KR102626844B1 - 반도체가 내장된 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체가 내장된 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스를 차단하기 위해 사람의 안면에 착용하는 마스크에 반도체를 내장함으로써, 마스크 착용자의 코와 입으로 깨끗한 공기를 공급하기 위한 공기정화장치와 체온을 측정해서 유해바이러스 감염 여·부에 따른 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크하기 위한 온도센서를 구비하고, 음성을 입·출력하기 위한 음성입·출력장치와 주변의 소리와 영상을 저장하기 위한 녹음장치, 야간조명 기능의 조명장치를 구비해서 반도체에 연결돼 제어된다. 그리고 상기 음성입·출력장치와 상기 녹음장치는 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템의 구현이 가능한 반도체를 내장함으로써, 서버에 무선네트워크로 연결이 가능한 자동차, 냉장고, 냉·난방기기, TV, PC, 엘리베이터 등의 무선장치를 음성으로 제어하고, 상기 온도센서에서 측정된 체온데이터 및 이동경로를 서버에 저장해서 관리하며, 상기 녹음장치로 촬영된 영상을 서버에 저장해서 재생이 가능하고, 음성인식서비스와 위치기반서비스를 통해 음성으로 서버에 묻고 음성으로 서비스를 제공받을 수 있으며, 서로 다른 언어로 대화 또는 통화시 번역된 언어로 이어폰과 스피커를 통해 양방향으로 음성을 출력해서 실시간의 통역이 가능하고, 무선이동통신서비스를 통해 마스크 대 마스크의 통신, 마스크 대 서버와의 통신, 마스크 대 다자간의 통신서비스가 가능한 반도체가 내장된 마스크에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 반도체가 내장된 마스크에 있어서, 상기 공기정화장치, 상기 온도센서, 상기 음성입·출력장치, 상기 녹음장치, 상기 조명장치를 제어하기 위한 마이크로프로세서와 디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩 및 데이터저장을 위한 메모리칩을 구비하고, 상기 장치를 제어하기 위한 스위치와 데이터 입·출력과 전원공급을 위한 입·출력포트 및 전원공급을 위한 배터리를 구비해서 회로기판에 접지되고 연결된다. 그리고 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성 인식시스템을 구현하기 위해 무선통신을 위한 안테나와 상기 안테나에서 송·수신된 신호를 증폭하는 증폭기 및 신호의 노이즈제거, 필터링, 변조 및 복조 기능의 디지털신호처리를 위한 무선칩 및 마스크 착용자의 위치측정을 위한 위성항법장치를 구비해서 상기 회로기판에 연결돼 마스크와 무선네트워크로 연결할 수 있는 모든 무선장치와 통신함으로써, 착용자에게 편리하고 스마트한 "마스크폰"으로 인식될 것이다.
이를 위하여 본 발명은 반도체가 내장된 마스크에 있어서, 상기 공기정화장치, 상기 온도센서, 상기 음성입·출력장치, 상기 녹음장치, 상기 조명장치를 제어하기 위한 마이크로프로세서와 디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩 및 데이터저장을 위한 메모리칩을 구비하고, 상기 장치를 제어하기 위한 스위치와 데이터 입·출력과 전원공급을 위한 입·출력포트 및 전원공급을 위한 배터리를 구비해서 회로기판에 접지되고 연결된다. 그리고 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성 인식시스템을 구현하기 위해 무선통신을 위한 안테나와 상기 안테나에서 송·수신된 신호를 증폭하는 증폭기 및 신호의 노이즈제거, 필터링, 변조 및 복조 기능의 디지털신호처리를 위한 무선칩 및 마스크 착용자의 위치측정을 위한 위성항법장치를 구비해서 상기 회로기판에 연결돼 마스크와 무선네트워크로 연결할 수 있는 모든 무선장치와 통신함으로써, 착용자에게 편리하고 스마트한 "마스크폰"으로 인식될 것이다.
Description
본 발명은 반도체가 내장된 마스크에 관한 것으로, 공기 중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스를 차단하기 위해 사람의 안면에 착용하는 마스크에 반도체를 내장(Embedded)함으로써, 마스크 착용자의 코와 입으로 깨끗한 공기를 공급하기 위한 공기정화장치와 체온을 측정해서 유해바이러스 감염 여·부에 따른 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크하기 위한 온도센서를 구비하고, 음성을 입·출력하기 위한 음성입·출력장치와 주변의 소리와 영상을 저장하기 위한 녹음장치, 야간조명 기능의 조명장치를 구비해서 반도체에 연결돼 제어된다.
또한, 상기 음성입·출력장치와 상기 녹음장치는 무선이동통신시스템(WMCS)과 위성위치측정시스템(GNSS) 및 음성인식시스템(VRS)의 구현이 가능한 반도체를 내장함으로써, 서버에 무선네트워크로 연결이 가능한 자동차, 냉장고, 냉·난방기기, TV, PC, 엘리베이터, 자동문 등의 무선장치(IoT)를 음성으로 제어하고, 상기 온도센서에서 측정된 체온데이터 및 이동경로를 서버에 저장해서 관리하며, 상기 녹음장치로 촬영된 영상을 서버에 저장해서 재생이 가능하고, 음성인식서비스와 위치기반서비스(LBS)를 통해 음성으로 서버에 묻고 음성으로 서비스를 제공받을 수 있으며, 서로 다른 언어로 대화 또는 통화 시 번역된 언어로 이어폰과 스피커를 통해 양방향으로 음성을 출력해서 실시간의 통역이 가능해서 마스크 대 마스크의 통신, 마스크 대 서버와의 통신, 마스크 대 다자간의 통신서비스, 마스크 대 무선장치제어서비스가 가능한 반도체가 내장된 마스크에 관한 것이다.
현재의 마스크는 천, 종이, 필터의 재질로 사람이 호흡할 때 답답함을 느끼지 않아야 하기 때문에 미세하고 촘촘하게 제작이 불가능해서 공기 중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스를 완벽히 차단하기가 어렵고, 마스크를 착용한 채로 말을 할 경우 상대방에게 불명확한 음성을 전달할 수 있으며, 사람의 코와 입을 통한 분비물과 먼지, 세균으로 인해 이물질이 묻은 마스크를 장기간 사용이 어려워 일회용 마스크를 수시로 구매를 해야 하는 번거로움이 있으며, 경제적 효율성도 떨어진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점과 장치제어 및 무선통신을 위해 발명된 것으로, 마스크를 착용시 답답함을 느끼지 않으면서 먼지, 세균, 바이러스 등의 유해물질을 완벽히 차단하기 위한 공기정화장치를 구비하고, 마스크 착용자의 체온을 측정해서 유해바이러스 전염으로 인한 고열 및 저체온의 건강상태를 상태표시 LED로 확인해서 유동인구가 많은 건물, 매장, 관공서, 공항 등의 출입시 제한하거나, 또는 관리자 서버에 측정된 체온데이터를 무선으로 전송해서 실시간의 이동경로와 건강상태를 체크하기 위한 온도센서를 구비하고, 대화 상대방에게 정확한 음성전달과 이동 중 마스크 대 마스크의 통신, 마스크 대 서버와의 통신, 마스크 대 다자간의 통신, 마스크 대 무선장치제어의 무선이동통신서비스와 위치기반서비스 및 음성인식서비스를 제공하기 위한 음성입·출력장치를 구비하며, 주변의 소리와 영상을 저장해서 실시간의 사고와 범죄 및 재난처럼 응급상황에 대처하거나, 또는 중요한 회의, 강의 등을 저장해서 중요한 순간을 재생하기 위한 녹음장치 및 야간조명 기능의 조명장치를 구비한다.
따라서, 상기 음성입·출력장치 및 상기 녹음장치에 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템의 구현이 가능한 반도체를 내장함으로써, 무선네트워크로 연결된 서버에 전송 및 저장하고 위치기반서비스와 이동통신서비스 및 음성인식서비스가 가능할 것이다.
본 발명의 그밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규 한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 반도체가 내장된 마스크에 있어서, 상기 공기정화장치, 상기 온도센서, 상기 음성입·출력장치, 상기 녹음장치, 상기 조명장치를 제어하기 위한 마이크로프로세서와 디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩(DSP) 및 데이터 저장을 위한 메모리칩(Memory Chip)을 구비하고, 상기 장치를 제어하기 위한 스위치와 데이터 입·출력과 전원공급을 위한 입·출력포트 및 전원공급을 위한 배터리를 구비해서 회로기판에 접지되고 연결돼서 본 발명의 반도체가 내장된 마스크에 장치된다.
상기 공기정화장치는 마스크 내·외부 공기의 흡입 및 배출 시 공기 중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스를 차단하기 위한 필터와 마스크 외부공기를 흡입하기 위한 팬 그리고 공기 흡입량을 조절하기 위해 상기 팬의 회전속도 제어 및 전원의 온·오프를 위한 스위치와 상태표시 LED를 구비해서 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 배터리에 연결돼 제어 및 전원을 공급하고, 마스크의 내부 공기 배출시 이물질, 세균을 걸러주는 용도의 배출필터를 포함한다.
상기 온도센서는 마스크 착용자의 체온을 측정해서 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결돼 측정 및 저장하고 체온이 제한된 측정값이 나온 경우를 표시하기 위한 상태표시 LED를 포함한다.
상기 음성입·출력장치는 마스크 착용자의 음성입력을 위한 마이크로폰과 신호를 증폭하기 위한 증폭기 및 음성출력을 위한 스피커를 구비해서 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결돼 착용자의 음성을 입·출력 및 저장하고, 무선통신시 상대방의 음성 또는 음악을 청취하기 위한 유·무선으로 연결된 이어폰을 포함한다.
상기 조명장치는 LED와 온·오프스위치를 구비해서 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩에 연결돼 제어된다.
상기 녹음장치는 마스크의 외부 소리를 녹음하기 위한 마이크로폰과 신호를 증폭하는 증폭기 및 영상촬영을 위한 카메라렌즈를 구비해서 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결돼 제어 및 데이터를 저장한다.
상기 카메라렌즈는 렌즈를 통해 들어온 빛을 디지털신호로 변환해서 이미지데이터로 처리하기 위한 이미지센서(Image Sensor)를 포함한다.
상기 디지털신호처리칩은 무선통신을 위한 안테나와 상기 안테나에서 송·수신된 신호를 증폭하는 증폭기 및 신호의 노이즈제거, 필터링, 변조(Modulation) 및 복조(Demodulation) 기능의 디지털신호처리를 위한 무선칩(Wireless Chip)을 포함하고, 다중의 무선신호처리를 위한 무선칩셋과 마스크 착용자의 위치측정을 위한 위성항법장치(GPS)를 포함한다.
상기 메모리칩은 사용자통신인증, 통신보안, 통신약정, 로밍처럼 무선이동통신 가입자의 데이터를 담고 있는 유심카드(USIM card)와 응용프로그램의 구동을 위한 어플리케이션프로세서(AP)를 포함하고, 마이크로SD카드처럼의 외부저장장치와 상기 유심카드의 입·출력을 위한 입·출력포트(I/O Port) 및 상태표시LED를 포함한다.
상기 배터리는 자기유도방식의 무선충전을 포함한다.
그리고 상기 음성입·출력장치 및 상기 녹음장치는 데이터의 입·출력과 배터리 충전을 위한 입·출력포트와 상태표시 LED 및 상기 입·출력포트에 유선으로 연결된 디스플레이(Display)를 포함하고, 전원의 온·오프와 무선연결을 위한 스위치 및 상태표시 LED를 포함하며, 상기 온도센서 및 상기 이어폰을 유선으로 연결하기 위한 입·출력포트를 포함한다.
또한, 상기 마이크로프로세서는 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템을 한 개의 반도체에 집적(IC)한 시스템온칩(SoC)을 포함함으로써, 마스크 착용자는 이동 중에 무선이동통신서비스와 음성인식서비스 및 위치기반서비스를 제공받을 수 있는 특징이 있다.
본 발명은 마스크에 반도체를 내장함으로써, 마스크 착용시 공기정화장치로 깨끗한 공기로 호흡해서 건강에 도움을 줄 수 있으며, 온도센서로 착용자의 체온을 측정해서 유해바이러스 전염으로 인한 건강상태를 상태표시 LED로 확인이 가능함으로써, 유동인구가 많은 건물, 매장, 관공서, 공항 등의 출입시 제한하거나, 관리자 서버에 측정된 체온데이터 및 이동경로를 무선으로 전송해서 실시간의 체크가 가능하며, 음성입·출력장치로 명확한 발음을 상대에게 전달하고, 야간 촬영의 경우 조명장치로 영상에 도움이 가능하고, 주변의 소리와 영상을 녹음장치로 저장해서 실시간으로 응급상황에 대처할 수 있으며, 중요한 회의, 강의, 통화내용을 불필요한 저장장치들을 따로 설치할 필요 없이 마스크 착용만으로도 간단하고 자연스럽게 저장해서 중요한 순간을 재생할 수 있다.
그리고 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템의 구현으로 마스크 대 마스크의 통신, 마스크 대 다자간의 통신, 마스크 대 서버와의 통신, 마스크 대 무선장치와의 통신이 가능해서 마스크와 무선네트워크로 연결을 할 수 있는 모든 무선장치와 통신함으로써, 착용자에게 편리하고 스마트한 "마스크폰"으로 인식될 것이다.
또한, 음성인식시스템은 현재 구글, 아마존, 애플, 네이버 등의 대형개발사에서 음성인식이 가능한 무선이어폰, AI스피커처럼의 무선장치와 스마트폰의 앱(App)을 통해 무선네트워크로 연결된 무선장치의 음성제어 또는 실시간의 통역이 가능하다. 그러나 마스크를 착용한 상태에서는 무선장치에 정확한 발음전달이 어렵고 마스크를 벗었다 썼다를 반복해야 하고 실외에서는 바람소리, 자동차소음 등으로 인해서 부정확한 음성인식전달로 시스템오류가 날 수 있으며, 대화의 당사자가 똑같은 개발사의 앱 및 무선장치를 사용했을 때만 음성통역이 가능하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 반도체에 개발사의 음성인식시스템을 내장해서 상기의 단점을 보완한다면 서로 다른 음성언어를 동시번역해서 스피커 또는 이어폰으로 출력함으로써, 실시간의 통역이 가능하고 무선네트워크로 연결된 무선장치의 음성제어가 가능한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 구조도.
도 2는 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 장치구조도.
도 3은 본 발명의 반도체가 내장된 마스크를 착용상태의 사시도.
도 2는 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 장치구조도.
도 3은 본 발명의 반도체가 내장된 마스크를 착용상태의 사시도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하, 첨부된 도면을 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는, 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, '간접적으로 연결' 되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 구조도로서, [A]와 [B]에서처럼, 본 발명의 반도체가 내장된 마스크(a)가 사람의 얼굴에 착용된 상태의 앞면도로써, 먼저, 마스크(a)는 고무, 실리콘처럼 유연하고 얼굴피부에 자극을 주지 않는 부드러운 재질로서 테두리부분에 접지부(a4)를 착용자의 안면윤곽에 맞게 조절해서 얼굴 피부에 밀착하며, 피부밀착으로 내·외부 공기가 차단되기 때문에 외부 공기의 유입은 공기정화장치(c)와 배출필터(d)를 통해서 순환 및 정화된다.
공기정화장치(c)는 원통내부(c3)로 외부공기를 흡입하기 위한 팬(c1)을 밑으로 먼저 삽입하고, 공기 유입시 먼지, 세균, 바이러스를 걸러내기 위한 필터(c4)를 나중에 삽입해서 장치한다.
배출필터(d)는 내부 공기 배출시 이물질, 세균을 걸러주는 필터로써, 오염시 교체가 가능하며 수홀더(d1)부분을 마스크(a)의 암홀더(d2)에 끼워서 고정한다.
그리고 필터(c4) 오염시 교체할 때 원통내부(c3)에서 쉽게 빼기 위한 손톱크기의 작은 홈(c9)이 있으며, 필터(c4)의 테두리부분에는 원통내부(c3)의 팬(c1)모터에 연결된 전선(c6)을 밑으로 빼기 위한 전선홈(c5)이 있다.
전선(c6)은 팬(c1)모터에 접지되고 회전속도 및 온·오프를 제어하기 위한 스위치(c7) 내부의 회로기판에 접지돼서 마이크로프로세서와 디지털신호처리칩 및 증폭기에 연결돼 제어되며 상태표시 LED(c14)로 표시된다.
팬(c1)은 전원공급을 위해 배터리(c8)에 연결되고 고장시 원통내부(c3)에서 탈착해서 교체 및 수리가 가능하다.
공기정화장치(c)를 마스크(a)에서 탈·부착하기 위해 공기정화장치(c)의 나선형으로 처리된 윗부분(c2)을 마스크(a) 밑에 있는 암홀더(a5)에 삽입하고 나선형의 홀더(a1)에 원형으로 돌려서 조이면 공기정화장치(c)가 마스크(a)에 고정된다.
음성입·출력 및 녹음장치(b)를 마스크(a)에서 탈·부착하기 위해 나선형의 암홀더(a3)에 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 테두리부분에 나선형의 수홀더(b5)를 맞추고 원형으로 돌려서 조이면 음성입·출력 및 녹음장치(b)가 마스크(a)에 고정된다.
또한, 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 [앞면]에는 영상촬영을 위한 카메라렌즈(b2), 야간조명을 위한 LED조명(b11), 외부소리의 녹음을 위한 마이크로폰구멍(b7), 착용자의 음성출력을 위한 스피커구멍(b3)이 구비되고, 착용자의 음성입·출력과 주변의 소리 및 영상녹음 그리고 무선연결을 온·오프하는 스위치(b6) 및 상태표시 LED(b18)가 구비되며, [뒷면]에는 착용자의 음성입력을 위한 마이크로폰구멍(b4)과 내부장치를 보호하는 앞면 및 뒷면 케이스를 부착해서 고정하기 위한 나사구멍(b23)이 구비된다.
그리고 [C]와 [D]에서처럼, 마스크(a)의 접지부(a4)가 안면윤곽에 밀착되어 귀거치대(a2)에 연결돼 마스크(a)를 얼굴에 고정하고 공기정화장치(c)와 음성입·출력 및 녹음장치(b)는 마스크(a)에 서로 접지(a3+b5, a1+c2)돼 고정한다.
음성입·출력 및 녹음장치(b)의 [측면]에는 LED조명(b11)을 온·오프하는 스위치(b12), 외부저장장치 및 유심카드의 입·출력을 위한 입·출력포트(b9) 및 상태표시 LED(b15), 이어폰(b14) 및 온도센서(b16)와 유선(b13)으로 연결하기 위한 입·출력포트(b10), 데이터전송과 배터리 충전을 위한 입·출력포트(b8) 및 상태표시 LED(b15), 무선통신을 위한 안테나(b1)가 구비된다.
이어폰(b14)은 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 스위치(b6)로 무선전원을 켜고 스마트폰, mp3, AI스피커처럼, 무선으로 연결이 가능한 무선장치와 무선연결해서 음악을 청취하거나, 또는 마스크(a) 대 마스크(a)의 무선이동통신시 통화상대방의 음성을 듣기위한 장치이며, 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템의 구현으로 마스크(a) 대 시스템서버와의 통신시 시스템서버에서 송신하는 음성서비스를 듣기위한 장치이다.
온도센서(b16)는 마스크(a) 착용자의 귓속 또는 안면체온을 측정해서 디지털신호로 변환하는 장치로써, 측정값은 유선(b13)으로 연결된 입·출력포트(b10)를 통해 마이크로프로세서에 연결돼 제어 및 서버에 무선전송하고 유해바이러스의 감염에 따른 고열 또는 저체온 증상의 제한된 측정값이 나온 경우를 눈으로 확인하기 위한 상태표시 LED(b17)를 제어함으로써, 착용자의 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크할 수 있다.
또한, 공기정화장치(c), 배출필터(d), 음성입·출력 및 녹음장치(b)는 사람의 코와 입에서 떨어져 있으며, 그 공간으로 공기정화장치(c)와 배출필터(d)를 통해 정화된 공기가 유입돼 깨끗한 공기로 호흡이 가능하고, 착용자의 음성입·출력과 주변의 소리 및 영상녹음이 가능하고 무선통신이 가능하다.
그리고 마스크(a)에서 각각 분리가 가능함으로써, 고장 또는 오염시 교체·수리·세정이 가능한 특징이 있다.
도 2는 본 발명의 반도체가 내장된 마스크의 장치구조도로서, [A]에서처럼, 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 [뒷면]과 [앞면]의 결합은 먼저, [앞면]의 안쪽에 회로기판(b20)을 삽입하고 [뒷면]의 테두리부분(b22)을 [앞면]의 안쪽에 맞춰서 끼우고 나사구멍(b23)에 나사를 끼우고 회로기판(b20)의 테두리에 고정나사가 통과하는 나사홈(b19)에 끼워서 [앞면]의 안쪽에 있는 나사홀더(b33)에 조여서 결합한다.
안테나(b1)는 [앞면]케이스의 안테나구멍(b32)에 나선형의 안테나단자(b31)를 끼우고 원형으로 조여서 [앞면]케이스에 고정하면 회로기판(b20)의 안테나단자와 증폭기 및 무선칩에 연결돼 무선을 송·수신한다.
그리고 [뒷면]의 안쪽에는 자기유도방식의 무선충전을 위한 수신부코일(b24)이 집적돼서 전원단자(b21)와 도선으로 연결돼 구비되고, 무선충전 중에 발생하는 자기장을 차단하는 차폐막(b26)이 수신부코일(b24)에 접지돼 구비되며, 마스크(a) 착용자의 음성입력을 위한 마이크로폰구멍(b4)이 구비된다.
[뒷면]을 무선충전패드에 접촉시 내부의 수신부코일(b24)에서 발생된 유도전류는 전원단자(b21)를 통해 회로기판(b20)의 전원단자와 마이크로프로세서 및 상태표시 LED(b15)에 연결돼 배터리의 충전상태를 제어함으로써, 무선충전이 가능하다.
또한, 수신부코일(b24)에 NFC칩을 연결해서 10Cm이하의 근거리 무선통신(NFC)도 가능한 특징이 있다.
도1과 도2에서처럼, 회로기판(b20)에는 제어 목적의 마이크로프로세서, 디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩, 데이터 저장을 위한 메모리칩, 전원공급을 위한 배터리, 무선연결과 음성입·출력 및 녹음장치(b)를 제어하기 위한 스위치(b6)단자 및 상태표시 LED(b18), 무선통신을 위한 무선칩 및 상태표시 LED(b25), 위치측정을 위한 위성항법장치(GPS), 신호증폭을 위한 증폭기, 전원단자(b21) 및 안테나단자(b31)에 연결된 전원단자 및 안테나단자, 카메라렌즈(b2)에 연결된 이미지센서, 이어폰(b14) 및 온도센서(b16)를 유선(b13)으로 연결하기 위한 입·출력포트(b10), 야간조명을 위한 LED(b11) 및 온·오프 스위치(b12)단자, 외부저장장치 및 유심카드의 입·출력을 위한 입·출력포트(b9) 및 상태표시 LED(b15), 데이터입·출력 및 배터리 충전을 위한 입·출력포트(b8) 및 상태표시 LED(b15), 착용자의 음성과 주변의 소리입력을 위한 마이크로폰 및 음성출력을 위한 스피커를 구비해서 회로기판(b20)에 접지되고 서로 연결돼 제어된다.
입·출력포트(b8)에 가방속의 보조배터리를 유선으로 연결해서 이동 중에도 상기 배터리 충전이 가능하고 상태표시 LED(b15)로 충전상태를 체크한다.
그리고 스위치(b6)작동의 예를 들면, 한번 누르면 전원이 켜지면서 음성입·출력이 가능하고, 두 번 누르면 주변의 소리와 영상녹음이 가능하며, 세 번을 연속해서 누르면 무선연결이 되고 한번을 길게 누르면 전원이 꺼지고 상태표시 LED(b18, b25)로 각각의 상태를 표시한다.
또한, 마스크(a)의 무선전원을 켜면 상기 마이크로프로세서의 제어로 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템이 실행돼서 착용자의 위치를 기반으로 근처의 주유소, 커피??, 건물 등을 마스크(a) 착용자의 음성으로 시스템서버에 묻고 상기 스피커 및 이어폰(b14)을 통해 안내음성서비스를 제공받을 수 있는 특징이 있다.
[B]에서처럼, 팬(c1)의 날개(c11)에 손가락과 이물질 방지를 위한 안전망(c10)이 윗부분에 접지되며, 전선(c6)은 필터(c4)의 전선홈(c5)에 끼우고 공기정화장치(c)의 원통 밑으로 빼서 스위치(c7)와 배터리(c8)에 연결돼 모터(c12)를 제어한다.
또한, [C]에서처럼, 온도센서(b16)는 케이스 내부의 회로기판에 제어 목적의 마이크로프로세서, 디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩, 전원공급을 위한 배터리, 자기유도방식의 무선충전을 위한 수신부코일, 감지(sensing)부(b29), 상태표시 LED(b17)가 접지돼 서로 연결돼 있으며, 감지부(b29)에서 측정된 마스크(a) 착용자의 체온이 바이러스감염으로 인한 고열 또는 저체온의 제한된 측정값이 나온 경우 상태표시 LED(b17)로 표시함으로써, 음성입·출력 및 녹음장치(b)에 연결하지 않고, 마스크(a)에 직접장치해서 착용자의 건강상태를 눈으로 체크가 가능한 특징이 있다.
그리고 온도센서(b16)는 U자형의 홈이 있는 고정홀더(b30)부분을 마스크(a)의 온도센서(b16) 구멍(b28)에 끼우고 원형의 고정링(b27)을 고정홀더(b30)에 끼우면 온도센서(b16)가 마스크(a)에 고정된다.
따라서, 온도센서(b16)처럼, 공기정화장치(c)와 음성입·출력 및 녹음장치(b)는 제작단가, 사용목적을 고려해서 마스크(a)에 각각 따로 장치가 가능한 특징이 있다.
도 3은 본 발명의 반도체가 내장된 마스크를 착용상태의 사시도로서. 마스크(a)의 유연한 접지부(a4)를 착용자의 안면윤곽에 맞춰서 밀착하고 귀거치대(a2)를 귀에 고정하면 마스크(a)가 안면에 착용돼서 공기정화장치(c) 및 배출필터(d)로 깨끗한 공기로 호흡이 가능하고, 온도센서(b16)로 착용자의 바이러스 감염 여·부로 인한 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크가 가능하며, 이어폰(b14)과 음성입·출력 및 녹음장치(b)로 양방향의 음성대화 또는 음성통화와 소리 및 영상을 녹음하고, 이동 중의 무선통신으로 마스크(a) 대 마스크(a)의 통신, 마스크(a) 대 시스템서버와의 통신, 마스크(a) 대 다자간의 통신, 마스크(a) 대 무선장치와의 통신이 가능함으로써, 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템의 구현이 가능한 특징이 있다.
따라서, 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 상기 마이크로프로세서에 내장된 시스템을 구현하기 위해 먼저, 마스크(a)의 무선통신에 따른 데이터사용과 무선기지국 및 위성항법장치를 이용함으로서 발생하는 통신요금, 통신 약정, 통신보안, 법적권한의 관계로 착용자가 이동통신사를 방문해서 통신약정을 작성하고 마스크(a)의 이동통신번호와 가입자통신정보를 저장한 유심카드를 수취해서 상기 유심카드를 입·출력포트(b9)에 삽입하고 스위치(b6)로 무선전원을 켜면 상태표시 LED(b25)로 무선연결 유·무가 표시됨으로써, 마스크(a) 대 마스크(a)의 통신 또는 마스크(a) 대 스마트폰처럼의 무선장치와의 통신이 가능해서 착용자의 음성으로 통화하려는 상대방의 마스크(a) 또는 스마트폰의 이동통신번호를 말하고 "통화"라는 명령어가 입력되면 통화연결음이 들리면서 연결되면 상대방은 스마트폰을 받거나, 또는 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 상기 스피커 및 이어폰(b14)을 통해 전화가 온 것을 소리로 인지해서 음성으로 "연결"이라는 명령어가 입력되면 양방향의 통화가 이뤄지고, "종료"라는 명령어를 입력하면 통화가 종료되며, 통화내용 및 촬영영상은 상기 메모리칩 또는 입·출력포트(b9)에 삽입된 외부저장장치에 저장된다.
그리고 추가적인 시스템서비스를 이용하기 위해 마스크(a) 착용자의 스마트폰, 테블릿PC, 노트북에서 마스크(a) 전용으로 제작된 응용프로그램(App)을 소프트웨어 오픈마켓에서 다운로드해서 실행하거나, 또는 PC전용의 드라이버를 CD 및 홈페이지에서 다운로드하고 실행해서 사용자ID, 이름, 생년월일, 마스크(a)의 이동통신번호, 서비스이용약관동의, 보안비밀번호설정처럼 사용자인증을 설정·등록 후 저장하고 로그인해서 음성제어가 가능한 무선장치(Slave Device)를 검색 및 설정, 착용자 지인의 이동통신번호와 이름등록, 착용자의 통화내용의 음성기록과 카메라렌즈(b2)로 촬영된 영상의 저장 공간 및 용량설정, 마스크(a) 대 다자간의 통신서비스를 위한 음성채팅방생성 및 보안비밀번호설정, 차량운전시 음성으로 길안내를 받기위한 차량내비게이션설정, 통화연결시 착용자가 선호하는 음악 또는 본인의 음성메시지를 상기 스피커 및 이어폰(b14)으로 출력하기 위한 통화연결음설정, 상기 스피커 및 이어폰(b14)의 출력음량 및 전원모드설정, 사용언어 및 지역설정, 통역할 언어 및 음성입·출력장치(Master Device)설정에서 마스크(a) 또는 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 시리얼번호(Serial Number)를 입력해서 등록 및 완료하거나, 또는 PC의 외부장치 입·출력포트와 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 입·출력포트(b8)를 유선으로 연결해서 데이터를 저장 및 완료한다.
또한, 완료 후 음성입·출력 및 녹음장치(b)의 스위치(b6)로 무선전원을 켜고 상태표시 LED(b25)로 무선연결이 확인되면 마스크(a) 착용자의 음성으로 "길동아(시스템명)! 통역할께"라는 명령어가 상기 마이크로폰으로 입력되면 음성신호를 증폭해서 상기 무선칩과 상기 안테나를 통해 시스템서버로 전송되고 시스템서버는 입력된 착용자의 음성신호를 인지해서 "네, 영어로 통역하겠습니다!"라는 음성메시지를 상기 스피커 또는 이어폰(b14)을 통해 응답함으로써, 미리 설정된 언어로 실시간으로 번역해서 데이터를 시스템음성으로 출력하거나, 또는 마스크(a) 대 마스크(a)의 무선이동통신시 통화상대의 음성입·출력 및 녹음장치(b)에 연결된 이어폰(b14) 또는 상기 스피커를 통해 번역된 시스템음성을 출력해서 실시간의 통역이 가능하고, "길동아! 엄마랑 통화할께"라는 명령어가 입력되면 시스템서버는 "네, 연결 중입니다"로 응답하고 미리 등록된 이동통신번호로 연결해서 음성통화가 가능하며, "길동아! 가까운 000커피숍 찾아줘"라는 명령어가 입력되면 시스템서버는 "네, 잠시만 기다려 주세요"로 응답하고 마스크(a) 착용자의 위치를 기반으로 가장 가까운 곳을 검색해서 "000역 3번 출구에서 북쪽으로 50m거리에 있습니다"라는 음성메시지를 상기 스피커 또는 이어폰(b14)을 통해 출력해서 실시간의 무선이동통신서비스와 음성인식서비스 및 위치기반서비스의 제공이 가능한 특징이 있다.
상기처럼, 무선이동통신서비스와 음성인식서비스 및 위치기반서비스를 구현함으로써, 무선연결이 가능한 자동차, 냉장고, 냉·난방기기, TV, PC, 엘리베이터, 자동문 등의 무선장치를 음성으로 제어가 가능하고, 음성채팅방의 보안비밀번호를 공유하는 사람들이 마스크(a)를 착용하고 비대면의 회의, 토론, 업무지시, 강의처럼의 마스크(a) 대 다자간의 통신서비스가 가능하며, 착용자의 위치를 기반으로 택시, 대리운전, 공유차량, 렉카, 차량내비게이션처럼의 차량서비스 및 경찰, 응급차, 재난, 범죄처럼의 응급서비스를 제공받을 수 있으며, 카메라렌즈(b2)로 촬영된 영상을 저장해서 중요한 순간을 재생할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 시스템의 설정 및 등록은 로그인해서 재설정·등록이 가능하고, 음성 입·출력 및 녹음장치(b)의 카메라렌즈(b2)로 촬영된 영상을 실시간으로 확인하기 위해 마스크(a) 착용자 또는 시스템의 보안비밀번호를 공유하는 제3자의 스마트폰에 저장된 마스크(a) 전용의 앱 또는 PC에 저장된 마스크(a) 전용의 드라이버를 실행하고 로그인해서 실시간으로 촬영영상의 확인이 가능한 특징이 있다.
이처럼, 상기 시스템은 마스크(a) 착용자의 위치를 기반으로 지역정보, 날씨정보, 미세먼지정보처럼 개발이 가능한 음성서비스의 종류가 무궁무진함으로써, 마스크(a) 착용자는 더 편리하고 스마트한 시스템서비스를 제공받을 수 있을 것이다.
Claims (2)
- 반도체가 내장된 마스크에 있어서,
마스크 착용자의 코와 입으로 깨끗한 공기를 공급하기 위한 공기정화장치;
체온을 측정하는 온도센서;
음성을 입·출력하기 위한 음성입·출력장치;
주변의 소리 저장하고, 카메라 렌즈를 통해 주변 영상을 저장하는 녹음장치;
야간조명 기능을 갖는 조명장치;
상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 유해바이러스 감염 여·부에 따른 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크하고, 상기 공기정화장치와 상기 녹음장치와 상기 음성입·출력장치와 상기 조명장치를 제어하기 위한 마이크로프로세서;
디지털신호처리를 위한 디지털신호처리칩과, 데이터 저장을 위한 메모리칩과, 전원공급을 위한 배터리; 및
상태표시 디스플레이;를 포함하고,
상기 공기정화장치는, 마스크 내·외부 공기의 흡입 및 배출시 공기 중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스를 차단하기 위한 필터와, 마스크 외부공기를 흡입하기 위한 팬을 갖고, 상기 마이크로프로세서는 상기 팬의 회전속도를 제어하여 공기 흡입량을 조절하고,
상기 온도센서는, 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결되어 착용자의 체온을 측정해서 저장되며, 체온이 설정된 범위를 벗어난 경우 상기 디스플레이에 표시되고,
상기 음성입·출력장치는, 착용자의 음성입력을 위한 마이크로폰과, 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 및 음성출력을 위한 스피커를 구비하여, 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결되어 음성을 입·출력 및 저장하고, 무선통신시 상대방의 음성 또는 음악을 청취하기 위해 유·무선으로 연결된 이어폰을 포함하며,
상기 녹음장치는, 마스크의 외부 소리를 녹음하기 위한 마이크로폰과 신호를 증폭하는 증폭기를 구비하여, 상기 마이크로프로세서와 상기 디지털신호처리칩 및 상기 메모리칩에 연결되어 제어 및 데이터를 저장하고, 상기 카메라 렌즈는 렌즈를 통해 들어온 빛을 디지털신호로 변환해서 이미지데이터로 처리하기 위한 이미지센서를 포함하며,
상기 디지털신호처리칩은, 무선통신을 위한 안테나와 상기 안테나에서 송·수신된 무선신호를 증폭하는 증폭기, 및 무선신호의 노이즈제거, 필터링, 변조 및 복조기능의 디지털신호처리를 위한 무선칩을 포함하고, 다중의 무선신호처리를 위한 무선칩셋과 위치측정을 위한 위성항법장치를 포함하고,
상기 메모리칩은, 무선이동통신 가입자의 데이터를 저장한 유심카드와 응용프로그램의 구동을 위한 어플리케이션프로세서를 포함하고, 서버와 상기 유심카드의 입·출력을 위한 입·출력포트를 포함하며,
상기 배터리는, 자기유도방식의 무선충전을 위한 수신부코일과 전원단자 및 자기장 차단을 위한 차폐막을 포함하고, 상기 수신부코일에 연결된 10Cm이하의 근거리 무선통신이 가능한 NFC칩을 포함하고,
상기 음성입·출력장치 및 상기 녹음장치는, 서버와 연결되는 무선이동통신시스템(WMCS)과 위성위치측정시스템(GNSS) 및 음성인식시스템(VRS)의 구현이 가능한 반도체를 내장하여, 상기 온도센서에서 측정된 체온데이터 및 이동경로를 서버에 저장하여 관리하며,
마스크 대 서버 간의 무선통신시, 서버에 무선네트워크로 연결가능한 무선장치(IoT)를 착용자가 음성으로 제어하고, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상은 상기 서버에 저장하여 재생이 가능하고, 착용자의 위치를 기반으로한 데이터를 전송받을 수 있고, 음성인식서비스와 위치기반서비스를 통해 음성으로 서버에 묻고 음성으로 서비스를 제공받으며,
상기 무선이동통신시스템을 통해 상대방과 양방향 통신이 가능하고 양방향 통신시 대화 또는 통화시 번역된 언어로 이어폰과 스피커를 통해 출력되고,
상기 마스크의 무선전원을 켜면 상기 마이크로프로세서의 제어로 무선이동통신시스템과 위성위치측정시스템 및 음성인식시스템이 실행돼서 착용자의 위치를 기반으로 원하는 목적지정보를 마스크 착용자의 음성으로 서버에 묻고 상기 스피커 및 이어폰을 통해 안내음성서비스를 제공받을 수 있고,
상기 온도센서로 착용자의 바이러스 감염 여·부로 인한 건강상태 및 이동경로를 실시간으로 체크가 가능하며, 이어폰과 음성입·출력 및 녹음장치로 양방향의 음성대화 또는 음성통화와 소리 및 영상을 녹음하고, 이동 중의 무선통신으로 마스크 대 마스크의 통신, 마스크 대 서버와의 통신, 마스크 대 다자간의 통신, 마스크 대 무선장치와의 통신이 가능하고,
무선이동통신서비스와 음성인식서비스 및 위치기반서비스를 구현함으로써, 무선연결이 가능한 무선장치를 음성으로 제어가 가능하고, 음성채팅방의 보안비밀번호를 공유하는 사람들이 마스크를 착용하고 비대면의 마스크 대 다자 간의 통신서비스가 가능하며, 착용자의 위치를 기반으로 택시, 대리운전, 공유차량, 렉카, 차량내비게이션의 차량서비스 및 경찰, 응급차, 재난의 응급서비스를 제공받을 수 있고, 카메라렌즈로 촬영된 영상을 저장해서 지정된 순간을 재생할 수 있으며,
또한 마스크 착용자의 위치를 기반으로 지역정보, 날씨정보, 미세먼지정보를 음성서비스로 제공받을 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체가 내장된 마스크.
- 삭제
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