KR102195441B1 - 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치 - Google Patents

베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는 차량의 내부 또는 외부에 창착되며, 케이스부(Case Part); 상기 케이스부의 제 1 위치(First Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 1 진동판(First Diaphragm); 상기 케이스부에서 상기 제 1 위치보다 전방에 위치하는 제 2 위치(Second Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 2 진동판(Second Diaphragm); 및 상기 제 1 진동판과 상기 제 2 진동판 사이에서 상기 제 1 진동판에 배치되는 베타파 대역의 주파수로 진동을 발생하는 진동발생부(Vibration Generation Module); 및 상기 제 1 진동판의 후방에 배치되는 후면판(Rear Plate)을 포함할 수 있다.

Description

베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치{apparatus for preventing drowsiness of driver using beta wave frequency-following effect}
본 발명은 운전자 졸음 방지장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 베타파(Beta Wave) 대역의 각성유도파를 발생하여 차량 운전자의 졸음을 방지하고 운전자의 집중력 향상에 도움을 줄 수 있는 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치에 관한 것이다.
뇌는 활동상태에 따라 서로 다른 주파수 대역의 신호를 발생하는데 이를 뇌파라고 한다. 뇌파에는 사람이 잠을 작거나 눈을 감고 명상을 하는 등 안정되어 있을 때 발생하며 주파수 대역이 7-14Hz인 알파파(Alpha Wave), 사람이 흥분하거나 긴장했을 때처럼 각성수준이 높은 경우에 발생하며 주파수 대역이 14-30Hz인 베타파(Beta Wave), 사람이 아주 깊은 수면이나 의식불명 상태일 때 발생하며 주파수 대역이 0.5-4Hz인 델타파(Delta Wave), 사람이 정서적으로 안정되거나 수면으로 이어지는 과정에서 주로 발생하며 주파수 대역이 4-8Hz인 세타파(theta wave) 등이 있다.
최근에는 1970년대 영국의 그레이 윌터(W, Grey Walter) 박사에 의해 발표된 뇌파동조효과(The frequency-following effect)를 이론적 배경으로 하여, 인위적으로 뇌파를 유도하여 사람을 상태를 해당 뇌파에 대응되는 상태로 유도하기 위한 많은 발명과 연구가 이루어지고 있다. 만약, 각성수준이 높은 상태에서 발생하는 베타파를 이용한 노파동조효과를 차량 운전자에게 적용한다면 운전자의 졸음을 막고 운전자의 집중력을 향상시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
본 발명은 사람이 높은 각성수준일 때 발생하는 베타파(Beta Wave)의 대역에 포함되는 14-30Hz의 각성유도파를 발생하여 차량 운전자의 각성을 유도하여 운전자의 졸음을 방지하고 운전자의 집중력을 향상시킬 수 있는 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는, 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는, 차량의 시트에 내부 또는 외부에 장착되며, 케이스부(Case Part); 상기 케이스부의 제 1 위치(First Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 1 진동판(First Diaphragm); 상기 케이스부에서 상기 제 1 위치보다 전방에 위치하는 제 2 위치(Second Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 2 진동판(Second Diaphragm); 상기 제 1 진동판과 상기 제 2 진동판 사이에서 상기 제 1 진동판에 배치되는 베타파 대역의 주파수로 진동을 발생하는 진동발생부(Vibration Generation Module); 및 상기 제 1 진동판의 후방에 배치되는 후면판(Rear Plate)을 할 수 있다.
상기 제 1 진동판과 상기 제 2 진동판 사이의 간격은, 상기 제 2 진동판과 상기 후면판 사이의 간격보다 큰 것이 바람직하다.
상기 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는, 상기 제 1 진동판의 가장자리에 배치되어 상기 제 1 진동판을 밀봉하는 제 1 밀봉부(First Sealing Part); 및 상기 제 2 진동판의 가장자리에 배치되어 상기 제 2 진동판을 밀봉하는 제 2 밀봉부(Second Sealing Part)를 더 포함할 수 있다.
상기 진동발생부는, 상기 제 1 진동판의 전후방향의 진동을 발생할 수 있다.
상기 후면판의 두께는, 상기 제 1 진동판의 두께 및 상기 제 2 진동판의 두께보다 두껍고, 상기 후면판의 재질은, 상기 제 1 진동판의 재질 및 상기 제 2 진동판의 재질보다 유연성이 낮은 것이 바람직하다.
상기 제 1 진동판의 두께는, 상기 제 2 진동판의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는 차량내부, 특히 운전자와 가까운 시트에 장착되어 사람이 각성수준이 높은 경우에 발생하는 뇌파인 베타파 대역의 각성유도파를 발생하여 운전자의 각성상태를 유도함으로써 운전자의 졸음을 방지하면서 집중력을 향상시킴으로써, 안전운전에 크게 기여할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치(10A)의 장착상태도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치(10A)의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 18은 운전자 졸음방지 장치(10A)의 각 부분에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 19 내지 도 20은 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 시스템(100, 이하 '졸음방지 시스템'이라 함)의 상세 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 졸음방지 시스템(100)의 구동방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 본 문서에 개시된 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 문서에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.
이하에서 제 1 방향(First Direction, DR1)은 제 2 방향(Second Direction, DR2) 및 제 3 방향(Third Direction, DR3)과 교차(수직)하고, 제 2 방향(DR2)은 제 3 방향(DR3)과 교차(수직)할 수 있다.
여기서, 제 1 방향(DR1)과 제 2 방향(DR2)을 통칭하여 수평방향(Horizontal Direction)이라 할 수 있다. 또는, 제 1 방향(DR1)과 제 2 방향(DR2)을 통칭하여 폭방향(Width Direction)이라 할 수 있다.
아울러, 제 3 방향(DR3)은 수직방향(Vertical Direction)이라고 할 수 있다. 또는, 제 3 방향(DR3)을 높이방향(Height Direction)이라고 할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치(10A)의 장착상태도이다.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치(10A)(이하에서는 '운전자 졸음방지 장치'이라 칭함)는 사람이 각성수준이 높은 경우에 발생하는 뇌파인 베타파 대역(14-30Hz)의 각성유도파를 발생하여 운전자를 각성상태로 유도함으로써 졸음방지, 집중력 향상 등의 효과를 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 베타파 운전자 졸음방지 장치(10A)는 차량의 시트(1)의 헤드레스트(1A)와 등받이(1B) 사이에 외장형태로 장착될 수 있다. 이때, 운전자 졸음방지 장치(100)는 커버 또는 케이스(10B)의 내부에 배치되어 이들에 의하여 둘러싸여 보호를 받으며, 밴드 또는 벨트 형태 등의 고정수단에 의하여 고정될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 달리, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 시트(1)의 등받이(1B)의 외부에 장착되거나 시트(1)의 착좌면의 외부에 장착될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 차량 시트(1)의 등받이(1B)의 내부에 장착될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 별도의 고정부재에 의하여 고정되거나 별도로 마련된 수납공간에 수납/장착될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 달리, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 헤드레스트(1A)의 내부에 장착될 수도 있고, 시트(1)의 착좌면의 내부에 장착될 수도 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치(10A)의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 살펴보면, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 케이스부(Case Part, 10), 제 1 진동판(First Diaphragm, 20), 제 1 밀봉부(First Sealing Part, 21), 제 2 진동판(Second Diaphragm, 30), 제 2 밀봉부(Second Sealing Part, 31) 및 진동발생부(Vibration Generation Module, 22)를 포함할 수 있다.
케이스부(10)는 양측이 열린 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 케이스부(10)는 양쪽 끝단(일측 끝단과 타측 끝단)이 열린 통 형태를 가질 수 있다.
이하에는, 케이스부(10)가 사각통 형태를 갖는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들면, 본 발명에서 케이스부(10)는 원통 형태, 육각통 형태, 팔각통 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
제 1 진동판(20)은 케이스부(10)의 제 1 위치(First Position)에 케이스부(10)를 가로질러 막는 형태로 배치될 수 있다.
제 1 밀봉부(21)는 제 1 진동판(20)의 가장자리에 배치되어 제 1 진동판(20)을 밀봉할 수 있다.
자세하게는, 제 1 밀봉부(21)는 제 1 진동판(20)의 후방에 위치하고, 제 1 진동판(20)의 후면(Rear Surface)의 가장자리에 밀착되어 제 1 진동판(20)을 밀봉할 수 있다. 경우에 따라서 제 1 밀봉부(21)는 제1 진동판(20)의 전방에 위치하면서 제 1 진동판(20)을 밀봉할 수도 있다.
여기서, 제 1 밀봉부(21)가 제 1 진동판(20)을 밀봉한다는 것은 제 1 진동판(20)과 제 1 밀봉부(21) 사이 공간으로 공기가 세어나가는 것을 방지(억제)하는 것을 의미할 수 있다.
제 1 밀봉부(21)가 제 1 진동판(20)의 가장자리에서 공기가 세어나가는 것을 완벽히 막지 않아도 무방할 수 있다. 다르게 표현하면, 제 1 밀봉부(21)는 제 1 진동판(20)을 충분히 밀봉할 수 있다.
제 2 진동판(30)은 케이스부(10) 상에서 제 1 위치보다 전방에 위치하는 제 2 위치(Second Position)에 케이스부(10)를 가로질러 막는 형태로 배치될 수 있다.
이처럼, 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30)은 통 형태의 케이스부(10)를 막는 형태로 배치될 수 있다.
제 2 밀봉부(31)는 제 2 진동판(30)의 가장자리에 배치되어 제 2 진동판(30)을 밀봉할 수 있다.
자세하게는, 제 2 밀봉부(31)는 제 2 진동판(30)의 전방에 위치하고, 제 2 진동판(30)의 전면(Front Surface)의 가장자리에 밀착되어 제 2 진동판(30)을 밀봉할 수 있다. 경우에 따라서 제 2 밀봉부(31)는 제 2 진동판(30)의 전방에 위치하면서 제 1 진동판(20)을 밀봉할 수도 있다.
여기서, 밀봉의 의미는 앞서 제 1 밀봉부(21)에서 설명한 바와 같다.
제 1 밀봉부(21)와 제 2 밀봉부(31)는 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30)의 사이 공간을 밀봉하기 위해 탄력성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 밀봉부(21) 및/또는 제 2 밀봉부(31)는 실리콘 재질, 수지 재질 등을 포함할 수 있다. 아울러, 제 1 밀봉부(21)와 제 2 밀봉부(31)는 점착제 재질을 포함하는 것도 가능할 수 있다.
진동발생부(22)는 진동을 발생시키는 부분으로서, 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30) 사이에서 제 1 진동판(20)에 배치될 수 있다. 다르게 표현하면, 진동발생부(22)는 제 1 진동판(20)의 전면에 부착(밀착)될 수 있다.
그리고 진동발생부(22)는 베타파 대역의 주파수를 진동을 발생할 수 있다. 그러면, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 진동발생부(22)에서 발생하는 진동에 응답하여 베타파 대역의 주파수 대역의 진동을 포함하는 각성유도파를 발생시킬 수 있다. 각성유도파는 제 1 진동판(20)의 전후방향의 진동을 발생하며, 제 1 진동판(20) 및 제 2 진동판(30) 역시 이에 응답하여 방향성을 가지는 진동이나 소리를 발생할 수 있다.
제 1 진동판(20) 및 제 2 진동판(30)은 판(Plate) 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 1 진동판(20) 및/또는 제 2 진동판(30)은 나무, 폴리스티렌 및 다공질의 합성수지 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다.
아울러, 운전자 졸음방지 장치(10A)는 후면판(Rear Plate, 40)을 더 포함할 수 있다.
후면판(40)은 케이스부(10)의 후방에 배치될 수 있다. 예를 들면, 후면판(40)은 케이스부(10)의 후방에서 케이스부(10)의 후방을 막는 형태로 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 제 1 진동판(20), 제 2 진동판(30) 및 후면판(40)에 의해, 도 3과 같이, 케이스부(10)의 내부에는 2개의 공간(50, 51)이 마련될 수 있다.
자세하게는, 제 1 진동판(20)과 후면판(40)의 사이에 제 1 공간(First Space, 50)이 마련되고, 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30)의 사이에 제 2 공간(Second Space)이 마련될 수 있다.
제 2 공간(50)은 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30)에 의해 밀봉될 수 있다.
제 1 공간(50)은 반사 공간이라고 할 수 있고, 제 2 공간(51)은 울림 공간이라고 할 수 있다.
도 6을 살펴보면, 진동발생부(22)에 전력이 공급되어 진동발생부(22)가 진동하면, 진동발생부(22)의 진동이 제 1 진동판(20)으로 전달되어 제 1 진동판(20)이 진동할 수 있다.
제 1 진동판(20)이 진동하면, 제 1 공간(50) 내의 공기가 압축/신장이 된다. 아울러, 제 1 진동판(20)의 진동에 의해 제 2 공간(51) 내의 공기도 압축/신장될 수 있다. 제 2 공간(51)에서의 공기 압축/신장에 따라 제 2 진동판(30)은 진동을 발생할 수 있다.
제 1 공간(50) 내의 압축/신장된 공기에 따른 진동은 후면판(40)에 의해 반사되어 다시 제 1 진동판(20) 쪽으로 진행할 수 있다.
그러면, 제 2 공간(51) 내의 공기가 제 1 공간(50)의 공기로부터 전해지는 압력에 의해 더욱 압축/신장되고, 이에 따라 배가된 공기의 진동이 제 2 진동판(30)의 전면으로 방출될 수 있다.
이러한 과정으로 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 베타파 대역의 주파수를 가지며 사람에게 전달되면 베타파 뇌파동조 현상을 유도하여 사람의 각성상태를 유도하는 각성유도파를 발생시켜 출력할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 하나의 진동발생부(22)와 두 개의 진동판(20, 30)을 이용하여 다른 주파수 대역의 초저주파 진동을 출력하는 것이 가능할 수 있다.
도 5 및 도 6에서 설명하지 않은 부호 'PCB'는 보드로서, 진동발생부(22)를 구동시키기 위한 구동장치(구동부)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
이러한 운전자 졸음방지 장치(10A)의 각각의 부분에 대해 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 18은 운전자 졸음방지 장치(10A)의 각 부분에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 케이스부(10)에 대해 첨부된 도 7 내지 도 8을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
도 7을 살펴보면, 케이스부(10)는 양측이 개방된 통 형태를 갖는 본체부(Body Part, 100)를 포함할 수 있다.
케이스부(10)의 본체부(100)의 제 1 방향(DR1)으로의 폭(W1) 및 제 2 방향(DR2)으로의 폭(W2)은 제 3 방향(DR3)의 폭(W3), 즉 높이보다 더 클 수 있다. 다르게 표현하면, 케이스부(10)의 폭(W1, W2)이 높이(W3)보다 더 클 수 있다.
이러한 경우, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)를 좁은 공간에 배치하는 것이 가능할 수 있다.
케이스부(10)의 본체부(100)의 내측면(Inner Side Surface)에는 본체부(100)의 중심을 향해 돌출되는 제 1 돌출부(110)와 제 2 돌출부(120)가 형성될 수 있다.
여기서, 제 1 돌출부(110)와 제 2 돌출부(120)는 본체부(100)의 내측을 두르는 형태로 형성될 수 있다.
제 1 돌출부(110)는 제 1 진동판(20)의 가장자리에 대응되고, 제 2 돌출부(120)는 제 2 진동판(30)의 가장자리에 대응될 수 있다.
이러한 본체부(100)의 단면을 살펴보면, 도 8의 경우와 같이, 제 2 돌출부(120)는 본체부(100)의 전방, 즉 케이스부(10)의 전방에 위치하고, 제 1 돌출부(110)는 제 2 돌출부(120)에 비해 수직방향, 즉 제 3 방향(DR3)으로 본체부(100)의 중심, 즉 케이스부(10)의 중심에 근접하게 위치할 수 있다.
본체부(100)의 전방 끝단을 제 1 끝단(First End, EP1)이라 하고, 본체부(100)의 후방 끝단을 제 2 끝단(Second End, EP2)이라 하자.
여기서, 제 3 방향(DR3)으로 제 1 돌출부(110)와 제 2 돌출부(120) 사이의 간격(d1)은 제 1 돌출부(110)와 제 2 끝단(EP2) 사이의 간격(d2)과 다를 수 있다.
베타파 대역의 음을 보다 효과적이고 안정적으로 발생시키기 위해서는 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30) 사이의 간격이 충분히 큰 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해서는, 제 1 돌출부(110)와 제 2 돌출부(120) 사이의 간격(d1)은 제 1 돌출부(110)와 제 2 끝단(EP2) 사이의 간격(d2)보다 더 큰 것이 바람직할 수 있다.
다음, 제 1 진동판(20), 제 2 진동판(30) 및 후면판(40)에 대해 첨부된 도 9 내지 도 12를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
도 9를 살펴보면, 제 2 진동판(30)과 케이스부(10)의 본체부(100)의 사이에는 연결부(32)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 연결부(32)는 본체부(100)의 제 2 돌출부(120)와 제 2 진동판(30)의 사이에 위치할 수 있다.
이러한 연결부(32)는 제 2 진동판(30)의 진동에 방해되지 않으면서도 제 2 진동판(30)을 본체부(100)에 충분히 안정적으로 연결할 수 있다. 즉, 연결부(32)의 진동전달도는 제 2 진동판(30)의 진동전달도보다 낮은 것이 바람직하다.
이를 위해, 연결부(32)는 실(String) 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 제 1 진동판(20)과 본체부(100)를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 9에 대응되는 설명으로 대체하도록 한다.
도 10을 살펴보면, 제 2 밀봉부(31)는 제 2 진동판(30)과 본체부(100)의 경계부분을 덮을 수 있다. 이에 따라, 연결부(32)는 제 2 밀봉부(31)에 의해 가려질 수 있다.
제 2 밀봉부(31)는 제 2 진동판(30) 및 본체부(100)에 부착되는 부분을 포함할 수 있으나, 제 2 밀봉부(31)와 연결부(32)는 부착되지 않을 수 있다.
도 11을 살펴보면, 케이스부(10) 상에서 제 1 위치(P1)에 제 1 진동판(20)이 위치하고, 케이스부(10) 상에서 제 1 위치(P1)보다 전방에 위치하는 제 2 위치(P2)에 제 2 진동판(30)이 위치할 수 있다.
여기서, 제 1 위치(P1)는 제 1 돌출부(110)에 대응되고, 제 2 위치(P2)는 제 2 돌출부(120)에 대응될 수 있다.
도 12를 살펴보면, 제 1 진동판(20)의 후방에는 후면판(40)이 위치할 수 있다.
후면판(40)은 케이스부(10)의 후방을 막을 수 있다. 다른 관점에서 보면, 후면판(40)은 본체부(100)의 후방을 막을 수 있다.
후면판(40)은 제 1 진동판(20)의 진동에 의해 발생하는 압축/신장된 공기를 효과적으로 반사시키기 위해 충분한 두께를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
이를 고려할 때, 후면판(40)의 두께(t3)는 제 1 진동판(20)의 두께(t1) 및 제 2 진동판(30)의 두께(t2)보다 더 두꺼울 수 있다.
한편, 제 1 진동판(20)의 두께(t1)와 제 2 진동판(30)의 두께(t2)는 서로 다를 수 있다.
제 1 진동판(20)에는 상대적으로 큰 무게를 갖는 진동발생부(22)가 배치되기 때문에 기계적 안정성이 충분히 큰 것이 바람직할 수 있다. 이를 고려하면, 제 1 진동판(20)의 두께(t1)는 제 2 진동판(30)의 두께(t2)보다 두꺼울 수 있다.
그리고 후면판(40)은 제 1 진동판(20)의 진동에 의해 발생하는 압축/신장된 공기를 효과적으로 반사시키기 위해 제 1 진동판(20) 및 제 2 진동판(30)의 재질보다 유연성이 낮은 재질로 구현됨이 바람직하다.
다음, 진동발생부(22)에 대해 첨부된 도 13 내지 도 14를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
수평방향(제 1 방향(DR1) 또는 제 2 방향(DR2))으로 케이스부(10)의 단면이 사각형이고, 이에 따라 제 1 진동판(20) 및 제 2 진동판(30)도 대략 사각형 형상을 가질 수 있다.
진동발생부(22)는 후면판(40)에 배치되는 PCB와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 도 12와 같이, 진동발생부(22)와 PCB를 전기적으로 연결하는 전기 라인(LINE)은 제 1 진동판(20)의 전면(FS)에 배치되는 부분을 포함하고, 제 1 진동판(20)과 케이스부(10)의 본체부(100)와의 사이 공간을 지나 PCB에 도달할 수 있다.
이러한 라인(LINE)은 도 13과 같이, 제 1 진동판(20)의 제 2 측면(SF2)과 본체부(100) 사이 공간을 지날 수 있다.
도 14를 살펴보면, 제 1 공간(50)은 소리를 반사, 즉 제 1 진동판(20)에 의해 압축/신장된 공기를 다시 제 1 진동판(20)을 향해 반사하는 공간으로서 그 높이가 상대적으로 관계없다.
이를 고려하면, 제 1 공간(50)의 높이(G4)는 제 2 공간(51)의 높이(G3)보다 더 작을 수 있다.
아울러, 진동발생부(22)의 높이(G2)는 제 2 공간(51) 내에서 진동발생부(22)의 끝단에서 제 2 진동판(30) 사이의 간격(G1)보다 더 클 수 있다. 이러한 경우, 충분히 큰 출력의 진동발생부(22)를 사용하는 것이 가능할 수 있다.
한편, 진동발생부(22)는 진동을 발생시키기 위한 모터 등을 포함하고 있어, 제 1 진동판(20)보다 훨씬 무겁기 때문에, 직립상태에서의 운전자 졸음방지 장치(10A)의 안정성을 위하여 제 1 진동판(20)의 하부에 장착되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 추가적인 부품을 더 포함할 수 있다. 이에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
도 15 내지 도 16은 운전자 졸음방지 장치(10A)의 다른 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 15를 살펴보면, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 무게추(32)를 더 포함할 수 있다.
무게추(32)는 제 2 진동판(30)의 전면에 배치(부착, 밀착)될 수 있다.
이러한 무게추(32)는 제 2 진동판(30)의 진동을 조절하여 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)가 출력하는 진동의 주파수를 더욱 안정시킬 수 있다.
도 16을 살펴보면, 무게추(32)는 진동발생부(22)와 제 3 방향(DR3)으로 적어도 부분중첩(Partially Overlap)될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 진동판(20)과 제 2 진동판(30)의 진동패턴의 유사도가 높아져 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)가 출력하는 각성유도파는 더욱 안정될 수 있으며, 운전자 졸음방지 장치(10A)의 직립안정성이 더 향상될 수도 있다.
도 17을 살펴보면, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 적어도 하나의 완충부(Shock Absorbing Part, SAP)를 더 포함할 수 있다.
이러한 완충부(SAP)는 적어도 케이스부(10A)의 후방의 가장자리에 배치되고, 운전자 졸음방지 장치(10A)가 눕혀져 사용되는 경우 구동 시 발생하는 진동이 바닥으로 전달되는 것을 차단(억제)할 수 있다.
이를 위해, 완충부(SAP)는 탄력성을 갖는 재질, 예컨대 고무 재질, 수지 재질 등을 포함할 수 있다. 완충부(SAP)는 운전자 졸음방지 장치(10A)가 시트에서 분리되어 독립적으로 사용될 때 효과를 발휘할 수 있다.
도 18을 살펴보면, 본 발명에 따른 운전자 졸음방지 장치(10A)는 보조음 출력부(1A)를 더 포함할 수 있다.
보조음 출력부(1A)는 보조파(Auxiliary Wave)를 출력할 수 있다.
보조파는 물소리 및 바람소리 중 적어도 하나를 포함하는 환경음을 포함할 수 있다.
이러한 보조파는 각성유도파와 함께 출력될 수 있다.
이러한 보조음 출력부(1A)가 출력하는 음의 대역, 즉 보조파의 대역은 제 1 진동판(20) 및 제 2 진동판(30)이 출력하는 음의 대역보다 높을 수 있다.
다른 관점에서 보면, 케이스부(10), 제 1 진동판(20), 제 2 진동판(30) 및 후면판(40)이 구성하는 운전자 졸음방지 장치(10A)를 메인 스피커(Main Speaker, 10A)라 하고, 이러한 메인 스피커에 장착되는 별도의 스피커를 보조음 출력부(1A)라고 할 수도 있다.
또는, 보조음 출력부(1A)를 보조 스피커(Auxiliary Speaker)라고 칭하는 것도 가능할 수 있다.
메인 스피커(10A)와 보조 스피커의 관점에서 보면, 메인 스피커(1A)(스피커 모듈)가 출력하는 음의 대역과 보조음 출력부(1A)가 출력하는 음의 대역은 다를 수 있다. 바람직하게는, 메인 스피커(1A)가 출력하는 음의 대역은 보조음 출력부(1A)가 출력하는 음의 대역보다 더 낮을 수 있다.
메인 스피커(10A)와 보조음 출력부(1A)로 구성된 스피커는 1.1CH 스피커 시스템으로 볼 수 있다.
여기서, 메인 스피커(10A)가 1.0채널을 담당하고, 보조음 출력부(1A)가 0.1채널을 담당하는 것으로 볼 수 있다.
이하에서는, 운전자 졸음방지 장치(10A)와 보조음 출력부(1A)를 구별하여 설명하기로 한다.
이러한 보조음 출력부(1A)는, 도 18과 같이, 케이스부(10)에 배치되는 것이 가능하고, 케이스부(10)와는 별도로 구비되는 것도 가능할 수 있다.
도 19 내지 도 20은 본 발명에 따른 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 시스템(100, 이하 '졸음방지 시스템'이라 함)의 상세 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 19 및 도 20을 살펴보면, 본 발명에 따른 졸음방지 시스템(100)은 운전자 졸음방지 장치(10A)(메인 스피커) 및 구동부(Driver, 60)를 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 졸음방지 시스템(100)은 보조음 출력부(1A)를 더 포함할 수 있다.
운전자 졸음방지 장치(10A)와 보조음 출력부(1A)에 대해서는 앞서 상세히 설명한 바 있다. 따라서 이하에서는 운전자 졸음방지 장치(10A)와 보조음 출력부(1A)에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
구동부(60)의 적어도 일부는 운전자 졸음방지 장치(10A)의 후면판(40)에 배치되는 PCB에 포함될 수 있다. 예를 들면, 구동부(60)의 제어부(600), 제 1 구동신호 공급부(610), 제 2 구동신호 공급부(611), 통신부(650), 시간 정보부(620) 및 사용자 정보부(640) 중 적어도 하나는 PCB에 포함될 수 있다.
구동부(60)의 센서부(630)의 적어도 일부는 별도로 구성되는 것도 가능할 수 있다. 예를 들면, 센서부(63)의 적어도 일부는 사용자가 착용하는 밴드(Band)나 목걸이 형태로 구성되는 것이 가능할 수 있다.
구동부(60)는 제어부(600), 제 1 구동신호 공급부(610), 제 2 구동신호 공급부(611), 시간 정보부(620), 센서부(630), 사용자 정보부(640), 통신부(650), 전원공급부(660) 및 입력부(670)를 포함할 수 있다.
제어부(600)는 본 발명에 따른 졸음방지 시스템(100)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 운전자 졸음방지 장치(10A)로의 구동신호의 공급을 제어할 수 있다.
제어부(600)는 졸음방지 시스템(100)의 구동을 위한 소프트웨어를 저장할 수 있고 구동에 필요한 데이터의 생성/저장/관리를 제어할 수 있다.
제어부(600)는 졸음방지 시스템(100)의 구동에 필요한 연산을 수행할 수 있다.
제어부(600)는 센성부(630)가 센싱한 정보를 분석하여 사용자의 상태를 확인할 수 있다.
이러한 제어부(600)의 기능 및 동작은 이하의 설명을 통해 보다 명확해질 수 있다.
제 1 구동신호 공급부(610)는 제어부(600)의 제어에 따라 운전자 졸음방지 장치(10A)로 구동신호(구동전력)를 공급할 수 있다.
자세하게는, 제 1 구동신호 공급부(610)는 제 1 진동판(20)을 진동시키기 위해 진동발생부(22)에 구동신호를 공급하여 진동발생부(22)를 진동시킬 수 있다.
예를 들면, 제 1 구동신호 공급부(610)는 베타파 대역의 각성유도파를 발생시키기 위해 제 1 구동신호를 진동발생부(22)로 공급하여 제 1 진동판(20)을 진동시킬 수 있다.
각성유도파는 운전자의 각성을 유도하기 위한 파로서 사용자의 그 출력 시간이 미리 정혀져 있을 수도 있고, 사용자가 입력부(670)를 통하여 설정할 수도 있다.
한편, 졸음방지 시스템(100)은 사용자의 수면유도에 적합한 알파파 대역의 주파수(7-14Hz)를 갖는 수면유도파를 발생하도록 운전자 졸음방지 장치(10A)를 제어할 수도 있다. 즉, 상기 졸음방지 시스템(100)은 뇌파동조 현상을 이용하여 각성유도 기능을 수행함과 동시에 수면유도 기능을 수행할 수도 있다.
제 2 구동신호 공급부(611)는 제어부(600)의 제어에 따라 보조음 출력부(1A)로 구동신호를 공급할 수 있다.
예를 들면, 제 2 구동신호 공급부(611)는 제어부(600)의 제어에 따라 보조음 출력부(1A)로 제 2 구동신호를 공급하여 물소리, 바람 소리 등의 환경음을 포함하는 보조파를 발생시킬 수 있다.
시간정보부(620)는 운전자 졸음방지 장치(10A)의 구동에 필요한 시간에 대한 정보(Time Information)를 생성/저장/관리할 수 있다.
예를 들면, 시간정보부(620)는 각성유도 및/또는 수면유도 기능 활성화 시간에 대한 정보 등의 시간에 대한 정보를 생성/저장/관리할 수 있다.
센서부(630)는 졸음방지 시스템(100)의 구동에 필요한 센싱정보(Sensing Information)를 생성/저장/관리할 수 있다.
여기서, 센싱정보는 사용자의 호흡정보, 맥박정보, 뇌파정보 및 모션정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이를 위해, 센서부(630)는, 도 20과 같이, 호흡센서(631), 맥박센서(632), 뇌파센서(633) 및 모션센서(634)를 포함할 수 있다.
호흡센서(631)는 사용자의 호흡을 센싱하고, 센싱한 정보를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
이러한 호흡센서(631)는 사용자의 입 또는 코에 인접하게 위치한 상태에서 사용자의 호흡을 센성하는 것이 가능할 수 있다.
또는, 호흡센터(631)는 사용자의 호흡 시 발생하는 소리 등을 근거로 하여 사용자의 호흡을 센싱하는 것도 가능할 수 있다. 이러한 경우, 호흡센서(631)는 사용자로부터 충분한 거리 이격되어 위치하는 것도 가능할 수 있다.
맥박센서(632)는 사용자의 맥박을 센싱하고, 센싱한 정보를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
뇌파센서(633)는 사용자의 뇌파를 센싱하고, 센싱한 정보를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
모션센서(634)는 사용자의 모션을 센싱하고, 센싱한 정보를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
이러한 센서부(630)는 후면판(40)에 배치되는 PCB와는 별도로 마련되는 것이 가능할 수 있다.
예를 들면, 맥박센서(632)는 사용자의 손목에 착용하는 밴드 형태로 구현될 수 있다. 이러한 맥박센서(632)는 유선 또는 무선 통신을 통해 센싱한 맥박정보를 통신부(650)를 통해 제어부(600)로 전송할 수 있다.
아울러, 센서부(630)는 별도의 모듈(Module) 형태로 구현되는 것도 가능할 수 있다.
사용자 정보부(640)는 제어부(600)의 제어에 따라 운전자 졸음방지 장치(10A)에 대응되는 사용자에 대한 정보를 생성/저장/관리할 수 있다.
통신부(650)는 제어부(600)의 제어에 따라 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 센서부(630)가 PCB와 별도로 마련되는 경우에 통신부(650)는 센서부(630)와 통신을 수행할 수 있다.
또는, 통신부(650)는 외부의 다른 기기, 예컨대 이동통신 단말(Mobile Terminal) 및/또는 서버(Server)와 유/무선 통신을 수행할 수 있다.
전원공급부(660)는 졸음방지 시스템(100)의 구동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 전력은 자체 배터리 또는 차량 배터리로부터 공급될 수 있다.
입력부(670)는 사용자의 명령을 입력할 수 있는 수단이 될 수 있다.
입력부(670)는 터치 패널 등의 터치 입력부, 키보드 등의 키 입력부, 마우스 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 졸음방지 시스템(100)을 이용한 각성유도 방법의 일예를 살펴본다.
도 21은 본 발명에 따른 졸음방지 방법의 제 1 실시예에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 제어부(600)는 차량 운전자의 상태정보를 획득한다(S100). 운전자의 상태 정보는 센서부(630)에 의하여 획득된 센싱정보일 수도 있고 차량으로부터 통신부(650)를 통하여 수신한 정보일 수도 있으나, 본 발명의 범위가 이로 한정되는 것은 아니다.
이후, 제어부(600)는 각성유도파 발생이 필요한지를 판단하고(S110), 판단결과 각성유도파 발생이 필요하다고 판단한 경우에는 베타파 대역의 각성유도파를 출력할 수 있다(S120). 그러면, 운전자는 베타파 뇌파동조효과에 따라 졸음방지 및 집중력 향상 등의 효과를 제공받을 수 있다.
아울러, 도시하지는 않았지만 졸음방지 시스템(100)은 각성유도파와 함께 물소리, 바람소리 등의 환경음(자연음)을 포함하는 보조파를 함께 출력할 수도 있다.
이후, 제어부(600)는 운전자의 각성여부를 판단하고(S130), 판단결과 운전자가 각성한 것으로 판단되는 경우에는 각성유도파의 출력을 종료할 수 있다(S140). 운전자의 각성여부 판단을 위한 정보는 센서부(630)에 의하여 센싱된 정보이거나 차량으로부터 제공받은 정보일 수도 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 차량의 시트에 내부 또는 외부에 장착되며,
    케이스부(Case Part);
    상기 케이스부의 제 1 위치(First Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 1 진동판(First Diaphragm);
    상기 케이스부에서 상기 제 1 위치보다 전방에 위치하는 제 2 위치(Second Position)에 상기 케이스부를 막는 형태로 배치되는 제 2 진동판(Second Diaphragm); 및
    상기 제 1 진동판과 상기 제 2 진동판 사이에서 상기 제 1 진동판에 배치되는 베타파 대역의 주파수로 진동을 발생하는 진동발생부(Vibration Generation Module);
    상기 제 1 진동판의 후방에 배치되는 후면판(Rear Plate)을 포함하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 진동판과 상기 제 2 진동판 사이의 간격은,
    상기 제 2 진동판과 상기 후면판 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치는,
    상기 제 1 진동판의 가장자리에 배치되어 상기 제 1 진동판을 밀봉하는 제 1 밀봉부(First Sealing Part); 및
    상기 제 2 진동판의 가장자리에 배치되어 상기 제 2 진동판을 밀봉하는 제 2 밀봉부(Second Sealing Part)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 진동발생부는,
    상기 제 1 진동판의 전후방향의 진동을 발생하는 것을 특징으로 하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 후면판의 두께는,
    상기 제 1 진동판의 두께 및 상기 제 2 진동판의 두께보다 두껍고,
    상기 후면판의 재질은,
    상기 제 1 진동판의 재질 및 상기 제 2 진동판의 재질보다 유연성이 낮은 것을 특징으로 하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 진동판의 두께는,상기 제 2 진동판의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는, 베타파 뇌파동조를 이용한 운전자 졸음방지 장치.
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