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KR102487907B1 - 인체 감지 매트 - Google Patents

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KR102487907B1
KR102487907B1 KR1020180008366A KR20180008366A KR102487907B1 KR 102487907 B1 KR102487907 B1 KR 102487907B1 KR 1020180008366 A KR1020180008366 A KR 1020180008366A KR 20180008366 A KR20180008366 A KR 20180008366A KR 102487907 B1 KR102487907 B1 KR 102487907B1
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mat
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김수향
안정욱
이윤재
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 사용자의 수면을 분석 할 수 있는 인체 감지 매트에 관한 것이다. 본 발명은 인체의 움직임을 감지하는 인체 감지 매트를 제공한다. 구체적인 실시 예에 있어서, 본 발명은 기판, 특정 물체와의 거리에 따른 신호를 발생시키는 복수의 섬유 센서들을 포함하고, 상기 기판 상에 배치되는 센서 어레이, 상기 센서 어레이를 덮는 쉴드 레이어 및 상기 센서 어레이에 전압을 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 섬유 센서들 각각은 상기 기판의 중앙부 및 상기 기판의 양단에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트를 제공한다. 본 발명에 따르면, 섬유 센서가 매트의 말단부 중앙부에 각각 배치되기 때문에, 사용자의 자세에 관계없이 사용자의 호흡, 뒤척임 등을 감지할 수 있게 된다. 이를 통해, 본 발명은 사용자의 자세에 상관없이 사용자의 수면을 분석할 수 있게 된다.

Description

인체 감지 매트{HUMAN SENSITIVE MAT}
본 발명은 사용자의 동작 및 생체 신호를 분석할 수 있는 인체 감지 매트에 관한 것이다.
수면은 인간의 신체적, 정신적 건강에 있어서 중요한 요소들 중 하나이다. 적절한 수면은 피로의 회복, 면역력 및 집중력 향상, 스트레스 완화, 염증 회복이나 근육 복구 등의 효과가 있다.
이에 따라, 적절하고 효과적인 수면을 돕기 위한 수면 보조 장치, 수면 유도 장치, 또는 수면 분석 장치들이 등장하고 있다. 그러나 현재 대부분의 장치는 사용자의 신체 일부에 각종 센서 등을 착용하여야 동작할 수 있다. 이는 오히려 사용자로 하여금 적절한 수면을 취하는 데에 불편함을 초래할 수 있으며, 사용이 번거롭다는 문제가 있다. 이에, 사용자의 신체에 착용하지 않고도 사용자의 동작 및 생체신호를 분석할 수 있는 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
도 1과 같이, 종래에는 침구 하단에 센서(110)를 배치하여 사용자의 동작 및 생체신호를 분석하였다. 하지만, 도 1과 같은 센서(110)는 사용자의 수면 자세 의존성이 높기 때문에, 사용자가 특정 자세로 수면을 취할 경우, 사용자의 수면 분석이 어렵다는 문제가 있다. 구체적으로, 도 1과 같이 사용자가 제1자세(10)로 수면을 취하는 경우, 센서(110)는 정확한 수면 분석이 가능하다. 하지만, 도 2와 같이, 사용자가 제2자세(21)로 수면을 취하는 경우, 센서(110)는 정확한 수면 분석이 어려워 진다.
본 발명은 사용자의 자세에 상관없이 사용자의 동작 및 생체신호를 분석할 수 있는 인체 감지 매트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인체의 움직임을 감지하는 인체 감지 매트를 제공한다. 구체적인 실시 예에 있어서, 본 발명은 기판, 특정 물체와의 거리에 따른 신호를 발생시키는 복수의 섬유 센서들을 포함하고, 상기 기판 상에 배치되는 센서 어레이, 상기 센서 어레이를 덮는 쉴드 레이어 및 상기 센서 어레이에 전압을 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 섬유 센서들 각각은 상기 기판의 중앙부 및 상기 기판의 양단에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트를 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 기판 테두리에 배치되고, 상기 섬유 센서들 각각과 상기 구동부를 전기적으로 연결하는 복수의 연결 전극들을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 연결 전극들을 덮고, 전자기장을 차단하는 차폐층을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차폐층은 상기 기판의 테두리에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 구동부는 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호를 이용하여 사용자의 수면 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 신호는 상기 사용자와 상기 섬유 센서들 각각의 거리에 의한 임피던스 변화일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 구동부는 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호에 근거하여, 상기 사용자의 자세 정보를 산출하고, 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호와 상기 자세 정보를 이용하여 상기 수면 정보를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 구동부는 상기 자세 정보에 근거하여 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호에 가중치를 부여하고, 상기 가중치가 부여된 신호를 이용하여 상기 수면 정보를 출력할 수 있다.
본 발명에 따르면, 섬유 센서가 매트의 말단부 중앙부에 각각 배치되기 때문에, 사용자의 자세에 관계없이 사용자의 호흡, 뒤척임 등을 감지할 수 있게 된다. 이를 통해, 본 발명은 사용자의 자세에 상관없이 사용자의 동작 및 생체신호를 분석할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 매트의 위치에 따라 서로 다른 신호가 발생되기 때문에 사용자의 수면 자세를 인식할 수 있게 된다. 본 발명은 사용자의 수면 자세 정보를 활용하여 수면 분석 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1 및 2는 종래 인체 감지 매트를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인체 감지 매트를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인체 감지 매트의 단면도이다.
도 5는 LC-Tank의 원리를 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 7 및 8은 차폐부가 구비된 매트의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 인체 감치 매트의 활용 예를 나타내는 개념도이다.
도 10은 상기 섬유 센서들에서 발생된 신호를 종합한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 감지 매트에 대하여 설명한다. 본 명세서에서는 인체 감지 매트를 이용하여 사용자의 수면을 분석하는 예를 설명하지만, 본 발명에 따른 인체 감지 매트는 사용자의 수면에 한정되지 않고, 사용자의 동작 및 생체신호를 다양한 관점에서 분석할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 인체 감지 매트를 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인체 감지 매트의 단면도이고, 도 5는 LC-Tank의 원리를 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 구동부를 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 인체 감지 센서(200)는 기판(210), 센서 어레이(220a 내지 220d), 쉴드 레이어(230) 및 구동부(240)를 포함한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 인체 감지 센서는 상술한 구성 요소보다 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있다.
이하, 상술한 구성요소에 대하여 구체적으로 설명한다.
기판(210)은 상기 센서 어레이(220a 내지 220d), 상기 쉴드 레이어(230)를 고정시키는 수단으로 활용된다. 본 발명에 따른 매트는 완전히 펴진 상태에서 사용되거나, 일부 접힌 상태에서 사용되는 등 다양한 사용 태양을 가질 수 있기 때문에, 상기 기판(210)은 굽힘 가능한, 유연한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
기판(210)을 이루는 소재는 제한이 없지만, 매트의 특성 상 굽힘 가능하고, 세탁 가능한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기판(210)상에는 상기 센서 어레이(220a 내지 220d)가 배치된다. 상기 센서 어레이(220a 내지 220d)는 특정 물체와의 거리에 따른 신호를 발생시키는 복수의 섬유 센서들(220a 내지 220d)을 포함한다. 여기서, 상기 섬유 센서들 각각은 특정 물체와의 거리에 따라 임피던스 값이 변화하는 전극으로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각은 LC Tank로 이루어질 수 있다. LC tank는 정전용량 변화에 따라 shift되는 Oscillation 주파수량을 이용하여 정전용량 변화를 유추하는 센서이다. 상기 LC Tank를 이용하면 사용자의 신체와 섬유 센서들 간의 거리를 센싱할 수 있게 된다.
상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각에서의 임피던스 변화를 측정하고, 이를 이용하여 사용자의 자세 및 호흡 패턴을 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이, 본 발명에 따른 매트에 사용자가 제1상태(20)로 누워있을 때 섬유 센서(220)의 임피던스 값과, 사용자가 호흡을 통해 제2상태(21)가 되었을 때 섬유 센서(220)의 임피던스 값은 서로 상이하게 된다. 상기 구동부(240)는 상기 섬유 센서(220)의 임피던스 값의 변화를 감지하여 사용자의 호흡 패턴을 분석할 수 있게 된다.
상기 섬유 센서들(220)의 임피던스 변화는 사용자의 신체와 접촉하지 않더라도, 사용자와 섬유 센서들 간의 거리 변화에 의하여 발생된다. 따라서, 상기 섬유 센서들을 활용하면 사용자와 센서가 접촉하지 않더라도 사용자의 수면을 분석할 수 있게 된다.
상기 섬유 센서들(220a 내지 220d)은 기판의 중앙부 및 기판의 양단부에 각각 배치될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 도 3과 같이 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d)은 매트의 길이 방향으로 네 개가 나란하게 배치될 수 있다.
상기 섬유 센서들 각각에서는 서로 다른 신호가 발생되기 때문에, 사용자가 매트의 어느 부분에 위치하더라도, 상기 섬유 센서들 중 적어도 하나는 사용자의 자세 및 호흡 패턴을 센싱할 수 있게 된다.
한편, 상기 섬유 센서들(220) 각각은 연선 또는 Litz 구조로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 단일선 구조보다 센싱 감도를 높일 수 있게 된다.
한편, 상기 섬유 센서들(220)의 임피던스 변화를 유발하기 위해서는 상기 섬유 센서에 전압을 인가하여야 한다. 상기 구동부(240)는 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각에 전압을 인가하고, 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각의 임피던스 변화를 측정한다. 구체적으로, 도 6과 같이, 상기 구동부(240)는 임피던스 매칭 회로, 정전용량 측정 회로, 전원 공급부, MCU를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 구동부(240)는 외부 단말기와 무선 통신을 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 구동부(240)는 매트(200)로부터 탈착 가능 하도록 이루어질 수 있다. 이를 위해, 본 발명은 상기 연결 전극들(221a 내지 221d)과 전기적으로 연결되는 연결부(250)를 더 구비할 수 있다. 상기 연결부(250)는 상기 구동부(240)와 탈착 가능하도록 이루어질 수 있다. 사용자는 상기 구동부(240)를 상기 연결부(250)와 결합시킴으로써, 상기 구동부(240)를 손쉽게 상기 연결 전극들(221a 내지 221d)과 전기적으로 연결시킬 수 있게 된다. 상술한 구조에 따르면, 사용자는 구동부(240)를 제거한 후 나머지 부분만 세탁할 수 있게 되기 때문에, 매트의 세탁이 용이해질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인체 감지 매트는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 음향 센서 등을 구비할 수 있다. 상기 구동부(240)는 상기 센서들에서 센싱된 정보들을 기반하여 수면과 관련된 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 구동부(240)는 매트 주변 온도, 습도, 조도, 소음 정도를 종합적으로 분석하여, 사용자에게 수면 환경 등급을 출력할 수 있다. 상기 요소들이 수면 환경에 적합할수록 높은 등급이 출력될 수 있다. 사용자는 상기 수면 등급을 확인하고, 수면 등급을 높이기 위한 행동을 할 수 있다. 구체적으로, 주변 습도가 낮아 수면 등급이 낮은 경우, 사용자는 가습기 등을 가동하여 주변 습도를 높임으로써 수면 등급을 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 매트(200)는 상기 구동부(240)와 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d)을 전기적으로 연결하는 연결 전극(221a 내지 221d)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 전극(221a 내지 221d)은 상기 기판의 테두리에 배치되어 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각과 상기 구동부(240)를 전기적으로 연결한다. 상기 섬유 센서들(220a 내지 220d) 각각에 개별 연결 전극이 연결되기 때문에, 상기 연결 전극은 복수개 일 수 있다.
상기 복수의 연결 전극들은 기판의 특정 지점에서 서로 중첩될 수 있다. 구체적으로, 도 3의 A영역과 같이 구동부와 가까워질수록 중첩되는 연결전극의 수가 증가한다.
상기 연결 전극(221a 내지 221d)은 상기 섬유 센서들과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 상기 연결 전극(221a 내지 221d)은 특정 물체와의 거리에 따라 신호를 발생시킨다. 상기 연결 전극(221a 내지 221d)에서 발생된 신호와 상기 연결 전극과 연결된 섬유 센서(220a 내지 220d)에서 발생된 신호는 서로 구분하기 어렵기 때문에, 상기 연결 전극 또한 센서의 일부로 간주될 수 있다.
상기 연결 전극(221a 내지 221d)이 중첩되지 않은 위치에서, 상기 연결 전극을 센서의 일부로 활용하는 것은 문제가 되지 않지만, 복수의 연결 전극들이 중첩된 위치에서 연결 전극을 센서의 일부로 활용하는 것은 문제가 발생된다.
예를 들어, 도 3의 A영역과 같이, 상기 구동부(250)와 인접하게 배치되며, 서로 중첩된 연결 전극들(221a 내지 221d)에서 발생된 신호를 수면 분석에 활용할 경우, 상기 신호가 기판의 말단부에 위치한 섬유 센서(220a)에서 발생된 신호인지, 기판의 중앙부에 위치한 섬유 센서(220b)에서 발생된 신호인지 구분할 수 없게 된다. 사용자가 수면 도중 상기 구동부(240)와 인접한 위치에 접촉하는 경우, 부정확한 수면 분석 결과가 산출된다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 매트는 상기 연결 전극(221a 내지 221d)을 덮고, 전자기장을 차폐하는 차폐부를 더 포함할 수 있다.
도 7 및 8은 차폐부가 구비된 매트의 단면도이다.
상기 차폐부는 전자기장을 차단하여 상기 연결 전극과 특정 물체 간의 거리 변화에 따라, 상기 연결 전극의 임피던스 변화가 일어나는 것을 방지한다. 상기 차폐부를 상기 연결 전극이 배치된 기판의 테두리에 배치하는 경우, 연결 전극에서 임피던스 변화가 일어나지 않도록 할 수 있다. 이를 통해, 연결 전극들이 중첩된 위치에서 부정확한 신호가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 도 7과 같이, 상기 차폐부(260)는 시트 형태로 이루어질 수 있다. 다른 일 실시 예에 있어서, 도 8과 같이, 상기 차폐부(270)는 연결 전극을 에워싸는 형태로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 차폐부를 활용하여 사용자가 수면 중 연결 전극이 중첩된 영역에 접근하는 경우에도, 정확한 수면 분석을 할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 인체 감지 매트의 구체적인 활용 예에 대하여 설명한다. 일 실시 예에 있어서, 도 9와 같이, 상기 섬유 센서를 네 개의 Area에 배치하는 경우, 사용자가 어떠한 자세로 수면을 취하더라도, 네 개의 Area 중 적어도 하나에서는 사용자의 자세 변화 또는 호흡 패턴에 따른 신호가 발생될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 사용자의 수면 자세에 관계 없이 사용자의 수면을 분석할 수 있게 된다.
도 10은 상기 섬유 센서들에서 발생된 신호를 종합한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10의 x축은 측정 시간(초)를 나타낸다. 0초부터 500초까지는 사용자가 무호흡 수면을 할 때의 신호이고, 500초부터 2000초까지는 사용자가 일반 호흡을 할 때의 신호이며, 2000초부터 3500초까지는 사용자가 수면 호흡을 할 때의 신호이다. 도 10에 따르면, 사용자의 무호흡, 일반 호흡 및 수면 호흡이 확연하게 구분되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명은 매트의 각 위치에 배치된 섬유 센서에서 발생된 신호를 종합하여 수면 분석 정확도를 향상시킬 수 있다. 이하에서는, 상술한 인체 감지 매트를 이용하여 사용자의 수면 분석 정확도를 향상시키기 위한 구동부의 제어방법에 대하여 설명한다.
상기 구동부(240)는 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호에 근거하여, 상기 사용자의 자세 정보를 산출하고, 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호와 상기 자세 정보를 이용하여 상기 수면 정보를 출력할 수 있다.
구체적으로, 상기 구동부(240)는 상기 섬유 센서들을 이용하여 사용자가 점유하고 있는 매트의 영역을 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 9에 도시된 첫 번째 자세와 같이, 사용자가 Area 1 내지 3만 점유하는 경우, Area 1 내지 3에 배치된 섬유 센서에서만 신호가 발생된다. 상기 구동부(240)는 이를 바탕으로 사용자가 웅크린 자세로 수면 중임을 파악할 수 있다. 이와 달리, 도 9에 도시된 두 번째 자세와 같이, 사용자가 Area 1 내지 4를 모두 점유하는 경우, Area 1 내지 4에 배치된 섬유 센서 모두에서 신호가 발생된다. 상기 구동부(240)는 이를 바탕으로 사용자가 몸을 곧게 편 채로 수면 중임을 파악할 수 있다.
한편, 상기 구동부(240)는 매트에 별도로 구비된 출력부 또는 상기 구동부(240)와 무선 통신 가능한 단말기로 상기 수면 정보를 출력할 수 있다.
한편, 상기 구동부(240)는 상기 산출된 자세 정보에 근거하여 상기 섬유 센서들 각각에서 발생된 신호에 가중치를 부여하고, 상기 가중치가 부여된 신호를 이용하여 상기 수면 정보를 출력할 수 있다.
구체적으로, 상기 구동부(240)는 사용자의 호흡 패턴을 분석함에 있어서, 특정 Area에 배치된 섬유 센서에서 발생된 신호에 높은 가중치를 부여할 수 있다. 구체적으로, 상기 구동부(240)는 상기 자세 정보로부터 사용자의 가슴 부위가 위치한 영역을 예측하고, 상기 가슴 부위가 위치한 영역에 배치된 섬유 센서로부터 발생된 신호에 가장 높은 가중치를 부여할 수 있다. 이는, 사용자가 호흡 시 가장 많은 변화가 일어나는 신체 부위가 가슴 부위이기 때문이다.
예를 들어, 사용자가 도 9에 도시된 첫 번째 자세와 같이 수면 중인 경우, 상기 구동부(240)는 상기 자세 정보로부터 사용자의 가슴 부위가 Area 2에 배치되는 것을 예측하고, 상기 Area 2에 배치된 섬유 센서에서 발생된 신호에 가장 높은 가중치를 부여하여 사용자의 호흡 패턴을 분석할 수 있다.
상술한 바와 같이, 사용자의 자세에 근거하여 사용자의 수면을 분석하는 경우, 수면 분석 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 인체의 움직임을 감지하는 인체 감지 매트에 있어서,
    기판;
    특정 물체와의 거리에 따른 신호를 발생시키는 복수의 섬유 센서들을 포함하고, 상기 기판 상에 배치되는 센서 어레이;
    상기 센서 어레이를 덮는 쉴드 레이어;
    상기 센서 어레이에 전압을 인가하는 구동부;
    상기 기판의 테두리에 배치되고, 상기 섬유 센서들의 각각과 상기 구동부를 전기적으로 연결하는 복수의 연결 전극들; 및
    상기 연결 전극들을 에워싸는 형태로 이루어지고 상기 연결 전극들이 중첩된 위치에서 상기 연결 전극들과 상기 특정 물체와의 거리 변화에 따라 상기 연결 전극들의 임피던스 변화가 일어나지 않도록 구성되는 차폐부를 포함하고,
    상기 섬유 센서들의 각각은 상기 기판의 중앙부 및 상기 기판의 양단에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    사용자가 제1 상태로 누워있을 때 상기 섬유 센서의 제1 임피던스 값과 상기 사용자가 호흡을 통해 제2 상태가 되었을 때 상기 섬유 센서의 제2 임피던스 값으로 상기 섬유 센서의 임피던스 값의 변화를 감지하고,
    상기 섬유 센서들의 각각에서 감지된 임피던스 변화를 이용하여 상기 사용자의 자세 및 호흡 패턴을 산출하여 수면 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 섬유 센서들의 각각에서 발생된 신호에 근거하여, 상기 사용자의 자세 정보를 산출하고, 상기 섬유 센서들의 각각에서 발생된 신호와 상기 자세 정보를 이용하여 상기 수면 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 자세 정보에 근거하여 상기 섬유 센서들의 각각에서 발생된 신호에 가중치를 부여하고, 상기 가중치가 부여된 신호를 이용하여 상기 수면 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 인체 감지 매트.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220100616A (ko) * 2019-11-29 2022-07-15 엘지전자 주식회사 인체 감지 매트
KR20230005735A (ko) * 2021-07-01 2023-01-10 주식회사 오몰래 스마트 매트

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006271978A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Agency For Science Technology & Research 睡眠行動を監視するための方法及び電界マットレス
KR101147955B1 (ko) * 2010-05-07 2012-05-24 이영규 온열 치료용 침대
KR101730999B1 (ko) * 2013-11-18 2017-04-27 김민자 인체의 움직임 감지 기능이 부가된 온열 매트 및 그 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070008156A1 (en) * 2003-06-20 2007-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sleeping device and sleeper 's in-bed state detection method
KR200448954Y1 (ko) * 2008-03-10 2010-06-09 서현배 무구속 수면상태 측정 매트
KR20120031847A (ko) * 2010-09-27 2012-04-04 주식회사 시몬스침대 온열 부위의 조절이 가능한 침대용 발열장치
KR20150057429A (ko) * 2013-11-19 2015-05-28 한국전자통신연구원 3채널 호흡 측정 장치 및 그 방법, 3채널 호흡 측정 시스템 및 그 방법
US10383550B2 (en) * 2014-07-17 2019-08-20 Elwha Llc Monitoring body movement or condition according to motion regimen with conformal electronics
US10390755B2 (en) * 2014-07-17 2019-08-27 Elwha Llc Monitoring body movement or condition according to motion regimen with conformal electronics
KR20170084883A (ko) * 2016-01-13 2017-07-21 (주)창성 Cmc센서를 구비하는 접근감지 시스템
KR101821623B1 (ko) * 2016-04-04 2018-01-25 주식회사 솔고바이오메디칼 취침자의 동작 감지에 의한 온도 제어를 수행하는 온열 매트 및 그 제어방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006271978A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Agency For Science Technology & Research 睡眠行動を監視するための方法及び電界マットレス
KR101147955B1 (ko) * 2010-05-07 2012-05-24 이영규 온열 치료용 침대
KR101730999B1 (ko) * 2013-11-18 2017-04-27 김민자 인체의 움직임 감지 기능이 부가된 온열 매트 및 그 제조방법

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