KR20200044432A

KR20200044432A - 수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법

Info

Publication number: KR20200044432A
Application number: KR1020180125186A
Authority: KR
Inventors: 차원정; 이유신; 노정민; 김성혁; 안정욱; 이윤재; 박현규
Original assignee: 주식회사 엘지유플러스; 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-29
Also published as: KR102195253B1

Abstract

사용자의 수면 상태를 감지하여 감지된 수면 상태에 따라 수면 환경을 제어할 수 있는 수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하여 수면 환경 제어 정보를 제공하는 수면 감지 장치와, 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 수면 환경 조절 장치와, 수면 감지 장치로부터 수신되는 수면 환경 제어 정보를 토대로 수면 환경 조절 장치를 제어하는 수면 환경 제어 장치를 포함하고, 수면 감지 장치는, 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하고, 물체가 존재하면 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임 여부를 판단하며, 물체의 뒤척임 여부에 따라 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하거나 또는 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하고, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 수 있다.

Description

수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING SLEEP SERVICE}

본 발명은 수면 서비스 제공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 수면 상태를 감지하여 감지된 수면 상태에 따라 수면 환경을 제어할 수 있는 수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법에 관한 것이다.

최근들어 스마트 기기의 발달과 더불어 소비자들의 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 사용자의 수면 활동, 생체 상태, 운동량을 감지하는 센서들로부터 감지된 데이터를 바탕으로 사용자의 건강을 관리하는 장치들이 개발되고 있다.

그 중에서, 사용자의 수면 상태를 측정하여 사용자의 수면 환경을 제어할 수 있는 수면 서비스의 필요성이 대두되고 있다.

이러한 수면 서비스를 제공하기 위해서는, 사용자의 수면 상태를 판단하기 위해 수면 정보를 검출하는 장치가 필요한데, 사용자의 수면 정보를 검출하기 위한 장치로서, 사용자의 신체에 부착하는 밴드 장치가 사용되고 있다.

하지만, 밴드 장치를 사용할 경우, 사용자에게 구속감을 주는 문제가 있으므로, 이를 보완하기 위하여 밴드 장치를 사용하지 않고 침대나 매트 및 베게 등에 사용자의 진동 및 압력 변화를 검출하는 장치를 사용하여 사용자의 수면 상태를 파악하는 압력 변화 검출 방식이 개발되었다.

일 예로, 압력 변화 검출 방식은, 압전 세라믹, 압전 필름, 저항성 압력 센서 등과 같이 압력을 측정하는 센서를 수면 측정 영역에 고정시킴으로써, 사용자 수면에 상응하는 압력 변화를 검출하여 사용자의 수면 상태를 파악할 수 있었다.

하지만, 이러한 압력 변화 검출 방식도, 사용자가 측정 장치를 느끼는 자각 현상을 가지거나 또는 측정 장치에 대한 이질감을 느끼므로 여전히 사용자의 수면을 방해하는 요인이 되고 있다.

또한, 압력 변화 검출 방식은, 사용자 신체의 압력이 가해지는 일부 위치에서만 수면 정보를 측정하기 때문에 측정 정확도가 저하되고 실제 사용에 따른 사용자 편의성이 저하되는 문제가 있었다.

최근에는, 압력 센서를 이용한 압력 변화 검출 방식의 문제를 보완하기 위하여, 사용자 신체가 접촉될 때, 사용자 신체의 접근에 따른 정전 용량을 검출하여 수면 상태를 판단하는 방법이 시도되기도 하였다.

하지만, 정전 용량 검출 방식은, 사용자의 심박 및 호흡수와 같은 수면 상태를 판단할 때, 신뢰성이 저하되는 문제가 여전히 존재하였다.

따라서, 향후 사용자의 수면에 따른 생체 신호를 정밀하게 측정하여 사용자의 수면 정보 및 뒤척임 정보를 획득하고 이를 토대로 사용자의 수면 환경을 정밀하게 제어하여 숙면을 유도할 수 있는 수면 서비스 제공 시스템의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 사용자의 수면에 따른 생체 신호를 정밀하게 측정하여 사용자의 수면 정보 및 뒤척임 정보를 획득하고 이를 토대로 사용자의 수면 환경을 정밀하게 제어하여 숙면을 유도할 수 있는 수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템은, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하여 수면 환경 제어 정보를 제공하는 수면 감지 장치와, 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 수면 환경 조절 장치와, 수면 감지 장치로부터 수신되는 수면 환경 제어 정보를 토대로 수면 환경 조절 장치를 제어하는 수면 환경 제어 장치를 포함하고, 수면 감지 장치는, 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하고, 물체가 존재하면 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임 여부를 판단하며, 물체의 뒤척임 여부에 따라 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하거나 또는 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하고, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 수 있다.

여기서, 수면 감지 장치는, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하는 센싱부와, 센싱부로 전원을 인가하는 전원부와, 수면 환경 제어 장치에 통신 연결되는 통신부와, 센싱부, 전원부 및 통신부의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하고, 구동 제어부는, 수면 서비스 요청이 수신되면 센싱부에 전원이 인가되어 센싱부가 구동되도록 전원부를 제어하고, 센싱부로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 사용자의 수면 상태에 상응하는 수면 정보 및 뒤척임 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하며, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.

이때, 수면 감지 장치의 센싱부는, 다수의 센서들이 배치되는 센서 매트와, 센서 매트의 상부에 배치되는 상부 커버 매트와, 센서 매트의 하부에 배치되는 하부 커버 매트를 포함할 수 있다.

여기서, 센서 매트는, 기판과, 기판의 표면에 대해 일 방향으로 배열되는 다수의 센서들을 포함할 수 있는데, 각 센서는, 양 전원이 인가되는 제1 전극 와이어와, 음 전원이 인가되는 제2 전극 와이어를 포함할 수 있다.

그리고, 제1 전극 와이어와 제2 전극 와이어 사이는, 소정의 갭(gap)을 갖도록 떨어져 배열되고, 서로 인접하는 상기 제1 전극 와이어들 사이 또는 서로 인접하는 상기 제2 전극 와이어들 사이는, 소정의 피치(pitch)로 떨어져 배열될 수 있다.

이어, 수면 감지 장치는, 수면 서비스 요청이 수신될 때, 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 수면 서비스 요청으로 인지할 수 있다.

또한, 수면 감지 장치는, 물체의 존재 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정하고, 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 수면 감지 장치는, 물체의 뒤척임 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고, 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임이 있는지를 판단할 수 있다.

여기서, 측정된 센싱 신호의 변화량은, 각 센서로부터 측정되는 정전용량의 변화량일 수 있다.

또한, 수면 감지 장치는, 수면 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고, 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며, 추출된 특정 생체 신호를 토대로 물체가 사람인지를 판단하고, 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며, 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

그리고, 수면 감지 장치는, 뒤척임 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 있다면 다수의 센싱 신호를 분석하여 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

이어, 수면 감지 장치는, 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 때, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고, 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 수 있다.

다음, 수면 환경 제어 장치는, 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보를 토대로 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치를 선택하고, 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템의 수면 서비스 제공 방법은, 수면 감지 장치와 수면 환경 조절 장치에 통신 연결되는 수면 환경 제어 장치를 포함하는 수면 서비스 제공 시스템의 수면 서비스 제공 방법에 있어서, 수면 감지 장치가 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하는 단계와, 수면 감지 장치가 물체가 존재하면 센싱 신호의 변화량을 토대로 상기 물체의 뒤척임 여부를 판단하는 단계와, 수면 감지 장치가 물체의 뒤척임이 없으면 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하고 물체의 뒤척임이 있으면 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하는 단계와, 수면 감지 장치가 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보를 토대로 수면 환경 제어 정보를 생성하는 단계와, 수면 감지 장치가 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송하는 단계와, 수면 환경 제어 장치가 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어하는 단계와, 수면 환경 조절 장치가 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예는, 상기 수면 서비스 제공 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 및 상기 프로그램이 기록된 기록매체를 더 제공할 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 수면 서비스 제공 시스템 및 그의 수면 서비스 제공 방법는, 사용자의 수면에 따른 생체 신호를 정밀하게 측정하여 사용자의 수면 정보 및 뒤척임 정보를 획득하고 이를 토대로 사용자의 수면 환경을 정밀하게 제어하여 숙면을 유도할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 수면 감지 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 4는 도 3의 센싱부를 보여주는 도면이다.
도 5는 센싱부의 센서 와이어 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 센싱부의 센서 배열 구조를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", “전(앞) 또는 후(뒤)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, “상(위) 또는 하(아래)” 및“전(앞) 또는 후(뒤)”는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수면 서비스 제공 시스템은, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하여 수면 환경 제어 정보를 제공하는 수면 감지 장치(100), 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 수면 환경 조절 장치(300), 그리고 수면 감지 장치(100)로부터 수신되는 수면 환경 제어 정보를 토대로 수면 환경 조절 장치(300)를 제어하는 수면 환경 제어 장치(200)를 포함할 수 있다.

여기서, 수면 감지 장치(100)는, 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하고, 물체가 존재하면 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임 여부를 판단하며, 물체의 뒤척임 여부에 따라 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하거나 또는 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하고, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치(200)로 전송할 수 있다.

도 2와 같이, 수면 감지 장치(100)는, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하는 센싱부(110), 센싱부(110)로 전원을 인가하는 전원부(120), 수면 환경 제어 장치(200)에 통신 연결되는 통신부(미도시), 그리고 센싱부(110), 전원부(120) 및 통신부의 구동을 제어하는 구동 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 센싱부(110)는, 다수의 센서들이 배치되는 센서 매트, 센서 매트의 상부에 배치되는 상부 커버 매트, 그리고 센서 매트의 하부에 배치되는 하부 커버 매트를 포함할 수 있다.

이때, 센서 매트는, 기판과, 기판의 표면에 대해 일 방향으로 배열되는 다수의 센서들을 포함할 수 있다.

일 예로, 기판은, 절연체일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

그리고, 다수의 센서들은, 서펜타인 타입(serpentine type) 형상을 갖는 섬유형 센서일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 각 센서는, 양 전원이 인가되는 제1 전극 와이어와, 음 전원이 인가되는 제2 전극 와이어를 포함할 수 있다.

여기서, 서로 인접하는 제1 전극 와이어와 제2 전극 와이어 사이는, 소정의 갭(gap)을 갖도록 떨어져 배열되고, 서로 인접하는 제1 전극 와이어들 사이 또는 서로 인접하는 제2 전극 와이어들 사이는, 소정의 피치(pitch)로 떨어져 배열될 수 있다.

일 예로, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 갭은, 약 2mm ~ 약 80mm일 수 있다.

그 이유는, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 갭이 너무 넓으면 센서 매트의 한정된 크기로 인하여 센서의 전극 와이어 개수가 줄어들어 정밀한 생체 신호의 측정이 어렵고, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 갭이 너무 좁으면 신호 혼선으로 인하여 정확한 생체 신호의 측정이 어려울 수 있기 때문이다.

따라서, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 갭은, 기판의 면적에 따라 달라질 수 있다.

즉, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 갭은, 기판의 면적이 증가할수록 감소될 수 있다.

또한, 일 예로, 서로 인접하는 제1 전극 와이어들 사이의 피치 또는 제2 전극 와이어들 사이의 피치는, 약 2mm ~ 약 30mm일 수 있다.

그 이유는, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 피치가 너무 넓으면 센서 매트의 한정된 크기로 인하여 센서의 전극 와이어 개수가 줄어들어 정밀한 생체 신호의 측정이 어렵고, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어들 사이의 피치가 너무 좁으면 신호 혼선으로 인하여 정확한 생체 신호의 측정이 어려울 수 있기 때문이다.

따라서, 서로 인접하는 제1 와이어들 사이의 피치, 제2 전극 와이어들 사이의 피치는, 기판의 면적에 따라 달라질 수 있다.

즉, 서로 인접하는 제1 와이어들 사이의 피치, 제2 전극 와이어들 사이의 피치는, 기판의 면적이 증가할수록 감소될 수 있다.

또한, 제1, 제2 전극 와이어들의 개수는, 기판의 면적에 따라 달라질 수도 있다.

즉, 제1, 제2 전극 와이어들의 개수는, 기판의 면적이 증가할수록 많아질 수 있다.

또한, 다수의 센서들은, 기판의 제1 영역에 다수의 센서들이 인접하여 배치되는 제1 센서 그룹과, 기판의 제2 영역에 다수의 센서들이 인접하여 배치되는 제2 센서 그룹을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹과 제2 센서 그룹은, 제1 거리만큼 서로 일정 간격 떨어져 배치되고, 제1 센서 그룹은, 기판의 일측 끝단으로부터 제2 거리만큼 떨어져 배치되며, 제2 센서 그룹은, 기판의 타측 끝단으로부터 제3 거리만큼 떨어져 배치될 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹과 제2 센서 그룹 사이의 제1 거리는, 제2 거리와 제3 거리보다 더 가까울 수 있다.

그리고, 제2 거리와 제3 거리는, 서로 동일할 수 있다.

또한, 제1, 제2 센서 그룹은, 다수의 센서들을 포함하고, 각 센서의 일측 끝단은, 전원이 인가되는 배선에 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 배선은, 기판의 가장 자리 영역에 배치될 수 있다.

일 예로, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 일측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 상기 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 하나의 동일한 구동 제어부에 전기적으로 연결될 수 있다.

다른 일예로, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 일측 가장자리 영역에 배치되고, 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 타측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.

또 다른 일 예로, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 일측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향은, 서로 반대 방향일 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 서로 다른 구동 제어부에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

또 다른 일 예로, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 일측 가장자리 영역에 배치되고, 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 타측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

또한, 제1 센서 그룹과 제2 센서 그룹 사이에는, 온도 센서(150)가 배치될 수 있다.

여기서, 온도 센서(150)는, 기판의 중앙 영역에 배치될 수 있다.

이때, 온도 센서(150)는, 전원이 인가되는 배선이 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 온도 센서(150)에 연결되는 배선의 배치 방향은, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향에 대해 동일한 방향일 수 있다.

다른 일 예로, 온도 센서(150)에 연결되는 배선의 배치 방향은, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향에 대해 다른 방향일 수도 있다.

그리고, 온도 센서(150)에 연결되는 배선은, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선이 배치되는 기판의 일측 가장자리 영역에 함께 배치될 수 있다.

경우에 따라, 온도 센서(150)에 연결되는 배선은, 제1 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹의 센서에 연결되는 배선이 배치되는 기판의 일측 가장자리 영역을 제외한 기판의 타측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.

또한, 제1 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수는, 서로 동일할 수 있다.

일 예로, 제1 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수는, 각각 적어도 2개일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 제1 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수는, 서로 다를 수 있다.

일 예로, 제1 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수는, 제2 센서 그룹에 포함되는 센서의 개수보다 더 많을 수 있다.

예를 들면, 제1 센서 그룹은, 기판의 제1 영역 일측에 배치되는 제1 센서, 제1 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제1 센서로 인가하는 제1 배선, 제1 센서에 인접하여 배치되고 기판의 제1 영역 타측에 배치되는 제2 센서, 그리고 제2 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제2 센서로 인가하는 제2 배선을 포함하고, 제1, 제2 배선의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

또한, 제2 센서 그룹은, 기판의 제2 영역 일측에 배치되는 제3 센서, 제3 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제3 센서로 인가하는 제3 배선, 제3 센서에 인접하여 배치되고 기판의 제2 영역 타측에 배치되는 제4 센서, 그리고 제4 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제4 센서로 인가하는 제4 배선을 포함하고, 제3, 제4 배선의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

그리고, 센서 매트의 면적은, 상부 커버 매트의 면적과 하부 커버 매트의 면적보다 더 작을 수 있다.

그 이유는, 센서 매트가 외부에 노출되지 않도록 보호하여 신호 감지 신뢰성을 높이기 위함이다.

경우에 따라, 센서 매트의 면적은, 상부 커버 매트의 면적 및 하부 커버 매트의 면적과 동일할 수도 있다.

또한, 센서 매트의 두께는, 상부 커버 매트의 두께 및 하부 커버 매트의 두께보다 더 얇을 수도 있다.

그 이유는, 전체 매트 두께를 최소화하여 신호 감도를 높이기 위함이다.

경우에 따라, 상부 커버 매트의 두께는, 하부 커버 매트의 두께보다 더 얇을 수도 있다.

그 이유는, 상부 커버 매트 위에 접촉되는 사람의 생체 신호를 감지할 수 있는 신호 감도를 높이기 위함이다.

다음, 구동 제어부는, 수면 서비스 요청이 수신되면 센싱부(110)에 전원이 인가되어 센싱부(110)가 구동되도록 전원부(120)를 제어하고, 센싱부(110)로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 사용자의 수면 상태에 상응하는 수면 정보 및 뒤척임 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하며, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치(200)로 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.

여기서, 구동 제어부는, 수면 감지 장치(100)로부터 탈착이 가능하다.

그 이유는, 사용자 편의성을 높일 수 있고, 고장 수리 및 부품 교체에 효과적이기 때문이다.

이와 같이, 구성되는 수면 감지 장치(100)는, 수면 서비스 요청이 수신될 때, 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 수면 서비스 요청으로 인지할 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 수면 감지 장치(100)는, 물체의 존재 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정하고, 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 수면 감지 장치(100)는, 측정된 실효값이 기준 범위를 벗어나면 물체가 존재하는 것으로 판단할 수 있고, 측정된 실효값이 기준 범위 이내이면 물체가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 수면 감지 장치(100)는, 물체의 뒤척임 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고, 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임이 있는지를 판단할 수 있다.

다음, 수면 감지 장치(100)는, 수면 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고, 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며, 추출된 특정 생체 신호를 토대로 물체가 사람인지를 판단하고, 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며, 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

여기서, 수면 감지 장치(100)는, 물체가 사람인지를 판단할 때, 특정 센싱 신호를 필터링하여 특정 센싱 신호의 피크값을 추출하고, 추출된 피크값을 토대로 물체가 사람인지를 판단할 수 있다.

이때, 추출된 특정 센싱 신호는, 사람의 호흡에 상응하는 특정 센싱 신호이거나 또는 사람의 심박에 상응하는 특정 센싱 신호일 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 수면 감지 장치(100)는, 뒤척임 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 있다면 다수의 센싱 신호를 분석하여 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

그리고, 수면 감지 장치(100)는, 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 때, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고, 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 수 있다.

여기서, 수면 감지 장치(100)는, 수면 효율 및 수면 단계를 판단할 때, 사용자가 깨어있다고 판단되면 모든 동작을 초기화할 수 있다.

한편, 수면 환경 제어 장치(200)는, 수면 감지 장치(100)로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보를 토대로 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치(300)를 선택하고, 선택한 수면 환경 조절 장치(300)의 동작을 제어할 수 있다.

여기서, 수면 환경 제어 장치(200)는, 선택한 수면 환경 조절 장치(300)의 동작을 제어할 때, 수면 환경 조절 장치(300)의 온/오프 기능, 온도 조절 기능, 바람의 방향 및 세기 조절 기능, 조명의 방향 및 밝기 조절 기능, 음향의 크기 조절 기능 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.

일 예로, 수면 환경 제어 장치(200)는, 수면 환경 제어 정보에 포함되는 뒤척임 정보 중 뒤척임 수준 및 빈도가 높으면 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치(300) 중 에어컨, 공기 청정기, 조명, 음향 기기를 선택하고, 사용자의 숙면을 위한 환경 조건을 산출하며, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 온도 조절 기능, 공기 청정기의 공기질 조절 기능, 조명의 밝기 조절 기능, 음향 기기의 음향 조절 기능을 제어할 수 있다.

다른 예로, 수면 환경 제어 장치(200)는, 수면 환경 제어 정보에 포함되는 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 토대로 수면 중인 사용자의 머리 위치를 판단하면 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치(300) 중 에어컨 및 조명을 선택하고, 사용자의 숙면을 위한 환경 조건을 산출하며, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 바람 방향 및 세기 조절 기능 및 조명 방향 및 밝기 조절 기능을 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 수면 환경 제어 장치(200)는, 수면 환경 제어 정보에 사용자 깨우기 서비스 정보가 포함되면 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치(300) 중 에어컨 및 알람 기기를 선택하고, 사용자의 깨우기 환경 조건을 산출하며, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 바람 방향 및 세기 조절 기능 및 알람 기기의 알람 설정 기능을 제어할 수 있다.

여기서, 수면 환경 제어 장치(200)는, 수면 감지 장치(100)와 수면 환경 조절 장치(300)에 통신 연결되는 IoT(Internet of Things) 허브일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 수면 환경 조절 장치(300)는, 수면 환경 제어 장치(200)에 통신 연결되는 적어도 하나의 실내 가전 기기일 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은, 사용자의 수면에 따른 생체 신호를 정밀하게 측정하여 사용자의 수면 정보 및 뒤척임 정보를 획득하고 이를 토대로 사용자의 수면 환경을 정밀하게 제어하여 숙면을 유도할 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2의 수면 감지 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수면 감지 장치(100)는, 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하는 센싱부(110), 센싱부(110)로 전원을 인가하는 전원부(120), 수면 환경 제어 장치에 통신 연결되는 통신부(130), 그리고 센싱부(110), 전원부(120) 및 통신부(130)의 구동을 제어하는 구동 제어부(140)를 포함할 수 있다.

이어, 통신부(130)는, 무선 통신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 그리고 위치 정보 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 예로, 무선 통신 모듈은, 수면 감지 장치(100)와 수면 환경 제어 장치(200) 사이의 무선 통신을 가능하게 할 수 있다.

그리고, 이동통신 모듈은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다.

여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

이어, 무선 인터넷 모듈은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있다.

다음, 근거리 통신 모듈은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(BluetoothTM, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

또한, 위치정보 모듈은, 수면 감지 장치(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈, WiFi(Wireless Fidelity) 모듈, 비콘 모듈 등이 있다.

예를 들어, 수면 감지 장치(100)는, GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 자신의 위치를 획득하고, 획득한 위치 정보를 수면 환경 제어 장치(200) 또는 외부 서버 또는 외부 단말로 제공할 수 있다.

다른 예로서, 수면 감지 장치(100)는, Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 자신의 위치를 획득하고, 획득한 위치 정보를 수면 환경 제어 장치(200) 또는 외부 서버 또는 외부 단말로 제공할 수도 있다.

또 다른 예로서, 수면 감지 장치(100)는, 마이크를 이용하여 특정 지역의 비가청음파를 수신하여 자신의 위치를 획득하고, 획득한 위치 정보를 수면 환경 제어 장치(200) 또는 외부 서버 또는 외부 단말로 제공할 수도 있다.

다음, 구동 제어부(140)는, 수면 서비스 요청이 수신되면 센싱부(110)에 전원이 인가되어 센싱부(110)가 구동되도록 전원부(120)를 제어하고, 센싱부(110)로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 사용자의 수면 상태에 상응하는 수면 정보 및 뒤척임 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하며, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치(200)로 전송하도록 통신부(130)를 제어할 수 있다.

여기서, 구동 제어부(140)는, 수면 감지 장치(100)로부터 탈착이 가능하다.

그리고, 구동 제어부(140)는, 수면 서비스 요청이 수신될 때, 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 수면 서비스 요청으로 인지할 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 구동 제어부(140)는, 물체의 존재 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정하고, 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 구동 제어부(140)는, 측정된 실효값이 기준 범위를 벗어나면 물체가 존재하는 것으로 판단할 수 있고, 측정된 실효값이 기준 범위 이내이면 물체가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

그리고 구동 제어부(140)는, 물체의 뒤척임 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고, 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임이 있는지를 판단할 수 있다.

다음, 구동 제어부(140)는, 수면 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고, 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며, 추출된 특정 생체 신호를 토대로 물체가 사람인지를 판단하고, 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며, 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

여기서, 구동 제어부(140)는, 물체가 사람인지를 판단할 때, 특정 센싱 신호를 필터링하여 특정 센싱 신호의 피크값을 추출하고, 추출된 피크값을 토대로 물체가 사람인지를 판단할 수 있다.

또한, 구동 제어부(140)는, 뒤척임 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 있다면 다수의 센싱 신호를 분석하여 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장할 수 있다.

그리고, 구동 제어부(140)는, 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 때, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고, 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송하도록 통신부(130)를 제어할 수 있다.

여기서, 구동 제어부(140)는, 수면 효율 및 수면 단계를 판단할 때, 사용자가 깨어있다고 판단되면 모든 동작을 초기화할 수 있다.

도 4는 도 3의 센싱부를 보여주는 도면이고, 도 5는 센싱부의 센서 와이어 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 센싱부(110)는, 다수의 센서(114-2)들이 배치되는 센서 매트(114), 센서 매트(114)의 상부에 배치되는 상부 커버 매트(112), 그리고 센서 매트(114)의 하부에 배치되는 하부 커버 매트(116)를 포함할 수 있다.

이때, 센서 매트(114)는, 기판(114-1)과, 기판(114-1)의 표면에 대해 일 방향으로 배열되는 다수의 센서(1140-2)들을 포함할 수 있다.

일 예로, 기판(114-1)은, 절연체일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

그리고, 다수의 센서(114-1)들은, 서펜타인 타입(serpentine type) 형상을 갖는 섬유형 센서일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

여기서, 섬유형 센서 재질은, 실리콘, PVC, 태프론, 나일론 등을 포함할 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 센서 매트(114)의 면적은, 상부 커버 매트(112)의 면적과 하부 커버 매트(116)의 면적보다 더 작을 수 있다.

그 이유는, 센서 매트(114)가 외부에 노출되지 않도록 보호하여 신호 감지 신뢰성을 높이기 위함이다.

경우에 따라, 센서 매트(114)의 면적은, 상부 커버 매트(112)의 면적 및 하부 커버 매트(116)의 면적과 동일할 수도 있다.

또한, 센서 매트(114)의 두께는, 상부 커버 매트(112)의 두께 및 하부 커버 매트(116)의 두께보다 더 얇을 수도 있다.

경우에 따라, 상부 커버 매트(112)의 두께는, 하부 커버 매트(116)의 두께보다 더 얇을 수도 있다.

그 이유는, 상부 커버 매트(112) 위에 접촉되는 사람의 생체 신호를 감지할 수 있는 신호 감도를 높이기 위함이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각 센서(114-2)는, 양 전원이 인가되는 제1 전극 와이어(1110)와, 음 전원이 인가되는 제2 전극 와이어(1120)를 포함할 수 있다.

여기서, 서로 인접하는 제1 전극 와이어(1110)와 제2 전극 와이어(1120) 사이는, 소정의 갭(gap)을 갖도록 떨어져 배열되고, 서로 인접하는 제1 전극 와이어(1110)들 사이 또는 서로 인접하는 제2 전극 와이어(1120)들 사이는, 소정의 피치(pitch)로 떨어져 배열될 수 있다.

일 예로, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 갭은, 약 2mm ~ 약 80mm일 수 있다.

그 이유는, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 갭이 너무 넓으면 센서 매트(114)의 한정된 크기로 인하여 센서(114-2)의 전극 와이어 개수가 줄어들어 정밀한 생체 신호의 측정이 어렵고, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 갭이 너무 좁으면 신호 혼선으로 인하여 정확한 생체 신호의 측정이 어려울 수 있기 때문이다.

따라서, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 갭은, 기판(114-1)의 면적에 따라 달라질 수 있다.

즉, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 갭은, 기판(114-1)의 면적이 증가할수록 감소될 수 있다.

또한, 일 예로, 서로 인접하는 제1 전극 와이어(1110)들 사이의 피치 또는 제2 전극 와이어(1120)들 사이의 피치는, 약 2mm ~ 약 30mm일 수 있다.

그 이유는, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 피치가 너무 넓으면 센서 매(114)트의 한정된 크기로 인하여 센서(114-2)의 전극 와이어 개수가 줄어들어 정밀한 생체 신호의 측정이 어렵고, 서로 인접하는 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들 사이의 피치가 너무 좁으면 신호 혼선으로 인하여 정확한 생체 신호의 측정이 어려울 수 있기 때문이다.

따라서, 서로 인접하는 제1 와이어(1110)들 사이의 피치, 제2 전극 와이어(1120)들 사이의 피치는, 기판(114-1)의 면적에 따라 달라질 수 있다.

즉, 서로 인접하는 제1 와이어(1110)들 사이의 피치, 제2 전극 와이어(1120)들 사이의 피치는, 기판(114-1)의 면적이 증가할수록 감소될 수 있다.

또한, 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들의 개수는, 기판(114-1)의 면적에 따라 달라질 수도 있다.

즉, 제1, 제2 전극 와이어(1110, 1120)들의 개수는, 기판(114-1)의 면적이 증가할수록 많아질 수 있다.

도 6 내지 도 9는 센싱부의 센서 배열 구조를 보여주는 도면이다.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 센서들은, 기판(114-1)의 제1 영역에 다수의 센서(114-2)들이 인접하여 배치되는 제1 센서 그룹(1200)과, 기판(114-1)의 제2 영역에 다수의 센서(114-2)들이 인접하여 배치되는 제2 센서 그룹(1300)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹(1200)과 제2 센서 그룹(1300)은, 제1 거리만큼 서로 일정 간격 떨어져 배치되고, 제1 센서 그룹(1200)은, 기판(114-1)의 일측 끝단으로부터 제2 거리만큼 떨어져 배치되며, 제2 센서 그룹(1200)은, 기판(114-1)의 타측 끝단으로부터 제3 거리만큼 떨어져 배치될 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹(1200)과 제2 센서 그룹(1300) 사이의 제1 거리는, 제2 거리와 제3 거리보다 더 가까울 수 있다.

그리고, 제2 거리와 제3 거리는, 서로 동일할 수 있다.

또한, 제1, 제2 센서 그룹(1200, 1300)은, 다수의 센서들을 포함하고, 각 센서의 일측 끝단은, 전원이 인가되는 배선에 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 배선은, 기판의 가장 자리 영역에 배치될 수 있다.

예를 들면, 제1 센서 그룹(1200)은, 기판(114-1)의 제1 영역 일측에 배치되는 제1 센서(1211), 제1 센서(1211)의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제1 센서(1211)로 인가하는 제1 배선(1212), 제1 센서(1211)에 인접하여 배치되고 기판(114-1)의 제1 영역 타측에 배치되는 제2 센서(1221), 그리고 제2 센서(1221)의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제2 센서(1221)로 인가하는 제2 배선(1222)을 포함하고, 제1, 제2 배선의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

또한, 제2 센서 그룹(1300)은, 기판(114-1)의 제2 영역 일측에 배치되는 제3 센서(1311), 제3 센서(1311)의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제3 센서(1311)로 인가하는 제3 배선(1312), 제3 센서(1311)에 인접하여 배치되고 기판(114-1)의 제2 영역 타측에 배치되는 제4 센서(1321), 그리고 제4 센서(1321)의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 제4 센서(1321)로 인가하는 제4 배선(1322)을 포함하고, 제3, 제4 배선(1312, 1322)의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

또한, 제1 센서 그룹(1200)과 제2 센서 그룹(1300) 사이에는, 온도 센서(150)가 배치될 수 있다.

여기서, 온도 센서(150)는, 기판(114-1)의 중앙 영역에 배치될 수 있다.

이때, 온도 센서(150)는, 전원이 인가되는 배선(152)이 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 도 6과 같이, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 기판의 일측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향은, 서로 동일한 방향일 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 하나의 동일한 구동 제어부(140)에 전기적으로 연결될 수 있다.

다른 일예로, 도 7과 같이, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선은, 기판(114-1)의 일측 가장자리 영역에 배치되고, 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 기판(114-1)의 타측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.

또 다른 일 예로, 도 8과 같이, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 기판(114-1)의 일측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

여기서, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향은, 서로 반대 방향일 수 있다.

이때, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 서로 다른 구동 제어부(141, 142)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

또 다른 일 예로, 도 9와 같이, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선은, 기판(114-1)의 일측 가장자리 영역에 배치되고, 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선은, 기판(114-1)의 타측 가장자리 영역에 배치될 수 있다.

일 예로, 온도 센서(150)에 연결되는 배선의 배치 방향은, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향에 대해 동일한 방향일 수 있다.

다른 일 예로, 온도 센서(150)에 연결되는 배선의 배치 방향은, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선의 배치 방향에 대해 다른 방향일 수도 있다.

그리고, 온도 센서(150)에 연결되는 배선은, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선이 배치되는 기판(114-1)의 일측 가장자리 영역에 함께 배치될 수 있다.

경우에 따라, 온도 센서(150)에 연결되는 배선은, 제1 센서 그룹(1200)의 센서에 연결되는 배선과 제2 센서 그룹(1300)의 센서에 연결되는 배선이 배치되는 기판(114-1)의 일측 가장자리 영역을 제외한 기판(114-1)의 타측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.

또한, 제1 센서 그룹(1200)에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹(1300)에 포함되는 센서의 개수는, 서로 동일할 수 있다.

일 예로, 제1 센서 그룹(1200)에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹(1300)에 포함되는 센서의 개수는, 각각 적어도 2개일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 제1 센서 그룹(1200)에 포함되는 센서의 개수와 제2 센서 그룹(1300)에 포함되는 센서의 개수는, 서로 다를 수 있다.

일 예로, 제1 센서 그룹(1200)에 포함되는 센서의 개수는, 제2 센서 그룹(1300)에 포함되는 센서의 개수보다 더 많을 수 있다.

도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수면 서비스 제공 방법은 다음과 같다.

먼저, 수면 감지 장치는, 수면 서비스 요청을 수신한다(S100).

여기서, 수면 감지 장치는, 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 수면 서비스 요청으로 인지할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

그리고, 수면 감지 장치는, 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단한다(S200).

여기서, 도 11과 같이, 수면 감지 장치는, 물체의 존재 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 수신하고(S210), 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정한 다음(S220), 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단할 수 있다(S230).

이어, 수면 감지 장치는, 물체가 존재하면 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임 여부를 판단할 수 있다(S300).

여기서, 도 12와 같이, 수면 감지 장치는, 물체의 뒤척임 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고(S310), 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 물체의 뒤척임이 있는지를 판단할 수 있다(S320).

이때, 측정된 센싱 신호의 변화량은, 각 센서로부터 측정되는 정전용량의 변화량일 수 있다.

다음, 수면 감지 장치는, 물체의 뒤척임이 없으면 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하고(S410), 물체의 뒤척임이 있으면 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득할 수 있다(S420).

여기서, 도 13과 같이, 수면 감지 장치는, 수면 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고(S412), 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며(S413), 추출된 특정 생체 신호를 토대로 상기 물체가 사람인지를 판단하고(S414), 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며(S415), 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여(S416) 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장할 수 있다(S417).

이때, 수면 감지 장치는, 물체가 사람인지를 판단할 때, 특정 센싱 신호를 필터링하여 특정 센싱 신호의 피크값을 추출하고, 추출된 피크값을 토대로 물체가 사람인지를 판단할 수 있다.

일 예로, 추출된 특정 센싱 신호는, 사람의 호흡에 상응하는 특정 센싱 신호이거나 또는 사람의 심박에 상응하는 특정 센싱 신호일 수 있다.

그리고, 도 13과 같이, 수면 감지 장치는, 뒤척임 정보를 획득할 때, 물체의 뒤척임이 있다면 다수의 센싱 신호를 분석하고(S422), 분석된 센싱 신호를 토대로 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 판단한 다음(S423), 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장할 수 있다(S424).

그리고, 수면 감지 장치는, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보를 토대로 수면 환경 제어 정보를 생성하여 생성한 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송한다(S500).

여기서, 도 15와 같이, 수면 감지 장치는, 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 생성하여 전송할 때, 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고(S510), 판단 결과를 토대로 사용자가 깨어있는지를 확인하며(S520), 사용자가 깨어있다고 확인되면 모든 동작을 초기화하고(S550), 사용자가 깨어있지 않다고 확인되면 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 생성하며(S530), 생성한 수면 환경 제어 정보를 수면 환경 제어 장치로 전송할 수 있다(S540).

다음, 수면 환경 제어 장치는, 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어한다(S600).

여기서, 도 16과 같이, 수면 환경 제어 장치는, 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어할 때, 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보를 토대로 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치를 선택하고(S610), 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어할 수 있다(S620).

일 예로, 수면 환경 제어 장치는, 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어할 때, 수면 환경 조절 장치의 온/오프 기능, 온도 조절 기능, 바람의 방향 및 세기 조절 기능, 조명의 방향 및 밝기 조절 기능, 음향의 크기 조절 기능 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.

예를 들면, 수면 환경 제어 장치는, 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어할 때, 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보에 포함되는 뒤척임 정보 중 뒤척임 수준 및 빈도가 높은지 확인하고, 뒤척임 수준 및 빈도가 높으면 상기 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치 중 에어컨, 공기 청정기, 조명, 음향 기기를 선택하며, 사용자의 숙면을 위한 환경 조건을 산출하고, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 온도 조절 기능, 공기 청정기의 공기질 조절 기능, 조명의 밝기 조절 기능, 음향 기기의 음향 조절 기능을 제어할 수 있다.

또한, 수면 환경 제어 장치는, 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어할 때, 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보에 포함되는 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 토대로 수면 중인 사용자의 머리 위치를 판단하고, 수면 중인 사용자의 머리 위치를 판단하면 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치 중 에어컨 및 조명을 선택하며, 사용자의 숙면을 위한 환경 조건을 산출하고, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 바람 방향 및 세기 조절 기능 및 조명 방향 및 밝기 조절 기능을 제어할 수 있다.

또한, 수면 환경 제어 장치는, 수면 환경 제어 정보에 따라 수면 환경 조절 장치를 제어할 때, 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 수면 환경 제어 정보에 사용자 깨우기 서비스 정보가 포함되는지를 확인하고, 사용자 깨우기 서비스 정보가 포함되면 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치 중 에어컨 및 알람 기기를 선택하며, 사용자의 깨우기 환경 조건을 산출하고, 산출된 환경 조건에 따라 에어컨의 바람 방향 및 세기 조절 기능 및 알람 기기의 알람 설정 기능을 제어할 수 있다.

그리고, 수면 환경 조절 장치는, 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절한다(S700).

이와 같이, 본 발명은, 사용자의 수면에 따른 생체 신호를 정밀하게 측정하여 사용자의 수면 정보 및 뒤척임 정보를 획득하고 이를 토대로 사용자의 수면 환경을 정밀하게 제어하여 숙면을 유도할 수 있다.

본 발명의 기본적인 컨셉을 정리하면 다음과 같다.

본 발명은, 전도성 섬유센서를 매트나 커버에 적용했을 때, 매트 어느 위치에 누워있어도 생체 신호를 측정할 수 있도록 센서를 배열하고, 신호를 인식할 수 있도록 신호 인식 장치를 매트의 상,하 양방향으로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은, 생체신호를 측정하기 위해서는 센서와 신체의 간격에 따른 정전용량을 측정해야 한다.

이 정전용량을 측정하기 위해 극이 다른 두 도선이 필요하며 다른 극의 도선의 간극을 갭(Gap), 같은 도선의 간극을 피치(Pitch)라 정의할 수 있다.

사용자가 센서 매트와 직접 컨택하는 경우도 있지만 이불이나 입는 옷 등에 따라 신체와 센서의 간격이 생길 수 있고 이 간격이 벌어질수록 생체 신호의 민감도는 떨어진다.

그러므로, 본 발명에서는 이런 신체와 섬유형 센서에 간격이 발생할 경우에도 심박 등의 생체신호 정보를 최대한 민감한 상태의 정정용량을 정하기 위한 섬유형 센서의 도선 간극(Gap, Pitch)를 조절하여 배치할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 전도성 섬유센서를 매트에 적용하여 침대의 어느 위치에서도 생체 신호를 측정할 수 있고 신체의 여러 접점의 신호를 동시에 인식할 수 있도록 신호인식 장치를 매트에 멀티채널로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은, 멀티채널에서 인식상 생체신호의 변화량을 가지고 수면자의 움직임의 형태와 빈도를 파악하고, 이런 사용자의 숙면을 위한 환경을 조성하기 위해 에어컨을 가동하거나, 공기질을 제어하고 숙면을 위한 조명 또는 음악을 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 멀티채널에서 나오는 신호의 특징을 통해 매트에서 수면중인 사용자의 정확한 형태와 위치를 파악하고 숙면을 위한 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 수면감지장치는, 침구(매트) 형태에 섬유형 센서를 누인 형태로 구성되며 구동 모듈과 연결될 수 있다.

수면감지장치의 구동모듈은, 탈착형으로 구성되며 섬유형센서에서 수집한 생체신호정보를 통해 수면 정보를 추출할 수 있고, 전원부는, 수면감지장치에 전원을 공급할 수 있다.

그리고, 수면감지장치의 통신부는, 구동모듈에서 추출한 수면정보를 외부의 컴퓨터나 다른 장치로 전달할 수 있으며, 수면 환경 제어 장치의 IoT 허브는, 수면 감지장치와 연결 후 수면감지장치를 통해 사용자의 수면 상태를 파악하고 수면 상태 및 움직임에 따른 숙면 환경 조성을 위한 동작을 수행한다.

수면 환경 조절 장치의 숙면을 위한 장치(에어컨, 보일러, 공기질청정기, 수면등 및 기타)들은, IoT허브와 연결되며 수면자의 상태에 따른 IoT 허브의 지시에 따라 장치를 동작하여 사용자의 숙면을 돕는다.

그리고, 본 도면은, 센서 와이어의 구성과 최대의 정전용량 민감도 확보를 위한 두 도선의 간극(Gap, Pitch)을 설정할 수 있다.

센서 와이어는 신체 접근시 발생하는 정전용량의 변화를 감지하는데, 정전용량을 측정하기 위해 극이 다른 두 도선이 필요하며 다른 극의 도선의 간극을 갭(Gap), 같은 도선의 간극을 피치(Pitch)라고 정의할 수 있다.

사용자는, 센서 위에 까는 이불과 입는 옷 등으로 센서와의 거리가 약 0 ~ 16mm까지 벌어질 수 있다.

본 발명은, 섬유형 센서의 해당 재질(실리콘, PVC, 태프론, 나일론 등)을 사용했을 때, 센서와 사용자와의 거리에 최대한도로 멀어지다라도 정전용량의 변화가 최대로 되는 갭과 피치를 구성할 수 있다.

여기서, 두 도선의 간극(Gap)이 넓고, 도선의 개수가 많을수록 정전용량의 변화량이 커지지만, 매트의 크기는 한정되어 있으므로 간극을 넓히면 도선의 개수는 줄어들 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명의 센서와이어는, +,-,-,+ 형태로 와이어가 이어지도록 구성하고, 갭(Gap)의 간격을 약 2nm ~ 80mm, 피치(Pitch)를 약 2nm ~ 30mm로 설계하여 신체 센서와의 거리가 벌어지더라도 단위 면적당 신호 감도가 최대로 높은 정전용량을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 매트의 어느 부분에서도 신체를 감지할 수 있도록 센서를 구동 모듈을 2개 채널 이상으로 구성할 수 있다.

일 예로, 본 발명은, 구동 모듈과 센서 와이어를 2개의 채널로 구성하여 사용자가 매트의 위쪽이나 아래쪽 어느 위치에 있어도 생체신호를 인식할 수 있도록 구성할 수도 있다.

여기서, 각 2개 채널에 센서를 해당하는 갭과 피치에 맞도록 기판에 부착할 수 있다.

추가적으로, 본 발명은, 수면 서비스 제공 시스템의 수면 서비스 제공 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서, 본 발명의 실시예에 따른 수면 서비스 제공 방법에서 제공된 과정을 수행할 수 있다.

여기에 설명되는 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시 예들이 제어부에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부에 의해 로딩되어 실행될 수 있다.

상기한 실시 예에서 수면 서비스 제공 시스템은, 하나 또는 복수의 응용 주문형 직접회로(ASIC), 디지털신호 프로세서(DSP), 디지털신호 처리기기(DSPD), 프로그램 가능 논리 소자(PLD), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 기타 전자 부품에 의해 실현될 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등의 형태로 구현되는 것도 포함된다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 수면 감지 장치
110: 센싱부
120: 전원부
130: 통신부
140: 구동 제어부
200: 수면 환경 제어 장치
300: 수면 환경 조절 장치

Claims

다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하여 수면 환경 제어 정보를 제공하는 수면 감지 장치;
상기 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 수면 환경 조절 장치; 그리고,
상기 수면 감지 장치로부터 수신되는 수면 환경 제어 정보를 토대로 상기 수면 환경 조절 장치를 제어하는 수면 환경 제어 장치를 포함하고,
상기 수면 감지 장치는,
수면 서비스 요청이 수신되면 상기 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하고, 상기 물체가 존재하면 상기 센싱 신호의 변화량을 토대로 상기 물체의 뒤척임 여부를 판단하며, 상기 물체의 뒤척임 여부에 따라 상기 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하거나 또는 상기 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하고, 상기 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 다수의 센서를 통해 사용자의 수면 상태를 센싱하는 센싱부;
상기 센싱부로 전원을 인가하는 전원부;
상기 수면 환경 제어 장치에 통신 연결되는 통신부; 그리고,
상기 센싱부, 전원부 및 통신부의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하고,
상기 구동 제어부는,
상기 수면 서비스 요청이 수신되면 상기 센싱부에 전원이 인가되어 상기 센싱부가 구동되도록 상기 전원부를 제어하고, 상기 센싱부로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 상기 사용자의 수면 상태에 상응하는 수면 정보 및 뒤척임 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하며, 상기 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 센싱부는,
다수의 센서들이 배치되는 센서 매트;
상기 센서 매트의 상부에 배치되는 상부 커버 매트; 그리고,
상기 센서 매트의 하부에 배치되는 하부 커버 매트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제3 항에 있어서, 상기 센서 매트는,
기판; 그리고,
상기 기판의 표면에 대해 일 방향으로 배열되는 다수의 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제4 항에 있어서, 상기 다수의 센서들은,
서펜타인 타입(serpentine type) 형상을 갖는 섬유형 센서인 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제4 항에 있어서, 상기 각 센서는,
양 전원이 인가되는 제1 전극 와이어; 그리고,
음 전원이 인가되는 제2 전극 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제6 항에 있어서, 서로 인접하는 상기 제1 전극 와이어와 제2 전극 와이어 사이는,
소정의 갭(gap)을 갖도록 떨어져 배열되고,
서로 인접하는 상기 제1 전극 와이어들 사이 또는 서로 인접하는 상기 제2 전극 와이어들 사이는,
소정의 피치(pitch)로 떨어져 배열되는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제4 항에 있어서, 상기 다수의 센서들은,
상기 기판의 제1 영역에 다수의 센서들이 인접하여 배치되는 제1 센서 그룹; 그리고,
상기 기판의 제2 영역에 다수의 센서들이 인접하여 배치되는 제2 센서 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제8 항에 있어서, 상기 제1, 제2 센서 그룹은,
다수의 센서들을 포함하고,
각 센서의 일측 끝단은,
전원이 인가되는 배선에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제8 항에 있어서, 상기 제1 센서 그룹과 제2 센서 그룹 사이에는,
온도 센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제10 항에 있어서, 상기 온도 센서는,
상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제8 항에 있어서, 상기 제1 센서 그룹은,
상기 기판의 제1 영역 일측에 배치되는 제1 센서;
상기 제1 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 상기 제1 센서로 인가하는 제1 배선;
상기 제1 센서에 인접하여 배치되고 상기 기판의 제1 영역 타측에 배치되는 제2 센서; 그리고,
상기 제2 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 상기 제2 센서로 인가하는 제2 배선을 포함하고,
상기 제1, 제2 배선의 배치 방향은,
서로 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제8 항에 있어서, 상기 제2 센서 그룹은,
상기 기판의 제2 영역 일측에 배치되는 제3 센서;
상기 제3 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 상기 제3 센서로 인가하는 제3 배선;
상기 제3 센서에 인접하여 배치되고 상기 기판의 제2 영역 타측에 배치되는 제4 센서; 그리고,
상기 제4 센서의 끝단에 전기적으로 연결되어 전원을 상기 제4 센서로 인가하는 제4 배선을 포함하고,
상기 제3, 제4 배선의 배치 방향은,
서로 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 수면 서비스 요청이 수신될 때, 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 상기 수면 서비스 요청으로 인지하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 물체의 존재 여부를 판단할 때, 상기 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정하고, 상기 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 물체의 뒤척임 여부를 판단할 때, 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고, 상기 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 상기 물체의 뒤척임이 있는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제16 항에 있어서, 상기 측정된 센싱 신호의 변화량은,
각 센서로부터 측정되는 정전용량의 변화량인 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 수면 정보를 획득할 때, 상기 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며, 상기 추출된 특정 생체 신호를 토대로 상기 물체가 사람인지를 판단하고, 상기 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며, 상기 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 뒤척임 정보를 획득할 때, 상기 물체의 뒤척임이 있다면 상기 다수의 센싱 신호를 분석하여 상기 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송할 때, 상기 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고, 상기 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제20 항에 있어서, 상기 수면 감지 장치는,
상기 수면 효율 및 수면 단계를 판단할 때, 사용자가 깨어있다고 판단되면 모든 동작을 초기화하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 수면 환경 제어 장치는,
상기 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 상기 수면 환경 제어 정보를 토대로 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치를 선택하고, 상기 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
제22 항에 있어서, 상기 수면 환경 제어 장치는,
상기 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어할 때, 상기 수면 환경 조절 장치의 온/오프 기능, 온도 조절 기능, 바람의 방향 및 세기 조절 기능, 조명의 방향 및 밝기 조절 기능, 음향의 크기 조절 기능 중 적어도 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 시스템.
수면 감지 장치와 수면 환경 조절 장치에 통신 연결되는 수면 환경 제어 장치를 포함하는 수면 서비스 제공 시스템의 수면 서비스 제공 방법에 있어서,
상기 수면 감지 장치가, 수면 서비스 요청이 수신되면 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하는 단계;
상기 수면 감지 장치가, 상기 물체가 존재하면 상기 센싱 신호의 변화량을 토대로 상기 물체의 뒤척임 여부를 판단하는 단계;
상기 수면 감지 장치가, 상기 물체의 뒤척임이 없으면 상기 센싱 신호로부터 생체 신호를 추출하여 수면 정보를 획득하고, 상기 물체의 뒤척임이 있으면 상기 센싱 신호로부터 뒤척임 정보를 획득하는 단계;
상기 수면 감지 장치가, 상기 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보를 토대로 수면 환경 제어 정보를 생성하는 단계;
상기 수면 감지 장치가, 상기 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하는 단계;
상기 수면 환경 제어 장치가, 상기 수면 환경 제어 정보에 따라 상기 수면 환경 조절 장치를 제어하는 단계; 그리고,
상기 수면 환경 조절 장치가, 상기 수면 환경 제어 정보에 상응하여 수면 환경을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 물체의 존재 여부를 판단하는 단계는,
상기 수면 서비스 요청이 수신되면 사용자의 음성 입력, 사용자의 터치 입력, 사용자의 리모컨 입력 중 적어도 어느 하나인 사용자 입력을 상기 수면 서비스 요청으로 인지하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 물체의 존재 여부를 판단하는 단계는,
상기 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호들에 대한 실효값(RMS, Root Mean Square)을 측정하고, 상기 측정된 실효값을 토대로 물체의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 물체의 뒤척임 여부를 판단하는 단계는,
상기 다수의 센서로부터 센싱되는 센싱 신호의 변화량을 일정 시간 동안 측정하고, 상기 측정된 센싱 신호의 변화량을 토대로 상기 물체의 뒤척임이 있는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제27 항에 있어서, 상기 측정된 센싱 신호의 변화량은,
각 센서로부터 측정되는 정전용량의 변화량인 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 수면 정보를 획득하는 단계는,
상기 물체의 뒤척임이 없다면 특정 센싱 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 특정 센싱 신호로부터 특정 생체 신호를 추출하며, 상기 추출된 특정 생체 신호를 토대로 상기 물체가 사람인지를 판단하고, 상기 물체가 사람이면 전체 센싱 신호로부터 다수의 생체 신호들을 추출하며, 상기 추출된 다수의 생체 신호들을 통합 및 분석하여 신체 부위와 수면 위치를 포함하는 수면 정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 뒤척임 정보를 획득하는 단계는,
상기 물체의 뒤척임이 있다면 상기 다수의 센싱 신호를 분석하여 상기 물체의 뒤척임 수준과 빈도를 포함하는 뒤척임 정보를 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하는 단계는,
상기 획득한 수면 정보 및 뒤척임 정보을 토대로 수면 효율 및 수면 단계를 판단하고, 상기 수면 효율 및 수면 단계에 상응하는 수면 환경 제어 정보를 상기 수면 환경 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제31 항에 있어서, 상기 수면 효율 및 수면 단계를 판단하는 단계는,
사용자가 깨어있다고 판단되면 모든 동작을 초기화하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항에 있어서, 상기 수면 환경 제어 정보에 따라 상기 수면 환경 조절 장치를 제어하는 단계는,
상기 수면 감지 장치로부터 수면 환경 제어 정보가 수신되면 상기 수면 환경 제어 정보를 토대로 제어하고자 하는 수면 환경 조절 장치를 선택하고, 상기 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제33 항에 있어서, 상기 선택한 수면 환경 조절 장치의 동작을 제어하는 단계는,
상기 수면 환경 조절 장치의 온/오프 기능, 온도 조절 기능, 바람의 방향 및 세기 조절 기능, 조명의 방향 및 밝기 조절 기능, 음향의 크기 조절 기능 중 적어도 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 수면 서비스 제공 방법.
제24 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.