KR20220005378A - 뇌파측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피검자의 머리에 맞도록 크기가 조절됨과 동시에 피검자의 머리에 밀착되는 뇌파측정장치에 관한 것이다.

Description

뇌파측정장치{EEG measuring device}

본 발명은 뇌파측정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다양한 피검자의 머리에 맞도록 크기를 조절하며 피검자의 머리에 밀착 가능한 뇌파측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 뇌의 기능적 메커니즘을 규명하기 위하여 뇌파(Electroencephalogram, EEG), 뇌자도(Magnetoencephalography, MEG), 기능적자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI) 등의 다양한 비침습적 측정방법이 활용되고 있다.

이중 뇌파(EEG)는 뇌 피질 표면에서 발생하는 신경 세포들의 동기화된 활동으로 인하여 발생하는 생체 내부의 전류 흐름을 두피에 부착된 전극(electrode)을 이용하여 측정하는 전기 신호이다. 이러한 뇌파의 분석을 통해 뇌신경 세포들의 활동 정보를 비침습적으로 측정할 수 있다.

뇌파를 이용한 뇌기능 연구는 다른 뇌기능 매핑 방법에 비해 측정방법이 단순하고, 환경에 대한 제약조건이 가장 적으며, 시스템의 구성이 저렴하고, 시간분해능이 뛰어나다는 다양한 장점을 보유하고 있어 뇌 과학 및 공학 연구에서 가장 기본적인 연구수단으로 활용되고 있다.

최근에는 뇌파를 단순 뇌의 전기생리학적 메커니즘을 이해하는 용도로 사용하는 것을 넘어, 기계학습 및 딥 러닝을 이용하여, 사람의 인지, 감정 혹은 심리상태를 간접적으로 측정, 알츠하이머, 불안장애, 정신분열병, 우울증 등 다양한 신경정신질환을 진단, 사용자가 직접 자신의 뇌파상태를 파악하면서 원하는 뇌파상태로 자가 조절하는 방법을 익히는 뉴로피드백(Neurofeedback), 뇌파를 이용하여 외부기기를 조작하거나 의사소통을 보조하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer interface, BCI), 전자기장을 이용하여 뇌의 신경세포를 자극하여 치료목적으로 이용하는 등 다양한 응용기술이 연구 및 적용되고 있다.

이처럼 다양한 연구분야에서 사용되는 뇌파이니만큼, 표준 측정법이 지정되어 있으며, 이를 10-20 시스템이라고 칭한다. 신뢰 가능한 뇌파를 기록하기 위해서는 최소 19개 전극 채널이 필요하며, 가능하다면 더 많은 수의 채널을 사용하는 것이 권장된다. 10-20 시스템의 몽타주(montage)에서는 앞서 언급된 19개 전극의 위치를 대뇌피질(Cerebral cortex)의 구역에 의거하여 지정해준다.

기존에 사용화된 뇌파 측정계는 전도성 겔(Conductive gel)을 이용하여 두피와 전극 사이에서 발생하는 온저항(Electrical impedance)을 최소화하는 습식 전극(Wet electrode)을 사용한다. 이는 피험자(또는 피검자)에게 상당한 불쾌감을 초래할 수 있는 요소이며, 뇌파 검사 후 머리를 감아야 한다는 단점 또한 있다.

이러한 단점들에 대한 개선안으로 건식 전극(Dry electrode)을 사용한 뇌파 측정계 발명이 대두되었다.

건식 뇌파 측정은 전도성 폴리머(Conductive polymer)를 코팅하여 전도성을 높이는 방법을 사용한다. 습식 전극과 달리 두피와 전극 간 비 밀착이 발생할 여지가 높아, 이를 개선하기 위해 Brush 형 전극을 사용하는 것이 일반적이다.

하지만, 이러한 노력해도 불구하고, 전극 발(brush)에 의한 통증, 인종, 개개인의 두상 및 머리크기 차이에서 발생하는 두피 전극 간 비밀착, 머리카락에 의한 전극 비 접촉 문제를 극복하지 못하고 있다.

따라서, 건식 전극 기반의 다중채널 뇌파 측정 장치에서, 전술한 문제점을 극복할 필요성이 대두된다.

한국공개특허 제10-2020-0107302호(2020.09.16)

본 발명의 일 실시예는 개개인의 두상 및 머리크기 차이와 무관하게 효율적으로 뇌파를 측정할 수 있는 뇌파측정장치 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 개개인의 두상 및 머리크기 차이에 따라 크기가 변경될 수 있는 뇌파측정장치 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 피검자의 머리 중 특히 이마와 뒤통수 부분에 크기가 다양하게 변경될 수 있는 뇌파측정장치 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 두상에 따라 장치의 크기가 변경되더라도 신뢰할 수 있는 뇌파를 기록하는 뇌파측정장치 제공에 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예는 두상에 따라 장치의 크기가 변경되더라도 피검자의 머리에 밀착되는 뇌파측정장치 제공에 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예는 상기 목적을 달성하기 위해, 피검자의 머리에 장착되는 바디부, 상기 바디부에 구비되어 머리에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에 전원을 공급하며, 상기 센싱부에서 감지된 전기적 신호를 뇌파 신호로 변환하는 제어부 및 상기 바디부에 구비되어 상기 바디부의 크기를 조절하는 조절부를 포함하며, 상기 조절부는 상기 조절부를 기준으로 상기 바디부를 가까워지거나 멀어지도록 이동시키는 뇌파측정장치를 제공할 수 있다.

상기 바디부는, 제1측면프레임 및 상기 제1측면프레임과 이격되는 제2측면프레임을 포함하는 측면부 및 상기 제1측면프레임과 상기 제2측면프레임을 연결하는 브릿지부를 포함하며, 상기 조절부는, 상기 측면부와 상기 브릿지부 사이에 구비되는 제1조절부 및 상기 브릿지부에 구비되는 제2조절부를 포함할 수 있다.

상기 제1조절부는, 상기 측면부에서 상기 브릿지부를 향해 연장되는 측면렉기어, 상기 브릿지부에서 상기 측면부를 향해 연장되되 상기 측면렉기어와 마주보는 브릿지렉기어, 상기 측면렉기어와 상기 브릿지렉기어 각각에 접촉되도록 구비되는 제1피니언기어 및 상기 측면렉기어와 상기 브릿지렉기어를 둘러싸도록 구비되는 제1조절하우징을 포함할 수 있다.

상기 조절부는 상기 브릿지부에 구비되는 제2조절부를 더 포함하며, 상기 브릿지부는, 상기 제2조절부의 일측에 결합되는 제1바디 및 상기 제2조절부의 타측에 결합되는 제2바디를 포함할 수 있다.

상기 제2조절부는, 상기 제1바디의 내주면에 결합되는 제1렉기어프레임, 상기 제2바디의 내주면에 결합되는 제2렉기어프레임, 상기 제1렉기어프레임에서 상기 제2렉기어프레임을 향해 연장되는 제1바디렉기어, 상기 제2렉기어프레임에서 상기 제1렉기어프레임을 향해 연장되되 상기 제1바디렉기어와 마주보는 제2바디렉기어, 상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어 각각에 접촉되도록 구비되는 제2피니언기어 및 상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어를 둘러싸도록 구비되는 제2조절하우징을 포함할 수 있다.

상기 제1바디와 상기 제2바디는 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2조절부를 기준으로 대칭되며, 상기 제1렉기어프레임과 상기 제2렉기어프레임은 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2조절하우징을 기준으로 대칭되며, 상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어는 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2피니언기어를 기준으로 대칭될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 측면부에 구비되는 측면센싱부, 상기 제1타입의 브릿지부에 구비되는 브릿지부센싱부, 상기 제1조절부에 구비되는 제1조절센싱부 및 상기 제2조절부에 구비되는 제2조절센싱부를 포함하여 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 제2조절센싱부는, 상기 제2조절하우징에 구비되는 제2-1조절센싱부, 상기 제1렉기어프레임에 구비되는 제2-2조절센싱부 및 상기 제2렉기어프레임에서 상기 제2-1조절센싱부를 기준으로 상기 제2-2조절센싱부와 대칭되는 위치에 구비되는 제2-3조절센싱부를 포함할 수 있다.

상기 센싱부는, 일측이 상기 바디부의 내주면에 결합되고 타측에 개구부가 형성된 센싱하우징, 상기 센싱하우징 내부에서 결합되어 상기 개구부를 통해 돌출되는 전극 및 상기 센싱하우징의 일측과 상기 전극 사이에 구비되어 상기 전극에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 전극과 상기 탄성부재 사이에 구비되어 진동하는 진동부 및 상기 전극의 내측에 구비되어 적외선을 발산하는 LED를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 개개인의 두상 및 머리크기 차이와 무관하게 효율적으로 뇌파측정이 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 크기가 변경되는 뇌파측정장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피검자의 머리 중 이마와 뒤통수 부분에서 크기 변화의 범위가 큰 뇌파측정장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두상에 따라 장치의 크기가 변경되더라도 신뢰할 수 있는 뇌파를 측정하는 뇌파측정장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두상에 따라 장치의 크기가 변경되더라도 피검자의 머리에 밀착되는 뇌파측정장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파측정장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1조절부의 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2조절부의 사시도,
도 6은 도 5의 제2조절부가 뇌파측정장치의 크기를 조절하는 모습이 도시된 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부의 종류가 도시된 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

한편, 제 1, 제 2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

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

이하, 도 1을 참조하여 뇌파측정장치(10)의 전반적인 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파측정장치(10)의 사시도이다.

뇌파측정장치(10)는 피검자의 머리에 씌워지는 바디부(100), 상기 바디부(100)에 구비되어 피검자의 머리에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 센싱부(200), 상기 센싱부(200)에 전원을 공급하며 상기 센싱부에서 감지된 전기적 신호를 뇌파 신호로 변환하는 제어부(300) 및 상기 바디부(100)에 구비되어 상기 바디부(100)의 크기를 조절하는 조절부(400)를 포함한다.

상기 바디부(100)는 피검자의 머리 일부를 둘러싸는 형상으로 구비되어, 피검자의 머리에 장착된다.

이를 위해, 바디부(100)는 피검자의 머리 좌측 및 우측 각각에 위치하는 측면부(110), 상기 측면부(110)를 연결하는 브릿지부(120)를 포함한다.

상기 측면부(110)는 제1측면프레임(111) 및 상기 제1측면프레임(111)과 이격된 위치에 구비되는 제2측면프레임(113)을 포함한다.

상기 브릿지부(120)는 상기 제1측면프레임(111) 및 상기 제2측면프레임(113)을 연결하도록 구비된다. 이를 위해, 상기 브릿지부(120)는 상기 제1측면프레임(111) 및 상기 제2측면프레임(113) 각각에 결합될 수 있고, 제1측면프레임(111)에서 제2측면프레임(113)으로 연장될 수 있다.

상기 측면부(110)가 피검자의 머리 좌 우측에 위치하는 경우, 상기 브릿지부(120)는 피검자의 머리를 감싸는 부분으로 칭해질 수 있다.

상기 브릿지부(120)는 전방(피검자의 이마 쪽)에서 후방(피검자의 뒤통수 쪽)를 향해 서로 이격되어 복수 개로 배치될 수 있다. 도 1은 브릿지부(120)가 5개로 구비된 경우를 도시했으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

브릿지부(120)는 전방에서 후방으로 서로 이격되는 제1브릿지부(120a), 제2브릿지부(120b), 제3브릿지부(120c), 제4브릿지부(120d) 및 제5브릿지부(120e)를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 브릿지부(120a 내지 120e) 중 적어도 일부는 다른 형상을 구비될 수 있는데, 이는 상세히 후술한다.

상기 브릿지부가 복수 개로 구비되는 경우, 상기 제1측면프레임(111) 및 제2측면프레임(113)은 각각 측면바디 및 상기 측면바디에서 분지되어 서로 이격되는 분지부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1측면프레임(111)은 제1측면바디(1111) 및 상기 제1측면바디(1111)에서 분지되어 서로 이격되는 복수 개의 제1분지부(1113)를 포함할 수 있다.

상기 브릿지부(120)가 5개로 구비되는 경우, 상기 제1분지부(1113) 또한 5개로 구비될 수 있고, 5개의 제1분지부(1113a 내지 1113e)들은 상기 제1측면바디(1111)에서 분지되되 전후 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이로써, 복수 개의 브릿지부(120a 내지 120e)들 각각은 복수 개의 제1분지부(1113a 내지 1113e)들 각각과 대응될 수 있다.

상기 제2측면프레임(113) 또한 제2측면바디(1131) 및 상기 제2측면바디(1131)에서 분지되어 서로 이격되는 복수 개의 제2분지부(1133)을 포함할 수 있다.

상기 브릿지부(120)가 5개로 구비되는 경우, 상기 복수 개의 제2분지부(1133) 또한 5개로 구비될 수 있다.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파측정장치(10)가 피검자의 머리에 안정적으로 장착될 수 있다.

한편, 피검자의 머리에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 센싱부(200)는 피검자의 머리 중 일 부분에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 구성으로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 센싱부(200)는 복수 개로 구비됨이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 10-20시스템의 경우 최소 19개의 전극 채널이 필요하며, 센싱부(200)가 많을수록 신뢰 가능한 뇌파를 측정할 수 있기 때문이다.

상기 센싱부(200)가 복수 개로 구비될 경우, 센싱부(200)는 상기 바디부(100)에 분산되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 센싱부(200)는 측면부(110) 각각에 배치되어 제1측면프레임(111) 및 제2측면프레임(113) 각각에 배치될 수 있다.

더하여, 브릿지부(120)가 복수 개로 구비되는 경우, 센싱부(200)는 복수 개의 브릿지부(120) 각각에 분산되어 배치될 수 있다. 이 때, 브릿지부(120) 각각에 배치되는 센싱부(200)의 개수는 다르게 형성될 수 있다. 센싱부의 구체적 위치와 개수는 브릿지부의 형상과 함께 후술한다.

한편, 상기 센싱부(200)가 복수 개로 구비되더라도 센싱부(200) 각각의 전반적 구성은 동일하게 형성될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 센싱부(200)의 구체적 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부(200)의 단면도이다.

센싱부(200)는 센서하우징(210), 상기 센서하우징(210)의 내부에서 피검자의 머리에 접촉되도록 구비되는 전극부(220)를 포함한다.

상기 센서하우징(210)은 상기 바디부(100)의 내주면에 구비될 수 있다. 한편, 바디부(100)의 내주면은 피검자의 머리를 향하는 면으로 정의될 수 있다.

구체적으로, 상기 센서하우징(210)은 측면부(110) 및 브릿지부(120) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다. 예컨대, 센서하우징(210)은 제1측면프레임(111) 및 제2측면프레임(113) 각각에 구비될 수 있고, 브릿지부(120)의 내주면에 구비될 수 있다.

다만, 센싱부(200)가 복수 개로 구비됨에 따라 상기 센서하우징(210)은 조절부(400)에도 구비될 수 있다.

센서하우징(210)은 일측이 상기 바디부(100)의 내주면 또는 상기 조절부(400)에 구비되고 타측에 개구부(211)가 형성된다.

상기 전극부(220)는 상기 센서하우징(210)의 내부에 구비되되, 상기 개구부(211)를 통해 상기 센서하우징(210)의 외부로 돌출될 수 있다. 달리 말해, 전극부(220)의 일부는 센서하우징(210)의 내부에 위치하며 전극부(220)의 나머지는 센서하우징(210)의 외부에 위치할 수 있다.

전극부(220)는 센서하우징(210)의 내부에 구비되는 전극하우징(221), 상기 전극하우징(221)에 구비되며 상기 개구부(211)를 통해 센서하우징(210)의 외부로 노출되는 전극(223)을 포함할 수 있다.

상기 전극하우징(221)은 상기 전극(223)과 이격되는 원판프레임(2211), 상기 원판프레임(2211)에서 돌출되어 상기 전극(223)과 결합되는 제1돌출부(2213) 및 상기 원판프레임(2211)에서 상기 전극(223)과 멀어지는 방향으로 돌출되는 제2돌출부(2215)를 포함할 수 있다.

상기 전극(223)은 피검자의 머리에 접촉되어 피검자의 머리에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 구성으로, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 전극(223)이 복수 개로 구비되는 경우, 복수 개의 전극은 상기 제1돌출부(2213)를 둘러싸도록 구비될 수 있다.

다만, 상기 전극(223)은 단일 개로 구비되어 피검자의 머리와 접촉면이 평평한(flat) 원기둥 형상으로 구비될 수도 있다.

더하여, 상기 전극(223)의 형상과 무관하게 전극(223)에는 은(Ag) 또는 염화은(Agcl)이 코팅(coating)될 수 있다.

이로써, 피검자의 머리에 바디부(100)가 장착될 경우, 센싱부(200)는 피검자의 머리로부터 발생하는 전기적 신호를 감지할 수 있고, 감지된 전기적 신호는 제어부(300)로 전달될 수 있다. 이 때, 센싱부(200)는, 전극부(220)에서 감지된 전기적 신호를 제어부(300)로 전달하거나 직접 뇌파 신호로 변환시키는 PCB(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 PCB(250)는 상기 전극부(220)에 전원을 공급할 수 있다.

다만, 피검자의 머리털 등에 의해 상기 바디부(100)는 피검자의 머리에 밀착되지 않거나 밀착이 유지되기 어려울 수 있다.

이를 위해, 센싱부(200)는 센싱하우징(210) 내부에 구비되어 상기 전극부(220)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(230), 센싱하우징(210) 내부에 구비되어 상기 전극부(220)에 진동을 제공하는 진동부(240) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

상기 탄성부재(230)는 상기 센싱하우징(210)의 일측과 상기 전극부(220)의 사이에 구비되어 상기 전극부(220)에 탄성력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 탄성부재(230)의 일단은 상기 원판프레임(2211)에 구비되고 타단은 상기 센싱하우징(210)의 일측에 구비될 수 있다. 이 때, 상기 탄성부재(230)는 상기 제2돌출부(2215)를 둘러싸도록 구비될 수 있다.

상기 탄성부재(230)는 탄성력을 제공할 수 있는 형상이면 그 제한이 없다. 예컨대 상기 탄성부재(230)는 코일 스프링(coil-spring)으로 구비될 수 있다.

이로써, 피검자의 머리에 전극부(220)가 접촉될 때, 피검자가 느끼는 저항은 줄어들 수 있다. 또한, 피검자가 바디부(100)를 장착한 후에 바디부(100)가 피검자의 머리에 지속적으로 밀착되는 효과를 기대할 수 있다.

상기 진동부(240)는, 진동프레임(241), 상기 진동프레임(241)의 일측에 배치되어 진동하는 진동부재(243) 및 상기 진동부재(243)에 전원을 공급하는 진동전원부(245)를 포함할 수 있다.

상기 진동전원부(245)는 상기 PCB(250) 또는 상기 제어부(300)로부터 전원을 공급받아 상기 진동부재(243)에 전달할 수 있다.

상기 진동부(240)는 상기 전극부(220)와 인접하게 구비되어 상기 전극부(220)에 진동을 전달함이 바람직하다. 보다 바람직하게, 상기 진동부(240)는 상기 탄성부재(230)와 상기 전극(223)의 사이에 구비될 수 있다. 이는 탄성부재(230)에 의한 전극부(220)의 위치변화가 상기 진동부(240)에 의한 전극부(220)의 위치변화보다 크기 때문이다.

이로써, 피검자의 머리에 상기 바디부(100)가 장착될 때, 상기 탄성부재(230)는 1차적으로 피검자의 머리에 상기 바디부(100)를 밀착시킬 수 있고, 상기 진동부(240)는 피검자의 머리와 상기 바디부(100)가 간헐적으로 이탈되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 센싱부(200)는 상기 전극부(220)에 구비되어 적외선(바람직하게는 근적외선)을 발산하는 LED(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 LED(260)는 복수 개의 전극(223)에 의해 둘러싸이도록 구비될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(300)를 설명한다.

도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(300)가 바디부(100)에 구비된 모습이 도시된 도면, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(300)의 개념도이다.

도 3(a)를 참조하면, 상기 제어부(300)는 바디부(100)에 구비된다. 구체적으로, 상기 제어부(300)는 상기 제1측면프레임(111) 또는 제2측면프레임(113) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다. 한편, 제어부(300)가 바디부(100)의 외측에 구비될 수도 있다.

상기 제어부(300)는 상기 PCB(250)와 무선으로 통신되어 상호 정보를 교환할 수 있거나, 상기 PCB(250)와 유선으로 연결되어 상호 정보를 교환할 수 있다.

또는, 상기 제어부(300)는 도 3(a)에 도시된 바와 달리, 상기 센싱부(200)의 내부에 구비될 수 있다.

도 3(b)를 참조하면, 상기 PCB(250)는 전극부(220)로부터 전기적 신호를 전달받아 이를 필터링(filtering)하거나 증폭하는 증폭/필터부(251), 상기 증폭/필터부(251)에서 처리된 정보를 디지털 정보로 변환하는 ADC(analog-digital converter, 253) 및 상기 ADC(253)에서 변환된 디지털 정보를 상기 제어부(300)로 전송하는 신호출력부(255)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(300)는 상기 신호출력부(255)로부터 정보를 전달받아 저장된 알고리즘에 의해 뇌파 신호로 변환하는 마이크로프로세서(MCU, 310), 상기 마이크로프로세서(310)로부터 뇌파 신호를 전달받아 외부 기기(모바일 장치 등)에 전달하는 무선통신부(320) 및 상기 PCB(250)와 상기 마이크로프로세서(310)에 전원을 공급하는 전원부(330)를 포함할 수 있다.

다만, 도 3(b)에 도시된 것과 달리, 상기 증폭/필터부(251), 상기 ADC(253) 및 상기 신호출력부(255)는 모두 제어부(300)에 구비될 수도 있다.

이로써, 피검자의 머리에서 발생한 전기적 신호는 뇌파 신호로 변환되어 외부 기기에 제공될 수 있고, 사용자는 피검자의 뇌파 정보를 외부 기기를 통해 확인할 수 있다.

한편, 피검자의 머리에 바디부(100)가 밀착되는 것과 별개로, 피검자의 머리 크기는 다양하다. 달리 말해, 바디부(100)의 크기가 일정할 경우, 특정 피검자의 머리에는 장착되기 어렵거나, 측정된 뇌파 신호를 신뢰하기 어려운 문제가 발생한다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 전술한 문제를 해결하는 조절부(400)를 설명한다.

도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1조절부가 도시된 도면, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1조절부를 확대한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2조절부의 사시도, 도 6은 도 5의 제2조절부가 뇌파측정장치의 크기를 조절하는 모습이 도시된 도면이다.

도 4(a) 내지 도 4(b)를 참조하면, 조절부(400)는 상기 측면부(110)와 상기 브릿지부(120)의 사이에 구비되는 제1조절부(410)를 포함한다.

상기 제1조절부(410)는 복수 개로 구비되어, 제1측면프레임(111)과 브릿지부(120)의 사이 및 제2측면프레임(113)과 브릿지부(120)의 사이에 각각 배치될 수 있다. 상기 브릿지부(120)가 5개로 구비되는 경우, 제1조절부(410)는 적어도 10개로 구비될 수 있다.

다만, 제1조절부(410)의 개수와 무관하게 제1조절부(410)의 구성 및 형상은 동일할 수 있다.

제1조절부(410)는 상기 측면부(110)에서 상기 브릿지부(120)를 향해 연장되는 측면렉기어(411), 상기 브릿지부(120)에서 상기 측면부를 향해 연장되되 상기 측면렉기어(411)와 마주보는 브릿지렉기어(413), 상기 측면렉기어(411)와 상기 브릿지렉기어(413)에 각각 접촉되도록 구비되는 제1피니언기어(415) 및 상기 측면렉기어(411)와 상기 브릿지렉기어(413)를 둘러싸도록 구비되는 제1조절하우징(417)을 포함할 수 있다.

상기 측면렉기어(411)는 상기 측면부(110)에 결합되어 상기 브릿지부(120)를 향해 연장될 수 있다. 또는 상기 측면렉기어(411)는 상기 측면부(110)에서 상기 브릿지부(120)를 향해 연장되되 상기 측면부(110)와 일체로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 측면렉기어(411)는 분지부에서 상기 브릿지부(120)를 향해 연장될 수 있다.

상기 브릿지렉기어(413)는 상기 브릿지부(120)에 결합되어 상기 측면부(110)를 향해 연장될 수 있다. 또는 상기 브릿지렉기어(413)는 상기 브릿지부(120)에서 상기 측면부(110)를 향해 연장되되 상기 브릿지부(120)와 일체로 형성될 수 있다.

상기 측면렉기어(411)와 상기 브릿지렉기어(413)는 서로 이격되되 마주보게 구비될 수 있다.

상기 제1피니언기어(415)는 상기 측면렉기어(411) 및 상기 브릿지렉기어(413)의 각각에 맞물리도록 구비될 수 있다. 달리 말해, 상기 제1피니언기어(415)의 일측에는 상기 측면렉기어(411)가 맞물리며, 상기 제1피니언기어(415)의 타측에는 상기 브릿지렉기어(413)가 맞물릴 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 측면렉기어(411)가 형성하는 소정의 길이(L1)는 상기 브릿지렉기어(413)가 형성하는 소정의 길이(L2)와 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 측면렉기어(411)와 상기 브릿지렉기어(413)는 상기 제1피니언기어(415)를 기준으로 대칭될 수 있다.

이로써, 제1조절부(410)를 기준으로 브릿지부(120)가 가까워지거나 멀어지는 정도는 제1조절부(410)를 기준으로 측면부(110)가 가까워지거나 멀어지는 정도와 동일할 수 있다.

상기 제1피니언기어(415)가 제1방향(R1)으로 회전할 경우, 상기 브릿지부(120)와 상기 측면부(110)는 서로 가까워지도록 이동할 수 있다. 이와 반대로, 상기 제1피니언기어(415)가 제2방향(R2)으로 회전할 경우, 상기 브릿지부(120)와 상기 측면부(110)는 서로 멀어지도록 이동할 수 있다.

상기 제1방향(R1)은 시계방향 또는 정방향으로 정의될 수 있고, 제2방향(R2)는 반시계방향 또는 역방향으로 정의될 수 있다.

다만, 상기 제1피니언기어(415)가 상기 제2방향(R2)으로 회전할 경우, 상기 측면렉기어(411) 및 상기 브릿지렉기어(413)는 상기 제1피니언기어(415)로부터 이탈될 수 있다.

이를 위해, 상기 측면렉기어(411)는 상기 제1피니언기어(415)의 제2방향(R2) 회전을 제한하는 측면스토퍼(4111)을 포함할 수 있다. 상기 측면스토퍼(4111)는 상기 측면렉기어(411)의 연장방향 단부에 구비될 수 있다.

유사하게, 상기 브릿지렉기어(413)는 상기 제1피니언기어(415)의 제2방향(R2) 회전을 제한하는 브릿지스토퍼(4131)을 포함할 수 있다. 상기 브릿지스포터(4131)은 상기 브릿지렉기어(413)의 연장방향 단부에 구비될 수 있다.

상기 제1조절하우징(417)은 상기 측면렉기어(411)의 외측 및 상기 브릿지렉기어(413)의 외측에 각각 결합될 수 있다. 상기 제1조절하우징(417)의 내부에는 상기 측면렉기어(411) 및 상기 브릿지렉기어(413)가 이동 가능한 공간이 형성될 수 있다.

더하여, 상기 제1조절하우징(417)에는 상기 제1피니언기어(415)를 회전시키는 제1회전축(4151)이 결합될 수 있다.

이로써, 제1조절부(410)는 측면부(110)와 브릿지부(120) 사이에서 측면부(110)와 브릿지부(120) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 더하여, 제1조절부(410)가 복수개의 브릿지부 각각에 구비되는 경우, 복수개의 브릿지부 각각과 상기 측면부(110) 사이의 거리는 상호 독립적으로 조절될 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 6을 참조하면, 조절부(400)는 상기 브릿지부(120)에 구비되는 제2조절부(420)를 포함할 수 있다.

제2조절부(420)가 상기 브릿지부(120)에 구비되는 경우, 상기 브릿지부(120)는 제2조절부(420)를 기준으로 일측에 결합되는 제1바디(1231) 및 제2조절부(420)를 기준으로 타측에 결합되는 제2바디(1233)을 포함할 수 있다.

제2조절부(420)는 상기 제1바디(1231)의 내주면에 결합되는 제1렉기어프레임(421) 및 상기 제2바디(1233)의 내주면에 결합되는 제2렉기어프레임(423)을 포함할 수 있다. 여기에서, 내주면은 피검자의 머리를 향하는 면으로 정의될 수 있다.

상기 제1렉기어프레임(421)은 상기 제1바디(1231)와 움직임을 같이하도록 고정될 수 있고, 상기 제2렉기어프레임(423)은 상기 제2바디(1233)와 움직임을 같이하도록 고정될 수 있다. 이는 후술하겠지만, 제1렉기어프레임(421) 및 제2렉기어프레임(423) 각각에 센싱부(200)가 결합되기 때문이다.

상기 제2조절부(420)는 상기 제1렉기어프레임(421)에서 상기 제2렉기어프레임(423)을 향해 연장되는 제1바디렉기어(4211) 및 상기 제2렉기어프레임(423)에서 상기 제1렉기어프레임(421)을 향해 연장되되 상기 제1바디렉기어(4211)와 마주보는 제2바디렉기어(4231)을 포함할 수 있다.

상기 제1바디렉기어(4211)는 상기 제1렉기어프레임(421)에서 상기 제2렉기어프레임(423)을 향해 결합될 수 있다. 또는 상기 제1바디렉기어(4211)는 상기 제1렉기어프레임(421)에서 상기 제2렉기어프레임(423)을 향해 연장되되 상기 제1렉기어프레임(421)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 제2바디렉기어(4231)은 상기 제2렉기어프레임(423)에서 상기 제1렉기어프레임(421)을 향해 결합될 수 있다. 또는 상기 제2바디렉기어(4231)는 상기 제2렉기어프레임(423)에서 상기 제1렉기어프레임(421)을 향해 연장되되 상기 제2렉기어프레임(423)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 제2조절부(420)는 상기 제1바디렉기어(4211) 및 상기 제2바디렉기어(4231)를 둘러싸도록 구비되는 제2조절하우징(427)을 더 포함할 수 있다.

상기 제2조절하우징(427)에는 상기 제2피니언기어(425)를 회전시키는 제2회전축(4251)이 결합될 수 있다.

한편, 상기 제1렉기어프레임(421)과 상기 제2렉기어프레임(423)은 서로 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2조절하우징(427)을 기준으로 대칭될 수 있다. 더하여, 상기 제1바디렉기어(4211) 및 상기 제2바디렉기어(4231)은 서로 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2피니언기어(425)를 기준으로 대칭될 수 있다.

이는, 제1렉기어프레임(421) 및 제2렉기어프레임(423) 각각에 센싱부(200)가 결합되기 때문이다.

이로써, 상기 제2피니언기어(425)가 제1방향(R1)으로 회전할 경우, 상기 제1바디(1231) 및 상기 제2바디(1233)는 서로 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다. 반대로, 상기 제2피니언기어(425)가 제2방향(R2)으로 회전할 경우, 상기 제1바디(1231) 및 상기 제2바디(1233)는 서로 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

상기 제1방향(R1)은 시계방향 또는 정방향으로 정의될 수 있고, 상기 제2방향(R2)은 반시계방향 또는 역방향으로 정의될 수 있다.

이로써, 조절부(400)는 측면부(110)와 브릿지부(120)의 사이 거리를 변화시킬 뿐만 아니라, 브릿지부(120) 자체의 크기도 변화시킬 수 있다.

한편, 브릿지부(120)가 복수 개로 구비되는 경우, 상기 복수 개의 브릿지부(120) 중 일부에는 제1조절부(410)만 구비되고, 나머지에는 제1조절부(410) 및 제2조절부(420)가 구비될 수 있다.

달리 말해, 브릿지부(120)는 제1조절부(410)만 구비되는 제1타입 브릿지(121)와 제1조절부(410) 및 제2조절부(420)가 모두 구비되는 제2타입 브릿지(123)로 구비될 수 있다.

도면들에 도시된 바와 같이, 브릿지부가 총 5개로 구비되는 경우(120a 내지 120e), 제1브릿지부(120a) 및 제5브릿지부(120e)는 제2타입(123)으로 구비됨이 바람직하며, 제2브릿지부(120b) 내지 제4브릿지부(120d)는 제1타입(121)으로 구비됨이 바람직하다.

이는, 제1브릿지부(120a) 및 제5브릿지부(120e)의 경우 피검자의 머리 중 이마 부분과 뒤통수 부분에 각각 밀착되어야 한다는 점에서 비롯된다. 보다 구체적으로, 바디부(100)가 피검자의 머리에 장착될 때, 제1브릿지부(120a) 및 제5브릿지부(120a)를 피검자의 머리에 고정한 뒤 제2브릿지부(120b) 내지 제4브릿지부(120d)의 크기를 조절하는 것은 효율적이지 못할 수 있다.

달리 말해, 바디부(100)를 피검자의 머리에 장착할 때, 제2브릿지부(120b) 내지 제4브릿지부(120d)를 우선 피검자의 머리에 접촉한 뒤, 제1브릿지부(120a) 및 제5브릿지부(120e)의 크기를 조절함이 효율적이다.

한편, 바디부(100)의 크기가 변경될 수 있음에 따라, 센싱부(200)의 위치도 중요하다고 볼 수 있다. 바디부(100)의 크기가 변경됨에 따라 센싱부(200)가 감지하는 전기적 신호의 신뢰성일 떨어질 수 있기 때문이다.

도 1, 5 및 6을 참조하면, 센싱부(200)는 측면부(110)에 구비되는 측면센싱부(201), 제1조절부(410)에 구비되는 제1조절센싱부(203) 및 제2조절부(420)에 구비되는 제2조절센싱부(205)를 포함할 수 있다.

측면센싱부(201)는 제1측면프레임(111) 및 제2측면프레임(113) 각각에 구비될 수 있다.

제1조절센싱부(203)는 제1조절하우징(417)에 구비될 수 있고, 제2조절센싱부(205)는 제2조절하우징(427)에 구비될 수 있다.

제1조절센싱부(203)는 브릿지부(120)의 양단 각각에 배치되어 복수 개로 구비될 수 있다.

제2조절센싱부(205)는 제2조절하우징(427)에 구비되는 제2-1조절센싱부(2053), 제1렉기어프레임(421)에 구비되는 제2-2조절센싱부(2051) 및 상기 제2렉기어프레임(423)에서 상기 제2-1조절센싱부(2053)를 기준으로 상기 제2-2조절센싱부(2051)와 대칭되는 위치에 구비되는 제2-3조절센싱부(2052)를 포함할 수 있다. 즉, 제2-3조절센싱부(2052)는 제2렉기어프레임(423)에 구비된다.

달리 말해, 제2-1조절센싱부(2053)와 제2-2조절센싱부(2051)의 이격 거리는 제2-1조절센싱부(2053)와 제2-3조절센싱부(2052)의 이격 거리와 동일하게 형성될 수 있다.

이로써, 바디부(100)가 피검자의 머리에 장착되면서 바디부(100)의 크기가 변경되더라도, 센싱부(200)는 피검자의 머리에서 신뢰성 높은 전기적 신호를 감지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

뇌파측정장치 : 10 바디부 : 100
측면부 : 110 제1측면프레임 : 111
제2측면프레임 : 113 브릿지부 : 120
제1브릿지부 : 120a 제2브릿지부 : 120b
제3브릿지부 : 120c 제4브릿지부 : 120d
제5브릿지부 : 120e 제1타입: 121
제2타입 : 123 제1바디 : 1231
제2바디 : 1233 센싱부 : 200
센싱하우징 : 210 개구부 : 211
전극부 : 220 전극하우징 : 221
원판프레임 : 2211 제1돌출부 : 2213
제2돌출부 : 2215 전극 : 223
탄성부재 : 230 진동부 : 240
진동프레임 : 241 진동부재 : 243
진동전원부 : 245 PCB : 250
LED : 260 제어부 : 300
마이크로프로세서 : 310 무선통신부 : 320
전원부 : 330 조절부 : 400
제1조절부 : 410 제2조절부 : 420

Claims (10)

1. 피검자의 머리에 장착되는 바디부;
   상기 바디부에 구비되어 머리에서 발생하는 전기적 신호를 감지하는 센싱부;
   상기 센싱부에 전원을 공급하며, 상기 센싱부에서 감지된 전기적 신호를 뇌파 신호로 변환하는 제어부; 및
   상기 바디부에 구비되어 상기 바디부의 크기를 조절하는 조절부;를 포함하며,
   상기 바디부는 상기 조절부의 양단에 연결되어 상기 조절부의 양단으로부터 각각 상대 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디부는,
   제1측면프레임 및 상기 제1측면프레임과 이격되는 제2측면프레임을 포함하는 측면부; 및
   상기 제1측면프레임과 상기 제2측면프레임을 연결하는 브릿지부;를 포함하며,
   상기 조절부는,
   상기 측면부와 상기 브릿지부 사이에 구비되는 제1조절부; 및
   상기 브릿지부에 구비되는 제2조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1조절부는,
   상기 측면부에서 상기 브릿지부를 향해 연장되는 측면렉기어;
   상기 브릿지부에서 상기 측면부를 향해 연장되되 상기 측면렉기어와 마주보는 브릿지렉기어;
   상기 측면렉기어와 상기 브릿지렉기어 각각에 접촉되도록 구비되는 제1피니언기어; 및
   상기 측면렉기어와 상기 브릿지렉기어를 둘러싸도록 구비되는 제1조절하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 브릿지부는 복수 개로 구비되되 서로 이격되며,
   상기 복수 개의 브릿지부 중 일부는 상기 제1조절부가 구비되는 제1타입으로 형성되며,
   상기 복수 개의 브릿지부 중 나머지는 상기 제1조절부와 상기 제2조절부가 동시에 구비되는 제2타입으로 형성되는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2타입의 브릿지부는,
   상기 제2조절부의 일측에 결합되는 제1바디; 및
   상기 제2조절부의 타측에 결합되는 제2바디;를 포함하며,
   상기 제2조절부는,
   상기 제1바디의 내주면에 결합되는 제1렉기어프레임;
   상기 제2바디의 내주면에 결합되는 제2렉기어프레임;
   상기 제1렉기어프레임에서 상기 제2렉기어프레임을 향해 연장되는 제1바디렉기어;
   상기 제2렉기어프레임에서 상기 제1렉기어프레임을 향해 연장되되 상기 제1바디렉기어와 마주보는 제2바디렉기어;
   상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어 각각에 접촉되도록 구비되는 제2피니언기어; 및
   상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어를 둘러싸도록 구비되는 제2조절하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1바디와 상기 제2바디는 동일한 형상으로 구비되되 상기 제2조절부를 기준으로 대칭되며,
   상기 제1렉기어프레임과 상기 제2렉기어프레임은 동일한 형상으로 구비되되 상기 제2조절하우징을 기준으로 대칭되며,
   상기 제1바디렉기어와 상기 제2바디렉기어는 동일한 형상으로 구비되어 상기 제2피니언기어를 기준으로 대칭되는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 센싱부는,
   상기 측면부에 구비되는 측면센싱부;
   상기 제1타입의 브릿지부에 구비되는 브릿지부센싱부;
   상기 제1조절부에 구비되는 제1조절센싱부; 및
   상기 제2조절부에 구비되는 제2조절센싱부;를 포함하여 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2조절센싱부는,
   상기 제2조절하우징에 구비되는 제2-1조절센싱부;
   상기 제1렉기어프레임에 구비되는 제2-2조절센싱부; 및
   상기 제2렉기어프레임에서 상기 제2-1조절센싱부를 기준으로 상기 제2-2조절센싱부와 대칭되는 위치에 구비되는 제2-3조절센싱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는,
   일측이 상기 바디부의 내주면에 결합되고 타측에 개구부가 형성된 센싱하우징;
   상기 센싱하우징 내부에서 결합되어 상기 개구부를 통해 돌출되는 전극; 및
   상기 센싱하우징의 일측과 상기 전극 사이에 구비되어 상기 전극에 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 전극과 상기 탄성부재 사이에 구비되어 진동하는 진동부; 및
    상기 전극의 내측에 구비되어 적외선을 발산하는 LED;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파측정장치.
    

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