KR102031169B1 - 실시간 숙면 유지 시스템. - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간 숙면 유지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사용자의 생체 리듬을 실시간으로 분석하여 이에 따라 아로마 향을 발향함으로써 숙면을 유지할 수 있도록 하는 실시간 숙면 유지 시스템에 관한 기술분야가 개시된다.
또한, 상기와 같이 제시된 본 발명에 따른 실시간 숙면 유지 시스템은 지속적으로 착용자의 상태에 맞춰 실시간 유동적 대응을 통해 사용자의 쾌적하고 안정된 수면 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

Description

실시간 숙면 유지 시스템.{SYSTEM FOR MAINTAINING SLEEP QUALITY IN REAL TIME}

본 발명은 실시간 숙면 유지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사용자의 생체 리듬을 실시간으로 분석하여 이에 따라 아로마 향을 발향함으로써 숙면을 유지할 수 있도록 하는 실시간 숙면 유지 시스템에 관한 것이다.

아로마 테라피는 수면 장애를 해소하고 숙면을 유지할 수 있는 수단으로 널리 활용되고 있다. 아로마 테라피는 식물에서 추출한 휘발성 물질을 이용하여 사용자의 심신을 안정시키는 방법으로서 추출한 에센셜 오일을 후각이나 피부를 통해 인체에 흡수함으로써 건강 유지 및 증진을 도모하는 대체요법이다.

수면 장애를 해소하기 위한 방법으로 숙면을 유지하는 장치가 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0056008호에는 유비쿼터스를 이용한 수면 환경 제공 시스템이 개시되어 있으나, 이러한 유비쿼터스를 구성하기 위해서는 적외선 열감지 카메라, 영상 서버, 홈네트워크 서버, 제어기, 홈게이트웨이 등의 다양한 부가 설비가 필요하여 비용이나 설치 환경에 제약이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 10-1604848호에서는 산소포화도 측정기 또는 맥박 측정기를 포함하는 생체신호감지수단, 뒤척임측정기를 포함하는 수면자세감지수단을 포함하는 측정부를 사용자가 착용하고 수면을 취하면 사용자의 수면 장애 여부를 판단하여 조명기, 온도조절기, 습도조절기 및 아로마분사기가 작동하는 맞춤형 수면 최적화 장치가 개시되어 있다. 이러한 장치는 사용자의 상태를 실시간으로 모니터링하여 수면을 돕는 장점이 있으나, 아로마 테라피의 관점에서 아로마를 효과적으로 분사함으로써 사용자의 숙면을 증진시킬 수 있는 향상된 장치가 요구된다.

대한민국 공개특허공보 10-2009-0056008호 대한민국 등록특허공보 10-1604848호

본 발명은 상기와 같은 종래기술들을 감안하여 안출된 것으로 생체리듬을 분석하여 사용자에게 적합한 아로마 향을 효과적으로 분사함으로써 사용자의 쾌적하고 안정된 수면상태를 유지할 수 있도록 하는 실시간 숙면 유지 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용자의 생체리듬을 검출하는 측정부 및 아로마 향을 방출하는 아로마 향 방출장치로 이루어지는 실시간 숙면 유지 시스템으로서, 상기 아로마 향 방출장치는 농도가 상이한 2 이상의 아로마를 저장하기 위한 격벽으로 구획된 2 이상의 셀이 구비된 저장용기와 상기 저장용기의 하부에 설치되어 저장용기를 가열하는 가열장치 및 상기 저장용기의 상부에 설치되어 상기 각각의 셀을 개폐하기 위한 발향 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템을 제시한다.

또한, 상기 발향 조절기는 하나의 셀을 개방하는 동안 나머지 셀을 폐쇄할 수 있다.

또한, 상기 측정부는 심박수와 혈중 산소포화도를 측정하는 감지기와 수면 중 사용자의 뒤척임을 측정하는 가속도센서를 포함하며, 상기 아로마 향 방출장치는 미세먼지 측정센서 및 공기청정 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 아로마는 밤 제형, 액상 제형, 젤 제형, 또는 캡슐 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 실시간 숙면 유지 시스템은 지속적으로 착용자의 상태에 맞춰 실시간 유동적 대응을 통해 사용자의 쾌적하고 안정된 수면 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 아로마 향 방출장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 생체 정보를 수집하기 위한 측정부의 구성을 나타내는 개념도이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 의한 실시간 숙면 유지 시스템은 사용자의 생체리듬을 검출하는 측정부 및 아로마 향을 방출하는 아로마 향 방출장치로 이루어지는 것으로서, 사용자의 생체리듬에 따라 적합한 아로마 향을 방출하여 사용자의 쾌적하고 안정된 수면상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 측정부는 뱅글(bangle) 형태로 이루어져 사용자의 팔에 착용되고, 심박수와 혈중 산소포화도를 측정하는 감지기와 수면 중 사용자의 뒤척임을 측정하는 가속도센서를 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 감지기와 가속도센서를 통해 사용자의 생체리듬을 측정하여 실시간으로 유동적인 대응을 함으로써, 사용자의 쾌적하고 안정된 수면상태를 유지 할 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 감지기는 혈중 산소포화도를 측정하여 코골이 등에 의한 수면 무호흡증으로 사용자의 혈중 산소포화도가 정상범위인 95% 이상을 유지하지 못 하고 90% 이하로 떨어져 저산소증의 위험이 높아지는 경우 이후에 자세히 언급될 아로마 향 방출장치를 통해 아로마 향을 발산하여 쾌적한 수면상태를 유지할 수 있게 함으로써, 저산소증에 의한 장기 손상 특히 뇌의 손상을 예방하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 상기 감지기는 코골이 등에 의한 수면 무호흡증의 증상 중 하나인 급격한 심박수 변화를 감지하여 일정 횟수 이상 반복되는 경우 수면장애로 판단하여 상기 아로마 향 방출장치를 통해 아로마 향을 발산함으로써, 사용자의 쾌적한 수면 상태를 유지할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 가속도센서는 수면 무호흡증의 증상 중 하나인 수면 중 뒤척임을 감지하여 일정 횟수 이상 반복하여 뒤척임이 감지되면 상기 아로마 향 방출장치를 통해 사용자에 맞는 아로마 향을 발산 하여 사용자로 하여금 쾌적한 숙면을 취할 수 있게 한다.

또한, 상기 측정부는 뱅글 형태로 이루어져 사용자의 팔에 착용하므로 상기 측정부의 배터리는 충전식 배터리를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 측정부에는 충전 포트가 구비되어 사용하지 않을 때나 사용 중 전력이 부족할 때 언제든지 충전할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 측정부의 메인보드는 상기 감지기, 가속도 센서, 전원(배터리)와 각각 연결되어 있으므로 측정된 정보를 저장 및 분석, 송신할 수 있고, 전력 상태를 지속적으로 체크하여 필요에 따라 별도의 디스플레이, 스피커 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.

또한, 상기 아로마 향 방출장치는 농도가 상이한 2 이상의 아로마를 저장하기 위한 격벽으로 구획된 2 이상의 셀이 구비된 저장용기와 상기 저장용기의 하부에 설치되어 저장용기를 가열하는 가열장치 및 상기 저장용기의 상부에 설치되어 상기 각각의 셀을 개폐하기 위한 발향 조절기를 포함하는 것으로서, 사용자가 착용한 측정부로부터 측정되는 사용자의 생체리듬 정보를 수신하여 상기 생체리듬 정보에 따라 사용자의 상태에 적합한 아로마 향을 방출하는 특징을 가진다.

상기 아로마는 밤 제형, 액상 제형 또는 젤 제형으로 이루어질 수 있고, 캡슐에 보관된 형태일 수도 있다.

또한, 사용자의 생체리듬 분석을 통해 현재 사용자의 상태에 적합한 농도의 아로마 향을 방출하기 때문에 실시간 유동적으로 적합한 아로마 향을 방출할 수 있어 사용자의 쾌적하고 안정된 수면상태를 유지하는데 도움을 주고, 아로마의 추가 또는 카트리지 형태로 아로마를 교체함으로써 일회성이 아닌 반영구적인 사용이 가능하다.

또한, 상기 아로마 향 방출장치에는 미세먼지 측정센서와 공기청정 장치(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다.

상기 미세먼지 측정센서는 상기 아로마 향 방출장치가 설치된 공간의 미세먼지를 측정하고 그 정보를 상기 아로마 향 방출장치에 설치된 LED 표시부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 이를 통하여 사용자는 실내의 미세먼지 여부를 확인할 수 있게 된다.

또한, 상기 미세먼지 측정센서에 의해 미세먼지가 검출되면 측정부로부터 들어오는 작동 신호나 스위치의 작동, 또는 자동적으로 공기청정 장치가 작동하여 미세먼지를 걸러줄 수 있게 된다. 이에 따라 미세먼지가 제거된 공기를 통해 아로마 향을 방출할 수 있으므로 사용자가 쾌적한 수면상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 저장용기는 농도가 상이한 2 이상의 아로마를 저장하기 위한 격벽으로 구획된 2 이상의 셀이 구비된 것으로서, 측정부에 의해 검출된 사용자의 생체리듬에 맞게 발향 가능하도록 농도가 서로 다른 복수개의 아로마를 저장하고 있다.

구체적으로, 상기 저장용기는 서로 다른 농도의 아로마를 저장하기 위해 격벽으로 구획된 복수개의 셀이 구비되어 농도가 서로 다른 아로마가 섞이는 것을 방지하고, 상부는 개방되어 내부에 저장된 아로마가 상부에 설치된 발향커버의 구멍을 통해 발향되도록 하는 특징을 가진다.

또한, 상기 아로마 향 방출장치의 크기 및 발향 시간을 고려하여 상기 셀은 3 내지 4개로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3개로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 저장용기는 내부에 저장된 아로마를 교체할 수 있어 사용자의 수면 패턴에 따라 적합한 아로마의 종류 및 농도를 선택하여 저장 가능하고, 사용 후 아로마를 보충함으로써, 반영구적인 사용이 가능하다.

아울러, 상기 저장용기는 원형 또는 직사각형 등의 형상으로 제작되는데, 상기 아로마 향 방출장치의 전체 형상을 고려하여 제작하는 것이 바람직하다.

상기 저장용기는 아로마를 교체하거나 추가할 수 있도록 제작되어야 하므로 카트리지 형태로 제작될 수 있고, 저장용기를 상기 아로마 향 방출장치로부터 추출하여 아로마를 채울 수 있도록 상부에 뚜껑을 설치한 형태일 수도 있다.

또한, 상기 가열장치는 상기 저장용기의 하부 및/또는 측부에 설치되어 저장용기를 가열하는 것으로서, 상기 저장용기를 가열하여 상기 저장용기의 내부에 저장된 아로마를 발향시키는 역할을 하여 아로마 향을 발산 하도록 하는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 가열장치는 상기 저장용기를 가열하게 되는데, 이때 상기 저장용기가 가열되면서 내부에 저장된 아로마의 온도가 상승하여 상기 발향커버의 구멍을 통해 발향되도록 한다.

이러한 가열장치에 의해 상기 저장용기는 가열된 후 내부의 아로마에 균일한 열을 전달하는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 일반적으로 투명 또는 반투명의 플라스틱 재질로 제조하는 것이 바람직한데, 이를 통해 내부에 함유된 아로마의 양을 쉽게 확인할 수 있어 사용자가 아로마를 추가해야 할 시점을 판단할 수 있다.

상기 플라스틱 재질로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나를 적용하는 것이 바람직하다. 특히, 균일한 열 공급을 위하여 상기 플라스틱 재질의 외부 또는 내부 표면에 실리카-알루미나를 포함하는 코팅막을 형성함으로써 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 실리카-알루미나를 포함하는 코팅막은 염화규소와 염화알루미늄을 용제에 배합하여 코팅 조성물을 형성하고 이를 상기 용기의 내부 또는 외부 표면에 분무하여 코팅하고 이를 120 내지 200℃에서 10분 내지 1시간 열처리함으로써 제조될 수 있는데, 4가의 실리카 분자가 형성하는 망상구조 속에 3가의 알루미나가 결합되면 점결함(point defect)이 생성되므로 상기 분자의 열진동에 의한 열 전달 효율이 상승하는 것으로 나타났다.

염화규소와 염화알루미늄의 혼합 비율은 가수분해와 중축합을 고려하여 결정되는데 0.2:1~3:1당량이 바람직한 것으로 나타났다. 염화규소의 함량이 지나치게 적을 경우 가수분해 후에도 수산기가 남아있어 코팅막의 겔화를 촉진하므로 표면을 균일하게 도포할 수 없고, 지나치게 많으면 경화 과정에서 중축합 반응이 일어날 때 급격한 체적변화가 일어나 코팅막의 균열이 발생하는 것으로 나타났다.

또한, 알루미나의 함량이 지나치게 적으면 점결함이 충분히 형성되지 못해 열 전달 효율이 낮으며, 지나치게 많으면 점결합이 너무 많아 구조적 안정성이 낮아져 도막이 벗겨지거나 열 전달 효율이 낮아지는 것으로 나타났다.

또한, 상기 코팅막을 형성할 때 실리카-알루미나 가수분해 반응물은 시간의 경과에 따라 수산화물을 생성하면서 실록산 결합이 형성하여 겔화 되므로 이를 방지하기 위하여 용제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 용제로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올류와 물을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 용제의 함량은 코팅 조성물 전체에 대하여 5 내지 30 중량%의 범위인 것이 바람직한데 용제의 함량이 지나치게 적으면 저장 안정성이 낮아지며 너무 많으면 코팅막 형성 시 접착력이 낮아지는 문제가 발생한다.

상기 코팅막은 10 내지 100㎛의 두께로 형성되는데 분사 시간이나 분사양에 따라 두께가 달라질 수 있다. 그러나 균일한 열 전달을 위해서는 상기 두께로 코팅막을 형성하는 것이 바람직한 것으로 나타났는데, 두께가 지나치게 얇으면 열 전달 효율이 불충분하여 플라스틱 용기를 사용했을 때와 차이가 없고, 두께가 지나치게 두꺼우면 도막의 안정성 및 내구성이 낮아지는 것으로 나타나 상기 범위에서 형성되는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

일 실시예에서 폴리에틸렌테레프탈레이트로 제작된 용기에 평균 두께 80㎛의 실리카-알루미나 코팅막을 형성하고 동일한 농도의 아로마를 가열하여 발향한 결과 1시간 동안 아로마의 증발량이 코팅막이 없는 저장용기를 사용했을 때에 비해 20% 증가하는 것으로 나타나 균일한 열 전달과 발향 효율의 향상이 있는 것으로 확인되었다.

또한, 상기 발향 조절기는 상기 저장용기의 상부에 설치되어 상기 각각의 셀을 개폐하기 위한 것으로서, 서보모터의 동작에 의해 상기 저장용기의 상부를 개폐 또는 폐쇄하여 아로마 향의 발향을 조절한다.

구체적으로, 상기 발향 조절기는 상부에 상기 발향커버가 설치되어 외부로부터의 충격 및 이물질에 대해 보호받게 되고, 상기 발향 조절기는 상기 저장용기의 상부에 위치하여 상기 발향 조절기 작동 전 상기 저장용기 내부에 저장된 아로마가 자연적으로 발향하는 것을 차단하게 되며, 상기 측정부를 통해 검출된 사용자의 생체리듬에 따라 상기 서보모터가 동작함으로써, 상기 발향 조절부가 동작하여 상기 저장용기의 상부를 개방하여 아로마 향이 발향 되도록 한다.

이때, 상기 발향 조절기는 상기 저장용기의 형상에 따라 원형 또는 사각형 등의 형상으로 제작 가능하며 그 동작은 원형의 경우 회전을 하게 되고, 사각형의 경우 전··후진 하여 상기 저장용기의 상부를 개폐하게 된다.

아울러, 상기 발향 조절기는 하나의 셀을 개방하는 동안 나머지 셀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 상기 측정부에서 검출된 데이터를 기반으로 사용자의 상태에 맞는 아로마가 선택적으로 발향 되도록 하는 특징을 가진다.

또한, 상기 발향 조절기는 사용자의 상태에 맞는 아로마 향이 발향되는 동안 농도가 다른 아로마(이 발향 되지 않도록 상기 저장용기의 상부를 폐쇄하게 한다. 즉, 상기 발향 조절기의 동작에 의해 상기 저장용기의 각 셀 중 사용자의 현재 생체리듬에 맞는 아로마가 저장된 셀의 상부만을 개방하고 다른 농도를 가진 아로마가 저장된 셀의 상부는 폐쇄함으로써, 아로마의 농도를 선택할 수 있고, 이에 따라 사용자가 쾌적하고 안정된 수면상태를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 아로마 향 방출장치는 메인보드를 구비하고 있는데, 상기 메인보드는 상기 측정부로부터 생체리듬 정보를 수신할 수 있고, 가열장치, 발향 조절기, 미세먼지 측정센서, 공기청정 장치, 저장용기, LED 표시부와 각각 연결되어 있어 각각의 구성요소를 제어할 수 있다. 또한, 아로마 향을 방출할 시간 및 농도에 대한 데이터를 저장하고 있어 상기 측정부로부터 수신되는 생체리듬 정보에 따라 자동적으로 아로마 향의 방출 및 중지를 조절할 수 있고, 아로마 향이 방출되지 않으면 가열장치를 자동으로 정지시킬 수도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

1. 사용자의 생체리듬을 검출하는 측정부 및 아로마 향을 방출하는 아로마 향
   방출장치로 이루어지는 실시간 숙면 유지 시스템으로서,
   상기 아로마 향 방출장치는 농도가 상이한 2 이상의 아로마를 저장하기 위한 격벽으로 구획된 2 이상의 셀이 구비된 저장용기;
   상기 저장용기의 하부에 설치되어 저장용기를 가열하는 가열장치;
   상기 저장용기의 상부에 설치되어 상기 각각의 셀의 개폐하기 위한 발향 조절기;
   를 포함하며,
   상기 저장용기는 플라스틱 재질로 이루어지며,
   상기 플라스틱 재질의 외부 또는 내부 표면에 실리카-알루미나를 포함하는 코팅막을 형성하며,
   상기 실리카-알루미나를 포함하는 코팅막은 염화규소와 염화알루미늄을 용제에 배합하여 코팅 조성물을 형성하고 이를 상기 용기의 내부 또는 외부 표면에 분무하여 코팅하고 이를 120 내지 200℃에서 10분 내지 1시간 열처리함으로써 제조되되, 상기 염화규소와 염화알루미늄은 0.2:1 내지 3:1 당량의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 발향 조절기는 하나의 셀을 개방하는 동안 나머지 셀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정부는 심박수와 혈중 산소포화도를 측정하는 감지기와 수면 중 사용자의 뒤척임을 측정하는 가속도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 아로마 향 방출장치는 미세먼지 측정센서 및 공기청정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 아로마는 밤 제형, 액상 제형, 젤 제형, 또는 캡슐 형태인 것을 특징으로 하는 실시간 숙면 유지 시스템.

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