KR20120084132A - 목디스크 예방을 위한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터 제어 로봇 및 제어 방법에 관한 것으로서, 모니터 사용 환경에서 사용자의 목디스크 예방을 효과적으로 도모할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 모니터 제어 로봇의 경우, 사용자의 자세를 센싱하는 센싱파트와, 센싱파트에서 센싱된 정보를 바탕으로 사용자에 대한 모니터의 최적 위치를 계산하는 연산파트와, 도출된 최적 위치로 모니터를 이동시키는 구동파트를 포함하여 구성된다.

Description

목디스크 예방을 위한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법{MONITOR CONTROL ROBOT AND CONTROL METHODS FOR PREVENTING HERNIATED CERVICAL DISC}

본 발명은 모니터 자세 및 위치 제어와 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 모니터 사용 환경에서 사용자의 목디스크 예방을 효과적으로 도모하기 위한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법에 관한 것이다.

현대 사회에서는 모니터 사용 시간이 늘어남에 따라 그로 인해 목디스크 환자가 점점 늘어나고 있는 추세이다.

따라서 모니터 사용자가 목디스크에 걸릴 위험도는 매우 높고 한번 걸리면 치료가 어렵기 때문에 예방이 우선되어야 한다.

현재, 모니터를 알맞은 위치로 조정하기 위한 다양한 제품이 개발되어 있고, 판매되고 있다. 하지만 이런 기존의 제품의 문제점은 사용자가 직접 수동으로 제어해야 하는 점, 사용자가 임의로 조정하기 때문에 그 조정된 위치가 올바르지 못하여 목디스크 예방을 기대하기 힘들다는 점, 설사 모니터를 적절한 위치로 조정했다 하더라도 이후 계속 사용하면서 사용자의 자세는 다시 흐트러진다는 점 등으로 인해 사용상에 많은 제약 및 문제가 있다.

이에 따라, 종래에는 도 1에서 살펴볼 수 있는 것처럼 각도 조절이 가능한 모니터 지지구조가 개시되기도 하였다.

종래기술에 의하면, 모니터(12)를 컴퓨터 본체(11)에 대해 복수의 지지 각도로 지지하는 것으로, 상단부가 상기 모니터(12)의 배면에 힌지결합된 받침대(13), 및 컴퓨터 본체(11)의 상면에 설치되어 받침대(13)의 하단부 양측을 수평 이동 가능하게 지지하는 두 개의 레일(14)을 구비하는 것을 특징으로 구성되어, 견고하게 지지되면서도 모니터(12)의 세워진 각도를 용이하게 조절할 수 있었다.

하지만, 이같은 종래기술의 경우 모니터(12)의 시청각도를 조절할 수는 있었으나 사용자의 자세를 능동적으로 바로잡아 거북목 증후군 및 목디스크를 예방할 수 있는 구체적인 구성이 없었다.

따라서 위와 같은 문제점을 보완하여 모니터 사용자의 거북목 증후군 및 목디스크를 효과적으로 예방할 수 있는 기술의 개발이 절실한 실정이었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 모니터 사용 환경에서 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 최적의 모니터 위치를 연산하고 그 위치로 모니터를 이동시킬 수 있도록 한 모니터 제어 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 사용자의 위치를 능동적으로 파악하는 센싱(sensing)기술, 센싱된 정보를 바탕으로 최적의 모니터 위치 계산 및 그에 따른 이동기술, 자세가 흐트러진 사용자에게 경고하는 기술을 접목시킨 모니터 제어 로봇 및 그 제어 방법을 제공함으로써, 목디스크 등과 관련한 모니터 사용자의 건강이 효과적으로 지켜질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 모니터 제어 로봇은, 모니터 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 모니터 제어 로봇으로서, 사용자의 자세를 센싱하는 센싱파트; 상기 센싱파트에서 센싱된 정보를 바탕으로 사용자에 대한 상기 모니터의 최적 위치를 계산하는 연산파트; 상기 도출된 최적 위치로 모니터를 이동시키는 구동파트를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 센싱파트는, 상기 모니터 전면에 설치되어 사용자 눈동자를 파악하는 위치측정센서와; 상기 모니터 전면 상단부에 설치되어 사용자 눈동자와의 거리를 측정하는 제1거리측정센서와; 상기 모니터 전면 하단부에 설치되어 사용자 가슴과의 거리를 측정하는 제2거리측정센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 모니터 전면의 좌편과 우편에 각각 설치되어 사용자 눈동자와의 거리를 각각 측정하는 한 쌍의 제3거리측정센서를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 모니터를 지속적으로 사용하는 과정에서 상기 센싱파트에 의해 사용자의 자세가 흐트러지는 것이 센싱되면 경고하는 경고파트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경고파트는, 상기 제1거리측정센서에서 측정된 사용자 눈동자와의 거리와 상기 제2거리측정센서에서 측정된 사용자 가슴과의 거리 차가 기설정된 범위를 설정시간동안 지속적으로 벗어날 때 경고하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 설정하고, 사용자의 눈동자와 모니터간의 기준거리를 설정하기 위해 입력장치를 구비한 설정파트를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경고파트는, 좌편에 설치된 상기 제3거리측정센서와 우편에 설치된 상기 제3거리측정센서에서 측정된 사용자 눈동자와의 거리 차가 기설정된 범위를 설정시간동안 지속적으로 벗어날 때 경고하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 설정하기 위한 입력장치를 구비한 설정파트를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 입력장치는 상기 센싱파트를 작동시키기 위한 시작버튼과 설정값을 입력하기 위한 입력키들로 이루어진 키패드와 디스플레이창을 구비하고, 주파수방식으로 무선연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동파트는, 모니터 베이스에 부착되는 구동바퀴와, 상기 구동바퀴에 구동력을 전달하는 모터와, 상기 모니터 베이스와 모니터를 연결하는 다관절의 아암과, 상기 아암의 각 부분을 구동시켜 모니터의 경사각 및 높이를 조절할 수 있도록 상기 아암에 구동력을 전달하는 아암 구동용 서보모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 모니터 제어 방법은, 모니터 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 모니터 제어 방법으로서, 사용자의 자세를 센싱하는 센싱단계와; 사용자에 대한 상기 모니터의 최적 위치를 계산하는 연산단계와; 상기 도출된 최적 위치로 모니터를 이동시키는 구동단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 센싱단계는, 사용자의 눈동자를 파악하는 단계와, 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계와, 사용자의 가슴과의 거리를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 눈동자와의 거리와 가슴과의 거리 차가 설정된 범위를 지속적으로 벗어나면 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 센싱단계는, 사용자의 눈동자를 파악하는 단계와, 좌편과 우편에서 각각 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 좌편과 우편에서 측정한 사용자의 눈동자와의 거리 차가 설정된 범위를 지속적으로 벗어나면 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 사용자가 직접 입력하여 설정하는 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단되면 상기 연산단계를 시행하기 전에 경고를 발하는 경고단계를 진행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경고단계는, 경고음을 내는 방법, 상기 모니터에 경고창을 띄우는 방법, 상기 모니터를 움직여 경고하는 방법 중 적어도 한 가지를 방법으로 경고를 발하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동단계 이후에도, 상기 센싱단계, 경고단계 및 연산단계가 지속적으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연산단계는 상기 센싱단계를 통해 사용자 눈동자가 파악된 후, 사용자의 눈동자를 기준으로 최적 위치를 계산하여 상기 구동단계에서 모니터의 높이와 거리를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동단계는, 사용자의 눈동자와 모니터와의 높낮이를 맞추는 단계, 사용자와 모니터의 거리를 맞추는 단계, 사용자의 위치 이동시 재연산된 결과를 반영하여 모니터 위치를 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 구동단계는 종료시 모니터를 원위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 목디스크 예방을 위한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법은, 사용자에 대하여 모니터의 최적 위치를 능동적으로 도출하고 모니터를 이동시킴으로써 사용자의 목디스크 예방을 효과적으로 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 위치측정센서와 복수의 거리측정센서에 의해 사용자의 거북목 자세와 좌우 치우침을 측정하고 경고함으로써 사용자에게 경각심을 유발하고 올바른 자세로 모니터를 사용할 수 있도록 유도한다.

또한, 본 발명은 목디스크, 거북목 자세나 좌우 치우침 등 신체적인 잘못을 바로잡는 효과에만 한정되지 않고, 일반적인 디스플레이(예: TV, 각종 액정 장치 등) 및 디스플레이 관련 객체(예: 책 받침대 등)에 활용하여 적절하고 안정적인 위치로 디스플레이 또는 디스플레이 관련 객체를 이동시킴으로써, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 모니터 조절용 구조를 설명하기 위한 참조도.
도 2는 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 작용을 설명하기 위한 참조측면도.
도 5는 본 발명에 의한 모니터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명에 의한 모니터 제어 방법에서 사용자의 자세가 올바른지 판단하는 과정을 설명하기 위한 참조도.
도 7은 본 발명에 의한 모니터 제어 방법을 설명하기 위한 단계별 흐름도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 목디스크 예방을 위한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법은 모니터 사용 환경에서 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 최적의 모니터 위치를 연산하고 그 위치로 모니터를 이동시킬 수 있는 것은 물론 사용자의 잘못된 자세를 바로잡을 수 있도록 구성된다. 즉, 본 발명은 사용자의 위치를 능동적으로 파악하는 센싱(sensing)기술, 센싱된 정보를 바탕으로 최적의 모니터 위치 계산 및 그에 따른 이동기술, 자세가 흐트러진 사용자에게 경고하는 다양한 기술들을 접목시켜 거북목 증후군 및 목디스크 등과 관련한 모니터 사용자의 건강이 효과적으로 지켜질 수 있도록 구성된다.

이하, 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇 및 제어 방법의 구성에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 구성도이며, 도 4는 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇의 작용을 설명하기 위한 참조측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇은 사용자에 맞는 최적의 사용자 정보를 초기 또는 사용중에 입력하여 설정하는 설정파트(145), 사용자의 자세를 센싱하는 센싱파트(120), 상기 센싱파트(120)에서 센싱된 정보를 바탕으로 사용자에 대한 상기 모니터(160)의 최적 위치를 계산하는 연산파트(130), 상기 도출된 최적 위치로 모니터(160)를 이동시키는 구동파트(140)를 주요 구성요소로 포함하며, 상기 센싱파트(120)에 의해 사용자의 자세가 잘못된 것으로 센싱되면 경고하는 경고파트(150)를 더 포함한다.

이처럼 상기 설정파트(110), 센싱파트(120), 연산파트(130), 구동파트(140) 및 경고파트(150)를 주요 구성요소로 하여 이루어진 본 발명의 모니터 제어 로봇은 거북목 증후군 및 목디스크 등과 관련한 모니터 사용자의 건강이 효과적으로 지켜질 수 있도록 능동적으로 동작하게 되는 것이다. 아래에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 상기 설정파트(110)는 사용자와 모니터(160)간의 최적 거리(예컨대, 60cm 정도를 전후해서 설정할 수 있음), 사용자 눈동자와 모니터(160)와의 거리와 사용자 가슴과 모니터(160)와의 거리 차(예컨대, 5cm 정도를 전후해서 설정할 수 있음), 잘못된 자세를 경고하기 전에 신뢰도를 높일 수 있도록 잘못된 자세가 지속적으로 유지되는 시간(예컨대, 5분 정도를 전후해서 설정할 수 있음) 등의 정보를 사용자가 직접 설정할 수 있도록 입력장치(111) 및 저장 장치(미도시됨)로 이루어진다. 상기 입력장치(111)는 센싱파트(120)를 작동시켜주는 시작버튼을 포함하여 각종 설정을 입력하기 위한 입력키들로 이루어진 키패드(111a)와 입력 내용 안내 및 각종 결과치 등 관련 정보를 디스플레이하는 디스플레이창(111b)을 구비한다. 상기 입력장치(111)는 도시된 것처럼 주파수 방식으로 로봇 본체와 연결되는 것이 사용에 편리하여 바람직하다. 하지만 필요에 따라 유선연결로 마련될 수 있음은 물론이다.

나아가 본 발명에 의한 모니터 제어 로봇은 퍼스널 컴퓨터와 연동하여 작동될 수 있으며, 이 경우 컴퓨터의 모니터와 키보드, 조이스틱, 리모콘 등 컴퓨터의 입력장치, 저장 장치 및 중앙처리장치를 활용하여 상기 설정파트(110) 및 연산파트(130)를 대체할 수 있다.

계속해서, 상기 센싱파트(120)에 대해 설명한다. 상기 센싱파트(120)는 위치측정센서(C1)와, 제1거리측정센서(S1), 제2거리측정센서(S2), 한 쌍의 제3거리측정센서(S3)로 이루어진다.

상기 센싱파트(120)의 위치측정센서(C1)는 모니터(160) 전면 상단부에 설치되어 사용자의 눈동자를 센싱하여 파악한다. 이로써 사용자의 눈동자에 대응하는 좌표값을 상기 연산파트(130)에서 산정할 수 있게 된다. 여기서, 상기 위치측정센서(C1)는 사용자의 눈동자를 식별하여 파악할 수 있도록 이미지센싱이 가능한 카메라로 간단히 구비될 수 있다. 특히 본 발명에서는 사용자의 눈동자를 파악하는 것이 중요하므로 반드시 이미지센싱이 아니더라도 RFID를 헤드셋에 부착하여 대략적인 눈동자를 파악하는 방법, 광센서에 의해 사용자가 크게 눈을 깜빡일 때 측정된 명암의 차이를 계산하여 눈의 위치를 파악하는 방법 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 제1거리측정센서(S1)는 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 상기 모니터(160) 전면 상단부에 설치되어 사용자 눈동자와의 거리(L1)를 측정하고, 상기 제2거리측정센서(S2)는 상기 모니터(160) 전면 하단부에 설치되어 사용자 가슴과의 거리(L2)를 측정한다. 이렇게 사용자의 눈동자와의 거리 및 사용자 가슴과의 거리가 측정되면, 그 거리의 편차를 가지고 사용자의 습관적인 거북목 자세를 경고하고 올바른 자세로 유도하는 근거로 사용된다. 예컨대, 상기 모니터(160)와 사용자 가슴과의 거리(L2)가 상기 모니터(160)와 사용자 눈동자와의 거리(L1)보다 5cm를 초과하였다면 잘못된 거북목 자세로 판단하여 상기 경고파트(150)에서 사용자에게 경고를 발하도록 한다. 여기서, 잘못된 자세로 판단할 수 있는 거리의 편차는 어느 정도로 할 것인지에 대해서는 사람에 따라 골격이 다르므로 사전에 제반조건을 참조하여 미리 설정하면 된다.

단 여기서, 상기 센싱파트(120)의 위치측정센서(C1)가 사용자의 눈동자를 센싱하여 파악한 직후에는 모니터(160) 전면 상단부에 설치된 상기 위치측정센서(C1)가 사용자의 눈동자 한 쌍 정면 중앙에 위치하도록 구동파트(140)가 작동하여 모니터(160)의 위치를 조절해준다. 그래야만 상기 제1거리측정센서(S1)와 제2거리측정센서(S2)가 각각 사용자의 눈동자와 가슴 높이에 대응하여 위치하게 되어 정확한 거리측정이 가능해지는 것이다.

한편, 상기 제3거리측정센서(S3)는 상기 모니터(160) 전면의 좌편과 우편에 각각 설치되어 사용자 눈동자와의 거리를 각각 측정한다. 이렇게 좌편과 우편에 각각 설치된 제3거리측정센서(S3)와 사용자 눈동자와의 거리가 측정되면, 그 좌편 거리와 우편 거리의 편차를 가지고 사용자의 얼굴이 좌편이나 우편 중 어느 한편으로 치우치는 잘못된 자세를 경고하고 바로잡을 수 있는 근거로 삼을 수 있다. 예컨대, 좌편에 설치된 제3거리측정센서(S3)와 눈동자와의 거리에 대하여 우편에 설치된 제3거리측정센서(S3)와 눈동자와의 거리가 5cm를 초과하는 차이를 보인다면 얼굴이 좌편이나 우편으로 현격히 치우친 잘못된 자세로 판단하여 상기 경고파트(150)에서 사용자에게 경고를 발하도록 한다. 이때 잘못된 자세로 판단할 수 있는 거리의 편차를 어느 정도로 할 것인지에 대해서는 사전에 제반조건을 참조하여 전술된 설정파트(110)를 통해 미리 설정하면 된다.

여기서, 상기 제1거리측정센서(S1), 제2거리측정센서(S2) 및 제3거리측정센서(S3)는 초음파나 적외선을 송신하고 되돌아오는 시간을 측정함으로써 거리를 측정할 수 있다. 또한, 초음파나 적외선에 의한 방법 외에도 현재 상용되고 있거나 향후 개발될 다양한 공지의 기술들을 채택하여 적용할 수 있음은 물론이다.

상기 연산파트(130)는 본 발명에 의한 로봇에서 연산기능을 수행하는 것으로서 상기 센싱파트(120)에서 센싱된 정보를 바탕으로 사용자에 대한 모니터(160)의 최적 위치를 계산하여 도출한다. 여기서 말하는 모니터(160)의 최적 위치란 사용자가 올바른 자세를 취하고 있다는 전제하에서 통상 모니터(160) 상단부의 중앙부분이 사용자의 눈동자 높이에 위치하는 동시에 사용자로부터 약 60cm 거리를 두고 떨어져 있을 때를 일컫는다. 이같은 최적 위치는 사용자의 신체구조가 일률적이지 않다는 점을 감안하여 융통성 있게 조절한 후 설정파트(110)에 의해 설정해주면 된다.

상기와 같이 연산파트(130)가 최적 위치를 도출하는 과정은 다음과 같다. 즉,

1. 사용자의 눈동자 높이에 맞춰 모니터(160)의 상단부 중앙부분이 같은 높이에 위치하도록 구동파트(140)를 작동시킨 후, 모니터(160)와 사용자의 눈동자와의 거리 > 60 cm)일 경우 구동파트(140)를 작동시켜 모니터(160)와 사용자의 눈동자와의 거리 = 60 cm)이 되도록 만든다.

2. 사용자의 눈동자 높이에 맞춰 모니터(160)의 상단부 중앙부분이 같은 높이에 위치하도록 구동파트(140)를 작동시킨 후, 모니터(160)와 사용자의 눈동자와의 거리 < 60 cm)일 경우 구동파트(140)를 작동시켜 모니터(160)와 사용자의 눈동자와의 거리 = 60 cm)이 되도록 만든다.

3. 사용자의 눈동자 높이에 맞춰 모니터(160)의 상단부 중앙부분이 같은 높이에 위치하도록 구동파트(140)를 작동시킨 후, 가슴과 모니터(160) 하부와의 거리 = 눈동자와 모니터(160) 상부와의 거리일 경우 구동파트(140)는 동작을 멈춘다.

다시한번 설명하지만, 위에서 설정된 모니터(160)의 높이 기준과 사용자와의 이격 거리 기준은 사용자의 상태, 의사의 처방에 따라 달라질 수 있으며, 이격 거리의 경우 60cm를 전후하여 허용할 수 있는 오차범위를 정해주는 것이 바람직하다.

상기 구동파트(140)는 상기 연산파트(130)에서 도출된 최적 위치로 모니터(160)를 이동시키는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 구동파트(140)는 모니터 베이스(142)에 부착되는 구동바퀴(미도시됨)와, 상기 구동바퀴에 구동력을 전달하는 모터(미도시됨)와, 상기 모니터 베이스(142)와 모니터(160)를 연결하는 다관절의 아암(143a,143b,143c,143d)과, 상기 아암(143a,143b,143c,143d)의 각 부분을 구동시켜 모니터(160)의 경사각, 높이 및 전후 위치를 조절할 수 있도록 상기 아암(143a,143b,143c,143d)에 구동력을 전달하는 아암 구동용 서보모터(144a,144b,144c)를 포함하여 구성된다.

더 상세히 설명하면, 상기 미도시된 구동바퀴는 하부 베이스(141)에 좌우방향을 따라 설치된 레일(142a)을 따라 이동하면서 상기 모니터(160)를 좌우측으로 이동시켜준다. 또한, 상기 다관절 아암(143a,143b,143c,143d)은 모니터 베이스(142)에 대하여 상방향 돌출된 형태로 고정된 제1아암(143a)과, 상기 제1아암(143a)에 대하여 상하방향 회전 가능하게 힌지결합된 제2아암(143b)과, 상기 제2아암(143b)에 대하여 상하방향 회전 가능하게 힌지결합된 제3아암(143c)과, 상기 제3아암(143c)에 대하여 상하방향 회전 가능하게 힌지결합되고 그 끝단에 모니터(160)를 결합시켜 지지하는 제4아암(143d)으로 이루어진다.

이같은 구동파트(140)의 구성에 의하면, 상기 구동바퀴 및 레일(142a)에 의해 모니터(160)의 좌우측 이동이 가능하고, 상기 다관절 아암(143a,143b,143c,143d)에 의해 사용자에 대한 모니터(160)의 경사각, 높이 및 전후 위치를 조절하는 것이 가능하다.

여기서, 상기 구동파트(140)는 다관절 아암(143a,143b,143c,143d)의 관절부위가 상하방향으로만 회전 가능한 것으로 도시되었으나, 만일 유니버셜조인트 타입의 관절로 이루어지면 상기 구동바퀴 및 레일(142a)을 구비하지 않고서도 모니터(160)의 좌우측 방향의 이동까지 가능해진다. 하지만 이같은 유니버셜조인트 타입의 관절은 정밀하며 가격이 비교적 고가에 속하기 때문에 제반사항을 고려하여 선택할 수 있다.

상기 경고파트(150)는 전술된 것처럼 상기 센싱파트(120) 의해 측정된 정보를 근거로 사용자의 자세가 흐트러진 것으로 판단되면 이를 경고하는 역할을 한다. 상기 경고파트(150)는 경고음을 발하는 동시에 점등에 의해 사용자의 주의를 환기시키도록 한다. 또한, 상기 모니터(160)에 경고창을 띄우거나 모니터(160)를 움직여 경고하는 방법 등 다양한 방법 또는 이들의 조합을 통한 방법도 얼마든지 가능하다. 보다 적극적으로 상기 모니터(160)에 사용자의 자세가 어떻게 잘못되었고 바로잡기 위해서는 어떻게 해야 하는지 구체적인 메시지를 표시할 수도 있다.

이처럼 사용자의 자세가 흐트러진 상태에서는 상기 경고파트(150) 또는 모니터(160)를 통하여 다양한 방법 중 적어도 한 가지 방법을 선택하여 경고를 발함으로서 사용자가 올바른 자세를 취하도록 유도하는데, 이 순간에는 사용자의 자세가 올바르지 않으므로 상기 연산파트(130)에서 최적의 위치를 도출할 수 없으므로 상기 구동파트(140)도 동작하지 않는다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 모니터 제어 방법을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도 5는 본 발명에 의한 모니터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 의한 모니터 제어 방법에서 사용자의 자세가 올바른지 판단하는 과정을 설명하기 위한 참조도이며, 도 7은 본 발명에 의한 모니터 제어 방법을 설명하기 위한 단계별 흐름도이다.

본 발명에 의한 모니터 제어 방법은 도 6에 도시된 것처럼 사용자와의 거리 측정을 근거로 한 지속적인 센싱에 의해 사용자의 자세가 올바른지 판단하고, 이후 사용자의 자세가 올바르지 않다면 바로 잡을 수 있도록 경고를 발하며, 사용자의 자세가 올바르다면 모니터(160)를 최적의 위치로 이동시키는 순서로 진행된다.

이 과정을 단계별로 구체화하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자의 정보를 설정하는 설정단계와, 사용자의 자세를 센싱하는 센싱단계와, 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단되면 경고를 발하는 경고단계와, 사용자에 대한 상기 모니터(160)의 최적 위치를 계산하는 연산단계와, 도출된 최적 위치로 모니터(160)를 이동시키는 구동단계로 구분할 수 있다.

먼저, 사용자는 전원을 켜고 입력장치(111)의 키패드(111a) 중 설정버튼을 눌러 사용자 정보를 입력한다. 이같은 사용자 정보에는 사용자와 모니터(160)간의 최적 거리, 사용자 눈동자와 모니터(160)와의 거리와 사용자 가슴과 모니터(160)와의 거리 차, 경고하기 전에 잘못된 자세를 검출하기 위한 시간 등의 정보가 포함될 수 있다. 만일 사용자가 사용자 정보를 입력하지 않는 경우 상기 값들은 기본값들로 자동 설정된다.

이후, 사용자가 상기 키패드(111a) 중 시작버튼을 누르면 상기 센싱단계가 진행된다. 또는 사용자가 상기 키패드(111a)의 시작버튼을 누르지 않더라도 특별한 제스쳐를 취하면 이미지센싱하는 위치측정센서(C1)가 이를 감지하여 센싱단계가 진행되도록 할 수 있다.

상기 센싱단계는 도 6에서와 같이 위치측정센서(C1)의 이미지센싱에 의해 사용자의 눈동자를 파악하는 단계와, 초음파를 이용하는 제1거리측정센서(S1)에 의해 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계와, 제2거리측정센서(S2)에 의해 사용자의 가슴과의 거리를 측정하는 단계, 좌편과 우편에 각각 설치된 한 쌍의 제3거리측정센서(S3)에 의해 좌편과 우편에서 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계를 포함하는 보다 세분화된 단계들로 이루어진다.

이후, 상기 경고단계에서는, 전술된 것처럼 상기 센싱단계에서 위치측정센서(C1) 및 복수의 거리측정센서(S1,S2,S3)들에 의해 센싱된 정보들을 근거로 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단되면 상기 경고파트(150)를 통해 경고를 발하게 된다.

이때 상기 센싱단계에서 측정된 눈동자와의 거리와 가슴과의 거리 편차가 허용된 범위를 초과하면 사용자의 자세가 거북목 자세로 잘못되어 있는 것으로 판단하여 경고파트(150)를 통해 경고음을 발하고 점등시켜 사용자의 주의를 환기시킨다. 동시에 모니터(160)에서는 어느 부분이 잘못되었고 해결책은 무엇인지 친절한 안내 메시지를 표시하도록 할 수 있다.

이와 동시에 상기 센싱단계에서 측정된 좌편과 우편의 제3거리측정센서(S3)와 사용자의 눈동자와의 거리 편차가 허용된 범위를 초과하면 사용자의 얼굴이 좌편이나 우편 중 어느 한편으로 치우친 것으로 판단하여 경고파트(150)를 통해 경고음을 발하고 점등시켜 사용자의 주의를 환기시킨다. 동시에 모니터(160)에서는 어느 부분이 잘못되었고 해결책은 무엇인지 친절한 안내 메시지를 표시하도록 할 수 있다.

여기서 상기 경보단계는 도 5에서 볼 수 있는 것처럼 상기 측정된 거리의 편차가 설정된 범위를 일정시간동안(도면에서는 5분) 지속적으로 벗어난 경우에만 잘못된 자세인 것으로 판단하여 경보를 발한다.

이후, 상기 경보단계를 통해 사용자의 자세가 올바르게 바로 잡히거나, 상기 센싱단계에서 처음부터 잘못되지 않은 것으로 판단되면 상기 연산단계가 진행된다.

이 연산단계에서는 상기 센싱단계에서 측정된 사용자의 눈동자에 대응하여 모니터(160)의 최적 위치를 계산한다. 이를 위해 모니터(160)의 상단부 중앙부분을 기준으로 사용자의 눈동자와 같은 높이에서 전방으로 60cm 떨어진 위치를 최적 위치에 해당하는 좌표값으로 설정한다.

이후, 구동단계가 진행된다. 이 구동단계에서는 상기 연산단계에서 설정된 최적 위치의 좌표값에 모니터(160) 상단부 중앙부분을 맞추는 작업이 이루어진다. 이를 위해 구동파트(140)의 구동바퀴(미도시됨)는 레일(142a)을 따라 이동하면서 상기 모니터(160)를 좌우측으로 이동시켜 좌우측 위치를 맞춰준다.

또한, 상기 제1아암(143a), 제2아암(143b), 제3아암(143c), 제4아암(143d)으로 이루어진 다관절 아암(143a,143b,143c,143d)에 의해 모니터(160)가 이동하여 상기 최적 위치의 좌표값에 맞게 높이 조절과 전후방향의 거리 조절 그리고 시청각도 조절이 이루어진다.

한편, 상기 구동단계가 일차적으로 이루어진 이후에도 상기 센싱단계, 경고단계 및 연산단계가 지속적으로 이루어진다. 이로써 사용자의 자세가 바뀌거나 위치를 이동하는 경우에 이에 대응하여 경고를 발하거나 모니터(160)의 위치를 보정하여 이동시킴으로써 사용자가 지속적으로 올바른 자세를 유지하면서 최적 위치에 놓인 모니터(160)를 사용할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 설정파트 161 : 입력장치
161a : 키패드 161b : 디스플레이창
120 : 센싱파트 130 : 연산파트 140 : 구동파트 141 : 하부 베이스
142 : 모니터 베이스 142a : 레일 143a,143b,143c,143d : 아암 144a,144b,144c : 서보모터 150 : 경보파트 160 : 모니터
C1 : 위치측정센서 S1, S2, S3 : 거리측정센서

Claims (20)

1. 모니터 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 모니터 제어 로봇으로서,
   사용자의 자세를 센싱하는 센싱파트;
   상기 센싱파트에서 센싱된 정보를 바탕으로 사용자에 대한 상기 모니터의 최적 위치를 계산하는 연산파트;
   상기 도출된 최적 위치로 모니터를 이동시키는 구동파트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
2. 제1항에 있어서, 상기 센싱파트는,
   상기 모니터 전면에 설치되어 사용자 눈동자의 위치를 파악하는 위치측정센서와;
   상기 모니터 전면 상단부에 설치되어 사용자 눈동자와의 거리를 측정하는 제1거리측정센서와;
   상기 모니터 전면 하단부에 설치되어 사용자 가슴과의 거리를 측정하는 제2거리측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 모니터 전면의 좌편과 우편에 각각 설치되어 사용자 눈동자와의 거리를 각각 측정하는 한 쌍의 제3거리측정센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
4. 제3항에 있어서,
   상기 모니터를 지속적으로 사용하는 과정에서 상기 센싱파트에 의해 사용자의 자세가 흐트러지는 것이 센싱되면 경고하는 경고파트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
5. 제4항에 있어서,
   상기 경고파트는, 상기 제1거리측정센서에서 측정된 사용자 눈동자와의 거리와 상기 제2거리측정센서에서 측정된 사용자 가슴과의 거리 차가 기설정된 범위를 설정시간동안 지속적으로 벗어날 때 경고하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
6. 제5항에 있어서,
   상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 설정하고, 사용자의 눈동자와 모니터간의 기준거리를 설정하기 위해 입력장치를 구비한 설정파트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
7. 제4항에 있어서,
   상기 경고파트는, 좌편에 설치된 상기 제3거리측정센서와 우편에 설치된 상기 제3거리측정센서에서 측정된 사용자 눈동자와의 거리 차가 기설정된 범위를 설정시간동안 지속적으로 벗어날 때 경고하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 설정하기 위한 입력장치를 구비한 설정파트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 입력장치는 상기 센싱파트를 작동시키기 위한 시작버튼과 설정값을 입력하기 위한 입력키들로 이루어진 키패드와 디스플레이창을 구비하고, 주파수방식으로 무선연결되는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
10. 제1항에 있어서,
    상기 구동파트는, 모니터 베이스에 부착되는 구동바퀴와, 상기 구동바퀴에 구동력을 전달하는 모터와, 상기 모니터 베이스와 모니터를 연결하는 다관절의 아암과, 상기 아암의 각 부분을 구동시켜 모니터의 경사각 및 높이를 조절할 수 있도록 상기 아암에 구동력을 전달하는 아암 구동용 서보모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 로봇.
11. 모니터 사용자의 목디스크를 예방하기 위한 모니터 제어 방법으로서,
    사용자의 자세를 센싱하는 센싱단계와;
    사용자에 대한 상기 모니터의 최적 위치를 계산하는 연산단계와;
    상기 도출된 최적 위치로 모니터를 이동시키는 구동단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 센싱단계는, 사용자의 눈동자 위치를 파악하는 단계와, 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계와, 사용자의 가슴과의 거리를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 눈동자와의 거리와 가슴과의 거리 차가 설정된 범위를 지속적으로 벗어나면 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 센싱단계는, 사용자의 눈동자의 위치를 파악하는 단계와, 좌편과 우편에서 각각 사용자의 눈동자와의 거리를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 좌편과 우편에서 측정한 사용자의 눈동자와의 거리 차가 설정된 범위를 지속적으로 벗어나면 사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 거리 차의 범위 및 지속 시간을 사용자가 직접 입력하여 설정하는 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    사용자의 자세가 잘못된 것으로 판단되면 상기 연산단계를 시행하기 전에 경고를 발하는 경고단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 경고단계는, 경고음을 내는 방법, 상기 모니터에 경고창을 띄우는 방법, 상기 모니터를 움직여 경고하는 방법 중 적어도 한 가지를 방법으로 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 구동단계 이후에도, 상기 센싱단계, 경고단계 및 연산단계가 지속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법
18. 제11항에 있어서,
    상기 연산단계는 상기 센싱단계를 통해 사용자 눈동자의 위치가 파악된 후, 사용자의 눈동자를 기준으로 최적 위치를 계산하여 상기 구동단계에서 모니터의 높이와 거리를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
19. 제11항에 있어서,
    상기 구동단계는, 사용자의 눈동자와 모니터와의 높낮이를 맞추는 단계, 사용자와 모니터의 거리를 맞추는 단계, 사용자의 위치 이동시 재연산된 결과를 반영하여 모니터 위치를 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 구동단계는 종료시 모니터를 원위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터 제어 방법.

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