KR20150028452A - 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치에 관한 것으로, 밴드타입 형상기억합금이 내장된 헤드밴드에 뇌파측정센서 및 무선통신모듈을 장착하여, 착탈이 용이하고, 측정된 뇌파를 무선으로 분석장치로 전송하도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 밴드타입의 형상기억합금과 이를 보호하는 내측 및 외측 외피와 상기 내측 및 외측 외피 사이에 뇌파측정센서를 내장하여 피험자의 뇌파를 측정하는 밴드타입 뇌파측정장치에 있어서, 상기 내측 외피에 노출된 다수의 뇌파측정전극; 상기 내측 외피 내부에 형성된 상기 밴드타입 형상기억합금을 관통하여 상기 뇌파측정전극과 접속된 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 표면에 실장된 뇌파측정모듈, 무선통신모듈 및 전원공급모듈;로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치 { Band type EEG Measuring Apparatus using Shape Memory Steel Material}

본 발명은 밴드타입 형상기억합금이 내장된 헤드밴드에 뇌파측정센서 및 무선통신모듈을 장착하여, 착탈이 용이하고, 측정된 뇌파를 무선으로 분석장치로 전송하도록 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 피험자의 뇌파를 측정하는 뇌파측정장치는 피험자 두피에 전극을 부착하여 측정되는 수십 마이크로 볼트의 전위차와 주로 0.5~40헤르츠 이하의 주파수를 지닌 파장으로서, 인간의 의식 상태를 반영하는 물리값이다.

상기 뇌파는 그 주파수에 따라 몇가지 종류로 나눌 수 있는데, 주파수별로 뇌파 신호를 분류할 경우, 0.5 내지 4Hz의 주파수를 지닌 뇌파는 δ파로, 정상 수면상태 혹은 갓난아이에게서 주로 나타나며, 8Hz의 주파수를 지닌 뇌파인 θ파는 정서적으로 불안한 상태에 있거나 학습장애를 지닌 청소년 등 주위가 산만할 경우 대표적으로 나타난다. 반면, 8-13Hz의 주파수를 지닌 α파는 정신적으로 안정되고 눈을 감고 집중하고 있는 상태에서 뚜렷이 나타나며 마지막으로 14Hz 이상의 주파수를 지닌 뇌파인 β파는 정신활동을 하는 동안이나 긴장상태 시 나타난다.

이와 같은 뇌파측정장치는 헤드셋 형태 또는 두피부착형으로 두피와 접촉된 전극으로부터 측정된 전기를 증폭 및 필터링, 주파수분석 등을 통하여 뇌파를 측정하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 뇌파 집중신호와 헤드틸트 연동에 의한 뇌파게임 헤드셋의 예시도로서, 국내특허공개 제10-2012-0056954호(2012년06월05일자)에 게시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 뇌파 집중신호 및 헤드틸트 센서를 이용한 이동방향 신호를 검출하는 검출부(10)와, 검출부(100)에서 검출된 각각의 신호를 분석 및 송신 가능한 신호로 처리하는 송신 신호처리부(20)와, 출력된 신호의 송신 및 수신을 처리하는 RF송신부(40)와, 상기 RF송신부(400)에서 보낸 신호를 수신하는 RF수신부(500)와, 사용자의 눈으로 확인이 가능하도록 모니터 출력을 담당하는 출력부(800)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래기술은 검출된 뇌파를 이용하여 헤드셋형 제어기를 통해 뇌파 게임을 실시함으로 간단하고 명확하게 시각적이고, 수치적으로 알파파 세기나 유무 확인이 가능하며, 따라서 전문가의 분석이 없이 두뇌 학습이나 활용이 간단히 가능하다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 뇌파측정용 헤드셋은 착용하기 불편할 뿐만 아니라, 보관 또는 이동하는데 많은 제약을 받는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 밴드타입 형상기억합금이 내장된 헤드밴드에 뇌파측정센서 및 무선통신모듈을 장착하여, 착탈이 용이하고, 측정된 뇌파를 무선으로 분석장치로 전송하도록 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치는 밴드타입의 형상기억합금과 이를 보호하는 내측 및 외측 외피와 상기 내측 및 외측 외피 사이에 뇌파측정센서를 내장하여 피험자의 뇌파를 측정하는 밴드타입 뇌파측정장치에 있어서, 상기 내측 외피에 노출된 다수의 뇌파측정전극; 상기 내측 외피 내부에 형성된 상기 밴드타입 형상기억합금을 관통하여 상기 뇌파측정전극과 접속된 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 표면에 실장된 뇌파측정모듈, 무선통신모듈 및 전원공급모듈;로 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 형상기억합금은 상기 인쇄회로기판과 내측 외피 사이에 위치하며, 상기 인쇄회로기판과 상기 뇌파측정전극을 연결하는 커넥터를 위한 관통 홀이 형성되되, 상기 내측 외피에 노출된 다수의 뇌파측정전극은 상기 커넥터 끝단에 착탈가능하도록 접속하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치는 뇌파측정을 위한 뇌파측정모듈, 전원공급모듈, 통신모듈 등의 부품을 실장한 PCB를 형상기억합금이 내장된 밴드 내에 내장하고, 전극만을 노출시켜, 착용시 피험자의 머리를 감싸도록 롤링되어 전극에 접촉한 피험자의 이마부위에서 뇌파를 측정할 수 있도록 하므로, 뇌파측장치의 휴대 또는 착용이 간편한 효과가 있다.

또한, 피험자의 두피에 접촉하는 전극은 필요에 따라 탈부착이 용이한 소모품으로 구성하므로, 사용으로 인한 이물질로부터 청결을 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기슬에 따른 뇌파 집중신호와 헤드틸트 연동에 의한 뇌파게임 헤드셋의 예시도이고,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 후 전면 사시도이고,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 후 후면 사시도이고,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 전 전면 사시도이고,
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 전 후면 사시도이고,
도 4는 도 3a의 A-A 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용상태를 보인 도이다.

본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b는 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 후 전면 및 후면 사시도이고, 도 3a, 3b는 밴드타입 뇌파측정장치의 착용 전 전면 및 후면 사시도로서, 뇌파측정장치(100)는 피험자의 이마에 접촉하는 내측에 노출된 다수의 뇌파측정전극(110)과, 외측 내부에는 인쇄회로기판(120)과, 인쇄회로기판(120)에 실장된 뇌파측정모듈(121), 무선통신모듈(122) 및 전원공급모듈(123)로 구성된다.

여기서, 뇌파측정장치(100)의 전체형상은 일정 폭과 길이를 갖고 피험자의 이마에 접촉하는 부위를 제외하고 양측면은 피험자의 머리 둘레에 감겨 고정시키는 밴드형태로 구성하되, 머리둘레에 감기는 부분은 형상기억합금으로 구성하여 착용전에는 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이 펼쳐진 형태를 유지한다.

또한, 상기 인쇄회로기판(120)은 형상기억합금과 함께 휘어짐이 가능한 유연성있는 연성 PCB(flexible PCB)로 구성이 가능하다.

도 4는 도 3a에서 A-A단면도로서, 일정폭과 길이를 갖는 바(bar)형태의 형상기억합금(103)과, 상기 기억형상합금(103) 상단에 부품을 실장하기 위한 인쇄회로기판(120)과, 상기 인쇄회로기판(120)에 실장된 뇌파측정모듈(121), 무선통신모듈(122) 및 전원공급모듈(123)과, 상기 형상기억합금(103), 인쇄회로기판(120), 뇌파측정모듈(121), 무선통신모듈(122) 및 전원공급모듈(123)을 보호하는 내,외측의 외피(101)(102)와, 상기 인쇄회로기판(120)과 전기접속되고 상기 내측 외피(102)에 노출되어 피험자의 피부에 접촉하여 전기신호를 검출하는 다수의 전극(110)으로 구성된다.

여기서, 상기 각 전극(110)은 상기 인쇄회로기판(120)과 전기접속하기 위하여 각 커넥터(111)로 연결하되, 상기 각 커넥터(111)는 상기 인쇄회로기판(120) 및 내측 외피(102)에 형성된 관통홀(103a)을 통해 연결한다.

또한, 상기 각 전극(110)은 직물전극으로 구성하며, 상기 각 전극(110)과 각 커넥터(111)는 착탈 가능하도록 스냅단추로 구성하여, 청결 등을 위하여 교체가 가능하도록 한다.

상기 형상기억합금(103)은 피험자의 체온에 의해 형상이 머리에 감싸도록 변형되도록 하거나, 라운드 복원기능이 있는 판재로 구성하여, 사용전에는 바(bar)형태에서 일정 충격을 가하면 라운드형태로 자동으로 권취되도록 구성한다.

또한, 내,외측의 외피(101)(102)는 실리콘 또는 우레탄 등 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치는 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이. 사용전에는 바형태를 유지하다가, 사용하기 위하여 피험자의 이마에 부착하면 도 5의 사용상태도와 같이 자동으로 피험자의 머리 둘레를 감싸 밀착 고정시킨다.

이마에 접촉된 상기 전극(110)은 상기 전원공급부(123)에서 공급받아 피험자의 피부에 흐르는 전기신호를 감지하고, 상기 뇌파측정모듈(121)은 상기 전극(110)에서 감지된 미약한 전기신호를 증폭, 필터링 및 신호처리를 통해 뇌파신호를 획득하게 된다.

상기 뇌파측정모듈(121)에서 획득된 뇌파신호는 상기 무선통신모듈(122)을 통해 외부로 뇌파분석기기로 전송하여 뇌파를 분석하게 된다.

여기서, 무선통신모듈(122)는 근거리 통신모듈로 바람직하게는 블루투스통신모듈을 통해 전송하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 뇌파측정장치 101, 102 : 내,외측 외피
103 : 형상기억합금 110 : 전극
111 : 커넥터 120 : 인쇄회로기판
121 : 뇌파측정모듈 122 : 무선통신모듈
123 : 전원공급모듈

Claims (5)

1. 밴드타입의 형상기억합금과 이를 보호하는 내측 및 외측 외피와 상기 내측 및 외측 외피 사이에 뇌파측정센서를 내장하여 피험자의 뇌파를 측정하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치에 있어서,
   상기 내측 외피에 노출된 다수의 뇌파측정전극;
   상기 내측 외피 내부에 형성된 상기 밴드타입 형상기억합금을 관통하여 상기 뇌파측정전극과 접속된 인쇄회로기판; 및
   상기 인쇄회로기판 표면에 실장된 뇌파측정모듈, 무선통신모듈 및 전원공급모듈;로 형성된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 형상기억합금은 상기 인쇄회로기판과 내측 외피 사이에 위치하며, 상기 인쇄회로기판과 상기 뇌파측정전극을 연결하는 커넥터를 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 내측 외피에 노출된 다수의 뇌파측정전극은 상기 커넥터 끝단에 착탈가능하도록 접속하는 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 형상기억합금은 뇌파측정기 착용시, 체온을 감지하여 피험자의 두상 주위를 감는 형상으로 변형되며, 다수의 뇌파측정전극이 위치하는 영역은 최초형상을 유지하는 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 형상기억합금은 뇌파측정기 착용시 탄성에 의해 롤링되어 피험자의 두상주위를 감는 형상으로 변형되며, 다수의 뇌파측정전극이 위치하는 영역은 최초형상을 유지하는 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 밴드타입 뇌파측정장치.

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