KR20190100508A

KR20190100508A - 뇌파 유도 ｌｅｄ 조명 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR20190100508A
Application number: KR1020180014881A
Authority: KR
Inventors: 김용일
Original assignee: (주)솔라루체
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2019-08-29
Also published as: KR102018820B1

Abstract

본 발명은 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법은 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 조명출력부(140)의 출력 목적을 입력 또는 센싱하는 제 1 단계, 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 목적에 따라 색온도 또는 파장을 조절하여 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요 뇌파를 유도하는 제 2 단계, 및 조명출력부(140) 중 가시광 LED모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)에 대한 목적에 따른 필요 뇌파 강화를 개별적으로 수행하는 제 3 단계; 를 포함한다.

Description

뇌파 유도 ＬＥＤ 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법{LED lighting device of inducing brainwave, and control method thereof}

본 발명은 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 사용자의 목적에 따라 색온도 또는 조도를 변화시켜 필요 뇌파를 유도되거나 강화되는 구성을 조명에 적용한 뇌파가 유도되는 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 뇌파란, 인간의 의식 또는 무의식 상태를 직접 혹은 간접적으로 반영하는 생체신호를 말하며, 인간의 두피에 모든 영역에서 측정되고 수십 마이크로 볼트의 전위차로 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장을 말한다.

이러한 뇌파는 주파수 대역 별로 델타(delta)파, 세타(theta)파, 알파(alpha)파, 베타(beta)파, 감마(gamma)파로 분류된다. 델타파는 4Hz 이하의 주파수를 가진 뇌파로서 정상적인 수면상태에서 전형적으로 나타나며, 세타파는 4 내지 8Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 정신적으로 상태가 불안하거나 주위가 산만할 때 주로 나타나며 학습장애가 있는 청소년에게 종종 나타난다.

알파파는 8 내지 12Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 대체로 정신적인 상태가 안정적이며 눈을 감고 편안한 심리적 상태를 취하고 있을 때 뚜렷하게 나타난다. 또한 알파파는 주변의 상황에서 분리될 정도로 고도의 집중이 이루어진 경우 또는 명상으로 인하여 심리적인 안정이 이루어진 경우에도 발생한다. 감마파는 30 내지 50Hz의 주파수를 갖는 뇌파를 말하며 흥분 상태에서 나타난다.

베타파는 12 내지 30Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파를 지칭하며, 약간의 긴장상태나 일정 이상의 주의를 기울일 때 주로 나타난다. 베타파는 운동이나 학습, 또는 업무를 수행일 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다. 베타파는 12 내지 15Hz의 주파수를 갖는 SMR파, 15 내지 18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파, 20Hz 이상의 주파수를 갖는 고 베타파로 구분된다. 베타파는 불안, 긴장 등의 스트레스를 받을 경우 더욱 강하게 나타나므로 스트레스파라고도 한다.

주의를 기울인 상태에서는 SMR파가 나타나며, 집중, 정상적인 활동을 할 때에는 좌측 뇌에서 15 내지 18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파가 나타나고 긴장과 불안이 계속될 때에는 20Hz 이상의 고베타파가 나타난다.

최근 이러한 뇌파를 이용하여 의료용 기기 등을 포함하는 전자기기를 제어하는 뉴로피드백 관련기술이 증가하고 있으나, 뇌파의 정성적 분석에 치우쳐 그 전자기기의 정확한 제어가 이루어지지 못하는 실정이다.

이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 뇌파에 대한 제어를 항상 사용하는 조명 기기에 적용함으로써, 실생활에 있어서 최적의 뇌파를 유도하여 업무 또는 학습 효율을 향상시키고, 휴식을 취하는 경우에는 보다 편안한 휴식을 취할 수 있도록 하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

대한민국 특허출원 출원번호 제10-2007-0125745호 "주거공간의 건강조명시스템(HEALTH LIGHTING SYSTEM IN RESIDENTIAL AREAS)"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용 목적에 따라 뇌파 변화를 유도하고, 뇌파 도출을 강화하도록 하기 위한 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 실외와 같은 빛 환경을 실내에 구성할 수 있도록 하기 위한 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 제어된 조명의 색온도(또는 파장)에 따른 뇌파 변화를 빅데이터로 수집할 수 있고, 수집된 데이터를 다시 조명의 색온도(또는 파장)에 대한 제어를 위해 활용할 수 있도록 하기 위한 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법은 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 조명출력부(140)의 출력 목적을 입력 또는 센싱하는 제 1 단계, 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 목적에 따라 색온도 또는 파장을 조절하여 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요 뇌파를 유도하는 제 2 단계, 및 조명출력부(140) 중 가시광 LED모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)에 대한 목적에 따른 필요 뇌파 강화를 개별적으로 수행하는 제 3 단계; 를 포함한다.

이때, 상기 제 1 단계는 목적 입력 시 입력부(110)로부터 입력된 사용자의 상태 입력 정보를 수집하거나, 센싱부(120)로부터 수신된 센싱 정보에 따른 상태 분석(휴식, 집중, 취침)을 수행한 뒤, 상태 분석 정보를 저장부(150)에 저장할 수 있다.

또한, 상기 제 1 단계는 조명출력부(140)의 색온도 조절 또는 파장 조절 중 어느 하나의 목적으로 휴식 모드, 집중 모드 및 취침 모드 중 어느 하나에 해당하는 상태 입력 정보를 입력부(110)로 입력받을 수 있다.

또한, 상기 제 1 단계는 센싱부(120)가 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)가 설치된 주위에 적어도 하나 이상 설치된 조도 센서(121a, 122b)에 의해 측정된 조도 정보를 제공하여 제공된 조도 정보의 분석에 따라 사용자의 현재 상황에 해당하는 휴식, 집중, 취침 상태 분석 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제 2 단계는 저장부(150)에 저장된 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보를 이용해 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 색온도 또는 파장 조절을 수행시, 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요뇌파를 유도할 수 있다.

또한, 상기 제 2 단계는 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보가 집중 모드인 경우 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도를 증가시키도록 제어하고, 휴식 또는 취침 모드인 경우 색온도를 감소시키도록 제어할 수 있다.

또한, 색온도의 증가 또는 감소하도록 제어하는 경우에 가시광 LED 모듈의 파장(141)을 함께 증가 또는 감소할 수 있다.

이때, 제3 단계에서는 제2 단계에서 상기 색온도가 감소하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 적외선 계열의 광을 함께 출사하거나, 제2 단계에서 상기 색온도가 증가하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 자외선 계열의 광을 함께 출사할 수 있다.

이때, 상기 비가시광 LED 모듈이 광을 출사하는 경우 출사 인터벌을 설정할 수 있다.

또한, 상기 출사 인터벌에 따라 비가시광 LED 모듈이 출사하는 광의 파장 또는 조도가 제어될 수 있다.

한편, 본 발명이 일 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 조명출력부(140)의 출력 목적을 입력받는 정보 수집 수단(132a), 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 목적에 따라 미리 설정된 색온도 또는 파장 조절을 수행하여 미리 설정된 색온도 또는 파장에 따른 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요뇌파를 유도하는 뇌파 유도 수단(132b), 및 조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)에 대한 목적에 따른 필요뇌파 강화를 개별적으로 수행하는 뇌파 강화 수단(132c)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법은, 사용 목적에 따라 뇌파 변화를 유도하고, 뇌파 도출을 강화할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법은 실외와 같은 빛 환경을 실내에 구성할 수 있도록 할 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치, 그리고 이의 제어 방법은, 또한, 본 발명은 제어된 조명 색온도(또는 파장)에 따른 뇌파 변화를 빅데이터로 수집할 수 있고, 수집된 데이터를 다시 조명의 색온도(또는 파장)에 대한 제어를 위해 활용할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)를 구성하는 제어부(130)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100) 기반의 뇌파 연동 조명 시스템을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)를 구성하는 제어부(130)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 입력부(110), 센싱부(120), 제어부(130), 및 조명출력부(140)를 포함하고, 저장부(150)를 더 포함할 수 있다.

저장부(150)는 비휘발성 메모리(Non-volatile memory, NVM)로써 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 계속 유지하며 삭제되지 않으며, 플래시 메모리(Flash Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), PRAM(Phase-change Random Access memory: 상변화 램), FRAM(Ferroelectric RAM: 강유전체 램) 등으로 구성될 수 있다.

입력부(110)는 뇌파 유도 LED 조명 장치(100) 하우징에 조명출력부(140)를 구성하는 각 구성요소를 전체적 또는 개별적으로 스위칭시키는 스위치 소자, 그 밖의 입력을 위한 터치 모듈 기반의 터치스크린, 또는 버튼식 입력 장치를 구비하여 사용자가 조명 사용 목적에 해당하는 조명 모드를 입력할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

센싱부(120)는 실외 센서모듈(121)과 실내 센서모듈(122)로 구분될 수 있으며, 각 센서모듈(121, 122)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.

여기서, 실외 센서모듈(121)은 조도 센서(121a) 외에, 가시광 센서(121b), UV 센서(121c), 적외선 센서(121d) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 실외 센서모듈(121)에 의해 센싱된 실외 조도 정보, 실외 가시광 스펙트럼 측정 정보, 실외 비가시광 스펙트럼 측정 정보(실외 UV 측정 정보, 실외 적외선 측정 정보)를 제어부(130)로 제공할 수 있다.

이에 따라, 실내의 광환경을 실외와 같이 제어 출사시키는 것이 가능해진다. 즉, 실내에서는 유리창 또는 벽에 의해 자연광의 많은 성분이 차단되어 세로토닌의 분배가 억제되고, 스트레스 지수가 높아지는 현상이 발생되는 문제가 개선된다. 한편, 이 경우에는 상기한 입력부(110)가 외부광 모드로 설정되어 따로 사전 입력없이 실내에 비가시광 및 가시광을 조합한 자연광 환경을 조성하게 된다.

다음으로 도 2를 참조하면, 제어부(130)는 실외 환경 제공 모듈(131), 뇌파 반영 및 최적화 모듈(132) 및 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)을 구비할 수 있다.

그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.

실외 환경 제공 모듈(131)은 실외 센서모듈(121)을 구성하는 구성요소(121a, 121b, 121c, 121d)에 의해 각각 센싱된 실외 조도 정보, 실외 가시광 스펙트럼 측정 정보, 실외 비가시광 스펙트럼 측정 정보(실외 UV 측정 정보, 실외 적외선 측정 정보)를 수신하고, 실외 센서 모듈(121)과 동일한 구성요소(122a, 122b, 122c, 122d)로 형성된 실내 센서 모듈(122)에 의해 측정된 실내 조도 정보, 실내 가시광 스펙트럼 측정 정보, 실내 비가시광 스펙트럼 측정 정보(실내 UV 측정 정보, 실내 적외선 측정 정보)도 실내 센서 모듈(122)에 대한 요청을 통해 반환받은 뒤 저장부(150)에 실외 센서 모듈(121)의 대비되는 파라미터와 함께 실시간 정보로 저장할 수 있다.

이후, 실외 환경 제공 모듈(131)은 조명출력부(140) 제어를 통해 실외와 미리 설정된 오차 범위에 해당하는 실내 조도, 실내 가시광 스펙트럼, 실내 비가시광 스펙트럼 정보(실내 UV 파장, 실내 적외선 파장) 중 적어도 하나 이상의 파라미터를 결합한 파장 대를 출력하도록 피드백 정보를 통한 오차 범위 내로 접근시키도록 하는 디밍 방식 제어를 수행함으로써, 마치 실외 환경과 똑같은 실내 조명을 구현하도록 할 수 있다.

한편, 조명출력부(140)는 가시광 LED 모듈(141) 및 비가시광 LED 모듈(142)을 구비하며, 비가시광 LED 모듈(142)은 UV LED(142a) 및 적외선 LED(142b)로 이루어져 있으므로, 실외 환경 제공 모듈(131)은 각 가시광 LED 모듈(141), UV LED(142a) 및 적외선 LED(142b)에 대한 제어를 개별적으로 수행할 수 있다.

뇌파 반영 및 최적화 모듈(132)은 목적, 즉 사용자 모드에 따른 가시광의 색온도(또는 파장)와 조도(디밍) 제어를 수행하며, 비가시광 제어시, 집중 모드에서 UV LED(142a)를 발광시켜, SMR파(집중파)를 유도하며, 휴식시 적외선 LED(142b)를 발광시켜, 알파파(휴식/명상파), 그 밖의 뇌파 등을 유도할 수 있다.

보다 구체적으로, 뇌파 반영 및 최적화 모듈(132)은 정보 수집 수단(132a), 뇌파 유도 수단(132b), 뇌파 강화 수단(132c)을 구비할 수 있다.

정보 수집 수단(132a)은 입력부(110)로부터 입력된 사용자의 상태 입력 정보(휴식 모드, 집중 모드, 취침 모드)를 수집하거나, 센싱부(120)로부터 수신된 센싱 정보 기반의 상태 분석(휴식, 집중, 취침)을 수행한 뒤, 상태 입력 정보 및/또는 상태 분석 정보를 저장부(150)에 저장할 수 있다.

센싱 정보 기반의 상태 분석시, 정보 수집 수단(132a)은 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)가 설치된 주위에 적어도 하나 이상 설치된 실외 센서모듈(121) 및 실내 센서모듈(122)의 조도 센서(121a, 122a)를 이용해 각 n개(n은 1 이상의 자연수)의 조도 정보를 수신한 뒤, 각 조도 정보의 분석(개별값 또는 평균값)에 따라 사용자의 현재 상황에 해당하는 휴식, 집중, 취침 상태 분석 정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로, 실외 센서모듈(121)의 조도 센서(121a)에 의한 실외 조도 정보와 실내 센서모듈(122)의 조도 센서(122a)에 의한 실내 조도 정보가 미리 설정된 제 1 조도 임계치 내이면 취침 상태로 분석하고, 실외 조도 정보에 비해 실내 조도 정보가 제 2 조도 임계치 이상으로 차이가 발생시 집중 상태로 분석하고, 취침 상태와 집중 상태의 중간치에 해당하는 실내 조도 정보와 실내 조도 정보의 차이가 발생시 휴식 상태로 분석할 수 있으며, 이는 다양한 방식으로 응용될 수 있다.

뇌파 유도 수단(132b)은 저장부(150)에 저장된 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보를 이용해 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 색온도(또는 파장) 조절을 수행함으로써, 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요뇌파를 유도할 수 있다.

보다 구체적으로, 뇌파 유도 수단(132b)은 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(또는 파장) 조절을 수행하는 경우, 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보가 집중 모드인 경우 색온도를 높이도록 제어하고, 나아가 파장대역을 높이도록 제어할 수 있다. 또한, 휴식 또는 취침 모드인 경우 색온도가 낮아지도록 제어하고 파장대역이 낮아지도록 제어할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 색온도의 제어와 더불어 파장 제어를 동시에 수행하여 색온도에 따른 뇌파 유발 효과 및 광파장에 따른 뇌파 유발 효과를 동시에 구현하도록 한다. 즉, 색온도의 변화를 통해 뇌파를 유발하는 경우 색온도의 변화에 대응하는 광파장 변화를 유도하여 필요 뇌파 도출 효과를 극대화하는 것이 가능해진다.

더욱 상세하게 본 발명의 일 실시예로, 뇌파 유도 수단(132b)은 집중이 필요한 집중 모드인 경우, 집중에 필요한 SMR파(12 내지 15Hz의 주파수)를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도가 미리 설정된 제 1-1 임계 색온도 이하인 경우 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도로부터 미리 설정된 제 1-1 임계 색온도까지 디밍 스텝으로 설정된 색온도 파장 단위씩 올려가는 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도 디밍 제어를 수행할 수 있다. 이때, 전술한 광파장 변화도 디밍으로 증감 제어할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 다른 실시예로, 뇌파 유도 수단(132b)은 안정이 필요한 휴식 또는 취침 모드인 경우, 안정에 필요한 알파파(8 내지 12Hz)를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도를 미리 설정된 제 1-2 임계 색온도(파장)(8Hz) 이하인 경우 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(파장)으로부터 미리 설정된 제 1-2 임계 색온도(12Hz)까지 디밍 스텝(dimming step)으로 설정된 색온도 파장 단위씩 올려가는 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도 디밍 제어를 수행할 수 있다. 이때, 위에서 설명한 바와 같이 광파장 변화도 디밍으로 증감 제어할 수 있다.

뇌파 강화 수단(132c)은 조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)을 이용한 필요 뇌파 강화를 수행할 수 있다.

보다 구체적으로, 뇌파 강화 수단(132c)은 집중 모드인 경우, 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 휘도 증가를 통해 조도를 높이거나, 비가시광 LED 모듈(142) 중 UV LED(142a)에 대한 출력제어를 통해 UV 파장을 인가하고, 휴식 모드 또는 취침 모드인 경우, 조명출력부(140)의 비가시광 LED 모듈(142) 중 적외선 LED(142b)에 대한 출력제어를 통해 적외선 파장을 인가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로, 뇌파 강화 수단(132c)은 집중 모드인 경우, 집중에 필요한 SMR파를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 제 1-1 최적 색온도(또는 파장)에 UV LED(142a)를 구성하는 적외선 LED의 개수에 따른 색온도(또는 파장)이 합쳐질 경우, SMR파의 출력이 보조적으로 향상되는 제 2-1 임계 색온도(파장)으로의 점차적인 조도 변화가 수행되도록 조명출력부(140)의 UV LED(142a)에 대한 색온도(또는 파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 제 2-1 임계 색온도(파장)은 사용자에 대한 시험 결과에 따라 뇌파 강화 수단(132c)이 입력부(110)를 통해 수신하여 저장부(150)에 저장한 뒤, 도 4와 같이 네트워크(200)를 통해 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버에 저장한 뒤, 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버(300)로부터 제공받을 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로, 뇌파 강화 수단(132c)은 휴식 또는 취침 모드인 경우, 휴식에 필요한 알파파를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 제 1-2 최적 색온도(또는 파장)에 적외선 LED(142b)를 구성하는 적외선 LED의 개수에 따른 색온도(또는 파장)이 합쳐질 경우, 알파파의 출력이 보조적으로 향상되는 제 2-2 임계 색온도(파장)으로의 점차적인 조도 변화가 수행되도록 조명출력부(140)의 적외선 LED(142b)에 대한 색온도(파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 제 2-2 임계 색온도(파장)은 상술한 제 2-1 임계 색온도(파장)과 동일하게 사용자에 대한 시험 결과에 따라 뇌파 강화 수단(132c)이 입력부(110)를 통해 수신하여 저장부(150)에 저장한 뒤, 도 4와 같이 네트워크(200)를 통해 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버에 저장한 뒤, 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버(300)로부터 제공받을 수 있다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)에 대해서는 도 4의 뇌파 연동 조명 시스템에서 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유발 LED 조명 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 뇌파 유발 LED 조명 장치(100)는 입력부(110)로부터 입력된 사용자의 상태 입력 정보를 수집하거나, 센싱부(120)로부터 수신된 센싱 정보 기반의 상태 분석(휴식, 집중, 취침)을 수행한 뒤, 저장부(150)에 저장한다(S11).

즉, 사용자는 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 조명출력부(140)의 색온도 및 조도 조절을 위한 목적으로 휴식 모드, 집중 모드, 취침 모드에 해당하는 상태 입력 정보를 입력부(110)로 입력할 수 있다. 한편, 센싱부(120)는 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)가 설치된 주위에 적어도 하나 이상 설치된 센서(121a, 121b,121c,121d,122a,122b,122c,122d)에 의해 측정된 센싱 정보를 제어부(130)로 제공함으로써, 제어부(130)에 의한 각종 광 정보의 분석에 따라 사용자의 현재 상황에 해당하는 휴식, 집중, 취침 상태 분석 정보를 생성할 수 있다.

단계(S11) 이후, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 저장부(150)에 저장된 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보를 이용해 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 색온도(또는 파장) 조절을 수행함으로써(S12), 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요 뇌파를 유도한다(S13).

보다 구체적으로, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(또는 파장) 조절을 수행하는 경우, 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보가 집중 모드인 경우 높은 색온도의 광을 출력하도록 제어하며, 휴식 또는 취침 모드인 경우 낮은 색온도의 광을 출력하도록 제어할 수 있다.

즉, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 집중 모드인 경우, 집중에 필요한 SMR파를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(또는 파장)으로부터 미리 설정된 제 1-1 임계 색온도(또는 파장)으로 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(또는 파장) 디밍 제어를 수행하며, 안정이 필요한 휴식 또는 취침 모드인 경우, 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(또는 파장)으로부터 알파파를 유도하기 위한 미리 설정된 제 1-2 임계 색온도(또는 파장)으로 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도(파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다.

단계(S13) 이후, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 단계(S12)에서 제 1-1 또는 제 1-2 임계 색온도(또는 파장)까지로 각각 제어된 미리 설정된 집중 조도 또는 휴식 조도로부터 조도를 증감시켜 필요 뇌파 유도 최적화를 수행한다(S14).

즉, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 집중 모드인 경우, 단계(S12)에서 조절된 조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듈(141)의 미리 설정된 제 1-1 임계 색온도(또는 파장)으로부터 미리 설정된 제 1-1 최적 색온도(또는 파장)로의 색온도(또는 파장) 디밍 제어를 수행하며, 안정이 필요한 휴식 또는 취침 모드인 경우, 단계(S12)에서 조절된 조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듈(141)의 미리 설정된 제 1-2 임계 색온도(파장)으로부터 미리 설정된 제 1-2 최적 색온도(또는 파장)로 색온도(또는 파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다.

단계(S14) 이후(또는 함께), 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듀(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)을 이용한 필요뇌파강화를 수행한다(S15).

보다 구체적으로, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100) 는 집중 모드인 경우, 조명출력부(140)의 가사광 LED 모듀(141)은 조도를 증가시키거나, 비가시광 LED 모듈(142) 중 UV LED(142a)에 대한 출력제어를 통해 UV 파장을 인가하고, 휴식 모드 또는 취침 모드인 경우, 조명출력부(140)의 비가시광 LED 모듈(142) 중 적외선 LED(142b)에 대한 출력제어를 통해 적외선 파장을 인가할 수 있다.

이때, 비가시광 LED 모듈(142)이 광을 출사하는 경우에는 출사 인터벌을 설정할 수 있다. 즉, 비가시광을 연속적으로 출사하지 않고 설정 시간 간격을 형성하면서 출사하여 뇌파 유도시의 갭을 형성하고 다시 필요 비가시광을 출사하게 되어 뇌파 유도 및 강화의 정합성을 극대화한다. 또한, 이 경우 비가시광의 파장을 변화하면서 출사하여 뇌파 강화 효과를 더욱 극대화한다. 예를 들어, 자외선 영역의 광을 상대적으로 장파장에서 단파장으로 변화시키거나, 적외선 영역의 광을 상대적으로 단파장에서 장파장으로 변화시켜 목적 뇌파 유도 효과를 더욱 극대화한다.

즉, 본 발명의 일 실시예로, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 집중 모드인 경우, 집중에 필요한 SMR파를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 제 1-1 최적 색온도(파장)에 UV LED(142a)의 색온도(파장)이 합쳐질 경우, SMR파의 출력이 보조적으로 향상되는 제 2-1 임계 색온도(파장)으로의 점차적인 조도 변화가 수행되도록 조명출력부(140)의 UV LED(142a)에 대한 색온도(파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로, 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 휴식 또는 취침 모드인 경우, 휴식에 필요한 알파파를 유도하기 위해 현재 출력되고 있던 가시광 LED 모듈(141)의 제 1-2 최적 색온도(파장)에 적외선 LED(142b)의 색온도(파장)이 합쳐질 경우, 알파파의 출력이 보조적으로 향상되는 제 2-2 임계 색온도(파장)으로의 점차적인 조도 변화가 수행되도록 조명출력부(140)의 적외선 LED(142b)에 대한 색온도(파장) 디밍 제어를 수행할 수 있다.

이상과 같이 전 단계에서 색온도가 감소하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 적외선 계열의 광을 함께 출사하거나, 전 단계에서 색온도가 증가하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 자외선 계열의 광을 함께 출사하여 뇌파 유도 효율을 현저히 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 LED 조명 장치(100) 기반의 뇌파 연동 조명 시스템을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 뇌파 연동 조명 시스템은 뇌파 유도 LED 조명 장치(100), 네트워크(200), 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버(300), 그리고 뇌파 측정 웨어러블 디바이스(400)를 포함할 수 있다.

한편, 도 4의 뇌파 연동 조명 시스템에 구비된 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 도 1의 조명장치(100)에 송수신부(160)가 추가된 형태일 수 있다.

이하에서는 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)는 도 1의 조명장치(100)의 제어부(130)에 구비된 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)을 중심으로 뇌파 연동 조명 시스템에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 거실이나 안방 등에서 사용자가 뇌파 측정기 또는 뇌파 센서를 이용하여 뇌파를 측정하는 뇌파 측정 웨어러블 디바이스(400)와 네트워크(200)를 통해 데이터 송수신을 수행하도록 송수신부(160)를 제어할 수 있다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 뇌파 측정 웨어러블 디바이스(400)의 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하는 방식으로 부착 뒤 뇌파 측정 웨어러블 디바이스(400)로부터 사용자의 뇌파를 수신할 수 있다. 여기서, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신한다. 이때, 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신할 수 있다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 델타파 및 감마파를 추출한다. 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 증폭 기능, 필터 기능, AD 변환 기능을 구비할 수 있다.

즉, 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 내부에 증폭기를 구비하고, 증폭기를 통해 뇌파 측정 웨어러블 디바이스(400)로부터 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시켜, 수신된 뇌파 분석을 용이하게 하도록 한다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 다수의 아날로그 필터를 구비하여 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링할 수 있다. 여기서, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 구성된다. 이러한 고대역통과필터는 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하고, 대역통과필터는 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링한다. 대역저지필터는 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하고, 저역통과필터는 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지한다. 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 AD 변환 기능을 통해 추출한 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화한다.

웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 뇌파 신호인 알파파, 베타파, 세타파, 델타파 및 감마파 각각에 일정한 패턴이나 규칙이 있는지 판단한다. 즉, 본 발명에 있어서 뇌파의 정성적인 측면이 아니라 뇌파의 정량적인 특징을 우선하는데, 각각의 뇌파가 일정한 패턴이나 규칙을 가지고 있고, 그 패턴 또는 규칙이 미리 설정된 패턴 또는 규칙과 일치하는 경우에 뇌파 반영 및 최적화 모듈(132)로 통지를 통해 상술한 방식으로 조명출력부(140)를 제어할 수 있다.

이때, 뇌파 패턴은 알파파, SMR파, 중간 베타파, 고 베타파, 세타파, 델타파 및 감마파 중 적어도 한 종류가 반복하여 나타나는 패턴일 수 있으며, 알파파, SMR파, 중간 베타파, 고 베타파, 세타파, 델타파 및 감마파를 조합하여 나타나는 패턴일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 어느 한곳을 집중하여 응시하는 경우에는 SMR파가 나타나게 되는데, 이러한 집중 행위를 반복하는 경우에는 SMR파가 연속되어 나타나게 된다. 이러한 SMR파가 연속으로 반복하여 나타나는 것을 뇌파의 패턴으로 설정할 수 있다.

이때, 보다 정밀한 제어를 위해 뇌파 중 어느 두개를 조합하여 뇌파 패턴을 만들 수 있다. 예를 들어, 사용자가 집중하여 SMR파를 나타나게 한 이후에 사용자가 눈을 감으면 알파파가 도출된다. 이러한 SMR파, 알파파, SMR파, 알파파....를 반복하여 도출하는 경우도 뇌파의 패턴으로 설정할 수 있다.

또한, 안구의 움직임을 이용하여 델타파를 발생시키면서 눈을 감아 알파파를 발생시키면서 근육에 긴장감을 인가하여 중간 베타파를 발생시키는 등 매우 많은 조합의 뇌파 패턴이 가능하다. 뇌파의 패턴은 매우 직관적인 규칙성이 있어야 전자기기를 컨트롤하기에 간편하므로 여기서 특정 규칙 또는 패턴으로 한정하지는 않는다.

한편, 이러한 뇌파의 반복 패턴이나 조합 패턴은 적어도 한 종류의 뇌파값 또는 어느 한 종류 뇌파의 설정시간 동안의 증감량에 의해 형성되는 패턴이다. 다시 말해, 어느 하나의 뇌파가 특정 범위로 측정되는 경우에 그 패턴을 만족하는 뇌파가 도출된 것으로 판단하는 것도 가능하고, 어느 하나의 뇌파의 설정 시간 동안의 증가하거나 감소하는 양(뇌파 변화의 미분값) 이 특정 범위로 측정되는 경우에 그 패턴을 만족하는 뇌파가 도출된 것으로 판단가능하다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 알파파, SMR파, 중간 베타파, 고 베타파, 세타파, 델타파 및 감마파 중 적어도 하나의 값이나 그 증감량을 뇌파 규칙의 원소로 판단하고, 이러한 원소가 반복되거나 조합되는 경우를 뇌파의 규칙 또는 패턴으로 설정하여 설정된 패턴과 오차범위 이내의 패턴이 수신되는 경우에 조명출력부(140)를 컨트롤하므로 매우 정밀한 제어가 가능하다.

이런 방식으로 뇌파를 측정한 웨어러블 디바이스 연동 모듈(133)은 상술한 뇌파 반영 및 최적화 모듈(132)의 뇌파 유도 수단(132b)로 제 1-1 및 1-2 최적 색온도(파장)를 피드백 정보로 제공할 수 있으며, 뇌파 강화 수단(132c)로 제 2-1 임계 색온도(파장)를 피드백 정보로 제공할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 뇌파 유도 LED 조명 장치
110 : 입력부
120 : 센싱부
130 : 제어부
140 : 출력부
141 : 가시광 LED 모듈
142 : 비가시광 LED 모듈
142a : UV LED
142b : 적외선 LED
200 : 네트워크
300 : 빅데이터 기반 수집 및 분석 서버
400 : 뇌파 측정 웨어러블 디바이스

Claims

뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 조명출력부(140)의 출력 목적을 입력 또는 센싱하는 제 1 단계;
조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 목적에 따라 색온도 또는 파장을 조절하여 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요 뇌파를 유도하는 제 2 단계; 및
조명출력부(140) 중 가시광 LED모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)에 대한 목적에 따른 필요 뇌파 강화를 개별적으로 수행하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제 1 단계는 목적 입력시 입력부(110)로부터 입력된 사용자의 상태 입력 정보를 수집하거나, 센싱부(120)로부터 수신된 센싱 정보에 따른 상태 분석(휴식, 집중, 취침)을 수행한 뒤, 상태 분석 정보를 저장부(150)에 저장하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 제 1 단계는 조명출력부(140)의 색온도 조절 또는 파장 조절 중 어느 하나의 목적으로 휴식 모드, 집중 모드 및 취침 모드 중 어느 하나에 해당하는 상태 입력 정보를 입력부(110)로 입력받는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제 1 단계는 센싱부(120)가 뇌파 유도 LED 조명 장치(100)가 설치된 주위에 적어도 하나 이상 설치된 조도 센서(121a, 122b)에 의해 측정된 조도 정보를 제공하여 제공된 조도 정보의 분석에 따라 사용자의 현재 상황에 해당하는 휴식, 집중, 취침 상태 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제 2 단계는 저장부(150)에 저장된 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보를 이용해 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 색온도 또는 파장 조절을 수행시, 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요뇌파를 유도하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 제 2 단계는 상태 입력 정보 또는 상태 분석 정보가 집중 모드인 경우 조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)의 색온도를 증가시키도록 제어하고, 휴식 또는 취침 모드인 경우 색온도를 감소시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제6항 있어서,
색온도의 증가 또는 감소를 제어하는 경우에 가시광 LED 모듈의 파장(141)을 함께 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
제3 단계에서는 제2 단계에서 상기 색온도가 감소하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 적외선 계열의 광을 함께 출사하거나, 제2 단계에서 상기 색온도가 증가하도록 제어하는 경우 비가시광 LED 모듈 중 자외선 계열의 광을 함께 출사하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 비가시광 LED 모듈이 광을 출사하는 경우 출사 인터벌이 설정되는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 출사 인터벌에 따라 비가시광 LED 모듈이 출사하는 광의 파장 또는 조도가 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명 장치의 제어 방법.
뇌파 유도 LED 조명 장치(100)의 조명출력부(140)의 출력 목적을 입력받는 정보 수집 수단(132a);
조명출력부(140)의 가시광 LED 모듈(141)에 대한 목적에 따라 미리 설정된 색온도 또는 파장 조절을 수행하여 미리 설정된 색온도 또는 파장에 따른 사용자에게 필요한 모드에 따른 필요뇌파를 유도하는 뇌파 유도 수단(132b); 및
조명출력부(140) 중 가시광 LED 모듈(141) 또는 비가시광 LED 모듈(142)에 대한 목적에 따른 필요뇌파 강화를 개별적으로 수행하는 뇌파 강화 수단(132c); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 유도 LED 조명장치.