KR20220089759A - 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자시스템의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따른 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자시스템에 있어서, 체압을 감지함으로써 생성된 센싱부의 감지 결과에 따라 수면을 기록하고, 수면 제어부에 의하여 수면을 유도하며, 상기 감지 결과에 기반한 수면 상태에 따라 기상을 유도하는 수면관리 전자장치 및 사용자의 수면 상태를 식별한 결과에 따라, 사용자의 수면 상태가 렘 수면 상태가 아닌 경우, 저주파수의 수면 유도 진동을 상기 수면 제어부가 발생시키도록 제어하는 사용자 통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자시스템의 동작 방법 {Operating method of sleep management electronic system through body pressure detection of sleeping posture}

본 개시에 따른 기술적 사상은 수면관리 전자장치(이하, 전자장치라고도 함)에 관한 것으로서 구체적으로는 기상 시 피로도 저감을 위하여 수면자세의 체압감지를 통한 감지 결과를 이용해 양질의 수면을 유도하는 수면관리 전자장치 및 이를 포함하는 전자시스템에 관한 것이다.

최근 많은 현대인들은 바쁘고 어지러운 환경에서 살아가고 있으며 과거에 비해 훨씬 많은 업무, 학업, 인간관계에서 비롯되는 스트레스, 밝고 소음이 심한 환경에 노출된 삶으로 인해 심한 수면장애를 호소하는 현대인들이 급증하고 있다.

대한민국 보건복지부 통계자료에 의하면 2015년 수면장애 치료 환자 수가 456,124명이었던데 반해 2019년 수면장애 치료 환자 수는 637,328명으로 급격히 증가하였다. 수면장애를 겪고 있거나 기상 후 피로함을 느끼는 대중들은 수면에 도움이 되는 기능성 침구, 조명, 음료 등의 높은 수요를 보이고 있으며 수면 관련 산업이 2012년 5,000억 규모에서 2019년 약 3조원으로 6배 가까이 상승하여 양질의 수면에 대한 일반 대중들의 요구가 높아진 것을 확인할 수 있었다.

이를 예방하기 위하여 뇌파를 감지하여 수면 상태를 감지하는 장치가 여럿 개시되어 있으나 개개인의 사용성 및 경제성 측면에서 뇌파 감지 장치는 사용자 댁내에 구비하기 어려운 실정이다.

본 개시의 기술적 사상을 통해 해결하고자 하는 과제는 수면 자세의 사용자가 수면 동안의 뒤척임을 감지하는 압력 센서 및/또는 사용자로부터 유래되는 뒤척임 사운드를 감지하여 간편하게 수면을 관리하는 전자장치 및 이를 포함하는 전자시스템을 제공하고자 하는 데 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자시스템에 있어서, 체압을 감지함으로써 생성된 센싱부의 감지 결과에 따라 수면을 기록하고, 수면 제어부에 의하여 수면을 유도하며, 상기 감지 결과에 기반한 수면 상태에 따라 기상을 유도하는 수면관리 전자장치 및 사용자의 수면 상태를 식별한 결과에 따라, 사용자의 수면 상태가 렘 수면 상태가 아닌 경우, 저주파수의 수면 유도 진동을 상기 수면 제어부가 발생시키도록 제어하는 사용자 통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시에 따른 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자장치 및 이를 포함하는 전자시스템의 동작 방법은 사용자의 불면 원인을 파악하고 이를 도와줌으로써 사용자가 수면 시간을 조절할 수 있도록 하며, 적절한 기상 시간에 기상 알림을 제공함으로써 사용자의 피로도를 저감시키고 수면장애를 예방할 수 있도록 한다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치가 포함된 전자시스템을 설명하기 위함이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치의 사용 상태를 설명하기 위함이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 동작 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 시나리오를 설명하기 위함이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치를 설명하기 위한 평면도, 옆면도, 저면도 및 전자장치 내부 구성에 대한 사시도이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시에 대하여 구체적으로 설명한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 상세히 설명하도록 한다. 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 개시의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치가 포함된 전자시스템을 설명하기 위함이다.

도 1을 참조하면, 전자시스템은 수면관리 전자장치(10), 사용자 통신 단말기 및 서버를 포함할 수 있다. 수면관리 전자장치(10)는 이하 설명의 편의 상 전자장치(10)라 한다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자장치(10)는 사용자 통신 단말기와 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 근거리 통신이란 블루투스, 와이파이, NFC, 적외선 통신 등 댁내에서 통신 가능한 수준의 데이터 통신을 의미할 수 있다.

전자장치(10)는 통신부를 포함할 수 있고, 근거리 통신에 기반하여, 전자장치(10)의 체압 감지 결과를 사용자 통신 단말기로 전송할 수 있으며, 사용자 통신 단말기는 전술한 실시예들과 같이 수면 상태를 식별하고, 전자장치(10)로 기상 알림 또는 수면 유도 진동을 위한 수면 유도 명령을 전송할 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 사용자 통신 단말기는 이벤트 트리거, 수면 측정 정보 등 다양한 데이터와 정보를 생성할 수 있다.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 전자장치(10)는 체압 감지 결과를 서버로 전송할 수 있다. 서버에 포함된 API는 체압 감지 결과에 기반하여 사용자 통신 단말기로 수면 상태, 이벤트 트리거, 수면 측정 정보 등을 전송할 수 있다. 사용자 통신 단말기는 서버로부터 받은 데이터에 기반하여, 사용자 통신 단말기에 포함된 디스플레이 또는 스피커 등의 출력부를 통해 수면에 관한 다양한 정보를 출력할 수 있다.

전술한 사용자 통신 단말기는 스마트폰과 같은 휴대용 기기로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, PC, 태블릿 PC, PMP, PDA 등과 같이 디스플레이 기능을 갖춘 다양한 유형의 장치로 구현될 수 있다.

한편, 사용자 통신 단말기가 스마트폰으로 구현되는 경우, 터치스크린을 내장하고 있어 손가락 또는 펜(예를 들면, 스타일러스 펜)을 이용하여 프로그램을 실행시킬 수 있도록 구현될 수 있다.

또한, 전술한 서버는 서로 다른 기능을 수행하는 복수개의 서버로 구분될 수 있으며, 이 구분은 물리적인 구분인 하드웨어로 구분되거나, 추상적인 구분인 소프트웨어로 구분될 수 있다.

예를 들어, 서버는 하나의 하드웨어를 통해 구현되는 것이 아니라 각각 별도의 기능을 수행하는 복수의 서버들이 하나의 서버군으로 운영되도록 구현될 수 있다.

또한, 전술한 센싱부 및 센서는 다양한 종류의 센서들로 이루어질 수 있으며, 수면에 관한 정보를 검출할 수 있는 모든 형태의 센싱 디바이스(sensing device)들 중 적어도 하나의 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 센싱부는 터치 센서(Touch Sensor), 가속도 센서(Acceleration Sensor), 자이로 센서(Gyro Sensor), 조도 센서(illuminance sensor), 근접 센서 (proximity sensor), 압력 센서(pressure sensor), 노이즈 센서(Noise Sensor)(예컨대, 마이크), 비디오 센서(Video Sensor)(예컨대, 카메라 모듈), 펜 감지 센서 그리고 타이머 등과 같은 다양한 센싱 디바이스들 중 적어도 하나의 센서를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 서버와 전자장치(10) 및/또는 사용자 통신 단말기는 다양한 유형의 통신방식에 따라 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 서버, 전자장치(10) 및 사용자 통신 단말기는 IEEE, Zigbee, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), 5G(Fifth Generation)등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 통신부를 포함할 수 있다.

도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치의 사용 상태를 설명하기 위함이다.

도 2를 참고하면, 사용자가 수면자세를 취하여 수면에 돌입하기 전, 수면 중 및 수면 종료 후 기상 상태에 이르기 까지 전자장치(10)는 사용자의 체압을 감지할 수 있다.

전자장치(10)는 사용자가 누운 자세에서 사용자의 등 및 허리로부터 비롯되는 체압을 감지할 수 있다. 또한, 전자장치(10)는 사용자의 머리로부터 발로 이어지는 세로축에 대해 수직으로 배치될 수 있다. 이는, 사용자가 수면 중에 좌우로 뒤척임을 감지하기 위한 배치로써, 전자장치(10)는 최초 수면 자세로부터 좌우 뒤척임 거리 및 정도를 감지할 수 있다.

전자장치(10)는 사용자의 체압을 감지하기 위해 복수의 센서들을 포함하는 센싱부를 포함할 수 있다. 센싱부는 체암감지 결과 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.

일 예로, 상기 복수의 센서들 중 적어도 일부는 피에조 일렉트릭 센서(piezoelectret sensor)일 수 있다. 피에조 일렉트릭 센서는 사용자의 체압을 감지하기 위한 센서이다.

다른 예로, 상기 복수의 센서들 중 적어도 일부는 음향 감지 센서일 수 있다. 음향 감지 센서는 사용자가 뒤척이는 동안 이불, 침대 및 잠옷의 마찰에 의해 발생되는 소음을 감지하거나 사용자의 코골이, 호흡 등 수면 상태의 사용자로부터 유래되는 사운드를 감지할 수 있다.

도시되지는 않았지만, 전자장치(10)는 사용자 통신 단말기(예컨대, 스마트폰)와 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 전자장치(10)는 블루투스 통신을 통해 체암감지 결과 데이터를 사용자 통신 단말기로 전송할 수 있다. 사용자 통신 단말기는 체압감지 결과 데이터를 이용하여 사용자의 수면 상태를 감지할 수 있으며, 예컨대, 사용자가 렘(REM; Rapid Eye Movement) 수면인지 감지할 수 있다.

다른 예로, 사용자 통신 단말기는 내장된 마이크를 이용하여 사용자로부터 유래되는 사운드를 감지하여 얕은 수면(Light Sleep)임을 감지하고, 전자장치(10)로 기상 명령을 전송할 수 있다.

한편, 전자장치(10)는 수면 제어부를 포함할 수 있으며, 수면 제어부는 진동자 및/또는 스피커를 포함할 수 있다. 최적의 시간에 사용자를 기상시키기 위하여, 전자장치(10)는 수면 제어부를 통해 진동알림 및 사운드알림 중 적어도 하나를 포함하는 기상 알림을 출력할 수 있다. 이 때, 전자장치(10)는 외부 장치로부터 수신한 기상 명령에 기반하여 기상 알림을 출력할 수 있다.

이 때, 기상 알림에 포함된 진동알림은, 수면 유도 진동보다 진동 크기가 강한 진동일 수 있다. 또한, 지속적인 저주파수의 진동이 발생되는 수면 유도 진동과 다르게, 사용자의 기상을 위하여, 저주파수의 진동보다 강한 진동이 소정의 시간 간격(예컨대, 0.5초)으로 간헐적으로 발생할 수 있다.

일 예로, 수면 제어부는 체암감지 결과 데이터를 이용하여 사용자에게 진동알림 및/또는 사운드알림을 출력할 수 있다.

다른 예로, 수면 제어부는 사용자 통신 단말기로부터 기상 명령을 수신함으로써 사용자에게 진동알림 및/또는 사운드알림을 출력할 수 있다.

본 개시의 예시적 실시예에 따르면, 전자장치(10)는 수면 제어부를 통해 렘 수면 또는 깊은 수면으로 사용자를 빠르게 유도하기 위하여 수면 유도 진동을 출력할 수 있다. 이 때, 전자장치(10)는 외부 장치로부터 수신한 수면 유도 명령에 기반하여 기상 알림을 출력할 수 있다.

여기서, 수면 유도 진동이란, 진동자(진동모터)에 의하여 발생되는 저주파 진동 및 스피커에 의한 수면 유도 사운드를 포함할 수 있다.

또한, 저주파 진동은 20Hz 이상 100Hz 이하의 주파수 대역의 진동을 포함할 수 있다.

출원인의 실험 결과에 따르면 20Hz 이상 100Hz 이하의 주파수를 갖는 진동에서 대조군에 비하여 실험군의 기상 후 피로도가 저감됨을 확인할 수 있었으며, 수면 돌입에 거부감을 크게 느끼지 않는 주파수인 것으로 확인할 수 있었다.

한편, 수면유도 사운드는 전자장치(10)에 포함되는 메모리에 저장되어 수면 제어부를 통해 출력될 수 있다.

본 개시의 예시적 실시예에 따르면, 전자장치(10)는 센싱부를 통해 수면 상태를 감지하여 수면 상태의 기설정된 우선순위에 따라 사용자를 기상시킬 수 있다.

구체적으로, 전자장치(10)는 기상 시간(예컨대, 오전 7시)으로부터 감지 시구간 전(예컨대, 20분 전)부터 센싱부를 통해 사용자가 수면 상태가 얕은 수면, REM 수면 및 깊은 수면 중 하나인지 여부를 식별할 수 있다.

전자장치(10)는 식별된 수면 상태들 중 얕은 수면에 대해 최상위 기상 우선순위를 할당하며, 깊은 수면에 대해 중위 기상 우선순위를 할당하고, 렘 수면에 대해 최하위 기상 우선순위를 할당할 수 있다.

전자장치(10)는 최상위 기상 우선순위를 갖는 얕은 수면상태에서 기상 조건이 충족되면 기상 알림을 출력할 수 있다.

전자장치(10)는 중위 기상 우선순위를 갖는 깊은 수면 상태 및 최하위 기상 우선순위를 갖는 렘 수면 상태에서 기상 조건이 충족되면 기상 알림을 감지 시구간 동안 지연시킬 수 있다.

이 경우, 지연된 감지 시구간 내에 전자장치(10)가 얕은 수면상태로 전환됨을 감지하게 되면, 기상 알림을 출력할 수 있다.

다른 예로, 전자장치(10)는 수면 제어부를 통하여 감지 개시 시간(기상 시간으로부터 감지 시구간 전의 시간(예컨대, 오전 6시 40분)) 까지는 수면 유도 진동을 지속적으로 출력할 수 있으며, 감지 개시 시간 이후부터는 기상 알림을 출력할 수 있다.

이로써, 본 개시에 따른 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자장치(10)는 적절한 기상 시간에 기상 알림을 제공함으로써 사용자의 피로도를 저감시키고 수면장애를 예방할 수 있도록 한다. 또한, 전자장치(10)는 식별된 수면상태를 사용자 통신 단말기로 제공함으로써 사용자의 불면 원인을 파악하고 이를 도와줌으로써 사용자가 수면 시간(예컨대, 수면 돌입 시간, 수면량)을 조절할 수 있도록 하여 건강한 신체를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참고하면, 전자장치(10)는 센싱부의 감지 결과에 따라 수면을 기록(S100)할 수 있다. 즉, 전자장치(10)는 수면 상태 등 수면에 관한 정보를 위한 체압 감지 결과를 획득할 수 있다.

전자장치(10)는 외부 장치(예컨대, 사용자 통신 단말기)로부터 수신한 명령에 기반하여 수면 제어부에 의한 양질의 수면을 유도(S200)할 수 있다. 일 예로, 전자장치(10)는 수면 유도 명령을 통신부를 통해 수신하고, 수면 유도 명령에 기반하여 수면 유도 진동을 출력할 수 있다. 수면 유도 진동은 후술하는 바와 같이 저주파수의 진동 및/또는 사용자가 설정한 음악, 사운드를 포함할 수 있다.

전자장치(10)는 수면 상태에 기반하여 사용자의 기상을 유도(S300)할 수 있다. 일 예로, 사용자 통신 단말기는 전자장치(10)로부터 수신한 감지 결과에 기반하여 사용자가 렘 수면 상태가 아닌 것으로 식별하고, 전자장치(10)로 기상 명령을 전송할 수 있다. 전자장치(10)는 기상명령에 기반하여 사용자에게 수면 유도 진동보다 진동 세기가 강한 진동 알림을 출력할 수 있다.

도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 동작 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참고하면, 전자장치(10)는 센싱부를 통해 수면 자세에 있는 사용자의 체압을 감지(S110)할 수 있다. 예컨대, 전자장치(10)는 정와 자세로 수면중이라거나, 옆으로 누운 자세로 수면중임을 압력 센서를 통해 체압 감지 결과를 획득하여 출력할 수 있다.

사용자 통신 단말기 또는 서버는, 체압 감지 결과에 기반한 이벤트 트리거 및/또는 수면 측정 정보를 획득(S120)할 수 있다. 여기서 이벤트 트리거 및 수면 측정 정보란 수면에 관한 다양한 정보를 일컬을 수 있는데, 이는 도 8과 함께 후술하기로 한다.

사용자 통신 단말기 또는 서버는, 얕은 수면 상태, 렘 수면 상태 및 깊은 수면 상태 중 적어도 하나를 포함하는 수면 상태를 식별(S130)할 수 있다. 각각의 수면 상태에 관해서는 도 6과 함께 자세히 후술하기로 하며, 식별 방법에 관해서는 도 6 내지 도 9와 함께 후술하기로 한다.

사용자 통신 단말기 또는 서버는, 사용자의 수면 상태가 렘 수면 상태인지 여부를 식별(S210)할 수 있다.

사용자가 렘 수면 상태에 있지 않은 것으로 식별한 경우, 사용자 통신 단말기 또는 서버는, 전자장치(10)로 수면 유도 명령을 전송함으로써, 전자장치(10)는 수면 유도 진동을 발생시킬 수 있다.

반면, 사용자가 렘 수면 상태에 있는 경우, 사용자 통신 단말기 또는 서버는, 감지 개시 시간이 도달하였는지 여부를 식별(S230)할 수 있다. 예컨대, 사용자 통신 단말기 또는 서버는, 그 내부에 포함된 카운터 모듈(소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어로 구성)을 이용하여 수면 개시 시간으로부터 감지 개시 시간에 도달하였는지 여부를 식별할 수 있다.

사용자 통신 단말기 또는 서버는, 감지 개시 시간이 도달한 경우, 다시 수면 상태를 식별(S240)할 수 있다.

이 경우, 식별된 수면 상태가 렘 수면 상태인 경우, 사용자 통신 단말기 또는 서버는 지연 시간을 적용(S320)하여, 전자장치(10)로 기상 명령을 출력하는 시점을 지연시킬 수 있으며, 사용자의 기상을 지연시킬 수 있다.

구체적으로, 사용자가 렘 수면 상태에서 기상하는 경우, 사용자의 기상 후 피로도가 급격히 증가할 수 있기 때문이며, 관련하여서는 후술하기로 한다.

한편, 지연 시간을 적용한 이후의 시간이 기상 시간에 도달하였음을 식별한 경우, 사용자 통신 단말기 또는 서버는 기상 명령을 출력함으로써, 전자장치(10)는 기상 알림을 사용자에게 제공(S340)할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 사용자가 설정한 기상 시간이 오전 7시로 식별된 경우, 감지 개시 시간은 오전 6시 30분일 수 있다. 이 때, 사용자 통신 단말기 또는 서버는, 사용자가 렘 수면 상태에 있음을 감지하여 오전 6시 30분에 기상 명령을 출력하지 않을 수 있으며, 10분의 지연 시간을 적용할 수 있다.

재차 지연 시간이 적용된 이후, 오전 6시 50분에, 다시 사용자 통신 단말기 또는 서버는 10분의 지연 시간을 적용할 수 있다.

이 후, 사용자 통신 단말기 또는 서버는, 오전 7시에는 사용자가 설정한 기상 시간에 도달하였음을 식별하고, 전자 장치(10)로 기상 알림을 출력할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서 사용자 통신 단말기 또는 서버가 주체가 되어 설명한 동작 방법은 전자장치(10)가 수행할 수 있는 방법일 수 있음은 물론, 전자장치(10)의 동작 방법은 사용자 통신 단말기 또는 서버가 수행할 수 있으므로, 그 주체에 본 개시의 기술적 사상이 제한되지는 않는다고 할 것이다.

도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자시스템의 시나리오를 설명하기 위함이다.

전자 장치(10)는 사용자 통신 단말기로 다양한 데이터를 전송할 수 있다. 일 예로, 체압 감지 결과 그 자체를 전송할 수 있으며, 다른 예로, 체압 감지 결과에 의해 생성된 데이터(도 4를 참고할 때, 수면 시간, 수면 자세 및 습관 등)를 전송할 수 있다.

사용자 통신 단말기는 서버 및/또는 전자장치(10)로부터 수신한 데이터에 기반하여 전자장치(10)를 제어할 수 있다. 이 때, 사용자 통신 단말기는 전자장치(10)와 실시간으로 통신할 수 있으며, 사용자의 데이터를 저장하고, 사용자 통신 단말기가 수신한 데이터들에 기반하여 맞춤형 콘텐츠를 제공할 수 있다.

서버는 사용자 제어에 의해 업데이트된 알고리즘에 기반하여 수면에 관한 다양한 정보를 추정할 수 있다. 또한, 서버는 기계학습을 이용하여 자체적으로 알고리즘 및 데이터를 추론하고 업데이트 할 수 있다.

도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자장치를 설명하기 위한 평면도, 옆면도, 저면도 및 전자장치 내부 구성에 대한 사시도이다.

도 6의 평면도를 참고하면, 사용자의 등 또는 허리의 피부에 직접 접촉할 가능성이 있기 때문에 수면에 방해를 주지 않기 위하여, 전자장치(10)의 평면 커버는 통기성이 강한 매쉬(mesh) 소재로 구성될 수 있다. 상기 평면 커버는, 탈부착이 가능하도록 구현될 수 있는데, 사용자가 원하는 색상 또는 디자인으로 커스터마이징이 가능할 수 있다.

또한, 전자장치(10)의 평면 커버는 복수의 구획들로 나뉘어 표현될 수 있으며, 이는 사용자로 하여금 전자장치(10)의 올바른 배치를 유도하여 체압 감지 결과의 정확성을 높히도록 구성될 수 있다.

예컨대, 전자장치(10)의 평면 커버는 3개의 구획들로 표현되기 위하여, 2개의 음각 또는 양각의 구획 라인이 포함될 수 있다. 3개의 구획들은 중간구획, 좌측구획 및 우측구획을 포함할 수 있다. 전자장치(10)는 중간구획을 구비함으로써, 사용자의 척추가 중간구획에 오도록 유도하여 정확한 체압 감지를 유도할 수 있다.

또한, 전자장치(10)는 중간구획을 기준으로 좌측 및 우측구획의 센서를 이용하여 뒤척임 감지를 수행할 수 있다.

한편, 전자장치(10)의 좌측 또는 우측의 일단에 세로 방향의 투출부가 포함될 수 있다. 투출부는 평면 커버에 형성된 세로방향의 구멍으로써, 전자장치(10)의 내부 구성들(예컨대, 센싱부, 수면 제어부, 프로세서 및 PCB 등)을 쉽게 투입 및 투출할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 6의 옆면도를 참고하면, 전자장치(10)는 인쇄 회로 기판(바람직하게는, FPCB)로 구현되어 사용자가 전자장치(10)의 존부를 느끼지 못할 정도로 얇은 두께로 구현될 수 있다. 출원인의 실험 결과, 실질적으로 5mm에 해당하는 두께에서 센서의 정확도 증대 및 사용자의 이질감 저감을 최적화 할 수 있었다.

도 6의 저면도를 참고하면, 전자장치(10)의 저면 커버는 미끄럼 방지 패턴이 합성수지 상에 프린팅될 수 있다. 예컨대, 사용자의 뒤척임에도 전자장치(10)가 안정적으로 고정된 위치에 놓일 수 있도록, 상기 저면 커버는 마찰계수 0.6 이상의 도트(dot) 패턴, 격자 패턴 또는 줄무늬 패턴 등으로 미끄럼 방지 원액에 의해 패턴이 프린팅될 수 있다.

도 6의 사시도를 참고하면, 전자장치(10)는 프로세서 및 통신부가 포함된 PCB에 센싱부가 연결될 수 있으며, 센싱부 상단에 진동자가 위치할 수 있다. 여기서 진동자는, 전술한 수면 제어부에 포함되는 구성일 수 있다. 마찬가지로, 진동자 또한 PCB에 연결될 수 있다.

일 예로, 각각의 진동자와 각각의 센서유닛은 평면에서 바라보았을 때 서로 겹치지 아니하도록 배치될 수 있다. 즉, 평면에서 바라보았을 때, 센서유닛과 진동자가 번갈아가면서 위치할 수 있다.

다른 예로, 복수의 진동자들이 하나의 세트로써 배치될 수 있다. 즉, 하나의 세트에 포함된 진동자들 간의 이격거리는, 다른 세트에 포함된 진동자보다 가까울 수 있다. 또한 각각의 세트들은, 중간구획, 좌측구획 및 우측구획에 위치할 수 있다. 이는, 대부분의 사용자의 수면 자세가, 왼쪽 귀 또는 오른쪽 귀가 침상으로 향하도록 90도로 옆으로 누운 자세이거나, 천장을 바라보도록 누운 자세를 취한데 따른 따른 것으로써, 수면 자세에 맞도록 진동자를 배치하여 효율적인 기상 알림을 주기 위함이다.

한편, 복수의 센서유닛들과 복수의 진동자들은 가로 방향으로 일렬로 배치된 것이 경제성과 수면 관리의 효율성 측면에서 바람직하다. 도시되어 있지는 않지만, 센싱부는 복수의 센서유닛들이 가로 방향으로 위치할 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (1)

1. 수면자세의 체압감지를 통한 수면관리 전자시스템에 있어서,
   체압을 감지함으로써 생성된 센싱부의 감지 결과에 따라 수면을 기록하고, 수면 제어부에 의하여 수면을 유도하며, 상기 감지 결과에 기반한 수면 상태에 따라 기상을 유도하는 수면관리 전자장치; 및
   사용자의 수면 상태를 식별한 결과에 따라, 사용자의 수면 상태가 렘 수면 상태가 아닌 경우, 저주파수의 수면 유도 진동을 상기 수면 제어부가 발생시키도록 제어하는 사용자 통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면관리 전자시스템.
   

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