KR20200045121A - 스마트 기기용 이어폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 기기용 이어폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체감지센서를 장착하고, 감지된 생체신호에 기반하여 사용자의 활동상태 제어를 위한 스마트 기기용 이어폰에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스마트 기기용 이어폰은, 적어도 하나 이상의 생체감지센서를 장착하고, 상기 생체감지센서에서 감지된 생체신호를 스마트 기기로 전송하고, 상기 스마트 기기의 제어하에 출력신호를 제어하는 제어부를 포함하는 이어폰 모듈; 상기 이어폰 모듈과 통신하고, 상기 이어폰 모듈에서 감지된 생체신호에 기초하여 사용자 활동상태를 감시하고, 판단결과에 따라서 상기 이어폰 모듈의 출력신호를 가변 제어하는 스마트 기기를 포함하고, 상기 이어폰 모듈은 실리콘 재질의 귀 형상을 갖는 이어폰 모듈 케이스에 삽입되어서 귀에 착용되어 사용된다.

Description

스마트 기기용 이어폰{Smart device earphone}

본 발명은 스마트 기기용 이어폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체감지센서를 장착하고, 감지된 생체신호에 기반하여 사용자의 활동상태 제어를 위한 스마트 기기용 이어폰에 관한 것이다.

일반적으로 이어폰은 전자기기에서 발생하는 음향신호를 사용자의 귀로 전달하는 소형장치로 타인에게 피해없이 사용자가 원하는 음향을 들을 수 있도록 한다.

이어폰은 전자기기와 유선으로 연결되어 사용되는 것에서부터 블루투스와 같은 근거리 통신망을 이용하여 전자기기와 무선으로 연결되어 사용되는 것까지 매우 다양하게 구성되고 있다. 최근 이어폰은 한 단계 더 발전하여, 마이크와 이어폰을 일체화 한 이어세트(이어셋)가 대중화되고 있다.

이와 같은 이어폰은 남녀노소 누구나 하나 이상 갖고 있을 정도로 매우 대중적이지만, 음향을 출력하는 장치로 한정되고 있기 때문에 이어폰의 사용 영역이 한정되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이어폰의 음향 출력 기능은 기본적으로 구성하되, 이어폰의 사용 기능을 추가하여 이어폰의 활용 영역을 넓힐 수 있는 스마트 기기용 이어폰을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이어폰에 생체감지센서를 장착하고, 감지된 생체신호를 이용하여 사용자의 활동상태를 제어할 수 있는 스마트 기기용 이어폰을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이어폰에 생체감지센서를 장착하고, 감지된 기울기 생체신호를 이용하여 사용자의 졸음상태를 판단하고, 졸음방지를 위한 출력을 생성할 수 있는 스마트 기기용 이어폰을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이어폰에 생체감지센서를 장착하고 있는 이어폰 모듈을 실리콘형 이어폰 케이스에 삽입하여 귀에 장착해서 사용할 수 있는 스마트 기기용 이어폰을 제공하는데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰은 적어도 하나 이상의 생체감지센서를 장착하고, 상기 생체감지센서에서 감지된 생체신호를 스마트 기기로 전송하고, 상기 스마트 기기의 제어하에 출력신호를 제어하는 제어부를 포함하는 이어폰 모듈; 상기 이어폰 모듈과 통신하고, 상기 이어폰 모듈에서 감지된 생체신호에 기초하여 사용자 활동상태를 감시하고, 판단결과에 따라서 상기 이어폰 모듈의 출력신호를 가변 제어하는 스마트 기기를 포함하고; 상기 이어폰 모듈은 실리콘 재질의 귀 형상을 갖는 이어폰 모듈 케이스에 삽입되어서 귀에 착용되어 사용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 이어폰 모듈은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고, 상기 스마트 기기는 상기 측정된 경추 각도에 따른 자세 교정을 위한 출력신호를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 이어폰 모듈 케이스는 일측에 상기 이어폰 모듈을 삽입할 수 있는 이어폰 모듈 삽입구를 형성하고, 상기 이어폰 모듈 삽입구가 형성된 위치에서 멀어질수록 상기 이어폰 모듈 케이스의 폭은 좁아지도록 구성하고, 상기 이어폰 모듈 케이스는 이어폰 모듈 삽입구가 형성된 일측이 귓밥과 가까운 귀 뒷면에 밀착되고, 귀 뒷면에 지지되면서 귀에 착용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 이어폰 모듈은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고, 상기 스마트 기기는 상기 측정된 경추 각도에 따라 졸음을 감시하고, 졸음 판단시에 졸음방지를 위한 출력신호를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 스마트 기기는 설정 기능에 따른 사용자별로 반복 학습형 기준 데이터를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 제공하고, 상기 이어폰 모듈과 스마트 기기는 기설정된 통신 제어값을 이용하여 상기 이어폰 모듈의 기능을 설정하고, 상기 이어폰 모듈은 상기 설정된 기능을 수행함에 있어서, 상기 스마트 기기에서 제공한 사용자별 반복 학습형 기준 데이터에 기초하여 사용자의 활동상태를 감시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스마트 기기용 이어폰은 생체감지센서를 장착하고, 이어폰 모듈 케이스에 삽입되어서 귀에 착용되어 사용되고, 감지된 생체신호를 이용하여 사용자의 활동상태를 판단하고, 그에 따른 출력 제어를 할 수 있도록 구성한다. 따라서 본 발명은 이어폰이 갖는 기본적인 음향 출력 기능 외에 사용자의 활동상태에 따른 출력제어기능을 추가하여 이어폰의 사용 영역을 넓히는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 스마트 기기용 이어폰은 실리콘 재질의 귀 형상으로 이루어진 이어폰 모듈 케이스에 삽입되어서 귀에 착용되어 사용할 수 있도록 구성한다. 따라서 본 발명은 착용이 편리하여 이용 활용도를 높이는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 스마트 기기용 이어폰은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고, 이에 기반해서 사용자의 자세 교정을 위한 출력신호를 생성한다. 따라서 본 발명은 이어폰을 이용하여 사용자의 자세 교정을 돕는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 스마트 기기용 이어폰은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고, 이에 기반해서 사용자의 활동상태, 일 예로 졸음상태 등을 판단한다. 따라서 본 발명은 이어폰을 이용하여 사용자의 졸음방지를 위한 출력제어신호를 발생 가능하다.

특히 본 발명은 사용자 개인별로 졸음상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 계절별, 주 단위, 아침, 저녁, 낮, 밤 등 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다. 따라서 본 발명은 사용자별로 졸음상태 판단기준의 정확도를 높이는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰의 제어 구성도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰 모듈 케이스의 사시도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰의 사용 상태도를 도시하고 있다.
도 4 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰 모듈 케이스의 다른 실시형태를 도시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부" "기" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰의 제어 구성도를 도시하고 있다.

본 발명의 스마트 기기용 이어폰은 이어폰 모듈(100)과, 이어폰 모듈(100)과 통신을 하는 스마트기기(200)를 포함한다.

본 발명의 스마트 기기용 이어폰은 귓구멍에 직접적으로 삽입되어 음향을 전달하는 구성이 아니라, 골전도 이어폰의 특징을 갖도록 한다. 즉, 귀 또는 귀 주변의 표피에서 귀주변 뼈 또는 머리뼈로 전달되고, 달팽이관과 청신경을 거쳐서 대뇌로 전달되는 뼈를 통한 소리 전달 경로를 이용할 수 있다. 또는 귓바퀴에서 귓구멍을 통해서 고막과 청소골, 달팽이관, 청신경, 대뇌로 전달되는 기도를 통한 소리 전달 경로를 이용할 수 있다.

상기 이어폰 모듈(100)은 골전도 이어폰의 소리 전달 경로를 이용하는 특징을 포함하는 스피커(10)를 포함한다. 그러나 상기 스피커(10)는 골전도 특징을 갖지 않는 일반적인 음향 출력 장치를 이용할 수도 있다.

상기 이어폰 모듈(100)은 사용자의 움직임을 검출하는 모션 센서(20)를 포함한다. 상기 모션 센서(20)는 가속도 센서를 이용할 수 있다.

상기 이어폰 모듈(100)은 사용자의 심박수를 검출하기 위한 맥박 검출기(30)를 포함한다. 상기 맥박 검출기(30)는 사용자의 혈류를 감지하는 IR 센서를 이용할 수 있다.

이 외에도 상기 이어폰 모듈(100)은 사용자의 뇌파신호를 감지할 수 있는 센서(15), 사용자의 체온을 감지할 수 있는 센서(25) 등 여러 형태의 생체신호들을 검출할 수 있는 센서를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 상기 뇌파 검출 센서는(15)는 복수개의 뇌파 전극을 포함할 수 있다.

상기 이어폰 모듈(100)에 포함된 상기 센서들의 검출신호는 제어부(40)의 제어하에 통신부(80)를 통해서 외부 스마트 기기(200)로 전송되어진다. 또는 상기 이어폰 모듈(100)에 포함된 상기 센서들의 검출신호는 제어부(40)의 제어하에 저장부(50)에 저장 가능하다.

상기 이어폰 모듈(100)은 제어부(40)를 포함한다. 상기 제어부(40)는 단순하게는 이어폰 모듈(100)에 포함된 모든 구성들이 각각의 기능 수행에 필요한 제어를 수행하는 것에서부터 각 구성들의 상호간의 신호전달을 제어하여 복합적인 기능 수행이 이루어질 수 있도록 제어한다. 그리고 이어폰이 갖는 기본 기능인 상기 스피커(10)를 이용한 음향 출력이 이루어지도록 제어한다.

상기 제어부(40)는 후술되는 스마트 기기(200)와 신호를 송수신하고, 필요시에는 상기 센서들의 검출신호에 기초하여 사용자의 활동상태를 결정하기 위한 복합적인 제어 기능을 수행할 수 있다.

이때 상기 제어부(40)는 스마트 기기(200)와의 신호 송수신을 통해서 특정의 복합적인 제어 기능만을 수행할 수 있도록 제어될 수 있다. 즉, 상기 제어부(40)는 스마트 기기(200)와의 신호 송수신을 통해서 사용자 활동상태 제어 중에서, 졸음감지 기능만을 수행하도록 제어 가능하다. 또는 상기 제어부(40)는 스마트 기기(200)와의 신호 송수신을 통해서 사용자 활동상태 제어 중에서, 자세 교정 기능만을 수행하도록 제어 가능하다. 이러한 특정의 제어 기능 수행은, 상기 이어폰 모듈(100)의 제어부(40)와 스마트 기기(200)와의 신호 송수신을 통해서 설정 할 수 있다.

상기 사용자의 활동상태 제어는 센서 검출신호에 기초하여 사용자의 자세가 불량임을 판단하는 것을 포함한다.

상기 사용자의 활동상태 제어는 센서 검출신호에 기초하여 사용자가 졸음상태임을 판단하는 것을 포함한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 저장부(50)를 포함한다. 상기 저장부(50)는 상기 센서들로부터 검출된 신호를 저장한다. 그리고 이어폰 모듈(100)의 사용자 활동상태 판단 제어를 위한 동작 프로그램을 저장한다. 상기 저장부(50)에 저장된 센서들의 검출값은 제어부(40)의 제어하에 외부의 스마트 기기(200)로 전송된다. 상기 이어폰 모듈(100)의 저장부(50)는 데이터의 업데이트가 가능하지만, 전원 차단에도 데이터가 소멸되지 않는 비휘발성 메모리를 이용한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 배터리(60)를 포함한다. 상기 배터리(60)는 충방전이 제어되도록 구성되어 이어폰 모듈(100) 내 필요한 전원을 공급한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 인터페이스(70)를 포함한다. 상기 인터페이스(70)는 이어폰 모듈(100)과 외부의 전자기기와의 전기적 연결을 가능토록 한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 통신부(80)를 포함한다. 상기 통신부(80)는 블루투스, 와이파이와 같은 근거리 통신망 또는 외부 인터넷망을 사용 가능하도록 구성한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 제어 버튼(90)을 포함한다. 상기 제어 버튼(90)은 이어폰 모듈(100)의 파워 온/오프 선택이 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 이어폰 모듈(100)은 기본적으로는 음향신호를 출력할 수 있도록 구성한다. 그리고 각종 센서들의 검출신호에 기초하여 사용자의 활동상태를 판단하여 그에 따른 이어폰 모듈의 출력신호를 가변적으로 제어한다.

그리고 도 1에 도시하고 있는 이어폰 모듈(100)은 하나의 PCB 기판에 구성되어서 모듈화한다. 상기 모듈화된 이어폰 모듈(100)은 외부적으로 직사각형 형상을 갖도록 구성될 수 있고, 또는 원 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 상기 이어폰 모듈(100)의 외부 형상은 매우 다양하게 구성 가능하다.

그러나 상기 이어폰 모듈(100)에 포함되고 있는 복수개의 센서들은 사용자의 피부와 접촉하는 것이 사용자의 생체신호 검출시에 바람직하다. 따라서 상기 모듈화된 이어폰 모듈(100)의 일측면에는 상기 복수개의 센서들이 분포되어서 생체신호 검출이 용이하도록 한다.

또한 이어폰 모듈(100)의 구성요소들을 플렉시블한 기판에 넓게 배치하고, 후술되는 이어폰 모듈 케이스(300) 내에 수납되도록 형성하는 것도 가능하다. 그러나 이 경우에 있어서도 상기 이어폰 모듈(100)에 포함되는 센서들은 가능하면 이어폰 모듈 케이스(300)의 내부에 수납되지 않고, 케이스 외부로 돌출되어서 사용자의 피부와 접촉되도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰 모듈 케이스의 사시도를 도시하고 있다.

도 1에 도시된 구성을 포함하여 이루어지는 상기 이어폰 모듈(100)은 이어폰 모듈 케이스(300)에 삽입되고, 이어폰 모듈 케이스(300)가 귀에 착용되어서 사용될 수 있도록 구성 가능하다.

상기 이어폰 모듈 케이스(300)는 도시되고 있는 바와 같이, 귀 형상을 갖도록 구성된다. 상기 이어폰 모듈 케이스(300)는, 절연성을 갖는 실리콘 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 이어폰 모듈 케이스(300)는 귓밥 뒷면에서부터 귀 뒷면에 전체적으로 지지되면서 귀 상단까지 착용이 가능한 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 이어폰 모듈 케이스(300)는 귓밥 뒷면에 밀착되는 부분(310)은 넓은 폭을 갖도록 구성하고, 귀 상단에 접촉되는 부분(320)으로 갈수록 상기 부분(310)보다는 상대적으로 좁은 폭을 갖도록 구성한다. 그러나 이어폰 모듈 케이스(300)의 형상은 귀에 착용이 쉽고, 가벼우며, 착용상태가 쉽게 벗겨지지 않는 형태라면 다양하게 구성 가능하다.

본 발명의 상기 이어폰 모듈 케이스(300)의 가장 큰 특징은 도 1에 도시되고 있는 이어폰 모듈(100)을 삽입 가능한 형태로 구성되면 된다. 본 발명에서는 이어폰 모듈 케이스(300)의 일부분(310)에 이어폰 모듈 삽입구(330)를 형성하고 있다.

상기 이어폰 모듈 삽입구(330)는 케이스(300)의 일부분(310)에 점선으로 도시하고 있는 바와 같이, 직사각형 홈 형상으로 구성되고 있다. 따라서 상기 이어폰 모듈 케이스(300)가 귀에 착용되면, 귓밥의 뒷부분에 접하게 되는 부분은 삽입된 이어폰 모듈(100)이 직접적으로 맞닿게 되고, 외부에서 보여지게 되는 부분은 실리콘 케이스의 면이 보여지도록 형성된다.

상기 이어폰 모듈 삽입구(330)는 상기 이어폰 모듈(100)의 외부 형상에 따라서 형성되고, 이어폰 모듈 케이스(300)가 귀에 착용되었을 때, 사용자의 생체신호를 검출 가능한 곳이라면 이어폰 모듈 케이스(300)의 어느 위치든 상관없이 형성 가능하다.

도 4는 도 2에 도시되고 있는 이어폰 모듈 케이스와 같은 구성이다. 단지 이어폰 모듈이 삽입되는 부분을 선명하게 나타내기 위해서 천공된 상태처럼 도시하고 있다. 그러나 앞서 언급 바와 같이 상기 이어폰 모듈은, 케이스의 일측에 형성된 U 형상의 삽입구에 삽입되어진다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰 모듈을 어깨나 손목 등에 착용하여 관절각도를 측정 가능하도록 스마트 밴드형태로 구성하고 있는 케이스를 나타내고 있다. 그리고 이어폰 모듈이 삽입되는 부분을 선명하게 나타내기 위해서 천공된 부분처럼 도시하고 있으나, 이 부분은 U 형상의 삽입구의 형태로 일측은 케이스에 의해서 막힌 상태를 갖는다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 이어폰 모듈은 귀에 착용되는 이어폰 모듈 케이스에 한정되어 사용되는 것은 아니고, 손목이나 어깨 등에 착용할 수 있는 밴드 형태에도 삽입되어 사용 가능할 수 있다.

그리고 본 발명은 스마트 기기(200)를 더 포함한다.

상기 스마트 기기(200)는 휴대가 가능한 휴대용 기기, 데스크 탑 컴퓨터, 서버, 등 다양한 제어기기를 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 상기 스마트 기기(200)로 스마트 폰을 도시하고 있다. 즉, 상기 스마트 기기(200)는 블루투스, 와이파이, 인터넷 등 모든 통신방식을 통해서 상기 이어폰 모듈(100)과 통신을 할 수 있는 모든 기기가 가능하다.

상기 스마트 기기(200)는, 상기 이어폰 모듈(100)과 통신을 수행하고, 상기 이어폰 모듈(100)를 제어할 수 있도록 구성한다. 또한 상기 스마트 기기(200)와 이어폰 모듈(100)은 호환이 이루어지는 인터페이스(70) 연결을 통해서 신호 전송도 가능하다.

상기 스마트 기기(200)는 특정의 앱을 통해서 상기 이어폰 모듈(100)로부터 검출되어 전송되는 센서신호들을 이용하여 사용자 활동상태를 판단할 수 있도록 구성한다.

상기 스마트 기기(200)는 상기 이어폰 모듈(100)로부터 검출되어 전송되는 센서신호들을 앱의 프로그램에서 가공하여 사용자 활동상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하고 저장한다.

상기 기준데이터는, 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 졸음상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 계절별, 주 단위, 아침, 저녁, 낮, 밤 등 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

또한 상기 기준데이터는 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 졸음상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 앉은 상태일 때, 운전 중일 때, 공부(책 읽기) 중일 때 등, 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

또한 상기 기준데이터는 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 졸음상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 사용자 개인별로 사용자별 체형적인 척추 구성 형태를 감안한 경추각도, 체온, 맥박수, 뇌파 등, 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

그리고 이어폰 모듈(100)에서 검출된 생체신호를 상기 반복 학습형 기준 데이터와 비교하고, 그 비교된 결과값에 사용자의 활동상태 판단을 위해서 각 센서에 대해서 미리 설정된 가중치를 적용하고, 그 출력값을 조합하여 졸음상태를 판단하는 것도 가능하다. 이 경우 특정 센서의 검출값에 기초하여 사용자의 활동상태를 판단하는 것보다 복수개의 센서의 검출값에 기초하여 사용자의 활동상태를 판단하게 되므로 사용자의 활동상태 판단치에 대한 정확도가 더 높게 된다.

이와 같이 상기 스마트 기기(200)는 상기 기준 데이터에 기초하여 사용자의 졸음상태를 판단하고, 졸음 방지를 위한 출력신호가 이어폰 모듈(100)을 통해서 출력되도록 제어 가능하다.

한편, 상기 졸음판단은, 주변 환경에 따라서 매우 빠른 판단을 필요로 할 수 있다. 일 예로 사용자가 운전을 하는 경우, 졸음운전 감지는 신속한 판단을 요구한다. 따라서 특정의 피크치를 설정하고, 이 피크치 값이 검출될 경우 즉시 졸음방지를 위한 출력 제어가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

상기 기준 데이터는, 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 자세 교정을 위한 상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 일정 단위(월 단위, 주 단위)로 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

또한 상기 기준데이터는 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 자세 교정을 위한 상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 앉은 상태일 때, 운전 중일 때, 서 있는 상태일 때, 걷는 상태일 때, 등 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

일반적으로 모든 사람의 경추 각도에 따른 자세 상태는 사람의 체형적인 척추 구성 형태에 따라서 조금씩 다르다. 그러므로 사용자별로 경추 각도를 감안해서 현재의 검출 자세가 올바른상태인지 또는 불량상태인지가 다르게 되고, 이러한 점을 감안하여 사용자별로 경추 각도에 따른 자세상태를 판단하기 위한 기준 데이터를 설정할 필요가 있다.

따라서 상기 기준데이터는 사용자 개인별로 활동상태, 일 예로 자세 교정을 위한 상태 판단을 위한 기준데이터를 생성하여 저장하되, 사용자 개인별로 사용자별 체형적인 척추 구성 형태를 감안한 경추각도, 체온, 맥박수, 뇌파 등, 그 기준데이터를 설정하는 조건을 다르게 설정하고, 반복적으로 학습시켜서 반복 학습형 기준 데이터를 생성하고 이용한다.

그리고 이어폰 모듈(100)에서 검출된 생체신호를 상기 반복 학습형 기준 데이터와 비교하고, 그 비교된 결과값에 사용자의 활동상태 판단을 위해서 각 센서에 대해서 미리 설정된 가중치를 적용하고, 그 출력값을 조합하여 자세 교정을 위한 상태를 판단하는 것도 가능하다. 이 경우 특정 센서의 검출값에 기초하여 사용자의 활동상태를 판단하는 것보다 복수개의 센서의 검출값에 기초하여 사용자의 활동상태를 판단하게 되므로 사용자의 활동상태 판단치에 대한 정확도가 더 높게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 기기(200)는, 사용자의 활동상태를 판단하기 위한 앱을 구동하고, 이어폰 모듈(100)과 통신 가능하며, 상기 이어폰 모듈(100)을 통해서 검출되는 생체신호에 기초해서 반복 학습을 통해서 사용자의 활동상태를 적응형으로 판단할 수 있도록 구성한다.

특히 본 발명의 스마트 기기(200)는 이어폰 모듈(100)과 통신을 통해서 필요한 데이터를 송수신함은 물론, 이어폰 모듈(100)의 독립적인 기능 제어가 이루어질 수 있도록 도울 수 있다.

일 예로, 상기 이어폰 모듈(100)의 제어부(40)는 구성요소 사이의 상호 전달 제어를 충분히 수행 가능하고, 저장부(50)는 스마트 기기(200)에서 생성한 기준 데이터를 제공받아서 저장 가능하다.

이 경우, 이어폰 모듈(100)은 상기 저장부(50)에 저장된 자세교정 프로그램 앱에 의해서 사용자의 자세를 감시한다. 이어폰 모듈(10)의 검출신호를 기준 데이터에 기초하여 감시하고, 사용자의 활동상태를 판단한다. 또한 사용자의 활동상태를 판단하고, 자세교정을 위한 신호 출력이 필요할 경우, 스피커(10)를 통해서 저장부(50)에 저장된 자세교정 음향신호가 출력되도록 제어할 수 있다.

또한 이어폰 모듈(100)은 상기 저장부(50)에 저장된 졸음판단 프로그램 앱에 의해서 사용자의 졸음상태를 감시한다. 이어폰 모듈(100)의 검출신호를 기준데이터에 기초하여 감시하고, 사용자의 활동상태를 판단한다. 사용자가 졸음상태로 판단되면, 졸음방지를 위한 신호를 출력한다.

그러나 이와 같이 이어폰 모듈(100)의 독립적인 제어 동작은, 짧은시간(수시간 내지 수일) 동안 수행되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 센서들의 검출신호는 무한대로 이루어지는데 반해서 저장부(50)의 저장용량은 한정되고, 상기 사용자의 활동상태를 판단하기 위한 기준데이터는 앱의 프로그램에 의한 반복 학습형으로 지속적인 업데이트가 필요하기 때문이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰의 사용 상태도를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 기기용 이어폰은 이어폰 모듈(100)이 이어폰 모듈 케이스(300)에 삽입된 상태로, 귀에 착용되어 사용된다. 상기 이어폰 모듈 케이스(300)에 삽입된 이어폰 모듈(100)은 귓밥의 뒷면에 접촉되도록 구성되어진다. 이때 이어폰 모듈(100)의 각종 센서들은 귀 표피 또는 귀 주변 표피에 직접 맞닿도록 이어폰 모듈(100)에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 이어폰 모듈(100)의 센서들에서 검출되는 사용자의 생체신호는 제어부(40)의 제어하에 통신부(80)를 통해서 스마트 기기(200)로 전송된다.

상기 스마트 기기(200)는 특정의 앱이 구동되는 상태에서, 상기 이어폰 모듈(100)에서 전송받은 사용자 생체신호를 기준 데이터와 비교하고, 사용자 활동상태를 판단한다.

사용자의 활동상태가 졸음상태라고 판단하면, 상기 스마트 기기(200)는 상기 이어폰 모듈(100)을 통해서 졸음방지를 위한 출력신호가 발생되도록 제어한다.

사용자의 활동상태가 자세불량상태라고 판단하면, 상기 스마트 기기(200)는 상기 이어폰 모듈(100)을 통해서 자세교정을 위한 출력신호가 발생되도록 제어한다.

다른 실시형태로, 상기 스마트 기기(200)는 사용자 활동상태 판단을 위한 반복 학습형 기준 데이터를 일정주기로 상기 이어폰 모듈(100)로 전송한다.

상기 이어폰 모듈(100)은 전송받은 기준 데이터를 저장부(50)에 저장한다. 그리고 제어부(40)는 상기 이어폰 모듈(100)의 센서들에서 검출되는 사용자의 생체신호를 상기 저장부(50)에 저장된 기준 데이터와 비교하고, 사용자 활동상태를 판단한다.

사용자의 활동상태가 졸음상태라고 판단하면, 상기 제어부(40)는 스피커(10) 를 이용한 일정크기 이상의 음향 출력 또는 전기적 자극을 줄 수 있는 뇌파 전극(15)을 통해서 졸음방지를 위한 출력신호가 발생되도록 제어한다.

사용자의 활동상태가 자세불량상태라고 판단하면, 상기 제어부(40)는 상기 스피커(10) 또는 뇌파 전극(15)을 통해서 자세교정을 위한 출력신호가 발생되도록 제어한다.

다른 실시형태로, 상기 스마트기기(200)는 이어폰 모듈(100)의 독립적인 기능 수행을 위한 제어값을 전달한다.

일 예로 상기 이어폰 모듈(100)은 걷기 동작에서 자세 교정을 위한 사용자 활동상태 판단 동작을 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 이어폰 모듈(100)의 제어부(40)는 저장부(50)에 저장된 자세 교정을 위한 사용자 활동상태 판단 제어 프로그램을 구동한다. 그리고 센서들로부터 검출되는 검출값을 저장부(50)에 저장되고 있는 기준 데이터와 비교하고, 자세 불량이라고 판단될 때, 자세 교정을 위한 출력신호를 발생한다.

이와 같은 동작은 설정된 시간 동안 지속될 수 있다. 일 예로 걷기 운동을 수행하는 사용자가 걷기 운동 시간 동안 상기 자세 교정을 위한 사용자 활동상태를 감시하는 것이 가능하다.

다른 예로 상기 이어폰 모듈(100)은 운전 중에서 졸음상태 판단을 위한 사용자 활동상태 판단 동작을 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 이어폰 모듈(100)의 제어부(40)는 저장부(50)에 저장된 졸음상태 판단을 위한 사용자 활동상태 판단 제어 프로그램을 구동한다. 그리고 센서들로부터 검출되는 검출값을 저장부(50)에 저장되고 있는 기준 데이터와 비교하고, 졸음상태라고 판단될 때, 졸음 방지를 위한 출력신호를 발생한다.

이와 같은 동작은 설정된 시간 동안 지속될 수 있다. 일 예로 장거리 운전을 하는 사용자가 운전 중에 상기 졸음상태 판단을 위한 사용자 활동상태를 감시하는 것이 가능하다.

따라서, 이상의 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.

10 : 스피커 15 : 뇌파검출전극
20 : 모션센서 25 : 체온센서
30 : 맥박검출기 40 : 제어부
50 : 저장부 60 : 배터리
70 : 인터페이스 80 : 통신부
90 : 제어 버튼 100 : 이어폰 모듈
200 : 스마트 기기 300 : 이어폰 모듈 케이스
330 : 이어폰 모듈 삽입구

Claims (5)

1. 적어도 하나 이상의 생체감지센서를 장착하고, 상기 생체감지센서에서 감지된 생체신호를 스마트 기기로 전송하고, 상기 스마트 기기의 제어하에 출력신호를 제어하는 제어부를 포함하는 이어폰 모듈;
   상기 이어폰 모듈과 통신하고, 상기 이어폰 모듈에서 감지된 생체신호에 기초하여 사용자 활동상태를 감시하고, 판단결과에 따라서 상기 이어폰 모듈의 출력신호를 가변 제어하는 스마트 기기를 포함하고,
   상기 이어폰 모듈은 실리콘 재질의 귀 형상을 갖는 이어폰 모듈 케이스에 삽입되어서 귀에 착용되어 사용되고, 상기 이어폰 모듈 케이스에 삽입된 이어폰 모듈의 생체감지센서는 귀 뒷면 표피에 밀착되어서 사용자 생체신호를 감지하는 스마트 기기용 이어폰.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이어폰 모듈은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고,
   상기 스마트 기기는 상기 측정된 경추 각도에 따라 졸음을 감시하고, 졸음 판단시에 졸음방지를 위한 출력신호를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 전송하는 스마트 기기용 이어폰.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이어폰 모듈 케이스는 일측에 상기 이어폰 모듈을 삽입할 수 있는 이어폰 모듈 삽입구를 형성하고,
   상기 이어폰 모듈 삽입구가 형성된 위치에서 멀어질수록 상기 이어폰 모듈 케이스의 폭은 좁아지도록 구성하고,
   상기 이어폰 모듈 케이스는 이어폰 모듈 삽입구가 형성된 일측이 귓밥과 가까운 귀 뒷면에 밀착되고, 귀 뒷면에 지지되면서 귀에 착용되는 스마트 기기용 이어폰.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이어폰 모듈은 기울기 생체신호를 검출하여 경추 각도를 측정하고,
   상기 스마트 기기는 상기 측정된 경추 각도에 따른 자세 교정을 위한 출력신호를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 전송하는 스마트 기기용 이어폰.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 스마트 기기는 설정 기능에 따른 사용자별로 반복 학습형 기준 데이터를 생성하여 상기 이어폰 모듈로 제공하고,
   상기 이어폰 모듈과 스마트 기기는 기설정된 통신 제어값을 이용하여 상기 이어폰 모듈의 기능을 설정하고,
   상기 이어폰 모듈은 상기 설정된 기능을 독립적으로 수행함에 있어서, 상기 스마트 기기에서 제공한 사용자별 반복 학습형 기준 데이터에 기초하여 사용자의 활동상태를 감시하는 스마트 기기용 이어폰.

Images