WO2024053799A1 - 수면 케어 장치 - Google Patents

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WO2024053799A1
WO2024053799A1 PCT/KR2022/021273 KR2022021273W WO2024053799A1 WO 2024053799 A1 WO2024053799 A1 WO 2024053799A1 KR 2022021273 W KR2022021273 W KR 2022021273W WO 2024053799 A1 WO2024053799 A1 WO 2024053799A1
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electrode
housing
tip
care device
ear
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PCT/KR2022/021273
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조자수
권양태
최정근
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엘지전자 주식회사
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    • A61B5/265—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials containing silver or silver chloride
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    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]

Definitions

  • the present invention relates to a sleep care device that measures the user's brain wave signals to induce sleep and maintain the user's deep sleep.
  • Biosignals are signals in the form of potentials or currents generated from human muscle cells or nerve cells, and can be obtained by collecting and analyzing changes in electrical signals detected through electrodes attached to the human body.
  • Conventional biosignal measuring devices detect biosignals by attaching wet electrodes to the user's body.
  • a wet electrode refers to an electrode made of conductive metal that electrically interfaces with the user's skin through hydrogel.
  • wet electrodes using hydrogel are advantageous for measuring biological signals because they relatively lower the contact impedance between the electrode and the skin, thereby reducing the impact of contact impedance on microscopic biological signals. Using wet electrodes like this allows relatively uniform and stable biological signals to be obtained.
  • wet electrodes are difficult to use repeatedly and are not easy to store, making it practically impossible to use them at home. Furthermore, because it is not comfortable to wear, it is not advisable to use it to collect sleep signals considering user convenience.
  • dry electrodes are easy to store, but are not comfortable to wear due to the unique coldness and hardness of metal, and the contact impedance, which is the electrical resistance between the electrode and the skin, is high, making it difficult to collect quality signals.
  • Korean Patent Publication No. 10-2020-0056744 proposed collecting biosignals by forming electrodes made of silicon in a wearable device.
  • the Korean published patent has a problem in that the wearable device is easily separated from the user's body. In particular, when the user is in a sleeping state, the user cannot easily recognize the wearable device even if it is disconnected, which may cause problems with the reliability of the measured biosignals.
  • the purpose of the present invention is to provide a sleep care device that is not easily separated from the user's body in the user's sleeping state and can measure brain wave signals reliably.
  • a sleep care device is a sleep care device mounted on the user's ears and includes a housing, an ear hook, and an ear tip.
  • the housing forms the exterior of the sleep care device.
  • the ear hook is connected to the housing to form a closed loop, is disposed between the user's head and the auricle, and includes an electrode having electrical conductivity.
  • the eartip is connected to the housing, is placed at the entrance to the external auditory canal, and is electrically conductive. Additionally, the ear hook and the ear tip are made of a material with flexibility and elasticity and measure the user's brain waves.
  • the ear hook includes a first electrode and a second electrode having electrical conductivity, and a joint disposed between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode or the second electrode is formed in an arc shape.
  • the joint portion is formed in a wave shape.
  • a plurality of fastening holes are formed in each of one end of the first electrode and the other end of the second electrode.
  • the plurality of fastening holes include one or more fastening protrusion holes and fastening screw holes.
  • the housing includes an upper housing and a lower housing.
  • a fastening protrusion formed on one side of the lower housing is inserted into the fastening protrusion hole formed on one end of the first electrode.
  • the fastening protrusion formed on the other side of the lower housing is inserted into the fastening protrusion hole formed on the other end of the second electrode.
  • the fastening screw hole formed on one end of the first electrode is seated in the fastening screw groove formed on one side of the lower housing.
  • the fastening screw hole formed on the other end of the second electrode is seated in the fastening screw groove formed on the other side of the lower housing.
  • a substrate is disposed inside the housing.
  • One end of the first electrode and the other end of the second electrode are electrically connected to the substrate by an electrically conductive metal clip mounted on the substrate.
  • the eartip includes a tip body connected to the housing, and a tip ring connected to the tip body.
  • the tip body includes a body groove and a body hole.
  • the body groove is a groove formed at a preset depth on one side of the tip body, and the body hole is a hole that penetrates from the bottom of the body groove to the other side of the tip body.
  • one end of an electrical terminal electrically connected to the substrate is press-fitted into the body groove.
  • a substrate is disposed between the upper housing and the lower housing, and an inner housing is disposed between the lower housing and the substrate.
  • the upper end of the speaker accommodating portion formed in the inner housing is press-fitted into the body groove.
  • the upper end of the speaker accommodating part is disposed below the body hole.
  • a sound pressure hole communicating with the body hole is formed at the upper end of the speaker accommodating portion.
  • the tip ring has a ring shape and is provided in two pieces.
  • the two tip rings are respectively connected to one side and the other side of the tip body.
  • the electrode of the ear hook and the ear tip are formed by mixing plate-shaped silver (Ag) powder, spherical silver (Ag) powder, or silver flake (Ag flake) with silicone polymer.
  • the upper housing is disposed to face the opposite side of the user's head, and the lower housing is disposed to face the head with the ear tip interposed therebetween.
  • the lower housing has a speaker accommodating hole through which the upper end of the speaker accommodating portion formed in the inner housing passes, and a tip terminal hole through which an electric terminal electrically connected to the substrate passes through.
  • the sleep care device is not easily separated from the user's body while the user is sleeping and has the effect of measuring a reliable brain wave signal.
  • the sleep care device has the effect of allowing the user to feel comfortable wearing it while the user is sleeping.
  • the sleep care device does not need to replace the ear hook and ear tip depending on the user, and can be used by multiple family members and others as one device.
  • Figure 1 shows a front perspective view of a sleep care device according to an example of an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a rear perspective view of the sleep care device of Figure 1.
  • Figure 3 shows the sleep care device of Figure 1 worn on the user's ear.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the sleep care device of Figure 1.
  • Figure 5 shows a top view of the ear hook.
  • Figure 6 shows a bottom view of the ear hook.
  • Figure 7 shows A in Figure 6.
  • Figure 8 shows a bottom perspective view of the ear tip.
  • Figure 9 shows a top view of the ear tip.
  • Figure 10 shows the sleep care device of Figure 1 with the ear hook and ear tip removed.
  • Figure 11 shows the upper housing.
  • Figure 11 (a) shows the outer surface of the upper housing 32, and (b) shows the inner surface of the upper housing 32.
  • Figure 12 shows a top view of the lower housing.
  • Figure 13 shows a bottom view of the lower housing.
  • Figure 14 shows the state before the ear hook is coupled to the lower housing.
  • Figure 15 shows a state in which the ear hook is coupled to the lower housing.
  • FIG. 16 shows a state in which the lower housing in FIG. 10 has been removed.
  • Figure 17 is a perspective view showing the inner housing.
  • Figure 18 is a perspective view showing the substrate.
  • Figure 19 is a perspective view showing a state in which a substrate is placed in the upper housing.
  • Figure 20 shows a cross-sectional view of the sleep care device of Figure 1 cut from the lower housing side to the upper housing side.
  • Figure 21 is a cross-sectional view showing a state in which one end of the substrate and the first electrode are electrically connected by a metal clip.
  • Figure 22 shows components (hardware) of the present invention mounted on or electrically connected to a board.
  • Figure 23 shows a block diagram of the sleep care device of Figure 1.
  • Figure 24 shows brain waves measured by the sleep care device of Figure 1.
  • Figure 25 compares brain waves measured at the ears and brain waves measured at the scalp with the sleep care device of Figure 1.
  • Figure 26 shows an example of an embodiment in which the sleep care device of Figure 1 is placed in the charging case.
  • Biosignal measurement devices using conventional wet electrodes have the problem of being practically impossible to use at home because the wet electrodes are difficult to use repeatedly and are not easy to store. Additionally, the wet electrodes are not comfortable to wear, so the sleep signal There is a problem that using it for collection is not desirable considering user convenience.
  • bio-signal measuring devices using conventional dry electrodes are easy to store, but are not comfortable to wear due to the coldness and hardness of the metal, have high contact impedance between the dry electrode and the skin, and are not sensitive to the user while sleeping. Because it is easily separated, there is a problem in collecting quality signals.
  • the sleep care device described in this specification allows the user to feel comfortable wearing in the user's sleeping state, is not easily separated from the user's body, can measure reliable brain wave signals, and can provide ear hooks and ear tips depending on the user. It is characterized by no need for replacement.
  • the sleep care device 1 includes an ear hook 10, an ear tip 20, and a housing 30. Includes.
  • the ear hook 10 serves to secure the sleep care device 1 of the present invention to the ear. Due to the ear hook 10, the sleep care device 1 of the present invention is not easily separated from the user's ears.
  • the ear hook 10 is formed in the shape of a string (or string) having a preset length.
  • the ear hook 10 includes one end 111 and the other end 122 opposite to the one end 111, and has a preset length extending from one end 111 to the other end 122. It is formed in the shape of a loop (open loop).
  • the ear hook 10 has a preset cross-sectional diameter.
  • the cross section represents a cut surface when the ear hook 10 is cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the ear hook 10.
  • the shape of the cross section may be circular, oval or polygonal.
  • the ear hook 10 is connected to the housing 30.
  • the ear hook 10 is connected to the housing 30 to form a closed loop.
  • An auricle is inserted and disposed in the opening 10h in the closed loop.
  • one end 111 of the ear hook 10 is connected to one side 311 of the housing 30, and the other end 122 of the ear hook 10 is connected to the other side 312 of the housing 30.
  • the other side 312 of the housing 30 is adjacent to the one side 311 of the housing 30 and represents a portion of the housing 30 spaced apart from the one side 311 by a preset distance.
  • One side 311 of the housing 30 represents one side 311 of the lower housing 31, which will be described later, and the other side 312 of the housing 30 represents the other side 312 of the lower housing 31.
  • the eartip 20 When the sleep care device 1 of the present invention is mounted on the user's ear, the eartip 20, which will be described later, is placed at the entrance (auricularis) of the ear's external auditory canal. And the housing 30 connected to the eartip 20 is arranged to face the ear with the eartip 20 interposed therebetween. And the ear hook 10 connected to the housing 30 forms a closed loop with the housing 30. The auricle is inserted into the opening 10h in the closed loop, and the ear hook 10 is placed between the head and the auricle to cover the auricle. For this reason, the ear hook 10 serves to secure the sleep care device 1 of the present invention so that it is not easily separated from the user's ears.
  • the ear hook 10 is made of a material (or material) having flexibility and elasticity.
  • the ear hook 10 may be made of silicone material that has flexibility and elasticity.
  • flexibility refers to the properties of being stretchy (elastic), easily bendable, and flexible.
  • Elasticity refers to the property of an object (earhook 10) deformed by an external force to return to its original state when the external force is removed.
  • the ear hook 10 is made of a material having flexibility and elasticity, so that it is placed between the head and the auricle and remains in contact (close contact) with the head and/or the auricle.
  • the ear hook 10 includes a first electrode 11, a second electrode 12, and a joint portion 13.
  • the first electrode 11 includes one end 111 and the other end 112 opposite to the one end 111.
  • the first electrode 11 is formed with a preset length extending from the one end 111 to the other end 112.
  • the one end 111 of the first electrode 11 represents one end 111 of the ear hook 10 and is connected to one side 311 of the housing 30.
  • the other end 112 of the first electrode 11 is connected to the joint 13 (specifically, one end 131 of the joint 13).
  • the first electrode 11 is formed to a preset length, even if any part of the first electrode 11 is not in contact with the head and/or the auricle, any other part of the first electrode 11 is in contact with the head and/or the auricle. can come into contact with. Accordingly, when the sleep care device 1 of the present invention is mounted on the ear, the first electrode 11 is always maintained in contact with the head and/or the auricle.
  • the first electrode 11 is formed in an arc shape to surround the auricle.
  • the auricle may represent, for example, the auricle corresponding to the upper part of the ear.
  • One end 111 of the ear hook 10, that is, one end 111 of the first electrode 11, is connected to one side 311 of the housing 30. Specifically, one end 111 of the first electrode 11 is coupled to one side 311 of the lower housing 31, which will be described later.
  • One end 111 of the first electrode 11 may be formed to correspond to the shape of the part joined to the lower housing 31.
  • one end 111 of the first electrode 11 is not limited to a specific shape and may be formed in various shapes.
  • One end 111 of the first electrode 11 is formed with a plurality of fastening holes.
  • the plurality of fastening holes include one or more fastening protrusion holes 1111 and fastening screw holes 1112. 5 to 7, two fastening protrusion holes 1111 are formed, and one fastening screw hole 1112 is formed.
  • the fastening protrusion hole 1111 is arranged by inserting the fastening protrusion 3111 (see FIGS. 13 to 15) formed on one side 311 of the lower housing 31. Due to this, one end 111 of the ear hook 10 (specifically, one end 111 of the first electrode 11) is fixed to the lower housing 31. Although not shown, according to an example of another embodiment of the present invention, one or more fastening protrusions are formed on one end 111 of the first electrode 11, and a fastening protrusion hole is formed on one side 311 of the lower housing 31. By forming this, one end 111 of the first electrode 11 and one side 311 of the lower housing 31 can be coupled to each other.
  • the fastening screw hole 1112 is seated in the fastening screw groove 3112 (see FIGS. 13 to 15) formed on one side 311 of the lower housing 31.
  • the fastening screw 311S (see FIG. 4) is a fastening screw hole 34h1 (see FIG. 19) formed on the substrate 34, which will be described later, and a fastening screw hole 1112 formed on one end 111 of the first electrode 11. ) and is inserted and fixed into the fastening screw groove 3112 formed on one side 311 of the lower housing 31. Accordingly, the substrate 34 and one end 111 of the first electrode 11 are fixed to one side 311 of the lower housing 31.
  • a plurality of support protrusions 1113 may be formed around the fastening screw hole 1112 at one end 111 of the first electrode 11.
  • the plurality of support protrusions 1113 protrude from one end 111 of the first electrode 11 toward the substrate 34 and are spaced apart from each other at a preset interval.
  • the plurality of support protrusions 1113 support the substrate 34 and space one end 111 of the first electrode 11 and the substrate 34 apart. Accordingly, one end 111 of the first electrode 11 does not directly contact the substrate 34, but contacts a specific electric circuit formed on the substrate 34 through a metal clip 341, which will be described later. I do it.
  • the second electrode 12 includes one end 121 and an other end 122 opposite to the one end 121.
  • the second electrode 12 is formed to have a preset length extending from the one end 121 to the other end 122.
  • the one end 121 of the second electrode 12 is connected to the joint 13 (specifically, the other end 132 of the joint 13).
  • the other end 122 of the second electrode 12 represents the other end 122 of the ear hook 10 and is connected to the other side 312 of the housing 30.
  • the second electrode 12 is formed to a preset length, even if any part of the second electrode 12 is not in contact with the head and/or the auricle (or earlobe), any other part of the second electrode 12 is in contact with the head. and/or may come into contact with the auricle (or earlobe). Accordingly, when the sleep care device 1 of the present invention is mounted on the ear, the second electrode 12 is always maintained in contact with the head and/or the auricle (or earlobe).
  • the second electrode 12 is formed in an arc shape to surround the auricle (or earlobe).
  • the auricle (or earlobe) may represent, for example, the auricle (or earlobe) corresponding to the lower part of the ear.
  • the other end 122 of the ear hook 10, that is, the other end 122 of the second electrode 12, is connected to the other side 312 of the housing 30. Specifically, the other end 122 of the second electrode 12 is coupled to the other side 312 of the lower housing 31, which will be described later.
  • the other end 122 of the second electrode 12 may be formed to correspond to the shape of the part joined to the lower housing 31.
  • the other end 122 of the second electrode 12 is not limited to a specific shape and may be formed in various shapes.
  • the other end 122 of the second electrode 12 is formed with a plurality of fastening holes.
  • the plurality of fastening holes formed in the other end 122 of the second electrode 12 include one or more fastening protrusion holes 1221 and fastening screw holes 1222. 5 to 7, two fastening protrusion holes 1221 are formed, and one fastening screw hole 1222 is formed.
  • the fastening protrusion hole 1221 formed on the other end 122 of the second electrode 12 is inserted into the fastening protrusion 3121 (see FIGS. 13 to 15) formed on the other side 312 of the lower housing 31. and is placed. Due to this, the other end 122 of the ear hook 10 (specifically, the other end 122 of the second electrode 12) is fixed to the lower housing 31.
  • one or more fastening protrusions are formed on the other end 122 of the second electrode 12, and a fastening protrusion is formed on the other side 312 of the lower housing 31. By forming the hole, the other end 122 of the second electrode 12 and the other side 312 of the lower housing 31 can be coupled to each other.
  • the fastening screw hole 1222 formed on the other end 122 of the second electrode 12 is connected to the fastening screw groove 3122 formed on the other side 312 of the lower housing 31 (see FIGS. 13 to 15). It settles down.
  • the fastening screw 312S (see FIG. 4) includes a fastening screw hole 34h2 (see FIG. 19) formed on the substrate 34 and a fastening screw hole 1222 formed on the other end 122 of the second electrode 12. It penetrates and is inserted and fixed into the fastening screw groove 3122 formed on the other side 312 of the lower housing 31. Accordingly, the substrate 34 and the other end 122 of the second electrode 12 are fixed to the other side 312 of the lower housing 31.
  • a plurality of support protrusions 1223 may be formed around the fastening screw hole 1222 at the other end 122 of the second electrode 12.
  • the plurality of support protrusions 1223 formed on the other end 122 of the second electrode 12 protrude from the other end 122 of the second electrode 12 toward the substrate 34 and are spaced apart from each other at a preset distance. They are placed spaced apart.
  • a plurality of support protrusions 1223 formed on the other end 122 of the second electrode 12 support the substrate 34 and are spaced apart from the other end 122 of the second electrode 12 and the substrate 34. I order it. Accordingly, the other end 122 of the second electrode 12 does not directly contact the substrate 34, but comes into contact with a specific electric circuit formed on the substrate 34 through a metal clip 341, which will be described later.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 have electrical conductivity.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are made of a material having flexibility and elasticity.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are made of a silicon material that has flexibility and elasticity, and may be formed by including a metal powder with electrical conductivity in the silicon material.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are formed by mixing plate-shaped silver (Ag) powder, spherical silver (Ag) powder, and/or silver flake with silicon polymer. You can. Because of this, the first electrode 11 and the second electrode 12 have electrical conductivity while maintaining the characteristics of the silicon material. The first electrode 11 and the second electrode 12 each have a resistance value of 10 ⁇ (ohm) or less.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 can sense and measure brain wave signals.
  • electroencephalogram EEG is an electrical signal generated by neural activity within the brain. Brain waves are also called electroencephalograms.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 serve as electrodes.
  • the first electrode 11 may be a reference electrode
  • the second electrode 12 may be an earth electrode (bias).
  • the ear tip 20, which will be described later, may be a measurement electrode.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are made of a material having flexibility and elasticity, so that they are placed between the head and the auricle and remain in contact (close contact) with the head and/or the auricle.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 contain metal powder with electrical conductivity, so that they can serve as electrodes.
  • One end 111 of the first electrode 11 is an electrically conductive metal clip 341 mounted on the substrate 34 (this may be called 'first metal clip 341a') (FIGS. 19 and 19). (see Figure 21).
  • the first metal clip 341a is mounted (fixed) to the electric circuit of the board 34 (see FIG. 21).
  • the first metal clip 341a is disposed between one end 111 of the first electrode 11 and the substrate 34 to form an electrical circuit between one end 111 of the first electrode 11 and the substrate 34. Connect electrically.
  • one side (e.g., top) of the first metal clip 341a is in contact with one end 111 of the first electrode 11, and the other side (e.g., lower part) is in contact with the electrical circuit of the substrate 34.
  • the electrical signal (specifically, brain waves) measured by the first electrode 11 is transmitted to the substrate 34 through one end 111 of the first electrode 11 and the first metal clip 341a, It is stored in a memory disposed on the substrate 34 or processed into output or communication data by a signal processing unit.
  • the other end 122 of the second electrode 12 has an electrically conductive metal clip 341 mounted on the substrate 34 (this may be named 'second metal clip 341b') ( Figure 19).
  • the second metal clip 341b is mounted (fixed) to the electric circuit of the board 34.
  • the second metal clip 341b is disposed between the other end 122 of the second electrode 12 and the substrate 34, and forms an electrical circuit between the other end 122 of the second electrode 12 and the substrate 34. Connect electrically.
  • one side (e.g., top) of the second metal clip 341b is in contact with the other end 122 of the second electrode 12, and the other side (e.g., lower part) is in contact with the electrical circuit of the substrate 34.
  • the electrical signal (specifically, brain waves) measured by the second electrode 12 is transmitted to the substrate 34 through the other end 122 of the second electrode 12 and the second metal clip 341b, It is stored in a memory disposed on the substrate 34 or processed into output or communication data by a signal processing unit.
  • an electrically conductive metal terminal for example, a metal brick or a metal pogo pin, is used. pogo pin
  • one end 111 of the first electrode 11 and the other end 122 of the second electrode 12 may contact a metal brick or metal pogo pin electrically connected to the substrate 34.
  • the joint 13 is disposed between the first electrode 11 and the second electrode 12 and is formed to a preset length.
  • the joint 13 insulates the first electrode 11 and the second electrode 12 from each other.
  • the joint portion 13 is made of a material having flexibility and elasticity, but does not contain electrically conductive metal powder. Accordingly, the joint 13 is not electrically conductive.
  • first electrode 11 and the second electrode 12 are separated (spaced apart) by the joint 13, the first electrode 11 and the second electrode 12 are clean (reliable) and do not interfere with each other. Electrical signals can be obtained.
  • the joint 13 is connected to the first electrode 11 and the second electrode 12.
  • the joint portion 13 includes one end 131 and the other end 132 opposite to the one end 131.
  • the joint 13 is formed to have a predetermined length extending from the one end 131 to the other end 132.
  • the one end 131 of the joint 13 is connected to the other end 112 of the first electrode 11.
  • the other end 132 of the joint 13 is connected to one end 121 of the second electrode 12.
  • the other end 112 of the first electrode 11 and one end 131 of the joint 13 may be formed integrally.
  • 'integrated' means that the other end 112 of the first electrode 11 and the one end 131 of the joint 13 are separate from each other and the other end 112 of the first electrode 11 and the joint.
  • the area where one end 131 of the part 13 is joined is not connected by welding or adhesive, but the other end 112 of the first electrode 11 and one end 131 of the joint 13 means that it is continuous as one without any physical break. This can be achieved by a double injection method.
  • the other end 132 of the joint 13 and the one end 121 of the second electrode 12 may be formed integrally as described above.
  • the other end 112 of the first electrode 11 and the one end 131 of the joint 13 are joined (connected) through a method such as release silicone bonding. It can be.
  • the other end 132 of the joint 13 and the one end 121 of the second electrode 12 may also be joined (connected) by a method such as release silicon bonding.
  • the joint 13 is formed in a wave shape 133.
  • the joint 13 is formed in a serpentine (curved here and there) shape 133.
  • the joint portion 13 is formed in a shape 133 that is bent a plurality of times.
  • the shape 133 of the joint 13 (a wave shape, a serpentine shape, or a shape bent multiple times) is unfolded. Because of this, it can be easily worn between the ear flap and the head. In addition, since the shape 133 of the joint 13 returns to its original state after being worn, the ear hook 10 can be entirely in contact with (close contact with) the head and/or the auricle.
  • the shape 133 of the joint 13 (a wave shape, a serpentine shape, or a shape bent multiple times) and the flexibility and elasticity of the shape 133, the user (specifically, the size of the auricle) ), there is no need to replace the ear hook (10), and multiple family members and others can use one sleep care device (1) of the present invention.
  • the eartip 20 is in contact with the ear. Specifically, the eartip 20 is placed and closely attached to the entrance (auricularis) of the ear's external auditory canal.
  • the eartip 20 itself acts as an electrode and can detect and measure brain wave signals.
  • the eartip 20 may be a measurement electrode that measures brain wave signals.
  • the eartip 20 is connected to the housing 30.
  • the ear tip 20 is placed inside the auricle and is in close contact with the skin.
  • the ear tip 20 includes a tip body 21 and a tip ring 22.
  • the tip body 21 corresponds to the body of the ear tip 20 and is connected to the housing 30.
  • the tip body 21 is placed at the entrance to the ear canal.
  • the tip body 21 is not limited to a specific shape and may be formed in various shapes.
  • the tip body 21 includes a body groove 211 and a body hole 212.
  • the body groove 211 is a groove formed on one surface of the tip body 21 with a preset depth. Specifically, the body groove 211 is formed concavely at a preset depth on one surface (eg, lower surface) of the tip body 21.
  • One or more body grooves 211 may be formed. In Figure 8, one body groove 211 is formed on one surface of the tip body 21.
  • a dig locking groove 211R (see FIG. 20) is formed in the body groove 211 in a direction perpendicular to the depth direction of the body groove 211.
  • the locking groove 211R is formed on the side of the body groove 211 and is formed along the circumference of the side of the body groove 211.
  • the electrical terminal 213 and the speaker accommodating portion 332 are disposed adjacent to each other.
  • one end of the electrical terminal (tip terminal) 213 disposed in the housing 30 is disposed in the body groove 211.
  • the shape of the body groove 211 is not limited to a specific shape and may be formed in various shapes.
  • the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 can be inserted and placed in one of the body grooves 211 by interference fitting.
  • one end of the electric terminal 213 may be inserted and placed in any other body groove 211 by press fitting.
  • the shape of the body groove 211 may be formed to correspond to the shape of the upper end 3321 of the inserted speaker accommodating part 332 or the shape of one end of the electric terminal 213.
  • the body hole 212 is formed in the body groove 211. Specifically, the body hole 212 is formed on the bottom surface of the body groove 211.
  • the body hole 212 is a hole that penetrates from the bottom surface of the body groove 211 to another surface (eg, top surface) of the tip body 21.
  • the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 formed in the inner housing 33 is disposed below the body hole 212 (see FIGS. 17 and 20).
  • the sound coming from the speaker 37 passes through the sound pressure hole 3322 and the body hole 212 formed in the upper part 3321 of the speaker receiving portion 332 in order and is transmitted to the outside of the sleep care device 1 of the present invention.
  • the body hole 212 is in close contact with the entrance to the ear's external auditory canal, the sound transmitted to the outside through the body hole 212 reaches the eardrum along the ear's external auditory canal. Accordingly, a user wearing the sleep care device 1 of the present invention on his or her ears can hear the sound coming from the sleep care device 1.
  • the tip ring 22 is connected to the tip body 21. Specifically, the tip ring 22 is connected to the upper side of the tip body 21.
  • the tip ring 22 is placed inside the auricle and is in close contact with the skin.
  • the tip ring 22 secures the tip body 21. Because of this, the tip body 21 disposed at the entrance to the ear canal does not move or escape from the ear.
  • the tip ring 22 is formed in a ring shape with a central opening.
  • the tip ring 22 is provided with two (221 and 222). Two tip rings 221 and 222 are connected to one side and the other side of the tip body 21, respectively. The two tip rings 221 and 222 have central openings 221h and 222h, respectively.
  • the two tip rings 221 and 222 may be arranged asymmetrically and may also have different shapes. This takes into account the fact that the shape of the inside of the auricle is not constant (irregular). Because of this, the two tip rings 221 and 222 can be easily seated inside the ear and easily adhered to the skin.
  • the two tip rings 221 and 222 may be arranged symmetrically and have the same shape. Because of this, the two tip rings 221 and 222 can be easily manufactured.
  • the ear tip 20 may be formed of the same material as the ear hook 10 described above.
  • the ear tip 20, that is, the tip body 21 and the tip ring 22, are made of a material having flexibility and elasticity.
  • the ear hook 10 may be made of a silicone material that has flexibility and elasticity.
  • the eartip 20 is made of a material with flexibility and elasticity, so that it is placed inside the auricle and remains in contact (close contact) with the skin.
  • the tip body 21 and the tip ring 22 are deformed in shape by external force.
  • the tip ring 22 can be modified to fit the shape of the inside of the auricle so that the tip body 21 can be placed at the entrance to the ear canal. As a result, the user can feel comfortable wearing while clearly hearing the sound transmitted through the body hole 212, and maintain comfort even when worn for a long time.
  • the two tip rings 22 are each formed of a material having flexibility and elasticity and are each formed in a ring shape, so that the shape can be easily deformed. Therefore, even if the shape of the inside of the auricle, including the ear canal, is different depending on the user, the two tip rings 22 are easily modified to fit the shape of the inside of the auricle, and the ear tips 20 can be easily seated and fixed in the user's ear. do. Therefore, there is no need to replace the ear tips 20 depending on the user, and one sleep care device 1 of the present invention can be used by multiple family members and others.
  • the two tip rings 22 are each formed in a ring shape, even if any part of the tip ring 22 does not contact the skin of the ear, another part of the tip ring 22 comes into contact with the skin of the ear. Accordingly, when the sleep care device 1 of the present invention is mounted on the ear, the ear tip 20 continues to remain in contact with the skin of the ear.
  • the ear tip 20 has the same electrical conductivity as the first electrode 11 and the second electrode 12 of the ear hook 10 described above.
  • the eartip 20 has electrical conductivity, the eartip 20 itself serves as an electrode. That is, in the present invention, the ear tip 20 is a type of electrode. Therefore, the ear tip 20 may be called an ‘ear tip electrode.’
  • the ear tip 20, that is, the tip body 21 and the tip ring 22, have electrical conductivity.
  • the tip body 21 and the tip ring 22 are made of a silicone material with flexibility and elasticity, and may be formed by including electrically conductive metal powder in the silicone material.
  • the tip body 21 and the tip ring 22 may be formed by mixing plate-shaped silver (Ag) powder, spherical silver (Ag) powder, and/or silver flakes with silicon polymer. Because of this, the tip body 21 and the tip ring 22 have electrical conductivity while maintaining the characteristics of the silicon material.
  • the eartip electrode has a resistance value of 10 ⁇ (ohm) or less.
  • the tip body 21 and the tip ring 22 serve as electrodes and can detect and measure brain wave signals.
  • the tip body 21 and the tip ring 22 may be measurement electrodes that measure brain wave signals.
  • the ear tip 20 (specifically, the tip body 21) is electrically connected to the electrical terminal 213 (this may be referred to as 'tip terminal 213') disposed in the housing 30 (FIG. 20 reference).
  • the ear tip 20 (specifically, the tip body 21) is press-fitted to one end of the tip terminal 213.
  • the tip terminal 213 is formed in the shape of a metal rod with electrical conductivity.
  • One end of the tip terminal 213 is connected to the ear tip 20.
  • a terminal protrusion 213F (see Fig. 20) is formed on one end of the tip terminal 213.
  • the terminal protrusion 213F is formed on one end of the tip terminal 213 and is formed along the circumference of the one end of the tip terminal 213.
  • the terminal protrusion 213F is formed to protrude in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tip terminal 213.
  • the terminal protrusion 213F is inserted into the locking groove 211R formed in the tip body 21 (specifically, the body groove 211) of the ear tip 20 through interference fit. Because of this, the ear tip 20 is not easily separated from the electrical terminal (tip terminal) 213.
  • the other end of the tip terminal 213 is in contact with an electrically conductive metal clip 341 (this may be referred to as a 'third metal clip 341c') mounted on the substrate 34 (see FIG. 19). ).
  • the third metal clip 341c is mounted (fixed) to the electric circuit of the board 34 (see FIG. 20).
  • the third metal clip 341c is disposed between the other end of the tip terminal 213 and the board 34 to electrically connect the other end of the tip terminal 213 to the electric circuit of the board 34.
  • one side (e.g., top) of the third metal clip 341c is in contact with the other end of the tip terminal 213, and the other side (e.g., bottom) of the third metal clip 341c is in contact with the substrate. It contacts the electrical circuit at (34).
  • the brain wave signal measured by the ear tip 20 is transmitted to the board 34 through the tip terminal 213 and the third metal clip 341c, and is stored in the memory disposed on the board 34 or the signal processing unit. It is processed as data for output or communication.
  • the housing 30 forms the exterior of the sleep care device 1 of the present invention.
  • the housing 30 is divided into an upper housing 32 and a lower housing 31.
  • the upper housing 32 and the lower housing 31 may be formed in a dome shape or a hemisphere shape.
  • the dome and hemisphere may be formed with a low height (or depth) at the center.
  • a space is formed inside the upper housing 32 and the lower housing 31.
  • the upper housing 32 has a shape with an open bottom
  • the lower housing 31 has a shape with an open top.
  • the lower housing 31, where the ear hook 10 and the ear tip 20 are coupled is disposed at the top
  • the upper housing 32 is disposed at the bottom.
  • the upper housing 32 is arranged to face the head with the lower housing 31 interposed therebetween.
  • the outer surface of the upper housing 32 faces away from the head and is exposed to the outside.
  • a fastening member may be formed on the inner surface of the upper housing 32 for coupling with the lower housing 31, and a fastening member for fastening with the substrate 34 or other members disposed inside the housing 30 and/ Alternatively, support members may be formed to support the substrate 34 or other members.
  • the lower housing 31 is arranged to face the head with the ear tip 20 interposed therebetween.
  • the outer surface of the lower housing 31 is disposed toward the ear.
  • One side 311 and the other side 312 of the lower housing 31 are joined to one end 111 and the other end 122 of the ear hook 10.
  • One side 311 and the other side 312 of the lower housing 31 are spaced apart by a preset distance.
  • One side 311 and the other side 312 of the lower housing 31 are formed in a concave shape in a direction toward the center of the lower housing 31.
  • the concave shape may correspond to some shapes of one end 111 and the other end 122 of the ear hook 10.
  • the lower housing 31 has a speaker accommodating hole 313 through which the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 formed in the inner housing 33 penetrates, and a tip terminal hole through which an electric terminal (tip terminal 213) penetrates. (314) is formed.
  • the speaker accommodating hole 313 may be formed to correspond to the cross-sectional shape of the speaker accommodating portion 332 disposed in the speaker accommodating hole 313.
  • the position of the speaker accommodating hole 313 in the lower housing 31 is not limited to a specific position, and may correspond to the position where the speaker accommodating part 332 of the inner housing 33 is disposed.
  • the tip terminal hole 314 may be formed to correspond to the cross-sectional shape of the tip terminal 213 disposed in the tip terminal hole 314.
  • the position of the tip terminal hole 314 in the lower housing 31 is not limited to a specific position and may correspond to the position where the tip terminal 213 is disposed.
  • the sleep care device 1 of the present invention includes one or more charging terminals 342 (see FIG. 16).
  • the charging terminal 342 is an electrical terminal for charging.
  • the charging terminal 342 is formed in the shape of a metal rod with electrical conductivity.
  • the lower housing 31 is formed with one or more charging terminal holes 315 through which one or more charging terminals 342 pass.
  • the charging terminal 342 is disposed in the charging terminal hole 315 and exposed to the outside.
  • One end of the charging terminal 342 is exposed to the outside through the charging terminal hole 315, and the other end of the charging terminal 342 is an electrically conductive metal clip 341 mounted on the substrate 34 (hereinafter referred to as 4 It contacts the metal clip (341d)' (see FIG. 19).
  • the fourth metal clip 341d is mounted (fixed) to the electric circuit of the board 34.
  • the fourth metal clip 341d is disposed between the other end of the charging terminal 342 and the board 34 to electrically connect the other end of the charging terminal 342 to the electric circuit of the board 34.
  • one side (e.g., top) of the fourth metal clip 341d is in contact with the other end of the charging terminal 342, and the other side (e.g., bottom) of the fourth metal clip 341d is in contact with the substrate. It contacts the electrical circuit at (34).
  • the fourth metal clip 341d is arranged in the same number as the charging terminal 342.
  • the charging terminal hole 315 may be formed to correspond to the cross-sectional shape of the charging terminal 342 disposed in the charging terminal hole 315.
  • the position of the charging terminal hole 315 in the lower housing 31 is not limited to a specific position and may correspond to the position where the charging terminal 342 is disposed.
  • the lower housing 31 includes a fastening protrusion 3111 and a fastening screw groove 3112 formed on one side 311.
  • the lower housing 31 includes a fastening protrusion 3121 and a fastening screw groove 3122 formed on the other side 312.
  • the fastening protrusions 3111 and 3121 are formed to protrude from the inner surface of one side 311 or the other side 312 of the lower housing 31 toward the upper housing 32.
  • One or more fastening protrusions 3111 may be formed.
  • the fastening screw grooves 3112 and 3122 are formed on protruding pillars 3113 and 3123 that protrude from the inner surface of one side 311 or the other side 312 of the lower housing 31 toward the upper housing 32.
  • the fastening screw grooves 3112 and 3122 are concavely formed on one surface (eg, upper surface) of the protruding pillars 3113 and 3123 to a preset depth.
  • the housing 30 is formed by combining the upper housing 32 and the lower housing 31.
  • the upper housing 32 and the lower housing 31 can be coupled in various ways, such as a bolt coupling method, a screw coupling method, a rotation coupling method, and a hook coupling method.
  • a groove for fastening a bolt is formed inside the upper housing 32, a through hole for fastening a bolt is formed in the lower housing 31, and the bolt is connected to the lower housing 31.
  • a screw thread is formed along the edge of the upper housing 32
  • a screw groove is formed along the edge of the lower housing 31, and the upper housing 31 is inserted into the screw groove of the lower housing 31.
  • one or more protrusions are formed on the edge of the upper housing 32
  • one or more insertion grooves are formed on the edge of the lower housing 31, and the insertion groove of the lower housing 31 is formed.
  • one or more protrusions are formed on the edge of the upper housing 32
  • one or more grooves are formed on the edge of the lower housing 31
  • the upper housing 31 is formed in the groove of the lower housing 31.
  • the sleep care device 1 includes an internal housing 33 and a substrate 34.
  • the inner housing 33 and the substrate 34 are accommodated inside the housing 30 (upper housing 32 and lower housing 31).
  • the inner housing 33 is arranged so that the lower housing 31 of the sleep care device 1 of the present invention is facing upward and the upper housing 32 is facing downward, It is disposed below the lower housing (31).
  • the inner housing 33 protects various electronic components mounted on the board 34.
  • the inner housing 33 includes a battery accommodating part 331 and a speaker accommodating part 332.
  • the battery accommodating portion 331 accommodates a battery 36, which will be described later.
  • the battery accommodating portion 331 may be formed as a through hole for accommodating the battery 36 as shown in the drawing.
  • the battery accommodating portion 331 is not limited to the through hole and may be formed in various shapes.
  • the speaker accommodating portion 332 accommodates a speaker 37, which will be described later.
  • the speaker accommodating portion 332 is formed on the upper surface of the inner housing 33.
  • the speaker accommodating portion 332 may be formed to correspond to the shape of the speaker 37.
  • the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 penetrates the speaker accommodating hole 313 of the lower housing 31 and is disposed outside the lower housing 31.
  • the upper part 3321 of the speaker accommodating part 332 is forcefully fitted into the tip body 21 (specifically, the body groove 211) of the ear tip 20.
  • the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 includes a side protrusion 3323 that protrudes in a direction perpendicular to the direction toward the lower housing 31.
  • the side protrusions 3323 may be formed continuously along the side of the upper end 3321 of the speaker accommodating part 332, or may be formed in plural numbers on the side of the upper end 3321 of the speaker accommodating part 332.
  • the side protrusion 3323 is forcefully fitted into the tip body 21 of the eartip 20 (specifically, the body groove 211 formed in the tip body 21). Specifically, the side protrusion 3323 formed on the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332 is inserted into the locking groove 211R formed in the body groove 211 of the tip body 21 through interference fit.
  • a sound pressure hole 3322 is formed in the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332. Specifically, a sound pressure hole 3322 is formed on the upper surface of the upper end 3321 of the speaker accommodating part 332.
  • the sound pressure hole 3322 is a through hole that penetrates the upper surface of the upper end 3321 of the speaker accommodating portion 332.
  • the sound pressure hole 3322 is a body hole 212 formed in the tip body 21 of the eartip 20 when the upper end 3321 of the speaker receiving portion 332 is forcefully fitted into the tip body 21 of the eartip 20. ) communicates with.
  • the sound When sound is output from the speaker 37 accommodated in the speaker accommodating part 332, the sound is transmitted through the sound pressure hole 3322 formed in the upper part 3321 of the speaker accommodating part 332 and the tip body 21 of the ear tip 20. After penetrating the body hole 212 formed in, it is delivered to the outside of the sleep care device 1 of the present invention. The sound travels through the external auditory canal to the eardrum.
  • the speaker accommodating portion 332 is formed on the upper surface of the inner housing 33.
  • a through hole through which an electric terminal (tip terminal) 213 penetrates is formed on the upper surface of the inner housing 33.
  • the through hole is disposed adjacent to the speaker receiving portion 332.
  • the tip terminal 213 is disposed in the through hole, one end of the tip terminal 213 is forcefully fitted into the tip body 21 of the ear tip 20, and the other end of the tip terminal 213 is a metal clip 341c. It is electrically connected to the substrate 34 via .
  • the shape of the inner housing 33 is not limited to a specific shape, and the shape and function of the battery 36, speaker 37, and various electronic components mounted on the board 34 are accommodated inside the inner housing 33. It can be formed in various ways taking into account.
  • the inner housing 33 may be fastened to the lower housing 31 or the upper housing 32 by fastening means such as rivets, screws, or clips.
  • the substrate 34 represents a printed circuit board.
  • various electronic components are mounted on the board 34.
  • various electronic components store the brain wave signals measured by the ear tip 20 (memory), convert analog signals into digital signals (signal processing unit), and transmit data to a mobile terminal.
  • a device for transmitting or receiving data from a mobile terminal (communication unit), a device for transmitting sound through the speaker 37 (speaker), and a display for displaying various information on the sleep care device 1 of the present invention ( If there is a display unit, it outputs various information to the display unit, outputs sound to be transmitted through the speaker (output unit), and controls signals and data so that the above-mentioned functions are performed organically (control unit). ) and related electronic components.
  • the substrate 34 may be fastened to the upper housing 32 by fastening means such as screws or rivets.
  • a plurality of metal clips 341 are disposed on the substrate 34, and a plurality of fastening screw holes 34h1 and 34h2 are formed.
  • the sleep care device 1 of the present invention includes a speaker 37, a memory, and an antenna 35. , battery 36, acceleration sensor, EEG sensor, EEG electrodes, and central processing unit (CPU & Bluetooth).
  • CPU & Bluetooth central processing unit
  • the speaker 37 is a device that converts electroacoustic signals into sound waves.
  • the speaker 37 is built into the housing 30. Specifically, the speaker 37 is accommodated in the speaker accommodating portion 332 of the inner housing 33 and is electrically connected to the substrate 34.
  • the speaker 37 includes a series of parts and accessories required to output sound.
  • the sound coming from the speaker 37 passes through the sound pressure hole 3322 formed in the speaker receiving portion 332 and the body hole 212 formed in the tip body 21 of the ear tip 20 to the sleep care device 1 of the present invention. is transmitted outside of.
  • the sound coming from the speaker 37 may be output by the output unit.
  • the memory is disposed on the substrate 34 and represents a type of semiconductor memory chip that stores various data.
  • the memory stores brain wave signals (eg, analog signals) measured by the ear tip 20, digital signals processed by the signal processor, or various information for display.
  • brain wave signals eg, analog signals
  • the antenna 35 is a communication device for transmitting and receiving various data.
  • the antenna 35 may be a Bluetooth antenna.
  • the antenna 35 is electrically connected to the substrate 34. And, electronic components for communication are mounted on the board 34.
  • the sleep care device 1 of the present invention can be linked to a mobile terminal.
  • Data processed in the communication unit of the sleep care device 1 may be transmitted to the mobile terminal through the antenna 35. Additionally, data transmitted from the communication unit of the mobile terminal can be received by the sleep care device 1 of the present invention through the antenna 35.
  • Data (eg, sound) transmitted through the communication unit of the mobile terminal is received through the communication unit of the sleep care device 1 of the present invention, and the data can be output through the output unit under the control of the controller.
  • the output data (sound) is transmitted to the outside of the sleep care device 1 through the speaker.
  • the battery 36 stores electricity and supplies the driving electricity necessary to drive the sleep care device 1 of the present invention.
  • the battery 36 is accommodated in the battery receiving portion 331 of the inner housing 33.
  • the battery 36 is electrically connected to the charging terminal 342 and the board 34.
  • the charging terminal 342 is electrically connected to the substrate 34 via a metal clip 341 (fourth metal clip 341d), and the battery 36 is electrically connected to the substrate 34. .
  • the charging terminal 342 is electrically connected to the battery 36 through an electrical circuit printed on the metal clip 341 and the board 34.
  • FIG. 26 shows an example of an embodiment in which the sleep care device 1 of FIG. 1 is placed in the charging case 2.
  • the charging case 2 shown in FIG. 26 is of any shape and can be formed into other shapes.
  • the charging case 2 may be composed of an upper case 2a and a lower case 2b.
  • the lower case 2b has a pair of seating portions.
  • the charging terminal disposed in the charging case 2 and the charging terminal 342 of the sleep care device 1 come into contact with each other, and electricity is It is stored in the battery 36 built into the sleep care device 1 via the charging terminal of the charging case 2 and the charging terminal 342 of the sleep care device 1.
  • the electricity stored in the battery 36 becomes driving electricity that drives the sleep care device 1 of the present invention when the sleep care device 1 of the present invention is activated by the user (or by an operation signal from the control unit).
  • the charging case (2) is also a storage case in which the sleep care device (1) of the present invention is stored.
  • the acceleration sensor is a device that measures dynamic forces such as acceleration, vibration, and impact of an object by processing output signals.
  • the acceleration sensor may be a commonly used 3-axis gyro sensor and/or a 3-axis acceleration sensor.
  • acceleration sensors can detect the motion state of an object in detail, they have a very wide range of applications and are used for a variety of purposes. A detailed description of the acceleration sensor itself will be omitted.
  • the acceleration sensor may be mounted on the board 34 or placed inside the housing 30 and electrically connected to the board 34.
  • the sleep care device 1 of the present invention can determine the user's activity by detecting the direction and speed in which the user moves using an acceleration sensor.
  • the sleep care device (1) of the present invention equipped with an acceleration sensor can determine the user's movement state from the signal output from the acceleration sensor.
  • the sleep care device 1 of the present invention uses the signal output from the acceleration sensor and the brain wave signal output from the ear tip 20 to determine whether the user is in an active state (Wake) or sleep state. You can determine whether you are in REM sleep, light sleep, or deep sleep.
  • the brain wave sensor is mounted on a board 34 and represents a type of semiconductor chip.
  • the brain wave sensor is used to receive, amplify, and filter the brain wave signals output from the ear hook 10 and the ear tip 20.
  • the EEG sensor combines the EEG signal measured at the reference electrode (first electrode 11 or second electrode 12) of the ear hook 10 and the EEG signal measured at the ear tip (eartip electrode) 20. Obtain a car and boost the car.
  • the amplified analog signal is filtered and then sent to a signal processing unit.
  • the signal processing unit converts the filtered analog signal into a digital signal.
  • the digital signal includes signals for each frequency band of brain waves.
  • the brain wave electrodes represent a first electrode 11, a second electrode 12, and an ear tip electrode formed on the ear hook 10.
  • the first electrode 11 may be a reference electrode
  • the second electrode 12 may be a ground electrode (bias)
  • the eartip electrode may be a measurement electrode.
  • the second electrode 12 or the ear tip electrode may be a reference electrode
  • the first electrode 11 or the ear tip electrode may be a ground electrode (bias).
  • the first electrode 11 or the second electrode 12 may be the measuring electrode.
  • the central processing unit (CPU & Bluetooth) is mounted on the board 34 and represents a type of semiconductor chip.
  • the central processing unit interprets the commands of the program, operates and processes data, outputs the results, and controls the execution of the program.
  • the central processing unit includes Bluetooth functionality.
  • the Bluetooth represents a short-range wireless technology standard that connects mobile devices such as mobile phones, laptops, earphones, and headphones to exchange information. It is mainly used when a low-power wireless connection is needed over an ultra-short distance of around 10 meters.
  • the sleep care device 1 of the present invention includes a Bluetooth function and a speaker 37, sound played on the mobile phone can be transmitted to the user without a cable.
  • the sleep care device 1 includes a sensing unit, a memory unit, a signal processing unit, a communication unit, an output unit, and a control unit.
  • the sensing unit detects and measures the user's brain wave signals.
  • the sensing unit is provided with the ear hook 10 and ear tip 20 described above. Specifically, the sensing unit includes a first electrode 11 and a second electrode 12 formed on the ear hook 10, and an ear tip 20 (ear tip electrode).
  • the first electrode 11, the second electrode 12, and the ear tip electrode serve as sensors to detect and measure brain wave signals.
  • the sensing unit can detect and measure the user's brainwave signal using the first electrode 11, the second electrode 12, and the ear tip electrode.
  • Figure 24 shows brain wave signals measured by the sleep care device 1 of the present invention. It was verified through an experiment whether the sleep care device 1 of the present invention measures brain wave signals.
  • Biosignals were measured from the user's ears using the sleep care device (1) of the present invention.
  • the user's ears represent the user's ears and their surroundings that the sleep care device 1 of the present invention touches.
  • the biological signals measured by the sleep care device (1) of the present invention are analyzed for each frequency band, 1Hz to 50Hz, which is the characteristic frequency band of brain waves. It was confirmed that it appears within .
  • the biological signals measured by the sleep care device 1 of the present invention include brain wave signals.
  • the user's sleep stage can be determined using the brain wave signal (specifically, the signal for each frequency band over time) measured by the sleep care device 1 of the present invention.
  • Figure 25 compares the brain waves measured at the ears and the brain waves measured at the scalp with the sleep care device 1 of the present invention.
  • Figure 25 (a) shows brain waves measured from the scalp, (b) shows brain waves measured from the ears, and (c) shows the similarity between the two measurements.
  • the ears represent the user's ears and their surroundings with which the sleep care device 1 of the present invention contacts.
  • the sleep care device (1) of the present invention In order to verify the accuracy of the brain waves measured by the sleep care device (1) of the present invention, they were compared with the brain waves measured from the scalp.
  • EEG signals were measured simultaneously from the scalp and ears, and the EEG signals were compared with previously confirmed sleep stages.
  • the sleep care device 1 of the present invention can measure brain wave signals from the user's ears and determine the user's sleep stage from the measured brain wave signals.
  • the sensing unit can acquire biosignals such as body temperature, heart rate, and oxygen saturation in addition to brain wave signals, and can be transmitted to the signal processing unit by the control unit.
  • the sensing unit is electrically connected to the control unit, and detects and measures the user's brain wave signal by the control signal from the control unit.
  • the brain wave signal measured in the sensing unit is transmitted to the memory unit or signal processing unit by the control unit.
  • the memory unit includes the memory described above.
  • the memory unit is electrically connected to the control unit.
  • the memory unit stores in memory the brain wave signal (e.g., analog signal) measured by the ear tip 20 according to the control signal from the control unit, or stores or displays digital signals processed in the signal processing unit in memory. Sound signals output through the and speakers can be stored in memory.
  • the signal processing unit converts the brain wave signal (analog signal) input from the sensing unit into a digital signal.
  • the signal processing unit may process signals so that they can be transmitted to the mobile terminal through the communication unit, or may process various signals so that sounds, etc. can be output to the outside by the output unit.
  • the communication unit may include one or more modules that enable wireless communication between the sleep care device 1 of the present invention and the mobile terminal and between the sleep care device 1 and the charging case.
  • the communication unit may include one or more of a broadcast reception module, a mobile communication module, a wireless Internet module, a short-range communication module, and a location information module.
  • the communication unit is controlled by a control unit and includes an antenna 35.
  • the communication unit can transmit various data to the mobile terminal or receive various data from the mobile terminal.
  • the output unit may include a display unit that displays various information, and may output various information to the display unit.
  • the display unit includes various electronic components for displaying information.
  • the output unit includes a speaker and can output sound through the speaker.
  • the speaker includes various electronic components for outputting sound.
  • the output unit is controlled by the control unit.
  • the output unit may output sound received from the mobile terminal or sound stored in the memory unit through a speaker in response to a control signal from the controller.
  • the control unit is equipped with a central processing unit (CPU & Bluetooth).
  • the control unit controls the above-described sensing unit, memory unit, signal processing unit, output unit, and communication unit.
  • the control unit processes signals, data, and information input or output through the above-described sensing unit, memory unit, signal processing unit, output unit, and communication unit, or runs an application program stored in the control unit or memory unit to provide appropriate information or information to the user. Sound can be provided or processed.
  • the control unit can control the battery 36 to turn on/off the sleep care device 1 of the present invention when a user input signal is input.
  • the user's input signal represents, for example, the user's act of pressing a button provided on the sleep care device 1 or the mobile terminal, or the act of separating the sleep care device from the charging case or combining it with the charging case. You can.
  • the sleep care device 1 may be operated in conjunction with a mobile terminal.
  • the mobile terminal includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, and a tablet PC ( Tablet PC), ultrabook, watch type terminal (smartwatch), etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • Tablet PC tablet PC
  • watch type terminal smartwatch
  • the mobile terminal may include a communication unit, a sensing unit, a data processing unit, and a display unit.
  • the communication unit of the mobile terminal may include one or more modules that enable wireless communication between the sleep care device 1 of the present invention and the mobile terminal and between the mobile terminal and the charging case.
  • the communication unit of the mobile terminal may include one or more of a broadcast reception module, a mobile communication module, a wireless Internet module, a short-range communication module, and a location information module.
  • the communication unit of the mobile terminal is controlled by a control unit and includes an antenna.
  • the communication unit of the mobile terminal may receive data transmitted from the communication unit of the sleep care device 1, and may also transmit data processed by the data processing unit of the mobile terminal to the communication unit of the sleep care device 1.
  • the sensing unit of the mobile terminal can detect the user's snoring sound, breathing pattern using RF (Radiofrequency), illuminance, etc.
  • RF Radiofrequency
  • the sensing unit of the mobile terminal may not be in contact with the user's body.
  • the data processing unit of the mobile terminal may generate parameters that can control the output unit using biological signals (eg, brain wave signals) transmitted from the sleep care device 1.
  • biological signals eg, brain wave signals
  • the data processing unit of the mobile terminal utilizes signals received through the communication unit to generate parameters that can control the output unit of the sleep care device 1, and some of the parameters may be displayed on the display unit.
  • the parameters can be transmitted in real time to the communication unit of the sleep care device 1 through the communication unit of the mobile terminal, and the parameters can be used by the control unit of the sleep control device 1 to control the output unit.
  • the display unit of the mobile terminal can display the results processed by the data processing unit.
  • the display unit includes various electronic components for displaying information.
  • the mobile terminal may further include a control unit.
  • the control unit of the mobile terminal can control the above-described communication unit, sensing unit, data processing unit, and display unit of the mobile terminal.
  • the control unit of the mobile terminal processes signals, data, and information input or output through the above-described communication unit, sensing unit, data processing unit, and display unit of the mobile terminal, or runs an application program stored in the control unit or memory to provide appropriate information to the user. Alternatively, sound may be provided or processed.
  • the sleep care device is not easily separated from the user's body in the user's sleeping state and can measure brain wave signals reliably.
  • the sleep care device can enable the user to feel comfortable wearing while the user is sleeping.
  • the sleep care device does not need to replace the ear hook and ear tip depending on the user, and can be used by multiple family members and others as one device.
  • tip ring 30 housing

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Abstract

수면 케어 장치가 개시된다. 상기 수면 케어 장치는 사용자의 귀에 장착되며, 사용자의 수면 상태에서 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되지 않고, 신뢰성 있는 뇌파 신호를 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는 하우징, 이어훅 및 이어팁을 포함한다. 상기 이어훅은 하우징에 연결되어 폐루프를 형성하고, 사용자의 머리와 귓바퀴 사이에 배치되며, 전기 전도성을 갖는 전극을 포함한다. 상기 이어팁은 하우징에 연결되고, 외이도의 입구에 배치되며, 전기 전도성을 갖는다. 그리고, 상기 이어훅 및 상기 이어팁은 유연성과 탄성을 갖는 재질로 형성되며 사용자의 뇌파를 측정한다.

Description

수면 케어 장치
본 발명은 사용자의 수면을 유도하고, 사용자의 숙면이 유지되도록 하기 위해 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 수면 케어 장치에 관한 것이다.
사람이 건강을 관리함에 있어서, 양질의 수면 상태를 유지하는 것은 매우 중요하다. 따라서, 사람들은 숙면을 취하기 위해 많은 노력을 한다. 이와 관련하여 인간의 생체 신호를 수집하여 수면 상태를 모니터링하고, 적절한 자극을 통해 숙면을 유도하는 방법이 고려될 수 있다.
생체 신호는 인간의 근육 세포들이나 신경 세포들에서 발생되는 전위 또는 전류 형태의 신호로, 인간의 신체에 부착된 전극을 통해 검출된 전기적 신호의 변화를 수집, 분석하여 획득될 수 있다.
종래의 생체 신호 측정 장치는 사용자의 신체에 습식 전극을 부착하여 생체 신호를 검출하였다.
습식 전극은 전도성 금속으로 이루어진 전극을 하이드로젤(hydrogel)을 통하여 사용자의 피부와 전기적으로 인터페이싱(interfacing)하는 전극을 의미한다.
하이드로젤을 이용한 습식 전극은 전극과 피부와의 접촉 임피던스를 상대적으로 낮추어 미세한 크기의 생체 신호에 대한 접촉 임피던스의 영향을 줄이므로, 생체 신호 측정에 유리하다. 이와 같이 습식 전극을 사용하면 상대적으로 균일하고 안정된 생체 신호를 얻을 수 있다.
그러나, 습식 전극은 반복된 사용이 어렵고, 보관도 쉽지 않아 가정에서 사용하는 것은 실질적으로 불가능하다. 나아가 착용감도 좋지 않기 때문에 수면 신호 수집에 사용하는 것은 사용자 편의를 고려할 때 바람직하지 않다.
한편, 건식 전극은 보관은 용이하나 금속 특유의 차가움과 딱딱함으로 인하여 착용감이 좋지 않고, 전극과 피부 사이의 전기적 저항인 접촉 임피던스가 높아 양질의 신호가 수집되기 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국 공개 특허 제10-2020-0056744호는 웨어러블 디바이스에 실리콘 재질의 전극을 형성하여 생체 신호를 수집하는 것을 제안하였다. 다만, 상기 한국 공개 특허는 웨어러블 디바이스가 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되는 문제점이 있다. 특히, 사용자가 수면 상태인 경우에는 웨어러블 디바이스가 분리되더라도 이를 사용자가 쉽게 인식할 수 없어, 측정된 생체 신호의 신뢰성이 문제될 수 있다.
본 발명의 목적은, 사용자의 수면 상태에서 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되지 않으며 신뢰성 있는 뇌파 신호를 측정할 수 있는, 수면 케어 장치를 제공하려는 데에 있다.
전술한 본 발명의 목적은 후술하는 구체적인 내용에 의하여 달성된다.
본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자의 귀에 장착되는 수면 케어 장치로서, 하우징, 이어훅 및 이어팁을 포함한다. 상기 하우징은 수면 케어 장치의 외관을 형성한다. 상기 이어훅은 하우징에 연결되어 폐루프를 형성하고, 사용자의 머리와 귓바퀴 사이에 배치되며, 전기 전도성을 갖는 전극을 포함한다. 상기 이어팁은 하우징에 연결되고, 외이도의 입구에 배치되며, 전기 전도성을 갖는다. 그리고, 상기 이어훅 및 상기 이어팁은 유연성과 탄성을 갖는 재질로 형성되며 사용자의 뇌파를 측정한다.
구체적으로, 상기 이어훅은 전기 전도성을 갖는 제1 전극과 제2 전극 및, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 이음부를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 원호형으로 형성된다.
구체적으로, 상기 이음부는 웨이브 형상으로 형성된다.
구체적으로, 상기 제1 전극의 일단부 및 상기 제2 전극의 타단부 각각에는 복수 개의 체결 구멍이 형성된다.
구체적으로, 상기 복수 개의 체결 구멍은 하나 이상의 체결 돌기 구멍 및 체결 나사 구멍을 포함한다.
구체적으로, 상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함한다. 상기 제1 전극의 일단부에 형성된 체결 돌기 구멍에는 상기 하부 하우징의 일측에 형성된 체결 돌기가 삽입되어 배치된다. 그리고, 상기 제2 전극의 타단부에 형성된 체결 돌기 구멍에는 상기 하부 하우징의 다른 일측에 형성된 체결 돌기가 삽입되어 배치된다.
구체적으로, 상기 제1 전극의 일단부에 형성된 체결 나사 구멍은 하부 하우징의 일측에 형성된 체결 나사 홈에 안착된다. 그리고, 상기 제2 전극의 타단부에 형성된 체결 나사 구멍에는 하부 하우징의 다른 일측에 형성된 체결 나사 홈에 안착된다.
구체적으로, 상기 하우징의 내부에는 기판이 배치된다. 상기 제1 전극의 일단부 및 상기 제2 전극의 타단부는 상기 기판에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립에 의해 기판과 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 상기 이어팁은 하우징과 연결되는 팁 바디와, 상기 팁 바디와 연결되는 팁 링을 포함한다.
구체적으로, 상기 팁 바디는 바디 홈과 바디 구멍을 포함한다. 상기 바디 홈은 팁 바디의 일면에 미리 설정된 깊이로 형성된 홈이고, 상기 바디 구멍은 바디 홈의 바닥면으로부터 팁 바디의 다른 일면으로 관통하는 구멍이다.
구체적으로, 상기 바디 홈에는 기판과 전기적으로 연결된 전기 단자의 일단부가 억지 끼움 된다.
구체적으로, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에는 기판이 배치되고, 하부 하우징과 기판 사이에는 내부 하우징이 배치된다. 상기 바디 홈에는 상기 내부 하우징에 형성된 스피커 수용부의 상단부가 억지 끼움 된다. 그리고, 상기 스피커 수용부의 상단부는 상기 바디 구멍의 아래에 배치된다.
구체적으로, 상기 스피커 수용부의 상단부에는 바디 구멍과 연통하는 음압 구멍이 형성된다.
구체적으로, 상기 팁 링은 링 형상이고, 두개가 구비된다. 상기 두개의 팁 링은 팁 바디의 일측과 다른 일측에 각각 연결된다.
구체적으로, 상기 이어훅의 전극과 상기 이어팁은 실리콘 폴리머에 판상형 은(Ag) 분말, 구형 은(Ag) 분말 또는 은 플레이크(Ag flake)가 배합되어 형성된다.
구체적으로, 상기 상부 하우징은 사용자의 머리의 반대쪽을 향하도록 배치되고, 상기 하부 하우징은 이어팁을 사이에 두고 머리와 마주보도록 배치된다. 상기 하부 하우징은 내부 하우징에 형성된 스피커 수용부의 상단부가 관통하는 스피커 수용부 구멍과, 기판과 전기적으로 연결된 전기 단자가 관통하는 팁 단자 구멍이 형성된다.
본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자의 수면 상태에서 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되지 않으며, 신뢰성 있는 뇌파 신호를 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자의 수면 상태에서 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자에 따라 이어훅과 이어팁을 교체할 필요가 없으며, 하나로 여러 가족 구성원 및 타인이 사용 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치의 정면 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 수면 케어 장치의 배면 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 수면 케어 장치가 사용자의 귀에 착용된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 수면 케어 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 이어훅의 평면도를 나타낸 것이다.
도 6은 이어훅의 저면도를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 A를 나타낸 것이다.
도 8은 이어팁의 저면 사시도를 나타낸 것이다.
도 9는 이어팁의 평면도를 나타낸 것이다.
도 10은 도 1의 수면 케어 장치에서 이어훅과 이어팁이 제거된 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 상부 하우징을 나타낸 것이다. 도 11의 (a)는 상부 하우징(32)의 외면을 나타낸 것이고, (b)는 상부 하우징(32)의 내면을 나타낸 것이다.
도 12는 하부 하우징의 평면도를 나타낸 것이다.
도 13은 하부 하우징의 저면도를 나타낸 것이다.
도 14는 하부 하우징에 이어훅이 결합되기 전의 상태를 나타낸 것이다.
도 15는 하부 하우징에 이어훅이 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 16은 도 10에서 하부 하우징이 제거된 상태를 나타낸 것이다.
도 17은 내부 하우징을 나타낸 사시도이다.
도 18은 기판을 나타낸 사시도이다.
도 19는 상부 하우징에 기판이 배치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 20은 도 1의 수면 케어 장치를 하부 하우징 쪽에서 상부 하우징 쪽으로 절단한 단면도를 나타낸 것이다.
도 21은 기판과 제1 전극의 일단부가 금속 클립에 의해 전기적으로 연결된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 22는 기판에 실장되거나 전기적으로 연결된 본 발명의 구성요소(Hardware)를 나타낸 것이다.
도 23은 도 1의 수면 케어 장치의 블록도를 나타낸 것이다.
도 24는 도 1의 수면 케어 장치에 의해 측정된 뇌파를 나타낸 것이다.
도 25는 도 1의 수면 케어 장치로 귀에서 측정된 뇌파와 두피에서 측정된 뇌파를 비교하는 것이다.
도 26은 도 1의 수면 케어 장치가 충전 케이스에 안착되는 실시 상태의 예를 나타낸 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 상태의 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
종래의 습식 전극이 적용된 생체 신호 측정 장치는, 습식 전극의 반복된 사용이 어렵고, 보관도 쉽지 않기 때문에 가정에서 사용하기가 실질적으로 불가능한 문제점이 있고, 또한, 습식 전극의 착용감도 좋지 않기 때문에 수면 신호 수집에 사용되는 것이 사용자 편의를 고려할 때 바람직하지 않은 문제점이 있다.
한편, 종래의 건식 전극이 적용된 생체 신호 측정 장치는, 건식 전극의 보관은 용이하나 금속 특유의 차가움과 딱딱함으로 인하여 착용감이 좋지 않고, 건식 전극과 피부 사이의 접촉 임피던스가 높으며, 수면 상태에서 사용자로부터 쉽게 분리되기 때문에, 양질의 신호를 수집하기 어려운 문제점이 있다.
본 명세서에서 설명하는 수면 케어 장치는 사용자의 수면 상태에서 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있고, 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되지 않으며, 신뢰성 있는 뇌파 신호를 측정할 수 있고, 사용자에 따라 이어훅과 이어팁을 교체할 필요가 없는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 7을 보면, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치(1)는 이어훅(10)(ear hook), 이어팁(20)(eartip) 및 하우징(30)(housing)을 포함한다.
상기 이어훅(10)은 본 발명의 수면 케어 장치(1)를 귀에 고정시키는 역할을 한다. 이어훅(10)으로 인하여, 본 발명의 수면 케어 장치(1)는 사용자의 귀로부터 쉽게 분리되지 않는다.
이어훅(10)은 미리 설정된 길이를 갖는 끈(또는 줄) 형상으로 형성된다.
구체적으로, 이어훅(10)은 일단부(111) 및 상기 일단부(111)와 반대되는 타단부(122)를 포함하고, 일단부(111)로부터 타단부(122)까지 이어지는 미리 설정된 길이를 갖는 루프(개루프, open loop) 형상으로 형성된다.
또한, 이어훅(10)은 미리 설정된 단면 지름을 갖는다. 여기서 단면은 이어훅(10)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 이어훅(10)을 절단한 경우에 절단면을 나타낸다. 단면의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.
이어훅(10)은 하우징(30)과 연결된다.
이어훅(10)은 하우징(30)과 연결되어 폐루프(closed loop)를 형성한다. 상기 폐루프 내의 개구부(10h)에는 귓바퀴가 삽입되어 배치된다.
구체적으로, 이어훅(10)의 일단부(111)는 하우징(30)의 일측(311)과 연결되고, 이어훅(10)의 타단부(122)는 하우징(30)의 다른 일측(312)과 연결된다. 여기서 하우징(30)의 다른 일측(312)은 하우징(30)의 일측(311)과 인접하고, 일측(311)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격된 하우징(30)의 일부분을 나타낸다. 하우징(30)의 일측(311)은 후술하는 하부 하우징(31)의 일측(311)을 나타내고, 하우징(30)의 다른 일측(312)은 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)을 나타낸다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자의 귀에 장착되면, 후술하는 이어팁(20)은 귀의 외이도 입구(이각)에 배치된다. 그리고 상기 이어팁(20)과 연결된 하우징(30)은 상기 이어팁(20)을 사이에 두고 귀와 마주보도록 배치된다. 그리고 상기 하우징(30)과 연결된 이어훅(10)은 상기 하우징(30)과 함께 폐루프를 형성한다. 귓바퀴는 상기 폐루프 내의 개구부(10h)에 삽입되어 배치되고, 이어훅(10)은 머리와 귓바퀴 사이에 배치되어 귓바퀴를 감싼다. 이로 인하여, 이어훅(10)은 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자의 귀로부터 쉽게 분리되지 않도록 고정하는 역할을 한다.
이어훅(10)은 유연성(flexibility)과 탄성(elasticity)을 갖는 재질(또는 소재)로 형성된다. 예를 들어, 이어훅(10)은 유연성과 탄성을 갖는 실리콘(silicon) 소재로 형성될 수 있다. 여기서 유연성은 신축성(탄력성)이 있고, 잘 구부러지며, 유연한 성질을 나타낸다. 탄성은 외력에 의해 변형된 물체(이어훅(10))가 외력이 제거되었을 때 원래의 상태로 되돌아가려는 성질을 나타낸다.
이어훅(10)은 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성됨으로써, 머리와 귓바퀴 사이에 배치되어 머리 및/또는 귓바퀴와 접촉(밀착)된 상태를 유지하게 된다.
한편, 이어훅(10)은 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 이음부(13)를 포함한다.
상기 제1 전극(11)은 일단부(111) 및 상기 일단부(111)와 반대되는 타단부(112)를 포함한다. 제1 전극(11)은 상기 일단부(111)로부터 상기 타단부(112)까지 이어지는 미리 설정된 길이로 형성된다.
제1 전극(11)의 상기 일단부(111)는 이어훅(10)의 일단부(111)를 나타내며, 하우징(30)의 일측(311)과 연결된다. 제1 전극(11)의 상기 타단부(112)는 이음부(13)(구체적으로 이음부(13)의 일단부(131))와 연결된다.
제1 전극(11)이 미리 설정된 길이로 형성됨으로 인하여, 제1 전극(11)의 어느 일부분이 머리 및/또는 귓바퀴와 접촉되지 않더라도 제1 전극(11)의 다른 어느 일부분이 머리 및/또는 귓바퀴와 접촉될 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 귀에 장착되면, 제1 전극(11)은 항상 머리 및/또는 귓바퀴와 접촉된 상태를 유지하게 된다.
제1 전극(11)은 귓바퀴를 감싸도록 원호형으로 형성된다. 여기서 귓바퀴는 예를 들어 귀의 윗부분에 해당하는 귓바퀴를 나타낼 수 있다.
이어훅(10)의 일단부(111) 즉, 제1 전극(11)의 일단부(111)는 하우징(30)의 일측(311)과 연결된다. 구체적으로, 제1 전극(11)의 일단부(111)는 후술하는 하부 하우징(31)의 일측(311)과 결합한다.
제1 전극(11)의 일단부(111)는 하부 하우징(31)에서 결합되는 부분의 형상과 대응되게 형성될 수 있다. 다만, 제1 전극(11)의 일단부(111)는 특정한 형상으로 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제1 전극(11)의 일단부(111)는 복수 개의 체결 구멍이 형성된다.
상기 복수 개의 체결 구멍은 하나 이상의 체결 돌기 구멍(1111)과 체결 나사 구멍(1112)을 포함한다. 도 5 내지 도 7에서 체결 돌기 구멍(1111)은 2개가 형성되어 있고, 체결 나사 구멍(1112)은 하나가 형성되어 있다.
상기 체결 돌기 구멍(1111)은 하부 하우징(31)의 일측(311)에 형성된 체결 돌기(3111)(도 13 내지 도 15 참조)가 삽입되어 배치된다. 이로 인하여, 이어훅(10)의 일단부(111)(구체적으로, 제1 전극(11)의 일단부(111))는 하부 하우징(31)에 고정되게 된다. 도시되지는 않았지만 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 제1 전극(11)의 일단부(111)에 하나 이상의 체결 돌기가 형성되고, 하부 하우징(31)의 일측(311)에 체결 돌기 구멍이 형성됨으로써, 제1 전극(11)의 일단부(111)와 하부 하우징(31)의 일측(311)은 서로 결합될 수 있다.
상기 체결 나사 구멍(1112)은 하부 하우징(31)의 일측(311)에 형성된 체결 나사 홈(3112)(도 13 내지 도 15 참조)에 안착된다.
체결 나사(311S)(도 4 참조)는 후술하는 기판(34)에 형성된 체결 나사 구멍(34h1)(도 19 참조)과 제1 전극(11)의 일단부(111)에 형성된 체결 나사 구멍(1112)을 관통하고 하부 하우징(31)의 일측(311)에 형성된 체결 나사 홈(3112)에 삽입되어 고정된다. 이로써, 기판(34) 및 제1 전극(11)의 일단부(111)는 하부 하우징(31)의 일측(311)에 고정되게 된다.
제1 전극(11)의 일단부(111)에서 상기 체결 나사 구멍(1112)의 둘레에는 복수 개의 지지 돌기(1113)가 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 지지 돌기(1113)는 제1 전극(11)의 일단부(111)로부터 기판(34)을 향하여 돌출되며, 서로 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치된다.
복수 개의 지지 돌기(1113)는 기판(34)을 지지하며, 제1 전극(11)의 일단부(111)와 기판(34) 사이를 이격시킨다. 이에 따라, 제1 전극(11)의 일단부(111)는 기판(34)에 직접 접촉되지 않고, 후술하는 금속 클립(clip)(341)을 통하여 기판(34)에 형성된 특정의 전기 회로와 접촉하게 된다.
상기 제2 전극(12)은 일단부(121) 및 상기 일단부(121)와 반대되는 타단부(122)를 포함한다. 제2 전극(12)은 상기 일단부(121)로부터 상기 타단부(122)까지 이어지는 미리 설정된 길이로 형성된다.
제2 전극(12)의 상기 일단부(121)는 이음부(13)(구체적으로 이음부(13)의 타단부(132))와 연결된다. 제2 전극(12)의 상기 타단부(122)는 이어훅(10)의 타단부(122)를 나타내며, 하우징(30)의 다른 일측(312)과 연결된다.
제2 전극(12)이 미리 설정된 길이로 형성됨으로 인하여, 제2 전극(12)의 어느 일부분이 머리 및/또는 귓바퀴(또는 귓볼)와 접촉되지 않더라도 제2 전극(12)의 다른 어느 일부분이 머리 및/또는 귓바퀴(또는 귓볼)와 접촉될 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 귀에 장착되면, 제2 전극(12)은 항상 머리 및/또는 귓바퀴(또는 귓볼)와 접촉된 상태를 유지하게 된다.
제2 전극(12)은 귓바퀴(또는 귓볼)를 감싸도록 원호형으로 형성된다. 여기서 귓바퀴(또는 귓볼)는 예를 들어 귀의 아랫부분에 해당하는 귓바퀴(또는 귓볼)를 나타낼 수 있다.
이어훅(10)의 타단부(122) 즉, 제2 전극(12)의 타단부(122)는 하우징(30)의 다른 일측(312)과 연결된다. 구체적으로, 제2 전극(12)의 타단부(122)는 후술하는 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)과 결합한다.
제2 전극(12)의 타단부(122)는 하부 하우징(31)에서 결합되는 부분의 형상과 대응되게 형성될 수 있다. 다만, 제2 전극(12)의 타단부(122)는 특정한 형상으로 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제2 전극(12)의 타단부(122)는 복수 개의 체결 구멍이 형성된다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 상기 복수 개의 체결 구멍은 하나 이상의 체결 돌기 구멍(1221)과 체결 나사 구멍(1222)을 포함한다. 도 5 내지 도 7에서 체결 돌기 구멍(1221)은 2개가 형성되어 있고, 체결 나사 구멍(1222)은 하나가 형성되어 있다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 상기 체결 돌기 구멍(1221)은 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)에 형성된 체결 돌기(3121)(도 13 내지 도 15 참조)가 삽입되어 배치된다. 이로 인하여, 이어훅(10)의 타단부(122)(구체적으로, 제2 전극(12)의 타단부(122))는 하부 하우징(31)에 고정되게 된다. 도시되지는 않았지만 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 제2 전극(12)의 타단부(122)에 하나 이상의 체결 돌기가 형성되고, 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)에 체결 돌기 구멍이 형성됨으로써, 제2 전극(12)의 타단부(122)와 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)은 서로 결합될 수 있다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 상기 체결 나사 구멍(1222)은 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)에 형성된 체결 나사 홈(3122)(도 13 내지 도 15 참조)에 안착된다.
체결 나사(312S)(도 4 참조)는 기판(34)에 형성된 체결 나사 구멍(34h2)(도 19 참조)과 제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 체결 나사 구멍(1222)을 관통하고 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)에 형성된 체결 나사 홈(3122)에 삽입되어 고정된다. 이로써, 기판(34) 및 제2 전극(12)의 타단부(122)는 하부 하우징(31)의 다른 일측(312)에 고정되게 된다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에서 상기 체결 나사 구멍(1222)의 둘레에는 복수 개의 지지 돌기(1223)가 형성될 수 있다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 상기 복수 개의 지지 돌기(1223)는 제2 전극(12)의 타단부(122)로부터 기판(34)을 향하여 돌출되며, 서로 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치된다.
제2 전극(12)의 타단부(122)에 형성된 복수 개의 지지 돌기(1223)는 기판(34)을 지지하며, 제2 전극(12)의 타단부(122)와 기판(34) 사이를 이격시킨다. 이에 따라, 제2 전극(12)의 타단부(122)는 기판(34)에 직접 접촉되지 않고, 후술하는 금속 클립(341)을 통하여 기판(34)에 형성된 특정의 전기 회로와 접촉하게 된다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 전기 전도성을 가진다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성된다. 예를 들어, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 유연성과 탄성을 갖는 실리콘 소재로 형성되며, 상기 실리콘 소재에 전기 전도성을 가진 금속 분말이 포함되도록 하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 실리콘 폴리머(polymer)에 판상형 은(Ag) 분말, 구형 은(Ag) 분말 및/또는 은 플레이크(Ag flake)가 배합되어 형성될 수 있다. 이로 인하여, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 실리콘 재질의 특성을 유지하면서 전기 전도성을 가지게 된다. 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 각각 10Ω(ohm) 이하의 저항값을 가진다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 뇌파 신호를 감지(sensing) 및 측정할 수 있다. 여기서 뇌파(腦波, Electroencephalogram; EEG)는 뇌 내 신경 활동에 의해 발생하는 전기 신호이다. 뇌파는 뇌전도(腦電圖)라고도 한다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 전극 역할을 한다. 예를 들어, 제1 전극(11)은 기준 전극(reference electrode)일 수 있고, 제2 전극(12)은 접지 전극(earth electrode)(bias)일 수 있다. 또한, 후술하는 이어팁(20)은 측정 전극일 수 있다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성됨으로써, 머리와 귓바퀴 사이에 배치되어 머리 및/또는 귓바퀴와 접촉(밀착)된 상태를 유지하게 된다. 그리고, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 전기 전도성을 가진 금속 분말을 포함함으로써, 전극 역할을 할 수 있게 된다.
제1 전극(11)의 일단부(111)는 기판(34)에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립(341)(이를 '제1 금속 클립(341a)'이라 명명할 수 있다)(도 19 및 도 21 참조)과 접촉한다.
상기 제1 금속 클립(341a)은 기판(34)의 전기 회로에 장착(고정)된다(도 21 참조).
제1 금속 클립(341a)은 제1 전극(11)의 일단부(111)와 기판(34) 사이에 배치되어, 제1 전극(11)의 일단부(111)와 기판(34)의 전기 회로를 전기적으로 연결한다.
구체적으로, 제1 금속 클립(341a)의 일측(예를 들면, 상부)은 제1 전극(11)의 일단부(111)와 접촉하고, 제1 금속 클립(341a)의 타측(예를 들면, 하부)은 기판(34)의 전기 회로와 접촉한다.
이에 따라, 제1 전극(11)이 측정한 전기 신호(구체적으로 뇌파)는 제1 전극(11)의 일단부(111)와 제1 금속 클립(341a)을 거쳐 기판(34)으로 전달되고, 기판(34)에 배치된 메모리에 저장되거나 또는 신호 처리부에 의해 출력용 또는 통신용 데이터로 처리된다.
또한, 제2 전극(12)의 타단부(122)는 기판(34)에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립(341)(이를 '제2 금속 클립(341b)'이라 명명할 수 있다)(도 19 참조)과 접촉한다.
상기 제2 금속 클립(341b)은 기판(34)의 전기 회로에 장착(고정)된다.
제2 금속 클립(341b)은 제2 전극(12)의 타단부(122)와 기판(34) 사이에 배치되어, 제2 전극(12)의 타단부(122)와 기판(34)의 전기 회로를 전기적으로 연결한다.
구체적으로, 제2 금속 클립(341b)의 일측(예를 들면, 상부)은 제2 전극(12)의 타단부(122)와 접촉하고, 제2 금속 클립(341)의 타측(예를 들면, 하부)은 기판(34)의 전기 회로와 접촉한다.
이에 따라, 제2 전극(12)이 측정한 전기 신호(구체적으로 뇌파)는 제2 전극(12)의 타단부(122)와 제2 금속 클립(341b)을 거쳐 기판(34)으로 전달되고, 기판(34)에 배치된 메모리에 저장되거나 또는 신호 처리부에 의해 출력용 또는 통신용 데이터로 처리된다.
본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 제1 금속 클립(341a) 및 제2 금속 클립(341b) 대신에 전기 전도성이 있는 금속 단자 예를 들어, 메탈 브릭(metal brick) 또는 메탈 포고핀(metal pogo pin)이 적용될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(11)의 일단부(111) 및 제2 전극(12)의 타단부(122)는 기판(34)에 전기적으로 연결된 메탈 브릭 또는 메탈 포고핀과 접촉할 수 있다.
상기 이음부(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 배치되고, 미리 설정된 길이로 형성된다.
이음부(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12)을 서로 절연(insulation)시킨다. 이음부(13)는 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성되지만, 전기 전도성을 가진 금속 분말을 포함하지 않는다. 이에 따라, 이음부(13)는 전기 전도성이 없다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 이음부(13)에 의해 분리(이격)되므로, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 서로 간섭되지 않는 깨끗한(신뢰성 있는) 전기 신호를 획득할 수 있다.
이음부(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12)에 연결된다.
이음부(13)는 일단부(131) 및 상기 일단부(131)와 반대되는 타단부(132)를 포함한다. 이음부(13)는 상기 일단부(131)로부터 상기 타단부(132)까지 이어지는 미리 설정된 길이로 형성된다.
이음부(13)의 상기 일단부(131)는 제1 전극(11)의 타단부(112)와 연결된다. 이음부(13)의 상기 타단부(132)는 제2 전극(12)의 일단부(121)와 연결된다.
본 발명의 실시 상태의 예에 따라, 제1 전극(11)의 타단부(112)와 이음부(13)의 일단부(131)는 일체로 형성될 수 있다. 여기서 '일체'라는 것은, 제1 전극(11)의 타단부(112)와 이음부(13)의 일단부(131)가 각각 별개로서, 제1 전극(11)의 타단부(112)와 이음부(13)의 일단부(131)가 결합되는 부위가 용접이나 접착 등의 방식으로 연결된 것이 아니라, 제1 전극(11)의 타단부(112)와 이음부(13)의 일단부(131)가 물리적인 끊어짐 없이 하나로 연속된 것을 의미한다. 이는 이중 사출 방법에 의해 이루질 수 있다. 또한, 이음부(13)의 타단부(132)와 제2 전극(12)의 일단부(121)도 전술한 바와 같이 일체로 형성될 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 제1 전극(11)의 타단부(112)와 이음부(13)의 일단부(131)는 이형 실리콘 접합 등과 같은 방법을 통하여 결합(연결)될 수 있다. 이음부(13)의 타단부(132)와 제2 전극(12)의 일단부(121)도 이형 실리콘 접합 등과 같은 방법에 의해 결합(연결)될 수 있다.
이음부(13)는 웨이브(wave) 형상(133)으로 형성된다. 다시 말하면, 이음부(13)는 구불구불한(이리저리 구부리진) 형상(133)으로 형성된다. 또는 이음부(13)는 복수 회의 절곡된 형상(133)으로 형성된다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)가 귓바퀴에 착용될 때, 이음부(13)는 이음부(13)의 상기 형상(133)(웨이브 형상, 구불구불한 형상 또는 복수 회 절곡된 형상)이 펴짐으로 인하여 쉽게 귓바퀴와 머리 사이로 착용될 수 있다. 또한, 착용된 이후에 이음부(13)의 상기 형상(133)은 원래의 상태로 되돌아가므로 이어훅(10)은 전체적으로 머리 및/또는 귓바퀴에 접촉(밀착)될 수 있다.
또한, 이음부(13)의 상기 형상(133)(웨이브 형상, 구불구불한 형상 또는 복수 회 절곡된 형상) 및 상기 형상(133)이 가지는 유연성과 탄성으로 인하여, 사용자(구체적으로, 귓바퀴의 크기)에 따라 이어훅(10)을 교체할 필요가 없으며, 본 발명의 하나의 수면 케어 장치(1)로 여러 가족 구성원 및 타인이 사용 가능하다.
도 8 내지 도 9를 보면, 상기 이어팁(20)은 귀와 접촉한다. 구체적으로, 이어팁(20)은 귀의 외이도 입구(이각)에 배치되고 밀착된다.
이어팁(20)은 그 자체로 전극 역할을 수행하며, 뇌파 신호를 감지 및 측정할 수 있다. 예를 들어, 이어팁(20)은 뇌파 신호를 측정하는 측정 전극일 수 있다.
이어팁(20)은 하우징(30)과 연결된다.
이어팁(20)은 귓바퀴의 안쪽에 배치되고, 피부에 밀착된다.
이어팁(20)은 팁 바디(Tip Body)(21) 및 팁 링(Tip Ring)(22)을 포함한다.
상기 팁 바디(21)는 이어팁(20)의 몸체에 해당하며, 하우징(30)과 연결된다.
팁 바디(21)는 귀의 외이도 입구에 배치된다.
팁 바디(21)는 특정한 형상으로 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
팁 바디(21)는 바디 홈(211)과 바디 구멍(212)을 포함한다.
상기 바디 홈(211)은 팁 바디(21)의 일면에 미리 설정된 깊이로 형성된 홈이다. 구체적으로, 바디 홈(211)은 팁 바디(21)의 일면(예를 들어, 하면)에 미리 설정된 깊이로 오목하게 형성된다.
바디 홈(211)은 하나 이상 형성될 수 있다. 도 8에는 상기 바디 홈(211)이 팁 바디(21)의 일면에 하나 형성되어 있다.
바디 홈(211)에는 바디 홈(211)의 깊이 방향에 대해 직교하는 방향으로 파인(dig) 걸림홈(211R)(도 20 참조)이 형성된다.
상기 걸림홈(211R)은 바디 홈(211)의 측면에 형성되며, 바디 홈(211)의 상기 측면의 둘레를 따라 형성된다.
상기 걸림홈(211R)에는 후술하는 전기 단자(팁 단자)(213)의 일단부가 억지 끼움 된다. 또한, 상기 걸림홈(211R)에는 후술하는 내부 하우징(33)에 형성된 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)(도 17 참조)가 억지 끼움 된다. 상기 전기 단자(213)와 상기 스피커 수용부(332)는 서로 인접하게 배치된다.
바디 홈(211)에는 후술하는 내부 하우징(33)에 형성된 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)가 배치된다.
또한, 바디 홈(211)에는 하우징(30)에 배치된 전기 단자(팁 단자)(213)의 일단부가 배치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 팁 바디(21)에 바디 홈(211)이 하나 형성되면, 하나의 바디 홈(211)에 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)와 전기 단자(213)의 일단부가 억지 끼움으로 삽입되어 배치된다. 이로써, 이어팁(20)은 하우징(30)(구체적으로, 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)와 전기 단자(213)의 일단부)으로부터 쉽게 이탈하지 않게 된다. 이 실시 상태의 예에서 바디 홈(211)의 형상은 특정한 형상으로 한정되지 않으며 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 팁 바디(21)에 바디 홈(211)이 두개 형성되면, 어느 하나의 바디 홈(211)에는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)가 억지 끼움으로 삽입되어 배치될 수 있고, 다른 어느 하나의 바디 홈(211)에는 전기 단자(213)의 일단부가 억지 끼움으로 삽입되어 배치될 수 있다. 이 실시 상태의 예에서 바디 홈(211)의 형상은 삽입되는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)의 형상 또는 전기 단자(213)의 일단부의 형상과 대응되게 형성될 수 있다.
상기 바디 구멍(212)은 바디 홈(211)에 형성된다. 구체적으로, 바디 구멍(212)은 바디 홈(211)의 바닥면에 형성된다.
바디 구멍(212)은 바디 홈(211)의 바닥면으로부터 팁 바디(21)의 다른 일면(예를 들어, 상면)으로 관통하는 구멍이다.
바디 구멍(212)의 아래에는 내부 하우징(33)에 형성된 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)가 배치된다(도 17 및 도 20 참조).
스피커(37)에서 나오는 소리는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)에 형성된 음압 구멍(3322)과 바디 구멍(212)을 차례로 관통하여 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 외부로 전달된다. 바디 구멍(212)이 귀의 외이도 입구에 밀착되면 바디 구멍(212)을 통해 외부로 전달된 소리는 귀의 외이도를 따라 고막에 도달한다. 이에 따라, 본 발명의 수면 케어 장치(1)를 귀에 장착한 사용자는 수면 케어 장치(1)에서 나오는 소리를 들을 수 있게 된다.
상기 팁 링(22)은 팁 바디(21)와 연결된다. 구체적으로, 팁 링(22)은 팁 바디(21)의 상부 측면과 연결된다.
팁 링(22)은 귓바퀴의 안쪽에 배치되고, 피부에 밀착된다.
팁 링(22)은 팁 바디(21)를 고정한다. 이로 인하여, 귀의 외이도 입구에 배치된 팁 바디(21)는 움직이거나 또는 귀로부터 이탈하지 않게 된다.
팁 링(22)은 가운데 개구부를 갖는 링 형상으로 형성된다.
팁 링(22)은 두개(221 및 222)가 구비된다. 두개의 팁 링(221 및 222)은 팁 바디(21)의 일측과 다른 일측에 각각 연결된다. 두개의 팁 링(221 및 222)은 각각 가운데 개구부(221h, 222h)를 갖는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 두개의 팁 링(221 및 222)은 비대칭형으로 배치될 수 있으며, 형상 또한 서로 다르게 형성될 수 있다. 이는 귓바퀴의 안쪽의 형상이 일정하지 않은(불규칙적인) 점을 고려한 것이다. 이로 인하여, 두개의 팁 링(221 및 222)은 귀의 안쪽에 쉽게 안착될 수 있고, 피부에 쉽게 밀착될 수 있다.
또는, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 두개의 팁 링(221 및 222)은 대칭형으로 배치될 수 있으며, 형상이 서로 동일하게 형성될 수 있다. 이로 인하여, 두개의 팁 링(221 및 222)은 용이하게 제작될 수 있다.
이어팁(20)은 전술한 이어훅(10)과 동일한 소재로 형성될 수 있다.
이어팁(20) 즉, 팁 바디(21)와 팁 링(22)은 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성된다. 예를 들어, 이어훅(10)은 유연성과 탄성을 갖는 실리콘 소재로 형성될 수 있다.
이어팁(20)은 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성됨으로써, 귓바퀴 안쪽에 배치되어 피부와 접촉(밀착)된 상태를 유지하게 된다.
팁 바디(21)와 팁 링(22)은 외력에 의해 형상이 변형된다. 팁 링(22)은, 팁 바디(21)가 귀의 외이도 입구에 배치될 수 있도록, 귓바퀴의 안쪽의 형상에 맞게 변형될 수 있다. 이로써, 사용자는 바디 구멍(212)을 통해 전달되는 소리를 명확하게 들으면서 편안한 착용감을 느낄 수 있고, 장시간 착용에도 편안함을 유지하게 된다.
또한, 두개의 팁 링(22)은, 유연성과 탄성을 갖는 소재로 형성되면서도 각각 링 형상으로 형성됨으로써, 형상이 쉽게 변형될 수 있다. 따라서, 사용자에 따라 이각을 포함하는 귓바퀴의 안쪽의 형상이 다르더라도 두개의 팁 링(22)은 귓바퀴 안쪽의 형상에 맞게 쉽게 변형되며, 이어팁(20)이 사용자의 귀에 쉽게 안착되어 고정될 수 있도록 한다. 그러므로, 사용자에 따라 이어팁(20)을 교체할 필요가 없으며, 본 발명의 하나의 수면 케어 장치(1)로 여러 가족 구성원 및 타인이 사용 가능하다.
또한, 두개의 팁 링(22)은 각각 링 형상으로 형성됨으로 인하여, 팁 링(22)의 어느 일부분이 귀의 피부와 접촉되지 않더라도 팁 링(22)의 다른 어느 일부분이 귀의 피부와 접촉되게 된다. 이에 따라, 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 귀에 장착되면, 이어팁(20)은 계속 귀의 피부와 접촉된 상태를 유지하게 된다.
이어팁(20)은 전술한 이어훅(10)의 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과 동일하게 전기 전도성을 가진다.
이어팁(20)이 전기 전도성을 가짐으로 인하여, 이어팁(20)은 그 자체로 전극 역할을 한다. 즉, 본 발명에서 이어팁(20)은 일종의 전극이다. 따라서, 이어팁(20)을 '이어팁 전극'이라 명명할 수 있다.
이어팁(20) 즉, 팁 바디(21)와 팁 링(22)은 전기 전도성을 가진다.
팁 바디(21)와 팁 링(22)은 유연성과 탄성을 갖는 실리콘 소재로 형성되며, 상기 실리콘 소재에 전기 전도성을 가진 금속 분말이 포함되도록 하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 팁 바디(21)와 팁 링(22)은 실리콘 폴리머에 판상형 은(Ag) 분말, 구형 은(Ag) 분말 및/또는 은 플레이크(Ag flake)가 배합되어 형성될 수 있다. 이로 인하여, 팁 바디(21)와 팁 링(22)은 실리콘 재질의 특성을 유지하면서 전기 전도성을 가지게 된다. 이어팁 전극은 10Ω(ohm) 이하의 저항값을 가진다.
팁 바디(21)와 팁 링(22)은 전극 역할을 수행하며, 뇌파 신호를 감지 및 측정할 수 있다. 예를 들어, 팁 바디(21)와 팁 링(22)은 뇌파 신호를 측정하는 측정 전극일 수 있다.
이어팁(20)(구체적으로, 팁 바디(21))은 하우징(30)에 배치된 전기 단자(213)(이를 '팁 단자(213)'라고 명명할 수 있다)와 전기적으로 연결된다(도 20 참조). 이어팁(20)(구체적으로, 팁 바디(21))은 상기 팁 단자(213)의 일단부에 억지 끼움으로 결합된다.
상기 팁 단자(213)는 전기 전도성을 가진 금속 막대 형상으로 형성된다.
상기 팁 단자(213)의 일단부는 이어팁(20)과 연결된다.
팁 단자(213)의 일단부에는 단자 돌출부(213F)(도 20 참조)가 형성된다.
구체적으로, 상기 단자 돌출부(213F)는 팁 단자(213)의 일단부에 형성되며, 팁 단자(213)의 상기 일단부의 둘레를 따라 형성된다.
단자 돌출부(213F)는 팁 단자(213)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 돌출되어 형성된다.
단자 돌출부(213F)는 이어팁(20)의 팁 바디(21)(구체적으로, 바디 홈(211))에 형성된 걸림홈(211R)에 억지 끼움으로 삽입된다. 이로 인하여, 이어팁(20)은 전기 단자(팁 단자)(213)로부터 쉽게 분리되지 않는다.
상기 팁 단자(213)의 타단부는 기판(34)에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립(341)(이를 '제3 금속 클립(341c)'이라 명명할 수 있다)과 접촉한다(도 19 참조).
상기 제3 금속 클립(341c)은 기판(34)의 전기 회로에 장착(고정)된다(도 20 참조).
제3 금속 클립(341c)은 팁 단자(213)의 타단부와 기판(34) 사이에 배치되어, 팁 단자(213)의 타단부와 기판(34)의 전기 회로를 전기적으로 연결한다.
구체적으로, 제3 금속 클립(341c)의 일측(예를 들면, 상부)은 팁 단자(213)의 타단부와 접촉하고, 제3 금속 클립(341c)의 타측(예를 들면, 하부)은 기판(34)의 전기 회로와 접촉한다.
이에 따라, 이어팁(20)이 측정한 뇌파 신호는 팁 단자(213)와 제3 금속 클립(341c)을 거쳐 기판(34)으로 전달되고, 기판(34)에 배치된 메모리에 저장되거나 또는 신호 처리부에 의해 출력용 또는 통신용 데이터로 처리된다.
도 1 내지 도4, 도 10 내지 도 15를 보면, 상기 하우징(30)은 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 외관을 형성한다.
하우징(30)은 상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)으로 구분된다.
도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 상부 하우징(32)과 상기 하부 하우징(31)은 돔(dome) 형상 또는 반구 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 돔과 반구는 중앙부의 높이(또는 깊이)가 낮게 형성될 수 있다.
상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)은 내부에 공간이 형성된다. 그리고, 상부 하우징(32)은 하부가 개구된 형상이며, 하부 하우징(31)은 상부가 개구된 형상이다. 참고로, 도 4는 이어훅(10)과 이어팁(20)이 결합되는 하부 하우징(31)이 위쪽에 배치되어 있고 상부 하우징(32)은 아래쪽에 배치되어 있다.
상기 상부 하우징(32)은 하부 하우징(31)을 사이에 두고 머리와 마주보도록 배치된다. 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자의 귀에 착용되면 상부 하우징(32)의 외면은 머리의 반대쪽을 향하며 외부에 노출된다.
상부 하우징(32)의 내면에는 하부 하우징(31)과 결합되기 위한 체결부재가 형성될 수 있고, 하우징(30)의 내부에 배치되는 기판(34) 또는 다른 부재들과 체결되기 위한 체결부재 및/또는 기판(34) 또는 다른 부재들을 지지하기 위한 지지부재들이 형성될 수 있다.
상기 하부 하우징(31)은 이어팁(20)을 사이에 두고 머리와 마주보도록 배치된다. 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자의 귀에 착용되면 하부 하우징(31)의 외면은 귀를 향하여 배치된다.
하부 하우징(31)의 일측(311)과 다른 일측(312)은 이어훅(10)의 일단부(111)와 타단부(122)가 결합한다.
하부 하우징(31)의 일측(311)과 다른 일측(312)은 미리 설정된 거리로 이격된다.
하부 하우징(31)의 일측(311)과 다른 일측(312)은 하부 하우징(31)의 중심을 향하는 방향으로 오목하게 파인 형상으로 형성된다. 상기 오목하게 파인 형상은 이어훅(10)의 일단부(111)와 타단부(122)의 일부 형상과 대응될 수 있다.
하부 하우징(31)은 내부 하우징(33)에 형성된 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)가 관통하는 스피커 수용부 구멍(313)과 전기 단자(팁 단자(213))가 관통하는 팁 단자 구멍(314)이 형성된다.
상기 스피커 수용부 구멍(313)은 상기 스피커 수용부 구멍(313)에 배치되는 스피커 수용부(332)의 단면 형상과 대응되게 형성될 수 있다.
하부 하우징(31)에서 스피커 수용부 구멍(313)의 위치는 특정한 위치로 한정되지 않으며, 내부 하우징(33)의 스피커 수용부(332)가 배치된 위치에 대응될 수 있다.
상기 팁 단자 구멍(314)은 상기 팁 단자 구멍(314)에 배치되는 팁 단자(213)의 단면 형상과 대응되게 형성될 수 있다.
하부 하우징(31)에서 팁 단자 구멍(314)의 위치는 특정한 위치로 한정되지 않으며, 팁 단자(213)가 배치된 위치에 대응될 수 있다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)는 하나 이상의 충전 단자(342)를 포함한다(도 16 참조).
충전 단자(342)는 충전용 전기 단자이다.
충전 단자(342)는 전기 전도성을 가진 금속 막대 형상으로 형성된다.
하부 하우징(31)은 하나 이상의 상기 충전 단자(342)가 관통하는 하나 이상의 충전 단자 구멍(315)이 형성된다.
상기 충전 단자(342)는 상기 충전 단자 구멍(315)에 배치되어 외부에 노출된다.
충전 단자(342)의 일단부는 충전 단자 구멍(315)을 통해 외부에 노출되고, 충전 단자(342)의 타단부는 기판(34)에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립(341)(이를 '제4 금속 클립(341d)'이라 명명할 수 있다)과 접촉한다(도 19 참조).
상기 제4 금속 클립(341d)은 기판(34)의 전기 회로에 장착(고정)된다.
제4 금속 클립(341d)은 충전 단자(342)의 타단부와 기판(34) 사이에 배치되어, 충전 단자(342)의 타단부와 기판(34)의 전기 회로를 전기적으로 연결한다.
구체적으로, 제4 금속 클립(341d)의 일측(예를 들면, 상부)은 충전 단자(342)의 타단부와 접촉하고, 제4 금속 클립(341d)의 타측(예를 들면, 하부)은 기판(34)의 전기 회로와 접촉한다.
제4 금속 클립(341d)은 충전 단자(342)의 개수와 동일하게 배치된다.
상기 충전 단자 구멍(315)은 상기 충전 단자 구멍(315)에 배치되는 충전 단자(342)의 단면 형상과 대응되게 형성될 수 있다.
하부 하우징(31)에서 충전 단자 구멍(315)의 위치는 특정한 위치로 한정되지 않으며, 충전 단자(342)가 배치된 위치와 대응될 수 있다.
하부 하우징(31)은 일측(311)에 형성된 체결 돌기(3111)와 체결 나사 홈(3112)을 포함한다. 그리고, 하부 하우징(31)은 다른 일측(312)에 형성된 체결 돌기(3121)와 체결 나사 홈(3122)을 포함한다.
상기 체결 돌기(3111, 3121)는 하부 하우징(31)의 일측(311) 또는 다른 일측(312)의 내면으로부터 상부 하우징(32)을 향하여 돌출되어 형성된다.
체결 돌기(3111)는 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 체결 나사 홈(3112, 3122)은 하부 하우징(31)의 일측(311) 또는 다른 일측(312)의 내면으로부터 상부 하우징(32)을 향하여 돌출된 돌출 기둥(3113, 3123)에 형성된다. 체결 나사 홈(3112, 3122)은 상기 돌출 기둥(3113, 3123)의 일면(예를 들어, 상면)에 미리 설정된 깊이로 오목하게 형성된다.
하우징(30)은 상기 상부 하우징(32)과 상기 하부 하우징(31)의 결합으로 형성된다.
상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)의 결합은 볼트(Bolt) 체결 방식, 스크류(Screw) 결합 방식, 회전(Rotation) 결합 방식 및 후크(Hook) 결합 방식 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
상기 볼트 체결 방식은, 예를 들어 상부 하우징(32)의 내부에 볼트 체결을 위한 홈이 형성되고, 하부 하우징(31)에 볼트 체결을 위한 관통공이 형성되며, 볼트가 상기 하부 하우징(31)의 관통공을 관통하여 상기 상부 하우징(32)의 홈에 체결됨으로써, 상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)을 결합하는 방식이다.
상기 스크류 결합 방식은, 예를 들어 상부 하우징(32)의 가장자리를 따라 나사 산이 형성되고, 하부 하우징(31)의 가장자리를 따라 나사 홈이 형성되며, 상기 하부 하우징(31)의 나사 홈에 상기 상부 하우징(32)의 나사 산이 회전에 의해 결합됨으로써, 상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)을 결합하는 방식이다.
상기 회전 결합 방식은, 예를 들어 상부 하우징(32)의 가장자리에 하나 이상의 돌출부가 형성되고, 하부 하우징(31)의 가장자리에 하나 이상의 삽입 홈이 형성되며, 상기 하부 하우징(31)의 삽입 홈에 상기 상부 하우징(32)의 돌출부가 삽입된 후 회전하여 결합됨으로써, 상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)을 결합하는 방식이다.
상기 후크 결합 방식은, 예를 들어 상부 하우징(32)의 가장자리에 하나 이상의 턱이 형성되고, 하부 하우징(31)의 가장자리에 하나 이상의 홈이 형성되며, 상기 하부 하우징(31)의 홈에 상기 상부 하우징(32)의 턱이 끼워져 결합됨으로써, 상부 하우징(32)과 하부 하우징(31)을 결합하는 방식이다.
한편, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치(1)는 내부 하우징(33) 및 기판(34)을 포함한다.
상기 내부 하우징(33)과 상기 기판(34)은 하우징(30)(상부 하우징(32)과 하부 하우징(31))의 내부에 수용된다.
도 16 내지 도 21을 보면, 상기 내부 하우징(33)은, 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 하부 하우징(31)이 위를 향하고 상부 하우징(32)이 아래를 향하도록 배치된 상태에서, 하부 하우징(31)의 아래에 배치된다.
내부 하우징(33)은 기판(34)에 장착된 각종 전자 부품들을 보호한다.
또한, 내부 하우징(33)은 배터리(Battery) 수용부(331)와 스피커 수용부(332)를 포함한다.
상기 배터리 수용부(331)는 후술하는 배터리(36)를 수용한다.
배터리 수용부(331)는 도면에 도시된 바와 같이 배터리(36)를 수용하는 관통 구멍으로 형성될 수 있다. 다만, 배터리 수용부(331)는 상기 관통 구멍에 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 스피커 수용부(332)는 후술하는 스피커(37)를 수용한다.
스피커 수용부(332)는 내부 하우징(33)의 상면에 형성된다.
스피커 수용부(332)는 스피커(37)의 형상과 대응되게 형성될 수 있다.
스피커 수용부(332)의 상단부(3321)는, 하부 하우징(31)의 스피커 수용부 구멍(313)을 관통하며, 하부 하우징(31)의 외부에 배치된다.
상기 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)는 이어팁(20)의 팁 바디(21)(구체적으로, 바디 홈(211))에 억지 끼움 된다.
스피커 수용부(332)의 상단부(3321)는, 하부 하우징(31)을 향하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 돌출된 측면 돌출부(3323)를 포함한다.
상기 측면 돌출부(3323)는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)의 측면을 따라 이어서 형성될 수 있고, 또는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)의 측면에 복수 개로 형성될 수 있다.
상기 측면 돌출부(3323)는 이어팁(20)의 팁 바디(21)(구체적으로, 팁 바디(21)에 형성된 바디 홈(211))에 억지 끼움 된다. 구체적으로, 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)에 형성된 측면 돌출부(3323)는 팁 바디(21)의 바디 홈(211)에 형성된 걸림홈(211R)에 억지 끼움으로 삽입된다.
또한, 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)에는 음압 구멍(3322)이 형성된다. 구체적으로, 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)의 상면에는 음압 구멍(3322)이 형성된다.
상기 음압 구멍(3322)은 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)의 상면을 관통하는 관통 구멍이다.
음압 구멍(3322)은, 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)가 이어팁(20)의 팁 바디(21)에 억지 끼움 되면, 이어팁(20)의 팁 바디(21)에 형성된 바디 구멍(212)과 연통한다.
스피커 수용부(332)에 수용된 스피커(37)에서 소리가 출력되면, 상기 소리는 스피커 수용부(332)의 상단부(3321)에 형성된 음압 구멍(3322)과 이어팁(20)의 팁 바디(21)에 형성된 바디 구멍(212)을 관통한 후, 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 외부로 전달된다. 상기 소리는 외이도를 따라 고막에 도달하게 된다.
스피커 수용부(332)는 내부 하우징(33)의 상면에 형성된다.
내부 하우징(33)의 상면에는 전기 단자(팁 단자)(213)가 관통하는 관통 구멍이 형성된다. 상기 관통 구멍은 스피커 수용부(332)와 인접하게 배치된다. 팁 단자(213)는 상기 관통 구멍에 배치되며, 팁 단자(213)의 일단부는 이어팁(20)의 팁 바디(21)에 억지 끼움 되고, 팁 단자(213)의 타단부는 금속 클립(341c)을 매개로 기판(34)과 전기적으로 연결된다.
내부 하우징(33)의 형상은 특정한 형상으로 한정되지 않으며, 내부 하우징(33)의 내부에 수용되는 배터리(36), 스피커(37) 및 기판(34)에 실장되는 각종 전자 부품 등의 형상이나 기능을 고려하여 다양하게 형성될 수 있다.
내부 하우징(33)은 리벳(rivet), 나사 또는 클립(clip) 등과 같은 체결 수단에 의해 하부 하우징(31) 또는 상부 하우징(32)에 체결될 수 있다.
상기 기판(34)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 나타낸다.
기판(34)에는 각종 전자 부품들이 실장된다. 여기서 각종 전자 부품들은, 이어팁(20)에서 측정한 뇌파 신호를 저장하는 것(메모리)과, 아날로그(analogue) 신호를 디지털 신호(digital)로 변환하는 것(신호 처리부)과, 이동 단말기로 데이터를 전송하거나 또는 이동 단말기로부터 데이터를 수신하는 것(통신부)과, 스피커(37)를 통해 소리가 전달되도록 하는 것(스피커)과, 본 발명의 수면 케어 장치(1)에 각종 정보를 표시하는 디스플레이(display)부가 있는 경우에 각종 정보를 디스플레이부에 출력하는 것과 스피커를 통해 소리가 전달되도록 소리를 출력하는 것(출력부)과, 전술한 기능들이 유기적으로 수행되도록 신호 및 데이터를 제어하는 것(제어부) 등과 관련된 전자 부품들을 나타낸다.
기판(34)은 나사 또는 리벳 등과 같은 체결 수단에 의해 상부 하우징(32)에 체결될 수 있다.
또한, 기판(34)에는 복수 개의 금속 클립(341)이 배치되며, 복수 개의 체결 나사 구멍(34h1, 34h2)이 형성된다.
도 4, 도 16, 도 19, 도 20, 도 22 내지 도 23을 보면, 본 발명의 수면 케어 장치(1)는 스피커(speaker)(37), 메모리(memory), 안테나(antenna)(35), 배터리(36), 가속도 센서, 뇌파 센서, 뇌파 전극 및 중앙 처리 장치(CPU & Bluetooth)를 포함한다.
상기 스피커(37)는 전기 음향 신호를 음파로 변환하는 장치이다.
스피커(37)는 하우징(30)에 내장된다. 구체적으로, 스피커(37)는 내부 하우징(33)의 스피커 수용부(332)에 수용되며, 기판(34)과 전기적으로 연결된다.
스피커(37)는 소리가 출력되는데 필요한 일련의 부품 및 부속품들을 모두 포함한다.
스피커(37)에서 나오는 소리는 스피커 수용부(332)에 형성된 음압 구멍(3322)과 이어팁(20)의 팁 바디(21)에 형성된 바디 구멍(212)을 지나 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 외부로 전달된다.
스피커(37)에서 나오는 소리는 출력부에 의해 출력될 수 있다.
상기 메모리는 기판(34)에 배치되며, 각종 데이터를 저장하는 일종의 반도체 메모리 칩을 나타낸다.
메모리는 이어팁(20)이 측정한 뇌파 신호(예를 들어, 아날로그 신호)를 저장하거나 또는 신호 처리부에서 처리된 디지털 신호를 저장하거나 또는 디스플레이하기 위한 각종 정보를 저장한다.
상기 안테나(35)는 각종 데이터를 송신 및 수신하기 위한 통신 장치이다.
안테나(35)는 블루투스(Bluetooth) 안테나일 수 있다.
안테나(35)는 기판(34)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 통신용 전자 부품들은 기판(34)에 실장된다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)는 이동 단말기와 연계될 수 있다.
수면 케어 장치(1)의 통신부에서 처리된 데이터는 안테나(35)를 통해 이동 단말기로 전송될 수 있다. 또한, 이동 단말기의 통신부에서 송신된 데이터는 안테나(35)를 통해 본 발명의 수면 케어 장치(1)로 수신될 수 있다.
이동 단말기의 통신부를 통해 송신된 데이터(예를 들어, 소리)는 본 발명의 수면 케어 장치(1)의 통신부를 통해 수신되고, 상기 데이터는 제어부의 제어에 의해 출력부를 통해 출력될 수 있다. 출력되는 데이터(소리)는 스피커를 통해 수면 케어 장치(1)의 외부로 전달된다.
상기 배터리(36)는 전기를 저장하며, 본 발명의 수면 케어 장치(1)를 구동하는데 필요한 구동 전기를 공급한다.
배터리(36)는 내부 하우징(33)의 배터리 수용부(331)에 수용된다.
배터리(36)는 충전 단자(342) 및 기판(34)과 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 충전 단자(342)는 금속 클립(341)(제4 금속 클립(341d))을 매개로 기판(34)과 전기적으로 연결되고, 배터리(36)는 기판(34)과 전기적으로 연결된다. 충전 단자(342)는 금속 클립(341) 및 기판(34)에 인쇄된 전기 회로를 통하여 배터리(36)와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)는 충전 케이스(Case)에 안착되어 충전될 수 있다. 도 26은 도 1의 수면 케어 장치(1)가 충전 케이스(2)에 안착되는 실시 상태의 예를 나타낸 것이다. 도 26에 도시된 충전 케이스(2)는 임의의 형상이며, 다른 형상으로 형성될 수 있다.
상기 충전 케이스(2)는 상부 케이스(2a)와 하부 케이스(2b)로 구성될 수 있다.
상기 하부 케이스(2b)는 한 쌍의 안착부를 구비한다. 상기 한 쌍의 안착부에는 오른쪽 귀와 왼쪽 귀에 각각 착용되는 한 쌍의 수면 케어 장치(1a, 1b)가 안착된다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)가 충전 케이스(2)에 안착되면, 충전 케이스(2)에 배치된 충전 단자와 수면 케어 장치(1)의 충전 단자(342)는 서로 접촉하게 되고, 전기는 충전 케이스(2)의 충전 단자와 수면 케어 장치(1)의 충전 단자(342)를 거쳐 수면 케어 장치(1)에 내장된 배터리(36)에 저장된다.
배터리(36)에 저장된 전기는 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자에 의해(또는 제어부의 작동 신호에 의해) 작용되면 수면 케어 장치(1)를 구동시키는 구동 전기가 된다.
상기 충전 케이스(2)는 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 보관되는 보관 케이스이기도 하다.
상기 가속도 센서는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 장치이다.
가속도 센서는 일반적으로 사용되는 3축 자이로(gyro) 센서 및/또는 3축 가속도 센서일 수 있다.
가속도 센서는 물체의 운동 상태를 상세하게 감지할 수 있으므로 활용 분야가 아주 넓고, 갖가지 용도로 사용되고 있다. 상기 가속도 센서 자체에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
가속도 센서는 기판(34)에 실장되거나 또는 하우징(30)의 내부에 배치되고 기판(34)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)는 가속도 센서를 이용하여 사용자가 어느 방향과 속도로 움직이는지 감지하여 사용자의 활동을 판단할 수 있다.
예를 들어, 가속도 센서가 내장된 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 사용자의 귀에 착용된 상태에서, 사용자가 서 있거나, 누워 있거나 또는 누운 상태에서 머리를 움직이면, 본 발명의 수면 케어 장치(1)는 가속도 센서로부터 출력되는 신호로부터 사용자의 움직임 상태를 판단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 수면 케어 장치(1)는 가속도 센서로부터 출력되는 신호와 이어팁(20)으로부터 출력되는 뇌파 신호를 이용하여, 사용자가 활동 상태(Wake)에 있는지, 수면 상태에 있는지, 수면 상태 중에서 램(REM) 수면 상태인지, 얕은 수면 상태인지 또는 깊은 수면 상태인지를 판단할 수 있다.
상기 뇌파 센서는 기판(34)에 실장되며, 일종의 반도체 칩을 나타낸다.
뇌파 센서는 이어훅(10) 및 이어팁(20)으로부터 출력되는 뇌파 신호를 수신하여 증폭하고 필터링(filtering)하는데 사용된다.
예를 들면, 뇌파 센서는 이어훅(10)의 기준 전극(제1 전극(11) 또는 제2 전극(12))에서 측정된 뇌파 신호와 이어팁(이어팁 전극)(20)에서 측정된 뇌파 신호의 차를 구하고, 상기 차를 증폭한다.
상기 증폭된 아날로그 신호는 필터링된 후 신호 처리부로 보내진다. 신호 처리부는 필터링된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 디지털 신호는 뇌파의 주파수 대역별 신호를 포함한다.
상기 뇌파 전극은 이어훅(10)에 형성된 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및, 이어팁 전극을 나타낸다.
본 발명에서 제1 전극(11)은 기준 전극일 수 있고, 제2 전극(12)은 접지 전극(bias)일 수 있으며, 이어팁 전극은 측정 전극일 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 제2 전극(12) 또는 이어팁 전극이 기준 전극이 될 수 있고, 또는 제1 전극(11) 또는 이어팁 전극이 접지 전극(bias)이 될 수 있으며, 또는 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)이 측정 전극이 될 수 있다.
상기 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 이어팁 전극에 대한 구체적인 설명은 전술하였으므로, 여기서는 상기 전극에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
상기 중앙처리장치(CPU & Bluetooth)는 기판(34)에 실장되며, 일종의 반도체 칩을 나타낸다.
상기 중앙처리장치는 프로그램의 명령어를 해석하여 데이터를 연산 및 처리하고 그 결과물을 출력하며, 이를 수행하도록 제어하는 역할을 수행한다. 상기 중앙처리장치는 블루투스 기능을 포함한다.
상기 블루투스는 예를 들어, 휴대폰, 노트북(notebook), 이어폰(earphone)·헤드폰(headphone) 등의 휴대기기를 서로 연결해 정보를 교환하는 근거리 무선 기술 표준을 나타낸다. 주로 10미터 안팎의 초단거리에서 저전력 무선 연결이 필요할 때 사용된다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)는 블루투스 기능 및 스피커(37)를 포함하므로, 케이블(cable) 없이도 휴대폰에서 실행되는 소리를 사용자에게 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치(1)는 센싱(sensing)부, 메모리부, 신호 처리부, 통신부, 출력부, 제어부를 포함한다.
상기 센싱부는 사용자의 뇌파 신호를 감지하고 측정한다.
센싱부는 전술한 이어훅(10)과 이어팁(20)을 구비한다. 구체적으로, 센싱부는 이어훅(10)에 형성된 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및, 이어팁(20)(이어팁 전극)을 구비한다.
상기 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 이어팁 전극은 뇌파 신호를 감지 및 측정하는 센서(sensor) 역할을 수행한다.
따라서, 센싱부는 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 이어팁 전극을 이용하여 사용자의 뇌파 신호를 감지하고 측정할 수 있다.
도 24는 본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 뇌파 신호를 나타낸 것이다. 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 뇌파 신호를 측정하는지 여부를 실험을 통해 검증하였다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)를 이용하여 사용자의 귀에서 생체 신호를 측정하였다. 여기서, 사용자의 귀는 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 접촉하는 사용자의 귀와 그 주변을 나타낸다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 생체 신호를 주파수 대역별로 분석하여, 본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 생체 신호가 주파수 대역별로 뇌파의 특성 주파수 대역인 1Hz ~ 50Hz 이내에서 나타난다는 것을, 확인하였다.
이로 인하여, 본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 생체 신호는 뇌파 신호를 포함한다는 것이 확인되었다.
따라서, 본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 뇌파 신호(구체적으로, 시간에 따른 주파수 대역별 신호)를 이용하여 사용자의 수면 단계를 판단할 수 있다.
도 25는 본 발명의 수면 케어 장치(1)로 귀에서 측정된 뇌파와 두피에서 측정된 뇌파를 비교한 것이다. 도 25의 (a)는 두피에서 측정된 뇌파를 나타내고, (b)는 귀에서 측정된 뇌파를 나타내며, (c)는 두 측정치의 유사도를 나타낸다. 여기서, 귀는 본 발명의 수면 케어 장치(1)가 접촉하는 사용자의 귀와 그 주변을 나타낸다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 뇌파의 정확도를 검증하기 위하여 두피에서 측정된 뇌파와 비교하였다.
수면 다원화 검사시 두피와 귀에서 동시에 뇌파 신호를 측정하였으며, 상기 뇌파 신호와 종래의 확인된 수면 단계를 비교하였다.
본 발명의 수면 케어 장치(1)에 의해 측정된 뇌파 신호와 확인된 수면 단계를 비교한 결과 유사도가 89.1% 로 나타났다.
따라서, 본 발명의 수면 케어 장치(1)는 사용자의 귀에서 뇌파 신호를 측정할 수 있고, 상기 측정된 뇌파 신호로부터 사용자의 수면 단계를 판단할 수 있다.
또한, 센싱부는 뇌파 신호 이외에 체온, 심장 박동, 산소 포화도 등의 생체 신호를 획득할 수 있고, 제어부의 의해 신호 처리부로 전달될 수 있다.
센싱부는 제어부와 전기적으로 연결되며, 제어부의 제어 신호에 의해 사용자의 뇌파 신호를 감지하고 측정하게 된다.
센싱부에서 측정된 뇌파 신호는 제어부에 의해 메모리부 또는 신호 처리부로 전달된다.
상기 메모리부는 전술한 메모리를 구비한다.
메모리부는 제어부와 전기적으로 연결된다. 메모리부는 제어부의 제어 신호에 의해, 이어팁(20)이 측정한 뇌파 신호(예를 들어, 아날로그 신호)를 메모리에 저장하거나 또는 신호 처리부에서 처리된 디지털 신호를 메모리에 저장하거나 또는 디스플레이하기 위한 각종 정보와 스피커를 통해 출력되는 소리 신호 등을 메모리에 저장할 수 있다.
상기 신호 처리부는 센싱부로부터 입력된 뇌파 신호(아날로그 신호) 등을 디지털 신호로 전환한다.
신호 처리부는 통신부를 통해 이동 단말기로 전송될 수 있도록 신호를 처리하거나, 또는 소리 등이 출력부에 의해 외부로 출력될 수 있도록 각종 신호를 처리할 수 있다.
상기 통신부는 본 발명의 수면 케어 장치(1)와 이동 단말기 사이 및, 수면 케어 장치(1)와 충전 케이스 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈(module)을 포함할 수 있다.
통신부는 방송 수신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치 정보 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
통신부는 제어부에 의해 제어되며, 안테나(35)를 구비한다.
통신부는 이동 단말기로 각종 데이터를 전송하거나 또는 이동 단말기로부터 각종 데이터를 수신할 수 있다.
상기 출력부는 각종 정보를 표시하는 디스플레이부를 구비할 수 있고, 상기 디스플레이부에 각종 정보를 출력할 수 있다. 상기 디스플레이부는 정보를 표시하기 위한 각종 전자 부품들을 포함한다.
또한, 출력부는 스피커를 구비하며, 상기 스피커를 통해 소리를 출력할 수 있다. 상기 스피커는 소리를 출력하기 위한 각종 전자 부품들을 포함한다.
출력부는 제어부에 의해 제어된다.
출력부는 제어부의 제어 신호에 의해, 이동 단말기로부터 수신된 소리 또는 메모리부에 저장된 소리를 스피커를 통해 출력할 수 있다.
상기 제어부는 중앙 처리 장치(CPU & Bluetooth)를 구비한다.
제어부는 전술한 센싱부, 메모리부, 신호 처리부, 출력부 및 통신부를 제어한다.
제어부는 전술한 센싱부, 메모리부, 신호 처리부, 출력부 및 통신부를 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터 및 정보 등을 처리하거나, 제어부 또는 메모리부에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 소리를 제공 또는 처리할 수 있다.
제어부는 배터리(36)를 제어하여 사용자의 입력 신호가 입력되면 본 발명의 수면 케어 장치(1)를 온/오프(on/off) 시킬 수 있다. 여기서, 사용자의 입력 신호는 예를 들어, 사용자가 수면 케어 장치(1) 또는 이동 단말기에 구비된 버튼을 누르는 행위, 또는 수면 케어 장치를 충전 케이스에서 분리시키거나 충전 케이스에 결합시키는 행위 등을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치(1)는 이동 단말기와 연계되어 작동될 수 있다.
상기 이동 단말기는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 워치형 단말기 (smartwatch) 등을 나타낸다.
상기 이동 단말기는 통신부, 센싱부, 데이터 처리부 및 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 이동 단말기의 통신부는 본 발명의 수면 케어 장치(1)와 이동 단말기 사이 및, 이동 단말기와 충전 케이스 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이동 단말기의 통신부는 방송 수신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치 정보 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이동 단말기의 통신부는 제어부에 의해 제어되며, 안테나를 구비한다.
이동 단말기의 통신부는 수면 케어 장치(1)의 통신부로부터 전송된 데이터를 수신할 수 있고, 또한, 이동 단말기의 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 수면 케어 장치(1)의 통신부로 송신할 수 있다.
상기 이동 단말기의 센싱부는 사용자의 코골이 소리, RF(Radiofrequency)를 이용한 호흡 패턴(pattern), 조도 등을 감지할 수 있다.
이동 단말기의 센싱부는 사용자의 신체와 접촉되지 않을 수 있다.
상기 이동 단말기의 데이터 처리부는 수면 케어 장치(1)로부터 전송된 생체 신호(예를 들어, 뇌파 신호)를 이용하여 출력부를 제어할 수 있는 파라미터를 생성할 수 있다.
이동 단말기의 데이터 처리부는 통신부를 통해 전달받은 신호를 활용하여, 수면 케어 장치(1)의 출력부를 제어할 수 있는 파라미터를 생성하며, 상기 파라미터들 중 일부는 디스플레이부에 표시될 수 있다. 또한, 상기 파라미터는 이동 단말기의 통신부를 통해 수면 케어 장치(1)의 통신부로 실시간 전송될 수 있으며, 상기 파라미터는 수면 제어 장치(1)의 제어부가 출력부를 제어하는데 활용될 수 있다.
상기 이동 단말기의 디스플레이부는 데이터 처리부에서 처리된 결과를 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부는 정보를 표시하기 위한 각종 전자 부품들을 포함한다.
또한, 이동 단말기는 제어부를 더 포함할 수 있다.
이동 단말기의 제어부는 이동 단말기의 전술한 통신부, 센싱부, 데이터 처리부 및 디스플레이부를 제어할 수 있다.
이동 단말기의 제어부는 이동 단말기의 전술한 통신부, 센싱부, 데이터 처리부 및 디스플레이부를 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터 및 정보 등을 처리하거나, 제어부 또는 메모리에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 소리를 제공 또는 처리할 수 있다.
이렇듯, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자의 수면 상태에서 사용자의 신체로부터 쉽게 분리되지 않으며, 신뢰성 있는 뇌파 신호를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자의 수면 상태에서 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 수면 케어 장치는, 사용자에 따라 이어훅과 이어팁을 교체할 필요가 없으며, 하나로 여러 가족 구성원 및 타인이 사용할 수 있다.
이상에서 실시 상태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 상태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 상태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 상태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 상태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 상태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 상태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 상태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 상태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
1: 수면 케어 장치 2: 충전 케이스
10: 이어훅 11: 제1 전극
12: 제2 전극 13: 이음부
20: 이어팁 21: 팁 바디
22: 팁 링 30: 하우징
31: 하부 하우징 32: 상부 하우징
33: 내부 하우징 34: 기판
35: 안테나 36: 배터리
37: 스피커

Claims (17)

  1. 사용자의 귀에 장착되는 수면 케어 장치로서,
    상기 수면 케어 장치의 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 연결되어 폐루프를 형성하고, 사용자의 머리와 귓바퀴 사이에 배치되며, 전기 전도성을 갖는 전극을 포함하는 이어훅; 및
    하우징에 연결되고, 외이도의 입구에 배치되며, 전기 전도성을 갖는 이어팁을 포함하고,
    상기 이어훅 및 상기 이어팁은 유연성과 탄성을 갖는 재질로 형성되며 사용자의 뇌파를 측정하는, 수면 케어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이어훅은 전기 전도성을 갖는 제1 전극과 제2 전극 및, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 이음부를 포함하는, 수면 케어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 원호형으로 형성되는, 수면 케어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이음부는 웨이브 형상으로 형성되는, 수면 케어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극의 일단부 및 상기 제2 전극의 타단부 각각에는 복수 개의 체결 구멍이 형성되는, 수면 케어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 체결 구멍은 하나 이상의 체결 돌기 구멍 및 체결 나사 구멍을 포함하는, 수면 케어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하고,
    상기 제1 전극의 일단부에 형성된 상기 체결 돌기 구멍에는 상기 하부 하우징의 일측에 형성된 체결 돌기가 삽입되어 배치되고,
    상기 제2 전극의 타단부에 형성된 상기 체결 돌기 구멍에는 상기 하부 하우징의 다른 일측에 형성된 체결 돌기가 삽입되어 배치되는, 수면 케어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하고,
    상기 제1 전극의 일단부에 형성된 상기 체결 나사 구멍은 상기 하부 하우징의 일측에 형성된 체결 나사 홈에 안착되고,
    상기 제2 전극의 타단부에 형성된 상기 체결 나사 구멍에는 상기 하부 하우징의 다른 일측에 형성된 체결 나사 홈에 안착되는, 수면 케어 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 기판이 배치되고,
    상기 제1 전극의 일단부 및 상기 제2 전극의 타단부는 상기 기판에 장착된 전기 전도성을 가지는 금속 클립에 의해 상기 기판과 전기적으로 연결되는, 수면 케어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이어팁은 상기 하우징과 연결되는 팁 바디와, 상기 팁 바디와 연결되는 팁 링을 포함하는, 수면 케어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 팁 바디는 바디 홈과 바디 구멍을 포함하고,
    상기 바디 홈은 상기 팁 바디의 일면에 미리 설정된 깊이로 형성된 홈이고,
    상기 바디 구멍은 상기 바디 홈의 바닥면으로부터 상기 팁 바디의 다른 일면으로 관통하는 구멍인, 수면 케어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 기판이 배치되고,
    상기 바디 홈에는 상기 기판과 전기적으로 연결된 전기 단자의 일단부가 억지 끼움 되는, 수면 케어 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하고,
    상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에는 기판이 배치되며,
    상기 하부 하우징과 상기 기판 사이에는 내부 하우징이 배치되고,
    상기 바디 홈에는 상기 내부 하우징에 형성된 스피커 수용부의 상단부가 억지 끼움 되며,
    상기 스피커 수용부의 상단부는 상기 바디 구멍의 아래에 배치되는, 수면 케어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스피커 수용부의 상단부에는 상기 바디 구멍과 연통하는 음압 구멍이 형성되는, 수면 케어 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 팁 링은 링 형상이고, 두개가 구비되며,
    상기 두개의 팁 링은 상기 팁 바디의 일측과 다른 일측에 각각 연결되는, 수면 케어 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 이어훅의 전극과 상기 이어팁은 실리콘 폴리머에 판상형 은(Ag) 분말, 구형 은(Ag) 분말 또는 은 플레이크(Ag flake)가 배합되어 형성되는, 수면 케어 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 사용자의 머리의 반대쪽을 향하도록 배치된 상부 하우징과, 상기 이어팁을 사이에 두고 머리와 마주보도록 배치된 하부 하우징을 포함하고,
    상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에는 기판이 배치되며,
    상기 하부 하우징과 상기 기판 사이에는 내부 하우징이 배치되고,
    상기 하부 하우징은 상기 내부 하우징에 형성된 스피커 수용부의 상단부가 관통하는 스피커 수용부 구멍과, 상기 기판과 전기적으로 연결된 전기 단자가 관통하는 팁 단자 구멍이 형성되는, 수면 케어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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