KR102096599B1 - 스마트 매트리스 시스템 - Google Patents

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KR102096599B1
KR102096599B1 KR1020180136837A KR20180136837A KR102096599B1 KR 102096599 B1 KR102096599 B1 KR 102096599B1 KR 1020180136837 A KR1020180136837 A KR 1020180136837A KR 20180136837 A KR20180136837 A KR 20180136837A KR 102096599 B1 KR102096599 B1 KR 102096599B1
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pressure
air
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air pocket
value
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KR1020180136837A
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이재준
유영준
이동헌
최준석
이정덕
황재현
박광수
이건용
박상욱
김승모
정우섭
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주식회사 아이오베드
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Abstract

본 발명은 복수의 행 및 열로 배열되고, 복수의 구역으로 구분되는 에어포켓의 압력 조절 및 압력 측정이 가능한 에어 매트리스; 및 상기 에어 매트리스와 통신 가능한 서버;를 포함하되, 상기 에어 매트리스는, 상기 에어포켓의 압력이 변화된 압력 변화량을 산출하는 압력 변화량 산출부; 및 상기 에어포켓의 압력 변화량을 통해 사용자의 체중을 분석하는 체형 분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.

Description

스마트 매트리스 시스템{SMART MATTRESS SYSTEM}
본 발명은 스마트 매트리스 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 침구용 매트리스는 내부에 코일 스프링을 구비하는 스프링 매트리스가 많이 사용되고 있다. 그러나 스프링 매트리스는 일부분에 가해진 충격이 주변에 전달되어 진동이 생기게 되고, 코일 스프링의 탄성은 제조시 일괄적으로 설정되어 사용자가 임의로 쿠션의 강도를 조절할 수 없으며, 장기간 사용시 코일 스프링의 탄성력이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 스프링 매트리스의 단점을 보완하고자, 매트리스의 내부를 공기로 채운 에어 매트리스가 사용된다.
일반적으로 에어 매트리스란 공기를 주입하여 내부에 형성된 공기압을 통해 적절한 쿠션이 이루어지도록 한다. 이러한 에어 매트리스는 복수개의 에어포켓 형태로 이루어진 쿠션부, 쿠션부의 하면에 접합되는 하판 및 쿠션부 측면을 지지하기 위한 프레임 결합체로 구성된다.
그러나, 기존의 에어 매트리스는 제조시에 초기 설정값 내에서만 압력 조절이 가능하고, 초기 설정값에 따라 일괄적으로 압력 조절이 되어왔다. 따라서, 사용자에 따른 공기의 압력 변경이 불가능하며, 사용자의 체중에 맞는 에어 매트리스의 강도를 제공하기 어려움이 있었다. 구체적으로, 동일한 압력의 에어 매트리스에서 사용자의 체중이나 체형에 따라, 사용자가 느끼는 에어 매트리스의 강도가 상이하다. 즉, 동일한 압력 조건에서, 사용자의 체중에 따라, 어떤 사용자는 에어 매트리스의 강도가 하드하다고 느끼고, 어떤 사용자는 에어 매트리스의 강도가 표준이라고 느낄 수 있다. 따라서, 사용자의 체중별 맞춤 압력 조절이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0061267호 (2003. 07. 18)
본 발명의 실시예들은, 사용자의 체중을 분석하고, 사용자의 체중에 따른 에어포켓의 압력값을 설정하여, 사용자에 따른 에어 매트리스의 강도 조절이 가능한 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 신체 부위에 따라 에어 매트리스를 복수의 구역으로 구분하고 각 구역의 압력 측정을 통해, 사용자의 수면 자세 측정이 가능한 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 체중에 의해 에어포켓이 무너지지 않도록, 에어포켓의 상부를 보호할 수 있는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 수면 패턴 및 수면 퀄리티를 분석할 수 있는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 수면 깊이에 따른 수면 퀄리티를 점수화할 수 있는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 행 및 열로 배열되고, 복수의 구역으로 구분되는 에어포켓의 압력 조절 및 압력 측정이 가능한 에어 매트리스; 및 상기 에어 매트리스와 통신 가능한 서버;를 포함하되, 상기 에어 매트리스는, 상기 에어포켓의 압력이 변화된 압력 변화량을 산출하는 압력 변화량 산출부; 및 상기 에어포켓의 압력 변화량을 통해 사용자의 체중을 분석하는 체형 분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공한다.
또한, 상기 체형 분석부는, 사용자가 눕기 전 각 구역별 상기 에어포켓의 기본 압력값인 기본값과 사용자가 누운 후 소정 시간 유지한 상태에서의 각 구역별 상기 에어포켓의 압력 변화값의 차를 통해, 각 구역별 상기 에어포켓의 압력 변화량을 산출하고, 각 구역별 압력 변화량의 합을 구역의 개수로 나누어 전체 구역의 압력 변화량을 산출하고, 상기 에어포켓의 전체 구역의 압력 변화량과 상기 에어포켓의 전체 구역의 면적의 곱을 통해, 상기 에어포켓에 가해지는 하중을 산출하여, 사용자의 체중을 분석하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 체형 분석부에서 분석된 사용자의 체중에 대응되는 상기 에어포켓의 압력값인 셋팅값을 포함하는 압력 범위표가 저장된 매트리스 메모리부; 및 상기 압력 범위표에 따라, 사용자의 체중에 대응되는 상기 에어포켓의 셋팅값을 설정하는 맞춤 범위 설정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 압력 범위표는, 상기 셋팅값을 기준으로 상기 에어포켓의 압력을 증가시키는 상위 압력값, 상기 셋팅값을 기준으로 상기 에어포켓의 압력을 감소시키는 하위 압력값을 포함하고, 상기 맞춤 범위 설정부는, 상기 셋팅값, 상기 상위 압력값 또는 상기 하위 압력값에 따라 상기 에어포켓의 압력값을 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 에어포켓의 압력 변화량에 따라, 상기 에어포켓의 압력 조절량을 산출하는 압력 조절량 산출부를 더 포함하되, 상기 압력 조절량 산출부는, 상기 에어포켓의 셋팅값, 상기 상위 압력값 또는 상기 하위 압력값을 기준으로 기 설정된 상한값 내지 기 설정된 하한값 이내에 상기 에어포켓의 압력이 속하도록, 상기 에어포켓의 압력 조절량을 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 에어 매트리스는, 사용자의 어깨가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 모듈 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제1 구역; 사용자의 허리가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 모듈 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제2 구역; 사용자의 엉덩이가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 모듈 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제3 구역; 및 사용자의 허벅지 및 무릎이 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 모듈 중 복수의 행으로 이루어진 제4 구역; 으로 구분되는 것을 특징으로 하는 에어 베개를 포함하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 체형 분석부는, 상기 제1 구역 및 상기 제2 구역의 상기 에어포켓의 압력 변화량의 평균과, 상기 제3 구역 및 상기 제4 구역의 상기 에어포켓의 압력 변화량의 평균의 비에 따라, 사용자의 상체 비만 또는 하체 비만 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 압력 변화량 산출부에서 산출된 압력 변화량을 통해, 사용자의 수면 자세를 판단하는 수면 자세 판단부를 더 포함하되,
상기 수면 자세 판단부는, 상기 제1 구역의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 옆으로 누운 것으로 판단하고, 상기 제3 구역의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단하는 에어 베개를 포함하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 압력이 변화된 시점마다 상기 에어포켓의 압력 변화량을 산출하고, 산출된 압력 변화량의 평균 값을 시간 단위로 산출하여, 시간 당 사용자의 수면 깊이를 판단하는 수면 상태 판단부를 더 포함하되, 산출된 압력 변화량의 평균 값의 크기가 커짐에 따라 기 설정된 범위 A, B, C 로 구분하여, 기 설정된 범위 A인 경우, 사용자가 깊은 수면 상태(NREM sleep: nonrapid eye movement sleep)로 판단하고, 기 설정된 범위 B인 경우, 사용자가 얕은 수면인 상태(REM sleep: rapid eye movement sleep)로 판단하고, 기 설정된 범위 C인 경우, 사용자가 깨어 있는 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 수면 상태 판단부에서 판단된 시간 당 수면 깊이를 전송받아, 상기 기 설정된 범위 A, B, C각각에 점차 낮아지는 점수 a, b, c를 부여하여, {(a x 압력의 평균 변화량이 범위 A를 유지한 시간 T1) + (b x 압력의 평균 변화량이 범위 B를 유지한 시간 T2) + (c x 압력의 평균 변화량이 범위 C 를 유지한 시간 T3)} / 총시간을 통해 사용자의 수면 퀄리티를 점수로 나타내는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 사용자의 체중을 분석하고, 사용자의 체중에 따른 에어포켓의 압력값을 설정하여, 사용자에 따른 에어 매트리스의 강도 조절이 가능하다.
또한, 사용자의 신체 부위에 따라 에어 매트리스를 복수의 구역으로 구분하고 각 구역의 압력 측정을 통해, 사용자의 수면 자세 측정이 가능하다.
또한, 사용자의 체중에 의해 에어포켓이 무너지지 않도록, 에어포켓의 상부를 보호할 수 있다.
또한, 사용자의 수면 패턴 및 수면 퀄리티를 분석할 수 있다.
또한, 사용자의 수면 깊이에 따른 수면 퀄리티를 점수화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포켓 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 에어포켓 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 에어포켓 유닛의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 에어포켓의 사시도이다.
도 7은 도 6에 따른 에어포켓의 평면도이다.
도 8은 도 3에 따른 에어포켓 모듈의 저면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스의 제어 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중에 따른 압력 범위표이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 퀄리티를 점수화 하기 위해, 시간에 따른 압력 변화율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 14는 도 13에 따른 수면 퀄리티를 점수화하는 식을 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 설정 화면을 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 수면 퀄리티 점수 화면을 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 수면 패턴 분석 화면을 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 베개를 나타낸 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 베개의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 베개를 나타낸 평면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스 시스템의 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 체형 분석 방법을 나타낸 순서도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 중단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 알람 발생 방법을 나타낸 순서도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 배게의 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 매트리스 시스템(1)은 에어 매트리스(10), 서버(30), 사용자 단말기(50) 및 에어 베개(70)를 포함한다.
에어 매트리스(10)는 복수의 에어포켓(110)을 포함할 수 있다. 에어포켓(110)의 내부에는 공기가 수용될 수 있어, 에어포켓(110) 내부로 공기가 유입되거나 에어포켓(110) 내부의 공기가 배출될 수 있다. 즉, 에어포켓(110)의 압력 조절이 가능하여, 에어 매트리스(10)는 사용자에 따라 맞춤 압력을 제공할 수 있다. 에어포켓(110)의 공기 조절에 따라, 사용자는 단단한 침대, 푹신한 침대 등으로 조절 가능하며, 사용자의 신체 부위 또는 수면 자세에 따라 에어포켓(110)의 강도 조절을 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스(10)는 사용자에 따라 에어포켓(110)의 맞춤 압력을 제공하여, 사용자 맞춤 에어 매트리스(10)의 강도를 제공할 수 있다.
일 예로, 사용자의 체중에 따른 맞춤 압력인 셋팅값으로 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다. 구체적으로, 사용자의 체중에 따른 기본 강도의 압력 범위인 셋팅값 , 셋팅값을 기준으로 보다 강도 높은 단단한 에어 매트리스(10)를 제공하기 위한 압력 범위와, 셋팅값을 기준으로 보다 강도 낮은 푹신한 에어 매트리스(10)를 제공하기 위한 압력 범위를 제공할 수 있다.
이하에서는, 사용자의 체중에 따른 기본 강도에 해당하는 압력값 범위를 셋팅값이라 하고, 셋팅값을 기준으로 조절 가능한 강도 높은 범위와 강도 낮은 범위를 강도 조절 범위라 한다.
서버(30)는 에어 매트리스(10)로부터 에어포켓(110)의 압력 변화량 등을 포함하는 측정 데이터를 전송받아, 사용자의 수면 자세에 따른 수면 패턴 및 수면 깊이에 따른 수면 퀄리티를 분석하고, 분석된 수면 패턴 및 수면 퀄리티를 사용자 단말기(50)로 전송할 수 있다.
사용자 단말기(50)는 에어 매트리스(10), 서버(30) 및 에어 배게(70)와 연결될 수 있다. 사용자 단말기(50)는 사용자로부터 기본값, 사용자의 체중을 포함하는 신체 정보, 셋팅값, 알람 설정 시간 등을 포함하는 설정값을 입력 받을 수 있다.
여기서, 기본값은 에어포켓(110)의 기본 압력값으로써, 이러한 기본값은 관리자나 사용자에 의해 입력되어 있을 수 있다. 즉, 기본값은 에어포켓(110)이 사용되고 있지 않더라도, 에어포켓(110) 내부에는 일정량의 공기가 주입되어 있는 상태를 유지하도록 하는 압력값이다. 기본값은 사용자 단말기(50)를 통해 입력받아, 에어 매트리스(10), 서버(30), 에어 배게(70)에 전달될 수도 있으며, 에어 매트리스(10), 서버(30), 에어 배게(70)가 직접 기본값을 입력받을 수도 있다. 이러한 기본값은 에어 매트리스(10), 서버(30), 에어 배게(70)에 저장된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 사용자의 신체 정보는 사용자의 신장, 체중, 의류 사이즈, 건강 상태 등을 포함하는 사용자 신체에 관련된 정보일 수 있다.
사용자 단말기(50)는 사용자로부터 입력받은 설정값을 에어 매트리스(10), 에어 베개(70) 또는 서버(30)에 전송할 수 있다. 사용자 단말기(50)는 노트북, 컴퓨터, 핸드폰 중 어느 하나일 수 있다.
에어 베개(70)는 에어 매트리스(10), 서버(30) 및 사용자 단말기(50)와 연결될 수 있다. 에어 베개(70)는 에어셀(71)을 포함하며, 에어셀(71)의 압력 조절이 가능하다. 특히, 에어 베개(70)는 에어 매트리스(10)에서 측정된 압력 측정값에 따라 사용자의 수면 자세가 파악되면, 그에 따라 에어셀(71) 압력 조절이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 에어 매트리스(10)는 에어포켓 모듈(11), 바디부(12), 공급 라인(13), 구역 연결 라인(14), 밸브(15), 에어 펌프(16), 압력 센서부(17), 소음 측정부(18) 및 제어 모듈(19)을 포함할 수 있다.
에어포켓 모듈(11)은 복수의 에어포켓(110)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에어포켓 모듈(11)은 복수의 에어포켓(110)이 유기적으로 연결되어, 제어 모듈(19)에 의해 서로 유기적으로 압력이 조절될 수 있다. 일 예로, 에어포켓 모듈(11)은 도 3에 도시된 바와 같이, 에어포켓(110)이 8행x5열로 배열되되, 복수의 구역으로 구분될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
바디부(12)는 에어 매트리스(10)의 전체 형상을 이루는 것으로, 외형을 형성할 수 있다. 바디부(12)에는 에어포켓 모듈(11), 공급 라인(13), 구역 연결 라인(14), 밸브(15), 에어 펌프(16), 압력 센서부(17), 소음 측정부(18) 및 제어 모듈(19)이 배치될 수 있다.
바디부(12)에는 한 개 이상의 에어포켓 모듈(11)이 삽입 배치될 수 있다.
예를 들어, 2개의 에어포켓 모듈(11)이 바디부(12) 내부에 삽입될 수 있다. 구체적으로, 바디부(12)의 좌측에는 제1 에어포켓 모듈(l1L)이 배치되고, 우측에는 제2 에어포켓 모듈(11R)이 배치될 수 있다. 제1 에어포켓 모듈(11L)을 사용하는 제1 사용자와 제2 에어포켓 모듈(11R)을 사용하는 제2 사용자가 서로 다른 사람일 수 있다. 즉, 복수의 사람이 함께 에어 매트리스(10)를 이용할 수 있다. 이러한 경우, 제1 에어포켓 모듈(11L)과 제2 에어포켓 모듈(11R)은 제어 모듈(19)을 통해 각각 제어될 수 있다.
소음 측정부(18)는 에어 매트리스(10)의 사용 시간 동안, 에어 매트리스(10) 주변의 소음을 측정할 수 있다. 소음 측정부(18)는 주변의 소음을 측정할 수 있는 구성으로 이루어질 수 있으며, 일 예로 마이크로 폰으로 구성될 수 있다.
공급 라인(13), 구역 연결 라인(14), 밸브(15), 에어 펌프(16), 압력 센서부(17) 및 제어 모듈(19)에 대한 구체적인 설명은 도 8 내지 도 10에서 후술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포켓 모듈의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 에어포켓 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 에어포켓 유닛의 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 에어포켓 모듈(11)은 에어포켓(110), 하판(120) 및 유로(130)를 포함할 수 있다.
에어포켓 모듈(11)은 복수의 에어포켓(110)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에어포켓(110)이 가로 방향 및 세로 방향 각각으로 복수개 배치되어, 복수의 행(raw) 및 열(column)을 형성하여 하나의 에어포켓 모듈(11)을 이룰 수 있다. 본 실시예에서는 에어포켓(110)이 8행x5열로 배열되는 것을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 9행x5열 등과 같이 복수의 행 및 열을 이루며 배열될 수 있다.
에어포켓(110) 각각은 내부에 중공이 형성되어, 공기 유입에 의해 팽창하거나 공기 유출에 의해 수축한다. 에어포켓(110)은 복수의 면을 포함할 수 있다.
하판(120)은 복수의 에어포켓(110)의 하측에서 결합되어 에어포켓(110)의 중공을 차폐한다. 이러한 하판(120)은 판형일 수 있다. 하판(120)에는 에어포켓(110)에 공기 공급 및 배출을 위한 피팅부(121, 도 8참조)이 형성될 수 있다.
피팅부(121)는 하판(120)에 복수개 설치될 수 있다. 피팅부(121)는 후술할 공급 라인(13) 또는 구역 연결 라인(14)이 연결되어, 에어포켓(110) 내부 중공으로 공기를 공급하거나, 에어포켓(110) 내부의 공기를 배출할 수 있다. 일 예로, 피팅부(121)는 노즐로 이루어질 수 있다.
유로(130)는 복수의 에어포켓(110)을 서로 연통할 수 있다. 구체적으로, 유로(130)는 제1 유로(131) 및 제2 유로(132)를 포함한다.
제1 유로(131)는 각 행에 인접한 에어포켓(110)을 연통시킨다. 즉, 제1 유로(131)는 가로 방향으로 배치된 인접한 에어포켓(110)들 간에 공기를 연통시킨다. 이러한 제1 유로(131)는 인접한 에어포켓(110) 사이에서 하나 이상 형성될 수 있다. 바람직하게는, 인접한 에어포켓(110) 사이 마다 2 개의 제1 유로(131)가 형성될 수 있다.
제2 유로(132)는 각 열에 인접한 에어포켓(110)을 연통시킨다. 즉, 제2 유로(132)는 세로 방향으로 배치된 인접한 에어포켓(110)들 간에 공기를 연통시킨다.
상술한 바와 같이, 에어포켓 모듈(11)은 복수의 에어포켓(110)을 포함할 수 있다. 이때, 에어포켓 모듈(11)은 두 개의 유닛으로 구분될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 에어포켓 모듈(11)은 두 개의 유닛으로 구분되지 않고, 에어포켓 모듈(11) 하나로 이루어질 수도 있고, 복수의 유닛을 포함할 수 있다.
예를 들어, 에어포켓 모듈(11)은 한 쌍의 유닛(11a, 11b)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 유닛은 제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)으로 이루어질 수 있다.
제1 유닛(11a) 및 제2 유닛(11b)은 복수의 에어포켓(110)을 포함하며, 각 유닛은 에어포켓(110)이 4행x5열로 배열된 것일 수 있다.
제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)은 에어포켓(110)의 행 배열이 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 유닛(11a)이 배치되고, 제2 유닛(11b)은 제1 유닛(11a)과 행 배열이 대칭되도록 제1 유닛(11a)과 인접하게 배치될 수 있다.
즉, 도 3을 기준으로 보면, 제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)이 접촉된 상태인 에어포켓 모듈(11)에서, 제1 유닛(11a)의 제1 행과 제2 행이 제2 유로(132)에 연결되고, 제2 유닛(11b)의 제7 행과 제8 행이 제2 유로(132)에 연결될 수 있다. 이와 같이 제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
여기서, 도 4 및 도 5를 참조하여 제1 유닛(11a)에 대해 설명하고, 제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)은 동일한 형상, 구조, 기능을 가지므로 제2 유닛(11b)에 대한 설명은 생략하도록 한다.
제1 유닛(11a)은 복수의 에어포켓(110)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에어포켓(110)이 가로 방향 및 세로 방향 각각으로 복수개 배치될 수 있다. 다시 말해, 에어포켓(110)이 복수의 행(raw) 및 열(column)을 형성하여 하나의 제1 유닛(11a)을 이룰 수 있다.
본 실시예에서, 제1 유닛(11a)은 4행x5열로 배치되는 에어포켓(110)을 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.
제1 유닛(11a)은 복수의 에어포켓(110)을 서로 연통하는 유로(130)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 유로(130)는 제1 유로(131) 및 제2 유로(132)를 포함한다.
제1 유로(131)는 제1 행, 제2 행, 제3 행 및 제4 행 각각에 형성될 수 있다. 제2 유로(132)는 제1 행과 제2 행 사이에 형성되어, 제1 행과 제2 행 간의 에어포켓(110)을 서로 연통할 수 있다. 다시 말해, 제1 유닛(11a)의 제1 행, 제2 행, 제3 행 및 제4 행은 제1 유로(131)에 의해 각 행에 배치된 에어포켓(110)이 서로 연통될 수 있다. 또한, 제1 행과 제2 행은 제2 유로(132)가 더 배치되어 제1 행과 제2 행이 행 간에 서로 연통될 수 있다.
이하에서는, 에어포켓 모듈(11)이 제1 유닛(11a)과 제2 유닛(11b)이 대칭하여 인접하게 배치된 상태로써, 도 3과 같이 에어포켓(110)이 8행x5열로 배치된 것을 기준으로 설명한다.
제1 행부터 제8 행까지 각각의 행의 에어포켓(110)은 제1 유로(131)에 의해 연통될 수 있다. 더불어, 제1 행과 제2 행이 제2 유로(132)에 의해 연통되고, 제7 행과 제8 행이 제2 유로(132)에 의해 연통될 수 있다.
또한, 8행x5열을 이루는 에어포켓 모듈(11)은 복수의 구역으로 나뉠 수 있다. 이때, 사용자의 신체 부위가 위치되는 것을 기준으로 복수의 구역으로 나뉠 수 있다.
예시적으로, 에어포켓 모듈(11)은 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4)으로 구분될 수 있다.
제1 구역(11-1)은 사용자의 어깨가 위치되는 부분으로서, 에어포켓 모듈(11) 중 하나 이상의 행으로 이루어질 수 있다.
제2 구역(11-2)은 사용자의 허리가 위치되는 부분으로서, 에어포켓 모듈(11) 중 하나 이상의 행으로 이루어질 수 있다.
제3 구역(11-3)은 사용자의 엉덩이가 위치되는 부분으로서, 에어포켓 모듈(11) 중 하나 이상의 행으로 이루어질 수 있다.
제4 구역(11-4)은 사용자의 허벅지 및 무릎이 위치되는 부분으로서, 에어포켓 모듈(11) 중 복수의 행으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는, 예시적으로, 제1 구역(11-1)은 2줄로 이루어지고, 제2 구역(11-2)은 1줄로 이루어지고, 제3 구역(11-3)은 2줄로 이루어지고, 제4 구역(11-4)은 3줄로 이루어지는 것으로 설명한다.
사용자의 머리와 발이 위치되는 부분은 제5 구역(미도시)일 수 있다. 머리가 위치하는 부분은 에어포켓(110)이 배치되지 않고, 일반적인 매트로 형성될 수 있다. 일반적으로 머리가 위치하는 부분은 사용자가 베개를 사용하거나 압력 변화가 필요하지 않을 수 있기 때문에, 에어포켓(110)이 배치되지 않을 수도 있다. 마찬가지로, 발이 위치하는 부분 또한 에어포켓(110)이 배치되지 않을 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자의 머리와 발 부분에도 에어포켓(110)이 배치될 수 있고, 압력을 조절할 수도 있다. 일 예로, 제5 구역의 머리가 위치하는 부분에는 에어 배게(70)가 위치될 수 있다.
아울러, 에어포켓 모듈(11)에 배치되는 에어포켓(110)의 각 행 간의 간격은 150mm일 수 있다. 이는 에어포켓(110)이 팽창하였을 때, 인접한 에어포켓(110)간에 서로 간섭되지 않을 수 있는 간격이다. 또한, 각 열 간의 간격은 125mm일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 에어포켓의 사시도이고, 도 7은 도 6에 따른 에어포켓의 평면도이다.
여기서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 에어포켓(110)은 상면부(1110), 측면부(1120), 제1 연결부(1130), 접촉부(1140), 제1 팽창부(1151), 제2 팽창부(1152), 지지부(1160), 제1 보강부(1171), 제2 보강부(1172) 및 제2 연결부(1180)를 포함할 수 있다.
상면부(1110)는 에어포켓(110)의 상면을 이룬다. 사용자가 에어 매트리스(10)에 누울 경우, 상면부(1110)는 사용자를 지지하는 부분으로서, 사용자의 하중을 직접적으로 받는 부분일 수 있다. 상면부(1110)는 사용자의 하중에 의해 눌려질 수 있다.
측면부(1120)는 상면부(1110)와 연결되어 에어포켓(110)의 측면을 이룬다.
본 실시예에서는 측면부(1120)가 총 4개의 면으로 형성되며, 상면부(1110)가 사각형인 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측면부(1120)는 5개의 측면을 포함하여 상면부(1110)가 오각형의 형태로 형성될 수도 있으며, 이 밖의 다양한 형태를 모두 포함할 수 있다.
측면부(1120)는 제1 측면(1121) 및 제2 측면(1122)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 측면부(1120)가 4개의 면으로 형성될 수 있으며, 4개의 면 중 서로 마주보는 2개의 면을 제1 측면(1121)이라 하고, 서로 마주보는 또 다른 2개의 면을 제2 측면(1122)이라 지칭한다.
제1 연결부(1130)는 상면부(1110)와 측면부(1120)가 연결되는 모서리 부위에 형성되어, 상면부(1110)와 측면부(1120)를 연결할 수 있다. 즉, 상면부(1110)와 측면부(1120)가 연결되는 모서리 부위에 제1 연결부(1130)가 형성될 수 있다. 이러한 제1 연결부(1130)는 상면부(1110)에서 측면부(1120)를 향해 경사지게 형성될 수 있다.
경사지게 형성되는 제1 연결부(1130)는 상면부(1110)에 가해지는 사용자의 하중을 분산시켜, 사용자의 하중에 의해 눌리는 상면부(1110)의 함몰 또는 모양의 변형을 방지할 수 있다. 구체적으로, 사용자의 하중을 받는 상면부(1110)는 사용자의 하중에 의해 하판(120) 방향 즉, 에어포켓(110) 내측으로 눌리게 된다. 이때, 상면부(1110)와 측면부(1120)가 수직으로 바로 연결되면, 하중에 의해 상면부(1110)가 에어포켓(110) 내측으로 눌릴 때, 상면부(1110)와 측면부(1120)가 연결되는 모서리 부위에서 높이차가 발생하게 된다. 이러한 높이차가 반복적으로 발생하면 모서리 부위가 쉽게 함몰되어 에어포켓(110)이 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제1 연결부(1130)가 상면부(1110)에서 측면부(1120)로 소정의 경사를 가지고 형성될 수 있다. 상면부(1110)가 하중을 받더라도 제1 연결부(1130)의 경사에 의해 높이차를 줄일 수 있다. 따라서, 상면부(1110)와 측면부(1120)가 하중에 의한 함몰 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
접촉부(1140)는 상면부(1110)의 중심부에서 상방으로 돌출되어 사용자를 지지하는 부분이다. 즉, 접촉부(1140)는 상면부(1110)에서 소정의 높이차로 상방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 사용자 하중에 의해 상면부(1110)에 가해지는 압력을 분산시켜 상면부(1110)를 보호할 수 있다. 여기서, 소정의 높이차는 사용자가 에어 매트리스(10)에 누웠을 때, 이물감을 느끼지 않을 정도일 수 있다.
구체적으로, 하중을 직접적으로 받는 상면부(1110)가 함몰되지 않도록 하기 위해, 접촉부(1140)는 상면부(1110)의 중심부에서 돌출 형성된다. 이에, 사용자가 에어 매트리스(10)에 앉거나 누울 경우, 접촉부(1140)에 사용자의 하중이 가장 먼저 실릴 수 있다. 사용자의 하중이 1차적으로 접촉부(1140)에 먼저 실린 후에 상면부(1110)에 하중이 실리게 된다. 또한, 접촉부(1140)가 돌출되어 있어, 사용자의 하중에 의해 상면부(1110)가 바로 함몰되지 않을 수 있다. 따라서, 사용자가 앉거나 누울 경우, 접촉부(1140)는 에어포켓(110)에 가해지는 사용자의 하중으로부터 상면부(1110)를 보호할 수 있다.
제1 팽창부(1151)는 제1 측면(1121)에 포함될 수 있다. 제1 팽창부(1151)는 에어포켓(110)이 팽창될 때, 인접한 복수의 에어포켓(110)의 측면부(1120)가 서로 접촉되지 않도록, 중공 측으로 오목하게 형성될 수 있다.
제2 팽창부(1152)는 제2 측면(1122)에 포함될 수 있다. 제2 팽창부(1152)는 에어포켓(110)이 팽창될 때, 인접한 복수의 에어포켓(110)의 측면부가 서로 접촉되지 않도록, 중공 측으로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 제2 팽창부(1152)는 제2 측면(1122) 각각에 복수개가 형성될 수 있다.
구체적으로, 에어포켓(110)에 공기가 공급되면, 에어포켓(110)은 팽창된다. 인접한 에어포켓(110)이 팽창되어 서로 접촉되면, 각 에어포켓(110)이 형성해야 하는 압력 형성을 저해한다. 이를 방지하기 위해, 측면부(1120)에는 에어포켓(110)의 중공 측으로 소정의 깊이로 오목하게 형성되는 제1 팽창부(1151)및 제2 팽창부(1152)가 형성될 수 있다.
지지부(1160)는 제2 측면(1122)에 포함될 수 있다. 지지부(1160)는 제2 측면(1122) 각각에 형성되는 복수의 제2 팽창부(1152) 사이에서 에어포켓(110)의 외측 방향으로 볼록하게 형성될 수 있다. 즉, 두 개의 제2 팽창부(1152) 사이에 지지부(1160)가 형성될 수 있다. 지지부(1160)의 상단이 접촉부(1140)와 연결되어, 접촉부(1140)의 지지력을 강화할 수 있다.
제1 보강부(1171)는 제1 측면(1121)에 포함된다. 제1 보강부(1171)는 제1 연결부(1130)에서 제1 측면(1121)의 하단을 향해 내측으로 만곡된 형태로 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 제1 보강부(1171)는 제1 연결부(1130)에서부터 제1 측면(1121)의 하부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.
제2 보강부(1172)는 제2 측면(1122)에 포함된다. 제2 보강부(1172)는 제1 연결부(1130)에서 지지부(1160)의 하단을 향해 내측으로 만곡된 형태로 경사지게 형성될 수 있다. 제2 보강부(1172)는 제1 연결부(1130)에서부터 지지부(1160)의 하부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.
제1 보강부(1171) 및 제2 보강부(1172)는 상면부(1110)와 측면부(1120)가 연결되는 모서리 부분(즉, 제1 연결부(1130))에 사용자의 하중이 가해져서 응력이 집중됨에 따라, 에어포켓(110)이 무너지거나 비정상적으로 함몰되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 제1 보강부(1171) 및 제2 보강부(1172)는 상면부(1110)에 실리는 하중으로부터, 상면부(1110)의 변형을 방지하여, 에어포켓(110)의 강도를 향상시킬 수 있다.
제1 보강부(1171) 및 제2 보강부(1172)는 홈 형상으로 형성되되, 제1 연결부(1130)에서부터 측면부(1120)의 하부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 보강부(1170)는 돌기 형태로 형성될 수도 있으나, 돌기 형태의 경우 사용자에게 이물감을 줄 수 있어, 홈 형태로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
제2 연결부(1180)는 에어포켓(110)의 하부와 하판(120)에 연결될 수 있다.
제2 연결부(1180)는 에어포켓(110)의 단부에서 하판(120)을 향해 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.
도 8은 도 3에 따른 에어포켓 모듈의 저면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 에어 매트리스(10)는 공급 라인(13), 구역 연결 라인(14), 밸브(15), 에어 펌프(16), 압력 센서부(17) 및 제어 모듈(19)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 하판(120)에는 피팅부(121)가 형성될 수 있다. 피팅부(121)는 에어포켓(110)으로 공기를 공급 및 배출되도록 하는 주입구 일 수 있다. 피팅부(121)는 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4) 각 구역별로 하나 이상 형성될 수 있다. 피팅부(121)가 각 구역별로 형성됨에 따라, 에어포켓 유닛(11)의 각 구역별로 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는, 공급 라인(13)과 연통되는 피팅부(121)는 각 구역별로 한 개씩 형성된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에어포켓(110)의 압력 변화가 큰 구역에는 피팅부(121)가 보다 많이 형성될 수 있다. 엉덩이가 위치되는 제3 구역(11-3)과 허벅지 및 무릎이 위치되는 제4 구역(11-4)의 경우, 신체의 하중이 크기 때문에 압력 변화가 많이 나타날 수 있다. 따라서, 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4)에 더 많은 피팅부(121)가 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 구역(11-1)에는 2개의 피팅부(121)이 배치되고, 제2 구역(11-2에는 1개의 피팅부(121)이 배치되고, 제3 구역(11-3)에는 3개의 피팅부(121)이 배치되고, 제4 구역(11-4)에는 2개의 피팅부(121)가 배치될 수 있다. 또한, 피팅부(121)는 하판(120)의 양 측에 나뉘어져 배치될 수도 있다.
또한, 피팅부(121)는 공급 라인(13)뿐만 아니라, 구역 연결 라인(14)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 제3 구역(11-3)에서 서로 연통되지 않은 제4 행과 제5 행을 연통시키기 위해 피팅부(121)이 더 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제4 구역(11-4)에서 서로 연통되지 않은 제6 행과 제7 행을 연통시키기 위해, 제6 행 및 제7 행 각각에 피팅부(121)가 더 형성될 수 있다.
공급 라인(13)은 피팅부(121)와 밸브(15)를 연결할 수 있다. 복수의 공급 라인(13) 각각은 복수의 피팅부(121) 각각에 연통된다. 각각의 공급 라인(13)은 에어포켓(110)으로의 공기가 공급되거나 및 에어포켓(110)의 공기가 배출되도록 하는 공기 통로 일 수 있다. 즉, 공급 라인(13)은 각 구역에 형성된 피팅부(121)에 연결되어, 각 구역으로의 공기 공급 또는 공기 배출이 되는 공기 통로이다. 일 예로, 공급 라인(13)은 관, 호스 등의 형태로 이루어질 수 있다.
구역 연결 라인(14)은 제2 유로(132)에 의해 서로 연통되지 않은 행들을 서로 연결시킬 수 있다. 일 예로, 제3 구역(11-3)의 제4 행의 에어포켓(110)과 제5 행의 에어포켓(110)을 연결시킬 수 있다. 또한, 제4 구역(11-4)의 제6 행과 제7 행의 에어포켓(110)을 서로 연통시킬 수 있다.
구체적으로, 구역 연결 라인(14)은 제3 구역(11-3)에서 서로 연통되지 않은 제4 행과 제5 행을 서로 연통시킬 수 있다. 즉, 구역 연결 라인(14)은 제4 행과 제5 행에 각각 형성된 피팅부(121)을 연결되어, 에어포켓(110)의 제4 행과 제5 행을 서로 연통시키는 것이다.
따라서, 제4 행과 제5 행은 동일한 공급 라인(13)으로부터 공기를 공급받거나 공기가 배출될 수 있다.
마찬가지로, 구역 연결 라인(14)은 제4 구역(11-4)에서 서로 연통되지 않은 제6 행과 제7 행을 서로 연통시킬 수 있다. 즉, 구역 연결 라인(14)은 제6 행 및 제7 행 각각에 형성된 피팅부(121)에 연결되어, 제4 구역(11-4)내의 에어포켓(110)의 행들을 서로 연통시키는 것이다.
따라서, 제6 행과 제7 행은 동일한 공급 라인(13)으로부터 공기를 공급받거나 공기가 배출될 수 있다.
밸브(15)는 에어펌프(16, 도 9 참조)로부터 에어포켓(110)으로의 공기 공급 및 에어포켓(110)에서의 공기 배출을 조절할 수 있다. 밸브(15)는 솔레노이드 밸브 형태로 형성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 밸브(15) 형태를 모두 포함할 수 있다.
밸브(16)는 에어포켓 모듈(11)의 각 구역으로의 공기 공급 또는 배출을 제어할 수 있다. 구체적으로, 각각의 밸브(16)의 온(ON)/오프(OFF) 작동에 의해, 각 구역의 해당 공급 라인(13)으로 공기가 공급되거나, 공기가 배출될 수 있다.
밸브(16)의 온/오프는 제어 모듈(19)에 의해 제어될 수 있다.
에어펌프(16)는 공급 라인(13)을 통해 에어포켓(110)으로 공기를 공급할 수 있다. 이때, 에어펌프(16)는 밸브(15)가 온(ON) 상태일 경우에만 공급 라인(13)을 통해 에어포켓(110)으로 공기를 공급할 수 있으며, 밸브(15)가 오프(OFF) 상태인 경우에는 에어포켓(110)으로의 공기 공급이 차단될 수 있다.
에어펌프(16)는 제어 모듈(19)에 의해 제어되어 작동될 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(19)의 제어에 의해, 에어펌프(16)가 공급 라인(13)으로 공기를 공급하거나 공기 공급을 중단할 수 있다.
압력 센서부(17)는 에어포켓(110)의 압력을 측정할 수 있다.
압력 센서부(17)는 에어포켓(110)의 압력을 측정하되, 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4) 각 구역별로 압력 측정이 가능하다.
압력 센서부(17)는 밸브(15) 내에 마련되어, 각각의 공급 라인(13)과 연결될 수 있다. 각각의 공급 라인(13)과 연결된 압력 센서부(17)는 에어포켓(110) 각 구역의 압력을 측정할 수 있다.
압력 센서부(17)에서 측정된 압력은 제어 모듈(19)로 전송될 수 있다. 제어 모듈(19)는 압력 센서부(17)에서 전송받은 에어포켓(110)의 압력값들을 통해, 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다.
압력 센서부(17)에서 측정되는 압력에 따라, 제어 모듈(19)의 매트리스 제어부(1922)가 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4) 각각의 에어포켓(110) 공기 공급 및 공기 배출을 제어하여, 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다.
다만, 압력 센서부(17)는 각 구역별 에어포켓(110)의 압력을 측정하는 것에 한정되는 것은 아니며, 전체 구역의 에어포켓(110)의 압력을 측정할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스의 제어 모듈의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중에 따른 압력 범위표이다.
도 10을 참조하면, 제어 모듈(19)은 매트리스 통신부(1911), 매트리스 메모리부(1912), 수면 시간 측정부(1913), 압력 변화량 산출부(1914), 체형 분석부(1916), 맞춤 압력 설정부(1917), 수면 자세 판단부(1918), 수면 상태 판단부(1919), 압력 조절량 산출부(1920) 및 코골이 판단부(1921) 및 매트리스 제어부(1922)를 포함한다.
매트리스 통신부(1911)는 서버(30) 및 사용자 단말기(50)와 통신하여, 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 매트리스 통신부(1911)는 사용자 단말기(50)로부터 설정값을 수신하고, 에어 매트리스(10) 또는 에어 배게(70)로 설정값을 송신할 수 있다. 또한, 매트리스 통신부(1911)는 서버 통신부(31, 도 12참조)와 연결되어 서버(30)로 설정값, 측정 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 측정 데이터는 에어 매트리스(10)에서 측정되는 압력 측정값, 압력 변화량, 수면 시간, 에어포켓(110)의 압력 조절량 등을 포함한다. 이때, 압력 측정값, 압력 변화량, 압력 조절량 등은 에어포켓(110)의 각 구역별로 측정된 값일 수도 있고, 에어포켓(110)의 전체 구역에서 측정된 값일 수도 있다.
매트리스 메모리부(1912)는 매트리스 통신부(1911)를 통해 전송받은 설정값을 저장할 수 있다. 아울러, 압력 센서부(17), 수면 시간 측정부(1913), 압력 변화량 산출부(1914), 압력 조절량 산출부(1920)에서 측정 및 산출된 측정 데이터를 저장할 수 있다.
뿐만 아니라, 매트리스 메모리부(1912)에는 체형에 따른 셋팅값, 강도 조절 범위를 나타내는 압력 범위표(도 11 참조)가 저장되어 있을 수 있다. 구체적으로, 압력 범위표는 사용자의 체중에 따른 셋팅값과, 셋팅값을 기준으로 사용자의 체중에 따른 압력 조절 가능한 강도 조절 범위를 나타낼 수 있다.
일 예로, 도 11의 압력 범위표를 참조하면, 사용자의 체중이 40kg ~ 49kg인 경우의 셋팅값은 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)일 수 있다. 즉, 사용자의 체중이40kg ~ 49kg인 경우 에어포켓(110)의 압력은 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)으로 설정될 수 있다.
또한, 사용자의 체중이 50kg ~ 59kg인 경우의 셋팅값은 0.35psi(=0.0238atm) 또는 0.7inchHg(=0.0234atm)일 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 체중이 60kg ~ 69kg인 경우의 셋팅값은 0.40psi(=0.0272atm) 또는 0.8inchHg(=0.0267atm)일 수 있다. 이와 같이, 사용자 체중의 10kg 단위마다 셋팅값은 0.05psi 또는 0.1inchHg씩 증가될 수 있다.
이때, 에어포켓(110)의 압력이 셋팅값으로 설정된 상태에서, 에어포켓(110)의 압력 조절이 가능한 최적 에어포켓 압력 범위는, 셋팅값을 기준으로 기 설정된 하한값부터 기 설정된 상한값까지일 수 있다.
즉, 에어포켓(110)의 압력이 셋팅값으로 설정된 경우, 매트리스 제어부(1922)는 에어포켓(110)의 압력을 최적 에어포켓 압력 범위내에서 압력이 조절되도록 할 수 있다.
예를 들어, 기 설정된 상한값 내지 기 설정된 하한값은 셋팅값의 +0.05psi(또는 +0.1inchHg) 내지 -0.05psi(또는 -0.1inchHg) 범위일 수 있다. 일 예로, 셋팅값이 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)인 경우, 최적 에어포켓 압력 범위는 +0.35psi(또는 +0.7inchHg) 내지 -0.35psi(또는 -0.5inchHg) 범위일 수 있다.
또한, 셋팅값을 기준으로 강도 조절 범위가 설정될 수 있다. 구체적으로, 강도 조절 범위란, 사용자의 체중을 기준으로 에어 매트리스(10)의 강도를 조절할 수 있는 범위이다. 강도 조절 범위는 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 압력값이 증가한 상위 압력값과, 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 압력값이 감소한 하위 압력값을 포함한다. 구체적으로, 셋팅값에서의 에어포켓(110)의 압력값은 사용자가 누웠을 때, 에어포켓(110)의 강도가 중간(medium)정도의 강도로 느껴질 수 있다.
상위 압력값으로 에어포켓(110)의 압력을 조절할 경우 에어포켓(110)의 강도가 단단한 상태 즉, 하드(hard)한 상태로 조절될 수 있으며, 하위 압력값으로 에어포켓(110)의 압력을 조절할 경우 에어포켓(110)의 강도가 부드러운 상태 즉, 소프트(soft)한 상태로 조절될 수 있다.
이때, 상위 압력값은 셋팅값보다 1단계의 압력값이 증가된 제1 상위 압력값 및 셋팅값보다 2단계의 압력값이 증가된 제2 상위 압력값을 포함할 수 있다. 또한, 하위 압력값은 셋팅값보다 1단계의 압력값이 감소된 제1 하위 압력값 및 셋팅값보다 2단계의 압력값이 감소된 제2 하위 압력값을 포함할 수 있다.
정리하면, 셋팅값이 기본 강도 상태의 에어포켓(110)의 압력이고, 제1 상위 압력값은 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 강도가 1단계 더 단단한(hard) 상태이다. 즉, 셋팅값보다 제1 상위 압력값은 에어포켓(110)의 압력이 올라간다.
마찬가지로, 제2 상위 압력값은 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 강도가 2단계 더 단단한(hard) 상태이다. 즉, 제2 상위 압력값은 셋팅값 및 제1 상위 압력값보다도 더 에어포켓(110)의 압력이 올라간다.
반면에, 제1 하위 압력값은 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 강도가 1단계 더 폭신한(soft) 상태이다. 즉, 제1 하위 압력값은 셋팅값보다 에어포켓(110)의 압력이 내려간다.
또한, 제2 하위 압력값은 셋팅값을 기준으로 에어포켓(110)의 강도가 2단계 더 폭신한(soft) 상태이다. 즉, 제2 하위 압력값은 셋팅값 및 제1 하위 압력값보다 에어포켓(110)의 압력이 더 내려간다.
예를 들어, 셋팅값을 기준으로, 제1 상위 압력값 및 제2 상위 압력값은 한 단계마다 0.1psi씩 또는 0.2inchHg씩 에어포켓(110)의 압력값이 증가할 수 있고, 제1 하위 압력값 및 제2 하위 압력값은 한 단계마다 0.1psi씩 또는 0.2inchHg씩 에어포켓(110)의 압력값이 감소할 수 있다. 이와 같이, 셋팅값을 기준으로 2단계 범위 내에서 압력을 높이거나, 낮춤으로써 사용자가 에어 매트리스(10)를 사용할 때 느끼는 강도를 조절할 수 있다.
일 예로, 사용자의 체중이 50kg~59kg인 경우, 셋팅값은 0.35psi 또는 0.7inHg일 수 있다. 이때, 1단계 더 단단한(hard)한 상태의 제1 상위 압력값으로 설정할 경우, 에어포켓(110)의 압력은 0.45psi 또는 0.9inHg일 수 있다. 셋팅값 보다 에어포켓(110)의 압력을 높임으로써, 강도를 1단계 더 단단한 상태로 설정할 수 있다.
또한, 셋팅값을 기준으로, 2단계 더 단단한 상태의 제2 상위 압력값으로 설정할 경우 0.55psi 또는 1.1inHg로 에어포켓(110)의 압력을 설정할 수 있다. 셋팅값 보다 에어포켓(110)의 압력을 높임으로써, 강도를 2단계 더 단단한 상태로 설정할 수 있다.
또한, 셋팅값을 기준으로, 1단계 더 푹신한 상태의 제1 하위 압력값으로 설정할 경우 0.25psi 또는 0.5inHg로 에어포켓(110)의 압력을 설정할 수 있다. 셋팅값 보다 에어포켓(110)의 압력을 낮춤으로써, 강도를 1단계 푹신한 상태로 설정할 수 있다.
또한, 셋팅값을 기준으로, 2단계 더 푹신한 상태의 제2 하위 압력값으로 설정할 경우, 0.15psi 또는 0.3inHg로 에어포켓(110)의 압력을 설정할 수 있다. 셋팅값보다 에어포켓(110)의 압력을 더 낮춤으로써, 에어 매트리스(10)의 강도를 2단계 더 소프트한 상태로 설정할 수 있다.
이때, 셋팅값과 마찬가지로, 강도 조절 범위가 설정된 상태에서 에어포켓(110)의 압력 조절이 가능한 최적 에어포켓 압력 범위가 설정될 수 있다. 이때, 최적 에어포켓 압력 범위는 조절된 범위의 압력값를 기준으로 기 설정된 하한값부터 기 설정된 상한값까지일 수 있다.
예를 들어, 에어포켓(110)의 압력이 제1 상위 압력값으로 설정된 경우, 매트리스 제어부(1922)는 에어포켓(110)의 압력을 제1 상위 압력값을 기준으로 최적 에어포켓 압력 범위내에서 압력이 조절되도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 상위 압력값의 최적 에어포켓 압력 범위는 기 설정된 상한값 내지 기 설정된 하한값은 제1 상위 압력값의 +0.05psi(또는 +0.1inchHg) 내지 -0.05psi(또는 -0.1inchHg) 범위일 수 있다.
즉, 설정값, 상위 압력값 또는 하위 압력값의 최적 에어포켓 압력 범위는 기 설정된 하한값 내지 기 설정된 상한값일 수 있으며, 기 설정된 상한값 및 기 설정된 하한값은 +0.05psi(또는 +0.1inchHg) 내지 -0.05psi(또는 -0.1inchHg) 범위일 수 있다.
일 예로, 사용자의 체중이 50kg~59kg인 경우, 셋팅값은 0.35psi 또는 0.7inHg일 수 있다. 이때, 사용자가 제1 상위 압력값을 설정하면, 에어포켓(110)의 압력은 0.45psi 또는 0.9inHg으로 설정될 수 있다.
에어포켓(110)의 압력은 0.45psi 또는 0.9inHg으로 설정된 상태에서, 최적 에어포켓 압력 범위는 +0.50psi(또는 +1.0inchHg) 내지 -0.40psi(또는 -0.8inchHg)일 수 있다.
상기와 같은 셋팅값, 강도 조절 범위를 포함하는 압력 범위표는 매트리스 메모리부(1912)에는 사용자의 체중에 따라 셋팅값 및 강도 조절 범위가 저장되어 있을 수 있다. 체형 분석부(1916)에서 사용자의 체중을 산출하여, 사용자의 체중에 따른 셋팅값 및 강도 조절 범위를 매칭할 수 있다.
다만, 셋팅값 및 강도 조절 범위가 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 체중에 따른 셋팅값 및 강도 조절 범위는 설정하는 것에 따라 변경될 수 있다.
수면 시간 측정부(1913)는 에어 매트리스(10)를 사용하는 시간을 통해, 수면 시간을 측정한다. 예를 들어, 에어 매트리스(10)에 압력이 기 설정된 값 이상 가해지는 시점부터 압력이 다시 기본값이 되는 시점까지를 측정할 수 있다. 구체적으로, 수면 시간 측정부(1913)는 사용자가 수면 시간을 설정하지 않더라도, 에어포켓 모듈(11)에 가해지는 압력을 바탕으로 사용자가 에어 매트리스(10)를 사용하는 시간을 측정할 수 있다. 예를 들어, 에어포켓 모듈(11)에 하중이 가해지는 동안의 시간을 측정하고, 이를 사용 시간으로 측정할 수 있다.
또는, 사용자 단말기(50)로부터 설정 받은 시간을 수면 시간으로 측정할 수 있다.
또한, 수면 시간 측정부(1913)는 타이머 기능(즉, 알람 시간 설정 기능)을 포함할 수 있다. 사용자가 설정값으로 설정한 수면 시간 등에 맞춰 자동으로 에어 매트리스(10)의 압력 조절 종료 기능 또는 알람 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 설정한 시간이 지나면 자동으로 에어 매트리스(10)의 에어포켓(110)의 압력 조절 기능, 압력 측정 등의 기능을 종료하거나, 소리나 조명 에어포켓(110)의 압력 조절을 이용한 알람을 발생시킬 수 있다.
압력 변화량 산출부(1914)는 사용자가 에어 매트리스(10)를 사용하는 동안, 에어포켓(110)의 압력 변화량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 압력 변화량 산출부(1914)는 수면 시간 동안, 압력 센서부(17)에서 실시간으로 측정된 압력 측정값을 이용하여 에어포켓(110)의 압력 변화량을 산출한다.
이때, 압력 변화량 산출부(1914)는 에어포켓 모듈(11)의 각 구역별 에어포켓(110)의 압력 변화량의 산출할 수 있다. 압력 변화량 산출부(1914)는 에어 포켓(110)의 압력 변화가 감지될 때마다, 압력 변화량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 압력 변화량은 기본값, 셋팅값 또는 사용자가 처음 에어 매트리스(10)에 누운 후 소정의 시간을 유지한 상태에서의 압력과, 에어포켓(110)의 압력이 변화되는 시점의 압력값의 차일 수 있다.
즉, 에어포켓(110)의 압력이 변화된 제1 시점의 압력값에서 기본값, 셋팅값 또는 사용자가 처음 에어 매트리스(10)에 누운 후 소정의 시간을 유지한 상태에서의 압력값 중 어느 하나의 값을 빼서 압력 변화량이 감지된 제1 시점의 압력 변화량을 산출할 수 있다.
압력이 변화된 제1 시점에서 변화된 압력값을 소정의 시간 이상 유지된 상태에서, 그 이후에 또 다시 압력이 변화되는 제2 시점에서의 압력 변화량을 구할 수 있다. 즉, 압력이 새롭게 변화된 제2 시점에서 제1 시점의 압력값의 차를 통해 제2 시점의 압력 변화량을 구할 수 있다.
즉, 압력 변화량은, 압력이 변화된 시점에서 그 이전 시점의 차로 구할 수 있다. 이러한 경우, 압력 변화량이 측정되는 시점은 불규칙할 수 있다. 이러한 경우, 압력 변화량 산출부(1914)는 압력이 기 설정된 값 이상 변화된 경우에 압력 변화량을 산출할 수 있다. 또한, 압력 변화량 산출부(1914)는 변화된 압력 변화량이 소정 시간 유지된 경우에 압력 변화량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 에어포켓 모듈(11)에서 감지된 에어포켓(110)들의 압력 변화량이 기 설정된 변화값 이상인지 판단하여 압력 변화량이 사용자의 수면 자세에 따른 변화인지 뒤척임에 따른 변화인지 판단할 수 있다.
압력 변화량 산출부(1914)는 압력 변화량이 기 설정된 변화값 이상인 경우에 수면 자세나 수면 깊이와 같은 사용자의 수면 상태에 변화가 발생된 것으로 판단하여 압력 변화량을 산출할 수 있다.
반면에, 압력 변화량이 기 설정된 변화값 미만인 경우에는 사용자의 뒤척임 정도로 판단하여 사용자의 수면 자세에 변화가 없는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 압력 변화량이 변화된 상태에서 소정 시간 동안 유지된 경우에 사용자의 수면 자세 변경이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
일 예로, 사용자가 등을 대고 누워 있는 상태에서, 옆으로 누운 자세를 취한 후, 옆으로 누운 자세를 1분 미만으로 유지하다가 다시 엎드리는 자세로 변경할 수도 있다. 이런 경우, 옆으로 누운 자세는 사용자가 자세를 변경하기까지 뒤척이는 과정에서 발생된 자세이기 때문에 1분 미만으로 시간이 측정된다. 즉, 사용자는 옆으로 누운 자세로 변경한 것이 아니고, 자세를 변경하는 과정에서 옆으로 누운 자세가 취해진 것일 수 있다. 이러한 경우에는 옆으로 누운 자세에 대응되도록 에어포켓(110)의 압력을 조절할 필요없이, 엎드린 자세에 대응되도록 에어포켓(110)의 압력을 조절해야 한다.
이러한 경우를 판별하기 위해, 압력 변화량이 소정 시간 이상동안 유지되는지 판단하고, 그에 맞춰 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다.
즉, 사용자의 수면 자세 변경이 완료되었는지 판별하여, 사용자의 수면 자세 변경이 완료된 후, 그에 대응되도록 에어포켓(110)의 압력을 조절할 경우 보다 편리한 에어 매트리스(10)의 수면 환경을 제공할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 압력 변화량 산출부(1914)는 압력 변화가 기 설정된 값 및 소정 시간 이상이 아니더라도, 압력 변화가 발생되는 시점 마다 압력 변화량을 산출할 수도 있다.
추가로, 압력 변화량 산출부(1914)는 1시간 간격으로 압력 변화량을 산출할 수 있다. 예를 들어, T2시간에서의 압력 변화량은, T2시간에서의 압력 측정값에서 기본값을 빼서 구할 수 있다. 마찬가지로, T3 시간에서의 압력 변화량은, T3에서의 압력 측정값에서 T2에서의 압력 측정값을 빼서 구할 수 있다.
다시 말해, 압력 변화량 산출부(1914)는 1시간 간격으로 변화되는 압력 변화량을 산출할 수 있다. T1시간의 1시간 뒤인 T2시간까지의 압력 변화량은, T2에서의 압력 측정값에서 T1에서의 압력 측정값을 빼서 산출할 수 있다.
이와 같이, 압력 변화량 산출부(194)는 압력 변화량을 측정 및 산출하는 시점이 규칙적일 수 있다
체형 분석부(1916)는 사용자의 체중 및 체형을 분석할 수 있다`.
체형 분석부(1916)는 체중 분석부(1916-1) 및 비만도 확인부(1916-2)를 포함할 수 있다.
먼저, 체중 분석부(1916-1)는 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 각 구역의 압력 변화량을 바탕으로, 사용자의 체중을 분석할 수 있다.
구체적으로, 에어포켓(110) 압력이 기본값인 상태에서 사용자가 누울 경우 압력 변화가 발생하고, 사용자가 누운 상태를 소정 시간 동안 유지하여 변화된 압력이 유지될 수 있다. 이때, 압력 변화량 산출부(1914)는 각 구역별로 압력이 변화된 변화 압력값에서 각 구역별 기본값의 차를 통해 각 구역별 압력 변화량을 산출할 수 있다.
이후, 체형 분석부(1916)는 이러한 각 구역별 압력 변화량을 전송받아, 전체구역의 압력 변화값을 구할 수 있다. 일 예로, 각 구역별 압력 변화량의 합을 구역의 개수로 나누어, 전체 구역의 압력 변화값을 구할 수 있다.
이와 같이, 전체 구역의 압력 변화값을 구한 후에는, 무게=압력x면적의 식을 통해, 에어포켓(110)의 전체 면적과 전체 구역의 압력 변화값의 곱을 통해 에어포켓(110)에 가해지는 하중을 구할 수 있다. 즉, 사용자의 체중을 구할 수 있다.
다만, 체형 분석부(1916)는 체중 분석부(1916-1)를 통해서 사용자의 체중을 분석하는 것에 제한되는 것은 아니며, 사용자로부터 사용자 단말기(50)를 통해 사용자의 체중을 입력받을 수도 있다.
비만도 확인부(1916-2)는 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 각 구역의 압력 변화량을 바탕으로, 사용자가 상체 비만인지 하체 비만인지의 비만도 여부를 분석할 수 있다.
구체적으로, 사용자의 체중과 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 각 구역의 압력 변화량을 통해 사용자의 비만 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 에어포켓(110)의 제1 구역(11-1)과 제2 구역(11-2)에 가해지는 하중이 제3 구역(11-3)과 제4 구역(11-4)에 비해 소정 비율 이상인 경우에는 상체 비만으로 판단될 수 있고, 반대로 에어포켓(110)의 제3 구역(11-3)과 제4 구역(11-4)에 가해지는 하중이 제1 구역(11-1)과 제2 구역(11-2)에 비해 소정 비율 이상인 경우에는 하체 비만으로 판단될 수 있다.
상체 비만 및 하체 비만 분석에 한정되는 것이 아니라, 사용자의 체중에 따른 각 구역별 하중에 따라 사용자의 체형을 분석할 수 있다. 구체적으로, 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4) 중 어느 한 구역에 가해지는 하중이 다른 구역에 가해지는 하중의 비율보다 더 집중적으로 가해지는 경우, 해당 구역의 신체 부위가 다른 신체 부위보다 비만도가 발생할 확률이 높은 것을 판단할 수도 있다.
맞춤 범위 설정부(1917)는 체형 분석부(1916)에서 분석된 사용자의 체중 및 체형에 따라 에어포켓(110)의 압력이 설정될 수 있다.
구체적으로, 맞춤 범위 설정부(1917)는 체형 분석부(1916)에서 분석된 사용자의 체중에 따라, 매트리스 메모리부(1912)에 저장되어 있는 압력 범위표에 대응하여, 셋팅값 및 강도 조절 범위를 설정할 수 있다.
체형 분석부(1916)에서 사용자의 체중이 45kg으로 분석된 경우, 맞춤 범위 설정부(1917)는 매트리스 메모리부(1912)에 저장된 강도 조절 범위표에서 45kg이 속하는 40~49kg 범위에 해당하도록 셋팅값을 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)로 설정할 수 있다.
이에 따라, 강도 조절 범위는 셋팅값을 기준으로 제1 상위 압력값, 제2 상위 압력값, 제1 하위 압력값 또는 제2 하위 압력값으로 설정수 있다. 일 예로, 사용자의 체중이 45kg으로 분석되어, 에어포켓(110)의 압력이 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)으로 셋팅값이 설정된 경우, 강도 조절 범위의 제1 상위 압력값은 0.40psi 또는 0.8inchHg, 제2 상위 압력값은 0.50psi 또는 0.10inchHg로 설정될 수 있고, 제1 하위 압력값은 0.20psi 또는 0.4inchHg일 수 있고, 제2 하위 압력값은 0.10psi 또는 0.2inchHg로 설정될 수 있다.
즉, 맞춤 범위 설정부(1917)는 체중 분석부(1916)에서 분석된 사용자의 체중에 따라 압력 범위표에서 에어포켓(110)의 설정값 및 강도 조절 범위를 설정하는 것이다.
또한, 맞춤 범위 설정부(1917)에는 사용자별 셋팅값 및 강도 조절 범위가 설정될 수 있다. 즉, 사용자별로 에어 매트리스(10)를 사용하는 최초에만 체형 분석을 하여, 해당 사용자는 분석된 셋팅값 및 강도 조절 범위를 매트리스 메모리부(1912)에 저장해 둘 수 있다. 다시 말해, 제1 사용자, 제2 사용자 등 각 사용자에 해당하는 셋팅값 및 강도 조절 범위를 설정하여, 에어 매트리스(10) 사용시 각 사용자에 맞는 셋팅값을 포함하는 설정값이 적용될 수 있다.
다만, 사용자가 다시 셋팅값을 설정하고 싶은 경우에는 재설정도 가능하다. 즉, 다시 체형 분석부(1916)를 통해 사용자의 체형을 분석하고 맞춤 범위 설정부(1917)를 통해 셋팅값 및 강도 조절 범위를 설정할 수 있다.
수면 자세 판단부(1918)는 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 에어포켓(110)의 압력 변화량을 통해 사용자의 수면 자세를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 구역(11-1)의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 옆으로 누운 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 옆으로 눕게 되면, 상대적으로 어깨 부분의 제1 구역(11-1)에 하중이 많이 가해지고, 허리 부분의 제2 구역(11-2)에 하중이 덜 가해지게 된다.
또한, 제3 구역(11-3)의 압력 변화량이 다른 구역의 압력 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단할 수 있다. 엉덩이 부분의 위치하는 제3 구역(11-3)의 전체에 하중이 많이 가해지면 사용자가 똑바로 누운 것으로 파악할 수 있다.
더불어, 제1 구역(11-1) 및 제2 구역(11-2)으로 하중이 몰리거나, 제2 구역(11-2) 및 제3 구역(11-3)으로 하중이 몰리는 것과 같이, 특정 구역에 하중이 쏠리게 되면 사용자가 웅크리고 있는 것으로 판단할 수도 있다.
이와 같이, 구역별 하중 분포에 따라 사용자의 자세를 파악할 수 있다. 구체적으로, 사용자의 수면 시간 동안, 구역별 에어포켓(110)의 압력 변화를 통해, 옆으로 누워 있는 자세, 등을 대고 누워 있는 자세, 엎드린 자세, 웅크린 자세 등을 포함하는 사용자의 수면 자세를 파악할 수 있다.
수면 상태 판단부(1919)는 사용자의 수면 상태를 깊은 수면 상태, 얕은 수면 상태, 깨어 있는 상태로 구분하고, 측정 데이터를 바탕으로 수면 상태를 판단할 수 있다.
수면 상태 판단부(1919)는 에어포켓(110) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량(즉, 평균 변화율)이 기 설정된 범위 A인 경우, 사용자가 깊은 수면 상태(NREM sleep: nonrapid eye movement sleep)로 판단할 수 있다. 또한, 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 B인 경우, 사용자가 얕은 수면인 상태(REM sleep: rapid eye movement sleep)로 판단할 수 있다. 또한, 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 C인 경우, 사용자가 깨어 있는 상태로 판단할 수 있다.
예를 들어, 수면 상태 판단부(1919)는 압력의 평균 변화량이 10% 이하인 경우는 깊은 수면 상태인 것으로 판단하고, 압력의 평균 변화량이 10% 초과 30% 이하인 경우에는 얕은 수면 상태인 것으로 판단하고, 압력의 평균 변화량이 30% 초과인 경우에는 깨어 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 압력 변화량의 평균 변화량은 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 압력 변화량으로 구할 수 있다. 예를 들어, 여기서의 압력 변화량의 평균 변화량은 압력 변화량 산출부(1914)에서 압력이 발생하는 시점마다 산출한 압력 변화량의 평균값일 수 있다.
압력 조절량 산출부(1920)는 산출된 압력 변화량을 통해 에어포켓 모듈(11)의 압력을 사용자에 따른 최적 에어포켓 압력 범위 내에 위치시키기 위한 압력 조절량을 산출한다. 예를 들어, 압력 조절량 산출부(1920)는 사용자가 설정한 셋팅값, 제1 상위 압력값, 제2 상위 압력값, 제1 하위 압력값 또는 제1 하위 압력값 중 어느 하나인 에어 매트리스(10)의 강도를 유지할 수 있도록, 에어포켓(110)의 압력 조절량을 산출할 수 있다.
여기서, 최적 에어포켓 압력 범위는 셋팅값이나 강도 조절 범위를 포함하는 설정된 설정값에 따른 에어포켓(110)의 압력의 기 설정된 상한값부터 기 설정된 하한값까지의 범위일 수 있다. 기 설정된 상한값 내지 기 설정된 하한값은 설정값의 +0.05psi(또는 +0.1inchHg) 내지 -0.05psi(또는 -0.1inchHg) 범위일 수 있다.
상술한 바와 같이, 사용자의 체중이 45kg인 경우, 셋팅값은 0.30psi(=0.0204atm) 또는 0.6inchHg(=0.0201atm)으로 설정되고, 강도 조절 범위의 제1 상위 압력값은 0.40psi 또는 0.8inchHg, 제2 상위 압력값은 0.50psi 또는 0.10inchHg로 설정될 수 있고, 제1 하위 압력값은 0.20psi 또는 0.4inchHg일 수 있고, 제2 하위압력값은 0.10psi 또는 0.2inchHg로 설정될 수 있다.
여기서, 셋팅값의 기 설정된 상한값은 0.35psi 또는 0.7inchHg으로 설정될 수 있고, 셋팅값의 기 설정된 하한값은 0.25psi 또는 0.5inchHg으로 설정될 수 있다.
이때, 사용자가 셋팅값으로 에어 매트리스(10)의 강도를 설정한 경우, 압력 조절량 산출부(1920)는 셋팅값을 기준으로 최적 에어포켓 압력 범위를 유지하도록 에어포켓(110)의 압력을 조절량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 복수의 구역 중 압력 변화량이 기 설정된 상한값 이상 높아지는 구역에는, 해당 구역의 에어포켓(110)의 압력을 기 설정된 상한값보다 낮아지도록 압력 조절량을 산출할 수 있다. 또한, 복수의 구역 중 압력 변화량이 기 설정된 하한값 이하로 낮아지는 구역에는, 해당 구역의 에어포켓(110)의 압력을 기 설정된 하한값보다 높아지도록 압력 조절량을 산출할 수 있다.
이와 같이, 압력 조절량 산출부(1920)가 산출한 압력 조절량에 따라, 매트리스 제어부(1922)는 에어포켓(110)의 공기를 조절할 수 있다.
구체적으로, 매트리스 제어부(1922)는 복수의 구역 중 압력 변화량이 기 설정된 상한값 이상 높아지는 구역에는, 상기 압력 조절량 산출부(1920)에서 산출한 압력 조절량에 따라 상기 에어포켓(110)의 공기를 배출하도록 제어할 수 있다. 또한, 복수의 구역 중 압력 변화량이 기 설정된 하한값 이하로 낮아지는 구역에는, 상기 압력 조절량 산출부(1920)에서 산출한 압력 조절량에 따라 상기 에어포켓(110)으로 공기를 공급하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 자세에 따라, 에어 매트리스(10)의 각 구역별로 가해지는 압력의 차이가 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 하중이 제3 구역(11-3)으로 집중되어 제3 구역(11-3)의 압력이 기 설정된 상한값보다 높아지는 경우, 해당 구역의 에어포켓(110)내의 공기를 배출하여 제3 구역(11-3)의 압력을 기 설정된 상한값보다 낮아지도록 조절할 수 있다.
코골이 판단부(1921)는 마이크로 폰(18)에 소음이 감지된 경우, 소음이 감지된 소음 감지 시점(T3)을 기준으로 기 설정된 시간(T4)동안 에어포켓(110)의 압력 변화량의 평균 변화량을 확인하여, 사용자의 코골이 여부를 감지할 수 있다.
구체적으로, 마이크로 폰(18)에 소음이 감지된 경우, 소음 감지 시점(T3)으로부터 기 설정된 시간(T4)동안 산출된 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 D이내인 경우 코골이 상태로 인식하고, 평균 변화량이 기 설정된 범위 D미만이거나 초과이면 외부 소음으로 인식할 수 있다.
매트리스 제어부(1922)는 바디부(12)에 장착되고, 매트리스 제어부(1922)는 에어 매트리스(10)를 제어할 수 있다. 매트리스 제어부(1922)는 매트리스 통신부(1911), 매트리스 메모리부(1912), 수면 시간 측정부(1913), 압력 변화량 산출부(1914), 체형 분석부(1916), 맞춤 압력 설정부(1917), 수면 자세 판단부(1918), 수면 상태 판단부(1919), 압력 조절량 산출부(1920) 및 코골이 판단부(1921)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 매트리스 제어부(1922)는 매트리스 통신부(1911), 매트리스 메모리부(1912), 수면 시간 측정부(1913), 압력 변화량 산출부(1914), 체형 분석부(1916), 맞춤 압력 설정부(1917), 수면 자세 판단부(1918), 수면 상태 판단부(1919), 압력 조절량 산출부(1920) 및 코골이 판단부(1921)에서 전송되는 정보에 따라, 에어포켓(110) 압력을 조절할 수 있다. 매트리스 제어부(1922)는 에어포켓(110)의 압력을 조절하기 위해, 밸브(15), 에어 펌프(16)등을 조절할 수 있다. 또한, 매트리스 제어부(1922)는 바디부(12)의 좌우측에 각각 배치되는 제1 에어포켓 유닛(11L)과 제2 에어포켓 유닛(11R)을 각각 제어할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 서버(30)는 서버 통신부(31), 서버 메모리부(32), 수면 패턴 분석부(33), 수면 퀄리티 분석부(34) 및 서버 제어부(35)를 포함할 수 있다.
서버(30)는 에어 매트리스(10)에서 측정 데이터를 전송받아, 사용자의 수면 패턴 및 수면 퀄리티를 분석하여 사용자 단말기(50)로 전송한다.
서버 통신부(31)는 에어 매트리스(10), 사용자 단말기(50) 및 에어 배게(70)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 에어 매트리스(10)로부터 측정 데이터를 전송받고, 분석한 수면 패턴 정보 및 수면 퀄리티 정보를 사용자 단말기(50)로 전송할 수 있다.
서버 메모리부(32)는 사용자별로 사용자의 측정 데이터, 수면 패턴 정보 및 수면 퀄리티 정보를 저장한다.
수면 패턴 분석부(33)는 측정 데이터를 바탕으로 수면 시간, 수면 자세를 분석할 수 있다. 구체적으로, 수면 시간 분석은 수면 시간 측정부(1913)에서 전송받은 수면 시간 데이터를 바탕으로, 일일 수면 시간, 주간 평균 수면 시간, 월간 평균 수면 시간 등을 산출할 수 있다.
또한, 수면 패턴 분석부(33)는 수면 자세 판단부(1918)로부터 사용자의 수면 자세를 전송받을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수면 패턴 분석부(33)는 수면 시간 측정부(1913)에서 수면 시간을 전송받고, 압력 변화량 산출부(1914) 또는 압력 조절량 산출부(1920)에서 압력 변화값을 전송받아, 사용자의 수면 시간에 따른 수면 자세를 분석할 수 있다.
예를 들어, 제1 구역(11-1)의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 옆으로 누운 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 옆으로 눕게 되면, 상대적으로 어깨 부분의 제1 구역(11-1)에 하중이 많이 가해지고, 허리 부분의 제2 구역(11-2)에 하중이 덜 가해지게 된다.
또한, 제3 구역(11-3)의 압력 변화량이 다른 구역의 압력 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단할 수 있다. 엉덩이 부분의 위치하는 제3 구역(11-3)의 전체에 하중이 많이 가해지면 사용자가 똑바로 누운 것으로 파악할 수 있다.
더불어, 제1 구역(11-1) 및 제2 구역(11-2)으로 하중이 몰리거나, 제2 구역(11-2) 및 제3 구역(11-3)으로 하중이 몰리는 것과 같이, 특정 구역에 하중이 쏠리게 되면 사용자가 웅크리고 있는 것으로 판단할 수도 있다.
이와 같이, 구역별 하중 분포에 따라 사용자의 자세를 파악할 수 있다. 따라서, 수면 패턴 분석부(33)는 사용자가 수면 시간 동안 취하는 주 수면 자세 및 수면 자세 별 시간을 분석할 수 있다.
구체적으로, 사용자의 수면 시간 동안, 구역별 에어포켓(110)의 압력 변화를 통해, 옆으로 누워 있는 자세, 등을 대고 누워 있는 자세, 엎드린 자세, 웅크린 자세 등을 포함하는 사용자의 수면 자세를 파악할 수 있다. 또한, 각각의 자세 유지 시간을 파악하여, 사용자가 수면 시간 동안 주로 취하는 주 수면 자세 및 수면 자세 별 시간을 분석할 수 있다.
수면 퀄리티 분석부(34)는 사용자의 수면 상태를 깊은 수면 상태, 얕은 수면 상태, 깨어 있는 상태로 구분하고, 측정 데이터를 바탕으로 수면 상태를 판단 분석하여, 수면 퀄리티를 점수화할 수 있다.
수면 퀄리티 분석부(34)는 수면 상태 판단부(1919)로부터 사용자의 수면 상태를 전송받을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수면 퀄리티 분석부(34)는 수면 시간 측정부(1913)에서 수면 시간을 전송받고, 압력 변화량 산출부(1913) 또는 압력 조절량 산출부(1920)에서 압력 변화값을 전송받아, 사용자의 수면 시간에 따른 수면 깊이를 판단할 수 있다.
구체적으로, 수면 퀄리티 분석부(34)는 에어포켓(110) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량(즉, 평균 변화율)이 기 설정된 범위 A인 경우, 사용자가 깊은 수면 상태(NREM sleep: nonrapid eye movement sleep)로 판단할 수 있다. 또한, 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 B인 경우, 사용자가 얕은 수면인 상태(REM sleep: rapid eye movement sleep)로 판단할 수 있다. 또한, 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 C인 경우, 사용자가 깨어 있는 상태로 판단할 수 있다.
이와 같이, 수면 퀄리티 분석부(34)는 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량에 따른, A, B, C 각각의 범위에 점수를 부여하고, 수면 시간에 따라 평균값을 산출하여 사용자의 수면 퀄리티를 점수화할 수 있다. 구체적으로, 기 설정된 범위 A인 경우, 점수 a를 부여하고, 기 설정된 범위 B인 경우, 점수 b를 부여하고, 기 설정된 범위 C인 경우, 점수 c를 부여할 수 있다.
여기서, 평균 변화량은, 압력이 변화된 시점마다 압력 변화량을 산출하고, 시간 단위 당 산출된 압력 변화량의 평균 값일 수 있다. 따라서, 시간 당 사용자의 수면 깊이를 판단할 수 있다.
예를 들어, 수면 퀄리티 분석부(34)는 압력의 평균 변화량이 10% 이하인 경우는 깊은 수면 상태인 것으로 판단하고, 압력의 평균 변화량이 10% 초과 30% 이하인 경우에는 얕은 수면 상태인 것으로 판단하고, 압력의 평균 변화량이 30% 초과인 경우에는 깨어 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 깊은 수면 상태일 때는 10점을 부여하고, 얕은 수면 상태일 때는 5점을 부여하고, 깨어 있는 상태일 때는 1점을 부여할 수 있다. 이와 같이, 각각의 단계에 점수를 부여하고, 시간에 따른 각각 상태의 점수를 합산하고, 총 시간으로 나누어 수면 퀄리티 점수를 산출할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 퀄리티를 점수화 하기 위해, 시간에 따른 압력 변화율을 그래프로 나타낸 것이고, 도 14는 도 13에 따른 수면 퀄리티를 점수화하는 식을 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 수면 퀄리티 분석부(34)는 압력 변화량 산출부(1913)에서 측정된 에어포켓 모듈(11) 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량을 시간에 따라 나타낸다. 예를 들어, 1시간 간격으로 압력의 평균 변화량을 나타낼 수 있다. 이때, 평균 변화량은, 압력이 변화된 시점마다 압력 변화량을 측정하고, 1시간 단위마다 압력 변화된 시점의 압력 변화량의 평균일 수 있다.
도 13은 예시적으로, 사용자의 수면 시간을 오전 12시부터 오전 9시까지인 것을 예로 들어, 수면 시간 동안 측정한 에어포켓 모듈(11)의 압력 변화율을 그래프로 나타낸 것이다.
사용자가 수면을 시작하기 시작한 12시부터 2시까지는, 압력의 평균 변화량이 기 설정된 범위 C 초과인 것으로 보아, 사용자가 깨어 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다.
2시부터 3시 사이에서는 압력의 평균 변화량이 기 설정된 범위 B인 것으로, 사용자가 얕은 수면 상태인 것으로 판단할 수 있다.
이후, 3시 이후부터 7시 사이에서는 압력의 평균 변화량이 기 설정된 범위 A 이하인 것으로, 사용자가 깊은 수면 상태인 것으로 판단할 수 있다.
7시 이후부터 9시 사이에서는 압력의 평균 변화량이 기 설정된 범위 B에서 C로 점점 상승한 것을 보면, 사용자가 점차 수면 상태에서 깨는 것을 확인할 수 있다.
정리하면, 압력의 평균 변화량이 기 설정된 범위 A로 측정된 시간은 3시부터 7시까지로 총 4시간이고, 기 설정된 범위 B로 측정된 시간은 1시부터 3시, 7시부터 8시로 총 3시간이고, 기 설정된 범위 C로 측정된 시간은 12시부터 1시, 8시부터 9시로 총 2시간이다.
기 설정된 범위 A, B, C 각각에 점수 a, b, c를 부여하여, 수면 퀄리티를 점수화할 수 있다. 깊은 수면 상태일 때 높은 점수를 부여하고, 깨어 있는 상태일 때 낮은 점수를 부여하고, 얕은 수면 상태일 때 중간 점수를 부여할 수 있다.
여기서, 도 14는 기 설정된 범위에 부여한 점수를 통하여, 수면 퀄리티를 점수화한 것이다. 도 14를 참조하면, 각각의 수면 상태에 해당하는 점수와 각각의 수면 상태를 유지한 시간을 곱하고, 전체 시간으로 나누어 수면 퀄리티의 평균 점수를 구할 수 있다.
예를 들어, 기 설정된 범위 A 내로 측정된 깊은 수면 상태의 점수 a와 깊은 수면 시간 4시간을 곱하고, 기 설정된 범위 B 내로 측정된 깊은 수면 상태의 점수 b와 깊은 수면 시간 2시간을 곱하고, 기 설정된 범위 C 내로 측정된 깊은 수면 상태의 점수 c와 깊은 수면 시간 3시간을 곱한다. 후에, 총 수면 시간인 9시간으로 나누어 평균 점수를 산출할 수 있다.
기 설정된 범위 A는 10점을 부여하고, 기 설정된 범위 B는 5점을 부여하고, 기 설정된 범위 C는 1점을 부여할 수 있다. 이러한 경우, 도 13b의 경우, (10x5), (5x2) 및 (1x3)의 합을 총 수면 시간인 9로 나누어 수면 퀄리티를 점수화 할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 설정 화면을 나타낸 것이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 수면 퀄리티 점수 화면을 나타낸 것이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말기의 수면 패턴 분석 화면을 나타낸 것이다.
도 15을 참조하면, 사용자는 압력 조절 메뉴(x1)를 통해, 수동으로 압력을 조절할 수 있다. 다만, 도 15에서는 압력 조절 메뉴(x1)를 통해 사용자가 수동으로 압력을 조절하는 것에 대해 예를 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 앞서 설명한 바와 같이, 압력은 매트리스 제어부(1922), 압력 조절량 산출부(1920)를 포함하는 구성에 의해 자동으로 조절될 수 있다.
좌우 스위칭 메뉴(x2)를 통해, 좌측에 배치되는 제1 에어포켓 유닛(l2L)(도 9참조)과, 우측에 배치되는 제2 에어포켓 유닛(12R)의 설정을 전환시킬 수 있다.
시간 설정 메뉴(x3)를 통해, 사용자는 에어 매트리스(10)의 사용 시간 즉, 수면 시간을 설정할 수 있다. 다만, 사용자가 수면 시간을 설정하는 것에 한정되지 않으며, 자동으로 사용자의 에어 매트리스(10) 이용 시간에 맞춰 설정될 수도 있다.
사용자 정보 입력 메뉴(x4)를 통해, 사용자는 키, 몸무게 등을 포함하는 사용자의 신체 조건을 입력할 수 있다.
도 16을 참조하면, 스마트 매트리스 시스템(1)은 사용자 단말기(50)를 통해 사용자에게 수면 퀄리티를 점수화하여 제공할 수 있다. 사용자가 각자의 수면 퀄리티를 확인할 수 있도록, 총 점수를 표시하고, 시간에 따른 사용자의 수면 상태를 그래프로 나타낸다. 또한, 총 수면 시간, 깊은 수면 상태의 수면 시간, 얕은 수면 상태의 수면 시간, 깨어 있는 상태의 수면 시간을 표시할 수 있다.
도 17을 참조하면, 스마트 매트리스 시스템(1)은 사용자 단말기(50)를 통해, 사용자에게 수면 패턴을 제공한 화면을 나타낸 것이다. 사용자가 각자의 수면 패턴을 확인할 수 있도록, 총 수면 시간을 표시하고, 각 수면 자세별로 시간을 표시할 수 있다. 예를 들어, 등을 대고 누운 상태, 옆으로 누운 상태, 웅크리고 누운 상태 등 사용자의 자세에 따른 시간을 표시할 수 있다. 이를 바탕으로, 가장 많은 시간 동안 유지한 사용자의 자세를 주 수면 자세로 표시할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 베개를 나타낸 사시도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 베개의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 18 내지 도 20를 참조하면, 에어 베개(70)는 커버(71), 에어셀(72), 베개 밸브(73), 공기 공급부(74), 베개 압력 센서부(75), 베개 통신부(76) 및 베개 제어부(77)를 포함할 수 있다.
커버(71)는 에어 베개(70)의 외관을 형성할 수 있다.
에어셀(72)은 커버(71) 내측에 배치될 수 있다. 에어셀(72)은 내부에 중공이 형성되어 공기 유입에 의해 팽창하거나, 공기 유출에 의해 수축할 수 있다.
에어셀(72)은 제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 에어셀(72)이 2개 마련되는 것을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 에어셀(72)이 마련될 수 있고 복수의 에어셀(72)이 마련될 수 있다.
예시적으로, 제1 에어셀(72a)은 사용자의 두부 부분에 위치될 수 있고, 제2 에어셀(72b)은 사용자의 목 부분에 위치될 수 있다. 따라서, 사용자의 목과 두부 부분의 높이를 각각 조절할 수 있다. 다시 말해, 베개(70)의 상단에서 2/3부분에 제1 에어셀(72a)이 위치되고, 그 하측으로 1/3부분에 제2 에어셀(72b)이 위치될 수 있다.
제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b) 각각은 제1 노즐(721) 및 제2 노즐(722)과 각각 연결될 수 있다. 제1 노즐(721)은 제1 에어셀(72a)로의 공기 공급 및 제1 에어셀(72a)내의 공기 배출 가능하도록 하는 주입구일 수 있다. 마찬가지로, 제2 노즐(722)은 제2 에어셀(72b)로의 공기 공급 및 제2 어에설(72b)내의 공기 배출 가능하도록 하는 주입구일 수 있다.
제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b)에 제1 노즐(721)과 제2 노즐(722)이 각각 마련됨으로써, 제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b)의 압력을 각각 조절할 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 노즐(721) 및 제2 노즐(722)이 형성되는 것에 대해 예시적으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 노즐은 에어셀(72)의 개수에 대응되도록, 에어셀(72) 각각에 마련될 수 있다.
베개 밸브(73)는 공기 공급부(74)로부터 에어셀(72)으로의 공기 공급 및 에어셀(72)에서의 공기 배출을 조절할 수 있다. 밸브(73)는 솔레노이드 밸브 형태로 형성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 밸브(73) 형태를 모두 포함할 수 있다.
공기 공급부(74)는 에어셀(72)으로 공기를 공급할 수 있다. 구체적으로, 에어셀(72)의 중공 내부로 공기를 공급할 수 있다. 예를 들어, 공기 공급부(74)는 공기를 공급하기 위한 펌프로 이루어질 수 있다. 공기 공급부(74)는 커버(71)내에 마련될 수 있다. 공기 공급부(74)는 제1 공급 라인(741)과 제2 공급 라인(742)를 통해 에어를 에어셀(72) 내부로 공급할 수 있다.
제1 공급 라인(741)은 제1 에어셀(72a)의 제1 노즐(721)과 베개 밸브(73)를 연결할 수 있고, 제2 공급 라인(742)은 제2 에어셀(72b)의 제2 노즐(722)과 베개 밸브(73)를 연결할 수 있다. 다시 말해, 베개 밸브(73)가 개방되면, 공기 공급부(74)에서 공급되는 공기는 제1 공급 라인(741)을 통해 제1 에어셀(72a)로 공급될 수 있다. 또한, 공기 공급부(74)에서 공급되는 공기는 제2 공급 라인(742)를 통해 제2 에어셀(72b)로 공급될 수 있다.
베개 압력 센서부(75)는 에어셀(72)의 압력을 측정할 수 있다. 베개 압력 센서부(75)는 에어셀(72)의 압력을 측정하되, 제1 에어셀(72a)의 압력과 제2 에어셀(72b)의 압력을 각각 측정할 수 있다. 베개 압력 센서부(75)는 베개 밸브(73) 내부에 마련될 수 있다. 일 예로, 하나의 베개 압력 센서부(75)는 베개 밸브(73) 내에서, 제1 공급 라인(741) 및 제2 공급 라인(742)과 연결되어, 제1 공급 라인(741) 및 제2 공급 라인(742) 각각의 압력을 측정할 수 있다. 이에 따라, 베개 압력 센서부(75)는 제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b) 각각의 압력을 측정할 수 있다.
베개 통신부(76)는 에어 매트리스(10)의 매트리스 통신부(1911), 서버(30) 및 사용자 단말기(50)와 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다. 구체적으로, 베개 통신부(76)는 사용자 단말기(50)로부터 설정값을 수 있다. 또한, 베개 통신부(76)는 매트리스 통신부(1911)로부터 에어 매트리스(10)에서 측정된 압력 측정값에 따른 사용자의 수면 자세를 전송받을 수 있다.
베개 제어부(77)는 커버(71) 내측에 배치되어, 에어셀(72)의 압력을 조절할 수 있다. 베개 제어부(77)는 사용자 단말기(50)로부터 전송받은 설정값에 따라 에어셀(72)의 압력을 조절할 수 있다. 또한, 베개 제어부(77)는 베개 통신부(76)가 매트리스 통신부(1911)로부터 전송받은 사용자의 수면 자세에 따라, 공기 공급부(74)와 베개 밸브(73)를 제어하여 에어셀(72)의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 에어 매트리스(10)에서 엉덩이가 위치되는 제3 구역(11-3)의 압력 변화량이 다른 구역의 압력 변화량 보다 큰 것으로 판단되는 경우는 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단될 수 있다. 사용자가 등을 대고 누워있는 경우에는, 목 부분의 제2 에어셀(72b)의 높이를 높여주는 것이 사용자가 편안한 수면 자세를 유지할 수 있다. 따라서, 베개 제어부(77)는 에어 매트리스(10)의 매트리스 통신부(1911)에서 전송받은 측정된 압력 측정값에 따라 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단되는 경우, 제2 에어셀(72b)에 공기를 공급하여, 제2 에어셀(72b)의 압력을 높일 수 있다.
반대로, 에어 매트리스(10)에서 측정된 제1 구역(11-1)의 압력 변화량이 다른 구역의 압력 변화량 보다 큰 것으로 판단되어, 사용자가 옆으로 누워있는 것으로 판단되는 경우, 베개 제어부(77)는 사용자의 두부가 위치되는 제1 에어셀(72a)에 공기를 공급하여 제1 에어셀(72a)의 압력을 높일 수 있다.
따라서, 에어 베개(70)는 사용자의 수면 자세에 따라 압력이 조절되어, 사용자에게 편안한 수면을 제공할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 베개를 나타낸 평면도이다.
도 20을 참조하면, 에어 베개(70)는 복수의 에어셀(72)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 에어셀(72a)은 제1-1에어셀(72a-1) 내지 제1-10에어셀(72a-10)을 포함할 수 있다. 즉, 사용자의 두부 부위에 복수의 에어셀(72a-1, 72a-2, …, 72a-n)이 서로 연통되는 형태로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 에어셀(72b)은 제2-1에어셀(72b-1) 내지 제2-5에어셀(72b-5)을 포함할 수 있다. 즉, 사용자의 목 부위에 복수의 에어셀(72b-1, 72b-2, …, 72b-n)이 서로 연통되어 형성될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 매트리스 시스템의 작동 방법을 나타낸 순서도이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 체형 분석 방법을 나타낸 순서도이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 스마트 매트리스 시스템(1)은 설정값이 설정되었는지 확인하는 단계(S100)로부터 개시될 수 있다. 구체적으로, 에어 매트리스(10)가 알람 시간, 셋팅값이 설정되었는지 확인하는 단계일 수 있다.
에어 매트리스(10)가 사용자 단말기(50)로부터 사용자 신체 정보나 알람 발생 시간 등의 정보를 받았는지 확인하고, 에어 매트리스(10)에 사용자에 따른 설정값이 설정되었는지 확인하는 단계이다.
셋팅값이 설정되지 않은 경우, 사용자에 따른 셋팅값을 설정할 수 있다(S200).
구체적으로, 기본값으로 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다(S210).
에어포켓(110)의 압력이 기본값인 상태에서, 사용자가 에어 매트리스(10)에 누운 후의 압력 변화를 감지할 수 있다(S220). 압력 변화가 감지된 경우, 압력 변화량을 구할 수 있다. 이때, 압력 변화량 산출부(1914)는 사용자가 에어 매트리스(10)에 정자세(즉, 등을 대고 누운 상태)를 소정 시간 유지한 상태에서의 압력 변화값과 기본값의 차를 통해, 압력 변화량을 구할 수 있다. 다시 말해, 여기서의 압력 변화량은 사용자가 정자세를 소정 시간 유지한 상태에서의 압력값에서 기본값의 차를 통해 압력 변화량을 구할 수 있다.
이후, 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출한 압력 변화량을 바탕으로, 체형 분석부(1916)는 사용자의 체형을 분석할 수 있다(S230).
여기서, 도 22를 참조하면, 사용자의 체형 분석 단계(S230)는 체형 분석부(1916)가 압력 변화량 산출부(1914)에서 각 구역별 압력 변화량을 전달받는 것으로부터 개시될 수 있다(S231).
이후, 체형 분석부(1916)는 전체 구역의 압력 변화량을 산출할 수 있다. 전체 구역의 압력 변화량은 각 구역별 압력 변화량의 합을 구역의 개수로 나누어, 전체 구역의 압력 변화값을 산출할 수 있다(S232).
이후, 무게=압력x면적의 식을 통해, 에어포켓(110)의 전체 면적과 전체 구역의 압력 변화값의 곱을 통해 에어포켓(110)에 가해지는 하중을 구할 수 있다(S233). 즉, 사용자의 체중을 구할 수 있다.
또한, 체형 분석 단계(S230)에서는 구역별 압력 변화량에 따라 비만도를 분석할 수 있다(S234).
구체적으로, 비만도 확인부(1916-2)를 통해, 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 각 구역의 압력 변화량을 바탕으로, 사용자가 상체 비만인지 하체 비만인지의 비만도 여부를 분석할 수 있다.
구체적으로, 사용자의 체중과 압력 변화량 산출부(1914)에서 산출된 각 구역의 압력 변화량의 비로 사용자의 비만 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 에어포켓(110)의 제1 구역(11-1)과 제2 구역(11-2)에 가해지는 하중이 제3 구역(11-3)과 제4 구역(11-4)에 비해 소정 비율 이상인 경우에는 상체 비만으로 판단될 수 있고, 반대로 에어포켓(110)의 제3 구역(11-3)과 제4 구역(11-4)에 가해지는 하중이 제1 구역(11-1)과 제2 구역(11-2)에 비해 소정 비율 이상인 경우에는 하체 비만으로 판단될 수 있다.
상체 비만 및 하체 비만 분석에 한정되는 것이 아니라, 사용자의 체중에 따른 각 구역별 하중이 설정되어 있는 경우, 제1 구역(11-1), 제2 구역(11-2), 제3 구역(11-3) 및 제4 구역(11-4) 중 어느 한 구역에만 사용자의 체중에 따른 구역별 하중의 비율보다 더 집중적으로 하중이 가해지는 경우, 해당 구역의 신체 부위가 다른 신체 부위보다 비만도가 발생할 확률이 높은 것을 판단할 수도 있다.
상기의 체형 분석(S230)단계에서 사용자의 체형 분석이 완료된 경우, 사용자의 체형(즉, 체중)에 따른 셋팅값을 설정할 수 있다(S240). 보다 구체적으로, 사용자나 관리자에 의해 매트리스 메모리부(1912)에 저장된 압력 범위표를 기준으로, 사용자의 체중에 대응되는 셋팅값을 설정할 수 있다.
다음으로, 상기 셋팅값을 기준으로, 사용자가 에어 매트리스(10)의 강도를 조절할 수 있는 강도 조절 범위를 설정할 수 있다(S250).
이후, 셋팅값 또는 강도 조절 범위를 포함하는 설정값에 따라 에어포켓(110)의 압력이 조절될 수 있다(S300).
만일, 설정값이 있는 확인하는 단계(S100)에서 설정된 설정값이 있는 경우, 상기 셋팅값 및 강도 조절 범위를 설정하기 위한 단계를 생략할 수 있다.
설정값에 따라 압력이 조절되는 단계(S300)에서는 전달받은 셋팅값 또는 강도 조절 범위에 따라, 에어 매트리스(10)의 에어포켓(110) 압력을 조절하는 단계로 개시될 수 있다(S310). 구체적으로, 사용자는 사용자 단말기(50)를 이용하여, 셋팅값 또는 강도 조절 범위의 단계를 지정하여, 에어 매트리스(10)의 강도를 설정할 수 있다. 사용자가 설정한 강도에 따라 셋팅값, 강도 조절 범위 단계가 설정되고, 그에 따라 에어포켓(110)의 압력이 조절될 수 있다.
구체적으로, 사용자가 셋팅값을 설정하는 경우, 에어포켓(110)의 압력이 중간 정도의 강도로 조절되며, 셋팅값을 기준으로 제1 상위 압력값 또는 제2 상위 압력값으로 에어포켓(110)의 압력을 상승시키는 경우에는 셋팅값 보다 강도가 높은 단단한 에어 매트리스(10)를 구현할 수 있다. 또한, 셋팅값을 기준으로 제1 하위 압력값 또는 제2 하위 압력값로 하강시키는 경우에는 셋팅값 보다 강도가 낮은 폭신폭신한 에어 매트리스(10)를 구현할 수 있다.
다음으로, 에어포켓 모듈(11)의 구역별 압력 변화를 감지하는 단계(S320)가 수행될 수 있다. 구체적으로, 사용자의 움직임에 따라 변하는 에어포켓(110)의 압력을 압력 센서부(17)를 통해 실시간으로 에어포켓(110)의 압력을 측정할 수 있다. 이때, 압력 센서부(17)는 에어포켓 유닛(11)에서 각 구역별로 에어포켓(110)의 압력을 측정할 수 있다.
이후, 수면 자세 판단부(1919)에서 압력 변화량에 따라 사용자의 수면 자세를 판단하는 단계(S330)가 수행될 수 있다. 판단된 사용자의 수면 자세 또는 압력 변화량에 따라, 설정값(셋팅값 또는 압력 조절 범위)내에서 에어포켓(110)의 압력을 조절할 수 있다. 즉, 최적 에어포켓 압력 범위 내에서 에어포켓(110)의 압력이 조절될 수 있다.
수면 자세 판단 단계(S330)에서 압력 변화량에 따라 수면 자세가 판단될 수 있다.
최적 에어포켓 압력 범위 내에서 에어포켓(110)의 압력이 조절될 수 있다(S340).
일 예로, 매트리스 압력 조절량 산출 단계(S280)는 수면 자세 판단 단계(S330)에서 판단된 사용자의 수면 자세에 따라 에어포켓(110)의 압력 조절량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단되는 경우, 사용자의 하중이 제3 구역(11-3)으로 집중되어 제3 구역(11-3)의 압력이 기 설정된 상한값보다 높아질 수 있다. 이러한 경우, 제3 구역(11-3)의 에어포켓(110)의 압력이 기 설정된 상한값보다 낮아지도록 압력 조절량을 산출할 수 있다.
이 후, 압력이 추가로 감지되는지 확인(S700)하고, 에어 매트리스(10)의 압력 센서부(17)에서 측정되는 압력 측정값이 0이 되거나, 압력 측정값이 기본값과 동일해지는 경우, 사용자가 에어 매트리스(10)의 사용을 마친 것으로 판단하여, 스마트 매트리스 시스템(1)의 작동이 중단될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 작동 과정을 거쳤음에도, 에어 매트리스(10)에서 지속적으로 압력이 측정되면 다시 처음 단계인 설정값 정보 수신 단계(S100)부터 반복될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 중단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 23을 참조하면, 사용자의 수면 시간 중, 코골이 여부를 감지하는 코골이 감지 단계(S400)를 포함할 수 있다.
코골이 감지 단계(S400)는 소음 감지 단계(S410), 코골이 상태 확인 단계(S420) 및 코골이 중단 단계(S430)를 포함할 수 있다.
소음 감지 단계(S410)에서는 소음 측정부(18)을 통해 소음을 감지할 수 있다.
코골이 상태 확인 단계(S420)에서는 소음 감지 단계(S410)에서 소음이 감지되면, 소음이 발생한 소음 감지 시점(T3)으로부터 기 설정된 시간(T4)동안 산출된 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 D이내인지 확인하여 코골이 상태를 확인할 수 있다.
압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 D이내인 경우 코골이 상태로 인식하고, 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 D미만이거나 초과이면 외부 소음으로 인식할 수 있다.
기 설정된 범위 D는 사용자가 침대를 사용하고 있는 동시에 수면 상태인 것을 판단할 수 있는 범위일 수 있다. 기 설정된 범위 D의 최소값은 사용자가 침대를 사용할 때 가해지는 최소한의 하중에 의해 결정될 수 있다. 압력 변화량이 기 설정된 범위 D의 최소값보다 낮은 경우는 사용자가 매트리스를 사용하지 않는 경우일 수 있다. 따라서, 사용자가 매트리스를 사용하지 않을 때 소음 측정부(18)에 감지되는 소리는 외부 소음으로 인식되도록 할 수 있다.
기 설정된 범위 D의 최대값은 사용자가 수면상태에서 최대한으로 움직였을 때의 압력 변화량에 의해 결정될 수 있다. 압력 변화량이 기 설정된 범위 D의 최대값을 초과하는 경우는 사용자가 수면 상태가 아닌 깨어 있는 상태에서 매트리스를 사용하는 경우일 수 있다. 따라서, 압력 변화량이 기 설정된 범위 D를 초과할 때 소음 측정부(18)에 감지되는 소음은 외부 소음으로 인식될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 움직임이 많은 경우에 감지된 소음은 TV 소리, 사용자의 대화 소리 등 사용자의 코골이 소리가 아닌 외부 소음으로 판단할 수 있다.
일 예로, 기 설정된 범위 D는 깊은 수면 상태(NREM sleep)인 것으로 판단되는 기 설정된 범위 A와, 얕은 수면 상태(REM sleep)로 판단되는 기 설정된 범위 B를 포함할 수 있다.
코골이 중단 단계(S430)에서는 코골이 상태 확인 단계(S420)에서 사용자가 코골이 중인 것으로 판단되면, 에어포켓(110) 또는 에어셀(72)의 공기 유입과 공기 배출을 반복하여 사용자에게 진동을 가함으로써, 사용자의 깊은 수면 상태(NREM sleep)를 얕은 수면 상태(REM sleep)로 변화시켜 코골이를 중지시킬 수 있다. 예를 들어, 코골이 중단 단계(S430)에서는, 에어포켓(110)의 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 A인 경우, 사용자가 깊은 수면 상태(NREM sleep)인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 에어포켓(110)의 전체 구역의 압력 변화량의 평균 변화량이 기 설정된 범위 B인 경우, 사용자가 얕은 수면 상태(REM sleep)인 것으로 판단할 수 있다.
이 후, 압력이 추가로 감지되는지 확인(S700)하고, 에어 매트리스(10)의 압력 센서부(17)에서 측정되는 압력 측정값이 0이 되거나, 기본값과 동일해지는 경우, 사용자가 에어 매트리스(10)의 사용을 마친 것으로 판단하여, 매트리스 시스템(1)의 작동이 중단될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 작동 과정을 거쳤음에도, 에어 매트리스(10)에서 지속적으로 압력이 측정되면 다시 소음 감지 단계(S410)부터 반복될 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 알람 발생 방법을 나타낸 순서도이다.
도 24를 참조하면, 사용자가 알람을 설정한 경우, 사용자의 수면 상태를 깨우는 알람 단계(S500)를 포함할 수 있다.
알람 단계(S500)는 알람 설정 확인 단계(S510), 수면 상태 확인 단계(S520), 수면 상태 전환 단계(S530) 및 알람 발생 단계(S540)를 포함할 수 있다.
알람 설정 확인 단계(S510)에서는 사용자의 알람 설정 여부를 확인할 수 있다. 알람 설정은 사용자 단말기(50)를 통해 사용자로부터 입력 받을 수 있다.
수면 상태 확인 단계(S520)에서는 알람 설정 확인 단계(S510)에서 알람 설정이 확인되면, 알람 시간으로부터 기 설정된 알람 시간(T5) 전에, 수면 상태 판단부(1919)로부터 사용자의 수면 상태가 깊은 수면 상태(NREM sleep)인지 얕은 수면 상태(REM sleep)인지 확인할 수 있다.
수면 상태 전환 단계(S530)에서는 수면 상태 판단부(1919)에서 확인된 사용자의 수면 상태가 깊은 수면 상태(NREM sleep)인 경우, 알람 시간으로부터 기 설정된 알람 시간(T5) 전에, 에어포켓(110) 또는 에어셀(72)의 압력을 조절하여 사용자의 수면 상태를 깊은 수면 상태(NREM sleep)에서 얕은 수면 상태(REM sleep)로 전환할 수 있다. 구체적으로, 수면 상태 전환 단계(S530)는 진동 발생 단계(531) 및 스트레칭 발생 단계(S532)를 포함할 수 있다.
진동 발생 단계(S531)는 사용자의 깊은 수면 상태(NREM sleep)를 얕은 수면 상태(REM sleep)로 변화시키기 위해, 에어포켓(110) 또는 에어셀(72)의 공기 유입 및 공기 배출을 반복하여 사용자에게 진동을 가할 수 있다. 구체적으로, 복수의 상기 에어포켓(110)의 공기를 동시에 유입 및 배출을 반복하거나, 복수의 상기 에어셀(72)의 공기를 동시에 유입 및 배출을 반복하여 진동을 발생시킬 수 있다.
또는, 사용자의 깊은 수면 상태(NREM sleep)를 얕은 수면 상태(REM sleep)로 변화시키기 위해 스트레칭 발생 단계(S532)를 포함할 수 있다. 스트레칭 발생 단계(S532)는 에어포켓(110)의 공기 유입 및 배출을 각 구역간에 대조적으로 유입 및 배출하여, 사용자의 신체에 스트레칭을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 구역(11-1) 및 제3 구역(11-3)의 압력은 증가시키고, 제2 구역(11-2) 및 제4 구역(11-4)의 압력은 감소시킬 수 있다. 이처럼 인접한 구역들 간의 압력 변화가 반대로 되도록 압력을 조절할 수 있다. 마찬가지로, 에어 배게(70)의 에어셀(72)의 공기 유입 및 공기 배출을 복수의 셀 각각 대조적으로 유입 및 배출할 수 있다.
알람 발생 단계(S540)는 사용자의 수면 상태가 얕은 수면 상태(REM sleep)로 전환된 후, 전송받은 알람 시간 정각에 알람을 발생시킬 수 있다.
이 후, 압력이 추가로 감지되는지 확인(S700)하고, 에어 매트리스(10)의 압력 센서부(17)에서 측정되는 압력 측정값이 0이 되거나 기본값이 되는 경우, 사용자가 에어 매트리스(10)의 사용을 마친 것으로 판단하여, 매트리스 시스템(1)의 작동이 중단될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 작동 과정을 거쳤음에도, 에어 매트리스(10)에서 지속적으로 압력이 측정되면 수면 상태 확인 단계(S520)부터 반복될 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 배게의 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 25를 참조하면, 배게 작동 방법(S600)은 전달받은 설정값에 따라, 베개 제어부(77)는 에어 베개(70)의 에어셀(72) 압력을 각각 조절하는 배게 초기 압력 조절 단계(S610)을 포함할 수 있다.
베개 초기 압력 조절 단계(S610)는 전송받은 설정값 또는 셋팅값을 바탕으로 에어 베개(70)의 초기 압력을 조절할 수 있다.
배게 압력 측정 단계(S620)에서는 사용자의 움직임에 따라 변하는 에어셀(72)의 압력을 압력 측정부(75)를 통해 실시간으로 측정할 수 있다.
베개 압력 측정 단계(S620)에서는 압력 측정부(75)를 통해 실시간으로 변하는 에어셀(72)의 압력을 측정할 수 있다. 다만, 압력 측정부(75)는 에어 베개(70)에 형성된 하나 이상의 에어셀(72)의 압력을 각각 측정할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 에어셀(72)이 형성되는 경우는 두 개의 에어셀(72) 각각의 압력을 측정할 수 있다. 다시 말해, 베개 압력 측정 단계(S620)에서는 압력 측정부(75)를 통해 제1 에어셀(72a) 및 제2 에어셀(72b) 각각의 압력을 실시간으로 측정할 수 있다.
이후, 에어 매트리스(10)에서 압력 측정을 통해 판단한 사용자의 수면 자세 정보를 받을 수 있다(S630).
수면 자세 수신 단계(S630)에서 수신한 사용자의 수면 자세와 압력 측정 단계(S620)에서 실시간으로 측정된 압력 측정값을 토대로, 압력 조절량 산출부(25)를 통해 압력 조절량을 산출할 수 있다(S640). 다시 말해, 압력 조절량 산출부(25)를 통해 산출된 압력 변화량을 바탕으로 에어셀(72)의 압력 조절량을 산출하는 압력 조절량 산출 단계(640)를 포함할 수 있다.
압력 조절량 산출 단계(S640)에서는 수면 자세 판단 단계(S330)에서 판단된 수면 자세에 따라, 압력 조절량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 옆으로 누워있는 자세로 판단되는 경우, 사용자의 두부 부위에 위치하는 제1 에어셀(72a)에 하중이 더 가해지고, 사용자의 목 부위에 위치하는 제2 에어셀(72b)에 하중이 덜 가해질 수 있다. 이에 따라, 사용자의 두부 부위에 위치하는 제1 에어셀(72a)에 공기를 유입시키고, 사용자의 목 부위에 위치하는 제2 에어셀(72b)의 공기를 배출시킬 수 있다. 또는, 제1 에어셀(72a)에 공기 유입량에 비해 제2 에어셀(72b)의 공기 유입량을 줄여서 공기를 유입시킬 수 있다. 따라서, 사용자가 옆으로 누워있는 경우, 목에 압력이 가해지지 않도록 할 수 있다. 다시 말해, 제1 에어셀(72a)과 제2 에어셀(72b)에 가해지는 하중에 따라서, 공기 유입량과 공기 배출량이 결정될 수 있다.
압력 조절량 산출부(25)에서 산출된 압력 조절량에 따라 에어셀(72)의 압력을 제어하는 배게 압력 조절 단계(S650)를 포함할 수 있다.
베개 압력 조절 단계(S650)는 베개 압력 조절량 산출 단계(S640)에서 산출된 압력 조절량에 따라 에어셀(72)의 압력을 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 수면 자세 판단 단계(S330)에서 사용자가 옆으로 누워있는 자세로 판단되면, 에어 베개(70)의 베개 제어부(77)는 사용자의 두부 부위에 위치되는 제1 에어셀(72a)에 공기를 유입시키도록 제어할 수 있다. 또한, 수면 자세 판단 단계(S330)에서 사용자가 등을 대고 누워있는 자세로 판단되면, 에어 베개(70)의 베게 제어부(77)는 사용자의 목 부위에 위치되는 제2 에어셀(72b)에 공기를 유입시키도록 제어할 수 있다.
이 후, 압력이 추가로 감지되는지 확인(S700)하고, 에어 매트리스(10)의 압력 센서부(17)에서 측정되는 압력 측정값이 0이 되거나 기본값이 되는 경우, 사용자가 에어 매트리스(10)의 사용을 마친 것으로 판단하여, 매트리스 시스템(1)의 작동이 중단될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 작동 과정을 거쳤음에도, 에어 매트리스(10)에서 지속적으로 압력이 측정되면 수면 자세 수신 단계(S630)부터 반복될 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 스마트 매트리스 시스템
10: 에어 매트리스
11: 에어포켓 모듈
110: 에어포켓
120: 하판
130: 유로
13: 공급 라인
14: 구역 연결 라인
15: 밸브
16: 에어 펌프
17: 압력 센서부
18: 소음 측정부
19: 제어 모듈
1911: 매트리스 통신부
1912: 매트리스 메모리부
1913: 수면 시간 측정부
1914: 압력 변화량 산출부
1916: 체형 분석부
1917: 맞춤 범위 설정부
1918: 수면 자세 판단부
1919: 수면 상태 판단부
1920: 압력 조절량 산출부
1921: 코골이 판단부
1922: 매트리스 제어부
30: 서버
31: 서버 통신부
32: 서버 메모리부
33: 수면 패턴 분석부
34: 수면 퀄리티 분석부
50: 사용자 단말기

Claims (10)

  1. 복수의 행 및 열로 배열되고, 복수의 구역으로 구분되는 에어포켓의 압력 조절 및 압력 측정이 가능한 에어 매트리스; 및
    상기 에어 매트리스와 통신 가능한 서버;를 포함하고,
    상기 에어 매트리스는,
    상기 에어포켓의 압력 변화량을 산출하는 압력 변화량 산출부; 및 상기 에어포켓의 압력 변화량을 통해 사용자의 체중을 분석하는 체형 분석부;를 더 포함하고,
    상기 압력 변화량 산출부는 상기 에어포켓의 압력이 기 설정된 값 이상 변화된 경우 및 기 설정된 값 이상으로 변화된 압력량이 소정 시간 유지되는 경우 압력 변화량을 산출하도록 구성되고,
    상기 압력 변화량 산출부에 의해 산출된 압력 변화량의 평균 값을 시간 단위로 산출하여 시간 당 사용자의 수면 깊이를 판단하는 수면 상태 판단부를 더 포함하고,
    상기 수면 상태 판단부는 산출된 압력 변화량의 평균 값의 크기가 커짐에 따라 기 설정된 범위 A, B, C로 구분하여,
    기 설정된 범위 A인 경우, 사용자가 깊은 수면 상태 (NREM sleep: nonrapid eye movement sleep)로 판단하고, 기 설정된 범위 B인 경우, 사용자가 얕은 수면인 상태(REM sleep: rapid eye movement sleep)로 판단하고, 기 설정된 범위 C인 경우, 사용자가 깨어 있는 상태로 판단하는 것인 스마트 매트리스 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체형 분석부는,
    사용자가 눕기 전 각 구역별 상기 에어포켓의 기본 압력값인 기본값과 사용자가 누운 후 소정 시간 유지한 상태에서의 각 구역별 상기 에어포켓의 압력 변화값의 차를 통해, 각 구역별 상기 에어포켓의 압력 변화량을 산출하고,
    각 구역별 압력 변화량의 합을 구역의 개수로 나누어 전체 구역의 압력 변화량을 산출하고,
    상기 에어포켓의 전체 구역의 압력 변화량과 상기 에어포켓의 전체 구역의 면적의 곱을 통해, 상기 에어포켓에 가해지는 하중을 산출하여, 사용자의 체중을 분석하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 체형 분석부에서 분석된 사용자의 체중에 대응되는 상기 에어포켓의 압력값인 셋팅값을 포함하는 압력 범위표가 저장된 매트리스 메모리부; 및
    상기 압력 범위표에 따라, 사용자의 체중에 대응되는 상기 에어포켓의 셋팅값을 설정하는 맞춤 범위 설정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압력 범위표는,
    상기 셋팅값을 기준으로 상기 에어포켓의 압력을 증가시키는 상위 압력값, 상기 셋팅값을 기준으로 상기 에어포켓의 압력을 감소시키는 하위 압력값을 포함하고,
    상기 맞춤 범위 설정부는, 상기 셋팅값, 상기 상위 압력값 또는 상기 하위 압력값에 따라 상기 에어포켓의 압력값을 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 에어포켓의 압력 변화량에 따라, 상기 에어포켓의 압력 조절량을 산출하는 압력 조절량 산출부를 더 포함하되,
    상기 압력 조절량 산출부는,
    상기 에어포켓의 셋팅값, 상기 상위 압력값 또는 상기 하위 압력값을 기준으로 기 설정된 상한값 내지 기 설정된 하한값 이내에 상기 에어포켓의 압력이 속하도록, 상기 에어포켓의 압력 조절량을 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 에어 매트리스는,
    사용자의 어깨가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제1 구역;
    사용자의 허리가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제2 구역;
    사용자의 엉덩이가 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 중 하나 이상의 행으로 이루어진 제3 구역; 및
    사용자의 허벅지 및 무릎이 위치되는 부분으로, 상기 에어포켓 중 복수의 행으로 이루어진 제4 구역;
    으로 구분되는 것인 스마트 매트리스 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 체형 분석부는,
    상기 제1 구역 및 상기 제2 구역의 상기 에어포켓의 압력 변화량의 평균과, 상기 제3 구역 및 상기 제4 구역의 상기 에어포켓의 압력 변화량의 평균의 비에 따라, 사용자의 상체 비만 또는 하체 비만 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 압력 변화량 산출부에서 산출된 압력 변화량을 통해, 사용자의 수면 자세를 판단하는 수면 자세 판단부를 더 포함하되,
    상기 수면 자세 판단부는,
    상기 제1 구역의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 옆으로 누운 것으로 판단하고,
    상기 제3 구역의 압력 변화량이 다른 구역의 변화량 보다 큰 경우, 사용자가 등을 대고 누운 것으로 판단하는 것인 스마트 매트리스 시스템.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 수면 상태 판단부에서 판단된 시간 당 수면 깊이를 전송받아,
    상기 기 설정된 범위 A, B, C각각에 점차 낮아지는 점수 a, b, c를 부여하여,
    {(a x 압력의 평균 변화량이 범위 A를 유지한 시간 T1) + (b x 압력의 평균 변화량이 범위 B를 유지한 시간 T2) + (c x 압력의 평균 변화량이 범위 C 를 유지한 시간 T3)} / 총시간을 통해 사용자의 수면 퀄리티를 점수로 나타내는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스 시스템.
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