KR102424924B1 - 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템 - Google Patents

미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소리와 정화된 공기를 방출하는 2개의 귀마개와, 상기 2개의 귀마개 사이에 연결되는 마스크와, 상기 2개의 귀마개에 회전 가능하게 결합되는 머리띠와, 상기 2개의 귀마개와 상기 머리띠 사이에 회전 가능하게 결합되는 눈가리개를 포함하는 헤드폰 본체;
상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정하며, 측정된 상기 미세먼지농도의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 미세먼지측정센서;
상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자의 생체신호를 측정하며, 측정된 상기 생체신호의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 생체신호측정센서; 및
상기 사용자의 상기 모바일 기기와 무선통신하며, 상기 미세먼지농도의 정보와 상기 생체신호의 정보를 전달받는 중앙서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템{Multifunctional air cleaning headphone system capable of collecting fine dust information}
본 발명은 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템에 관한 것이다.
최근, 대기 중 미세먼지 농도가 높아져, 외출할 때 미세먼지 방지 마스크를 착용하고, 실내에서도 공기청정기를 사용하는 경우가 많아졌다.
또한, 전 세계적으로 코로나가 유행하고 있어, 실외뿐만 아니라 실내에서도 마스크를 착용하는 것이 일상화되고 있다.
또한, 코로나가 비말을 통해 감염된다는 사실이 밝혀지면서, 코와 입 주변을 마스크로 막는 것 외에도 눈이나 얼굴 전체를 비말로부터 차단할 수 있는 보호 장비들이 많이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 마스크, 공기청정기, 보호장비 모두를 들고 다니면서 사용하기 어렵다.
또한, 미세먼지농도는 시간과 지역에 따라 달라질 수 있고, 미세먼지가 건강에 미치는 영향은 개인의 건강상태에 따라 다를 수 있기 때문에, 이에 맞게 마스크, 공기청정기, 보호장비를 적절하게 사용하기 어렵다는 문제가 있다.
한국등록특허(10-1889372)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템은,
소리와 정화된 공기를 방출하는 2개의 귀마개와, 상기 2개의 귀마개 사이에 연결되는 마스크와, 상기 2개의 귀마개에 회전 가능하게 결합되는 머리띠와, 상기 2개의 귀마개와 상기 머리띠 사이에 회전 가능하게 결합되는 눈가리개를 포함하는 헤드폰 본체;
상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정하며, 측정된 상기 미세먼지농도의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 미세먼지측정센서;
상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자의 생체신호를 측정하며, 측정된 상기 생체신호의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 생체신호측정센서; 및
상기 사용자의 상기 모바일 기기와 무선통신하며, 상기 미세먼지농도의 정보와 상기 생체신호의 정보를 전달받는 중앙서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 헤드폰 본체에 미세먼지측정센서가 장착되어 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정하며, 중앙서버에서 각 사용자의 미세먼지농도를 전달받아 지역별 공기질 데이터를 생성하여 사용자에게 알려준다. 이로 인해, 사용자가 위치한 곳의 미세먼지농도를 실시간으로 파악할 수 있고, 헤드폰 본체의 공기청정모드를 통해 어디서나 깨끗한 공기로 호흡할 수 있다.
본 발명은 헤드폰 본체에 생체신호측정센서가 장착되어 사용자의 생체신호를 측정하며, 중앙서버가 사용자의 생체신호의 정보와 미세먼지농도의 정보를 축적하여 빅데이터를 생성한다. 이로 인해, 각 사용자에게 사용자의 건강상태에 따른 맞춤형 미세먼지 경고를 내릴 수 있고, 사용자는 이에 따라 헤드폰 본체의 작동모드를 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명은, 헤드폰 본체에 마스크, 눈가리개, 공기청정기가 설치되어 있어, 각 장비를 언제든지 들고 다니며 한꺼번에 사용할 수 있다.
본 발명은, 헤드폰 본체가 평상시에는 마스크와 눈가리개를 머리띠에 포개어 음악을 듣는 헤드폰 용도로 사용되다가, 미세먼지 농도가 심해지거나 코로나로 인해 마스크 착용이 요구될 경우에는, 마스크 또는/및 눈가리개를 내려서, 외부로부터 미세먼지 또는/및 비말을 차단하는 용도로 사용될 수 있다. 또한, 착용자의 호흡을 통한 비말이 외부로 나가는 것을 차단하는 용도나, 공기청정기로 사용될 수 있다.
본 발명은, 헤드폰 본체가 머리띠에 면상발열체모듈이 구비되어, 겨울철에 머리를 따뜻하게 덥혀주고, 데워진 공기를 얼굴로 공급하여 추위를 막아준다.
본 발명은, 헤드폰 본체가 머리띠에 면상발열체모듈이 구비되어, 공기를 고온으로 가열한다. 이렇게 가열된 공기로 마스크나 눈가리개에 묻은 세균이나 바이러스를 짧은 시간내에 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤드폰 본체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 단면 I-I를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템을 나타낸 정면도로서, 눈가리개를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 A부분을 확대한 도면이다.
도 6은 머리띠의 정단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 B부분을 확대한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 C부분을 확대한 도면이다.
도 9는 스피커모드의 작동모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 비겨울철 공기청정모드의 작동모습을 설명하기 위한 도면으로, 설명의 편의를 위해 눈가리개는 제거된 상태이다.
도 11은 겨울철 공기청정모드의 작동모습을 설명하기 위한 도면으로, 설명의 편의를 위해 눈가리개는 제거된 상태이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템을 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템은, 헤드폰 본체(1), 미세먼지측정센서(3), 생체신호측정센서(4), 중앙서버(5)로 구성된다.
<헤드폰 본체(1)>
헤드폰 본체(1)는 머리에 착용하여 사용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드폰 본체(1)는, 귀마개(10), 마스크(20), 머리띠(30), 눈가리개(40)로 구성된다.
[귀마개(10)]
귀마개(10)는 얼굴의 양쪽 귀에 각각 밀착 배치되며, 얼굴 쪽으로 소리와 정화된 공기를 방출한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 귀마개(10)는 각각, 케이스(11), 결합축(12), 제1필터(13), 제1팬(14), 제1모터(15), 스피커(16), 제1제어스위치(17), 제2제어스위치(18)로 구성된다.
케이스(11), 결합축(12)
케이스(11)는 얼굴을 향하는 안쪽면에 소리가 방출되는 소리방출부(111)와, 공기가 배출되는 제1공기배출부(113)가 형성된다. 소리방출부(111)는 케이스(11)의 안쪽면에 얼굴에 닿도록 돌출 연장된 돌출부(116)의 안쪽 영역에 형성되어 소리가 모아지게 된다. 제1공기배출부(113)는 마스크(20)가 연결되는 영역의 돌출부(116)의 외면에 형성되어 공기가 마스크(20) 안쪽으로 흘러 코와 입으로 공급된다.
케이스(11)는 외부를 향하는 바깥면에 공기가 흡입되는 제1공기유입부(112)가 형성된다.
케이스(11)의 바깥면에는 머리띠(30) 및 눈가리개(40)가 회전 가능하게 연결되는 결합축(12)이 구비된다. 결합축(12)의 내부에는 유로(P)가 형성되어 케이스(11) 내부와 연통되고, 후술되는 머리띠(30)의 관로(S1, S2, S3)와 연통된다.
제1필터(13), 제1팬(14), 제1모터(15)
제1필터(13), 제1팬(14), 제1모터(15)는 케이스(11)의 내부공간에 제1공기유입부(112)를 향해 위치되며, 제1하우징(114)에 지지된다.
제1필터(13)는 제1공기유입부(112)와 제1팬(14) 사이에 설치된다. 제1필터(13)는 제1공기유입부(112)를 통해 흡입되는 공기를 걸러준다. 제1필터(13)는 항균, 항바이러스 기능이 있는 필터이며, 일정기간 사용 후 교체된다.
제1팬(14)은 제1공기유입부(112)로부터 공기를 빨아들인다.
제1모터(15)는 팬을 회전시킨다.
제1하우징(114)에는 제1공기배출부(113)로 연통되는 튜브(T)가 연결되어, 제1필터(13), 제1팬(14), 제1모터(15)에 의해 제1공기유입부(112)로부터 흡입되어 정화된 공기를 제1공기배출부(113)로 배출시킨다.
스피커(16)
스피커(16)는 소리를 방출한다. 스피커(16)는 케이스(11) 내부공간에 소리방출부(111)를 향해 위치되며, 제2하우징(115)에 지지된다. 제2하우징(115)은 제1팬(14)과 제1모터(15)의 소리가 스피커(16) 쪽으로 흘러들어가는 것을 방지하기 위해 스피커(16)를 격리시키며, 방음재질로 형성된다. 스피커(16)로부터 방출되는 소리는 소리방출부(111)를 통해 외부로 방출된다. 스피커(16)는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 스피커(16)는 유무선 통신을 통해 음악기기로부터 소리를 전송받는다.
제1제어스위치(17), 제2제어스위치(18)
제1제어스위치(17)와 제2제어스위치(18)는 케이스(11)에 설치된다.
제1제어스위치(17)는 스피커모드를 제어한다. 제1제어스위치(17)에 의해 스피커(16)의 작동여부, 음향 등이 제어될 수 있다.
제2제어스위치(18)는 비겨울철과 겨울철의 공기청정모드를 제어한다. 제2제어스위치(18)에 의해 비겨울철 공기청정모드가 선택된 경우 귀마개(10)의 제1모터(15), 마스크(20)의 제2모터(235)가 작동되고, 겨울철 공기청정모드가 선택된 경우 귀마개(10)의 제1모터(15), 마스크(20)의 제2모터(235) 뿐만 아니라 머리띠(30)의 제3모터(313b)와 면상발열체모듈(314)이 작동된다.
제1제어스위치(17)와 제2제어스위치(18)는 터치식이다. 터치방식에 따라 각 모드를 변경할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
그 밖에 케이스(11)에는 전원을 공급 또는 충전하거나 유선통신을 위한 연결포트(미도시), 배터리(미도시)가 설치된다.
[마스크(20)]
마스크(20)는 2개의 귀마개(10)의 안쪽면에 양단부가 연결된다. 마스크(20)의 양단부에는 연결버튼(미도시)이 형성되고, 귀마개(10)의 케이스(11)에는 연결버튼이 삽입되는 연결홈(미도시)이 형성된다. 마스크(20)는 무독성 실리콘으로 만들어져, 유연성을 가지며, 천 마스크에 비해 장시간 사용이 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 마스크(20)는 몸체부(21), 상부지지대(22), 하부지지대(23)로 구성된다.
몸체부(21)
몸체부(21)는 상부지지대(22)와 하부지지대(23) 사이에 위치하며, 가로방향으로 주름이 형성되어 상하로 접혀진다.
상부지지대(22)
상부지지대(22)는 몸체부(21)의 상부를 지지한다. 상부지지대(22)의 얼굴과 맞닿는 안쪽면은 입체 공학적으로 성형되어 마스크(20)를 펼쳤을 때 상부지지대(22)가 얼굴에 밀착될 수 있다.
하부지지대(23)
하부지지대(23)는 몸체부(21)의 하부를 지지한다. 하부지지대(23)는 내부공간이 형성된 입체형상으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 얼굴을 향하는 안쪽면에는 마스크(20) 안쪽의 공기가 유입되는 제2공기유입부(231)가 형성되고, 외부를 향하는 바깥면에는 유입된 공기가 외부로 배출되는 제2공기배출부(232)가 형성된다.
제2공기유입부(231)와 제2공기배출부(232) 사이의 내부공간에는 제2필터(233), 제2팬(234), 제2모터(235)가 설치된다. 제2필터(233), 제2팬(234), 제2모터(235)는 하부하우징(236)에 지지된다. 하부하우징(236)에는 공기가 통과되는 구멍이 형성된다.
제2필터(233)는 제2공기유입부(231)와 제2팬(234) 사이에 위치된다. 제2필터(233)는 제2공기유입부(231)를 통해 흡입되는 공기를 걸러준다. 제2필터(233)는 항균, 항바이러스 기능이 있는 필터이며, 일정기간 사용 후 교체된다. 제2팬(234)은 제2공기유입부(231)로터 공기를 빨아들인다. 제2모터(235)는 제2팬(234)을 회전시킨다. 하부하우징(236)은 제2공기유입부(231)와 제2공기배출부(232)를 연통시켜, 제2필터(233), 제2팬(234), 제2모터(235)에 의해 제2공기유입부(231)로부터 흡입되어 정화된 공기는 제2공기배출부(232)로로 배출된다.
하부지지대(23)의 제2필터(233), 제2팬(234), 제2모터(235)에 의해 마스크(20)의 안쪽의 공기도 정화되어 외부로 배출됨으로써, 혹시 모를 착용자의 감염 비말이 외부로 유출되는 것을 막아, 감염위험을 예방할 수 있다.
[머리띠(30)]
도 2에 도시된 바와 같이, 머리에 착용되는 머리띠(30)는 양 단부가 2개의 귀마개(10)의 바깥면에 회전 가능하게 연결된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 머리띠(30)는 지지부(31)와 연결부(32)로 구성된다.
지지부(31)
지지부(31)는 머리에 지지되는 부분이다. 머리의 정수리에 위치되는 지지부(31)의 중간 영역에는 외부를 향하는 바깥면에 외부 공기가 유입되는 제3공기유입부(311)가 형성되고, 내부에는 유입된 공기가 유동하는 관로(S1)가 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 지지부(31)의 관로(S1)에는 제3공기유입부(311)를 향해 제3필터(312), 제3팬(313a), 제3모터(313b)가 설치된다. 제3필터(312), 제3팬(313a), 제3모터(313b)는 내부하우징(315)에 지지된다. 내부하우징(315)에는 공기가 통과되는 구멍이 형성된다.
제3필터(312)는 제3공기유입부(311)와 제3팬(313a) 사이에 위치된다. 제3필터(312)는 제3공기유입부(311)를 통해 흡입되는 공기를 걸러준다. 제3필터(312)는 항균, 항바이러스 기능이 있는 필터이며, 일정기간 사용 후 교체된다. 제3팬(313a)은 제3공기유입부(311)로부터 공기를 빨아들인다. 제3모터(313b)는 제3팬(313a)을 회전시킨다. 제3필터(312), 제3팬(313a), 제3모터(313b)에 의해 제3공기유입부(311)로부터 흡입되어 정화된 공기는 관로(S1)를 따라 연결부(32)로 이동된다.
지지부(31)의 관로(S1)의 바닥면에는 유입된 공기를 가열하는 면상발열체모듈(314)이 설치된다. 면상발열체모듈(314)은 지지부(31)의 길이를 따라 길게 바닥면에 설치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 면상발열체모듈(314)은, 필름(314a), 통전회로(314b), 카본블랙(314c), 배터리(314d), 절연재(314e)로 구성된다. 배터리(314d) 대신에 케이스(11)에 설치된 배터리(미도시)가 사용될 수도 있다.
필름(314a)은 PET(Polyethylene Terephthalate)로 만들어진다. 통전회로(314b)는 전기가 흐르는 회로이다. 통전회로(314b)는 필름(314a)의 상면에 형성된다. 통전회로(314b)는 전도성이 좋은 은(Ag)으로 구성된다. 통전회로(314b)를 필름(314a)의 상면에 형성하는 방법은(예를 들어 식각방법)은 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략한다. 카본블랙(314c)은 필름(314a)의 상면에 도포된다. 배터리(314d)는 필름(314a)의 하면에 배치된다. 배터리(314d)는 통전회로(314b)에 전기를 공급한다. 통전회로(314b)에 전기가 공급되면 카본블랙(314c)이 발열한다. 배터리(314d)는 통전회로(314b)와 전선(미도시)으로 연결된다. 절연재(314e)는 카본블랙(314c)의 상면에 도포되어 카본블랙(314c)을 절연한다.
면상발열체모듈(314)은 겨울철에 지지부(31)와 맞닿는 머리를 덥혀준다.
면상발열체모듈(314)은 지지부(31) 내부로 유입된 공기를 30~40℃로 가열한다. 이렇게 가열된 공기는 겨울철에 사용자의 얼굴로 공급되어 추위를 막아준다.
면상발열체모듈(314)은 지지부(31) 내부로 유입된 공기를 70~80℃로 가열한다. 이렇게 가열된 공기로 마스크나 눈가리개에 묻은 세균이나 바이러스를 짧은 시간내(1분 내외)에 제거한다.
면상발열체모듈(314)이 공기를 가열하는 온도를 조절하기 위해, 통전회로(314b)에 흐르는 전기량을 조절하여, 카본블랙(314c)의 발열량을 조절한다.
연결부(32)
연결부(32)는 2개가 구비되며, 각 연결부(32)는 한쪽 단부가 지지부(31)에 길이 조절 가능하게 연결되고, 다른쪽 단부가 케이스(11)의 결합축(12)에 회전 가능하게 연결된다. 지지부(31)와 연결부(32)는 길이조절부(321)에 의해 서로 연결된다. 길이조절부(321)는 공지된 기술에 의해 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 다만, 길이조절부(321)의 내부에는 지지부(31) 및 연결부(32)와 연통되는 관로(S2)가 형성된다.
연결부(32)의 내부 또한 지지부(31)의 관로(S1) 및 길이조절부(321)의 관로(S2)와 연통되는 관로(S3)가 형성된다. 따라서, 제3공기유입부(311)를 통해 흡입된 공기가 지지부(31)의 관로(S1)를 따라 연결부(32)의 관로(S3)로 유동한다. 연결부(32)의 관로(S3)로 유동된 공기는 결합축(12)의 유로(P)를 지나 케이스(11)의 내부로 이동하게 된다.
[눈가리개(40)]
도 2에 도시된 바와 같이 눈가리개(40)는 2개의 귀마개(10)와 머리띠(30) 사이에 회전 가능하게 결합된다. 눈가리개(40)는 비말이나 먼지로부터 눈을 보호한다. 눈가리개(40)는 합성수지재의 투명 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 눈가리개(40)의 일면에 편광 필름을 부착한다거나 소정 색상을 부여할 경우 선글라스나 선바이저의 역할을 겸비할 수 있다.
<미세먼지측정센서(3)>
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 미세먼지측정센서(3)는 헤드폰 본체(1)에 장착된다. 본 실시예에서, 미세먼지측정센서(3)는 헤드폰 본체(1)의 귀마개(10)의 케이스(11)의 바깥면에 장착되었지만, 이와 달리 머리띠(30)에 장착될 수도 있다.
미세먼지측정센서(3)는 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정하며, 측정된 미세먼지농도의 정보를 스마트폰과 같은 사용자의 모바일 기기(7)로 전송한다. 미세먼지측정센서(3)와 모바일 기기(7)는 근거리 무선 통신을 이용하여 상호간 정보를 송수신할 수 있다. 이때, 근거리 무선 통신은 저전력이 소모되는 통신 방식으로써, 예를 들면, 와이파이 다이렉트(Wi-Fi direct), 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee)와 같은 것이 해당될 수 있다.
모바일 기기(7)에는 미세먼지측정센서(3)에서 측정된 미세먼지농도의 정보를 수집하는 어플리케이션(Application)(A)이 설치된다.
<생체신호측정센서(4)>
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 생체신호측정센서(4)는 헤드폰 본체(1)에 장착된다. 생체신호측정센서(4)는 사용자의 생체신호(맥박, 혈류량, 체온 등)를 측정할 수 있도록, 사용자의 얼굴에 닿는 헤드폰 본체(1)의 귀마개(10)의 케이스(11)의 안쪽면에 위치된다. 본 실시예에서, 생체신호측정센서(4)는 헤드폰 본체(1)에 장착되었지만, 이와 달리 머리띠(30)에 장착될 수도 있다.
생체신호측정센서(4)는 사용자의 생체신호를 측정하며, 측정된 생체신호의 정보를 사용자의 모바일 기기(7)로 전송한다. 측정하고자 하는 생체신호에 따라 생체신호측정센서(4)의 종류가 다를 수 있고, 하나의 생체신호측정센서(4)에서 다양한 종류의 생체신호가 측정될 수도 있다. 미세먼지측정센서(3)와 마찬가지로, 생체신호측정센서(4)와 모바일 기기(7)는 근거리 무선 통신을 이용하여 상호간 정보를 송수신할 수 있다.
모바일 기기(7)에 설치된 어플리케이션(A)은 생체신호측정센서(4)에서 측정된 생체신호의 정보를 수집한다.
<중앙서버(5)>
도 1에 도시된 바와 같이, 중앙서버(5)는 사용자의 모바일 기기(7)와 무선 통신하며, 어플리케이션(A)에 수집된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보를 전달받는다. 중앙서버(5)와 모바일 기기(7) 간의 무선 통신은 무선 이동통신망을 통해 이루어진다.
중앙서버(5)는 복수의 사용자 각각의 미세먼지농도의 정보를 수집하여 사용자의 위치에 따른 지역별 공기질 데이터를 생성한다. 지역별 공기질 데이터는 사용자의 모바일 기기(7)의 어플리케이션(A)에 의해 열람될 수 있다.
중앙서버(5)는 수많은 사용자로부터 수집된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보을 축적하여 빅데이터(Big Data)를 생성한다. 중앙서버(5)는 빅데이터를 기반으로 개인맞춤형 정보를 생성하여 사용자의 모바일 기기(7)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템의 작동을 자세히 설명한다.
<미세먼지측정센서(3), 생체신호측정센서(4), 중앙서버(5)>
사용자가 헤드폰 본체(1)를 착용하고, 헤드폰 본체(1)를 작동시키면, 미세먼지측정센서(3)가 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정한다. 또한, 생체신호측정센서(4)가 사용자의 생체신호를 측정한다. 측정된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보는 사용자의 모바일 기기(7)로 전송된다. 모바일 기기(7)에 설치된 어플리케이션(A)은 전송된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보를 수집한다.
수집된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보는 중앙서버(5)에 전달된다. 중앙서버(5)는 복수의 사용자 각각의 미세먼지농도의 정보를 수집하여 사용자의 위치에 따른 지역별 공기질 데이터를 생성한다. 생성된 지역별 공기질 데이터는 사용자의 모바일 기기(7)의 어플리케이션(A)에 의해 열람될 수 있다.
또한, 중앙서버(5)는 수많은 사용자로부터 수집된 미세먼지농도의 정보와 생체신호의 정보을 축적하여 빅데이터(Big Data)를 생성한다. 이러한 빅데이터로부터, 사용자의 연령, 성별, 병력과, 미세먼지농도에 따른 생체신호(맥박, 혈류량, 체온 등)의 변화를 평균적으로 알아낼 수 있다. 중앙서버(5)는 빅데이터를 바탕으로 미세먼지 경고를 개인마다 다르게 내리고, 해당 미세먼지 경고를 각 사용자의 모바일 기기(7)로 전송한다. 모바일 기기(7)의 어플리케이션(A)은 해당 미세먼지 경고를 사용자에게 전달한다. 사용자는 미세먼지 경고를 바탕으로 헤드폰 본체(1)의 적합한 작동모드를 실행시킬 수 있다.
예를 들어, 빅데이터 상으로 볼 때, 고혈압을 가진 60세 여성이 미세먼지농도가 보통인 지역에서 맥박과 혈류량이 빨라졌다면, 이와 비슷한 조건을 가진 여성이 미세먼지농도 보통인 지역에 들어갔을 경우에 미세먼지를 주의하라는 경고를 보낸다. 사용자는 경고에 따라 헤드폰 본체(1)의 공기청정모드을 실행시킬 수 있다. 이 밖에 다양한 빅데이터의 활용예가 있을 것이다.
<헤드폰 본체(1)>
[스피커모드]
사용자가 헤드폰 본체(1)를 착용한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 마스크(20)와 눈가리개(40)를 머리띠(30) 방향으로 회전시켜 머리띠(30) 아래에 포갠다.
제1제어스위치(17)로 귀마개(10)의 스피커(16)를 작동시킨다. 스피커(16)가 작동되면, 소리방출부(111)를 통해 소리가 귀 방향으로 방출된다.
[공기청정모드]
사용자가 헤드폰 본체(1)를 착용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 머리띠(30)에 포개진 마스크(20)와 눈가리개(40)를 아래 방향으로 회전시켜 얼굴 방향으로 내린다. 공기청정모드에서는 스피커 모드도 쓸 수 있다.
비겨울철
제2제어스위치(18)를 조작하여 비겨울철 모드를 선택한다. 귀마개(10)의 제1모터(15)와 마스크(20)의 제2모터(235)가 작동한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1모터(15)가 작동하면, 케이스(11)의 제1공기유입부(112)를 통해 공기가 유입되고, 유입된 공기는 케이스(11)의 제1공기배출구를 통해 마스크(20) 안쪽으로 배출된다. 따라서, 코와 입으로 정화된 공기를 흡입할 수 있다. 귀마개(10) 내부에서의 작동을 설명하면, 제1모터(15)에 의해 제1팬(14)이 회전하여 제1공기유입부(112)로 공기가 흡입되고, 제1필터(13)를 통해 정화된다. 정화된 공기는 튜브(T)를 통해 제1공기배출부(113)로 배출된다.
제2모터(235)가 작동하면, 호흡을 통해 배출된 마스크(20) 안쪽면의 공기가 마스크(20)의 제2공기유입부(231)를 통해 제2공기배출부(232)로 배출된다. 마스크(20)의 하부지지대(23)의 내부에서의 작동을 설명하면, 제2모터(235)에 의해 제2팬(234)이 회전하여 제2공기유입부(231)로 공기가 흡입되고, 제2필터(233)를 통해 정화된다. 정화된 공기는 제2공기배출부(232)로 배출된다.
겨울철
제2제어스위치(18)를 조작하여 겨울철 모드를 선택한다. 귀마개(10)의 제1모터(15), 마스크(20)의 제2모터(235), 머리띠(30)의 제3모터(313b), 면상발열체모듈(314)이 작동한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제3모터(313b)가 작동하면, 지지부(31)의 제3공기유입부(311)를 통해 공기가 지지부(31)의 관로(S1)로 유입된다. 유입된 공기는 지지부(31)의 관로(S1) 바닥면을 따라 배치된 면상발열체모듈(314)을 지나간다. 면상발열체모듈(314)은 지지부(31) 내부로 유입된 공기를 30~40℃로 가열한다.
제3공기유입부(311)에서 지속적으로 공기가 유입되므로, 가열된 공기는 아래 방향으로 밀려 내려가고 이동하는 동안 면상발열체모듈(314)에 의해 가열된다. 가열된 공기는 결합축(12)을 통해 귀마개(10)의 내부로 유입된다. 귀마개(10)의 제1팬(14)의 작동에 의해 제1공기유입부(112)를 통한 외부 공기뿐만 아니라 결합축(12)의 유로(P)를 따라 이동된 가열 공기도 함께 흡입된다. 따라서, 차가운 외부 공기와 가열된 공기가 섞인, 외부 공기보다 따뜻한 공기가 귀마개(10)의 제1공기배출부(113)로 배출된다.
[세균 및 바이러스 제거모드]
사용자가 헤드폰 본체(1)를 벗는다. 제2제어스위치(18)를 조작하여 세균 및 바이러스 제거모드를 선택한다. 머리띠(30)의 제3모터(313b)와 면상발열체모듈(314)이 작동된다.
면상발열체모듈(314)은 지지부(31) 내부로 유입된 공기를 70~80℃로 가열한다. 제3공기유입부(311)에서 지속적으로 공기가 유입되므로, 가열된 공기는 아래 방향으로 밀려 내려가고 이동하는 동안 면상발열체모듈(314)에 의해 가열된다. 가열된 공기는 결합축(12)을 통해 귀마개(10)의 내부로 유입된다. 가열된 공기가 귀마개(10)의 제1공기배출부(113)로 배출된다. 가열된 공기로 마스크나 눈가리개에 묻은 세균이나 바이러스를 짧은 시간(1분내)내에 제거한다.
세균 및 바이러스 제거모드에서는, 고열로 인해 사용자가 화상을 입을 수 있으므로, 스피커(16)에서 “세균 및 바이러스 제거 중이나 열풍에 조심하라”는 경고음이 나온다.
1: 헤드폰 본체 10: 귀마개
11: 케이스 12: 결합축
13: 제1필터 14: 제1팬
15: 제1모터 16: 스피커
20: 마스크 30: 머리띠
40: 눈가리개 3: 미세먼지측정센서
4: 생체신호측정센서 5: 중앙서버
7: 모바일 기기 A: 어플리케이션

Claims (4)

  1. 소리와 정화된 공기를 방출하는 2개의 귀마개와, 상기 2개의 귀마개 사이에 연결되는 마스크와, 상기 2개의 귀마개에 회전 가능하게 결합되는 머리띠와, 상기 2개의 귀마개와 상기 머리띠 사이에 회전 가능하게 결합되는 눈가리개를 포함하는 헤드폰 본체;
    상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자 주위의 미세먼지농도를 측정하며, 측정된 상기 미세먼지농도의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 미세먼지측정센서;
    상기 헤드폰 본체에 장착되어 사용자의 생체신호를 측정하며, 측정된 상기 생체신호의 정보를 상기 사용자의 모바일 기기로 전송하는 생체신호측정센서; 및
    상기 사용자의 상기 모바일 기기와 무선통신하며, 상기 미세먼지농도의 정보와 상기 생체신호의 정보를 전달받는 중앙서버를 포함하며,
    각 귀마개는,
    얼굴을 향하는 안쪽면에 소리가 방출되는 소리방출부와 공기가 배출되는 제1공기배출부가 형성되고, 외부를 향하는 바깥면에 공기가 유입되는 제1공기유입부가 형성된 케이스; 상기 케이스에 상기 마스크 및 상기 눈가리개를 회전 가능하게 결합시키며, 내부에 유로가 형성된 결합축; 상기 케이스의 내부에 위치되며, 상기 제1공기유입부를 통해 유입된 공기를 걸러주는 제1필터; 상기 케이스의 내부에 위치되며, 상기 제1공기유입부를 통해 공기를 빨아들이는 제1팬; 상기 케이스의 내부에 위치되며, 상기 제1팬을 회전시키는 제1모터; 및 상기 케이스의 내부에 위치되며, 소리를 방출하는 스피커를 포함하며,
    상기 머리띠는,
    외부를 향하는 바깥면에 외부 공기가 유입되는 제3공기유입부와 내부로 유입된 공기가 유동하는 관로가 형성된 지지부; 및 한쪽 단부가 상기 지지부에 길이가 조절 가능하게 연결되고, 다른쪽 단부가 상기 케이스의 결합축에 회전 가능하게 연결되며, 상기 지지부의 관로와 연통되는 관로가 형성된 2개의 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지정보 수집이 가능한 다기능 공기정청 헤드폰 시스템.
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KR20110008506A (ko) * 2009-07-20 2011-01-27 윤철기 선그라스가 구비된 헤드셋
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