KR101762116B1 - 코골이 개선용 베개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코골이 개선용 베개에 관한 것이다. 개시된 코골이 개선용 베개는, 수면자의 머리를 받치는 베개 본체, 상기 수면자의 인체가 접촉한 경우 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량감지부, 상기 수면자가 코골이를 감지하는 감지부, 상기 베개 본체의 중앙에서 머리가 닿는 부분의 좌우에 위치하고, 삽입되는 공기로 인해 팽창하고 머리가 누르는 압력으로 수축이 가능하며, 상기 감지부의 코골이 감지에 따라 어느 하나의 것만 독립적으로 팽창 혹은 수축되는 특성을 갖는 좌우 한쌍의 에어백, 상기 어느 하나의 에어백에 에어호스를 통해 소정의 시간 동안 공기를 주입시킨 후 정지하여 상기 에어백을 팽창시키는 에어펌프, 상기 에어백에 공기가 주입될 때는 닫혀있어 공기의 배출을 막고 에어백이 팽창된 상태를 유지시키며, 소정의 시간이 지나면 열려 상기 에어백의 공기를 배출시키는 벨브, 공기의 흐름을 한쪽 방향으로 이동시키며, 상기 에어펌프와 에어백, 벨브를 에어호스로 연결하는 Y형피팅 및 상기 감지부에서 코골이를 감지된 경우 상기 에어펌프를 작동하여 상기 에어백의 팽창을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개를 제공한다. 본 발명에 의하면, 수면 중 발생하는 코골이를 소리감지센서와 진동감지센서를 통하여 정확하게 인식하여 코골이를 개선하면서 수면자가 잠을 깨지 않도록 하는 코골이 개선용 베개를 제공할 수 있는 코골이 개선용 베개를 제공할 수 있다는 이점이 있다.

Description

코골이 개선용 베개{PILLOW FOR PREVENTING SNORING}

본 발명은 코골이 개선용 베개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수면 중에 발생하는 코골이를 개선하여 수면의 질을 향상시키는 개인건강관리용 스마트 베개에 관한 것으로, 전원부, 코골이감지부(소리센서, 진동센서), 제어부, 구동부(에어펌프, 벨브, 에어백), 가이드 케이스로 구성되어 있어 코골이 소리에 따라서 에어백이 구동하는 스마트 베개에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로, 수면장애를 갖는 사람들은 보통 불면증, 수면 중 호흡장애, 기면증, 하지불안증후군 등 두 가지 이상의 장애를 갖으며, 이로 인해 일상생활과 더불어 내과적, 신경과적, 정신과적 질환이 악화되거나 심근경색증, 뇌졸중 등의 심각한 병으로 이어질 수 있다.

특히 수면 중 호흡장애는 기도가 좁아지거나 막혀서 호흡이 일시적으로 줄어들거나 끊어지는 현상으로, 살이 쪄서 기도의 공간이 좁아져 있거나 기도 근육의 탄력성이 떨어져서 누웠을 때 밑으로 쳐질 수 있고 무턱처럼 얼굴뼈의 구조상 기도부분이 좁아져 있는 경우 발생할 수 있다. 이때 좁아진 기도를 통해 공기가 억지로 통과하면서 인두와 후두가 진동하여 코골이가 발생하게 되고 코골이가 심하게 되면 자다가 갑자기 숨을 멈추게 되는 수면무호흡증을 유발하여 깊은 수면에 이르지 못해 수면주기가 깨지게 된다. 수면 무호흡증은 수면 중 10초 이상 무호흡 상태가 시간당 5번 이상 발현되거나 7시간 기준으로 30번 이상 발현되는 것이다.

수면은 렘수면(Rapid Eye Movement; REM)과 비렘수면(Non-Rapid Eye Movement; Non-REM)으로 약 90~120분 주기로 반복하여 보통 4~6회의 주기를 하룻밤에 가지는데 밤새 코를 골면서 자는 사람들은 뇌에 산소공급이 제대로 되지 않아 아침에 일어나면 두통을 호소하고 깨진 수면주기로 밤사이 피로회복을 하지 못했기 때문에 낮에 졸음이 많이 오는 경우가 많다고 한다. 이를 개선하기 위해 호흡 유도 밴드, 코골이 클립, 입벌림 방지 밴드 등의 기구 또는 코골이 스프레이를 사용하기도 하며 코골이 수술까지도 시행되고 있지만 이는 비용적으로 고가이기 때문에 부담이 될 수 있으며 재발의 가능성으로 망설여지는 방법이다. 또한 기구를 이용하는 방법은 일시적이며 수면 중 불편을 호소하여 사용을 포기하는 경우가 대부분이다.

코골이를 개선하기 위하여는 근본적인 문제인 수면 중 기도확보로 코골이를 방지하는 것이 급선무이며 이를 위한 다양한 기능성 베개 기술들도 소개되고 있다.

베개를 인체 공학적으로 설계하여 옆으로 누워서 잠을 잘 때, 어깨와 머리 사이의 공간이 적절하게 유지되어서 편한 수면을 유도하는 코골이 방지 베개에 관한 것과 (대한민국 공개 특허 10-1286092호 참조) 베개의 상하폭을 증가시켜 인체의 어깨와 등 부분에도 베개 쿠션지지가 이루어지도록 설계하여 누웠을 때 하중을 고르게 분산시켜 어깨 결림을 방지하고 수면자의 머리가 뒤로 젖혀지는 자세를 취하게 하여 인후부를 넓힘으로써 코골이를 완화시킬 수 있는 코골이 방지 및 경추와 견갑골 보호용 베개에 관한 것이 있다. (대한민국 공개 특허 10-2014-0009664호 참조).

또한 수면자의 코골이가 감지되면 압력감지부에서 수면자의 머리 위치를 파악하여 베개의 높이를 조절하고 진동을 발생시키거나(대한민국 공개특허 10-2016-0073102호 참조) 집광전지에서 빛을 전기에너지로 변환하여 저장된 전기에너지로 구동을 하는 방식으로 코골이가 감지되면 수면자를 진동으로 깨우는 코골이 방지 베개에 관한 것도 있다. (대한민국 공개특허 10-1481006호 참조)

베개 내부에 중앙 에어포켓과 공기 주입관이 위치하고 베개 외부에 에어펌프가 공기주입관으로 연결된 구조로, 수면자의 머리를 좌우로 움직이게 함으로써 코골이 중단을 유도한 것이 있다. (대한민국 공개특허 10-2008-0112613호 참조)

최근에는 사물인터넷(IOT, Internet of Things) 기술을 베개에 접목시켜, 베개가 실시간으로 수면자의 총 수면시간, 깊은 수면시간, 얕은 수면시간, 뒤척임 횟수, 코골이 시간 등을 측정하고 이 데이터를 스마트폰으로 전송해 수면자가 개선해야 할 수면 습관 등을 알려줘 수면의 질을 향상시키는가 하면, 손바닥만한 마우스 모양의 패드를 베개 아래에 삽입해두면 코골이 소리를 감지했을 때 패드가 부풀면서 베개를 들어올려 수면자의 기도를 확보해 코골이를 방지하기도 한다. (대한민국 공개특허 10-2016-0117909호 참조)

코골이를 방지하기 위한 다양한 수단들에도 불구하고 코골이가 개선되거나 치료가 된 사람은 일부이며, 코골이를 심각하게 인지하지 못하고 방치하는 사람들이 대부분이며, 코골이를 하는 사람의 주변 사람에게도 심각한 괴로움을 초래할 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 전술한 기술적 제약을 해소시킬 수 있는 코골이 개선용 베개를 제안하고자 한다.

한국등록특허공보 제 10-1286092호 한국공개특허공보 제 10-2014-0009664호 한국공개특허공보 제 10-2016-0073102호 한국등록특허공보 제 10-1481006호 한국공개특허공보 제 10-2008-0112613호 한국공개특허공보 제 10-2016-0117909호

(비특허 문헌 1) 에르덴바야르, 박종운, 정필수 and 이경중, 압전센서를 이용한 코골이와 심박 검출을 위한 자동 알고리즘, Journal of Biomedical Engineering research 36 (2015) 143-149

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수면 중 발생하는 코골이를 소리감지센서와 진동감지센서 등을 통하여 정확하게 인식할 수 있는 코골이 개선용 베개를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 코골이를 개선하면서 수면자가 잠을 깨지 않도록 하는 코골이 개선용 베개를 제공하는데 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상은, 수면자의 머리를 받치는 베개 본체; 상기 수면자의 인체가 접촉한 경우 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량감지부; 상기 수면자가 코골이를 감지하는 감지부; 상기 베개 본체의 중앙에서 머리가 닿는 부분의 좌우에 위치하고, 삽입되는 공기로 인해 팽창하고 머리가 누르는 압력으로 수축이 가능하며, 상기 감지부의 코골이 감지에 따라 어느 하나의 것만 독립적으로 팽창 혹은 수축되는 특성을 갖는 좌우 한쌍의 에어백; 상기 어느 하나의 에어백에 에어호스를 통해 소정의 시간 동안 공기를 주입시킨 후 정지하여 상기 에어백을 팽창시키는 에어펌프; 상기 에어백에 공기가 주입될 때는 닫혀있어 공기의 배출을 막고 에어백이 팽창된 상태를 유지시키며, 소정의 시간이 지나면 열려 상기 에어백의 공기를 배출시키는 벨브; 공기의 흐름을 한쪽 방향으로 이동시키며, 상기 에어펌프와 에어백, 벨브를 에어호스로 연결하는 Y형피팅; 및 상기 감지부에서 코골이를 감지된 경우 상기 에어펌프를 작동하여 상기 에어백의 팽창을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.를 제공한다.

본 발명의 코골이 개선용 베개에 의하면, 수면 중 발생하는 코골이를 소리감지센서와 진동감지센서 등을 통하여 정확하게 인식할 수 있는 코골이 개선용 베개를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 코골이를 개선하면서 수면자가 잠을 깨지 않도록 하는 코골이 개선용 베개를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 개략적인 구성도를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 평면도를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 다른 평면도를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 평면도를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 또 다른 평면도를 예시한 도면이다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 동작을 예시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 개략적인 구성도를 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 의한 코골이 개선용 베개는 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(110), 진동감지부(120), 좌우 한쌍의 소리감지부(130), 에어백(140), 에어펌프(150), 전원부(160), 압력감지부(180), 정전용량감지부(190) 및 온도감지부(200) 가 그 주요 구성요소이다.

도 2와 도 3을 참조하여 진동감지부(120)와 좌우 한쌍의 소리감지부(130)를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 평면도를 예시한 도면이다.

진동감지부(120)는 수면자의 코골이를 감지하는 부분으로서, 진동센서 및 진동센서 회로기판(121)으로 구성되어 있다. 진동감지부(120)는 수면자가 코를 골 때 두개골에서 발생하는 진동을 감지하며, 베개(100)를 횡방향으로 3등분 할 경우 목 부분이 되는 가운데에 필름형태로 얇고 길게 위치한다. 또한 진동감지부(120)는 외부의 진동을 n배 이상 증폭해서 감지할 수 있으며 전원노이즈와 같은 외부의 노이즈를 제거하는 필터기능을 포함한다. 이때 n은 2~1000의 정수임을 특징으로 한다.

에어백(140)은 베개(100)의 중앙부에 위치하고 에어펌프(150)와 벨브(151)는 베개의 양쪽 끝에 위치하여 각각 좌우 한 쌍(150a, 150b, 151a, 151b)으로 분리되어 있는 것을 특징으로 한다. 에어백(140)과 에어펌프(150), 벨브(151)는 Y형피팅(152)과 에어호스(153)로 연결되어 에어펌프(150)에서 유입되는 공기가 에어백(140)으로 이동하고 열려진 벨브(151)를 통해 공기가 빠져나간다.

에어백(140)에 유입되는 공기의 양과 에어백(140)의 최종 높이는, 일정한 공기유입속도에서 공기가 주입되는 시간을 5 내지 10초 사이의 값인 것이 바람직하며, 에어백(140)이 팽창해 있을 때 누르는 머리의 압력에 견딜 수 있을 정도로 내구성을 갖는다. 또한 에어백(140)의 크기는 에어펌프(150)의 효율과 관련 있으며, 작은 에어펌프(150)를 사용하면 에어펌프(150)에서 에어백(140)에 유입되는 공기의 힘보다 머리가 누르는 힘이 크기 때문에 에어백(140)이 팽창하지 못하게 되고, 큰 에어펌프(150)를 사용하면 구동력은 좋으나 에어펌프(150)에서 큰 소음이 발생하기 때문에, 본 발명에 의한 코골이 개선용 베개(100)에는 적절한 용량의 에어펌프(150)와 에어백(140)이 적용되는 것이 바람직하다.

제어부(110)의 명령에 따라서 에어펌프(150)의 구동 유무가 결정되며, 정해진 시간 동안 에어펌프(150)가 공기를 에어백(140)으로 주입하고 나면 에어펌프(150)가 구동을 정지하고 에어백(140)이 팽창한 상태를 유지한다. 이때 벨브(151)는 닫혀 있으며 일정 시간이 흐르고 나면 벨브(151)가 열려 에어백(140)의 공기가 밖으로 배출된다. 에어펌프(150)에서 발생하는 잔여 소음을 개선하기 위해 3중 방음소재 등을 사용하여 소음을 차단하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 다른 평면도를 예시한 도면이다.

도 2와 도 3은 공통적으로 베개(100)의 위에서 본 평면도이나 도 2는 진동감지부(120), 도 3은 소리감지부(130) 및 압력감지부(180) 측면에서 각각 도시하였다.

소리감지부(130)는 수면자의 코골이를 감지하는 부분으로서, 소리센서로 구성되어 있다. 소리감지부(130)는 코골이 소리를 인식하는 부분으로 베개(100)의 좌우 양 끝에 위치하며 코골이의 특정 주파수에만 반응하여 구동하도록 프로그래밍 등 구현되어 있다.

구체적으로는 수면자가 베개(100)에 누워서 수면을 취하는 것이 인지되면, 소리감지부(130)에서 감지된 소리를 일정간격으로 샘플링(예컨대 0.005초)한 후 , 고속 푸리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)기법을 이용하여 샘플링된 값을 시간도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 샘플링된 시간 도메인 값들인

는 아래와 같은 수식으로 주파수 도메인으로 변환된다.,

변환된 주파수 도메인 값들을 k 개의 평균(means) 벡터를 이용한 클러스터링(군집화)하는 k 평균 알고리즘을 적용하여, 데이터들을 k 개의 그룹으로 분할한다. 분할된 k개의 그룹 중 코골이 주파수를 가지는 그룹이 있는 경우 수면자가 코골이 상태인 것으로 인지하여 베개(100)를 구동하게 된다.

보다 구체적으로는 분산을 최소화하는 k 개의 평균벡터를 구하는데, n개의 d-차원 데이터 오브젝트 (x1, x2, …, xn) 집합이 주어졌을 때, n개의 데이터 오브젝트들을 각 집합 내 오브젝트 간 응집도를 최대로 하는 k ( ≤ n ) 개의 집합 S = {S1, S2, …, Sk}으로 분할한다. 다시 말해, μi가 집합 Si의 중심점이라 할 때

각 집합별 중심점~집합 내 오브젝트간 거리의 제곱합을 최소로 하는 집합 S를 찾는다.

알고리즘은 우선 초기의 μi를 설정하는 것으로 시작하여, 이후 다음의 두 단계를 반복한다.

클러스터 설정: 각 데이터로부터 각 클러스터들의 μi 까지의 유클리드 거리를 계산하여, 해당 데이터에서 가장 가까운 클러스터를 찾아 데이터를 배당한다.

클러스터 중심 재조정: μi 를 각 클러스터에 있는 데이터들의 무게중심 값으로 재설정해준다.

만약 클러스터가 변하지 않는다면 반복을 중지한다.

맨 처음, 각 점들을 k 개 집합으로 나눈다. 이때 임의로 나누거나, 어떤 휴리스틱 기법을 사용할 수도 있다. 그 다음 각 집합의 무게 중심을 구한다. 그 다음, 각각의 점들을 방금 구한 무게중심 가운데 제일 가까운 것에 연결지음으로써 새로이 집합을 나눌 수 있다. 이 작업을 반복하면 점들이 소속된 집합을 바꾸지 않거나, 무게중심이 변하지 않는 상태로 수렴될 수 있다.

소리감지부(130)는 코골이 외의 외부의 소리 크기(dB)에는 구동을 하지 않기 때문에 외부 잡음이나 소리를 감지하더라도 코골이 특정 주파수가 아니면 베개(100)는 구동을 하지 않으며, 이때 w~x는 20~3500, y~z는 3500~15000의 사이 정수 값 등으로 사전에 정해질 수 있다.

압력감지부(180)는 수면자가 베개(100)에 누워서 수면을 취하는지를 감지할 수 있는 센서부로, 베개(100)의 중앙부분의 머리의 무게를 받는 부분에 예컨대, 필름형태의 압전소자 등을 통하여 수면자의 머리 무게를 감지한다.

진동감지부(120)와 소리감지부(130)는 단독으로 코골이를 감지할 수도 있으나 다음과 같이 상호 조합하여 코골이를 감지할 수도 있다.

먼저 두개골에서 발생하는 코골이 진동을 진동감지부(120)의 진동센서가 감지한 후, 일정시간 동안 코골이 소리의 주파수를 소리감지부(130)의 소리센서 감지하면 코골이 개선용 베개(100)가 구동하는 방식이지만, 진동센서가 어느 하나의 진동을 감지하더라도 소리센서에서 미리 설정해 놓은 코골이 소리의 특정 주파수가 검출되지 않으면 베개(100)는 구동하지 않기 때문에 코골이 소리 외의 사람의 목소리, 잠꼬대, 이가는 소리, 개가 짖는 소리, 발소리, 자동차 경적 소리에서는 베개(100)가 구동할 수 없다.

또한, 진동감지부(120)와 소리감지부(130)는 압력감지부(180)에서 수면자의 수면여부를 감지한 후 조합하여 동작하도록 하여 보다 정확한 코골이를 감지하도록 할 수 있다. 즉, 압력감지부(180)에서 일정시간 동안 수면자의 머리무게가 감지되거나 정전용량감지부(190)에서 정전용량 변화가 감지되는 경우, 수면자가 수면을 취하는 것으로 판단하고 수면여부를 감지한 후 진동감지부(120)나 소리감지부(130)를 통하여 코골이를 감지하도록 하거나, 상기와 같이 소리감지부(130)에서 감지된 소리가 미리 설정된 코골이 주파수인 경우에만 진동감지부(120)를 동작하도록 조합할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 평면도를 예시한 도면이다.

도 4는 도 3에서 수면자의 머리무게를 감지하던 압력감지부(180)를 대체하여 정전용량감지부(190)를 통하여 수면자가 수면을 취하는 것으로 판단한다.

정전용량감지부(190)의 경우 압력감지부(180) 보다 오동작이 적어 신뢰도가 높으며 감지부의 일부분에만 머리가 닿아 있어도 수면자를 원활하게 감지할 수 있다는 장점이 있다.

정전용량감지부(190)는 정전식 감응(capacitive sensing) 기술을 통한 정전용량 커플링 효과로 정전용량값의 변화를 감지한다.

베개(100)에 전원이 공급되면 정전용량감지부(190)가 동작을 시작하고, 수면자의 머리가 베개(100)에 닿는 경우 원래 존재하던 정전용량에서 변화가 일어남을 감지할 수 있다.

온도감지부(200)는 수면자의 체온을 감지하여 수면자의 수면여부를 센싱할 수 있으며, 정전용량감지부(190) 등과 조합하여 어느 하나의 감지부의 단독 센싱의 경우 발생할 수 있는 오류 상황을 보완할 수 있다. 즉, 정전용량감지부(190)에서 정전용량값의 변화가 발생하더라도 온도감지부(200)에서 미리 설정된 온도, 예컨대, 36.5도 이상의 체온이 감지되지 않는 경우 베개(100)의 코골이 방지 기능이 동작하지 않도록 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 위에서 본 또 다른 평면도를 예시한 도면이다.

도 5를 참조하여 베개(100) 본체 내부에 위치한 가이드케이스(170)를 설명하도록 한다.

베개(100) 본체 내부의 가장자리에는 구성 부품과 회로들을 효율적으로 정리하여 부품들을 보호하는 한편, 펌프의 소음을 막아서 수면자의 수면을 방해하지 않을 수 있도록 방음소재로 된 길죽한 ‘[’모양으로 가이드케이스(170)가 배치할 수 있으며, 회로들을 소형화하여 가이드케이스(170)에 넣었기 때문에 베개(100)의 착용감이 향상될 수 있다.

도 6(a) 내지 도 6(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 개선용 베개의 동작을 예시한 도면이다.

도 6(a)는 코골이 상태가 없이 수면자가 천장을 바라보며 수면을 하는 모습을 아래에서 횡단면으로 바라본 개략도이다. 코골이 개선용 베개(100)의 초기 상태는 에어백(140)에 공기가 없이 평평한 상태로 되어있으며, 수면자의 머리는 인체공학적으로 설계된 베개본체(100)가 지탱한다.

도 6(b) 및 도 6(c)는 코골이를 감지한 상태에서 우측 혹은 좌측의 에어백이 각각 작동하는 모습을 나타낸 개략도이다.

베개(100)의 좌우에 배치되어 있는 소리센서 중 어느 하나에서 코골이를 감지하면 제어부(110)의 명령에 따라서 코골이를 감지한 소리감지부(130a, 130b) 쪽의 에어백(140)에 공기가 주입되며, 도 6(b) 및 도 6(c)에서는 각각 우측과 좌측의 에어백(140a, 140b)이 일정 수준으로 팽창해서 수면자의 머리를 서서히 돌리고 정지 상태를 유지하고 있는 상태이다. 코골이가 발생하는 방향에 따라서 상기와 같이 에어백(140)이 구동하게 되며, 이때 수면자의 기도를 확보하여 코골이 발생은 방지하면서 수면에 방해를 최소화 할 수 있다.

소리센서 중 어느 하나에서 코골이가 크게 감지된다는 것은 수면자가 옆으로 누워서도 코를 고는 심한 경우이므로, 코골이를 감지한 소리감지부(130a, 130b) 쪽의 에어백(140)에 공기가 주입하여 반대편으로 머리를 돌릴수 있도록 하는 것이다.

에어백(140)에 주입되는 공기는 여러번에 걸쳐서 나누어 주입될 수 있다. 예컨대, 최대 주입량의 1/3만 공기를 주입하여 유지하다가 코골이가 멈추지 않을 경우에는 2/3의 공기를 추가로 주입하고 그래도 코골이가 멈추지 않을 경우에는 최대 주입량의 공기를 주입할 수 있다. 이를 통하여 수면자의 자연스러운 수면을 최대한 방해하지 않으면서 코골이를 순차적으로 제거하는 것이다.

코골이를 좌측과 우측의 소리감지부(130a, 130b)에서 모두 감지한 경우, 소리가 큰 쪽의 에어백(140a, 140b)에 공기를 주입하거나, 미리 설정한 측의 에어백(140a 혹은 140b)만을 구동하여 수면자의 머리를 한쪽으로 돌릴 수 있도록 한다.

코골이를 좌측과 우측의 소리감지부(130a, 130b)에서 모두 감지한 경우는 대개 수면자가 천장을 바라보고 수면하는 경우이므로 옆으로 누워서 수면할 수 있도록 미리 설정한 측의 에어백(140a 혹은 140b)만을 구동하여 수면자의 머리를 한쪽으로 돌리도록 하면 된다.

좌우의 진동감지부(120)에서 코골이 진동을 감지하여 감지된 측의 에어백(140)에 공기를 주입할 수도 있으며, 진동감지부(120)와 소리감지부(130)는 단독으로 코골이를 감지할 수도 있으나 조합하여 코골이를 감지할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

에어백(140)에 공기가 주입된 후 일정 시간이 지나면 벨브(151)가 열려 에어백(140)의 공기가 배출되고 도 6(a)와 같이 수면자의 머리가 원상태로 돌아오게 된다.

이때, 에어백(140)에 공기가 일부 남아있는 상태에서 코골이에 대한 베개(140)의 구동이 일어나면 에어펌프(150)에서 에어백(140)으로 공기가 유입되고 에어백(140)은 수용할 수 있는 공기의 한계치를 넘어 에어백이 터질 위험이 있다. 따라서 에어백(140)의 공기가 완전히 배출된 후에 베개(100)가 구동할 수 있도록 상기의 공기배출 단계가 완료된 후 베개(100)는 일정시간 동안 구동하지 않고, 일정시간이 지난 후에야 베개(100)가 코골이 상태에 대해 다시 구동을 하도록 구현할 수 있다.

에어백(140)에 주입된 공기는 일정 시간이 경과에 따라 벨브(151)가 열려 에어백(140)의 공기가 배출되고 도 6(a)와 같이 수면자의 머리가 원상태로 돌아오게 할 수도 있지만, 소리감지부(130)에서 더 이상의 코골이가 감지되지 않는 경우에 코골이가 멈춘 것으로 판단하여 제어부(110)에서 에어백(140)의 공기를 배출하는 것으로 구현할 수도 있다.

본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 코골이 개선용 베개에 따르면, 수면 중 발생하는 코골이를 소리감지센서와 진동감지센서를 통하여 정확하게 인식하여 코골이를 개선하면서 수면자가 잠을 깨지 않도록 하는 코골이 개선용 베개를 제공할 수 있는 솔루션으로 활용 가능하다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 베개 110: 제어부 120: 진동감지부
121: 진동센서 회로기판 130: 소리감지부
140: 에어백 150: 에어펌프 151: 밸브
152: Y형피팅 153: 에어호스 160: 전원부
170: 가이드케이스 180: 압력감지부
190: 정전용량감지부 200: 온도감지부

Claims (8)

1. 수면자의 머리를 받치는 베개 본체;
   상기 수면자의 인체가 접촉한 경우 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량감지부;
   상기 수면자가 코골이를 감지하는 감지부;
   상기 베개 본체의 중앙에서 머리가 닿는 부분의 좌우에 위치하고, 삽입되는 공기로 인해 팽창하고 머리가 누르는 압력으로 수축이 가능하며, 상기 감지부의 코골이 감지에 따라 어느 하나의 것만 독립적으로 팽창 혹은 수축되는 특성을 갖는 좌우 한쌍의 에어백;
   상기 어느 하나의 에어백에 에어호스를 통해 소정의 시간 동안 공기를 주입시킨 후 정지하여 상기 에어백을 팽창시키는 에어펌프;
   상기 에어백에 공기가 주입될 때는 닫혀있어 공기의 배출을 막고 에어백이 팽창된 상태를 유지시키며, 소정의 시간이 지나면 열려 상기 에어백의 공기를 배출시키는 벨브;
   공기의 흐름을 한쪽 방향으로 이동시키며, 상기 에어펌프와 에어백, 벨브를 에어호스로 연결하는 Y형피팅; 및
   상기 감지부에서 코골이를 감지된 경우 상기 에어펌프를 작동하여 상기 에어백의 팽창을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 정전용량감지부에서 상기 수면자 머리의 접촉에 의한 정전용량의 변화가 감지되는 경우에, 상기 감지부의 동작을 구동하도록 하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 수면자의 체온을 감지하는 온도감지부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 정전용량감지부에서 상기 수면자 머리의 접촉에 의해 정전용량의 변화가 감지되고 상기 온도감지부에서 감지된 온도가 소정의 온도 이상인 경우에, 상기 감지부가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
4. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는 상기 베개 본체의 좌우에 위치하여 수면자의 소리를 감지하는 소리센서를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 소리센서에서 측정된 소리데이터를 고속 푸리에 변환을 이용하여 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 상기 변환된 주파수 도메인의 데이터를 k 평균 알고리즘으로 k 개의 그룹으로 구분하여 코골이 주파수를 가지는 그룹이 있는 경우, 상기 수면자가 코골이 상태인 것으로 판단하여 상기 에어펌프를 구동하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어백에 공기가 주입된 후, 소정의 시간이 지나거나 상기 감지부에서 코골이 소리가 감지되지 않는 경우에는 상기 벨브가 열려 상기 에어백의 공기를 배출하고, 상기 에어백의 공기가 충분히 배출될 수 있도록 일정시간이 지난 후에 다시 코골이에 반응하여 구동하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
6. 제1항에 있어서,
   상기 감지부, 에어펌프, 벨브, Y형피팅 및 제어부를 정리하여 수납하고, 에어펌프의 소음을 차폐할 수 있도록 상기 베개 가장자리에 ‘[’모양으로 배치된 방음소재의 가이드케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
7. 제1항에 있어서,
   상기 좌우에 배치되어 있는 감지부 중 어느 하나에서 코골이를 감지하면 상기 제어부의 명령에 따라서 코골이를 감지한 감지부 쪽의 에어백에 공기를 주입하고, 좌측과 우측의 감지부에서 모두 코골이를 감지한 경우, 소리 혹은 진동이 큰 쪽의 에어백에 공기를 주입하거나, 미리 설정된 측의 에어백에만 공기를 주입하여 수면자의 머리를 한쪽 방향으로 돌리도록 하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.
8. 제6항에 있어서,
   상기 좌우에 배치되어 있는 감지부 중 어느 하나에서 코골이를 감지하면 상기 제어부의 명령에 따라서 상기 에어백 중 어느 하나에 공기를 주입하되, 상기 에어백에 최대 공기 주입량의 일부를 주입한 후에 코골이가 지속적으로 감지되는 경우 추가적으로 일부 공기를 주입하고 코골이를 감지하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 코골이 개선용 베개.

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