KR20110014254A - Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these - Google Patents

Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these Download PDF

Info

Publication number
KR20110014254A
KR20110014254A KR1020110007124A KR20110007124A KR20110014254A KR 20110014254 A KR20110014254 A KR 20110014254A KR 1020110007124 A KR1020110007124 A KR 1020110007124A KR 20110007124 A KR20110007124 A KR 20110007124A KR 20110014254 A KR20110014254 A KR 20110014254A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wave
signal
eeg
tuning
brain
Prior art date
Application number
KR1020110007124A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강석봉
강대수
강희정
오세덕
장양근
오성민
이광희
이연화
구자홍
Original Assignee
주식회사 아이웨어
강희정
강대수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이웨어, 강희정, 강대수 filed Critical 주식회사 아이웨어
Priority to KR1020110007124A priority Critical patent/KR20110014254A/en
Publication of KR20110014254A publication Critical patent/KR20110014254A/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PURPOSE: A device and a method for tuning brain wave and a sleep driving prevention device using the same are provided, which enable a user to freely do other activities using visual sensation, auditory sense, and tactile sensation. CONSTITUTION: A device for tuning brain wave comprises: a brain wave tuning signal generating unit(10) generating a brain wave tuning signal with frequency and waveform for tuning the brain wave of the human; a carrier signal generating unit(30) which generates a carrier wave with frequency and waveform which is attenuated so that the brain wave tuning signal can be demodulated; a brain wave carrier signal modulator(20) which modulates a brain wave tuning signal and a carrier wave; a brain wave tuning signal output unit(40).

Description

두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치 및 방법과, 이를 이용한 졸음운전 방지장치{ELECTROENCEPHALOGRAM FREQUENCY TUNING APPARATUS AND METHOD USING REVERSED WAY OF ULTRASONIC FREQUENCY DEMODULATION CHARACTERISTIC OF SOUND PROPAGATION BOUNDARY CONDITION BETWEEN HUMAN SKIN AND SKULL, AND DOZE DRIVING PROTECTION APPARATUS USING THESE}Electroencephalography and method using reverse frequency ultrasonic wave detection characteristics according to sound wave transmission boundary condition between scalp and skull CONDITION BETWEEN HUMAN SKIN AND SKULL, AND DOZE DRIVING PROTECTION APPARATUS USING THESE}

본 발명은 뇌파동조장치 및 방법과 이를 이용한 졸음운전 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뇌파동조신호를 시각과 청각 또는 촉각으로 전달하여 동조시키지 않고 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역으로 이용하여 두부에 초음파로 변조한 뇌파동조음파를 직접 전달하여 뇌파를 동조시킬 수 있도록 하여 뇌파를 동조하는 중에도 사용자가 시각 또는 청각 내지 촉각을 사용하여 자유롭게 다른 활동을 할 수 있는 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치 및 방법과, 이를 이용하여 운전자에게 운전방해요소를 제공하지 않으면서 졸음을 방지할 수 있도록 하여 안전운전을 유도할 수 있는 뇌파동조장치를 이용한 졸음운전 방지장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electroencephalogram device and method, and to a drowsiness operation prevention device using the same, and more particularly, ultrasonic waves according to sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull without transmitting and synchronizing the electroencephalogram signals to visual, auditory, or tactile senses. By using the frequency detection feature inversely, the brain-modulated echocardiogram is directly delivered to the head so that the brain wave can be tuned so that the user can freely do other activities using the visual, auditory, or tactile sense during the brain wave tuning. EEG device and method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary condition between the scalp and the skull, and by using this to prevent drowsiness without providing driving obstacles to the driver to induce safe driving Drowsiness driving prevention device using the EEG All.

일반적으로 뇌파란 뇌신경 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름을 말한다. 이러한 뇌파는 잠잘 때 아주 느린 뇌파인 델타파가, 활동할 때는 빠른 뇌파인 베타파가, 명상을 할 때는 중간 정도 속도의 알파파 등이 증가된다.In general, EEG refers to the flow of electricity generated when the cranial nerve signal is transmitted. These brain waves are delta waves, which are very slow when you sleep, beta waves, which are fast when you are active, and alpha waves, which are medium speeds when you meditate.

특히, 상기 알파파에 대한 관심이 높아지고 있는데, 베타파는 심신이 긴장됐을 때 주로 나타나고, 세타파와 델타파는 건강이 좋지 않을 때 잘 나타나는데 반하여, 상기 알파파는 눈을 감고 긴장이 풀어진 상태에서 정신적 활동이 비교적 적을 때, 즉 머릿속에 잡념이 없을 때 발생하는 좋은 뇌파라고 알려지고 있기 때문이다.In particular, the interest in the alpha wave is increasing, beta wave is mainly appeared when the mind and body are tense, theta wave and delta wave is well shown when the health is not good, whereas the alpha wave is relatively close to the mental activity with eyes closed and relaxed This is because it is said to be a good brain wave that occurs when there is little thought in mind.

한편, 영국 과학자 그레이 월터(Gray Walter)가 1940년대 후반에 점멸하는 빛과 소리 주파수에 반응하여 뇌파가 동조한다는 사실을 발견하고 발표한 "뇌파동조이론"을 기반으로 사람의 뇌파를 외부자극으로 유도하여 학습 또는 수면 그리고 활동성 등에 도움을 주는 뇌파동조방법이 다양하게 제안되고 있다.Meanwhile, British scientist Gray Walter discovered that brain waves synchronize in response to the flashing light and sound frequencies in the late 1940s and guides human brain waves to external stimulation based on the "Electromagnetic Wave Theory". Therefore, a variety of brain wave tuning methods have been proposed to help learning, sleep, and activity.

먼저 시각을 사용하는 뇌파동조방법으로는 광안경 또는 광안대를 이용하여 동조시키고자 하는 뇌파 주파수로 빛을 점멸 또는 광량변화를 주어 뇌파를 동조하는 방법이 있다. 또한, 소리를 사용하는 뇌파동조방법으로는 동조시키고자 하는 뇌파 주파수가 사람의 청각으로는 인식되지 않는 20Hz 미만의 초저주파(Infrasound)이거나 인식률이 극히 낮은 50Hz 이하 주파수이기 때문에 청각으로 인지하지 못함으로 동조시키고자 하는 뇌파 주파수의 주기에 맞추어 가청주파수 대역의 일정 진폭을 갖는 음파를 발생시켜서 청각으로 인식되게 하거나, 사람의 오른쪽 귀와 왼쪽 귀에 동일형태의 파형과 진폭을 갖으면서 주파수는 차이가 나는 소리를 들려주는 바이노럴 비트(Binaural Beats)현상을 이용하는 방법 등이 있다.First, there is a method of synchronizing brain waves by using light glasses or optical glasses to blink or change the amount of light at the brain wave frequency to be synchronized using optical glasses or optical glasses. In addition, in the brain wave tuning method using sound, the brain wave frequency to be tuned is not recognized by the hearing because the frequency is less than 20Hz that is not recognized by human hearing or the frequency is very low 50Hz or less. Generates sound waves with a certain amplitude in the audible frequency band according to the period of the EEG frequency to be tuned to be recognized as an auditory sound, or has the same waveform and amplitude in the right ear and left ear of a human, There are ways to use the binaural beats that are heard.

여기서 상기 바이노럴 비트현상을 이용한 방법은 오른쪽 귀를 통해 듣는 소리 주파수와 왼쪽 귀를 통해 듣는 소리 주파수가 차이가 나는 경우에는 양 주파수의 차이로 연산되는 주파수를 뇌에서 인식하게 되는 것으로 이를 통해 동조시키려는 뇌파 주파수를 오른쪽 귀와 왼쪽 귀로 듣게 할 소리 주파수의 차이로 만들어 뇌파를 동조하는 방법을 말한다.Here, the method using the binaural beat phenomenon is that when the sound frequency heard through the right ear and the sound frequency heard through the left ear are different, the brain recognizes the frequency calculated by the difference between the two frequencies. It is a method of synchronizing the EEG by making the EEG frequency to be made into the difference of the sound frequency to be heard by the right ear and the left ear.

뇌파동조의 다른 방법으로는 베개의 진동을 통하여 동조시키고자 하는 뇌파 주파수의 진동을 두개골에 전달하여 뇌파를 동조하는 방법이 있다.Another method of EEG tuning is to transmit an EEG frequency vibration to be tuned through the pillow vibration to the skull to synchronize the EEG.

최근에 제안되고 있는 뇌파유도신호 발생장치를 구체적으로 살펴보면, 상기와 같은 알파파와 세타파를 유도함으로써 학습보조 및 정신집중의 효과를 발휘하도록 하는 뇌파유도신호 발생장치들이 소개되고 있는데, 이러한 뇌파유도신호 발생장치는 뇌파가 특정 주파수 영역으로 유도되고 유지될 수 있도록 빛 또는 소리를 이용하여 뇌에 지속적으로 자극을 가하는 장치이다.Looking specifically at the EEG-induced signal generator that has been proposed recently, EEG-induced signal generators to introduce the effects of learning aid and mental concentration by inducing the alpha and theta waves as described above, such EEG-induced signal generation A device is a device that continuously stimulates the brain using light or sound so that brain waves can be induced and maintained in a specific frequency region.

상기 뇌파유도신호 발생장치는 기기 본체에 내장되어 유형별 뇌파(α파, β파, δ파 또는 θ파)의 해당 주파수 데이터를 출력하는 마이컴(또는 기억장치)과, 상기 마이컴으로부터 전송된 데이터에 따른 음향을 헤드폰에 공급하는 음향발생부 및 상기 마이컴으로부터 전송된 데이터에 따른 발광신호를 안경에 공급하는 광발생부를 포함한다.The EEG-induced signal generator is a microcomputer (or memory device) that is embedded in a device main body and outputs corresponding frequency data of brain waves (α wave, β wave, δ wave or θ wave) for each type, and according to the data transmitted from the micom. A sound generating unit for supplying sound to the headphone and a light generating unit for supplying a light emitting signal according to the data transmitted from the microcomputer to the glasses.

이와 같이 구성되는 종래의 뇌파유도신호 발생장치들은 사용자의 정신집중 또는 정신이완 모드를 마이컴에 입력시키면, 마이컴은 선택모드에 따른 주파수를 음향발생부 및 광발생부에 각각 인가하게 된다. 음향발생부는 마이컴에서 인가되는 주파수로부터 음향신호를 발생하여 헤드폰에 각각 출력하고, 광발생부에서는 마이컴으로부터 인가된 주파수에 적합한 점멸주기를 갖는 발광신호를 생성하여 광안경 내부에 부착된 발광장치에 인가함으로써, 뇌파유도 음 및 빛에 의해 사용자의 정신집중 또는 정신이완을 도모할 수 있는 것이다.In the conventional EEG generators configured as described above, when the user's mental concentration or mental relaxation mode is input to the microcomputer, the microcomputer applies the frequency according to the selection mode to the sound generator and the light generator, respectively. The sound generating unit generates sound signals from the frequency applied from the microcomputer and outputs them to the headphones, and the light generating unit generates a light emitting signal having a flashing period suitable for the frequency applied from the microcomputer and applies the light signal to the light emitting device attached inside the optical glasses. , EEG can also promote mental concentration or mental relaxation of the user by the sound and light.

그러나, 종래의 뇌파유도신호 발생장치들은, 뇌파를 유도하기 위하여 학습 시작 전에 별도의 뇌파유도를 위한 상당한 시간이 필요하므로 뇌파유도시간과 학습시간을 이중으로 가져야 하는 사용상의 불편함이 있을 뿐 아니라, 학습이 장시간 진행될 경우 학습시작 전에 진행했던 뇌파유도로 이루어진 고도 집중력이 계속 유지되지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 상기의 기기들에서 사용하는 뇌파 유도신호는 사용자가 지루함을 느끼지 않도록 하면서도 집중력을 최대한 높이기 위해 가청 주파수 영역의 음원과 합성하여 신호를 발생시키므로 사용자가 장기간 기기를 이용함으로써 반복되는 같은 음원 또는 빛의 움직임에 노출되어 지루함을 느끼지 않도록 하기 위해서는 별도로 뇌파와 가청 주파수 영역의 다른 음원을 합성하여 제공할 수 있는 다양한 프로그램이 계속 필요하게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional EEG signal generator, since there is a considerable time for a separate EEG induction before the start of learning in order to induce EEG, there is a inconvenience in use that should have a double EEG induction time and learning time, If learning is progressed for a long time, there is a problem in that the high concentration of the brain wave guided before the start of learning cannot be maintained continuously. Furthermore, the EEG guide signals used in the above devices generate signals by combining with the sound source in the audible frequency range in order to maximize the concentration without the user feeling bored. In order not to be bored by being exposed to the movement of the problem, there is a problem in that a variety of programs that can separately provide a combination of the EEG and other sound sources in the audible frequency region is required.

이러한 문제점들은 결국 상술한 바와 같이 뇌파동조방법에 있어서 시각과 청각을 사용하여 뇌파를 동조시키는 중에는 시각 또는 청각을 뇌파동조 이외에 다른 활동에 사용할 수 없고 뇌파동조 후에야 다른 활동을 할 수 있어서 사실상 뇌파를 동조시키는 중에는 다른 활동을 할 수 없다는 뇌파동조방법에 근본적인 문제점이 있는 것이다. 또한 베개를 사용한 뇌파동조방법은 뇌파를 동조시키는 중에는 베개를 베고 있는 자세를 유지하여야 하기 때문에 뇌파를 동조시키는 중에는 다른 생산적인 활동을 할 수 없다는 문제점이 있다.
In the end, as described above, in the EEG method, the EEG cannot be used for other activities other than EEG, while the EEG can be used after the EEG. There is a fundamental problem with the EEG method that other activities cannot be performed during the test. In addition, the brain wave tuning method using a pillow has a problem that other productive activities cannot be performed during the brain wave tuning because it is necessary to maintain the posture of cutting the pillow during the brain wave tuning.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시각 또는 청각적 수단을 사용하지 않으면서 뇌파동조신호를 직접 출력하여 뇌파를 동조시킬 수 있는 뇌파동조 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 다시 말해, 시각 또는 청각을 통하여 뇌파동조신호를 두뇌에 전달하여 뇌파를 동조시키는 것이 아니라 뇌파동조신호를 변조파로 만들어 직접 두뇌에 전달하여 뇌파를 동조시키는 뇌파동조장치 및 방법을 제공하는 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electroencephalogram device and method that can directly synchronize the brain waves by outputting the EEG signal without using visual or auditory means. In other words, there is an object of providing an EEG apparatus and method for synchronizing EEG by transmitting EEG signal to the brain through visual or auditory, and transmitting EEG signal to modulated wave directly to the brain.

또한, 본 발명은 이러한 뇌파동조 장치 및 방법을 이용하여 운전 중에 운전자가 졸음운전을 하지 않도록 활성 뇌파를 생성할 수 있도록 하는 졸음운전 방지장치를 제공하는 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a drowsy driving prevention device that can generate an active brain wave so that the driver does not drowsy driving while driving using the EEG device and method.

본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치는, 인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 주파수와 파형을 갖는 뇌파동조신호를 발생시키는 뇌파동조신호 발생부(10)와, 인간의 두피와 두개골 사이의 음파 매질이 다른 경계면 특성으로 초음파가 검파되고 초음파의 포락선이 두뇌에 전달되는 특성을 역이용하는 것으로 음향임피던스가 상이한 인체의 두피와 두개골 접합면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 발생시키는 반송신호 발생부(30)와, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호와 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파를 변조하는 뇌파반송신호 변조부(20)와, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)에서 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brain wave tuning device using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull according to the present invention includes a frequency for tuning at least one of human brain waves, delta wave, theta wave, alpha wave, and beta wave. By using the characteristic that the ultrasound wave detection signal generation unit 10 for generating a brain wave tuning signal having a waveform and the sound wave medium between the human scalp and the skull are ultrasonic waves detected and the envelope of the ultrasound is transmitted to the brain. A carrier signal generator 30 for generating a carrier having a frequency and a waveform in which acoustic impedance is attenuated so that the brain wave signal is demodulated while passing through the scalp and the skull junction surface of a human body having different acoustic impedances, and the brain wave signal generator 10 EEG signal generated by modulating the carrier wave generated by the EEG signal and the carrier signal generator 30 The modulator 20 and the modulated EEG signal output unit 40 for amplifying and outputting the signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20 is characterized in that it comprises a.

이때, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)를 통해 변조된 신호를 미리 저장하고 이를 상기 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)로 출력할 수 있는 진폭변조뇌파 저장재생부가 상기 뇌파동조신호 발생부(10)와 상기 반송신호 발생부(30) 및 상기 뇌파반송신호 변조부(20)를 대신하여 구성될 수 있다.At this time, the amplitude modulated EEG storage and reproducing unit capable of storing in advance the signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20 and outputting the modulated signal to the modulated EEG signal output unit 40, the EEG signal generator ( 10) and the carrier signal generator 30 and the brain wave carrier signal modulator 20 may be configured.

또한, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)는, 상기 뇌파동조신호를 미리 저장하여 출력할 수 있는 기억장치나 상기 뇌파동조신호를 생성하기 위한 마이크로프로세서로 구성되고, 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성되는 반송파는 40KHz ~ 60KHz 이고, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)는, 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파와 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호를 피변조파로 하여 진폭변조하거나 단측파대 진폭변조하는 것이 바람직하다.In addition, the EEG signal generation unit 10 is composed of a memory device capable of storing and outputting the EEG signal in advance or a microprocessor for generating the EEG signal, the carrier signal generator 30 Carrier generated through the 40KHz ~ 60KHz, the EEG carrier signal modulator 20, the carrier wave generated through the carrier signal generator 30 and the EEG wave generated by the EEG signal generator 10 It is preferable to perform amplitude modulation or single-side band amplitude modulation using the tuned signal as a modulated wave.

한편, 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조방법은, 인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 뇌파동조방법에 있어서, 상기 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조하기 위한 뇌파동조신호를 피변조신호로 하고, 음향임피던스가 상이한 인간의 두피와 두개골의 경계면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 생성하는 생성단계와, 상기 뇌파동조신호와 반송파를 변조하는 변조단계와, 상기 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 출력단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the brain wave tuning method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull according to the present invention, for tuning at least one of human brain waves delta wave, theta wave, alpha wave, beta wave In the EEG method, an EEG signal for tuning at least one of the EEG signals is a modulated signal, and a frequency that is attenuated so that the EEG signal is demodulated while passing through the interface of the human scalp and skull having different acoustic impedances. And a generation step of generating a carrier wave having a waveform, a modulation step of modulating the brain wave tuning signal and a carrier wave, and an output step of amplifying and outputting the modulated signal.

다른 한편, 본 발명에 의한 뇌파동조장치를 이용한 졸음운전 방지장치는, 인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시켜 챠랑을 운행하는 운전자의 졸음을 방지하기 위한 졸음운전 방지장치에 있어서, 상기 차량 내부의 전면 일측에 장착되어 상기 운전자의 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 뇌파동조신호 송신장치(12)를 포함하며, 상기 뇌파동조신호 송신장치(12)는, 상기 운전자의 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 주파수와 파형을 갖는 뇌파동조신호를 발생시키는 뇌파동조신호 발생부(10)와, 음향임피던스가 상이한 인체의 두피와 두개골 접합면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 발생시키는 반송신호 발생부(30)와, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호와 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파를 변조하는 뇌파반송신호 변조부(20)와, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)에서 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
On the other hand, the drowsiness driving prevention device using the brain wave tuning device according to the present invention, the drowsiness to prevent the drowsiness of the driver to drive the charrang by tuning at least one of human brain waves delta wave, theta wave, alpha wave, beta wave In the driving prevention device, the apparatus includes a brain wave tuning signal transmitter 12 mounted on one side of the front surface of the vehicle to synchronize at least one of the driver's brain waves, wherein the brain wave tuning signal transmitter 12 is The EEG signal is generated while passing the EEG signal generation unit 10 for generating an EEG signal having a frequency and waveform for tuning at least one of the EEG of the driver, and the scalp and skull joint surface of the human body having different acoustic impedances. A carrier signal generator 30 for generating a carrier wave having a frequency and a waveform which are attenuated so as to be demodulated, and the brain wave modulation signal generation EEG signal modulation unit 20 for modulating the EEG signal generated by the unit 10 and the carrier wave generated by the carrier signal generator 30 and the EEG carrier signal modulator 20 It characterized in that it comprises a modulated EEG signal output unit 40 for amplifying and outputting the signal.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시각 내지 청각 및 촉각을 이용하는 종래의 뇌파동조방법과 달리 시각 내지 청각 및 촉각을 이용하지 않아서 사용자가 뇌파동조 중에도 다른 활동을 지장 없이 할 수 있는 편의성을 제공하는 효과와 장치의 인식과 활용을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 뇌파동조에 시각과 청각 또는 촉각을 사용하지 않고 비접촉으로 동조하려는 뇌파를 전달하기 때문에 뇌파를 동조하는 중에도 시각과 청각 또는 촉각을 다른 생산적인 활동에 사용 할 수 있게 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, unlike the conventional brain wave tuning method using visual to auditory sense and tactile sense, the user does not use visual or auditory sense and sense of touch so that the user can conveniently perform other activities even during brain wave tuning. And it is effective to maximize the recognition and utilization of the device. In other words, because the brain waves are delivered without the use of sight, hearing, or tactile sensations, the brain waves are transmitted in a non-contact manner, which makes it possible to use visual, auditory, or tactile sensations during other productive activities.

또한, 졸음방지 뇌파유도에 운전자의 시각이나 청각 및 촉각을 사용하지 않고 비접촉으로 졸음을 방지하는 뇌파를 유도하여 운전을 방해하는 요소를 포함하지 않아 효과적이고 향상된 방식의 졸음운전 방지장치를 제공하는 효과가 있다.
In addition, the effect of providing an effective and improved drowsiness driving prevention device because it does not include an element that hinders driving by inducing an electroencephalogram that prevents drowsiness in a non-contact manner without using the driver's vision, hearing, and touch in preventing drowsiness. There is.

도 1은 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조방법의 순서도,
도 3a 내지 도 3d는 일반적인 뇌전도파형,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 뇌파동조장치를 이용한 졸음운전 방지장치의 개략적인 구성도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역으로 이용한 뇌파동조장치 및 방법을 모의실험하기 위한 장치 및 측정그래프..
1 is a schematic configuration diagram of an EEG apparatus using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary condition between the scalp and the skull according to the present invention;
Figure 2 is a flow chart of the brain wave tuning method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull according to the present invention,
3a to 3d is a general electroencephalogram,
4 is a schematic configuration diagram of a drowsy driving prevention device using a brain wave control device according to an embodiment of the present invention,
5a to 5d is a device and measurement graph for simulating the brain wave tuning device and method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조 장치 및 방법과, 이를 이용한 졸음운전 방지장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the electroencephalogram device and method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull and the drowsiness operation prevention device using the same in detail.

도 1은 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조방법의 순서도이며, 도 3a 내지 도 3d는 일반적인 뇌전도파형이다.Figure 1 is a schematic configuration diagram of the EEG apparatus using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary condition between the scalp and the skull according to the present invention, Figure 2 is a sound wave transmission boundary between the scalp and skull according to the present invention 3 is a flow chart of the EEG method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the conditions, and FIGS. 3A to 3D are general EEG waveforms.

또한, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 뇌파동조장치를 이용한 졸음운전 방지장치의 개략적인 구성도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역으로 이용한 뇌파동조장치 및 방법을 모의실험하기 위한 장치 및 측정그래프이다.In addition, Figure 4 is a schematic configuration diagram of the drowsiness operation prevention device using the brain wave control device according to an embodiment of the present invention, Figure 5a to 5d is a sound wave transmission boundary condition between the scalp and skull according to the present invention An apparatus and measurement graph for simulating the EEG apparatus and method using the ultrasonic frequency detection feature inversely.

상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.In adding the reference numerals to the components of the drawings, the same components are to have the same reference numerals as possible even if displayed on different drawings, and known functions that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention Detailed description of the configuration will be omitted. Also, directional terms such as 'top', 'bottom', 'front', 'back', 'tip', 'front', 'back' and the like are used in connection with the orientation of the disclosed figure (s). Since the components of the embodiments of the present invention may be positioned in various orientations, the directional terminology is used for the purpose of illustration and not limitation.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 인간의 뇌파를 동조시키기 위한 주파수와 파형을 갖는 뇌파동조신호를 발생시키는 뇌파동조신호 발생부(10)와, 지향성이 있고 음향임피던스가 상이한 인체의 두피와 두개골 경계면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호를 복조하도록 초음파 성분이 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 발생시키는 반송신호 발생부(30)와, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호와 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파를 변조하는 뇌파반송신호 변조부(20)와, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)에서 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, an EEG apparatus using an ultrasonic frequency detection characteristic according to sound wave transmission boundary conditions between a scalp and a skull according to a preferred embodiment of the present invention has a frequency and a waveform for tuning human brain waves. A brain wave tuning signal generator 10 for generating an electroencephalogram signal, and a carrier wave having a frequency and a waveform in which ultrasonic components are attenuated to demodulate the brain wave tuning signal while passing through the scalp and skull interface of a human body having different directivity and acoustic impedances. Carrier signal generator 30 for generating a signal, the brain wave signal generated by the brain wave signal generator 10 and the brain wave signal generated by the carrier signal generator 30 modulates the carrier wave signal modulator And a modulated EEG signal output unit 40 for amplifying and outputting the signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20. It is.

상기 뇌파동조신호 발생부(10)는, 공지된 바와 같이 뇌파동조신호를 미리 저장하여 출력할 수 있는 기억장치로 구성되거나, 상기 뇌파동조신호 예를 들어 알파파나 세타파를 생성하기 위한 마이크로프로세서로 구성될 수 있다.The EEG signal generation unit 10 is configured as a memory device capable of storing and outputting an EEG signal in advance, or a microprocessor for generating the EEG signal, for example, an alpha wave or theta wave. Can be.

상기 반송신호 발생부(30)는, 머리음파복조 현상을 해석하여 반송파가 머리음파복조에 의해 복조되는 반송음파신호를 발생하게 된다. 인간의 머리를 음파적으로 해석하면 두피는 음향임피던스가 1.5[106 Raly]이고, 두개골은 음향임피던스가 6[106 Raly]으로 각각 서로 다른 음향임피던스를 갖으며, 이들의 경계면에서는 인체에 유해하지 않은 40KHz ~ 60KHz 대역의 초음파성분은 대부분 감쇄되는 특성이 있다. 본 발명에 의한 상기 반송신호 발생부(30)는 상술한 바와 같이 두피와 두개골의 경계면에서 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 생성한다.The carrier signal generator 30 analyzes the head demodulation phenomenon and generates a carrier sound signal in which the carrier is demodulated by head demodulation. When the human head is sonically interpreted, the scalp has an acoustic impedance of 1.5 [10 6 Raly] and the skull has an acoustic impedance of 6 [10 6 Raly]. Ultrasonic components in the 40KHz ~ 60KHz band is not attenuated. The carrier signal generator 30 according to the present invention generates a carrier having a frequency and a waveform that are attenuated at the interface between the scalp and the skull as described above.

상기 뇌파반송신호 변조부(20)는, 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파에 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호를 진폭변조(Amplitude Modulation)하거나 단측파대 진폭변조하게 된다. 여기서 상기 변조과정은 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.The EEG carrier signal modulator 20 modulates or modulates an EEG signal generated by the EEG signal generator 10 on a carrier wave generated by the carrier signal generator 30. The wave amplitude modulation is performed. Here, since the modulation process is already known, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명은 상기 뇌파반송신호 변조부(20)를 통해 변조된 신호를 미리 저장하고 출력할 수 있는 진폭변조뇌파 저장재생부로 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)와 상기 반송신호 발생부(30) 및 뇌파반송신호 변조부(20)의 기능을 통합적으로 수행할 수 있도록 미리 상기 변조된 신호를 저장하고 이를 상기 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)로 출력할 수 있도록 구성하여 본 발명을 더욱 간단하고 비용을 절감하여 제조할 수 있도록 하여 제품의 생산비용을 더욱 감축시킬 수 있는 것이다.On the other hand, the present invention may be configured as an amplitude modulated EEG storage and reproducing unit capable of pre-store and output the signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20. In other words, the modulated signal is stored and modulated in advance so that the functions of the EEG signal generator 10, the carrier signal generator 30, and the EEG carrier signal modulator 20 may be integrally performed. It is possible to further reduce the production cost of the product by configuring the present invention to be output to the brain wave tuning signal output unit 40 can be produced by the simpler and more cost-saving.

상기 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 두피부와 두개골 사이의 음파 매질이 다른 경계면 특성으로 초음파가 검파되고 초음파의 포락선인 유도뇌파가 두뇌에 전달되는 특성을 역이용한 뇌파동조방법을 살펴본다.With reference to FIG. 2, an ultrasound wave tuning method using the characteristics of the ultrasonic wave detected as the interface property of the sound medium between the scalp and the skull according to the present invention and the induced EEG, which is the envelope of the ultrasonic wave, is transmitted to the brain will be described.

주지된 바와 같이, 인간의 뇌파는 수면 중에는 2Hz ~ 3.99Hz 대역인 델타(δ)파의 뇌파가 증가 되고, 졸음이 오는 상태에서는 4Hz ~ 7.99Hz 대역인 세타(θ)파의 뇌파가 증가 되며, 휴식 또는 명상 중에는 8Hz ~ 12.99Hz 대역인 알파(α)파의 뇌파가 증가 되고, 흥분 또는 긴장 상태에서는 13Hz ~ 30Hz 대역인 베타(β)파의 뇌파가 증가 되며, 극도의 각성과 흥분 시에는 30Hz ~ 50Hz 대역인 감마(γ)파의 뇌파가 증가된다. 다시 말해, 세타파는 내적 의식 상태로 정서적 안정 또는 수면으로 이행 시 나타나며, 창의적 상태, 초학습적 상태, 긴장완화 시에 나타난다. 상기 알파파는 내적 의식 상태로, 긴장이완, 마음의 평온, 신체적 정신적 이완 등의 정신적으로 안정되고 편안한 상태가 되면 증가한다. 또한, 상기 베타파는 의식 상태로 깨어 있을 때, 말할 때, 모든 의식적인 활동을 할 때 나타나며 불안한 상태나 긴장 시에 우세하게 나타난다. 특히 오감과 깊은 관계가 있다. 그리고 상기 감마파는 의식 상태로, 손에 땀을 쥐게 하는 스포츠경기나 어려운 수학문제 등을 풀 때 나타난다. 따라서, 스트레스를 풀고 긴장을 완화하기 위해서는 알파파가 많이 나오도록 유도하는 것이 바람직하다. As is well known, human brain waves increase the EEG of the delta (δ) wave of 2Hz ~ 3.99Hz band during sleep, and increase the EEG of theta (θ) wave of 4Hz ~ 7.99Hz band of drowsiness, During relaxation or meditation, the EEG wave of the alpha (α) wave ranges from 8 Hz to 12.99 Hz, and the EEG wave of the beta (β) wave ranges from 13 Hz to 30 Hz in an excited or nervous state, and 30 Hz during extreme arousal and excitement. EEG of gamma (γ) waves in the ˜50 Hz band is increased. In other words, theta waves appear in the transition from emotional consciousness or sleep to the state of inner consciousness, and in the state of creativeness, hyperlearning, and relaxation. The alpha wave is an internal state of consciousness, and is increased when it is mentally stable and relaxed, such as relaxation, peace of mind, physical and mental relaxation. In addition, the beta wave appears when waking in consciousness, speaking, performing all conscious activities and predominantly in anxiety or tension. In particular, it is deeply related to the five senses. The gamma wave is in a state of consciousness, and appears when solving a sports game or a difficult math problem that causes the hand to sweat. Therefore, it is desirable to induce a lot of alpha waves to release stress and relieve tension.

상기 알파파 또는 세타파를 동조하기 위한 뇌파동조신호와 상기 뇌파반송신호를 반송하기 위한 두피부와 두개골 사이의 음파 매질이 다른 경계면 특성으로 초음파가 검파되고 초음파의 포락선이 두뇌에 전달되는 특성을 역이용하여 두뇌에 도달했을 때 초음파 성분이 검파수준으로 감쇄되고 초음파 성분의 포락선으로 유도하려는 뇌파가 전달되도록하는 초음파 성분의 반송파를 생성한다(S10).By using the characteristic that the ultrasound wave is detected and the envelope of the ultrasound is transmitted to the brain by the interface between the brain wave tuning signal for tuning the alpha wave or theta wave and the sound wave medium between the scalp and the skull for carrying the brain wave return signal. When the brain reaches the brain, the ultrasonic component is attenuated to the detection level and generates a carrier wave of the ultrasonic component to transmit the brain wave to be induced to the envelope of the ultrasonic component (S10).

그 후 피변조신호인 상기 뇌파동조신호를 상기 반송파로 변조하고(S12), 변조된 뇌파동조신호를 증폭하고 출력한다(S14).Thereafter, the brain wave modulation signal, which is a modulated signal, is modulated by the carrier wave (S12), and the modulated brain wave modulation signal is amplified and output (S14).

상기 변조된 뇌파동조신호는 초음파 변조파로 비접촉으로 인체의 머리에 방사되고, 변조된 신호를 반송하는 뇌파반송파는 두피와 두개골 경계면을 통과하는 과정에서 초음파 성분이 검파된 수준으로 감쇄되고(S16), 초음파 성분이 검파된 수준으로 감쇄된 후 남는 뇌파동조신호를 반송하는 초츰파의 포락선인 뇌파동조신호는 골진동으로 두개골을 통해 전달되어 신체 비접촉이고 무의식적으로 뇌파를 동조시키게 된다(S18, S20).The modulated EEG signal is radiated to the head of the human body in a non-contact manner by the ultrasonic modulation wave, the EEG carrier carrying the modulated signal is attenuated to the level of the ultrasonic component detected in the process of passing through the scalp and skull boundary (S16), After the ultrasound component is attenuated to the detected level, the EEG signal, which is an ultra-enveloped envelope that carries the EEG signal left over, is transmitted through the skull to the bone oscillation to non-body and unconsciously synchronize the EEG (S18, S20).

한편, 이러한 뇌파동조는 도 2에 도시되지는 않았지만, 사용자의 편리를 위하여 음성기능 또는 시각기능을 통해 음성이나 문자 또는 엘이디(LED)로 동작상태를 나타내도록 하여 사용의 편리성을 추가하거나, 뇌파동조 동작을 조절하기 위한 버튼이나 볼륨을 추가적으로 구성할 수 있다.On the other hand, although the EEG is not shown in Figure 2, for convenience of the user to add the convenience of use or to show the operation state by voice or text or LED (LED) through a voice function or a visual function, EEG You can additionally configure buttons or volume to control the synchro operation.

상술한 바와 같은 본 발명에 의한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조방법의 뇌파 비선형 검파특성은 상기 도 5a에 도시된 바와 같이 두피와 두개골에 근접한 음향임피던스를 갖는 물질로 두개골 사이의 음향 경계조건과 근접한 음향 경계조건을 갖는 모의실험장치로 이를 확인할 수 있었으며, 이러한 실험결과는 상기 도 5a 내지 도 5d와 같고, 상기 모의실험장치를 상기 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한다.EEG nonlinear detection characteristics of the EEG method using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull according to the present invention as shown in Fig. 5a the acoustic impedance close to the scalp and skull A simulation apparatus having an acoustic boundary condition close to the acoustic boundary condition between the skulls and a material having the same was confirmed, and the experimental results are the same as those of FIGS. 5A to 5D, and the simulation apparatus is illustrated in FIGS. 5A to 5D. It demonstrates with reference to.

본 모의실험에서 뇌파 비선형 검파특성을 실험하기 위해 음향임피던스 6[106 Raly]인 두개골과 근접한 음향임피던스를 갖으면서 쉽게 구할 수 있는 가로 20cm, 세로 20cm, 두께 7mm인 자기질 타일인 세라믹평판(35)을 두개골에 대응시켜 사용하였고, 음향임피던스가 1.5[106 Raly]인 두피와 근접한 음향임피던스를 갖으면서 쉽게 구할 수 있는 실리콘(33)을 상기 세라믹평판(35)에 피부 두께인 5mm로 도포하여 굳혀서 피부 대용으로 사용하여 두피와 두개골의 경계면이 갖는 음향임피던스 경계조건에 대응되는 음향임피던스 경계조건을 만들었으며, 상기 실리콘(33)이 도포된 세라믹평판(35)으로부터 이격되어 실리콘(33)이 도포된 세라믹평판(35)에 변조된 뇌파동조신호를 송신할 수 있도록 뇌파동조신호 송신장치(12)를 배치하였다. 한편, 상기 실리콘(33)과 접합되는 세라믹평판(35)의 배면에는 실리콘(33)과 세라믹평판(35)을 통과하여 전달되는 음파를 수신하도록 초음파 수신기(36)를 장착하였다.In this simulation, the ceramic plate (35), which is a magnetic tile having a width of 20 cm, a height of 20 cm, and a thickness of 7 mm, can be easily obtained with an acoustic impedance close to the skull of acoustic impedance 6 [10 6 Raly] to test the EEG nonlinear detection characteristics. Was used in correspondence with the skull, and the silicone 33, which is easily obtainable while having an acoustic impedance close to the scalp having an acoustic impedance of 1.5 [10 6 Raly], was applied to the ceramic plate 35 with a thickness of 5 mm and hardened. The acoustic impedance boundary condition corresponding to the acoustic impedance boundary condition of the interface between the scalp and the skull was used as a substitute for the skin, and the silicon 33 was coated by being spaced apart from the ceramic plate 35 to which the silicon 33 was applied. A brain wave tuning signal transmitter 12 is disposed on the ceramic plate 35 to transmit the modulated brain wave tuning signal. Meanwhile, an ultrasonic receiver 36 is mounted on a rear surface of the ceramic plate 35 bonded to the silicon 33 to receive sound waves transmitted through the silicon 33 and the ceramic plate 35.

상기 변조된 뇌파동조신호를 출력하는 뇌파동조신호 송신장치(12)는 뇌파주파수를 40KHz에서 60KHz 대역의 초음파로 변조해서 송신하였다.The EEG 12, which outputs the modulated EEG signals, modulated and transmitted the EEG frequencies with ultrasonic waves in the 40 KHz to 60 KHz band.

상기 도 5b는 상기 실리콘(33)을 제거하고 세라믹평판(35)의 배면에서 수신한 음파의 고속 푸리에 변환 그래프이고, 도 5c는 세라믹평판(35)의 배면에서 수신한 음파의 고속 푸리에 변환 그래프이며, 도 5d는 도 5b와 도 5c의 차이로 나타난 세라믹평판(35)에 실리콘(33)이 부착된 상태의 전달함수 그래프이다.5B is a fast Fourier transform graph of sound waves received from the back of the ceramic plate 35 with the silicon 33 removed, and FIG. 5C is a fast Fourier transform graph of sound waves received from the back of the ceramic plate 35. 5D is a graph of a transfer function in which silicon 33 is attached to the ceramic plate 35 represented by the difference between FIGS. 5B and 5C.

이러한 모의실험결과로 도 5d에 도시된 세라믹평판(35)에 실리콘(33)이 부착된 상태의 전달함수 그래프는 음파전도 매질 관점에서 두피와 두개골 사이의 음향임피던스가 다른 경계조건으로 인해 사람의 머리는 주파수가 높은 음파에 대하여 저역통과의 비선형 전달함수를 갖는다는 것을 보이며, 이를 역으로 이용하여 뇌파를 초음파에 실어 보내면 머리에서 초음파가 검파되고 뇌파동조신호만 두되에 전달되어 뇌파를 동조시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation, the transfer function graph in which the silicon 33 is attached to the ceramic plate 35 shown in FIG. 5D shows that the acoustic impedance between the scalp and the skull is different from the perspective of the sound wave conducting medium. It shows that it has a low pass nonlinear transfer function for high frequency sound waves, and if it is used inversely and sends the brain waves to the ultrasonic waves, the ultrasonic waves are detected from the head and only the EEG signals can be delivered to the brain to synchronize the brain waves. I could confirm that.

한편, 본 실험에서는 초음파 의료기기의 인체에 사용을 허용하는 출력인 720mW/cm2/hour 이내 그리고 인체에 사용을 허용하는 최대 유효음향세기(effective acoustic intensity)인 3mW/cm2 이하에서 진행하였다.On the other hand, in this experiment, the ultrasonic medical device output was performed within 720mW / cm 2 / hour, which allows the use of the human body, and less than 3mW / cm 2 , which is the maximum effective acoustic intensity (allowed for human use).

또한, 상술한 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역용한 뇌파동조장치 내지 방법은 졸음운전 방지장치에 효과적으로 적용할 수 있다. 다시 말해, 차량 운전자에게 활동 뇌파를 유도해서 졸음을 방지할 수 있게 된다.In addition, the EEG apparatus that reverses the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary condition between the scalp and the skull can be effectively applied to the drowsiness driving prevention device. In other words, it is possible to induce an active brain wave to the vehicle driver to prevent drowsiness.

상기 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 졸음운전 방지장치의 개략적인 구성도로, 상기 본 발명의 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치가 내장된 뇌파동조신호 송신장치(12)가 자동차 내부에 장착되어 구성된다. 여기서 상기 뇌파동조신호 송신장치(12)는 운전자 머리와 근접한 운전대나 데쉬보드 또는 운전석 천장에 설치되는 것이 바람직하다.Figure 4 is a schematic configuration of the drowsiness operation prevention device according to an embodiment of the present invention, the brain wave tuning device is built using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull of the present invention The EEG signal transmission device 12 is configured to be mounted inside the vehicle. Here, the EEG 12 is preferably installed on the steering wheel, the dashboard or the driver's ceiling close to the driver's head.

장착된 뇌파동조신호 송신장치(12)는 운전자의 머리에 변조된 신호(25)를 출력하고, 출력된 변조된 신호(25)의 초음파 성분은 두피부(32)와 두개골(34)의 경계면을 통과하면서 감쇄되고 상기 변조된 신호(25)에서 포락선인 뇌파동조신호(24)는 두개골(34)을 통해 골전도되어 뇌에 전달됨에 따라 뇌파동조를 일으키게 된다.The mounted EEG 12 transmits a modulated signal 25 to the head of the driver, and the ultrasonic component of the output modulated signal 25 forms an interface between the scalp 32 and the skull 34. The brain wave tuning signal 24, which is attenuated while passing through and is enveloped in the modulated signal 25, is bone-conducted through the skull 34 and transmitted to the brain, causing the brain wave tuning.

졸음을 탐지하는 방법에는 뇌파(EEG), 근전도(EMG), 심전도(ECG), 안전도(EOG) 등을 이용한 다양한 방법이 있으며, 이러한 방법들은 운전자의 졸음에 대한 판단에 있어서 높은 정확성을 제공해 준다. 특히, 뇌파를 이용한 방법은 운전자의 졸음을 판단할 수 있는 적절한 인자로 이용되고 있다.There are various methods to detect drowsiness using EEG, EMG, EKG, EEG, etc. These methods provide high accuracy in the judgment of driver's drowsiness. . In particular, the method using the EEG is used as an appropriate factor to determine the drowsiness of the driver.

상술한 바와 같이 사람의 뇌에서는 델타파, 세타파, 알파파, 베타파가 발생하며, 사람에 따라 각 파의 양에서 차이가 있지만, 상기 델타파 또는 세타파의 존재유무만으로는 정확한 졸음 탐지가 어렵다. 또한, 델타파와 세타파로 졸음을 판단하더라도, 졸음이 치명적인 문제를 야기시킬 수 있는 분야(예를 들어, 차량 운전, 산업안전)에 있어서는 졸음이 늦게 탐지되어 적절한 조치를 취할 수 없어 심각한 사태가 발생될 수 있다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에 의한 상기 졸음운전 방지장치는 운전자에게 졸음이 오는 것을 효과적으로 방지하는 활성뇌파가 유도되도록 하면서 동시에 운전에 방해함이 없이 연속적으로 변조된 신호(25)를 효과적으로 송신할 수 있게 된다.As described above, delta waves, theta waves, alpha waves, and beta waves are generated in the human brain, and although there is a difference in the amount of each wave according to a person, accurate drowsiness detection is difficult only by the presence or absence of the delta waves or theta waves. In addition, even in the case of drowsiness with delta waves and theta waves, in areas where drowsiness can cause fatal problems (e.g. vehicle driving, occupational safety), drowsiness is detected lately and no appropriate action can be taken to cause serious events. There is a problem that can be. Accordingly, the drowsiness driving prevention device according to the present invention can effectively transmit a continuously modulated signal 25 without disturbing driving while inducing an active EEG which effectively prevents drowsiness to the driver.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention if it is obvious to those skilled in the art.

10: 뇌파동조신호 발생부 12: 뇌파동조신호 송신장치
20: 반송신호 변조부 22: 반송파
24: 동조신호 25: 변조된 신호
30: 변조신호 발생부 32: 두피부
33: 실리콘 34: 두개골
35: 세라믹평판 40: 변조된 뇌파동조신호 출력부
10: brain wave signal generating unit 12: brain wave signal transmitting device
20: carrier signal modulator 22: carrier wave
24: tuning signal 25: modulated signal
30: modulated signal generator 32: scalp
33: silicon 34: skull
35: ceramic plate 40: modulated EEG signal output unit

Claims (5)

인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 주파수와 파형을 갖는 뇌파동조신호를 발생시키는 뇌파동조신호 발생부(10)와, 인간의 두피와 두개골 사이의 음파 매질이 다른 경계면 특성으로 초음파가 검파되고 초음파의 포락선이 두뇌에 전달되는 특성을 역이용하는 것으로 음향임피던스가 상이한 인체의 두피와 두개골 접합면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 발생시키는 반송신호 발생부(30)와, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호와 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파를 변조하는 뇌파반송신호 변조부(20)와, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)에서 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치.
EEG signal generation unit 10 for generating an EEG signal having a frequency and waveform for tuning at least one of human brain waves delta wave, theta wave, alpha wave, and beta wave, and sound wave between human scalp and skull Ultrasonic waves are detected by different media characteristics and ultrasonic envelopes are transmitted to the brain. The frequencies and waveforms are attenuated to demodulate the EEG signals as they pass through the scalp and cranial junction of the human body with different acoustic impedances. Carrier signal generation unit 30 for generating a carrier wave having, and the EEG signal generated by the brain wave tuning signal generator 10 and the EEG carrier signal for modulating the carrier wave generated through the carrier signal generator 30 The modulator 20 and a modulated EEG signal output unit 40 for amplifying and outputting the signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20 are included. To a brain wave tuning device yeokyiyong ultrasonic frequency detection characteristic of the sound wave passing the boundary conditions between the scalp and skull, characterized in that configuration.
제 1항에 있어서,
상기 뇌파반송신호 변조부(20)를 통해 변조된 신호를 미리 저장하고 이를 상기 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)로 출력할 수 있는 진폭변조뇌파 저장재생부가 상기 뇌파동조신호 발생부(10)와 상기 반송신호 발생부(30) 및 상기 뇌파반송신호 변조부(20)를 대신하여 구성되는 것을 특징으로 하는 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치.
The method of claim 1,
An amplitude modulated EEG storage and reproducing unit capable of storing the modulated signal in advance through the EEG transfer signal modulator 20 and outputting the modulated signal to the modulated EEG modulator signal output unit 40. And an ultrasonic frequency detection device using the ultrasonic frequency detection characteristic according to the sound wave transmission boundary condition between the scalp and the skull, characterized in that it is configured in place of the carrier signal generator 30 and the EEG carrier signal modulator 20.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 뇌파동조신호 발생부(10)는, 상기 뇌파동조신호를 미리 저장하여 출력할 수 있는 기억장치나 상기 뇌파동조신호를 생성하기 위한 마이크로프로세서로 구성되고,
상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성되는 반송파는 40KHz ~ 60KHz 이고,
상기 뇌파반송신호 변조부(20)는, 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파와 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호를 피변조파로 하여 진폭변조하거나 단측파대 진폭변조하는 것을 특징으로 하는 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The EEG signal generation unit 10 is composed of a memory device capable of storing and outputting the EEG signal in advance or a microprocessor for generating the EEG signal,
Carrier generated by the carrier signal generation unit 30 is 40KHz ~ 60KHz,
The EEG carrier signal modulator 20 modulates or modulates the carrier wave generated by the carrier signal generator 30 and the EEG signal generated by the EEG signal generator 10 as a modulated wave. EEG apparatus using the ultrasonic frequency detection characteristics according to the sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull, characterized in that the amplitude amplitude modulation.
인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 뇌파동조방법에 있어서,
상기 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조하기 위한 뇌파동조신호를 피변조신호로 하고, 음향임피던스가 상이한 인간의 두피와 두개골의 경계면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 생성하는 생성단계와,
상기 뇌파동조신호와 반송파를 변조하는 변조단계와,
상기 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 출력단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 두피와 두개골 사이의 음파전달 경계조건에 따른 초음파 주파수검파 특징을 역이용한 뇌파동조방법.
In the brain wave tuning method for tuning at least one of human brain waves delta wave, theta wave, alpha wave, beta wave,
Generate a carrier wave having a frequency and a waveform that is attenuated so that the brain wave modulation signal is demodulated while passing through the interface of the scalp and skull of humans having different acoustic impedances as a modulated signal for tuning at least one of the brain waves. Generating step,
A modulation step of modulating the brain wave tuning signal and a carrier wave;
And a step for amplifying and outputting the modulated signal, wherein the EEG method utilizes ultrasonic frequency detection characteristics according to sound wave transmission boundary conditions between the scalp and the skull.
인간의 뇌파인 델타파, 세타파, 알파파, 베타파 중에서 적어도 하나를 동조시켜 챠랑을 운행하는 운전자의 졸음을 방지하기 위한 졸음운전 방지장치에 있어서,
상기 차량 내부의 전면 일측에 장착되어 상기 운전자의 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 뇌파동조신호 송신장치(12)를 포함하며,
상기 뇌파동조신호 송신장치(12)는, 상기 운전자의 뇌파 중에서 적어도 하나를 동조시키기 위한 주파수와 파형을 갖는 뇌파동조신호를 발생시키는 뇌파동조신호 발생부(10)와, 음향임피던스가 상이한 인체의 두피와 두개골 접합면을 통과하면서 상기 뇌파동조신호가 복조되도록 감쇄되는 주파수와 파형을 갖는 반송파를 발생시키는 반송신호 발생부(30)와, 상기 뇌파동조신호 발생부(10)를 통해 생성된 뇌파동조신호와 상기 반송신호 발생부(30)를 통해 생성된 반송파를 변조하는 뇌파반송신호 변조부(20)와, 상기 뇌파반송신호 변조부(20)에서 변조된 신호를 증폭하여 출력하는 변조된 뇌파동조신호 출력부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 뇌파동조장치를 이용한 졸음운전 방지장치.
In the drowsiness driving prevention device for preventing the drowsiness of the driver driving the car by tuning at least one of the human brain waves delta wave, theta wave, alpha wave, beta wave,
Is mounted on one side of the front of the inside of the vehicle includes a brain wave tuning signal transmission device 12 for tuning at least one of the brain waves of the driver,
The brain wave tuning signal transmitter 12 includes a brain wave tuning signal generator 10 for generating a brain wave tuning signal having a frequency and a waveform for tuning at least one of the driver's brain waves, and a scalp of a human body having different acoustic impedances. And a carrier signal generator 30 for generating a carrier wave having a frequency and a waveform which is attenuated so that the brain wave tuning signal is demodulated while passing through the cranial junction surface, and the brain wave tuning signal generated by the brain wave tuning signal generator 10. And an EEG carrier signal modulator 20 for modulating a carrier wave generated by the carrier signal generator 30, and a modulated brain wave tuning signal for amplifying and outputting a signal modulated by the EEG carrier signal modulator 20. Drowsiness operation prevention device using an electroencephalography device characterized in that it comprises an output unit 40.
KR1020110007124A 2011-01-25 2011-01-25 Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these KR20110014254A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110007124A KR20110014254A (en) 2011-01-25 2011-01-25 Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110007124A KR20110014254A (en) 2011-01-25 2011-01-25 Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110014254A true KR20110014254A (en) 2011-02-10

Family

ID=43773484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110007124A KR20110014254A (en) 2011-01-25 2011-01-25 Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110014254A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101601957B1 (en) * 2015-12-01 2016-03-09 홍용표 Managing apparatus and method for driver based on monaural beats
KR102195441B1 (en) * 2019-07-31 2020-12-29 (주)케이아이오티 apparatus for preventing drowsiness of driver using beta wave frequency-following effect

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101601957B1 (en) * 2015-12-01 2016-03-09 홍용표 Managing apparatus and method for driver based on monaural beats
WO2017094927A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-08 홍용표 Apparatus and method for managing driver based on monaural beats
KR102195441B1 (en) * 2019-07-31 2020-12-29 (주)케이아이오티 apparatus for preventing drowsiness of driver using beta wave frequency-following effect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018226818B2 (en) Methods and systems for modulating stimuli to the brain with biosensors
US5036858A (en) Method and apparatus for changing brain wave frequency
CN109152917B (en) Supervisory apparatus and associated methods
US7769439B2 (en) Brain balancing by binaural beat
US7204815B2 (en) Mastoid ear cuff and system
CA3037468A1 (en) Multifunctional closed loop neuro feedback stimulating device and methods thereof
CN107427663A (en) Method and apparatus for the percutaneous stimulation of external ear
JP3151302U (en) Satsuma chair with mental state induction function
JP2000502917A (en) Biofeedback method and psychological state control device
USRE36348E (en) Method and apparatus for changing brain wave frequency
KR20200074797A (en) sleep and drowsiness preventing hair band
JP3779150B2 (en) Computer game device controlled by EEG biofeedback
US20170106202A1 (en) Frequency stimulator
CN113646845A (en) Method and system for delivering sensory simulation based on evoked response quantification
CA2733972C (en) Vibrational delta and theta brain wave induction apparatus and method for stimulation of sleep
KR20170136742A (en) Method and device for conrolling brain state using beat
KR20110014254A (en) Electroencephalogram frequency tuning apparatus and method using reversed way of ultrasonic frequency demodulation characteristic of sound propagation boundary condition between human skin and skull, and doze driving protection apparatus using these
WO2021042976A1 (en) Vibrating wearable device
KR20130027145A (en) Massage device
JP2019005142A (en) Biological stimulation signal wave generation device
CN109310335A (en) The system and method for needing to consume for determining sleep in the case where not monitoring brain activity during sleep procedure
JP2009142468A (en) Autonomic nerve regulation system
JP2014113362A (en) Transcranial magnetic stimulation device
Whitmore et al. Improving attention using wearables via haptic and multimodal rhythmic stimuli
Cheung et al. Anatomical, neurophysiological and perceptual issues of tactile perception

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right