KR20150003104A - Apparatus and Method for Inducing User Adaptive Brainwave using Motion Sensor - Google Patents

Apparatus and Method for Inducing User Adaptive Brainwave using Motion Sensor Download PDF

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Abstract

A user adaptive brainwave inducing device using a motion sensor according to the present invention comprises: a brainwave measuring unit for measuring the brainwaves of a user; a motion sensor for sensing the motion of the user while measuring brainwaves; a control unit for generating adaptive brainwave inducing signals for inducing brainwaves in a particular frequency band using the brainwave measured values and motion sensor output values; and an output unit for outputting the generated adaptive brainwave inducing signals. The control unit determines the motion sensor output values while measuring brainwaves to generate the adaptive brainwave inducing signals using the brainwave measured values when the motion sensor output values are less than predetermined set values. According to the present invention, when brainwaves are measured to obtain brain activity which is user′s unique brainwave reactivity to external stimulation, the motion of the user is recognized by a motion sensor. Moreover, brainwaves measured when the motion of the user occurs are excluded from analysis so that the influence of the user′s motion noise is minimized and brainwaves can be stably measured.

Description

동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법{Apparatus and Method for Inducing User Adaptive Brainwave using Motion Sensor}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a user-customized brain wave induction apparatus and method using motion sensors,

본 발명은 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 뇌파를 측정하여 얻은 외부 자극에 대한 뇌파반응도인 뇌활성화도를 이용하여 동일한 외부 자극에 대한 사용자 개개인 또는 동일 사용자의 경우에도 신체 상태에 따른 뇌활성화도의 차이를 고려하여 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 사용자 맞춤형 뇌파유도신호를 제공하되, 상기 사용자 뇌파 측정시 동작센서를 이용하여 사용자의 움직임에 의한 동잡음의 영향을 최소화하여 안정적인 뇌파 측정이 가능하도록 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a user-customized brain wave guiding apparatus and method using an operation sensor, and more particularly, to a user-customized brain wave guiding apparatus and method using an operation sensor, A user-customized EEG induction signal for inducing an EEG of a specific frequency band in consideration of a difference in brain activation degree according to a physical condition is provided in case of the same user, The present invention relates to a user-customized brain wave guiding apparatus and method using a motion sensor that minimizes the influence of motion noise and enables stable EEG measurement.

뇌파라 함은 대뇌피질의 신경세포에서 흥분뉴런의 전위변화에 의해 발생되는 미약한 주기성의 전류로서 일반적으로 알려진 바와 같이 인체의 상태에 따라 주파수 대역이 서로 다르게 발생되는 경향을 나타낸다. Electroencephalogram (EEG) is a weak periodic current generated by a potential change in excitatory neurons in neurons of the cerebral cortex. As is generally known, frequency bands are different from each other depending on the state of the human body.

즉, 일상생활에서 주로 발생되는 뇌파(베타파)는 15Hz에서 30Hz 사이이고, 명상(정신적인 안정)이나 휴식 상태(긴장 이완)에서 주로 발생되는 뇌파(알파파)는 8Hz에서 14Hz 사이이며, 초학습 상태나 높은 창의력 상태 등에서 주로 발생되는 뇌파(SMR파)는 12Hz에서 15Hz 사이이고, 깊은 수면 상태일때 발생되는 뇌파(델타파)는 3Hz 이하이다.In other words, brain waves (beta waves), which occur mainly in daily life, are between 15 Hz and 30 Hz, and brain waves (alpha waves), which are mainly generated in meditation (mental stability) The brain waves (SMR waves) that occur mainly in the learning state and the high creativity state are between 12Hz and 15Hz, and the brain waves (delta waves) generated when the deep sleep state is less than 3Hz.

이와 같은 뇌파는 EEG(electro-encephalography)라는 장비를 이용하여 측정이 가능한데 상기와 같은 방식으로 뇌파의 변화를 측정함으로써 사람의 두뇌 상태를 간접적으로 파악할 수 있으며, 최근에는 특정한 자극을 인체에 제공하여 원하는 주파수 대역으로 동조된 뇌파가 발생되도록 유도하는 기술이 개발되었다.Such EEG can be measured using an EEG (electro-encephalography) apparatus. By measuring the change of the EEG in the above-described manner, it is possible to indirectly grasp the state of the human brain. In recent years, Techniques have been developed to induce synchronized EEG in the frequency band.

이러한 뇌파 유도기술의 대표적인 예가 엠씨스퀘어와 같은 학습 보조기인데, 상기 학습 보조기는 연구와 임상실험을 통해 선별된 시각 자극(빛)과 청각 자극(소리)에 의해 원하는 주파수 대역의 뇌파가 동조되는 뇌파 동조현상을 이용한 것으로서 학습 능률의 향상을 위하여 긴장감, 피로감 및 스트레스는 해소시키고 집중력은 높여주기 위해 전술한 알파파나 세타파의 발생을 유도하는 시청각 자극을 사용자에게 제공하도록 구성된다.A typical example of such an EEG induction technique is a learning aids such as MC Square. The learning aids are classified into brain waves synchronized with brain waves of a desired frequency band by visual stimulation (light) and auditory stimulation (sound) And to provide the user with an audiovisual stimulation for inducing the generation of the above-mentioned alpha or ceta waves in order to solve the tension, fatigue, and stress and increase the concentration power for improving the learning efficiency.

상기 뇌파 동조현상은 사용자에게 제공되는 자극의 주파수 대역에 따라 뇌파가 동조되어 발생되는 현상으로서, 일예로서 11Hz의 알파파를 유도하기 위해서 11Hz의 음향 및/또는 초당 11회로 점멸하는 빛을 사용자에게 제공할 경우 상기 외부 자극에 대해서 사용자의 뇌파가 11Hz로 동조되어 발생될 수 있다.The electroencephalogram synchronization phenomenon is a phenomenon generated by synchronizing brain waves according to a frequency band of a stimulus provided to a user. For example, in order to induce an 11 Hz alpha wave, 11 Hz of sound and / or 11 flashes per second are given to the user The user's brain wave can be generated by synchronizing with the external stimulus at 11 Hz.

다만, 인간의 가청주파수(20Hz 내지 20kHz)로 인하여 상기 예에서 11Hz의 음향 자극은 제공될 수 없기 때문에 청각 자극의 경우에는 원하는 주파수(즉, 11Hz) 대역의 뇌파를 유도하기 위해서 바이노럴 비트라는 기술을 사용하는 것이 일반적이다.However, since the acoustic stimulus of 11 Hz can not be provided in the above example due to the human audible frequency (20 Hz to 20 kHz), in the case of auditory stimulation, a binaural beat It is common to use technology.

이때, 상기 바이노럴 비트 기술은 사용자의 양쪽 귀에 주파수 차이가 있는 1kHz 이하의 신호를 동시에 들려주면(일예로서 사용자의 왼쪽 귀와 오른쪽 귀에 각각 300Hz 신호와 311Hz의 신호를 동시에 들려줌) 상기 주파수 차이에 해당하는 뇌파(즉, 11Hz의 알파파)가 유도되는 현상을 이용한 것이다.At this time, if the binaural bit technology simultaneously transmits a signal of 1 kHz or less having a frequency difference to both ears of a user (for example, a 300 Hz signal and a 311 Hz signal are simultaneously heard at the left ear and right ear of the user) (Ie, 11 Hz of alpha waves) is induced.

상술한 바와 같은 방식에 의하여 종래 기술에 따른 학습 보조기는 사용자의 특정 목적(즉, 학습, 휴식 또는 수면)에 따라 미리 정해진 시청각 자극을 제공하여 사용자의 뇌파가 상기 목적에 부합되는 주파수 대역으로 유도되도록 함으로써, 사용자의 두뇌상태가 상기 목적에 적합한 상태로 유지될 수 있도록 하는데 이와 관련된 상세한 기술은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.According to the above-described method, the learning aids according to the related art provide a predetermined audiovisual stimulus according to a user's specific purpose (i.e., learning, rest or sleep) so that the user's brain waves are guided to a frequency band matching the purpose Thereby enabling the user's brain state to be maintained in a state suitable for the above purpose. Detailed description related to this is disclosed in detail in, for example, Document 1 below.

그러나, 상기 종래 기술에 따른 학습 보조기(이하, '뇌파유도장치'라고 함)는 일부 시험군에 대한 임상실험 결과나 연구를 통해서 사용 목적별로 미리 정해진 패턴(일예로서, 바이노럴 비트 이론에 따른 청각 신호의 주파수 차이)으로 형성된 시청각 자극을 일방적으로 제공하는 방식이기 때문에, 사용자 개개인의 자극에 대한 뇌활성화도 차이 또는 동일 사용자의 경우에도 현재의 신체 상태에 따른 뇌활성화도 차이는 전혀 고려하지 못하는 문제점이 있었다.However, the learning aid according to the prior art (hereinafter referred to as 'brain wave induction device') has a predetermined pattern for each purpose of use (for example, according to the binaural beat theory The frequency difference of the auditory signal), it is difficult to consider the difference in the brain activation degree for each user's stimulus or the difference in the brain activation degree according to the current physical condition even in the case of the same user There was a problem.

따라서, 상기 종래 기술에 따른 뇌파유도장치는 시청각 자극을 결정하는데 활용된 시험군과 신체 상태 또는 자극에 대한 뇌활성화도가 다른 불특정 다수의 일반 사용자들에게 대해서는 상기 사용 목적에 부합되는 주파수 대역의 뇌파가 유도되지 않거나 매우 미미하게 유도됨으로써 실질적인 뇌파유도 효과를 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.Therefore, the EEG induction apparatus according to the related art can be applied to a test group used for determining audiovisual stimulation and an EEG of a frequency band corresponding to the intended use for an unspecified large number of general users whose brain activation levels for body condition or stimulation are different from each other Or inducing very little, so that it is impossible to obtain a substantial EEG inducing effect.

또한, 상기 종래 기술에 따른 뇌파유도장치는 뇌파 측정시 사용자의 움직임으로 인한 사용자의 동잡음(motion artifacts) 등의 영향으로 안정적인 뇌파 측정이 이루어지기 곤란하다는 문제점이 있었다.In addition, the conventional EEG apparatus has a problem that it is difficult to perform stable EEG measurement due to the influence of motion artifacts of the user due to the motion of the user during EEG measurement.

[문헌 1] 한국공개특허 제2006-007335호(2006. 1. 24. 공개)[Patent Document 1] Korean Published Patent Application No. 2006-007335 (disclosed on Jan. 24, 2006)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 자극에 대한 사용자 고유의 뇌파반응도인 뇌활성화도를 얻기 위한 뇌파 측정시 동작센서에 의하여 사용자의 움직임을 인식하고 사용자의 움직임이 발생한 시점에 측정된 뇌파는 분석에서 제외함으로써 사용자의 동잡음에 의한 영향을 최소화하여 안정적인 뇌파 측정이 가능하도록 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recognizing movement of a user by a motion sensor during brain wave measurement for obtaining brain activation, The present invention provides a user-customized EEG guide apparatus and method using a motion sensor that minimizes the influence of a user's motion noise to enable stable EEG measurement.

또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자가 의도하는 목적에 부합되는 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 뇌파유도신호를 제공하는 경우 상기 뇌파 측정을 통해 얻은 동일한 자극에 대한 사용자 개개인의 뇌활성화도 특성 차이 또는 동일 사용자의 경우에도 신체 상태에 따른 뇌활성화도 특성 차이를 고려하여 상기 뇌파유도신호를 구성함으로써 상기 목적에 부합되는 뇌파를 효율적으로 유도할 수 있는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for providing a brain wave inducing signal for inducing brain waves in a frequency band matching a user's intended purpose, A user-customized brain wave guiding apparatus and method using a motion sensor capable of effectively deriving brain waves corresponding to the purpose by constructing the brain wave inducing signal in consideration of a difference in brain activation degree according to a physical condition .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치는 사용자의 뇌파를 측정하는 뇌파측정부, 뇌파 측정시 상기 사용자의 움직임을 감지하는 동작센서, 상기 뇌파의 측정값과 동작센서의 출력값을 이용하여 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 제어부, 및 상기 생성된 맞춤형 뇌파유도신호를 출력하는 출력부를 포함하여 구성되되, 상기 제어부는 뇌파 측정시의 상기 동작센서 출력값을 판단하여, 상기 동작센서의 출력값이 미리 정해진 설정값 미만일 때 측정된 뇌파 측정값을 이용하여 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a user-customized EEG apparatus using a motion sensor according to the present invention includes an EEG measuring unit for measuring EEG of a user, an operation sensor for sensing movement of the user during EEG measurement, And a controller for generating a customized EEG induction signal for inducing EEG waves of a specific frequency band using an output value of the motion sensor and an output unit for outputting the generated customized EEG induction signal, And the customized EEG induction signal is generated using the measured EEG value when the output value of the operation sensor is less than a predetermined set value.

또한, 상기 제어부는, 상기 사용자의 외부 자극에 대한 뇌파 반응도인 뇌활성화도가 상기 특정 주파수 대역에서 최대가 되도록 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.The controller may generate the customized brain wave induction signal such that the brain activation degree, which is an EEG response to the external stimulus of the user, is maximized in the specific frequency band.

또한, 상기 맞춤형 뇌파유도신호는 각각 하나 이상의 특성값을 가지는 시각 자극신호 또는 청각 자극신호 중 적어도 어느 하나의 자극신호이고, 상기 특성값은 시각 자극신호의 경우에는 빛의 조도이고 청각 자극신호의 경우에는 소리의 주파수인 것을 특징으로 한다.In addition, the customized EEG signal may be at least one of a visual stimulus signal and an auditory stimulation signal having at least one characteristic value, and the characteristic value may be a light intensity in the case of a visual stimulation signal, Is a frequency of sound.

또한, 상기 제어부는 미리 저장된 패턴의 자극신호의 특성값을 단계적으로 변화시켜 생성한 뇌활성화도 획득신호를 상기 출력부를 통해 출력하면서 사용자의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 특정 주파수 대역에서 사용자의 뇌활성화도가 최대가 되는 뇌활성화도 획득신호의 특성값인 최적 특성값을 획득한 후, 상기 맞춤형 뇌파유도신호의 특성값이 상기 최적 특성값이 되도록 생성하는 것을 특징으로 한다.Also, the controller may measure a brain wave of a user while outputting a brain activation degree acquisition signal generated by varying a characteristic value of a stimulus signal of a pattern stored in advance, through the output unit, analyze the measured brain wave, And the characteristic value of the customized brain wave induction signal is obtained to be the optimum characteristic value after acquiring an optimal characteristic value that is a characteristic value of the brain activation degree acquiring signal that maximizes the brain activation level of the user in the predetermined range.

또한, 상기 채널은 사용자의 좌뇌측 뇌파를 측정하는 적어도 하나의 제1채널과 우뇌측 뇌파를 측정하는 적어도 하나의 제2채널을 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 제1채널과 제2채널 각각에 대하여 상기 최적 특성값을 획득한 후, 이를 이용하여 상기 출력부를 통해 사용자의 좌이 또는 좌안 중 적어도 어느 하나에 출력되는 좌뇌 맞춤형 뇌파유도신호와 사용자의 우이 또는 우안 중 적어도 어느 하나에 출력되는 우뇌 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.The channel includes at least one first channel for measuring the left brain EEG of the user and at least one second channel for measuring the right brain EEG, A brain-generated EEG induction signal output to at least one of the left or the right eye of the user through the output unit using the obtained optimal characteristic value, and a right-brain customized EEG signal output to at least one of the user's right or left eye And generates an induction signal.

또한, 본 발명에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도방법은 동작센서를 이용하여 사용자의 움직임을 감지하면서 상기 사용자의 뇌파를 측정하는 제1단계, 상기 동작센서의 출력값이 미리 정해진 설정값 미만일 때의 상기 뇌파 측정값을 유효한 측정값으로 선택하는 제2단계, 및 상기 선택된 뇌파 측정값을 이용하여 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of inducing a user-customized brain wave using a motion sensor, comprising the steps of: measuring a brain wave of a user while sensing movement of a user using a motion sensor; And a third step of generating and outputting a customized EEG induction signal for inducing an EEG wave of a specific frequency band using the selected EEG measurement value, .

또한, 상기 제1단계는 사용자의 외부 자극에 대한 뇌파 반응도인 뇌활성화도를 획득하기 위한 자극신호인 뇌활성화도 획득신호의 특성값을 단계적으로 변화시켜 사용자에게 제공하면서 사용자의 뇌파를 측정하고, 상기 제3단계는 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 특정 주파수 대역에서 사용자의 뇌활성화도가 최대가 되는 뇌활성화도 획득신호의 특성값인 최적 특성값을 획득한 후, 상기 맞춤형 뇌파유도신호의 특성값이 상기 최적 특성값이 되도록 생성하되, 상기 뇌활성화도 획득신호와 맞춤형 뇌파유도신호는 각각 하나 이상의 특성값을 가지는 시각 자극신호 또는 청각 자극신호 중 적어도 어느 하나의 자극신호이고, 상기 특성값은 시각 자극신호의 경우에는 빛의 조도이고 청각 자극신호의 경우에는 소리의 주파수인 것을 특징으로 한다.
In addition, the first step measures the user's brain waves while changing the characteristic value of the brain activation degree acquisition signal, which is a stimulation signal for acquiring the brain activation degree, which is an EEG response to the external stimulus of the user, The third step analyzes the measured EEG to obtain an optimal characteristic value, which is a characteristic value of a brain activation degree acquisition signal that maximizes a user's brain activation degree in the specific frequency band. Then, the characteristic of the customized EEG induction signal Wherein the brain activation degree acquisition signal and the tailored EEG induction signal are at least any one of a visual stimulation signal and an auditory stimulation signal having at least one characteristic value, And is a light intensity in the case of the visual stimulation signal and a sound frequency in the case of the auditory stimulation signal.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법은 외부 자극에 대한 사용자 고유의 뇌파반응도인 뇌활성화도를 얻기 위한 뇌파 측정시 동작센서에 의하여 사용자의 움직임을 인식하고 사용자의 움직임이 발생한 시점에 측정된 뇌파는 분석에서 제외하도록 구성되기 때문에 사용자의 동잡음에 의한 영향을 최소화하여 안정적인 뇌파 측정이 가능하도록 하는 장점이 있다.As described above, the user-customized brain wave induction apparatus and method using the motion sensor according to the present invention recognize the movement of the user by the motion sensor during the brain wave measurement to obtain the brain activation degree, which is the user's own brain- Since the EEG measured at the time of user's motion is excluded from the analysis, it is possible to minimize the influence of the user's motion noise to enable stable EEG measurement.

또한, 본 발명에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치 및 방법은 사용자에게 제공되는 자극신호의 특성값 변화에 따른 상기 사용자의 뇌활성화도 변화를 분석하여 상기 뇌활성화도가 가장 크게 나타나는 자극신호의 특성값인 최적 특성값을 획득하고, 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 뇌파유도신호를 상기 최적 특성값으로 변조한 맞춤형 뇌파유도신호를 사용자에게 제공하는 방식이기 때문에 어떤 사용자가 어떤 신체 상태에서 사용하든지 간에 항상 원하는 주파수 대역의 뇌파 유도효율을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.
The user-customized brain wave induction apparatus and method using the motion sensor according to the present invention analyzes the change in the brain activation level of the user according to the change in the characteristic value of the stimulus signal provided to the user, And a customized EEG induction signal obtained by modulating an EEG inducing signal for inducing an EEG wave in a specific frequency band to the optimal characteristic value is provided to a user. It is possible to maximize the EEG induction efficiency of the desired frequency band at all times.

도1a 내지 도1c는 각각 델타파, 세타파, 및 알파파 대역에서 청각 자극신호의 주파수 변화에 따른 뇌활성화도 변화를 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 나타낸 도면,
도2a 내지 도2c는 각각 델타파, 세타파, 및 알파파 대역에서 시각 자극신호의 조도 변화에 따른 뇌활성화도 변화를 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 나타낸 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치의 전체적인 구성을 나타낸 블록도,
도4a는 도3에 도시한 제어부의 구체적인 구성을 나타낸 블록도,
도4b와 도4b는 각각 도3에 도시한 뇌파 측정부 및 도4a에 도시한 뇌활성화도 분석모듈의 구체적인 구성을 나타낸 블록도,
도5a와 도5b는 각각 도4a에 도시한 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈에서 단일 톤과 다중 톤의 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 방법을 설명한 그래프,
도6a와 도6b는 도3에 도시한 뇌파 측정부의 다른 구성예를 나타낸 도면, 및
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치의 뇌파 유도 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
FIGS. 1A to 1C are diagrams for different users A, B, and C of changes in brain activation according to frequency changes of auditory stimulation signals in the delta wave, theta wave, and alpha wave bands, respectively;
FIGS. 2A to 2C are diagrams for different users A, B, and C of changes in brain activation according to changes in illuminance of a visual stimulation signal in the delta wave, the set wave, and the alpha wave band, respectively;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a general configuration of a user-customized EEG apparatus using a motion sensor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4A is a block diagram showing a specific configuration of the control unit shown in Fig. 3,
4B and 4B are block diagrams showing specific configurations of the brain activation measuring module shown in FIG. 3 and the brain activation analysis module shown in FIG. 4A, respectively.
5A and 5B are graphs illustrating a method of generating a customized EEG induction signal of a single tone and multiple tones in the customized EEG induction signal generating module shown in FIG.
6A and 6B are diagrams showing another configuration example of the brain wave measuring unit shown in FIG. 3, and FIGS.
7 is a flowchart illustrating a method of inducing an EEG of a user-customized EEG apparatus using a motion sensor according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1a 내지 도1c는 각각 델타파, 세타파, 및 알파파 대역에서 청각 자극신호의 주파수 변화에 따른 뇌활성화도 변화를 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 나타낸 도면이고, 도2a 내지 도2c는 각각 델타파, 세타파, 및 알파파 대역에서 시각 자극신호의 조도 변화에 따른 뇌활성화도 변화를 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 나타낸 도면이다.FIGS. 1A to 1C are diagrams for different users A, B, and C of changes in brain activation according to a frequency change of auditory stimulation signals in the delta wave, theta wave, and alpha wave bands, B, and C for different degrees of brain activation according to changes in illuminance of visual stimulus signals in the delta wave, theta wave, and alpha wave bands, respectively.

본 출원의 발명자는 본 발명에 따른 뇌파 유도장치 및 방법에서 적용하고 있는 뇌파 유도방식의 타당성을 확인하기 위해 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 제공되는 자극신호의 특성값을 변화시켜가면서 주요 주파수 대역의 뇌파에 대한 뇌활성화도 변화를 측정하였다.In order to verify the validity of the EEG induction method applied in the EEG apparatus and method according to the present invention, the inventors of the present application have found that, while varying the characteristic values of stimulus signals provided to different users A, B, and C, The changes in brain activation level were measured for the EEG band.

이때, 상기 자극신호라 함은 인체가 오감을 통해 인식할 수 있는 자극 중 적어도 어느 하나를 제공하는 신호를 의미하는 것으로서 본 실시예에서는 일예로서 상기 자극신호를 청각신호(소리)와 시각신호(빛)로 구성하였으며, 상기 변화되는 특성값은 청각신호의 경우 주파수이고 시각신호의 경우 조도인 것으로 구성하였다.Here, the stimulus signal means a signal that provides at least one of the stimuli that the human body can recognize through the five senses. In the present embodiment, for example, the stimulus signal may be a sound signal (sound) ), And the changed characteristic value is the frequency in the case of the auditory signal and the illuminance in the case of the visual signal.

먼저, 청각신호의 경우 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 일정한 크기의 단일 톤으로 구성된 청각신호를 가청 주파수 대역(20Hz 내지 20kHz)에서 주파수 변조하여 제공하면서 뇌활성화도의 변화를 검토하였다.First, in the case of the auditory signal, the auditory signal composed of a single tone of a certain size for different users A, B, and C was frequency-modulated in the audible frequency band (20 Hz to 20 kHz)

구체적으로는, 각 사용자들에게 20Hz의 청각신호를 초기에 제공한 후 30초 경과시마다 상기 청각신호의 주파수를 500Hz씩 증가시켜가면서 20kHz까지 제공하였으며, 상기 청각신호의 제공은 각 사용자들의 양쪽 귀에 대하여 별도로 이루어졌다.Specifically, each user was initially provided with an auditory signal of 20 Hz, and then the frequency of the auditory signal was increased by 500 Hz every 30 seconds until 20 kHz, and the provision of the auditory signal provided for each user's ear It was done separately.

또한, 시각신호의 경우에도 상기 청각신호와 유사하게 서로 다른 사용자 A,B,C에 대하여 일정한 파장의 시각신호를 5 lux부터 15 lux까지 30초마다 1 lux씩 증가시켜가면서 제공하였으며, 상기 시각신호의 제공은 각 사용자들의 양쪽 눈에 대하여 별도로 이루어졌다.Also, in the case of the visual signal, the visual signal of a certain wavelength for the different users A, B, and C is provided in increments of 1 lux every 30 seconds from 5 lux to 15 lux similarly to the audible signal, Was provided separately for each eye of each user.

상기 시험에 따른 결과를 주요 주파수 대역의 뇌파별로 도1a 내지 도1c(청각신호의 경우)와 도2a 내지 도2c(시각신호의 경우)에 나타내었으며, 각각의 경우 Y축은 자극에 대한 뇌파 반응도의 의미를 가지는 뇌활성화도(해당 주파수 대역의 뇌활성화 에너지/전 대역의 뇌활성화 에너지), X축은 자극신호의 특성값(주파수 또는 조도), 수직선은 뇌활성화도가 가장 큰 특성값을 나타낸다.The results of the above tests are shown in FIGS. 1A to 1C (in the case of auditory signals) and FIGS. 2A to 2C (in the case of visual signals) for each EEG in the main frequency band. In each case, (Brain activation energy of the corresponding frequency band / brain activation energy of the whole band), X axis represents the characteristic value (frequency or roughness) of the stimulus signal, and the vertical line represents the characteristic value of brain activation.

상기 도1a 내지 도1c와 도2a 내지 도2c에 도시한 시험결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 특정 주파수 대역의 뇌파마다 최대 뇌활성화도가 나타나는 자극신호의 특성값이 사용자마다 서로 다르다는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 사용자 개개인의 차이(자극신호의 특성값 차이에 따른 최대 뇌활성화도의 차이)는 동일 사용자의 경우에도 좌뇌와 우뇌, 그리고 현재의 신체 상태에 따라 충분히 발생될 수 있는 것임을 용이하게 예측할 수 있다.As can be seen from the test results shown in FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A to 2C, it can be seen that the characteristic values of the stimulus signals showing the maximum brain activation degree for each brain wave in a specific frequency band are different from user to user , It is easy to predict that the individual user's difference (the difference in the maximum brain activation degree due to the difference in the characteristic value of the stimulus signal) can be sufficiently generated according to the left brain and right brain and the current physical condition in the same user have.

예를 들어, 상기 시험결과 사용자 A에 있어서 알파파의 유도가 필요할 때에는 시각자극의 경우 빛의 조도가 좌안(좌뇌의 뇌활성화도와 관련됨)은 9 lux, 우안(우뇌의 뇌활성화도와 관련됨)은 11 lux일 때가 가장 효과적이고, 청각자극의 경우 소리의 주파수가 좌이(좌뇌의 뇌활성화도와 관련됨)는 4kHz, 우이(우뇌의 뇌활성화도와 관련됨)는 3kHz일 때 가장 효과적임을 알 수 있다.For example, when the user A needs to induce an alpha wave, the light intensity of the visual stimulus is 9 lux for the left eye (related to the brain activation of the left brain), and 11 lux for the right eye lux is the most effective when auditory stimulation is applied, and the frequency of sound is 4 kHz (left ventricular activation) and 3 kHz (right ventricular activation) at 3 kHz.

또한, 상기 사용자 A에 있어서 세타파의 유도가 필요할 때에는 시각자극의 경우 빛의 조도가 좌안은 7 lux, 우안은 14 lux일 때 가장 효과적이고, 청각자극의 경우 소리의 주파수가 좌이는 12kHz, 우이는 7kHz일 때 가장 효과적임을 알 수 있다. When the user A is required to induce a seta wave, the light intensity is most effective when the left eye is 7 lux and the right eye is 14 lux in the case of visual stimulation. In the case of auditory stimulation, the frequency of the sound is 12 kHz, 7 kHz is most effective.

한편, 사용자 B에 있어서는 알파파의 유도가 필요할 때에는 시각자극의 경우 빛의 조도가 좌안은 12 lux, 우안은 12 lux일 때 가장 효과적이고, 청각자극의 경우 소리의 주파수가 좌이는 2kHz, 우이는 2kHz일 때 가장 효과적임을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the user B, when the induction of the alpha wave is required, the light intensity is most effective when the left eye is 12 lux and the right eye is 12 lux in the case of visual stimulation. In the case of auditory stimulation, 2kHz is most effective.

또한, 상기 사용자 B에 있어서 세타파의 유도가 필요할 때에는 시각자극의 경우 빛의 조도가 좌안은 12 lux, 우안은 11 lux일 때 가장 효과적이고, 청각자극의 경우 소리의 주파수가 좌이는 18kHz, 우이는 16kHz일 때 가장 효과적임을 알 수 있다. Also, when the user B is required to induce a seta wave, the light intensity is most effective when the left eye is 12 lux and the right eye is 11 lux in the case of visual stimulation. In the case of auditory stimulation, the sound frequency is 18 kHz, 16kHz is most effective.

상기 시험결과 중 개인별 차이는 개인마다의 시력, 청력과 같은 신체 상태의 차이에 기인하는 것으로 판단되며, 동일 사용자의 좌뇌와 우뇌의 차이점은 좌우측 시력차이와 좌우측 청력차이 등에 기인하는 것으로 판단된다.In the test results, it is judged that the individual differences are caused by differences in physical conditions such as visual acuity and hearing per individual, and the difference between the left and right eyes of the same user is judged to be caused by the difference in the right and left visual acuity and the difference in hearing ability between the left and right eyes.

따라서, 동일한 주파수 대역의 뇌파를 유도하고자 하는 경우(즉, 동일한 목적을 위해)에도 사용자에 따라 서로 다른 특성값을 가지는 자극신호를 제공하는 것이 효과적이고, 이는 마찬가지로 동일한 사용자의 경우에도 현재의 신체 상태에 따라 최대 뇌활성화도가 나타나는 특성값을 가지는 자극신호를 제공하는 것이 효과적임을 알 수 있다.
Therefore, it is effective to provide a stimulus signal having different characteristic values depending on the user even if it is intended to induce EEG waves of the same frequency band (for the same purpose), which is also effective for the same user, It is effective to provide a stimulus signal having a characteristic value in which the maximum brain activation degree is exhibited.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도4a는 도3에 도시한 제어부의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of a user-customized EEG apparatus using a motion sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a block diagram showing a specific configuration of the controller shown in FIG.

또한, 도4b와 도4b는 각각 도3에 도시한 뇌파 측정부 및 도4a에 도시한 뇌활성화도 분석모듈의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도5a와 도5b는 각각 도4a에 도시한 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈에서 단일 톤과 다중 톤의 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 방법을 설명한 그래프이며, 도6a와 도6b는 도3에 도시한 뇌파 측정부의 서로 다른 구성예를 나타낸 도면이다.4A and 4B are block diagrams showing specific configurations of the brain-wave measuring unit shown in FIG. 3 and the brain activation analysis module shown in FIG. 4A, respectively. FIGS. 5A and 5B are diagrams FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating a different configuration example of the EEG measurement unit shown in FIG. 3. FIG. 6A and FIG. 6B are graphs illustrating a method of generating a single tone and a multi-tone tailored EEG induction signal in the EEG signal generation module.

본 발명에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치는 도3에 도시한 바와 같이 사용자로부터 작동모드의 선택신호가 입력되는 입력부(110), 사용자의 뇌파를 측정하는 뇌파측정부(120), 사용자의 움직임을 감지하는 동작센서(125), 사용자에게 제공하는 자극신호를 출력하는 출력부(140), 상기 입력부(110)와 뇌파측정부(120)에 입력된 정보를 이용하여 상기 출력부(140)의 동작을 제어하는 제어부(100), 및 상기 제어부(100)의 동작에 필요한 데이터가 저장된 메모리부(130)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the user-customized EEG apparatus using the motion sensor according to the present invention includes an input unit 110 for inputting a selection signal of an operation mode from a user, an EEG measurement unit 120 for measuring a user's EEG, An output unit 140 for outputting a stimulation signal to be provided to a user and an output unit 140 for outputting information to the output unit 140 using information input to the input unit 110 and the EEG measurement unit 120. [ And a memory 130 in which data necessary for the operation of the controller 100 is stored.

이때, 상기 입력부(110)는 사용자로부터 본 발명에 따른 뇌파 유도장치의 작동모드를 선택하는 신호를 입력받는 구성요소로서 버튼이나 터치패널 방식 등 통상의 입력방식을 이용하여 바람직하게 구현될 수 있으며, 뇌파 유도장치와 일체로 구성되거나 통상의 리모컨과 유사하게 뇌파 유도장치와 별도로 분리되어 구성될 수 있다.The input unit 110 may be implemented using a conventional input method such as a button or a touch panel method. The input unit 110 receives a signal for selecting an operation mode of the EEG apparatus according to the present invention. It may be integrally formed with an EEG induction device or may be configured separately from an EEG induction device similar to a conventional remote control.

또한, 상기 뇌파 유도장치의 작동모드는 필요에 따라 여러 가지 모드로 구분될 수 있으나, 본 실시예에서는 일예로서 상기 작동모드가 자극신호의 특성값을 변화시켜가면서 주요 주파수 대역의 뇌파별로 사용자의 뇌활성화도 변화를 획득하기 위한 "설정모드"와 후술하는 바와 같이 사용자가 입력부(110)를 통해 선택하는 특정 주파수 대역의 뇌파(즉, 특정 사용목적에 부합되는 뇌파)를 유도하기 위한 "뇌파유도모드"로 이루어지는 것으로 구성하였다.The operation mode of the EEG apparatus may be classified into various modes according to need, but in the present embodiment, for example, when the operation mode changes the characteristic value of the stimulus signal, A " setting mode "for obtaining an activation degree change, and an" EEG induction mode " for inducing an EEG of a specific frequency band selected by the user through the input unit 110 (that is, ".

또한, 상기 뇌파측정부(120)는 설정모드에서 출력부(140)에서 제공되는 자극신호에 따라 유도되는 사용자의 뇌파 데이터를 검출하기 위한 구성요소로서, 공지된 통상의 뇌파측정장치를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있다.In addition, the EEG measuring unit 120 is a component for detecting the user's EEG data induced according to the stimulation signal provided in the output unit 140 in the setting mode, . ≪ / RTI >

이때, 상기 뇌파측정부(120)는 사용자의 뇌파 데이터를 검출하기 위한 전극을 사용자의 좌우측 머리에 각각 부착하게 되는데, 사람의 집중 정도 상태, 긴장이나 이완 상태 등의 정보는 일반적으로 뇌의 전두전야 부분에서 관장하기 때문에 상기 전극은 각각 전두전야 부분의 좌우측 뇌파를 검출하기 용이한 부분에 부착되는 것이 바람직하다.At this time, the EEG measuring unit 120 attaches the electrodes for detecting the EEG data of the user to the left and right heads of the user, respectively. Information such as the degree of concentration of the person, the degree of tension or the state of relaxation, It is preferable that the electrodes are attached to the portions where the left and right brain waves of the frontal part of the nighttime are easily detectable.

이를 더욱 구체적으로 살펴보면, 본 실시예의 경우 상기 뇌파측정부(120)는 좌뇌측 뇌파를 측정하기 위한 제1채널과 우뇌측 뇌파를 측정하기 위한 제2채널로 구분된다.More specifically, in the present embodiment, the EEG measuring unit 120 is divided into a first channel for measuring the left brain EEG and a second channel for measuring the right brain EEG.

또한, 본 실시예에서는 2개의 채널을 통하여 좌뇌와 우뇌의 뇌파를 검출하는 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 뇌파 검출목적이나 응용분야에 따라서는 좌뇌와 우뇌에 대하여 각각 N개의 채널로 확장될 수도 있다.In the present embodiment, the left and right brain brain waves are detected through two channels. However, the present invention is not limited to this. .

또한, 상기 뇌파측정부(120)는 후술하는 바와 같이 출력부(140)에서 연속적으로 출력되는 자극신호에 대한 사용자의 뇌파 데이터를 연속적으로 검출하도록 구성되는 것이 바람직하다. The EEG measuring unit 120 may be configured to continuously detect user's brain wave data for a stimulus signal continuously output from the output unit 140 as described later.

또한, 상기 뇌파측정부(120)는 일예로서 도6a와 도6b에 도시한 바와 같이 사용자의 머리에 착용가능한 형상으로 구성될 수 있다.6A and 6B, the EEG measuring unit 120 may be configured to be wearable on the user's head.

또한, 상기 동작센서(125)는 사용자의 움직임을 감지하기 위한 센서로서 통상의 자이로 센서나 가속도 센서를 이용하여 바람직하게 구성될 수 있으며, 상술한 뇌파측정부(120)의 일측에 구비되거나 별도로 사용자의 신체에 부착가능하도록 구성될 수도 있다.The motion sensor 125 may be a sensor for sensing movement of a user and may be configured using a conventional gyro sensor or an acceleration sensor. The motion sensor 125 may be provided on one side of the above- As shown in Fig.

또한, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 제어부(100)에서 생성된 자극신호를 사용자에게 제공하기 위한 구성요소인 출력부(140)가 상기 뇌파측정부(120)와 일체로 구성되는 경우를 일예로서 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 출력부(140)는 안경이나 고글 타입의 시각자극 출력장치와 이어폰이나 헤드폰 타입의 청각자극 출력장치로 구성되되 상기 뇌파측정부(120)와 별도로 구성될 수도 있다.In the present embodiment, an output unit 140, which is a component for providing a stimulus signal generated by the controller 100 to a user, is integrally formed with the brainwave measuring unit 120 The output unit 140 may include a visual stimulation output device of the type of eyeglasses or goggles and an auditory stimulation output device of an earphone or headphone type and may be configured separately from the brain wave measurement unit 120 .

또한, 상기 메모리부(130)는 제어부(100)의 동작에 필요한 데이터를 저장하는 구성요소로서 "설정모드"와 "뇌파유도모드"에서 각각 사용될 자극신호의 패턴이 저장된 자극패턴 저장모듈(131), 뇌파측정부(120)에서 측정된 사용자의 뇌파 데이터가 저장되는 뇌파 저장모듈(132), 및 상기 측정된 뇌파를 이용하여 제어부(100)에서 획득한 주요 주파수 대역의 뇌파에 대한 사용자의 뇌활성화도 변화에 관한 데이터를 저장하는 뇌활성화도 저장모듈(133)로 구성된다.The memory unit 130 stores data required for the operation of the controller 100. The memory unit 130 includes a stimulus pattern storage module 131 that stores patterns of stimulus signals to be used in the "setting mode" A brain wave storage module 132 for storing brain wave data of the user measured by the brain wave measuring unit 120, and a user's brain activation for a brain wave of a main frequency band acquired by the controller 100 using the measured brain wave And a brain activation degree storage module 133 for storing data related to the degree of change.

한편, 상기 제어부(100)는 도4a에 도시한 바와 같이 상기 입력부(110)에 입력된 작동모드에 대응되는 자극신호를 생성하기 위한 제어신호를 출력하는 제어모듈(101), 상기 뇌파측정부(120)에서 측정된 사용자의 뇌파 데이터를 수신하고 이를 상기 뇌파 저장모듈(131)에 저장하는 뇌파 데이터 수신모듈(102), 및 수신된 뇌파 데이터를 이용하여 자극신호의 특성값 변화에 따른 주요 주파수 대역의 뇌파에서 사용자의 뇌활성화도 변화를 분석하고 그 결과를 상기 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장하는 뇌활성화도 분석모듈(103)을 포함하여 구성된다.4A, the control unit 100 includes a control module 101 for outputting a control signal for generating a stimulus signal corresponding to the operation mode input to the input unit 110, A brain wave data receiving module 102 for receiving the user's brain wave data measured by the brain wave measuring module 120 and storing the received brain wave data in the brain wave storing module 131, And a brain activation degree analysis module 103 for analyzing the user's brain activation degree change in the brain waves of the user and storing the result in the brain activation degree storage module 133.

이때, 상기 뇌활성화도 분석모듈(103)은 동작센서의 출력으로부터 사용자의 움직임이 발생하였는지 여부를 판단하는 동작발생 인식기(103a), 상기 뇌파 데이터 수신모듈(102)에서 전달되는 뇌파 측정값과 상기 동작발생 인식기(103a)의 판단결과로부터 동잡음이 포함된 뇌파 측정값을 제외한 후 해당 채널의 뇌파 측정값을 산출하는 뇌파 데이터 선택적 취득기(103b), 상기 뇌파 측정값을 이용하여 주요 뇌파 주파수 대역에 대하여 뇌활성화도 획득신호의 특성값에 따른 뇌활성화도 성분을 분석하는 뇌활성화도 분석기(103c)를 포함하여 구성된다.The brain activation degree analysis module 103 includes an operation occurrence recognizer 103a for determining whether a user's movement has occurred from the output of the motion sensor, An EEG data selective acquisition unit 103b for calculating an EEG measurement value of the channel after excluding the EEG measurement value including the motion noise from the determination result of the motion occurrence recognizer 103a, And a brain activity analyzer 103c for analyzing the brain activation component according to the characteristic value of the brain activation degree acquisition signal.

또한, 상기 제어부(100)는 제어모듈(101)의 제어신호에 의해 자극패턴 저장모듈(131)에 저장된 "설정모드"를 위한 자극신호를 이용하여 상기 "설정모드"에서 제공되는 자극신호(이하, '뇌활성화도 획득신호'라 한다.)를 생성하는 뇌활성화도 획득신호 생성모듈(104)과, 상기 제어모듈(101)의 제어신호에 의해 자극패턴 저장모듈(131)에 저장된 "뇌파유도모드"를 위한 자극신호와 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장된 사용자의 뇌활성화도 데이터를 이용하여 사용자가 입력부(110)를 통해 선택한 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 자극신호(이하, '맞춤형 뇌파유도신호'라 한다.)를 출력하는 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(105)을 포함하여 구성된다.
In addition, the controller 100 controls the control module 101 to generate a stimulus signal (hereinafter referred to as " stimulation signal ") provided in the "setting mode " Stored in the stimulus pattern storage module 131 according to the control signal of the control module 101. The brain activation degree acquisition signal generation module 104 generates a brain activation degree acquisition signal (Hereinafter referred to as " customized " signal) for inducing brain waves of the frequency band selected by the user through the input unit 110 using the stimulation signal for the " mode "and the brain activation degree data of the user stored in the brain activation degree storage module 133 And a customized EEG induction signal generation module 105 for outputting an EEG induction signal.

도7은 본 발명의 일실시예에 따른 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파 유도장치의 뇌파 유도 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 뇌파 유도장치의 뇌파 유도방법을 상세히 설명하기로 한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of inducing an EEG of a user-customized EEG apparatus using a motion sensor according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of inducing EEG of the EEG apparatus according to the present invention, Will be described in detail.

먼저, 상기 입력부(110)를 통하여 사용자로부터 뇌파 유도장치의 작동모드를 선택하는 선택신호가 입력되면(S10), 제어부(100)는 상기 입력된 선택신호가 "설정모드"의 선택인지 여부를 판단한다(S20).First, when a selection signal for selecting an operation mode of the EEG apparatus is input from the user through the input unit 110 (S10), the controller 100 determines whether the input selection signal is a selection of a "setting mode" (S20).

상기 S20 단계의 판단결과, 사용자가 "설정모드"를 선택한 경우이면 상기 제어부(100)는 뇌활성화도 획득신호를 생성하여 출력부(140)를 통해 출력하고, 상기 뇌활성화도 획득신호에 의하여 유도된 사용자의 뇌파에 대한 데이터를 뇌파측정부(120)로부터 수신한다(S30).If it is determined in step S20 that the user has selected the "setting mode ", the controller 100 generates a brain activation degree acquisition signal and outputs the brain activation degree acquisition signal through the output unit 140, From the brain wave measuring unit 120 (S30).

이때, 상기 뇌활성화도 획득신호는 전술한 바와 같이 뇌활성화도 획득신호 생성모듈(104)에서 자극패턴 저장모듈(131)에 저장된 "설정모드"용 자극신호를 이용하여 생성하는데, 구체적으로는 상기 "설정모드"용 자극신호를 미리 정해진 특성값의 범위내에서 특성값을 변화시켜가면서 상기 뇌활성화도 획득신호를 생성한다.At this time, the brain activation degree acquisition signal is generated using the stimulus signal for 'setting mode' stored in the stimulus pattern storage module 131 in the brain activation degree acquisition signal generation module 104 as described above, The brain activation degree acquisition signal is generated while varying the characteristic value within the range of the predetermined characteristic value of the stimulation signal for the "setting mode ".

본 실시예에서는 일예로서 상기 "설정모드"용 자극신호는 시각신호와 청각신호로 각각 구성되는데, 시각신호일 경우 상기 "설정모드"용 자극신호는 일정 파장(즉, 단일 톤)의 빛이고 청각신호일 경우 상기 "설정모드"용 자극신호는 일정 크기(즉, 단일 톤)의 소리이다.In the present embodiment, the stimulus signals for the "setting mode" are composed of a time signal and an auditory signal, respectively. In the case of a time signal, the stimulus signal for the "setting mode" is light of a certain wavelength The stimulus signal for the "set mode" is a sound of a certain size (i.e., a single tone).

또한, 상기 뇌활성화도 획득신호 생성모듈(104)은 "설정모드"용 자극신호 중 시각신호의 경우에는 미리 정해진 조도범위(일예로서, 0 lux 내지 20 lux)에서 조도를 변화시켜가면서(일예로서, 30초마다 1 lux씩 변화시킴) 상기 뇌활성화도 획득신호(시각신호)를 생성하고, 청각신호의 경우에는 미리 정해진 주파수범위(일예로서, 20Hz 내지 20kHz)에서 주파수를 변화시켜가면서(일예로서, 30초마다 500Hz씩 변화시킴) 상기 뇌활성화도 획득신호(청각신호)를 생성한다.In addition, the brain activation degree acquisition signal generation module 104 changes the illuminance in a predetermined illumination range (for example, 0 lux to 20 lux) in the case of the time signal among the stimulation signals for the "setting mode" (For example, 1 lux every 30 seconds). The brain activation level acquisition signal (time signal) is generated. In the case of an auditory signal, the frequency is changed in a predetermined frequency range (for example, 20 Hz to 20 kHz) , And changes by 500 Hz every 30 seconds) to generate the brain activation degree acquisition signal (auditory signal).

이 경우 상기 제어부(100)는 상술한 뇌활성화도 획득신호의 각 특성값마다 미리 정해진 시간 간격(일예로서, 수 마이크로초 내지 수 밀리초의 시간 간격)으로 연속적으로 사용자의 뇌파를 측정하게 된다.In this case, the controller 100 continuously measures the user's brain waves at predetermined time intervals (for example, time intervals of several microseconds to several milliseconds) for each characteristic value of the brain activation degree acquiring signal.

이와 같이 짧은 시간 간격으로 연속적으로 측정할 경우 뇌파와 같은 생체신호는 서로 연속하는 시간 간격의 구간에서 정상 상태(steady state)를 나타내는 특성이 있는데, 본 발명에서는 생체신호의 이와 같은 특성을 이용하여 후술하는 바와 같이 생체신호(본 실시예의 경우 뇌파신호)를 안정적으로 측정할 수 있게 된다.When continuously measured in such a short time interval, the bio-signals such as brain waves have a characteristic of indicating a steady state in a section of consecutive time intervals. In the present invention, It is possible to stably measure a biological signal (an EEG signal in this embodiment) as shown in Fig.

또한, 본 실시예에서는 상기 "설정모드"에서 제어부(100)가 시각신호로 이루어진 뇌활성화도 획득신호를 먼저 제공하여 그에 따른 뇌파를 측정한 후 청각신호로 이루어진 뇌활성화도 획득신호를 제공하여 그에 따른 뇌파를 측정하는 것으로 구성하였으나, 필요에 따라서는 청각신호로 이루어진 뇌활성화도 획득신호를 먼저 제공할 수도 있고 입력부(110)를 통한 사용자의 선택에 따라 제공되는 뇌활성화도 획득신호의 종류(즉, 시각신호 또는 청각신호 중 적어도 어느 하나)나 제공순서가 정해질 수도 있다. In the present embodiment, the controller 100 first provides the brain activation degree acquisition signal of the visual signal in the "setting mode" to measure the brainwave therefrom and then provides the brain activation degree acquisition signal of the auditory signal, However, the brain activation degree acquisition signal may be provided first, if necessary. Alternatively, the brain activation degree acquisition signal may be provided according to the type of the brain activation degree acquisition signal provided by the user through the input unit 110 , At least one of a visual signal and an auditory signal) or a presentation order may be determined.

한편, 상기 뇌파측정부(120)에서 측정된 뇌파의 수신은 뇌파 데이터 수신모듈(102)에서 이루어지는데, 이 경우 상기 뇌파 데이터 수신모듈(102)은 후술하는 S35 내지 S40 단계의 뇌파 분석이 이루어지기 전에 수신된 뇌파 데이터가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 뇌파 데이터를 뇌파 저장모듈(132)에 저장함으로써 이들 단계에서 정확한 뇌파 분석이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.The EEG data receiving module 102 receives the EEG measured by the EEG measuring unit 120. In this case, the EEG data receiving module 102 performs EEG analysis in steps S35 to S40, which will be described later, It is preferable to store the EEG data in the EEG storage module 132 in order to prevent the EEG data received before the EEG data from being damaged.

상기 S30 단계가 완료되면, 상기 제어부(100)는 미리 정해진 시간 간격으로 뇌파를 측정한 각 단계마다 측정된 뇌파에 사용자의 움직임에 의한 동잡음이 포함되었는지 여부를 판단한다(S35).When the step S30 is completed, the controller 100 determines whether motion noise due to user's movement is included in the measured EEG for each of the steps of EEG measurement at a predetermined time interval (S35).

상기 S35 단계의 판단은 제어부(100)에서 동작센서(125)의 출력값이 미리 정해진 설정값 이상일 경우 사용자의 움직임이 발생되었다고 판단하는 방식으로 구성된다.The determination in step S35 may include a method of determining that a user's motion has occurred when the output value of the motion sensor 125 in the control unit 100 is equal to or greater than a preset value.

상기 S35 단계의 판단결과 움직임이 발생하지 않은 경우이면 후술하는 S40 단계를 수행하고, 움직임이 발생한 경우이면 해당 단계에서 측정된 뇌파값은 무시하고 S30 단계를 다시 수행한다.If it is determined in step S35 that no motion has occurred, step S40 is performed. If motion has occurred, step S30 is performed again.

본 발명은 상술한 바와 같이 생체신호의 경우 짧은 시간 구간에서는 정상상태를 나타내는 특성을 이용하는 것으로서 뇌파 측정시 동작센서(125)의 출력이 설정값 이상일 경우 상기 측정된 뇌파에 사용자의 움직임에 의한 동잡음이 포함되었다고 판단하여 이를 무시하고 다시 측정하게 된다. As described above, in the case of a bio-signal, a characteristic that indicates a steady state in a short time period is used. When the output of the motion sensor 125 is greater than a set value during EEG measurement, a motion noise It is ignored and the measurement is made again.

따라서, 본 발명의 경우 동작센서의 출력값을 이용하여 사용자의 동잡음이 포함되지 않은 뇌파 측정값을 이용하여 해당 채널의 뇌파 측정값을 산출하는 방식을 적용하기 때문에 해당 채널의 뇌파를 매우 안정적으로 측정할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, a method of calculating the EEG measurement value of the corresponding channel using the EEG measurement value that does not include the motion noise of the user by using the output value of the motion sensor is applied, so that the EEG of the corresponding channel is measured very stably .

이때, 상기 동작센서(125)의 설정값은 뇌파 측정값의 변화가 애당 시간 구간에서 정상상태에 해당된다고 판단할 수 있는 범위로 설정되는 것이 바람직한데, 이는 생체신호를 측정하는 시간 간격이나 생체신호의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다. It is preferable that the set value of the motion sensor 125 is set to a range that can determine that a change in EEG measurement value corresponds to a steady state during a reasonable time interval. May be set differently depending on the type of the light source.

상기 S35 단계의 판단결과 사용자의 움직임이 없었던 경우이면, 제어부(100)는 뇌파측정부(120)에서 측정된 사용자의 뇌파 데이터(즉, 동잡음이 포함되지 않은 뇌파 데이터)를 이용하여 뇌활성화도 획득신호의 특성값 변화에 따른 사용자의 뇌활성화도 변화를 주요 주파수 대역의 뇌파별로 분석하고(S40), 상기 분석 결과를 메모리부(130)의 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장한다(S50).If it is determined in step S35 that the user does not move, the controller 100 uses the brain wave data of the user measured by the brain wave measuring unit 120 (i.e., brain wave data without motion noise) (S40), and stores the analysis result in the brain activation degree storage module 133 of the memory unit 130 (S50 ).

이때, 상기 S40 단계와 S50 단계는 뇌활성화도 분석모듈(103)에 의하여 이루어지는데, 상기 뇌활성화도 분석모듈(103)은 측정된 뇌파 데이터를 뇌활성화도 획득신호의 특성값 마다 FFT(Fast Fourier Transform)변환하여 뇌파의 주파수 대역을 기준으로 성분을 분석한다.In step S40 and step S50, the brain activation level analysis module 103 analyzes the measured brain activity data using Fast Fourier Transform (FFT) Transform) and analyze the components based on the frequency band of EEG.

본 실시예에서는 일예로서 아래의 표1과 같이 뇌파 성분을 분석하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 뇌파 성분을 보다 포괄적으로 또는 구체적으로 구별하여 분석할 수도 있다.
In this embodiment, EEG components are analyzed as shown in Table 1 below, but the present invention is not limited thereto. EEG components may be more broadly or specifically discriminated according to necessity.

뇌파 성분
(주파수 대역)
EEG component
(Frequency band)
주파수명Frequency name 사용목적(특징)Purpose of use (feature)
0.1~30.1 to 3 델타파Delta wave 깊은 수면상태나 뇌 이상 상태Deep sleep or brain abnormalities 4~74 to 7 세타파Setta 수면상태Sleep state 8~128-12 알파파Al Papa 이완 및 휴식상태Relaxation and rest state 12~1512 to 15 SMR파SMR wave 주의상태Attention status 16~2016-20 Mid-베타파Mid-Beta wave 집중,활동상태Concentration, activity status 21~3021 to 30 베타파Beta wave 긴장,흥분상태,스트레스상태Tension, excitement, stress 30~5030 to 50 감마파Gamma wave 불안,초조 등 강한 스트레스 상태Strong stress state such as anxiety, irritability

또한, 상기 뇌활성화도 분석모듈(103)은 이와 같이 뇌활성화도 획득신호의 각 특성값마다 얻은 뇌파성분을 이용하여 도1a 내지 도1c와 도2a 내지 도2c에 나타낸 바와 같이 특성값의 변화에 따른 각 뇌파성분의 뇌활성화도 변화패턴을 도출하여 그 결과를 상기 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장하게 된다.
In addition, the brain activation degree analysis module 103 uses the brain wave component obtained for each characteristic value of the brain activation degree acquisition signal as shown in Figs. 1A to 1C and Figs. 2A to 2C, And the result is stored in the brain activation degree storage module 133. The brain activation degree change module 133 calculates the brain activation degree change pattern of each brain wave component according to the brain activation level.

이때, 상기 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장되는 뇌활성화도 정보는 각 주파수 대역의 뇌파 성분에 대하여 구분되어 저장되는 것이 바람직한데, 각각의 뇌파 성분에 대하여 저장되는 정보는 자극신호 특성값의 변화에 따른 뇌활성화도 변화가 전체로 저장될 수도 있고 뇌활성화도가 최대인 특성값(이하, '최적 특성값'이라 한다)만 저장될 수도 있다.
At this time, it is preferable that the brain activation degree information stored in the brain activation degree storage module 133 is divided and stored for each EEG component of each frequency band. Information stored for each EEG component includes The change in brain activation degree depending on the change may be stored as a whole and only the characteristic value with the maximum brain activation degree (hereinafter referred to as 'optimal characteristic value') may be stored.

한편, 상기 S20 단계의 판단결과 입력부(110)에 입력된 선택신호가 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 "뇌파유도모드"를 선택하는 신호이면, 상기 제어부(100)는 사용자로부터 사용목적을 선택하는 선택신호를 입력부를 통해 수신한다(S60).If it is determined in step S20 that the selection signal input to the input unit 110 is a signal for selecting the "brain wave induction mode" for deriving an EEG wave of a specific frequency band, Through the input unit (S60).

이때, 상기 사용목적이라 함은 사용자가 필요로 하는 두뇌 상태를 의미하는 것이며, 이는 입력부에 마련된 복수의 선택메뉴 중 어느 하나를 사용자가 선택하는 것에 의하여 결정될 수 있다.Here, the purpose of use refers to a brain state required by the user, and may be determined by a user selecting one of a plurality of selection menus provided in the input unit.

본 실시예에서는 상기 선택메뉴가 수면, 긴장이완, 집중력 강화, 스트레스 해소, 우울증이나 ADHD 예방 및 치료 등으로 이루어진 경우를 일예로서 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 선택메뉴가 알파파, 세타파, SMR파와 같이 뇌파 주파수 대역으로 구성될 수도 있다.In this embodiment, the selection menu includes sleep, relaxation, concentration, stress relief, depression, ADHD prevention and treatment, and the like. However, the present invention is not limited thereto, It can also be composed of EEG frequency bands such as seta waves and SMR waves.

또한, 본 실시예에서는 S20 단계와 S60 단계가 별도로 이루어지도록 구성하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 S20 단계에서 사용자로부터 사용목적을 선택하는 선택신호가 입력된 경우 상기 제어부(100)는 전술한 2개의 작동모드 중 "뇌파유도모드"가 선택된 것으로 간주하고 S60 단계 이하를 수행하도록 구성될 수도 있다.In the present exemplary embodiment, steps S20 and S60 are separately performed. However, the present invention is not limited thereto. If a selection signal for selecting a purpose of use is input from the user in step S20, It may be configured to perform the steps S60 and below, assuming that the "brain wave induction mode" among the two operation modes is selected.

상기 S60 단계가 완료되면, 상기 제어부(100)는 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력부(140)를 통해 출력한다(S70,S80).Upon completion of step S60, the controller 100 generates a customized EEG induction signal for inducing brain waves of a frequency band corresponding to the selected use purpose and outputs the customized EEG induction signal through the output unit 140 (S70, S80).

예를 들어, 상기 선택된 사용목적이 '수면'일 경우 상기 제어부는 델타파 또는 세타파 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력하고, 상기 선택된 사용목적이 '긴장이완'일 경우 알파파 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력한다.For example, if the selected use purpose is 'sleep', the controller generates and outputs a tailored EEG induction signal for inducing EEG waves in the delta wave or theta wave band, and when the selected use purpose is 'relax relaxation' And generates and outputs a customized EEG induction signal for inducing EEG waves in the Papa band.

또한, 상기 선택된 사용목적이 '집중력 강화'일 경우 상기 제어부는 SMR파, Mid-베타파 대역의 뇌파를 유도하거나 베타파와 감마파 대역이 적은 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력하고, 상기 선택된 사용목적이 스트레스 해소일 경우 알파파 대역의 뇌파를 유도하거나 베타파와 세타파가 적은 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력한다.In addition, when the selected use purpose is 'concentrated power enhancement', the controller generates and outputs a tailored EEG induction signal for inducing EEG waves in the SMR wave and Mid-beta wave band or inducing EEG waves having a small beta wave and gamma wave band And generates and outputs a tailored EEG induction signal for inducing EEG waves in the ALPHA band or inducing EEG waves with a small number of beta waves and CTA waves when the selected purpose of use is relieved of stress.

특히, 상기 선택된 사용목적 중 '집중력 강화'의 경우 상기 제어부는 아래의 [수식 1]로 계산되는 집중력 지표(T)가 높게 나오는 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력할 수도 있다. In particular, in the case of 'selected concentration', the controller generates and outputs a customized EEG induction signal for inducing an EEG in a frequency band in which a concentration index (T) calculated by the following Equation 1 is high It is possible.

이때, S는 SMR파의 주파수, β는 Mid-베타파의 주파수, θ는 세타파의 주파수를 나타내며, 상기 각각의 주파수는 일예로서 해당 주파수 대역의 중간값, 최대값 또는 최소값 중 어느 하나로 구해질 수 있다. Here, S denotes the frequency of the SMR wave,? Denotes the frequency of the Mid-Beta wave,? Denotes the frequency of the setter wave, and each of the frequencies may be obtained as an intermediate value, a maximum value or a minimum value of the corresponding frequency band have.

Figure pat00001
______________________ [수식 1]
Figure pat00001
______________________ [Equation 1]

이때, 상기 맞춤형 뇌파유도신호는 전술한 바와 같이 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(104)에서 자극패턴 저장모듈(131)에 저장된 "뇌파유도모드"용 자극신호와 뇌활성화도 저장모듈(133)에 저장된 사용자의 뇌활성화도 정보(즉, 선택된 사용목적에 대응되는 뇌파 성분에 대한 뇌활성화도 정보)를 이용하여 생성한다.At this time, the customized EEG induction signal is stored in the stimulation pattern storage module 131 in the customized EEG induction signal generation module 104 and the stimulation signal for the " brain wave induction mode " (I.e., brain activation degree information on the EEG component corresponding to the selected purpose of use).

또한, 본 실시예에서는 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호는 일예로서 시각신호와 청각신호로 각각 구성되는데, 시각신호일 경우 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호는 일정 파장(즉, 단일 톤)의 빛이고 청각신호일 경우 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호는 일정 크기(즉, 단일 톤)의 소리이다.In the present embodiment, the stimulation signal for the "brain wave induction mode" is composed of a visual signal and an auditory signal as an example. In the case of a visual signal, the stimulation signal for & In the case of a light and auditory signal, the stimulation signal for the "brain wave induction mode" is a sound of a certain size (i.e., a single tone).

또한, 상기 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(104)은 "뇌파유도모드"용 자극신호의 특성값을, 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 최대로 나타난 최적 특성값으로 변조하는 방식으로 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.In addition, the customized brain wave induction signal generation module 104 converts the characteristic value of the stimulus signal for "brain wave induction mode " into an optimal characteristic value in which the brain activation degree is maximized in the brain wave component of the frequency band corresponding to the selected use purpose And generates the customized brain wave induction signal in a modulating manner.

예를 들어, 도5a에 도시한 바와 같이 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호가 50Hz 단일 톤(즉, 단일 주파수)의 청각신호이고 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 가장 큰 최적 특성값(즉, 주파수)이 사용자 A의 경우 5kHz, 사용자 B의 경우 10kHz로 나타난 경우이면, 상기 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(104)은 사용자 A에 대해서는 5kHz 단일 톤의 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하고 사용자 B에 대해서는 10kHz 단일 톤의 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.For example, as shown in FIG. 5A, when the stimulus signal for the "brain wave induction mode" is an auditory signal of 50 Hz single tone (i.e., a single frequency) The customized brain wave induction signal generation module 104 generates a customized brain wave induction signal of 5 kHz for the user A if the optimal optimal characteristic value (i.e., frequency) is 5 kHz for the user A and 10 kHz for the user B, Signal and generates a customized EEG induction signal of 10kHz monotone for user B,

또한, 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호가 단일 톤(즉, 단일 조도)의 시각신호인 경우에도 전술한 청각신호일 경우와 유사하게 "뇌파유도모드"용 자극신호의 조도를 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 최대로 나타난 조도로 변조하여 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.Further, even when the stimulation signal for the "brain wave induction mode" is a visual signal of a single tone (i.e., a single roughness), the illuminance of the stimulation signal for "brain wave induction mode" And generates a customized EEG signal by modulating the brain activity of the corresponding frequency band with the maximum illuminance.

한편, 본 실시예와 달리 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호는 다중 톤(즉, 청각신호의 경우에는 복수 주파수의 소리, 시각신호의 경우에는 복수 조도의 빛으로 구성된 경우)으로 이루어질 수도 있는데, 이 경우에는 상기 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(104)은 "뇌파유도모드"용 자극신호의 중심 특성값을, 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 최대로 나타난 최적 특성값으로 변조하는 방식으로 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.On the other hand, unlike the present embodiment, the stimulation signal for the "brain wave induction mode " may be composed of multiple tones (i.e., a sound of a plurality of frequencies in the case of an audible signal and a plurality of lights in the case of a visual signal) In this case, the customized brain wave induction signal generation module 104 converts the central characteristic value of the stimulation signal for the "brain wave induction mode" into an optimal characteristic of the brain activation degree in the brain wave component of the frequency band corresponding to the selected use purpose To generate the customized brain wave induction signal.

예를 들어, 도5b에 도시한 바와 같이 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호가 5Hz 내지 20kHz의 다중 톤(즉, 복수 주파수)의 청각신호이고 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 가장 큰 최적 특성값(즉, 주파수)이 사용자 A의 경우 5kHz, 사용자 B의 경우 10kHz로 나타난 경우이면, 상기 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈(104)은 사용자 A에 대해서는 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호를 5kHz 중심으로 재배열하고 사용자 B에 대해서는 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호를 10kHz 중심으로 재배열하여 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.For example, as shown in FIG. 5B, when the stimulation signal for the "brain wave induction mode" is an auditory signal of multiple tones (i.e., a plurality of frequencies) of 5 Hz to 20 kHz and the EEG component of the frequency band corresponding to the selected use purpose If the optimal characteristic value (i.e., frequency) with the highest brain activation degree is 5 kHz for the user A and 10 kHz for the user B, the customized brain wave induction signal generation module 104 generates the " Mode "is centered at 5 kHz, and for user B, a stimulation signal for the" EEG induction mode "is rearranged around 10 kHz to generate a customized EEG induction signal.

또한, 상기 "뇌파유도모드"용 자극신호가 다중 톤(즉, 복수 조도)의 시각신호인 경우에도 전술한 청각신호일 경우와 유사하게 "뇌파유도모드"용 자극신호의 중심 조도를 상기 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파 성분에서 뇌활성화도가 최대로 나타난 조도로 변조하여 맞춤형 뇌파유도신호를 생성한다.Also, when the stimulus signal for the "brain wave induction mode" is a visual signal of multiple tones (i.e., a plurality of roughness), the center illuminance of the stimulus signal for the "brain wave induction mode" The brain waves are modulated with the intensity of the brain activity at the maximum level to generate a customized brain wave induction signal.

또한, 본 실시예에서는 사용자가 작동모드를 선택하는 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 사용자가 사용목적을 선택하는 경우에 무조건 상기 "설정모드"를 먼저 실행하여 사용자의 뇌활성화도를 획득한 후에 선택된 사용목적에 대응되는 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 제공하도록 구성될 수도 있다.
In the present embodiment, the case where the user selects the operation mode is described as an example. However, the present invention is not limited to this. However, if the user selects the purpose of use, And may be configured to provide a customized EEG induction signal for deriving the EEG of the frequency band corresponding to the selected use purpose after acquiring the activation degree.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 뇌파유도장치 및 방법은 사용자에게 제공되는 자극신호의 특성값 변화에 따른 상기 사용자의 뇌활성화도 변화를 분석하여 상기 뇌활성화도가 가장 크게 나타나는 자극신호의 특성값을 획득하고, 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 뇌파유도신호를 상기 특성값으로 변조한 맞춤형 뇌파유도신호를 사용자에게 제공하는 방식이기 때문에 어떤 사용자가 어떤 신체 상태에서 사용하든지 간에 항상 원하는 주파수 대역의 뇌파 유도효율을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.As described in detail above, the apparatus and method for inducing EEG according to the present invention analyze changes in brain activity of a user according to a change in a characteristic value of a stimulus signal provided to a user, And provides a user with a customized EEG induction signal obtained by modulating an EEG inducing signal for inducing an EEG wave in a specific frequency band to the characteristic value. Therefore, whichever user is using in any body state, It is possible to maximize the EEG induction efficiency of the brain.

또한, 본 실시예에서는 뇌활성화도 획득신호 및 맞춤형 뇌파유도신호와 같은 자극신호가 시각신호와 청각신호로 이루어진 경우를 일예로서 설명하였으나, 필요에 따라서는 이들 중 어느 하나로 구성될 수도 있다.In the present embodiment, the case where the stimulus signal such as the brain activation degree acquisition signal and the customized EEG induction signal is composed of the time signal and the auditory signal has been described as an example, but it may be composed of any one of them as needed.

또한, 본 실시예에서는 상기 뇌파 유도장치가 안경 또는 고글의 형태로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나, 동일한 기능을 수행하는 범위 내에서는 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있다.In addition, although the EEG guide device is configured as a form of eyeglasses or goggles in the present embodiment, the EEG guide device may be implemented in various forms within the scope of performing the same function.

또한, 본 발명에 따른 뇌파 유도장치는 학습 보조기 뿐만 아니라 TV, MP3, 오디오, 휴대폰, 프로젝터, 음향 시스템, 컴퓨터 등 여러 가지 기기에 적용될 수 있음은 물론이다. Further, it goes without saying that the EEG induction device according to the present invention can be applied to various devices such as a TV, an MP3, an audio, a mobile phone, a projector, an acoustic system, and a computer as well as a learning aid.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이 아니며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is to be understood, therefore, that the embodiments described above are not to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 제어부 102: 뇌파 데이터 수신모듈
103: 뇌활성화도 분석모듈 104: 뇌활성화도 획득신호 생성모듈
105: 맞춤형 뇌파유도신호 생성모듈 110: 입력부
120: 뇌파 측정부 140: 출력부
100: control unit 102: brain wave data receiving module
103: brain activation degree analysis module 104: brain activation degree acquisition signal generation module
105: Personalized EEG induction signal generation module 110: Input part
120: EEG measuring unit 140: Output unit

Claims (7)

사용자의 뇌파를 측정하는 뇌파측정부;
뇌파 측정시 상기 사용자의 움직임을 감지하는 동작센서;
상기 뇌파의 측정값과 동작센서의 출력값을 이용하여 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 제어부; 및
상기 생성된 맞춤형 뇌파유도신호를 출력하는 출력부를 포함하여 구성되되,
상기 제어부는 뇌파 측정시의 상기 동작센서 출력값을 판단하여, 상기 동작센서의 출력값이 미리 정해진 설정값 미만일 때 측정된 뇌파 측정값을 이용하여 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도장치.
An EEG measuring unit for measuring a user's EEG;
An operation sensor for detecting movement of the user when measuring EEG;
A controller for generating a tailored EEG induction signal for inducing an EEG wave of a specific frequency band using the EEG measurement value and the output value of the motion sensor; And
And an output unit for outputting the generated customized EEG induction signal,
Wherein the controller generates the customized EEG induction signal by using the EEG measurement value when the output value of the operation sensor is less than a predetermined set value by determining the operation sensor output value during EEG measurement, A user -
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사용자의 외부 자극에 대한 뇌파 반응도인 뇌활성화도가 상기 특정 주파수 대역에서 최대가 되도록 상기 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller generates the customized EEG induction signal such that the brain activation degree of the EEG response to the external stimulus of the user is maximized in the specific frequency band.
제2항에 있어서,
상기 맞춤형 뇌파유도신호는 각각 하나 이상의 특성값을 가지는 시각 자극신호 또는 청각 자극신호 중 적어도 어느 하나의 자극신호이고,
상기 특성값은 시각 자극신호의 경우에는 빛의 조도이고 청각 자극신호의 경우에는 소리의 주파수인 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the customized brain wave induction signal is at least one of a visual stimulation signal or an auditory stimulation signal having at least one characteristic value,
Wherein the characteristic value is a light intensity in the case of the visual stimulation signal and a sound frequency in the case of the auditory stimulation signal.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 미리 저장된 패턴의 자극신호의 특성값을 단계적으로 변화시켜 생성한 뇌활성화도 획득신호를 상기 출력부를 통해 출력하면서 사용자의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 특정 주파수 대역에서 사용자의 뇌활성화도가 최대가 되는 뇌활성화도 획득신호의 특성값인 최적 특성값을 획득한 후, 상기 맞춤형 뇌파유도신호의 특성값이 상기 최적 특성값이 되도록 생성하는 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도장치.
The method of claim 3,
Wherein the controller measures a brain wave of a user while outputting a brain activation degree acquisition signal generated by varying a characteristic value of a stimulus signal of a previously stored pattern through the output unit, analyzes the measured brain wave, Acquiring an optimal characteristic value which is a characteristic value of a brain activation degree acquiring signal that maximizes a brain activation degree of a user and then generating a characteristic value of the customized EEG induction signal to be the optimal characteristic value; A user -
제4항에 있어서,
상기 채널은 사용자의 좌뇌측 뇌파를 측정하는 적어도 하나의 제1채널과 우뇌측 뇌파를 측정하는 적어도 하나의 제2채널을 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 제1채널과 제2채널 각각에 대하여 상기 최적 특성값을 획득한 후, 이를 이용하여 상기 출력부를 통해 사용자의 좌이 또는 좌안 중 적어도 어느 하나에 출력되는 좌뇌 맞춤형 뇌파유도신호와 사용자의 우이 또는 우안 중 적어도 어느 하나에 출력되는 우뇌 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the channel comprises at least one first channel for measuring the left brain EEG of the user and at least one second channel for measuring right brain EEG,
Wherein the controller acquires the optimal characteristic value for each of the first channel and the second channel and uses the same to output at least one of the left or right eye of the user through the output unit, Or the right eye of the user, the right-brain-adapted EEG induction signal being output to at least one of the right and left eyes.
동작센서를 이용하여 사용자의 움직임을 감지하면서 상기 사용자의 뇌파를 측정하는 제1단계;
상기 동작센서의 출력값이 미리 정해진 설정값 미만일 때의 상기 뇌파 측정값을 유효한 측정값으로 선택하는 제2단계; 및
상기 선택된 뇌파 측정값을 이용하여 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 맞춤형 뇌파유도신호를 생성하여 출력하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도방법.
A first step of measuring an EEG of the user while sensing a movement of a user using an operation sensor;
A second step of selecting the EEG measurement value when the output value of the motion sensor is less than a preset value as an effective measurement value; And
And generating and outputting a customized EEG induction signal for inducing an EEG wave of a specific frequency band using the selected EEG measurement value, and outputting a customized EEG induction signal.
제6항에 있어서,
상기 제1단계는 사용자의 외부 자극에 대한 뇌파 반응도인 뇌활성화도를 획득하기 위한 자극신호인 뇌활성화도 획득신호의 특성값을 단계적으로 변화시켜 사용자에게 제공하면서 사용자의 뇌파를 측정하고,
상기 제3단계는 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 특정 주파수 대역에서 사용자의 뇌활성화도가 최대가 되는 뇌활성화도 획득신호의 특성값인 최적 특성값을 획득한 후, 상기 맞춤형 뇌파유도신호의 특성값이 상기 최적 특성값이 되도록 생성하되,
상기 뇌활성화도 획득신호와 맞춤형 뇌파유도신호는 각각 하나 이상의 특성값을 가지는 시각 자극신호 또는 청각 자극신호 중 적어도 어느 하나의 자극신호이고, 상기 특성값은 시각 자극신호의 경우에는 빛의 조도이고 청각 자극신호의 경우에는 소리의 주파수인 것을 특징으로 하는 동작센서를 이용한 사용자 맞춤형 뇌파유도방법.

The method according to claim 6,
The first step is to measure the user's brain waves while providing the user with the characteristic value of the brain activation degree acquisition signal, which is a stimulation signal for acquiring the brain activation degree, which is an EEG response to the external stimulus of the user,
The third step analyzes the measured EEG to obtain an optimal characteristic value, which is a characteristic value of a brain activation degree acquisition signal that maximizes a user's brain activation degree in the specific frequency band. Then, the characteristic of the customized EEG induction signal Value to be the optimum characteristic value,
Wherein the brain activation degree acquisition signal and the tailored EEG induction signal are at least one stimulus signal of at least one of a visual stimulation signal and an auditory stimulation signal having at least one characteristic value and the characteristic value is a light intensity of the visual stimulation signal, And a sound frequency in the case of a stimulation signal.

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