KR100399868B1 - 수면유도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수면유도장치에 관한 것으로서, 전원을 공급하는 전원공급부, 동작시간 동안 주기적으로 임펄스 형태의 전류를 출력하는 임펄스형 신호 발생부, 및 임펄스형 신호 발생부에서 출력되는 전류를 이어폰으로 전달하는 이어폰 출력단자를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 제1 실시예는 충전용 콘덴서에 충전된 전압에 의하여 동작하도록 구성하는 것으로서, 이 경우 상기 임펄스형 신호 발생부는 전원공급부에 의하여 충전되는 충전용 콘덴서, 충전용 콘덴서와 접속하며 일정 시정수를 갖는 제어용 콘덴서와 제어용 저항, 및 제어용 콘덴서가 일정 전압으로 충전되면 제어용 저항을 통해 제어용 콘덴서에 충전되어 있는 전압을 순간적으로 방전시키는 방전관을 포함하도록 구성하여 바람직하게 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 수면유도장치는 인간의 수면을 유도할 수 있는 파장주기(예:세타파나 델타파)에 따라 사람이 들을 수 있는 소리로 변환해서 들려주므로, 수면을 효과적으로 유도할 수 있다. 또한, 종래의 수면유도장치에 비해 간단하게 제작할 수 있어 보다 경제적으로 수면유도장치를 보급할 수 있게 된다.

Description

수면유도장치{Apparatus to lead sleep for a human }

본 발명은 수면유도장치에 관한 것으로서, 특히 인간의 수면을 유도할 수 있는 파장주기에 따라 사람이 들을 수 있는 소리를 변환해서 들려주는 장치에 관한 것이다.

사람에게 있어서 편안한 수면은 매우 중요한 것이다. 이러한 수면에 관한 연구는 인간의 뇌파와 관련하여 이루어지는데, 인간의 뇌는 뇌파와 관련된 전자파 신호를 주기적으로 발생한다는 것이 이미 알려져 있다. 이들 뇌파의 주파수 범위는 대략 1Hz 내지 36Hz 정도로 안정되어 있다고 한다.

뇌파는 다음과 같이 4가지 그룹으로 분류될 수 있다.

1) 베타파(Beta_Wave): 12Hz-36Hz의 주파수를 가지며 일상적인 정신활동 상태로서 활동과 논리적인 사고를 한다.

2) 알파파(Alpha_Wave): 7.5Hz-12Hz의 주파수를 가지며 긴장이 완화된 상태로 명상에 잠겨 있거나 정신과 육체적 휴식으로 마음이 안정될 때 나타난다.

3) 세타파(Theta_Wave): 3Hz-7.4Hz의 주파수를 가지며 잠들기 바로 직전과 같이 졸릴 때 나타나며 극도의 긴장완화 상태이다.

4) 델타파(Delta_Wave): 0.5Hz-3Hz의 주파수를 가지며 깊은 수면에 빠진 상태를 나타낸다.

한편, 이러한 뇌파에 관한 정보를 이용하여 수면을 유도해 줄 수 있는 방법이 활발하게 개발되고 있다. 이러한 방법의 종류로는 다음과 같은 것들이 있다.

1) 러시아의 심리학자 Nikulturno가 개발한 "HYPNOTRON" 이라는 수면유도기로서 복잡한 연산을 요구하는 소리로 뇌의 신경을 피로하게 하여 수면을 유도한다.

2) 극히 낮은 주파수로 귀로는 들을 수 없는 세타파나 델타파 등의 자기장을 머리 주위로 가하는 방법

3) 눈에 미세한 전극 패드를 통해 세타파 혹은 델타파의 주기로 마이크로 암페어급의 임펄스를 흘려주는 방법,

4) 적색 램프의 안경을 통해 눈에서 빛을 점멸시키는 방법.

그러나, 이러한 방법들을 적용한 수면유도장치는 사용방법이 쉽지 않아 개인들이 휴대하여 사용하기에는 부적절한 면이 있으며, 세타파나 델타파의 주파수는 사람이 들을 수 없는 대역의 주파수 성분으로 효과적으로 적용하기 어려운 등의 문제점이 있었다.

특히, 수면을 잘 이루지 못하는데 따른 고통과 수면에 관한 어려움을 겪는 사람들이 적지 않음을 고려해 볼 때, 보다 효과적이고 경제적으로 수면을 유도해 줄 수 있는 장치의 필요성은 매우 크다할 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 인간의 수면을 유도할 수 있는 파장주기에 따라 사람이 들을 수 있는 소리로 변환해서 들려주어, 사람들이 편한하게 잠들수 있도록 도와주는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수면유도장치는 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부에서 공급되는 전원에 의해 동작하며, 동작시간 동안 주기적으로 임펄스 형태의 전류를 출력하는 임펄스형 신호 발생부; 및 상기 임펄스형 신호 발생부에서 출력되는 전류를 이어폰으로 전달하는 이어폰 출력단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 제1 실시예는 상기 전원공급부에서 공급되는 맥류로 충전용 콘덴서를 충전하고, 동작은 상기 충전용 콘덴서에 충전된 전압에 의하여 이루어지도록 구성하는 것이다.

이 경우 상기 임펄스형 신호 발생부는, 상기 전원공급부에서 공급되는 맥류에 의하여 충전되는 충전용 콘덴서; 상기 충전용 콘덴서와 접속하며, 일정 시정수를 갖는 제어용 콘덴서와 제어용 저항; 및 상기 제어용 콘덴서가 일정 전압으로 충전되면 상기 제어용 저항과 부하저항을 통해 상기 제어용 콘덴서에 충전되어 있는 전압을 순간적으로 방전시키는 방전관을 포함하도록 구성하여 바람직하게 실시할 수 있다.

이 경우, 상기 충전용 콘덴서는 복수개로 구성하고, 스위치 상태에 따라 어느 충전용 콘덴서가 상기 제어용 콘덴서 및 제어용 저항과 접속할 지의 여부가 결정되도록 구성하면, 1회 충전으로 복수회 수면유도장치를 구동시킬 수 있어 보다 바람직하게 실시할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 제2 실시예는 마이크로 프로세서를 이용하여 수면유도장치를 구동시키는 것이다.

이 경우 상기 임펄스형 신호 발생부는, 전원 스위치가 온(ON)되면 상기 동작시간 동안 기 규정된 주기설정용 코드와 신호크기 설정용 코드를 출력하는 주제어부; 상기 주기설정용 코드에 따른 저항값을 가지는 제1 가변저항부; 상기 제1 가변저항부의 저항값에 따라 주파수가 결정되는 소정의 발진기를 구비하여, 주기마다 임펄스 신호 형태의 트랜지스터의 구동신호를 출력하는 저주파신호발생부; 상기 신호크기 설정용 코드에 따른 저항값을 가지는 제2 가변저항부; 및 콜렉터단과 상기 전원과의 사이에 소정의 시정수를 가지는 RC 회로를 구비하고, 에미터단에 상기 제2 가변저항부를 구비하며, 상기 트랜지스터 구동신호에 의해 온(ON) 상태로 되어 RC회로의 전압을 방전시키는 트랜지스터를 포함하도록 구성하여 바람직하게 실시할 수 있다.

여기서, 제1 가변저항부와 제2 가변저항부는 CMOS 소자를 이용하여 구성함으로서, 상기 주기설정용 코드와 신호크기 설정용 코드값에 따라 온/오프(On/Off) 상태가 결정되며, 그 소비전력을 더욱 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수면유도장치의 블럭도,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 구성도,

도 3은 제1 실시예의 충전용 콘덴서 구성예,

도 4는 임펄스형 전류신호의 파형예,

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 구성도를 도시한 것이다.

*도면의 주요번호에 대한 부호의 설명

10,10-1,10-2: 전원공급부 11: 충전 및 표시램프부

12: 정류부 20,20-1,20-2: 임펄스형 신호 발생부

21-1,21-11,21-12: 충전용 콘덴서 21-13: 콘덴서 스위치

21-2: 제어용 콘덴서 21-3: 제어용 저항

21-4: 방전관 21-5: 부하저항

22-1: 전원 스위치 22-2: 주제어부

22-3: 저주파신호 발생부 22-4: 발진부

22-5: 제1 가변저항부 22-6: 제2 가변저항부

22-8: 방전제어부 22-9: 트랜지스터

22-11: 전압분배기 30: 이어폰 출력단자

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수면유도장치의 블럭도로서, 전원공급부(10), 임펄스형 신호 발생부(20), 및 이어폰 출력단자(30)로 이루어지며, 사용자에게 일정시간 동안 주기적으로 특정 소리를 들려줌으로서 사용자의 수면을 유도한다.

구체적으로 설명하자면, 전원공급부(10)는 전원을 공급하는 구성요소로서, 임펄스형 신호 발생부(20)의 동작에 필요한 전원을 사전에 충전시키기 위해 공급한다.

임펄스형 신호 발생부(20)는 전원공급부(10)에서 공급되는 전원에 의해 동작하며, 일정시간(동작시간) 동안 주기적으로 임펄스 형태의 전류를 출력한다. 이 때, 동작시간이란 사용자의 수면을 유도하는데 적절한 시간을 의미하며, 약 20분 정도의 시간으로 설정될 수 있다. 동작시간은 임펄스형 신호 발생부(20)의 내부 소자 설정에 따라 임의적으로 이루어질 수 있는 것이며, 임펄스형 전류의 발생주기는 수면을 유도하는데 필요한 주기로서, 세타파의 주기가 그 예가 될 수 있다.

임펄스형 신호 발생부(20)에서 주기적으로 발생하는 임펄스 형태의 전류는 이어폰 출력단자(30)를 통해 이어폰(31)으로 전달되고, 이 전류에 의하여 이어폰 (31)의 진동판이 떨림에 따라 소리가 발생한다. 물론 이어폰(31)의 형태는 임의적으로 구성될 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 도시한 것으로서, 충전용 콘덴서 C1(21-1)에 충전된 전압을 이용하여 임펄스형 신호 발생부(20-1)의 동작을 수행하는 예에 관한 것이다. 즉, 수면유도장치의 동작시 충전용 콘덴서 C1(21-1)은 전원공급부(10-1)에 의하여 순간적으로 충전되며, 일단 충전된 전압에 의하여 1회(예: 약 20분)의 동작이 이루어진다.

바람직하게는 수면유도장치의 사용 초기에 발생하는 임펄스 신호의 주기를 약 2Hz로 설정하며, 시간이 지남에 따라 주기는 더욱 낮게 되어 0.3Hz 이하로까지 길어지고, 소리의 크기도 시간이 지남에 따라 점차 작아져서 15분 내지 20분 후에는 자동으로 멈추도록 한다. 즉, 충전용 콘덴서 C1(21-1)의 충전전압은 전압이 방전되어감에 따라서 낮아지므로 충방전 시정수를 담당하는 콘덴서 Ct(21-2)의 충전시간이 점점 길어지고 전압은 낮아지게 되므로, 방전되는 시간간격도 점점 길어지게 되고 방전되는 에너지도 줄어들어 소리가 작아지게 된다.

이제, 제1 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 전원공급부(10-1)는 외부에서 입력되는 교류를 맥류로 변환하여 동작시마다 임펄스형 신호 발생부(20-1)의 충전용 콘덴서 C1(21-1)로 공급한다. 이 때, 전원공급부(10-1)는 외부로부터 입력되는 AC 전원에 대한 충전용 회로와 표시램프를 구동시키는 충전 및 표시램프부(11), 및 충전용 회로를 통해 입력되는 교류를 맥류로 변환하는 정류부(12)로 구성될 수 있으며, 충전용 콘덴서 C1(21-1)은 순간적(예: 1초 내지 2초)으로 완전 충전된다. 그리고, 다음 사용때까지 정류부(12)에서 충전용 콘덴서 C1(21-1)로 전원을 공급하지 않으며, 충전용 콘덴서 C1(21-1)에 충전된 전압에 의하여 1회 동작이 수행된다.

한편, 충전용 콘덴서 C1(21-1)은 일정 시정수를 가지는 제어용 콘덴서 Ct(21-2)와 제어용 저항 Rt(21-3)에 접속되어 있으며, 제어용 콘덴서 Ct(21-2)와 제어용 저항 Rt(21-3)는 공통단자를 통해 방전관(21-4)에 연결된다.

방전관(21-4)은 자신에게 인가되는 전압, 즉 제어용 콘덴서 Ct(21-2)에 충전되는 전압이 일정레벨 이상의 전압이 되면 순간적으로 방전하는 구성요소로서, 이 방전시의 전류는 제어용 저항 Rt(21-3)와 부하저항 Rl(21-5)을 통해 흐른다. 이 때의 방전은 제어용 콘덴서 Ct(21-2)와 제어용 저항 Rt(21-3)가 이루는 시정수와 관련하여 이루어지는데, 도 4에 도시한 예와 같이 임펄스 형태의 방전이고 제어용 콘덴서 Ct(21-2)와 제어용 저항 Rt(21-3)가 이루는 시정수에 따라 지수함수적으로 감소하는 파형을 가지게 된다.

방전관(21-4)을 통해 방전되는 전류는 이어폰 출력단자(30)를 통해 흐르게 되며, 이에 따라 이어폰(31)의 진동판이 울려 소리가 발생한다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이 충전용 콘덴서는 복수개로 구성될 수 있으며, 콘덴서 스위치(21-13)의 상태에 따라 어느 충전용 콘덴서가 동작할지 결정되도록 하여 더욱 바람직하게 실시할 수 있다.

즉, 사용자는 제1 충전용 콘덴서 C-1(21-11)을 이용한 동작시간중 잠이들지 못한 경우에는 스위치(21-13)를 조절하여 제2 충전용 콘덴서 C-2(21-12)를 동작모드로 하여 다시한번 동작시킬 수 있다. 도 3에는 두개의 충전용 콘덴서(21-11,21-12)를 도시하였으나 그 수에는 제한이 없다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 구성도로서, 마이크로 프로세서(22-2)를 이용하여 임펄스형 신호 발생부(20)를 구성하는 예를 도시한 것이다. 이 때, 동작시간과 임펄스형 신호의 발생주기는 마이크로 프로세서(22-2)에서 제어하게 되며, 전원공급부(10-2)는 일정 레벨의 직류전원을 공급하는 역할을 수행한다.

주제어부(22-2)는 마이크로 프로세서, 타이머, 메모리 등이 내장된 집적회로(IC)로서 구성하는 것이 바람직하며, 전원 스위치(22-1)가 온(ON)되면 주제어부(22-2)는 기 설정된 동작시간(예:20분) 동안 기 규정된 주기설정용 코드와 신호크기 설정용 코드를 출력한다.

주제어부(22-2)에서 출력되는 주기설정용 코드는 제1 가변저항부(22-5)에 전해지고, 신호크기 설정용 코드는 제2 가변저항부(22-6)에 전해지며, 아울러 저주파신호 발생부(22-3)에 동작신호가 전해져 동작을 지시하게 된다.

제1 가변저항부(22-5)는 주기설정용 코드에 따라 변화하는 저항값을 가지는 구성요소로서, 저주파신호 발생부(22-3)에 구비되어 있는 RC 발진부(22-4)와 연동하여 RC 발진부(22-4)의 저항값을 변동시킨다. 그러면, 저주파신호 발생부(22-4)의 발진주기가 변동하여 트랜지스터 Q1(22-9)의 스위칭 동작주기를 결정하게 된다.

저주파신호 발생부(22-3)는 현재 제1 가변저항부(22-5)의 저항값에 따라 트랜지스터 Q1(22-9)의 에미터단에 인가될 임펄스 전압에 적합하도록 스위칭 펄스를 발생하고, 다이오드 D1과 D2, 및 베이스 저항 R5(22-7)를 통해 트랜지스터 Q1(22-9)의 베이스단으로 공급한다.

트랜지스터 Q1(22-9)은 저주파신호 발생부(22-3)에서 공급하는 스위칭 펄스에 의하여 온상태로되며, 콜렉터단에 구비되어 있는 방전제어부(22-8)의 시정수에 따라 에미터단에 흐르는 임펄스 신호의 특성이 결정된다. 이 때, 임펄스 신호의 특성은 도 4의 예와 같은 형태가 될 것이며, 지수함수적 감소율은 방전제어부(22-8)의 RC 값에 의하여 결정된다.

제2 가변저항부(22-6)는 주제어부(22-2)에서 출력하는 신호크기 설정용 코드에 따라 가변하는 저항값을 가지는 구성요소 이다. 이 때, 제2 가변저항부(22-6)는 트랜지스터 Q1(22-9)의 에미터 저항 R7(22-10)과 직렬 접속되어 있으므로, 트랜지스터 Q1(22-9)의 에미터측 저항값을 가변하는 역할을 하는 것이다. 즉, 주제어부(22-2)는 신호크기 설정용 코드를 제어하여 시간경과에 따라 제2 가변저항부(22-6)에 인가되는 전압을 점차로 낮추어 갈 수 있으며, 이에 따라 이어폰(31)의 출력을 점차 낮추어간다.

트랜지스터 Q1(22-9)의 콜렉터단에 구비되어 있는 방전제어부(22-8)의 콘덴서(C6)에 충전되는 전압(+Vcc)이 트랜지스터 Q1(22-9)을 통해 방전되는 동안에 트랜지스터 Q1(22-9)의 에미터 저항 R7(22-10)과 제2 가변저항부(22-6)에는 커다란 임펄스 전압이 나타나게 된다. 그러므로, 제2 가변저항부(22-6)에 인가되는 전압은 전압분배기(22-11)에 의하여 일정 비율로 분배되도록 하여, 이어폰 출력단자(30)에흐르는 전류의 크기를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 주제어부(22-2)는 내장된 타이머를 통해 동작시간이 지나면 전원을 오프시키므로, 저주파신호 발생부(22-3)를 포함한 제1 가변저항부(22-5)와 제2 가변저항부(22-6)로의 전원공급이 오프되고, 전력의 소비가 멈추게 된다. 이 때, 트랜지스터 Q1(22-9)은 베이스 측에 신호가 있을 동안에만 작동하며, 사용되는 펄스의 폭이 아주 좁아서 전체에서 소비되는 전력은 매우 작다.

또한, 수면유도장치가 전력을 더욱 적게 소모하도록 하기 위한 하나의 바람직한 예로는 저주파신호 발생부(22-3) 및 제1 가변저항부(22-5)와 제2 가변저항부(22-6)를 CMOS 소자를 이용하여 구성하는 것인데, CMOS 소자는 극히 적은 전력을 소모하며, 제어용 신호가 있을 때에만 작동하도록 구성한다.

본 발명에 따른 수면유도장치는 인간의 수면을 유도할 수 있는 파장주기(예:세타파나 델타파)에 따라 사람이 들을 수 있는 소리로 이어폰에서 변환해서 들려주므로, 수면을 효과적으로 유도할 수 있다. 또한, 종래의 수면유도장치에 비해 간단하게 제작할 수 있어 보다 경제적으로 수면유도장치를 보급할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 외부에서 입력되는 교류를 맥류로 변환하는 전원공급부와, 동작시간 동안 주기적으로 임펄스 형태의 전류를 출력하는 임펄스형 신호 발생부와, 상기 임펄스형 신호 발생부에서 출력되는 전류를 이어폰으로 전달하는 이어폰 출력단자를 포함하고,

   상기 임펄스형 신호 발생부는

   상기 전원공급부에서 공급하는 맥류에 의해 충전되는 충전용 콘덴서;

   상기 충전용 콘덴서와 접속하고, 일정 시정수를 갖는 제어용 콘덴서와 제어용 저항; 및

   상기 제어용 콘덴서가 일정 전압으로 충전되면, 상기 제어용 저항과 부하저항을 통해 상기 제어용 콘덴서에 충전되어 있는 전압을 순간적으로 방전시키는 방전관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면유도장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 충전용 콘덴서는 복수개로 구성되고, 소정의 스위치상태에 따라 어느 충전용 콘덴서가 상기 제어용 콘덴서 및 제어용 저항과 접속할 지의 여부가 결정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수면유도장치.
4. 삭제
5. 삭제
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