KR102515784B1 - 수면케어 조명 시스템 - Google Patents
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Abstract
수면케어 조명 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른, 수면케어 조명 시스템은 대상자에게 빛을 조사하는 LED 조명부, LED 조명부에 의한 광자극을 바탕으로 상기 대상자의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부, 미리 설정된 제1 시간 동안 1회 이상 상기 대상자에게 빛을 조사하도록 하고, 상기 미리 설정된 제1 시간 동안 광자극에 따른 생체정보 측정부의 측정 결과를 바탕으로 미리 설정된 제2 시간 중 상기 LED 조명부의 조명을 제어하되, 상기 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 상기 대상자에게 빛을 조사하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 수면케어 조명 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상자별 일주기 수면케어를 맞춤식으로 할 수 있고 광자극-호르몬 상관관계에 따라 수면케어를 실시할 수 있는, 수면케어 조명 시스템에 관한 것이다.
수면은 인간의 본능 중 하나로 수면은 그에 대한 강한 욕구에 따라 본능적으로 행동되는 것이다. 수면시간은 인간에게 있어 가장 중요한 휴식시간이며, 육체적으로나 정신적으로 재충전하는 시간이다.
사회가 고도로 발달하면서 개인의 경쟁이 심화되고 스트레스가 증가하게 되었고, 이로 인해 불면증 혹은 수면장애 환자가 급증하고 있다. 수면부족으로 인하여 사회적 및 경제적 비용 손실이 급증하고 있으며, 수면부족은 업무 생산성 저하는 물론 건강에도 악영향을 끼치고 있다.
수면부족은 남성 보다는 여성에서, 청장년층 보다는 노년층에서 나타나고 있으며, 저소득층에서는 수면장애가 있다고 하더라도 비용때문에 진료 및 치료를 받기 어려운 실정이다.
이러한 수면부족 문제를 해결하기 위해 수면(Sleep)과 기술(tech)의 합성어인 슬립테크가 최근 주목받기 시작했으며, 슬립테크는 주로 스마트 헬스케어 분야에서 큰 발전을 이루고 있다. 스마트 헬스케어기술은 크게 데이터, 디바이스, 플랫폼 중심으로 기술 및 산업이 융합하여 사업모델의 발굴을 통한 신규 시장의 확대를 목적으로 개발되고 있다.
슬립테크와 관련하여 도 1과 같이 '조도 제어 장치(대한민국등록특허 제10-1829667)'가 개시되어 있다. 상기 조도 제어장치는 웨어러블 디바이스에 조도센서를 달고 사용자 주변의 광에 대한 조도 정보를 측정하여 광원장치에서 출력되는 조도값이 조절되게 함으로써 낮에는 멜라토닌 분비를 억제하는 빛을 조사하고 오후 늦은 시간 때에는 멜라토닌 분비를 증가시키는 빛을 밝혀주어 시간대별로 생체 일주기 리듬에 따라 조명을 제어할 수 있는 것을 그 특징으로 한다.
그러나, 상기 조도 제어 장치는 사람마다 다른 수면 일주기를 분석한 후 그에 따라 수면에 필요한 빛을 조사할 수 없어 개인별 맞춤 수면케어를 할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 대상자별 일주기 수면케어를 맞춤식으로 할 수 있고 광자극-호르몬 상관관계에 따라 수면케어를 실시할 수 있는, 수면케어 조명 시스템을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수면케어 조명 시스템은, 대상자에게 빛을 조사하는 LED 조명부; 상기 LED 조명부에 의한 광자극을 바탕으로 상기 대상자의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부; 미리 설정된 제1 시간 동안 1회 이상 상기 대상자에게 빛을 조사하도록 하고, 상기 미리 설정된 제1 시간 동안 광자극에 따른 생체정보 측정부의 측정 결과를 바탕으로 미리 설정된 제2 시간 중 상기 LED 조명부의 조명을 제어하되, 상기 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 상기 대상자에게 빛을 조사하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 광자극 호르몬 상관관계에 따른 호르몬 증감상태와 상기 대상자의 수면상태에 따라 상기 LED 조명부의 조명을 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체정보 측정부는 휴대용 단말과 연결되고 상기 휴대용 단말에 설치된 수면케어 앱을 실행하여 상기 LED 조명부를 상기 휴대용 단말과 연동시키고 상기 휴대용 단말로 상기 수면케어 앱을 동작시켜 상기 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 상기 대상자에게 빛을 조사하여 수면케어를 하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체정보 측정부는, 심박수, 산소포화도, 체온, 호흡, 자세 중 적어도 하나를 측정하는 일상데이터 수집부; 뇌파(EEG), 안구전도(EOG), 근전도(EMG), 심전도(ECG), 광용적맥파(PPG) 중 적어도 하나를 측정하는 수면 다원 검사부; 및 타액 또는 혈액을 통해 상기 대상자의 호르몬 수치를 측정하는 호르몬 수치 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 생체정보 측정부로부터 생체정보를 수신하는 생체정보 수신부; 및 상기 생체정보 수신부로부터 수신된 상기 생체정보를 이전 회의 생체정보와 비교 분석하고, 상기 LED 조명부의 광자극에 따른 멜라토닌, 세로토닌, 코르티졸 호르몬의 증감량과 상기 대상자의 상태와 수면단계의 상관관계를 분석하는 생체정보 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 생체정보 수신부로부터 제공된 정보를 통해 상기 대상자의 수면상태 또는 수면패턴을 분석하는 수면상태 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 생체정보 분석부 또는 상기 수면상태 분석부의 결과를 토대로 상기 LED 조명부의 조명을 제어하는 조명제어부; 및 상기 생체정보 분석부 또는 상기 수면상태 분석부의 판단결과에 대응하는 피드백 지령을 생성하는 피드백 제공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조명제어부는 상기 LED 조명부의 조사시간을 조절하거나, 밝기를 조절하거나, 스펙트럼을 조절하거나, 색온도를 변환하거나 스케줄링 조명 제어를 하는 것을 특징으로 한다.
상기 조명제어부는 상기 생체정보 분석부의 조명의 비시감적 요소와 광자극-호르몬 상관성 분석을 토대로 조명을 제어를 하는 것을 특징으로 한다.
상기 조명제어부는 480nm 대 단파장 영역인 블루라이트를 조사하여 망막에 존재하는 광수용체 세포와 반응시켜 세로토닌을 생성되도록 하며, 상기 블루라이트를 차단시켜 세로토닌 분비를 억제하고 멜라토닌을 분비하도록 하여 수면-각성 주기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 제어부로부터 수신된 생체정보를 저장하고 통계처리하여 빅데이터화하는 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광자극-호르몬 상관관계에 따라 조명을 제어함으로써 각각의 대상자에 맞게 조명제어가 가능함은 물론 일주기로 조명을 제어함에 따라 최적의 수면환경을 조성할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 조도 제어 장치의 블록 구성도를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수면케어 조명 시스템의 블록 구성도를 나타내는 도면,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 광자극-생체호르몬-생체신호 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수면케어 조명 시스템의 블록 구성도를 나타내는 도면,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 광자극-생체호르몬-생체신호 상관관계를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수면케어 조명 시스템을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수면케어 조명 시스템의 블록 구성도를 나타내는 도면이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 광자극-생체호르몬-생체신호 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수면케어 조명 시스템은, 휴대용 단말(10), 생체정보 측정부(20), 제어부(100), LED 조명부(200), 서버(300)를 포함한다.
휴대용 단말(10)은 생체정보 측정부(20), 제어부(100)와 연결되도록 마련되고, 휴대용 단말(10)에는 수면 케어앱(미도시)이 마련되어 실행될 수 있다.
휴대용 단말(10)은 사용자의 휴대 무선통신 단말로 스마트폰, 모바일(M) 전화기, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 손목형(wrist-type) 모바일(M) 통신 기기 또는 웨어러블(wearable) 모바일(M) 통신 기기 등일 수 있으며, 통신부(110)를 통하여 LED 조명부(200) 및 서버(300)와 통신하며, 또한 무선통신기지국, LTE 또는 인터넷 등으로 구성되는 통신망(T)을 통하여 생체정보 측정부(20)와도 통신한다.
휴대용 단말(10)은 사용자의 스마트폰과 같은 입력수단으로 사용될 수 있으며, 이 경우 수면 케어앱(미도시)을 통하여 사용자 명령이 입력되면, 입력된 명령은 제어부(100)의 통신부(110)로 전송된 후 조명제어부(150)에 의해 조명제어가 실행될 수 있다.
휴대용 단말(10)은 생체정보 측정부(20)로부터 수신한 생체정보가 표시될 수 있으며, 제어부(100)와 LED 조명부(200), 서버(300)로부터 각각의 정보를 수신하여 시각적으로 표시할 수 있다.
생체정보 측정부(20)는 LED 조명부(200)에 의한 광자극을 바탕으로 상기 대상자의 생체정보를 측정하는 것으로, 생체정보 측정부(20)는 휴대용 단말(10) 또는 제어부(100)와 연결될 수 있다.
생체정보 측정부(20)는 심박수, 호흡, 산소포화도, 체온, 자세 중 적어도 하나를 측정하는 일상데이터 수집부와, 뇌파(EEG), 안구전도(EOG), 근전도(EMG), 심전도(ECG), 광용적맥파(PPG) 중 적어도 하나를 측정하는 수면 다원 검사부를 포함하는 생체신호 측정부(21), 타액 또는 혈액을 통해 대상자의 호르몬 수치를 측정하는 호르몬 수치 측정부(23)를 포함한다. 일상데이터 수집부는 웨어러블 디바이스(Wearable devices)에 의해 측정되고 모니터링될 수 있으며, 수면 다원 검사부는 전용장비에 의해 측정되고 모니터링 될 수 있다.
심박수, 산소포화도, 체온, 호흡 등은 웨어러블 디바이스(Wearable devices)에 의해 직접 접촉식으로 측정될 수 있으나 비접촉식으로 도플러 레이더 센서 등에 의해 측정될 수 있으며, 대상자의 자세 등은 대상자의 이미지센서를 구비한 카메라나 CCTV에 의해 측정될 수 있다. 체온 역시 적외선 영상 측정이 가능한 카메라에 의해 측정될 수 있다. 심박수, 호흡 등의 측정에 의해 모세혈관 혈액량 변화가 추정될 수 있고, 대상자의 자세와 심박수 패턴 등에 의해 수면단계가 추정될 수 있다.
수면 다원 검사부는 전극(electrode), 관(tube)과 같이 대상자의 몸에 직접 부착되는 등의 센서를 포함할 수 있다.
호르몬 수치 측정부(23)는 타액을 통해 멜라토닌, 세로토닌, 코티졸 수치 또는 증감량을 검사할 수 있으며, 혈액을 통해 물론 측정할 수 있으며, 적어도 1회 이상 측정될 수 있다.
타액을 통한 호르몬 검사는 하루에도 여러번 타액을 채취 및 검사할 수 있으며, 멜라토닌, 세로토닌, 코티졸과 같은 호르몬의 일주기 변동을 확인할 수 있다.
멜라토닌은 뇌의 송과선에서 생성되고 분비되는 호르몬으로, 밤 동안의 멜라토닌 수치의 변동은 수면상태와 불면상태 적용에 관여하고 낮동안에는 멜라토닌 농도는 낮게 나타난다. 멜라토닌 감소는 불면증과 관계된다.
세로토닌은 필수 아미노산인 트립토판이라는 물질에서 합성되는 신경전달물질로 수면 사이클 조절, 감정조절, 신경 안정에 깊이 관련되어 있다. 세로토닌의 감소는 식욕을 일으키는 신경전달물질인 신경펩타이트의 분비를 증가시키며, 멜라토닌은 낮시간 동안 만들어진 세로토닌으로부터 전환되는데, 해가 지고 나서 저녁 8시경부터 점차 증가하여 밤 11시경에 피크값에 도달한다.
낮 시간에 밝은 빛을 많에 쬐고 활동적으로 생활하면, 밤에 멜라토닌 분비가 많이 되어 숙면을 유도하며 불면증을 예방할 수 있다. 밤에 은은한 불빛으로 숙면을 취하면 아침에 세로토닌 호르몬 분비에 도움을 주어 상쾌한 아침을 맞이할 수 있다.
코티졸은 부신피질에서 생성되고 분비되며, 24시간 동안 주기를 나타내고 아침에 제일 높아 각성상태를 높게 유지하고 저녁에는 낮아지며 수면에 들어가기 전에는 최저 수준이 되어 인간의 의식과 신체가 이완상태에 들어가게 한다.
한편, 호르몬 수치 측정부(23)에 의하지 않는다고 하더라도 도 3a 내지 도 3c와 같이 광자극과 생체신호 사이의 연관성 추정, 호르몬과 생체신호와의 연관성 추정, 광자극과 호르몬과의 연관성 추정에 의해 광자극과 호르몬 사이의 연관성이 추정될 수 있다.
도 3b와 같이, 체온과 심박수가 생체신호 측정부(21)에 의해 함께 측정될 수 있지만, 체온을 측정하여 심박수를 추정하고 심박수를 통해 멜라토닌 호르몬을 추정하는 상관관계가 형성되면, 체온-멜라토닌 호르몬 추정이 수행될 수 있다.
이러한 광자극-호르몬 상관관계는 생체정보 분석부(130)에 의해 분석될 수 있다.
제어부(100)는 생체정보와 수면상태를 분석하고, 조명을 제어하는 것으로, 미리 설정된 제1 시간 동안 1회 이상 대상자에게 빛을 조사하도록 하고, 미리 설정된 제1 시간 동안 광자극에 따른 생체정보 측정부의 측정 결과를 바탕으로 미리 설정된 제2 시간 중 LED 조명부(200)의 조명을 제어하되, 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 대상자에게 빛을 조사한다.
제어부(100)는 광자극 호르몬 상관관계에 따른 호르몬 증감상태와 대상자의 수면상태에 따라 LED 조명부(200)의 조명을 제어한다.
제어부(100)는 하나의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(100)는 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있으며, LED 조명부(200)의 하드웨어 장치에 포함되어 구동될 수 있다.
제어부(100)는 통신부(110), 생체정보 수신부(120), 생체정보 분석부(130), 수면상태 분석부(140), 조명 제어부(150), 피드백 제공부(160)를 포함한다.
통신부(110)는 무선 통신 또는 유선 통신을 지원할 수 있으며, 휴대용 단말(10), 생체정보 측정부(20), LED 조명부(200), 서버(300)와 통신을 수행한다. 무선통신의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 지그비(Zigbee), 지웨이브(Z-Wave), 블루투스(Bluetooth), 근접장통신(NFC), 이동통신, RF통신 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
생체정보 수신부(120)는 생체신호 측정부(20)로부터 측정한 대상자의 생체신호를 수신한다.
생체정보 수신부(120)에서 수신된 대상자의 생체신호 데이터는 생체정보 분석부(130)에 의해 분석되어 휴대용 단말(10)과 서버(300)로 전송하여 저장될 수 있으며, 대상자의 상태가 위급한 경우 보호자나 다른 사람에게 통지되도록 활용될 수 있다.
생체정보 분석부(130)는 수신한 생체신호를 분석하여 대상자의 광자극-호르몬 상관관계를 분석하고 대상자의 호르몬 증감을 추정하되, 대상자의 생체정보를 이전 회의 생체정보와 비교 분석하고, LED 조명부(200)의 광자극에 따른 멜라토닌, 세로토닌, 코르티졸 호르몬의 증감량과 대상자의 상태와 수면단계의 상관관계를 분석한다.
생체정보 분석부(130)는 조명의 비시감적 요소와 광자극 신호와의 상관성 분석을 수행할 수 있으며, 이는 LED 조명부(200)의 조명상태 측정부(미도시)로부터 측정된 광원의 스펙트럼을 측정하고 스펙트럼 데이터 분석을 통해 비시감적 정량지표를 계산함으로써 수행될 수 있다. 비시감적 정량지표는 Circadian light (CLa), Circadian stimulus (CS), Melanopic 광속 (lx), M/P ratio, MDEI 등이 있다.
생체정보는 도 3a 내지 도 3c와 같이 광자극과 생체신호 사이의 연관성 추정, 호르몬과 생체신호와의 연관성 추정, 광자극과 호르몬과의 연관성 추정에 의해 광자극과 호르몬 사이의 연관성이 추정될 수 있다.
생체정보 분석부(130)에서 광자극-호르몬 상관관계를 분석하고 판단하는 방법에는 통계적인 추정법, 머신러닝 추정법 등이 활용될 수 있다.
통계적인 추정법을 적용하기 위해서는 대상자의 생체신호(호흡수, 심박수, 체온 등), 광자극(광파장, 광량, 조사시간 등), 호르몬 측정 등의 데이터를 장기간 수집한 후 통계분석을 통해 광자극-생체신호 연관성, 생체신호-호르몬 연관성, 광자극-호르몬 연관성 등의 정보를 추론한다. 이 경우, 광자극별 웨어러블 디바이스 생체신호 데이터를 실시간으로 주기적으로 모니터링하고 시간대별 호르몬 타액 샘플링 결과값을 상관계수와 연계하여 호르몬 분비에 대한 시계열 관계성을 유추할 수 있다.
머신러닝 추정법을 적용하기 위해서는 머신러닝 알고리즘을 이용하여 광자극-생체신호 연관성, 생체신호-호르몬 연관성, 광자극-호르몬 연관성 등의 출력값의 정확도를 높이는 학습과정을 수행해야 한다.
머신러닝 알고리즘의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 일 예로서, SVM(Support Vector machine), KNN(KNearestNeighbor), Random Forest 등의 알고리즘을 이용하여 광자극-호르몬 연관성 분석을 위한 머신러닝을 수행할 수 있다. 다른 예로서, DNN(Deep Neural Network), CNN(convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 등의 인공신경망(ANN, Artificial Neural Network)을 기반으로 하는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 광자극-호르몬 연관성 분석을 위한 머신러닝을 수행할 수도 있다.
수면상태 분석부(140)는 생체정보 수신부(120)로부터 수신된 생체정보 및 생체정보 분석부(130)의 분석결과를 통해 대상자의 수면상태 또는 수면패턴을 분석하는 것이다. 이를 위해서 수면상태 분석부(240)는 수신한 생체신호를 대상자의 수면주기의 각 수면단계 해당하는 생체 신호와 비교하여 해당하는 수면단계를 판단한다.
조명제어부(150)는 생체정보 분석부(130) 또는 상기 수면상태 분석부(140)의 분석결과를 토대로 LED 조명부(200)의 조명을 제어하는 것이다.
조명제어부(150)는 생체정보 분석부(130) 또는 상기 수면상태 분석부(140)의 분석결과를 토대로 대상자의 수면 리듬이 개선되도록 LED 조명부(200)를 피드백하여 스펙트럼을 조절하거나, 밝기를 조절하거나, 조사시간을 조절하거나, 색온도를 조절할 수 있다. 이때 스펙트럼을 조절한다는 것은 파장에 따른 빛의 세기 그래프의 모양 및/또는 크기를 다르게 하는 것이며, 밝기는 10단계로 디밍조절될 수 있고, 색온도는 2,700K ~ 6,500K 범위에서 조절될 수 있으며, 조사시간은 스케쥴링에 의해 제어될 수 있다. 이때, 조명 제어시 광생물학적 안전성은 1risk 이하, 광학적플리커는 PstLM 1 이하가 되도록 제어될 수 있다.
조명제어부(150)는 생체정보 분석부(130)의 조명의 비시감적 요소와 광자극-호르몬 상관성 분석을 토대로 조명을 제어할 수 있다.
예를 들어, 조명제어부(150)는 480nm 대 단파장 영역인 블루라이트를 조사하여 망막에 존재하는 광수용체 세포와 반응시켜 세로토닌을 생성되도록 하며, 블루라이트를 차단시켜 세로토닌 분비를 억제하고 멜라토닌을 분비하도록 하여 수면-각성 주기를 조절할 수 있다.
피드백 제공부(160)는 생체정보 분석부(130) 또는 수면상태 분석부(140)의 분석결과에 대응하는 피드백 지령을 생성하는 것이다. 피드백 제공부(160)는 생체정보 분석부(130)에서 분석한 대상자의 호르몬 증감수치, 호르몬 수치, 광자극-호르몬 상관관계 등을 색상 또는 수치 등의 방법으로 표현하도록 하는 지령을 휴대용 단말(10) 또는 서버(300)로 전송할 수 있다. 또한, 피드백 제공부(160)는 생체정보 분석부(130)의 분석결과를 통해 대상자의 건강상태에 이상이 있는 경우 휴대용 단말(10)로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
서버(300)는 제어부(100)로부터 수신된 생체정보를 저장하고 통계처리하여 빅데이터화하는 것이다. 서버(300)는 생체정보 분석부(130)로부터 대상자의 생체신호 데이터를 누적하여 저장하고 수면상태 분석부(140)로부터 대상자의 수면상태 데이터를 누적하여 저장하고 이를 통계적으로 처리하여 빅데이터화하여 대상자의 광자극-호르몬 상관관계와 수면상태와 수면패턴을 알아낼 수도 있다. 서버(300)에 저장되는 대상자의 생체신호를 빅데이터(Big data)화하면, 각 대상자에 최적화되어 보다 정확한 광자극-호르몬 상관관계와 수면상태를 판단할 수 있다.
LED 조명부(200)는 빛을 대상자에게 조사하는 것으로 LED를 이용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 생체정보 분석부(130) 또는 상기 수면상태 분석부(140)의 분석결과를 토대로 제어부(100)에 의해 제어되어 스펙트럼을 조절하거나, 밝기를 조절하거나, 조사시간을 조절하거나, 색온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 휴대용 단말(10)에 설치된 수면케어 앱(미도시)을 실행하여 LED 조명부(200)를 휴대용 단말(10)과 연동시키고 휴대용 단말(10)로 수면케어 앱(미도시)을 동작시켜 대상자의 광자극-호르몬 상관관계에 따라 대상자에게 빛을 조사하여 수면케어를 실시한다. 이때 제어부(100)는 생체정보 분석부(130) 또는 상기 수면상태 분석부(140)의 분석결과를 토대로 대상자의 수면 리듬이 개선되도록 LED 조명부(200)를 피드백하여 스펙트럼을 조절하거나, 밝기를 조절하거나, 조사시간을 조절하거나, 색온도를 조절할 수 있다.
호르몬수치 측정부(23)에 의해 대상자의 호르몬 수치가 미리 측정될 수 있으며, 휴대용 단말(10)은 수면케어 앱(미도시)을 동작시켜 LED 조명부(200)를 동작시켜 대상자에게 미리 설정된 조건에 따라 빛을 조사하고, 빛을 조사받은 대상자의 생체신호는 생체신호 측정부(21)에 의해 제어부(100)로 전달되어 생체정보 분석부(130) 및 수면상태 분석부(140)에 의해 분석되어 조명제어부(150)에 의해 제어될 수 있다.
이러한 동작은 반복적으로 수행되어 피드백 제어될 수 있으며, 대상자는 최적의 수면을 위한 일주기의 호르몬이 조절될 수 있다. 대상자는 오피스에서 근무할 경우의 조명과 홈에 왔을 때의 조명은 다르게 제어되며, 최적의 수면을 위하여 광자극-호르몬 상관관계에 따라 정밀하게 제어된다.
본 발명에 따르면, 광자극-호르몬 상관관계에 따라 조명을 제어함으로써 각각의 대상자에 맞게 조명제어가 가능함은 물론 일주기로 조명을 제어함에 따라 최적의 수면환경을 조성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
10: 휴대용 단말
20: 생체정보 측정부
100: 제어부
110: 통신부
120: 생체정보 수신부
130: 생체정보 분석부
140: 수면상태 분석부
150: 조명제어부
160: 피드백 제공부
200: LED 조명부
300: 서버
20: 생체정보 측정부
100: 제어부
110: 통신부
120: 생체정보 수신부
130: 생체정보 분석부
140: 수면상태 분석부
150: 조명제어부
160: 피드백 제공부
200: LED 조명부
300: 서버
Claims (10)
- 대상자에게 빛을 조사하는 LED 조명부;
상기 LED 조명부에 의한 광자극을 바탕으로 상기 대상자의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부;
미리 설정된 제1 시간 동안 1회 이상 상기 대상자에게 빛을 조사하도록 하고, 상기 미리 설정된 제1 시간 동안 광자극에 따른 생체정보 측정부의 측정 결과를 바탕으로 미리 설정된 제2 시간 중 상기 LED 조명부의 조명을 제어하되, 상기 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 상기 대상자에게 빛을 조사하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 광자극 호르몬 상관관계에 따른 호르몬 증감상태와 상기 대상자의 수면상태에 따라 상기 LED 조명부의 조명을 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 휴대용 단말과 연결되고 상기 휴대용 단말에 설치된 수면케어 앱을 실행하여 상기 LED 조명부를 상기 휴대용 단말과 연동시키고 상기 휴대용 단말로 상기 수면케어 앱을 동작시켜 상기 대상자의 광자극 호르몬 상관관계에 따라 상기 대상자에게 빛을 조사하여 수면케어를 하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는,
심박수, 산소포화도, 체온, 호흡, 자세 중 적어도 하나를 측정하는 일상데이터 수집부;
뇌파(EEG), 안구전도(EOG), 근전도(EMG), 심전도(ECG), 광용적맥파(PPG) 중 적어도 하나를 측정하는 수면 다원 검사부; 및
타액 또는 혈액을 통해 상기 대상자의 호르몬 수치를 측정하는 호르몬 수치 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 생체정보 측정부로부터 생체정보를 수신하는 생체정보 수신부; 및
상기 생체정보 수신부로부터 수신된 상기 생체정보를 이전 회의 생체정보와 비교 분석하고, 상기 LED 조명부의 광자극에 따른 멜라토닌, 세로토닌, 코르티졸 호르몬의 증감량과 상기 대상자의 상태와 수면단계의 상관관계를 분석하는 생체정보 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체정보 수신부로부터 수신된 상기 생체정보를 통해 상기 대상자의 수면상태 또는 수면패턴을 분석하는 수면상태 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체정보 분석부 또는 상기 수면상태 분석부의 결과를 토대로 상기 LED 조명부의 조명을 제어하는 조명제어부; 및
상기 생체정보 분석부 또는 상기 수면상태 분석부의 판단결과에 대응하는 피드백 지령을 생성하는 피드백 제공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 조명제어부는 상기 LED 조명부의 조사시간을 조절하거나, 밝기를 조절하거나, 스펙트럼을 조절하거나, 색온도를 변환하거나 스케줄링 조명 제어를 하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 조명제어부는 상기 생체정보 분석부의 조명의 비시감적 요소와 광자극-호르몬 상관성 분석을 토대로 조명을 제어를 하는 것을 특징으로 하는 수면케어 조명 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 조명제어부는 480nm 대 단파장 영역인 블루라이트를 조사하여 망막에 존재하는 광수용체 세포와 반응시켜 세로토닌을 생성되도록 하며, 상기 블루라이트를 차단시켜 세로토닌 분비를 억제하고 멜라토닌을 분비하도록 하여 수면-각성 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 수면 케어 조명시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제어부로부터 수신된 생체정보를 저장하고 통계처리하여 빅데이터화하는 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 케어 조명시스템.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220142221A KR102515784B1 (ko) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 수면케어 조명 시스템 |
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