KR20240018762A - 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 베개에 부착된 에어 포켓의 높이를 조절하여 코골이 중인 사용자의 기도를 확보할 수 있도록 구성된 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예인 코골이 완화 베개 시스템은, 전방의 머리지지부 및 상기 머리지지부에 연결되는 경추지지부로 구성된 베개 본체와, 공기 주입구가 결합된 에어 포켓을 포함하는 베개; 상기 공기 주입구에 연결된 에어 튜브를 통해 상기 에어 포켓에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 에어 포켓의 높이를 제어하는 제어 장치; 그리고, 마이크를 통해 사용자의 수면 중 발생되는 소리를 수집하여 코골이 상태를 판단 및 분석하며, 상기 제어 장치에 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달하는 모바일 장치;를 포함하되, 상기 에어 포켓은, 상기 경추지지부의 수직 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법{Snoring Relief Pillow System and Control Method of Snoring Relief Pillow}

본 발명은, 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 베개에 부착된 에어 포켓의 높이를 조절하여 코골이 중인 사용자의 기도를 확보할 수 있도록 구성된 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법에 관한 것이다.

수면호흡장애는 기도가 좁아져 공기의 흐름이 빨라지고 이로 인해 약한 부위가 떨리거나 막히게 되는 현상을 의미한다.

가장 대표적인 수면호흡장애 중 하나인 코골이는 수면 무호흡증을 동반해 뇌의 각성을 유발하고 자주 잠에서 깨게 만들어 숙면을 방해한다. 이는 혈압의 상승과 체내 산소/이산화탄소의 불균형 등을 유발해 신체에 나쁜 영향을 주게 되는데 그 결과, 잠을 자도 잔 것 같지 않고 항상 피곤을 느끼게 되는 것이다.

코골이는 본인이 질 좋은 수면을 취하지 못하게 할 뿐 아니라, 동침자의 수면의 질도 떨어뜨리게 되며, 부정맥, 고혈압, 심뇌혈관 질환, 당뇨 등의 합병증을 일으키기도 하므로 반드시 적절한 조치를 통해 개선되어야 한다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 코골이를 발생시키는 근본적인 이유는 수면 중 기도의 막힘 현상인 바, 수면 중인 사용자의 기도를 확보해줄 수 있다면 코골이가 완화될 수 있다.

본 발명은, 수면 중 발생한 사용자의 코골이를 완화할 수 있는 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 코골이를 완화하면서도 사용자의 수면은 방해하지 않는 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 위생적인 관리가 가능한 코골이 완화 베개를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 코골이 완화를 통해 개선된 수면의 질을 시각적으로 확인할 수 있는 코골이 완화 베개 시스템 및 코골이 완화 베개의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 과제는 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예인 코골이 완화 베개 시스템은, 전방의 머리지지부 및 상기 머리지지부에 연결되는 경추지지부로 구성된 베개 본체와, 공기 주입구가 결합된 에어 포켓을 포함하는 베개; 상기 공기 주입구에 연결된 에어 튜브를 통해 상기 에어 포켓에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 에어 포켓의 높이를 제어하는 제어 장치; 그리고, 마이크를 통해 사용자의 수면 중 발생되는 소리를 수집하여 코골이 상태를 판단 및 분석하며, 상기 제어 장치에 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달하는 모바일 장치;를 포함하되, 상기 에어 포켓은, 상기 경추지지부의 수직 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 베개는, 상기 베개 본체를 감싸는 베개 커버;를 더 포함하고, 상기 에어 포켓은, 상기 베개 커버의 외부에 배치될 수 있다.

상기 에어 포켓은, 상기 베개 커버에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 베개 커버에는, 내부에 상기 에어 포켓을 수용하는 공간이 마련된 에어 포켓 수용부가 결합될 수 있다.

상기 에어 포켓의 전후 방향 폭(D2)은, 베개 전체 폭(D1)의 1/3 이하로 형성될 수 있다.

상기 제어 장치는, 상기 공기 주입구를 통해 공기를 공급하거나 상기 공기 주입구를 통해 공기를 흡입하는 구동부; 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 모바일 장치와 무선으로 통신하는 통신부;를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 모바일 장치로부터 명령을 전달받으면, 상기 에어 포켓을 기 설정된 목표 압력이 되도록 공기의 공급과 배출을 제어하되, 상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량을 복수의 단계들로 나누어 공급 또는 배출하며, 상기 단계들 각각의 사이에는 공기의 공급과 배출을 기 설정된 시간동안 정지시킬 수 있다.

상기 모바일 장치는, 사용자의 수면 중 분석한 코골이 상태를 기초로, 사용자의 총 수면 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 소리의 크기(dB) 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 표시할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 제1항에 개시된 베개를 이용하여 수면 중 발생하는 사용자의 코골이를 완화하도록 제어하는 방법으로서, 모바일 장치가 수면 중 발생하는 사용자의 소리 데이터를 수집하고 코골이 발생 여부를 판단하는 단계; 및 기 설정된 목표 압력 도달시까지 제어 장치가 상기 에어 포켓에 대한 공기의 공급 또는 배출을 제어하여 상기 에어 포켓의 높이를 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 에어 포켓의 높이를 조절하는 단계는, 상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량이 복수의 단계들로 나누어져 공급 또는 배출되며, 상기 단계들 각각의 사이에 공기의 공급과 배출이 기 설정된 시간동안 정지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수면 중에 사용자의 코골이를 감지한 경우 경추지지부의 하부에 위치하고 있는 에어 포켓으로의 공기 출입을 제어하여 사용자가 베고 수면 중인 베개의 높이를 조절하여 주는 바, 사용자의 기도가 확보될 수 있다. 따라서, 수면 중 발생한 사용자의 코골이가 완화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 에어 포켓의 공기 출입을 제어함에 있어서, 설정된 에어 포켓의 목표 압력에 이르기까지 복수의 단계를 거쳐 공기의 공급량과 배출량을 조절함으로써 코골이를 완화하면서도 사용자의 수면은 방해하지 않는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 에어 포켓이 베개에 탈부착 가능하게 구비되므로 베개의 단독 세탁이 가능하게 되고 따라서 베개의 위생적인 관리가 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 사용자의 코골이 상태를 분석한 결과가 모바일 장치의 화면에 표시되므로, 베개 사용 전후의 코골이 완화 효과를 시각적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 코골이 완화 베개 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 베개의 저면도 및 정면도이다.
도 3은 도 1의 시스템의 블록도이다.
도 4는 도 1의 시스템에 포함된 모바일 장치의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어서, 에어 포켓의 높이 변화 및 이에 따라 변화되는 경추지지부의 높이 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예가 적용되는 경우에 있어서, 사용자의 수면 자세를 나타낸 도면이다.
도 8은 베개에 배치되는 에어 포켓의 위치를 달리하여 수면의 질과 관련된 실험을 실시한 결과를 나타낸 표이다.
도 9는 베개에 배치되는 에어 포켓의 높이를 달리하여 수면의 질과 관련된 실험을 실시한 결과를 나타낸 표이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예로서, 코골이 완화 베개의 제어 방법에 대한 흐름을 나타낸 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 코골이 완화 베개 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1의 시스템에 포함된 베개의 저면도 및 정면도이며, 도 3은 도 1의 시스템의 블록도이고, 도 4는 도 1의 시스템에 포함된 모바일 장치의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예인 코골이 완화 베개 시스템(10)은, 베개(100), 제어 장치(200) 및 모바일 장치(300)를 포함할 수 있다.

베개(100)는 베개 본체(110)와 베개 커버(120)를 포함한다.

베개 본체(110)는 사용자가 누운 상태를 기준으로 사용자의 경추가 위치되는 경추지지부(111)와 사용자의 머리가 위치되는 머리지지부(112)를 포함한다. 경추지지부(111)와 머리지지부(112)는 베개 본체(110)의 상면에 형성된 영역으로 정의될 수 있다.

경추지지부(111)는 사용자의 어깨에 인접한 베개 본체(110)의 전단으로부터 후방을 향해 볼록하게 곡면진 형태로 연장될 수 있다. 이때, 베개 본체(110)의 전후 방향은 사용자의 머리와 목을 잇는 방향으로 정의된다.

머리지지부(112)는 경추지지부(111)에 연결되고 경추지지부(111)로부터 베개 본체(110)의 후방을 향해 볼록하게 곡면진 형태로 연장될 수 있다. 머리지지부(112)는 다시, 사용자의 머리 중앙이 뉘어지는 영역인 머리중앙부(1121)와 사용자의 머리 외측으로 노출되는 영역인 정수리부(1122)로 나뉠 수 있다.

베개 커버(120)는, 상술한 베개 본체(110)를 둘러싸는 형태로 씌워진다. 가능한 실시예에서 베개 본체(110)는 일체로 성형된 메모리폼일 수 있다. 다른 가능한 실시예에서 베개 본체(110)는 쿠션 부재로 충진될 수 있다. 이때, 상기 쿠션 부재는 스타이렌계 중합체가 발포 성형된 입자가 모인 집합체일 수도 있고 솜과 같은 섬유 소재일 수도 있다. 즉, 본 발명의 명세서에서 설명하는 베개 본체(110)란, 메모리폼을 의미하거나 상기 쿠션 부재가 충진되어 베개 커버(120)로 둘러싸인 형태의 구성을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 경추지지부(111)와 머리중앙부(1121)와 정수리부(1122)는 베개 본체(110)를 3등분한 각 영역으로 구성될 수 있다. 즉, 경추지지부(111)는 베개 본체(110)의 전단으로부터 베개 본체의 폭(D1)의 1/3인 지점까지 또는 그보다 이하의 영역까지로 구성될 수 있다. 머리 중앙부(1121)는 베개 본체(110)의 폭(D1)의 1/3지점으로부터 2/3지점까지의 영역으로 구성될 수 있다. 정수리부(1122)는 베개 본체(110)의 폭(D1)의 2/3지점으로부터 베개 본체(110)의 후단까지의 영역으로 구성될 수 있다.

베개(100)는 에어 포켓(130)을 더 포함할 수 있다.

에어 포켓(130)은, 내부로 공기가 주입되거나 유출되도록 공기 주입구(140)가 결합될 수 있다.

에어 포켓(130)은 경추지지부(111)에 배치된다. 에어 포켓(130)의 내부로 공기가 주입되면 경추지지부(111)의 높이가 높아지게 되고 에어 포켓(130)의 내부에 존재하던 공기가 유출되면 경추지지부(111)의 높이가 낮아지게 된다.

에어 포켓(130)은 경추지지부(111)의 폭과 동일한 폭으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바람직한 실시예와 같이 에어 포켓(130)의 전후 방향 폭(D2)은, 베개(100) 전체 폭(D1)의 1/3 이하로 형성될 수 있다. 이에 따라, 에어 포켓(130)의 높이 변화는 경추지지부(111)의 높이 변화로 이어지게 된다.

에어 포켓(130) 배치의 바람직한 실시예에서, 에어 포켓(130)은 경추지지부(111) 보다 하부에 배치된다. 즉, 에어 포켓(130)과 사용자의 경추 사이에 경추지지부(111)가 배치된다.

에어 포켓(130) 배치의 더욱 바람직한 실시예에서 에어 포켓(130)은 베개 커버(120)의 저면 외측에 배치된다. 보다 구체적으로 본 실시예에서, 에어 포켓(130)은 경추지지부(111)의 수직 하부에 배치되되 베개 커버(120)의 저면 외측에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

가능한 실시예로서, 에어 포켓(130)은, 베개 커버(120)에 직접 탈부착될 수 있다. 예를 들어, 에어 포켓(130)은 벨크로 등의 탈부착 수단을 매개체로 하여 베개 커버(120)에 탈부착될 수 있다.

베개 커버(120)에는, 내부에 에어 포켓(130)을 수용하는 공간이 마련된 에어 포켓 수용부(150)가 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 에어 포켓 수용부(150)는 일측이 개방 가능하게 구비되어 상기 일측으로 에어 포켓(130)이 삽입 또는 인출될 수 있다.(도 2 참조)

에어 포켓 수용부(150)는 베개 커버(120)에 분리불가능하게 결합될 수 있다. 상기 분리불가능 결합은 에어 포켓 수용부(150)를 베개 커버(120)에 재봉하여 이루어질 수 있다.

이때, 에어 포켓(130)은 재봉으로 마감되지 않은 일측을 통해 에어 포켓 수용부(150)에 삽입 또는 인출될 수 있다. 에어 포켓 수용부(150)의 상기 개방된 일측에는 수용된 에어 포켓(130)이 빠져나오지 않도록 폐쇄 수단이 배치될 수 있다. 상기 폐쇄 수단은 예를 들어, 지퍼, 벨크로 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시예와는 다르게 에어 포켓 수용부(150)는 베개 커버(120)에 탈부착될 수도 있다. 에어 포켓 수용부(150)의 탈부착 수단으로서 예를 들어, 벨크로가 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서 에어 포켓(130)은 에어 포켓 수용부(150)에 수용된 상태로 베개 커버(120)로부터 분리될 수 있다.

이처럼, 상술한 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 에어 포켓(130)이 베개 커버(120) 외부에 탈부착 가능하게 결합되고, 베개 본체(110) 및 베개 커버(120)로부터 에어 포켓(130)이 쉽게 분리가 가능한 바, 베개 커버(120)뿐 아니라 베개 본체(110)까지도 자유롭게 세탁할 수 있다. 따라서, 베개(100)의 위생적인 관리가 가능한 효과가 있다.

제어 장치(200)는, 에어 포켓(130)에 공기를 공급하거나 배출시켜 에어 포켓(130)의 높이를 제어하는 구성이다.

보다 구체적으로, 에어 포켓(130)의 공기 주입구(140)와 제어 장치(200)의 사이에는 에어 튜브(400)가 연결된다. 에어 튜브(400)는 베개(100)로부터 제어 장치(200)를 멀리 이격시킬 수 있도록 1m 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.

이로써, 제어 장치(200)에 포함된 에어 펌프 등의 구동 소음으로부터 사용자를 이격킬 수 있고, 사용자는 소음에 의해 수면이 방해받지 않는 효과가 있다.

제어 장치(200)는, 구동부(210), 제어부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다.

구동부(210)는, 공기 주입구(140)를 통해 에어 포켓(130)으로 공기를 공급하거나 에어 포켓(130)으로부터 공기를 흡입할 수 있다. 즉, 구동부(210)는 에어 포켓(130) 내부의 공기량을 조절하는 구성이다.

예를 들어 구동부(210)는, 모터, 펌프, 기압 센서, 공기 탱크 등을 포함하는 에어 컴프레셔를 포함할 수 있다. 구동부(210)는 기압 센서를 이용하여 에어 포켓(130)의 기압을 측정하는 방식으로 에어 포켓(130) 내부의 공기량을 판단할 수 있다. 구동부(210)는 제어부(220)의 제어에 따라 에어 포켓(130) 내부로 주입되거나 배출되는 공기의 양을 조절할 수 있다.

제어부(220)는 상술한 구동부(210)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(220)는 구동부(210) 및 통신부(230)와 연동하여 제어 장치(200)의 전반적인 제어를 수행하는 구성으로서, 운영 체제(OS), 응용 프로그램 및 각 구성을 구동시키는 프로세스 장치, 예컨대, CPU(Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 혹은 MPU(Micro Processor Unit)일 수 있다.

통신부(230)는 모바일 장치(300)와 무선으로 통신할 수 있다. 통신부(230)는 모바일 장치(300)가 인식한 코골이 상태 및/또는 코골이 상태에 따른 제어 명령을 통신망을 통해 수신하는 구성이다.

제어 장치(200)의 통신부(230)와 모바일 장치(300)의 통신부(320) 사이에는 BLE(Bluetooth Low Energy)와 같은 저전력, 저비용의 근거리 통신방식이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 와이파이(WiFi), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax), 블루투스(Bluetooth), 초광대역통신(UWB), 지그비(ZigBee), 단거리 전용 통신방식(DSRC), 초음파, 적외선 등 그 명칭 여부에 불구하고 향후 구현될 어떠한 형태의 근거리 네트워크도 사용 가능하다.

모바일 장치(300)는, 제어 장치(200)에 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달할 수 있다.

모바일 장치(300)는 베개(100)의 근방에 위치하여 사용자로부터 발생되는 수면 중 소리를 감지하고 분석할 수 있다.

모바일 장치(300)는, 코골이 감지를 위하여 제작된 별도의 휴대용 단말기일 수 있다. 바람직하게는, 무선네트워크를 통하여 제어 장치(200)와 정보를 주고 받을 수 있는 스마트폰(Smart Phone)을 비롯한 모든 정보통신기기, 데스크톱(Desktop), 태블릿컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book), 넷북(Net book), 멀티미디어 단말기, 유선 단말기, 고정형 단말기, IP(Internet Protocol) 단말기, 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), MID(Mobile Internet Device)일 수 있다. 모바일 장치(300)는, 마이크(310)를 포함할 수 있다. 모바일 장치(300)는, 마이크(310)를 통해 사용자의 수면 중 발생되는 소리를 수집할 수 있다.

모바일 장치(300)는, 통신부(320)를 더 포함할 수 있다. 모바일 장치(300)의 통신부(320)는 제어 장치(200)의 통신부(230)와 무선으로 통신할 수 있도록 구비되며, 모바일 장치(300)는 사용자의 코골이 상태를 판단, 분석한 결과를 토대로 제어 장치(200)에 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달할 수 있다.

모바일 장치(300)는, 어플리케이션(application, APP)(330)을 더 포함할 수 있다. 어플리케이션(330)은 코골이 상태의 판단과 분석을 수행하기 위해 모바일 장치(300)에 응용프로그램 형태로 구현된 것이다.

어플리케이션(330)에 의해 수행되는 코골이 판단 과정은 다음과 같이 진행될 수 있다.

먼저, 마이크(310)를 통해 수집한 소리 데이터에 대해 시간 정보가 유실되는 것을 방지하기 위해 사전에 정의된 시간 간격 단위로 데이터를 쪼개(windowing) 푸리에 변환을 적용한다(Short-Time Fourier Transform; STFT).

푸리에 변환한 결과 Spectrogram에 Mel-filter를 적용하면 Melspectrogram을 얻을 수 있다. Melspectrogram은 사람의 귀 속 달팽이관의 특성인, 저음에서 주파수 변화에 민감하고 고음에서는 주파수의 변화에 덜 민감한 특징을 반영한다. Melspectrogram은 Spectrogram보다 크기가 작아서 머신러닝 또는 딥러닝 처리시 학습 속도 등에서 유리한 면이 있다. 이후, Melspectrogram을 dB(로그) 단위로 변환해 주어 소리 크기의 비 선형성을 반영한다.

이러한 소리 데이터의 전처리 과정이 완료되면, 시계열적으로 연속된 데이터였던 소리 데이터는 머신러닝 또는 딥러닝에 인풋(input)으로 들어갈 수 있는 이산 벡터 형태가 된다.

이후, 다수의 코골이 샘플 데이터를 통해 학습이 완료된 모델을 이용하여 사용자가 발생시킨 소리가 코골이 소리인지 판단할 수 있다. 학습 모델은 다수의 코골이 샘플 데이터(앞서 설명한 바와 같이 전처리된 데이터)를 기계 학습 방식의 SVM, 가우시안 혼합 모델(GMM)에 적용하여 생성된 것일 수 있다. 또는, 합성 곱 신경망(CNN)에 적용된 학습 모델이 사용될 수도 있다.

어플리케이션(330)은 코골이 여부의 판단 외에도 수면 중 발생하는 코골이 상태의 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션(330)은 사용자의 총 수면 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 소리의 크기(dB) 등의 분석 정보를 산출할 수 있다. 이 중, 수면 시간은 잘 알려진 바와 같이, 모바일 장치(200)에 구비된 PPG 센서 및 가속도계 센서 등의 장치를 통해 측정될 수 있다.

상기 분석 정보 중 적어도 하나 이상은 어플리케이션(330)의 인터페이스 화면을 통해 모바일 장치(300)에 시각적으로 표시될 수 있다. 사용자는 기상 후에 이러한 분석 정보를 확인하여 베개 사용 전후의 코골이 완화 효과를 시각적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.(도 4 참조)

한편, 제어 장치(200)의 제어부(220)는, 모바일 장치(300)로부터 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달받으면, 에어 포켓(130)을 기 설정된 목표 압력이 되도록 공기의 공급과 배출을 제어할 수 있다.

이때, 상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량을 복수의 단계들로 나누어 공급 또는 배출되도록 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서, 에어 포켓의 높이 변화 및 이에 따라 변화되는 경추지지부의 높이 변화를 설명하기 위한 도면이다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 목표 압력까지 3단계로 공기가 공급될 수 있다. 먼저, 필요한 공기의 공급량 중 1/3이 에어 포켓(130)으로 공급된다. 경추지지부(111)는 에어 포켓(130)의 높이 상승에 따라 함께 상승된다.

이후 기 설정된 시간 동안 공기의 공급이 정지된다.

상기 기 설정된 시간이 경과하면, 공기 공급량의 1/3이 다시 에어 포켓(130)으로 공급된다. 경추지지부(111)는 에어 포켓(130)의 높이 상승에 따라 함께 더욱 상승된다.

이후 다시 기 설정된 시간 동안 공기의 공급이 정지된다.

상기 기 설정된 시간이 경과하면, 공기 공급량의 나머지 1/3이 다시 에어 포켓(130)으로 공급된다. 이때에도 경추지지부(111)는 에어 포켓(130)의 높이 상승에 따라 함께 상승된다.

공기 공급량이 모두 공급되었고 목표 압력에 도달하면 에어 포켓(130)으로의 공기의 공급이 완료된다.

한편, 일 예로, 공기의 공급 시간과 공급 정지(pause) 시간은 각각 20초일 수 있다.

에어 포켓(130)으로의 공기 공급이 쉬지 않고 한번에 이루어지거나 공기의 배출이 쉬지 않고 한번에 이루어지는 경우에 사용자는 급격한 베개의 높이 변화를 느끼고 수면 중에 잠에서 깨어날 수 있다. 이는 코골이를 완화하는 효과는 달성할 수 있겠으나 수면의 질 향상이라는 목표에는 역행하게 되는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는, 한번에 목표 압력까지 에어 포켓(130)에 공기를 공급하는 것이 아니라 복수의 단계를 거쳐 공급함으로써 경추지지부(111)가 시간차를 두고 서서히 상승하게 한다.

이로써, 경추지지부(111)에 급격한 높이 변화가 생기는 것이 방지되므로 사용자가 느끼지 못하는 사이에 코골이는 완화되면서도 수면의 질 또한 저하되지 않는 효과가 있다.

아울러, 공기가 배출되는 단계 또한 위와 마찬가지의 과정을 거치게 된다.

이때, 공기의 배출은 코골이 상태가 종료된 것, 즉, 사용자가 더 이상 코를 골지 않고 정상 호흡을 하는 것으로 판단된 때에 이루어지게 된다. 가능한 실시예에서, 상술한 각 단계 사이(공기의 공급이 정지된 시간 중)에 코골이 상태가 종료된 것이 감지되면 공기의 배출이 이루어질 수도 있다.

도 6과 도 7은 본 발명의 실시예가 적용되는 경우에 있어서, 사용자의 수면 자세를 나타낸 도면이다.

도 6과 같이 경추가 충분히 C자 곡선을 형성하지 못하는 경우에, 수면 중 기도가 부분적으로 폐쇄될 수 있다. 이때, 좁아진 기도를 통과하는 공기의 흐름으로부터 호흡 잡음, 즉 코골이가 발생할 수 있다.

이때, 도 7과 같이 에어 포켓(130)의 팽창으로 경추지지부(111)가 상승함으로써 기도가 확보될 수 있다. 좁아졌던 기도는 다시 확장되며 기도를 통과하는 공기의 흐름 즉, 호흡이 원활해져 코골이가 완화될 수 있다.

도 8은 베개에 배치되는 에어 포켓의 위치를 달리하여 수면의 질과 관련된 실험을 실시한 결과를 나타낸 표이다

도 8의 결과표는 20명의 피실험자(코골이 증상을 가진 자로서 동침자와 함께 수면하는 자) 대상으로 실시한 수면다원검사(Polysomnography test)를 기반으로 작성된 것으로서, 4채널 EEG, 2채널 EOG, 1채널 ECG 및 1채널 EMG의 데이터를 수집하여 작성된 것이다.

실험 결과로서 주관적인 수면의 품질을 나타내는 사용자 만족도(테스트 이후의 설문조사 수집), 수면 효율(수면 시간/침대에 누워 있었던 시간*100) 및 동침자 만족도(테스트 이후의 설문조사 수집)를 산출하였다.

22℃의 평균 온도와 45%의 평균 상대 습도인 실험실에서 각 피실험자에 대한 실험이 수행되었으며, 오후 10:00부터 다음날 오전 06:00까지 8시간 동안 진행되었다.

도 8의 결과표를 참조했을 때, 에어 포켓(130)을 베개 본체(110)의 전체 영역으로 확대함에 따라 각 결과에 대한 수치가 부정적으로 산출된 것을 알 수 있다.

즉, 에어 포켓(130)이 경추지지부(111)에 해당하는 영역(D2=1/3D1인 영역)에 배치되는 경우, 머리는 눌려지고 경추는 들어올려져서 기도가 효과적으로 확보되어 사용자 만족도, 수면 효율 및 동침자 만족도가 가장 높게 나타난다.

이와 달리, 에어 포켓(130)의 배치 위치가 경추지지부(111)를 넘어서 베개 본체(110)의 후방으로 더 확대되는 경우, 경추 뿐 아니라 사용자의 머리까지도 불필요하게 견인되는 바, 기도가 효과적으로 확보되지 못하고 코골이 증상 완화 효과가 미비하게 된다. 따라서, 이러한 경우에 사용자 만족도, 수면 효율, 동침자의 코골이로 수면을 방해받는 동침자의 만족도까지 부정적인 결과가 산출된 것이다.

도 9는 베개에 배치되는 에어 포켓의 높이를 달리하여 수면의 질과 관련된 실험을 실시한 결과를 나타낸 표이다.

앞서 도 8의 결과표와 관련된 실험과 실험 조건을 동일하게 하되 이번에는 에어 포켓(130)의 배치는 경추지지부(111)에 고정해두고 에어 포켓(130)의 높이를 달리하여 실험하였다.

도 9의 결과표를 참조했을 때, 에어 포켓(130)의 높이가 5 내지 11cm인 범위에서 각 결과에 대한 수치가 가장 높게 나온 것을 알 수 있다. 이는, 상기 높이 범위에서 경추를 들어올려 기도를 확보하는 효과가 극대화되었음을 의미한다.

이는, 에어 포켓(130)의 높이가 5cm보다 낮은 경우 경추를 충분히 들어올리지 못해 기도를 확보하는 효과가 나타나지 않기 때문이고, 에어 포켓(130)의 높이가 11cm보다 큰 경우 경추를 너무 높게 들어올리게 되고 이에 사용자가 수면 자세에 불편을 느껴 오히려 잠에서 깨는 경우가 많기 때문이다.

즉, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 코골이가 감지되는 경우에 에어 포켓(130)에 대한 목표 압력(기압)은 에어 포켓(130)의 높이가 5 내지 11cm가 되는 범위에서 정해지는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 일 실시예로서, 코골이 완화 베개의 제어 방법에 대한 흐름을 나타낸 순서도이다.

도 10에 도시된 순서도의 각 단계는 앞서 설명한 코골이 완화 베개 시스템(10)에 의해 수행될 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법은, 먼저 모바일 장치(300)를 통해 사용자의 소리 데이터를 수집하고 코골이 발생 여부를 판단하는 단계(a)가 수행된다.(S100)

앞서 설명한 바와 같이, 사용자가 수면 중 발생시키는 소리는 모바일 장치(300)에 구비된 마이크(310)를 통해 수집되며, 모바일 장치(300)에 저장되어 있는 응용프로그램인 어플리케이션(330)을 통해 상기 소리가 코골이인지 여부가 판단될 수 있다.

다음으로, 기 설정된 목표 압력 도달시까지 제어 장치(200)로 공기의 공급, 배출을 제어하여 에어 포켓(130)의 높이를 조절하는 단계가 수행된다.(S200~S400)

이때, 본 단계에서는 상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량이 복수의 단계들로 나누어져 공급 또는 배출되며,(S200) 상기 단계들 각각의 사이에 공기의 공급과 배출이 기 설정된 시간동안 정지된다.(S300)

한편, 이러한 공기의 공급/배출과 정지는 에어 포켓(130)이 목표 압력에 도달할 때까지 반복된다.(S400)

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수면 중에 사용자의 코골이를 감지한 경우 경추지지부의 하부에 위치하고 있는 에어 포켓으로의 공기 출입을 제어하여 사용자가 베고 수면 중인 베개의 높이를 조절하여 주는 바, 사용자의 기도가 확보될 수 있다. 따라서, 수면 중 발생한 사용자의 코골이가 완화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 에어 포켓의 공기 출입을 제어함에 있어서, 설정된 에어 포켓의 목표 압력에 이르기까지 복수의 단계를 거쳐 공기의 공급량과 배출량을 조절함으로써 코골이를 완화하면서도 사용자의 수면은 방해하지 않는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 에어 포켓이 베개에 탈부착 가능하게 구비되므로 베개의 단독 세탁이 가능하게 되고 따라서 베개의 위생적인 관리가 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 사용자의 코골이 상태를 분석한 결과가 모바일 장치의 화면에 표시되므로, 베개 사용 전후의 코골이 완화 효과를 시각적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

10: 코골이 완화 베개 시스템
110: 베개 본체
111: 경추지지부
112: 머리지지부
120: 베개 커버
130: 에어 포켓
140: 공기 주입구
150: 에어 포켓 수용부
200: 제어 장치
210: 구동부
220: 제어부
230: 통신부
300: 모바일 장치
310: 마이크
320: 통신부
330: 어플리케이션
400: 에어 튜브

Claims (10)

1. 전방의 머리지지부 및 상기 머리지지부에 연결되는 경추지지부로 구성된 베개 본체와, 공기 주입구가 결합된 에어 포켓을 포함하는 베개;
   상기 공기 주입구에 연결된 에어 튜브를 통해 상기 에어 포켓에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 에어 포켓의 높이를 제어하는 제어 장치; 그리고,
   마이크를 통해 사용자의 수면 중 발생되는 소리를 수집하여 코골이 상태를 판단 및 분석하며, 상기 제어 장치에 공기의 공급 또는 배출 명령을 전달하는 모바일 장치;를 포함하되,
   상기 에어 포켓은, 상기 경추지지부의 수직 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 베개는,
   상기 베개 본체를 감싸는 베개 커버;를 더 포함하고,
   상기 에어 포켓은,
   상기 베개 커버의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 에어 포켓은,
   상기 베개 커버에 탈착 가능하게 결합되는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 베개 커버에는,
   내부에 상기 에어 포켓을 수용하는 공간이 마련된 에어 포켓 수용부가 결합되는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어 포켓의 전후 방향 폭(D2)은, 베개 전체 폭(D1)의 1/3 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어 장치는,
   상기 공기 주입구를 통해 공기를 공급하거나 상기 공기 주입구를 통해 공기를 흡입하는 구동부;
   상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부; 및
   상기 모바일 장치와 무선으로 통신하는 통신부;를
   포함하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 모바일 장치로부터 명령을 전달받으면, 상기 에어 포켓을 기 설정된 목표 압력이 되도록 공기의 공급과 배출을 제어하되,
   상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량을 복수의 단계들로 나누어 공급 또는 배출하며, 상기 단계들 각각의 사이에는 공기의 공급과 배출을 기 설정된 시간동안 정지시키는 것을 특징으로 하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 모바일 장치는,
   사용자의 수면 중 분석한 코골이 상태를 기초로, 사용자의 총 수면 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 소리의 크기(dB) 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는,
   코골이 완화 베개 시스템.
   
9. 제1항에 개시된 베개를 이용하여 수면 중 발생하는 사용자의 코골이를 완화하도록 제어하는 방법으로서,
   모바일 장치가 수면 중 발생하는 사용자의 소리 데이터를 수집하고 코골이 발생 여부를 판단하는 단계; 및
   기 설정된 목표 압력 도달시까지 제어 장치가 상기 에어 포켓에 대한 공기의 공급 또는 배출을 제어하여 상기 에어 포켓의 높이를 조절하는 단계;를 포함하는,
   코골이 완화 베개의 제어 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 에어 포켓의 높이를 조절하는 단계는,
    상기 목표 압력에 필요한 공기의 공급량 또는 배출량이 복수의 단계들로 나누어져 공급 또는 배출되며, 상기 단계들 각각의 사이에 공기의 공급과 배출이 기 설정된 시간동안 정지되는 것을 특징으로 하는,
    코골이 완화 베개의 제어 방법.