KR101733287B1 - 사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크 - Google Patents

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Abstract

사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부; 상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서를 포함한다.

Description

사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크 {SMART MASK FOR CAPABLE OF MONITORING INTAKE AIR QUALTY OF USER}
본 발명의 실시예들은 스마트 마스크에 관한 것으로, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있는 스마트 마스크와 관련된 것이다.
오늘날 산업과 도시의 편익 수단이 발달하며 대기 오염은 심화되고 있다.
대기오염의 원인은 연료의 연소 등 인위적인 것과 화산 분화 등 자연적인 것으로 나뉜다. 인위적인 오염물질은 연료의 연소, 원자력을 이용한 핵에너지의 발생, 화학반응, 물리적 공정 및 자동차·항공기 등에서 배출된다. 가장 주된 원인은 연료의 연소 시 발생하는 여러 오염물질에 의한 것이다. 이 중 일산화탄소(CO)와 이산화질소(NO2), 아황산가스(SO2) 등이 높은 비율을 차지한다. 특히 이산화황(SO2)의 경우 다른 대기오염물질과 반응하여 추가적인 2차 오염물질을 만들어낸다. 대기오염물질은 입자 크기에 따라 아황산가스나 일산화탄소 등 가스상 물질과 분진 등의 입자상 물질로 구분할 수 있다. 또한 생성과정에 따라 1차 오염물질과 2차 오염물질로 구분되기도 한다. 1차 오염물질이란 발생원으로부터 방출된 물질이 그대로 오염물질이 되어있는 것을 말한다. 예를 들면, 석탄·석유 등의 연소에 의해 발생되는 매연이나 시멘트 공장 등에서 나오는 분진, 자동차 배기관 등을 통하여 나오는 황산화물 등이다. 2차 오염물질은 1차 오염물질이 대기 중에서 물리·화학적 반응에 의해 전혀 다른 물질로 생성된 것을 말한다. 자동차나 공장 등에서 배출된 탄화수소와 질소화합물이 태양의 자외선에 의한 광화학반응을 받아서 생긴 산화제 등이 그 예이다. 아황산가스는 황산화물의 일종으로 물에 잘 녹고 무색이며, 자극적인 냄새가 나는 불연성 가스이다. 화산, 온천 등에 존재하며 황화수소와 반응하여 황을 생성한다. 황을 함유하는 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때 인위적으로 배출되며, 주요 배출원은 발전소, 난방장치, 금속 제련공장, 정유공장 및 기타 산업공정 등이다. 일산화탄소는 무색, 무취의 유독성 가스로서 연료속의 탄소가 불완전 연소되었을 때 발생한다. 배출원은 주로 자동차이며, 공장의 연료연소 그리고 산불과 같은 자연 발생원 및 주방, 담배연기, 지역난방과 같은 실내 발생원이 있다. 이산화질소는 적갈색의 반응성이 큰 기체로서, 대기 중에서 일산화질소의 산화에 의해서 발생하며, 대기 중에서 휘발성 유기화합물과 반응하여 오존을 생성하는 전구물질(precursor) 역할을 한다. 주요 배출원은 자동차와 고온 연소공정, 화학물질 제조공정 등이며, 토양중의 세균에 의해 생성되는 자연적 현상에 의한 것이다. 오존은 대기 중에 배출된 NOx와 휘발성 유기화합물 등이 자외선과 광화학 반응을 일으켜 생성된 물질로 2차 오염물질에 속한다. 전구물질인 휘발성 유기화합물은 자동차, 화학공장, 정유공장과 같은 산업시설과 자연적 요인 등 다양한 배출원에서 발생한다. 현재 일산화탄소, 암모니아, 질소산화물, 황산화물 등 61종이 대기오염물질로 지정되어 있다. 대기오염물질 중에서 사람의 건강·재산이나 동·식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를 줄 우려가 있는 물질은 특정대기유해물질로 지정하였다. 현재 다이옥신, 벤젠, 사염화탄소, 포름알데히드 등 35종이 특정대기유해물질로 지정되어 있다.
황사, 먼지바람, 꽃가루, 공기 중 세균, 산불, 화산폭발 등도 대기오염의 주원인이며 인간의 건강을 위협하고 있다. 중국 북경이나 인도네시아 수마트라 도시는 화석연료의 과소비와 팜유생산을 위한 인위적 산불에 연중 30일 이상 시야가 안 보이는 상황이며 이웃 나라 도시까지 피해를 입고 있으며, 동남 아시아의 많은 도시에서는 오토바이와 자동차의 매연에 의해 마스크를 착용하지 않고는 거리를 활보하기가 불가능하다. 또한 건설현장, 청소현장, 특정물 제조 공장, 도색공장, 병원 등의 공기오염은 더욱 심각한 상황이다. 이러한 오염된 공기를 피하려 산업현장이나 스포츠 활동 시 얼굴에 마스크를 착용하고 있다.
또한 과실이나 지진에 의한 건축물이나 시설물의 화재, 터널 내에서 자동차나 열차의 화재, 농업이나 생산현장에서 발생한 유독가스는 사람의 생명을 즉시 앗아갈 수 있다.
공개특허공보 제10-2004-0095580호(2004.11.15. 공개)
본 발명의 실시예들은, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있는 스마트 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 마스크 내부의 공기 질을 측정하고 측정된 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공함으로써, 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 제공할 수 있는 스마트 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 스마트 마스크에 의해 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보, 필터 교환 필요 여부와 같은 정보를 사용자 단말기를 통해 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부; 상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서를 포함한다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 처리하는 데이터 처리부; 및 상기 처리된 데이터에 기초하여 정보를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 본체의 외부에 형성되어 상기 본체의 외부 공기 질을 측정하는 외부 센서를 더 포함하고, 상기 데이터 처리부는 상기 내부 센서와 상기 외부 센서에 의해 측정된 데이터를 비교 분석하고, 상기 디스플레이부는 상기 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 처리된 데이터에 기초하여 복수의 공기 질 등급들 중 어느 하나의 공기 질 등급 정보를 디스플레이하거나 상기 필터부의 교체 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 미리 결정된 외부 단말기로 전송하는 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 투명한 소재 또는 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다.
상기 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 내부에 형성될 수 있다.
상기 밀착부는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성되거나 상기 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성될 수 있다.
상기 밀착부는 공기의 유입과 유출을 방지하기 위한 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 필터부의 내부 또는 외부에 형성되어 공기를 순환시키는 공기 순환 수단을 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브를 더 포함하고, 상기 배출 밸브는 상기 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브구멍을 개방하고, 상기 사용자의 들숨일 때 상기 밸브구멍을 차단할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브를 더 포함하고, 상기 흡기 밸브는 상기 본체 내부 측면의 상기 필터부 안쪽에 구성되어 상기 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브 구멍을 개방하고, 상기 사용자의 날숨일 때 상기 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템은 내부의 공기 질을 측정하고, 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터를 전송하는 마스크; 및 상기 마스크로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 단말기를 포함한다.
상기 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체에 형성되고, 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서; 및 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 무선 통신부를 포함할 수 있다.
상기 단말기는 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터가 미리 결정된 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있기 때문에 사용자 스스로가 마스크의 효과를 느낄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공함으로써, 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이할 수도 있고, LED와 같은 발광 수단을 이용하여 공기 질의 정도 및 필터 교환 필요 여부 등을 디스플레이할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 스마트 마스크에 의해 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보, 필터 교환 필요 여부와 같은 정보를 사용자 단말기를 통해 모니터링하거나 공기 질 또는 마스크와 관련된 알람 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 착용한 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크의 정면도, 배면도, 좌측면도를 나타낸 것이다.
도 3은 스마트 마스크의 테두리 단면도에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 아래에서는 한정된 실시예들이 기술되지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 예이며, 당업자는 이러한 실시예들을 용이하게 변경할 수 있다.
마스크는 일상 생활에서 흡입할 수 있는 먼지, 미세먼지, 화학물질 등의 흡입을 방지하거나, 공장, 건설현장 등 각종 산업현장에서 발생하는 부유분진이나 먼지 등과 같은 유해물질의 흡입을 방지하기 위하여 사용자의 입과 코를 차폐하도록 머리, 얼굴에 착용하는 것으로, 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 마스크는 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보에 기초하여 마스크 내부 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부 등을 사용자에게 제공하는 것을 그 요지로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 착용한 예시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크의 정면도(a), 배면도(b), 좌측면도(c)를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(110), 필터부(120)와 센서(130)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(110)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체(110)는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
본체(110)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본체의 상단은 사용자의 코 부분을 차폐하도록 위로 볼록한 곡선 형상을 갖고 있으며, 본체의 앞 부분은 사용자의 얼굴 윤곽에 맞추어 코 형상을 따라 볼록하게 튀어 나온 형상을 가질 수 있다.
이 때, 본체(110)는 사용자의 귀에 걸려서 스마트 마스크를 고정하는 고리 부분을 포함할 수 있으며, 본체(110)의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체(110)는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이러한 밀착부는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(120)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(120)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
이 때, 필터부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 마스크의 오른쪽 부분(또는 우측)과 왼쪽 부분(또는 좌측)의 양쪽에 모두 형성될 수도 있지만, 이에 한정되지 않으며 오른쪽 부분과 왼쪽 부분 중 어느 한 부분에만 형성될 수도 있고, 본체의 전면에 형성될 수도 있다.
또한, 필터부(120)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
센서(130) 예를 들어, 내부 센서는 필터부(120)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 센서(130)는 본체의 내부에 형성될 수 있으며, 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 마스크는 센서에 의해 측정된 공기 질 정보를 디스플레이하기 위한 수단, 데이터를 처리하기 위한 수단, 외부 기기 예를 들어, 스마트 폰과 같은 휴대 단말기와 통신하기 위한 통신 수단 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(410), 밀착부(420), 필터부(430), 내부 센서(440), 데이터 처리부(450), 디스플레이부(460) 및 무선 통신부(470)를 포함한다.
본체(410)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(410)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(410)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(420)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(420)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(410)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체(410)는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(420)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(420)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(430)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(430)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(430)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(440)는 필터부(430)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(440)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
데이터 처리부(450)는 내부 센서에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터를 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(450)는 미리 결정된 적어도 하나의 표준 공기 질 비교 값과 측정된 공기 질에 대한 데이터를 비교하여 공기 질에 대한 정보 예를 들어, 공기 질 정도 또는 공기 질 등급을 결정할 수 있다.
디스플레이부(460)는 데이터 처리부(450)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(460)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(460)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(460)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(470)는 선택적인 구성 수단으로, 필요에 따라 구성될 수 있다.
무선 통신부(470)는 데이터 처리부(460)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 무선 통신을 이용하여 미리 결정된 외부 단말 예를 들어, 스마트 폰 등에 전송한다.
이 때, 무선 통신부(470)는 근거리 무선 통신 뿐만 아니라 블루투스(bluetooth) 등과 같은 수단을 이용하여 데이터를 외부 단말로 전송할 수 있다.
물론, 이 경우 공기 질에 대한 정보를 수신하는 외부 단말은 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하거나 처리할 수 있는 프로그램이 내장되어 있어야 하고, 외부 단말은 이런 정보 예를 들어, 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(510), 밀착부(520), 필터부(530), 내부 센서(540), 데이터 처리부(550), 디스플레이부(560), 외부 센서(570) 및 무선 통신부(580)를 포함한다.
본체(510)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(510)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(510)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(520)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(520)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(510)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(520)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(520)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(530)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(530)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(530)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(540)는 필터부(530)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(540)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
외부 센서(570)는 본체의 외부에 형성되어 본체의 외부 공기 질을 측정한다.
데이터 처리부(550)는 내부 센서(540)에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터와 외부 센서(570)에 의해 측정된 외부 공기 질에 대한 데이터를 비교 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(550)는 내부 공기 질과 외부 공기 질의 차이를 분석하고, 이 분석된 비교 분석 결과에 기초하여 내부 공기 질 정도 또는 필터 교환 필요 여부를 판단 또는 결정할 수 있다.
디스플레이부(560)는 데이터 처리부(550) 의한 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(560)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질 정도를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(560)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(560)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(580)는 선택적인 구성 수단으로, 필요에 따라 구성될 수 있다.
무선 통신부(580)는 데이터 처리부(550)에 의한 비교 분석 결과 예를 들어, 공기 질에 대한 정보를 무선 통신을 이용하여 미리 결정된 외부 단말 예를 들어, 스마트 폰 등에 전송한다.
이 때, 무선 통신부(580)는 근거리 무선 통신 뿐만 아니라 블루투스 등과 같은 수단을 이용하여 데이터를 외부 단말로 전송할 수 있다.
물론, 이 경우 공기 질에 대한 정보를 수신하는 외부 단말은 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하거나 처리할 수 있는 프로그램이 내장되어 있어야 하고, 외부 단말은 이런 정보를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템에 대한 구성을 나타낸 것으로, 데이터 처리 및 디스플레이 등을 스마트 폰과 같은 외부 단말에서 수행하는 모니터링 시스템을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템은 단말기(200)와 스마트 마스크(100)를 포함한다.
스마트 마스크(100)는 본체(610), 밀착부(620), 필터부(630), 내부 센서(640), 무선 통신부(650), 데이터 처리부(660) 및 디스플레이부(670)를 포함한다.
여기서, 데이터 처리부(660) 및 디스플레이부(670)는 선택적인 구성 수단으로, 구성될 수도 있고 구성되지 않을 수도 있다.
본체(610)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(610)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(610)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(620)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(620)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(610)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(620)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(620)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(630)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(630)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(630)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(640)는 필터부(630)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(640)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
데이터 처리부(650)는 내부 센서(640)에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터를 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(650)는 미리 결정된 적어도 하나의 표준 공기 질 비교 값과 측정된 공기 질에 대한 데이터를 비교하여 공기 질에 대한 정보 예를 들어, 공기 질 정도 또는 공기 질 등급을 결정할 수 있다.
디스플레이부(670)는 데이터 처리부(650)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(670)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(670)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(670)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(650)는 내부 센서에 의해 측정된 공기 질에 대한 데이터를 무선 통신을 이용하여 단말기로 전송한다.
이 때, 무선 통신부(650)는 스마트 마스크(100)에 데이터 처리부(660)가 구성된 경우 데이터 처리부에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 단말기에 전송할 수 있다.
단말기(200)는 스마트 마스크(100)의 무선 통신부(650)를 통해 전송된 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 스마트 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이한다.
이 때, 단말기(200)는 무선 통신부를 통해 내부 센서에 의해 측정된 데이터가 수신되는 경우 측정된 공기 질 데이터와 미리 결정된 기준 값을 비교하여 공기 질 데이터가 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
여기서, 알림 정보는 시각적인 정보일 수도 있고, 청각적인 정보일 수도 있으며, 진동 등과 같은 수단에 의해 사용자에게 제공되는 정보일 수도 있다.
또한, 단말기는 본 발명에 대한 정보를 제공하기 위한 프로그램을 탑재하고 있는 것이 바람직하며, 이렇게 탑재된 프로그램을 이용하여 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
또한, 단말기와 스마트 마스크는 일정 주기 단위로 데이터를 송수신함으로써, 공기 질에 대한 정보를 단말기를 통해 사용자에게 제공해 줄 수도 있고, 단말기는 스마트 마스크로부터 공기 질에 대한 데이터가 수신되는 경우 본 발명과 관련된 어플리케이션을 자동 실행하여 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공해 줄 수도 있다.
비록, 도 6에서 스마트 마스크에 내부 센서만이 구비된 경우를 예로 설명하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템은 도 6의 구성으로 한정되지 않으며, 도 6의 스마트 마스크가 도 5와 같이 내부 센서와 외부 센서를 구성하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 내부 센서에 의해 측정된 데이터와 외부 센서에 의해 측정된 데이터가 무선 통신부를 통해 단말기로 전송될 수 있으며, 단말기는 무선 통신부를 통해 전송된 내부 공기 질 정보와 외부 공기 질 정보를 이용하여 스마트 마스크 내부의 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부 등에 대한 정보를 처리하고, 이에 대한 결과를 사용자에게 제공할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체;
    상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부;
    상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및
    상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서
    를 포함하고,
    상기 본체는
    나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 내부에 형성되며,
    상기 밀착부는
    피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성되는 스마트 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 처리하는 데이터 처리부; 및
    상기 처리된 데이터에 기초하여 정보를 디스플레이하는 디스플레이부
    를 더 포함하는 스마트 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체의 외부에 형성되어 상기 본체의 외부 공기 질을 측정하는 외부 센서
    를 더 포함하고,
    상기 데이터 처리부는
    상기 내부 센서와 상기 외부 센서에 의해 측정된 데이터를 비교 분석하고,
    상기 디스플레이부는
    상기 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이하는 스마트 마스크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 처리된 데이터에 기초하여 복수의 공기 질 등급들 중 어느 하나의 공기 질 등급 정보를 디스플레이하거나 상기 필터부의 교체 여부에 대한 정보를 디스플레이하는 스마트 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 미리 결정된 외부 단말기로 전송하는 무선 통신부
    를 더 포함하는 스마트 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는
    투명한 소재 또는 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성되는 스마트 마스크.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밀착부는
    공기의 유입과 유출을 방지하기 위한 절곡된 형상으로 형성되는 스마트 마스크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 필터부의 내부 또는 외부에 형성되어 공기를 순환시키는 공기 순환 수단
    을 더 포함하는 스마트 마스크.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브
    를 더 포함하고,
    상기 배출 밸브는
    상기 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브구멍을 개방하고, 상기 사용자의 들숨일 때 상기 밸브구멍을 차단하는 스마트 마스크.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브
    를 더 포함하고,
    상기 흡기 밸브는
    상기 본체 내부 측면의 상기 필터부 안쪽에 구성되어 상기 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브 구멍을 개방하고, 상기 사용자의 날숨일 때 상기 밸브 구멍을 차단하는 스마트 마스크.
  13. 내부의 공기 질을 측정하고, 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터를 전송하는 마스크; 및
    상기 마스크로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 단말기
    를 포함하고,
    상기 마스크는
    사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체;
    상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부;
    상기 본체에 형성되고, 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부;
    상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서; 및
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 무선 통신부
    를 포함하며,
    상기 본체는
    나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 내부에 형성되고,,
    상기 밀착부는
    피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성되는 공기 질 모니터링 시스템.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단말기는
    상기 측정된 공기 질에 대한 데이터가 미리 결정된 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 제공하는 공기 질 모니터링 시스템.
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