WO2019004499A1 - 기능성 베개 - Google Patents
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- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
- A47G9/00—Bed-covers; Counterpanes; Travelling rugs; Sleeping rugs; Sleeping bags; Pillows
- A47G9/10—Pillows
Definitions
- the present invention relates to a functional pillow, and more particularly, to a functional pillow that stably supports a user's neck according to a user's head position and a sleeping posture to induce a good sleep and supports the cervical spine to maintain a normal curve.
- a pillow is a bedding that allows the user to sleep or rest in a relaxed posture by supporting the user's head to maintain a proper height, when sleeping or taking a rest while lying down.
- a commonly used pillow is a large cushioned pillow that allows the head and shoulders to be heard, which causes wrinkles beneath the neck and causes snoring, as well as pain in the spine of the nape and shoulders .
- a pillow for supporting the neck a pillow constituted by a pillow body and a pillow for a cervical spine as shown in Korean Registered Utility Model Registration No. 20-0248442, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0012265
- a pillow such as a pillow such as that disclosed in Laid-Open Publication No. 10-2011-0012265 has a separator between a pillow in which the cervical vertebrae is in close contact with the cervical vertebrae or between the headrest and the cervical vertebra Therefore, not only the cervical spine is not firmly attached to the cervical vertebrae but also the neck is not properly supported because a soft elastic material should be used in the pillow.
- the pillow such as Patent Registration No. 10-1021355 is only a pillow for height adjustment, it has a function of supporting the head and the neck separately, so that it is possible to support the neck portion to all persons of different body sizes There is a problem that it is not preferable as a pillow.
- the present invention provides a functional pillow which detects and analyzes a user's head position and a sleeping posture, guides the user's neck in a stable manner according to the analyzed result, And to provide the above-mentioned objects.
- a functional pillow including: a headrest supporting a head of a user; A neckrest supporting part installed at a lower side of the headrest part and supporting the neckrest to be rotated; A neckrest provided on the neckrest supporting part and operated to be supported by the user's neck; A sensor unit installed at an upper portion of the headrest unit to detect a head position of the user; A controller for outputting an operation signal for controlling the position of the neck support according to the position of the head detected by the sensor unit; And an actuator for operating the neck support according to an operation signal output from the controller.
- the pillow according to the present invention may further include a camera for outputting an image of a user's sleeping position posture, wherein the control unit analyzes the image captured by the camera to distinguish between a right lying sleeping position and a sleeping position And outputs an operation signal for controlling the position of the neck support according to the separated sleeping posture.
- the pillow according to the present invention may further include a head height adjusting unit for adjusting a height of a head of a user according to a sleeping posture and a sleeping posture lying on the side of the user, And outputs an operation signal for controlling the operation of the head height adjusting unit.
- the sensor unit according to the present invention is a pressure sensor for detecting the position and weight of the user's head on the headrest.
- the sensor unit according to the present invention may further include a strain gauge for measuring a state of the strain according to a user's head weight and an amount thereof.
- the controller may analyze the deformation state and the deformation amount according to the head weight measured by the sensor unit, analyze the height of the head on the headrest, and adjust the height of the neckrest according to the analyzed height of the head. And the position is adjusted.
- the neckrest according to the present invention is characterized in that the neckrest is rotated to one side of the headrest so as to support the user's neck.
- the neck support according to the present invention is characterized in that the neck support portion is expanded to one side of the headrest portion to be pulled out so as to support the user's neck.
- the neck support according to the present invention is characterized in that the neck support part is slidably moved to one side of the headrest part so as to support the user's neck.
- the actuator according to the present invention is characterized in that the neckrest portion is formed of an electric motor that provides a driving force to rotate to one side of the headrest portion.
- the actuator according to the present invention is characterized in that the neck support part is made of a pump that provides pneumatic pressure to expand to one side of the head support part.
- the actuator according to the present invention is characterized in that the neck support portion is formed of a motor having a gear portion to be slidably inserted or inserted into one side of the head support portion.
- the present invention is advantageous in that it can detect and analyze a user's head position and a sleeping posture, and adjust the shape of the pillow so that the neck of the user can be stably supported according to the analyzed result.
- the present invention has the advantage that the user can maintain a stable neck position during sleep, and the cervical vertebrae can maintain a normal 'C' type curve.
- FIG. 1 is a perspective view showing a functional pillow according to the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a functional pillow according to the present invention.
- FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a functional pillow according to the present invention.
- FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a functional pillow according to the present invention.
- FIG 5 is an exemplary view showing a use state of the functional pillow according to the present invention.
- FIG. 6 is a view showing another example of the use state of the functional pillow according to the present invention.
- FIG. 7 is a view showing still another use state of the functional pillow according to the present invention.
- FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the functional pillow according to the present invention.
- FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the functional pillow according to Fig.
- FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the functional pillow according to the present invention.
- FIG. 11 is a sectional view showing the structure of the functional pillow according to Fig.
- FIG. 1 is a perspective view showing a functional pillow according to the present invention
- FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a functional pillow according to the present invention
- FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a functional pillow according to the present invention
- FIG. 5 is a view illustrating a use state of the functional pillow according to the present invention
- FIG. 6 is a view illustrating another use state of the functional pillow according to the present invention
- FIG. And FIG. 7 is another exemplary view showing the use state of the functional pillow according to the present invention.
- the functional pillow 100 detects and analyzes a user's head position and a sleeping posture, and analyzes the shape of the pillow 100 in order to stably support the user's neck according to the analyzed result.
- the camera 180 includes a head height adjusting unit 190,
- the headrest unit 110 supports the head 210 of the user 200 and is configured to support the user's head 210 in a lying state and can be made of rubber or urethane foam, Functional materials such as red beans, mung beans, rice bran, buckwheat husks, grain, cotton wool, chemical wool, down hairs, and white wool can be filled.
- the neck support 120 is installed at a lower portion of the inside of the headrest 110 so as to support the neckrest 130 so that the neckrest 130 is supported by the support 121 , And a rotation hole (122) formed in the neck support portion (130) so as to be rotatably engaged with the mount base (121).
- the neck support 130 is installed on the neck support 120 and rotates to one side of the head support 110 so as to be supported by the neck 220 of the user 200 for sleeping And includes a neck base 131 and a rotation shaft 132.
- the neck base 131 is a plate-like member, and rubber, urethane foam, or the like is installed on the upper part to support the neck 220 of the user 200.
- the rubber or urethane foam provided on the upper part of the neck base 131 is formed with protrusions so that the neck 220 can naturally maintain a 'C' shape in a straight posture of the user 200, The neck 220 of the user 200 can be maintained in a 'C' shape by the date, the turtle neck, and the like generated by the use and operation of the phone.
- the neckrest 130 may be pulled out from the lower portion of the headrest 110 to support the neck 220 of the user 200 when the user 200 maintains his or her lying position, When the headrest 200 is held in a side-lying posture, it is housed inside the headrest receiving unit 110.
- the input unit 140 receives an on / off signal from the user 200 and outputs the input signal to the controller 160 so that the neckrest unit 130 can operate according to the user's lying position.
- the sensor unit 150 is installed on the headrest unit 110 and detects the position of the head 210 of the user 200 on the headrest unit 110.
- the sensor unit 150 is mounted on the headrest unit 110, And is configured to be able to detect the position of the head 210 on the headrest unit 110 by measuring the pressure according to the weight of the head 210 of the user 200, .
- the sensor unit 150 further includes a strain gauge for measuring a state of the strain of the user 200 according to the weight of the head 210 and an amount of the strain gauge, (210) allows the head (210) to measure the height positioned from the floor, depending on the weight.
- the height of the head 210 measured by the sensor unit 150 corresponds to the position of the head 210 in accordance with whether the user 200 is in the right or left side of the sleeping position, So that the head 210 can be provided with information that can be supported at an optimum position.
- the control unit 160 controls the operation of the head height adjusting unit 190 and the operation signal for controlling the position of the neck support 130 according to the position information of the head 210 detected by the sensor unit 150 And outputs an operation signal for performing the operation.
- the controller 160 controls the weight of the head 210 measured using the position information of the user's head 210 detected by the sensor unit 150 and the height information on the headrest 110 where the head 210 is located And analyzes the position and height of the head 210 on the headrest 110 from the analyzed result.
- the control unit 160 may calculate control information of the neck support 130 corresponding to the position and the height of the head 210 analyzed and may calculate control information of the neck support 130 based on the calculated control information of the neck support, 130 to be adjusted.
- the controller 160 determines the position of the neck support 130 to support the neck 220, and outputs an operation signal to the actuator 170 so that the neck support 130 is positioned at the determined position do.
- controller 160 confirms the feedback signal transmitted from the actuator 170, thereby allowing the actuator 170 to move the neck support 130 to a predetermined position.
- control unit 160 may classify whether the user 200 maintains a sleeping posture or a side-lying sleeping posture using the image analysis program stored in advance in the image captured by the camera 180, And outputs an operation signal to maintain the position of the neck support 130 according to the posture.
- control unit 160 outputs an operation signal to the neckrest 130 to support the neck 220 of the user 200 when the user 200 is in the sleeping posture, 200 may be changed to a sleeping posture lying on the side or if the sleeping posture lying on the side is maintained, the neck support 130 may be housed in the neck support 120 or only a part of the neck support 130 may be housed By outputting an operation signal, the neckrest 130 is prevented from interfering with the sleep due to the lying posture.
- controller 160 outputs an operation signal for controlling the operation of the head height adjuster 190 according to the user's sleeping posture.
- the controller 160 controls the head height adjusting unit 160 such that the head 210 can be positioned in a downward direction from the headrest receiving unit 110.
- the neck support 130 may be coupled to the neck 220 of the user 200 so that the curve of the neck 220 may maintain a 'C' shape, for example, Respectively.
- the head 220 of the user 200 should be located at a relatively high position relative to the sleeping posture of the user, the head 210 of the user 200, The head end of the head height adjusting unit 190 moves upward so that the head height adjusting unit 190 can be positioned on the headrest receiving unit 110.
- the actuator 170 outputs an operation signal according to the need such as the position of the head 210 of the user 200 and the height of the head on the headrest 110 according to the body shape of the user, So that a part of the part 130 can support the neck 220.
- the actuator 170 is configured to operate the neck support 130 according to an operation signal output from the controller 160.
- the actuator 170 is configured to operate the neck support 130 such that the neck support 130 rotates to one side of the headrest 110, And is made of an electric motor, preferably a stepping motor.
- the camera 180 is configured to output a video image of a user's sleeping posture and is installed at an upper portion of the user 200.
- the captured video is transmitted to a wired network such as a cable or a wireless network such as Bluetooth To the controller 160.
- the camera 180 may use any one of a CCD sensor and a CMOS sensor as a photographing sensor, but the present invention is not limited thereto, and the photographing sensor of the commercial camera 180 may be replaced with any sensor capable of photographing an image .
- the camera 180 may be configured as a dual camera so that three-dimensional determination can be performed.
- the head height adjusting unit 190 may be installed inside the headrest unit 110 to adjust the height of the head 210 of the user according to whether the user 200 is in the right or left lying posture
- An actuator that changes the rotational force of an electric motor or the like into a reciprocating motion in the vertical direction and moves the distal end portion in the vertical direction.
- control unit 160 detects the posture change in the user's sleep state in real time through the camera 180 to analyze the changed sleeping posture, and adjusts the neckrest 130 and the head height adjusting unit 190 So that the user 200 can maintain the optimum neck condition and take a sleeping state.
- FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the functional pillow according to the present invention
- FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the functional pillow according to FIG.
- the functional pillow 100 ' detects and analyzes a head position and a sleeping posture of a user, A neck support 120, a neck support 130 ', an input unit 140, a sensor unit 150, a control unit 160, and a display unit 160.
- the functional pillow 100 'according to the second embodiment is different from the functional pillow according to the first embodiment in the structure of the headrest 110', the neckrest 130 'and the actuator 170' And the neck support 130 'is inflated by air pressure to support the neck 220 of the user 200.
- the headrest 110 ' is configured to support a user's head.
- the headrest 110' supports the user's head.
- the headrest 110 ' can be made of rubber, urethane foam or the like, and has a storage space therein.
- Functional material such as buckwheat husks, grain, cotton wool, chemical wool, down hairs, and plain weave can be filled, and at one side thereof, an air inlet 111 for supplying inflation air to the neck support 130 '
- An air outlet 112 for discharging air from the neck support 130 'is formed.
- the neckrest 130 ' is installed on the neckrest support 120 (see FIG. 2), and is expanded when the air is supplied to the outside of the headrest 110' to support the neck of the user .
- the neck support 130 ' is made of a material having elasticity such as a rubber material or a silicone material so that it can be easily expanded and contracted by air pressure.
- the actuator 170 ' is installed inside the headrest part 110' and presses the air supplied through the air inlet 111 so that the neckrest part 130 'moves to one side of the headrest part 110' And is composed of a pump for pressurizing and outputting air.
- the actuator 170 ' is provided with a check valve 171 between the actuator 170' and the neck support 130 'so that the air injected into the neck support 130' When the air is exhausted from the neck support 130 ', the check valve 171 operates to allow the air contained in the neck support 130' to pass through the air outlet 130 ' (112). ≪ / RTI >
- control unit detects the posture change of the user in real time through the camera to analyze the changed sleeping posture, and adjusts the position of the neckrest 130 'and the head height adjusting unit 190 according to the analyzed sleeping posture So that the user can maintain the optimal neck condition and take sleep.
- FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the functional pillow according to the present invention
- FIG. 11 is a sectional view showing the structure of the functional pillow according to FIG.
- the functional pillow 100 " detects and analyzes the head position and the sleeping posture of the user, A neck support 120, a neck support 130 ', an input unit 140, a sensor unit 150, a control unit 160, and a display unit 160.
- the head support unit 110' An actuator 170 ", a camera 180, and a head height adjusting unit 190.
- the functional pillow 100 " according to the third embodiment is different from the headrest 110 ", the neckrest 130 ", and the actuator 170 & Is supported on the neck 220 of the user 200 by being slid and drawn out from the inside of the headrest portion 110 ".
- the headrest portion 110 " supports the head of the user, and is configured to support the user's head in a lying state.
- the headrest portion 110 " can be made of rubber, urethane foam, Functional materials such as rice bran, buckwheat husk, grain, cotton wool, chemical wool, down fur, and plain wood can be charged.
- a neck support 130 'installed in the inside can be drawn out, And a neck support opening 113 for guiding the inserted neck support 130 "
- the neckrest portion 130 " is configured to be slidably drawn out to one side of the headrest portion 110 " so as to support the user's neck, and is formed of a plate-shaped member.
- the neck support 130 '' is provided with a neck support 131 'made of rubber or urethane foam having a predetermined shape on the outside of the neck support 130' so that the neck of the user can be comfortably supported .
- the actuator 170 '' is configured to operate to cause the neckrest 130 '' to be slid out or inserted into one side of the headrest 110 '', and is made of a motor.
- the actuator 170 " includes a gear portion 172 meshing with the neck support portion 130 " so that the neck support portion 130 " can move in the horizontal direction.
- the gear portion 172 May be a rack gear, a pinion gear, a worm gear, a cam, or the like.
- control unit detects the posture change of the user in real time through the camera to analyze the changed sleeping posture, and adjusts the position of the neckrest 130 'and the head height adjusting unit 190 according to the analyzed sleeping posture So that the user can maintain the optimal neck condition and take sleep.
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Abstract
본 발명은 사용자의 머리 위치와 수면 자세에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받쳐 숙면을 유도하고 경추가 정상적인 곡선을 유지하도록 지지하는 기능성 베개에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기능성 베개에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 머리 위치와 수면 자세에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받쳐 숙면을 유도하고 경추가 정상적인 곡선을 유지하도록 지지하는 기능성 베개에 관한 것이다.
일반적인 올바른 수면 자세를 취하지 않으면 목뼈의 변형과 등뼈 허리 골반에 이르기까지 영향이 미치게 되는 것은 이미 알려진 사실이다.
따라서, 매우 얇은 베개를 사용하거나 또는 베개를 베지 않고 수면을 취하게 되면 어깨와 견갑골에 과도한 체압이 발생하게 되어 어깨가 결리고 팔이 결리며, 요추에 전단하중이 발생 되어 거의 모든 사람들이 통증을 호소하고 있고 등줄기의 척추 부분 통증과 목 전체의 근육이 굳는 현상도 나타난다.
베개는 누워서 수면을 취하거나 누워서 휴식을 취할 때 머리에 대는 것으로서, 사용자의 머리가 적정높이를 유지하도록 받쳐 줌으로써 사용자가 편안한 자세에서 수면 혹은 휴식을 취할 수 있도록 한 침구류이다.
통상적으로 사용되는 베개는 큰 솜이 들어간 쿠션용 베개로서, 머리와 어깨가 들려지도록 하기 때문에 목 밑에 주름이 생기고 코골이를 하게 하는 요인이 되게 할 뿐만 아니라 뒷목과 어깨부위의 척추 부분에 통증을 유발하게 하는 단점이 있다.
따라서 목을 받쳐주는 베개로서 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0248442호와 같이 베개 본체와 경추 받침용 베개로 구성되게 한 베개와, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0012265호와 같이 머리받침부와 경추 받침부를 분리막에 의해 분할되게 한 베개, 그리고 대한밀국 등록특허공보 특허등록번호 제10-1021355호와 같이 다수의 쿠션용 지지구를 삽입하여 구성되게 한 베개 등이 선행기술로 개시되고 있다.
그러나 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0248442호와 같은 베개는 단순한 원형베개를 베는 것과 같기 때문에 머리가 뒤쪽으로 젖혀지는 형태로 숙면을 취할 수밖에 없다.
또한, 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0012265호와 같은 베개는 머리받침부가 머리 하중으로 눌리게 되면 경추 받침부가 경추 부분으로 밀착되는 베개이나 상기 머리 받침부와 경추 받침부 사이에 분리막이 있기 때문에 경추 받침부가 경추에 제대로 밀착되지 않게 될 뿐만 아니라 이 경우에는 베개 속을 탄성이 있는 부드러운 소재를 사용하여야 하기 때문에 목을 제대로 받쳐주지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 등록특허공보 특허등록번호 제10-1021355호와 같은 베개는 단지 높만 맞추기 위한 베개이므로 머리와 목 부분을 별개로 받치는 기능만이 있는 것이기 때문에 신체 크기가 각각 다른 모든 사람에게 목 부분을 받칠 수 있게 하는 베개로서는 바람직하지 못한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자의 머리 위치와 수면 자세를 검출하여 분석하고, 분석된 결과에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받쳐 숙면을 유도하고 경추가 정상적인 곡선을 유지하도록 지지하는 기능성 베개를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기능성 베개로서, 사용자의 머리를 지지하는 머리 받침부; 상기 머리 받침부의 일측 하부에 설치되어 목 받침부가 회전되도록 지지하는 목 받침 지지부; 상기 목 받침 지지부에 설치되어 사용자의 목을 받쳐 지지되도록 동작하는 목 받침부; 상기 머리 받침부의 상부에 설치되어 상기 사용자의 머리 위치를 검출하는 센서부; 상기 센서부에서 검출된 머리의 위치에 따라 상기 목 받침부의 위치를 제어하는 동작 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 출력되는 동작 신호에 따라 상기 목 받침부를 동작시키는 액추에이터를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베개는 사용자의 수면 자세를 촬영한 영상을 출력하는 카메라를 더 포함하고, 상기 제어부는 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세를 구분하고, 상기 구분된 수면 자세에 따라 상기 목 받침부의 위치를 제어하는 동작 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베개는 사용자가 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따라 사용자의 머리가 위치한 높이를 조절하는 머리 높이 조절부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 구분된 수면 자세에 따라 상기 머리 높이 조절부의 동작을 제어하는 동작 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 센서부는 머리 받침부상에서 사용자의 머리 위치와 무게를 검출하는 압력센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 센서부는 사용자의 머리 무게에 따라 변형되는 상태와 그 양을 측정하는 스트레인 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정된 머리 무게에 따른 변형 상태와 변형량을 분석하여 머리 받침부상에서 머리의 높이를 분석하고, 상기 분석된 머리의 높이에 따라 미리 설정된 목 받침부의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 목 받침부는 사용자의 목을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부의 일측으로 회전하여 인출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 목 받침부는 사용자의 목을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부의 일측으로 팽창하여 인출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 목 받침부는 사용자의 목을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부의 일측으로 슬라이드 이동하여 인출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 액추에이터는 상기 목 받침부가 머리 받침부의 일측으로 회동하도록 구동력을 제공하는 전기 모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 액추에이터는 상기 목 받침부가 머리 받침부의 일측으로 팽창하도록 공압을 제공하는 펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 액추에이터는 상기 목 받침부가 머리 받침부의 일측으로 슬라이드 인출 또는 삽입되도록 기어부를 구비한 모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자의 머리 위치와 수면 자세를 검출하여 분석하고, 분석된 결과에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받칠 수 있도록 베개의 형상을 조절하여 사용자 안정적인 숙면을 취할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 수면중에 안정적인 목 위치를 유지하도록 지지하여 경추가 정상적인 'C'형 곡선을 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 기능성 베개를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 기능성 베개의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 기능성 베개의 구성을 나타낸 블록도.
도 5 는 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 다른 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 또 다른 예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 기능성 베개의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 9 는 도 8에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도.
도 10 은 본 발명에 따른 기능성 베개의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 11 은 도 10에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기능성 베개의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명에 따른 기능성 베개를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 기능성 베개의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기능성 베개의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 다른 예시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 기능성 베개의 사용 상태를 나타낸 또 다른 예시도이다.
도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 베개(100)는 사용자의 머리 위치와 수면 자세를 검출하여 분석하고, 분석된 결과에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받칠 수 있도록 베개의 형상을 조절할 수 있도록 머리 받침부(110)와, 목 받침 지지부(120)와, 목 받침부(130)와, 입력부(140)와, 센서부(150)와, 제어부(160)와, 액추에이터(170)와, 카메라(180)와, 머리 높이 조절부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 머리 받침부(110)는 사용자(200)의 머리(210)를 지지하는 구성으로서, 누운 상태의 사용자 머리(210)가 지지되도록 하고, 고무, 우레탄 폼 등으로 이루어질 수 있으며, 내부에 수납공간을 형성하여 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 편백나무 등과 같은 기능성 재료들이 충전될 수 있다.
상기 목 받침 지지부(120)는 머리 받침부(110)의 내부 일측 하부에 설치되어 목 받침부(130)가 회전되도록 지지하는 구성으로서, 상기 목 받침부(130)가 설치되는 거치대(121)와, 상기 목 받침부(130)가 거치대(121)에 회전 가능하게 결합되도록 천공된 회전공(122)을 포함하여 구성된다.
상기 목 받침부(130)는 목 받침 지지부(120)에 설치되어 수면을 위해 누운 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지될 수 있도록 머리 받침부(110)의 일측으로 회전하여 인출되는 구성으로서, 목 받침 베이스(131)와, 회전축(132)을 포함하여 구성된다.
상기 목 받침 베이스(131)는 판 형상의 부재로서, 상부에는 사용자(200)의 목(220)을 지지할 수 있도록 고무, 우레탄 폼 등이 설치된다.
또한, 상기 목 받침 베이스(131)의 상부에 설치되는 고무, 우레탄 폼 등은 사용자(200)가 바로 누운 자세에서 목(220)이 자연스럽게 'C'자형을 유지할 수 있도록 돌출부가 형성되어 노트북, 스마트폰의 사용 및 운전 등에 의해 발생하는 일자목, 거북목 중후군 등에 의해 사용자(200)의 목(220)이 일자형으로 변형된 것을 'C'자형으로 유지될 수 있도록 한다.
또한, 상기 목 받침부(130)는 사용자(200)가 바로 누운 자세를 유지하는 경우 머리 받침부(110)의 하부에서 인출되어 사용자(200)의 목(220)을 받칠 수 있도록 하고, 상기 사용자(200)가 옆으로 누운 자세를 유지하는 경우 상기 머리 받침부(110)의 내측에 수납되도록 동작한다.
상기 입력부(140)는 사용자(200)의 누운 자세에 따라 목 받침부(130)가 동작할 수 있도록 사용자(200)로부터 온/오프 신호를 입력받아 제어부(160)로 출력한다.
상기 센서부(150)는 머리 받침부(110)의 상부에 설치되어 상기 머리 받침부(110)상에서 사용자(200)의 머리(210) 위치를 검출하는 구성으로서, 머리 받침부(110)상에 일정 간격으로 설치되고, 사용자(200)의 머리(210) 무게에 따른 압력을 측정함으로써, 상기 머리 받침부(110)상에서 머리(210)의 위치를 검출할 수 있도록 구성되며, 바람직하게는 압력센서로 이루어진다.
또한, 상기 센서부(150)는 사용자(200)의 머리(210) 무게에 따라 변형되는 상태와 그 양을 측정하는 스트레인 게이지를 더 포함하여 구성됨으로써, 제어부(160)가 사용자(200)의 머리(210) 무게에 따라 머리(210)가 바닥으로부터의 위치된 높이를 측정할 수 있도록 한다.
이러한 센서부(150)가 측정한 머리(210)의 높이는 사용자(200)가 바로 누운 수면자세인지 또는 옆으로 누운 수면자세인지에 따른 머리(210)의 위치에 대응하여 최적의 위치에서 목(220)을 지지할 수 있고, 머리(210)가 최적의 위치에서 지지될 수 있는 정보로 제공될 수 있도록 한다.
상기 제어부(160)는 센서부(150)에서 검출된 머리(210)의 위치 정보에 따라 목 받침부(130)의 위치를 제어하기 위한 동작 신호와, 머리 높이 조절부(190)의 동작을 제어하기 위한 동작 신호를 출력한다.
즉 상기 제어부(160)는 센서부(150)에서 검출된 사용자의 머리(210) 위치 정보와 머리(210)가 위치한 머리 받침부(110)상의 높이 정보를 이용하여 측정된 머리(210) 무게에 따른 변형 상태와 변형량을 분석하고, 상기 분석된 결과로부터 머리 받침부(110)상에서 머리(210)의 위치와 높이를 분석한다.
또한, 상기 제어부(160)는 상기 분석된 머리(210)의 위치와 높이에 대응하는 목 받침부(130)의 제어정보를 산출하고, 상기 산출된 목 받침부의 제어정보에 따라 상기 목 받침부(130)의 위치가 조절되도록 동작신호를 출력한다.
즉 상기 제어부(160)는 목(220)을 받치기 위한 목 받침부(130)의 위치를 결정하고, 상기 목 받침부(130)가 상기 결정된 위치에 위치되도록 액추에이터(170)로 동작 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부(160)는 액추에이터(170)로부터 전송되는 피드백 신호를 확인하여 상기 액추에이터(170)가 목 받침부(130)를 결정된 위치까지 이동시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(160)는 카메라(180)에서 촬영된 영상을 미리 저장된 영상분석 프로그램을 이용하여 사용자(200)가 바로 누운 수면 자세 또는 옆으로 누운 수면 자세를 유지하는지 구분하고, 상기 구분된 수면 자세에 따라 상기 목 받침부(130)의 위치가 일정 위치를 유지하도록 동작 신호를 출력한다.
즉 제어부(160)가 분석한 결과, 사용자(200)가 바로 누운 수면 자세이면, 목 받침부(130)가 사용자(200)의 목(220)을 받칠 수 있도록 동작 신호를 출력하고, 상기 사용자(200)가 옆으로 누운 수면 자세로 변경하거나 또는 옆으로 누운 수면 자세를 유지하면 상기 목 받침부(130)가 목 받침 지지부(120)에 수납되도록 하거나 또는 상기 목 받침부(130)의 일부만 수납되도록 동작 신호를 출력함으로써, 목 받침부(130)가 옆으로 누운 자세로 인해 수면을 방해하지 않도록 한다.
또한, 상기 제어부(160)는 사용자의 수면 자세에 따라 머리 높이 조절부(190)의 동작을 제어하는 동작 신호를 출력한다.
즉 상기 제어부(160)는 영상 분석 프로그램을 통해 분석한 사용자의 수면자세가 바로 누운 수면 자세이면, 머리(210)가 머리 받침부(110)에서 아래 방향으로 내려온 곳에 위치될 수 있도록 머리 높이 조절부(190)의 말단부가 하향 이동하는 동작 신호를 출력하여 목(220)의 커브가 예를 들면, 'C'자 형상을 유지할 수 있도록 목 받침부(130)가 사용자(200)의 목(220)을 받치도록 제어한다.
또한, 사용자가 옆으로 누운 수면 자세이면, 사용자(200)의 어깨 높이로 인해 머리(220)의 위치가 바로 누운 수면 자세와 대비하여 상대적으로 높은 곳에 위치해야만 하므로 사용자(200)의 머리(210)가 머리 받침부(110)상에서 상부에 위치될 수 있도록 머리 높이 조절부(190)의 말단부가 상향 이동하는 동작 신호를 출력한다.
또한, 옆으로 누운 자세지만, 사용자(200)의 머리(210) 위치, 사용자의 체형에 따른 머리 받침부(110)상에서 머리의 높이 등 필요에 따라 액추에이터(170)로 동작 신호를 출력하여 목 받침부(130)의 일부가 목(220)을 지지할 수 있도록 제어할 수도 있다.
상기 액추에이터(170)는 제어부(160)에서 출력되는 동작 신호에 따라 상기 목 받침부(130)를 동작시키는 구성으로서, 상기 목 받침부(130)가 머리 받침부(110)의 일측으로 회동하도록 구동력을 제공하며, 전기를 이용한 모터로 이루어지며, 바람직하게는 스테핑 모터로 이루어진다.
상기 카메라(180)는 사용자(200)의 수면 자세를 촬영한 영상을 출력하는 구성으로서, 사용자(200)의 상부에 설치되고, 상기 촬영된 영상은 케이블 등의 유선 네트워크 또는 블루투스 등의 무선 네트워크를 통해 제어부(160)로 전송한다.
또한, 상기 카메라(180)는 CCD 센서 또는 CMOS 센서 중 어느 하나를 촬영 센서로 이용하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 상가 카메라(180)의 촬영 센서는 이미지를 촬영할 수 있는 임의의 센서로 변경 설치할 수도 있다.
또한, 상기 카메라(180)는 3차원적인 판단이 가능하도록 듀얼 카메라로 구성될 수도 있다.
상기 머리 높이 조절부(190)는 머리 받침부(110)의 내부에 설치되어 사용자(200)가 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세를 유지하는지에 따라 사용자의 머리(210)가 위치한 높이를 조절하는 구성으로서, 전기 모터 등의 회전력을 수직방향의 왕복운동으로 변경하여 말단부가 수직방향으로 이동하는 액추에이터로 이루어진다.
따라서 제어부(160)가 사용자의 수면중 자세 변경을 카메라(180)를 통해 실시간으로 검출하여 변경된 수면 자세를 분석하고, 상기 분석된 수면 자세에 따라 목 받침부(130)와 머리 높이 조절부(190)의 위치를 조절하여 사용자(200)가 최적의 목 상태를 유지하며 수면을 취할 수 있도록 한다.
(제2 실시예)
도 8은 본 발명에 따른 기능성 베개의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도이다.
우선, 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용하고, 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 기능성 베개(100')는 사용자의 머리 위치와 수면 자세를 검출하여 분석하고, 분석된 결과에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받칠 수 있도록 베개의 형상을 조절할 수 있도록 머리 받침부(110')와, 목 받침 지지부(120)와, 목 받침부(130')와, 입력부(140)와, 센서부(150)와, 제어부(160)와, 액추에이터(170')와, 카메라(180)와, 머리 높이 조절부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 제2 실시예에 따른 기능성 베개(100')는 머리 받침부(110')와, 목 받침부(130')와, 액추에이터(170')의 구성에서 제1 실시예에 따른 기능성 베개와 차이점이 있고, 상기 목 받침부(130')가 공기압에 의해 팽창하여 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 머리 받침부(110')는 사용자의 머리를 지지하는 구성으로서, 누운 상태의 사용자 머리가 지지되도록 하고, 고무, 우레탄 폼 등으로 이루어질 수 있으며, 내부에 수납공간을 형성하여 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 편백나무 등과 같은 기능성 재료들이 충전될 수 있으며, 일측에는 목 받침부(130')로 팽창용 공기를 공급하는 공기 유입구(111)와 상기 목 받침부(130')에서 공기를 배출하는 공기 배출구(112)가 형성된다.
상기 목 받침부(130')는 목 받침 지지부(120, 도 2 참조)에 설치되어 공기가 공급되면 팽창하여 머리 받침부(110')의 외부로 인출되도록 구성되어 사용자의 목을 받쳐 지지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 목 받침부(130')는 공기압에 의해 팽창 및 수축이 용이하게 이루어질 수 있도록 고무재질, 실리콘 재질 등의 신축성을 갖는 재질로 이루어진다.
상기 액추에이터(170')는 머리 받침부(110')의 내부에 설치되어 공기 유입구(111)를 통해 공급되는 공기를 가압하여 목 받침부(130')가 상기 머리 받침부(110')의 일측으로 팽창될 수 있도록 하는 구성으로서, 공기를 가압하여 출력하는 펌프로 이루어진다.
또한, 상기 액추에이터(170')는 목 받침부(130')와의 사이에 체크밸브(171)를 설치하여, 상기 목 받침부(130')로 주입된 공기가 외부로 유출되지 않고 상기 목 받침부(130')에서 유지될 수 있도록 동작하며, 상기 목 받침부(130')에서 공기가 배출되는 경우 상기 체크밸브(171)가 동작하여 상기 목 받침부(130')에 내재된 공기가 공기 배출구(112)를 통해 배출되도록 동작한다.
따라서 제어부가 사용자의 수면중 자세 변경을 카메라를 통해 실시간으로 검출하여 변경된 수면 자세를 분석하고, 상기 분석된 수면 자세에 따라 목 받침부(130')와 머리 높이 조절부(190)의 위치를 조절하여 사용자가 최적의 목 상태를 유지하며 수면을 취할 수 있도록 한다.
(제3 실시예)
도 10은 본 발명에 따른 기능성 베개의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10에 따른 기능성 베개의 구조를 나타낸 단면도이다.
우선, 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용하고, 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 기능성 베개(100")는 사용자의 머리 위치와 수면 자세를 검출하여 분석하고, 분석된 결과에 따라 사용자의 목을 안정적으로 받칠 수 있도록 베개의 형상을 조절할 수 있도록 머리 받침부(110")와, 목 받침 지지부(120)와, 목 받침부(130")와, 입력부(140)와, 센서부(150)와, 제어부(160)와, 액추에이터(170")와, 카메라(180)와, 머리 높이 조절부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 제3 실시예에 따른 기능성 베개(100")는 머리 받침부(110")와, 목 받침부(130")와, 액추에이터(170")의 구성에서 차이점이 있고, 상기 목 받침부(130")가 머리 받침부(110")의 내부에서 슬라이드 이동하여 인출됨으로써, 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 머리 받침부(110")는 사용자의 머리를 지지하는 구성으로서, 누운 상태의 사용자의 머리가 지지되도록 하고, 고무, 우레탄 폼 등으로 이루어질 수 있으며, 내부에 수납공간을 형성하여 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 편백나무 등과 같은 기능성 재료들이 충전될 수 있으며, 일측에는 내부에 설치되는 목 받침부(130")가 외부로 인출되거나 또는 외부로 인출된 목 받침부(130")가 삽입되도록 안내하는 목 받침 인출구(113)가 형성된다.
상기 목 받침부(130")는 사용자의 목을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부(110")의 일측으로 슬라이드 이동하여 인출되는 구성으로서, 판 형상의 부재로 이루어진다.
또한, 상기 목 받침부(130")는 사용자의 목이 편안하게 지지될 수 있도록 상기 목 받침부(130")의 외부에 일정 형상의 고무 또는 우레탄 폼 등으로 이루어진 목 지지대(131")가 설치될 수 있다.
상기 액추에이터(170")는 상기 목 받침부(130")가 머리 받침부(110")의 일측으로 슬라이드 인출 또는 삽입되도록 동작시키는 구성으로서, 모터로 이루어진다.
또한, 상기 액추에이터(170")는 목 받침부(130")가 수평방향으로 이동할 수 있도록 상기 목 받침부(130")와 치합하는 기어부(172)를 포함하여 구성되고, 상기 기어부(172)는 랙 기어와 피니언 기어, 웜 기어 또는 캠 등으로 이루어질 수 있다.
따라서 제어부가 사용자의 수면중 자세 변경을 카메라를 통해 실시간으로 검출하여 변경된 수면 자세를 분석하고, 상기 분석된 수면 자세에 따라 목 받침부(130")와 머리 높이 조절부(190)의 위치를 조절하여 사용자가 최적의 목 상태를 유지하며 수면을 취할 수 있도록 한다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
* 부호의 설명 *
100, 100', 100" : 베개
110, 110', 110" : 머리 받침부
111 : 공기 유입구
112 : 공기 배출구
113 : 목 받침 인출구
120 : 목 받침 지지부
121 : 거치대
122 : 회전공
130, 130', 130" : 목 받침부
131 : 목 받침 베이스
132 : 회전축
140 : 입력부
150 : 센서부
160 : 제어부
170, 170', 170" : 액추에이터
171 : 체크밸브
172 : 기어부
180 : 카메라
190 : 머리 높이 조절부
200 : 사용자
210 : 머리
220 : 목
Claims (12)
- 사용자(200)의 머리(210)를 지지하는 머리 받침부(110, 110', 110");상기 머리 받침부(110, 110', 110")의 일측에 설치되어 목 받침부(130, 130', 130")가 동작되도록 지지하는 목 받침 지지부(120);상기 목 받침 지지부(120)에 설치되어 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지되도록 동작하는 목 받침부(130, 130', 130");상기 머리 받침부(110, 110', 110")의 상부에 설치되어 상기 사용자(200)의 머리(210) 위치를 검출하는 센서부(150);상기 센서부(150)에서 검출된 머리(210)의 위치에 따라 상기 목 받침부(130, 130', 130")의 동작을 제어하는 동작 신호를 출력하는 제어부(160); 및상기 제어부(160)에서 출력되는 동작 신호에 따라 상기 목 받침부(130, 130', 130")를 동작시키는 액추에이터(170, 170', 170")를 포함하는 기능성 베개.
- 제 1 항에 있어서,상기 베개는 사용자(200)의 수면 자세를 촬영한 영상을 출력하는 카메라(180)를 더 포함하고,상기 제어부(160)는 카메라(180)에서 촬영된 영상을 분석하여 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세를 구분하고, 상기 구분된 수면 자세에 따라 상기 목 받침부(130, 130', 130")의 위치를 제어하는 동작 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 2 항에 있어서,상기 베개는 사용자가 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따라 사용자의 머리(210)가 위치한 높이를 조절하는 머리 높이 조절부(190)를 더 포함하고,상기 제어부(160)는 상기 구분된 수면 자세에 따라 상기 머리 높이 조절부(190)의 동작을 제어하는 동작 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 3 항에 있어서,상기 센서부(150)는 머리 받침부(110, 110', 110")상에서 사용자(200)의 머리(210) 위치와 무게를 검출하는 압력센서인 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 4 항에 있어서,상기 센서부(150)는 사용자(200)의 머리(210) 무게에 따라 변형되는 상태와 그 양을 측정하는 스트레인 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 5 항에 있어서,상기 제어부(160)는 상기 센서부(150)에서 측정된 머리(210) 무게에 따른 변형 상태와 변형량을 분석하여 머리 받침부(110, 110', 110")상에서 머리(210)의 높이를 분석하고, 상기 분석된 머리(210)의 높이에 따라 미리 설정된 목 받침부(130, 130', 130")의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 6 항에 있어서,상기 목 받침부(130)는 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부(110)의 일측으로 회전하여 인출되는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 6 항에 있어서,상기 목 받침부(130')는 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부(110')의 일측으로 팽창하여 인출되는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 6 항에 있어서,상기 목 받침부(130")는 사용자(200)의 목(220)을 받쳐 지지하도록 상기 머리 받침부(110")의 일측으로 슬라이드 이동하여 인출되는 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 6 항에 있어서,상기 액추에이터(170)는 상기 목 받침부(130)가 머리 받침부(110)의 일측으로 회동하도록 구동력을 제공하는 전기 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 배게.
- 제 6 항에 있어서,상기 액추에이터(170')는 상기 목 받침부(130')가 머리 받침부(110')의 일측으로 팽창하도록 공압을 제공하는 펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
- 제 6 항에 있어서,상기 액추에이터(170")는 상기 목 받침부(130")가 머리 받침부(110")의 일측으로 슬라이드 인출 또는 삽입되도록 기어부(172)를 구비한 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 베개.
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- 2017-06-29 WO PCT/KR2017/006875 patent/WO2019004499A1/ko active Application Filing
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