KR20020033371A - 시청각자극을 제공하는 두뇌개발장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두뇌개발장치로서, 본체(1), 이어폰(3) 및 광안경(2)으로 구성되어 있으며 상기 본체(1)는 이미지를 표시하는 LCD(liquid crystal display)(20), 상기 LCD를 구동하는 LCD 구동부(12), 광신호를 발생하여 상기 광안경에 전달하는 광안경 신호발생부(13), 비트음을 발생하는 비트음 신호발생부(14), 유도멘트를 합성하는 음성합성부(16), 상기 비트음 신호발생부로부터 전달된 비트음신호 및 상기 음성합성부로부터 전달된 음성신호를 증폭하여 상기 이어폰으로 전달하는 증폭부(15), 외부기기로부터 임의의 프로그램을 전달받을 수 있는 프로그램 다운로드부(18), 상기 프로그램 다운로드부(18)로부터 전달된 데이터를 저장할 수 있는 메모리(17), 상기 본체의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(11), 및 사용자가 상기 본체를 조작할 수 있는 키입력부(19)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치이다. 본 발명은 특정 주파수로 점멸하는 광펄스, 특정 주파수의 소리 및 이미지를 제공함으로써 두뇌를 개발하고, 그리고 이완, 각성 명상 상태로 뇌파를 조절하며, 치매예방과 학습력을 향상시킨다.

Description

시청각자극을 제공하는 두뇌개발장치 {Apparatus for Developing Brain with Audio-Visual Stimulus}

발명의 분야

본 발명은 두뇌개발장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 비트음, 광펄스, 음성멘트 및 이미지 자극을 이용하여 특정 주파수의 뇌파를 유도함으로써 두뇌를 개발하고 집중력과 학습효과를 향상시키는 두뇌개발장치 관한 것이다.

발명의 배경

뇌파는 뇌 신경세포의 활동에 의하여 발생하는 전류로 머리표면에 전극을 부착하여 측정되는 전기적 신호이다. 뇌파는 진동하는 주파수의 범위에 따라 델타파(4 Hz 미만), 쎄타파(4-8 Hz), 알파파(8-13 Hz), 베타파(13-30 Hz)로 구분하여 부른다. 베타파는 정신활동을 하고 있는 상태에서 주로 발생하고, 알파파는 이완 및 명상상태, 쎄타파는 좀 더 이완된 상태나 명상상태에서 주로 발생하는 등 뇌파와 의식상태는 상관관계를 가지고 있다.

이러한 상관관계가 있음이 밝혀진 가운데 사회생활을 하는 직장인이나 공부를 하는 학생들의 능률이 특정 뇌파의 상태에서 더욱 향상된다는 것이 많은 실험적 결과로부터 알려졌다.

1839년 독일의 H W Dove에 의해서 바이노랄 비트 현상이 발견되었는데 이 현상은 주파수가 비슷한 두 개의 소리를 각각 양쪽 귀로 들으면 상기 주파수의 차이에 의해서 소리의 발생 장소가 뇌의 안쪽 중앙에서 발생하는 것으로 감지되는 것이다. 이 현상으로 인하여 소리 자극으로 특정 뇌파를 발생시킬 수 있다는 것이 알려졌다. 예를 들어, 저주파의 소리에서 상기 두 개의 소리의 주파수의 차이가 10±2Hz이면 인간이 안정된 상태에서 보이는 알파파가 발생된다. 또한 두 개의 바이노랄 비트를 동시에 사용하는 듀얼 바이노랄 비트(dual binaural beat)를 이용하여도 동일하게 뇌파를 유도할 수 있다. 또한 특정 주파수로 점멸하는 광펄스의 자극도 특정 뇌파를 유도한다는 것이 알려져 있다.

따라서 상기와 같은 현상을 이용하여 인위적으로 인간의 뇌파를 특정 주파수의 뇌파로 유도하기 위한 장치들이 다수 개발되었다.

종래의 개발된 의식상태를 변화시키는 혹은 뇌파를 유도하는 장치에는 크게 세가지 형태로 구분된다. 첫째 광펄스 및 소리의 자극을 이용하여 뇌파를 변화시키는 형태의 장치가 있다. 이 형태의 장치는 상기 언급한 바와 같이 특정 주파수의 광펄스 및 소리로써 인간의 뇌파가 상기 특정 주파수에 동조하도록 유도하여 원하는 뇌파를 발생시키는 방식이다. 둘째 전기적 자극을 직접 인체에 가하는 형태의 장치가 있다. 이 형태는 인체에 전류를 흘려주어 자장이 인체에 영향을 미치도록 하는 장치이다. 셋째 바이오피드백형 장치가 있다. 이 형태의 장치는 생리신호를 측정하여 그 상태와 변화를 시각적 또는 청각적으로 피험자에게 알려줌으로써 자신의 상태를 조절하는 훈련을 할 수 있도록 하는 장치이다. 이때 생리 신호로는 뇌파, 피부전도도, 근전도 및 심전도 등을 사용한다.

상기와 같은 종래의 광펄스와 소리의 자극을 이용하여 뇌파를 유도하는 장치는 장치를 제조할 때 장치에 내장된 ROM(read only memory)에 프로그램을 입력하여 사용하게 되므로 새로운 프로그램을 저장하거나 업그레이드할 수 없다. 또한 반복 사용할 경우 사용자에게 단조로움을 느끼게 만들며, 장치 내부에 저장된 프로그램이 개인간의 신체적 특성을 무시하고 만들어져 있어 실제 효과는 사람들마다 크게 차이가 있다.

따라서 본 발명자는 두뇌개발장치에 있어서, 특히 상기 광펄스와 소리의 자극을 이용하는 두뇌개발장치에 있어서 새로운 프로그램을 저장하거나 업그레이드할 수 있도록 함으로써 종래의 문제점을 개선하고, 나아가 이미지 자극, 음성멘트 및 효과음을 이용하여 보다 체계적으로 사용자의 의식 및 뇌파를 원하는 상태로 유도할 수 있는 본 발명의 두뇌개발장치를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 광펄스, 소리 및 이미지 자극을 이용하는 두뇌개발장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자신의 신체특성에 맞는 두뇌개발 프로그램을 다운로드하거나 업그레이드할 수 있는 두뇌개발장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광펄스, 소리 및 이미지 자극을 이용하여 이완, 각성, 명상과 같이 의식상태의 변화를 일으키는 두뇌개발장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 두뇌개발장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

*도면의 주요 부호에 관한 설명*

1: 본체2: 광안경

3: 이어폰11: 마이크로프로세서

12: LCD 구동부13: 광안경 신호발생부

14: 비트음 신호발생부15: 증폭부

16: 음성 합성부17: 메모리

18: 프로그램 다운로드부19: 키입력

20: LCD

본 발명에 따른 두뇌개발장치의 개략적인 구성도가 도1에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 두뇌개발장치는 본체(1), 이어폰(3) 및 광안경(2)으로 구성되어 있으며 상기 본체(1)는 이미지를 표시하는 LCD(20), 상기 LCD를 구동하는 LCD 구동부(12), 광신호를 발생하여 상기 광안경에 전달하는 광안경 신호발생부(13), 비트음을 발생하는 비트음 신호발생부(14), 유도멘트를 합성하는 음성합성부(16), 상기 비트음 신호발생부로부터 전달된 비트음신호 및 상기 음성합성부로부터 전달된 음성신호를 증폭하여 상기 이어폰으로 전달하는 증폭부(15), 외부기기로부터 임의의 프로그램을 전달받을 수 있는 프로그램 다운로드부(18), 상기 프로그램 다운로드부(18)로부터 전달된 데이터를 저장할 수 있는 메모리(17), 상기 본체의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(11), 및 사용자가 상기 본체를 조작할 수 있는 키입력부(19)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치이다.

본 발명에서 사용자는 본체(1)에 설치된 키입력부(19)를 이용하여 장치의 전원을 끄거나 켤 수 있다. 상기 키입력부(19)에서 프로그램 선택키를 사용하여 원하는 프로그램을 선택하고 시작키를 누르면 각각의 프로그램에 따라 설정된 일정시간동안 프로그램이 진행된다. 이때 프로그램 진행 시간 및 발생되는 비트음 및 광 펄스의 주파수는 선택된 프로그램마다 다르다.

상기 프로그램은 본체에 내장된 불휘발성 메모리에 저장되어 있고 상기 시작키가 눌려졌을 때 본체(1)내에 있는 마이크로프로세서(11)가 상기 메모리(17)에 적재된 상기 프로그램을 해독하여 비트음, 광펄스 및 이미지를 만들기 위한 제어를시작한다. 하나의 프로그램은 약 10분 내지 60분 동안 진행된다. 상기 프로그램에는 기억력, 집중력 및 잠재능력을 향상시키는 두뇌개발 프로그램이 있을 수 있으며, 이완, 각성, 학습보조, 수면유도, 치매예방 및 여러 종류의 명상 프로그램 등이 있을 수 있다. 사용자는 자기의 신체에 맞는 프로그램을 목적에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

상기 LCD 구동부(12)는 상기 프로그램에 따른 이미지를 형성하여 상기 표시창인 LCD(20)로 전달하며 상기 LCD(20)가 상기 이미지를 표시한다. 이미지 사용은 광안경(2)을 사용하지 않고 이미지만을 사용하여 사용자가 명상 상태에 이르도록 유도한다. 상기 이미지는 두뇌개발에 적합한 정적 혹은 동적 이미지들로 구성될 수 있다.

상기 광안경 신호발생부(13)는 프로그램에 따라 상기 광안경(12)의 광다이오드를 특정 주파수로 점멸하도록 전기신호를 발생하여 상기 광안경(2)으로 전달한다.

상기 광안경(2)은 광다이오드를 포함하고 있으며 상기 광다이오드의 위치는 좌우측 눈에 바로 광펄스를 방사할 수 있도록 광안경에 부착된다. 상기 광안경의 광다이오드는 다중 색상 LED(multi color LED)를 사용할 수도 있으며, 이때 프로그램 또는 프로그램의 진행에 따라 색상이 변화될 수도 있다. 상기 전달된 전기신호를 이용하여 상기 광다이오드가 상기 특정 주파수의 광펄스를 발생하게 된다. 상기 광펄스의 세기는 상기 키 입력부(19)의 광펄스 세기 조절키에 의해서 알맞게 조절될 수 있다. 사용자는 상기 광펄스의 자극을 이용할 때 눈을 감은 상태에서 사용하며, 이때 상기 광펄스의 세기는 눈을 감은 사용자가 자극을 느낄 수 있을 정도의 세기로 적절히 조절된다.

상기 비트음 신호발생부(14)는 상기 마이크로 프로세서(11)의 제어에 의해서 듀얼 바이노럴 비트 전기신호를 생성한다. 이 생성된 전기 신호는 상기 증폭부(15)에 전달되어 이어폰(3)을 구동하기에 충분한 크기로 증폭된다.

상기 이어폰(3)은 상기 증폭부(15)로부터 전달된 듀얼 바이노럴 비트 전기신호를 받아 이어폰에서 소리를 발생시키는데 좌우의 위상이 동일하거나 또는 반대의(180도) 위상차이를 가질 수 있다. 상기 사용자가 상기 두 소리신호를 각각 좌우의 귀로 들었을 때 바이노럴 비트 현상을 경험하게 된다. 예를 들어, 상기 소리의 바이노럴 비트음은 400 Hz와 410 Hz의 톤으로 구성될 수 있다. 상기 예로부터 사용되는 소리의 주파수가 저주파수 영역이며, 두 소리의 주파수의 차이가 알파파의 주파수의 범위 안에 있는 것임을 알 수 있다. 상기 두 소리에서 주파수 차이를 조절하여 알파파 혹은 베타파의 뇌파를 유도할 수 있다.

상기 광펄스의 주파수와 상기 바이노럴 비트음의 주파수가 시간에 따라 변화하는 프로그램을 이용하여 사용자의 의식을, 예를 들어, 각성-이완-각성과 같이 단계적 과정을 거치게 하여 효과를 증대시킬 수 있다.

상기 음성합성부(16)는 메모리(17)에 저장된 프로그램과 음성데이타에 따라 음성코멘트 혹은 자연의 소리를 생성하고 상기 증폭부(15)에 전달한다. 이렇게 전달된 상기 코멘트 혹은 자연의 소리는 상기 소리신호와 섞여 사용자에게 전달된다. 이러한 혼합은 종래의 단순한 바이노럴 비트현상보다 효율적으로 원하는 뇌파를 유도할 수 있다. 또한 상기 혼합은 사용자가 지루함을 느끼지 않도록 한다.

상기 프로그램 다운로드부(18)는 컴퓨터 같은 외부기기와 연결할 수 있는 인터페이스를 갖고 사용자가 이미 내장된 프로그램 이외에 원하는 프로그램을 상기 장치를 통해서 상기 메모리(17)에 다운로드할 수 있게 되어 있다. 또 다른 구체적인 예로써 상기 프로그램 다운로드부(18)가 롬팩을 연결할 수 있는 인터페이스를 갖고 상기 롬팩에 저장된 프로그램을 사용할 수 있도록 실시될 수 있다.

상기 메모리(17)는 종래 기술에서 사용되는 ROM 대신 읽기 및 쓰기가 가능한 비휘발성인 메모리 또는 롬팩를 사용한다. 상기 메모리(17)는 새로운 프로그램을 저장하거나 기존의 프로그램을 업데이트하기 위해서 사용된다. 상기 프로그램은 비트음과 광안경신호의 구성과 변화, 음성멘트 데이터, LCD표시 이미지를 포함한다.

상기 키입력부(19)에는 상기 비트음의 크기를 증감할 수 있는 비트음 조절키, 상기 광펄스의 세기를 조절할 수 있는 광펄스 조절키, 상기 프로그램들 중 하나를 선택할 수 있는 프로그램 선택키, 메모리에 있는 내용을 지우거나 새로운 데이터를 저장하는데 필요한 키, 장치의 전원을 끄거나 켤 수 있는 전원키 및 비트음의 음색을 조절하는 키 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 두뇌개발장치에서는 상기 프로그램을 이용하여 상기 광펄스, 비트음 및 이미지 자극을 각각 사용하거나 혹은 조합으로 사용할 수 있다. 또한 음성합성부를 이용하여 자연의 소리 및 유도멘트 등을 비트음과 혼합함으로써, 예를 들어, 이완상태의 유도를 시작으로 명상상태를 거쳐 마무리상태로 유도하는 것과 같은 단계적 트레이닝을 보다 효과적으로 할 수 있다.

본 발명은 광펄스, 소리 및 이미지 자극을 이용하여 특정 뇌파를 발생시키고, 자신의 신체특성에 맞는 두뇌개발 프로그램을 다운로드하거나 업그레이드 할 수 있으며 이완, 각성, 명상과 같이 의식상태의 변화를 일으키는 두뇌개발장치를 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (6)

1. 본체(1), 이어폰(3) 및 광안경(2)으로 구성되는 두뇌개발장치에 있어서, 상기 본체(1)는,

   이미지를 표시하는 LCD(20);

   상기 LCD를 구동하는 LCD 구동부(12);

   광신호를 발생하여 상기 광안경에 전달하는 광안경 신호발생부(13);

   비트음을 발생하는 비트음 신호발생부(14);

   유도멘트를 합성하는 음성합성부(16);

   상기 비트음 신호발생부로부터 전달된 비트음신호 및 상기 음성합성부로부터 전달된 음성신호를 증폭하여 상기 이어폰으로 전달하는 증폭부(15);

   외부기기로부터 임의의 프로그램을 전달받을 수 있는 프로그램 다운로드부(18);

   상기 프로그램 다운로드부로부터 전달된 데이터를 저장할 수 있는 메모리(17);

   상기 본체의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(11); 및

   사용자가 상기 본체를 조작할 수 있는 키입력부(19);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로그램 다운로드부가 롬팩을 위한 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 광안경의 광다이오드가 다중 색상 LED(multi color LED)로 구성되어 빛의 색을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 프로그램 다운로드부가 컴퓨터 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 LCD가 명상 및 두뇌훈련을 위한 이미지를 제공하는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 음성합성부가 명상 및 두뇌훈련을 위한 음성멘트를 제공하는 것을 특징으로 하는 두뇌개발장치.