KR101544146B1 - 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법 - Google Patents

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KR101544146B1 KR1020140127929A KR20140127929A KR101544146B1 KR 101544146 B1 KR101544146 B1 KR 101544146B1 KR 1020140127929 A KR1020140127929 A KR 1020140127929A KR 20140127929 A KR20140127929 A KR 20140127929A KR 101544146 B1 KR101544146 B1 KR 101544146B1
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Abstract

본 발명은 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법에 관한 것이다. 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는 예를 들어, 안경, 선그라스, 헤드셋 및 머리띠 등의 패션 악세사리 형태로 제공된다. 자동 졸음 방지 장치는 사용자의 맥박과 머리 각도의 변화를 검출하여 졸음 상태를 검출한다. 본 발명에 의하면, 맥박 및 머리 각도의 변화 중 적어도 어느 하나를 검출하고, 자동으로 졸음 상태를 검출하여 전기 자극 또는 진동을 발생시킴으로써, 자동으로 졸음을 방지할 수 있으며, 운전 중이거나 작업 현장에서의 재산적 피해, 신체 손상 및 인명 사고를 예방할 수 있으며, 학생의 경우, 집중력과 학습 능력을 향상시킬 수 있다.

Description

자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법{AUTOMATIC SLEEPINESS PREVENTIVE APPARATUS AND METHOD FOR PREVENTING SLEEPINESS THEREOF}
본 발명은 졸음 방지 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 실시간으로 사용자의 맥박 및 머리 각도를 검출하여 자동으로 졸음을 방지하기 위한 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법에 관한 것이다.
교통 사고 및 산업 재해는 통상 부주의와 더불어 졸음에 의하여 다량 발생하게 되는데, 이 경우 재산적 피해와 신체 손상 및 인명 사고 등의 원인이 되어, 사소한 부주의가 엄청난 대형 사고 및 대형 참사를 발생시키게 된다.
일반적으로 운전할 때나 산업 현장에서의 작업 시에는 대부분의 사람들이 주의를 기울여 사고 예방을 하려 하지만, 오랜 시간 반복되는 지루한 작업 및 운전을 하다보면, 자신도 모르게 주의를 게을리하게 되고, 이러한 와중에서 대부분 신체적 또는 정신적 피로를 이기지 못하여 운전 중 또는 작업 중에 졸게 되어 엄청난 참사를 발생시키게 된다.
예를 들어, 차량 운전 시, 장거리를 운전하게 되면 피로하여 운전자가 자신도 모르게 졸게 되는 경우가 발생한다. 또한, 운전자가 졸고 있는 상태에서도 습관적으로 운행하는 경우도 있으며, 운전자가 앞을 똑바로 본 채, 앞차의 흐름을 도로의 윤곽만 어느 정도 느낀 상태에서 반수면 상태에서 익숙한 솜씨로 운전을 하면서 장거리 운행도 서슴치 않는 운전자도 많이 있어 교통 사고를 일으킬 수 있다.
또 산업 현장에서, 작업자가 작업 업무 과중으로 인해 잠시 졸면서 작업하게 되는 상황이 빈번한데, 이 경우 작은 실수로 인해 예기치 않은 장애물과 충돌할 소지가 있으며, 장애물이 위험 물질이거나 사람인 경우에는 커다란 사고로 이어질 수 있다.
또한 일반적으로 학생들이나 수험생들이 의자에 앉아서 공부를 할 경우, 착석 초기에는 비교적 바른 자세를 유지하지만, 일정 시간이 경과되면, 자신도 모르게 고개가 숙여지거나 옆으로 기울어지는 등 자세가 흐트러지게 된다. 이와 같이 자세가 흐트러지면, 졸음이 오게 되어, 결국 책상에 엎드려 졸음 및 수면 상태로 빠져들게 되어 공부를 할 수 없게 된다.
따라서 사용자가 졸음에 의한 운전, 작업 및 공부 중에 졸음이 오면, 이를 방지하여 사고 발생 개연성을 낮추거나 공부의 효율성 및 집중력을 향상시킬 수 있는 방안이 절실히 필요한 상황이다.
국내 공개특허공보 제10-2012-0121074호(공개일 2012년 11월 05일) 국내 등록특허공보 제10-1370494호(공고일 2014년 03월 10일) 국내 등록특허공보 제10-1089044호(공고일 2011년 12월 08일) 국내 공개실용신안공보 제20-2013-0000668호(공개일 2013년 01월 30일)
본 발명의 목적은 사용자의 상태를 다중으로 검출하여 자동으로 졸음을 방지하기 위한 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자의 맥박과 머리 각도의 변화를 실시간으로 검출하여 자동으로 졸음을 방지하는 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 착용 가능한 다양한 형태의 자동 졸음 방지 장치 및 그의 자동 졸음 방지 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는 실시간으로 사용자의 맥박 및 머리 각도의 변화를 검출하여 사용자의 졸음 상태가 검출되면, 전기적인 자극을 발생시켜서, 자동으로 졸음을 방지 가능하게 한다.
이 특징에 따른 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는, 상기 자동 졸음 방지 장치의 구동 전원을 공급하는 배터리와; 사용자의 맥박 신호를 검출하는 맥박 검출 센서와; 상기 맥박 검출 센서로부터 검출된 맥박 신호를 받아서 사용자의 평상 시의 맥박수를 설정 저장하는 맥박수 설정 장치와; 상기 맥박 검출 센서로부터 검출된 맥박 신호를 받아서 현재의 사용자 맥박수를 검출하는 맥박수 검출 장치와; 현재 사용자의 졸음 상태를 판별하기 위하여, 상기 맥박수 설정 장치에 설정된 맥박수와, 상기 맥박수 검출 장치로부터 검출된 맥박수를 받아서 비교하는 맥박 비교 장치와; 사용자의 머리 각도의 변화를 검출하는 각도 검출 센서와; 상기 맥박 비교 장치로부터 맥박수 비교 결과에 따른 전기 신호와 상기 각도 검출 센서로부터 검출된 사용자의 머리 각도 변화에 따른 전기 신호 중 적어도 어느 하나를 받아서 자동으로 스위칭되는 자동 스위칭 장치와; 상기 자동 스위칭 장치가 스위칭되면, 상기 자동 스위칭 장치로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하는 DC/AC 인버터와; 상기 DC/AC 인버터의 교류 신호를 받아서, 일정 주기의 신호를 선택하여 출력하는 주기 선택 장치와; 상기 DC/AC 인버터의 교류 신호를 받아서, 일정 주파수의 신호를 선택하여 출력하는 주파수 선택 장치와; 상기 주기 선택 장치 또는 상기 주파수 선택 장치으로부터 선택된 주기 신호 또는 주파수 신호를 받아서, 펄스 폭을 변조하는 펄스폭 변조 제어 장치와; 상기 펄스폭 변조 제어 장치로부터 변조된 신호를 받아들이고, 상기 배터리로부터 전원을 공급받아서 변조된 신호에 대응하는 고압의 교류 신호로 변환하여 출력하는 고압 변환 장치 및; 상기 고압 변환 장치로부터 고압의 전기적인 신호를 받아서, 전기 자극 또는 진동을 발생시키는 제1 및 제2 자극 패드를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 자동 졸음 방지 장치는; 상기 고압 변환 장치로부터 상기 제1 및 상기 제2 자극 패드로 출력되는 고압의 교류 신호에 포함되는 잡음 신호를 차단하는 피크치 차단 장치를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 배터리는 재충전 가능한 2 차 배터리로 구비되되; 상기 자동 졸음 방지 장치는 상기 배터리를 충전하는 충전기를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 자동 졸음 방지 장치는; 상기 자동 졸음 방지 장치를 온, 오프시키는 동작 스위치와; 상기 제1 및 상기 제2 자극 패드에서 발생되는 전기 자극 또는 진동의 세기를 조절하기 위한 강약 조절 버튼을 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 자동 졸음 방지 장치는 적어도 안경, 선그라스, 헤드셋 및 머리띠 중 어느 하나의 형태로 제공된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 자동 졸음 방지 장치가 안경 또는 선그라스 형태로 제공되면, 안경테의 중간 부분에 사용자의 얼굴 폭에 대응하여 좌우로 연장되거나 축소 가능하도록 일정 크기의 탄성을 갖는 탄성부재를 더 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법은, 맥박 검출 센서로부터 맥박 신호를 검출하고, 검출된 맥박 신호로부터 맥박수를 검출하여 기설정된 맥박수와 비교하는 단계와; 각도 검출 센서로부터 사용자의 머리 각도를 검출하고, 각도 변위에 따른 시간을 판별하는 단계와; 상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태인지를 검출하는 단계와; 상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되면, 자동 스위칭 장치가 자동 스위칭되는 단계와; DC/AC 인버터가 상기 자동 스위칭 장치로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호를 주기 선택 장치 또는 주파수 선택 장치로 출력하는 단계와; 상기 주기 선택 장치 또는 상기 주파수 선택 장치에서 하나의 주기 또는 주파수 신호를 선택하고, 선택된 주기 또는 주파수 신호에 대응하여 펄스폭 변조 제어 장치에서 펄스폭을 변조하는 단계와; 고압 변환 장치가 상기 펄스폭 변조 제어 장치로부터 변조된 신호를 고압의 전기 신호로 변환하는 단계 및; 상기 고압 변환 장치로부터 고압의 전기 신호를 제1 및 제2 자극 패드로 공급하여 전기 자극 또는 진동을 발생시키는 단계를 포함하여, 자동으로 졸음을 방지한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 방법은; 상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 모두로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되지 않으면, 상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서를 이용하여 실시간으로 사용자의 맥박 및 머리 각도의 변화를 반복 검출하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 방법은; 피크치 차단 장치에 의해 상기 고압 변환 장치로부터 상기 제1 및 제2 자극 패드로 공급되는 전기 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는 운전자나 작업 현장에서의 작업자가 착용하고, 맥박 및 머리 각도의 변화 중 적어도 어느 하나를 검출하고, 자동으로 졸음 상태를 검출하여 전기 자극 또는 진동을 발생시킴으로써, 자동으로 졸음을 방지할 수 있으며, 운전 중이거나 작업 현장에서의 재산적 피해, 신체 손상 및 인명 사고를 예방할 수 있다.
또 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는 학업 시, 학생이나 수험생에게 졸음을 쫓고 각성하는 시너지 효과를 가져다 줄 수 있으며, 이에 따라 집중력도 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 자동 졸음 방지 장치는 안경, 선그라스, 헤드셋 및 머리띠 등 다양한 형태로 제공하고, 배터리 및 충전기를 구비함으로써, 휴대 및 사용이 용이하다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 졸음 방지 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 졸음 방지 장치가 구비된 안경의 구성을 나타내는 사시도;
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 각도 검출 센서의 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지를 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 제공된 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 졸음 방지 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 자동 졸음 방지 장치(100)는 사용자의 맥박과 머리 각도의 변화를 실시간으로 검출하여, 졸음 상태로 판단되면, 자동으로 전기적인 자극을 주어 졸음을 방지한다. 이러한 본 발명의 자동 졸음 방지 장치(100)는 예를 들어, 안경, 선그라스, 헤드셋 및 머리띠 등의 패션용 악세사리 형태로 제공된다.
이를 위해 본 발명의 자동 졸음 방지 장치(100)는 배터리(104)와, 맥박 검출 센서(110)와, 각도 검출 센서(120)와, 맥박수 설정 장치(112)와, 맥박수 검출 장치(114)와, 맥박 비교 장치(116) 및 자동 스위칭 장치(130)를 포함한다. 또 자동 졸음 방지 장치(100)는 DC/AC 인버터(132)와, 주기 선택 장치(134)와, 주파수 선택 장치(136)와, 펄스폭 변조(PWM) 제어 장치(140) 및 고압 변환 장치(150)를 포함한다. 또 자동 졸음 방지 장치(100)는 피크치 차단 장치(152)와, 복수 개의 자극 패드(160, 162)를 포함한다. 또 자동 졸음 방지 장치는 충전기(102)를 더 구비한다.
배터리(104)는 재충전 가능한 2 차 배터리로 구비되고, 충전기(102)를 통해 전원을 충전하고, 자동 졸음 방지 장치(100)의 각 구성 요소들로 구동 전원을 공급한다.
맥박 검출 센서(110)는 예컨대, 이어폰 형상으로 구비되어 사용자의 귀속에 삽입되고, 사용자 귀속의 맥박수를 검출하기 위한 맥박 신호를 검출한다. 맥박 검출 센서(110)는 검출된 맥박 신호를 맥박수 설정 장치(112)와 맥박수 검출 장치(114)로 제공한다.
각도 검출 센서(120)는 예컨대, 구슬형 각도 검출 센서로 구비되어, 사용자의 머리 각도의 변화를 검출한다. 각도 검출 센서(120)는 사용자의 머리 각도 변화에 따른 시간을 산출하여 자동 스위칭 장치(130)로 제공한다.
맥박수 설정 장치(112)는 맥박 검출 센서(110)로부터 검출된 맥박 신호를 통해 사용자의 평상시의 맥박수를 받아서 자동 설정 및 저장한다. 맥박수 설정 장치(112)는 설정된 맥박수를 맥박 비교 장치(116)로 제공한다.
맥박수 검출 장치(114)는 맥박 검출 센서(110)로부터 검출된 맥박 신호를 받아서 현재의 사용자 맥박수를 검출한다. 맥박수 검출 장치(114)는 검출된 현재의 사용자 맥박수를 맥박 비교 장치(116)로 제공한다.
맥박 비교 장치(116)는 현재 사용자의 졸음 상태를 판별하기 위하여, 맥박수 설정 장치(112)에 설정된 맥박수와, 맥박수 검출 장치(114)로부터 검출된 맥박수를 받아서 비교한다. 맥박 비교 장치(116)는 비교 결과에 따른 전기 신호를 자동 스위칭 장치(130)로 제공한다. 예를 들어, 맥박 비교 장치(116)는 두 맥박수의 차이가 약 ± 5 ~ 10 %의 범위 이상으로 차이가 있으면, 졸음 상태임을 검출한다.
자동 스위칭 장치(130)는 맥박 비교 장치(116)와 각도 검출 센서(120)들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자의 졸음 상태에 따른 맥박수 또는 각도 변위가 검출되면, 복수 개의 자극 패드 즉, 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)로 전기적인 자극을 주기 위하여 검출된 신호에 대응하여 자동으로 스위칭된다.
DC/AC 인버터(132)는 자동 스위칭 장치(130)로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하여 주기 선택 장치(134) 또는 주파수 선택 장치(136)로 출력한다.
주기 선택 장치(134)는 DC/AC 인버터(132)의 교류 신호를 받아서, 일정 주기의 신호를 선택하여 출력한다. 주기 선택 장치(134)는 예를 들어, 복수 회의 주기 신호들 중 일정 시간을 갖는 어느 하나의 주기 신호를 선택하여 PWM 제어 장치(140)로 제공한다.
주파수 선택 장치(136)는 DC/AC 인버터(132)의 교류 신호를 받아서, 일정 주파수의 신호를 선택하여 출력한다. 주파수 선택 장치(136)는 예를 들어, 약 수십 내지 수천 Hz의 주파수들 중 어느 하나의 주파수 신호를 선택하여 PWM 제어 장치(140)로 제공한다.
펄스폭 변조(PWM) 제어 장치(140)는 주기 선택 장치(134) 또는 주파수 선택 장치(136)으로부터 선택된 주기 신호 또는 주파수 신호를 받아서, 펄스 폭을 변조한다. 펄스 폭 변조 장치(140)는 변조된 신호를 고압 변환 장치(150)로 출력한다.
고압 변환 장치(150)는 예컨대, 다수의 코일, 트랜지스터, 콘덴서 등을 구비하고, 주기 선택 장치(134) 또는 주파수 선택 장치(136)로부터 출력된 신호에 대응하여 변조된 신호를 펄스폭 변조 제어 장치(140)로부터 받아들이고, 배터리(104)로부터 전원을 공급받아서 변조된 신호에 대응하는 고압의 교류 신호로 변환하여 제1 및 제2 자극 패드로 출력한다.
피크치 차단 장치(152)는 고압 변환 장치(150)로부터 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)로 출력되는 고압의 교류 신호에 포함되는 잡음 신호 즉, 노이즈를 차단한다. 피크치 차단 장치(152)는 노이즈를 차단하여 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)로 공급되는 전기적인 신호에 의해 사용자가 느낄 수 있는 불편한 자극을 제거한다.
그리고 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)는 고압 변환 장치(150)로부터 고압의 전기적인 신호를 받아서, 전기 자극 또는 진동을 발생시킨다. 이러한 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)는 고압 변환 장치(150)로부터 전기적인 신호를 받아서 외부로 전기 자극 또는 진동을 발생시킬 수 있는 통전 가능한 큐션용 특수 실리콘 재질로 구비된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 졸음 방지 장치가 구비된 안경의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 각도 검출 센서의 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 이 실시예의 자동 졸음 방지 장치(100a)는 안경 또는 선그라스 형태로 제공된다. 물론 자동 졸음 방지 장치(100a)는 내부에 도 1의 구성 요소(102 ~ 162)들이 내외부에 설치 가능하고, 사용자의 머리에 장착하기 용이한 다양한 제품의 형태(예를 들어, 헤드셋, 머리띠 등)들로 제공될 수 있다.
이 실시예의 자동 졸음 방지 장치(100a)는 안경 다리(temple)의 끝 부분(end piece)에 배치되고, 케이블을 통해 외부로 연장되어 사용자 귀속에 삽입되는 이어폰 형태로 제공되며, 귀속에서의 맥박을 검출하는 맥박 검출 센서(110)를 구비한다.
또 안경 다리의 끝 부분(end piece)에는 충전기(102)의 충전 플러그(108)가 삽입되어 내부에 수용된 배터리(도 1의 104)를 충전시키기 위한 충전 잭(106)이 구비된다.
이 실시예의 자동 졸음 방지 장치(100a)는 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)가 사용자의 피부에 접하도록 안경의 양측 다리의 내측 각각에 구비된다.
또 각도 조절 장치(120)는 다리의 내부에 설치되어, 사용자 머리의 기울어지는 정도를 정확하게 검출할 수 있는 위치에 배치된다. 이 실시예의 각도 검출 센서(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 구슬형의 각도 검출 센서로 구비된다. 구슬형의 각도 검출 센서(120)는 내부에 이동 가능하도록 구슬(122)을 구비하고, 양단에 구슬(122)과 전기적으로 접촉하는 제1 및 제2 접점(A, B)들을 구비하는 구조를 갖는다. 이러한 구슬형의 각도 검출 센서(120)는 기울어진 정도에 따라 구슬(122)이 제1 접점(B)에서 제2 접점(A)으로 이동되는 시간을 검출한다. 예를 들어, 도 3의 (a)의 구슬형의 각도 검출 센서(120)의 각도가 30 °이면, 제1 접점(B)에서 제2 접점(A)으로 이동되는 시간은 도 3의 (b)의 구슬형의 각도 검출 센서(120)의 각도가 90 °일 때보다, 이동 시간이 상대적으로 길어진다. 이러한 이동 시간에 따라 사용자의 기울어진 머리 각도를 검출할 수 있다.
또 이 실시예의 경우, 안경테의 중간 부분 즉, 안경 렌즈가 고정 설치된 림(rim)과 림 사이의 브릿지(bridge) 부분에는 사용자의 얼굴 폭에 대응하여 좌우로 연장되거나 축소 가능하도록 일정 크기의 탄성을 갖는 탄성부재(170)를 더 구비할 수 있다. 따라서 탄성부재(170)에 의해 사용자의 얼굴 폭의 크기에 관계없이 사용할 수 있다.
또 이 실시예의 자동 졸음 방지 장치(100a)는 안경 다리 부분의 일측에 동작 스위치(180)와, 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)에서 발생되는 전기 자극 또는 진동의 세기를 조절하기 위한 강약 조절 버튼(182)을 더 구비한다.
또 이 실시예의 자동 졸음 방지 장치(100a)는 안경 다리 부분의 타측에 수동 작동 조작 스위치(184)를 더 구비한다. 수동 작동 조작 스위치(184)는 맥박 검출 센서(110) 및 각도 검출 센서(120)와 관계없이 졸음 방지를 위한 전기적인 신호를 발생시키거나 중지시키도록 온, 오프된다. 이는 사용자가 맥박 및 각도를 검출하여 자동으로 졸음을 방지하도록 할 수도 있고, 사용자가 자기 스스로 졸린 상태라 생각해서 미리 수동으로 수동 작동 조작 스위치(184)를 온(ON) 시켜서, 강제로 전기 자극 또는 진동을 발생시킬 수도 있다. 그러므로 수동 작동 조작 스위치(184)가 온(ON) 상태일 때는 강제로 전기 자극 또는 진동을 발생시켜서 졸음을 방지하고, 수동 작동 조작 스위치(184)가 오프(OFF) 상태일 때는 맥박 검출 센서(110) 및 각도 검출 센서(120)를 통해 자동으로 맥박 및 각도를 검출하여 어느 하나로부터 졸음 상태가 검출되면, 전기 자극 또는 진동을 발생시켜서 졸음을 방지할 수 있다.
따라서 본 발명의 자동 졸음 방지 장치(100, 100a)는 맥박 및/또는 각도를 실시간으로 검출하여, 사용자가 졸음 상태임을 검출되면, 자동으로 전기적인 자극 또는 진동을 발생시켜서 사용자의 졸음을 방지할 수 있다.
그리고 도 4는 본 발명에 따른 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지를 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 자동 졸음 방지 장치(100)는 단계 S200에서 동작 스위치를 온(ON) 시키고, 단계 S202에서 맥박 검출 센서(110)로부터 맥박을 검출하고, 단계 S204에서 검출된 맥박수를 설정된 맥박수와 비교한다. 이 때, 자동 졸음 방지 장치(100)는 단계 S206에서 각도 검출 센서(120)로부터 머리 각도를 검출하고, 단계 S208에서 각도 변위에 따른 시간을 판별한다. 이러한 맥박수 및 각도 검출 과정은 맥박 검출 센서(110)와 각도 검출 센서(120)들 중 어느 하나를 통해 먼저 검출될 수 있다.
단계 S210에서 맥박 검출 센서(110)와 각도 검출 센서(120)들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태인지를 검출한다.
즉, 맥박 검출 센서(110)와 각도 검출 센서(120)들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되면, 이 수순은 단계 S212로 진행한다. 그리고 맥박 검출 센서(110)와 각도 검출 센서(120)들 모두로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되지 않으면, 이 수순은 단계 S202로 진행하여, 실시간으로 사용자의 맥박 및 각도 변화를 검출한다.
맥박 검출 센서(110)와 각도 검출 센서(120)들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되면, 자동 스위칭 장치(130)에 의해 자동 스위칭되어, DC/AC 인버터(132)에서 자동 스위칭 장치(130)로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하여 주기 선택 장치(134) 또는 주파수 선택 장치(136)로 출력한다.
단계 S212에서 주기 선택 장치(134) 또는 주파수 선택 장치(136)에서 하나의 주기 또는 주파수 신호를 선택하고, 선택된 주기 또는 주파수 신호에 대응하여 PWM 제어 장치(140)에서 펄스폭을 변조한다.
단계 S214에서 고압 변환 장치(150)는 PWM 제어 장치(140)로부터 변조된 신호를 고압의 전기 신호로 변환, 출력한다. 단계 S216에서 고압의 전기 신호를 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)로 공급하여 전기적인 자극 또는 진동을 발생시킨다. 이 때, 피크치 차단 장치(152)에 의해 제1 및 제2 자극 패드(160, 162)로 공급되는 전기 신호에 포함된 노이즈를 제거한다.
단계 S218에서 전기적인 자극 또는 진동에 의해 사용자의 졸음 상태가 중지되면, 이어서 단계 S220에서 자극 발생을 중지시킨다.
이상에서, 본 발명에 따른 자동 졸음 방지 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100, 100a : 자동 졸음 방지 장치 102 : 충전기
104 : 배터리 106 : 충전용 잭
108 : 충전용 플러그 110 : 맥박 검출 센서
120 : 각도 검출 센서 130 : 자동 스위칭 장치
132 : DC/AC 인버터 134 : 주기 선택 장치
136 : 주파수 선택 장치 140 : 펄스폭 변조 제어 장치
150 : 고압 변환 장치 152 : 피크치 차단 장치
160, 162 : 자극 패드 170 : 탄성부재
180 : 동작 스위치 182 : 강약 조절 버튼

Claims (9)

  1. 안경 다리(temple)의 끝 부분(end piece)에 배치되고, 케이블을 통해 외부로 연장되어 사용자 귀속에 삽입되는 자동 졸음 방지 장치에 있어서:
    상기 자동 졸음 방지 장치의 구동 전원을 공급하는 배터리와; 충전기의 충전 플러그가 삽입되어 상기 배터리를 충전시키는 충전 잭과; 사용자의 귀속에서의 맥박 신호를 검출하는 맥박 검출 센서와; 상기 맥박 검출 센서로부터 검출된 맥박 신호를 받아서 사용자의 평상 시의 맥박수를 설정 저장하는 맥박수 설정 장치와; 상기 맥박 검출 센서로부터 검출된 맥박 신호를 받아서 현재의 사용자 맥박수를 검출하는 맥박수 검출 장치와; 현재 사용자의 졸음 상태를 판별하기 위하여, 상기 맥박수 설정 장치에 설정된 맥박수와, 상기 맥박수 검출 장치로부터 검출된 맥박수를 받아서 비교하는 맥박 비교 장치와; 상기 안경 다리의 내측에 설치되어 사용자의 머리 각도의 변화를 검출하기 위하여, 내부에 이동가능한 구슬과 양단에 구슬과 전기적으로 접촉하는 제1 및 제2 접점을 구비하며, 기울어진 정도에 따라 상기 구슬이 제1 접점에서 제2 접점으로 이동되는 시간을 검출하는 구슬형의 각도 검출 센서와; 상기 맥박 비교 장치로부터 맥박수 비교 결과에 따른 전기 신호와 상기 각도 검출 센서로부터 검출된 사용자의 머리 각도 변화에 따른 전기 신호 중 적어도 어느 하나를 받아서 자동으로 온 되는 자동 스위칭 장치와; 상기 자동 스위칭 장치가 온 되면, 상기 자동 스위칭 장치로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하는 DC/AC 인버터와; 상기 DC/AC 인버터의 교류 신호를 받아서, 일정 주기의 신호를 선택하여 출력하는 주기 선택 장치와; 상기 DC/AC 인버터의 교류 신호를 받아서, 일정 주파수의 신호를 선택하여 출력하는 주파수 선택 장치와; 상기 주기 선택 장치 또는 상기 주파수 선택 장치으로부터 선택된 주기 신호 또는 주파수 신호를 받아서, 펄스 폭을 변조하는 펄스폭 변조 제어 장치와; 상기 펄스폭 변조 제어 장치로부터 변조된 신호를 받아들이고, 상기 배터리로부터 전원을 공급받아서 변조된 신호에 대응하는 고압의 교류 신호로 변환하여 출력하는 고압 변환 장치 및; 상기 안경의 양측 다리의 내측 각각에 구비되어 상기 고압 변환 장치로부터 고압의 전기적인 신호를 받아서, 전기 자극 또는 진동을 발생시키는 제1 및 제2 자극 패드를 포함하고,
    안경테에서 안경 렌즈가 고정 설치된 림과 상기 림 사이의 브릿지 부분에 사용자의 얼굴 폭에 대응하여 좌우로 연장되거나 축소 가능하도록 일정 크기의 탄성을 갖는 탄성부재를 더 구비하며,
    상기 안경 다리의 일측에 설치되어 상기 자동 졸음 방지 장치를 온, 오프시키는 동작 스위치와; 상기 제1 및 상기 제2 자극 패드에서 발생되는 전기 자극 또는 진동의 세기를 조절하기 위한 강약 조절 버튼을 더 포함하고,
    상기 안경 다리의 타측에 설치되어 졸음 방지를 위한 전기적인 신호를 발생시키거나 중지시키기 위하여 온오프되는 수동 작동 조작 스위치를 더 구비하며,
    상기 수동 작동 조작 스위치가 온 상태일 때는 강제로 전기 자극 또는 진동을 발생시키고, 상기 수동 작동 조작 스위치가 오프 상태일 때는 상기 맥박 검출 센서 및 각도 검출 센서를 통해 자동으로 맥박 및 각도를 검출하여 어느 하나로부터 졸음 상태가 검출되면, 전기 자극 또는 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동 졸음 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 졸음 방지 장치는;
    상기 고압 변환 장치로부터 상기 제1 및 상기 제2 자극 패드로 출력되는 고압의 교류 신호에 포함되는 잡음 신호를 차단하는 피크치 차단 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 졸음 방지 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법에 있어서:
    맥박 검출 센서로부터 맥박 신호를 검출하고, 검출된 맥박 신호로부터 맥박수를 검출하여 기설정된 맥박수와 비교하는 단계와;
    각도 검출 센서로부터 사용자의 머리 각도를 검출하고, 각도 변위에 따른 시간을 판별하는 단계와;
    상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태인지를 검출하는 단계와;
    상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 중 적어도 어느 하나로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되면, 자동 스위칭 장치가 자동 온되는 단계와;
    DC/AC 인버터가 상기 자동 스위칭 장치로부터 전송된 직류 신호를 받아서 주기 또는 주파수 제어를 위한 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호를 주기 선택 장치 또는 주파수 선택 장치로 출력하는 단계와;
    상기 주기 선택 장치 또는 상기 주파수 선택 장치에서 하나의 주기 또는 주파수 신호를 선택하고, 선택된 주기 또는 주파수 신호에 대응하여 펄스폭 변조 제어 장치에서 펄스폭을 변조하는 단계와;
    고압 변환 장치가 상기 펄스폭 변조 제어 장치로부터 변조된 신호를 고압의 전기 신호로 변환하는 단계 및;
    상기 고압 변환 장치로부터 고압의 전기 신호를 제1 및 제2 자극 패드로 공급하여 전기 자극 또는 진동을 발생시키는 단계를 포함하여, 자동으로 졸음을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 방법은;
    상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서들 모두로부터 사용자가 졸음 상태임이 검출되지 않으면, 상기 맥박 검출 센서와 상기 각도 검출 센서를 이용하여 실시간으로 사용자의 맥박 및 머리 각도의 변화를 반복 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 방법은;
    피크치 차단 장치에 의해 상기 고압 변환 장치로부터 상기 제1 및 제2 자극 패드로 공급되는 전기 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 졸음 방지 장치의 자동 졸음 방지 방법.
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