뇌파 측정 삼각함수 - noepa cheugjeong samgaghamsu

DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR

A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis

A—HUMAN NECESSITIES
A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
A61B5/375—Electroencephalography [EEG] using biofeedback

A—HUMAN NECESSITIES
A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
A61M2021/0027—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the hearing sense

A—HUMAN NECESSITIES
A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards

Abstract

사람의 두뇌에서 생기는 뇌파 중 인체에 직관적으로 영향을 미치는 뇌파를 유도하는 음향데이터를 저장하여 사용자의 필요에 따라 해당 뇌파 유도음향을 발생시켜 인체의 두뇌에 자극을 가함으로써, 뇌파와 동일한 음을 공명시켜 뇌파를 유도해 뇌의 집중력과 휴식을 취할 수 있도록 하는 뇌파유도 음향장치에 관한 것이다.

뇌파유도 음향장치에 있어서, 사용자의 조작에 의해 원하는 뇌파 유도 주파수와 PCM 저장부에 저장된 디지털 음원을 선택하는 모드 설정부; 삼각파형 및 사각파형을 기본으로 한 알파파, 베타파, 세타파, 델타파로 이루어진 뇌파 유도 아날로그음을 생성하는 아날로그음 발생부; 상기 아날로그음 발생부를 통해 생성된 뇌파 유도 아날로그음의 기본 자연배음을 분석하여 삼각파형 및 사각파형에 대한 배음값을 저장하는 배음 분석부; PCM 저장부에 저장된 디지털 음원이 상기 뇌파 유도 아날로그음의 배음값에 따른 삼각파형 및 사각파형과 동일한 구조로 이루어지도록 구성비율의 값을 설정하는 PCM 합성부; 상기 배음 분석부를 통해 배음값이 분석된 뇌파 유도 아날로그음을 제어 프로그램부에서 인식 가능한 디지털 데이터 형태로 변환하여 저장하는 뇌파 저장부; 상기 배음 분석부를 통해 분석된 뇌파 유도음향과 PCM 저장부에 저장된 PCM 음향이 동일한 배음구조와 파형구조로 이루어지도록 제어하여 출력하는 제어 프로그램부; 다양한 형태의 디지털 음원을 저장하여 제어 프로그램부의 제어신호에 따라 해당 음원을 제공하는 PCM 저장부; 상기 제어 프로그램부에서 전송된 디지털화된 뇌파 유도음향과 PCM 음향 신호를 아날로그 신호로 변환 하여 스피커부로 전송하는 D/A 컨버터부; 동일한 배음구조와 파형구조로 이루어진 뇌파 유도음향과 PCM 음향을 출력하는 스피커부;로 이루어지는 뇌파유도 음향장치에 관한 것이다.

뇌파, 음향장치, 배음, 파형, PCM 음향

Description

뇌파유도 음향장치{sounder of inducing brainwave}

본 발명은 뇌파유도 음향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람의 두뇌에서 생기는 뇌파 중 인체에 직관적으로 영향을 미치는 뇌파를 유도하는 음향데이터를 저장하여 사용자의 필요에 따라 해당 뇌파 유도음향을 발생시켜 인체의 두뇌에 자극을 가함으로써, 뇌파와 동일한 음을 공명시켜 뇌파를 유도해 뇌의 집중력과 휴식을 취할 수 있도록 하는 뇌파유도 음향장치에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 뇌에서 발생하는 뇌파는 다양한 파장을 갖는 미약한 주기성 전류를 띠고 있으며, 이러한 뇌파는 정신활동과 자극 의식수준에 따라 변동되는 것으로 뇌의 기능판정과 질병 진단 등의 기초자료로서 널리 이용되고 있으며, 외부로부터 발생되는 자극의 주파수와 일치되거나 공명하려는 뇌의 자연적인 현상을 뇌파유도라고 하며, 이러한 현상을 이용하여 소정의 특정 뇌파를 유도시키는 주파수를 뇌파유도주파수라고 한다.

인간의 뇌에서 발생하는 뇌파의 종류는 주파수에 따라서 크게 알파파, 베타파, 세타파, 델타파로 나뉘어 지는데, 상기 알파파(Alpha wave)는 우리가 눈을 감고 몸을 이완시키면 발생하는 뇌파이며 8∼14㎐ 사이의 주파수를 가지며, 베타 파(Beta wave)는 의식이 깨어있을때 발생하는 대부분의 뇌파로 14∼30㎐ 이상의 주파수를 가지며, 세타파(Theta wave)는 얕은 수면상태에서 발생하며, 알파파보다 더욱 낮은 4∼8㎐의 주파수를 가지며, 지각과 꿈의 경계상태에서 생성되고, 델타파(Delta wave)는 세타파보다 더 낮은 4㎐ 이하의 주파수를 가지며, 잠들어 있거나 무의식 상태에서 가장 많이 측정되는 뇌파이다.

종래의 뇌파유도주파수 발생장치를 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이 모드 설정키를 통해 사용자가 선택 입력하는 유형별 건강파(알파파, 베타파, 세타파 등)의 해당 주파수 데이터를 출력하는 구동 제어부와, 상기 구동 제어부로부터 출력되는 유형별 데이터를 전송받아 그에 상응하는 파형을 헤드폰의 좌우에 각각 송출하는 음원 공급부와, 상기 구동 제어부로부터 출력되는 유형별 데이터에 상응하는 발광신호를 발광소자가 구비된 안경의 왼쪽과 오른쪽으로 각각 송출하는 조명 공급부의 구성으로 이루어진다.

상기 종래의 뇌파유도주파수 발생장치는 사용자가 수면, 활동 등의 특정모드를 선택 입력하면, 구동 제어부는 사용자가 선택한 특정모드에 상응하는 유형별 데이터를 음원 공급부 및 조명 공급부에 각각 출력하고, 이에 따라 상기 음원 공급부는 상기 유형별 데이터에 상응하는 건강파의 주파수를 갖는 오디오 음원을 독출하여 헤드폰의 왼쪽 및 오른쪽 출력단자를 통해 각각 출력하게 되고, 상기 조명 공급부는 상기 유형별 데이터에 상응하는 건강파의 주파수에 따른 점멸주기로 발광신호로 생성하여 사용자가 착용하고 있는 안경의 왼쪽 및 오른쪽 광출력단자로 각각 출력하게 됨으로써, 사용자가 선택된 특정 건강파가 소리 및 빛으로 출력되어 사용자 의 뇌파를 유도 및 자극하게 된다.

하지만 종래의 뇌파유도주파수 발생장치를 사용하기 위해서는 사용자가 음원 공급부가 구비된 헤드폰을 착용하고, 조명 공급부가 구비된 안경을 착용하여야 하기 때문에 사용상의 불편함이 있고, 상기 뇌파유도주파수 발생장치는 단독기기로 구성 및 제조되어 고가격으로 판매됨으로 인해 대중적으로 널리 보급되지 못하고 있는 실정이며, 통상적인 휴대기기와 별도로 휴대 사용해야 하기 때문에 사용상의 불편함이 있다는 문제점이 있다.

한편, 배음(overtone)은 어떤 한 음이 소리날 때에 귀에 들리는 한 음 이외에 다른 여러 음이 섞여 울리게 되는데, 상기 배음은 맨 처음 소리난 음의 진동수로부터 정배수의 다른 음의 울림을 말하는 것으로, 이러한 배음구조는 기본음(배음)이 존재하여 소리의 특징을 나타내어 주고, 다른 배수들의 주파수와 합쳐져 소리가 표현된다는 내용이고, 높은 음역대 및 주파수의 소리라도 기본음인 배음은 포함되는 것이다.

파형(waveform)은 신호를 전달할 때 사용하는 파동의 생김새로, 주파수의 위상이 변화하여 생성되는 것인데, 상기 파형의 종류를 살펴보면, 기본파형인 사인파(sign wave)는 삼각함수의 사인곡선 형태로 이루어지며, 발전소에서 나오는 교류는 주파수 60Hz를 갖게 되고, 삼각파(sawtooth wave)는 파형이 삼각형 모양 또는 톱니 모양을 이루는 파이고, 사각파(square wave)는 사각형 모양을 하고 있어 디지털 신호를 전달하는데 사용하는 파형이다.

이에 인간의 뇌파 음향에 배음이론의 기술을 적용하여 다양한 파형 구조에 따른 뇌파 유도 주파수와 동일한 형태의 배음구조 및 파형구조를 가진 음향을 생성할 수 있도록 하는 음향장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 사용자의 상태에 따른 뇌파 유도음향을 출력함에 있어 뇌파 유도음향과 동일한 배음구조 및 파형구조로 변조된 PCM 음향을 동시에 출력할 수 있도록 함으로써, 사용자는 원하는 음악을 다양하게 청취하면서 뇌의 집중력이나 휴식을 취할 수 있도록 하는 뇌파 유도음향을 통해 뇌파를 자극할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 뇌파유도 음향장치에 있어서, 사용자의 조작에 의해 원하는 뇌파 유도 주파수와 PCM 저장부에 저장된 디지털 음원을 선택하는 모드 설정부; 삼각파형 및 사각파형을 기본으로 한 알파파, 베타파, 세타파, 델타파로 이루어진 뇌파 유도 아날로그음을 생성하는 아날로그음 발생부; 상기 아날로그음 발생부를 통해 생성된 뇌파 유도 아날로그음의 기본 자연배음을 분석하여 삼각파형 및 사각파형에 대한 배음값을 저장하는 배음 분석부; PCM 저장부에 저장된 디지털 음원이 상기 뇌파 유도 아날로그음의 배음값에 따른 삼각파형 및 사각파형과 동일한 구조로 이루어지도록 구성비율의 값을 설정하는 PCM 합성부; 상기 배음 분석부를 통해 배음값이 분석된 뇌파 유도 아날로그음을 제어 프로그램부에서 인식 가능한 디지털 데이터 형태로 변환하여 저장하는 뇌파 저장부; 상기 배음 분석부를 통해 분석된 뇌파 유도음향과 PCM 저장부에 저장된 PCM 음향이 삼각파형, 사각파형 등의 동일한 파형구조로 이루어지도록 제어하여 출력하는 제어 프로그램부; 다양한 형태의 디지털 음원을 저장하여 제어 프로그램부의 제어신호에 따라 해당 음원을 제공하는 PCM 저장부; 상기 제어 프로그램부에서 전송된 디지털화된 뇌파 유도음향과 PCM 음향 신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커부로 전송하는 D/A 컨버터부; 동일한 배음구조와 파형구조로 이루어진 뇌파 유도음향과 PCM 음향을 출력하는 스피커부;로 이루어지는 뇌파유도 음향장치을 구현하고자 한 것이다.

상기 제어 프로그램부는 PCM 저장부에 저장된 디지털 음원을 재생함에 있어 PCM 합성부에서 설정된 뇌파 유도음향의 배음값에 따른 삼각파형 및 사각파형과 동일한 구조로 변환하여 일정한 빠르기의 템포로 뇌파 유도음향과 PCM 음원을 출력할 수 있도록 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어신호를 인가받아 PCM 합성부에서 설정된 뇌파 유도음향의 배음값 정보를 토대로 하여 PCM 저장부에 저장된 PCM 음원의 음향 배음구조와 파형구조를 동일하게 변조하는 음향 변조부;