KR20210136447A - 스마트 매트를 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

스마트 매트를 제어하는 장치 및 방법 Download PDF

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장승진
박진영
이윤경
박도연
이상민
조민영
이철배
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 스마트 매트를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 스마트 매트를 제어하는 전자 장치에 있어서, 통신부, 및 상기 통신부와 전기적으로 동작 가능하도록 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하고, 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 다른 실시 예도 포함될 수 있다.

Description

스마트 매트를 제어하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A SMART MAT}
본 발명은 스마트 매트를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 매트는 침대의 매트리스 상측에 배치하여 침구로 이용되거나 침대 프레임에 설치되어 사용되고 있다. 이러한 매트는 발열선이 구비될 수 있고, 기 설정된 온도에 기반하여 발열선을 통해 발열할 수 있다. 그리고, 사용자는 발열선을 통해 발열되는 온도에 기반하여 매트상에서 따뜻한 수면을 취할 수 있다.
그런데, 종래 매트는 기 설정된 온도에 맞게 균일하게 발열하기 때문에, 매트 내에 배치된 단지 하나의 발열선이 배치될 뿐이다. 그리고, 종래 매트는 단지 하나의 발열선을 통해 균일한 온도가 수면자에게 제공될 뿐, 수면자의 수면 자세 또는 신체 부위에 따라 매트의 온도를 적절하게 제어할 수 없다. 또한, 종래 매트는 사용자의 전자 장치(예: 휴대 단말, 스마트 폰)에 의해 온도를 조절할 수 없다.
이러한 종래 매트의 문제점을 해결하기 위해, 제1 선행 기술(예: 특허 문헌 1)은 방에 사람이 존재하는지, 또는 외부 온도 및 햇빛의 세기를 감지하여 홈 내의 온도를 조절하는 내용을 개시하고 있다. 그런데, 이러한 제1 선행 기술은 단지 홈 내의 사용자의 유무를 감지하고, 홈 내에 사용자가 없을 경우 자동으로 온도를 조절할 뿐, 매트의 온도를 조절하지 않는다. 또한, 제1 선행 기술은 사용자의 전자 장치를 통해 스마트 매트의 온도를 사용자의 신체 부위에 따른 영역 별로 서로 다른 온도로 제어하지 않는다. 또한, 제1 선행 기술은 수면자의 신체 부위(예: 머리, 종아리 등)에 대한 압전 정보를 획득할 수 없기 때문에, 각 신체 부위별로 서로 다른 온도로 발열체의 발열을 제어할 수 없다. 또한, 제1 선행 기술은 사용자의 전자 장치를 통해 수면자의 신체 부위에 기반하여 매트의 적어도 일부가 다른 일부와 서로 다른 온도로 발열되도록 매트를 제어할 수 없다.
또한, 제2 선행 기술(예: 특허 문헌 2)은 스마트 폰과 연동된 수면 상태 개선 디바이스 및 그에 의한 수면 상태 개선 방법에 관한 것으로서, 개인의 수면 상태를 탐지 및 분석하여 수면 상태의 개선에 적절한 조치를 취하는 내용을 개시하고 있다. 그런데, 이러한 제2 선행 기술은 단지 수면 상태에서 인체 상태를 탐지하여 움직임을 감지하고, 물리적 자극을 가하여 수면 상태를 개선할 뿐, 인체의 체온에 기반하여 스마트 매트의 일부를 다른 일부와 서로 다른 온도로 제어하지 않는다. 또한, 제2 선행 기술은 비록 스마트 폰을 통해 수면 상태를 개선하는 내용을 개시하고 있으나, 이러한 스마트 폰을 통해 수면자의 체온에 대한 정보, 및 주위 환경 정보를 획득하는 않는다. 따라서, 제2 선행 기술은 수면 질을 향상시키기 위해 단지 주변 기기와 연동할 뿐, 수면자로부터 획득된 체온에 기반하여 에어컨, 가습기, 제습기 등의 주변 전자 장치를 제어하거나, 또는, 매트의 온도를 제어하지 않는다.
EP 2769193 B1 KR 10-1749988 B1
따라서, 본 발명의 목적은 사용자의 신체 일부에 대한 온도에 기반하여 매트부의 적어도 일부가 다른 적어도 일부와 상이한 온도로 발열될 수 있는 스마트 매트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자의 신체 일부에서 측정한 온도를 이용하여 사용자의 중심 온도를 식별하고, 식별된 중심 온도에 기반하여 스마트 매트의 발열체 각각의 온도를 제어하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자의 온열 중간대에 따른 신체 부위에 따라 각각의 발열체가 서로 다른 온도로 발열하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스마트 매트로부터 수신된 온열 중간대에 대한 정보에 기반하여 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 관한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 스마트 매트의 동작을 제어하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자가 능동적으로 각 신체 부위에 따른 스마트 매트의 온도를 조절하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자가 위급한 상황인 경우, 사용자의 상태를 다른 사용자에게 알려주는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전자 장치로부터 획득된 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 관한 정보에 기반하여 발열체의 온도를 제어하는 스마트 매트를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트는 적어도 하나의 압전 센서의 각각의 위치에서 사용자의 신체 일부에 대한 무게 정보를 획득하고, 사용자의 신체 일부에서 측정된 온도를 획득할 수 있다. 그리고, 상기 스마트 매트는 상기 획득된 무게 정보 및 상기 온도에 기반하여 상기 스마트 매트의 일부를 다른 일부와 상이한 온도로 발열할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트는 사용자의 신체 일부에서 측정된 온도에 기반하여 사용자의 온열 중간대에 대한 각 신체 부위의 온도를 식별하고, 식별된 각 신체 부위의 온도에 기반하여 상기 스마트 매트의 일부를 다른 일부와 상이한 온도로 발열할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트는 사용자의 온열 중간대에 대한 정보를 사용자의 전자 장치(예: 휴대 단말)로 전송하고, 상기 전자 장치는 상기 온열 중간대에 대한 정보에 기반하여 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 스마트 매트의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트는 전자 장치의 제어에 기반하여 사용자의 신체 일부에 대한 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 제어 장치는 수면자의 신체 부위에 따라 매트부의 적어도 일부의 온도를 다른 적어도 일부의 온도와 상이하도록 스마트 매트를 제어할 수 있다. 상기 제어 장치는 수면자의 신체 부위를 식별할 수 있는 적어도 하나의 압전 센서, 및 신체 부위의 위치에서 발열하는 적어도 하나의 발열체를 제어할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 제어 장치는 수면자의 온열 중간대에 대한 정보를 홈 제어 장치로 전송하고, 상기 홈 제어 장치로부터 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치에 대한 정보를 수신하는 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 스마트 매트로부터 수신된 온열 중간대에 대한 정보 및 적어도 하나의 전자 장치에 대한 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 전자 장치 및 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 스마트 매트로부터 수신된 온열 중간대에 대한 정보 및 적어도 하나의 전자 장치에 대한 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 전자 장치 및 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 사용자로부터 입력된 각 신체 부위에 따른 설정 온도에 기반하여 스마트 매트의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 사용자의 신체 일부에서 측정된 온도를 획득하고, 상기 획득된 온도에 기반하여 사용자가 현재 위급 상황인지 또는 위급하지 않는지를 식별할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 사용자가 위급 상황인 것으로 식별되면, 상기 위급 상황을 알리는 메시지를 생성하여 다른 사용자의 전자 장치로 전송할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 전자 장치는 통신부, 및 상기 통신부와 전기적으로 동작 가능하도록 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서는 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 통신부, 프로세서, 및 상기 통신부, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 메모리를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하는 명령어들을 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리는 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하도록 하는 명령어를 저장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 전자 장치의 방법은 상기 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명은 사용자의 신체 부위에서 획득한 온도에 기반하여 매트부의 적어도 일부를 다른 적어도 일부와 상이한 온도로 발열되도록 온도를 제어함으로써, 사용자의 신체 부위에 따른 효율적인 냉난방을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 신체 부위에 기반하여 매트부의 적어도 일부가 다른 적어도 일부와 상이한 온도로 발열될 수 있도록, 사용자의 신체 부위에서 측정된 온도를 획득하고, 획득된 온도에 기반하여 중심 온도에 따른 각 신체 부위에 해당되는 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 사용자의 신체 부위 별로 서로 다른 냉난방을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 매트 내의 복수의 압전 센서들 각각으로부터 획득된 압전 정보와 카메라를 통해 획득한 사용자의 수면 자세에 대한 이미지를 통해, 사용자의 수면 자세에 대한 인식률을 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명은 향상된 인식률을 통해 수면 자세를 실시간으로 식별할 수 있다. 그리고, 이를 통해 본 발명은 사용자의 수면 자세에 따른 쾌적한 수면 환경을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 매트가 사용자의 신체 부위에서 측정된 온도에 기반하여 사용자의 온열 중간대에 대한 정보를 전자 장치로 전송하고, 상기 전자 장치가 상기 온열 중간대에 기반하여 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 사용자에게 쾌적한 수면 환경을 제공하는 복합적인 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 매트가 전자 장치로부터 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 상기 적어도 하나의 전자 장치와의 연동에 의한 수면 환경을 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들의 연결을 나타낸 예시도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 온도 제어부들과 복수의 발열체들 각각의 연결 관계를 나타낸 예시도이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 온도 제어부들 및 복수의 발열체들과, 복수의 압전 센서들의 관계를 나타낸 예시도이다
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들을 통해 획득한 스마트 매트 위의 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 복수의 압전 센서들을 통해 획득한 사용자의 무게 값에 대한 강도를 보간한 예시도이다.
도 5c는 도 5b에서 보간된 강도에 기반하여 사용자의 신체 일부를 구분한 예시도이다.
도 5d는 사용자의 신체 중에서 가슴 부분에 대한 예시도이다.
도 5e는 사용자의 가슴 부분에 위치한 적어도 하나의 압전 센서에서 획득된 압전 정보를 필터링하여 맥파를 추출한 예시도이다.
도 5f는 도5e에서 상기 추출된 맥파를 전처리하여 심박 파형과 호흡 파형을 나타낸 예시도이다.
도 5g는 도5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 생리적 인텍스의 백색 잡음을 추출한 예시도이다.
도 5h는 도 5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 심박 검출 신호를 추출한 예시도이다.
도 5i는 도 5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 호흡 파형을 추출한 예시도이다.
도 5j는 도 5h에서 상기 심박 검출 신호를 시주과수 분석하여 수면 패턴을 분석한 예시도이다.
도 5k는 도 5f에서 상기 심박 파형에서 심박 변이도를 추출한 예시도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각의 배치가 제1 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제2 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
도 6c는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제3 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제1 예시도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제2 예시도이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제3 예시도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 직물 타입의 부재를 베개에 배치한 예시도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 직물 타입의 부재를 매트부에 배치한 예시도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트에 사용자가 옆으로 누운 예시도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트에 사용자가 옆으로 누운 경우의 각 신체 부위에 대한 무게 값의 강도를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부의 분해도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 좌측면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 매트부의 분해도이다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 평면도이다.
도 13b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 좌측면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에서 제3 부재의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 16a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 매트부를 나타낸 예시도이다.
도 16b는 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 매트부에 포함된 유체적 발열체의 예시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제1 예시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제2 예시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제3 예시도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제4 예시도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 22a는 본 발명의 실시 예에 따른 매트부에 포함된 압전 센서들의 배치 간격을 조절하기 위해 여성의 평균 키를 표본화한 예시도이다.
도 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 매트부에 포함된 압전 센서들의 배치 간격을 조절하기 위해 남성의 평균 키를 표본화한 예시도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에 배치된 적어도 하나의 발열체가 수면자의 신체 일부에 기반하여 서로 다른 온도로 발열하기 위해 주위 온도를 고려한 신체 일부의 발열 예시도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에 배치된 적어도 하나의 발열체가 수면자의 신체 일부에 기반하여 서로 다른 온도로 발열하기 위해 참조될 수 있는 신체 일부의 온도를 나타낸 예시도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 일부에 대한 온도를 측정하는 센서를 갖춘 체온 측정기를 나타낸 예시도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신체의 중심 온도를 추정하기 위해 각 신체 부위에서의 온도 민감도를 나타낸 예시도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실제 중심 온도와 상기 실제 중심 온도와 유사한 온도를 갖는 신체 부위의 온도를 연령대 별로 나타낸 예시도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도, 혈장 코티솔, 및 혈장 멜라토닌이 수면 중에 변화하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주위 온도에 따른 중심 온도 및 피부 온도를 나타낸 예시도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 온도의 변화에 따른 중심 온도 및 피부 온도의 변화를 나타낸 예시도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 중인 동안의 중심 온도의 변화를 나타낸 예시도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면자의 수면 패턴을 나타낸 예시도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 중간대를 나타낸 예시도이다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도와 온열 중간대의 관계를 나타낸 예시도이다.
도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 36은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 37은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 내의 전자 장치를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 40은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 제어 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 41은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 42는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 전자 장치의 블럭도이다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 45는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 부위에 대한 온도를 조절하는 화면을 나타낸 예시도이다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 정보에 대한 화면을 나타낸 예시도이다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 위급 상황에 기반하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 위급 상황을 알리는 메시지의 예시도이다.
도 50은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 스마트 매트 및 제어 방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(100)는 적어도 하나의 발열체(111) 및 적어도 하나의 압전 센서(112)를 포함하는 매트부(110), 및 상기 매트부(110)의 온도를 제어하는 제어 장치(120)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 스마트 매트(100)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 스마트 매트(100)의 구성 요소들이 도 1에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)는 상기 매트부(110) 내에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 또는, 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)는 상기 매트부(110) 내에서 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치될 수 있고, 압력이 더 가해지는 부분에 선택적으로 더 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)는 스마트 매트(100)의 매트부(110) 겉면에 형성된 겉감 부재의 하층에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(예: 수면자)(105)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값)를 획득할 수 있다. 예를 들면, 사용자(예: 수면자)가 매트부(110) 상에서 이불을 덮고 있는 경우, 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(예: 이불을 덮고 있는 수면자)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값 및 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게)를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 직물로 이루어진 밴드 형의 부재(예: 제1 부재) 내에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 부재는 상기 매트부(110) 내의 겉감 부재 하층에서 격자 구조(예: 가로 M줄 X 세로 N줄)로 형성될 수 있다. 또는, 상기 제1 부재는 상기 매트부(110) 내의 겉감 부재 상층에서 격자 구조(예: 가로 M줄 X 세로 N줄)로 형성될 수 있다. 또는, 상기 제1 부재는 상기 매트부(110) 내에서 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치될 수 있고, 압력이 더 가해지는 부분에 선택적으로 더 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 전기적 발열체, 유체적 발열체, 및 상기 전기적 발열체와 상기 유체적 발열체의 조합으로 구성된 혼합적 발열체 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발열체(111)는 상기 매트부(110) 내에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 또는, 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 상기 매트부(110) 내에서 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치될 수 있고, 열이 더 가해지는 부분에 선택적으로 더 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 상기 매트부(110) 겉면에 형성된 겉감 부재의 하층에 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)의 하층에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 발열체(111) 각각은 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각에 대응되는 위치에 각각 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 유체(예: 공기 또는 액체)를 저장할 수 있는 밀폐형 챔버로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 각각의 적어도 하나의 발열체(111)는 유체가 유입되는 적어도 하나의 하나의 유입관 및 상기 적어도 하나의 유입관을 통해 유입된 유체가 배출되는 유출관을 포함하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발열체(111) 각각은 프로세서(126) 또는 온도 제어부(121)의 제어 하에 자신의 위치에서 발열될 수 있다. 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 직물로 이루어진 밴드형의 부재(예: 제2 부재) 내에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2 부재는 상기 매트부(110) 내의 겉감 부재 하층(또는 상기 제1 부재 하층)에서 격자 구조(예: 가로 M줄 X 세로 N줄)로 형성될 수 있다. 또는, 상기 제2 부재는 상기 매트부(110) 내에서 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치될 수 있고, 열이 더 가해지는 부분에 선택적으로 더 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 각각은 상기 매트부(110)와 탈착 또는 부착이 가능하거나 또는, 상기 매트부(110)와 일체형으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 각각은 직물로 이루어진 밴드형으로 제조되거나 또는 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 하나의 부재로 제조 또는 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 분리되는 경우, 상기 제1 부재는 상기 제2 부재의 상측에 배치되거나, 또는 상기 제2 부재의 하측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 부재에 배치된 적어도 하나의 발열체(111) 각각은, 인가되는 전압에 의해 발열될 수 있는 전기적 발열체, 가열된 액체 또는 공기에 의해 발열될 수 있는 유체적 발열체, 및 상기 전기적 발열체와 상기 유체적 발열체의 조합으로 구성된 혼합적 발열체 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 부재에 배치된 발열체(111)가 전기적 발열체인 경우, 상기 발열체(111) 각각은 프로세서(126) 또는 온도 제어부(121)의 제어 하에 인접한 다른 발열체에 인가되는 전압과 상이한 전압을 공급받을 수 있다. 그리고, 상기 발열체(111) 각각은 공급된 전압에 기반하여 인접한 다른 발열체와 상이한 온도로 발열될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 부재에 배치된 발열체(111)가 유체적 발열체인 경우, 상기 발열체(111) 각각은 프로세서(126) 또는 온도 제어부(121)의 제어 하에 인접한 다른 발열체에 공급되는 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도와 상이한 온도의 유체를 공급받을 수 있다. 그리고, 상기 발열체(111) 각각은 공급된 유체의 온도에 기반하여 인접한 다른 발열체와 상이한 온도로 발열될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유체적 발열체는 상기 유체적 발열체로 유체가 유입되는 적어도 하나의 유입관, 및 상기 유입된 유체가 상기 유체적 발열체로부터 배출되는 적어도 하나의 유출관을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유체적 발열체는, 상기 유출관을 통해 배출된 유체가 각 유입관에 부착된 온도 제어부를 통해 제어되고, 상기 온도 제어부에 의해 온도가 제어된 유체가 각각의 유입관에 부착된 밸브를 통해 상기 적어도 하나의 유입관으로 다시 유입되는 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유체의 온도를 제어하는 적어도 하나의 온도 제어부는, 상기 매트부(110) 내에서 해당 유체적 발열체에 유입되는 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도를 제어할 수 있는 적절한 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 밸브는 상기 유체적 발열체와 상기 온도 제어부 사이에 배치될 수 있다.
상기 온도 제어부는 상기 유출관을 통해 배출된 유체를 미리 설정된 제1 온도에 기반하여 가열할 수 있다. 상기 온도 제어부(121)는 상기 제1 온도로 가열된 유체를 적어도 하나의 유체적 발열체 각각에 포함된 제1 유입관을 통해 상기 적어도 하나의 유체적 발열체에 공급할 수 있다. 또한, 상기 온도 제어부는 상기 유출관을 통해 배출된 유체를 미리 설정된 제2 온도에 기반하여 가열할 수 있다. 상기 온도 제어부(121)는 상기 제2 온도로 가열된 유체를 적어도 하나의 유체적 발열체 각각에 포함된 제2 유입관을 통해 상기 적어도 하나의 유체적 발열체에 공급할 수 있다. 이상에서는 본 발명에 따른 적어도 하나의 발열체(111) 및 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대해 간략히 설명하였으나, 이하에서는 적어도 하나의 발열체(111) 및 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대해 도면에 기반하여 보다 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)는 상기 스마트 매트(100)의 세탁 시, 상기 제어 장치(120)의 내부로 물 또는 이물질이 유입되지 않도록 외관이 형성될 수 있다. 상기 제어 장치(120)는 상기 매트부(110)의 내부에 배치될 수 있거나, 또는 외관에 밀폐형으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(120)는 외부 전원(140)과의 인터페이스에 물 또는 이물질이 유입되지 않도록 상기 외부 전원(140)과의 연결 부분을 제외한 나머지 부분이 밀폐형으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)는 상기 매트부(110)에 물리적으로 부착될 수 있고, 상기 매트부(110)에 포함된 적어도 하나의 발열체(111) 및 적어도 하나의 압전 센서(112)와 유선 연결을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 상기 제어 장치(120)는 상기 매트부(110)에 물리적으로 이격되어 상기 매트부(110)에 포함된 적어도 하나의 발열체(111) 및 적어도 하나의 압전 센서(112)와 무선 연결을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)는 온도 제어부(121), 센서부(122), 통신부(123), 입력부(124), 메모리(125), 어댑터(130), 및 프로세서(126)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)는 무선 전력 송신 장치로부터 전송되는 전력을 수신하고, 수신된 전력을 충전하는 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 장치(120)의 구성 요소들이 도 1에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터(130)는 외부 전원(140)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 이러한 유선 또는 무선에 기반한 연결을 통해 상기 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 어댑터(130)는 상기 외부 전원(140)으로부터 공급되는 전압(예: 교류 전압)을 반파 정류된 전압으로 변환하고, 상기 반파 정류된 전압을 필터링하여 조정된 전압(예: 직류 전압)으로 변환할 수 있다. 상기 어댑터(130)는, 상기 프로세서(126)의 제어 하에, 변환된 직류 전압을 상기 제어 장치(120)가 동작될 수 있는 전압으로 조절하고, 상기 조절된 전압을 상기 제어 장치(120)에 포함된 각각의 구성 요소로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터(130)는 상기 외부 전원(140)과의 유선 연결 또는 무선 연결을 위한 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 인터페이스(미도시)는 외부 전원(140), 또는 외부 전자 장치(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들면, 상기 인터페이스(미도시)는 HDMI(high-definition multimedia interface), USB(universal serial bus), 광 인터페이스, 또는 D-sub(D-subminiature)를 포함할 수 있다. 상기 인터페이스(미도시)는 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 제어부(121)는 매트부(110) 내에 배치된 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다. 각각의 발열체(111)의 식별자 및 위치 정보는 메모리(125)에 저장될 수 있다. 상기 온도 제어부(121)는 상기 프로세서(126)의 제어 하에 상기 매트부(110) 내에 일정 간격으로 배치된(또는, 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치된) 각각의 발열체(111)의 온도가 인접한 적어도 하나의 발열체(111)의 온도와 상이한 온도로 발열되도록 각각의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있다. 상기 온도 제어부(121)는 상기 적어도 하나의 발열체(111)와 유선 연결을 통해 신호를 송수신 할 수 있다. 또는, 상기 온도 제어부(121)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반한 프로토콜을 통해 각각의 발열체(111)와 신호를 송수신할 수 있다. 도 1에는 상기 온도 제어부(121)가 상기 프로세서(126)와 별도의 구성 요소로서 도시되어 있나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 상기 온도 제어부(121)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 동작은 상기 프로세서(126)에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(122)는 상기 매트부(110) 내에 배치된 적어도 하나의 압전 센서(112)로부터 측정 또는 획득된 압전 정보를 수신할 수 있다. 상기 압전 정보는 해당 압전 센서(112)의 식별자 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각각의 압전 센서(112)의 식별자 및 위치 정보는 메모리(125)에 저장될 수 있다. 상기 센서부(122)는 상기 매트부(110) 내에 일정 간격으로 배치된 각각의 각각의 압전 센서(112)로부터 측정 또는 획득된 압전 정보를 수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다. 상기 센서부(122)는 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)와 유선 연결을 통해 신호를 송수신 할 수 있다. 또는, 상기 센서부(122)는 근거리 통신(예: 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반한 프로토콜을 통해 각각의 압전 센서(112), 온도 감지 센서와 신호를 송수신할 수 있다. 도 1에는 상기 센서부(122)가 상기 프로세서(126)와 별도의 구성 요소로서 도시되어 있나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 상기 센서부(122)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 동작은 상기 프로세서(126)에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(123)는 상기 제어 장치(120)에 포함된 적어도 하나의 구성 요소와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(123)는, 매트부(110) 내에 배치된 적어도 하나의 압전 센서(112), 및 상기 센서부(122)와 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 적어도 하나의 신호 또는 정보를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(123)는 적어도 하나의 전자 장치(예: 카메라, 냉방 장치, 난방 장치, 냉난방 장치, 가습기, 제습기, 공기 청정기, 음향 출력 장치, 선풍기, 조명 장치, 산소 발생기 등)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 또는 상기 통신부(123)는 상기 유선 통신 또는 상기 무선 통신을 통해 상기 적어도 하나의 전자 장치와 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(123)는 근거리 통신(예: 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반하여 적어도 하나의 전자 장치와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부(123)는 카메라(예: 비젼 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등)에서 획득된 이미지를 수신할 수 있고, 냉난방 장치에서 측정한 온도, 및 습도 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신할 수 있다. 또한, 상기 통신부(123)는 상기 냉난방 장치에서 측정한 온도에 대한 정보를 수신할 수 있고, 상기 가습기에서 측정한 습도에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 통신부(123)는 상술한 바와 같이, 이러한 전자 장치로부터 신호 또는 데이터를 수신하는 것에 대해 설명하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 다양한 외부 장치로부터 신호 또는 데이터를 수신할 수 있음은 자명하다.
일 실시 예에 따르면, 상기 입력부(124)는 사용자로부터 스마트 매트(100)의 동작에 관한 데이터, 예를 들면, 동작 설정, 동작 모드, 온도 설정 등에 대한 데이터를 입력 받을 수 있고, 사용자로부터 입력된 다양한 정보를 상기 프로세서(126)로 제공할 수 있다. 이를 위해, 입력부(124)는 스위치, 버튼 등의 물리적인 조작부재를 포함하거나 터치 키, 터치 패드, 터치 스크린 등의 전기적인 조작부재를 포함할 수 있다. 또는, 상기 입력부(124)는 사용자의 음성 신호를 입력 받을 수 있는 마이크, 및 사용자에게 스마트 매트(100)에 관한 다양한 정보를 음성으로 출력할 수 있는 스피커를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(125)는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(126), 온도 제어부(121), 센서부(122), 통신부(123), 입력부(124), 발열체(111), 또는 압전 센서(112))에 의해 획득되거나 또는 사용되는 다양한 데이터(예: 소프트웨어, 획득된 정보, 측정된 정보, 제어 신호 등), 및 이와 관련된 명령어들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(125)는 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대한 식별자 및 매트부(110) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(125)는 상기 적어도 하나의 발열체에 대한 식별자 및 매트부(110) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(125)는 사용자(105)의 각 신체 일부에 대한 무게 정보 및 신체 일부에 대한 온도 정보를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(125)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(125)는 스마트 매트(100)의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램 등이 저장될 수 있다. 이에 따라, 상기 프로세서(126)는 메모리(125)에 저장된 정보를 참조하여 후술하는 제어 동작을 수행할 수 있다. 상기 메모리(125)는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다. 상기 메모리(125)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 소프트웨어를 구동하여 상기 프로세서(126)에 연결된 적어도 하나의 구성요소(예: 온도 제어부(121), 센서부(122), 통신부(123), 입력부(124), 메모리(125), 어댑터(130), 밸브, 펌프, 온도 감지 센서, 배터리 또는 소프트웨어 구성요소))를 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 제어할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 유선 통신 또는 상기 무선 통신에 기반하여 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 온도 제어부(121), 상기 센서부(122), 상기 통신부(123), 상기 입력부(124)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 상기 메모리(125)에 로드하여 처리하고, 처리된 데이터를 메모리(125)에 저장할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 상기 처리된 데이터를 입력부(124)(예: 터치 스크린)를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 온도 제어부(121), 센서부(122), 통신부(123), 입력부(124), 메모리(125), 어댑터(130), 밸브, 펌프, 온도 감지 센서, 배터리 또는 소프트웨어 구성요소))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 또는, 상기 다른 구성 요소(예: 온도 제어부(121), 센서부(122), 통신부(123), 입력부(124), 메모리(125), 어댑터(130), 밸브, 펌프, 온도 감지 센서, 또는 소프트웨어 구성요소))의 동작 일부 또는 전부는 상기 프로세서(126)(예: 제어 회로)로서 구현될 수 있거나, 상기 프로세서(126)에서 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각의 위치에서 상기 스마트 매트(100) 상의 사용자(예: 수면자)(105)에 의한 압전 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 상기 매트부(110) 내의 적어도 하나의 압전 센서를 통한 압전 정보의 획득에 기반하여 상기 스마트 매트(100) 상에 사용자(105)의 존재 여부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 압전 센서(112)로부터 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 등)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어하도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 사용자(105)의 신체는, 머리, 등, 팔, 허리, 엉덩이, 허벅지, 종아리 등으로 구분될 수 있다. 이러한 신체의 각 부분은 매트부(110)에 닺는 면적이 서로 다를 수 있고, 각각의 신체의 무게는 다른 신체의 무게와 서로 상이할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 이러한 서로 다른 면적 및 무게 중 적어도 하나에 기반하여 사용자의 신체의 일부를 식별할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(126)는 카메라로부터 수신되는 사용자에 대한 이미지를 통해 사용자의 신체의 일부에 대한 식별력을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 각각의 신체 부위의 무게를 식별한 적어도 하나의 압전 센서(112)로부터 적어도 하나의 압전 정보를 수신하고, 수신된 압전 정보에 기반하여 사용자의 신체의 일부를 식별할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 상기 각각의 신체 부위의 무게 및 면적과, 상기 적어도 하나의 압전 정보를 통해 사용자의 수면 자세를 식별할 수 있고, 각 신체 부위를 식별할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 카메라를 통해 획득된 사용자에 대한 영상 이미지를 통신부(123)를 통해 수신하고, 상기 수신된 영상 이미지를 통해 사용자의 수면 자세를 식별할 수 있고, 각 신체 부위를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 각각의 신체 부위에 대한 무게 및 면적과, 상기 획득된 영상 이미지, 상기 적어도 하나의 압전 정보 중 적어도 하나를 통해 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 사용자의 신체의 일부를 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 상기 사용자의 제1 신체의 일부에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 영상 이미지를 분석하여 사용자가 현재 이불을 덮고 있는지, 또는 덮고 있지 않는지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 이불을 덮고 있는 것으로 식별되면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부에 대한 이불의 무게를 신체 일부를 인식하는데 반영할 수 있고, 인식된 신체 일부에 대응하여 발열하는 적어도 하나의 발열체의 발열 온도에 반영할 수 있다.
예를 들면, 상기 메모리(125)는 사용자의 각 신체 일부에 대한 무게 정보 및 각 신체 일부에 대한 온도 정보를 저장하고 있다. 상기 프로세서(126)는 신체 일부에 대한 이불의 무게를 상기 메모리(125)에 저장된 무게 정보에 반영하여 상기 사용자의 신체 일부를 보다 효율적으로 인식할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 이불의 덮음에 기반하여 신체 일부에서의 온도 변화를 상기 온도 정보에 반영하고, 상기 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 각각의 압전 센서(112)로부터 수신된 압전 정보에 기반하여 상기 압전 정보를 전송한 각각의 압전 센서(112)의 매트부(110) 내의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보에 포함된 식별자를 통해 상기 압전 정보를 전송한 압전 센서(112)를 식별할 수 있고, 상기 압전 센서(112)가 매트부(110) 내에 어디에 위치하는지 상기 압전 센서(112)에 대한 위치를 식별할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별자 및 상기 위치의 식별에 기반하여 상기 압전 정보를 전송한 각각의 압전 센서에 대응되는 각각의 발열체(111)를 식별할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(100)의 매트부(110), 상기 스마트 매트(100)를 동작을 제어하는 제어 장치(120), 상기 매트부(110) 내에 위치하며 발열하는 적어도 하나의 발열체(111), 및 상기 매트부(110) 상에 위치한 사용자의 적어도 신체의 일부를 감지하는 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대해 설명하였다. 이하에서는, 상기 스마트 매트(100)의 동작을 제어하는 제어 장치(120)의 각 구성 요소에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 제어 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어부(121)는 포토 커플러(210), 제어 회로(220), 온도 조절기(230), 전력 소자(240), 및 온도 과열 방지 회로(250)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 상기 온도 제어부(121)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 상기 온도 제어부(121)의 구성 요소들이 도 2에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 회로(220)는 프로세서(126)의 제어 하에 어댑터(130)에서 출력되는 전압(예: 직류 전압)을 전력선을 통해 인가 받을 수 있다. 상기 제어 회로(220)는 상기 어댑터(130)에서 공급되는 전압을 온도 조절기(230)에서 설정된 전압으로 가변시킬 수 있는 회로(예: 비교기(comparator))를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 회로(220)는 상기 비교기를 통해 상기 어댑터(130)에서 공급되는 전압을 온도 조절기(230)에서 설정된 전압으로 가변시키고, 가변된 전압을 포토 커플러(210)로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 조절기(230)는 상기 프로세서(126)와 통신 선을 통해 연결될 수 있다. 상기 온도 조절기(230)는 상기 연결된 통신 선에 기반하여 상기 프로세서(126)로부터 수신된 서로 다른 온도 조절 값을 저장하고, 상기 저장된 온도 조절 값에 기반하여 전압을 설정할 수 있다. 상기 온도 조절기(230)는 온도를 조절하는 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 스위칭 회로의 가변 저항(미도시)을 조절하여 상기 온도 조절 값에 따라 전압을 설정할 수 있다. 상기 온도 조절기(230)는, 프로세서(126)의 제어 하에, 가변 저항을 이용하여 전압을 가변시킴으로써, 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체에서 발열되는 온도를 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 온도 조절기(230)는 상기 발열체(111)의 온도를 제1 온도(예: 65oC)로 제어할 경우, 상기 발열체(111)에 인가되는 전압을 제1 전압(예: 4V~5V)으로 설정할 수 있다. 또는, 상기 온도 조절기(230)는 상기 발열체(111)의 온도를 제2 온도(예: 30oC)로 제어할 경우, 상기 발열체(111)에 인가되는 전압을 제2 전압(예: 10V~12V)으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 상기 온도 조절기(230)는 설정하고자 하는 온도에 기반하여 가변 저항을 조절함으로써 해당 발열체에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 온도와 전압은 서로 반비례 관계일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 포토 커플러(210)는 정류 및 전압 변화에 사용되는 소자를 포함하며, 서로 다른 전압을 사용하는 분기 회로를 안정적으로 동작시키기 위한 기능을 수행할 수 있다. 상기 포토 커플러(210)는 전기 신호를 빛으로 결합시키고, 발광부와 수광부가 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 포토 커플러(210)는 발광부(예: 발광 다이오드)에 전기 신호가 입력되면 빛을 출력하고, 상기 출력된 빛을 수광부(예: 포토 다이오드)에 입사하여 전도 상태가 된다. 상기 포토 커플러(210)는 제어 회로(220)로부터 공급된 전압을 보다 안정적인 전압으로 변환하여 전력 소자(240)를 통해 발열체(111)로 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전력 소자(240)는 단방향으로 전기가 흐르도록 하는 전력 반도체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 과열 방지회로(250)는, 상기 프로세서(126)의 제어 하에, 상기 발열체(111)에서 발열되는 온도를 감지할 수 있다. 그리고, 상기 온도 과열 방지회로(250)는 상기 감지된 온도와 미리 결정된 임계 온도를 비교하여 상기 발열체(111)로 인가되는 전압의 온/오프(On/Off)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지된 온도가 상기 미리 결정된 임계 온도 보다 높을 경우, 상기 온도 과열 방지회로(250)는 상기 발열체(111)로 인가되는 전압을 오프(Off)할 수 있다. 예를 들면, 상기 온도 과열 방지회로(250)는 적어도 하나의 발열체에서 발열되는 온도를 각각 감지하고, 상기 적어도 하나의 발열체에서 감지된 각각의 온도와 해당 발열체에 설정된 임계 온도를 비교할 수 있다. 그리고, 상기 온도 과열 방지회로(250)는 상기 임계 온도를 초과한 적어도 하나의 발열체로 인가되는 전압을 오프할 수 있다.
이와 같이, 일 실시 예에 따른 상기 온도 제어부(121)는, 프로세서(126)의 제어 하에, 압전 센서(112)에 의해 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 압전 센서(112)에 대응되는 위치에 배치된 발열체(111)의 발열 온도를 제어할 수 있다.
도 2에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시 예는 각각의 발열체의 온도를 감지하는 적어도 하나의 온도 감지 센서, 적어도 하나의 밸브, 및 적어도 하나의 펌프를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 온도 감지 센서, 적어도 하나의 밸브, 및 적어도 하나의 펌프의 기능 또는 동작은 후술하는 도면을 통해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 압전 센서들 각각의 위치에서 상기 스마트 매트(100)(예: 매트부(110)) 상의 사용자에 의한 압전 정보를 획득할 수 있다(S310). 일 실시 예에 따르면, 만일, 사용자가 매트부(110) 상에 위치(예: 누워 있는 경우, 또는 앉아 있는 경우)하는 경우, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 압전 센서들로부터 상기 사용자에 의한 무게를 감지한 신호를 수신할 수 있다. 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 스마트 매트(100)에 포함된 적어도 하나의 압전 센서 및 적어도 하나의 발열체가 동작되도록 상기 신호의 수신에 기반하여 상기 스마트 매트를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 매트부(110)에서 일정 간격(예: 1cm, 5cm, 또는 10cm 등)으로 이격된 위치(또는, 상부, 하부, 및 중간 부분에 위치)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서들에 의해 획득된 사용자의 신체 일부에 대한 압전 정보를 적어도 하나의 압전 센서들로부터 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 획득할 수 있다.
상기 일정 간격(예: 1cm, 5cm, 또는 10cm 등)은 단지 예시일 뿐이며, 각각의 압전 센서는 서로 다른 간격으로도 배치될 수 있다. 또는, 각각의 압전 센서는 매트부의 상부, 하부, 및 중간 부분에 배치될 수 있고, 압력이 더 가해지는 부분에 선택적으로 더 많이 배치될 수 있다. 상기 압전 정보는 사용자에 의한 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서의 식별자, 및 상기 적어도 하나의 압전 센서에 감지된 상기 사용자의 신체 일부에 대한 무게 값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(예: 수면자)가 매트부(110) 상에서 이불을 덮고 있는 경우, 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(예: 이불을 덮고 있는 수면자)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값 및 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게)를 획득할 수 있다.
예를 들면, 만일, 사용자가 이불을 덮고 있는 상태에서, 사용자의 신체 일부만의 무게 값을 획득하고자 하는 경우, 상기 프로세서(126)는 이불을 덮고 있는 신체 일부에 대한 무게 값에서 상기 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게 값을 차감하여, 상기 사용자의 신체 일부만의 무게 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각 압전 센서에서 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 스마트 매트(100)(예: 매트부(110)) 상의 사용자의 형상을 식별할 수 있다(S312). 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 압전 정보를 전송한 각각의 압전 센서를 식별하고, 식별된 각각의 압전 센서에 기반하여 스마트 매트(100)의 매트부(110) 상의 사용자의 형상을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)(예: 제어 장치(120)의 메모리(125))는 적어도 하나의 압전 센서의 식별자, 상기 적어도 하나의 압전 센서가 상기 매트부(110) 내에 배치된 위치 정보, 및 사용자의 신체 일부(예: 머리)에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 메모리(125)에 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(125)는 사용자의 다양한 신체 일부에 대한 무게의 평균 값을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 압전 센서로부터 수신된 압전 정보를 분석하여 상기 압전 정보를 전송한 상기 적어도 하나의 압전 센서의 식별자 및 각 압전 센서에서 획득한 사용자의 신체 일부에 대한 무게 값을 식별할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각각의 압전 센서의 위치 정보에 기반하여, 각 압전 센서와 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 압전 센서(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서)에서 획득한 무게 값을 합산(예: 4.2kg)할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 합산된 무게 값(예: 4.2kg)과 상기 메모리(125)에 저장된 신체 일부에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 비교하여 상기 식별된 사용자의 형상에서 각각의 신체 일부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 카메라를 통해 획득된 사용자에 대한 영상 이미지를 통신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 수신된 영상 이미지를 통해 사용자의 수면 자세를 식별할 수 있고, 각 신체 부위를 식별할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 사용자의 신체 일부를 식별함에 있어서, 상기 수신된 영상 이미지의 분석을 통해 사용자의 신체 일부를 효율적으로 식별할 수 있다.
예를 들면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 수신된 영상 이미지에서 사용자의 각 신체 부위를 식별할 수 있다. 또는, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 영상 이미지에 기반하여 식별된 신체 부위와 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 식별된 신체 부위의 매칭 여부를 비교 및 분석할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 비교 및 분석을 통해 사용자의 신체 일부의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여, 상기 사용자의 신체의 적어도 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다(S314). 일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도가 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 종아리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도와 상이하도록 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어하도록 설정될 수 있다.
예를 들면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도보다 높게 발열되도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각각의 온도 제어부 및 온도 제어 센서 중 적어도 하나를 통해 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 각각 제어할 수 있다.
이와 같이, 매트부(110)에 배치된 복수의 발열체들 중에서, 사용자의 제1 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체는 제2 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체와 상이한 온도로 발열할 수 있다.
이하에서는, 상기 매트부(110)에 포함된 발열체의 종류 및 형상에 따른 실시 예들을 설명하면 다음과 같다.
제1 실시 예(발열체가 직물 내에 배치된 밴드 타입의 전기적 발열체인 경우):
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들의 연결을 나타낸 예시도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 온도 제어부들과 복수의 발열체들 각각의 연결 관계를 나타낸 예시도이다. 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 온도 제어부들 및 복수의 발열체들과, 복수의 압전 센서들의 관계를 나타낸 예시도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c) 각각은 통신선(410)과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 센서부(122) 및 상기 프로세서(126)와 통신할 수 있다. 그리고, 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c) 각각은 획득한 압전 정보를 상기 센서부(122)로 제공할 수 있다. 상기 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c) 각각은 무게 감지에 대응하여 On/Off로 동작되고, 압전 정보를 상기 센서부(122)로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c) 각각은 서로 일정 간격(또는 가변적인 간격)으로 이격되어 제1 부재(예: 직물로 이루어진 밴드)(306) 내에 배치될 수 있다. 상기 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c)은 제1 부재(예: 직물로 이루어진 밴드)(306)의 외부 또는 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 부재(306)는 하층에 형성된 제1 직물 상에 상기 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c)이 서로 일정 간격(또는 가변적인 간격)으로 이격되어 배치되고, 상기 복수의 압전 센서들(112a, 112b, 및 112c) 상측에 제2 직물을 형성하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 부재(306)는 방수 기능을 갖춘 재질로 형성 또는 제조될 수 있다. 그리고, 상기 제1 부재(306)는 매트부(110)와 탈착 또는 부착이 가능하거나, 또는 상기 매트부(110)와 일체형으로 형성 또는 제조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c) 각각은 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c) 각각과 연결되어 있다. 예를 들면, 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c) 중 제1 온도 제어부(121a)는 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c) 중 제1 발열체(111a)와 연결될 수 있다. 그리고, 제2 온도 제어부(121b)는 제2 발열체(111b)와 연결될 수 있고, 제3 온도 제어부(121c)는 제3 발열체(111c)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c) 각각은 전력선(421)을 통해 어댑터(130)로부터 공급되는 전압을 수신할 수 있고, 통신선(422)을 통해 상기 프로세서(126)와 신호를 송수신할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c) 각각에 연결된 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c) 각각의 일 측은 접지선(423)에 연결될 수 있다.
상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c)은 서로 일정 간격(또는 가변적인 간격)으로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c) 각각은 서로 일정 간격(또는 가변적인 간격)으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 하나의 온도 제어부(예: 121a)와 하나의 발열체(예: 111)는 하나의 단위로 제2 부재(예: 직물로 이루어진 밴드)(420) 내에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c) 및 상기 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c)은 제2 부재(예: 직물로 이루어진 밴드)(3011)의 외부 또는 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 부재(420)는 하층에 형성된 제1 직물 상에 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c)과 상기 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c)은 서로 일정 간격(또는 가변적인 간격)으로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 부재(420)는 상기 복수의 온도 제어부들(121a, 121b, 및 121c)과 상기 복수의 발열체들(111a, 111b, 및 111c) 상측에 제2 직물을 형성하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 부재(420)는 방수 기능을 갖추고 열전도율이 좋은 재질로 형성 또는 제조될 수 있다. 그리고, 상기 제2 부재(420)는 매트부(110)와 탈착 또는 부착이 가능하거나, 또는 상기 매트부(110)와 일체형으로 형성 또는 제조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재(410)와 상기 제2 부재(420)는 하나로 통합된 제3 부재(430)로 형성 또는 제조될 수 있다. 상기 제1 부재(410)와 상기 제2 부재(420)는 서로 탈착 또는 부착이 가능하도록 제조될 수 있다. 각각의 압전 센서(112a, 112b, 또는 112c)에 의해 획득된 압전 정보에 기반하여 해당 발열체(111a, 111b, 또는 111c)는 서로 다른 온도로 발열될 수 있다. 예를 들면, 제1 발열체(111a)가 위치한 제1 구간(441)에서 발열되는 온도는 제2 발열체(111b)가 위치한 제2 구간(442), 또는 제3 발열체(111c)가 위치한 제3 구간(443)에서 발열되는 온도와 상이할 수 있다. 또는, 제2 발열체(111b)가 위치한 제2 구간(442)에서 발열되는 온도는 제1 발열체(111a)가 위치한 제1 구간(441), 또는 제3 발열체(111c)가 위치한 제3 구간(443)에서 발열되는 온도와 상이할 수 있다. 또는, 제3 발열체(111c)가 위치한 제3 구간(443)에서 발열되는 온도는 제1 발열체(111a)가 위치한 제1 구간(441), 또는 제2 발열체(111b)가 위치한 제2 구간(442)에서 발열되는 온도와 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재(410) 및 상기 제2 부재(420)를 결합한 제3 부재(430)는 열에 강한 재질로 제조될 수 있다. 그리고, 상기 제3 부재(430)는 매트부(110)와 탈착 또는 부착이 가능하거나, 또는 상기 매트부(110)와 일체형으로 형성 또는 제조될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들을 통해 획득한 스마트 매트 위의 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 복수의 압전 센서들을 통해 획득한 사용자의 무게 값에 대한 강도를 보간한 예시도이다. 도 5c는 도 5b에서 보간된 강도에 기반하여 사용자의 신체 일부를 구분한 예시도이다. 도 5d는 사용자의 신체 중에서 가슴 부분에 대한 예시도이다. 도 5e는 사용자의 가슴 부분에 위치한 적어도 하나의 압전 센서에서 획득된 압전 정보를 필터링하여 맥파를 추출한 예시도이다. 도 5f는 도5e에서 상기 추출된 맥파를 전처리하여 심박 파형과 호흡 파형을 나타낸 예시도이다. 도 5g는 도5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 생리적 인텍스의 백색 잡음을 추출한 예시도이다. 도 5h는 도 5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 심박 검출 신호를 추출한 예시도이다. 도 5i는 도 5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 호흡 파형을 추출한 예시도이다. 도 5j는 도 5h에서 상기 심박 검출 신호를 시주파수 분석하여 수면 패턴을 분석한 예시도이다. 도 5k는 도 5f에서 상기 심박 파형에서 심박 변이도를 추출한 예시도이다.
도 5a를 참조하면, 일 실시 예에 따른, 압전 센서(112)는 사용자(예: 수면자)의 신체 일부에 대한 무게 값 이외에 사용자(예: 수면자)의 수면 자세 및 위치, 신체의 분절 위치, 맥박 수, 호흡 수, 수면 중의 움직임, 및 수면 단계 중 적어도 하나에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 심박 변이도를 분석하기 위해, 로우 신호를 최소 128Hz로 샘플링할 수 있다. 상기 로우 신호는 압전 정보에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(126)는 매트부(110)에 포함된 적어도 하나의 압전 센서 각각으로부터 로우 신호(raw signal)를 획득하고, 획득된 각각의 압전 센서에 대한 로우 신호를 미리 결정된 비율(예: 256Hz, 또는 256Hz 이상)로 샘플링할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 샘플링된 값에 기반하여, 사용자의 신체 일부에 해당되는 무게를 감지한 압전 센서(510)에서 상기 감지된 무게의 강도를 획득하고, 획득된 강도를 보간(interpolation)하여 실제와 유사한 수면 자세를 식별할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 5a에서 사용자의 신체에 대해 획득된 무게의 강도를 보간하는 경우, 사용자의 형상을 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 사용자의 신체 일부(예: 머리(521), 등(경각골)(522), 손(523) 등)를 구분할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 각각의 신체 일부(예: 머리(521), 등(경각골)(522), 손(523) 등)에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서를 식별하고, 각각의 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서를 그룹화할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 적어도 하나의 압전 센서를 통해 식별한 신체 일부에 기반하여 압전 센서를 그룹화하는 것은, 각각의 신체 부위 부위에 해당되는 발열체의 발열 온도를 제어하여, 각각의 신체 부위에 서로 다른 온도를 제공하기 위함이다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체를 머리(531), 몸통(532), 왼팔(533), 오른팔(534), 왼쪽다리(535), 및 오른쪽 다리(536)로 구분할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서의 그룹화의 조건에 따라, 상기 몸통(532)를 경각골(522)이 위치한 등(532a)과 허리(532b)로 구분할 수 있다.
또한, 상기 프로세서(126)는 왼팔(533)과 오른팔(534)를 각각 팔꿈치 윗부분(533a, 534a))과 팔꿈치 아랫부분(533b, 534b))으로 구분할 수 있다. 마찬가지로, 상기 프로세서(126)는 왼쪽다리(535)와 오른쪽다리(536)를 각각 허벅지(535a, 536a)와 종아리(535b, 536b)로 구분할 수 있다.
도 5d 및 도 5e를 참조하면, 상기 프로세서(126)는 도 5d에 도시된 몸통부분에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서로부터 로우 신호를 획득하고, 상기 획득된 로우 신호를 필터링하는 경우, 도 5e와 같은 맥파에 대한 파형을 획득할 수 있다. 상기 맥파는 사용자의 호흡, 맥박에 기반하여 획득될 수 있다. 도 5e에서 사용자의 호흡, 맥박에 기반하여 획득된 파형에서 큰 값을 갖는 지점(551)은 사용자의 심장 박동에 의한 피크 값이다. 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 파형을 전처리하여 심박에 의한 파형과, 호흡에 의한 파형으로 구분할 수 있다.
도 5f를 참조하면, 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 파형을 전처리하여 심박에 의한 파형(561)과, 호흡에 의한 파형(562)을 획득할 수 있다. 호흡에 의한 파형(562)는 심박에 의한 파형(561)보다 진폭이 클 수 있다.
도 5g, 및 도 5h를 참조하면, 심박에 의한 파형(561)을 주파수 분석하면, 도 5g와 같이 미세한 파형을 갖는 화이트 노이즈에 해당되는 신호의 파형과, 도 5h와 같이 심박 검출 신호의 파형을 획득할 수 있다. 도 5g는 도5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 생리적 인텍스의 백색 잡음을 추출한 파형이고, 도 5h는 도 5f에서 상기 전처리된 맥파에서 추출된 심박 파형의 주파수를 분석하여 심박 검출 신호를 추출한 파형이다.
도 5i를 참조하면, 상기 프로세서(126)는 도 5f의 호흡에 의한 파형(562)을 정규화(normalize)할 수 있다.
도 5j, 및 도 5k를 참조하면, 상기 프로세서(126)는 도 5h의 심박 검출 신호를 시주파수 분석하여 수면 패턴을 분석할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(126)는 도 5h의 심박 검출 신호에서 맥박이 뛰는 지점들의 간격을 분석하여 심박 변이를 획득하고, 획득된 심박 변이를 통해 수면 패턴을 분석할 수 있다 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 도 5h의 심박 검출 신호를 시주파수 분석하여 심박 변이(heart rate variability, HRV)를 식별할 수 있고, 사용자가 수면 중에 움직이는지를 식별할 수 있다.
상기 프로세서(126)는 사용자가 수면 중에 심장에 의한 박동을 적어도 하나의 압전 센서를 통해 식별하고, 식별된 박동에 기반하여 사용자의 스트레스 지수, 우울증, 및 불안 장애를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 식별된 심박 변이를 통해 사용자의 수면 상태를 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 식별된 심박 변이를 통해 사용자가 현재 깊은 수면(non-rapid eye movement sleep, NREM)중인지, 얕은 수면(rapid eye movement sleep, REM) 중인지, 또는 깨어 있는지를 식별할 수 있다.
도 5k를 참조하면, 상기 프로세서(126)는 심박 검출 신호를 시주파수 분석하여 수면 패턴을 분석하고, 상기 심박 검출 신호에서 맥박이 뛰는 지점들의 간격을 분석하여, 사용자가 NREM 구간(571)에서 깊은 수면중임을 식별할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각의 배치가 제1 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6b는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제2 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6c는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제3 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 반듯이 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 매트부(110)에서 미리 결정된 간격(예: 약 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm)으로 배치될 수 있다. 프로세서(126)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 매트부(110)에서 일정 간격(예: 약 1cm이하)으로 배치된 복수의 압전 센서들 각각으로부터 획득된 로우 신호를 샘플링하여 사용자의 무게 값의 강도를 획득할 수 있다.
예를 들면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 프로세서(126)는, 복수의 압전 센서들 각각이 약 1cm 이하의 거리로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 약 5cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 및 도 6c에 도시된 바와 같이 약 10cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우 보다 높은 해상도를 갖는 이미지를 획득할 수 있다.
이러한 각각의 압전 센서들 각각의 거리는 가변적으로 조절 가능하다. 상기 프로세서(126)는 이러한 복수의 압전 센서들 각각의 매트부(110) 내의 배치를 통해 사용자의 형상을 식별할 수 있고, 식별된 형상에 기반하여 사용자가 현재 반듯이 누운 상태임을 식별할 수 있다.
도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제1 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 옆으로 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6e는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제2 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 옆으로 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6f는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제3 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 옆으로 누운 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 도 6d에 도시된 바와 같이, 복수의 압전 센서들 각각이 약 1cm 이하의 거리로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 도 6e에 도시된 바와 같이 약 5cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 및 도 6f에 도시된 바와 같이 약 10cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우 보다 높은 해상도를 갖는 이미지를 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 복수의 압전 센서들 각각의 매트부(110) 내의 배치를 통해 사용자의 형상을 식별할 수 있고, 식별된 형상에 기반하여 사용자가 현재 옆으로(lateral) 누운 상태임을 식별할 수 있다.
도 6g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제1 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 엎드린 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6h는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제2 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 엎드린 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다. 도 6i는 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각은 제3 거리 단위로 매트부에 배치되고, 사용자가 엎드린 상태에서, 사용자의 무게 값에 의한 강도를 나타낸 예시도이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 도 6g에 도시된 바와 같이, 복수의 압전 센서들 각각이 약 1cm 이하의 거리로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 도 6h에 도시된 바와 같이 약 5cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우, 및 도 6i에 도시된 바와 같이 약 10cm 단위로 매트부(110) 내에 배치되는 경우 보다 높은 해상도를 갖는 이미지를 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 복수의 압전 센서들 각각의 매트부(110) 내의 배치를 통해 사용자의 형상을 식별할 수 있고, 식별된 형상에 기반하여 사용자가 현재 엎드린(prone) 상태임을 식별할 수 있다.
도 6a 내지 도 6i를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 상기 매트부(110)는 밴드 형상의 직물 내에 복수의 압전 센서들을 각각을 일정 간격(또는 가변적인 간격)을 두고 이격된 위치에 배치함으로써, 경제성, 내구성, 및 신뢰성(예: 구겨짐)을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 복수의 압전 센서들 각각에서 획득된 신호(예: 로우 신호)를 통해 무게의 강도를 나타내는 2D 이미지를 생성할 수 있고, 생성된 2D 이미지를 통해 사용자의 신체 일부를 식별할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제1 예시도이다. 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제2 예시도이다. 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체의 제3 예시도이다.
일 실시 예에 따른 발열체(111)는 발열 재질 및 온도를 감지하는 구조 및 방식에 따른 다양한 발열체를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 발열체(111)는 전기장 또는 자계장의 발생 방식에 따라 유자계 발열선, 무자계 발열선, 및 무전자계 발열선으로 분류될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 발열체(111)는 감열선을 포함할 수 있다. 상기 감열선은 온도를 감지하는 재질로서 나일노써미시트선이 발열체 내부에 존재할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 감열선은 발열선(711), 내피(712), 감지선(713) 및 외피(714)를 포함할 수 있다. 상기 감열선은 내부에 상기 발열선(711)이 나선 형태로 배치되고, 상기 발열선(711)을 상기 내피(712)가 감싸는 구조일 수 있다. 그리고, 상기 감지선(713)은 상기 내피(712)를 둘러싸는 나선 형태로 배치되고, 상기 감지선(713)을 외피(714)가 감싸는 구조일 수 있다. 이러한 감열선은 온도 제어부(121)에서 인가되는 전압에 기반하여 열을 발산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 온도 제어부들 각각은 하나의 감열선과 연결될 수 있다. 복수의 온도 제어부들 각각은 자신과 연결된 감열선으로 전압을 인가하고, 복수의 감열선들 각각은 서로 다른 온도로 발열할 수 있다. 도 7a에는 도시되지 않았으나, 상기 감열선의 일 측은 접지선(423)에 연결될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제2 실시 예에 따른 발열체(111)는 선상 발열체를 포함할 수 있다. 상기 선상 발열체는 각각의 폴리에틸렌(polyethylene) 선에 탄소 카본 재질을 입힌 수십 가닥의 폴리에틸렌 선을 병렬 형태로 묶어 사용될 수 있다. 상기 선상 발열체는 온도 감지와 온도가 미리 결정된 온도 이상으로 상승하는 것을 방지하는 역할을 수행하는 바이메탈을 사용할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 선상 발열체는 복수의 폴리에틸렌 선들(721), 상기 복수의 폴리에틸렌 선들(721)을 나선 형태로 감싸는 발열선(722), 상기 발열선(722)를 감싸는 나일론(723), 상기 나일론을 나선 형태로 감싸는 감지선(724), 및 상기 감지선을 감싸는 외피(예: poly vinyl chloride, PVC)(725)를 포함하는 구조이다. 상기 선상 발열체는 수십~수백 가닥의 폴리에틸렌 선(721)을 병렬로 연결한 구조를 갖는다.
도 7c를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 발열체(111)는 단심 발열체를 포함할 수 있다. 상기 단심 발열체는 동선 또는 합금선으로 된 한 가닥의 발열선으로써, PVC, 실리콘, 테프론을 외피로 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 단심 발열체는 동선 또는 합금선으로 된 발열선(731), 및 상기 발열선을 감싸는 PVC, 실리콘, 테프론 재질의 외피(732)를 포함할 수 있다. 이러한 단심 발열체는 온도 감지와 온도가 미리 결정된 온도 이상으로 상승하는 것을 방지하는 역할을 수행하는 바이메탈을 사용할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 직물 타입의 부재를 베개에 한 예시도이다. 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 직물 타입의 부재를 매트부에 배치한 예시도이다.
도 8a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 직물 타입의 부재는 밴드와 같이 신축성과 유연성을 가지기 때문에, 매트, 이불, 베개, 옷 등에 부착될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 직물 타입의 부재들은 각각 일정 간격(또는, 가변적인 간격)을 두고 베개(830)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 베개(830)의 세로 축은 두 개의 직물 타입의 부재(810, 811)가 배치될 수 있고, 가로 축은 두 개의 직물 타입의 부재(820, 821)가 배치될 수 있다.
각각의 직물 타입의 부재(810, 811, 820, 또는 821)의 일 측은 연결 단자(840, 841, 850 851)를 통해 프로세서(126), 또는 어댑터(130)에 연결됨으로써, 각각의 부재 내에 배치된 적어도 하나의 압전 센서는 공급된 전압에 기반하여 동작될 수 있다. 또한, 상기 각각의 직물 타입의 부재(810, 811, 820, 또는 821)의 타 측은 접지선(423)에 연결될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 직물 타입의 부재(860)는 매트(또는 이불)에 부착될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 직물 타입의 부재는 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위의 격자 구조로 매트(또는 이불)에 부착될 수 있다. 또는, 상기 직물 타입의 부재(860)는 매트(또는 이불)의 상부, 하부, 및 중간 부분에 가변적인 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 직물 타입의 부재(860)는 매트(또는 이불) 상에서 압력이 더 감지될 수 있는 부분에 더 많이 배치될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트에 사용자가 옆으로 누운 예시도이다. 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트에 사용자가 옆으로 누운 경우의 각 신체 부위에 대한 무게 값의 강도를 나타낸 예시도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(110)에 사용자가 옆으로 누운 경우, 사용자의 엉덩이는 발목 보다 무겁기 때문에, 사용자의 엉덩이 부분(910)이 사용자의 발목 부분(920)보다 하방으로 많이 눌려지게 된다. 이러한 사용자의 각 신체 부위의 서로 다른 무게에 따른 강도를 2D 이미지로 표현하면, 상기 엉덩이 부분(910)의 무게의 강도(911)는 상기 발목 부분(920)의 무게의 강도(921)와 서로 다름을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부의 분해도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 상기 매트부(110)의 외관에 형성되는 제1 겉감 부재(1031), 제2 겉감 부재(1034), 상기 제1 겉감 부재(1031)와 상기 제2 겉감 부재(1034) 내에 배치되며 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 제1 부재(1020), 및 적어도 하나의 발열체를 포함하는 제2 부재(1010)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 매트부(110)는 상기 제1 겉감 부재(1031)의 하층에 배치되며 충격을 완화하는 충전재 역할을 하는 제1 충전 부재(1032)와, 상기 제2 겉감 부재(1034)의 상층에 배치되며 충격을 완화하는 충전재 역할을 하는 제2 충전 부재(1033)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 압전 센서를 포함하는 제1 부재(1020) 및 상기 적어도 하나의 발열체를 포함하는 제2 부재(1010) 각각은 직물 타입으로 제작될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 각각은 직물로 감싸는 형태로 제작될 수 있고, 방수 기능을 갖출 수 있다. 상기 제1 부재(1020)는 가로 및 세로가 각각 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위(또는 가변적인 거리 단위)로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 부재(1010)는 가로 및 세로가 각각 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 부재(1020)는 직물로 제조될 수 있기 때문에, 신축성, 또는 유연성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 부재(1020)는 내부에 배치된 복수의 압전 센서들 각각과 센서부(122) 또는 프로세서(126)간의 신호를 송수신할 수 있는 통신선(411)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 부재(1020)는 상기 복수의 압전 센서들 각각으로 전압을 인가할 수 있는 전력선이 배치될 수 있다. 상기 제1 부재의 일 측은 센서부(122)와 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 부재(1020) 전력선이 배치되는 경우, 상기 제1 부재(1020)의 일 측은 접지될 수 있다.
도 11a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 평면도이다. 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 좌측면도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 제1 부재(1020)와 제2 부재(1010)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 각각은, 가로 및 세로가 각각 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 또는, 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 각각은, 가로 및 세로가 각각 가변적인 거리로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 각각은, 압력이 적게 감지될 수 있는 부분(예: 팔, 종아리 등) 보다 압력이 많이 감지될 수 있는 부분(예: 머리, 엉덩이, 어깨 등)에 좁은 간격으로 더 많이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재(1020)는 상기 제2 부재(1010)의 상 측에 배치될 수 있거나, 또는 상기 제1 부재(1020)는 상기 제2 부재(1010)의 하측에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 부재(1020)와 상기 제2 부재(1010)는 탈착 또는 부착이 가능할 수 있다.
상기 제1 부재(1020) 내에 배치된 복수의 압전 센서들 각각은, 상기 제2 부재(1010) 내에 배치된 복수의 발열체들 각각에 대응되는 위치(예: 하측)에 배치될 수 있다. 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 중 적어도 하나의 일 측은 어댑터(130)에 연결될 수 있고, 타 측은 접지될 수 있다. 상기 제1 부재(1020) 및 상기 제2 부재(1010) 중 적어도 하나는 상기 어댑터(130)으로부터 공급되는 전압을 유선 연결 또는 무선 연결을 통해 인가 받을 수 있다.
상기 매트부(110)(예: 제어 장치(120))는 전력을 무선으로 전송하는 전력 송신 장치(미도시)로부터 BLE(Bluetooth Low Energy)를 통해 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 매트부(110)는 수신된 전력을 충전할 수 있는 배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 매트부(110)는 배터리(미도시)에 충전된 전원에 기반하여 상기 제1 부재(1020)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서와, 상기 제2 부재(1010)에 배치된 적어도 하나의 발열체의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 상기 제1 부재(1020)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서로부터 압전 정보를 센서부(122)를 통해 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보의 수신에 응답하여 상기 제2 부재(1010)에 배치된 적어도 하나의 발열체에 전압을 인가하고, 상기 적어도 하나의 발열체에서 열이 발산되도록 할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 사용자의 자세, 위치에 대한 형상을 식별하기 위해 카메라(1110)로부터 상기 사용자 및 상기 매트부(110)에 대한 이미지를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 매트부(110) 상에는 사용자(105)가 반듯이 누울 수 있다. 예를 들면, 사용자(105)가 상기 매트부(110) 상에 누워 있는 경우, 상기 프로세서(126)는 제1 부재(1020) 상에 배치된 적어도 하나의 압전 센서를 통해 사용자의 각 신체 부위에 대한 무게 값을 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 각 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서에 의해 획득된 무게 값을 합산하여 사용자의 신체 일부를 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 부위(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 압전 센서가 위치한 제1 영역(1130)에서 합산된 무게 값과 평균적인 머리의 무게 값을 비교하고, 상기 비교를 통해 사용자의 신체 부위(예: 머리)를 식별할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 부위(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 압전 센서가 위치한 제2 영역(1120)에서 합산된 무게 값과 평균적인 종아리의 무게 값을 비교하고, 상기 비교를 통해 사용자의 신체 부위(예: 종아리)를 식별할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 매트부의 분해도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 매트부(110)는 상기 매트부(110)의 외관에 형성되는 제1 겉감 부재(1221) 및 제2 겉감 부재(1224)와, 상기 제1 겉감 부재(1221)와 상기 제2 겉감 부재(1224) 내에 배치되며 적어도 하나의 압전 센서와 적어도 하나의 발열체를 포함하는 부재(1210)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 매트부(110)는 상기 제1 겉감 부재(1221)의 하층에 배치되며 충격을 완화하는 충전재 역할을 하는 제1 충전 부재(1222)와, 상기 제2 겉감 부재(1224)의 상층에 배치되며 충격을 완화하는 충전재 역할을 하는 제2 충전 부재(1223)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 압전 센서와 상기 적어도 하나의 발열체를 포함하는 부재(1210)는 직물 타입으로 제작될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서와 상기 적어도 하나의 발열체 각각에 대한 부재(1210) 내의 배치는 도 4c의 경우와 같을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 부재(1210)는 직물로 감싸는 형태로 제작될 수 있고, 방수 기능을 갖출 수 있다. 상기 부재(1210)는 가로 및 세로가 각각 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위(또는, 가변적인 거리 단위)로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 상기 부재(1210)는 직물로 제조될 수 있기 때문에, 신축성, 또는 유연성을 가질 수 있다.
또한, 상기 부재(1210)는 내부에 배치된 복수의 압전 센서들 각각, 복수의 발열체들 각각, 및 센서부(122) 또는 프로세서(126)간의 신호를 송수신할 수 있는 통신선(411)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 부재(1210)는 상기 복수의 압전 센서들 각각으로 전압을 인가할 수 있는 전력선을 포함할 수 있다. 상기 부재(1210)의 일 측은 센서부(122)와 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 부재(1210)내에 전력선이 배치되는 경우, 상기 부재(1210)의 일 측은 접지선과 연결될 수 있다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 평면도이다. 도 13b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트 상에 사용자가 반듯이 누운 상태를 나타낸 좌측면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 제1 부재(1020)와 제2 부재(1010)가 결합된 제3 부재(1210)를 포함할 수 있으며, 상기 제3 부재(1210)는 가로 및 세로가 각각 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm) 단위로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 또는, 상기 제3 부재(1210)는 가로 및 세로가 가변적인 거리로 배치되는 격자형 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 부재(1210)는 압력이 적게 감지될 수 있는 부분(예: 팔, 종아리 등) 보다 압력이 많이 감지될 수 있는 부분(예: 머리, 엉덩이, 어깨 등)에 좁은 간격으로 더 많이 배치될 수 있다.
상기 제3 부재(1210) 내에 배치된 복수의 압전 센서들 각각은, 상기 복수의 압전 센서들 각각에 대응되는 복수의 발열체들의 일 측(예: 상측)에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제3 부재(1210) 내에 배치된 복수의 압전 센서들 각각은, 상기 복수의 압전 센서들 각각에 대응되는 복수의 발열체들과 일정한 거리(예: 10cm 이내)(또는 가변적인 거리)로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제3 부재(1210)의 일 측은 어댑터(130)에 연결될 수 있고, 타 측은 접지될 수 있다. 상기 제3 부재(1210)는 상기 어댑터(130)으로부터 공급되는 전압을 유선 연결 또는 무선 연결을 통해 인가 받을 수 있다.
상기 매트부(110)(예: 제어 장치(120))는 전력을 무선으로 전송하는 전력 송신 장치(미도시)로부터 BLE(Bluetooth Low Energy)를 통해 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 매트부(110)는 수신된 전력을 충전할 수 있는 배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 매트부(110)는 배터리(미도시)에 충전된 전원에 기반하여 상기 제3 부재(1210)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서, 및 적어도 하나의 발열체의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 상기 제3 부재(1210)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서로부터 획득된 압전 정보를 센서부(122)를 통해 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 제3 부재(1210)에 배치된 적어도 하나의 발열체에 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 발열체에서 열이 발산되도록 할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 사용자의 자세, 위치에 대한 형상을 식별하기 위해 카메라(1110)로부터 상기 사용자, 및 상기 매트부(110)에 대한 이미지를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 이미지를 통해 사용자가 현재 이불(1310)을 덮고 있는지 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 제3 부재(1210) 상에 배치된 적어도 하나의 압전 센서를 통해 사용자의 각 신체 부위에 대한 무게 값 및 해당 신체 부위에 대한 이불(1310)의 일부 무게 값을 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 각 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서에 의해 획득된 무게 값을 합산하여 사용자의 신체 일부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 매트부(110) 상에는 사용자(105)가 이불(1310)을 덮은 상태에서 반듯이 누울 수 있다. 예를 들면, 사용자(105)가 상기 이불(1310)을 덮은 상태에서 누워 있는 경우, 상기 프로세서(126)는 제3 부재(1210) 상에 배치된 적어도 하나의 압전 센서를 통해 사용자의 각 신체 부위에 대한 무게 값 및 해당 신체 부위에 대한 이불(1310)의 일부 무게 값을 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 획득된 이미지에서 이불의 전체 면적을 식별하고, 상기 식별된 전체 면적과 사용자의 신체 일부에 해당되는 이불의 일부 면적의 비율을 계산할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 이불(1310)의 전체 면적에 대한 총 무게와 상기 이불(1310)의 일부 면적에 대한 무게의 비율을 계산하여, 상기 이불(1310)의 일부 면적에 대한 무게를 식별할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에서 제3 부재의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에서 제3 부재(1410)는 지그재그 형상으로 배치될 수 있다. 상기 제3 부재(1410)는 상기 매트부(110)의 외관에 형성되는 제1 겉감 부재(1221)의 하측에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 부재(1410)는 상기 제1 겉감 부재(1221)의 하층에 배치되며 충격을 완화하는 충전재 역할을 하는 제1 충전 부재(1222)의 하층에 배치될 수 있다. 상기 매트부(110)는 상기 제1 충전 부재(1222)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제3 부재(1410)는 적어도 하나의 압전 센서와 적어도 하나의 발열체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서와 상기 적어도 하나의 발열체를 포함하는 제3 부재(1410)는 직물 타입으로 제작될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 압전 센서와 상기 적어도 하나의 발열체 각각에 대한 제3 부재(1410) 내의 배치는 도 4c의 경우와 같다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 부재(1410)는 직물로 감싸는 형태로 제작될 수 있고, 방수 기능을 갖출 수 있다. 상기 제3 부재(1410)는 미리 결정된 거리(예: 1cm 이하, 약 5cm, 또는 약 10cm)(또는 가변적인 거리)로 이격되어 지그재그 형상으로 상기 매트부(110) 내에 배치될 수 있다. 상기 제3 부재(1410)는 직물로 제조될 수 있기 때문에, 신축성, 및/또는 유연성을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 부재(1410)는 내부에 배치된 복수의 압전 센서들 각각 및 복수의 발열체들 각각과, 센서부(122) 또는 프로세서(126)간의 신호를 송수신할 수 있는 통신선(411)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 부재(1410)는 상기 복수의 압전 센서들 각각으로 전압을 인가할 수 있는 전력선을 포함할 수 있다. 상기 제3 부재(1210)의 일 측은 센서부(122)와 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 부재(1210)가 전력선을 포함하는 경우, 상기 부재(1210)의 일 측은 접지선으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 상기 제3 부재(1410)에 배치된 적어도 하나의 압전 센서로부터 압전 정보를 센서부(122)를 통해 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 제3 부재(1410)에 배치된 적어도 하나의 발열체에 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 발열체에서 열이 발산되도록 할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 사용자의 자세, 위치에 대한 형상을 식별하기 위해 카메라(1110)로부터 상기 사용자 및 상기 매트부(110)에 대한 이미지를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 스마트 매트(100)의 매트부(110)에 포함된 적어도 하나의 압전 센서들 각각의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(105)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 및 해당 신체를 덮고 있는 이불의 무게 중 적어도 하나에 대한 정보)를 획득할 수 있다(S1510). 상기 프로세서(126)은 상기 매트부(110)에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치된 적어도 하나의 압전 센서들에 의해 획득된 사용자에 대한 압전 정보를 적어도 하나의 압전 센서들로부터 획득할 수 있다. 상기 압전 정보는 사용자에 의한 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서의 식별자와, 상기 적어도 하나의 압전 센서에 감지된 상기 사용자의 신체 일부에 대한 무게, 및 해당 신체를 덮고 있는 이불의 무게 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(예: 수면자)가 매트부(110) 상에서 이불을 덮고 있는 경우, 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(예: 이불을 덮고 있는 수면자)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값 및 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 각 압전 센서로부터 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 스마트 매트 상의 사용자의 형상을 식별할 수 있다(S1512). 상기 프로세서(126)는 압전 정보를 전송한 적어도 하나의 압전 센서를 식별하고, 식별된 적어도 하나의 압전 센서에 기반하여 스마트 매트(100)의 매트부(110) 상의 사용자의 형상을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서가 획득한 로우 신호를 상기 적어도 하나의 압전 센서로부터 통신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 로우 신호를 분석하여 사용자의 무게 값에 의한 강도를 획득하고, 상기 획득된 강도에 기반하여 사용자의 전체적인 형상 및 사용자의 신체 일부에 대한 형상을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)(예: 제어 장치(120)의 메모리(125))는 적어도 하나의 압전 센서의 식별자, 상기 적어도 하나의 압전 센서가 상기 매트부(110) 내에 배치된 위치 정보, 및 사용자의 신체 일부(예: 머리)에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서로부터 수신된 압전 정보를 분석하여 상기 압전 정보를 전송한 상기 적어도 하나의 압전 센서의 식별자 및 각 압전 센서에서 획득한 사용자의 신체 일부에 대한 무게 값을 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 각각의 압전 센서가 매트부(110) 상에 위치한 것을 나타내는 위치 정보에 기반하여, 상기 무게 값의 강도가 가장 높은 제1 압전 센서와, 상기 제1 압전 센서를 중심으로 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 제2 압전 센서(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서)에서 획득한 무게 값을 합산(예: 4.2kg)할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 합산된 무게 값(예: 4.2kg)과 상기 메모리(125)에 저장된 신체 일부에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 비교하여 상기 식별된 사용자의 형상에서 각각의 신체 일부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 카메라(1110)를 통해 획득된 사용자에 대한 영상 이미지를 통신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 영상 이미지를 통해 사용자의 수면 자세에 따른 형상을 식별할 수 있고, 상기 식별된 형상에 기반하여 각 신체 부위를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부를 식별함에 있어서, 상기 수신된 영상 이미지의 분석을 통해 사용자의 신체 일부를 효율적으로 식별할 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 영상 이미지에서 사용자의 각 신체 부위를 식별하고, 상기 영상 이미지에 기반하여 식별된 신체 부위와 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 식별된 신체 부위의 매칭 여부를 비교 및 분석할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 비교 및 분석을 통해 사용자의 신체 일부의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체를 식별할 수 있다(S1514). 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서가 전송한 압전 정보를 통해 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 복수의 압전 센서들 중에서 무게 값의 강도가 가장 높은 적어도 하나의 압전 센서를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 적어도 하나의 압전 센서를 중심으로 상기 제1 신체 일부의 형상 영역에 대응되는 복수의 압전 센서들을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 복수의 압전 센서들 각각의 위치에 대응되는 복수의 제1 발열체들을 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 복수의 제1 발열체들의 식별에 기반하여, 상기 복수의 제1 발열체들 중에서 적어도 하나의 제1 발열체들에 서로 다른 전압을 인가하기 위한 전처리 과정을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 적어도 하나의 제1 발열체에 제1 전압을 인가할 수 있다(S1516). 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)를 감지한 적어도 하나의 제1 압전 센서에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 제1 발열체가 높은 온도로 발열되도록 제1 전압(예: 4V~5V)을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제1 발열체 각각에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제1 발열체 중에서, 상기 제1 신체 일부에 대한 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 제1 신체 일부와 다른 제2 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체에 제2 전압을 인가할 수 있다(S1518). 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)를 감지한 적어도 하나의 제2 압전 센서에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 제2 발열체가 상기 제1 발열체의 온도보다 낮은 온도로 발열되도록 제2 전압(예: 10V~12V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제2 발열체 각각에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제2 발열체 중에서, 상기 제2 신체 일부에 대한 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제1 온도(예: 65oC)로 제어할 경우, 상기 적어도 하나의 발열체(111)에 인가되는 전압을 제1 전압(예: 4V~5V)으로 설정할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제2 온도(예: 30oC)로 제어할 경우, 상기 적어도 하나의 발열체(111)에 인가되는 전압을 제2 전압(예: 10V~12V)으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 상기 프로세서(126)는 설정하고자 하는 온도에 기반하여 각각의 발열체에 해당되는 온도 제어부(121)의 가변 저항을 조절함으로써 해당 발열체에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 온도와 전압의 관계는 서로 반비례일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 인가된 제1 전압에 기반하여 상기 제1 발열체를 발열시키고, 상기 인가된 제2 전압에 기반하여 상기 제2 발열체를 발열시켜, 상기 스마트 매트의 온도를 제어할 수 있다(S1520). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 각각에 제1 전압 범위(예: 4V~5V) 내의 임의 전압을 인가하고, 상기 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 각각에 제2 전압 범위(예: 10V~12V) 내의 임의 전압을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 중에서 상기 제1 신체 일부(예: 머리)에 대해 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 제1 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 중에서 상기 제1 신체 일부(예: 머리)에 대해 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 제1 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수도 있다.
또한, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 중에서 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)에 대해 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 제2 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수 있다. 또는, 이와 반대로, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 중에서 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)에 대해 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 제2 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 부위에 따라 서로 다른 전압을 각각의 발열체에 인가하여 각각의 발열체를 상기 인가된 전압에 기반하여 서로 다른 온도로 발열시킴으로써, 스마트 매트(100)의 온도를 제어할 수 있고, 상기 스마트 매트(100)를 서로 다른 온도로 발열시킬 수 있다. 이에 따라, 사용자(예: 수면자)는 수면 중에 각 신체 부위에 서로 다른 온도를 피부로 체감할 수 있고, 보다 질 높은 수면을 취할 수 있다.
제2 실시 예(발열체가 액체 또는 공기에 의해 발열될 수 있는 챔버를 갖춘 유체적 발열체인 경우):
도 16a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 매트부를 나타낸 예시도이다. 도 16b는 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 매트부에 포함된 유체적 발열체의 예시도이다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 매트부(110)는 복수의 챔버들로 형성될 수 있다. 각각의 챔버는 액체 또는 공기가 유입되는 적어도 하나의 유입관과, 상기 액체 또는 상기 공기가 유출되는 유출관을 제외하면, 밀폐형으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버(1610)는 유체가 유입되는 적어도 하나의 유입관(1611), 및 상기 유입된 유체가 상기 유체적 발열체로부터 배출되는 적어도 하나의 유출관(1612)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 챔버(1610)는, 유출관(1612)을 통해 배출된 유체가 각 유입관에 부착된 온도 제어부(121)를 통해 제어되고, 상기 온도 제어부(121)에 의해 온도가 제어된 유체가 밸브를 통해 상기 적어도 하나의 유입관(1611)으로 유입되도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버(1610)의 내부에는 밀폐된 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도를 식별할 수 있는 온도 감지 센서(1613)가 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서는 챔버(1610) 내의 온도를 실시간으로 감지하고, 상기 감지된 온도를 온도 제어부(121) 및 프로세서(126) 중 적어도 하나에 전송할 수 있다. 상기 온도 감지 센서(1613)는 상기 온도 제어부(121) 및 프로세서(126) 중 적어도 하나와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버(1610)의 내부에는 밀폐된 유체(예: 공기 또는 액체)를 발열시킬 수 있는 발열 센서가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 챔버(1610)는 상기 온도 감지 센서(1613) 및 상기 발열 센서 모두를 상기 챔버(1610)의 내부에 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 유체의 온도를 제어하는 적어도 하나의 온도 제어부는 상기 매트부(110) 내에서 해당 유체적 발열체에 유입되는 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도를 제어할 수 있는 적절한 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 밸브는 상기 유체적 발열체와 상기 온도 제어부 사이에 배치될 수 있다.
상기 챔버(1610)의 적어도 하나의 유입관(1611)에 배치된 각각의 온도 제어부는 유출관을 통해 배출된 유체를 미리 설정된 제1 온도에 기반하여 가열할 수 있다. 상기 챔버(1610)는 상기 제1 온도에 기반하여 가열된 유체의 온도에 대응한 온도로 발열될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제1 예시도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 복수의 발열체들(예: 챔버들)을 포함할 수 있다. 도 17에는 매트부(110)가 3개의 발열체들(1730, 1740, 및 1750)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 하나, 두 개, 또는 네 개 이상(예: 가로 M개 X 세로 N개)의 발열체들을 포함할 수 있다. 각각의 발열체는 서로 맞닿은 상태로 매트부(110) 내에 배치되거나, 또는 일정 간격(예: 5mm 이내)을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 만일, 각각의 발열체가 서로 이격되게 배치되는 경우, 매트부(110)는 각각의 발열체를 고정시킬 수 있는 고정 부재(미도시)를 선택적으로 포함할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 매트부(110)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 매트부(110)의 구성 요소들이 도 17에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각각의 발열체는 열전도성이 좋은 재질(예: 비닐, 방수 기능을 갖춘 섬유, 또는 플라스틱)로 형성 또는 제조될 수 있다. 또한, 각각의 발열체는 적어도 하나의 온도 제어부에 의해 온도가 제어된 유체(예: 공기 또는 액체)를 공급받은 후, 상기 공급된 유체의 온도에 기반하여 발열할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 매트부(110)의 일 측에는 통합 유입관(1720)이 배치되고, 상기 매트부(110)의 타 측에는 통합 유출관(1710)이 배치될 수 있다. 상기 매트부(110)에 포함된 복수의 발열체들(예: 챔버들(1730, 1740, 및 1750))은 상기 통합 유입관(1720)을 통해 유입되는 유체를 제1 유입관(1721)을 통해 공급받을 수 있다. 그리고, 상기 매트부(110)에 포함된 복수의 발열체들(예: 챔버들(1730, 1740, 및 1750)) 각각은 상기 공급된 유체를 각 발열체의 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)에 일정 시간(예: 동일한 온도로 유지되는 시간) 동안 저장한 후, 상기 저장된 유체를 제1 유출관(1711)을 통해 상기 통합 유출관(1710)으로 유출할 수 있는 구조를 갖는다. 도 17에서는 단지 하나의 유입관(1721)과 하나의 유출관(1711)에 대해 도시하였으나, 이는 도면상의 이해를 돕기 위해 간략히 도시한 것일 뿐, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110) 내의 유입관과 유출관 각각은 발열체들의 배열에 따라 복수 개일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각각의 챔버(1730, 1740, 또는 1750)는 유체가 유입되는 서브 유입관(1722, 1723, 또는 1724), 및 유체가 유출되는 서브 유출관(1712, 1713, 또는 1714)과 연결될 수 있다. 상기 각각의 챔버(1730, 1740, 또는 1750)는 유체를 저장할 수 있는 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)이 존재하며, 각각의 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)에는 온도 감지 센서(1731, 1741, 또는 1751)가 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서(1731, 1741, 또는 1751)는 모든 챔버들에 각각 배치될 수 있거나, 또는 일정 간격을 두고 챔버 내에 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서(1731, 1741, 또는 1751)는 센서부(122)와 무선 통신이 가능하거나, 또는 유선 연결을 통해 상기 센서부(122)와 통신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 챔버(1730, 1740, 또는 1750)는, 서브 유입관(1722, 1723, 또는 1724)을 통해 유입되는 온도를 제어할 수 있는 온도 제어부(1733, 1743, 또는 1753)와, 각각의 온도 제어부(1733, 1743, 또는 1753)에 의해 제어된 온도를 갖는 유체의 유입을 제어할 수 있는 밸브(1732, 1742, 또는 1752)를 통해 유입되는 유체를 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 제어부(1733, 1743, 또는 1753) 및 상기 밸브(1732, 1742, 또는 1752)는 프로세서(126)의 제어 하에 동작될 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부에 대응되는 온도에 기반하여 상기 신체 일부의 위치에 대응되는 각각의 챔버(1730, 1740, 또는 1750)의 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)에 서로 다른 온도의 유체를 공급할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 이와 같이 서로 다른 온도의 유체가 공급될 수 있도록, 상기 온도 제어부(1733, 1743, 또는 1753) 및 상기 밸브(1732, 1742, 또는 1752)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 매트부(110) 내의 통합 유입관(1720), 통합 유출관(1720), 제1 유입관(1721), 제1 유출관(1711), 및 서브 유입관들(1712, 1713, 1714, 1722, 1723, 및 1724)내의 유체는 펌프(1760)의 동작에 기반하여 흐를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통합 유입관(1720)을 통해 유입되는 유체는 전기적으로 동작되는 펌프(1760)의 제어 하에 제1 유입관(1721)으로 유입되고, 상기 제1 유입관(1721)을 통해 흐르는 유체는 제1 서브 유입관(1722)을 통해 제1 챔버(1730)로 공급될 수 있다. 상기 제1 서브 유입관(1722)를 통해 유입되는 유체는 제1 온도 제어부(1733) 및 제1 밸브(1732)를 통해 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)으로 공급될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도 제어부(1733)는 프로세서(126)의 제어 하에, 상기 제1 챔버(1730)로 공급될 유체를 발열시킬 수 있다. 그리고, 발열된 유체는 상기 제1 밸브(1732)의 온(On) 동작에 의해 상기 제1 챔버(1734)로 공급될 수 있거나, 또는 상기 제1 밸브(1732)의 오프(OFF) 동작에 의해 상기 제1 챔버(1734)로 공급되지 않을 수 있다. 상기 제1 밸브(1732)는 상기 프로세서(126)의 제어 하에, 온/오프(On/Off) 동작을 선택적으로 수행할 수 있다. 상기 제1 밸브(1732)는 상기 제1 온도 제어부(1733)과 상기 제1 챔버(1730)의 사이에 배치되거나, 또는 상기 제1 온도 제어부(1733)와 상기 제1 유입관(1721) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)에는 온도 감지 센서(1731)가 배치될 수 있으며, 상기 온도 감지 센서(1731)는 상기 제1 챔버(1730) 내부의 유체의 온도를 미리 결정된 시간 단위(또는 실시간)로 측정하고, 측정된 온도를 미리 결정된 시간 단위(또는 실시간)로 센서부(122)로 전달할 수 있다. 상기 센서부(122)는 각각의 챔버로부터 수신된 온도에 대한 정보를 프로세서(126)로 전송함으로써, 상기 프로세서(126)가 적어도 하나의 챔버에서의 발열 온도를 제어할 수 있도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)에 존재하는 유체는 제1 서브 유출관(1712)과 제1 유출관(1711)을 통해 통합 유출관(1710)으로 유출될 수 있다. 상기 제1 챔버(1730)와 상기 제1 유출관(1711) 사이에는 밸브가 선택적으로 배치될 수 있다. 상기 통합 유출관(1710)로 유출된 유체는 펌프(1760)의 제어 하에 상기 통합 유입관(1720)으로 흐를 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제2 예시도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 복수의 발열체들(예: 챔버들)을 포함할 수 있다. 도 18의 매트부는 도 17의 매트부와 일부분이 유사하거나 또는 일부분이 동일한 구조를 가질 수 있다. 그리고, 도 18의 프로세서(126), 및 센서부(122)는 도 17의 프로세서(126), 및 센서부(122)와 유사한 동작을 수행하거나 또는 동일한 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 매트부(110)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 매트부(110)의 구성 요소들이 도 18에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 18을 참조하면, 매트부(110)의 각각의 발열체(예: 챔버)는 유체가 유입되는 서브 유입관이 복수 개일 수 있고, 유체가 유출되는 서브 유출관이 하나 또는 그 이상일 수 있다. 도 18에서의 설명은 도 17의 설명과 일부 중복될 수 있기 때문에, 중복되는 일부분에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 매트부(110)의 일 측에는 통합 유입관(1720)이 배치되고, 상기 매트부(110)의 타 측에는 통합 유출관(1710)이 배치될 수 있다. 상기 매트부(110)에 포함된 복수의 발열체들(예: 챔버들(1730, 1740, 및 1750))은 상기 통합 유입관(1720)을 통해 유입되는 유체를 제1 유입관(1721)을 통해 공급받을 수 있다. 그리고, 상기 매트부(110)에 포함된 복수의 발열체들(예: 챔버들(1730, 1740, 및 1750))각각은 상기 공급된 유체를 각 발열체의 내부 공간(1734, 1744, 또는 1754)에 일정 시간(예: 동일한 온도로 유지되는 시간) 동안 저장한 후, 상기 저장된 유체를 제1 유출관(1711)을 통해 상기 통합 유출관(1710)으로 유출할 수 있는 구조를 갖는다. 도 18에서는 단지 하나의 유입관(1721)과 하나의 유출관(1711)에 대해 도시하였으나, 이는 도면상의 이해를 돕기 위해 간략히 도시한 것일 뿐, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110) 내의 유입관과 유출관 각각은 발열체들의 배열에 따라 복수 개일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 챔버들(1730, 1740, 및 1750) 중 제1 챔버(1730)는 제1 유입관(1721)을 통해 유입되는 유체를 통과시킬 수 있는 3개의 제1 서브 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c)과 유체를 유출할 수 있는 제1 서브 유출관(1712)과 연결될 수 있다. 상기 제1 챔버(1730)는 상기 3개의 제1 서브 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 적어도 하나로부터 유입되는 유체를 상기 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)에 저장할 수 있다. 그리고, 상기 제1 챔버(1730)는 상기 저장된 유체를 상기 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)에 일정 시간(예: 동일한 온도로 유지되는 시간) 동안 저장한 후, 상기 저장된 유체를 제1 서브 유출관(1712)를 통해 상기 제1 유출관(1711)으로 유출할 수 있는 구조를 갖는다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 챔버들(1730, 1740, 및 1750) 각각은 복수 개의 서브 유입관을 통해 유체를 공급받을 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(1730)는 3개의 서브 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 적어도 하나를 통해 유체를 공급받을 수 있다. 상기 3개의 서브 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 각각은 하나의 온도 제어부(1733a, 1733b, 또는 1733c)와, 하나의 밸브(1732a, 1732b, 또는 1732c)가 부착될 수 있다. 상기 온도 제어부들(1733a, 1733b, 및 1733c)은 서로 다른 온도에 기반하여 유입되는 유체의 온도를 제어할 수 있다. 그리고, 밸브들(1732a, 1732b, 및 1732c) 각각은 상기 온도 제어부에 의해 제어된 온도를 갖는 유체의 유입을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 제어부들(1733a, 1733b, 및 1733c) 및 상기 밸브들(1732a, 1732b, 및 1732c)은 프로세서(126)의 제어 하에 동작될 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부에 대응되는 온도에 기반하여 상기 신체 일부의 위치에 대응되는 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)에 유체를 공급할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 이러한 유체가 공급될 수 있도록, 각각의 제어부(1733a, 1733b, 또는 1733c) 및 각각의 밸브(1732a, 1732b, 또는 1732c)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 상기 프로세서(126)는 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 제1 서브 유입관(1722a)을 통해 유입되는 유체의 온도를 제1 온도 제어부(1733a)를 통해 일정 온도(예: 30oC)로 가열시킨 후, 제1 밸브(1732a)를 통해 상기 제1 챔버(1730)에 공급할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 제2 서브 유입관(1722b)을 통해 유입되는 유체의 온도를 제2 온도 제어부(1733b)를 통해 일정 온도(예: 40oC)로 가열시킨 후, 제2 밸브(1732b)를 통해 상기 제1 챔버(1730)에 공급할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 제3 서브 유입관(1722c)을 통해 유입되는 유체의 온도를 제3 온도 제어부(1733c)를 통해 일정 온도(예: 50oC)로 가열시킨 후, 제3 밸브(1732c)를 통해 상기 제1 챔버(1730)에 공급할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 챔버(1730)에 45oC의 유체를 공급하고자 하는 경우, 상기 프로세서(126)는, 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 가장 낮은 온도의 유체가 유입되는 제1 서브 유입관(1722a)을 통해 유체가 유입되지 않도록 제1 밸브(1732a)를 오프(Off)로 동작시킬 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는, 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 제2 서브 유입관(1722b)을 통해 유입되는 유체의 온도를 제2 온도 제어부(1733b)를 통해 40oC로 가열시키고, 제3 서브 유입관(1722b)을 통해 유입되는 유체의 온도를 제3 온도 제어부(1733c)를 통해 50oC로 가열시킬 수 있다. 이후, 동일한 양의 40oC로 가열된 유체와 50oC로 가열된 유체는 상기 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)으로 유입됨으로써, 상기 제1 챔버(1730)는 45oC로 발열될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 챔버(1730)로 유입되는 유체의 온도는 상기 제1 챔버(1730)에 연결된 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 각각을 통해 가열된 온도의 양에 기반하여 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 매트부(110) 내의 통합 유입관(1720), 통합 유출관(1720), 제1 유입관(1721), 제1 유출관(1711), 및 서브 유입관(1712, 1713, 1714, 1722, 1723, 또는 1724)내의 유체는 펌프(1760)의 동작에 기반하여 흐를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통합 유입관(1720)을 통해 유입되는 유체는 전기적으로 동작되는 펌프(1760)의 제어 하에 제1 유입관(1721)으로 유입되고, 상기 제1 유입관(1721)을 통해 흐르는 유체는 제1 서브 유입관들(1722a, 1722b, 및 1722c) 중 적어도 하나를 통해 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)로 공급될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제3 예시도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 복수의 발열체들(예: 챔버들)을 포함할 수 있다. 도 19의 매트부는 도 17의 매트부 및 도 18의 매트부와 일부분이 유사하거나 또는 일부분이 동일한 구조를 가질 수 있다. 그리고, 도 19의 프로세서(126), 및 센서부(122) 각각은, 도 17 및 도 18에서의 프로세서(126), 및 센서부(122)와 유사한 동작을 수행하거나 또는 동일한 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 매트부(110)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 매트부(110)의 구성 요소들이 도 19에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 19에는 매트부(110)가 3개의 발열체들(1730, 1740, 및 1750)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 하나, 두 개, 또는 네 개 이상(예: 가로 M개 X 세로 N개)의 발열체들을 포함할 수 있다. 각각의 발열체는 서로 맞닿은 상태로 매트부(110) 내에 배치되거나, 또는 일정 간격(예: 5mm 이내)(또는 가변적인 간격)을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 만일, 각각의 발열체가 서로 이격되게 배치(또는 가변적인 간격으로 배치)되는 경우, 매트부(110)는 각각의 발열체를 고정시킬 수 있는 고정 부재(미도시)를 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 각 발열체의 중간에는 열전 소자가 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 열전 소자는 펠티어 효과(peltier effect)를 이용한 소자로서, 챔버간의 경계를 기준으로 상반된 온도를 발생하여 유체를 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 상기 열전 소자는 일 측에서 발열되는 온도와 타 측에서 발열되는 온도가 상이하도록 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 온도 제어부(1733, 1743, 또는 1753)를 통해 각각의 열전 소자(1910, 1920, 또는 1930)를 동작시켜 미리 결정된 시간 동안 유체를 효율적으로 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(1730)와 제2 챔버(1740) 사이에는 제1 열전 소자(1910)가 배치될 수 있고, 제2 챔버(1740)와 제3 챔버(1750) 사이에는 제2 열전 소자(1920)가 배치될 수 있고, 제3 챔버(1730)와 제4 챔버(미도시) 사이에는 제3 열전 소자(1930)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)가 제1 챔버(1730)와 제2 챔버(1740) 사이에 배치된 제1 열전 소자(1910)를 동작시키는 경우, 상기 제1 챔버(1730)에서 상기 제1 열전 소자(1910)가 위치한 제1 영역(1935)에서의 온도는 상기 제2 챔버(1740)에서 상기 제1 열전 소자(1910)가 위치한 제2 영역(1936)에서의 온도와 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)의 제어 하에 상기 제1 열전 소자(1910)가 동작되는 경우, 상기 제1 영역(1935)에 위치한 유체는 높은 온도(예: 85oC)로 가열되고, 상기 제2 영역(1936)에 위치한 유체는 상기 제1 영역(1935)에 위치한 유체의 온도(예: 85oC )보다 낮은 온도(예: 10oC)로 냉각될 수 있다. 높은 온도(예: 85oC)로 가열된 제1 영역(1935)의 유체의 열은 시간이 흐름에 따라 내부 공간(1734)의 전체로 전도되고, 이에 따라, 일정 시간이 지나면 제1 챔버(1730)의 내부 공간(1734)의 전체 온도는 상기 제1 영역(1935)의 온도(예: 85oC)와 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 열전 소자(1910)에 의해 상기 제1 영역(1935)의 온도가 높은 온도(예: 85oC)로 가열됨에 따라, 제2 챔버(1740)의 내부 공간(1744)에 위치한 제2 영역(1936)은 상기 제1 영역(1935)의 온도(예: 85oC)와 반비례 관계를 갖는 낮은 온도(예: 85oC)로 냉각될 수 있다. 이와 같이, 하나의 열전 소자를 이용하는 경우, 제1 챔버(1730)는 인접한 챔버(1740)와 다른 온도로 발열될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발열체들을 포함하는 매트부의 제4 예시도이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부(110)는 복수의 발열체들(예: 챔버들)을 포함할 수 있다. 도 20의 매트부는 도 17 내지 도 19의 매트부와 일부분이 유사하거나 또는 일부분이 동일한 구조를 가질 수 있다. 그리고, 도 20의 프로세서(126), 및 온도 제어부(121)는 도 17 내지 도 20의 프로세서(126), 및 온도 제어부(121)와 유사한 동작을 수행하거나 또는 동일한 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 매트부(110)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 매트부(110)의 구성 요소들이 도 20에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040) 중 제1 챔버(2010)는 유체가 유입되는 복수의 서브 유입관들(2011, 2012, 및 2013)과 유체가 유출되는 서브 유출관(2014)이 연결될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040) 중 제2 챔버(2020)는 유체가 유입되는 복수의 서브 유입관들(2021, 2022, 및 2023)과 유체가 유출되는 서브 유출관(2024)이 연결될 수 있다. 마찬가지로, 상기 복수의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040) 중 제3 챔버(2030)는 유체가 유입되는 복수의 서브 유입관들(2031, 2032, 및 2033)과 유체가 유출되는 서브 유출관(2034)이 연결될 수 있다. 또한, 상기 복수의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040) 중 제4 챔버(2040)는 유체가 유입되는 복수의 서브 유입관들(2041, 2042, 및 2043)과 유체가 유출되는 서브 유출관(2044)이 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 챔버(2010) 내지 제4 챔버(2040)의 제1 서브 유입관들(2011, 2021, 2031, 및 2041)은 제1 유입관(2050)과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제1 챔버(2010) 내지 제4(2040)의 제2 서브 유입관들(2012, 2022, 2032, 및 2042)은 제2 유입관(2060)과 연결되고, 상기 제1 챔버(2010) 내지 제4 챔버(2040)의 제3 서브 유입관들(2013, 2023, 2033, 및 2043)은 제3 유입관(2070)과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 챔버(2010) 내지 제4 챔버(2040)의 서브 유출관(2014, 2024, 2034, 및 2044)는 유출관(2080)과 연결될 수 있고, 상기 유출관(2080)을 통해 흐르는 유체는 온도 제어부(121) 내로 유입될 수 있다. 그리고, 상기 온도 제어부(121)는 각각의 챔버의 제1 서브 유입관들(2011, 2021, 2031, 및 2041)을 통해 흐르는 유체의 온도를 제어하기 위한 제1 온도 제어 회로(2051), 제2 서브 유입관들(2012, 2022, 2032, 및 2042)을 통해 흐르는 유체의 온도를 제어하기 위한 제2 온도 제어 회로(2052), 및 제3 서브 유입관들(2013, 2023, 2033, 및 2043)을 통해 흐르는 유체의 온도를 제어하기 위한 제3 온도 제어 회로(2053)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 매트부(110) 내의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040)은 상기 온도 제어부(121) 내의 제1 온도 제어 회로(2051), 제2 온도 제어 회로(2052), 및 제3 온도 제어 회로(2053) 중 적어도 하나에 의해 온도가 제어된 유체를 공급받을 수 있다.
상기 복수의 챔버들(2010, 2020, 2030, 및 2040) 각각은 저장된 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도를 식별할 수 있는 온도 감지 센서(2071, 2072, 2073, 및 2074)가 각각 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서(2071, 2072, 2073, 및 2074)는 챔버 내의 온도를 일정 시간 단위(또는 실시간)로 감지하고, 상기 감지된 온도를 온도 제어부(121) 및 프로세서(126) 중 적어도 하나에 전송할 수 있다. 상기 온도 감지 센서(2071, 2072, 2073, 및 2074)는 상기 온도 제어부(121) 및 프로세서(126) 중 적어도 하나와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
상기 제1 유입관(2050)의 일 측은 온도 제어부(121) 내의 제1 온도 제어부(예: 2051)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 서브 유출관(2011, 2012, 및 2013)은 제1 유입관(2050)과 연결되고, 상기 제1 유입관(2050)의 일 측은 온도 제어부(121) 내의 제1 온도 제어부(예: 2051)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 그리고, 상기 각각의 챔버(2010, 2020, 2030, 또는 2040)는 유체를 저장할 수 있는 내부 공간이 존재하며, 각각의 내부 공간에는 온도 감지 센서(2071, 2072, 2073, 또는 2074)가 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서 각각(2071, 2072, 2073, 또는 2074)은 모든 챔버들에 각각 배치될 수 있거나, 또는 일정 간격을 두고 챔버 내에 배치될 수 있다. 상기 온도 감지 센서(2071, 2072, 2073, 또는 2074)는 센서부(122)와 무선 통신이 가능하거나, 또는 유선 연결을 통해 상기 센서부(122)와 통신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 챔버(2010, 2020, 2030, 또는 2040)는, 유입되는 온도를 제어할 수 있는 온도 제어부(121) 내의 각 온도 제어 회로(2051, 2052, 또는 2053)에 의해 제어되는 유체를 공급받고, 공급된 유체를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 제어부(121)는 프로세서(126)의 제어 하에 동작될 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부에 대응되는 온도에 기반하여 상기 신체 일부의 위치에 대응되는 각각의 챔버(2010, 2020, 2030, 또는 2040)의 내부 공간에 서로 다른 온도의 유체가 공급될 수 있도록, 상기 온도 제어부(121) 내의 제1 내지 제3 온도 제어 회로들(2051, 2052, 2053)의 동작을 제어할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 21를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 스마트 매트(100)의 매트부(110)에 포함된 복수의 압전 센서들 각각의 위치에서 상기 스마트 매트(100) 상에 놓여진 객체(예: 사용자의 신체 일부 및 해당 신체 일부를 덮고 있는 이불의 일부 중 적어도 하나)에 대한 압전 정보(예: 신체 일부의 무게 및 이불의 일부 무게)를 획득할 수 있다(S2110). 상기 압전 정보는 압전 센서에 대한 식별자 및 상기 압전 센서에서 획득한 무게 값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 각 압전 센서로부터 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 스마트 매트 상에 놓여진 객체의 형상을 식별할 수 있다(S2112). 상기 프로세서(126)는 압전 정보를 전송한 적어도 하나의 압전 센서를 식별하고, 식별된 적어도 하나의 압전 센서에 기반하여 스마트 매트(100)의 매트부(110) 상의 객체의 형상 식별할 수 있고, 각 위치에서의 무게 값을 획득할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 상기 스마트 매트(100)의 매트부(110) 상에서 이불을 덮고 있는 사용자의 형상을 식별할 수 있고, 각 위치에서의 무게 값을 획득할 수 있다.
상기 과정들(S2110, S2112)은 도 15의 과정들(S1510, S1512)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있으며, 도 15에서 각 구성 요소가 수행되는 동작은 도 21에서도 적용될 수 있다. 따라서, 상기 과정들(S2110, S2112)에 대한 설명은 도 15의 과정들(S1510, S1512)에서 기술한 적어도 하나의 과정에 준용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 객체의 형상에 기반하여 상기 개체의 적어도 일부를 식별할 수 있다(S2114). 상기 프로세서(126)는 각각의 압전 센서가 매트부(110) 상에 위치한 것을 나타내는 위치 정보에 기반하여, 상기 무게 값의 강도가 가장 높은 제1 압전 센서와, 상기 제1 압전 센서를 중심으로 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 제2 압전 센서(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서)에서 획득한 무게 값을 합산할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 합산된 무게 값(예: 4.2kg)과 상기 메모리(125)에 저장된 신체 일부에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 비교하여 상기 식별된 사용자의 형상에서 각각의 신체 일부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 스마트 매트(100)에 구비된 복수의 챔버들 중에서 상기 식별된 객체의 적어도 일부에 해당되는 적어도 하나의 챔버를 식별할 수 있다(S2116). 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서가 전송한 압전 정보를 통해 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 복수의 압전 센서들 중에서 무게 값의 강도가 가장 높은 적어도 하나의 압전 센서를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 적어도 하나의 압전 센서를 중심으로 상기 제1 신체 일부의 형상 영역에 대응되는 복수의 압전 센서들을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 신체 일부에 기반하여 상기 신체 일부에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 압전 센서를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 객체의 적어도 일부에 기반하여 상기 식별된 적어도 하나의 챔버에 유입되는 유체(예: 공기 또는 액체)의 온도를 제어할 수 있다(S2118). 일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 적어도 하나의 압전 센서로부터 수신된 압전 정보에 기반하여 객체의 제1 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도가 상기 제2 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 종아리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도와 상이하도록 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도보다 높게 발열되도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체 및/또는 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각각의 온도 제어부 및 온도 제어 센서 중 적어도 하나를 통해 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 각각 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 온도가 제어된 유체(예: 공기 또는 액체)를 상기 식별된 적어도 하나의 챔버에 공급할 수 있다(S2120). 매트부(110)에 배치된 복수의 발열체들 중에서, 사용자의 제1 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 챔버는 제2 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 챔버와 상이한 온도로 발열될 수 있다.
도 22a는 본 발명의 실시 예에 따른 매트부에 포함된 압전 센서들의 배치 간격을 조절하기 위해 여성의 평균 키를 표본화한 예시도이다. 도 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 매트부에 포함된 압전 센서들의 배치 간격을 조절하기 위해 남성의 평균 키를 표본화한 예시도이다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 만 3세 내지 만 19세의 소아/청소년 여성은 보통 만 13세 까지는 급격하게 성장하지만, 만 14세 이후부터는 성장이 점차 느려짐을 알 수 있다. 그리고, 만 3세 내지 만 19세의 소아/청소년 남성은 보통 만 15세 까지는 급격하게 성장하지만, 만 15세 이후부터는 성장이 점차 느려짐을 알 수 있다.
여성의 신장은 만 3세의 경우 약 88cm 에서 약 103cm이내이며, 만 18세의 경우 약 151cm에서 약 171cm이내이다. 그리고, 남성의 신장은 만 3세의 경우 약 90cm 에서 약 105cm이내이며, 만 18세의 경우 약 163cm에서 약 184cm이내이다.
이와 같이, 남성과 여성은 성장함에 따라 성장 속도가 다르며, 성장이 거의 멈추게 되는 나이(예: 만 19세)가 되는 경우에서, 남성이 여성보다 신장이 크다는 것을 알 수 있다.
예를 들면, 키가 가장 작은 여성(2220)은 만 3세에서 약 88cm 의 신장이고, 만 18세의 경우 약 152cm이다. 이에 반해, 키가 가장 큰 여성(2210)은 만 3세에서 약 103cm 의 신장이고, 만 18세의 경우 약 171cm이다. 마찬가지로, 키가 가장 작은 남성(2240)은 만 3세에서 약 90cm 의 신장이고, 만 18세의 경우 약 163cm이다. 이에 반해, 키가 가장 큰 남성(2230)은 만 3세에서 약 105cm 의 신장이고, 만 18세의 경우 약 184cm이다.
일 실시 예에 따르면, 만 3세 이상의 유아의 경우, 최소 80cm이상의 신장을 갖기 때문에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 각각을 이에 대응되는 간격(예: 10cm)으로 배치할 수 있고, 이에 따라 신체 부위를 7개 또는 8개의 부위로 구분할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 압전 센서들 및 복수의 발열체를 포함하고 있는 스마트 매트를 통해서, 사용자의 신장의 크기에 맞게 무게 값을 획득 및 발열 제어를 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서가 획득한 로우 신호를 상기 적어도 하나의 압전 센서로부터 통신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 로우 신호를 분석하여 사용자의 무게 값에 의한 강도를 획득하고, 상기 획득된 강도에 기반하여 사용자의 전체적인 형상 및 사용자의 신체 일부에 대한 형상을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)(예: 제어 장치(120)의 메모리(125))는 적어도 하나의 압전 센서의 식별자, 상기 적어도 하나의 압전 센서가 상기 매트부(110) 내에 배치된 위치 정보, 및 사용자의 신체 일부(예: 머리)에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서로부터 수신된 압전 정보를 분석하고, 상기 압전 정보를 전송한 상기 적어도 하나의 압전 센서의 식별자 및 각 압전 센서에서 획득한 사용자의 신체 일부에 대한 무게 값을 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 각각의 압전 센서가 매트부(110) 상에 위치한 것을 나타내는 위치 정보에 기반하여, 상기 무게 값의 강도가 가장 높은 제1 압전 센서와, 상기 제1 압전 센서를 중심으로 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 제2 압전 센서(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서)에서 획득한 무게 값을 합산(예: 4.2kg)할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 합산된 무게 값(예: 4.2kg)과 상기 메모리(125)에 저장된 신체 일부에 대한 무게의 평균 값(예: 4kg~5kg)을 비교하여 상기 식별된 사용자의 형상에서 각각의 신체 일부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 카메라(1110)를 통해 획득된 사용자에 대한 영상 이미지를 통신부(123)를 통해 수신하고, 상기 수신된 영상 이미지를 통해 사용자의 수면 자세에 따른 형상을 식별할 수 있고, 상기 식별된 형상에 기반하여 각 신체 부위를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 일부를 식별함에 있어서, 상기 수신된 영상 이미지의 분석을 통해 사용자의 신체 일부를 효율적으로 식별할 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 영상 이미지에서 사용자의 각 신체 부위를 식별하고, 상기 영상 이미지에 기반하여 식별된 신체 부위와 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 식별된 신체 부위의 매칭 여부를 비교 및 분석할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 비교 및 분석을 통해 사용자의 신체 일부의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체를 식별할 수 있다(S1514). 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서가 전송한 압전 정보를 통해 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 복수의 압전 센서들 중에서 무게 값의 강도가 가장 높은 적어도 하나의 압전 센서를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 적어도 하나의 압전 센서를 중심으로 상기 제1 신체 일부의 형상 영역에 대응되는 복수의 압전 센서들을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 복수의 압전 센서들 각각의 위치에 대응되는 복수의 제1 발열체들을 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 복수의 제1 발열체들의 식별에 기반하여, 상기 복수의 제1 발열체들 중에서 적어도 하나의 제1 발열체들에 서로 다른 전압을 인가하기 위한 전처리 과정을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 적어도 하나의 제1 발열체에 제1 전압을 인가할 수 있다(S1516). 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)를 감지한 적어도 하나의 제1 압전 센서에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 제1 발열체가 높은 온도로 발열되도록 제1 전압(예: 4V~5V)을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제1 발열체 각각에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제1 발열체 중에서, 상기 제1 신체 일부에 대한 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 제1 신체 일부와 다른 제2 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체에 제2 전압을 인가할 수 있다(S1518). 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)를 감지한 적어도 하나의 제2 압전 센서에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 제2 발열체가 상기 제1 발열체의 온도보다 낮은 온도로 발열되도록 제2 전압(예: 10V~12V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제2 발열체 각각에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 제2 발열체 중에서, 상기 제2 신체 일부에 대한 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제1 온도(예: 65oC)로 제어할 경우, 상기 적어도 하나의 발열체(111)에 인가되는 전압을 제1 전압(예: 4V~5V)으로 설정할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제2 온도(예: 30oC)로 제어할 경우, 상기 적어도 하나의 발열체(111)에 인가되는 전압을 제2 전압(예: 10V~12V)으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 상기 프로세서(126)는 설정하고자 하는 온도에 기반하여 각각의 발열체에 해당되는 온도 제어부(121)의 가변 저항을 조절함으로써 해당 발열체에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 온도와 전압의 관계는 서로 반비례일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 인가된 제1 전압에 기반하여 상기 제1 발열체를 발열시키고, 상기 인가된 제2 전압에 기반하여 상기 제2 발열체를 발열시킴으로써, 상기 스마트 매트의 온도를 제어할 수 있다(S1520). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 각각에 제1 전압 범위(예: 4V~5V) 내의 임의 전압을 인가하고, 상기 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 각각에 제2 전압 범위(예: 10V~12V) 내의 임의 전압을 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 중에서 상기 제1 신체 일부(예: 머리)에 대해 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 제1 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체 중에서 상기 제1 신체 일부(예: 머리)에 대해 무게 값을 가장 크게 획득한 적어도 하나의 제1 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수도 있다.
또한, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 중에서 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)에 대해 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 제2 발열체에 가장 높은 전압(예: 12V)을 인가할 수 있다. 또는, 이와 반대로, 상기 프로세서(126)는 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체 중에서 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)에 대해 무게 값을 가장 적게 획득한 적어도 하나의 제2 발열체에 가장 낮은 전압(예: 4V)을 인가할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 부위에 따라 서로 다른 전압을 각각의 발열체에 인가하여 각각의 발열체를 상기 인가된 전압에 기반하여 서로 다른 온도로 발열시킴으로써, 스마트 매트(100)의 온도를 제어할 수 있고, 상기 스마트 매트(100)를 서로 다른 온도로 발열시킬 수 있다. 이에 따라, 사용자(예: 수면자)는 수면 중에 각 신체 부위에 서로 다른 온도를 피부로 체감할 수 있고, 보다 질 높은 수면을 취할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에 배치된 적어도 하나의 발열체가 수면자의 신체 일부에 기반하여 서로 다른 온도로 발열하기 위해 주위 온도를 고려한 신체 일부의 발열 예시도이다. 도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매트부 내에 배치된 적어도 하나의 발열체가 수면자의 신체 일부에 기반하여 서로 다른 온도로 발열하기 위해 참조될 수 있는 신체 일부의 온도를 나타낸 예시도이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 수면자에게 최적의 수면을 제공하기 위해, 각 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 발열체는 주위 온도(예: 실내 온도)에 따라 상이한 온도로 발열 될 수 있다.
도 23의 (A)는 제1 사용자(2310)가 주위 온도가 33oC인 환경에서 수면을 취하는 경우를 나타내고, 도 23의 (B)는 제2 사용자(2320)가 주위 온도가 28-30oC인 환경에서 수면을 취하는 경우를 나타내고, 도 23의 (C)는 제3 사용자(2310)가 주위 온도가 20oC인 환경에서 수면을 취하는 경우를 나타낸다.
일 실시 예에 따르면, 주위 온도가 33oC인 환경에서 수면을 취하는 제1 사용자(2310)의 두피는 36oC이고, 가슴은 35.8oC이고, 겨드랑이는 36.5oC이다. 그리고, 제1 사용자(2310)의 팔은 35.9oC이고, 손가락은 35.9oC이고, 허벅지는 35.2oC이다. 또한, 제1 사용자(2310)의 다리는 35.3oC이고, 발은 35.5oC이고, 발가락은 36.2oC이다. 주위 온도가 비교적 높기 때문에, 제1 사용자(2310)은 깊은 수면을 취할 수 없다. 마찬가지로, 제3 사용자(2330) 역시 주위 온도가 20oC인 환경에서 수면을 취하기 때문에, 깊은 수면을 취할 수 없다. 반면에 제2 사용자(2320)는 온열 중간대에 기반하여 제1 사용자(2310) 및 제2 사용자(2330) 보다 쾌적한 수면을 취할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 매트부(110)에 배치된 복수의 발열체들 중 각 신체 부위에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 발열체의 온도를 도 24를 참조하여 발열시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(126)는 수면자의 두피에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 34.8oC로 발열되도록 각각의 온도 제어부를 제어할 수 있고, 가슴에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 34.5oC로 발열되도록 각각의 온도 제어부를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 겨드랑이에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 36.4oC로 발열되고, 팔에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 33.5oC로 발열되고, 손가락에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 33.2oC로 발열되도록, 각각의 발열체에 대응되는 각각의 온도 제어부를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 허벅지에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 33.4oC로 발열되고, 다리에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 30.1oC로 발열되고, 발에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 29.7oC로 발열되도록 각각의 발열체에 대응되는 각각의 온도 제어부를 제어할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(126)는 발가락에 대한 무게 값을 식별한 적어도 하나의 발열체가 29.1oC로 발열되도록, 각각의 발열체에 대응되는 각각의 온도 제어부를 제어할 수 있다.
이와 같이, 일 실시 예에 따른 프로세서(126)는 매트부 상의 사용자의 신체 부위를 인식하고, 인식된 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 발열체가 상기 인식된 신체 부위에 적합한 온도로 발열되도록 적어도 하나의 온도 제어부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체 부위의 인식에 기반하여 매트부(110)의 일부를 다른 일부와 상이한 온도로 제어할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(126)는 사용자의 체온(예: 피부 온도, 또는 중심 온도)을 이용하여 상기 매트부(110)의 일부를 다른 일부와 상이한 온도로 제어할 수 있다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 사용자(예: 수면자)가 수면을 취하는 경우, 사용자의 각 신체 부위에 해당되는 온도는 상이할 수 있다. 사용자(예: 수면자)는 온열 중간대(thermoneutral zone, TNZ)(예: 28oC~30oC)에서 최적의 수면을 취할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자가 수면 중에, 각 신체 부위의 온도가 온열 중간대(또는 온열 중립대)에서의 각 신체 부위에 해당되는 온도가 되도록 상기 매트부(110)의 일부의 온도를 제어할 수 있다.
예를 들면, 온열 중간대에서의 두피의 온도는 34.8oC이고, 가슴의 온도는 34.5oC이고, 겨드랑이의 온도는 36.4oC이고, 팔의 온도는 33.5oC이고, 손가락의 온도는 33.2oC이고, 허벅지의 온도는 33.4oC이고, 다리의 온도는 30.1oC이고, 발의 온도는 29.7oC이고, 발가락의 온도는 29.1oC이다. 이러한 온열 중간대에서의 각 신체 부위의 온도는 사용자의 환경(예: 의복 착용 여부, 이불을 덮고 있는지 여부, 주위 온도 등)에 따라 서로 다를 수 있으며, 이러한 다양한 환경에 따른 각각의 온열 중간대에 대한 각 신체 부위의 온도는 메모리(125)에 저장되어 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 일부에 대한 온도를 측정하는 센서를 갖춘 체온 측정기를 나타낸 예시도이다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 일부에 대한 온도를 측정하는 적어도 하나의 센서는 패치(2510) 내에 포함될 수 있거나, 의복(2520)에 포함되거나, 또는 이어버드(earbud)(2530)의 적절한 위치에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 패치(2510)는 온도를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서가 부착될 수 있고, 신체의 일부(예: 옆구리, 겨드랑이 등)에 부착되어 적어도 신체의 일부에 대한 온도를 측정할 수 있다. 상기 의복(2520)은 온도를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서가 부착될 수 있고, 사용자에게 착의된 상태에서 적어도 신체의 일부에 대한 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 이어버드(2530)는 사용자의 귓속에 꽂힌 경우, 사용자의 귓속을 통해 사용자의 피부 온도 또는 중심 온도를 획득할 수 있다.
이러한 체온 측정기는 이러한 획득된 온도에 대한 정보를 스마트 매트(100)로 전송할 수 있고, 상기 스마트 매트의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 통신부(123)를 통해 각 신체 부위에 대한 적어도 하나의 온도를 포함하는 신호 또는 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나로부터 사용자(예: 수면자)의 신체 일부에 대한 온도 정보를 통신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 패치(2510), 의복(2520), 및 이어버드(2530) 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나(또는 최소 2개 이상)의 신체 부위에서 각각 획득한 온도 정보를 획득하고, 획득된 온도 정보에 기반하여 중심 온도와 피부 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(126)는 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530)에 포함된 적어도 하나의 센서에서 획득한 사용자의 각 신체 부위에 대한 피부 온도 및/또는 중심 온도에 대한 정보를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다. 도 26에서는 단지 패치(2510), 의복(2520), 및 이어버드(2530)를 도시하였으나, 본 발명은 각 신체 부위의 온도를 측정할 수 있는 다양한 온도 측정 수단을 통해서도 신체 부위에 대한 온도 정보를 획득할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신체의 중심 온도를 추정하기 위해 각 신체 부위에서의 온도 민감도를 나타낸 예시도이다.
도 26을 참조하면, 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각 신체 부위에서의 온도 민감도에 기반하여 사용자(예: 수면자)의 중심 온도를 추정할 수 있다. 일반적으로 인체의 중심 온도는 심장, 식도, 비인두, 직장, 고막, 방광, 혈액 등을 통해 측정할 수 있으나, 수면 중에 이러한 측정은 현실적인 장애가 있을 수 있다. 따라서, 구강(oral), 직장(rectal), 액와(axillary), 귓속(innet ear)의 신체 부위에서 측정한 대체 온도를 통해서 중심 온도를 추정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 각 신체 부위(예: 몸통)의 민감도에 기반하여 신체의 중심 온도를 추정할 수 있다.
예를 들면, 도 26의 (a)의 경우와 같이, 사용자의 앞모습에 20oC의 냉자극을 줄 경우, 얼굴의 민감도는 7.3이고, 옆구리의 민감도는 7.1이고, 몸통 중앙의 민감도는 7.0이고, 복부의 민감도는 6.9이다. 이와 같이, 냉자극에 민감한 신체의 일부는 얼굴, 옆구리, 몸통 중앙, 및 복부 순서이다. 그리고, 도 26의 (b)의 경우와 같이, 사용자의 앞모습에 40oC의 온자극을 줄 경우, 복부의 민감도는 5.5이고, 몸통 중앙의 민감도는 5.3이고, 가슴 중앙의 민감도는 5.0이고, 가슴 왼쪽 및 오른쪽의 민감도는 4.6이다. 이와 같이, 온자극에 민감한 신체의 일부는 복부, 몸통 중앙, 가슴 중앙, 및 가슴 왼쪽 및 오른쪽 순서이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 동일한 온도의 자극이라도 신체 부위에 따라 체감되는 자극의 정도가 다르기 때문에, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)에서 측정된 온도와 민감도를 통해 신체의 중심 온도를 추정할 수 있다. 예를 들면, 각 신체 중에서 몸통 부분에서의 민감도는 다른 신체 부위 보다 민감도가 높기 때문에, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 이러한 높은 민감도를 갖는 신체 일부(예: 몸통)에서 측정된 온도를 통해 사용자(예: 수면자)의 중심 온도로 추정할 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실제 중심 온도와 상기 실제 중심 온도와 유사한 온도를 갖는 신체 부위의 온도를 연령대 별로 나타낸 예시도이다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실제 중심 온도와 상기 실제 중심 온도와 유사한 온도를 갖는 신체 부위의 온도는 연령대(예: 유아, 아동 성인, 또는 노인)에 따라 약간의 차이가 있을 수 있다.
예를 들면, 유아와 아동의 중심 온도는 36.4oC에서 37.8oC의 범위이고, 성인의 중심 온도는 36.8oC에서 37.9oC의 범위이고, 노인의 중심 온도는 35.9oC에서 37.1oC의 범위이다. 수면 중에 중심 온도는 고정되지 않고, 지속적으로 변할 수 있다. 예를 들면, 중심 온도는 수면이 시작하면서 지속적으로 감소하고, 기상 전 1시간 ~ 3시간부터 점차 상승할 수 있다. 이러한 중심 온도의 변화로 인해, 각 신체 부위에서의 온도 역시 변화될 수 있다. 또한, 각 연령대의 중심 온도는 고정되지 않고, 일정한 범위 내에 존재할 수 있다. 또한, 중심 온도와 유사한 온도(즉, 대체 온도)를 갖는 신체 부위는 각 연령대 별로 상이할 수 있다.
예를 들면, 유아 및 아동의 중심 온도는 귓속에서 측정한 온도와 유사하지만, 성인의 중심 온도는 겨드랑이에서 측정한 온도와 유사하다. 또한, 노인의 중심 온도는 구강에서 측정한 온도와 유사하다. 이와 같이, 각 연령대 별로 중심 온도는 상이할 수 있고, 각 연령대의 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도를 획득하기 위한 신체 부위 역시 상이할 수 있다. 신체의 중심 온도를 측정하는 것은 현실적으로 어려움이 있을 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시 예는 각 연령대에 따라 중심 온도를 대체할 수 있는 신체 일부에서의 온도(예: 귓속, 겨드랑이, 또는 구강 등)를 중심 온도로 대체할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 매트부(110) 상에 존재하는 사용자의 연령대와 각 연령대에 해당되는 중심 온도를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 중심 온도는 수면 시간이 가까울수록 하강하기 시작하여 깊은 수면을 취하는 구간에서 가장 낮을 수 있다. 그리고, 기상 시간이 가까울수록 중심 온도는 점차 상승하기 시작한다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도, 혈장 코티솔, 및 혈장 멜라토닌이 수면 중에 변화하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 28을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도, 혈장 코티솔(plasma cortisol), 및 혈장 멜라토닌(plasma melatonin)은 수면 중(2840)에 변화할 수 있다. 중심 온도(2810)는 심장, 식도, 비인두, 직장, 고막, 방광, 혈액 등을 통해 측정된 온도이고, 상기 혈장 코티솔(2820)은 급성 스트레스에 반응해 분비되는 물질로서 스트레스에 대항하는 신체에 필요한 에너지를 공급해주는 역할을 한다. 그리고, 혈장 멜라토닌(2830)은 뇌에서 분비되는 생체 호르몬으로서, 자연적인 수면을 유도하는 작용을 한다.
도 28에 도시된 바와 같이, 중심 온도(2810)는 수면 전(약 24시 이전)에는 약 37.5oC이지만, 수면이 시작됨에 따라 약 36.2oC로 점차 낮아질 수 있다. 그리고, 기상하는 시간(예: 약 06시)보다 일정 시간 이전(예: 약 1시간 ~ 3시간 전)부터 중심 온도는 점차 상승하게 된다. 그리고, 수면 중에 중심 온도에 가까운 근위부(proximal skin)의 온도는 중심 온도와 같이 낮아지고, 원위부(distal skin)의 온도는 열을 효과적으로 발산하기 위해 높아질 수 있다.
그리고, 혈장 코티솔(2820)은 수면 전(약 24시 이전)에는 약 3 ug/dl까지 점차 낮아지지만, 수면이 시작됨에 따라 점차 증가하기 시작하고, 기상 후 1시간 후에는 약 28ug/dl까지 지속적으로 증가한다. 그리고, 혈장 멜라토닌(2830)은 수면 전(약 24시 이전)에는 약 4pmol/L 로 분비되고, 수면이 시작되면 분비량이 증가하기 시작하여 깊은 수면 중일 때에는(약 03시) 76pmol/L까지 분비량이 증가하고, 이후에는 분비량이 점차 감소한다.
이와 같이, 수면 중에는 중심 온도(2810), 혈장 코티솔(2820), 및 혈장 멜라토닌(2830)이 변화된다. 이와 같이, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 중심 온도를 식별할 수 있고, 식별된 중심 온도의 변화에 기반하여 사용자가 현재 수면 중인지 또는 수면 중이지 않는지를 식별할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주위 온도에 따른 중심 온도 및 피부 온도를 나타낸 예시도이다.
도 29를 참조하면, 신체의 온도는 주위 온도에 따라 영향을 받을 수 있다. 신체의 중심 온도는 외부 온도(예: 외기 온도)에 상관 없이 일정하게 온도를 유지하려는 반면, 피부 온도는 외부 온도(예: 외기 온도)의 변화에 쉽게 변화될 수 있다. 그리고, 중심 온도는 약 36.5oC ~ 37.2oC(± 0.2)의 범위일 수 있다.
예를 들면, 중심 온도(2910)는 주위 온도의 변화에 상관없이 균일한 온도 범위(약 36.5oC ~ 37.2oC(± 0.2)) 내에서 유지될 수 있다. 그리고, 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도(2920)는 주위 온도의 변화에 약간의 영향을 받을 수 있고, 중심 온도 보다 낮을 수 있다.
예를 들면, 주위 온도가 35oC 및 23oC인 경우, 중심 온도(2010)은 37oC로 동일할 수 있다. 그러나, 주위 온도가 35oC인 경우, 신체 내에서 중심 온도가 37oC인 영역은 주위 온도가 35oC인 경우보다 클 수 있다. 그리고, 주위 온도가 35oC 및 23oC인 경우, 신체 내에서 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도는 37oC 이며, 신체 일부(예: 겨드랑이, 옆구리 등)에서 측정될 수 있다. 그리고, 주위 온도가 23oC 인 경우, 피부 온도(2930)는 신체 말단 부위(예: 팔, 다리 등)으로 갈수록 온도가 더 떨어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 현재의 주위 온도를 추정할 수 있거나, 또는, 현재의 주위 온도와 피부 온도에 기반하여 측정된 피부의 위치를 식별할 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 온도의 변화에 따른 중심 온도 및 피부 온도의 변화를 나타낸 예시도이다.
도 30의 (a)는 외부 온도의 변화를 나타낸 것이다. 도 30의 (a)를 참조하면, 제1 조건(3010)은 시간이 흐름에 따라 주위 온도를 하강한 것이고, 제2 조건(3020)은 주위 온도를 일정한 온도(예: 28oC)로 유지한 것이고, 제3 조건(3030)은 시간이 흐름에 따라 주위 온도를 하강한 조건이다. 즉, 제1 조건(3010)은 9시간 동안 1시간 단위로 주위 온도를 30oC에서 0.5oC씩 하강한 것이고, 제2 조건(3020)은 9시간 동안 주위 온도를 28oC로 유지한 것이고, 제3 조건(3030)은 9시간 동안 1시간 단위로 주위 온도를 26oC에서 0.5oC씩 상승한 것이다.
도 30의 (b)는 외부 온도의 변화에 따른 직장에서의 중심 온도의 변화를 나타낸 것이다. 도 30의 (b)를 참조하면, 상기 제1 조건(3010)에서의 직장 온도는 측정 후 약 2시간 동안 하강한 후, 시간이 흐름에 따라 점진적으로 상승한다. 그리고, 상기 제3 조건(3030)에서의 직장 온도는 측정 후 약 5시간 동안 점진적으로 상승한 후, 시간이 흐름에 따라 점진적으로 하락한다. 이에 반해, 상기 제2 조건(3020)에서의 직장 온도는 상기 제1 조건(3010) 및 상기 제2 조건(3030)에 비해 비교적 균일하다.
도 30의 (c)는 외부 온도의 변화에 따른 피부 온도에서의 중심 온도의 변화를 나타낸 것이다. 도 30의 (c)를 참조하면, 상기 제1 조건(3010)에서의 피부 온도는 측정 후 약 3시간 동안, 온도가 적게 하락하고, 약 3시간 이후부터 피부온도는 점진적으로 상승한다. 그리고, 상기 제3 조건(3030)에서의 피부 온도는 시간이 지남에 따라 지속적으로 하락한다. 이에 반해, 상기 제2 조건(3020)에서의 피부 온도는 상기 제1 조건(3010) 및 상기 제2 조건(3030)에 비해 비교적 균일하다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 외부 온도가 변하는 경우, 중심 온도(예: 직장에서 측정한 온도)가 피부 온도보다 덜 민감하고, 피부 온도는 중심 온도보다 더 민감함을 식별할 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 중인 동안의 중심 온도의 변화를 나타낸 예시도이다.
도 31을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 중인 동안의 중심 온도는 수면 중에 변화될 수 있다. 예를 들면, 수면 시간이 가까울수록 중심 온도는 하강하고, 제1 수면 구간에서 중심 온도의 하강(예: 약 36.9oC에서 약 36.5oC로 하강)은 가속화될 수 있다. 이후, 깊은 수면 구간인 제2 수면 구간에서의 중심 온도는 약 36.2oC ~ 36.5oC의 범위를 가지며, 각성 구간인 제3 수면 구간에서의 중심 온도는 36.3oC에서 점차 상승된다. 이와 같이, 중심 온도는 수면에 진입하면서 점차 하강하게 된 후, 깊은 수면 구간에서 가장 낮을 수 있다. 그리고, 중심 온도는 각성 구간(예: 기상하기 1시간 ~ 3시간 전)에서 점차 상승하게 된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 수면 구간은 수면 초기 구간으로서, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 수면이 시작됨을 감지할 수 있다. 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 이러한 수면 초기 구간에서 수면이 잘 되도록 주위 온도에 따라 매트부(110)의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 수면 구간은 수면 중기 구간으로서, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 신체의 말단 부위(예: 손, 발)에서 효과적인 열 발산을 위해, 중심 온도에 가까운 근위부의 온도를 온열 중간대에 대응되도록 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어하고, 신체의 말단 부위의 온도를 하강시키기 위해 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 하강시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 수면 구간은 수면 말기 구간으로서, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 중심 온도가 상승되고 있음을 식별할 수 있다. 또한, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 수면 말기 구간에서 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도가 입면 유도시기와 유사한 온도가 되도록 상기 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 사용자(예: 수면자)의 수면 패턴을 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 체온 측정기(2510, 2520, 2530)를 이용하여 획득된 온도에 기반하여 사용자가 현재 깊은 수면(NREM)중인지, 얕은 수면(REM) 중인지, 또는 깨어 있는지를 식별할 수 있다.
이와 같이, 수면 중에, 중심 온도는 고정되지 않고 지속적으로 변하기 때문에, 수면 중에 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 상기 중심 온도의 변화에 기반하여 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면자의 수면 패턴을 나타낸 예시도이다.
도 32를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면자는 시간이 흐름에 따라 깊은 수면(NREM)(331, 332, 333, 334, 335)과 얕은 수면(REM)(321, 322, 323, 324, 325)을 번갈아 가며 수면을 취하게 된다. 수면자는 각성 단계에서 제4 단계 수면으로 진입할수록 깊은 수면(NREM)을 취하게 되고, 다시 제4 단계 수면에서 각성 단계로 진입할수록 얕은 수면(REM)을 취하게 된다. 이러한 수면 시간 동안 수면자는 깊은 수면(NREM)과 얕은 수면(REM)을 번갈아 가며 수면을 취하게 된다. REM 수면은 시간이 흐름에 따라 주기적으로 발생되며, REM 수면의 기간도 증가한다. 그리고, 시간의 흐름에 따라 깊은 수면(예: 제4 단계 수면)의 시간은 점차 줄어들고, REM 수면의 시간은 점차 늘어난다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 중간대를 나타낸 예시도이다.
도 33을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온열 중간대는 기초 대사율(basal metabolic rate, BMR)이 가장 낮은 온도 영역을 의미할 수 있다. 온열 중간대(3320)는 수면중인 사용자의 신체의 생리적인 체온 조절을 위해 필요로 하는 기초 대사율이 낮은 영역(또는 최저)이 되는 온도 영역으로서, 수면 중에 소모되는 산소량이 최소가 되는 온도 영역이다.
예를 들면, 수면 중인 사용자의 기초 대사율은 주위 온도의 증가에 반비례하여 감소(3310)되고, 주위 온도가 일정 범위(예: 약 27oC~33oC)에 해당되는 경우, 기초 대사율은 더 이상 감소되지 않는다. 이와 같이, 기초 대사율이 더 이상 감소되지 않는 온도 범위를 온열 중간대라 할 수 있다. 그리고, 주위 온도가 온열 중간대에 해당되는 일정 범위(예: 약 27oC~33oC)를 초과하는 경우, 기초 대사율은 증가(3330)될 수 있다. 이와 같이, 수면 중에 산소 소모량이 최소가 되는 온도 구간(3320)을 온열 중간대로 추정할 수 있다. 예를 들면, 탈의 상태의 성인 남성의 경우 온열 중간대는 약 27oC ~ 33oC이고, 성인 여성은 성인 남성보다 온열 중간대의 범위다 다소 넓을 수 있다. 이러한 온열 중간대는 연령대, 성별, 의복 착용 여부 등 다양한 환경에 따라 달라질 수 있다. 이러한 다양한 환경에 따른 온열 중간대에 대한 온도는 메모리(125)에 저장될 수 있다.
그리고, 주위 온도가 온열 중간대의 최소 온도(예: 약 27oC)보다 낮은 경우, 신체의 중심 온도는 주위 온도의 변화에 크게 영향을 받지 않는 약 36oC ~ 38oC이다. 그러나, 온열 중간대(예: 약 27oC~33oC)에서의 신체의 피부 온도는 주위 온도의 상승에 비례하여 증가할 수 있다. 그리고, 주위 온도가 온열 중간대의 최대 온도(예: 약 33oC) 보다 클 경우, 수면자는 수면 중에 땀을 흘리게 된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자(예: 수면자)의 각 신체 부위에 대한 체온을 획득하고, 획득된 각 신체 부위에 대한 체온이 온열 중간대에 해당되는 각 신체 부위에 대한 체온에 일치 또는 유사하도록 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체에 대한 온도를 제어할 수 있다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도와 온열 중간대의 관계를 나타낸 예시도이다.
호흡가스 분석기를 착용하여 수면하는 것은 사용자에게 불편하기 때문에, 분석기를 착용한 후, 수면 중에 산소 소비량을 측정하는 것은 현실적으로 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(100)의 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 수면 중에 수면 시간이 증가함에 따라 중심 온도의 변화가 발생됨을 이용하여 산소 소비량이 적은 구간을 식별하고, 상기 산소 소비량이 적은 구간을 통해 온열 중간대를 식별할 수 있다.
도 34를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심 온도는 수면이 시작됨에 따라 점진적으로 낮아지고, 각성 시간(예: 기상 시간)에 가까워질수록 중심 온도는 다시 상승하게 된다. 예를 들면, 수면자가 의복을 착용한 경우, 의복에 의한 보온 효과로 인해 수면에 최적한 온도는 약 17oC ~20oC이고, 의복을 착용하지 않는 경우, 수면에 최적한 온도는 약 28oC ~ 30oC일 수 있다.
예를 들면, 수면자가 수면에 최적한 온도에 기반하여 수면을 취하기 시작할 때의 중심 온도는 약 36.8oC이다. 그리고, 수면 시간이 증가함에 따라 상기 중심 온도는 점차 하락하게 되고, 수면 시간이 약 3시간이 지나면, 중심 온도는 약 36.3oC 이다. 이후, 중심 온도는 각성 시간(예: 기상 시간)에 가까워질수록 점차 상승하게 된다. 이와 같이, 중심 온도는 수면 시간이 지남에 따라 점차 낮아진 후, 다시 상승하는 패턴을 갖는다. 그리고, 온열 중간대는 수면 중에 산소 소비량이 최소가 되는 온도 대역이다. 수면 중에서의 산소 소비량의 패턴은 수면 중에서의 중심 온도의 패턴과 유사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 수면을 취하고 있는 사용자로부터 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도(예: 겨드랑이, 귓속, 구강 등)를 획득하고, 획득된 대체 온도에 기반하여 수면중인 사용자의 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다. 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 추정된 중심 온도에 기반하여 상기 중심 온도의 패턴과 유사한 패턴을 갖는 온열 중간대를 식별(또는 추정)할 수 있다. 그리고, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 수면자의 각 신체 부위에 위치한 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)가 상기 온열 중간대에서의 각 신체 부위에 해당되는 온도로 발열되도록, 상기 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 카메라(1110)(예: 비젼 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등)로부터 획득한 이미지를 통해 수면자가 현재 의복을 착용한 상태인지, 또는 이불을 덮고 있는지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 의복을 착용하거나, 또는 이불을 덮고 있는 경우, 상기 의복과 이불에 의한 온도 상승을 적용하여 수면자의 각 신체 부위에 위치한 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체(111)가 상기 온열 중간대에서의 각 신체 부위에 해당되는 온도로 발열되도록 상기 매트부(110)의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 수면 중인 사용자의 중심 온도가 약 36.3oC ~ 36.7oC 인 경우, 온열 중간대가 28oC ~ 30oC 인 것으로 식별할 수 있다. 그리고, 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치(120)(예: 프로세서(126))는 식별된 온열 중간대에 대응하는 각 신체 부위의 온도에 기반하여 각 신체 부위에 해당되는 매트부(111)의 일부가 발열되도록, 상기 매트부(111) 내의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있다.
도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 35를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 압전 센서 각각의 위치에서 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보를 획득할 수 있다(S3510). 일 실시 예에 따르면, 사용자가 매트부(110) 상에 누워 있는 경우, 상기 프로세서(126)는 적어도 하나의 압전 센서들로부터 사용자에 의한 무게를 감지한 신호를 수신할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 매트부(110)에서 일정 간격(예: 1cm, 5cm, 또는 10cm 등)으로 이격된 위치에 배치된 적어도 하나의 압전 센서들에 의해 획득된 사용자의 신체 일부에 대한 압전 정보를 적어도 하나의 압전 센서들로부터 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(예: 수면자)가 매트부(110) 상에서 이불을 덮고 있는 경우, 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 상기 매트부(110) 상의 사용자(예: 이불을 덮고 있는 수면자)에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값 및 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게)를 획득할 수 있다. 예를 들면, 만일, 사용자가 이불을 덮고 있는 상태에서, 사용자의 신체 일부만의 무게 값을 획득하고자 하는 경우, 상기 프로세서(126)는 이불을 덮고 있는 신체 일부에 대한 무게 값에서 상기 신체 일부를 덮고 있는 이불의 무게 값을 차감하여, 상기 사용자의 신체 일부만의 무게 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 상기 과정(S3510)은 도 3, 도 15, 및 도 21에서 기술한 적어도 하나의 기능 또는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 과정(S3510)에 대한 설명은 도 3, 도 15, 및 도 21에서 기술한 적어도 하나의 기능 또는 과정을 적용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S3512). 상기 프로세서(126)는 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나로부터 사용자(예: 수면자)의 신체 일부에 대한 온도 정보를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다. 상기 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나는 사용자의 신체에서 온도(예: 피부 온도, 중심 온도, 및/또는 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도)를 획득하고, 획득된 온도를 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나에서 측정된 사용자의 신체에 대한 온도를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 패치(2510), 의복(2520), 및 이어버드(2530) 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나 이상의 신체 일부에서 각각 획득한 온도 정보를 획득하고, 획득된 온도 정보에 기반하여 중심 온도와 피부 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(126)는 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530)에 포함된 적어도 하나의 센서에서 획득한 사용자의 각 신체 일부에 대한 피부 온도 및/또는 중심 온도에 대한 정보를 통신부(123)를 통해 획득할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체로부터 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별하고, 상기 식별된 중심 온도에 기반하여, 상기 사용자에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보 및 상기 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다(S3514). 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보 및 상기 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도가 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 종아리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도와 상이하도록 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 사용자의 제1 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록, 각각의 온도 제어부 및 온도 제어 센서 중 적어도 하나의 제어를 통해 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보에 기반하여 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별하고, 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 적어도 하나의 온도에 기반하여, 상가 식별된 제1 신체 일부에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 신체로부터 획득된 적어도 하나의 온도에 기반하여 사용자에 대한 온열 중간대를 식별하고, 상기 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체의 온도를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체의 온도에 대응되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도의 발열을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(125)는 사용자의 각 신체 일부에 대한 무게 정보, 사용자의 온열 중간대에 따른 각 신체 일부에서의 온도에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(125)는 온열 중간대에 해당되는 온도 범위 별로, 최적의 수면이 제공될 수 있는 각 신체 일부의 온도에 대한 정보를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 온열 중간대가 28oC ~ 30oC인 경우, 최적의 수면 환경을 제공하기 위한 신체 일부에 대한 온도에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 두피는 34.8oC이고, 가슴은 34.5oC이고, 겨드랑이는 36.4oC이고, 팔은 33.5oC이고, 손가락은 33.2oC이고, 허벅지는 33.4oC이고, 다리는 30.1oC이고, 발은 29.7oC이고, 발가락은 29.1oC이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 통신부(123)를 통해 사용자의 신체로부터 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 미리 결정된 시간 단위(또는 실시간)로 수신할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 온열 중간대를 식별하고, 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체 부위에 따른 온도에 대응되도록, 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 신체 일부에 대한 이불의 무게를 상기 메모리(125)에 저장된 무게 정보에 반영하여 상기 사용자의 신체 일부를 보다 효율적으로 인식할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 이불의 덮음에 기반하여 신체 일부에서의 온도 변화를 상기 온도 정보 및 온열 중간대에서의 신체 부위에 대한 온도에 반영하여 상기 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
도 36은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 36을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 매트의 동작을 제어하는 과정을 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(126)는 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 압전 센서 각각의 위치에서 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보를 획득할 수 있다(S3610). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S3612). 상기 과정들(S3610, S3612) 각각은 도 3, 도 15, 도 21, 및 도 35에서 기술한 적어도 하나의 기능 또는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 과정들(S3610, S3612)에 대한 설명은 도 3, 도 15, 도 21, 및 도 35에서 기술한 적어도 하나의 기능 또는 과정을 적용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 획득된 적어도 하나의 온도에 기반하여 사용자의 중심 온도를 식별할 수 있다(S3614). 상기 프로세서(126)는 패치(2510), 의복(2520), 및 이어버드(2530) 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나 이상의 신체 일부에서 측정된 온도 정보를 획득하고, 획득된 온도 정보에 기반하여 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다. 상기 획득된 온도 정보는 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도이다. 상기 프로세서(126)는 각 신체 일부에서 측정된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 포함된 온도를 중심 온도를 대체하는 대체 온도로서 적용할 수 있다. 상기 대체 온도는 중심 온도와 유사한 온도이며, 신체 일부(예: 귓속, 겨드랑이, 구강 등)에서 측정된 온도이다.
인체의 중심 온도와 유사한 온도를 갖는 신체 부위는 각 연령대 별로 상이할 수 있다. 예를 들면, 유아 및 아동의 중심 온도는 귓속에서 측정한 온도와 유사하지만, 성인의 중심 온도는 겨드랑이에서 측정한 온도와 유사하다. 또한, 노인의 중심 온도는 구강에서 측정한 온도와 유사하다. 이와 같이, 중심 온도를 실제 측정하는 것은 현실적으로 어려울 수 있기 때문에, 중심 온도와 유사한 온도로 발열하는 신체 부위에서 측정한 온도(예: 대체 온도)를 상기 중심 온도로 대체할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 도 27에 기반하여, 사용자의 신체 일부에서 측정된 온도에 기반하여 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 중심 온도에 기반하여 온열 중간대를 식별할 수 있다(S3616). 온열 중간대는 기초 대사율(BMR)이 더 이상 감소되지 않는 온도 범위를 의미할 수 있다. 온열 중간대는 수면중인 사용자의 신체의 생리적인 체온 조절을 위해 필요로 하는 기초 대사율이 더 이상 감소되지 않는 온도 범위로서, 수면 중에 소모되는 산소량이 최소가 되는 온도 영역을 포함할 수 있다. 이와 같이, 기초 대사율이 더 이상 감소되지 않는 온도 범위를 온열 중간대라 할 수 있다. 이러한 온열 중간대는 연령대, 성별, 의복 착용 여부 등 다양한 환경에 따라 달라질 수 있다. 메모리(125) 이러한 다양한 환경에 따른 온열 중간대에 대한 온도 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(125)는 상기 다양한 환경에 따른 온열 중간대 별로 최적의 수면을 제공하기 위한 각 신체 부위의 온도에 대한 정보를 저장하고 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 온열 중간대에 기반화여 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다(S3618). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 압전 정보 및 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체 부위에 따른 온도에 기반하여, 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 상기 압전 정보 및 상기 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체 부위에 따른 온도에 기반하여, 각 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 최적의 수면 환경을 제공하는 온열 중간대에서의 두피의 온도가 34.8oC인 경우, 상기 프로세서(126)는 현재 사용자의 두피의 온도가 34.8oC가 되도록 사용자의 머리에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 최적의 수면 환경을 제공하는 온열 중간대에서의 허벅지의 온도가 33.4oC인 경우, 상기 프로세서(126)는 현재 사용자의 허벅지의 온도가 33.4oC가 되도록 사용자의 허벅지에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 허벅지 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도를 제어할 수 있다.
이와 같이, 상기 프로세서(126)는, 압전 정보, 신체 일부에서 획득한 적어도 하나의 온도(대체 온도), 및 온열 중간대에 기반하여 사용자의 제1 신체 일부(예: 두피)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도가 제2 신체 일부(예: 허벅지)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 허벅지 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도와 상이하도록, 각각의 온도 제어부 및 온도 제어 센서 중 적어도 하나의 제어를 통해 상기 적어도 하나의 제1 발열체 또는 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
이상에서는 사용자의 신체 일부의 몸무게에 대한 적어도 하나의 압전 정보를 스마트 매트로부터 획득하고, 사용자의 신체 일부에서 측정한 적어도 하나의 온도(예: 피부 온도, 중심 온도, 또는 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도)를 체온 측정기로부터 획득하는 실시 예에 대해 기술하였다. 또한, 상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 온도에 기반한 온열 중간대의 신체 일부에 대한 온도에 기반하여 스마트 매트의 일부의 온도가 다른 일부의 온도와 상이하도록 상기 스마트 매트의 온도를 제어하여 최적의 수면 환경을 제공하는 실시 예에 대해 기술하였다.
이하에서는, 상기 스마트 매트의 온도를 제어함에 있어서, 주변 전자 장치(예: 냉난방 장치, 가습기, 제습기, 공기 청정기, 음향 출력 장치, 선풍기, 조명 장치, 산소 발생기 등)와 연동하여 사용자에게 최적의 수면 환경을 제공하는 실시 예에 대해 기술한다.
도 37은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 37을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템(3700)은 스마트 매트(100), 홈 제어 장치(3710), 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 및 산소 발생기(3728)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 홈 제어 장치(3710)는 프로세서(3711), 메모리(3712), 통신부(3713), 및 입력부(3714)를 포함할 수 있다.
도 37에 도시된 수면 환경 제어 시스템(3700)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 수면 환경 제어 시스템(3700)의 구성 요소들이 도 37에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)는 일정 간격으로 이격된 위치에 배치된 적어도 하나의 압전 센서(112) 및 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각에 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 발열체(111)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각은 자신의 위치에서 스마트 매트(100) 상의 사용자에 의한 압전 정보(예: 사용자의 신체 일부의 무게 값)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 전기적 발열체, 유체적 발열체, 및 상기 전기적 발열체와 상기 유체적 발열체의 조합으로 구성된 혼합적 발열체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 발열체(111)는 직물로 이루어진 밴드 형의 부재로 형성되거나, 또는 유체(예: 공기 또는 액체)를 저장할 수 있는 밀폐 형 챔버로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 홈 제어 장치(3710)는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치의 제어를 통해 스마트 매트(100)에 기반한 수면 환경을 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 적어도 하나의 전자 장치는 습도를 조절하는 제습기(3721), 또는 가습기(3722), 냉난방(또는 습도)을 조절하는 냉난방 장치(3723), 홈 내의 공기를 정화하는 공기 청정기(3724), 조명을 제공하는 조명 장치(3725), 음향을 출력하는 음향 출력 장치(3726)(예: 스피커, 오디오, TV 등), 선풍기(3727), 및 산소를 공급하는 산소 발생기(3728)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(3713)는 상기 홈 제어 장치(3710)에 포함된 적어도 하나의 구성 요소와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(3713)는, 프로세서(3711)의 제어 하에 스마트 매트(100)이 통신부(123), 및 적어도 하나의 전자 장치와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 통신부(3713)는 상기 스마트 매트(100) 및 적어도 하나의 전자 장치와 적어도 하나의 신호 또는 정보를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(3713)는 근거리 통신(예: 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반하여 적어도 하나의 전자 장치와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부(3713)는 카메라(1110)(예: 비젼 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등)에서 획득된 이미지를 수신할 수 있고, 상기 적어도 하나의 전자 장치로부터 획득한 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기, 및 산소 농도 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 통신부(3713)는 상술한 전자 장치 이외에 다른 외부 장치(예: 인터넷 연결을 통한 서버)로부터 신호 또는 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 입력부(3714)는 사용자로부터 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 관한 데이터(예: 동작 설정, 동작 모드, 온도 설정 등에 대한 데이터)를 입력 받을 수 있고, 사용자로부터 입력된 다양한 정보를 상기 프로세서(3711)로 제공할 수 있다. 이를 위해, 입력부(3714)는 스위치, 버튼 등의 물리적인 조작 부재를 포함하거나 터치 키, 터치 패드, 터치 스크린 등의 전기적인 조작 부재를 포함할 수 있다. 또는, 상기 입력부(3714)는 사용자의 음성 신호를 입력 받을 수 있는 마이크, 및 사용자에게 스마트 매트(100)에 관한 다양한 정보를 음성으로 출력할 수 있는 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(3712)는 적어도 하나의 전자 장치의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램 등이 저장될 수 있다. 이에 따라, 상기 프로세서(3711)는 메모리(3712)에 저장된 정보(또는 명령어들)를 참조하여 후술하는 제어 동작을 수행할 수 있다. 상기 메모리(3712)는 스마트 매트(100)에 기반하여 수면 환경을 제어하는 적어도 하나의 장치(예: 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 산소 발생기(3728) 등)에 의해 획득되거나 또는 사용되는 다양한 데이터(예: 소프트웨어, 획득된 정보, 측정된 정보, 제어 신호 등), 및 이와 관련된 명령어를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(3712)는, 스마트 매트(100)로부터 수신된 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대한 식별자 및 스마트 매트(100) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(3712)는 스마트 매트(100)로부터 수신된 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체에 대한 식별자 및 스마트 매트(100) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(3712)는 사용자(105)의 각 신체 일부에 대한 무게 정보 및 신체 일부에 대한 온도 정보를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(3712)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 상기 메모리(3712)는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다. 상기 메모리(3712)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 소프트웨어를 구동하여 상기 프로세서(3711)에 연결된 적어도 하나의 구성요소(예: 메모리(3712), 통신부(3713), 입력부(3714), 배터리 또는 소프트웨어 구성요소)를 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 제어할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(3711)는 상기 적어도 하나의 구성요소에 의해 생성되는 다양한 데이터를 처리하거나, 연산을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(3711)는 메모리(3712), 통신부(3713), 입력부(3714)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 상기 메모리(3712)에 로드하여 처리하고, 상기 처리된 데이터를 메모리(3712)에 저장할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(3711)는 상기 처리된 데이터를 입력부(3714)(예: 터치 스크린)를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 메모리(3712), 통신부(3713), 입력부(3714), 배터리 또는 소프트웨어 구성요소)의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 또는, 상기 다른 구성 요소의 동작 일부 또는 전부는 상기 프로세서(3711)(예: 제어 회로)로서 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 메모리(3712), 통신부(3713), 및 입력부(3714)와 전기적으로 동작 가능하도록 연결될 수 있다. 상기 프로세서(3711)는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)에 대한 온열 중간대의 정보를 상기 통신부(3713)를 통해 획득하고, 적어도 하나의 전자 장치로부터 설정 정보를 상기 통신부(3713)를 통해 획득하도록 설정될 수 있다. 그리고, 프로세서(3711)는 상기 획득된 온열 중간대의 정보 및 상기 획득된 설정 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온열 중간대의 정보는, 상기 스마트 매트(100) 상의 상기 사용자(105)의 적어도 신체 일부(예: 겨드랑이, 옆구리, 구강 등)에서 획득한 온도에 기반하여 식별된 온열 중간대에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)에 대한 온열 중간대에서의 각 신체 부위(예: 두피, 등, 허벅지, 종아리, 팔, 엉덩이 등)에 대한 온도, 상기 사용자(105)의 각 신체 일부에 해당되는 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도, 및 상기 적어도 하나의 발열체(111)의 위치 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)의 적어도 신체 일부에서 측정된 온도에 기반하여 식별된 사용자(105)가 현재 깊은 수면(NREM)중인지, 얕은 수면(REM) 중인지, 또는 깨어 있는지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)의 수면 패턴, 및 수면 시간을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 적어도 하나의 전자 장치(예: 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 및 산소 발생기(3728) 등)와 전기적으로 동작 가능하도록 연결될 수 있다. 상기 프로세서(3711)는 적어도 하나의 전자 장치로부터 현재 동작중인 상태에서의 설정 정보를 통신부(3713)를 통해 획득할 수 있다. 상기 설정 정보는, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 동작되도록 기 설정된 정보이며, 각각의 전자 장치의 종류에 따라 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 냉난방 장치(3723)인 경우, 상기 설정 정보는 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 온도에 대한 정보, 홈 내의 현재 온도에 대한 정보, 상기 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 습도에 대한 정보, 홈 내의 현재 습도에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 제습기(3721) 또는 가습기(3722)인 경우, 상기 설정 정보는 제습기(3721)또는 가습기(3722)에 기 설정된 습도에 대한 정보, 홈 내의 현재 습도에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습기(3721) 또는 상기 가습기(3722)는 홈 제어 장치(3710)의 제어 하에 제습 또는 가습이 조절될 수 있다. 예를 들면, 제습기(3721) 또는 상기 가습기(3722)는 여름에는 실내 평균 온도가 약 23oC ~ 28oC(또는 최적 온도가 약 24oC ~ 27oC)가 되도록 온도를 조절하고, 실내 평균 습도가 약 66%(또는 최적 습도 약 60%)가 되도록 습도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 제습기(3721) 또는 상기 가습기(3722)는 겨울에는 실내 평균 온도가 약 22oC ~ 25oC(또는 최적 온도가 약 18oC ~ 21oC)가 되도록 온도를 조절하고, 실내 평균 습도가 약 20% ~ 30%(또는 최적 습도 약 40%)가 되도록 습도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 최적의 수면 환경은 계절에 따라 최적의 습도가 약 40% ~60%로 유지되는 경우이다. 그리고, 상기 프로세서(3711)는 이러한 습도에 기반하여 상기 제습기(3721) 또는 상기 가습기(3722)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 공기 청정기(3724)인 경우, 상기 설정 정보는 공기 청정기(3724)에 기 설정된 공기 질에 대한 정보, 홈 내의 현재 공기 질에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 산소 발생기(3728)인 경우, 상기 설정 정보는 산소 발생기(3728)에 기 설정된 산소 농도에 대한 정보, 홈 내의 현재 산소에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 산소 발생기(3728)는 수면 초기(예: 제1 수면 구간)에는 깊은 수면에 빨리 진입하도록 산소의 농도를 낮게(또는 이산화탄소의 농도를 높게) 유지하고, 수면 중기(예: 제2 수면 구간)에는 깊은 수면이 유지되도록 산소의 농도를 상기 수면 초기 보다 높게(또는 이산화탄소의 농도를 상기 수면 초기 보다 낮게) 유지하도록 동작할 수 있다. 그리고, 상기 산소 발생기(3728)는 수면 말기(예: 제3 수면 구간)에는 깊은 수면에서 빨리 깨도록 산소의 농도를 상기 수면 기보다 높게(또는 이산화탄소의 농도를 상기 수면 초기 보다 낮게) 유지하도록 동작할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 조명 장치(3725)인 경우, 상기 설정 정보는 스마트 매트(100)와 동일한 공간에 위치한 조명 장치(3725)에서 현재 출력되는 조명 세기에 대한 정보, 및 상기 조명 장치(3725)의 최대 밝기 및 최소 밝기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 조명 장치(3725)는 수면 초기(예: 제1 수면 구간)에는 깊은 수면에 빨리 진입하도록 빛의 파장을 조절(예: 붉은 계열 조명)하고, 수면 중기(예: 제2 수면 구간)에는 깊은 수면이 유지되도록 조명을 어둡게(또는 조명 Off) 유지할 수 있다. 그리고, 상기 조명 장치(3725)는 수면 말기(예: 제3 수면 구간)(또는 약 기상 30분 전)에는 깊은 수면에서 빨리 깨도록 푸른 빛을 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 음향 출력장치(3726)인 경우, 상기 설정 정보는 음향 출력장치(3726)에 기 설정된 음향 세기, 현재 출력되는 음향 세기, 출력되는 음향의 종류, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 음향 출력장치(3726)는 수면 초기(예: 제1 수면 구간)에는 깊은 수면에 빨리 진입하도록 하는 장르(예: 클래식, 발라드)의 음악을 재생하고, 수면 중기(예: 제2 수면 구간)에는 깊은 수면이 유지되도록 음향 출력을 OFF로 유지할 수 있다. 그리고, 상기 음향 출력장치(3726)는 수면 말기(예: 제3 수면 구간)에는 깊은 수면에서 빨리 깨도록 템포가 빠른 음악을 제공하거나, 알람을 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 선풍기(3727)인 경우, 상기 설정 정보는 스마트 매트(100)에 인접한 곳에 위치한 선풍기(3727)에서 현재 출력되는 바람 세기에 대한 정보, 상기 선풍기(3727)의 최대 바람 세기 및 최소 바람 세기에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 산소 발생기(3728)인 경우, 상기 설정 정보는 스마트 매트(100)와 동일한 공간에 위치한 산소 발생기(3728)에서 현재 출력되는 산소량에 대한 정보, 홈 내의 대기 중에서의 산소 농도, 공기 질에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이, 적어도 하나의 전자 장치가 홈 제어 장치(3710)로 전송하는 설정 정보는 각 전자 장치의 종류에 따라 서로 다른 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 설정 정보는 각 전자 장치의 종류에 따라 기 설정된 정보, 현재 정보, 또는 주위 환경(예: 스마트 매트(100)가 존재하는 공간(예: 침실)에서의 실내 온도, 실내 습도, 공기 질 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 온열 중간대에서의 각 신체 부위에 대한 온도에 대응되도록, 상기 적어도 하나의 발열체의 온도, 및 상기 설정 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 재설정하기 위한 제1 제어 신호를 생성하도록 설정될 수 있다. 상기 제1 제어 신호는, 상기 적어도 하나의 전자 장치에 설정된 온도를 재설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 24에 도시된 바와 같이, 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 주위 온도가 28oC-30oC이고, 온열 중간대에서의 신체 부위(예: 팔)에 해당되는 적어도 하나의 발열체에서 현재 발열되고 있는 온도가 30oC이고(적어도 하나의 발열체의 온도가 지속적으로 상승 중), 냉난방 장치(3723)는 현재 설정된 온도(예: 25oC)로 동작되고 있는 경우, 상기 프로세서(3711)는 상기 신체 부위(예: 팔)의 위치에 해당되는 적어도 하나의 발열체에서의 발열 온도가 약 33.5oC가 되도록, 상기 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 온도(예: 25oC)를 보다 높은 온도(예: 28oC)로 재설정 할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 프로세서(3711)는 생성된 제어 신호를 상기 냉난방 장치(3723)로 전송하고, 상기 냉난방 장치(3723)는 수신된 제어 신호에 기반하여 재설정된 온도로 동작할 수 있다. 상기 적어도 하나의 발열체의 온도가 현재 발열 온도(예: 30oC)에서 온열 중간대에 해당되는 최종 발열 온도(예: 33.5oC)로 보다 빨리 도달되도록, 상기 프로세서(3711)는 상기 냉난방 장치(3723)가 기 설정된 온도(예: 25oC)를 보다 높은 온도(예: 28oC)로 동작되도록 제어 신호를 상기 냉난방 장치(3723)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 냉난방 장치(3723)는 재설정된 온도로 동작함으로써, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있다.
이상에서는 사용자(예: 수면자)(105)의 신체 일부(예: 팔)에 대해서 기술하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐이며, 본 발명은 다른 신체 일부에서도 적용될 수 있음은 자명하다.
이와 같이, 적어도 하나의 발열체의 온도, 및 냉난방 장치(3723)에 설정된 온도에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 상기 프로세서(3711)는 냉난방 장치(3723)를 제어할 수 있다. 마찬가지로, 상기 프로세서(3711)는 상기 적어도 하나의 전자 장치의 종류에 따라 상기 제1 제어 신호를 각각 생성하도록 설정될 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 전자 장치 각각은, 상기 각각 생성된 제1 제어 신호에 기반하여 제어되는 냉난방 장치, 제습기, 가습기, 공기 청정기, 선풍기, 조명 장치, 음향 출력 장치, 및 산소 발생기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 획득된 온열 중간대의 정보 및 상기 설정 정보에 기반하여 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 제2 제어 신호를 생성하고, 통신부(3713)를 통해 상기 생성된 제2 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송하도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(3711)는 상기 냉난방 장치(3723)에서 온도가 재설정되었음을 알리는 정보를 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(3711)는 상기 냉난방 장치(3723)의 현재 설정 온도, 및 재설정 온도에 대한 정보를 포함하는 제2 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다.
이와 같이, 홈 제어 장치(예: 프로세서(3711))는 사용자에게 최적의 수면 환경(예: 스마트 매트(100)가 온열 중간대에서의 각 신체 부위에 해당되는 온도로 보다 빨리 발열되는 상태)을 제공하도록, 상기 스마트 매트(100) 및 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 사용자에 대한 온열 중간대의 정보, 및 적어도 하나의 전자 장치로부터 획득된 홈 내의 환경 정보를 통신부(3713)를 통해 상기 적어도 하나의 전자 장치로부터 주기적으로 수신하고, 주기적으로 수신된 온열 중간대의 정보, 및 환경 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 주기적으로 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 사용자에게 최적의 수면 환경을 제공하도록, 적어도 하나의 전자 장치에서 획득한 홈 내의 환경 정보(예: 실내 온도, 실내 습도, 실내 공기 질, 실내 조명 세기, 음향 세기, 실내 미세먼지 농도, 실내 산소 농도 등)를 주기적으로 수신할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(3711)는 주기적으로 수신된 환경 정보에 기반하여 스마트 매트(100)의 동작을 제어할 수 있는 제어 신호를 주기적으로 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다.
도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 내의 전자 장치를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 38을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 내의 전자 장치를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(3711)는 스마트 매트(100)로부터 사용자에 대한 온열 중간대의 정보를 획득할 수 있다(S3810). 상기 온열 중간대의 정보는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)의 적어도 신체 일부(예: 겨드랑이, 옆구리, 구강 등)에서 획득한 온도에 기반하여 식별된 온열 중간대에서의 각 신체 부위(예: 두피, 등, 허벅지, 종아리, 팔, 엉덩이 등)에 대한 온도, 상기 사용자(105)의 각 신체 일부에 해당되는 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도, 및 상기 적어도 하나의 발열체(111)의 위치 정보를 포함할 수 있다.
상기 온열 중간대의 정보는 메모리(3712)에 저장될 수 있다. 이러한 온열 중간대에서의 각 신체 부위의 온도는 사용자의 환경(예: 의복 착용 여부, 이불을 덮고 있는지 여부, 주위 온도 등)에 따라 서로 다를 수 있으며, 이러한 다양한 환경에 따른 각각의 온열 중간대에 대한 각 신체 부위의 온도는 메모리(3713)에 저장될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 적어도 하나의 전자 장치로부터 설정 정보를 획득할 수 있다(S3812). 상기 설정 정보는 상기 적어도 하나의 전자 장치가 동작되도록 기 설정된 정보이며, 각각의 전자 장치의 종류에 따라 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 전자 장치가 냉난방 장치(3723)인 경우, 상기 설정 정보는 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 온도에 대한 정보, 홈 내의 현재 온도에 대한 정보, 상기 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 습도에 대한 정보, 홈 내의 현재 습도에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 획득된 온열 중간대의 정보 및 상기 설정 정보에 기반하여 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다(S3814). 상기 제어 신호는 적어도 하나의 전자 장치에 설정된 온도를 재설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도, 및 냉난방 장치(3723)에 설정된 온도에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 상기 프로세서(3711)는 냉난방 장치(3723)를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 적어도 하나의 전자 장치의 종류에 따라 제어 신호를 각각 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 생성된 제어 신호를 상기 적어도 하나의 전자 장치로 전송할 수 있다(S3816). 상기 프로세서(3711)는 생성된 제어 신호를 냉난방 장치(3723)로 전송하고, 상기 냉난방 장치(3723)는 수신된 제어 신호에 기반하여 재설정된 온도로 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 스마트 매트(100)로부터 수신된 온열 중간대의 정보에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)의 수면 주기를 식별할 수 있다. 예를 들면, 도 31에 도시된 바와 같이, 상기 프로세서(3711)는 상기 온열 중간대의 정보에 포함된 수면 패턴, 수면 시간에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)의 수면 구간이 현재 제1 수면 구간인지, 제2 수면 구간인지, 또는 제3 수면 구간인지를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(3711)는 식별된 수면 구간에 대한 정보, 및 수면 시간을 포함한 제어 신호를 적어도 하나의 전자 장치로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 수신된 제어 신호에 기반하여, 상기 식별된 수면 구간이 제1 수면 구간인지, 제2 수면 구간인지, 또는 제3 수면 구간인지를 식별할 수 있다.
예를 들면, 상기 식별된 수면 구간이 제1 수면 구간인 경우, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 외부 온도를 고려하여 냉방 또는 난방을 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자(예: 수면자)(105)가 깊은 수면에 보다 빨리 진입하도록, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 현재 동작되고 있는 온도(또는 설정된 온도)보다 더 낮은 온도로 동작할 수 있다.
예를 들면, 상기 식별된 수면 구간이 제2 수면 구간인 경우, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 현재 동작되고 있는 온도(또는 설정된 온도)에 기반하여 동작할 수 있다. 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 시간의 흐름에 기반하여 사용자의 수면 구간이 제1 수면 구간인지, 제2 수면 구간인지, 또는 제3 수면 구간인지를 주기적으로 식별할 수 있다.
예를 들면, 상기 식별된 수면 구간이 제3 수면 구간인 경우, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 상기 제1 수면 수간에서의 온도 하강에 반비례하는 속도로 온도를 상승시켜 사용자(예: 수면자)(105)가 각성(또는 기상)하도록 냉난방을 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자(예: 수면자)(105)가 깊은 수면에서 보다 빨리 깨어나도록, 상기 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))는 현재 동작되고 있는 온도(또는 설정된 온도)보다 더 높은 온도로 동작할 수 있다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 39를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(3711)는 스마트 매트(100)로부터 사용자에 대한 온열 중간대의 정보를 획득할 수 있다(S3910).
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 적어도 하나의 전자 장치로부터 설정 정보를 획득할 수 있다(S3912).
상기 과정(S3910)은 도 38의 과정(S3810)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있으며, 상기 과정(S3912)은 도 38의 과정(S3812)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있다. 도 38에서 각 구성 요소가 수행되는 동작은 도 39에서도 적용될 수 있다. 따라서, 도 39의 상기 과정들(S3910, S3912)에 대한 설명은 도 38의 과정들(S3810, S3812)에서 기술한 적어도 하나의 과정에 준용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 획득된 온열 중간대의 정보 및 상기 설정 정보에 기반하여 스마트 매트(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다(S3914). 상기 제어 신호는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 조절하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도, 및 냉난방 장치(3723)에 설정된 온도에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 상기 프로세서(3711)는 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 사용자의 제1 신체 부위(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체가 제2 신체 부위(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체와 상이한 온도로 발열되도록, 각 신체 부위에 따른 발열체의 발열 온도를 제어할 수 있는 제어 신호를 각각 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 신호는 사용자의 제1 신체 부위(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체가 제2 신체 부위(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체와 상이한 온도로 발열되도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 발열 온도, 및 위치 정보와, 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 발열 온도 및 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 생성된 제어 신호를 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다(S3916). 상기 프로세서(3711)는 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)(예: 통신부(3713))로 전송하면, 상기 스마트 매트(100)(예: 프로세서(126))는 수신된 제어 신호에 기반하여 재설정된 온도로 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 사용자(105)로부터 획득된 온도에 기반한 온열 중간대의 정보, 또는 메모리(3712)에 저장된 온열 중간대에 따른 각 신체 부위의 온도에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)의 수면 주기를 식별할 수 있다. 예를 들면, 도 31에 도시된 바와 같이, 상기 프로세서(3711)는 상기 온열 중간대의 정보에 포함된 수면 패턴, 수면 시간에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 현재 제1 수면 구간인지, 제2 수면 구간인지, 또는 제3 수면 구간인지를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(3711)는 식별된 수면 구간에 대한 정보, 및 수면 시간을 포함한 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)는 수신된 제어 신호에 기반하여, 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자(예: 수면자)(105)가 깊은 수면에 보다 빨리 진입하도록, 상기 스마트 매트(100)(예: 프로세서(126))는 적어도 하나의 발열체의 온도를 현재 보다 낮은 온도로 발열되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
도 40은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 제어 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 40을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈 제어 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100)의 프로세서(126)는 사용자의 온열 중간대에 따른 각 신체 부위에 위치한 스마트 매트(100)의 일부가 다른 일부와 상이한 온도로 발열되도록 스마트 매트(100)의 온도를 제어할 수 있다(S4010). 상기 프로세서(126)는 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각의 위치에서 획득한 압전 정보, 및 사용자의 신체 일부에서 획득한 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 사용자(예: 수면자)(105)의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)가 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 종아리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)와 상이한 온도로 발열되도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체 및/또는 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 발열 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 압전 정보, 및 사용자의 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 상기 압전 정보 및 상기 식별된 온열 중간대에 해당되는 각 신체 부위에 따른 온도에 기반하여, 각 신체 부위에 해당되는 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
이와 같이, 상기 프로세서(126)는, 압전 정보, 신체 일부에서 획득한 적어도 하나의 온도, 및 온열 중간대에 기반하여 사용자의 신체 부위에 따라 서로 다른 온도로 발열되도록 스마트 매트(100)를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(126)는, 사용자의 제1 신체 일부(예: 두피)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체(예: 머리 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도가 제2 신체 일부(예: 허벅지)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체(예: 허벅지 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체)의 온도와 상이하도록, 상기 적어도 하나의 제1 발열체 또는 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 스마트 매트(100)의 동작에 대한 정보를 홈 제어 장치(3710)로 전송할 수 있다(S4012). 상기 프로세서(126)는 스마트 매트(100)의 동작에 기반하여, 사용자에 대한 온열 중간대의 정보를 통신부(123)를 통해 상기 홈 제어 장치(3710)로 전송할 수 있다.
상기 온열 중간대의 정보는, 상기 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)의 적어도 신체 일부(예: 겨드랑이, 옆구리, 구강 등)에서 획득한 온도에 기반하여 식별된 온열 중간대에서의 각 신체 부위(예: 두피, 등, 허벅지, 종아리, 팔, 엉덩이 등)에 대한 온도를 포함할 수 있다. 또한, 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)의 각 신체 일부에 해당되는 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도, 및 상기 적어도 하나의 발열체(111)의 위치 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)의 적어도 신체 일부에서 측정된 온도에 기반하여 식별된 사용자(105)가 현재 깊은 수면(NREM)중인지, 얕은 수면(REM) 중인지, 또는 깨어 있는지를 나타내는 수면 패턴, 및 수면 시간을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 정보의 전송에 응답하여 상기 홈 제어 장치(3710)로부터 제어 신호가 수신되는지 식별할 수 있다(S4014). 상기 제어 신호는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 조절하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 적어도 하나의 발열체의 온도, 및 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))에 설정된 온도 및/또는 습도에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있는 제어 신호를 홈 제어 장치(3710)로부터 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 신호는 사용자의 제1 신체 부위(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체가 제2 신체 부위(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체와 서로 다른 온도로 발열되기 위해, 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 발열 온도, 및 위치 정보와, 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 발열 온도, 및 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 제어 신호에 기반하여 상기 스마트 매트(100)의 적어도 일부에 대한 온도를 제어할 수 있다(S4016). 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 제어 신호를 분석하고, 적어도 하나의 발열체의 매트부(110) 상의 위치, 및 발열하는 온도를 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 위치, 및 온도에 기반하여, 스마트 매트(100)의 온도를 조절하거나, 또는 재설정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 매트부(110)의 온도가 조절되거나, 또는 재설정되는 경우, 상기 프로세서(126)는 이러한 변경 사항을 입력부(124)(예: 터치 스크린)를 통해 표시할 수 있다.
도 41은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 41을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수면 환경 제어 시스템(4100)은 스마트 매트(100), 전자 장치(4110), 홈 제어 장치(3710), 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 및 산소 발생기(3728)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 전자 장치(4110)는 프로세서(4210), 통신부(4220), 센서부(4230), 메모리(4240), 디스플레이부(4250), 및 오디오 출력부(4260)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 센서부(4230)는 온도 측정 센서(4231), 습도 측정 센서(4232), 공기 측정 센서(4233), 및 생체 정보 측정 센서(4234)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(4110)는 사용자가 휴대 가능하며, 유선 통신 또는 무선 통신을 제공할 수 있다.
도 41에 도시된 수면 환경 제어 시스템(4100)은 도 37의 수면 환경 제어 시스템(3700)에 사용자의 전자 장치(예: 휴대 단말, 스마트 폰, 노트북 등)를 포함할 수 있다. 상기 홈 제어 장치(3710)는 적어도 하나의 전자 장치로부터 획득된 환경 정보를 수신하고, 수신된 환경 정보를 전자 장치(4110)로 전달할 수 있다. 상기 전자 장치(4110)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 전자 장치(4110)의 구성 요소들이 도 41에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 41의 스마트 매트(100), 홈 제어 장치(3710), 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 및 산소 발생기(3728)에 대한 동작 또는 기능은 도 37에서 기술한 각 장치에 대한 동작 또는 기능을 포함할 수 있다.
이하에서는, 사용자의 전자 장치(예: 휴대 단말, 스마트 폰 등)를 이용하여 사용자에게 쾌적한 수면 환경을 제공하는 실시 예에 대해 기술한다.
도 42는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트를 제어하는 전자 장치의 블럭도이다.
도 42를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(100)를 제어하는 전자 장치(4110)는 프로세서(4210), 통신부(4220), 센서부(4230), 메모리(4240), 디스플레이부(4250), 및 오디오 출력부(4260)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 센서부(4230)는 온도 측정 센서(4231), 습도 측정 센서(4232), 공기 측정 센서(4233), 및 생체 정보 측정 센서(4234)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(4220)는 상기 전자 장치(4110)에 포함된 적어도 하나의 구성 요소와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(4220)는, 프로세서(4210)의 제어 하에 스마트 매트(100)(예: 도 1의 통신부(123)), 홈 제어 장치(2710)(예: 도 37의 통신부(3713)), 및 적어도 하나의 전자 장치와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 통신부(4220)는 상기 스마트 매트(100), 상기 홈 제어 장치(3710), 및 적어도 하나의 전자 장치(3721, 3722, 3723, 3724, 3725, 3726, 3727, 3728)와 적어도 하나의 신호 또는 정보를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(4220)는 근거리 통신(예: 블루투스, NFC, 또는 비콘)에 기반하여, 스마트 매트(100), 홈 제어 장치(3710), 및 적어도 하나의 전자 장치와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부(4220)는 카메라(1110)(예: 비젼 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등)에서 획득된 이미지를 수신할 수 있다. 상기 통신부(4220)는 상기 적어도 하나의 전자 장치로부터 획득한 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기, 및 산소 농도 중 적어도 하나에 대한 정보를 직접 수신하거나, 또는 상기 홈 제어 장치(3710)를 통해 수신할 수 있다. 상기 통신부(4220)는 상술한 홈 제어 장치(3710), 적어도 하나의 전자 장치 이외에 다른 외부 장치(예: 인터넷 연결을 통한 서버)로부터 신호 또는 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(4220)는 도 1에서 기술한 스마트 매트(100)의 통신부(123) 또는 도 37에서 기술한 상기 홈 제어 장치(3710)의 통신부(4220)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(4230)는 상기 전자 장치(4110)의 주변 환경에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 상기 데이터(또는 환경 정보)는 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기, 및 산소 농도 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(4230)는 온도를 측정하는 온도 측정 센서(4231), 습도를 측정하는 습도 측정 센서(4232), 공기를 측정하는 공기 측정 센서(4233), 및 사용자의 생체 정보를 획득하는 생체 정보 측정 센서(4234)를 포함할 수 있다. 상기 센서부(4230)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 도 41에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(4230)는 상술한 센서들 이외에 상기 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 환경에 대한 다양한 정보를 획득할 수 있는 적어도 하나의 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(4230)는 도 1에서 기술한 스마트 매트(100)의 센서부(122)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 센서(4231)는 상기 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 실내 온도, 복사 온도, 바닥 온도 등 실내에서의 다양한 온도를 측정할 수 있다. 상기 온도 측정 센서(4231)는 복수의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 상기 온도 측정 센서(4231)는 상기 복수의 온도 센서들 중에서 각 온도 센서를 이용하여 상기 스마트 매트(100)가 위치한 공간에서의 공기의 온도를 감지하여 상기 프로세서(4210)로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 습도 측정 센서(4232)는 상기 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 습도를 측정할 수 있다. 상기 습도 측정 센서(4232)는 실내 대기에 포함된 수증기 함유량을 통해서, 습도를 측정할 수 있다. 상기 습도 측정 센서(4232)는 실내의 상대 습도를 측정할 수 있고, 측정된 습도에 대한 정보를 프로세서(4210)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 공기 측정 센서(4233)는 상기 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 공기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 공기 측정 센서(4233)는 실내 공간의 산소 농도, 이산화탄소의 농도, 미세먼지 농도/양, 등을 측정할 수 있고, 측정된 공기에 대한 정보를 프로세서(4210)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 정보 측정 센서(4234)는 사용자에 대한 심박수, 혈압, 맥박 등과 같은 생체 정보를 획득할 수 있고, 획득된 생체 정보를 프로세서(4210)로 전달할 수 있다. 상기 생체 정보 측정 센서(4234)는 심박수, 혈압, 맥박 이외에 사용자에 대한 다양한 생체 정보를 획득할 수 있다. 상기 생체 정보 측정 센서(4234)는 광 센서(미도시), 온도 센서(미도시) 및 심박 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광센서(미도시)는 빛 자체 또는 빛에 포함된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 광센서(미도시)는 발광부와 수광부를 포함할 수 있고, 발광부를 통해 빛을 출력하고, 수광부를 통해 빛을 수신할 수 있다. 광센서(미도시)는 전자 장치(4110)가 인체에 착용된 경우 인체의 일부에 근접하거나 접촉될 수 있다. 상기 광센서(미도시)는 발광부를 통해 빛을 출력한 후 수광부를 통해 수신된 빛의 광량을 측정하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 광센서(미도시)는 PPG(photoplethysmography: 광혈류 또는 광전용적맥파) 등을 통해 혈압 또는 심박수 등을 측정하는데 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 심박 센서(234)는 기계적, 전기적 또는 광학적인 방식으로 심박에 관련된 생체 신호를 측정할 수 있다. 상기 심박 센서(미도시)는 심전도를 측정하는 심전도 센서(미도시)와, 심탄도를 측정하는 심탄도 센서(미도시)와, 심장이나 큰 혈광이 일으키는 진동을 전기 신호로 변환하는 심음도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 생체 정보 측정 센서(4234)는 사용자의 각종 생체 신호를 측정하여 인체와 관련된 각종 생체 센서 값을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 생체 정보 측정 센서(4234)는 전자 장치(4110)가 인체에 착용된 상태인지를 판단하기 위한 각종 생체 신호를 측정하고, 그에 대응된 생체 센서 값을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서부(4230)에 포함된 적어도 하나의 센서에서 측정하는 알고리즘은 센서부(4230)에 구성되거나, 또는 알고리즘 형태로 상기 프로세서(4210)에 의해 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(4240)는 상기 전자 장치(4110)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(4210), 통신부(4220), 센서부(4230), 디스플레이부(4250), 및 오디오 출력부(4260)에 의해 획득되거나 또는 사용되는 다양한 데이터(예: 소프트웨어, 획득된 정보, 측정된 정보, 제어 신호 등), 및 이와 관련된 명령어들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(4240)는 적어도 하나의 압전 센서(112)에 대한 식별자 및 매트부(110) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(4240)는 상기 적어도 하나의 발열체에 대한 식별자 및 매트부(110) 상의 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리(4240)는 사용자(105)의 각 신체 일부에 대한 무게 정보 및 신체 일부에 대한 온도 정보를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(4240)는 사용자의 각 신체 일부에 대한 무게 정보, 사용자의 온열 중간대에 따른 각 신체 일부에서의 온도에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(4240)는 온열 중간대에 해당되는 온도 범위 별로, 최적의 수면이 제공될 수 있는 각 신체 일부의 온도에 대한 정보를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 온열 중간대가 28oC ~ 30oC인 경우, 최적의 수면 환경을 제공하기 위한 신체 일부에 대한 온도에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(3712)는 스마트 매트(100)에 기반하여 수면 환경을 제어하는 적어도 하나의 장치(예: 제습기(3721), 가습기(3722), 냉난방 장치(3723), 공기 청정기(3724), 조명 장치(3725), 음향 출력 장치(3726), 선풍기(3727), 산소 발생기(3728) 등)에 의해 획득되거나 또는 사용되는 다양한 데이터(예: 소프트웨어, 획득된 정보, 측정된 정보, 제어 신호 등), 및 이와 관련된 명령어를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(3712)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(3712)는 스마트 매트(100)의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램 등이 저장될 수 있다. 이에 따라, 상기 프로세서(4210)는 메모리(3712)에 저장된 정보를 참조하여 후술하는 제어 동작을 수행할 수 있다. 상기 메모리(3712)는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다. 상기 메모리(3712)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(4240)는 도 1에서 기술한 스마트 매트(100)의 메모리(125) 또는 도 37에서 기술한 상기 홈 제어 장치(3710)의 메모리(3712)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 메모리(4240)는 도 1에서 기술한 스마트 매트(100)의 메모리(125) 또는 도 37에서 기술한 상기 홈 제어 장치(3710)의 메모리(3712)에 저장된 데이터, 프로그램, 또는 명령어들을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이부(4250)는 사용자에게 각종 정보(예: 멀티미디어 데이터 또는 텍스트 데이터 등)을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(4250)는 상기 프로세서(4210)에 의해 처리된, 처리중, 또는 처리될 결과를 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(4250)는 전자 장치(4110)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하는 디스플레이를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이부(4250)는 터치를 감지하는 터치 회로(touch circuitry), 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 오디오 출력부(4260)는 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 상기 오디오 출력부(4260)는 전자 장치(4110)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 오디오 출력부(4260)는 상기 디스플레이부(4250)를 통해 표시된 정보를 음성으로 변환하여 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 소프트웨어를 구동하여 상기 프로세서(4210)에 연결된 적어도 하나의 구성요소(예: 통신부(4220), 센서부(4230), 온도 측정 센서(4231), 습도 측정 센서(4232), 공기 측정 센서(4233), 생체 정보 측정 센서(4234), 메모리(4240), 디스플레이부(4250), 오디오 출력부(4260), 배터리(미도시))를 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 제어할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 상기 유선 통신 또는 상기 무선 통신에 기반하여 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 통신부(4220), 상기 센서부(4230), 상기 메모리(4240), 상기 디스플레이부(4250), 및 상기 오디오 출력부(4260)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 상기 메모리(4240)에 로드하여 처리하고, 처리된 데이터를 메모리(4240)에 저장할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 상기 처리된 데이터를 디스플레이부(4250)(예: 터치 스크린)를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 상기 통신부(4220), 상기 센서부(4230), 상기 메모리(4240), 상기 디스플레이부(4250), 및 상기 오디오 출력부(4260))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 또는, 상기 다른 구성 요소의 동작 일부 또는 전부는 상기 프로세서(4210)(예: 제어 회로)로서 구현될 수 있거나, 상기 프로세서(4210)에서 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 도 1에서 기술한 스마트 매트(100)의 프로세서(126) 또는 도 37에서 기술한 상기 홈 제어 장치(3710)의 프로세서(3711)에서 수행되는 적어도 하나의 기능 또는 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)에 의한 압전 정보 및 상기 사용자(105)의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부(4220)를 통해 획득할 수 있다. 상기 압전 정보는 사용자(105)에 의한 무게를 감지한 적어도 하나의 압전 센서의 식별자, 및 상기 적어도 하나의 압전 센서에 감지된 상기 사용자의 신체 일부에 대한 무게 값에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 압전 정보는 상기 압전 센서에 대응되는 적어도 하나의 발열체의 식별자, 및 상기 발열체의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)로부터 획득된 압전 정보 및 사용자(105)에 대한 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 프로세서(4210)는 상기 사용자(105)의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 사용자(105)의 제1 신체 일부(예: 머리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 제1 신체 일부에 해당되는 상기 제1 발열체의 온도가 상기 제2 신체 일부에 해당되는 상기 제2 발열체의 온도와 상이한 온도로 발열되도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 압전 정보 및 상기 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 상기 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 카메라(1110)로부터 수신되는 사용자에 대한 이미지를 통해 사용자의 신체의 일부에 대한 식별력을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 제1 신체 일부(예: 머리) 및 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 적어도 하나의 신체 부위에 해당되는 상기 스마트 매트 상의 적어도 하나의 발열체를 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온도에 기반하여, 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 통신부(4220)를 통해 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100)로부터 수신된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별할 수 있다. 일반적으로 인체의 중심 온도는 심장, 식도, 비인두, 직장, 고막, 방광, 혈액 등을 통해 측정할 수 있으나, 수면 중에 이러한 측정은 현실적인 장애가 있을 수 있다. 따라서, 상기 프로세서(4210)는 구강(oral), 직장(rectal), 액와(axillary), 귓속(innet ear)의 신체 부위에서 측정한 온도에 기반하여 중심 온도를 추정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 중심 온도에 기반하여, 사용자에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온열 중간대에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 따라 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체가 상기 사용자의 제2 신체 일부(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체와 상이한 온도로 발열시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 프로세서(4210)는 상기 적어도 하나의 제1 발열체 또는 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 발열 온도를 나타내는 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 통신부(4220)를 통해 외부 카메라(예: 비젼 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등)(1110)로부터 상기 사용자(105)에 대한 영상 이미지를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 상기 수신된 영상 이미지를 통해 상기 사용자의 의복 착용 여부, 및 상기 사용자가 이불을 덮고 있는지를 식별할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 사용자가 이불을 덮고 있는 것으로 식별되면, 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)의 신체 일부에 대한 이불의 무게를 신체 일부를 인식하는데 반영할 수 있고, 인식된 신체 일부에 대응하여 발열하는 적어도 하나의 발열체의 발열 온도에 반영할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 이불의 덮음에 기반하여 신체 일부에서의 온도 변화를 상기 온도 정보에 반영하고, 상기 신체 일부에 해당되는 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자가 이불을 덮고 있는 것으로 식별되면, 상기 프로세서(4210)는 이불을 덮고 있음에 따른 체온 상승을 반영하여, 상기 사용자(105)에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 중심 온도에 기반하여 상기 사용자가 위급 상황인지 식별할 수 있다. 상기 위급 상황은 사용자의 중심 온도를 변화시킬 수 있는 갑작스런 감기, 독감, 고열 등을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 수면 중인 사용자(105)에 대한 중심 온도의 변화를 주기적(예: 매분, 매시간, 매일, 매주, 매월 등), 또는 수면 여부에 따라 스마트 매트(100)로부터 수신하고, 수신된 중심 온도의 변화를 메모리(4240)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 메모리(4240) 기 저장된 중심 온도를 통해 사용자의 평균 중심 온도와 위급 상황에 따른 중심 온도를 비교하여, 상기 사용자(105)가 현재 위급 상황인지 또는 위급 상황이 아닌지를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황에 대한 중심 온도가 상기 평균 중심 온도와 미리 결정된 온도(예: 0.5oC) 이상 차이가 날 경우, 상기 사용자가 현재 위급 상황인 것으로 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 사용자가 현재 위급 상황(예: 중심 온도가 평균 중심 온도보다 미리 결정된 온도(예: 0.5oC) 이상 높을 경우)인 경우, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체가 온열 중간대에 해당되는 온도보다 낮은 온도로 발열되도록, 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 위급 상황을 알리기 위한 메시지를 생성하고, 상기 생성된 메시지를 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지는 사용자의 체온(예: 피부 온도, 중심 온도 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 사용자로 전화를 요청 또는 방문 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 최근 통화 내역, 최근 문자 송신 내역, 상기 사용자의 가족, 및 상기 위급 상황 발생에 따른 기 설정된 적어도 하나의 연락처에 기반하여, 상기 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 상기 메시지를 전송할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 전자 장치(4110)의 연락처 리스트 또는 메모리(4240)에 저장된 적어도 하나의 연락처를 수신인으로 하는 메시지를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 사용자(105)로부터 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자(105)의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 포함하는 화면을 상기 디스플레이부(4250)를 통해 표시할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 사용자(105)의 온열 중간대에 따른 각 신체 부위, 각 신체 부위의 온도에 대한 정보, 각 신체 부위의 온도를 조절하는 제어 버튼, 스마트 매트(100)에 대한 정보, 사용자의 수면 자세에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 화면을 생성할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 생성된 화면을 디스플레이부(4250)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 상기 생성된 화면에 포함된 다양한 정보를 서버(미도시)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 디스플레이부(4250) 상에 표시된 화면을 통해, 상기 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력이 수신되는지 식별할 수 있다. 예를 들면, 사용자(105)는 자신의 온열 중간대에 따른 각 신체 부위의 온도에 기반하여 스마트 매트(100)가 발열되고 있는 상태에서, 특정 신체 부위의 온도를 조절할 수 있다. 이럴 경우, 사용자는 전자 장치(4110)의 디스플레이부(4250) 상에 표시된 상기 화면을 통해 자신이 원하는 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력을 상기 디스플레이부(4250)를 통해 입력할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 입력의 수신에 기반하여, 사용자가 원하는 신체 부위에 대한 설정 온도를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 수신된 입력에 따른 온도에 기반하여, 상기 스마트 매트(100) 상의 신체 부위에 대한 온도를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 상기 스마트 매트(100) 상기 제어 신호에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 재조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)로부터 사용자(105)에 대한 온열 중간대의 정보를 통신부(4220)를 통해 수신할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(105)로부터 사용자의 신체 일부에 대한 온도가 수신되면, 상기 수신된 온도에 기반하여 사용자의 온열 중간대를 식별할 수 있다. 이와 같이, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)로부터 사용자에 대한 온열 중간대의 정보를 획득하거나, 또는 사용자의 신체 일부에 대한 온도를 통해 상기 사용자의 온열 중간대를 직접 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100) 주위의 환경 정보를 센서부(4230)를 통해 획득할 수 있다. 상기 환경 정보는, 예를 들면, 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 세기, 미세먼지 농도, 산소 농도 등과 같이 사용자의 수면 또는 건강에 관련한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 환경 정보를 전자 장치(4110) 내의 센서부(4230)에 포함된 적어도 하나의 센서를 통해 획득할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치(3721, 3722, 3723, 3724, 3725, 3726, 3727, 3728)로부터 직접 수신하거나, 또는 홈 제어 장치(3710)를 통해 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치(3721, 3722, 3723, 3724, 3725, 3726, 3727, 3728)로부터 설정 정보를 직접 수신하거나, 또는 홈 제어 장치(3710)를 통해 수신할 수 있다. 상기 설정 정보는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치가 동작되도록 기 설정된 정보이며, 각각의 전자 장치의 종류에 따라 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 전자 장치가 냉난방 장치(3723)인 경우, 상기 설정 정보는 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 온도에 대한 정보, 홈 내의 현재 온도에 대한 정보, 상기 냉난방 장치(3723)에 기 설정된 습도에 대한 정보, 홈 내의 현재 습도에 대한 정보, 동작되도록 예약된 시간에 대한 정보, 및 전원이 ON 된 후, 지금까지 동작된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 획득된 온열 중간대의 정보, 상기 환경 정보, 및 상기 설정 정보 중 적어도 일부에 기반하여 상기 스마트 매트(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 통신부(4220)를 통해 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 상기 제어 신호는 적어도 하나의 전자 장치에 설정된 온도를 재설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도, 스마트 매트(100) 주위의 환경 정보, 온열 중간대의 정보, 및 냉난방 장치(3723)에 설정된 온도 중 적어도 일부에 기반하여, 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체(111)의 발열 온도를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(3711)는 상기 적어도 하나의 전자 장치의 종류에 따라 제어 신호를 각각 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)가 제어 신호를 스마트 매트(100)로 전송하면, 상기 스마트 매트(100)는 수신된 제어 신호에 기반하여 재설정된 온도로 동작할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치로 상기 제어 신호를 전송할 수 있다. 상기 제어 신호를 수신한 적어도 하나의 전자 장치는 수신된 제어 신호에 기반하여 설정 정보(예: 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기, 및 산소 농도 등)를 재설정한 후, 상기 재설정에 기반하여 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 온열 중간대에 기반하여 사용자(예: 수면자)의 기상을 유도할 수 있는 알람을 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(4210)는 수면 수간에서의 온도 하강에 반비례하는 속도로 온도를 상승시키고, 사용자(예: 수면자)(105)가 각성(또는 기상)하도록 알람을 설정할 수 있다. 예를 들면, 사용자(예: 수면자)(105)가 깊은 수면에서 보다 빨리 깨어나도록, 상기 프로세서(4210)는 알람을 재생할 수 있다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 43을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 스마트 매트를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(4110)의 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)로부터 사용자(105)에 대한 온열 중간대의 정보를 획득할 수 있다(S4310). 상기 온열 중간대의 정보는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)의 적어도 신체 일부(예: 겨드랑이, 옆구리, 구강 등)에서 획득한 온도에 기반하여, 상기 스마트 매트(100)(예: 프로세서(126))가 식별할 수 있다. 상기 온열 중간대의 정보는 사용자(105)의 각 신체 부위(예: 두피, 등, 허벅지, 종아리, 팔, 엉덩이 등)에 대한 온도, 상기 사용자(105)의 각 신체 일부에 해당되는 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도, 및 상기 적어도 하나의 발열체(111)의 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온열 중간대의 정보는 전자 장치(4110)의 메모리(4240)에 저장될 수 있다. 이러한 온열 중간대에서의 각 신체 부위의 온도는 사용자의 환경(예: 의복 착용 여부, 이불을 덮고 있는지 여부, 주위 온도 등)에 따라 서로 다를 수 있으며, 이러한 다양한 환경에 따른 각각의 온열 중간대에 대한 각 신체 부위의 온도는 상기 메모리(4240)에 저장될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 환경 정보 및 설정 정보 중 적어도 일부를 획득할 수 있다(S4312). 상기 환경 정보는, 예를 들면, 스마트 매트(100)가 위치한 공간의 온도, 습도, 공기 질, 조명 세기, 음향 세기, 미세먼지 농도, 산소 농도 등과 같이 사용자의 수면 또는 건강에 관련한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 설정 정보는 상기 적어도 하나의 전자 장치(3721, 3722, 3723, 3724, 3725, 3726, 3727, 3728)가 동작되도록 기 설정된 정보이며, 각각의 전자 장치의 종류에 따라 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 온열 중간대의 정보, 상기 환경 정보, 및 상기 설정 정보 중 적어도 일부에 기반하여 상기 스마트 매트(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다(S4314). 상기 제어 신호는 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체(111)의 설정 온도(또는 동작 온도)를 재설정(또는 재동작하기 위한)하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 사용자에 대한 온열 중간대의 정보, 스마트 매트(100)가 위치한 공간에서의 환경 정보, 및 적어도 하나의 전자 장치(3721, 3722, 3723, 3724, 3725, 3726, 3727,3728)에 대한 설정 정보 중 적어도 일부에 기반하여, 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체(111)의 온도를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트(4316)로 전송할 수 있다(S4316). 상기 프로세서(4210)는 상기 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송하여 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 스마트 매트(100)는 수신된 제어 신호에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어함으로써, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록 할 수 있다. 또는, 상기 전자 장치(4110)는 제어 신호를 해당 적어도 하나의 전자 장치로 전송하여, 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 44를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(4110)의 프로세서(4210)는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)에 의한 압전 정보 및 사용자(105)의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S4410). 일 실시 예에 따르면, 사용자가 매트부(110) 상에 누워 있는 경우, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)(또는 적어도 하나의 압전 센서들(112))로부터 사용자에 의한 무게를 감지한 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100)(또는 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나)로부터 사용자(예: 수면자)의 신체 일부에 대한 온도 정보를 통신부(4220)를 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 적어도 하나의 온도에 기반하여 사용자(105)에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다(S4412). 상기 프로세서(4210)는 사용자의 신체로부터 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별하고, 상기 식별된 중심 온도에 기반하여, 상기 사용자에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 패치(2510), 의복(2520), 및 이어버드(2530) 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나 이상의 신체 일부에서 측정된 온도 정보를 획득하고, 획득된 온도 정보에 기반하여 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다. 상기 획득된 온도 정보는 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는, 도 27에 기반하여, 사용자의 신체 일부에서 측정된 온도에 기반하여 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 중심 온도에 기반하여 온열 중간대를 식별할 수 있다. 온열 중간대는 수면중인 사용자의 신체의 생리적인 체온 조절을 위해 필요로 하는 기초 대사율이 더 이상 감소되지 않는 온도 범위로서, 수면 중에 소모되는 산소량이 최소가 되는 온도 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(4110)의 메모리(4240) 이러한 다양한 환경에 따른 온열 중간대에 대한 온도 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(4240)는 상기 다양한 환경에 따른 온열 중간대 별로 최적의 수면을 제공하기 위한 각 신체 부위의 온도에 대한 정보를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온열 중간대에 따른 각 신체 부위의 온도를 식별할 수 있다(S4414). 상기 프로세서(4210)는 사용자의 온열 중간대에 대한 각 신체 부위의 온도를 상기 메모리(4240)를 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 적어도 하나의 신체 부위에 해당되는 스마트 매트(100) 상의 적어도 하나의 발열체를 식별할 수 있다(S4416). 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)(또는 적어도 하나의 압전 센서(112))가 전송한 압전 정보를 통해 사용자의 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 압전 센서(110)를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 사용자의 신체 일부(예: 머리)에 해당되는 복수의 압전 센서들 중에서 무게 값의 강도가 가장 높은 적어도 하나의 압전 센서를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 적어도 하나의 압전 센서를 중심으로 상기 신체 일부(예: 머리)의 형상 영역에 대응되는 복수의 압전 센서들을 식별할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 스마트 매트(100)(또는 적어도 하나의 압전 센서(112))가 전송한 압전 정보를 통해 사용자의 각 신체 일부에 해당되는 스마트 매트(100) 상의 적어도 하나의 발열체를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온도에 기반하여 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다(S4418). 상기 프로세서(4210)는 상기 압전 정보 및 상기 식별된 온도 중 적어도 일부에 기반하여 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 획득된 압전 정보에 기반하여 상기 사용자의 제1 신체 일부(예: 머리)에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 제2 신체 일부(예: 종아리)의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 온도를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다(S4420). 상기 프로세서(4210)는 상기 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송하여 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 제어 신호에 기반하여, 스마트 매트(100)는, 매트부(110)에 배치된 복수의 발열체들 중에서, 사용자의 제1 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체의 온도를 제2 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체의 온도와 상이하게 발열할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스마트 매트(100)는 수신된 제어 신호에 기반하여 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어함으로써, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록 할 수 있다. 또는, 상기 전자 장치(4110)는 제어 신호를 해당 적어도 하나의 전자 장치로 전송하여, 적어도 하나의 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 45는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 45를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 사용자의 온열 중간대를 식별하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(4110)의 프로세서(4210)는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)에 의한 압전 정보 및 사용자(105)의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S4510). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 적어도 하나의 온도에 기반하여 사용자(105)에 대한 온열 중간대를 식별할 수 있다(S4512). 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온열 중간대에 따른 각 신체 부위의 온도를 식별할 수 있다(S4514).
상기 과정(S4510)은 도 44의 과정(S4410)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있으며, 상기 과정(S4512)은 도 44의 과정(S4412)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 과정(S4514)은 도 44의 과정(S4414)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있다. 도 44에서 각 구성 요소가 수행되는 동작은 도 45에서도 적용될 수 있다. 따라서, 도 45의 상기 과정들(S4510, S4512, S4514)에 대한 설명은 도 44의 과정들(S4410, S4412, S4414)에서 기술한 적어도 하나의 과정에 준용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 각 신체 부위에 해당되는 온도를 표시할 수 있다(S4516). 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 포함하는 화면을 상기 디스플레이부(4250)를 통해 표시할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)의 온열 중간대에 따른 각 신체 부위, 각 신체 부위의 온도에 대한 정보, 각 신체 부위의 온도를 조절하는 제어 버튼, 스마트 매트(100)에 대한 정보, 사용자의 수면 자세에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 화면을 생성할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4210)는 생성된 화면을 디스플레이부(4250)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(4210)는 상기 생성된 화면에 포함된 다양한 정보를 서버(미도시)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100)에 대한 다양한 정보를 포함하는 화면을 생성하고, 상기 생성된 화면을 디스플레이부(4250)를 통해 표시할 수 있다. 상기 화면은 스마트 매트(100)에 포함된 압전 센서들의 총 개수, 상기 스마트 매트(100)를 사용한 총 시간, 상기 스마트 매트(100)의 잔여 사용 시간, 상기 압전 센서들 중에서 동작이 불가능한 압전 센서의 개수 및 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 화면은 스마트 매트(100)에 포함된 발열체들의 총 개수, 상기 스마트 매트(100)를 사용한 총 시간, 상기 스마트 매트(100)의 잔여 사용 시간, 상기 발열체들 중에서 동작이 불가능한 발열체의 개수 및 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 화면은 스마트 매트(100)에 관련한 소프트웨어(예: 어플리케이션)에서 제공될 수 있다.
또는, 상기 프로세서(4210)는 각 신체 부위에 해당되는 온도를 오디오 출력부(4260)를 통해 음성으로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 온도를 조절하는 입력이 수신되는지 식별할 수 있다(S4518). 상기 프로세서(4210)는 상기 디스플레이부(4250) 상에 표시된 화면을 통해, 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력이 수신되는지 식별할 수 있다. 예를 들면, 사용자(105)는 자신의 온열 중간대에 따른 각 신체 부위의 온도에 기반하여 스마트 매트(100)가 발열되고 있는 상태에서, 특정 신체 부위의 온도를 조절할 수 있다. 이럴 경우, 사용자는 전자 장치(4110)의 디스플레이부(4250) 상에 표시된 화면을 통해 자신이 원하는 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력을 상기 디스플레이부(4250)를 통해 입력할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 입력의 수신에 기반하여, 사용자가 원하는 신체 부위에 대한 설정 온도를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 온도에 기반하여 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다(S4520). 상기 프로세서(4210)는 사용자로부터 조절된 온도에 기반하여, 상기 스마트 매트(100) 상의 신체 부위에 대한 온도를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 제어 신호는 사용자에 의해 조절된 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 사용자로부터 조절된 설정 정보 또는 환경 정보에 기반하여, 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치에 대한 설정 정보를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 제어 신호는 사용자에 의해 조절된 정보(예: 온도, 습도, 공기 질, 산소 농도, 이산화 탄소 농도, 미세먼지 농도, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기 등)에 대한 값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송할 수 있다(S4522). 상기 프로세서(4210)는 상기 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송하여 상기 스마트 매트(100) 내의 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다. 상기 제어 신호에 기반하여, 스마트 매트(100)는, 매트부(110)에 배치된 복수의 발열체들 중에서, 사용자의 제1 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체의 온도를 제2 신체 부위에 위치한 적어도 하나의 발열체의 온도와 상이하게 발열할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 사용자로부터 조절된 설정 정보 또는 환경 정보에 기반하여, 홈 내의 적어도 하나의 전자 장치에 대한 설정 정보를 제어하는 제어 신호를 상기 적어도 하나의 전자 장치로 전송할 수 있다. 상기 제어 신호는 사용자에 의해 조절된 정보(예: 온도, 습도, 공기 질, 산소 농도, 이산화 탄소 농도, 미세먼지 농도, 조명 세기, 음향 출력 강도, 바람 세기 등)에 대한 값을 포함할 수 있다.
도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 부위에 대한 온도를 조절하는 화면을 나타낸 예시도이다.
도 46을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 신체 부위에 대한 온도를 조절하는 화면(4600)은 사용자의 수면 자세, 사용자의 각 신체 부위의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 화면(4600)은 사용자(105)의 수면 자세(4610)을 표시하는 제1 영역(4612), 사용자(105)의 각 신체 부위의 온도를 조절하는 제2 영역(4680), 및 상기 화면(4600)을 제공하는 어플리케이션에서 제공되는 다양한 메뉴가 표시되는 제3 영역(4670)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(4612)은 현재 표시되는 화면의 메뉴(4611)(예: 온도 제어), 상기 제1 영역(3612)의 설명(3612), 및 사용자의 수면 자세를 나타내는 이미지(4613)를 포함할 수 있다. 상기 이미지(4613)은 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 압전 센서(112)에 의해 획득된 압전 정보에 의해 획득된 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이미지(4613)는 사용자(105)의 현재 수면 자세를 나타내는 이미지로서, 도 5a 내지 도 5d, 도 6a 내지 도 6i, 도 9a, 도 9b, 도 11a, 도 11b, 도 13a, 및 도 13b 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이미지는 카메라(1110)에서 획득된 이미지를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 각 신체 부위의 명칭, 각 신체부위의 온도에 대한 정보, 각 신체 부위의 온도를 조절하는 제어 버튼들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 가슴(4630))에 대한 온도(예: 34.5oC)를 표시하는 영역(4633), 상기 신체 부위(예: 가슴(4630))에 대한 온도(예: 34.5oC)를 낮추는 제1 버튼(4631), 상기 신체 부위(예: 가슴(4630))에 대한 온도(예: 34.5oC)를 높이는 제2 버튼(4632)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 가슴(4630))에 대한 온도(예: 34.5oC)를 터치 앤 드래그(touch & drag)를 통해 조절하도록 하는 제3 버튼(4635) 및 제3 버튼을 이용한 온도 조절 바(4635)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 팔(4640))에 대한 온도(예: 33.5oC)를 표시하는 영역(4643), 상기 신체 부위(예: 팔(4640))에 대한 온도(예: 33.5oC)를 낮추는 제1 버튼(4641), 상기 신체 부위(예: 팔(4640))에 대한 온도(예: 33.5oC)를 높이는 제2 버튼(4642)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 팔(4640))에 대한 온도(예: 33.5oC)를 터치 앤 드래그를 통해 조절하도록 하는 제3 버튼(4645) 및 제3 버튼을 이용한 온도 조절 바(4645)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 허벅지(4650))에 대한 온도(예: 33.4oC)를 표시하는 영역(4643), 상기 신체 부위(예: 허벅지(4650))에 대한 온도(예: 33.4oC)를 낮추는 제1 버튼(4651), 상기 신체 부위(예: 허벅지(4650))에 대한 온도(예: 33.4oC)를 높이는 제2 버튼(4652)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 허벅지(4650))에 대한 온도(예: 33.4oC)를 터치 앤 드래그를 통해 조절하도록 하는 제3 버튼(4655) 및 제3 버튼을 이용한 온도 조절 바(4655)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 다리(4660))에 대한 온도(예: 30.1oC)를 표시하는 영역(4663), 상기 신체 부위(예: 다리(4660))에 대한 온도(예: 30.1oC)를 낮추는 제1 버튼(4661), 상기 신체 부위(예: 다리(4660))에 대한 온도(예: 30.1oC)를 높이는 제2 버튼(4662)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(4680)은 사용자(105)의 신체 부위(예: 다리(4660))에 대한 온도(예: 30.1oC)를 터치 앤 드래그를 통해 조절하도록 하는 제3 버튼(4665) 및 제3 버튼을 이용한 온도 조절 바(4665)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(4680)은 다양한 신체 부위를 상기 화면(4600)에 표시하도록 제어하는 스크롤 바(4681)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제3 영역은 상기 화면(4600)을 제공하는 어플리케이션에서 제공되는 다양한 메뉴(예: 홈 메뉴(4671), 매트 정보 메뉴(4672), 온도 제어 메뉴(4673), 뮤직 메뉴(4674), 건강 정보 메뉴(4675), 및 나가기 메뉴(4676)를 포함할 수 있다. 상기 홈 메뉴(4671)는 어플리케이션의 홈 화면을 표시하는 메뉴이고, 상기 매트 정보 메뉴(4672)는 스마트 매트(100)에 대한 다양한 정보를 표시하는 메뉴이다. 그리고, 상기 온도 제어 메뉴(4673)는 사용자의 신체 부위의 온도를 조절하는 메뉴이고, 상기 뮤직 메뉴(4674)는 사용자의 쾌적한 수면 환경을 제공하기 위한 음악을 선택 및 재생하는 메뉴이다. 그리고, 상기 건강 정보 메뉴(4675)는 사용자의 쾌적한 수면 환경을 제공하기 위한 수면 가이드, 음식 정보, 운동 정보 등 다양한 정보를 표시하는 메뉴이고, 상기 나가기 메뉴(4676)는 상기 어플리케이션을 종료하는 메뉴이다.
상기 어플리케이션의 화면(4600)은 상술한 다양한 정보, 메뉴 또는 제어 버튼뿐만 아니라, 사용자에게 쾌적한 수면 환경을 제공하기 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트의 정보에 대한 화면을 나타낸 예시도이다.
도 46을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 매트(100)의 정보에 대한 화면(4700)은 사용자의 수면 자세, 사용자의 각 신체 부위의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 화면(4700)은 스마트 매트(100)의 정보(예: 제품명, 제조사 명 등)를 표시하는 제1 영역(4710), 상기 스마트 매트(100)에 대한 자세한 정보를 표시하는 제2 영역(4720), 및 상기 화면(4700)을 제공하는 어플리케이션에서 제공되는 다양한 메뉴가 표시되는 제3 영역(4670)을 포함할 수 있다. 상기 제3 영역(4670)에 대한 설명은 도 46의 제3 영역(4670)의 설명에 준용한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(4710)은 스마트 매트(100)의 제품명 또는 제조사명을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 영역(4720)은 스마트 매트(100)에 포함된 압전 센서들의 총 개수, 상기 스마트 매트(100)를 사용한 총 시간, 상기 스마트 매트(100)의 잔여 사용 시간, 상기 압전 센서들 중에서 동작이 불가능한 압전 센서의 개수 및 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(4720)은 동작이 불가능한 압전 센서(또는 발열체), 또는 스마트 매트의 구매를 나타내는 제1 버튼(4721)과, 동작이 불가능한 압전 센서(또는 발열체)의 수리를 위한 서비스 센터의 연락처를 표시하는 제2 버튼(4722)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 영역(4720)은 동작이 불가능한 압전 센서(또는 발열체)의 위치를 나타내는 제4 영역(4730)을 포함할 수 있다. 상기 제4 영역(4730)은 동작이 불가능한 압전 센서(또는 발열체)의 위치(4731)를 이미지로 표시할 수 있다.
또는, 상기 화면은 스마트 매트(100)에 포함된 발열체들의 총 개수, 상기 스마트 매트(100)를 사용한 총 시간, 상기 스마트 매트(100)의 잔여 사용 시간, 상기 발열체들 중에서 동작이 불가능한 발열체의 개수 및 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 위급 상황에 기반하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 48을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 위급 상황에 기반하여 스마트 매트를 제어하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(4110)의 프로세서(4210)는 스마트 매트(100) 상의 사용자(105)에 의한 압전 정보 및 사용자(105)의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S4810).
상기 과정(S4810)은 도 44의 과정(S4410) 및 도 45의 과정(S4510)에서 기술한 적어도 하나의 과정을 포함할 수 있다. 도 44 및 도 45에서 각 구성 요소가 수행되는 동작은 도 48에서도 적용될 수 있다. 따라서, 도 48의 상기 과정(S4810)에 대한 설명은 도 44의 과정(S4410) 및 도 45의 과정(S4510)에서 기술한 적어도 하나의 과정에 준용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 적어도 하나의 온도에 기반하여 사용자(105)의 중심 온도를 식별할 수 있다(S4812). 상기 프로세서(4110)는 수면을 취하고 있는 사용자로부터 중심 온도를 대체할 수 있는 대체 온도(예: 겨드랑이, 귓속, 구강 등)를 스마트 매트(100) 또는 사용자에 부착된 체온 측정기(예: 패치(2510), 의복(2520), 및/또는 이어버드(2530) 중 적어도 하나)를 통해 획득할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(4110)는 획득된 대체 온도에 기반하여 수면중인 사용자(105)의 중심 온도를 식별(또는 추정)할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 각 신체 일부에서 측정된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 포함된 온도를 중심 온도를 대체하는 대체 온도로서 적용할 수 있다. 상기 대체 온도는 중심 온도와 유사한 온도이며, 신체 일부(예: 귓속, 겨드랑이, 구강 등)에서 측정된 온도이다. 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 중심 온도에 기반하여 중심 온도의 패턴과 유사한 패턴을 갖는 온열 중간대를 식별(또는 추정)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 식별된 중심 온도에 기반하여 사용자(105)의 상태를 식별할 수 있다(S4814). 상기 프로세서(4210)는 메모리(4240) 기 저장된 중심 온도를 통해 사용자의 평균 중심 온도와 위급 상황에 따른 중심 온도를 비교하여 사용자(105)의 상태를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)가 현재 위급 상황인지 식별할 수 있다(S4816). 상기 프로세서(4210)는 메모리(4240) 기 저장된 중심 온도를 통해 사용자의 평균 중심 온도와 위급 상황에 따른 중심 온도를 비교하여, 상기 사용자(105)가 현재 위급 상황인지 또는 위급 상황이 아닌지를 식별할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황(예: 감기, 독감, 고열)에 대한 중심 온도가 상기 평균 중심 온도와 미리 결정된 온도(예: 0.5oC) 이상 차이가 날 경우, 상기 사용자가 현재 위급 상황인 것으로 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 압전 정보 및 상기 사용자의 위급 상황에 기반하여 스마트 매트(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다(S4818). 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트(100)로 전송할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 사용자가 현재 위급 상황(예: 중심 온도가 평균 중심 온도보다 미리 결정된 온도(예: 0.5oC) 이상 높거나 낮을 경우)인 경우, 상기 프로세서(4210)는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체가 온열 중간대에 해당되는 온도보다 낮은 온도로 발열되도록, 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
또는, 상기 프로세서(4210)는 위급 상황에 대한 내용을 오디오 출력부(4260)를 통해 음성으로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황을 알리기 위한 메시지를 생성하여 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 전송할 수 있다(S4820). 상기 프로세서(4210)는 상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 위급 상황을 알리기 위한 메시지(예: 문자 메시지)를 생성하고, 상기 생성된 메시지를 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치(미도시)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지는 위급 상황의 종류(예: 감기, 독감, 발열 등)와 사용자의 체온(예: 피부 온도, 중심 온도 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지는 사용자로 전화를 요청 또는 방문 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 위급 상황을 알리는 메시지의 예시도이다.
도 49를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로세서(4210)는 사용자의 위급 상황에 기반하여 사용자(105)가 최근 통화한 내역, 최근 문자를 송신한 내역(4911), 전화번호부에 포함된 가족 연락처, 및 기 설정된 적어도 하나의 연락처를 획득할 수 있다. 상기 프로세서(4210)는 상기 획득된 적어도 하나의 연락처로 사용자(105)의 위급 상황을 알리기 위한 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(4210)는 사용자(105)가 최근에 연락을 주고 받은 다른 사용자(예: 홍길동)에게 전송하고자 하는 메시지(4911)를 생성하고, 상기 생성된 메시지(4911)를 상기 다른 사용자(예: 홍길동)에게 전송할 수 있다. 상기 메시지(4911)는 사용자의 체온(예: 피부 온도, 중심 온도 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지(4911)는 사용자로 전화를 요청 또는 방문 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
도 50은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 50을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 의해 제어되는 스마트 매트의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 스마트 매트(100)의 프로세서(126)는 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S5010). 상기 프로세서(126)는 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 압전 센서(112) 각각의 위치에서 획득한 압전 정보를 획득하고, 체온 측정기를 통해 사용자의 신체 일부에서 획득한 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(4210)는 상기 압전 정보, 및 사용자의 신체 일부에서 획득된 온도에 기반하여 상기 스마트 매트(100)에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 획득된 압전 정보 및 온도에 대한 정보를 사용자(105)의 전자 장치(4110)로 전송할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(126)는 상기 스마트 매트(100)의 동작에 대한 정보를 홈 제어 장치(3710)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 정보의 전송에 응답하여 상기 전자 장치(4110)로부터 제어 신호가 수신되는지 식별할 수 있다(S5014). 상기 제어 신호는 상기 스마트 매트(100)의 적어도 하나의 발열체의 발열 온도를 조절하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는, 상기 정보의 전송에 응답하여 적어도 하나의 발열체의 온도, 상기 전자 장치(4110)에 획득한 환경 정보, 및 적어도 하나의 전자 장치(예: 냉난방 장치(3723))에 설정된 온도 및/또는 습도를 포함하는 제어 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 신호는 사용자의 제1 신체 부위(예: 머리)에 해당되는 적어도 하나의 제1 발열체가 제2 신체 부위(예: 종아리)에 해당되는 적어도 하나의 제2 발열체와 서로 다른 온도로 발열되기 위해, 상기 적어도 하나의 제1 발열체의 발열 온도, 및 위치 정보와, 상기 적어도 하나의 제2 발열체의 발열 온도, 및 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 제어 신호에 기반하여 상기 스마트 매트(100)의 적어도 일부에 대한 온도를 제어할 수 있다(S5016). 상기 프로세서(126)는 상기 수신된 제어 신호를 분석하고, 적어도 하나의 발열체의 매트부(110) 상의 위치, 및 발열하는 온도를 식별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(126)는 상기 식별된 위치, 및 온도에 기반하여, 스마트 매트(100)의 온도를 조절하거나, 또는 재설정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 매트부(110)의 온도가 조절되거나, 또는 재설정되는 경우, 상기 프로세서(126)는 이러한 변경 사항을 입력부(124)(예: 터치 스크린)를 통해 표시할 수 있다.
상기 프로세서(126)는 수신된 제어 신호에 기반하여, 사용자(예: 수면자)(105)가 보다 빨리 쾌적하고 최적의 수면 환경에서 수면을 취할 수 있도록, 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어할 수 있다.
이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 스마트 매트 110: 매트부
111: 발열체 112: 압전 센서
120: 제어 장치 121: 온도 제어부
122: 센서부 123: 통신부
124: 입력부 125: 메모리
126: 프로세서 130: 어댑터
210: 포토 커플러 220: 제어 회로
230: 온도 조절기 240: 전력 소자
3710: 홈 제어 장치 3721: 제습기
3722: 가습기 3723: 냉난방 장치
3724: 공기 청정기 3725: 조명 장치
3726: 음향 출력 장치 3727: 선풍기
3728: 산소 발생기 4110: 전자 장치
4210: 프로세서 4220: 통신부
4230: 센서부 4231: 온도 측정 센서
4232: 습도 측정 센서 4233: 공기 측정 센서
4234: 생체 정보 측정 센서 4240: 메모리
4250: 디스플레이부 4260: 오디오 출력부

Claims (28)

  1. 스마트 매트를 제어하는 전자 장치에 있어서,
    통신부; 및
    상기 통신부와 전기적으로 동작 가능하도록 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하고,
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 제1 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 제어 신호를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 상기 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별하고,
    상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 제1 신체 일부 및 상기 제2 신체 일부를 식별하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 식별하고,
    상기 식별된 적어도 하나의 신체 부위에 해당되는 상기 스마트 매트 상의 적어도 하나의 발열체를 식별하고,
    상기 식별된 온도에 기반하여, 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하고,
    상기 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 스마트 매트로 전송하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별하고,
    상기 식별된 중심 온도에 기반하여, 상기 사용자에 대한 온열 중간대를 식별하고,
    상기 식별된 온열 중간대에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 따라 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 외부 카메라로부터 상기 사용자에 대한 영상 이미지를 수신하고,
    상기 수신된 영상 이미지를 통해 상기 사용자의 의복 착용 여부, 및 상기 사용자가 이불을 덮고 있는지를 식별하고,
    상기 식별에 기반하여, 상기 사용자에 대한 상기 온열 중간대를 식별하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 중심 온도에 기반하여 상기 사용자가 위급 상황인지 식별하고,
    상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 위급 상황을 알리기 위한 메시지를 생성하고,
    상기 생성된 메시지를 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 전송하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    최근 통화 내역, 최근 문자 송신 내역, 상기 사용자의 가족, 및 상기 위급 상황 발생에 따른 기 설정된 적어도 하나의 연락처에 기반하여, 상기 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 상기 생성된 메시지를 전송하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    디스플레이부를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 포함하는 화면을 상기 디스플레이부를 통해 표시하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이부 상에 표시된 화면을 통해, 상기 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력이 수신되는지 식별하고,
    상기 수신된 입력에 기반하여 상기 스마트 매트 상의 신체 부위에 대한 온도를 제어하는 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송하도록 설정된 전자 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 신체 부위의 온도에 대한 정보, 상기 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 제어 버튼들, 상기 스마트 매트에 대한 정보 및 상기 사용자의 수면 자세에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 화면을 생성하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    센서부를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 스마트 매트로부터 상기 사용자에 대한 온열 중간대의 정보를 상기 통신부를 통해 수신하고,
    상기 스마트 매트 주위의 환경 정보를 상기 센서부를 통해 획득하고,
    상기 획득된 온열 중간대의 정보 및 상기 환경 정보에 기반하여 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 스마트 매트로 전송하도록 설정된 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    홈 내의 적어도 하나의 전자 장치가 획득한 상기 환경 정보를 상기 적어도 하나의 전자 장치를 제어하는 홈 제어 장치로부터 상기 통신부를 통해 수신하도록 설정되며,
    상기 환경 정보는,
    상기 적어도 하나의 전자 장치의 종류에 따라 상이하며, 실내 온도, 실내 습도, 실내 공기 질, 실내 조명 세기, 음향 세기, 실내 미세먼지 농도, 및 실내 산소 농도 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  15. 전자 장치에 있어서,
    통신부;
    프로세서; 및
    상기 통신부, 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 메모리를 포함하며,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
    스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하고,
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하도록 하는 명령어를 저장하는 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 사용자의 제1 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 제어 신호를 생성하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별하고,
    상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 제1 신체 일부 및 상기 제2 신체 일부를 식별하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 식별하고,
    상기 식별된 적어도 하나의 신체 부위에 해당되는 상기 스마트 매트 상의 적어도 하나의 발열체를 식별하고,
    상기 식별된 온도에 기반하여, 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하고,
    상기 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 스마트 매트로 전송하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별하고,
    상기 식별된 중심 온도에 기반하여, 상기 사용자에 대한 온열 중간대를 식별하고,
    상기 식별된 온열 중간대에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 따라 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 식별된 중심 온도에 기반하여 상기 사용자가 위급 상황인지 식별하고,
    상기 위급 상황의 식별에 기반하여, 상기 스마트 매트의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 위급 상황의 식별에 기반하여 상기 위급 상황을 알리기 위한 메시지를 생성하고,
    상기 생성된 메시지를 적어도 하나의 다른 사용자의 전자 장치로 전송하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  22. 제15 항에 있어서,
    디스플레이부를 더 포함하며,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 포함하는 화면을 상기 디스플레이부를 통해 표시하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서가,
    상기 디스플레이부 상에 표시된 화면을 통해, 상기 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 조절하는 입력이 수신되는지 식별하고,
    상기 수신된 입력에 기반하여 상기 스마트 매트 상의 신체 부위에 대한 온도를 제어하는 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호를 상기 스마트 매트로 전송하도록 하는 명령어들을 포함하는 전자 장치.
  24. 스마트 매트를 제어하는 전자 장치의 방법에 있어서,
    상기 스마트 매트 상의 사용자에 의한 압전 정보 및 상기 사용자의 신체로부터 식별된 적어도 하나의 온도에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 획득하는 과정; 및
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 해당되는 위치에서 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 스마트 매트에 구비된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 과정을 포함하는 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 사용자의 제1 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제1 발열체의 온도가 상기 사용자의 제2 신체 일부의 위치에 대응되는 적어도 하나의 제2 발열체의 온도와 상이하도록 제어 신호를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 획득된 압전 정보 및 상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 수면 자세에 의한 형상을 식별하는 과정; 및
    상기 식별된 사용자의 형상에 기반하여 상기 제1 신체 일부 및 상기 제2 신체 일부를 식별하는 과정을 포함하는 방법.
  27. 제25 항에 있어서,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 온열 중간대에 따른 적어도 하나의 신체 부위의 온도를 식별하는 과정;
    상기 식별된 적어도 하나의 신체 부위에 해당되는 상기 스마트 매트 상의 적어도 하나의 발열체를 식별하는 과정;
    상기 식별된 온도에 기반하여, 상기 식별된 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하는 과정; 및
    상기 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 스마트 매트로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 획득된 적어도 하나의 온도에 대한 정보에 기반하여, 상기 사용자의 중심 온도를 식별하는 과정;
    상기 식별된 중심 온도에 기반하여, 상기 사용자에 대한 온열 중간대를 식별하는 과정; 및
    상기 식별된 온열 중간대에 기반하여, 상기 사용자의 신체 일부에 따라 서로 다른 온도로 발열되도록 상기 적어도 하나의 발열체의 온도를 제어하는 과정을 포함하는 방법.
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