KR20150134065A - 베개 높이 조절 장치 - Google Patents

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KR20150134065A
KR20150134065A KR1020140060902A KR20140060902A KR20150134065A KR 20150134065 A KR20150134065 A KR 20150134065A KR 1020140060902 A KR1020140060902 A KR 1020140060902A KR 20140060902 A KR20140060902 A KR 20140060902A KR 20150134065 A KR20150134065 A KR 20150134065A
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Abstract

본 발명은 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 베개 높이 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 사용자의 머리와 목이 일정 높이를 유지하도록 지지하는 베개; 상기 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 수면 자세 검출부가 제공하는 사용자의 수면 자세 정보를 분석하며, 상기 베개가 상기 분석된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 베개에 설치되어 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 베개의 일부가 승강 또는 하강하도록 동작하는 구동부; 및 상기 사용자가 누운 자세에 따른 수면 자세 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 수면 자세 검출부를 포함한다. 따라서 본 발명은 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

베개 높이 조절 장치 {APPARATUS FOR ADJUSTING HIGHT OF PILLOW}
본 발명은 베개 높이 조절 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 베개 높이 조절 장치에 관한 것이다.
베개는 누워서 수면을 취하거나 누워서 휴식을 취할 때 머리에 대는 것으로서, 사용자의 머리가 적정높이를 유지하도록 받쳐 줌으로써 사용자가 편안한 자세에서 수면 혹은 휴식을 취할 수 있도록 한 침구류이다.
그러나 이러한 베개는 사용으로 인해 압축되는 것을 감안하더라도 최소 제조시 가지는 높이를 변화시킬 수 없는 구조이므로, 사용자가 바로 누웠을 때에 가장 편안한 높이로 제조되어 있다.
따라서 사용자가 똑바로 누울 경우와 옆으로 누울 경우에 상관없이 동일한 높이로 사용자의 머리를 받쳐주기 때문에 사용자가 옆으로 누웠을 때는 배게의 높이가 낮아 머리를 제대로 받쳐주지 못함으로써 사용자에게 편안한 자세를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 한국 등록실용신안공보 제20-0437199호(발명의 명칭 : 높이 조절이 가능한 베개)에서는 수동으로 높이를 조절할 수 있도록 개선한 수동 높이조절 베개가 제안되었다.
따라서 사용자는 옆으로 누울 때에 조절장치를 조작하여 베개의 높이를 높여줌으로써 옆으로 누울 때도 편안한 자세를 제공할 수 있었다.
그러나 종래의 수동 높이조절 베개는 사용자가 수면을 취할 경우 다른 사람이 조절장치를 조작하지 않으면 높이조절이 불가능한 문제점이 있어서, 본래의 기능을 제대로 발휘하지 못하게 되어 사용자가 편안한 자세로 수면을 취할 수 없다.
상기한 문제점을 해소하기 위하여, 한국 등록특허공보 제10-0788715호(발명의 명칭 : 높이가 자동 조절되는 베개)에는 베개의 외피 상면에 설치되어 사용자의 수면 자세를 감지하기 위하여 터치 스위치로 구성된 감지부와; 베개의 내부에 설치되어 감지부로부터 인가되는 감지신호에 따라서 공기압을 통해 베개의 높이를 자동적으로 조절하는 높이조절수단으로 구성됨을 특징으로 한 높이가 자동 조절되는 베개가 제안되었다.
따라서 비전도성인 머리카락이 감지부에 접하는 바로 누운 상태에서 전도성인 얼굴의 옆면이 감지부에 접하게 되는 옆으로 누운 상태로 수면 자세가 변화하거나 상기와 반대로 옆으로 누운 상태에서 바로 누운 상태로 수면 자세가 변화하는 것을 감지하여 스위칭함에 따라, 높이조절수단을 통해 베개의 높이가 변화하는 수면 자세에 알맞게 조절된다.
이에 따라 사용자의 수면 자세에 따라 자동으로 높이가 조절됨에 따라 사용자는 편안하게 수면을 취할 수 있게 된다.
그러나 상기한 종래의 자동 높이 조절 베개는 전도성을 감지하기 위한 터치 스위치를 사용함으로써, 사용자의 머리카락이 길 경우에는 옆으로 누운 자세를 정확하게 감지할 수 없을 뿐만 아니라 탈모 등으로 인해 터치 스위치 주변으로 흩어진 머리카락은 오동작을 유발하며, 짧은 머리카락 또는 민머리의 사용자는 수면 자세를 정확하게 감지할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 자동 높이 조절 베개는 높이조절수단이 공압에 의해 작동되어 조절되는 구조를 가짐에 따라, 많은 소음이 발생하여 사용자의 수면을 방해하는 문제점도 있다.
또한, 종래의 높이 조절 베개는 사용자의 머리 위치만을 조절할 뿐 머리와 연결된 목의 위치는 조절하지 못하여 목이 머리의 위치에 따른 정상적인 만곡 상태를 유지하지 못하여 목과 어깨의 통증을 유발하는 문제점이 있다.
한국 등록실용신안공보 제20-0437199호 한국 등록특허공보 제10-0788715호
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 베개 높이 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베개 높이 조절 장치로서, 사용자의 머리와 목이 일정 높이를 유지하도록 지지하는 베개; 상기 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 수면 자세 검출부가 제공하는 사용자의 수면 자세 정보를 분석하며, 상기 베개가 상기 분석된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 베개에 설치되어 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 베개의 일부가 승강 또는 하강하도록 동작하는 구동부; 및 상기 사용자가 누운 자세에 따른 수면 자세 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 수면 자세 검출부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베개는 일측에 사용자의 목을 지지하는 목 받침부를 형성한 베개 몸체부; 및 상기 베개 몸체부의 타측에 설치되어 상기 사용자의 머리를 지지하는 머리 받침부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베개는 베개 몸체부와 머리 받침부 사이에 설치한 접착부를 더 포함하고, 상기 머리 받침부는 상기 베개 몸체부와 착탈 가능하게 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 머리 받침부는 고무, 우레탄 폼, 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 나무 중 적어도 하나를 충전한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 구동부는 사용자의 머리 높이를 조절하는 제 1 구동부; 및 상기 사용자의 목 높이를 조절하는 제 2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수면 자세 검출부는 사용자의 얼굴 모습을 촬영하여 이미지 정보로 출력하는 카메라이고, 상기 제어부는 상기 수면 자세 검출부가 출력하는 이미지 정보의 특정 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수면 자세 검출부는 누운 자세의 사용자 전측 상부 또는 누운 자세의 사용자 측면 중 적어도 하나의 위치에 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수면 자세 검출부는 사용자의 머리가 가압하는 영역을 검출하여 출력하는 압력 센서이고, 상기 제어부는 상기 수면 자세 검출부가 출력하는 압력 정보의 검출 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수면 자세 검출부는 사용자의 등 또는 어깨가 가압하는 영역을 검출하여 출력하는 압력 센서이고, 상기 제어부는 상기 수면 자세 검출부가 출력하는 압력 정보의 검출 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베개 높이 조절 장치는 상기 구동부의 동작에 따라 승강 또는 하강되는 베개의 높이를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 높이 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 머리의 위치에 따라 경추가 정상적인 만곡 상태를 유지할 수 있도록 조절하여 근육의 긴장 해소와 정상적인 척추 만곡을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 옆으로 누을 경우 경추와 흉추가 일직선이 되도록 조절하여 이상적인 수면 자세를 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 1 실시예를 나타낸 사시도.
도 2 는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 베개 구성을 나타낸 사시도.
도 3 은 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 구조를 나타낸 블록도.
도 4 는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 베개 구조를 나타낸 단면도.
도 5 는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 2 실시예를 나타낸 사시도.
도 7 은 도 6에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 3 실시예를 나타낸 사시도.
도 9 는 도 8에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 1 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 베개 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 구조를 나타낸 블록도이고, 도 4는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 베개 구조를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 1에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치(100)는 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절할 수 있도록 베개(110)와, 제어부(120)와, 구동부(130)와, 수면 자세 검출부(140)와, 높이 검출부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 베개(110)는 수면을 위해 누운 상태인 사용자의 머리와 목이 일정 높이를 유지하도록 지지하는 구성으로서, 베개 몸체부(111)와, 머리 받침부(112)와, 베개 커넥터(113)와, 접착부(114)를 포함하여 구성된다.
상기 베개 몸체부(111)는 사각 형상의 부재로서, 일측에는 사용자의 목을 지지하는 목 받침부(111a)가 설치되고, 타측에는 머리 받침부(112)가 수납되도록 머리 받침 수납홈부(111b)가 설치된다.
상기 목 받침부(111a)는 사용자의 목이 만곡된 형상을 유지할 수 있도록 상부면이 곡면으로 이루어진다.
상기 머리 받침부(112)는 베개 몸체부(111)의 타측에 설치된 머리 받침 수납홈부(111b)에 설치되어 누운 상태의 사용자 머리가 지지되도록 하는 사각 형상의 부재로서, 고무, 우레탄 폼, 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 나무 중 적어도 하나가 충전된다.
상기 베개 커넥터(113)는 베개(110)와 외부에 설치된 제어부(120)가 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
상기 접착부(114)는 베개 몸체부(111)의 머리 받침 수납홈부(111b) 상면에 적어도 하나 이상 설치되어 머리 받침부(112)가 상기 베개 몸체부(111)에 고정되도록 하고, 사용자의 선택에 따라 상기 머리 받침부(112)가 상기 베개 몸체부(111)로부터 분리되도록 하는 구성으로서, 바람직하게는 벨크로를 이용하여 구성된다.
상기 제어부(120)는 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개(110) 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 수면 자세 검출부(140)가 제공하는 사용자의 수면 자세 정보를 분석하며, 상기 베개(110)가 상기 분석된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하는 구성으로서, 일정 길이의 케이블(120a)과 케이블 커넥터(120a')를 통해 상기 베개(110)와 전기적으로 접속되며, 스위치 입력부(121)와, 높이 제어부(122)와, 표시부(123)를 포함하여 구성된다.
상기 스위치 입력부(121)는 키패드 또는 복수의 버튼 스위치 등으로 이루어진 입력 수단으로써, 사용자가 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따라 입력하는 머리의 높이 설정 값, 목의 높이 설정 값을 검출하여 출력되도록 한다.
상기 높이 제어부(122)는 스위치 입력부(121)를 통해 입력되는 바로 누운 수면 자세의 사용자 머리와 목의 높이 설정 값과, 옆으로 누운 수면 자세의 머리와 목의 높이 설정 값을 저장한다.
또한, 상기 높이 제어부(122)는 수면 자세 검출부(140)에서 출력되는 사용자의 수면 자세 정보를 분석하고, 상기 분석된 사용자의 수면 자세에 따라 사용자가 설정한 머리와 목의 높이가 유지되도록 상기 베개(110)로 제어신호를 출력한다.
이를 위해 상기 높이 제어부(122)는 수면 자세 검출부(140)가 출력하는 수면 자세의 이미지 정보로부터 사용자가 바로 누운 자세인지 옆으로 누운 자세인지 여부를 판단하기 위한 영상 인식 프로그램과 인식된 이미지를 분석하기 위한 이미지 프로세싱 프로그램을 포함하여 구성된다.
즉 상기 높이 제어부(122)는 수면 자세 검출부(140)에서 도 5(a)와 같이 베개(110)에 바로 누운 사용자(200)의 이미지(I1)가 입력되면, 상기 입력된 이미지(I1)의 특정 인식 영역(300)을 영상 인식 프로그램과 이미지 프로세싱 프로그램을 통해 인식하여 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 어깨의 높이, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 포함한 분석 정보를 검출하고, 상기 검출된 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 어깨의 높이, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 미리 설정된 바로 누운 상태 판단용 기준 정보와 비교하여 사용자가 바로 누운 상태로 판단되면, 바로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 높이 제어부(122)는 수면 자세 검출부(140)에서 도 5(b)와 같이 베개(110)에 옆으로 누운 사용자(200a)의 이미지(I2)가 입력되면, 상기 입력된 이미지(I2)의 특정 인식 영역(300a)을 인식하여 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 어깨의 높이, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 포함한 분석 정보를 검출하고, 상기 검출된 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 미리 설정된 옆으로 누운 상태 판단용 기준 정보와 비교하여 사용자가 옆으로 누운 상태로 판단되면, 옆으로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 어깨의 높이는 수면 자세 검출부(140)가 사용자의 측면에 설치된 경우 수면 자세를 인식할 수 있도록 하는데, 수면 과정에서 사용자의 수면 자세는 다양하게 변하고, 특히 상기 수면 제서 검출부(140)와 등을 진 상태로 옆으로 누운 경우 사용자의 얼굴 미인식이 발생하여도 사용자의 누운 상태를 판단할 수 있게 된다.
또한, 상기 어깨의 높이는 사용자가 이불을 머리끝까지 끌어올려 얼굴을 가리거나 또는 사용자의 누운 모습만 인식되어도 어깨의 높이에 따른 수면 자세를 판단할 수 있게 한다.
따라서 상기 높이 제어부(122)는 사용자가 수면중에 자세를 변경하면 실시간으로 변경된 수면 자세에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어신호를 출력한다.
상기 구동부(130)는 베개(110)의 내부에 설치되어 제어부(120)의 출력 제어 신호에 따라 상기 베개(110)의 일부가 승강 또는 하강하도록 동작하는 구성으로서, 고정부(131)에 설치되어 머리 받침부(112)가 승강 또는 하강하도록 동작함으로써, 사용자의 머리 높이를 조절하는 제 1 구동부(130a)와, 상기 고정부(131)에 설치되어 목 받침부(111a)가 승강 또는 하강하도록 동작함으로써, 사용자의 목 높이를 조절하는 제 2 구동부(130b)가 설치된다.
상기 제 1 구동부(130a)는 고정부(131)에 설치되고, 머리 받침부(112)가 승강 또는 하강하도록 구동력을 제공하는 제 1 구동모터(132)와, 상기 제 1 구동모터(132)의 구동력에 의해 상기 머리 받침부(112)가 이동되도록 가압하는 제 1 승강부(133)와, 상기 제 1 구동모터(132)의 제 1 수평 회전축(132')과 연결되어 회전 방향이 수직방향으로 변경되도록 하는 제 1 기어부(134)와, 상기 수직방향으로 변경된 회전력이 상기 제 1 승강부(133)에 전달되도록 연결하는 제 1 수직 회전축(135)을 포함하여 구성된다.
즉 상기 제 1 구동부(130a)는 제어부(120)에서 출력되는 제어신호에 따라 제 1 구동모터(132)의 제 1 수평 회전축(132')이 수평방향으로 정회전 또는 역회전하면, 상기 제 1 수평 회전축(132')과 연결된 제 1 기어부(134)가 수직방향으로 정회전 또는 역회전하여 제 1 수직 회전축(135)과 연결된 제 1 승강부(133)가 상방향 또는 하방향으로 이동함으로써, 머리 받침부(112)가 이동하게 된다.
상기 제 2 구동부(130b)는 고정부(131)에 설치되고, 목 받침부(111a)가 승강 또는 하강하도록 구동력을 제공하는 제 2 구동모터(132a)와, 상기 제 2 구동모터(132a)의 구동력에 의해 상기 목 받침부(111b)가 이동되도록 가압하는 제 2 승강부(133a)와, 상기 제 2 구동모터(132a)의 제 2 수평 회전축(132a')과 연결되어 회전 방향이 수직방향으로 변경되도록 하는 제 2 기어부(134a)와, 상기 수직방향으로 변경된 회전력이 상기 제 2 승강부(133a)에 전달되도록 연결하는 제 2 수직 회전축(135ap)을 포함하여 구성된다.
즉 상기 제 2 구동부(130b)는 제어부(120)에서 출력되는 제어신호에 따라 제 2 구동모터(132a)의 제 2 수평 회전축(132a')이 수평방향으로 정회전 또는 역회전하면, 상기 제 2 수평 회전축(132a')과 연결된 제 2 기어부(134a)가 수직방향으로 정회전 또는 역회전하여 제 2 수직 회전축(135a)과 연결된 제 2 승강부(133a)가 상방향 또는 하방향으로 이동함으로써, 목 받침부(111a)가 이동하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 구동모터(132, 132a)는 AC 모터, DC, 모터, 스태핑 모터 중 어느 하나로 이루어지고, 바람직하게는 DC 모터이다.
상기 제 1 및 제 2 기어부(134, 134a)는 수평 회전을 수직회전으로 변경하는 기어로서, 랙과 피니언 기어, 베벨 기어 중 어느 하나로 이루어지고, 바람직하게는 베벨 기어로 구성된다.
상기 수면 자세 검출부(140)는 사용자가 누운 자세에 따른 수면 자세 정보를 검출하여 제어부(120)로 출력하는 구성으로서, 바람직하게는 실내의 천장, 수면을 취하는 사용자의 머리 상부, 또는 수면을 취하는 사용자의 측면에 설치되어 사용자의 얼굴 모습, 어깨 등의 수면 모습을 촬영하여 이미지 정보로 출력하는 카메라이다.
또한, 상기 카메라는 CCD 센서 또는 CMOS 센서 중 어느 하나를 촬영 센서로 이용하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 상가 카메라의 촬영 센서는 이미지를 촬영할 수 있는 임의의 센서로 변경 설치할 수도 있다.
또한, 상기 수면 자세 검출부(140)는 제어부(120)와 케이블 등의 유선 통신 또는 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 무선 통신 중 어느 하나를 통해 연결되며, 바람직하게는 무선 통신으로 연결된다.
본 실시예에서는 상기 수면 자세 검출부(140)를 설명의 편의상 독립된 구성의 카메라로 한정하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제어부(120)로 이미지의 전송이 가능하도록 임의의 응용 프로그램(앱)을 사용자의 스마트 폰에 설치한 다음 상기 사용자의 스마트 폰에 설치된 카메라가 촬영한 이미지를 사용자의 수면 자세를 촬영한 이미지로 제공할 수도 있다.
상기 높이 검출부(150)는 구동부(130)의 동작에 따라 승강 또는 하강되는 베개(110)의 높이를 검출하여 제어부(120)로 출력하는 구성으로서, 제 1 승강부(133)의 위치(높이)를 검출하는 제 1 높이 검출부(150a)와, 제 2 승강부(133a)의 위치(높이)를 검출하는 제 2 높이 검출부(150b)를 포함하여 구성된다.
즉 상기 제 1 및 제 2 높이 검출부(150a, 150b)는 제어부(120)가 출력한 제어 신호에 따라 제 1 및 제 2 승강부(133, 133a)가 정확히 동작하여 설정된 높이에 위치하였는지 여부를 판단할 수 있도록 위치 정보를 제공한다.
다음은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(100)의 동작 과정을 설명한다.
사용자는 스위치 입력부(121)를 통해 바로 누운 자세와 옆으로 누운 자세에서 머리 높이와 목의 높이를 설정한 설정 값을 입력하고, 상기 입력된 설정 값은 제어부(120)에 저장된다.
이후 사용자가 수면에 들면, 수면 자세 검출부(140)는 실시간으로 촬영한 사용자의 수면 자세 이미지를 제어부(120)로 전송하고, 상기 제어부(120)는 수면 자세 검출부(140)에서 전송한 수면 자세 이미지를 영상 인식 프로그램과 이미지 프로세싱 프로그램을 통해 인식 및 분석하여 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 어깨의 높이, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 포함한 분석 정보를 검출한다.
상기 제어부(120)는 검출된 분석 정보에서 사용자의 눈, 눈썹 또는 귀의 배치 상태, 어깨의 폭, 어깨의 높이, 팔의 위치, 골반의 폭 또는 눈, 눈썹, 귀의 개수 등을 미리 설정된 바로 누운 상태 판단용 기준 정보 및 옆으로 누운 상태 판단용 기준 정보와 비교하고, 상기 비교 결과, 사용자가 바로 누운 상태로 판단되거나 또는 옆으로 누운 상태로 판단되면, 바로 누운 상태에서 설정된 값 또는 옆으로 누운 상태에 설정된 머리와 목의 높이가 조절되도록 제 1 및 제 2 구동부(130a, 130b)로 각각 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부(120)는 제 1 및 제 2 높이 검출부(150a, 150b)에서 피드백되는 제 1 및 제 2 승강부(133, 133a)의 위치 정보를 분석하여 목 받침부(111a)와 머리 받침부(112)가 정확한 높이에 위치될 수 있도록 제어 신호를 출력함으로써, 사용자의 수면 자세에 따라 실시간으로 베개의 높이가 조절될 수 있게 한다.
따라서 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있게 된다.
(제 2 실시예)
도 6은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 2 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도이다.
우선, 제 2 실시예의 구성요소 중에서 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용한다.
제 2 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(110')는 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절할 수 있도록 베개(110')와, 제어부(120')와, 구동부(130)와, 수면 자세 검출부(140')를 포함하여 구성된다.
제 2 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(100')와 제 1 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(100)의 차이는 베개(110')와, 제어부(120')와, 수면 자세 검출부(140')의 구성에서 구별된다.
상기 베개(110')는 수면을 위해 누운 상태인 사용자의 머리와 목이 일정 높이를 유지하도록 지지하고, 머리 받침부(112)에는 사용자의 수면 자세 검출을 위한 수면 자세 검출부(140')가 설치된다.
상기 제어부(120')는 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개(110') 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 도 7(a) 및 도 7(b)와 같이 수면 자세 검출부(140')가 출력하는 압력 정보의 검출 영역(P1, P2)을 분석하여 미리 설정된 수면 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하여 베개(110')가 상기 판단된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하며, 일정 길이의 케이블(120a)과 케이블 커넥터(120a')를 통해 상기 베개(110')와 전기적으로 접속된다.
즉 상기 제어부(120')는 도 7(a)와 같은 넓게 분산된 압력 분포를 갖는 검출 영역(P1)이 수면 자세 검출부(140')에서 제공되면, 미리 설정된 바로 누운 자세 판단용 기준 정보와 비교하고, 상기 비교 결과 바로 누운 자세로 판단되면, 바로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부(120')는 도 7(b)와 같은 좁은 압력 분포를 갖는 검출 영역(P2)이 수면 자세 검출부(140')에서 제공되면, 미리 설정된 옆으로 누운 자세 판단용 기준 정보와 비교하고, 상기 비교 결과 사용자가 옆으로 누운 상태로 판단되면, 옆으로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
상기 수면 자세 검출부(140')는 베개(110')의 머리 받침부(112) 내측에 설치되어 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리가 가압하는 영역을 검출하여 출력하는 박막의 압력 센서이다.
따라서 사용자의 수면 자세에 따라 베개(110')에 설치된 수면 자세 검출부(140')의 수면 자세에 따른 압력의 검출 범위를 분석하여 수면 자세를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 실시간으로 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있게 된다.
(제 3 실시예)
도 8은 본 발명에 따른 베개 높이 조절 장치의 제 3 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8에 따른 베개 높이 조절 장치의 수면 자세 인식 과정을 나타낸 예시도이다.
우선, 제 3 실시예의 구성요소 중에서 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용한다.
제 3 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(110")는 사용자의 수면 자세에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 조절할 수 있도록 베개(110)와, 제어부(120")와, 구동부(130)와, 수면 자세 검출부(140")를 포함하여 구성된다.
제 3 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(100")와 제 1 실시예에 따른 베개 높이 조절 장치(100)의 차이는 제어부(120")와, 수면 자세 검출부(140")의 구성에서 구별된다.
상기 제어부(120")는 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개(110) 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 도 9(a) 및 도 9(b)와 같이 수면 자세 검출부(140")가 출력하는 압력 정보의 검출 영역(P3, P4)을 분석하여 미리 설정된 수면 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하여 베개(110)가 상기 판단된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하며, 일정 길이의 케이블(120a)과 케이블 커넥터(120a')를 통해 상기 베개(110)와 전기적으로 접속된다.
즉 상기 제어부(120")는 도 9(a)와 같은 사용자(200)가 바로 누워 넓게 분산된 압력 분포를 갖는 검출 영역(P3)이 수면 자세 검출부(140")에서 제공되면, 미리 설정된 바로 누운 자세 판단용 기준 정보와 비교하고, 상기 비교 결과 바로 누운 자세로 판단되면, 바로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부(120")는 도 9(b)와 같은 사용자(200a)가 옆으로 누워 좁은 압력 분포를 갖는 검출 영역(P4)이 수면 자세 검출부(140")에서 제공되면, 미리 설정된 옆으로 누운 자세 판단용 기준 정보와 비교하고, 상기 비교 결과 사용자가 옆으로 누운 상태로 판단되면, 옆으로 누운 상태에서 설정된 값에 따라 머리와 목의 높이가 조절되도록 제어 신호를 출력한다.
상기 수면 자세 검출부(140")는 베개(110)와 분리되어 설치되며, 케이블(120b)을 통해 제어부(120")와 연결되어 사용자(200, 200a)의 등 또는 어깨가 가압하는 영역을 검출하여 상기 제어부(120")로 출력하는 박막의 압력 센서이다.
즉 상기 수면 자세 검출부(140")는 수면 자세를 취하는 사용자(200, 200a)의 배면에 설치되어 사용자가 누운 자세에 따라 등 또는 어깨가 가압하는 영역의 크기를 검출하여 제공한다.
따라서 사용자의 수면 자세에 따라 수면 자세 검출부(140")가 출력하는 수면 자세에 따른 압력 검출 범위를 분석하여 수면 자세를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 사용자의 머리와 목의 위치를 실시간으로 조절하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100, 100', 100" : 베개 높이 조절 장치 110, 110' : 베개
111 : 베개 몸체부 111a : 목 받침부
111b : 머리 받침 수납홈부 112 : 머리 받침부
113 : 베개 커넥터 114 : 접착부
120, 120', 120" : 제어부 120a : 케이블
120a' : 제어부 커넥터 121 : 스위치 입력부
122 : 높이 제어부 123 : 표시부
130 : 구동부 130a : 제 1 구동부
130b : 제 2 구동부 131 : 고정부
132 : 제 1 구동모터 132' : 제 1 수평 회전축
132a : 제 2 구동모터 132a' : 제 2 수평 회전축
133 : 제 1 승강부 133a : 제 2 승강부
134 : 제 1 기어부 134a : 제 2 기어부
135 : 제 1 수직 회전축 135a : 제 2 수직 회전축
140, 140', 140" : 수면 자세 검출부 150 : 높이 검출부
150a : 제 1 높이 검출부 150b : 제 2 높이 검출부
200, 200a : 사용자 300, 300a : 인식 영역

Claims (10)

  1. 사용자의 머리와 목이 일정 높이를 유지하도록 지지하는 베개(110);
    상기 사용자가 입력하는 바로 누운 수면 자세와 옆으로 누운 수면 자세에 따른 베개(110) 상의 사용자 머리와 목의 높이 설정 정보를 저장하고, 수면 자세 검출부(140, 140', 140")가 제공하는 사용자의 수면 자세 정보를 분석하며, 상기 베개(110)가 상기 분석된 사용자의 수면 자세에 따라 설정된 높이를 유지하도록 제어신호를 출력하는 제어부(120, 120', 120");
    상기 베개(110)에 설치되어 상기 제어부(120, 120', 120")의 출력 제어 신호에 따라 상기 베개(110)의 일부가 승강 또는 하강하도록 동작하는 구동부(130); 및
    상기 사용자가 누운 자세에 따른 수면 자세 정보를 검출하여 상기 제어부(120)로 출력하는 수면 자세 검출부(140, 140, 140")를 포함하는 베개 높이 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베개(110)는 일측에 사용자의 목을 지지하는 목 받침부(111a)를 형성한 베개 몸체부(111); 및
    상기 베개 몸체부(111)의 타측에 설치되어 상기 사용자의 머리를 지지하는 머리 받침부(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베개(110)는 베개 몸체부(111)와 머리 받침부(112) 사이에 설치한 접착부(113)를 더 포함하고, 상기 머리 받침부(112)는 상기 베개 몸체부(111)와 착탈 가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 머리 받침부(112)는 고무, 우레탄 폼, 팥, 녹두, 쌀겨, 메밀껍질, 곡물, 목화솜, 화학솜, 오리털, 나무 중 적어도 하나를 충전한 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부(130)는 사용자의 머리 높이를 조절하는 제 1 구동부(130a); 및
    상기 사용자의 목 높이를 조절하는 제 2 구동부(130b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 자세 검출부(140)는 사용자의 얼굴 모습을 촬영하여 이미지 정보로 출력하는 카메라이고,
    상기 제어부(120)는 상기 수면 자세 검출부(140)가 출력하는 이미지 정보의 특정 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수면 자세 검출부(140)는 누운 자세의 사용자 전측 상부 또는 누운 자세의 사용자 측면 중 적어도 하나의 위치에 설치한 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 자세 검출부(140')는 사용자의 머리가 가압하는 영역을 검출하여 출력하는 압력 센서이고,
    상기 제어부(120')는 상기 수면 자세 검출부(140')가 출력하는 압력 정보의 검출 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 자세 검출부(140")는 사용자의 등 또는 어깨가 가압하는 영역을 검출하여 출력하는 압력 센서이고,
    상기 제어부(120")는 상기 수면 자세 검출부(140")가 출력하는 압력 정보의 검출 영역을 분석하여 미리 설정된 자세 판단 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자가 바로 누운 수면 자세인지 옆으로 누운 수면 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베개 높이 조절 장치는 상기 구동부(130)의 동작에 따라 승강 또는 하강되는 베개(110)의 높이를 검출하여 상기 제어부(120)로 출력하는 높이 검출부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베개 높이 조절 장치.
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