쉽게 깨어날 수 있다. 제2 수면단계는 방추파(sleep spindles)와 K-복합파(K-complex)의 특징적인 뇌파소견을 보이는 단계로, 제2 수면단계에서는 제1 수면단계보다 좀더 강한 자극을 주어야 깨어날 수 있다. 제3,4 수면단계는 서파수면단계로 수면의 깊이가 증가함에 따라 뇌파의 주파수가 점차 감소하여 진폭이 커지는 단계이다. 제3 수면단계는 75 uV 이상의 높이와 2Hz 이하의 주파수를 보이는 서파들이 20~50%를 차지하는 단계이고, 제4 수면단계는 서파의 비율이 50% 이상 차지하는 단계를 의미한다. 제3,4 수면단계에서는 제2 수면단계보다 더 큰 자극을 주어야 깨어날 수 있다. 상기 제1,2 수면단계는 얕은 수면, 제3, 4 수면단계는 서파수면, 델타 수면 또는 깊은 수면으로 칭하기도 한다. 제3, 4 수면단계의 깊은 수면 중에도 약간의 몸 움직임이 나타나면 수면상태는 얕은 수면단계로 될 수 있다.

상기 렘(REM)수면상태의 뇌파는 상기 비렘수면상태의 제1 수면단계의 뇌파와 비슷하나 톱니 모양의 뇌파(sawtooth waves)가 나타나는 단계이다. 렘수면 상태의 심장박동수의 변화는 각성상태와 비슷하지만, 근육의 긴장도는 최소한으로 감소된다. 즉, 행동적으로는 잠을 자며 몸을 움직이지 못하나, 뇌파와 생리적 반응 등은 활성화되어 있는 상태로서, 렘수면상태를 역설적, 능동적 수면상태라고도 한다.

상기 표시부(68)는 상기 수면상태 결정부(67)에서 결정된 수면상태를 사용자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.

상기 알람부(69)는 상기 수면상태 결정부(67)에서 결정된 수면상태에 따라 알람 서비스를 제공할 수 있다. 예로서, 대상체가 영유아인 경우 대상체의 수면상태가 각성상태로 결정되면 부모가 아이가 잠에서 깨어났음을 알 수 있도록 경고음을 울릴 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 장치(100)의 수면환경 제공부(80)를 나타내는 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 환경 제공부(80)는 입력부(81), 무선 통신부(82), 프로세서(83), 센서부(84) 및 출력부(85)를 포함할 수 있다.

상기 입력부(81)는 스위치(71)와 SD 카드(72)를 포함할 수 있다. 상기 스위치(71)에 의해 수면환경 제공부(80)의 on/off가 조절될 수 있고, 출력부의 볼륨을 조절할 수 있다. 또한, 상기 SD(secure digital) 카드(72)를 이용하여 수면환경 제공부(80)에서 출력하고자 하는 음원을 저장할 수 있다.

상기 무선 통신부(82)는 상기 수면상태 분석부(60)로부터 결정된 수면상태 데이터를 수신할 수 있다. 예로서, 무선 통신은 근거리 통신으로 WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), 또는 GNSS(global navigation satellite system) 중 적어도 하나에 의해 상기 수면상태 데이터를 수신할 수 있다.

상기 센서부(84)는 대상체의 수면환경을 감지하기 위한 것으로, 음향 센서(73), 조도 센서(74), 습도 센서(75), 온도 센서(76)를 포함할 수 있다. 즉, 각 센서로부터 대상체의 수면환경의 소리, 조도, 습도, 온도를 측정할 수 있다.

상기 프로세서(83)는 상기 무선 통신부(82)로 수신된 수면상태 데이터와 상기 센서부(84)로부터 측정된 수면 환경을 고려하여 상기 출력부(85)로 제어신호를 보낼 수 있다. 또한, 상기 프로세서(83)는 대상체의 성별, 연령 정보와 무선 통신부(82)로 수신된 수면 상태를 고려하여 적절한 제어신호를 생성할 수 있다. 예로서, 대상체가 영유아이고, 상기 무선 통신부(82)로 수신된 수면상태가 각성상태인 경우, 영유아가 각성상태일 때 수면을 유도하기에 가장 적합한 백색 잡음을 제공하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 백색 잡음은 주변의 소음을 차폐시킬 수 있고, 뇌파동조 현상에 의해 델타파를 유발시켜 수면을 유도할 수 있으며, 일정한 진동수를 가지고 있어 대상체를 심리적으로 안정시킬 수 있는 효과가 있다.

일 실시 예로서, 상기 프로세서(83)는 대상체의 수면환경에서 음향 센서(73)에 의해 대상체 주변에 소리가 감지되는 경우, 감지된 소리의 주파수를 상쇄시키기 위해 감지된 소리에 따라 상이한 백색 잡음을 출력하도록 제어 신호를 보낼 수 있다.

예로서, 대상체의 수면환경에서 음향 센서에 의해, 공사현장 소리, 경적소리 등의 외부 소음이 감지되는 경우, 이와 같은 소리를 상쇄시키는데 가장 적합한 백색 잡음을 출력하도록 제어신호를 생성할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 프로세서(83)는 음향 센서(73)로부터 감지된 소리를 분석하는 소리 분석부(미도시)를 더 포함하여 음향 센서(73)로부터 감지된 소리를 분석하여 소리의 유형을 결정할 수 있다. 상기 소리의 유형은 데시벨의 크기 또는 주파수에 따라 분리될 수 있다. 또한, 상기 프로세서(83)는 대상체의 유형별로 상기 소리의 유형에 따라, 각 수면상태에 미칠 수 있는 영향을 감소시킬 수 있는 백색 잡음의 주파수와의 관계를 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 대상체의 유형별로 수면상태와 수면환경 주변의 소리를 종합적으로 고려하여 가장 적합한 주파수의 백색 잡음을 제공할 수 있다.

상기 출력부(85)는 조명 제공부(77) 또는 음원 제공부(78)를 포함할 수 있다.

상기 조명 제공부(77)는 프로세서(83)로부터 수신받은 제어신호에 따라 상이한 조명의 밝기 및 색을 출력할 수 있다. 예로서, 상기 조명 제공부(77)는 RGB LED 조명으로 각기 다른 효과를 갖는 초록색, 파란색, 빨간색, 흰색, 검은색, 보라색, 주황색 및 노란색의 7가지 색을 제공할 수 있다. 이에 따라, 대상체의 수면 상태 별로 적합한 색을 제공할 수 있다. 일 실시 예로, 대상체의 수면 상태가 각성 상태인 경우, 근육의 긴장을 완화시키고 안정감을 유도할 수 있는 초록색의 조명을 제공할 수 있다.

상기 음원 제공부(78)는 프로세서(83)로부터 수신받은 제어신호에 따라 음원을 출력할 수 있다. 상기 음원은 수면을 유도하기 위한 백색 잡음뿐만 아니라, 특히, 영유아의 수면을 유도할 수 있는 구연동화 또는 동요를 포함할 수 있다. 다른 실시 예로서, 수면 환경 제공부(80)는 영유아의 소리 학습 프로그램으로도 활용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치(200)를 나타내는 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 수면 유도 장치(200)는 무선 수신부(210), 수면상태 분석부(230) 및 수면환경 제어부(250)을 포함할 수 있다. 도 6에 따른 수면 유도 장치(200)는 수면상태 수집부(40)에 장착될 수 있고, 단말기의 어플리케이션을 통해 구현될 수 있으며, 수면환경 제공부(80)에 장착될 수도 있다.

상기 무선 수신부(210)는 대상체에 착용되어 수면상태신호를 수집하는 신호수집부로부터 수면상태신호를 무선으로 전송받을 수 있다. 이 경우, 무선 수신부는 다채널 무선 통신 방식에 의해 복수의 신호 수집부(40)로부터 수면상태신호를 수신할 수 있다.

상기 수면상태 분석부(230)는 상기 무선 수신부(210)에 수신된 수면상태신호에 기초하여 대상체의 수면상태를 분석할 수 있다. 일 실시 예로서, 수면상태 분석부(230)는 수신된 수면상태신호에 기초하여 대상체의 수면상태를 각성 상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나의 수면 상태로 결정할 수 있다.

상기 수면환경 제어부(250)는 상기 수면상태 분석부(230)로부터 결정된 수면상태에 따라 각 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예로서, 대상체가 각성상태인 경우, 조명의 밝기를 어둡게 조절하거나, 수면을 유도할 수 있는 백색 잡음을 제공하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수면 유도 장치(300)를 나타내는 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 수면 유도 장치(300)는 착용부(37), 맥박 센서(11), 습도 센서(12), 온도 센서(13), 움직임 센서(14)를 포함하는 센서부, 무선 전송부(20), 수면환경 제어부(22), 전송부(24) 및 배터리부(30)를 포함할 수 있다.

상기 착용부(37)는 대상체에 착용 가능한 형태로 제공되며, 플렉시블 재질로 제공될 수 있다. 상기 센서부는 대상체와 접촉 가능하도록 설치되어 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집할 수 있다. 상기 수면환경 제어부(22)는 상기 센서부로부터 수집된 수면상태신호에 기초하여 대상체의 수면상태를 결정하고, 결정된 수면상태에 적응적으로 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 전송부(24)는 상기 수면환경 제어부(22)에서 생성된 제어신호를 수면환경을 제공하는 수면환경 제공부로 전송할 수 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 수면 유도 장치(300)에 따르면, 신호 수집부(40)에 수면환경 제어부(22)와 전송부(24)를 더 포함함으로써, 수면상태 분석부(60)를 별도로 구비하지 않고도 바로 수면 환경 제공부(80)로 상기 제어 신호를 전송하여 수면환경을 제공할 수 있다. 예로서, 상기 수면 유도 장치(300)의 수면환경 제어부(22)에서 생성된 제어 신호를 조명을 제공하는 조명기구 혹은 음원을 출력하는 음원 출력부로 전송하여 수면환경을 제공할 수 있다. 또한, 상기 수면 유도 장치(300)는 음원 출력부를 더 포함하여, 별도의 수면환경 제공부도 구비할 필요 없이 수면 환경을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8에 나타된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 유도 방법은 대상체의 수면상태를 분석하는 단계(S200) 및 수면환경 제어신호를 생성하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.

상기 대상체의 수면상태를 분석하는 단계(S200)는 대상체의 수면상태신호에 기초하여 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 수면환경 제어신호를 생성하는 단계(S400)는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같은 수면 유도 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어 어플리케이션 형태로 실행될 수 있고, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 광학적 판독 매체 예를 들어 시디롬, 디브이디 등과 같은 형태의 저장매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

100, 200, 300: 수면 유도 장치
10: 센서부
20: 무선 전송부
37: 착용부
40: 신호 수집부
60: 수면상태 분석부
80: 수면환경 제공부
210: 무선 수신부
230: 수면상태 분석부
250: 수면환경 제공부

Claims

대상체에 착용되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 신호수집부;
상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부; 및
상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제공부를 포함하는 수면 유도 장치.
제1 항에 있어서,
상기 신호수집부는,
팔찌 형태로 제공되는 착용부; 및
상기 착용부의 내주면에 설치되어 상기 수면상태신호를 수집하는 센서부를 포함하는 수면 유도 장치.
제2 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 착용부의 내주면을 따라 설치되는 온도 센서와, 습도 센서, 맥박 센서 및 움직임 센서를 포함하는 수면 유도 장치.
제2 항에 있어서,
상기 착용부는 플렉시블(flexible) 재질로 이루어진 수면 유도 장치.
제2 항에 있어서,
상기 신호수집부는 상기 수면상태신호를 상기 수면상태 분석부로 무선 전송하기 위한 무선 전송부를 더 포함하는 수면 유도 장치.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수면상태 분석부는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하는 수면 유도 장치.
제6 항에 있어서,
상기 수면상태 분석부는,
상기 대상체의 유형별로 상기 수면상태신호와 수면상태의 대응 관계를 저장하는 저장부; 및
상기 대상체의 유형 및 상기 대응 관계에 기초하여, 상기 수면상태신호에 대응하는 수면상태를 결정하는 수면상태 결정부를 포함하고,
상기 대상체의 유형은 상기 대상체의 성별과 연령 정보를 포함하는 수면 유도 장치.
제6 항에 있어서,
상기 수면환경 제공부는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하는 수면 유도 장치.
제8 항에 있어서,
상기 수면환경 제공부는,
상기 대상체에 수면 유도를 위한 조명을 제공하는 조명 제공부 및 상기 대상체에 수면 유도를 위한 음원을 제공하는 음원 제공부 중 적어도 하나를 포함하는 수면 유도 장치.
제9 항에 있어서,
상기 수면환경 제공부는 상기 수면상태별로 다른 조명 또는 다른 음원을 제공하는 수면 유도 장치.
제9 항에 있어서,
상기 음원 제공부는 수면 유도를 위한 백색 잡음을 제공하는 백색 잡음 제공부를 포함하는 수면 유도 장치.
제11 항에 있어서,
상기 음원을 제공하기 전에 상기 대상체 주변의 소리를 감지하는 음향 센서를 더 포함하고,
상기 백색 잡음 제공부는 상기 음향 센서로부터 감지된 소리의 주파수에 따라 상이한 백색 잡음을 제공하는 수면 유도 장치.
대상체에서 수집된 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 수면상태 분석부; 및
상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면환경 제어부를 포함하는 수면 유도 장치.
제13 항에 있어서,
상기 대상체에 착용되어 상기 수면상태신호를 수집하는 신호수집부로부터 상기 수면상태신호를 무선 전송받기 위한 무선 수신부를 더 포함하는 수면 유도 장치.
제13 항 또는 제14 항에 있어서,
상기 수면상태 분석부는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하고,
상기 수면환경 제어부는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면 유도 장치.
대상체에 착용 가능한 형태로 제공되는 착용부;
상기 착용부에서 상기 대상체와 접촉 가능한 부분에 설치되어 상기 대상체의 수면상태를 측정하기 위한 수면상태신호를 수집하는 센서부;
상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 결정하고, 상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면환경 제어부; 및
상기 수면환경 제어신호를 상기 수면환경을 제공하는 수면환경 제공부로 전송하는 전송부를 포함하는 수면 유도 장치.
제16 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 착용부의 내주면을 따라 설치되는 온도 센서와, 습도 센서 및 맥박 센서를 포함하는 수면 유도 장치.
대상체의 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 분석하는 단계; 및
상기 수면상태에 적응적으로 상기 대상체에 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 수면 유도 방법.
제18 항에 있어서,
상기 수면상태를 분석하는 단계는 상기 수면상태신호에 기초하여 상기 대상체의 수면상태를 각성상태, 비렘수면상태, 렘수면상태 중 어느 하나로 결정하는 단계를 포함하고,
상기 수면환경 제어신호를 생성하는 단계는 상기 수면상태별로 다른 수면환경을 제공하기 위한 수면환경 제어신호를 생성하는 수면 유도 방법.
제18 항 또는 제19 항에 기재된 수면 유도 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.