KR20120017873A - 바이오피드백에 의한 조명제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치는, 피측정자의 심전도를 측정하기 위한 복수 개의 심전도 측정용 전극; 상기 피측정자의 맥파를 측정하기 위한 PPG(Photo plethysmo graphy) 측정용 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 PPG 측정용 센서를 통해 측정되는 상기 피측정자의 심박동수를 근거로 심박변이도(Heart Rate Variability; HRV)를 산출하고 상기 심박변이도에 대하여 고속 푸리에 변환을 적용하여 주파수 영역에서 상기 심박변이도의 전력 분포를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density; PSD)를 산출하며 상기 전력 스펙트럼 밀도에 의해 결정된 동작을 수행하도록 LED 조명제품을 제어하는 중앙 처리부; 및 각각의 주파수 성분이 어느 정도 포함되어 있는가를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도에 대응하여 상기 LED 조명제품이 방출하는 빛의 파장대와 상기 LED 조명제품을 점등시키는 점등 주기가 기록된 테이블을 유지하는 메모리부를 포함한다.

Description

바이오피드백에 의한 조명제어 장치{APPRATUS FOR LIGHTING CONTROL BY BIOFEEDBACK}
본 발명은 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교감 신경계와 부교감 신경계가 함께 작용하면 심장박동이 일정하겠지만 음식의 섭취나 싸움, 각성 등 외부 자극에 두 신경이 반응하면서 심박동에 변화가 생긴다.
이에, 심박변이도(HRV)를 측정한 결과로부터 얻어지는 교감 신경과 부교감 신경의 비율에 따라 LED 조명제품의 동작을 제어함으로써 호흡을 맞추도록 유도하는 등 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 유지하는데 도움을 줘서 결과적으로 심장의 건강을 향상시키는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에 관한 것이다.
바이오피드백은 자기 자신의 생체 반응을 기계적으로 감시하여 통제할 수 있도록 하는 기술이다. 사람들은 자신의 심장박동과 혈압, 감정적 반응까지도 통제하는 방법을 배울 수 있다. 바이오피드백 훈련은 불규칙한 심장박동, 고혈압, 만성 통증, 두통 또는 많은 스트레스 관련 증상을 치료하는 데 사용되어 왔다. 이 기법은 혈압이나 심박수 또는 근육의 긴장도 등 통상적으로는 알지 못하는 생리 과정에 대하여 끊임없이 정보를 제공하는데, 특수 장비가 이 과정들을 기록하다가 바뀐 신호음이나 검침을 통해 피험자에게 정보를 바로바로 알려준다. 또한, 훈련을 거듭하면 자신의 생리적 과정을 자유자재로 통제할 수 있는 전략을 습득하게 된다. 예를 들어 심박수가 일정 수준 이상이 될 때 반응하도록 되어 있는 기계의 불빛이 신호를 보낼 때마다 호흡을 조절하여 심박수를 통제하는 방법을 배울 수 있다. 인체 내부의 기능이 이렇듯 통제 가능하다는 사실을 발견한 것은 실로 엄청난 일이며 바이오피드백은 스트레스 감소에 성공적으로 사용되어 온 방법이다.
인체가 스트레스에 노출되면 자율 신경계를 관장하는 시상하부에서 호르몬이 분비되고 자율 신경을 자극해 맥박과 호흡이 빨라진다. 그로 인해 짧은 시간에 혈당과 콜레스테롤이 높아진다. 위험한 외부 자극에 대응하기 위해 비상이 걸린 상태가 되는데 이 시기를 경계 반응기라고 한다. 이러한 변화는 대개 일시적이고 스트레스가 사라지면 원상복귀가 된다. 그러나 스트레스가 지속되면 우리 몸이 스트레스에 저항하다가 탈진 상태에 빠지게 되고 심각한 질환으로 이어진다.
스트레스가 심혈관계에 작용하게 되면 부정맥, 고혈압, 협심증, 심근경색이 일어나게 되며 위장관계에 작용하면 신경성 소화불량, 과민성 대장증후군, 소화성 궤양이 발생한다. 이럴 경우 해당 질환의 치료와 함께 정신과 치료를 병행해야 효과를 높일 수 있다. 당뇨와 비만, 고혈압과 같은 질환도 내과 치료가 선행되어야 하지만 정신과 치료를 함께 해야 제대로 치료 효과가 나타날 수 있다. 스트레스가 질병의 원인이 되거나 때로는 악화시키는데 일조를 한다는 이야기다.
심박변이도 검사란 심장박동을 유지시키는, 인체의 전기 시스템이 제대로 작동하고 있는지를 평가하는 방법으로 부정맥 같은 심장박동의 이상을 측정하는데 쓰인다. 자율 신경계는 심장박동을 교감 신경계와 부교감 신경계를 통해 조절한다. 교감 신경계와 부교감 신경계가 함께 작용하면 심장박동이 일정하겠지만 음식의 섭취나 싸움, 각성 등 외부 자극에 두 신경이 반응하면서 심박동에 변화가 생긴다.
자율 신경계는 체내외적인 환경변화에 대하여 내적 환경의 균형을 유지하는 역할을 하므로 생명 유지 활동 및 신체 내의 향상성을 유지하여 건강한 생활을 영위할 수 있도록 직접적으로 관여한다. 그렇기 때문에 자율 신경계의 활동으로부터 발생하는 심박변이도를 측정함으로써 건강 상태를 알 수 있다.
복식 호흡, 스트레칭, 긴장 이완, 명상 등은 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 유지하는데 도움을 줘서 심박변이도를 높이고 결과적으로 심장의 건강을 향상시킨다.
PC 사용이 보편화되면서 마우스패드를 이용한 간이 건강진단 장치에 관한 많은 기술들이 소개되었고, 그 중 하나가 특허출원 제1998-56429호로 출원되었는데, 상기 출원의 기술내용에 대하여 설명하면, 상기 출원은 마우스패드에 손바닥 모양을 음각으로 형성한 다음 손바닥 모양의 적절한 부위에 심전도 측정센서, 맥박 측정센서 등 다수의 센서를 부착시켜서 마우스패드를 구성하고, 사용자가 자신의 손바닥을 마우스패드에 음각으로 형성된 손바닥 모양에 갖다 댐으로써 손바닥을 통해 생리 신호 및 활력 증후를 측정하여 RS-232C 포트를 통하여 PC로 전송하고, PC에 미리 구축해 둔 데이터베이스와의 비교 분석을 통해 진단하고 진단 결과를 제시할 수 있도록 한 마우스패드를 이용한 간이 건강진단 장치이다.
그러나 상기와 같은 마우스패드를 이용한 간이 건강진단 장치는 마우스패드에 음각으로 형성한 손바닥의 각 부위에 서로 다른 항목들을 측정하는 센서들을 부착시킨 것인데, 사람마다 손바닥 크기가 달라 측정하고자 하는 항목을 정확히 측정할 수 없기 때문에 정확한 데이터를 얻을 수 없으며 설령 각 항목을 측정한다고 하더라도 단순히 측정하여 데이터베이스에 저장된 데이터와 비교 분석하여 진단 결과만을 표시해주는 것이어서 종래부터 일반적으로 사용해오던 체온계나 혈압계와 큰 차이가 있다고도 할 수 없다.
이에, 심박변이도(HRV)를 측정한 결과로부터 얻어지는 교감 신경과 부교감 신경의 비율에 따라 LED 조명제품의 동작을 제어함으로써 호흡을 맞추도록 유도하는 등 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 유지하는데 도움을 줄 수 있는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치의 기술 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 심박변이도(HRV)를 측정한 결과로부터 얻어지는 교감 신경과 부교감 신경의 비율에 따라 LED 조명제품의 동작을 제어함으로써 호흡을 맞추도록 유도하는 등 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 유지하는데 도움을 줘서 결과적으로 심장의 건강을 향상시키는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치는, 피측정자의 심전도를 측정하기 위한 복수 개의 심전도 측정용 전극; 상기 피측정자의 맥파를 측정하기 위한 PPG(Photo plethysmo graphy) 측정용 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 PPG 측정용 센서를 통해 측정되는 상기 피측정자의 심박동수를 근거로 심박변이도(Heart Rate Variability; HRV)를 산출하고 상기 심박변이도에 대하여 고속 푸리에 변환을 적용하여 주파수 영역에서 상기 심박변이도의 전력 분포를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density; PSD)를 산출하며 상기 전력 스펙트럼 밀도에 의해 결정된 동작을 수행하도록 LED 조명제품을 제어하는 중앙 처리부; 및 각각의 주파수 성분이 어느 정도 포함되어 있는가를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도에 대응하여 상기 LED 조명제품이 방출하는 빛의 파장대와 상기 LED 조명제품을 점등시키는 점등 주기가 기록된 테이블을 유지하는 메모리부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에서 상기 중앙 처리부는 상기 산출된 전력 스펙트럼 밀도에 대응하는 파장대 및 점등 주기를 상기 테이블로부터 독출하여 상기 LED 조명제품의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에서 상기 전력 스펙트럼 밀도는 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포와 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포 간의 비율로 계산되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에서 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 부교감 신경계의 작용에 의한 것이고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 교감 신경계의 작용에 의한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치에서 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.48 내지 0.52인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 460nm 내지 480nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.54 내지 0.58인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 500nm 내지 554nm로 하며 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.65 내지 0.69인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 550nm 내지 570nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 1.0 내지 1.4인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 575nm 내지 594nm로 하며 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 1.3 내지 1.7인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 595nm 내지 619nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 2인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 620nm 내지 630nm로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치는 상기 피측정자에게 나이 및 보유한 질병의 입력이 가능한 사용자 인터페이스를 제공하고 상기 LED 조명제품의 제어에 관한 각종 기능을 포함하는 제어 리스트에 대한 화면이 디스플레이 되는 디스플레이부; 및 상기 피측정자로부터 상기 나이 및 보유한 질병에 대응하는 키 이벤트를 입력 받는 입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치는 리모컨 형태로 제작되는 것을 특징으로 한다.
심박변이도는 심장박동의 주기적인 변화를 측정한 것으로, 환경에 따라 시시각각 달라지는 자율 신경계의 상태를 반영한다. 심박변이도를 통해 개인의 스트레스 상태를 진단하고 검사 결과에 따라 호흡 방법을 결정하는 등 마음을 다스릴 수 있도록 만드는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 테이블을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 긴장 상태일 때의 심박변이도 및 전력 스펙트럼 밀도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이완 상태일 때의 심박변이도 및 전력 스펙트럼 밀도를 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오피드백에 의한 조명제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 조명제어 장치(100)는 리모컨 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 조명제어 장치(100)는 심전도 측정용 전극(110), PPG(Photo plethysmo graphy) 측정용 센서(120), 중앙 처리부(130), 메모리부(140), 디스플레이부(150), 및 입력부(160)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 심전도 측정용 전극(110)은 피측정자의 심전도를 측정하기 위한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 PPG 측정용 센서(120)는 상기 피측정자의 맥파를 측정하기 위한 것이다. 심전도 측정용 전극(110)의 개수와 설치위치나 PPG 측정용 센서(120)의 설치위치는 당업자의 판단에 따라 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 중앙 처리부(130)는 심전도 측정용 전극(110) 및 PPG 측정용 센서(120)를 통해 측정되는 상기 피측정자의 심박동수를 근거로 심박변이도(Heart Rate Variability; HRV)를 산출한다.
자율 신경계는 심장박동을 교감 신경계와 부교감 신경계를 통해 조절한다. 교감 신경계와 부교감 신경계가 함께 작용하면 심장박동이 일정하겠지만 음식의 섭취나 싸움, 각성 등 외부 자극에 두 신경이 반응하면서 심박동에 변화가 생긴다.
자율 신경계는 체내외적인 환경변화에 대하여 내적 환경의 균형을 유지하는 역할을 하므로 생명 유지 활동 및 신체 내의 향상성을 유지하여 건강한 생활을 영위할 수 있도록 직접적으로 관여한다. 그렇기 때문에 자율 신경계의 활동으로부터 발생하는 심박변이도를 측정함으로써 건강 상태를 알 수 있다.
일반적으로 생각하는 심장박동수는 전반적인 심장작업 수행능력에 관한 정보를 제공하는 반면 심박변이도는 자율 신경계의 정상적인 활동으로부터 발생하므로 자율 신경계의 활동을 나타낸다. 심박변이도는 심박동과 박동의 매 순간 순간의 변화를 의미하고 이 변화로부터 자율 신경계의 활동을 분석해 내는 것이기 때문에 분당 평균 심장박동수와는 차이가 있다.
스펙트럼이란 가로축에 주파수, 세로축에는 각 주파수에 있어서의 파의 강도(power: 단위시간당 에너지)를 나타낸 것이며 각각의 주파수 성분이 어느 정도 포함되어 있는가를 나타낸 것이다. 이것은 정확하게는 전력 스펙트럼 밀도라 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 중앙 처리부(130)는 상기 심박변이도에 대하여 고속 푸리에 변환을 적용하여 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density; PSD)를 산출할 수 있다. 상기 심박변이도에 고속 푸리에 변환을 수행함으로써 자율 신경계에 속한 교감 신경계와 부교감 신경계의 활성화 정도를 측정할 수 있다. 상기 활성화 정도에 따라 조명의 조도와 색상을 변화시킴으로써 자율 신경계의 안정을 유도할 수 있다.
상기 전력 스펙트럼 밀도는 주파수 영역에서 상기 심박변이도의 전력 분포를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 처리부(130)는 상기 전력 스펙트럼 밀도에 의해 결정된 동작을 수행하도록 LED 조명제품(200)을 제어한다. 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명제품(200)은 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 LED를 이용해 다양한 색을 구현해낸다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명제품(200)은 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 LED는 발광 파장이 약 630nm로 구현될 수 있다. 또한, 상기 녹색 LED는 발광 파장이 약 525nm로 구현될 수 있다. 또한, 상기 청색 LED는 발광 파장이 약 460nm로 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 메모리부(140)는 각각의 주파수 성분이 어느 정도 포함되어 있는가를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도에 대응하여 LED 조명제품(200)이 방출하는 빛의 파장대와 LED 조명제품(200)을 점등시키는 점등 주기가 기록된 테이블을 유지한다.
본 발명의 일실시예에 따른 중앙 처리부(130)는 상기 산출된 전력 스펙트럼 밀도에 대응하는 파장대 및 점등 주기를 메모리부(140)가 유지하는 상기 테이블로부터 독출하여 LED 조명제품(200)의 동작을 제어한다.
상기 테이블은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 테이블을 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 테이블(10)은 하나 이상의 전력 스펙트럼 밀도 및 상기 각 전력 스펙트럼 밀도에 대응하는 빛의 파장대를 유지한다. 상기 전력 스펙트럼 밀도는 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포와 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포 간의 비율로 계산될 수 있다. 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 부교감 신경계의 작용에 의한 것이고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 교감 신경계의 작용에 의한 것이다. 즉, 상기 전력 스펙트럼 밀도는 교감 신경계와 부교감 신경계의 균형비로 따진 지표이다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전력 스펙트럼 밀도로는 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값인 0.5, 0.56, 0.67, 1.2, 1.5, 및 2를 포함할 수 있다.
테이블(10)은 상기 각 비율에 대응하는 빛의 파장대를 유지한다. 예를 들어, 상기 "0.5"라는 비율에 대응하여 "460nm 내지 480nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다. 또한, 상기 "0.56"라는 비율에 대응하여 "500nm 내지 554nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다. 또한, 상기 "0.67"라는 비율에 대응하여 "550nm 내지 570nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다. 또한, 상기 "1.2"라는 비율에 대응하여 "575nm 내지 594nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다. 또한, 상기 "1.5"라는 비율에 대응하여 "595nm 내지 619nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다.
또한, 상기 "2"라는 비율에 대응하여 "620nm 내지 630nm"라는 빛의 파장대가 기록될 수 있다.
LED 조명제품(200)은 상기 빛의 파장대 혹은 점등 주기에 대응하는 동작을 수행한다. 예를 들어, 도 2의 테이블(10)에서와 같이, 상기 빛의 파장대가 "460nm 내지 480nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 파란색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 심장 운동을 느리게 하여 진정되도록 할 수 있다.
또한, 상기 빛의 파장대가 "500nm 내지 554nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 녹색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 스트레스, 피로감의 누적으로부터 회복을 이끌며 신체 기능을 증진시킬 수 있다.
또한, 상기 빛의 파장대가 "550nm 내지 570nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 초록색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 긴장감을 풀어주며 상쾌한 느낌을 주고 활력과 주의력을 증진시켜 줄 수 있다.
또한, 상기 빛의 파장대가 "575nm 내지 594nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 노란색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 운동신경을 활성화하고 근육에 사용되는 에너지를 생성하며 영감을 불러 일으키고 긍정적인 전자기의 흐름을 일으키도록 할 수 있다.
또한, 상기 빛의 파장대가 "595nm 내지 619nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 주황색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 신체적, 심리적인 균형을 이룰 수 있도록 하고 생화학적인 구조에 변화를 일으켜 우울한 상태에 빠지지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 빛의 파장대가 "620nm 내지 630nm"인 경우, LED 조명제품(200)은 해당하는 파장의 빛을 방출시켜 빨강색으로 조명되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 피측정자는 LED 조명제품(200)의 응시만으로도 감각 신경을 자극해 혈액순환을 활성화시키고 뇌 척수액을 자극해 교감 신경계를 활성화시킬 수도 있다.
또한, LED 조명제품(200)은 상기 빛의 점등 주기에 대응해 서서히 밝게 혹은 서서히 어둡게 해주는 등 빛의 조도를 조절한다. 예를 들어, LED 조명제품(200)의 불빛이 서서히 밝아질 때 상기 피측정자로 하여금 숨을 들이마시게 하고 LED 조명제품(200)의 불빛이 서서히 어두워질 때 상기 피측정자로 하여금 숨을 내쉬도록 함으로써 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 유지하는데 도움을 줄 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 조명제어 장치(100)는 상기 피측정자에게 나이 및 보유한 질병의 입력이 가능한 사용자 인터페이스를 디스플레이부(150)를 통해 제공하고, 상기 피측정자로부터 입력 받는 나이 및 보유한 질병을 LED 조명제품(200)의 제어에 활용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이부(150)는 LED 조명제품(200)의 제어에 관한 각종 기능을 포함하는 제어 리스트에 대한 화면이 디스플레이 된다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 입력부(160)는 상기 피측정자로부터 상기 나이 및 보유한 질병에 대응하는 키 이벤트를 입력 받는다. 본 발명의 일실시예에 따른 조명제어 장치(100)는 일반 액정이 아닌 터치스크린을 채용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 조명제어 장치(100)는 LED 조명제품(200)과 지그비와 같은 무선 통신을 행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 긴장 상태일 때의 심박변이도 및 전력 스펙트럼 밀도를 도시한 도면이고 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이완 상태일 때의 심박변이도 및 전력 스펙트럼 밀도를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 업무에 집중하고 있을 때와 같은 긴장 상태에서는 심박변이도가 불규칙적이거나 복잡하다. 또한, 전력 스펙트럼 밀도에 있어서는 에너지가 대부분 저주파 영역에 집중되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일정 시간 간격으로 숨을 마시고 내쉴 때와 같은 이완 상태에서는 심박변이도가 꽤 규칙적이다. 또한, 전력 스펙트럼 밀도에서 알 수 있듯이 펄스의 주파수 성분들의 전력은 0.15Hz 정도에 집중되어 있다. 즉, 교감 신경계와 부교감 신경계가 균형을 이룬다.
상기한 바와 같이, 심박동수를 측정하여 이에 따라 조명의 색을 바꾸거나 밝기를 조절함으로써 개인의 몸 상태에 맞는 호흡법을 유도해 자율 신경계의 균형을 이뤄준다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 심박변이도를 통해 개인의 스트레스 상태를 진단하고 검사 결과에 따라 호흡 방법을 결정하는 등 마음을 다스릴 수 있도록 만드는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 조명제어 장치 110: 심전도 측정용 전극
120: PPG 측정용 센서 130: 중앙 처리부
140: 메모리부 150: 디스플레이부
160: 입력부 200: LED 조명제품

Claims (7)

  1. 피측정자의 심전도를 측정하기 위한 복수 개의 심전도 측정용 전극;
    상기 피측정자의 맥파를 측정하기 위한 PPG(Photo plethysmo graphy) 측정용 센서;
    상기 심전도 측정용 전극 및 PPG 측정용 센서를 통해 측정되는 상기 피측정자의 심박동수를 근거로 심박변이도(Heart Rate Variability; HRV)를 산출하고 상기 심박변이도에 대하여 고속 푸리에 변환을 적용하여 주파수 영역에서 상기 심박변이도의 전력 분포를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density; PSD)를 산출하며 상기 전력 스펙트럼 밀도에 의해 결정된 동작을 수행하도록 LED 조명제품을 제어하는 중앙 처리부; 및
    각각의 주파수 성분이 어느 정도 포함되어 있는가를 나타내는 전력 스펙트럼 밀도에 대응하여 상기 LED 조명제품이 방출하는 빛의 파장대와 상기 LED 조명제품을 점등시키는 점등 주기가 기록된 테이블을 유지하는 메모리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 처리부는 상기 산출된 전력 스펙트럼 밀도에 대응하는 파장대 및 점등 주기를 상기 테이블로부터 독출하여 상기 LED 조명제품의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 스펙트럼 밀도는 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포와 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포 간의 비율로 계산되는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 부교감 신경계의 작용에 의한 것이고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포는 교감 신경계의 작용에 의한 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.48 내지 0.52인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 460nm 내지 480nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.54 내지 0.58인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 500nm 내지 554nm로 하며 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 0.65 내지 0.69인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 550nm 내지 570nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 1.0 내지 1.4인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 575nm 내지 594nm로 하며 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 1.3 내지 1.7인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 595nm 내지 619nm로 하고 상기 저주파 영역에서의 신호의 전력 분포를 상기 고주파 영역에서의 신호의 전력 분포로 나눈 값이 2인 경우 상기 테이블에 저장된 파장대를 620nm 내지 630nm로 하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조명제어 장치는,
    상기 피측정자에게 나이 및 보유한 질병의 입력이 가능한 사용자 인터페이스를 제공하고 상기 LED 조명제품의 제어에 관한 각종 기능을 포함하는 제어 리스트에 대한 화면이 디스플레이 되는 디스플레이부; 및
    상기 피측정자로부터 상기 나이 및 보유한 질병에 대응하는 키 이벤트를 입력 받는 입력부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조명제어 장치는 리모컨 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 바이오피드백에 의한 조명제어 장치.
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