KR102065513B1

KR102065513B1 - 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법

Info

Publication number: KR102065513B1
Application number: KR1020180160801A
Authority: KR
Inventors: 란주 고
Original assignee: 주식회사 텐마인즈
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2020-01-13

Abstract

본 발명에서는 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법이 제공된다. 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템은 나란하게 배치되어 팽창 또는 수축이 가능한 복수의 동일한 공기주머니를 구비하는 몸체부와, 상기 공기주머니와 동일한 개수로 구성되어 일단부가 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로와, 상기 몸체부와 구분되어 별도로 구성되고, 각각의 통기로의 타단부와 연결되는 구동부를 포함한다. 이때, 구동부는 상기 타단부를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프와, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니에 대한 공기압을 각각 측정하는 공기압 센싱부와, 상기 전동 펌프의 동작을 제어하고, 상기 측정된 각각의 공기압을 비교하여 상기 몸체부에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 공기주머니를 검출하는 프로세서를 포함한다.

Description

외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법{External force detecting system and driving method thereof}

본 발명은 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법에 관한 것이다.

최근 사물에 센서를 부착하여 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이나 환경을 일컫는 사물인터넷(Internet Of Things)이 주목받고 있다.

사물인터넷이 적용되는 사물의 종류에는 특별한 제약이 없는데, 그러한 사물들 중 하나로 사용자의 수면장애 증상을 완화하고 숙면에 도움을 주는 지능형 베개, 스마트 패드 등이 제안되고 있다.

공개특허 제10-2008-0075263호(발명의 명칭: 에어 셀을 이용한 베개의 높이 조절 장치)의 경우 베개 내부에 에어 셀을 내설하고, 베개의 외표면에 복수개의 체압 측정 센서를 부착하여 사용자의 두상, 목 부위의 형상 및 그 가압력에 따라 에어 셀의 공기압을 자동 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 등록특허 제10-0788715호(발명의 명칭: 높이가 자동 조절되는 베개)의 경우 사용자의 수면자세를 감지하는 감지부가 베개 본체의 외피 상면에 설치되고 전도성인 인체의 피부가 접촉시 전기적 신호를 발생하는 터치 스위치인 것을 특징으로 한다.

그러나 체압 센서 또는 감지부가 베개의 외피에 설치되면 머리와 얼굴이 베기는 불편감을 초래하여 사용자의 숙면에 오히려 방해가 될 수 있고, 위와 같은 체압 센서는 시중에서 구입하기 쉽지 않으며 직접 제작을 하더라도 높은 제작단가로 제품의 가격을 상승시키는 단점이 있다.

또한 공개특허 제10-2010-0124613호(발명의 명칭: 코골이 방지용 베개)의 경우 베개 본체의 좌우측 단부에 각각 구비되어 코골이 소리를 감지하는 신호 감지부를 구비하고, 그 감지된 신호에 의해 신호가 강한 측의 에어 주머니에 공기를 더 주입시킴으로써 사용자의 머리를 움직여 코골이를 방지하는 데에 특징이 있다.

그러나 코골이의 소리세기를 좌우로 구분하여 감지하는 것이 현실적으로 쉽지 않고, 베개에 바로 누운 상태에서 사용자의 코골이가 진행되는 경우 좌우의 에어 주머니만으로는 사용자의 머리를 움직이기 쉽지 않다는 문제점이 있다.

또한 등록특허 제10-0758780호(발명의 명칭: 스피커가 내장된 베개)의 경우 스피커가 베개 자체에 내장되어 사용자가 누웠을 때 베기는 불편함을 초래하여 베개 고유의 의미를 잃어버릴 수 있다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의한 베개 또는 패드는 수면장애 증상을 완화하고 자동으로 높이를 조절할 수 있는데, 이를 위하여 베개 또는 패드가 우선 사용자의 머리 위치 또는 외력이 가해지는 위치를 검출할 수 있어야 한다.

이러한 위치 검출을 실현하기 위하여 베개 자체에 다수의 센싱 수단 또는 전자부품이 배치되는데, 오작동 또는 파손의 우려가 있고 검출의 정확성이 떨어질 수 있다. 또한 민감한 사용자의 경우 이물감, 소음, 진동 등으로 인해 불편함을 느낄 수 있고, 사용자의 신체가 전자파에 그대로 노출될 수도 있다.

본 발명의 일부 실시 예는 사용자의 머리가 배치되는 부분을 최대한 단순하게 구성하여 파손이나 오작동의 우려를 해소할 수 있고, 외력이 작용하는 위치를 오판정의 문제 없이 보다 정확하게 검출할 수 있는 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시 예는 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡과 같은 문제점을 완화할 수 있는 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

다만, 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템은, 나란하게 배치되어 팽창 또는 수축이 가능한 복수의 동일한 공기주머니를 구비하는 몸체부; 상기 공기주머니와 동일한 개수로 구성되어 일단부가 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로; 및 상기 몸체부와 구분되어 별도로 구성되고, 각각의 통기로의 타단부와 연결되는 구동부를 포함한다.

이때, 상기 구동부는 상기 타단부를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프; 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니에 대한 공기압을 각각 측정하는 공기압 센싱부; 및 상기 전동 펌프의 동작을 제어하고, 상기 측정된 각각의 공기압을 비교하여 상기 몸체부에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 공기주머니를 검출하는 프로세서를 포함한다.

또한, 상기 프로세서는 상기 측정된 각각의 공기압 중에서 최대 공기압과 최소 공기압을 획득하고, 상기 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값과 미리 설정된 임계 값을 비교하여 상기 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의해 가압되는 것인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동부는 주변에서 발생한 사운드를 수신하는 사운드 수신장치를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

아울러, 상기 프로세서는 상기 사용자가 비정상 상태에 있는 경우 상기 검출된 공기주머니에 대해 상기 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동부가 내부에 소정 공간을 가지는 케이스로 구현되는 경우, 상기 케이스의 일면에는 커넥터가 형성되고 상기 커넥터는 복수의 관통홀을 구비하며, 상기 관통홀에는 케이스 외측으로부터 상기 타단부가 일대일로 대응하여 결합하고, 케이스 내측으로부터 상기 전동 펌프와 연결된 복수의 공기통로가 일대일로 대응하여 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 전동 펌프와 연결된 메인 공기통로; 상기 메인 공기통로로부터 분기되어 상기 타단부와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로; 및 상기 전동 펌프와 상기 관통홀 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹을 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 상기 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따를 때, 상기 공기압 센싱부는 각각의 서브 공기통로에 배치되는 복수의 공기압 센서를 포함하고, 상기 밸브 그룹은 상기 각각의 서브 공기통로에 배치되되, 각각의 공기압 센서와 상기 메인 공기통로 사이에 배치되는 복수의 밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 다른 실시 예에 따를 때, 상기 공기압 센싱부는 상기 메인 공기통로에 배치되는 메인 공기압 센서를 포함하고, 상기 밸브 그룹은 각각의 서브 공기통로에 배치되는 복수의 밸브; 및 상기 메인 공기통로에 배치되되, 상기 메인 공기압 센서와 상기 전동 펌프 사이에 배치되는 메인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법은, 공기압 센싱부가, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니에 대한 공기압을 각각 측정하는 단계; 및 프로세서가, 상기 측정된 각각의 공기압을 비교하여, 몸체부 내에 나란하게 배치된 복수의 동일한 공기주머니 중에서 상기 몸체부에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 공기주머니를 검출하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 몸체부와 구분되어 별도로 구성된 구동부에는 상기 공기압 센싱부, 상기 프로세서, 및 상기 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프가 포함된다.

또한, 일부 실시 예에 따를 때, 상기 프로세서가, 상기 측정된 각각의 공기압 중에서 최대 공기압과 최소 공기압을 획득하는 단계; 상기 프로세서가, 상기 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값과 미리 설정된 임계 값을 비교하여 상기 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의해 가압되는 것인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 프로세서가, 상기 외력이 상기 사용자의 머리에 의한 것이라고 판단하는 경우 상기 검출된 공기주머니에 대해 상기 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시 예에 따를 때, 상기 구동부에는 주변에서 발생한 사운드를 수신하는 사운드 수신장치가 더 포함되고, 상기 프로세서가, 상기 측정하는 단계 이전에 상기 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 프로세서가, 상기 사용자가 비정상 상태에 있다고 판단하는 경우 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시 예에 따를 때, 상기 구동부에는 상기 전동 펌프와 연결된 메인 공기통로, 상기 메인 공기통로로부터 분기되어 상기 통기로와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로, 및 상기 전동 펌프와 상기 통기로 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹이 더 포함되고, 상기 프로세서가, 상기 측정하는 단계 이전에 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 상기 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브 및 상기 전동 펌프의 동작을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템은 몸체부에 센싱 수단이나 전자부품이 전혀 포함되지 않기 때문에, 파손 또는 오작동의 문제를 최소화할 수 있고, 전자파에 의한 피해 우려를 현저하게 감소시킬 수 있다.

또한 외력 검출 시스템의 몸체부는 매우 간단한 구조로 이루어져 있어 사용자의 머리가 몸체부 상단에 배치되더라도 사용자의 수면을 방해하지 않는다.

또한 외력 검출 시스템의 구동부는 공기압 측정을 위하여 최소한의 공기를 주입함으로써, 수면 중인 사용자를 방해하지 않으면서 사용자의 머리 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

또한 외력 검출 시스템의 공기압 센싱부의 경우 센싱 민감도가 매우 뛰어날 필요가 없어 다른 센싱 수단을 이용하는 방식에 비하여 가격 측면에서도 유리할 수 있다.

일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템 및 외력 검출 시스템의 구동방법은 공기압 측정이라는 간단한 방식을 통해 몸체부에 대해 외력이 가해지는 위치를 빠르고 정확하게 검출할 수 있고, 검출된 위치 정보를 이용하여 수면 중 사용자의 비정상 상태를 완화 내지 해소할 수도 있다.

또한 몸체부의 서로 다른 위치에 사용자의 머리와 사용자의 손이 동시에 놓여 있다 하더라도 위 시스템 및 방법은 최대 공기압과 최소 공기압을 이용함으로써, 사용자의 머리의 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

또한 몸체부에 다른 물품이 놓여 있다 하더라도 위 시스템 및 방법은 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값과 미리 설정된 임계 값을 대비함으로써, 다른 물품을 사용자의 머리로 오인하여 동작하는 것을 방지할 수 있다.

또한 전용 애플리케이션을 통하여, 사용자의 통신기기로 수면 중 비정상 상태에 대한 사용자 맞춤형 분석 리포트 및 비정상 상태 개선을 위해 위 시스템이 동작한 이력 정보를 제공함으로써, 사용자의 만족도를 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시 예에서 참조되는 프로세서에 관한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성과 각각의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법에 관한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 외력 검출방법에 관한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템이 구동됨에 따라 사용자에게 미치는 영향을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성과 각각의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법에 관한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우 및 "통신 가능하도록 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

외력 검출 시스템은 몸체부(100)와, 통기로(200)에 의해 몸체부(100)와 연결되는 구동부(300)를 포함한다.

몸체부(100)는 나란하게 배치되어 팽창 또는 수축이 가능한 복수의 동일한 공기주머니(110)를 구비한다.

여기서 공기주머니(110)가 "동일"하다는 것은 각각의 크기, 모양, 재질, 팽창계수, 최대 공기수용량 등과 같은 특성이 실질적으로 동일하다는 의미이다. 또한 도 1에서 몸체부(100) 내에 4개의 사각형상의 공기주머니가 좌우 방향으로 소정 간격을 두고 배치되는 것으로 도시되었는데, 공기주머니의 개수, 형상, 배치 간격, 배치 형태 등이 도시된 것처럼 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한 초기에는 공기주머니(110)에 공기가 주입되지 않은 납작한 상태일 수 있다.

또한 몸체부(100)는 사용자의 머리 하단에 배치되어 적어도 사용자의 머리를 수용하도록 구성되고, 예를 들어 베개, 패드 또는 쿠션으로 구현될 수 있다. 따라서 사용자가 수면 중인 때에 적어도 사용자의 머리가 몸체부(100)의 특정 위치를 상하 방향으로 가압할 수 있다.

몸체부(100)는 센싱 수단이나 전자부품을 전혀 포함하지 않고, 그로 인해 파손 또는 오작동의 문제가 해소될 수 있고, 전자파에 의한 피해 우려를 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 상술한 몸체부(100)는 매우 간단한 구조로 이루어짐으로써, 사용자가 몸체부(100)의 내부 구성으로 인해 이물감을 느끼거나 수면에 방해를 받는 것으로부터 자유로워질 수 있는 환경을 제공한다.

통기로(200)는 공기주머니(110)와 동일한 개수로 구성되고, 각각의 통기로(200)의 일단부가 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되고, 타단부가 구동부(300)와 연결된다.

복수의 통기로(201, 202, 203, 204)는 꼬이거나 엉키는 것을 방지하기 위하여 고정 수단에 의해 커버되어 고정될 수 있다.

명세서 전체에서, 설명의 편의를 위하여 좌측부터 제1 공기주머니(111), 제2 공기주머니(112), 제3 공기주머니(113), 제4 공기주머니(114)라고 호칭한다. 제1 통기로(201), 제2 통기로(202), 제3 통기로(203), 제4 통기로(204) 각각이 제1 공기주머니(111), 제2 공기주머니(112), 제3 공기주머니(113), 제4 공기주머니(114)과 일대일로 대응하여 연결된다.

구동부(300)는 몸체부(100)와 물리적으로 구분되어 별도로 구성되고, 각각의 통기로(200)와 연결된다. 구동부(300)는 전자파나 소음 문제를 줄이기 위하여 사용자의 신체와 소정 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다.

구동부(300)는 전동 펌프(310), 공기압 센싱부(320), 프로세서(330), 사운드 수신장치(340), 밸브 그룹(350)을 포함한다. 즉 구동부(300)는 몸체부(100)와 달리 센싱 수단이나 전자부품을 포함한다.

일 예로 구동부(300)가 내부에 소정 공간을 가지는 케이스로 구현되는 경우, 그 케이스의 일면에는 커넥터(301)가 형성되고, 커넥터(301)는 복수의 관통홀을 구비할 수 있다.

복수의 관통홀에는 케이스 외측으로부터 각각의 통기로(200)의 타단부가 일대일로 대응하여 결합하고, 케이스 내측으로부터 전동 펌프(310)와 연결된 복수의 공기통로가 일대일로 대응하여 결합할 수 있다.

전동 펌프(310)는 통기로(200)의 타단부를 통해 공기주머니(110)로 공기를 주입할 수 있고, 공기주머니(110)에 주입된 공기를 배출시킬 수도 있다.

공기압 센싱부(320)는 전동 펌프(310)와 통기로(200)의 타단부 사이에 배치되어, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 각각 측정할 수 있다.

여기서 "동일한 양의 공기"는 일반적으로 최대 공기수용량의 0.5% 내지 15% 범위 내에서 결정될 수 있다. 동일한 양의 공기가 최대 공기수용량의 0.5% 미만인 경우 공기압 측정의 정확도가 약 90%로 나타난다. 또한 동일한 양의 공기가 최대 공기수용량의 15% 초과인 경우 공기압 측정을 위해 공기를 주입 및 배출시키는 과정에서 사용자가 공기주머니의 팽창 또는 수축을 느낄 수 있어 불쾌감을 유발할 수 있다.

따라서 동일한 양의 공기는 최대 공기수용량의 0.5% 내지 2% 범위 내에서 결정되는 것이 가장 바람직하다. 예시적으로 최대 공기수용량의 1%에 해당하는 공기를 각 공기주머니에 동일하게 주입시켜 실험해본 결과, 공기압 측정의 정확도가 99.9%이고, 1개의 공기주머니를 팽창시키는 데에 걸리는 시간이 0.7초 소요되며, 그러한 과정에서 사용자는 공기주머니의 변화를 전혀 느끼지 못하였다. 이처럼 동일한 양의 공기는 공기압 측정의 정확도(99.8% 이상), 공기압 측정 프로세스를 위해 소요되는 시간(수초 이내), 사용자 감지 여부 등을 고려하여 결정될 수 있다.

또한 공기압 센싱부(320)가 공기압을 측정하기에 앞서서 비어 있는 각각의 공기주머니(110)에 동일한 양의 공기가 주입되고, 이러한 공기 주입 과정은 순차적으로 이루어진다. 예를 들어 제1 공기주머니(111), 제3 공기주머니(113), 제4 공기주머니(114), 제2 공기주머니(112)의 순서로 각각의 공기주머니(110)에 동일한 양의 공기가 주입될 수 있다.

또한 공기압 센싱부(320)는 일 실시 예에 따를 때 단일의 공기압 센서(메인 공기압 센서)를 포함할 수 있는데, 이러한 경우 공기압 측정 과정도 공기 주입 과정과 마찬가지로 순차적으로 이루어진다. 예를 들어 제1 공기주머니(111), 제3 공기주머니(113), 제4 공기주머니(114), 제2 공기주머니(112)의 순서로 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압이 각각 측정될 수 있다. 공기압 측정 과정 이후에 각각의 공기주머니(110)에 주입된 공기는 전동 펌프(310)에 의해 배출된다.

또한 공기압 센싱부(320)는 다른 실시 예에 따를 때 복수의 공기압 센서를 포함할 수 있는데, 이러한 경우 공기압 측정 과정은 동시에 이루어질 수 있다. 예를 들어 제1 공기주머니(111)에 대한 공기압은 제1 공기압 센서에 의해 측정되고, 제2 공기주머니(112)에 대한 공기압은 제2 공기압 센서에 의해 측정될 수 있다. 공기압 측정 과정 이후에 각각의 공기주머니(110)에 주입된 공기는 전동 펌프(310)에 의해 배출된다.

하나 이상의 프로세서(330)는 전동 펌프(310) 및 구동부(300)의 다른 구성의 동작을 제어한다. 프로세서(330)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 본 발명의 기술분야에서 일반적으로 알려진 임의의 형태의 프로세서일 수 있다.

또한 프로세서(330)는 본 발명의 일부 실시 예에 따른 구동방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다.

또한 프로세서(330)는 공기압 센싱부(320)에서 측정된 각각의 공기압을 비교하여 몸체부(100)에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 적어도 하나의 공기주머니를 검출할 수 있다.

프로세서(330)에 관한 보다 구체적인 설명은 도 2를 참고하여 후술하기로 한다.

사운드 수신장치(340)는 주변에서 발생한 사운드를 수신하여 수신된 사운드에 대응하는 전기신호를 생성할 수 있고, 그 전기신호를 프로세서(330)로 전송할 수 있다.

또한 사운드 수신장치(340)는 수면 중인 사용자가 발생시키는 사운드를 수신할 수 있고, 프로세서(330)는 수신된 사운드를 분석하여 사용자의 현재 상태를 파악하는 데에 이용할 수 있다.

사운드 수신장치(340)는 예를 들어 마이크로폰으로 구현될 수 있다.

밸브 그룹(350)은 전동 펌프(310)와 통기로(200)의 타단부 사이 혹은 커넥터(301)의 관통홀 사이에 설치되고, 프로세서(330)의 제어신호에 따라 공기의 흐름을 차단하거나 개방시킬 수 있다.

구동부(300)는 추가적으로 각종 데이터, 명령 몇/또는 정보를 저장하는 메모리(미도시) 및 네트워크 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.

메모리는 예를 들어 RAM일 수 있으며, SRAM, DRAM, PSRAM, SDPARM 및 DDR SDRAM 등 본 발명의 기술분야에서 일반적으로 알려진 것일 수 있다.

네트워크 인터페이스는 네트워크를 통해 사용자의 통신기기, 서버 또는 데이터베이스와 연결되어 통신을 수행할 수 있다.

여기서, 사용자의 통신기기는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), 태블릿 PC, 슬레이트 PC, 차량용 내비게이션 장치 등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

네트워크 인터페이스는 다양한 통신 방식을 지원하기 위해 본 발명의 기술분야에서 일반적으로 알려진 통신 모듈로 구현될 수 있다. 예를 들어, 유무선 통신 모듈, 네트워크 카드 또는 적외선 통신 모듈 등으로 구현될 수 있다.

또한, 네트워크 인터페이스에는 와이파이(WIFI), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), HSPA(High Speed Packet Access), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX), 와이브로(WiBro), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 기술 등이 적용될 수 있다.

또한, 인터넷과 연결되어 서비스를 제공하는 경우 인터넷에서 정보전송을 위한 표준 프로토콜인 TCP/IP를 따를 수 있다. 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미할 수 있다.

이렇게 외력 검출 시스템의 구동부(300)는 사용자의 통신기기와 통신을 수행할 수 있고, 사용자는 통신기기에 설치된 전용 애플리케이션을 통하여 수면 중 비정상 상태(예를 들어 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이, 수면 무호흡 등)에 대한 분석 리포트 및 비정상 상태 개선을 위해 외력 검출 시스템이 동작한 이력 정보 등을 제공받을 수 있다. 또한 사용자는 전용 애플리케이션을 통하여 구동부(300)의 구동 조건 내지 설정 값을 사용자 맞춤형으로 변경할 수 있고, 몸체부(100)의 임의의 위치에 외력을 가함으로써 가압된 위치에 대응하는 공기주머니가 정상적으로 팽창하는지 여부를 테스트할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일부 실시 예에서 참조되는 프로세서에 관한 블록도이다.

도 2에서 프로세서의 세부 구성이 각각 별도의 구성으로 도시되었지만, 이들 중 일부 또는 전부는 하나의 구성으로 통합될 수 있다. 또한 세부 구성은 수행하는 기능에 따라 서로 다른 모듈로 구현될 수 있고, 각기 코딩된 프로그램이 프로세서에 의해 수행되는 형태로 구현될 수도 있다.

프로세서(330)는 전동 펌프 제어부(331), 공기압 분석부(332), 사운드 분석부(333), 밸브 그룹 제어부(334), 외력 검출부(335)를 포함할 수 있다.

전동 펌프 제어부(331)는 전동 펌프(310)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 각각의 공기주머니(110)에 공기를 주입하거나 주입된 공기를 배출시킬 수 있고, 밸브 그룹 제어부(334)와 연동할 수 있다.

공기압 분석부(332)는 측정된 각각의 공기압 중에서 최대 공기압과 최소 공기압을 획득하고, 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값과 미리 설정된 임계 값을 비교하여 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의해 가압되는 것인지 여부를 판단할 수 있다. 이때 임계 값은 사용자에 의해 조절 가능하다.

공기압 분석부(332)는 만약 위 차이 값이 미리 설정된 임계 값보다 크거나 같은 경우 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의해 가압되는 것이고, 검출된 공기주머니 상에 사용자의 머리가 위치한다고 결정할 수 있다. 이러한 경우 외력 검출부(335)는 몸체부(100) 중에서 최대 공기압으로 측정된 공기주머니에 대해 사용자의 머리에 의해 외력이 발생한 것이라고 검출할 수 있다.

또한 공기압 분석부(332)는 만약 위 차이 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우 검출된 공기주머니가 사용자의 머리가 아닌 다른 것(예를 들어 사용자의 휴대폰, 태블릿 PC, 책 등)에 의해 가압되는 것이라고 결정할 수 있다. 이러한 경우 외력 검출부(335)는 몸체부(100) 중에서 최대 공기압으로 측정된 공기주머니에 대해 사용자의 머리가 아닌 다른 것에 의해 외력이 발생한 것이라고 검출할 수 있다.

이처럼 임계 값을 설정해둠으로써, 몸체부(100)에 다른 물품이 놓여 있다 하더라도 프로세서(330)가 다른 물품을 사용자의 머리로 오인하여 동작하는 것을 최소화할 수 있다. 또한 최대 공기압과 최소 공기압을 이용하기 때문에 몸체부(100)의 서로 다른 위치에 사용자의 머리와 사용자의 손이 동시에 놓여 있다 하더라도 프로세서(330)가 사용자의 머리의 위치를 빠르고 정확하게 검출해낼 수 있다.

사운드 분석부(333)는 사운드 수신장치(340)로부터 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있다.

사운드를 분석함에 있어서 노이즈를 필터링하여 사용자 소리 정보를 추출하고, 비정상 상태에 대해 종래에 알려져 있는 사운드 패턴 정보와 추출된 사용자 소리 정보를 대비할 수 있다. 또한 기준 데시벨 값을 설정함으로써, 사운드 신호의 최대 값이 일정 데시벨 이상인 경우 사용자 소리 정보가 추출될 수 있다.

만약 사용자가 비정상 상태에 있는 경우 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 각각 측정하는 프로세스가 수행될 수 있다.

밸브 그룹 제어부(334)는 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 공기의 흐름을 차단하거나 개방시킬 수 있다.

또한 밸브 그룹 제어부(334)는 각각의 공기주머니(110)에 대해 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입하도록 전동 펌프 제어부(331)와 함께 개별 밸브 및 전동 펌프(310)의 동작을 제어할 수 있다.

또한 밸브 그룹 제어부(334)는 각각의 공기주머니(110)에 주입된 공기를 순차적으로 혹은 동시에 배출시키도록 전동 펌프 제어부(331)와 함께 개별 밸브 및 전동 펌프(310)의 동작을 제어할 수 있다.

외력 검출부(335)는 공기압 분석부(332)의 분석결과 또는 측정된 각각의 공기압을 이용하여 몸체부(100)에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 적어도 하나의 공기주머니를 검출할 수 있다.

또한, 전동 펌프 제어부(331)는 만약 사용자가 비정상 상태에 있는 경우 외력 검출부(335)에 의해 검출된 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성과 각각의 연결관계를 도시한 도면이다.

일 실시 예에 따른 구동부의 일면에는 도 3처럼 커넥터(301)가 형성되고, 커넥터(301)는 복수의 관통홀(302)을 구비할 수 있다.

일 실시 예에 따른 구동부는 전동 펌프(310)와 연결된 메인 공기통로(365), 메인 공기통로(365)로부터 분기되어 각각의 통기로(201, 202, 203, 204)의 타단부와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로(361, 362, 363, 364), 및 전동 펌프(310)와 관통홀(302) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹을 더 포함할 수 있다.

즉 첫 번째 관통홀을 통해 제1 통기로(201)와 제1 서브 공기통로(361)가 연결되고, 두 번째 관통홀을 통해 제2 통기로(202)와 제2 서브 공기통로(362)가 연결되고, 세 번째 관통홀을 통해 제3 통기로(203)와 제3 서브 공기통로(363)가 연결되며, 네 번째 관통홀을 통해 제4 통기로(204)와 제4 서브 공기통로(364)가 연결된다.

일 실시 예에 따른 구동부의 공기압 센싱부는 메인 공기통로(365)에 배치되는 메인 공기압 센서(325)를 포함할 수 있다. 또한 밸브 그룹은 각각의 서브 공기통로(361, 362, 363, 364)에 배치되는 복수의 밸브(351, 352, 353, 354), 및 메인 공기통로(365)에 배치되되, 메인 공기압 센서(325)와 전동 펌프(310) 사이에 배치되는 메인 밸브(355)를 포함할 수 있다.

이때 프로세서는 각각의 공기주머니(110)에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어할 수 있다.

우선 제1 밸브(351)와 메인 밸브(355)를 온(on) 제어하고 나머지 밸브(352, 353, 354)를 오프(off) 제어한 이후에 제1 공기주머니(111)에 V만큼의 공기를 주입한다. V만큼의 공기 주입 이후에 메인 밸브(355)를 오프(off) 제어한 상태에서 제1 공기주머니(111)에 대한 공기압을 측정한다. 제1 공기주머니(111)에 대한 공기압을 측정한 이후에 제1 공기주머니(111)에 주입된 공기를 배출시킨다.

다음으로 제2 밸브(352)와 메인 밸브(355)를 온(on) 제어하고 나머지 밸브(351, 353, 354)를 오프(off) 제어한 이후에 제2 공기주머니(112)에 제1 공기주머니(111)와 동일하게 V만큼의 공기를 주입한다. V만큼의 공기 주입 이후에 메인 밸브(355)를 오프(off) 제어한 상태에서 제2 공기주머니(112)에 대한 공기압을 측정한다. 제2 공기주머니(112)에 대한 공기압을 측정한 이후에 제2 공기주머니(112)에 주입된 공기를 배출시킨다.

다음으로 제3 공기주머니(113)과 제4 공기주머니(114) 각각에 대해서도 위와 동일한 방식으로 하나씩 공기압을 측정한다.

이처럼 일 실시 예에 따른 구동부는 전동 펌프(310) 및 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어함에 따라 메인 공기압 센서(325)를 이용하여 동일한 조건 하에서 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 측정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법에 관한 순서도이다. 도 1에 도시된 외력 검출 시스템과 도 3에 도시된 일 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성을 참조하여 설명한다.

상술한 것과 같이, 몸체부(110)와 구분되어 별도로 구성된 구동부(300)에는 공기압 센싱부(320), 프로세서(330), 및 각각의 공기주머니(110)와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로(200)를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프(310)가 포함된다.

먼저 공기압 센싱부(320, 325)가, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 각각 측정한다.

구체적으로 S410 단계에서는 프로세서(330), 전동 펌프(310), 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(351~355)의 동작에 의해 제n 공기주머니에 x만큼의 공기가 주입되고, S420 단계에서는 공기압 센싱부(320, 325)에 의해 제n 공기주머니에 대한 공기압이 측정되며, S430 단계에서는 프로세서(330), 전동 펌프(310), 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(351~355)의 동작에 의해 제n 공기주머니에 주입된 공기가 배출될 수 있다.

여기서 n 값은 1부터 1씩 증가하게 되며, S410 단계 내지 S430 단계는 공기주머니의 개수만큼 반복하여 수행된다.

보다 구체적으로 구동부(300)에는 전동 펌프(310)와 연결된 메인 공기통로(365), 메인 공기통로(365)로부터 분기되어 통기로(200)와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로(361~364), 및 전동 펌프(310)와 통기로(200) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹(350)이 더 포함될 수 있다.

이때, 프로세서(330)가, 공기압 측정 과정 이전에 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양인 x만큼의 공기가 순차적으로 주입되도록 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(351~355) 및 전동 펌프(310)의 동작을 제어할 수 있다.

S440 단계에서는 현재 n 값이 공기주머니의 개수보다 작거나 동일한 경우 현재 n 값을 1 증가시켜 S410 단계를 수행하고, n 값이 공기주머니의 개수보다 큰 경우 S450 단계를 수행한다.

다음으로 S450 단계에서는 프로세서(330)가 측정된 각각의 공기압을 비교하고, S460 단계에서는 프로세서(330)가 몸체부(100) 내에 나란하게 배치된 복수의 동일한 공기주머니(110) 중에서 몸체부(100)에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 공기주머니를 검출한다.

도 5를 참고하여 도 4의 S450 단계 및 S460 단계를 보다 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 외력 검출방법에 관한 순서도이다.

S510 단계에서는 프로세서(330)가 측정된 각각의 공기압 중에서 최대 공기압과 최소 공기압을 획득한다.

S520 단계에서는 프로세서(330)가 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값을 산출하고, S530 단계에서는 프로세서(330)가 산출된 차이 값과 미리 설정된 임계 값을 비교함으로써 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의해 가압되는 것인지 여부를 판단할 수 있다.

S530 단계에서는 프로세서(330)가 차이 값이 미리 설정된 임계 값보다 크거나 동일한 경우 S540 단계를 수행하고, 그렇지 않은 경우 S550 단계를 수행한다.

S540 단계에서는 프로세서(330)가 최대 공기압으로 측정된 공기주머니를 검출하고, 검출된 공기주머니 상에 사용자의 머리가 위치한다고 결정할 수 있다.

S550 단계에서는 프로세서(330)가 최대 공기압으로 측정된 공기주머니를 검출하고, 검출된 공기주머니 상에 사용자의 머리가 아닌 다른 물품이 위치한다고 결정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일부 실시 예에 따른 외력 검출 시스템이 구동됨에 따라 사용자에게 미치는 영향을 예시적으로 나타낸 도면이다.

몸체부(100)에는 4개의 공기주머니(110)가 나란하게 배치되어 있고, 사용자의 머리(H)는 제4 공기주머니(114) 상에 위치한다.

구동부(300)에는 주변에서 발생한 사운드를 수신하는 사운드 수신장치(340)가 더 포함될 수 있다.

프로세서(330)가 공기압 측정 과정 이전에, 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있다.

또한 프로세서(330)가 사용자가 비정상 상태에 있다고 판단하는 경우, 각각의 공기주머니(110)에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 제어할 수 있다.

이후에 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 과정을 통해 프로세서(330)가 외력이 가해지는 제4 공기주머니(114)를 검출할 수 있다.

또한 프로세서(330)가, 제4 공기주머니(114) 상에 사용자의 머리(H)가 위치하여 외력이 해당 공기주머니(114)에 대해 가해지는 것이라고 판단하는 경우, 제4 공기주머니(114)에 대해 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어할 수 있다.

제4 공기주머니(114)에 대해 공기가 주입됨에 따라 사용자의 머리(H)가 움직이게 되고, 머리 위치의 이동으로 인해 수면 중인 사용자의 비정상 상태가 완화 내지 해소될 수 있다.

이처럼 외력 검출 시스템은 주변 사운드로부터 추출 및 분석된 사용자의 비정상 상태에 대한 정보와, 각각의 공기주머니에 대해 측정된 공기압을 비교하여 검출한 사용자에 의한 외력이 가해지는 위치정보를 함께 이용함으로써, 오작동을 최소화시키고, 사용자의 비정상 상태에 대하여 완화가 필요한 시점에 정확하게 파악된 머리 위치에 대해 머리의 이동을 위한 후속조치를 수행할 수 있다.

또한 일련의 후속조치를 수행한 이후에도 외력 검출 시스템은 실시간으로 사용자에 의한 사운드를 추출 및 분석하여 수면 중인 사용자의 비정상 상태가 개선되었는지 여부를 모니터링할 수 있다. 개선이 되지 않은 경우 재차 사용자의 머리 위치를 검출하여 새롭게 검출된 위치에 대응하는 공기주머니에 공기를 주입시킬 수 있다. 사용자의 머리 위치가 이동한 이후에 공기주머니에 주입된 공기는 완전히 배출될 수 있으며, 공기주머니는 초기 상태로 복원될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성과 각각의 연결관계를 도시한 도면이다.

다른 실시 예에 따른 구동부의 일면에는 도 7처럼 커넥터(3010)가 형성되고, 커넥터(3010)는 복수의 관통홀(3020)과 전원 공급을 위한 연결단자(3030)를 구비할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 구동부는 전동 펌프(3100)와 연결된 메인 공기통로(3650), 메인 공기통로(3650)로부터 분기되어 각각의 통기로(201, 202, 203, 204)의 타단부와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로(3610, 3620, 3630, 3640), 및 전동 펌프(3100)와 관통홀(3020) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹을 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 구동부의 공기압 센싱부는 각각의 서브 공기통로(3610, 3620, 3630, 3640)에 배치되는 복수의 공기압 센서(3210, 3220, 3230, 3240)를 포함할 수 있다. 또한 밸브 그룹은 각각의 서브 공기통로(3610, 3620, 3630, 3640)에 배치되되, 각각의 공기압 센서(3210, 3220, 3230, 3240)와 메인 공기통로(3650) 사이에 배치되는 복수의 밸브(3510, 3520, 3530, 3540)를 포함할 수 있다.

우선 제1 밸브(3510)를 온(on) 제어하고 나머지 밸브(3520, 3530, 3540)를 오프(off) 제어한 이후에 제1 공기주머니(111)에 V만큼의 공기를 주입한다. V만큼의 공기 주입 이후에 제1 밸브(3510)를 오프(off) 제어한 상태에서 제1 공기압 센서(3210)는 제1 공기주머니(111)에 대한 공기압을 측정한다.

다음으로 제2 밸브(3520)를 온(on) 제어하고 나머지 밸브(3510, 3530, 3540)를 오프(off) 제어한 이후에 제2 공기주머니(112)에 제1 공기주머니(111)와 동일하게 V만큼의 공기를 주입한다. V만큼의 공기 주입 이후에 제2 밸브(3520)를 오프(off) 제어한 상태에서 제2 공기압 센서(3220)는 제2 공기주머니(112)에 대한 공기압을 측정한다.

각각의 공기주머니(110)에 주입된 공기는 개별적인 공기압 측정 이후에 순차적으로 배출되거나 모든 공기압 측정 이후에 동시에 배출될 수 있다.

이처럼 다른 실시 예에 따른 구동부는 전동 펌프(310) 및 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어함에 따라 복수의 공기압 센서(3210, 3220, 3230, 3240)를 이용하여 동일한 조건 하에서 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 측정할 수 있다.

상술한 일 실시 예에 따른 구동부는 메인 공기압 센서(325)를 이용하여 모든 공기주머니(110)에 대한 공기압을 측정하는 반면에, 다른 실시 예에 따른 구동부는 복수의 공기압 센서(3210, 3220, 3230, 3240)를 이용하여 하나의 공기압 센서에서 하나의 공기주머니에 대한 공기압을 측정한다.

이에 따라 일 실시 예에 따른 구동부는 가격이 비싼 공기압 센서의 개수를 줄일 수 있으나, 구동 절차가 다소 복잡하다. 다른 실시 예에 따른 구동부는 공기압 센서의 개수로 인해 비용 증가 이슈가 있으나, 구동 절차를 간소화하여 공기압 측정을 위한 시간이 감소할 수 있다.

다만 어떠한 실시 예에 의하더라도 몸체부와 구동부를 구분시켜 구성함으로써 구동부의 세부 구성의 파손 또는 오작동의 문제를 최소화할 수 있고, 전자파에 의한 피해 우려도 현저히 감소시킬 수 있다. 또한 수면 중인 사용자를 방해하지 않으면서 사용자의 머리 위치를 정확하게 검출할 수 있고, 검출된 위치 정보를 이용하여 수면 중인 사용자의 비정상 상태를 완화 내지 해소할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법에 관한 순서도이다. 도 1에 도시된 외력 검출 시스템과 도 7에 도시된 다른 실시 예에 따른 구동부의 세부 구성을 참조하여 설명한다.

상술한 것과 같이, 몸체부(110)와 구분되어 별도로 구성된 구동부(300)에는 공기압 센싱부(320), 프로세서(330), 및 각각의 공기주머니(110)와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로(200)를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프(3100)가 포함된다.

먼저 공기압 센싱부(3210, 3220, 3230, 3240)가, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니(110)에 대한 공기압을 각각 측정한다.

구체적으로 S610 단계에서는 프로세서(330), 전동 펌프(3100), 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(3510, 3520, 3530, 3540)의 동작에 의해 제n 공기주머니에 x만큼의 공기가 주입된다.

여기서 n 값은 1부터 1씩 증가하게 되며, S610 단계는 공기주머니의 개수만큼 반복하여 수행된다.

보다 구체적으로 구동부(300)에는 전동 펌프(3100)와 연결된 메인 공기통로(3650), 메인 공기통로(3650)로부터 분기되어 통기로(200)와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로(3610, 3620, 3630, 3640), 및 전동 펌프(3100)와 통기로(200) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹(350)이 더 포함될 수 있다.

이때, 프로세서(330)가, 공기압 측정 과정 이전에 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양인 x만큼의 공기가 순차적으로 주입되도록 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(3510, 3520, 3530, 3540) 및 전동 펌프(3100)의 동작을 제어할 수 있다.

S620 단계에서는 현재 n 값이 공기주머니의 개수보다 작거나 동일한 경우 현재 n 값을 1 증가시켜 S610 단계를 수행하고, n 값이 공기주머니의 개수보다 큰 경우 S620 단계를 수행한다.

S620 단계에서는 복수의 공기압 센서(3210, 3220, 3230, 3240)에 의해 제n 공기주머니에 대한 공기압이 측정되며, S630 단계에서는 프로세서(330), 전동 펌프(3100), 밸브 그룹(350)에 포함된 개별 밸브(3510, 3520, 3530, 3540)의 동작에 의해 제n 공기주머니에 주입된 공기가 배출될 수 있다.

다음으로 S650 단계에서는 프로세서(330)가 측정된 각각의 공기압을 비교하고, S660 단계에서는 프로세서(330)가 몸체부(100) 내에 나란하게 배치된 복수의 동일한 공기주머니(110) 중에서 몸체부(100)에 대하여 가해지는 상하 방향의 외력에 의해 가압되는 공기주머니를 검출한다.

앞서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 내용은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외력 검출 시스템의 구동방법에서도 동일하게 적용 가능하며, 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 일부 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 실행하도록 하는 프로그램 또는 상술한 구동방법 중 적어도 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 가독형 기록매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 가독형 기록매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 가독형 기록매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있는데, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

지금까지 본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 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 실시 예들은 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 한다.

Claims

외력 검출 시스템에 있어서,
나란하게 배치되어 팽창 또는 수축이 가능한 복수의 동일한 공기주머니를 구비하는 몸체부;
상기 공기주머니와 동일한 개수로 구성되어 일단부가 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로; 및
상기 몸체부와 구분되어 별도로 구성되고, 각각의 통기로의 타단부와 연결되는 구동부를 포함하고,
상기 구동부는
상기 타단부를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프;
동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니에 대한 공기압을 각각 측정하는 공기압 센싱부; 및
상기 전동 펌프의 동작을 제어하고, 상기 측정된 각각의 공기압을 획득하여 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값이 미리 설정된 임계 값보다 크거나 같은 경우 상기 최대 공기압으로 측정된 공기주머니를 검출하며, 상기 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의한 외력으로 가압되는 것이라고 판단하는 프로세서를 포함하는 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는 주변에서 발생한 사운드를 수신하는 사운드 수신장치를 더 포함하고,
상기 프로세서는 상기 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 사용자가 비정상 상태에 있는 경우 상기 검출된 공기주머니에 대해 상기 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부가 내부에 소정 공간을 가지는 케이스로 구현되는 경우, 상기 케이스의 일면에는 커넥터가 형성되고 상기 커넥터는 복수의 관통홀을 구비하며,
상기 관통홀에는 케이스 외측으로부터 상기 타단부가 일대일로 대응하여 결합하고, 케이스 내측으로부터 상기 전동 펌프와 연결된 복수의 공기통로가 일대일로 대응하여 결합하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 구동부는
상기 전동 펌프와 연결된 메인 공기통로;
상기 메인 공기통로로부터 분기되어 상기 타단부와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로; 및
상기 전동 펌프와 상기 관통홀 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹을 더 포함하고,
상기 프로세서는 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 상기 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 공기압 센싱부는 각각의 서브 공기통로에 배치되는 복수의 공기압 센서를 포함하고,
상기 밸브 그룹은 상기 각각의 서브 공기통로에 배치되되, 각각의 공기압 센서와 상기 메인 공기통로 사이에 배치되는 복수의 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 공기압 센싱부는 상기 메인 공기통로에 배치되는 메인 공기압 센서를 포함하고,
상기 밸브 그룹은
각각의 서브 공기통로에 배치되는 복수의 밸브; 및
상기 메인 공기통로에 배치되되, 상기 메인 공기압 센서와 상기 전동 펌프 사이에 배치되는 메인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
외력 검출 시스템의 구동방법에 있어서,
공기압 센싱부가, 동일한 양의 공기를 순차적으로 주입시킨 각각의 공기주머니에 대한 공기압을 각각 측정하는 단계;
프로세서가, 상기 측정된 각각의 공기압을 획득하여, 최대 공기압과 최소 공기압 간의 차이 값이 미리 설정된 임계 값보다 크거나 같은 경우 몸체부 내에 나란하게 배치된 복수의 동일한 공기주머니 중에서 상기 최대 공기압으로 측정된 공기주머니를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 공기주머니가 사용자의 머리에 의한 외력으로 가압되는 것이라고 판단하는 단계를 포함하고,
상기 몸체부와 구분되어 별도로 구성된 구동부에는 상기 공기압 센싱부, 상기 프로세서, 및 상기 각각의 공기주머니와 개별적으로 연결되는 복수의 통기로를 통해 공기를 주입하거나 배출시키는 전동 펌프가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 프로세서가, 상기 검출된 공기주머니에 대해 상기 동일한 양의 공기보다 많은 양의 공기를 주입하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 구동부에는 주변에서 발생한 사운드를 수신하는 사운드 수신장치가 더 포함되고,
상기 프로세서가, 상기 측정하는 단계 이전에 상기 수신된 사운드에 대한 분석결과를 기초로 사용자가 수면 중 코골이, 수면 중 이갈이 또는 수면 무호흡 중 어느 하나의 비정상 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 프로세서가, 상기 사용자가 비정상 상태에 있다고 판단하는 경우 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 구동부에는 상기 전동 펌프와 연결된 메인 공기통로, 상기 메인 공기통로로부터 분기되어 상기 통기로와 일대일로 대응하여 연결되는 복수의 서브 공기통로, 및 상기 전동 펌프와 상기 통기로 사이에 설치되어 공기의 흐름을 차단하거나 개방시키는 밸브 그룹이 더 포함되고,
상기 프로세서가, 상기 측정하는 단계 이전에 상기 각각의 공기주머니에 대해 동일한 양의 공기가 순차적으로 주입되도록 상기 밸브 그룹에 포함된 개별 밸브 및 상기 전동 펌프의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.