KR101769506B1 - 뇌파를 이용한 스마트 글라스의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뇌파를 이용하여 스마트 글라스를 구동할 수 있는 뇌파를 이용한 스마트의 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트 글라스 구동 방법은 스마트 글라스의 구동 방법에 있어서, 뇌파를 측정하는 뇌파 측정 단계, 카메라를 이용하여 안구를 촬영하는 안구 촬영 단계, 측정된 뇌파와 촬영된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안구 피로도를 판단하는 피로도 판단 단계, 디스플레이부에 표적을 표시하는 표적 표시 단계, 및 표시된 표적을 디스플레이부 상에서 이동시키는 표적 이동 단계를 포함한다.

Description

뇌파를 이용한 스마트 글라스의 구동 방법{CONTROL MEHTHOD FOR SMART GLASSES USING BRAIN WAVE}

본 발명은 스마트 글라스의 구동 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 뇌파를 이용한 스마트 글라스의 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로 뇌파란, 인간의 의식 또는 무의식 상태를 직접 혹은 간접적으로 반영하는 생체신호를 말하며, 인간의 두피에 모든 영역에서 측정되고 수십 마이크로 볼트의 전위차로 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장을 말한다.

이러한 뇌파는 주파수 대역별로 델타(delta)파, 세타(theta)파, 알파(alpha)파, 베타(beta)파, 감마(gamma)파로 분류된다. 델타(delta)파는 4Hz 이하의 주파수를 가진 뇌파로서 정상적인 수면상태에서 전형적으로 나타나며, 세타파는 4∼8Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 정신적으로 상태가 불안하거나 주위가 산만할 때 주로 나타나며 학습장애가 있는 청소년에게 종종 나타난다.

알파파는 8∼12Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 대체로 정신적인 상태가 안정적이며 눈을 감고 편안한 심리적 상태를 취하고 있을 때 뚜렷하게 나타난다. 또한 알파파는 주변의 상황에서 분리될 정도로 고도의 집중이 이루어진 경우 또는 명상으로 인하여 심리적인 안정이 이루어진 경우에도 발생한다. 감마파는 30~50Hz의 주파수를 갖는 뇌파를 말하며 흥분 상태에서 나타난다.

베타파는 12∼30Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파를 지칭하며, 약간의 긴장상태나 일정 이상의 주의를 기울일 때 주로 나타난다. 베타파는 운동이나 학습, 또는 업무를 수행일 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다. 베타파는 12∼15Hz의 주파수를 갖는 SMR파, 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파, 20Hz 이상의 주파수를 갖는 고 베타파로 구분된다. 베타파는 불안, 긴장 등의 스트레스를 받을 경우 더욱 강하게 나타나므로 스트레스파라고도 한다.

주의를 기울인 상태에서는 SMR파가 나타나며, 집중, 정상적인 활동을 할 때에는 좌측 뇌에서 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파가 나타나고 긴장과 불안이 계속될 때에는 20Hz 이상의 고베타파가 나타난다.

스마트 글라스를 이용하여 사물을 바라볼 때 정보가 제공되는 편리함은 있으나, 안구가 쉽게 피로해지는 문제가 발생한다.

본 발명은 뇌파를 이용하여 스마트 글라스를 구동할 수 있는 뇌파를 이용한 스마트 글라스의 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 스마트 글라스 구동 방법은 스마트 글라스의 구동 방법에 있어서, 뇌파를 측정하는 뇌파 측정 단계, 카메라를 이용하여 안구를 촬영하는 안구 촬영 단계, 측정된 뇌파와 촬영된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안구 피로도를 판단하는 피로도 판단 단계, 디스플레이부에 표적을 표시하는 표적 표시 단계, 및 표시된 표적을 디스플레이부 상에서 이동시키는 표적 이동 단계를 포함한다.

여기서 상기 표적 이동 단계는 점으로 이루어진 표적을 근거리에 있는 물체 상에서 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 상기 표적이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적의 크기를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 스마트 글라스 구동 방법은 상기 안구 촬영 단계에서 촬영된 영상에서 동공의 크기 및 움직임을 측정하는 동공 측정 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스마트 글라스 구동 방법은 동공의 변화와 뇌파의 변화에 따라 디스플레이부에 화상을 확대하거나 축소하여 표시하는 좀 조절 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 줌 조절 단계는 동공의 크기가 감소되고 SMR파의 세기가 증가할 때 디스플레이부에 화상을 확대하여 표시하는 화면 확대 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 줌 조절 단계는 동공의 크기가 증가하고 SMR파의 세기가 감소할 때 디스플레이부에 화상을 축소하여 표시하는 화면 축소 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스마트 글라스 구동 방법은 동공의 초점이 옆으로 이동할 때 줌 기능을 정지하는 줌 정지 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스마트 글라스 구동 방법은 동공의 크기 증감과 뇌파의 변화를 분석하여 위험 상황을 판단하고 무선 통신을 통해서 위험 상황을 알리는 위험 알림 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험 알림 단계는 동공의 크기가 증가하고 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타 및 감마파의 세기가 증가할 때 진동 또는 소리로 이루어진 알람을 발생시키는 위험 판단 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험 알림 단계는 상가 알람을 중단시키는 신호의 입력 여부를 판단하는 위험 확인 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험 알림 단계는 무선통신을 통해서 구조 요청 신호를 전송하는 알림 전송 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같이 본 발명 의 일 측면에 따른 뇌파를 이용한 스마트 글라스의 구동 방법은 안구 운동부를 구비하여 눈이 피로할 때 표적을 이용하여 안구 운동부를 이용하여 눈의 피로를 감소시킬 수 있다.

또한, 뇌파를 이용하여 선택된 사물에 대한 정보를 표시하여 보다 용이하게 사용자가 원하는 정보를 화면에 표시할 수 있다. 또한 사용자에게 위험 상황이 발생한 경우 알림을 생성하고 구조 신호를 전송할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스에서 타겟의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스에서 타겟의 이동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 제1 실시예에 따른 스마트 글라스(101)는 프레임(1)과 프레임(1)에 설치되어 사물을 촬영하는 전방 카메라로 이루어진 사물 촬영부(30), 프레임(1)에 설치되어 안구를 촬영하는 후방 카메라로 이루어진 안구 촬영부(20), 프레임(1)에 고정되어 눈을 커버하는 디스플레이부(80), 정보를 표시하는 보조 디스플레이(4), 및 프레임(1)에 고정된 이어폰(5)을 포함한다. 디스플레이부(80)에는 화상이 표시되는데, 디스플레이부(80)는 투명도가 조절될 수 있는 글라스로 이루어질 수 있다.

또한, 스마트 글라스(101)는 뇌파 측정부(10), 안구 촬영부(20), 사물 촬영부(30), 디스플레이부(80), 안구 운동부(40), 정보 표시부(60), 및 줌 조절부(50)를 포함한다.

뇌파 측정부(10)는 스마트 글라스를 착용한 사용자의 머리에 부착되어 뇌파를 수신하는 장치로 이루어진다. 뇌파 측정부(10)는 사용자의 두피에 부착되는 복수개의 전극을 포함할 수 있으며, 본 실시예에 따른 뇌파 측정부(10)는 프레임(1)에 와이어 등을 매개로 고정 설치될 수 있으며, 프레임(1) 자체에 패드 형태로 설치될 수도 있다.

안구 촬영부(20)는 안구의 움직임을 촬영하며 프레임에 고정 설치되어 눈을 향하여 설치된 소형 카메라로 이루어진다. 사물 촬영부(30)는 스마트 글라스(101)의 전면에 설치되어 사물을 촬영하는 카메라로 이루어진다.

디스플레이부(80)는 렌즈 형태로 이루어지며, 디스플레이부(80)에는 화상이 표시된다. 디스플레이부(80)에는 프로젝터 방식으로 화상이 표시될 수 있다. 디스플레이부(80)는 투명도를 조절할 수 있는데, 디스플레이부(80)에 화상이 표시될 때에는 디스플레이부(80)의 투명도가 감소되고 디스플레이부(80)에 화상이 표시되지 않을 때에는 투명도가 증가하도록 이루어질 수 있다. 디스플레이부(80)의 투명도는 편광 상태의 조절로 이루어질 수 있다.

안구 운동부(40)는 사용자의 안구 피로도를 판단하고 디스플레이부에 표적을 표시하고 표적을 이동시킨다. 안구 운동부(40)는 시각적 판단 모듈(41)과 뇌파 판단 모듈(42), 및 표적 표시 모듈(43)을 포함한다.

시각적 판단 모듈(41)은 안구 촬영부(20)에서 촬영된 영상을 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 시각적 판단 모듈(41)은 눈의 충혈 상태와 초점 변화, 공동의 확장 속도 및 축소 속도를 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 즉, 시각적 판단 모듈(41)은 사용자가 초점의 변화 없이 가까운 곳을 기 설정된 시간 이상 바라보고 있으면 안구의 피로도가 증가한 것으로 판단한다.

또한, 안구 운동부(40)는 안구의 움직임에 따라 발생하는 뇌파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단하는 뇌파 판단 모듈(42)을 포함한다. 뇌파 판단 모듈(42)은 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타와 델타파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다. 안구의 피로도가 증가하면 고베타가 증가하며, 안구의 움직임이 감소하여 델타파가 감소한다. 이에 따라 뇌파 판단 모듈(42)은 고베타가 증가하고 델타파가 감소할 때 안구의 피로도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 또한, 뇌파 판단 모듈(42)은 P300 뇌파의 변화를 측정하여 안구의 피로도를 판단할 수 있다. P300 뇌파라 함은 자극이 주어진 후 300ms 이후에 나타나는 뇌파의 양의 피크(positive peak)를 의미한다. 안구의 피로도가 증가하면 사물에 대한 인식이 늦어지므로 P300파에 변화가 발생하는데 뇌파 판단 모듈(42)은 이러한 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 안구 운동부(40)는 스마트 글라스의 디스플레이부(80)에 이동하는 표적(105)을 표시하는 표적 표시 모듈(43)을 포함할 수 있다. 표적 표시 모듈(43)은 디스플레이부(80)에 점으로 이루어진 표적(105)을 표시하고 표적(105)을 이동시킨다. 표적 표시 모듈(43)은 근거리에 있는 물체 상에 위치하는 표적(105)을 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 표적(105)이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적(105)의 크기를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 또한 표적 표시 모듈(43)은 표적인 근거리에서 원거리로, 그리고 원거리에서 근거리로 반복적으로 이동하도록 표적을 이동시킬 수 있다.

표적(105)이 디스플레이부(80)에 표시되고 이동하면 동공의 초점이 표적을 따라 이동하는데 이 과정에서 근거리와 원거리를 교대로 바라보아 안구의 피로도를 감소시킬 수 있다. 또한 표적(105)이 근거리로 이동하면 표적(105)의 크기를 증가시키고 표적(105)이 원거리로 이동하면 표적(105)의 크기 감소시켜서 표적(105)을 바라보는 사용자가 보다 쉽게 원근감을 느낄 수 있다.

정보 표시부(60)는 사물 촬영부에서 촬영된 사물에 대한 정보를 표시하는데, 정보 표시부(60)는 사물 인식 모듈(61)과 정보 선택 모듈(62), 및 정보 제거 모듈을(63)을 포함한다.

사물 인식 모듈(61)은 사물 촬영부에서 촬영된 사물을 인식하는데, 이미지 처리 프로그램을 통해서 사물을 인식하고 사물에 대한 정보와 사물을 연결한다. 사물은 물건이나 건물을 포함하며, 사물에 대한 정보는 GPS 장치와 지도 및 서버에 저장된 정보를 이용하여 검색할 수 있다.

정보 선택 모듈(62)은 사용자가 뇌파를 이용하여 디스플레이부(80)에 나타난 사물을 선택할 때, 선택된 사물에 대한 정보를 표시한다. 사용자는 디스플레이부(80)에 나타난 사물 중에서 원하는 사물을 선택할 수 있는데, 이 경우 동공의 초점이 사물을 향하므로 사용자가 선택한 사물을 특정할 수 있으며, 사물에 대한 정보를 원하면 집중력이 증가하면서 동공이 확장되고 SMR파가 증가하므로 사용자가 사물에 대한 정보를 원하는 의사기 있음을 판단할 수 있다. 이에 따라 정보 선택 모듈(62)은 동공의 초점과 동공이 확장 여부, 및 SMR파의 증감을 통해서 사용자의 의사 및 사물을 특정하여 정보를 표시할 수 있다.

정보 제거 모듈을(63)은 뇌파의 변화를 판단하여 디스플레이부에 나타난 사물에 대한 정보를 제거하는데, 정보가 표시된 후, 사용자가 다른 곳을 응시하거나 SMR파가 감소하면 정보 제거 모듈을(63)은 디스플레이부에서 사물에 대한 정보를 제거한다.

줌 조절부(50)는 디스플레이부(80)에 화상을 확대하거나 축소하여 표시하며, 동공 측정 모듈(51), 화면 확대 모듈(52), 화면 축소 모듈(53), 줌 정지 모듈(54)을 포함한다.

동공 측정 모듈(51)은 안구 촬영부(20)에서 촬영된 영상에서 동공의 크기 및 움직임을 측정한다. 화면 확대 모듈(52)은 동공의 크기가 감소되고 SMR파의 세기가 증가할 때 디스플레이부(80)에 화상을 확대하여 표시한다. 사용자가 잘 보이지 않는 곳을 바라볼 때에는 초점 거리의 조절을 위해서 동공을 축소시키며 동일한 곳을 적어도 2초 이상 응시하므로 SMR파가 증가한다. 이에 따라 화면 확대 모듈(52)은 사용자가 동일한 곳을 2초 이상 응시하면서 동공이 축소되고 SMR파가 증가할 때 디스플레이부(80)에 화상을 확대하여 표시한다.

화면 축소 모듈(53)은 동공의 크기가 증가하고 SMR파의 세기가 감소할 때 디스플레이부(80)에 화상을 축소하여 표시한다. 줌 정지 모듈(54)은 동공의 초점이 옆으로 이동할 때 줌 기능을 정지한다. 줌 정지 모듈(54)은 사용자가 줌이 실현된 곳 이외의 곳을 응시하면 더 이상 동일한 부분을 관찰할 의사가 없는 것으로 판단하여 줌 기능을 정지한다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 본 제1 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법은 뇌파 측정 단계(S101), 안구 촬영 단계(S102), 피로도 판단 단계(S103), 표적 표시 단계(S104), 표적 이동 단계(S105), 동공 측정 단계(S106), 줌 조절 단계(S107), 줌 정지 단계(S108)를 포함한다.

뇌파 측정 단계(S101)는 사용자의 머리에 부착되어 뇌파를 수신하는 뇌파 측정부(10)를 이용하여 스마트 글라스를 착용한 사용자의 뇌파를 측정한다. 안구 촬영 단계(S102)는 스마트 글라스에 설치된 카메라를 이용하여 안구를 촬영한다.

피로도 판단 단계(S103)는 측정된 뇌파와 촬영된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안구 피로도를 판단하는데, 시각적 판단 단계와 뇌파 판단 단계를 포함한다.

시각적 판단 단계는 안구 촬영부(20)에서 촬영된 영상을 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 시각적 판단 단계는 눈의 충혈 상태와 초점 변화, 공동의 확장 속도 및 축소 속도를 분석하여 안구의 피로도를 판단한다.

뇌파 판단 단계는 안구의 움직임에 따라 발생하는 뇌파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단한다. 뇌파 판단 단계는 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타와 델타파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다. 안구의 피로도가 증가하면 고베타가 증가하며, 안구의 움직임이 감소하여 델타파가 감소한다. 이에 따라 뇌파 판단 단계는 고베타가 증가하고 델타파가 감소할 때 안구의 피로도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 또한, 뇌파 판단 단계는 P300 뇌파의 변화를 측정하여 안구의 피로도를 판단할 수 있다. P300 뇌파라 함은 자극이 주어진 후 300ms 이후에 나타나는 뇌파의 양의 피크(positive peak)를 의미한다. 안구의 피로도가 증가하면 사물에 대한 인식이 늦어지므로 P300파에 변화가 발생하는데 뇌파 판단 단계는 이러한 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다.

표적 표시 단계(S104)는 디스플레이부에 점으로 이루어진 표적을 표시한다. 표적 이동 단계(S105)는 표시된 표적을 디스플레이부 상에서 이동시킨다. 표적 이동 단계(S105)는 근거리에 있는 물체 상에 위치하는 표적(105)을 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 표적(105)이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적(105)의 크기를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 또한 표적 이동 단계(S105)는 표적인 근거리에서 원거리로, 그리고 원거리에서 근거리로 반복적으로 이동하도록 표적을 이동시킬 수 있다.

동공 측정 단계(S106)는 안구 촬영 단계에서 촬영된 영상에서 동공의 크기 및 움직임을 측정한다.

줌 조절 단계(S107)는 동공의 변화와 뇌파의 변화에 따라 화상을 표시하는 디스플레이부에 화상을 확대하거나 축소하여 표시한다. 줌 조절 단계는 화면 확대 단계와 화면 축소 단계를 포함할 수 있다.

화면 확대 단계는 동공의 크기가 감소되고 SMR파의 세기가 증가할 때 디스플레이부(80)에 화상을 확대하여 표시한다. 사용자가 잘 보이지 않는 곳을 바라볼 때에는 초점 거리의 조절을 위해서 동공을 축소시키며 동일한 곳을 적어도 2초 이상 응시하므로 SMR파가 증가한다. 이에 따라 화면 확대 단계는 사용자가 동일한 곳을 2초 이상 응시하면서 동공이 축소되고 SMR파가 증가할 때 디스플레이부(80)에 화상을 확대하여 표시한다.

화면 축소 단계는 동공의 크기가 증가하고 SMR파의 세기가 감소할 때 디스플레이부(80)에 화상을 축소하여 표시한다. 줌 정지 단계는 동공의 초점이 옆으로 이동할 때 줌 기능을 정지한다. 줌 정지 단계(S108)는 사용자가 줌이 실현된 곳 이외의 곳을 응시하면 더 이상 동일한 부분을 관찰할 의사가 없는 것으로 판단하여 줌 기능을 정지한다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스를 도시한 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 제1 실시예에 따른 스마트 글라스(102)는 뇌파 측정부(110), 안구 촬영부(120), 사물 촬영부(130), 디스플레이부(180), 안구 운동부(140), 정보 표시부(160), 줌 조절부(150), 및 위험 알림부(170)를 포함한다.

뇌파 측정부(110)는 스마트 글라스를 착용한 사용자의 머리에 부착되어 뇌파를 수신하는 장치로 이루어진다. 뇌파 측정부(110)는 사용자의 두피에 부착되는 복수개의 전극을 포함할 수 있으며, 본 실시예에 따른 뇌파 측정부(110)는 프레임에 와이어 등을 매개로 고정 설치될 수 있으며, 프레임 자체에 패드 형태로 설치될 수도 있다.

안구 촬영부(120)는 안구의 움직임을 촬영하며 프레임에 고정 설치되어 눈을 향하여 설치된 소형 카메라로 이루어진다. 사물 촬영부(130)는 스마트 글라스(102)의 전면에 설치되어 사물을 촬영하는 카메라로 이루어진다.

디스플레이부(180)는 렌즈 형태로 이루어지며, 디스플레이부(180)에는 화상이 표시된다. 디스플레이부(180)에는 프로젝터 방식으로 화상이 표시될 수 있다. 디스플레이부(180)는 투명도를 조절할 수 있는데, 디스플레이부(180)에 화상이 표시될 때에는 디스플레이부(180)의 투명도가 감소되고 디스플레이부(180)에 화상이 표시되지 않을 때에는 투명도가 증가하도록 이루어질 수 있다. 디스플레이부(180)의 투명도는 편광 상태의 조절로 이루어질 수 있다.

안구 운동부(140)는 사용자의 안구 피로도를 판단하고 디스플레이부에 표적을 표시하고 표적을 이동시킨다. 안구 운동부(140)는 시각적 판단 모듈(141)과 뇌파 판단 모듈(142), 및 표적 표시 모듈(143)을 포함한다.

시각적 판단 모듈(141)은 안구 촬영부(120)에서 촬영된 영상을 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 시각적 판단 모듈(141)은 눈의 충혈 상태와 초점 변화, 공동의 확장 속도 및 축소 속도를 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 즉, 시각적 판단 모듈(141)은 사용자가 초점의 변화 없이 가까운 곳을 기 설정된 시간 이상 바라보고 있으면 안구의 피로도가 증가한 것으로 판단한다.

또한, 안구 운동부(140)는 안구의 움직임에 따라 발생하는 뇌파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단하는 뇌파 판단 모듈(142)을 포함한다. 뇌파 판단 모듈(142)은 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타와 델타파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다. 안구의 피로도가 증가하면 고베타가 증가하며, 안구의 움직임이 감소하여 델타파가 감소한다. 이에 따라 뇌파 판단 모듈(142)은 고베타가 증가하고 델타파가 감소할 때 안구의 피로도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 또한, 뇌파 판단 모듈(142)은 P300 뇌파의 변화를 측정하여 안구의 피로도를 판단할 수 있다. P300 뇌파라 함은 자극이 주어진 후 300ms 이후에 나타나는 뇌파의 양의 피크(1positive peak)를 의미한다. 안구의 피로도가 증가하면 사물에 대한 인식이 늦어지므로 P300파에 변화가 발생하는데 뇌파 판단 모듈(142)은 이러한 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다.

안구 운동부(140)는 스마트 글라스의 디스플레이부(180)에 이동하는 표적을 표시하는 표적 표시 모듈(143)을 포함할 수 있다. 표적 표시 모듈(143)은 디스플레이부(180)에 점으로 이루어진 표적을 표시하고 표적을 이동시킨다. 표적 표시 모듈(143)은 근거리에 있는 물체 상에 위치하는 표적을 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 표적이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적의 크기를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 또한 표적 표시 모듈(143)은 표적인 근거리에서 원거리로, 그리고 원거리에서 근거리로 반복적으로 이동하도록 표적을 이동시킬 수 있다.

표적이 디스플레이부(180)에 표시되고 이동하면 동공의 초점이 표적을 따라 이동하는데 이 과정에서 근거리와 원거리를 교대로 바라보아 안구의 피로도를 감소시킬 수 있다. 또한 표적이 근거리로 이동하면 표적의 크기를 증가시키고 표적이 원거리로 이동하면 표적의 크기 감소시켜서 표적을 바라보는 사용자가 보다 쉽게 원근감을 느낄 수 있다.

정보 표시부(160)는 사물 촬영부에서 촬영된 사물에 대한 정보를 표시하는데, 정보 표시부(160)는 사물 인식 모듈(161)과 정보 선택 모듈(162), 및 정보 제거 모듈을(163)을 포함한다.

사물 인식 모듈(161)은 사물 촬영부에서 촬영된 사물을 인식하는데, 이미지 처리 프로그램을 통해서 사물을 인식하고 사물에 대한 정보와 사물을 연결한다. 사물은 물건이나 건물을 포함하며, 사물에 대한 정보는 GPS 장치와 지도 및 서버에 저장된 정보를 이용하여 검색할 수 있다.

정보 선택 모듈(162)은 사용자가 뇌파를 이용하여 디스플레이부(180)에 나타난 사물을 선택할 때, 선택된 사물에 대한 정보를 표시한다. 사용자는 디스플레이부(180)에 나타난 사물 중에서 원하는 사물을 선택할 수 있는데, 이 경우 동공의 초점이 사물을 향하므로 사용자가 선택한 사물을 특정할 수 있으며, 사물에 대한 정보를 원하면 집중력이 증가하면서 동공이 확장되고 SMR파가 증가하므로 사용자가 사물에 대한 정보를 원하는 의사기 있음을 판단할 수 있다. 이에 따라 정보 선택 모듈(162)은 동공의 초점과 동공이 확장 여부, 및 SMR파의 증감을 통해서 사용자의 의사 및 사물을 특정하여 정보를 표시할 수 있다.

정보 제거 모듈을(163)은 뇌파의 변화를 판단하여 디스플레이부에 나타난 사물에 대한 정보를 제거하는데, 정보가 표시된 후, 사용자가 다른 곳을 응시하거나 SMR파가 감소하면 정보 제거 모듈을(163)은 디스플레이부에서 사물에 대한 정보를 제거한다.

줌 조절부(150)는 디스플레이부(180)에 화상을 확대하거나 축소하여 표시하며, 동공 측정 모듈(151), 화면 확대 모듈(152), 화면 축소 모듈(153), 줌 정지 모듈(154)을 포함한다.

동공 측정 모듈(151)은 안구 촬영부(120)에서 촬영된 영상에서 동공의 크기 및 움직임을 측정한다. 화면 확대 모듈(152)은 동공의 크기가 감소되고 SMR파의 세기가 증가할 때 디스플레이부(180)에 화상을 확대하여 표시한다. 사용자가 잘 보이지 않는 곳을 바라볼 때에는 초점 거리의 조절을 위해서 동공을 축소시키며 동일한 곳을 적어도 2초 이상 응시하므로 SMR파가 증가한다. 이에 따라 화면 확대 모듈(152)은 사용자가 동일한 곳을 2초 이상 응시하면서 동공이 축소되고 SMR파가 증가할 때 디스플레이부(180)에 화상을 확대하여 표시한다.

화면 축소 모듈(153)은 동공의 크기가 증가하고 SMR파의 세기가 감소할 때 디스플레이부(180)에 화상을 축소하여 표시한다. 줌 정지 모듈(154)은 동공의 초점이 옆으로 이동할 때 줌 기능을 정지한다. 줌 정지 모듈(154)은 사용자가 줌이 실현된 곳 이외의 곳을 응시하면 더 이상 동일한 부분을 관찰할 의사가 없는 것으로 판단하여 줌 기능을 정지한다.

위험 알림부(170)는 동공의 크기 증감과 뇌파의 변화를 분석하여 위험 상황을 판단하고 무선 통신을 통해서 위험 상황을 알린다. 위험 알림부(170)는 위험 판단 모듈(171), 위험 확인 모듈(172), 알림 전송 모듈(173)을 포함한다.

위험 판단 모듈(171)은 동공의 크기가 증가하고 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타 및 감마파의 세기가 증가할 때 진동 또는 소리로 이루어진 알람을 발생시킨다. 위험이 발생한 경우 교감 신경의 작용으로 동공이 확장되고, 스트레스파인 고베타가 출현한다. 또한 신체에 이상이 발생한 경우에는 감마파의 세기가 증가한다. 이와 같이 동공의 확장, 고베타파의 세기 증가, 감마파가 출현하는 상황이 20초 이상 지속될 때 위험 판단 모듈(171)은 소리 또는 진동을 발생시킨다.

위험 확인 모듈(172)은 알람을 중단시키는 신호의 입력 여부를 판단한다. 알람 중단 신호가 입력되어 위험 판단 모듈에서 발생된 소리 또는 진동이 사용자 또는 주변인의 조작에 의하여 제거되면 사용자에게 건강상의 이상이 발생하지 않았거나 도와줄 사람이 있는 것으로 판단하고 더 이상 위험을 알리지 않는다. 그러나 알람이 기 설정된 시간 이상으로 지속되는 경우에는 위험 상황인 것으로 판단한다. 여기서 기 설정된 시간은 1분 내지 5분으로 이루어질 수 있다.

알림 전송 모듈(173)은 상기 위험 알림부는 무선통신을 통해서 구조 요청 신호를 전송한다. 알림 전송 모듈(173)은 구조 요청 신호를 사용자가 기 등록한 연락처로 전송하며 구조 요청 신호는 문자 또는 음성 메시지와, 사용자의 위치 정보를 포함한다.

이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 제2 실시예에 따른 스마트 글라스의 구동 방법은 뇌파 측정 단계(S201), 안구 촬영 단계(S202), 피로도 판단 단계(S203), 표적 표시 단계(S204), 표적 이동 단계(S205), 위험 알림 단계(S206)를 포함한다.

뇌파 측정 단계(S201)는 사용자의 머리에 부착되어 뇌파를 수신하는 뇌파 측정부(110)를 이용하여 스마트 글라스를 착용한 사용자의 뇌파를 측정한다. 안구 촬영 단계(S202)는 스마트 글라스에 설치된 카메라를 이용하여 안구를 촬영한다.

피로도 판단 단계(S203)는 측정된 뇌파와 촬영된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안구 피로도를 판단하는데, 시각적 판단 단계와 뇌파 판단 단계를 포함한다.

시각적 판단 단계는 안구 촬영부(120)에서 촬영된 영상을 분석하여 안구의 피로도를 판단한다. 시각적 판단 단계는 눈의 충혈 상태와 초점 변화, 공동의 확장 속도 및 축소 속도를 분석하여 안구의 피로도를 판단한다.

뇌파 판단 단계는 안구의 움직임에 따라 발생하는 뇌파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단한다. 뇌파 판단 단계는 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타와 델타파의 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다. 안구의 피로도가 증가하면 고베타가 증가하며, 안구의 움직임이 감소하여 델타파가 감소한다. 이에 따라 뇌파 판단 단계는 고베타가 증가하고 델타파가 감소할 때 안구의 피로도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 또한, 뇌파 판단 단계는 P300 뇌파의 변화를 측정하여 안구의 피로도를 판단할 수 있다. P300 뇌파라 함은 자극이 주어진 후 300ms 이후에 나타나는 뇌파의 양의 피크(1positive peak)를 의미한다. 안구의 피로도가 증가하면 사물에 대한 인식이 늦어지므로 P300파에 변화가 발생하는데 뇌파 판단 단계는 이러한 변화를 통해서 안구의 피로도를 판단할 수 있다.

표적 표시 단계(S204)는 디스플레이부에 점으로 이루어진 표적을 표시한다. 표적 이동 단계(S205)는 표시된 표적을 디스플레이부 상에서 이동시킨다. 표적 이동 단계(S205)는 근거리에 있는 물체 상에 위치하는 표적을 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 표적이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적의 크기를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 또한 표적 이동 단계(S205)는 표적인 근거리에서 원거리로, 그리고 원거리에서 근거리로 반복적으로 이동하도록 표적을 이동시킬 수 있다.

위험 알림 단계(S206)는 동공의 크기 증감과 뇌파의 변화를 분석하여 위험 상황을 판단하고 무선 통신을 통해서 위험 상황을 알린다. 위험 알림 단계는 위험 판단 단계, 위험 확인 단계, 알림 전송 단계를 포함한다.

위험 판단 단계는 동공의 크기가 증가하고 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타 및 감마파의 세기가 증가할 때 진동 또는 소리로 이루어진 알람을 발생시킨다. 위험이 발생한 경우 교감 신경의 작용으로 동공이 확장되고, 스트레스파인 고베타가 출현한다. 또한 신체에 이상이 발생한 경우에는 감마파의 세기가 증가한다. 이와 같이 동공의 확장, 고베타파의 세기 증가, 감마파가 출현하는 상황이 20초 이상 지속될 때 위험 판단 단계는 소리 또는 진동을 발생시킨다.

위험 확인 단계는 알람을 중단시키는 신호의 입력 여부를 판단한다. 알람 중단 신호가 입력되어 위험 판단 모듈에서 발생된 소리 또는 진동이 사용자 또는 주변인의 조작에 의하여 제거되면 사용자에게 건강상의 이상이 발생하지 않았거나 도와줄 사람이 있는 것으로 판단하고 더 이상 위험을 알리지 않는다. 그러나 알람이 기 설정된 시간 이상으로 지속되는 경우에는 위험 상황인 것으로 판단한다. 여기서 기 설정된 시간은 1분 내지 5분으로 이루어질 수 있다.

알림 전송 단계는 상기 위험 알림부는 무선통신을 통해서 구조 요청 신호를 전송한다. 알림 전송 단계는 구조 요청 신호를 사용자가 기 등록한 연락처로 전송하며 구조 요청 신호는 문자 또는 음성 메시지와, 사용자의 위치 정보를 포함한다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

101, 102: 스마트 글라스
1: 프레임
4: 보조 디스플레이
5: 이어폰
105: 표적
10, 110: 뇌파 측정부
20, 120: 안구 촬영부
30, 130: 사물 촬영부
40, 140: 안구 운동부
41, 141: 시각적 판단 모듈
42, 142: 뇌파 판단 모듈
43, 143: 표적 표시 모듈
50, 150: 줌 조절부
51, 151: 동공 측정 모듈
52, 152: 화면 확대 모듈
53, 153: 화면 축소 모듈
54, 154: 줌 정지 모듈
60, 160: 정보 표시부
61, 161: 사물 인식 모듈
62, 162: 정보 선택 모듈
63, 163: 정보 제거 모듈을
80, 180: 디스플레이부
170: 위험 알림부
171: 위험 판단 모듈
172: 위험 확인 모듈
173: 알림 전송 모듈

Claims (11)

1. 스마트 글라스의 구동 방법에 있어서,
   뇌파를 측정하는 뇌파 측정 단계;
   카메라를 이용하여 안구를 촬영하는 안구 촬영 단계;
   측정된 뇌파와 촬영된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안구 피로도를 판단하는 피로도 판단 단계;
   디스플레이부에 표적을 표시하는 표적 표시 단계;
   표시된 표적을 디스플레이부 상에서 이동시키는 표적 이동 단계; 및
   동공의 변화와 뇌파의 변화에 따라 디스플레이부에 화상을 확대하거나 축소하여 표시하는 줌 조절 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 표적 이동 단계는 점으로 이루어진 표적을 근거리에 있는 물체 상에서 원거리에 있는 배경으로 이동시키고, 상기 표적이 원거리에 있는 배경으로 이동할수록 표적의 크기를 점진적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 스마트 글라스 구동 방법은 상기 안구 촬영 단계에서 촬영된 영상에서 동공의 크기 및 움직임을 측정하는 동공 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 줌 조절 단계는 동공의 크기가 감소되고 SMR파의 세기가 증가할 때 디스플레이부에 화상을 확대하여 표시하는 화면 확대 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 줌 조절 단계는 동공의 크기가 증가하고 SMR파의 세기가 감소할 때 디스플레이부에 화상을 축소하여 표시하는 화면 축소 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 스마트 글라스 구동 방법은 동공의 초점이 옆으로 이동할 때 줌 기능을 정지하는 줌 정지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 스마트 글라스 구동 방법은 동공의 크기 증감과 뇌파의 변화를 분석하여 위험 상황을 판단하고 무선 통신을 통해서 위험 상황을 알리는 위험 알림 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 위험 알림 단계는 동공의 크기가 증가하고 20Hz~30Hz의 주파수를 갖는 고베타 및 감마파의 세기가 증가할 때 진동 또는 소리로 이루어진 알람을 발생시키는 위험 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
   
10. [청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

    제9 항에 있어서,
    상기 위험 알림 단계는 상가 알람을 중단시키는 신호의 입력 여부를 판단하는 위험 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
    
11. 제8 항에 있어서,
    상기 위험 알림 단계는 무선통신을 통해서 구조 요청 신호를 전송하는 알림 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 글라스 구동 방법.
    

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