KR102128917B1 - 수면 센서가 구비된 스마트 침대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수면 센서가 구비된 스마트 침대에 관한 것으로서, 코골이 현상 발생시 수면 센서 및 에어백을 이용하여 자세가 변환될 수 있도록 하여 코골이를 중단시킴으로써 숙면에 도움을 줄 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 매트리스(10)가 구비되는 침대에 있어서, 상기 매트리스(10)에는, 상부 하중의 변화를 감지하기 위한 다수의 압전센서(21)가 일정 간격으로 구비되는 수면 센서부(20)와; 주변의 소리를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 소리 감지부(30)와; 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)로 부터 감지 신호가 전달되는 제어부(40)와; 상기 제어부(40)의 제어에 의해 동작이 이루어지는 에어펌프(50)와; 상기 에어펌프(50)로 부터 공급되는 공기에 의한 팽창 및 수축 동작이 이루어지는 에어백(60)과; 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)의 신호 데이터가 저장되는 DB저장부(70)를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

수면 센서가 구비된 스마트 침대{A SMART BED WITH A SLEEPING SENSOR}
본 발명은 스마트 침대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수면 센서를 구비하여 이용자의 수면패턴 수집, 감지 및 코골이 현상을 감소시켜서 수면 환경을 개선시키기 위한 수면 센서가 구비된 스마트 침대에 관한 것이다.
인간은 인생의 1/3을 잠자는데 소비하게 되며 몸과 마음은 하루 생활의 긴장으로부터 오는 스트레스를 극복해야 하고 다음날을 위해서 재충전되어 진다. 따라서 숙면은 육체와 정신적인 면에 있어서 필수적이기 때문에, 숙면을 위한 과학적인 방법으로의 재충전 과정은 아주 중요하다할 수 있다.
하지만, 현대인들은 다양한 요인들에 의하여 숙면이 제대로 이루어지지 않고 있는데, 숙면을 방해하는 요인 중 하나로 환경적인 요인을 들 수 있다. 즉, 현대 사회는 조명, 소음공해 등의 원인으로 수면이상 또는 수면장애를 가진 사람들이 증가하고 있으며, 이러한 수면의 질적 저하는 신체적 밸런스를 무너뜨리거나 여러 가지 질환의 근원이 되기도 하며, 집중력과 성취도를 저하시킬 수 있다.
또한, 수면자의 수면자세나 수면상태도 숙면을 방해하는 요인이 될 수 있다. 수면장애 중에서 가장 흔하며 심각함에도 불구하고 간과되고 있는 증상이 코골이 및 수면무호흡증인데, 코골이란 사람이 자는 동안 숨쉬는 공기가 통과하게 되는 인후부가 좁아져서 호흡하는 공기의 흐름이 방해받아 호흡기관 자체가 떨림판 역할을 함으로써 진동소음을 발생하는 증상을 말한다. 사람이 숨을 쉴 때는 공기가 입천장, 목젖, 편도, 혀 등과 같이 유연한 구조물을 지나게 되는데, 낮에는 이 부분들이 제자리를 유지하도록 주위 근육들이 도와주기 때문에 공기가 지나가는 통로를 막지 않는다. 하지만, 잠자는 동안에는 근육들이 이완되어 늘어지기 때문에 부분적으로 공기통로가 좁아져서, 이 부분을 공기가 통과할 때에 주변의 부드러운 부분들을 진동시켜 코고는 소리가 나게 되는 것이다.
또한, 수면 무호흡(sleep apnea)이란 수면 중에 일시적으로 호흡이 정지되는 현상을 말하며, 이는 갑작스러운 사망 사고의 원인이 될 수 있다. 수면 무호흡으로 인해 체내에 산소가 공급되지 않으면 체내 혈액 중 산소 포화도가 비정상적으로 낮아지게 되며, 장기간의 수면 무호흡은 심장이나 폐에 부담을 가중시켜, 고혈압, 심장마비, 발작 등을 일으킬 수도 있다.
한편, 현대인들은 수면을 대부분 침대에서 취하고 있으나, 현재 사용되는 침대는 단지 수면을 취하기 위한 것일뿐, 사용자에게 숙면을 취할 수 있는 별도의 장치가 마련되어 있지는 않다. 이에, 수면환경 뿐만 아니라, 수면자의 실시간 수면상태까지 종합적으로 고려하여 코골이를 방지함과 함께 쾌적한 수면을 유도할 수 있는 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 특허등록 제1526071호(2015.05.29.등록) 대한민국 특허등록 제486585호(2005.04.21.등록)
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 수면 중 코골이 현상을 최소화 함과 함께 사용자의 수면패턴을 수집 및 관리가 가능하도록 수면센서를 이용하는 기술을 제공함으로써 보다 쾌적한 수면 상태를 유지할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 매트리스가 구비되는 침대에 있어서, 상기 매트리스에는, 상부 하중의 변화를 감지하기 위한 다수의 하중센서가 일정 간격으로 구비되는 수면 센서부와; 주변의 소리를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 소리 감지부와; 상기 수면 센서부 및 소리 감지부로 부터 감지 신호가 전달되는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 동작이 이루어지는 에어펌프와; 상기 에어펌프로 부터 공급되는 공기에 의한 팽창 및 수축 동작이 이루어지는 에어백과; 상기 수면 센서부 및 소리 감지부의 신호 데이터가 저장되는 DB저장부를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 스마트 침대는, 코골이 현상 발생시 수면 센서 및 에어백을 이용하여 자세가 변환될 수 있도록 하여 코골이를 중단시킴으로써 숙면에 도움을 줄 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 수면패턴의 수집 및 관리를 통해 보다 쾌적한 수면환경을 제공할 수 있는 이점을 나타낸다.
도 1은 본 발명 침대의 측면 구조도.
도 2는 본 발명 매트리스의 내부 투시상태 평면도.
도 3은 본 발명 매트리스의 단면 구조도.
도 4는 본 발명에서 구동부 블럭 구성도.
도 5는 본 발명에서 매트리스의 스마트폰 연동 개념도.
도 6은 본 발명 침대 매트리스에 사용자가 누운 상태도.
도 7은 본 발명 침대 매트리스의 에어백 구동 상태도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개략 구성도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구동부 블럭 구성도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 센서가 구비된 스마트 침대의 구성을 도 1 내지 도 5를 통해 살펴보면 다음과 같다.
본 실시 예에서의 스마트 침대는, 일측에 침대 머리판(200)이 구비된 침대본체(100) 상부에 매트리스(10)가 안착 구성된다.
특히, 본 발명에서의 매트리스(10)는, 상부 하중의 변화를 감지하기 위한 다수의 압전센서(21)가 일정 간격으로 구비되는 수면 센서부(20)와, 주변의 소리를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 소리 감지부(30)와, 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)로 부터 감지 신호가 전달되는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)의 제어에 의해 동작이 이루어지는 에어펌프(50)와, 상기 에어펌프(50)로 부터 공급되는 공기에 의한 팽창 및 수축 동작이 이루어지는 에어백(60)과, 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)의 신호 데이터가 저장되는 DB저장부(70)로 구성된다.
특히, 상기 에어백(60)은 목(61), 어깨(62), 허리(63), 엉덩이(64), 골반(65), 발(66) 각각의 부위에서 좌우 대칭 형태의 개별적으로 구비된 것을 도 7을 통해 확인할 수 있다. 이때, 각각의 에어백에는 공기 유로 개폐를 위한 솔레노이드 밸브(미도시)가 구비되어 있어서 제어부(40)의 제어에 따른 개별적인 공기의 공급 제어가 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상기 소리 감지부(30)는 스마트폰(S)에 내장된 마이크로폰 및 블루투스를 활용하여 실내의 근거리에 위치한 LED조명등(80), 스피커(90)와 연동이 이루어지도록 함이 바람직하다.
한편, 매트리스(10) 내부에는 탄력성 재질의 메모리폼(도면 미도시)이 구비되고, 상기 에어백(60)은 메모리폼의 내부에 위치되어지게 되는데, 메모리폼의 구체적인 구성 설명 및 표현은 생략키로 한다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 스마트 침대의 사용에 따른 작용효과를 도 6 및 도 7을 통해 살펴보기로 한다.
먼저, 사용자가 수면을 위해 도 6에서와 같이 매트리스(10) 위에 눕게 되면 수면 센서부(20)에 구비된 다수의 압전센서(21)가 상부 하중 및 진동을 감지하는 수면패턴 관리모드가 실행 된다.
즉, 사용자의 뒤척임 동작에 따라 변화되는 수치는 압전센서(21)에서 전기적 신호로 변환되어 제어부(40)로 전달이 이루어지게 되고, 이러한 데이타는 DB저장부(70)에 저장이 이루어지게 된다.
한편, 수면 과정에서 발생되는 소음은 소리 감지부(30)에서 감지가 이루어지게 되고, 감지된 소음은 전기적 신호로 변환되어 제어부(40)로 전달이 이루어지게 된다.
이후, 제어부(40)에서는 소리 감지부(30)를 통해 반복적으로 입력되는 소리의 간격 및 파형을 통해 코골이 소리인지 또는 단순한 주변 소음인지 여부를 판단하게 되며, 코골이 소리로 판단이 이루어지면 에어백(60)에 공기 공급을 위해 에어펌프(50)에 동작 신호를 인가하게 된다.
이에 따라 에어백(60)을 이루는 목(61), 어깨(62), 허리(63), 엉덩이(64), 골반(65), 발(66) 등과 같은 위치에 선택적으로 공기의 공급이 이루어지게 되면, 도 7에서와 같이 에어백(60)이 부분적으로 부풀어 오르면서 사용자의 자세가 자연스럽게 전환되어지게 된다.
이때, 공기의 공급은 전체 에어백(60)에 동시에 공급되는 것이 아닌, 최초에는 기도가 열려서 코골이 상태가 해소될 수 있도록 목(61) 부위로만 공기의 공급이 이루어지도록 한 후 코골이 소리가 계속되는 경우 어깨(62), 허리(63), 엉덩이(64), 골반(65), 발(66) 부위로 순차적인 공기의 공급이 진행되며, 최종적으로는 전체 에어백(60) 중 좌측 또는 우측에 배치된 에어백(60)에 동시에 공기의 공급이 이루어지도록 하여 수면자세의 롤링 전환이 이루어질 수 있게 된다. 즉, 한번은 좌측에 배치된 에어백(60)에 동시에 공기 공급이 이루어지고, 이후에는 우측에 배치된 에어백(60)에 동시에 공기 공급이 이루어지도록 하여 좌우로 자세 변환이 이루어지면서 자연스러운 코골이 해소가 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 이러한 동작에 의해 코골이 소리의 중단이 확인되면 에어백(60)의 형상이 원위치 되어질 수 있도록 에어펌프(50) 동작을 통해 공급된 공기를 배출시키게 된다.
따라서 본 발명의 스마트 침대는, 코골이 현상 발생시 수면 센서 및 에어백을 이용하여 자세가 변환될 수 있도록 하여 코골이를 중단시킴으로써 숙면에 도움을 줄 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 수면패턴의 수집 및 관리를 통해 보다 쾌적한 수면환경을 제공할 수 있는 이점을 나타낸다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 상기 소리 감지부(30)는 스마트폰(S)의 마이크로폰 및 블루투스 기능을 활용하여 어플을 이용한 LED조명등(80), 스피커(90) 등과 같은 주변 기기들과 연동제어가 이루어질 수 있도록 하였다.
또한, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 침대에는 인체의 온도 변화를 감지하기 위한 적외선 센서(80)가 구비되고, 상기 적외선 센서(80)의 감지신호가 전달되는 제어부(40)는 히터, 에어컨 등과 같은 실내 냉,난방기(90)와 연동되어 실내 온도 및 습도 제어가 이루어지게 된다.
이와 같은 구성을 이루게 되면, 적외선 센서(80)에 의한 온도 변화에 따라 냉,난방기(90)의 가동 제어가 제어부(40)에 의해 이루어지게 되어, 보다 쾌적한 수면 환경이 제공될 수 있는 이점을 나타낸다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 스마트 침대 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
예를 들면, 본 발명의 침대에 모닝콜 기능을 부여하여 에어백의 동작에 따른 마사지 동작에 의해 잠들 깰 수 있도록 하게 된다.
따라서 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 매트리스 20 : 수면 센서부
30 : 소리 감지부 40 : 제어부
50 : 에어펌프 60 : 에어백
70 : DB저장부 100 : 침대 머리판
200 : 침대 본체

Claims (5)

  1. 매트리스(10)가 구비되는 침대에 있어서,
    상기 매트리스(10)에는, 상부 하중 또는 진동의 변화를 감지하여 전기적 신호로 변환하기 위한 다수의 압전센서(21)가 일정 간격으로 구비되는 수면 센서부(20)와; 주변의 소리를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 소리 감지부(30)와; 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)로 부터 감지 신호가 전달되는 제어부(40)와; 상기 제어부(40)의 제어에 의해 동작이 이루어지는 에어펌프(50)와; 상기 에어펌프(50)로 부터 공급되는 공기에 의한 팽창 및 수축 동작이 이루어지되, 목(61), 어깨(62), 허리(63), 엉덩이(64), 골반(65), 발(66) 각각의 부위에 좌우 대칭 형태의 개별적으로 구비된 에어백(60)과; 상기 수면 센서부(20) 및 소리 감지부(30)의 신호 데이터가 저장되는 DB저장부(70);가 구성되고,
    상기 제어부(40)에서는 소리 감지부(30)를 통해 반복적으로 입력되는 소리의 간격 및 파형을 통해 코골이 소리인지 또는 단순한 주변 소음인지 여부를 판단하여 에어펌프(50)의 동작 제어가 이루어지며,
    상기 소리 감지부(30)는 스마트폰(S)의 마이크로폰 및 블루투스 기능을 활용하여 어플을 이용한 LED조명등(80), 스피커(90)와 연동이 이루어지고,
    상기 침대에는 인체의 온도 변화를 감지하기 위한 적외선 센서(80)가 구비되고, 상기 적외선 센서(80)의 감지신호가 전달되는 제어부(40)는 실내 냉,난방기(90)와 연동되어 실내 온도 및 습도 제어가 이루어지며,
    상기 에어펌프(50)로 부터 에어백(60)으로 공기의 공급이 이루어짐에 있어, 최초에는 기도가 열려서 코골이 상태가 해소될 수 있도록 목(61) 부위로만 공기의 공급이 이루어지도록 한 후 코골이 소리가 계속되는 경우 어깨(62), 허리(63), 엉덩이(64), 골반(65), 발(66) 부위로 순차적인 공기의 공급이 진행되며, 최종적으로는 전체 에어백(60) 중 좌측 또는 우측에 배치된 에어백(60)에 동시에 공기의 공급이 이루어지는 동작이 반복되도록 하여 수면자세의 롤링 전환이 이루어지게 됨을 특징으로 하는 수면 센서가 구비된 스마트 침대.
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