KR101978036B1

KR101978036B1 - 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법

Info

Publication number: KR101978036B1
Application number: KR1020170059677A
Authority: KR
Inventors: 서성기; 배동진; 김경배
Original assignee: 테라셈 주식회사
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2019-08-28
Also published as: KR20180125186A

Abstract

본 발명은 기저귀의 외측면에 설치되어 착용자의 배변상태를 감지하기 위한 대소변 감지 장치로서, 소스 광을 상기 기저귀의 외측면에 발산하는 발광부 및 상기 발광부에서 발산된 상기 소스 광으로부터 상기 기저귀의 외측면에 반사되어 형성되는 센싱 광이 수광되는 수광부를 포함하고, 상기 센싱 광을 기설정된 복수의 파장 대역별로 센싱하여 센싱 데이터를 생성하는 센서부, 상기 센서부에서 센싱된 상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 제어부 및 상기 제어부에서 판단한 착용자의 상기 배변 상태 데이터를 외부로 송신하기 위한 통신부를 포함한다.

Description

대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법{EXCRETION SENSING APPRATUS AND METHOD USING THEREWITH}

본 발명은 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법에 관한 것으로, 구체적으로는 발광부 및 수광부로 구성되는 센서부에 의해유아 또는 중환자가 착용한 기저귀의 대소변 배출 여부에 대한 정보가 수집되고, 수집된 정보는 통신부를 통하여 보호자에게 제공됨으로서, 보호자의 사용에 편의성이 증대되는 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 대소변을 가리지 못하는 어린 아기, 중환자 또는 노약자들은 기저귀를 착용하여 대소변을 효율적으로 처리하고 있다. 기저귀로서는 재사용이 가능한 직물을 사용하기도 하지만, 최근 경제의 발전으로 경제적 여건이 좋아지고 편리성을 우선하는 시대의 흐름에 따라 일회용 기저귀가 많이 사용되고 있는 실정이다.

일회용 기저귀는 형태에 따라 단순한 구조의 일자형과, 이 일자형보다 착용을 편리하게 형성한 구조의 팬티 형으로 제작되고 있으며, 이들의 기본적인 구성은 액상의 대소변을 흡수하기 위한 고분자 흡수체와, 상기 고분자 흡수체를 내, 외측에서 피복하여 가장자리부를 상호 접합시킨 내측커버 및 외측커버로 이루어진다.

이때 상기 내측커버는 액상의 대소변을 통과시켜 고분자 흡수체에 흡수될 수 있도록 투과성 부직포로 제작되고, 상기 외측커버는 고분자 흡수체에 흡수된 액상의 대소변이 외부로 누출되지 않도록 방수성 부직포로 제작된다.

또한 팬티형 기저귀의 경우, 상호 접합된 내측커버 및 외측커버의 가장자리부에는 착용감을 좋게 하는 주름부와, 착용을 용이하게 하는 신축밴드, 벨크로 테이프 또는 접착테이프와 같은 부착수단이 구비되어 있다.

이러한 일회용 기저귀를 사용함에 있어서 대소변 배출 시에 의사표시를 하지 못하는 유아 또는 중환자의 경우, 배출 여부를 신속하게 확인하지 않으면, 기저귀 내의 습기와 대소변에 의해 세균이나 박테리아의 활동이 활발해지고, 습기와 대소변이 피부에 장시간 접촉함에 따라 기저귀 발진 및 피부염을 일으키게 된다.

따라서 보호자는 유아 또는 중환자의 대소변 배출 여부를 수시로 확인할 필요가 있으며, 종래의 일회용 기저귀는, 대소변 배출 여부를 외부에서 확인할 수 없기 때문에, 냄새를 맡아보거나, 기저귀 표면을 만져 무게변화 또는 촉감으로 느끼는 등의 간접적인 방법으로 확인하거나, 기저귀를 열어 직접 눈으로 확인하였다.

그러나 냄새를 맡거나 직접 만져 간접적으로 확인하는 방법은, 불쾌감을 느끼거나 비위생적일 수 있으며, 감각에 의한 것이므로 대소변 배출량이 미약한 경우, 배출 여부 판단이 불확실할 뿐만 아니라, 특히 대변과 소변을 구분하는 것이 쉽지 않았다.

대한민국 공개특허 제2004-0027806호(공개일자: 2004.04.01)에 개시된 도 1의 소변감지센서(71)는 일정한 폭과 길이를 갖는 박막의 실리콘 재질의 시트(72)와, 상기 시트(72)의 상면에 일정한 간격을 두고 띠형태로 코팅되어 소변과의 접촉시 전기적으로 연결되어 알람장치(80)에 소변감지신호를 발생하는 제1 내지 제4전극필름(74a~74d)으로 구성되고, 상기 제1,제3전극필름(74a)(74c)의 끝단부가 서로 연결되어 알람장치 (80)와 연결되는 제1단자부(75a)가 형성되고, 상기 제2, 제4전극필름(74b)(74d)의 끝단부가 서로 연결되어 상기 알람장치(80)와 연결되는 제2단자부(75b)가 형성되는 것을 특징으로 하며, 대소변감지 알람장치의 신뢰성을 높이고 저가에 보급할 수 있는 기저귀에 부착되는 소변감지센서가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래기술에서는 대변과 소변을 구분하여 감지할 수 없는 단점이 있고, 환자 등의 피부와 접촉할 때 바람직하지 않은 전류의 흐름을 야기할 수 있으며, 원격지에 위치하는 보호자에게 환자 등의 대소변 상태를 알릴 수 있는 수단이 미흡한 문제점이 있었다.

1. 대한민국 공개특허 제2004-0027806호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 발광부 및 수광부로 구성되는 센서부에 의해 유아 또는 중환자가 착용한 기저귀의 대소변 배출 여부에 대한 정보가 수집되고, 수집된 정보는 통신부를 통하여 보호자에게 제공됨으로서, 보호자의 사용에 편의성이 증대되는 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 기저귀의 외측면에 설치되어 착용자의 배변상태를 감지하기 위한 대소변 감지 장치로서, 소스 광을 상기 기저귀의 외측면에 발산하는 발광부 및 상기 발광부에서 발산된 상기 소스 광으로부터 상기 기저귀의 외측면에 반사되어 형성되는 센싱 광이 수광되는 수광부를 포함하고, 상기 센싱 광을 기설정된 복수의 파장 대역별로 센싱하여 센싱 데이터를 생성하는 센서부; 상기 센서부에서 센싱된 상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부에서 판단한 착용자의 상기 배변 상태 데이터를 외부로 송신하기 위한 통신부;를 포함한다.

또한, 상기 센서부는, 상기 기저귀의 전면부 외측면에 밀착된 상태로 구비되며, 기저귀 착용자의 소변 배변 여부를 감지하는 제1 센서부; 및 상기 기저귀의 저면부 외측면에 밀착된 상태로 구비되며, 기저귀 착용자의 대변 배변 여부를 감지하는 제2 센서부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 발광부는 백색광을 발광하기 위한 발광 다이오드를 포함하고, 상기 수광부는, 상기 복수의 파장 대역별로 광을 각각 통과시키기 위한 복수의 필터유닛 및 각각의 상기 필터유닛들을 통과한 상기 센싱 광이 수광되는 복수의 센싱 유닛들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센싱 유닛들은 각각 하나의 포토 다이오드(Photo Diode)로 형성되며, 상기 수광부는, 제1 파장 대역에 대응되는 제1 필터 유닛 및 제1 센싱 유닛과, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에 대응되는 제2 필터 유닛 및 제2 센싱 유닛을 포함하고, 상기 센싱 광에 상기 제1 파장 대역 또는 제2 파장 대역에 대응되는 광이 포함되었는 지 여부에 따라, 상기 제1 센싱 유닛 또는 제2 센싱 유닛은 각각 제1 센싱 신호 또는 제2 센싱 신호를 생성하며, 상기 센싱 데이터는 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 센싱 신호가 각각 온(On) 상태인지 또는 오프(Off) 상태인지에 따라서 착용자의 배변 상태를 매칭시킨 배변상태 매칭 데이터와 상기 센싱 데이터에 포함된 복수의 상기 센싱 신호를 비교하여, 상기 착용자의 배변 상태를 판단하여 배변 상태 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 센싱 신호를 각각 3개 이상의 상태로 감지하며, 상기 복수의 센싱 신호의 각 상태에 따라서 착용자의 건강 상태를 매칭시킨 건강 상태 매칭 데이터와 복수의 상기 센싱 신호와 비교하여, 상기 착용자가 대변 또는 소변을 배출한 것으로 판단된 경우 상기 착용자의 배변 활동에 대한 건강 상태를 판단하여 건강 상태 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 상기 통신부는, 블루투스 통신에 의하여 상기 배변 상태 데이터를 기저귀 착용자의 대소변 배출여부를 외부로 전송하며, 상기 착용자의 상기 배변 상태에 변화가 발생된 경우, 상기 제어부는 알람 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예의 다른 측면에 따른 대소변 감지 방법은 대소변 감지장치를 이용한 대소변 감지방법으로서,착용자가 기저귀를 착용한 상태에서, 발광부에서 소스 광을 상기 기저귀의 외면에 발산한 다음, 상기 기저귀의 외면에서 반사된 센싱 광이 수광부에서 기설정된 복수의 파장 대역별로 수광되어, 센싱 데이터가 생성되는 배변 상태 센싱 단계; 상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 배변 상태 판단 단계; 및 상기 배변 상태 데이터를 외부로 전송하는 배변 상태 전송 단계;를 포함하고, 상기 배변 상태 전송 단계는, 착용자의 배변 상태가 변화되는 경우, 알람 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법에 의하면, 첫째, 기존과 같이 기저귀 착용자의 냄새를 맡아보거나, 기저귀 표면을 만져 무게변화 또는 촉감으로 느끼는 등의 간접적인 방법으로 확인하거나, 기저귀를 열어 직접 눈으로 확인하지 않아도 되어 불쾌감의 유발이 없어질 뿐만 아니라 기저귀를 직접 냄새 맡거나 만져보지 않아도 되어 위생적인 효과가 있다.

둘째, 기존과 같이 감각에 의한 것이 아니기 때문에 대소변 배출량이 미약한 경우, 배출 여부 판단이 불확실할 경우도 정확한 판단이 가능하며, 특히 대변과 소변을 구분할 수 있어 보호자의 편리함이 증대되는 효과가 있다.

셋째, 소변 및 대변을 감지하는 부분이 서로 구분되어 있어 보호자는 기저귀 착용자의 소변 또는 대변을 배출했는지의 여부를 빨리 파악할 수 있고, 이를 통해 신속한 대처가 가능한 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 단순히 소변 또는 대변의 배출여부 외에 소변 또는 대변의 색깔을 통하여 기저귀 착용자의 건강 이상 여부도 판별할 수 있어 병변의 신속한 대처가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대소변 감지장치가 기저귀에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 구성을 블록화 하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2 내지 도 3의 대소변 감지장치를 이용한 대소변 감지방법을 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 이하의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 본 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대소변 감지장치가 기저귀에 설치된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 구성을 블록화 하여 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 대소변 감지장치(100)는, 유아 또는 중환자가 착용한 기저귀(200)의 외부에 설치된 상태에서, 유아 또는 중환자가 대변 또는 소변을 기저귀에 배출하는 경우, 기저귀(200)의 외면의 색상 변화를 감지함으로써 대소변 배변 상태를 판단할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 대소변 감지 장치(100)는 기저귀(200)를 착용한 유아 또는 중환자의 피부와 직접 접촉되지 않은 상태에서, 기저귀(200)에 대한 대소변 배출 상태를 감지할 수 있다.

대소변 감지 장치(100)는 기저귀(200) 외측에 설치되는 하나의 감지유닛으로 형성될 수 있으며, 클립 또는 벨크로 등과 같은 탈착이 용이한 고정 부재에 의하여 기저귀(200)에 고정될 수 있다.

구체적으로 상기 대소변 감지장치(100)는, 기저귀(200)의 외측에 접촉된 상태에서 착용자의 배변 상태를 감지하기 위한 센서부(110) 및 센서부(110)로부터 감지된 결과를 바탕으로 착용자의 배변 상태를 판단하기 위한 제어부(140)와, 판단된 결과를 외부로 전달하기 위한 통신부(150)와, 센서부(110) 및 제어부(140)를 연결하기 위한 연결부(170)를 포함한다.

센서부(110)는 소스 광을 기저귀(200)의 외측면에 발산하는 발광부(120) 및 발광부(120)에서 발산된 상기 소소 광으로부터 기저귀(200)의 외면에 반사되어 형성되는 센싱 광이 수광되는 수광부(130)를 포함하고, 상기 센싱 광을 기설정된 복수의 파장 대역별로 센싱하여 센싱 데이터를 생성한다.

즉, 센서부(110)는, 기저귀(200)의 외면의 광을 조사한 다음 반사광을 수광하여, 기저귀(200)의 외측면의 색상을 감지할 수 있다.

본 실시예에 따른 센서부(110)는, 복수 개로 마련되며 상기 대소변 감지장치(100)의 제1 위치, 예시적으로 기저귀(200)의 전면부 외측면에 밀착된 상태로 구비되고, 기저귀 착용자의 소변을 감지하는 제1 센서부(111) 및 상기 대소변 감지장치(100)의 제2 위치, 예시적으로 기저귀의(200)의 저면부 외측면에 밀착된 상태로 배치되며, 기저귀 착용자의 대변을 감지하는 제2 센서부(112)를 포함할 수 있다. 따라서, 센서부(110)는 착용자의 대변 배변 여부 또는 소변 배변 여부를 각각 구분하여 감지할 수 있다.

여기서 제1 센서부(111) 및 제2 센서부(112)는 각각 발광부(120) 및 수광부(130)를 포함한다. 본 실시예에 따른 대소변 감지장치(100)의 센서부(110)의 발광부(120) 및 수광부(130)가 기저귀(200)의 외측면에 밀착된 상태로 구비됨에 따라서, 외부 광에 의한 간섭이 억제될 수 있다.

본 실시예에 따른 대소변 감지장치(100)의 발광부(120)는 백색광을 발광하기 위한 발광 다이오드를 및 상기 발광 다이오드를 구동하기 위한 LED 구동부를 포함할 수 있다.

수광부(130)는, 상기 복수의 파장 대역별로 광을 각각 통과시키기 위한 복수의 필터 유닛 및 각각의 상기 필터유닛들을 통과한 상기 센싱 광이 수광되는 복수의 센싱 유닛들을 포함한다. 이때, 하나의 상기 필터 유닛 및 하나의 센싱 유닛은 하나의 수광 유닛(131, 132, 133, 134, 135, 136)을 형성하며, 복수의 수광 유닛(131, 132, 133, 134, 135, 136)들은 어레이(Array) 형태로 배치되어, 수광부(130)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 센싱 유닛들은 각각 포토 다이오드(Photo diode)로 형성될 수 있다.

즉, 발광부(120)는 흰색으로 발광되는 상기 소스 광을 측정 대상인 기저귀(200)의 외측면에 조사하며, 기저귀(200)의 외측면으로부터 반사되는 상기 반사 광이 상기 필터 유닛들을 거쳐 상기 센싱 유닛들에 상기 복수의 파장 대역별로 수광된다. 즉, 하나의 상기 센싱 유닛은, 이에 대응되는 상기 필터 유닛을 통과한 특정한 파장 대역의 상기 반사 광에 대응하여 감지 신호를 생성한다.

예시적으로, 본 실시예에 따른 수광부(130)는 복수의 수광 유닛(131, 132, 133, 134, 135, 136)들을 포함할 수 있다. 복수의 수광 유닛(131, 132, 133, 134, 135, 136)들 중 제1 수광 유닛(131)은 제1 파장 대역(W₁)에 대응되는 광을 통과시키기 위한 제1 필터 유닛 및 상기 제1 필터 유닛을 통과한 제1 파장 대역(W₁)의 광을 수광하여 제1 센싱 신호를 생성하는 제1 센싱 유닛을 포함하고, 제2 수광 유닛(132)은 제2 파장 대역(W₂)에 대응되는 광을 통과시키기 위한 제2 필터 유닛 및 상기 제2 필터 유닛을 통과한 제2 파장 대역(W₁)의 광을 수광하여 제2 센싱 신호를 생성하는 제1 센싱 유닛을 포함한다.

따라서, 상기 센싱 광에, 제1 파장 대역(W₁) 또는 제2 파장 대역(W₁)에 대응되는 광이 포함되었는 지 여부에 따라, 제1 수광 유닛(131)의 상기 제1 센싱 유닛 또는 제2 수광 유닛(132)의 상기 제2 센싱 유닛은 각각 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 생성한다.

이때, 상기 센싱 유닛은 포토 다이오드로 형성될 수 있으며, 예시적으로 상기 반사 광에 상기 제1 파장 대역(W₁)에 대응되는 광이 포함되고, 상기 제2 파장 대역(W₂)에 대응되는 광이 포함되지 않은 경우, 제1 센싱 유닛으로부터 생성되는 상기 제1 센싱 신호는 온(On) 상태로 형성되며, 상기 제2 센싱 유닛응로부터 생성되는 상기 제2 센싱 신호는 오프(Off) 상태로 형성된다.

본 실시예에서는, 상기 각 센싱 유닛들이 상기 반사 광에 각 상기 파장 대역에 대응되는 광이 포함되었는 지 여부에 따라서, 각 상기 센싱 신호를 생성하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 반사 광의 어느 특정한 파장 대역의 광이 포함되어 있더라도, 상기 특정한 파장 대역의 광의 세기가 기준치 미만일 경우, 상기 센싱 유닛은 상기 특정한 파장 대역에 대응되는 광이 상기 반사 광에 포함되지 않은 것으로 판단하여 오프 상태의 상기 감지 신호를 생성할 수 있다. 반대로, 상기 반사 광의 어느 특정한 파장 대역의 광의 세기가 기준치 이상일 경우, 대응되는 센싱 유닛은 상기 특정환 파장 대역에 대응되는 광이 상기 반사광에 포함된 것으로 판단하여 온 상태의 상기 감지 신호를 생성한다.

즉, 기저귀 외면측의 색상을 감지하기 위한 수광부(130)의 구성이 단순히 하나의 상기 필터 유닛 및 하나의 상기 센싱 유닛으로 구성된 상기 수광 유닛으로 구성됨에 따라서, 센싱 구성이 단순해질 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 센싱 유닛이 포토 다이오드로 형성됨에 따라서, 대기 전력이 최소화되어 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서는 수광부(130)의 상기 센싱 유닛이 각각의 포토 다이오드로 형성되는 구성으로 설명되고 있으나, 수광부(130)가 CIS(CMOS Image Sensor)로 형성되는 구성 또한 가능하다.

예시적으로 수광부(130)의 제1 수광 유닛(131)은 파란색(Blue, B), 제2 수광유닛(132)은 노란색(Yellow, Y), 제3 수광 유닛(133)은 녹색(Green, G), 제4 수광 유닛(134)은 빨간색(Red, R), 제5 수광유닛(135)은 보라색(Violet, V), 제6 수광 유닛(136)은 주황색(Orange, O)의 파장 대역에 대응되는 광을 센싱할 수 있다.

센서부(110)는 복수의 상기 센싱 신호가 포함된 센싱 데이터를 생성하여, 상기 센싱 데이터를 제어부(140) 측으로 전달한다.

한편, 제어부(140)는, 발광부(120)가 소스 광을 기저귀 외측면에 발광하여 반사된 센싱 광이 수광부(130)에서 수광하는 경우, 상기 반사 광에 포함된 파장 대역에 따라 기저귀 착용자의 대소변 배출 여부, 즉 배변 상태를 판단한다.

보다 상세히, 상기 복수의 센싱 신호가 각각 온(On) 상태인지 또는 오프(Off) 상태인지에 따라서 착용자의 배변 상태를 매칭시킨 배변상태 매칭 데이터와 상기 센싱 데이터에 포함된 복수의 상기 센싱 신호를 비교하여, 상기 착용자의 배변 상태를 판단하여 배변 상태 데이터를 생성한다.

이때, 상기 배변 상태 매칭 데이터는, 배변 상태 즉, 정상 상태, 소변 배출 상태 및 대변 배출 상태와 각 센싱 신호의 상태를 상호 간에 매칭시킨 데이터 테이블(Data Table) 형태로 형성될 수 있다.

즉, 상기한 사항을 정리하면, 발광부(120)에서 발광되는 흰색의 소스 광은, 기저귀의 외측면에 반사된 다음 수광부(130)에서 복수의 파장 대역별로 수광되며, 상기 반사 광에 기초하여 형성된 상기 센싱 데이터는 제어부(150)로 전송되고, 제어부(140)는 상기 센싱 데이터는 레퍼런스 데이터, 즉 상기 배변 상태 매칭 데이터와 비교하여 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치에 대한 착용자의 대소변의 배출 여부를 판별하게 된다. 예를 들어 기저귀 착용자가 소변 또는 대변을 배출하게 되면, 발광부(120)에서 발광되는 빛은 소변 또는 대변에 의하여 변색된 기저귀(200)의 외측면에 반사되고, 반사된 상기 반사 광을 수광한 센서부(110)는 상기 소변 배출 상태 또는 상기 대변 배출 상태에 대응되는 상기 센싱 데이터를 형성하게 된다. 제어부(140)는 상기 센싱 데이터에 기초하여, 착용자가 대변 또는 소변을 배출하였는 지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 센서부(110)가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 각각 마련됨으로써, 소변 또는 대변의 배출 여부를 보다 정확하게 감지할 수 있다.

일예로 기저귀 착용자가 소변을 배출하고 그 색깔이 노란색인 경우 제2 수광유닛(132)에서 생성되는 제2 감지 신호만이 온 상태로 형성되고 다른 감지 신호는 오프 상태로 형성되며, 제어부를 상기 감지신호들의 상태를 상기 배변 상태 매칭 데이터와 비교하여 착용자가 소변을 배출한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 대변을 배출하고 그 색깔이 황토색인 경우 제2 수광 유닛(132) 및 제5 수광 유닛(135)에서 생성되는 제2 감지신호 및 제5 감지신호가 온 상태로 형성되고 다른 감지 신호는 오프 상태로 형성됨으로써, 제어부(140)는 착용자가 대변을 배출한 것으로 판단하게 되는 것이다. 이는 예시적으로 설명한 것으로 수광 유닛(131, 132, 133, 134, 135, 136)의 색깔은 변경되어 적용될 수 있다.

한편, 상기 제어부(140)의 대소변의 배출여부를 외부로 송신하는 통신부(150)가 더 구비된다. 상기 통신부(150)는, 블루투스 통신에 의하여 기저귀 착용자의 대소변 배출여부를 외부 단말기(M)에게 전송되도록 구성된다. 이때, 상기 센서부(110)는 소변 영역 및 대변 영역 두 위치에 구비되어 있기 때문에 기저귀 착용자가 소변을 배출하게 되면 제1 센서부(111)가 이를 감지하고, 대변을 배출하게 되면 제2 센서부(112)가 이를 감지하여 제어부(140)로 신호를 전송하게 되며, 제어부(140)는 이러한 신호를 토대로 하여 통신부(150)를 통해 보호자의 휴대전화 등과 같은 이동통신단말기(M)로 정보를 전송하게 된다.

여기서 일반적으로 휴대전화의 경우 스마트폰 또는 태블릿 PC를 많이 사용하기 때문에 보호자는 대소변 감지장치(100) 제조업자가 개발한 별도의 어플리케이션을 설치하여 기저귀 착용자의 대소변 배출 여부, 즉 배변 상태를 알 수 있게 되는 것이다. 또는 대소변 감지장치(100)과 이동통신단말기 간의 다이렉트 통신으로 통하여 기저귀 착용자의 대소변 배출 여부를 알 수 있게 되는 것이다. 또한, 기저귀 착용자의 경우 유아 또는 중환자이고, 주로 실내 또는 유아 또는 중환자의 지척에서 보호자는 항상 상주하고 있게 되므로 블루투스 통신을 이용하여 충분히 대소변 배출여부를 파악할 수 있게 되는 것이다. 즉, 대소변 감지장치(100)는 실시간으로 기저귀(200)에 대한 배변 상태를 감지하여, 외부로 상기 배변 상태 데이터를 전송함으로써, 사용자가 이격된 거리에서 지속적으로 기저귀(200)의 배변 상태를 알 수 있는 장점이 있다.

한편, 제어부(140)는, 기저귀(200)에 대한 배변 상태가 변경된 경우, 즉, 소변 배출 또는 배변 배출이 감지된 경우, 이에 대한 알람 신호를 생성하여, 대소변 감지 장치(100)에 형성되는 표시부(미도시)를 통하여 소리 또는 시각 신호로 배변 상태 변경을 외부로 알릴 수 있다.

연결부(170)는 센서부(110) 및 제어부(140)를 연결하기 위한 연결부(170)를 포함하며, 연결부(170)는 내부에 신호 전달을 위한 복수의 케이블과 상기 케이블을 감싸는 연성 재질의 커버 부재를 포함한다.

한편, 상기한 설명에서는 상기 발광부(120)에서 빛을 기저귀에 발광하여 반사된 빛이 수광부(130)에 수용될 시 빛의 파장에 따라 반사되는 빛이 수광부(130)에 수용되도록 하여 기저귀 착용자의 대소변 배출 여부를 판단하는 것에 대해 설명되었지만, 이외에 대소변 색깔을 통하여 건강의 이상 여부를 추가적으로 판별할 수 있도록 구성될 수 있다.

보다 상세히, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(140)는, 상기 복수의 센싱 신호를 각각 3개 이상의 상태로 감지하며, 상기 복수의 센싱 신호의 각 상태에 따라서 착용자의 건강 상태를 매칭시킨 건강 상태 매칭 데이터와 복수의 상기 센싱 신호와 비교한다. 그리고, 제어부(140)는 상기 착용자가 대변 또는 소변을 배출한 것으로 판단된 경우, 상기 착용자의 배변 활동에 대한 건강 상태를 판단하여 건강 상태 데이터를 생성한다.

이때, 센서부(110)의 상기 센싱 유닛들은 온(On) 및 오프(Off) 상태, 즉 2 가지 상태의 상기 센싱 신호를 출력하지 않고, 특정한 파장 대역의 반사 광의 세기를 3개 이상의 상태 예시적으로 로우(Low), 미디엄(Medium) 및 하이(High) 상태 또는 그 이상의 상태로 상기 센싱 신호를 출력할 수 있다.

따라서, 대소변 감지장치(100)는 기저귀(200)의 외측면에 대한 보다 정밀한 색상을 감지함으로써, 상기 배변 상태와 더불어 착용자의 배변 색깔에 따른 건강 상태를 감지할 수 있다.

구체적으로 제어부(140)는 각종 병변에 따른 대소변 색깔의 데이터와, 기저귀 착용자가 배출한 대소변 색깔에 따른 감지 신호의 데이터를 비교하여, 이를 토대로 하여 기저귀 착용자의 건강 이상의 여부를 판단하게 되는 것이다. 따라서 보호자는 기저귀 착용자의 대소변이 배출되는 색깔을 통하여 병변의 신속한 대응이 가능하게 된다. 예시적으로, 기저귀(200)의 외측면을 통하여 감지된 소변 또는 대변 색깔에 붉은 색 계통의 파장 대역의 광 신호 세기가 강한 경우, 대소변 감지 장치(100)는 착용자가 혈뇨 또는 혈변을 배출한 것으로 판단하여, 이에 대한 상기 건강 상태 데이터를 출력할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 발광부(120), 수광부(130), 제어부(140) 및 통신부(150)를 구동시키기 위해서는 별도의 배터리 유닛(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 충전지의 경우 미사용 시에 충전단자(미도시)를 통하여 충전이 가능하도록 구비되어 기저귀 착용자의 움직임을 용이하게 한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 대소변 감지장치를 이용한 대소변 감지방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4는 도 2 내지 도 3의 대소변 감지장치를 이용한 대소변 감지방법을 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 착용자가 기저귀를 착용한 상태에서, 발광부에서 소스 광을 상기 기저귀의 외면에 발산한 다음, 상기 기저귀의 외면에서 반사된 센싱 광이 수광부에서 기설정된 복수의 파장 대역별로 수광되어, 센싱 데이터가 생성되는 배변 상태 센싱 단계(S100)가 수행된다.

그 다음, 상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 배변 상태 판단 단계(S200)가 수행된다.

배변 상태 센싱 및 배변 상태 판단에 대한 구체적인 구성은 도 2 및 도 3에서 자세하게 설명하였는 바, 이하에서는 이에 대한 설명은 생략한다.

그 다음, 상기 배변 상태 데이터를 외부로 전송하는 배변 상태 전송 단계(S300)가 수행된다. 보호자는 본인이 휴대한 휴대전화 등과 같이 블루투스 통신이 가능한 이동통신단말기의 어플리케이션 또는 이동통신단말기와 대소변 감지장치(100) 간의 다이렉트 통신을 통하여 기저귀 착용자의 대소변 배출여부를 알 수 있다.

이때, 데이터 전송 단계(S300)는, 착용자의 배변 상태가 변화되는 경우, 알람 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

그 다음, 상기 배변 상태에 대한 감지 여부 종료 여부를 판단하는 배변 감지 종료 판단 단계(S400)가 수행되며, 배변 감지가 종료된 경우 제어를 종료하며, 종료되지 않은 경우, 배변 상태 센싱 단계(S100)가 수행된다. 예시적으로, 대소변 감지 장치(100)가 기저귀(200)로부터 탈거되는 경우, 또는 사용자가 외부 단말기를 이용하여 감지 종료 신호를 입력하거나 사용자가 직접 대소변 감지 장치(100)에 상기 감지 종료 신호를 입력하는 경우, 대소변 감지 장치(100)는 배변 감지를 종료하는 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법을 이용하면, 기존과 같이 기저귀 착용자의 냄새를 맡아보거나, 기저귀 표면을 만져 무게변화 또는 촉감으로 느끼는 등의 간접적인 방법으로 확인하거나, 기저귀를 열어 직접 눈으로 확인하지 않아도 되어 불쾌감의 유발이 없어질 뿐만 아니라 기저귀를 직접 냄새 맡거나 만져보지 않아도 되어 위생적이다.

또한, 감각에 의한 것이 아니기 때문에 대소변 배출량이 미약한 경우, 배출 여부 판단이 불확실할 경우도 정확한 판단이 가능하며, 특히 대변과 소변을 구분할 수 있어 보호자의 편리함이 증대된다.

이상에서 설명된 본 발명의 대소변 감지장치 및 이를 이용한 대소변 감지방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 감지유닛 110 : 센서부
111 : 제1 센서부 112 : 제2 센서부
120 : 발광부 130 : 수광부
131-136 : 제1 수광유닛 ~ 제6 수광 유닛
140 : 제어부 150 : 통신부
200 : 기저귀

Claims

기저귀의 외측면에 설치되어 착용자의 배변상태를 감지하기 위한 대소변 감지 장치로서,
소스 광을 상기 기저귀의 외측면에 발산하는 발광부 및 상기 발광부에서 발산된 상기 소스 광으로부터 상기 기저귀의 외측면에 반사되어 형성되는 센싱 광이 수광되는 수광부를 포함하고, 상기 센싱 광을 기설정된 복수의 파장 대역별로 센싱하여 센싱 데이터를 생성하는 센서부;
상기 센서부에서 센싱된 상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 제어부; 및
상기 제어부에서 판단한 착용자의 상기 배변 상태 데이터를 외부로 송신하기 위한 통신부;를 포함하고,
상기 발광부는 백색광을 발광하기 위한 발광 다이오드를 포함하고,
상기 수광부는, 상기 복수의 파장 대역별로 광을 각각 통과시키기 위한 복수의 필터유닛 및 각각의 상기 필터유닛들을 통과한 상기 센싱 광이 수광되는 복수의 센싱 유닛들을 포함하고,
상기 센싱 유닛들은 각각 하나의 포토 다이오드(Photo Diode)로 형성되며,
상기 수광부는, 제1 파장 대역에 대응되는 제1 필터 유닛 및 제1 센싱 유닛과, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에 대응되는 제2 필터 유닛 및 제2 센싱 유닛을 포함하고,
상기 센싱 광에 상기 제1 파장 대역 또는 제2 파장 대역에 대응되는 광이 포함되었는 지 여부에 따라, 상기 제1 센싱 유닛 또는 제2 센싱 유닛은 각각 제1 센싱 신호 또는 제2 센싱 신호를 생성하며,
상기 센싱 데이터는 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 센싱 신호가 각각 온(On) 상태인지 또는 오프(Off) 상태인지에 따라서 착용자의 배변 상태를 매칭시킨 배변상태 매칭 데이터와 상기 센싱 데이터에 포함된 복수의 상기 센싱 신호를 비교하여, 상기 착용자의 배변 상태를 판단하여 배변 상태 데이터를 생성하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 센싱 신호를 각각 3개 이상의 상태로 감지하며, 상기 복수의 센싱 신호의 각 상태에 따라서 착용자의 건강 상태를 매칭시킨 건강 상태 매칭 데이터와 복수의 상기 센싱 신호와 비교하여, 상기 착용자가 대변 또는 소변을 배출한 것으로 판단된 경우 상기 착용자의 배변 활동에 대한 건강 상태를 판단하여 건강 상태 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 대소변 감지장치.
제1 항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 기저귀의 전면부 외측면에 밀착된 상태로 구비되며, 기저귀 착용자의 소변 배변 여부를 감지하는 제1 센서부; 및
상기 기저귀의 저면부 외측면에 밀착된 상태로 구비되며, 기저귀 착용자의 대변 배변 여부를 감지하는 제2 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대소변 감지장치.
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제1 항에 있어서,
상기 통신부는, 블루투스 통신에 의하여 상기 배변 상태 데이터를 기저귀 착용자의 대소변 배출여부를 외부로 전송하며,
상기 착용자의 상기 배변 상태에 변화가 발생된 경우, 상기 제어부는 알람 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 대소변 감지 장치.
제1 항의 대소변 감지장치를 이용한 대소변 감지방법으로서,
착용자가 기저귀를 착용한 상태에서, 발광부에서 소스 광을 상기 기저귀의 외면에 발산한 다음, 상기 기저귀의 외면에서 반사된 센싱 광이 수광부에서 기설정된 복수의 파장 대역별로 수광되어, 센싱 데이터가 생성되는 배변 상태 센싱 단계;
상기 센싱 데이터에 기반하여, 상기 기저귀 외면의 색상 변화를 측정하여 착용자의 배변 상태를 판단하고, 배변 상태 데이터를 생성하는 배변 상태 판단 단계; 및
상기 배변 상태 데이터를 외부로 전송하는 배변 상태 전송 단계;를 포함하고,
상기 배변 상태 센싱 단계에서, 상기 센싱 광에 제1 파장 대역 또는 제2 파장 대역에 대응되는 광이 포함되었는지 여부에 따라, 각각 제1 센싱 신호 또는 제2 센싱 신호가 생성되며,
상기 센싱 데이터는 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 포함하고,
상기 배변 상태 판단 단계는,
상기 복수의 센싱 신호가 각각 온(On) 상태인지 또는 오프(Off) 상태인지에 따라서, 착용자의 배변 상태를 매칭시킨 배변상태 매칭 데이터와 상기 센싱 데이터에 포함된 복수의 상기 센싱 신호가 비교되며, 상기 배변 상태 매칭 데이터와 상기 센싱 신호의 비교 결과에 따른 배변 상태 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 복수의 센싱 신호는 각각 3개 이상의 상태로 감지되며, 상기 복수의 센싱 신호의 각 상태에 따라서 착용자의 건강 상태를 매칭시킨 건강 상태 매칭 데이터와 복수의 상기 센싱 신호가 비교되어, 상기 착용자가 대변 또는 소변을 배출한 것으로 판단된 경우, 상기 착용자의 배변 활동에 대한 건강 상태를 판단하여 건강 상태 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 대소변 감지 방법.
제8 항에 있어서,
상기 배변 상태 전송 단계는, 착용자의 배변 상태가 변화되는 경우, 알람 신호를 생성하여, 상기 대소변 감지장치의 표시부에 배변 상태를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대소변 감지 장치를 이용한 대소변 감지 방법.