KR101738477B1 - 머리 흔들림과 위치를 조정하여 목과 자세의 안정성을 향상시키기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목 자세 교정 장치로서, 머리의 흔들림과 위치가 정위치에서 벗어남을 본인이 인지하여 스스로 자세를 체크할 수 있도록 하는 목 자세 교정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 안경의 귀걸이 테두리에 위치하여, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제1센싱 측정 모듈; 안경의 렌즈 연결 테두리의 중심점에 위치하여, 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제2센싱 측정 모듈; 및 상기 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 근거로 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 스마트폰;을 포함하며, 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈은, 탄성력을 가진 원주띠 형태의 밴드 구조를 가져 안경의 테두리를 둘러싸서 부착됨을 특징으로 할 수 있다.

Description

머리 흔들림과 위치를 조정하여 목과 자세의 안정성을 향상시키기 위한 장치{Apparatus for correcting neck posture}
본 발명은 목 자세 교정 장치로서, 머리의 흔들림과 위치가 정위치에서 벗어남을 본인이 인지하여 스스로 자세를 체크할 수 있도록 하는 목 자세 교정 장치에 관한 것이다.
머리는 균형을 잡을려는 습성을 가지고 있다. 머리의 위치가 잘못되었을 때는 상승모근부를 활성화하여 균형을 잡을려고 힘을 쓴다.
우리 몸은 교감 신경과 부교감 신경이라는 자율 신경이 나온다. 예를 들어, 교감 신경은 눈앞에 사자가 있을 때 우리 몸에서는 두려움과 긴장으로 인하여 몸의 모든 조직이 전투 자세처럼 긴장하게 된다. 이때 교감 신경이 최고조로 나온다. 부교감 신경은 릴렉스한 상태, 예컨대, 편안히 잠을 잘 때 나온다.
교감 신경이 흥분되었을 때 상부 승모근을 많이 쓰게 된다. 상부 승모근을 쓰게 되면 머리를 앞으로 내게 되고 경추의 정렬을 흩으리게 되는 원인 중 하나이다. 중력은 사람의 몸을 당기는 작용도 하지만 지구 반발력이라는 힘으로 몸을 밀어 올리게 된다. 이때 자세 정렬이 바르면 교감 신경 흥분없이 편하고 쓸모없는 긴장을 줄일 수 있다. 몸은 뇌의 노예라는 표현을 하는 학자들이 있다. 그만큼 뇌가 몸을 지배하고 뇌가 있는 머리의 위치에 따라 몸은 보상하는 잘못된 자세가 된다.
목과 허리는 본래 안정성이 떨어지는 구조로 되어 있다. 목은 상부 경추 1번과 2번에서 움직임이 많이 있어야 하지만 대부분의 사람들은 1번, 2번은 움직이지 않고 4,5,6번을 많이 움직여 그 부분에 디스크가 많이 발생한다. 디스크는 큰 힘에는 손상을 받지 않고 작은 진동이나 흔들림에 손상을 받는다. 높은 곳에서 떨어진 사람을 보면 알 수 있다. 디스크가 터지는 것보다 뼈의 압박 골절이나 뼈에 골절이 더 많이 나는 것으로도 알 수 있다. 머리의 좌우 전후 흔들림이 많을수록 디스크의 위험이 더 크다.
오랜 시간 동안 의자에 앉아서 일을 하는 사람들은, 등이 굽어지고 목이 어깨보다 앞쪽으로 치우쳐서 고개가 숙여지는 등 바른 자세를 유지하지 못하여 상체와 목 등에 통증을 느끼게 된다. 특히, 착석자의 앉은 자세가 올바르지 않을 경우 척추의 퇴행성 변화가 일어나 통상적으로 '디스크'라는 추간판탈출증이 발생하거나, 근육이 뭉쳐지고 인대가 늘어나는 염좌의 원인이 된다.
목디스크의 경우에는, 목, 어깨, 팔, 손 등에 통증이 발생되거나 감각이 둔해지고, 허리디스크의 경우에는, 허리, 둔부, 다리, 발 등에 통증이 발생되거나 감각이 둔해지게 된다. 또한 목디스크와 허리디스크로 인해 힘을 제대로 쓰지 못하게 되는 경우도 발생한다.
일반적으로 경추는 흉추 및 요추와 함께 중요한 골격의 하나이고 신체에서 비교적 중량이 큰 머리를 지지하고, 큰 하중이 작용하는 곳인 바, 현대인의 복잡한 생활 가운데 잘못된 습관에 기인하여 경추의 구조변화와 이에 따른 통증을 유발하는 경우가 있다.
또한 생활스포츠가 우리의 일상으로 자리 잡고 있는 현실에서 불규칙적이거나 무리한 운동을 하는 경우 또는 잘못된 자세로 컴퓨터를 장시간 사용하는 경우에 경추가 제 위치를 이탈하게 되어 디스크를 유발할 우려도 증가된다.
그리고, 인체에서 척추의 맨 윗부분에 위치한 경추는 약 10kg 정도의 무게를 갖는 머리를 지탱하고 신체 상부의 하중을 분산시켜 인체의 직립구조를 무리 없이 유지할 수 있도록 하며, 이를 위해 정상적인 커브 각이 약 63도 가량을 유지하는 느슨한 반원형(C형)을 이루게 된다. 상기와 같이 C자 곡선이 있는 경추는 잘못된 자세와 외상으로 인해 경추의 C자 곡선이 변형되면 목디스크가 생길 가능성이 커지게 된다.
이와 같이 경추가 변형된 경우에 경추의 후관절을 자극하여 경추를 교정하는 시술이 시행된다. 이러한 경추 교정 시술은, 숙련자의 손기술을 통해, 경추의 후관절(facet joint)에 관절운동범위를 약간 넘도록 고속, 저강도의 자극을 가하여 후관절을 늘려주면, 후관절의 비정상적인 배열을 교정할 수 있고, 이를 통해 전체 경추의 비정상적인 배열을 교정하고 신경이 눌리는 부분을 풀어줄 수 있다는 것이다. 또한 관절과 근육 속의 감각수용체와 기타 인체 내의 감각수용체를 자극해서, 통증에 대한 감각을 무디게 할 수 있다고 알려져 있다.
그런데, 상기와 같이 경추의 교정 시술은 경추의 후관절의 관절운동범위를 약간 넘으면서 고속으로 저강도의 자극을 후관절에 가해야 하는 고도의 손기술이 필요함으로, 이런 치료에는 반드시 숙련된 시술자가 필요하게 되어 이런 치료는 매우 제한적으로 시술되는 문제점이 있다.
또한, 숙련된 시술자라 하더라도 경추의 후관절의 관절운동범위를 약간 넘으면서 고속으로 저강도의 자극을 시술하는 것 자체가 매우 어렵고, 나아가 시술자가 동일한 속도 및 강도를 가지는 자극을 반복적으로 유발시키는 것 자체 또한 상당히 어렵다는 문제점이 있다.
결국, 머리가 어느 위치에 있느냐에 따라 중력에 대해 경추가 받는 힘의 부하로 인하여 경추 교정 시술을 받는 것보다는 평소에 본인 스스로 바른 자세를 유지하여 목 디스크 등의 질병을 예방하는 것이 중요하다. 그런데 바른 자세를 유지하기 위해서는 본인 스스로 거울을 보고 일일이 목 자세를 확인해야 하는데, 사무실 환경상 거울을 마주하고 앉아 있을 수 없어 바른 자세를 유지하기 어려운 실정이다. 따라서 본인 스스로 바른 자세를 유지하도록 일상 생활 중에 본인 스스로 목 자세를 체크할 수 있는 장치의 필요성이 절실한 실정이다.
한국특허출원 10-2014-0138333
본 발명의 기술적 과제는 본인 스스로 목의 흔들림의 정도를 파악하여 어느쪽이 더 많이 흔들리는지 체크하여 교정할 수 있도록 하는 목 자세 교정 장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는, 기존에 사용하고 있는 안경이나 선글라스 등에 부착 가능한 장치를 이용하여 스마트폰과 연계하여 목자세를 교정할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 안경의 귀걸이 테두리에 위치하여, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제1센싱 측정 모듈; 안경의 렌즈 연결 테두리의 중심점에 위치하여, 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제2센싱 측정 모듈; 및 상기 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 근거로 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 스마트폰;을 포함하며, 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈은, 탄성력을 가진 원주띠 형태의 밴드 구조를 가져 안경의 테두리를 둘러싸서 부착됨을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1센싱 측정 모듈은, 상기 제1센서와 제1블루투스 통신칩이 내장된 원주띠 형태의 밴드 하우징으로서 탄성력을 가진 밴드 구조로서, 상기 전후 기울어짐 센싱값을 측정하는 제1센서; 및 측정된 전후 기울어짐 센싱값을 상기 스마트폰에 블루투스 전송하는 제1블루투스 통신칩;을 포함하는 머리 흔들림과 위치를 조정할 수 있다.
상기 제2센싱 측정 모듈은, 상기 제2센서와 제2블루투스 통신칩이 내장된 원주띠 형태의 밴드 하우징으로서 탄성력을 가진 밴드 구조로서, 상기 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하는 제2센서; 및 측정된 좌우 기울어짐 센싱값을 상기 스마트폰에 블루투스 전송하는 제2블루투스 통신칩;을 포함할 수 있다.
상기 밴드 구조는, 탄성력을 가지는 실리콘 재질의 실리콘 밴드임을 특징으로 하는 머리 흔들림과 위치를 조정할 수 있다.
상기 밴드 구조는, 가로변 및 세로변을 가지는 직사각형으로서, 세로변의 양끝단에 고정 클립이 구비되어, 상기 고정 클립을 결합시켜 원주띠 형태의 밴드 구조를 가짐을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 형태는, 안경의 귀걸이 테두리에 위치하여, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제1센싱 측정 모듈; 안경의 렌즈 연결 테두리의 중심점에 위치하여, 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제2센싱 측정 모듈; 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제1센싱 측정 모듈을 안경에 부착하는 측정 모듈 부착 수단; 및 상기 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 근거로 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 스마트폰;을 포함하며, 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈은, 플레이트판 구조를 가져 상기 측정 모듈 부착 수단에 의해 안경의 테두리에 부착됨을 특징으로 할 수 있다.
상기 스마트폰은, 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈이 설정된 X축, Y축, Z축 상의 기준 위치에 놓이도록 영점을 조절하는 영점 조절부; 영점 조절된 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈로부터 수신되는 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 수신하는 블루투스 통신부; 제1기준 센싱값 및 제2기준 센싱값을 저장한 기준 센싱값 데이터베이스; 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 알람 경고부; 및 상기 전후 기울어짐 센싱값이 상기 제1기준 센싱값의 오차 범위를 벗어났는지, 상기 좌우 기울어짐 센싱값이 상기 제2기준 센싱값의 오차 범위를 벗어나는지를 판단하여, 오차 범위를 벗어난 경우 상기 알람 경고부를 통하여 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 본인이 스스로 목 자세를 손쉽게 체크해 가며 교정할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 개개인 신체 특성에 맞추어 목 자세를 체크할 수 있어 목 자세 교정에 효율적일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 머리 흔들림과 위치를 조정하여 목과 자세의 안정성을 향상시키기 위한 장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1센싱 측정 모듈의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2센싱 측정 모듈의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밴드 구조의 하우징을 가지는 제1센싱 측정 모듈 또는 제2센싱 측정 모듈을 도시한 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밴드 구조의 하우징을 가지는 제1센싱 측정 모듈 또는 제2센싱 측정 모듈이 안경에 끼워져 부착되기 전의 모습을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밴드 구조의 하우징을 가지는 제1센싱 측정 모듈 또는 제2센싱 측정 모듈이 안경에 끼워져 부착된 모습을 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1센싱 측정 모듈 또는 제2센싱 측정 모듈이 고정 클립으로 밴드 구조를 가진 모습을 도시한 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 플레이트판 구조의 하우징을 가지는 제1센싱 측정 모듈 또는 제2센싱 측정 모듈이 안경에 양면 스티커로서 부착된 모습을 도시한 그림.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰의 구성 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 스마트폰의 X-Y 좌표계에서 목이 앞뒤로 기울어진 정도를 나타낸 그림.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 스마트폰의 X-Y 좌표계에서 목이 좌우로 기울어진 정도를 나타낸 그림.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 머리 흔들림과 위치를 조정하여 목과 자세의 안정성을 향상시키기 위한 장치의 개념도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1센싱 측정 모듈의 구성 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2센싱 측정 모듈의 구성 블록도이다.
머리의 위치에 따라 경추(頸椎)의 정렬의 차이가 발생된다. 경추(頸椎)는 척추에서 흉추 윗부분으로 머리를 지지하는 일곱마디의 경추골로 구성되어 있다. 경추골은 흉추상부에서 앞쪽으로 약간 휘어지게 만곡되어 있어서 서서 있거나, 특히 의자에 앉아서 장시간 근무할 때 머리의 하중을 가장 많이 받는 부분으로서, 잘못된 자세 및 생활습관 그리고 운동부족 등으로 경추골이 정상위치에서 변위하거나 이탈되면서 각 경추골 사이의 추간연골을 압박하여 통증과 함께 신경계통으로 연결된 다른 신체부분까지 파생되는 나쁜 증상을 유발할 수 있다
즉, 경추는 7개의 등골뼈로 된 척추의 맨 윗부분에 위치하는 것으로 머리뼈와 등뼈 사이에 있는데, 모양이 대부분 작고 납작하며, 가로로 난 횡돌기에 척추동맥(제7경추 제외), 정맥, 교감신경총이 지나가는 구멍이 형성되어 있다. 여기에서 제1 경추는 둥근 모양으로 두개골을 받치는 관절면을 가져서 굴곡과 신전의 역할을 하는데 예컨대, 'Yes'할 때 끄덕거림이 이루어질 수 있다. 또한 제2 경추는 축추(軸椎)라고 하며, 추체에서 위로 솟아오른 치돌기가 형성되어 있어 목의 회전을 돕는데 예컨대, 'No'라고 할 때 고개를 젓는 경우이다.
환추와 축추에서는 회전운동이 많이 일어나는 곳으로 제3경추에서 제6경추까지 작고 넓은 추체와 삼각형의 추공이 있으며, 끝이 둘로 갈라진 극돌기가 형성되어 있다. 제7경추는 융추(隆椎)라는 것으로 길고 끝이 갈라지지 않은 극돌기가 있다. 한편, 경추 속에 있는 척수강으로는 뇌에서 사지로 전달하는 운동신경, 사지와 몸통 각 기관에서 뇌로 전달하는 감각신경들이 척수로 되어 지나간다. 경추 앞쪽으로는 심장박동·호흡·소화 기능을 조절하는 자율신경, 양쪽에는 대뇌에 혈액을 공급하는 동맥이 지나간다.
특히, 머리 위치에 따라 경추 1번과 2번은 영향을 받는다. 경추 1번과 2번의 비틀림과 기울어짐은 신경이 내려오는 척수에 가장 크게 영향을 준다.
상기와 같은 구조와 기능을 갖는 경추는 비틀어진 자세가 장시간 지속됨에 따라 손상을 입거나 휘어진 상태의 변형이 생기게 되며, 이때 각각의 경추를 이루는 목뼈 사이의 간격이 좁아져 신경을 압박하게 됨에 따라 초기에는 가벼운 통증을 느끼게 되며, 중기와 말기에는 심한 통증과 더불어 몸이 마비되는 증세가 수반될 수 있다.
따라서 이러한 비틀어진 자세로 인한 경추의 변형을 예방하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 안경(1)에 부착된 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)이 사람의 목 자세를 측정하고, 측정한 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값(이하, '목 자세 센싱값'이라 함)을 스마트폰(200)에 블루투스 무선 전송한다. 사람마다 목 자세가 다르며, 이러한 목 자세를 센싱하여 스마트폰(200)에 무선 전송하는 것이다. 이는 스마트폰(200)이 목 자세 센싱값을 수신하여 이를 근거로 안경(1)을 착용한 착용자의 목 자세의 올바른 교정을 알람 경고할 수 있다.
따라서 본 발명의 목 자세 교정 장치는, 제1센싱 측정 모듈(110), 제2센싱 측정 모듈(120), 스마트폰(200)을 포함할 수 있다. 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은, 탄성력을 가진 원주띠 형태의 밴드 구조를 가져 안경(1)의 테두리를 둘러싸서 부착됨을 특징으로 한다.
제1센싱 측정 모듈(110)은, 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 위치하여, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰(200)에 전송한다. 제1센싱 측정 모듈(110)은 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 위치하여, 귀의 유양 돌기 지점에서 목이 앞뒤로 기울어진 정도인 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰(200)에 전송한다. 이를 위하여 제1센싱 측정 모듈(110)은, 제1센서(111), 제1블루투스 통신칩(112)을 포함한다.
제1센싱 측정 모듈(110)은, 제1센서(111)와 제1블루투스 통신칩(112)이 내장된 원주띠 형태의 밴드 하우징으로서 탄성력을 가졌다. 고무줄 같은 탄성력을 가진 원주띠 형태를 가져, 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)를 감싸서 부착될 수 있다. 따라서 제1밴드에 내장된 제1센서(111)와 제1블루투스 통신칩(112)이 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 위치할 수 있게 된다. 이러한 밴드의 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
제1센서(111)는, 전후 기울어짐 센싱값을 측정하는 자이로 센서로 구현될 수 있다. 자이로 센서는 X축, Y축, Z축 각각의 회전각을 측정함으로써, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정할 수 있다.
제1블루투스 통신칩(112)은, 측정된 전후 기울어짐 센싱값을 스마트폰(200)에 블루투스(bluetooth) 전송하는 기능을 수행하는 IC칩이다. 제1블루투스 통신칩(112)은 스마트 폰간의 데이터를 블루투스 무선 송수신할 수 있는 쌍방향 데이터 전송이 가능한 칩이다. 블루투스(bluetooth) 는 주파수 대역인 2400~2483.5MHz의 주파수 대역을 사용한다. 이 중에서 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다. 블루투스 무선 통신은, 기기 간 마스터(Master)와 슬레이브(slave) 구성으로 연결된다.
제2센싱 측정 모듈(120)은, 안경(1)의 렌즈 연결 테두리(B)의 중심점에 위치하여, 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰(200)에 전송한다. 제2센싱 측정 모듈(120)은 전체 테두리 중에서 좌측 렌즈 테두리와 우측 렌즈 테두리를 연결하는 렌즈 연결 테두리(B)의 중심점에 위치하여, 이마 중심에서 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정보를 좌우 기울어짐 센싱값으로 측정할 수 있다. 아울러 머리가 목을 중심으로 좌우로 회전된 회전 센싱값을 측정할 수 있다. 이를 위하여 제2센싱 측정 모듈(120)은, 제2센서(121), 제2블루투스 통신칩(122)을 포함한다.
제2센싱 측정 모듈(120)은, 제2센서(121)와 제2블루투스 통신칩(122)이 내장된 원주띠 형태의 밴드 하우징으로서 탄성력을 가진다. 고무줄 같은 탄성력을 가진 원주띠 형태를 가져, 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)를 감싸서 부착될 수 있다. 따라서 밴드에 내장된 제2센서(121)와 제2블루투스 통신칩(122)이 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 위치할 수 있게 된다.
제2센서(121)는, 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하는 자이로 센서로 구현될 수 있다. 자이로 센서는 X축, Y축, Z축 각각의 회전각을 측정함으로써, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정할 수 있다.
제2블루투스 통신칩(122)은, 측정된 좌우 기울어짐 센싱값을 스마트폰(200)에 블루투스(bluetooth) 전송하는 IC칩이다. 제2블루투스 통신칩(122)은 스마트 폰간의 데이터를 블루투스 무선 송수신할 수 있는 쌍방향 데이터 전송이 가능한 칩이다.
한편, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은 원주띠 형태의 탄성력을 가지는 밴드 구조의 하우징을 가지는데, 도 5에 도시한 바와 같이 밴드 구조 하우징을 가지는 제1센싱 측정 모듈(110)이 안경(1)의 테두리의 끝단에 끼어져서 이동되어 최종적으로 도 6에 도시한 바와 같이 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 밴드 구조 하우징이 위치할 수 있다. 마찬가지로, 밴드 구조를 가지는 제2센싱 측정 모듈(120)이 안경(1)의 테두리의 끝단에 끼어져서 이동되어 최종적으로 도 6에 도시한 바와 같이 안경(1)의 좌측 렌즈 테두리와 우측 렌즈 테두리를 연결하는 렌즈 연결 테두리(B)의 중심점에 위치할 수 있다.
이러한 밴드 구조의 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은, 탄성력을 가지는 실리콘 재질의 실리콘 밴드로 구현될 수 있다. 실리콘 재질은 촉감이 부드러우며 기기와 밀착력이 높아, 안경 테두리에 밀착성이 높다. 고무줄같은 밴드 형태를 가짐으로써 안경 테두리를 밀착시키게 되어, 안경 테두리를 따라 쉽게 이동되지 않고 최초에 위치한 지점에 위치할 수 있다.
한편, 밴드 구조의 제2센싱 측정 모듈(120)의 경우, 안경(1)의 좌측 렌즈 테두리와 우측 렌즈 테두리를 연결하는 렌즈 연결 테두리(B)의 중심점에 위치하게 되는데, 이를 위해 안경(1)테의 끝단에 끼워져서 이동하여 좌측 렌즈 테두리 또는 우측 렌즈 테두리를 통과하여 렌즈 연결 테두리(B)의 중심점에 위치해야 한다. 따라서 제2센싱 측정 모듈(120)은 렌즈 테두리의 크기를 통과할 탄성력이 필요한데, 이를 보완하기 위하여 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)의 다른 구조를 있을 수 있다.
즉, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은, 도 7에 도시한 바와 같이 가로변 및 세로변을 가지는 직사각형으로서, 세로변의 양끝단에 고정 클립이 구비되어, 고정 클립을 결합시켜 원주띠 형태의 밴드 구조를 가지도록 할 수 있다. 즉, 일끝단에 고정 숫클립(12)을 구비하며 타끝단에 고정 암클립(11)을 구비하여, 고정 숫클립과 고정 암클립을 결합하여 도 7에 도시한 바와 같이 원주띠 형태의 밴드 구조를 가질 수 있다.
한편, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은 원주 띠 형태의 밴드 구조가 아닌 플레이트판 형태의 구조로서 도 8과 같이 구현할 수 있다. 이러한 플레이트판으로 된 제1센싱 측정 모듈(110)에는, 제1센서(111), 제1블루투스 통신칩(112)이 내장되며, 마찬가지로 제2센싱 측정 모듈(120)에는, 제2센서(121), 제2블루투스 통신칩(122)이 내장된다.
플레이트판 구조의 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)은, 플레이트판 구조를 가져 측정 모듈 부착 수단(미도시)에 의해 안경(1)의 테두리에 부착된다. 측정 모듈 부착 수단(미도시)은, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제1센싱 측정 모듈(110)을 안경(1)에 부착하는 부착재로서, 양면 테이프와 같은 부착재가 사용될 수 있다.
스마트폰(200)은, 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 근거로 목 자세의 교정 요청을 알람 경고한다. 스마트폰(200)은 3세대(3G), 4세대(4G,LTE) 등의 무선 이동 통신을 따르는 단말기로서, 4G가 아니더라도 연산 처리 및 무선 통신이 가능한 단말기도 적용될 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰의 구성 블록도이다.
스마트폰(200)은, 영점 조절부(290), 블루투스 통신부(220), 기준 센싱값 데이터베이스(230), 표시창(251) 및 스피커(252)를 구비한 알람 경고부(250), 제어부(210)를 포함한다. 이밖에 스마트폰(200)은 RF부(260), 데이터 처리부(270), 오디오 처리부(280), 입력부(240), 및 마이크(281)를 포함할 수 있다.
영점 조절부(290)는, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)의 영점을 조절한다. 영점 조절부는, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)이 설정된 X축, Y축, Z축 상의 기준 위치에 놓이도록 영점을 조절한다. 이러한 기준 위치의 값은 제1센서(111) 및 제2센서(121)가 안경(1)에 부착되었을 때 기준이 되는 위치값이다. 예컨대, X축 0°, Y축 0° Z축 0°가 기준 위치의 값으로 저장될 수 있다.
제1센서(111) 및 제2센서(121)는 자이로 센서로서 각각 구현될 수 있는데, 자이로 센서는 X축, Y축, Z축 상의 공간상의 회전각을 측정할 수 있다. 제1센서(111) 및 제2센서(121)가 각각 자이로 센서로 구현되는 경우, 제1센서(111)가 내장된 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센서(121)가 내장된 제2센싱 측정 모듈(120)이 안경(1)에 제대로 부착되도록 영점 조절을 한다.
예를 들어, 제1센서(111)가 내장되어 원주띠 형태의 밴드 구조를 가지는 제1센싱 측정 모듈(110)을 안경(1)의 귀걸이 테두리(A)에 끼워 위치시킨 후, 원주띠 형태의 밴드 구조의 제1센싱 측정 모듈(110)을 안경(1)테를 중심으로 단계적으로 회전시켜 가며 센싱 측정 모듈 내의 제1센서(111)의 회전 위치를 각각 다르게 한다. 제1센서(111)의 회전 위치가 다를 때마다 스마트폰(200)에 X축, Y축, Z축 상의 각각의 회전각을 스마트폰(200)에 전송한다.
스마트폰(200)은 수신한 회전각이 미리 설정된 X축, Y축, Z축 상의 기준 위치, 예컨대, X축 0°, Y축 0° Z축 0°에 해당하는지를 판단하여, 기준 위치에 제1센싱 측정 모듈(110)이 위치한 경우 스마트폰(200)에 기준 위치에 놓였음을 알람 표시한다. 이러한 표시를 본 사용자는 제1센싱 측정 모듈(110)이 안경(1)테에 정확하게 부착되었다고 판단하고, 더 이상의 회전을 하지 않음으로써 영점 조절을 완료한다.
RF부(260)는, 3세대(3G), 4세대(4G) 등과 같은 이동통신망과 통신하는 모듈로서, 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기(미도시)와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기(미도시) 등을 포함한다.
데이터 처리부(270)는, 수신하는 신호를 복조 및 복호화하여 데이터 패킷을 추출하거나 전송할 데이터 패킷을 변조 및 부호화하여 신호로 변환한다. 이를 위하여 데이터 처리부(270)는 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODEC)으로 구성될 수 있다. 여기서 코덱은 데이터를 처리하는 데이터 코덱과 음성 패킷 등을 처리하여 음성형태의 아날로그 신호를 출력하는 오디오 코덱을 구비할 수 있다.
오디오 처리부(280)는, 오디오 코덱에서 출력되는 음성 아날로그 신호를 스피커를 통해 재생하거나 또는 마이크(281)로부터 입력되는 음성 아날로그 신호를 데이터 형태로 변환하여 데이터 처리부(270)의 오디오 코덱에 전송하는 기능을 수행한다. 마이크(281)는 사용자의 음성을 입력받는 수단이며, 스피커는 오디오 처리부(280)에서 제공되는 음성 신호를 출력한다.
입력부(240)는 사용자로부터 입력받는 입력 인터페이스 창을 제공한다. 이러한 입력부(240)는 키 또는 숫자들의 키 조합으로 이루어진 키패드를 통하여 입력받을 수 있으며, 또는 터치 스크린 패널을 통하여 터치 입력 형태로 받을 수 있는 등 다양한 입력 수단을 통해 구현할 수 있다.
표시창(251)은 LCD, LED 등의 디스플레이창으로서, 사용자와의 소통을 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 표시한다. 또한 표시창(251)은 목 자세를 올바르게 교정하도록 하는 알람 경고를 표시한다.
블루투스 통신부(220)는, 제1센싱 측정 모듈(110) 및 제2센싱 측정 모듈(120)로부터 수신되는 목 자세 센싱값을 수신한다. 스마트폰(200)과 근거리 무선 통신할 수 있는 블루투스 프로토콜에 따라서 무선 통신을 수행한다.
기준 센싱값 데이터베이스(230)는, 올바른 목 자세를 가질 때의 기준 센싱값을 저장한다. 예컨대, 스마트 글래스(100)를 착용한 사용자가 거울을 보고 올바른 목 자세를 가질 때의 센싱값을 수신하여 기준 센싱값으로 저장하는 것이다. 이밖에 다른 방식으로 기준 센싱값이 설정될 수 있다.
참고로, 이러한 기준 센싱값 데이터베이스(230)는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.
알람 경고부(250)는, 목 자세의 교정 요청을 알람 경고한다. 알람 경고부(250)는 두 가지 방식으로 알람 경고할 수 있다. 알람 경고를 음성으로 출력하는 스피커, 알람 경고를 화면상에 표시하는 표시창(251)을 통하여 알람이 이루어질 수 있다.
제어부(210)는 목 자세 센싱값이 기준 센싱값의 오차 범위를 벗어나는지를 판단하여, 오차 범위를 벗어난 경우 알람 경고부(250)를 통하여 목 자세의 교정 요청을 알람 경고할 수 있다. 알람 경고는 스피커를 통하여 알람 경고를 음성으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 목이 정자세보다 오른쪽으로 치우쳐진 경우 '왼쪽으로 목을 돌리세요'와 같은 음성 알람 안내를 수행할 수 있다.
알람 경고하는 또 다른 방식은, 표시창(251)을 통하여 알람 경고를 화면상에 표시할 수 있다. 표시창(251)에 알람 경고를 표시하는 방식은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, X-Y 좌표계를 표시창(251)에 표시하여 좌표계 상에서 목 자세 센싱값이 상기 기준 센싱값과 차이나는 값을 표시할 수 있다.
예를 들어, 제1센서(111)가 자이로센서로 구현된 경우, 제1센서(111)에 의해 측정된 전후 기울어짐 센싱값과 기준 센싱값 데이터베이스(230)에 저장된 기준 센싱값간의 차이가 오차 범위인 4°를 벗어난 경우, 도 10에 도시한 바와 같이 X-Y 좌표계 상에서 Y축 기준선에서 차이값만큼 기울어진 막대선으로 표시할 수 있다.
마찬가지로, 제2센서(121)가 자이로센서로 구현된 경우, 제2센서(121)에 의해 측정된 좌우 기울어짐 센싱값과 기준 센싱값 데이터베이스(230)에 저장된 기준 센싱값간의 차이가 오차 범위인 4°를 벗어난 경우, 도 11에 도시한 바와 같이 X-Y 좌표계 상에서 X축 기준선에서 차이값만큼 기울어진 막대선으로 표시할 수 있다.
이밖에 표시창(251)을 통하여 알람 경고하는 방식은 X-Y 좌표계 이외에, 가상의 목 형상 이미지를 표시하여 알람 경고할 수 있다. 즉, 목 자세 센싱값이 기준 센싱값과 차이나는 값을 목의 전후 기울어짐과 목의 좌우 기울어짐으로서 가상의 목 형상 이미지에 적용하여 표시할 수 있다.
예를 들어, 제1센서(111)(111)가 자이로센서로 구현된 경우, 제1센서(111)(111)에 의해 측정된 전후 기울어짐 센싱값과 기준 센싱값 데이터베이스(230)에 저장된 기준 센싱값간의 차이가 오차 범위인 4°를 벗어난 경우, 목 형상의 머리 이미지를 표시창(251)에 표시하고 목이 앞으로 또는 뒤로 차이값만큼 기울어진 모습으로 표시할 수 있다.
마찬가지로, 제2센서(121)(121)가 자이로센서로 구현된 경우, 제2센서(121)(121)에 의해 측정된 좌우 기울어짐 센싱값과 기준 센싱값 데이터베이스(230)에 저장된 기준 센싱값간의 차이가 오차 범위인 4°를 벗어난 경우, 목 형상의 머리 이미지를 좌측으로 또는 우측으로 기울어진 모습으로 표시할 수 있다. 따라서 안경(1)을 착용한 사용자는 자신의 목 자세를 실시간으로 확인하여 목이 비틀어지지 않고 정자세로 위치하도록 교정할 수 있다.
한편, 제어부(210)는 실시간으로 목 자세 센싱값을 수신하여 기준 센싱값과 차이나는 값을 산출하여, 표시창(251)에 표시할 수 있다. 안경(1)을 착용한 착용자가 알람 경고부(250)의 표시창(251)에 표시된 알람 경고에 따라 목을 올바르게 교정하는 경우 교정에 따라서 수신되는 목 자세 센싱값은 실시간으로 달라질 것이다. 따라서 제어부(210)는 실시간으로 수신되는 목 자세 센싱값을 이용하여 현재의 목 자세 표시에 적용함으로써, 목 교정을 실시간으로 용이하게 하도록 할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
1:안경
110:제1센싱 측정 모듈
120:제2센싱 측정 모듈
200:스마트폰

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  6. 안경의 귀걸이 테두리에 위치하여 전후 기울어짐 센싱값을 측정하는 제1센서와 측정된 전후 기울어짐 센싱값을 스마트폰에 블루투스 전송하는 제1블루투스 통신칩을 내장한 플레이트판 구조이고, 목이 앞이나 뒤로 숙여진 정도를 나타내는 전후 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제1센싱 측정 모듈;
    안경의 렌즈 연결 테두리의 중심점에 위치하여 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하는 제2센서와 측정된 좌우 기울어짐 센싱값을 상기 스마트폰에 블루투스 전송하는 제2블루투스 통신칩을 내장한 플레이트판 구조이고, 목이 좌측 또는 우측으로 기울어진 정도를 나타내는 좌우 기울어짐 센싱값을 측정하여 스마트폰에 전송하는 제2센싱 측정 모듈;
    상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈을 안경에 부착하는 측정 모듈 부착 수단; 및
    상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈이 설정된 X축, Y축, Z축 상의 기준 위치에 놓이도록 영점을 조절하는 영점 조절부와, 영점 조절된 상기 제1센싱 측정 모듈 및 제2센싱 측정 모듈로부터 수신되는 전후 기울어짐 센싱값 및 좌우 기울어짐 센싱값을 수신하는 블루투스 통신부와, 제1기준 센싱값 및 제2기준 센싱값을 저장한 기준 센싱값 데이터베이스와, 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 알람 경고부 및 상기 전후 기울어짐 센싱값이 상기 제1기준 센싱값의 오차 범위를 벗어났는지, 상기 좌우 기울어짐 센싱값이 상기 제2기준 센싱값의 오차 범위를 벗어나는지를 판단하여, 오차 범위를 벗어난 경우 상기 알람 경고부를 통하여 목 자세의 교정 요청을 알람 경고하는 제어부로서 이루어지는 스마트폰;
    으로 구비됨을 특징으로 하는 머리 흔들림과 위치를 조정하여 목과 자세의 안정성을 향상시키기 위한 장치.
  7. 삭제
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