WO2016200109A1 - 사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크 - Google Patents

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WO2016200109A1
WO2016200109A1 PCT/KR2016/005976 KR2016005976W WO2016200109A1 WO 2016200109 A1 WO2016200109 A1 WO 2016200109A1 KR 2016005976 W KR2016005976 W KR 2016005976W WO 2016200109 A1 WO2016200109 A1 WO 2016200109A1
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WO
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main body
air quality
user
air
smart mask
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PCT/KR2016/005976
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경종민
한대익
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재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단
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    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a smart mask, and prevents the intrusion of fine bacteria, viruses, dust, etc. into the user's nose or mouth, and a smart mask that can monitor the quality of air inhaled to the user through a mask filter; It is related.
  • the causes of air pollution are divided into artificial ones such as burning fuel and natural ones such as volcanic eruption. Artificial pollutants are emitted from the combustion of fuels, the generation of nuclear energy using nuclear power, chemical reactions, physical processes and automobiles and aircraft. The main cause is due to the various pollutants produced during combustion of the fuel. Among them, carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO 2 ), and sulfur dioxide (SO 2 ) account for a high proportion. In particular, sulfur dioxide (SO 2 ) reacts with other air pollutants to produce additional secondary pollutants.
  • Air pollutants can be classified into gaseous substances such as sulfurous acid gas and carbon monoxide and particulate matters such as dust according to the particle size. Also, depending on the production process, it may be classified into primary pollutant and secondary pollutant.
  • Primary pollutant means that the substance released from the source becomes pollutant as it is.
  • Secondary pollutants are those in which the primary pollutant is produced in a completely different substance by physical and chemical reactions in the atmosphere.
  • hydrocarbons and nitrogen compounds emitted from automobiles and factories are subjected to photochemical reactions by ultraviolet rays of the sun.
  • Sulfur dioxide is a type of sulfur oxide, a nonflammable gas that is well soluble in water, colorless, and has a pungent odor. It is present in volcanoes and hot springs, and reacts with hydrogen sulfide to produce sulfur.
  • Carbon monoxide is a colorless, odorless, toxic gas that occurs when carbon in fuel burns incompletely.
  • the main sources of emissions are automobiles, natural sources such as plant fuel combustion and forest fires, and indoor sources such as kitchens, tobacco smoke and district heating.
  • Nitrogen dioxide is a reddish brown highly reactive gas, generated by oxidation of nitrogen monoxide in the atmosphere, and acts as a precursor for generating ozone by reacting with volatile organic compounds in the atmosphere.
  • the main sources of emissions are automobiles, high-temperature combustion processes and chemical manufacturing processes, which are caused by natural phenomena produced by bacteria in the soil.
  • Ozone is a secondary pollutant that is produced by photochemical reactions between ultraviolet light and NOx and volatile organic compounds.
  • Volatile organic compounds which are precursors, come from a variety of sources, including industrial facilities such as automobiles, chemical plants and refineries, and natural sources.
  • 61 species such as carbon monoxide, ammonia, nitrogen oxides and sulfur oxides are designated as air pollutants.
  • air pollutants substances that may directly or indirectly harm human health, property or growth of animals and plants are designated as specific air-hazardous substances.
  • 35 species of dioxin, benzene, carbon tetrachloride, and formaldehyde are designated as specific air-hazardous substances.
  • fires of buildings or facilities due to errors or earthquakes, fires of automobiles or trains in tunnels, and toxic gases generated in agriculture or production sites can instantly kill human lives.
  • Embodiments of the present invention to prevent the entry of fine bacteria, viruses, dust, etc. into the user's nose or mouth, and provides a smart mask that can monitor the quality of air inhaled to the user through a mask filter.
  • Embodiments of the present invention by measuring the air quality inside the mask and provides the user with information on the measured air quality, thereby providing a smart mask that can provide the user with the degree of air quality, filter needs.
  • Embodiments of the present invention provide a monitoring system capable of monitoring information such as information on air quality inside a mask measured by a smart mask and whether or not a filter needs to be changed through a user terminal.
  • a smart mask includes: a main body seated on a part of a face including a user's nose and mouth to form an internal space; An adhesion part formed on an outer circumferential surface of the main body to closely adhere the main body to the face when worn; A filter unit formed in the main body and filtering external air to provide the inner space of the main body; And an internal sensor formed inside the main body and measuring air quality of the internal space.
  • the smart mask comprises a data processor for processing data measured through the internal sensor; And a display unit for displaying information based on the processed data.
  • the smart mask according to an embodiment of the present invention further comprises an external sensor formed on the outside of the main body to measure the outside air quality of the main body, the data processing unit by the internal sensor and the external sensor The measured data may be compared and analyzed, and the display may display information corresponding to the comparison analysis result.
  • the display unit may display air quality grade information of any one of a plurality of air quality grades or display information on whether to replace the filter unit based on the processed data.
  • the smart mask according to an embodiment of the present invention may further include a wireless communication unit for transmitting the data measured through the internal sensor to a predetermined external terminal.
  • the main body may be formed of a transparent material or a material to which the anti-fog function is applied.
  • the body may be formed therein with a material that is treated with an anti-fog coating or a surface processed to a nano-sized particle layer or nanoparticle size.
  • the close contact portion may be formed of a shape memory resin that contracts and deforms by skin temperature when contacted with the skin, or may be formed of a resin that is elastic and elastically deformable to fit the muscle or skeleton of the face.
  • the close contact portion may be formed in a bent shape to prevent the inflow and outflow of air.
  • the smart mask according to an embodiment of the present invention may further include an air circulation means formed in the inside or outside of the filter unit to circulate the air.
  • the smart mask according to an embodiment of the present invention further comprises a discharge valve for discharging the exhalation of the user to the valve hole, the discharge valve is elastically deformed when the exhalation of the user to open the valve hole and When the inhalation of the user, the valve hole can be blocked.
  • the smart mask according to an embodiment of the present invention further comprises an intake valve for inhaling the inhalation of the user through the valve hole, the intake valve is configured inside the filter unit of the inner side of the main body of the user It may be elastically deformed when inhaled to open the valve hole and block the valve hole when the user exhales.
  • An air quality monitoring system includes a mask for measuring the air quality therein and transmitting data on the measured air quality; And a terminal receiving the data transmitted from the mask and displaying information on the air quality therein.
  • the mask may include a main body seated on a part of a face including a user's nose and mouth to form an internal space; A filter unit formed in the main body and filtering external air to provide the inner space of the main body; An internal sensor formed inside the main body and measuring air quality of the internal space; And it may include a wireless communication unit for transmitting the data measured through the internal sensor to the terminal.
  • the terminal may provide predetermined notification information when the data on the measured air quality is equal to or greater than a predetermined reference value.
  • the microbe, virus, dust, and the like can be prevented from entering the user's nose or mouth and the quality of the air sucked into the user through the mask filter, the user himself can You can feel the effect.
  • the present invention may numerically display information about the measured air quality inside the mask, and may display the degree of air quality and whether the filter needs to be replaced using a light emitting means such as an LED.
  • information such as information on the air quality inside the mask measured by the smart mask, whether the filter needs to be monitored through the user terminal or provide alarm information related to the air quality or mask can do.
  • Figure 1 shows an exemplary diagram wearing a smart mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view, a back view, and a left side view of a smart mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an example of a sectional view of an edge of a smart mask.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a smart mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a configuration of a smart mask according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a configuration of an air quality monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • the mask prevents the inhalation of dust, fine dust and chemicals that can be inhaled in daily life, or to prevent the inhalation of harmful substances such as suspended dust and dust generated in various industrial sites such as factories and construction sites.
  • Wearing on the head and face to shield the mouth and nose, the smart mask according to the embodiments of the present invention is based on the information on the air quality inside the mask to determine the degree of air quality inside the mask, whether the filter needs to be replaced, etc. It is the point to provide to a user.
  • Figure 2 is a front view (a), rear view (b), left side view of a smart mask according to an embodiment of the present invention (c) is shown.
  • the smart mask 100 may include a main body 110, a filter unit 120, and a sensor 130.
  • the main body 110 is seated on a part of the face including the user's nose and mouth to form an internal space.
  • the main body 110 may be made of a material such as synthetic resin, carbon material, rubber material, may be formed of a transparent material to see the user's facial expression, it is formed of a material applied anti-fog function Can be.
  • the main body 110 may be formed of an anti-fog coating or a nano-sized particle layer therein, in particular, processed into an anti-fog coating or nano-sized particle layer or nanoparticle size in the part of the user's exhaled touch inside the body.
  • the surface treated material can be formed.
  • the main body 110 has a curved shape that is convex upward to shield the nose part of the user, and the front part of the main body is convex along the nose shape in accordance with the contour of the user's face. It can have a protruding shape.
  • the main body 110 may include a ring portion that is fixed to the user's ear to secure the smart mask, and formed on the outer circumferential surface of the main body 110 to include a close contact portion that can be in close contact with the user's face when worn. Can be.
  • the close contact portion may be part of the main body, or may be formed in a separate configuration and coupled to the main body.
  • the main body 110 may be formed with a discharge valve for discharging the user's exhalation to the valve hole according to the situation, the discharge valve is elastically deformed to open the valve hole when the user's exhalation, the valve when the inhalation of the user You can block the hole.
  • the main body 110 forms a discharge valve in the area where the inner exhaling body touches the valve to automatically open when exhaled, the exhaled is discharged to the outside, the valve is automatically closed when inhaled to prevent the inflow of external air .
  • the main body 110 may be formed with an intake valve for inhaling the user's inhalation through the valve hole inside the filter unit 120 of the inner side of the main body according to the situation, the intake valve is elastically deformed when the inhalation of the user It can open the hole and close the valve hole when the user exhales.
  • the close contact portion may be formed of a shape memory resin that contracts and deforms when the skin comes into contact with the skin, and is formed of an elastic and elastically deformable resin in accordance with the muscle or skeleton of the face, thereby preventing the inflow and outflow of air. .
  • the close contact portion may be formed in a bent shape to prevent the internal air from flowing out or the external air from flowing into the inside.
  • the filter unit 120 is formed in the main body and filters the outside air to provide the filtered air to the internal space of the main body.
  • the filter unit 120 is protruded to a portion of the main body is formed in a shape to filter the dust and harmful substances contained in the outside air to provide to the internal space of the main body.
  • the filter unit 120 may be formed on both the right side (or right side) and the left side (or left side) of the smart mask, but is not limited thereto. It may be formed only in any one of the parts, or may be formed in the front of the body.
  • the filter unit 120 may be formed with air circulation means, for example, an air circulation fan for circulating the air inside or outside the filter unit.
  • the internal sensor measures the air quality provided to the internal space of the main body through the filter unit 120.
  • the senor 130 may be formed inside the main body, and may include an environmental sensor for measuring the air quality therein, and an olfactory sensor for measuring the air quality from the inside of the user's body through exhalation of the user. have.
  • Smart mask is a means for displaying the air quality information measured by the sensor, means for processing data, communication means for communicating with an external device, for example, a mobile terminal such as a smart phone, etc. It may include, it will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a smart mask according to an embodiment of the present invention.
  • the smart mask 100 includes a main body 410, an adhesion part 420, a filter part 430, an internal sensor 440, a data processing part 450, and a display.
  • the unit 460 and the wireless communication unit 470 is included.
  • the main body 410 is seated on a part of the face including the user's nose and mouth to form an internal space.
  • the main body 410 may be made of a material such as synthetic resin, carbon material, rubber material, may be formed of a transparent material to see the user's facial expression, it is formed of a material applied anti-fog function Can be.
  • the main body may be formed of an anti-fog coating or nano-sized particle layer therein, and in particular, treated with an anti-fog coating or a nano-sized particle layer or a surface processed to a nano particle size in a part where the user exhales in the interior of the main body. Material can be formed.
  • the main body 410 may include an adhesion part 420 formed on the outer circumferential surface of the main body to adhere the main body to the user's face when worn.
  • the close contact portion 420 may be part of the main body, or may be formed in a separate configuration and coupled to the main body.
  • the main body 410 may be formed with a discharge valve for discharging the user's exhalation to the valve hole according to the situation, the discharge valve is elastically deformed to open the valve hole when the user's exhalation, the valve when the inhalation of the user You can block the hole.
  • the main body 410 forms a discharge valve in the area where the inner exhaling body touches, the valve is automatically opened when exhaled, the exhaled is discharged to the outside, the valve is automatically closed when inhaled to prevent the inflow of external air .
  • the main body 110 may be formed with an intake valve for inhaling the user's inhalation through the valve hole inside the filter unit 120 of the inner side of the main body according to the situation, the intake valve is elastically deformed when the inhalation of the user It can open the hole and close the valve hole when the user exhales.
  • the close contact portion 420 may be formed of a shape memory resin that contracts and deforms when the skin comes into contact with the skin.
  • the close contact part 420 may be formed of an elastic and elastically deformable resin in accordance with the muscle or skeleton of the face, thereby preventing inflow and outflow of air. You can prevent it.
  • the close contact portion 420 may be formed in a bent shape in order to prevent the internal air flows out or the external air flows into the inside.
  • the filter unit 430 is formed in the main body and filters the outside air to provide the filtered air to the internal space of the main body.
  • the filter unit 430 is formed to protrude in a portion of the main body to filter the dust and harmful substances contained in the outside air to provide to the internal space of the main body.
  • the filter unit 430 may be provided with air circulation means, for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • air circulation means for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • the internal sensor 440 measures air quality provided to the internal space of the main body through the filter unit 430.
  • the internal sensor 440 may include an environmental sensor for measuring the air quality therein, an olfactory sensor for measuring the air quality from the user's body through the user's exhalation.
  • the data processor 450 analyzes or processes data on air quality of the internal space measured by the internal sensor.
  • the data processor 450 may compare the at least one predetermined standard air quality comparison value with data about the measured air quality to determine information on the air quality, for example, an air quality or an air quality grade. .
  • the display unit 460 is a means for displaying information on the air quality analyzed or processed by the data processor 450 and may be formed in a partial region of the main body.
  • the display unit 460 may include a display means or a light emitting means, for example, an LED, and may display the information on the air quality by numerically displaying or information on whether the filter needs to be replaced.
  • the display unit 460 may display the analyzed air quality in stages. For example, the display unit 460 may divide the air quality grade into five levels, and display each grade in the image or color.
  • the wireless communication unit 470 is an optional configuration means and may be configured as necessary.
  • the wireless communication unit 470 transmits the information on the air quality analyzed or processed by the data processing unit 460 to a predetermined external terminal, for example, a smart phone or the like using wireless communication.
  • the wireless communication unit 470 may transmit data to an external terminal using means such as Bluetooth as well as short range wireless communication.
  • the external terminal receiving the air quality information should have a built-in program that can display or process the air quality information, and the external terminal needs to exchange such information, for example, air quality grade or filter. Whether it can be provided visually or audibly to the user.
  • FIG. 5 illustrates a configuration of a smart mask according to another embodiment of the present invention.
  • the smart mask 100 may include a main body 510, a close contact part 520, a filter part 530, an internal sensor 540, a data processor 550,
  • the display unit 560 includes an external sensor 570 and a wireless communication unit 580.
  • the main body 510 is seated on a part of the face including the user's nose and mouth to form an internal space.
  • the main body 510 may be made of a material such as synthetic resin, carbon material, rubber material, may be formed of a transparent material so that the user's facial expression can be seen, it is formed of a material applied anti-fog function Can be.
  • the main body may be formed of an anti-fog coating or nano-sized particle layer therein, and in particular, treated with an anti-fog coating or a nano-sized particle layer or a surface processed to a nano particle size in a part where the user exhales in the interior of the main body. Material can be formed.
  • the main body 510 may include an adhesion part 520 formed on an outer circumferential surface of the main body to adhere the main body to the user's face when worn.
  • the close contact portion 520 may be part of the main body, or may be formed in a separate configuration and coupled to the main body.
  • the main body 510 may have a discharge valve for discharging the user's exhalation to the valve hole according to the situation, the discharge valve is elastically deformed to open the valve hole when the user's exhalation, the valve when the user's inhalation You can block the hole.
  • the main body forms a discharge valve at the part where the internal exhalation touches, thereby automatically opening the valve when exhaling, and exhaling is discharged to the outside, and automatically closing the exhalation to prevent external air from entering.
  • the main body 110 may be formed with an intake valve for inhaling the user's inhalation through the valve hole inside the filter unit 120 of the inner side of the main body according to the situation, the intake valve is elastically deformed when the inhalation of the user It can open the hole and close the valve hole when the user exhales.
  • the close contact portion 520 may be formed of a shape memory resin that is contracted and deformed by skin temperature when it comes in contact with the skin, and is formed of an elastic and elastically deformable resin according to the muscle or skeleton of the face, thereby preventing inflow and outflow of air. You can prevent it.
  • the close contact portion 520 may be formed in a bent shape in order to prevent the internal air flows out or the external air flows into the interior.
  • the filter unit 530 is formed in the main body and filters the outside air to provide the filtered air to the internal space of the main body.
  • the filter unit 530 is formed to protrude in a portion of the main body to filter the dust and harmful substances contained in the outside air to provide to the internal space of the main body.
  • the filter unit 530 may be provided with air circulation means, for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • air circulation means for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • the internal sensor 540 measures air quality provided to the internal space of the main body through the filter unit 530.
  • the internal sensor 540 may include an environmental sensor for measuring the air quality therein, an olfactory sensor for measuring the air quality from the user's body through the user's exhalation.
  • the external sensor 570 is formed outside the main body to measure the outside air quality of the main body.
  • the data processor 550 compares or processes data on the air quality of the internal space measured by the internal sensor 540 with data on the external air quality measured by the external sensor 570.
  • the data processor 550 may analyze the difference between the internal air quality and the external air quality, and may determine or determine whether the internal air quality or the filter needs to be replaced based on the analyzed analysis result.
  • the display unit 560 is a means for displaying information corresponding to the result of the comparative analysis by the data processor 550 and may be formed in a partial region of the main body.
  • the display unit 560 may include a display means or a light emitting means, for example, an LED, and display the information about whether the air quality needs to be replaced or displayed by quantifying the air quality.
  • the display unit 560 may display the analyzed air quality in stages. For example, the display unit 560 may divide the air quality grade into five levels, and display each grade in the image or color.
  • the wireless communication unit 580 is an optional configuration means and may be configured as necessary.
  • the wireless communication unit 580 transmits, for example, information on air quality to a predetermined external terminal, for example, a smartphone, using a wireless communication result as a result of the comparative analysis by the data processing unit 550.
  • the wireless communication unit 580 may transmit data to an external terminal using means such as Bluetooth as well as short range wireless communication.
  • the external terminal receiving the air quality information should have a built-in program capable of displaying or processing the air quality information, and the external terminal may provide such information to the user visually or acoustically. can do.
  • Figure 6 shows the configuration of the air quality monitoring system according to an embodiment of the present invention, it shows a monitoring system for performing data processing and display in an external terminal such as a smart phone.
  • an air quality monitoring system includes a terminal 200 and a smart mask 100.
  • the smart mask 100 includes a main body 610, an adhesion unit 620, a filter unit 630, an internal sensor 640, a wireless communication unit 650, a data processor 660, and a display unit 670.
  • the data processing unit 660 and the display unit 670 may be configured as an optional configuration means, or may not be configured.
  • the main body 610 is seated on a portion of the face including the user's nose and mouth to form an internal space.
  • the main body 610 may be made of a material such as synthetic resin, carbon material, rubber material, may be formed of a transparent material to see the user's facial expression, it is formed of a material applied anti-fog function Can be.
  • the main body may be formed of an anti-fog coating or nano-sized particle layer therein, and in particular, treated with an anti-fog coating or a nano-sized particle layer or a surface processed to a nano particle size in a part where the user exhales in the interior of the main body. Material can be formed.
  • the main body 610 may include an adhesion part 620 formed on the outer circumferential surface of the main body to adhere the main body to the face of the user when worn.
  • the close contact 620 may be a part of the main body, or may be formed in a separate configuration and coupled to the main body.
  • the main body 610 may be formed with a discharge valve for discharging the user's exhalation to the valve hole according to the situation, the discharge valve is elastically deformed when the user's exhalation to open the valve hole, the valve when the user's inhalation You can block the hole.
  • the main body forms a discharge valve at the part where the internal exhalation touches, thereby automatically opening the valve when exhaling, and exhaling is discharged to the outside, and automatically closing the exhalation to prevent external air from entering.
  • the main body 110 may be formed with an intake valve for inhaling the user's inhalation through the valve hole inside the filter unit 120 of the inner side of the main body according to the situation, the intake valve is elastically deformed when the inhalation of the user It can open the hole and close the valve hole when the user exhales.
  • the close contact portion 620 may be formed of a shape memory resin that contracts and deforms when the skin comes into contact with the skin.
  • the close contact part 620 may be formed of an elastic and elastically deformable resin in accordance with the muscle or skeleton of the face, thereby preventing inflow and outflow of air. You can prevent it.
  • the close contact portion 620 may be formed in a bent shape in order to prevent the internal air flows out or the external air flows into the interior.
  • the filter unit 630 is formed in the main body and filters the outside air to provide the filtered air to the internal space of the main body.
  • the filter unit 630 is formed to protrude in a portion of the main body to filter the dust and harmful substances contained in the outside air to provide to the internal space of the main body.
  • the filter unit 630 may be provided with air circulation means, for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • air circulation means for example, an air circulation fan, for circulating air inside or outside the filter unit.
  • the internal sensor 640 measures the air quality provided to the internal space of the main body through the filter unit 630.
  • the internal sensor 640 may include an environmental sensor for measuring the air quality therein, an olfactory sensor for measuring the air quality from the user's body through the user's exhalation.
  • the data processor 650 analyzes or processes data on the air quality of the internal space measured by the internal sensor 640.
  • the data processor 650 may compare the at least one predetermined standard air quality comparison value with data about the measured air quality to determine information on the air quality, for example, air quality or air quality grade. .
  • the display unit 670 is a means for displaying information on the air quality analyzed or processed by the data processor 650 and may be formed in a partial region of the main body.
  • the display unit 670 may include a display means or a light emitting means, for example, an LED, and may display the information on the air quality by numerically displaying or information on whether the filter needs to be replaced.
  • the display unit 670 may display the analyzed air quality in stages.
  • the display unit 670 may divide the air quality grade into five levels, and display each grade in the image or color.
  • the wireless communication unit 650 transmits data on the air quality measured by the internal sensor to the terminal using wireless communication.
  • the wireless communication unit 650 may transmit information about the air quality analyzed or processed by the data processing unit to the terminal.
  • the terminal 200 receives data transmitted through the wireless communication unit 650 of the smart mask 100 and displays information on the air quality inside the smart mask based on the received data.
  • the terminal 200 compares the measured air quality data with a predetermined reference value, and when the air quality data is greater than or equal to the reference value, the user determines the predetermined notification information. Can be provided to
  • the notification information may be visual information, audio information, or information provided to the user by means such as vibration.
  • the terminal is preferably equipped with a program for providing information on the present invention, by using this program can be provided to the user visually or audibly to provide the air quality rating or filter replacement needs. have.
  • the terminal and the smart mask may transmit and receive data at regular intervals, thereby providing information on air quality to the user through the terminal, and when the terminal receives data on air quality from the smart mask, You can also run the application automatically to provide users with information about the air quality.
  • the monitoring system according to the exemplary embodiment of the present invention is not limited to the configuration of FIG. 6, and the smart mask of FIG. 6 is internal as shown in FIG. 5. It can also be applied to the configuration of the sensor and the external sensor. That is, the data measured by the internal sensor and the data measured by the external sensor can be transmitted to the terminal through the wireless communication unit, the terminal is smart using the internal air quality information and external air quality information transmitted through the wireless communication unit. Information about the air quality grade inside the mask or whether the filter needs to be replaced may be processed and the results may be provided to the user.

Abstract

사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부; 상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서를 포함한다.

Description

사용자에게 흡입되는 공기 질을 모니터링 가능한 스마트 마스크
본 발명의 실시예들은 스마트 마스크에 관한 것으로, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있는 스마트 마스크와 관련된 것이다.
오늘날 산업과 도시의 편익 수단이 발달하며 대기 오염은 심화되고 있다.
대기오염의 원인은 연료의 연소 등 인위적인 것과 화산 분화 등 자연적인 것으로 나뉜다. 인위적인 오염물질은 연료의 연소, 원자력을 이용한 핵에너지의 발생, 화학반응, 물리적 공정 및 자동차·항공기 등에서 배출된다. 가장 주된 원인은 연료의 연소 시 발생하는 여러 오염물질에 의한 것이다. 이 중 일산화탄소(CO)와 이산화질소(NO2), 아황산가스(SO2) 등이 높은 비율을 차지한다. 특히 이산화황(SO2)의 경우 다른 대기오염물질과 반응하여 추가적인 2차 오염물질을 만들어낸다. 대기오염물질은 입자 크기에 따라 아황산가스나 일산화탄소 등 가스상 물질과 분진 등의 입자상 물질로 구분할 수 있다. 또한 생성과정에 따라 1차 오염물질과 2차 오염물질로 구분되기도 한다. 1차 오염물질이란 발생원으로부터 방출된 물질이 그대로 오염물질이 되어있는 것을 말한다. 예를 들면, 석탄·석유 등의 연소에 의해 발생되는 매연이나 시멘트 공장 등에서 나오는 분진, 자동차 배기관 등을 통하여 나오는 황산화물 등이다. 2차 오염물질은 1차 오염물질이 대기 중에서 물리·화학적 반응에 의해 전혀 다른 물질로 생성된 것을 말한다. 자동차나 공장 등에서 배출된 탄화수소와 질소화합물이 태양의 자외선에 의한 광화학반응을 받아서 생긴 산화제 등이 그 예이다. 아황산가스는 황산화물의 일종으로 물에 잘 녹고 무색이며, 자극적인 냄새가 나는 불연성 가스이다. 화산, 온천 등에 존재하며 황화수소와 반응하여 황을 생성한다. 황을 함유하는 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때 인위적으로 배출되며, 주요 배출원은 발전소, 난방장치, 금속 제련공장, 정유공장 및 기타 산업공정 등이다. 일산화탄소는 무색, 무취의 유독성 가스로서 연료속의 탄소가 불완전 연소되었을 때 발생한다. 배출원은 주로 자동차이며, 공장의 연료연소 그리고 산불과 같은 자연 발생원 및 주방, 담배연기, 지역난방과 같은 실내 발생원이 있다. 이산화질소는 적갈색의 반응성이 큰 기체로서, 대기 중에서 일산화질소의 산화에 의해서 발생하며, 대기 중에서 휘발성 유기화합물과 반응하여 오존을 생성하는 전구물질(precursor) 역할을 한다. 주요 배출원은 자동차와 고온 연소공정, 화학물질 제조공정 등이며, 토양중의 세균에 의해 생성되는 자연적 현상에 의한 것이다. 오존은 대기 중에 배출된 NOx와 휘발성 유기화합물 등이 자외선과 광화학 반응을 일으켜 생성된 물질로 2차 오염물질에 속한다. 전구물질인 휘발성 유기화합물은 자동차, 화학공장, 정유공장과 같은 산업시설과 자연적 요인 등 다양한 배출원에서 발생한다. 현재 일산화탄소, 암모니아, 질소산화물, 황산화물 등 61종이 대기오염물질로 지정되어 있다. 대기오염물질 중에서 사람의 건강·재산이나 동·식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를 줄 우려가 있는 물질은 특정대기유해물질로 지정하였다. 현재 다이옥신, 벤젠, 사염화탄소, 포름알데히드 등 35종이 특정대기유해물질로 지정되어 있다.
황사, 먼지바람, 꽃가루, 공기 중 세균, 산불, 화산폭발 등도 대기오염의 주원인이며 인간의 건강을 위협하고 있다. 중국 북경이나 인도네시아 수마트라 도시는 화석연료의 과소비와 팜유생산을 위한 인위적 산불에 연중 30일 이상 시야가 안 보이는 상황이며 이웃 나라 도시까지 피해를 입고 있으며, 동남 아시아의 많은 도시에서는 오토바이와 자동차의 매연에 의해 마스크를 착용하지 않고는 거리를 활보하기가 불가능하다. 또한 건설현장, 청소현장, 특정물 제조 공장, 도색공장, 병원 등의 공기오염은 더욱 심각한 상황이다. 이러한 오염된 공기를 피하려 산업현장이나 스포츠 활동 시 얼굴에 마스크를 착용하고 있다.
또한 과실이나 지진에 의한 건축물이나 시설물의 화재, 터널 내에서 자동차나 열차의 화재, 농업이나 생산현장에서 발생한 유독가스는 사람의 생명을 즉시 앗아갈 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있는 스마트 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 마스크 내부의 공기 질을 측정하고 측정된 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공함으로써, 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 제공할 수 있는 스마트 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 스마트 마스크에 의해 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보, 필터 교환 필요 여부와 같은 정보를 사용자 단말기를 통해 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부; 상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서를 포함한다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 처리하는 데이터 처리부; 및 상기 처리된 데이터에 기초하여 정보를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 본체의 외부에 형성되어 상기 본체의 외부 공기 질을 측정하는 외부 센서를 더 포함하고, 상기 데이터 처리부는 상기 내부 센서와 상기 외부 센서에 의해 측정된 데이터를 비교 분석하고, 상기 디스플레이부는 상기 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 처리된 데이터에 기초하여 복수의 공기 질 등급들 중 어느 하나의 공기 질 등급 정보를 디스플레이하거나 상기 필터부의 교체 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 미리 결정된 외부 단말기로 전송하는 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 투명한 소재 또는 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다.
상기 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 내부에 형성될 수 있다.
상기 밀착부는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성되거나 상기 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성될 수 있다.
상기 밀착부는 공기의 유입과 유출을 방지하기 위한 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 필터부의 내부 또는 외부에 형성되어 공기를 순환시키는 공기 순환 수단을 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브를 더 포함하고, 상기 배출 밸브는 상기 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브구멍을 개방하고, 상기 사용자의 들숨일 때 상기 밸브구멍을 차단할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크는 상기 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브를 더 포함하고, 상기 흡기 밸브는 상기 본체 내부 측면의 상기 필터부 안쪽에 구성되어 상기 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브 구멍을 개방하고, 상기 사용자의 날숨일 때 상기 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템은 내부의 공기 질을 측정하고, 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터를 전송하는 마스크; 및 상기 마스크로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 단말기를 포함한다.
상기 마스크는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 본체에 형성되고, 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서; 및 상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 무선 통신부를 포함할 수 있다.
상기 단말기는 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터가 미리 결정된 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자의 코나 입으로 미세한 세균, 바이러스, 먼지 등이 침입하는 것을 방지하고, 마스크 필터를 통해 사용자에게 흡입되는 공기의 질을 모니터링 할 수 있기 때문에 사용자 스스로가 마스크의 효과를 느낄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공함으로써, 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이할 수도 있고, LED와 같은 발광 수단을 이용하여 공기 질의 정도 및 필터 교환 필요 여부 등을 디스플레이할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 스마트 마스크에 의해 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보, 필터 교환 필요 여부와 같은 정보를 사용자 단말기를 통해 모니터링하거나 공기 질 또는 마스크와 관련된 알람 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 착용한 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크의 정면도, 배면도, 좌측면도를 나타낸 것이다.
도 3은 스마트 마스크의 테두리 단면도에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 아래에서는 한정된 실시예들이 기술되지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 예이며, 당업자는 이러한 실시예들을 용이하게 변경할 수 있다.
마스크는 일상 생활에서 흡입할 수 있는 먼지, 미세먼지, 화학물질 등의 흡입을 방지하거나, 공장, 건설현장 등 각종 산업현장에서 발생하는 부유분진이나 먼지 등과 같은 유해물질의 흡입을 방지하기 위하여 사용자의 입과 코를 차폐하도록 머리, 얼굴에 착용하는 것으로, 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 마스크는 측정된 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보에 기초하여 마스크 내부 공기 질 정도, 필터 교환 필요 여부 등을 사용자에게 제공하는 것을 그 요지로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 착용한 예시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크의 정면도(a), 배면도(b), 좌측면도(c)를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(110), 필터부(120)와 센서(130)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(110)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체(110)는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
본체(110)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본체의 상단은 사용자의 코 부분을 차폐하도록 위로 볼록한 곡선 형상을 갖고 있으며, 본체의 앞 부분은 사용자의 얼굴 윤곽에 맞추어 코 형상을 따라 볼록하게 튀어 나온 형상을 가질 수 있다.
이 때, 본체(110)는 사용자의 귀에 걸려서 스마트 마스크를 고정하는 고리 부분을 포함할 수 있으며, 본체(110)의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체(110)는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이러한 밀착부는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(120)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(120)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
이 때, 필터부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 마스크의 오른쪽 부분(또는 우측)과 왼쪽 부분(또는 좌측)의 양쪽에 모두 형성될 수도 있지만, 이에 한정되지 않으며 오른쪽 부분과 왼쪽 부분 중 어느 한 부분에만 형성될 수도 있고, 본체의 전면에 형성될 수도 있다.
또한, 필터부(120)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
센서(130) 예를 들어, 내부 센서는 필터부(120)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 센서(130)는 본체의 내부에 형성될 수 있으며, 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 마스크는 센서에 의해 측정된 공기 질 정보를 디스플레이하기 위한 수단, 데이터를 처리하기 위한 수단, 외부 기기 예를 들어, 스마트 폰과 같은 휴대 단말기와 통신하기 위한 통신 수단 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(410), 밀착부(420), 필터부(430), 내부 센서(440), 데이터 처리부(450), 디스플레이부(460) 및 무선 통신부(470)를 포함한다.
본체(410)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(410)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(410)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(420)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(420)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(410)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체(410)는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(420)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(420)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(430)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(430)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(430)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(440)는 필터부(430)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(440)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
데이터 처리부(450)는 내부 센서에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터를 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(450)는 미리 결정된 적어도 하나의 표준 공기 질 비교 값과 측정된 공기 질에 대한 데이터를 비교하여 공기 질에 대한 정보 예를 들어, 공기 질 정도 또는 공기 질 등급을 결정할 수 있다.
디스플레이부(460)는 데이터 처리부(450)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(460)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(460)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(460)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(470)는 선택적인 구성 수단으로, 필요에 따라 구성될 수 있다.
무선 통신부(470)는 데이터 처리부(460)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 무선 통신을 이용하여 미리 결정된 외부 단말 예를 들어, 스마트 폰 등에 전송한다.
이 때, 무선 통신부(470)는 근거리 무선 통신 뿐만 아니라 블루투스(bluetooth) 등과 같은 수단을 이용하여 데이터를 외부 단말로 전송할 수 있다.
물론, 이 경우 공기 질에 대한 정보를 수신하는 외부 단말은 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하거나 처리할 수 있는 프로그램이 내장되어 있어야 하고, 외부 단말은 이런 정보 예를 들어, 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)는 본체(510), 밀착부(520), 필터부(530), 내부 센서(540), 데이터 처리부(550), 디스플레이부(560), 외부 센서(570) 및 무선 통신부(580)를 포함한다.
본체(510)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(510)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(510)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(520)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(520)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(510)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(520)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(520)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(530)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(530)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(530)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(540)는 필터부(530)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(540)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
외부 센서(570)는 본체의 외부에 형성되어 본체의 외부 공기 질을 측정한다.
데이터 처리부(550)는 내부 센서(540)에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터와 외부 센서(570)에 의해 측정된 외부 공기 질에 대한 데이터를 비교 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(550)는 내부 공기 질과 외부 공기 질의 차이를 분석하고, 이 분석된 비교 분석 결과에 기초하여 내부 공기 질 정도 또는 필터 교환 필요 여부를 판단 또는 결정할 수 있다.
디스플레이부(560)는 데이터 처리부(550) 의한 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(560)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질 정도를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(560)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(560)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(580)는 선택적인 구성 수단으로, 필요에 따라 구성될 수 있다.
무선 통신부(580)는 데이터 처리부(550)에 의한 비교 분석 결과 예를 들어, 공기 질에 대한 정보를 무선 통신을 이용하여 미리 결정된 외부 단말 예를 들어, 스마트 폰 등에 전송한다.
이 때, 무선 통신부(580)는 근거리 무선 통신 뿐만 아니라 블루투스 등과 같은 수단을 이용하여 데이터를 외부 단말로 전송할 수 있다.
물론, 이 경우 공기 질에 대한 정보를 수신하는 외부 단말은 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하거나 처리할 수 있는 프로그램이 내장되어 있어야 하고, 외부 단말은 이런 정보를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템에 대한 구성을 나타낸 것으로, 데이터 처리 및 디스플레이 등을 스마트 폰과 같은 외부 단말에서 수행하는 모니터링 시스템을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 모니터링 시스템은 단말기(200)와 스마트 마스크(100)를 포함한다.
스마트 마스크(100)는 본체(610), 밀착부(620), 필터부(630), 내부 센서(640), 무선 통신부(650), 데이터 처리부(660) 및 디스플레이부(670)를 포함한다.
여기서, 데이터 처리부(660) 및 디스플레이부(670)는 선택적인 구성 수단으로, 구성될 수도 있고 구성되지 않을 수도 있다.
본체(610)는 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성한다.
이 때, 본체(610)는 합성 수지, 카본 소재, 고무 재질 등의 재질로 구성될 수 있고, 사용자의 얼굴 표정을 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수도 있으며, 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성될 수 있다. 또한, 본체는 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층이 내부에 형성될 수 있으며, 특히 본체의 내부 중 사용자의 날숨이 닿는 부분에 김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 형성될 수 있다.
이 때, 본체(610)는 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 본체를 사용자의 얼굴에 밀착시킬 수 있는 밀착부(620)를 포함할 수 있다.
물론, 밀착부(620)는 본체의 일부분일 수도 있고, 별도의 구성으로 형성되어 본체에 결합될 수도 있다.
나아가, 본체(610)는 상황에 따라 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브가 형성될 수도 있으며, 배출 밸브는 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 밸브구멍을 개방하고, 사용자의 들숨일 때 밸브구멍을 차단할 수 있다.
즉, 본체는 본체 내부 날숨이 닿는 부위에 배출 밸브를 형성하여 날숨일 때 밸브가 자동으로 열려 날숨이 외부로 배출되고, 들숨일 때 밸브가 자동으로 닫혀 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다.
나아가, 본체(110)는 상황에 따라 본체 내부 측면의 필터부(120) 안쪽에 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브가 형성될 수도 있으며, 흡기 밸브는 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 밸브 구멍을 개방하고, 사용자의 날숨일 때 밸브 구멍을 차단할 수 있다.
밀착부(620)는 피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성될 수도 있고, 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성됨으로써, 공기의 유입과 유출을 방지할 수 있다.
이 때, 밀착부(620)는 내부 공기가 외부로 유출되거나 외부의 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
필터부(630)는 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 필터링된 공기를 본체의 내부 공간으로 제공한다.
즉, 필터부(630)는 본체의 일부분에 돌출되니 모양으로 형성되어 외부 공기에 포함된 먼지 및 유해 물질을 필터링하여 본체의 내부 공간으로 제공한다.
필터부(630)는 필터부의 내부 또는 외부에 공기를 순환시키기 위한 공기 순환 수단 예를 들어, 공기 순환 팬이 형성될 수 있다.
내부 센서(640)는 필터부(630)를 통해 본체의 내부 공간으로 제공되는 공기 질을 측정한다.
이 때, 내부 센서(640)는 내부의 공기 질을 측정하는 환경 센서, 사용자의 날숨을 통해 사용자의 인체 내부에서 나오는 공기 질을 측정하는 후각 센서 등을 포함할 수 있다.
데이터 처리부(650)는 내부 센서(640)에 의해 측정된 내부 공간의 공기 질에 대한 데이터를 분석 또는 처리한다.
이 때, 데이터 처리부(650)는 미리 결정된 적어도 하나의 표준 공기 질 비교 값과 측정된 공기 질에 대한 데이터를 비교하여 공기 질에 대한 정보 예를 들어, 공기 질 정도 또는 공기 질 등급을 결정할 수 있다.
디스플레이부(670)는 데이터 처리부(650)에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 수단으로, 본체의 일부 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 디스플레이부(670)는 디스플레이 수단 또는 발광 수단 예를 들어, LED를 포함할 수 있고, 공기 질에 대한 정보를 수치화하여 디스플레이하거나 필터의 교환 필요 여부에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.
나아가, 디스플레이부(670)는 분석된 공기 질 정도를 단계화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(670)는 공기 질 등급을 5 단계로 나누고, 5단계 각각의 등급을 이미지 또는 색으로 디스플레이할 수 있다.
무선 통신부(650)는 내부 센서에 의해 측정된 공기 질에 대한 데이터를 무선 통신을 이용하여 단말기로 전송한다.
이 때, 무선 통신부(650)는 스마트 마스크(100)에 데이터 처리부(660)가 구성된 경우 데이터 처리부에 의해 분석 또는 처리된 공기 질에 대한 정보를 단말기에 전송할 수 있다.
단말기(200)는 스마트 마스크(100)의 무선 통신부(650)를 통해 전송된 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 스마트 마스크 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이한다.
이 때, 단말기(200)는 무선 통신부를 통해 내부 센서에 의해 측정된 데이터가 수신되는 경우 측정된 공기 질 데이터와 미리 결정된 기준 값을 비교하여 공기 질 데이터가 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
여기서, 알림 정보는 시각적인 정보일 수도 있고, 청각적인 정보일 수도 있으며, 진동 등과 같은 수단에 의해 사용자에게 제공되는 정보일 수도 있다.
또한, 단말기는 본 발명에 대한 정보를 제공하기 위한 프로그램을 탑재하고 있는 것이 바람직하며, 이렇게 탑재된 프로그램을 이용하여 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부를 사용자에게 시각적으로 제공하거나 청각적으로 제공할 수 있다.
또한, 단말기와 스마트 마스크는 일정 주기 단위로 데이터를 송수신함으로써, 공기 질에 대한 정보를 단말기를 통해 사용자에게 제공해 줄 수도 있고, 단말기는 스마트 마스크로부터 공기 질에 대한 데이터가 수신되는 경우 본 발명과 관련된 어플리케이션을 자동 실행하여 공기 질에 대한 정보를 사용자에게 제공해 줄 수도 있다.
비록, 도 6에서 스마트 마스크에 내부 센서만이 구비된 경우를 예로 설명하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템은 도 6의 구성으로 한정되지 않으며, 도 6의 스마트 마스크가 도 5와 같이 내부 센서와 외부 센서를 구성하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 내부 센서에 의해 측정된 데이터와 외부 센서에 의해 측정된 데이터가 무선 통신부를 통해 단말기로 전송될 수 있으며, 단말기는 무선 통신부를 통해 전송된 내부 공기 질 정보와 외부 공기 질 정보를 이용하여 스마트 마스크 내부의 공기 질 등급 또는 필터 교환 필요 여부 등에 대한 정보를 처리하고, 이에 대한 결과를 사용자에게 제공할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체;
    상기 본체의 외주면에 형성되어 착용 시 상기 본체를 상기 얼굴에 밀착시키는 밀착부;
    상기 본체에 형성되고 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부; 및
    상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서
    를 포함하는 스마트 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 처리하는 데이터 처리부; 및
    상기 처리된 데이터에 기초하여 정보를 디스플레이하는 디스플레이부
    를 더 포함하는 스마트 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체의 외부에 형성되어 상기 본체의 외부 공기 질을 측정하는 외부 센서
    를 더 포함하고,
    상기 데이터 처리부는
    상기 내부 센서와 상기 외부 센서에 의해 측정된 데이터를 비교 분석하고,
    상기 디스플레이부는
    상기 비교 분석 결과에 대응하는 정보를 디스플레이하는 스마트 마스크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 처리된 데이터에 기초하여 복수의 공기 질 등급들 중 어느 하나의 공기 질 등급 정보를 디스플레이하거나 상기 필터부의 교체 여부에 대한 정보를 디스플레이하는 스마트 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 미리 결정된 외부 단말기로 전송하는 무선 통신부
    를 더 포함하는 스마트 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는
    투명한 소재 또는 김서림 방지 기능이 적용된 소재로 형성되는 스마트 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체는
    김서림 방지 코팅 또는 나노 크기 입자 층 또는 나노입자크기로 가공된 표면으로 처리된 재료가 내부에 형성되는 스마트 마스크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀착부는
    피부와 접촉하면 피부 온도에 의해 수축 변형되는 형상 기억 수지로 형성되거나 상기 얼굴의 근육 또는 골격에 맞추어 신축성이 있고 탄성 변형 가능한 수지로 형성되는 스마트 마스크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밀착부는
    공기의 유입과 유출을 방지하기 위한 절곡된 형상으로 형성되는 스마트 마스크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 필터부의 내부 또는 외부에 형성되어 공기를 순환시키는 공기 순환 수단
    을 더 포함하는 스마트 마스크.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 날숨을 밸브 구멍으로 배출하는 배출 밸브
    를 더 포함하고,
    상기 배출 밸브는
    상기 사용자의 날숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브구멍을 개방하고, 상기 사용자의 들숨일 때 상기 밸브구멍을 차단하는 스마트 마스크.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 들숨을 밸브 구멍으로 흡기하는 흡기 밸브
    를 더 포함하고,
    상기 흡기 밸브는
    상기 본체 내부 측면의 상기 필터부 안쪽에 구성되어 상기 사용자의 들숨일 때 탄성 변형되어 상기 밸브 구멍을 개방하고, 상기 사용자의 날숨일 때 상기 밸브 구멍을 차단하는 스마트 마스크.
  13. 내부의 공기 질을 측정하고, 상기 측정된 공기 질에 대한 데이터를 전송하는 마스크; 및
    상기 마스크로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 내부의 공기 질에 대한 정보를 디스플레이하는 단말기
    를 포함하는 공기 질 모니터링 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마스크는
    사용자의 코와 입을 포함하는 얼굴의 일부 영역에 안착되어 내부 공간을 형성하는 본체;
    상기 본체에 형성되고, 외부 공기를 필터링하여 상기 본체의 내부 공간으로 제공하는 필터부;
    상기 본체의 내부에 형성되고 상기 내부 공간의 공기 질을 측정하는 내부 센서; 및
    상기 내부 센서를 통해 측정된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 무선 통신부
    를 포함하는 공기 질 모니터링 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단말기는
    상기 측정된 공기 질에 대한 데이터가 미리 결정된 기준 값 이상인 경우 미리 결정된 알림 정보를 제공하는 공기 질 모니터링 시스템.
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