KR20200064288A - 수면 모니터링 및 수면 유도 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치가 개시된다. 상기 수면 모니터링 및 수면 유도 장치는 수면 활동 감지 장치에서 감지된 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신하는 통신부; 상기 사용자의 주변 환경을 감지하는 주변 환경 감지부; 상기 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성하고, 그리고 상기 감지된 주변 환경에 기초하여 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성하는 수면 정보 생성부; 상기 제 1 정보에 기초하여 상기 사용자의 수면 상태를 사용자가 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태 중 어느 하나로 분석하는 수면 상태 분석부; 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기초하여 상기 사용자의 감각을 자극하는 감각 자극 출력부;를 포함할 수 있다.

Description

수면 모니터링 및 수면 유도 장치{SLEEP MONITORING AND SLEEP INDUCTION DEVICE}

본 개시는 수면 유도 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 사용자의 수면 상태를 분석하여 사용자의 감각을 자극하는 수면 유도 장치에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심이 고조되면서 특히 수면에 대한 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라, 사람의 생체 신호를 감지하여 수면 상태를 모니터링하는 기술 및 숙면을 취할 수 있는 수면 환경을 제어하는 기술이 연구되고 있다.

그러나, 사람의 수면 상태를 단순히 모니터링 하는 기술로는 수면 상태를 확인할 수 있을 뿐, 수면을 유도하는 기능은 지원되지 않는다.

그러나, 사람은 수면 중에도 수면 상태가 수차례 변경되므로, 사람의 수면 상태에 따라 수면 환경을 제어할 수 있는 보다 효과적인 수면 유도 기술이 요구된다.

한국 공개 특허 10-2012-0092249는 사용자의 상태를 고려하여 오감 중 적어도 하나를 자극하여 사용자의 숙면을 유도하거나, 수면 상태를 변경 또는 중단시킬 수 있는 유도 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 사용자의 수면 활동 및 주변 환경에 기초하여 사용자의 수면 상태를 분석하고, 사용자의 수면 상태에 따라 사용자의 감각을 자극하는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시는 사용자의 수면 활동, 주변 환경 및 수면 상태에 대한 정보를 모니터링하는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치를 제공하고자 한다.

본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 개시의 몇몇 실시예에 따라, 수면 유도 장치가 개시된다. 상기 수면 유도 장치는, 수면 활동 감지 장치에서 감지된 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신하는 통신부; 상기 사용자의 주변 환경을 감지하는 주변 환경 감지부; 상기 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성하고, 그리고 상기 감지된 주변 환경에 기초하여 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성하는 수면 정보 생성부; 상기 제 1 정보에 기초하여 상기 사용자의 수면 상태를 사용자가 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태 중 어느 하나로 분석하는 수면 상태 분석부; 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기초하여 상기 사용자의 감각을 자극하는 감각 자극 출력부;를 포함하고, 상기 감각 자극 출력부는 상기 수면 상태 분석부가 깨어 있는 상태로 분석한 경우에는 상기 깨어 있는 상태와 대응되는 제3 정보에 기초하여 상기 사용자가 수면 상태에 돌입하도록 상기 사용자의 감각을 자극하고, 상기 수면 상태 분석부가 상기 얇은 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 얇은 수면 상태와 대응되는 제4 정보에 기초하여 상기 사용자가 깊은 수면에 돌입하도록 상기 사용자의 감각을 자극하고, 상기 수면 상태 분석부가 상기 깊은 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 깊은 수면 상태와 대응되는 제5 정보에 기초하여 상기 깊은 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 상기 사용자의 감각을 자극하고, 그리고 상기 수면 상태 분석부가 상기 렘 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 얇은 수면 상태와 대응되는 제6 정보에 기초하여 상기 렘 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 상기 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 상기 사용자의 신체에 대한 제 1 정보는, 상기 사용자의 심박수에 대한 파라미터, 사용자의 움직임에 대한 파라미터, 상기 사용자의 호흡수에 대한 파라미터 및 상기 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시에에 있어서 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는, 상기 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리 및 빛의 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 있어서

상기 깨어 있는 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제3 정보, 상기 얇은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제4 정보, 상기 깊은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제5 정보 및 상기 렘 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제6 정보를 저장하는 메모리;를 더 포함하고, 상기 수면 상태 분석부는, 상기 제1 정보가 상기 제3 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 깨어 있는 상태로 분석하고, 상기 제 1 정보가 상기 제4 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 얇은 수면 상태로 분석하고, 상기 제 1 정보가 상기 제5 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 깊은 수면 상태로 분석하고, 상기 제 1 정보가 상기 제6 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 렘(REM) 수면 상태로 분석할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 상기 감각 자극 출력부는, 상기 사용자의 시각, 후각 및 청각 중 적어도 어느 하나를 자극할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 상기 감각 자극 출력부는, 상기 사용자의 시각을 자극하기 위해 기 설정된 광 신호를 출력할 수 있다.

또한, 상기 감각 자극 출력부는, 상기 사용자의 후각을 자극하기 위해 기 설정된 향기를 배출할 수 있다.

또한, 상기 감각 자극 출력부는, 상기 사용자의 청각을 자극하기 위해 기 설정된 음향을 출력할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 상기 통신부는 사용자 단말기가 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보, 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보 및 상기 분석된 사용자의 수면 상태를 디스플레이하여 상기 사용자가 모니터링 할 수 있도록 상기 제1 정보, 상기 제2 정보 및 상기 사용자의 수면 상태를 송신할 수 있다.

또한, 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 상기 통신부는 사용자 단말기로부터 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보 및 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 수신하고, 상기 제1 정보는 상기 사용자의 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 그리고 상기 제2 정보는 상기 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 정보는 상기 사용자가 수면하는 장소에 상기 사용자 외 제3자의 존재여부에 대한 파라미터를 더 포함할 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시는 사용자의 수면 활동 및 주변 환경에 기초하여 수면 상태를 분석하고 사용자의 감각을 자극하여 사용자가 수면의 질을 높일 수 있다. 또한, 사용자는 수면 활동, 주변 환경 및 수면 상태를 모니터링하여 수면 상태를 보다 잘 이해할 수 있다.

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

다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치, 사용자 단말기 및 외부 서버를 개략적을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치 및 수면 상태 감지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 주변 환경 감지부의 블록도이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 감각 자극 출력부의 블록도이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 유도 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치를 구현한 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치를 구현한 일례를 나타내는 도면이다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 개시의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

더불어, 본 명세서에서 사용되는 용어 "정보" 및 "데이터"는 종종 서로 상호교환 가능하도록 사용될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100), 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)를 개략적을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 네트워크(700)를 통해 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)와 통신할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자의 수면 활동 및 사용자가 수면하는 장소의 주변 환경에 대한 정보 또는 파라미터 등에 기초하여 사용자의 수면 상태를 분석할 수 있다. 또한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 분석된 사용자의 수면 상태에 기초하여 사용자의 감각을 자극하는 광 신호, 향기, 음향 등을 출력할 수 있다. 이를 통해, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 상기 사용자의 감각을 자극하여 사용자의 수면의 질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 네트워크(700)를 통해 유/무선으로 PC(personal computer), 노트북(note book), 모바일 단말기(mobile terminal), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet pc) 등과 같은 사용자 단말기(300)와 연결될 수 있다. 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자가 수면하는 동안의 활동, 주변 환경, 사용자의 수면 상태 등에 관한 정보를 사용자 단말기(300)에 송신할 수 있다. 또한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 신체 정보(예를 들어, 사용자의 연령, 성별, 병명 및 감정 상태 등), 사용자가 수면하는 주변 환경에 대한 정보(예를 들어, 현재 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 정보) 등을 수신할 수 있다. 또한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자 단말기(300)로부터 사용자 감각을 자극하기 위한 광 신호, 향기. 음향 등을 출력하는 제어 신호를 수신할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 사용자 단말기(300)는 전술한 바와 같이, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 상기 사용자의 신체 정보, 상기 사용자가 수면하는 주변 환경에 대한 정보 등을 송신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 수면 상태를 감지하는 어플리케이션이 설치된 스마트 폰은 사용자의 수면 상태에 관한 정보를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다.

또한. 사용자 단말기(300)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)로부터 사용자가 수면하는 동안의 활동, 주변 환경, 사용자의 수면 상태 등에 관한 정보를 수신하고, 상기 정보 등을 디스플레이할 수 있다. 사용자는 사용자 단말기(300)에 디스플레이된 상기 정보 등을 통해 자신은 수면에 관한 정보 등을 모니터링할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)에서 운용되는 어플리케이션 또는 프로그램을 관리할 수 있다.

또한, 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)를 통해 사용자가 수면하는 동안의 활동, 주변 환경, 사용자의 수면 상태 등에 관한 정보를 수신하여 이를 수집 및 관리할 수 있다.

또한, 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)의 요청에 따라 기타 필요한 정보 등을 제공할 수 있다. 예를 들어, 복수의 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)를 이용할 수 있다. 복수의 사용자 각각의 수면에 관한 정보 등이 상이할 수 있고, 외부 서버(500)는 각각의 사용자 별로 수면에 관한 정보 등을 수집하고, 이를 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 외부 서버(500)에 저장되는 상기 정보 중 일부는 보안이 필요한 개인 정보일 수 있고, 상기 개인 정보에 대한 접근은 특정인에게만 허용될 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 서버(500)는 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 외부 서버(500)는 딥 러닝(DN: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피쳐(feature) 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 수면 활동, 수면하는 장소의 주변 환경, 사용자의 수면 상태 정보를 수신할 수 있다. 또한, 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 수면 상태에 따라 사용자의 감각을 자극하는 출력에 대한 정보를 수신할 수 있다. 외부 서버(500)는 상기 사용자의 수면 활동에 대한 정보 및 수면하는 장소의 주변 환경에 대한 정보를 입력 데이터로 하고, 상기 사용자의 수면 상태 및 상기 수면 상태에 따라 사용자의 감각을 자극하는 출력에 대한 정보를 출력 데이터로 하는 수면 유도 모델을 학습시켜 생성할 수 있다. 외부 서버(500)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 수면 활동, 수면하는 장소의 주변 환경, 사용자의 수면 상태 정보를 수신하는 경우에 생성된 수면 유도 모델을 이용하여 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기(300)에 사용자 감각을 자극하는 출력에 대한 제어 신호를 송신할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 네트워크(700)는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.

또한, 네트워크(400)는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SCFDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.

그 외에도, 근거리 통신 모듈인 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100), 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)와의 통신 등에 이용될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.

전술한 네트워크(700)를 통해 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100), 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)의 연결 관계는 예시일 뿐, 본 개시는 이제 제한되지 않는다.

도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 수면 활동 감지 장치(200)의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 수면 활동 감지 장치(200)는 네트워크를 통해 연결될 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 활동 감지 장치(200)는 사용자의 움직임을 측정하여 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 생성할 수 있다.

수면 활동 감지 장치(200)는 통신부(220)를 통해 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 송신할 수 있다. 여기서, 사용자의 수면 활동에 대한 신호는 사용자의 심박수에 대한 신호, 사용자의 움직임에 대한 신호 및 사용자의 호흡수에 대한 신호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

수면 활동 감지 장치(200)는 통신부(220)를 통해 사용자의 수면 상태를 분석하기 위한 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다.

이러한, 수면 활동 감지 장치(200)는 움직임 센서(210) 및 통신부(220)를 포함할 수 있다. 다만, 전술한 구성 요소들은 수면 활동 감지 장치(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 수면 활동 감지 장치(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

구체적으로, 수면 활동 감지 장치(200)의 움직임 센서(210)는 수면 상태에서 사용자의 움직임을 측정하여 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 생성할 수 있다. 움직임 센서(210)는 압력 센서, 자이로 센서(gyro sensor) 및 가속도 센서 등 사용자의 움직임을 측정할 있는 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 움직임 센서(210)는 사용자가 수면 활동에 의해 발생되는 신체의 운동 또는 진동을 감지할 수 있다. 움직임 센서(210)는 매트리스, 배게 등 사용자의 신체 하부에 배치되거나 또는 사용자의 이불 속에 배치될 수 있다. 움직임 센서(210)는 사용자에 의해 가해지는 압력의 크기 및 빈도에 의해 발생하는 심탄도(ballistocardiogram) 신호를 감지할 수 있다. 심탄도 신호는 심장 박동에 수반되는 신체의 운동 또는 진동을 감지한 신호를 의미한다. 수면 활동 감지 장치(200)는 움직임 센서(210)에 의해 감지된 신체의 운동 또는 진동으로부터 수면 활동에 대한 신호를 생성할 수 있다. 수면 활동에 대한 신호는 심장 박동에 의한 진동 신호 이외에, 호흡 또는 사용자의 움직임 성분 및 기타 잡음 성분을 포함할 수 있다.

전술한 수면 활동 감지 장치(200)가 수면 활동에 대한 신호를 생성하는 방법은 예시일 뿐이며, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 활동 감지 장치(200)의 통신부(220)는 움직임 센서(210)에서 감지한 수면 활동에 대한 신호를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 송신할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 수면 정보 생성부(120)는 상기 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 사용자의 심박수의 파라미터, 사용자의 움직임에 대한 파라미터, 사용자의 호흡수에 대한 파라미터 및 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자의 수면 활동 및 사용자가 수면하는 장소의 주변 환경에 대한 정보 또는 파라미터 등에 기초하여 사용자의 수면 상태를 분석할 수 있다. 또한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 분석된 사용자의 수면 상태에 기초하여 사용자의 감각을 자극하는 광 신호, 향기, 음향 등을 출력할 수 있다. 이를 통해, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 상기 사용자의 감각을 자극하여 사용자의 수면의 질을 향상시킬 수 있다.

이러한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 주변 환경 감지부(110), 수면 정보 생성부(120), 메모리(130), 통신부(140), 수면 상태 분석부(150), 감각 자극 출력부(160), 사용자 인식 모듈(미도시) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 다만, 전술한 구성 요소들은 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 주변 환경 감지부(110)의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 주변 환경 감지부(110)는 온도 센서(111), 습도 센서(122), 소리 센서(113), 광 센서(114) 및 공기질 센서(115)를 포함할 수 있다. 다만, 전술한 구성 요소들은 주변 환경 감지부(110)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 주변 환경 감지부(110)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

구체적으로, 주변 환경 감지부(110)의 상기 센서들은 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 빛의 밝기 및 공기질 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있다.

그리고, 후술하는 바와 같이 수면 정보 생성부(120)는 주변 환경 감지부(110)에서 측정한 온도, 습도, 소리, 빛의 밝기 및 공기질에 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제 2 정보를 생성할 수 있다. 사용자의 주변 환경에 대한 제 2 정보는 제어부(170)가 사용자의 감각을 자극하는 감각 자극 출력부(160)의 출력을 제어하는데 이용될 수 있다.

주변 환경 감지부(110)는 사용자의 주변 환경을 계속해서 또는 주기적으로 감지할 수 있다. 또한, 주변 환경 감지부(110)는 특정 시간에 사용자의 주변 환경을 감지할 수 있다. 예를 들어, 주변 환경 감지부(110)는 오후 10시부터 오전 6시까지 상기 센서들을 활성화시켜 사용자의 주변 환경을 감지할 수 있다. 전술한 주변 환경 감지부(110)의 사용자의 주변 환경을 감지하는 방법은 예시일 뿐, 본 개시는 이제 한정되지 않는다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 정보 생성부(120)는 수면 활동 감지 장치(200)에서 수신한 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

사용자의 신체에 대한 제1 정보는 수면 활동에 대한 신호에서 측정된 사용자의 심박수에 대한 파라미터, 사용자의 움직임에 대한 파라미터, 상기 사용자의 호흡수에 대한 파라미터 및 상기 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 수면 활동에 대한 신호는 심장 박동에 의한 진동 신호 이외에, 호흡 또는 사용자의 움직임 성분 및 기타 잡음 성분을 포함할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 수면 활동에 대한 신호로부터 심박수에 대한 파라미터, 움직임에 대한 파라미터 및 호흡수에 대한 파라미터를 측정할 수 있다. 그리고 상기 심박수, 움직임 및 호흡수에 대한 파라미터로부터 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터를 측정할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 측정된 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수 및 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다. 전술한 신체에 대한 제1 정보를 생성하는 방법은 예시일 뿐 본 개시는 이제 제한되지 않는다. 심탄도(ballistocardiogram) 신호를 이용하는 수면 활동에 대한 신호로부터 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수 및 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터를 측정하는 구체적인 내용에 대한 설명은 본 출원에서 전체가 참조로서 통합되는 한국 특허 출원 KR10-2016-0022602(2016.02.25) 및 KR10-2012-0045661(2010.10.29)에서 구체적으로 논의된다.

또한, 사용자의 신체에 대한 제1 정보는 사용자 단말기(300)로부터 수신한 사용자의 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 신체에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 단말기(300)에 설치된 어플리케이션을 통해 연령, 성별, 병명 및 감정 상태 중 적어도 어느 하나를 입력할 수 있다. 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기(300)로부터 입력된 정보들을 수신하여 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

사용자의 신체에 대한 제1 정보는 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 분석하는데 이용될 수 있다. 또한, 사용자의 신체에 대한 제1 정보는 제어부(170)에서 감각 자극 출력부(160)의 출력을 제어하는 신호를 생성하는데 이용될 수 있다. 또한, 사용자의 신체에 대한 제1 정보는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)에 송신될 수 있다. 사용자 단말기(300)는 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 디스플레이할 수 있고, 외부 서버(500)는 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 수집, 저장 및 관리할 수 있다.

수면 정보 생성부(120)는 주변 환경 감지부(110)에서 감지한 주변 환경에 기초하여 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성할 수 있다.

사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

구체적으로, 주변 환경 감지부(110)는 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질을 감지할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 상기 감지된 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성할 수 있다.

사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는 제어부(170)에서 감각 자극 출력부(160)의 출력을 제어하는 신호를 생성하는데 이용될 수 있다. 또한, 사용자의 주변 환경 대한 제2 정보는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)에 송신될 수 있다. 사용자 단말기(300)는 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 디스플레이할 수 있고, 외부 서버(500)는 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 수집, 저장 및 관리할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 메모리(130)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 기본적인 기능을 위하여 출고 당시부터 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(130)에 저장되고, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(170)에 의하여 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 인터넷(internet)상에서 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 메모리(130)에 수면 정보 생성부(120)에서 생성된 사용자의 신체에 대한 제 1 정보 및 사용자의 주변 환경에 관한 제 2 정보가 저장될 수 있다.

또한, 메모리(130)에 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태의 각각에 따라 기 설정된 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 정보가 저장될 수 있다.

구체적으로, 메모리(130)에 깨어 있는 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제3 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 얇은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제4 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 깊은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제 5 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 렘(REM) 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제6 정보가 저장될 수 있다.

예를 들어, 유년기, 청소년기, 성년기, 노년기 등에서 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘 수면 상태의 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간의 파라미터는 상이할 수 있다. 따라서, 메모리(130)에 사용자의 신체 연령에 따라 대응되는 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터가 상이하게 저장될 수 있다. 보다 구체적으로, 메모리(130)에 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘 수면 상태 각각의 사용자의 신체에 대한 정보와 대응 관계가 저장될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 대응 관계는 외부 서버(500)에 전송되어 기계 학습을 통해 외부 서버(500)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 복수의 사용자가 이용할 수 있다. 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 이용하는 상기 복수의 사용자 각각의 수면 상태에 관한 정보는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 통신부(140)를 통해 외부 서버에 송신되어 저장 또는 관리될 수 있다.

또한, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자의 입력 신호에 의해 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 변경하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 전술한 메모리(130)에 저장될 수 있는 정보는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

또한, 후술하는 바와 같이, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 메모리(130)에는 기 설정된 광 신호, 향기 및 음향에 대한 정보가 저장될 수 있다. 기 설정된 광 신호, 향기 및 음향에 대한 정보는 사용자의 신체 정보와 매칭되어 각각의 수면 상태에 따라 수면의 질을 향상시킬 수 있는 조명, 향기 및 음향의 종류 및 세기에 대한 정보를 포함할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 통신부(140)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)가 전술한 사용자 단말기(300) 및 외부 서버(500)와 유/무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(140)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)가 외부 수단(예를 들어, 에어컨, 보일러, 자동 블라인드 등)을 통합적으로 제어하는 홈네트워크 시스템의 서버와 유/무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 통신부(140)를 통해 상기 외부 수단을 간접적으로 조절함으로써 수면 유도에 적합한 환경을 조성할 수도 있다. 또한, 통신부(140)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

유선 인터넷 기술로는, 예를 들어 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.

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 있으며, 상기 무선 인터넷 접속을 위한 모듈은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신할 수 있다.

또한, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 통신부(140)를 통해 유/무선으로 PC(personal computer), 노트북(note book), 모바일 단말기(mobile terminal), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet pc) 등과 같은 사용자 단말기(300)와 연결될 수 있다. 여기서 사용자 단말기(300)는 사용자의 수면 상태를 감지하고, 사용자의 수면 상태에 관한 정보를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 통신부(140)는 수면 활동 감지 장치(200)에서 감지된 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 통신부(140)는 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보, 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보 및 상기 분석된 사용자의 수면 상태를 사용자 단말기(300)에 송신할 수 있다. 사용자 단말기(300)는 사용자가 모니터링 할 수 있도록 상기 제1 정보, 상기 제2 정보 및 상기 사용자의 수면 상태를 디스플레이할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 통신부(140)는 사용자 단말기(300)로부터 사용자의 신체에 대한 제1 정보 및 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 수신할 수 있다.

여기서 사용자의 신체에 대한 제1 정보는 사용자의 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그리고 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는 사용자가 수면하는 장소에 사용자 외에 제3자의 존재여부에 대한 파라미터를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 사용자의 수면 활동을 감지하는 어플리케이션이 설치된 스마트 폰은 사용자의 수면 활동에 관한 정보를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다. 또한, 여기서 사용자 단말기(300)는 사용자의 주변 환경을 감지하고, 사용자의 주변 환경에 관한 정보를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(300)는 사용자의 주변 환경(예를 들어, 사용자가 수면을 취하는 장소의 온도, 습도 등)을 측정할 수 있고, 측정된 주변 환경에 관한 정보를 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 전송할 수 있다. 그리고, 사용자 단말기(300)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에서 생성한 사용자의 신체에 대한 제1 정보, 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보 및 분석한 사용자의 수면 상태에 관한 정보를 디스플레이 할 수 있다. 전술한 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100) 및 사용자 단말기의 연결 관계는 예시일 뿐, 본 개시는 이제 제한되지 않는다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 상태 분석부(150)는 수면 정보 생성부(120)에서 생성한 사용자 신체에 대한 제1 정보에 기초하여 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태 중 어느 하나로 분석할 수 있다.

도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 상태를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하여 수면 상태를 분석하는 방법에 대해 이하 설명한다.

수면상태는 각성 상태, 비렘수면상태 및 렘수면상태를 포함할 수 있다. 각성 상태는 대상체가 깨어 있는 상태를 의미한다. 비렘(non-REM)수면상태는 비렘 수면은 수면의 깊이에 따라 1, 2, 3, 4단계로 구분된다. 제1 및 제2 수면단계는 얇은 수면, 제3 및 제4 수면단계는 서파수면, 델타 수면 또는 깊은 수면으로 칭하기도 한다. 제1 수면단계 중에는 쉽게 깨어날 수 있다. 제2 수면단계에서는 제1 수면단계보다 좀더 강한 자극을 주어야 깨어날 수 있다. 제3 및 제4 수면단계에서는 제2 수면단계보다 더 큰 자극을 주어야 깨어날 수 있다. 제3, 4 수면단계의 깊은 수면 중에도 약간의 몸 움직임이 나타나면 수면상태는 얇은 수면단계로 될 수 있다.

렘(REM)수면상태의 뇌파는 상기 비렘 수면 상태의 제1 수면단계의 뇌파와 비슷하나 톱니 모양의 뇌파(sawtooth waves)가 나타나는 단계이다. 렘수면 상태의 심장박동수의 변화는 각성상태와 비슷하지만, 근육의 긴장도는 최소한으로 감소된다. 즉, 행동적으로는 잠을 자며 몸을 움직이지 못하나, 뇌파와 생리적 반응 등은 활성화되어 있는 상태로서, 렘 수면상태를 역설적, 능동적 수면 상태라고도 한다.

수면의 단계에 따라 사용자의 움직임과 심박수의 세기는 각각 상이하다. 따라서, 불면증이 있거나 잠들더라도 깊이 수면을 취하지 못하고 자주 깨는 등의 증상이 있는 환자에게 보다 낮은 수면 단계에서 깨어나지 않도록 사용자의 감각을 자극하여 수면 중에 안정감을 가지는 바람직한 수면 형태를 유도하는 것이 가능하다. 또한, 렘수면의 끝에서 잠을 깨도록 한다면 보다 개운하고 불쾌감이 적은 아침을 사용자에 제공하는 것이 가능하다

바람직한 수면을 유도하기 위하여 사용자의 시각, 후각, 청각 중 적어도 어느 하나를 자극하는 방법이 이용될 수 있다.

한편, 수면의 상태의 주기는 연령을 포함한 여러 변인들에 의해 정상의 기준이 달라질 수 있다. 　잠이 진행될수록 서파수면은 줄어들고 렘 수면은 강화되는 경향을 보일 수 있다. 얼마나 오래 잠을 자는지는 유전적 소인, 일주기 리듬, 잠에 든 시간 등과 관련이 있을 수 있다.

구체적으로 예를 들면, ?은 성인의 경우 수면의 정상범위는 다음와 같다. 비렘 수면을 통해 입면한다. 비렘 수면과 렘 수면은 약 90분을 주기로 교대로 나타난다. 서파수면은 수면 전반 1/3에 주를 이룬다. 렘 수면은 수면 후반 1/3에 주를 이루고 4~6회에 걸쳐 나타난다. 　수면 중 각성은 전체 수면의 5% 이내이다. 아무리 깊게 잘 자는 사람에서도 수면 중에는 간혹 몸을 뒤척이고 깨어나게 된다. 몸의 움직임은 매 15~20분마다 나타난다. 그리고, 정상적인 젊은 성인의 수면단계 분포는 다음과 같은 비율을 보인다. 전체 수면 비율에서 비렘 수면은 75%이고 렘 수면은 25%를 차지한다. 비렘 수면 중 제1 단계 수면은 5%, 제2 단계 수면은 45%, 제3 단계 수면은 12%, 제4 단계는 수면은 13%에 해당한다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 메모리(130)에 깨어 있는 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제3 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 얇은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제4 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 깊은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제5 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 렘(REM) 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제6 정보가 저장될 수 있다.

또한, 메모리(130)에 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘 수면 상태 각각의 사용자의 신체에 대한 정보와 대응 관계가 저장될 수 있다.

수면 상태에 대한 정보는 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터에 의하여 생성될 수 있다. 또한, 각각의 수면 상태에 대한 정보는 사용자의 신체 정보에 기초하여 설정될 수 있다. 시용자의 신체 정보는 성별 및 연령 정보를 포함할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 상태 분석부(150)는 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제 1 정보가 상기 제3 정보와 대응한다고 인식한 경우, 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태로 분석할 수 있다. 또한, 수면 상태 분석부(150)는 상기 제1 정보가 상기 제 4 정보에 대응한다고 인식한 경우, 사용자의 수면 상태를 상기 얇은 수면 상태로 분석할 수 있다. 또한, 수면 상태 분석부(150)는 상기 제 1 정보가 상기 제 5 정보에 대응한다고 인식한 경우, 사용자의 수면 상태를 상기 깊은 수면 상태로 분석할 수 있다. 또한, 수면 상태 분석부(150)는 상기 제 1 정보가 상기 제 6 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 렘(REM) 수면 상태로 분석할 수 있다.

예를 들어, 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제 1 정보는 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수 및 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 메모리(130)에는 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘 수면 상태 별로 사용자의 움직임에 대한 파라미터(예를 들어, 수면 상태 별로 기 설정된 사용자의 뒤척임의 횟수의 범위), 심박수에 대한 파라미터(예를 들어, 수면 상태 별로 기 설정된 단위 시간당 심박수 범위), 호흡수에 대한 파라미터(예를 들어, 수면 상태 별로 기 설정된 단위 시간당 호흡수 범위) 및 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터(예를 들어, 수면 상태 별로 사용자가 누워 있는 시간)가 저장될 수 있다. 수면 상태 분석부(150)는 수면 정보 생성부(120)에서 생성한 상기 제 1 정보를 상기 메모리(130)에 저장된 정보와 매칭시켜 대응하는 수면 상태를 사용자의 수면 상태로 분석할 수 있다. 전술한 수면 상태를 분석하는 방법은 예시일 뿐, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 감각 자극 출력부(160)의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 감각 자극 출력부(160)는 광 출력 모듈(161), 향기 출력 모듈(162) 및 음향 출력 모듈(163)을 포함할 수 있다. 다만, 전술한 구성 요소들은 감각 자극 출력부(160)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 감각 자극 출력부(160)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

감각 자극 출력부(160)는 수면 정보 생성부(120)에서 생성된 사용자의 신체에 대한 제1 정보 및 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보에 기초하여 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

감각 자극 출력부(160)는 사용자의 시각, 후각 및 청각 중 적어도 어느 하나를 자극할 수 있다. 감각 자극 출력부(160)는 사용자의 상기 감각을 자극하여 수면 상태에서 움직임 및 심박수를 조절할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 깨어 있는 상태와 대응되는 제3 정보에 기초하여 사용자가 수면 상태에 돌입하도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 깨어 있는 상태인 경우에는 감각 자극 출력부(160)의 광 출력 모듈(161)은 수면 상태에 돌입하기 좋은 따듯한 조명을 출력할 수 있다. 향기 출력 모듈(162)은 사용자의 움직임을 완화하고 심박수를 줄여주는 향기를 배출할 수 있다. 그리고, 음향 출력 모듈(163)은 수면 상태에 돌입하기 좋은 명상을 위한 음향, 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 얇은 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 얇은 수면 상태와 대응되는 제4 정보에 기초하여 사용자가 깊은 수면 상태에 돌입하도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 얇은 수면 상태인 경우에는 감각 자극 출력부(160)의 광 출력 모듈(161)은 깊은 수면 상태에 돌입하기 좋은 조명을 출력할 수 있다. 향기 출력 모듈(162)은 사용자의 움직임을 완화하고 심박수를 줄여주는 향기를 배출할 수 있다. 그리고, 음향 출력 모듈(163)은 깊은 수면 상태에 돌입하기 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 깊은 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 깊은 수면 상태와 대응되는 제5 정보에 기초하여 깊은 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 깊은 수면 상태인 경우에는 기 설정된 시간 동안 깊은 수면 상태의 움직임의 정도 및 심박수가 유지되도록 감각 자극 출력부(160)의 향기 출력 모듈(162)은 향기를 배출하고 음향 출력 모듈(163)은 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 렘 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 렘 수면 상태와 대응되는 제6 정보에 기초하여 렘 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 깊은 수면 상태인 경우에는 기 설정된 시간 동안 렘 수면 상태의 움직임의 정도 및 심박수가 유지되도록 감각 자극 출력부(160)의 향기 출력 모듈(162)은 향기를 배출하고 음향 출력 모듈(163)은 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 사용자가 기상 시간에 대한 알람을 설정한 경우에는, 광 출력 모듈(161) 및 내부 광 출력 모듈은 점차적으로 밝아지는 광 신호를 출력할 수 있다. 그리고 음향 출력 모듈(163)은 사용자가 기 설정한 알람 음향을 출력할 수 있다.

보다 구체적으로, 감각 자극 출력부(160)의 광 출력 모듈(161)은 사용자의 시각을 자극하기 위해 기 설정된 광 신호를 출력할 수 있다. 기 설정된 광 신호에 대한 정보는 메모리(130)에 저장될 수 있다. 기 설정된 광 신호에 대한 정보는 각각의 수면 상태에 따라 사용자의 움직임 및 심박수를 조절하는 조명의 밝기 및 색에 대한 정보를 포함할 수 있다. 광 출력 모듈(161)은 기 설정된 광 신호에 기초하여 조명의 밝기 및 색을 출력할 수 있다. 예를 들어, 광 출력 모듈(161)은 RGB LED 조명으로 각각 다른 효과를 갖는 초록색, 파란색, 빨간색, 흰색, 검은색, 보라색, 주황색 및 노란색의 7가지 색을 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 수면 상태에 따라 적합한 색을 제공할 수 있다. 사용자가 얇은 수면 상태인 경우, 근육의 긴장을 완화시키고 안정감을 유도할 수 있는 초록색의 조명을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 광 출력 모듈(161)은 광 신호를 사용자가 수면하는 장소의 천장에 출력하는 하나 이상의 LED 장치일 수 있다. 광 출력 모듈(161)에서 출력되는 광 신호 세기가 감소함에 따라 사용자의 호흡은 감소할 수 있다. 사용자의 호흡이 감소됨에 따라 사용자의 심박수도 감소하여 사용자는 깊은 수면에 돌입할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

감각 자극 출력부(160)의 향기 출력 모듈(162)은 사용자의 후각을 자극하기 위해 기 설정된 향기를 배출할 수 있다. 기 설정된 향기에 대한 정보는 메모리(130)에 저장될 수 있다. 기 설정된 향기에 대한 정보는 각각의 수면 상태에 따라 사용자의 움직임 및 심박수를 조절하는 향기의 종류 및 향기의 양에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라벤더 향기는 우울함이나 통증 경감에 이용될 수 있다. 또한, 캐모마일 향기는 진통과 진정, 항알레르기 등 인체에 대한 안정성 효과를 위해 이용될 수 있다.

향기 출력 모듈(162)은 기 설정된 향기에 대한 정보에 기초하여 향기의 종류 및 향기의 양을 조절하여 출력할 수 있다. 또한, 향기 출력 모듈(162)은 사용자가 설정한 조건 또는 제품 자체에 설정된 조건에 따라 향기를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 30분 이내에 잠이 들지 않는 경우에 수면을 유도하는 향기를 출력할 수 있으나, 본 개시는 이제 제한되지 않는다.

감각 자극 출력부(160)의 음향 출력 모듈(163)은 사용자의 청각을 자극하기 위해 기 설정된 음향을 출력할 수 있다. 기 설정된 음향에 대한 정보는 메모리(130)에 저장될 수 있다. 기 설정된 음향에 대한 정보는 각각의 수면 상태에 따라 사용자의 움직임 및 심박수를 조절하는 음향의 종류 및 음향의 세기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 음향 출력 모듈(163)은 기 설정된 음향에 대한 정보에 기초하여 음향의 종류 및 음향의 세기를 조절하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 음향은 사용자 단말기(300)로부터 수신한 음향일 수 있다. 또한, 기 설정된 음향은 수면에 도움이 되는 명상을 위한 음향, 백색 소음, 사용자를 깨우기 위한 알람 등일 수 있다.

전술한 감각 자극 출력부(160)가 사용자의 감각을 자극하는 방법은 예시일 뿐, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 사용자 인식 모듈(미도시)은 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 사용자의 접근을 인식할 수 있다. 또한, 사용자 인식 모듈은 수면 중에 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 인식할 수 있도록 광 신호를 출력할 수 있다. 또한, 사용자 인식 모듈은 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 제어하기 위해 터치 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 사용자 인식 모듈은 근접 센서 및 내부 광 출력 모듈을 포함할 수 있다. 사용자 인식 모듈의 근접 센서는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 사용자가 기 설정된 거리에 접근하면 사용자를 인식할 수 있다. 내부 광 출력 모듈은 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 정확한 위치를 사용자가 알 수 있도록 광 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 수면 중인 주변 환경이 어두운 경우에 사용자는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 제어하기 위한 정확한 위치를 인식하기 어려울 수 있다. 따라서, 사용자가 대략적으로 인식한 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 손을 뻗으면 근접 센서는 사용자를 인식할 수 있고, 내부 광 출력 모듈은 광 신호를 출력할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 정확한 위치를 알 수 있다. 전술한 사용자의 접근을 인식 및 광 신호를 출력하는 방법은 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.

또한, 사용자 인식 모듈은 사용자의 터치 신호를 인식하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 사용자는 터치 센서를 이용하여 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 터치 신호를 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 한번 터치하면 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)가 동작하도록 설정하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 또한, 사용자는 터치 신호를 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 두 번 연속 터치하면 알람 등 음향 출력을 중단하도록 설정하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 터치 센서는 사용자의 터치 입력을 수신하여 메모리(130)에 저장된 터치 신호를 발생시킬 수 있다. 전술한 터치 신호를 발생시키는 방법은 예시일 뿐, 본 개시는 이제 제한되지 않는다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 제어부(170)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 또한, 제어부(170)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에서 수행되는 다양한 연산들을 수행 및 데이터를 처리할 수 있다. 제어부(170)는 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 구동하기 위한 운영 체제(Operating System; OS), 애플리케이션(Application) 및 데이터베이스 매니저를 구동할 수 있다.

제어부(170)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 코프로세서(co-processor), 산술 처리 장치(Arithmetic Processing Unit; APU), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor; DSP), 애플리케이션 프로세서(Application Processor; AP) 및 통신 프로세서(Communication Processor; CP) 등 일 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 제어부(170)는 사용자의 수면 활동을 감지하도록 수면 활동 감지 장치(200)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 사용자의 주변 환경을 감지하도록 주변 환경 감지부(110)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 사용자의 감각을 자극하도록 감각 자극 출력부(160)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(170)는 사용자의 수면 깊이에 따라 감각 자극 출력부(160)의 출력 세기를 조절할 수 있다. 구체적으로, 사용자의 수면 깊이가 얇을수록 외부환경에 의해 사용자가 반응하기 쉬우므로, 수면 유도 장치100)는 사용자의 수면 깊이가 얇다고 판단되는 경우 감각 자극 출력부(160)의 출력의 세기를 줄일 수 있다. 반대로, 사용자의 수면 깊이가 깊을수록 사용자가 외부환경에 잘 반응하지 않으므로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 사용자의 수면 깊이가 깊다고 판단되는 경우 감각 자극 출력부(160)의 출력 세기를 높일 수 있다.

이하에서 도 6 내지 8을 참조하여, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

도 6 내지 도8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 먼저 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 수면 활동 감지 장치(200)로부터 감지된 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신할 수 있다(S100).

구체적으로, 수면 활동 감지 장치(200)는 움직임 센서(210) 및 통신부(220)를 포함할 수 있다.

수면 활동 감지 장치(200)의 움직임 센서(210)는 압력 센서, 자이로 센서(gyro sensor) 및 가속도 센서 등 사용자의 움직임을 측정할 있는 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 움직임 센서(210)는 수면 상태에서 사용자의 움직임을 측정하여 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 생성할 수 있다.

예를 들어, 움직임 센서(210)는 매트리스, 배게 등 사용자의 신체 하부에 배치되거나 또는 사용자의 이불 속에 배치될 수 있다. 움직임 센서(210)는 사용자에 의해 가해지는 압력의 크기 및 빈도에 의해 발생하는 심탄도(ballistocardiogram) 신호를 감지할 수 있다. 심탄도 신호는 심장 박동에 수반되는 신체의 운동 또는 진동을 감지한 신호를 의미한다. 수면 활동 감지 장치(200)는 움직임 센서(210)에 의해 감지된 신체의 운동 또는 진동으로부터 수면 활동에 대한 신호를 생성할 수 있다. 수면 활동에 대한 신호는 심장 박동에 의한 진동 신호 이외에, 호흡 또는 사용자의 움직임 성분 및 기타 잡음 성분을 포함할 수 있다.

수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 통신부(140)를 통해 수면 활동 감지 장치(200)로부터 상기 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신할 수 있다.

다음으로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 주변 환경 감지부(110)는 사용자의 주변 환경을 감지할 수 있다(S200).

구체적으로, 주변 환경 감지부(110)는 온도 센서(111), 습도 센서(122), 소리 센서(113), 광 센서(114) 및 공기질 센서(115)를 포함할 수 있다. 주변 환경 감지부(110)의 상기 센서들은 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 빛의 밝기 및 공기질 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있다.

다음으로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 수면 정보 생성부(120)는 단계(S100)에서 수신한 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 수면 활동에 대한 신호는 심장 박동에 의한 진동 신호 이외에, 호흡 또는 사용자의 움직임 성분 및 기타 잡음 성분을 포함할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 수면 활동에 대한 신호로부터 심박수에 대한 파라미터, 움직임에 대한 파라미터 및 호흡수에 대한 파라미터를 측정할 수 있다. 그리고 상기 심박수, 움직임 및 호흡수에 대한 파라미터로부터 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터를 측정할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 측정된 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수 및 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

또한, 수면 정보 생성부(120)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기(300)로부터 입력된 정보들을 수신하여 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자 신체에 대한 제1 정보를 생성할 수 있다.

다음으로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 수면 정보 생성부(120)는 단계(S200)에서 감지한 사용자의 주변 환경에 기초하여 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성할 수 있다(S400).

구체적으로, 전술한 바와 같이 주변 환경 감지부(110)는 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질을 감지할 수 있다. 수면 정보 생성부(120)는 상기 감지된 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성할 수 있다.

또한, 수면 정보 생성부(120)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기로부터 입력된 정보들을 수신하여 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 밝기, 공기질 및 사용자가 수면하는 장소에 사용자 외에 제3자의 존재여부에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 정보를 생성할 수 있다.

다음으로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 수면 상태 분석부(150)는 단계(S300)에서 생성된 사용자의 신체에 대한 제1 정보에 기초하여 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태 중 어느 하나로 분석할 수 있다(S500)

구체적으로, 도 6 및 도7을 참조하면, 수면 상태 분석부(150)는 단계(S300)에서 생성된 사용자의 신체에 대한 제1 정보와 메모리(130)에 저장된 깨어 있는 상태에 대한 제3 정보, 얇은 수면 상태에 대한 제4 정보, 깊은 수면 상태에 대한 제 5 정보 및 렘(REM) 수면 상태에 대한 제6 정보와 비교할 수 있다(S510).

구체적으로, 메모리(130)에 깨어 있는 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제3 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 얇은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제4 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 깊은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제 5 정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(130)에 렘(REM) 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제6 정보가 저장될 수 있다.

또한, 메모리(130)에 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘 수면 상태 각각의 사용자의 신체에 대한 정보와 대응 관계가 저장될 수 있다.

수면 상태 분석부(150)는 단계(S510)에서 비교한 결과로부터 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제 1 정보가 상기 제3 정보와 대응한다고 인식할 수 있다(S520a).

수면 상태 분석부(150)는 단계(S520a)에서 인식한 결과로부터 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태로 분석할 수 있다(S530a).

또한, 수면 상태 분석부(150)는 단계(S510)에서 비교한 결과로부터 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제1 정보가 상기 제 4 정보에 대응한다고 인식할 수 있다(S520b),

수면 상태 분석부(150)는 단계(S520b)에서 인식한 결과로부터 사용자의 수면 상태를 상기 얇은 수면 상태로 분석할 수 있다(S530b).

또한, 수면 상태 분석부(150)는 단계(S510)에서 비교한 결과로부터 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제 1 정보가 상기 제 5 정보에 대응한다고 인식할 수 있다(S520c).

수면 상태 분석부(150)는 단계(S520c)에서 인식한 결과로부터 사용자의 수면 상태를 상기 깊은 수면 상태로 분석할 수 있다(S530c).

또한, 수면 상태 분석부(150)는 단계(S510)에서 비교한 결과로부터 수면 정보 생성부(120)가 생성한 제 1 정보가 상기 제 6 정보에 대응한다고 인식할 수 있다(S520d).

수면 상태 분석부(150)는 단계(S520d)에서 인식한 결과로부터 상기 사용자의 수면 상태를 상기 렘(REM) 수면 상태로 분석할 수 있다(S530d).

다음으로, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)의 감각 자극 출력부(160)는 단계(S300) 및 단계(S400)에서 생성된 사용자의 신체에 대한 제1 정보 및 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보에 기초하여 사용자의 감각을 자극할 있다(S600).

구체적으로, 도 6 및 도8을 참조하면, 단계(S530a)에서 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 깨어 있는 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 깨어 있는 상태와 대응되는 제3 정보에 기초하여 사용자가 수면 상태에 돌입하도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다(S610a).

예를 들어, 사용자가 깨어 있는 상태인 경우에는 감각 자극 출력부(160)의 광 출력 모듈(161)은 수면 상태에 돌입하기 좋은 따듯한 조명을 출력할 수 있다. 향기 출력 모듈(162)은 사용자의 움직임을 완화하고 심박수를 줄여주는 향기를 배출할 수 있다. 그리고, 음향 출력 모듈(163)은 수면 상태에 돌입하기 좋은 명상을 위한 음향, 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 단계(S530b)에서 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 얇은 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 얇은 수면 상태와 대응되는 제4 정보에 기초하여 사용자가 깊은 수면 상태에 돌입하도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다(S610b).

예를 들어, 사용자가 얇은 수면 상태인 경우에는 감각 자극 출력부(160)의 광 출력 모듈(161)은 깊은 수면 상태에 돌입하기 좋은 조명을 출력할 수 있다. 향기 출력 모듈(162)은 사용자의 움직임을 완화하고 심박수를 줄여주는 향기를 배출할 수 있다. 그리고, 음향 출력 모듈(163)은 깊은 수면 상태에 돌입하기 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 단계(S530c)에서 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 깊은 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 깊은 수면 상태와 대응되는 제5 정보에 기초하여 깊은 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다(S610c).

예를 들어, 사용자가 깊은 수면 상태인 경우에는 기 설정된 시간 동안 깊은 수면 상태의 움직임의 정도 및 심박수가 유지되도록 감각 자극 출력부(160)의 향기 출력 모듈(162)은 향기를 배출하고 음향 출력 모듈(163)은 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

또한, 단계(S530d)에서 수면 상태 분석부(150)가 사용자의 수면 상태를 렘 수면 상태로 분석한 경우에는, 감각 자극 출력부(160)는 렘 수면 상태와 대응되는 제6 정보에 기초하여 렘 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 사용자의 감각을 자극할 수 있다(S610d).

예를 들어, 사용자가 깊은 수면 상태인 경우에는 기 설정된 시간 동안 렘 수면 상태의 움직임의 정도 및 심박수가 유지되도록 감각 자극 출력부(160)의 향기 출력 모듈(162)은 향기를 배출하고 음향 출력 모듈(163)은 백색 소음 등을 출력할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 수면 유도 장치를 구현한 일례를 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)는 곰의 형상을 가지는 프레임일 수 있다. 사용자의 움직임을 감지하는 움직임 센서(210)는 별개의 장치로 구성될 수 있다. 사용자의 주변 환경을 감지하는 온도 센서(111) 및 습도 센서(112)는 곰의 형상에서 코에 위치할 수 있다. 또한, 사용자의 주변 환경을 감지하는 소리 센서(113) 및 광 센서(114)는 곰의 형상에서 눈에 위치할 수 있다. 사용자에게 광 신호를 출력하는 광 출력 모듈(161)은 곰의 형상에서 등에 위치할 수 있다. 또한, 사용자에게 향기를 출력하는 향기 출력 모듈(162)은 곰 형상의 발 및 곰 형상의 꼬리에 위치할 수 있다. 향기 출력 모듈(162)의 향수는 곰 형상의 발에 위치하여 저장될 수 있다. 그리고 향기 출력 모듈(162)의 출력부는 곰 형상의 꼬리에 위치하여 향기를 출력할 수 있다. 또한, 사용자에게 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(163)은 곰 형상의 턱 주변에 위치할 수 있다. 또한, 사용자 인식 모듈(미도시)은 곰 형상의 외부의 일부에 위치할 수 있다. 사용자 인식 모듈은 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)에 사용자의 접근을 인식할 수 있다. 또한, 사용자 인식 모듈은 수면 중에 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 인식할 수 있도록 광 신호를 출력할 수 있다. 또한, 사용자 인식 모듈은 사용자가 수면 모니터링 및 수면 유도 장치(100)를 제어하기 위해 터치 신호를 수신할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 수면 활동 감지 장치에서 감지된 사용자의 수면 활동에 대한 신호를 수신하는 통신부;
   상기 사용자의 주변 환경을 감지하는 주변 환경 감지부;
   상기 수면 활동에 대한 신호에 기초하여 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보를 생성하고, 그리고 상기 감지된 주변 환경에 기초하여 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 생성하는 수면 정보 생성부;
   상기 제1 정보에 기초하여 상기 사용자의 수면 상태를 사용자가 깨어 있는 상태, 얇은 수면 상태, 깊은 수면 상태 및 렘(REM) 수면 상태 중 어느 하나로 분석하는 수면 상태 분석부; 및
   상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 상기 사용자의 감각을 자극하는 감각 자극 출력부;
   를 포함하고,
   상기 감각 자극 출력부는,
   상기 수면 상태 분석부가 깨어 있는 상태로 분석한 경우에는 상기 깨어 있는 상태와 대응되는 제3 정보에 기초하여 상기 사용자가 수면 상태에 돌입하도록 상기 사용자의 감각을 자극하고,
   상기 수면 상태 분석부가 상기 얇은 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 얇은 수면 상태와 대응되는 제4 정보에 기초하여 상기 사용자가 깊은 수면 상태에 돌입하도록 상기 사용자의 감각을 자극하고,
   상기 수면 상태 분석부가 상기 깊은 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 깊은 수면 상태와 대응되는 제5 정보에 기초하여 상기 깊은 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 상기 사용자의 감각을 자극하고, 그리고
   상기 수면 상태 분석부가 상기 렘 수면 상태로 분석한 경우에는 상기 얇은 수면 상태와 대응되는 제6 정보에 기초하여 상기 렘 수면 상태가 기 설정된 시간 동안 유지되도록 상기 사용자의 감각을 자극하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보는,
   상기 사용자의 심박수에 대한 파라미터, 사용자의 움직임에 대한 파라미터, 상기 사용자의 호흡수에 대한 파라미터 및 상기 사용자의 수면 활동이 감지된 시간에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보는,
   상기 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 깨어 있는 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제3 정보, 상기 얇은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제4 정보, 상기 깊은 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제5 정보 및 상기 렘 수면 상태에서 사용자의 심박수, 움직임, 호흡수, 수면 활동이 감지된 시간에 대한 제6 정보를 저장하는 메모리; 를 더 포함하고,
   상기 수면 상태 분석부는,
   상기 제1 정보가 상기 제3 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 깨어 있는 상태로 분석하고,
   상기 제1 정보가 상기 제4 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 얇은 수면 상태로 분석하고,
   상기 제1 정보가 상기 제5 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 깊은 수면 상태로 분석하고,
   상기 제1 정보가 상기 제6 정보에 대응한다고 인식한 경우, 상기 사용자의 수면 상태를 상기 렘(REM) 수면 상태로 분석하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 감각 자극 출력부는,
   상기 사용자의 시각, 후각 및 청각 중 적어도 어느 하나를 자극하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 감각 자극 출력부는,
   상기 사용자의 시각을 자극하기 위해 기 설정된 광 신호를 출력하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
7. 제5 항에 있어서,
   상기 감각 자극 출력부는,
   상기 사용자의 후각을 자극하기 위해 기 설정된 향기를 배출하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
8. 제5 항에 있어서,
   상기 감각 자극 출력부는,
   상기 사용자의 청각을 자극하기 위해 기 설정된 음향을 출력하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 통신부는,
   사용자 단말기가 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보, 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보 및 상기 분석된 사용자의 수면 상태를 디스플레이하여 상기 사용자가 모니터링 할 수 있도록 상기 제1 정보, 상기 제2 정보 및 상기 사용자의 수면 상태를 송신하는,
   수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 통신부는,
    사용자 단말기로부터 상기 사용자의 신체에 대한 제1 정보 및 상기 사용자의 주변 환경에 대한 제2 정보를 수신하고,
    상기 제1 정보는,
    상기 사용자의 연령, 성별, 병명 및 감정 상태에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 그리고
    상기 제2 정보는,
    상기 사용자가 수면하는 장소의 온도, 습도, 소리, 밝기 및 공기질에 대한 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
    수면 모니터링 및 수면 유도 장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 정보는,
    상기 사용자가 수면하는 장소에 상기 사용자 외 제3자의 존재여부에 대한 파라미터를 더 포함하는,
    수면 모니터링 및 수면 유도 장치.

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