KR101828952B1

KR101828952B1 - 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치

Info

Publication number: KR101828952B1
Application number: KR1020170107325A
Authority: KR
Inventors: 나동석
Original assignee: (주)다보산업; 나동석; 박강훈
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2018-02-13
Also published as: WO2019039894A1

Abstract

본 발명은 사용자의 양쪽 귀에 각각 착용되는 두 이어폰유닛과; 상기 두 이어폰유닛 각각에 설치된 두 광센서와; 상기 두 광센서로부터의 신호를 수신하고, 이들 두 신호를 비교하여 이어폰유닛의 착용상태를 판단하도록 상기 이어폰유닛이 유선으로 연결된 뇌 자극 오디오 장치의 바디 내에 구비된 유닛착용상태판단부와; 상기 유닛착용상태판단부의 판단결과에 따라 상기 바디의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치{Brain Stimulating Apparatus for Treating Insomnia and Depression}

본 발명은 두뇌 자극 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치의 올바른 사용성을 확보할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

우리 신체는 오감을 가지고 있고, 이러한 오감의 감각기관으로부터 갖가지 정보와 자극을 수용하는 두뇌는 이러한 자극과 정보를 바탕으로 다양한 기능을 수행한다.

일반적으로 사람의 뇌는 시각, 청각, 촉각 등 외부의 자극에 의해 영향을 받는데, 외부로부터 전달되는 자극의 주파수와 일치되려는 뇌의 현상을 주파수 추종 반응(FFR: FREQUENCY FOLLOWING RESPONSE)이라 한다.

뇌파는 대뇌피질의 신경세포가 어떤 입력에 반응하여 발생하는 하나의 전기현상으로서, 근본적으로 소듐 포타슘 펌프의 발생 기전에 의해 나타난다.

뇌파를 측정하면, 인간의 심리적 상태에 따라서, 즉 극도의 불안이나 흥분 상태에서는 30Hz 이상의 감마파가 관측되고, 일상생활에서는 15~30Hz 사이의 베타파가 관측되고, 명상이나 휴식 및 고도의 집중 상태에서는 8~14Hz의 알파파가 관측되고, 초학습 상태, 약간 졸린 상태, 고도의 창의력 발휘 상태에서는 4~7Hz의 세타파가 관측되고, 깊은 수면 상태에서는 0.5~3Hz의 델타파가 주로 관측된다고 알려져 있다.

뇌파유도기술은 상기와 같은 측정결과에 기초하여, 상기 주파수 추종 반응 현상을 이용하여 인간의 뇌파를 인위적으로 원하는 특정 주파수에 동조시킴으로써 흥분 상태의 사용자를 진정시키거나 너무 가라앉아 있는 사용자에게 적절한 각성을 유도하거나 사용자의 학습 능력을 향상시키는 등의 용도로 사용된다. 이때, 뇌파를 유도시키는 신호를 뇌파유도신호라고 한다.

뇌파의 주파수의 분류에 따른 특징 중 알파파를 좀 더 상세히 살펴보면, 알파파(8-14Hz)는 명상 같은 편안한 상태에서 나타나며, 스트레스 해소 및 집중력 향상에 도움을 준다고 알려져 있다.

예를 들어, 눈을 감고 몸을 이완시키면, 뇌파의 활동은 속도를 완화시키게 된다. 이때 뇌는 14Hz 에서 8Hz 사이의 알파파를 폭발적으로 생산하게 되고, 뇌는 알파상태가 된다.

즉, 의식이 높은 상태에서 몸과 마음이 조화를 이루고 있을 때 발생되는 뇌파가 알파파인 것이다.

상기 알파파를 명상파라고도 하는데 근육이 이완되고 마음이 편안하면서도 의식이 집중되고 있는 상태이므로, 알파파가 나오면 몸과 마음이 매우 안정된 상태를 뜻하게 된다.

따라서, 인간의 뇌파의 적절한 통제로서 집중력 강화를 통한 학습효율의 극대화를 도모할 수 있고 또한 불면증 같은 질병이나 스트레스를 완화시켜줄 수 있는 치료효과를 기대할 수 있다.

뇌파유도장치는 앞서 설명한 뇌파의 적절한 조절을 목적으로 개발된 장치로서, 알파파 또는 세타파 또는 델타파와 같은 뇌파의 주파수와 동일 유사한 신호를 전자적으로 생성시켜 뇌의 상태를 알파파, 세타파, 델타파 상태로 유도하는데 매우 효과적이다.

뇌파유도에 유용한 신호주파신호는 주로 20Hz 미만이다. 그러나 인간의 가청음은 대개 20Hz~20000Hz 범위이므로 대부분의 사람들은 뇌파유도 주파수를 들을 수 없다. 그래서 뇌파유도를 위한 들을 수 있는 뇌파유도신호를 생성하기 위해서는 두 신호음의 차를 이용하는 바이노럴 비트(binaural beat) 방식을 이용한다.

바이노럴 비트 기술은 인간의 양쪽 귀에 주파수가 약간 차이가 나는 신호를 동시에 들려주면 그 차이에 해당하는 주파수를 갖는 뇌파가 유도 된다는 원리이다. 예를 들면, 왼쪽 귀에 400Hz의 신호를, 오른쪽 귀에 410Hz의 신호를 동시에 들려주면 그 차이에 해당하는 10Hz의 알파파가 사용자의 뇌에 유도된다.

두뇌 자극 장치는 상기한 바와 같은 바이노럴비트의 음향으로 사용자의 청각을 자극하여, 약화되거나 퇴화되어 가는 뇌 기능을 개선 내지는 재생시키는 기능을 수행하는 바, 이러한 뇌 자극 오디오 장치는 간단한 청각적 자극만으로 인간의 삶에 수반되는 많은 문제점들을 개선할 수 있는 바, 스트레스 해소는 물론, 기억력향상, 집중력 향상, 불면증치료, 우울증치료는 물론, 치매치료나 ADHD치료에도 탁월한 효과를 발휘하고 있다.

따라서, 사용자는 양쪽 귀에 이어폰유닛을 올바른 상태로 착용하고 상기 두뇌 자극 장치를 사용하여야 당초 설계 의도에 따른 소리를 양쪽 귀에 적절하게 제공받음으로써, 원하는 효과를 얻을 수 있고, 그 효과를 극대화 시킬 수 있다.

그러나, 약한 치매를 겪는 환자나, 심신미약자 또는 주의력이 부족한 사람 등 다양한 조건의 사용자가 이러한 뇌 자극 오디오 장치를 사용할 수 있기 때문에, 이러한 사용자들이 항상 올바른 상태로 이어폰유닛을 착용하고 뇌 자극 오디오 장치를 사용한다는 것은 기대하기 어려우며, 이는 해당 장치의 효과 저하로 궁극적으로 제품의 평판과 매출에 영향을 줄 수 있다.

KR 1020160139612 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 뇌 자극 오디오 장치를 사용할 때 이어폰유닛의 불량 착용에 따른 각종 부작용을 미연에 방지하고, 사용자가 항상 올바른 이어폰 사용상태에서 뇌 자극 오디오 장치를 사용할 수 있도록 함으로써, 뇌 자극 오디오 장치의 설계 의도에 따른 적절한 효과의 발현이 가능하도록 한 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치는, 사용자의 양쪽 귀에 알파파의 주파수만큼 차이가 나는 바이노럴비트 음향 신호를 제공하여 사용자의 두뇌에서 알파파가 생성되도록 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치에 있어서,
바이노럴비트 음향 신호를 발생시키는 음발생 모듈이 구비된 바디와; 사용자의 양쪽 귀에 각각 착용되는 두 개의 이어폰유닛과; 상기 이어폰유닛에 각각 구비되는 광센서와; 상기 광센서로부터의 신호를 수신하고, 이어폰유닛의 정상 착용 여부를 판단하도록 상기 이어폰유닛이 유선으로 연결된 상기 바디 내에 구비된 유닛착용상태판단부와; 상기 유닛착용상태판단부의 판단결과에 따라 상기 바디의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,

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상기 광센서는 사용자가 이어폰유닛을 귀에 착용하면 외부로부터 상기 광센서로 전달되는 모든 빛이 차단되도록 상기 이어폰유닛으로부터 사용자의 귀를 향해 개구된 구멍 내에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 유닛착용상태판단부는 양쪽 광센서로부터의 신호가 모든 빛이 차단된 상태를 나타내는 경우에, 사용자가 정상적으로 이어폰유닛을 착용하고 있는 것으로 판단하고, 그 이외의 경우에는 이어폰유닛이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하도록 구성되며;

상기 제어부는 상기 이어폰유닛이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하면, 상기 이어폰유닛에 알림음을 송출함과 아울러 상기 바디에 구비된 착용상태경고등을 점멸시키도록 구성될 수 있다.

상기 이어폰유닛 내에 구비된 진동판에는 빛반사물질이 도포되고;

상기 광센서는 상기 진동판의 빛반사물질로부터 반사된 빛을 감지할 수 있도록 설치될 수 있다.

상기 유닛착용상태판단부는 시간의 경과에 따라 상기 광센서에 입사되는 빛의 세기를 저장해 두고, 상기 이어폰유닛들의 두 광센서의 신호를 이전 시점에 저장해 두었던 빛의 세기와 비교하여, 이어폰유닛의 착용상태인지 암흑환경인지를 판단하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 이어폰유닛의 올바르지 못한 사용에 따른 각종 부작용을 미연에 방지하고, 사용자가 항상 올바른 이어폰 사용상태에서 뇌 자극 오디오 장치를 사용할 수 있도록 함으로써, 두뇌 자극 장치의 설계 의도에 따른 적절한 효과의 발현이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 두뇌 자극 장치의 전체 구성을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 두뇌 자극 장치의 바디 외형의 실시예를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치는, 바이노럴비트 음향 신호를 발생시키는 음발생 모듈(13)이 구비된 바디(5)와; 사용자의 양쪽 귀에 각각 착용되는 두 개의 이어폰유닛(1)과; 상기 이어폰유닛(1) 각각 구비되는 광센서(3)와; 상기 광센서(3)로부터의 신호를 수신하고, 이어폰유닛(1)의 정상 착용 여부를 판단하도록 상기 이어폰유닛(1)이 유선으로 연결된 상기 바디(5) 내에 구비된 유닛착용상태판단부(7)와; 상기 유닛착용상태판단부(7)의 판단결과에 따라 상기 바디(5)의 작동을 제어하는 제어부(9)와; 상기 제어부(9)의 제어를 받아 상기 이어폰유닛(1)에서 발생시킬 바이노럴비트 음향 신호를 발생시켜서 상기 이어폰유닛(1)으로 제공하도록 하는 음발생모듈(13);을 포함하여 구성된다.

참고로, 여기서 이어폰이란 착용자의 귀에 삽입하는 두 이어폰유닛(1)과 이 두 이어폰유닛(1)을 상기 바디(5)에 연결하도록 구비된 이어폰선(11)을 포함하는 의미로 사용되고 있으며, 상기 이어폰선(11)은 상기 음발생모듈(13)에서 제공하는 신호를 상기 이어폰유닛(1)으로 전달하는 전선과 상기 광센서(3)에서 감지된 신호를 상기 유닛착용상태판단부(7)로 전달하는 전선을 포함하여 구성되고, 상기 바디(5)는 상기 이어폰을 제외한 두뇌 자극 장치 본체를 의미한다. 그리고, 상기 음발생 모듈(13)은 양쪽 귀에 8~14Hz의 주파수 차이를 갖는 바이노럴비트 음향 신호를 발생하도록 구성된다.

상기 광센서(3)는 사용자가 이어폰유닛(1)을 귀에 착용하면 외부로부터 상기 광센서(3)로 전달되는 모든 빛이 차단되도록 상기 이어폰유닛(1)으로부터 사용자의 귀를 향해 개구된 구멍(15) 내에 설치된다.

즉, 이어폰유닛(1)에서 발생되는 소리를 사용자의 귀에 전달하기 위해 개구된 구멍(15)의 내측에 상기 광센서(3)를 설치함으로써, 사용자가 이어폰유닛(1)을 귀에 삽입하여 제대로 착용하면, 상기 광센서(3)로는 입사되는 빛이 없게 되고, 이어폰유닛(1)이 귀에 올바르게 삽입되지 않으면, 상기 구멍(15)을 통해 상기 광센서(3)로 빛이 입사되어 이어폰유닛(1)이 잘못 착용되었음을 인식할 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기 유닛착용상태판단부(7)는 양쪽 광센서(3)로부터의 신호가 모든 빛이 차단된 상태를 나타내는 경우에, 사용자가 정상적으로 이어폰유닛(1)을 착용하고 있는 것으로 판단하고, 그 이외의 경우에는 이어폰유닛(1)이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하도록 구성된다.

즉, 두 이어폰유닛(1)에 각각 설치된 양쪽의 광센서(3) 모두에서 빛이 완전히 차단된 것으로 판단되면, 사용자가 두 이어폰유닛(1)을 양쪽 귀에 각각 올바른 상태로 착용하고 있는 것으로 판단하고, 그 이외의 경우에는 이어폰유닛(1)들 중 적어도 하나 이상이 잘못 착용된 것으로 판단하는 것이다.

상기 제어부(9)는 상기 이어폰유닛(1)이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하면, 상기 이어폰유닛(1)에 알림음을 송출함과 아울러 상기 바디(5)에 구비된 착용상태경고등(17)을 점멸시키도록 구성되어, 사용자로 하여금 이어폰유닛(1)의 착용상태를 점검하여 올바르게 착용하도록 알리고 유도할 수 있도록 할 수 있다.

참고로, 도 2의 착용상태경고등(17)은 이어폰유닛(1)들 중 한쪽의 착용상태가 불량함을 나타내는 표시 자체가 발광되도록 구성한 예이다.

한편, 도 1에 예시된 바와 같이 상기 이어폰유닛(1) 내에 구비된 진동판(19)에는 빛반사물질(21)이 도포되고, 상기 광센서(3)는 상기 진동판(19)의 빛반사물질(21)로부터 반사된 빛을 감지할 수 있도록 진동판(19)을 향하여 설치될 수 있다.

즉, 상기 이어폰유닛(1)의 구멍(15) 내의 광센서(3) 설치위치를 고려할 때, 도 1의 진동판(19)이 설치된 중앙부가 상기 구멍(15)을 통해 입사되는 빛을 가장 잘 감지할 수 있지만, 이 위치에는 도시된 바와 같이 진동판(19)이 설치되어 이어폰유닛(1)의 가장 중요한 기능인 음을 발생시키는 역할을 하는 것이 매우 유리하기 때문에, 이 위치에 진동판(19) 대신 광센서(3)를 설치하는 것은 어려움이 있으며, 진동판(19)이 설치된 중앙부 이외의 구석에 광센서(3)를 설치하는 경우에는 구멍(15)의 개구상태나 입사되는 빛의 방향 등에 따라서, 구멍(15)을 통해 입사되는 빛을 일관성 있게 감지하는 데에 어려움이 발생할 수 있기 때문에, 상기 구멍(15)을 통해 입사되는 빛을 가장 잘 받을 수 있는 진동판(19) 표면에 빛반사물질(21)을 도포하고, 이 빛반사물질(21)로부터 반사되는 빛을 감지할 수 있는 도 1에 예시된 바와 같은 위치에 상기 진동판(19)을 향하도록 광센서(3)를 설치함으로써, 이어폰유닛(1)의 기본적인 기능을 충실히 구현할 수 있도록 하면서도 구멍(15)을 통해 입사되는 빛을 안정되고 정확하게 감지해 낼 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 유닛착용상태판단부(7)는 시간의 경과에 따라 상기 광센서(3)에 입사되는 빛의 세기를 저장해 두고, 상기 이어폰유닛(1)들의 두 광센서(3)의 신호를 이전 시점에 저장해 두었던 빛의 세기와 비교하여, 이어폰유닛(1)의 착용상태인지 암흑환경인지를 판단하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 암흑환경이란 어두운 방안과 같이 사용자가 이어폰유닛(1)을 착용하지 않은 상태에서도 이어폰유닛(1) 내부의 광센서(3)에 빛이 거의 입사되지 않는 환경을 말하는 것으로서, 이러한 환경에서는 이어폰유닛(1)을 사용자가 귀에 삽입하기 전후에 상기 광센서(3)에 입사되는 빛의 차이가 거의 없기 때문에, 사용자가 이어폰유닛(1)을 귀에 착용하였을 때 상기 유닛착용상태판단부(7)는 사용자가 올바르게 이어폰유닛(1)을 착용한 상태인지 여부를 판단할 수 없으므로 상기한 바와 같은 이어폰유닛(1) 착용상태 판단을 수행하지 않도록 하여 불필요한 오작동을 방지하도록 할 수 있다.

예컨대, 어두운 방안에서 사용자가 이어폰유닛(1)을 귀에 착용하는 과정에서 어느 한 이어폰유닛(1)의 구멍(15)을 통해 상기 바디(5)의 전원을 표시하는 발광다이오드나, 기타 외부의 광원에 의한 빛이 입사되는 경우, 상기 유닛착용상태판단부(7)는 비록 올바르게 이어폰유닛(1)이 착용자의 귀에 착용되는 경우에도, 일단 어느 한쪽 이어폰유닛(1)을 통해서 입사된 빛에 의해 오판하여 알림음을 송출하고 착용상태경고등(17)을 점등시키는 경우가 발생할 수 있는데, 상기한 바와 같이 일정한 시간의 경과(예컨대 매 5초)마다 상기 광센서(3)에 입사되는 빛의 세기를 저장해 두고 현재의 두 광센서(3)를 통해 입사되는 빛의 세기를 비교하여, 5초 이전에도 두 이어폰유닛(1)의 광센서(3)가 모두 빛을 감지하지 못했고 현재에도 동일하다면, 상기 유닛착용상태판단부(7)의 이어폰유닛(1) 착용상태 판단 기능을 사용하지 않고, 그대로 정상적인 착용상태인 것으로 여기고 상기 바디(5)가 작동될 수 있도록 함으로써, 상기한 바와 같은 오작동을 방지하는 것이다.

이를 위해 상기 유닛착용상태판단부(7)에는 저장장치가 내장되거나 별도로 저장장치가 연결될 수 있을 것이다.

1; 이어폰유닛
3; 광센서
5; 바디
7; 유닛착용상태판단부
9; 제어부
11; 이어폰선
13; 음발생모듈
15; 구멍
17; 착용상태경고등
19; 진동판
21; 빛반사물질

Claims

사용자의 양쪽 귀에 알파파의 주파수만큼 차이가 나는 바이노럴비트 음향 신호를 제공하여 사용자의 두뇌에서 알파파가 생성되도록 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치에 있어서,
바이노럴비트 음향 신호를 발생시키는 음발생 모듈(13)이 구비된 바디(5)와;
사용자의 양쪽 귀에 각각 착용되는 두 개의 이어폰유닛(1)과;
상기 이어폰유닛(1) 각각 구비되는 광센서(3)와;
상기 광센서(3)로부터의 신호를 수신하고, 이어폰유닛(1)의 정상 착용 여부를 판단하도록 상기 이어폰유닛(1)이 유선으로 연결된 상기 바디(5) 내에 구비된 유닛착용상태판단부(7)와;
상기 유닛착용상태판단부(7)의 판단결과에 따라 상기 바디(5)의 작동을 제어하는 제어부(9);를 포함하고,
상기 광센서(3)는 사용자가 이어폰유닛(1)을 귀에 착용하면 외부로부터 상기 광센서(3)로 전달되는 모든 빛이 차단되도록 상기 이어폰유닛(1)으로부터 사용자의 귀를 향해 개구된 구멍(15)의 안쪽에 설치되되, 상기 구멍(15)을 통해 입사되어 상기 이어폰유닛(1) 내에 구비된 진동판(19)에 도포된 빛반사물질(21)에 의해 반사된 빛을 감지할 수 있도록 진동판을 향하여 설치되는 것
을 특징으로 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유닛착용상태판단부(7)는 양쪽 광센서(3)로부터의 신호가 모든 빛이 차단된 상태를 나타내는 경우에, 사용자가 정상적으로 이어폰유닛(1)을 착용하고 있는 것으로 판단하고, 그 이외의 경우에는 이어폰유닛(1)이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하도록 구성되며;
상기 제어부(9)는 상기 이어폰유닛(1)이 비정상적으로 착용된 것으로 판단하면, 상기 이어폰유닛(1)에 알림음을 송출함과 아울러 상기 바디(5)에 구비된 착용상태경고등(17)을 점멸시키도록 구성된 것
을 특징으로 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 바디(5)의 음발생 모듈(13)은 양쪽 귀에 8~14Hz의 주파수 차이를 갖는 바이노럴비트 음향 신호를 발생하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 유닛착용상태판단부(7)는 시간의 경과에 따라 상기 광센서(3)에 입사되는 빛의 세기를 저장해 두고, 상기 이어폰유닛(1)들의 두 광센서(3)의 신호를 이전 시점에 저장해 두었던 빛의 세기와 비교하여, 이어폰유닛(1)의 착용상태인지 암흑환경인지를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 불면증 및 우울증 치료를 위한 두뇌 자극 장치.