KR101361714B1 - 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치에 있어서, 특히 조명램프 설치용 패널에 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 마이크로웨이브 모션센서의 고주파 발진이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치에 관한 것으로,
본 발명은 원통형 또는 다각형통 형태로 이루어지는 조명등 케이스(10)와; 상기 조명등 케이스(10)의 내부에 삽입설치되고, 원형패널 또는 사각패널 또는 다각형 패널 형태로 이루어지며, 표면에 조명램프를 일정간격으로 설치하여 이루어지고, 다수개의 구멍(21)을 형성하여 이루어지는 조명램프 조립용 패널(20)과; 상기 조명램프 조립용 패널(20)의 후단에 설치되며, 도플러 원리(Doppler Principle)를 이용하여 보안 구역에서 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 물체의 존재를 감지하는 마이크로웨이브 센서모듈부(100)와; 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)로부터 전송된 미약한 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 이득을 조정하는 기능을 수행하는 중간처리부(200)와; 상기 중간처리부(200)로부터 신호를 출력받아 인체가 감지된 경우에 조명램프(400)를 점등시키도록 신호를 출력하는 제어부(300)와; 상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부에서 발생되는 온도를 체크하고, 상기 체크된 온도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 제어부가 온도가 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 온도센서(600)와; 상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부 습도를 체크하고, 상기 체크된 습도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 상기 제어부가 습도값이 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 습도센서(700) 및; 상기 중간처리부의 신호처리결과 이물질이 검출되면 제어부의 제어에 따라 동작되는 진동자(500, 500a)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

Description

마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치{A Lighting Unit Embaked Microwave Sensor}

본 발명은 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치에 관한 것으로, 특히 조명램프 설치용 패널에 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 마이크로웨이브 모션센서의 고주파 발진이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 조명기구에 사용하는 인체를 감지하는 센서는 인체에서 발생되는 적외선(6.5㎛-15㎛)을 검출하는 초전센서를 이용하여 비접촉식으로 감지하는 센서로서 센서의 감지 범위 이내에 들어오는 사람의 움직임을 원거리에서 감지한다. 이것은 일반적으로 온도나 압력 등 여러 종류의 물리량을 감지하여 검출하거나 판별 계측하여 감지한 정보를 정보 처리부에 해당하는 수단으로 전달하여 적절한 판단을 하고 이에 따른 기기의 작동이 이루어지도록 하는 정보 수집 역할을 한다.

이러한 센서로는 광센서나 초음파 센서 및 마이크로웨이브 모션센서 등이 있다.

광센서는 빛을 이용하여 대상을 검출하는 소자로, 이러한 광센서는 빛의 양, 물체의 움직임이나 빠르기 등을 알아내는 것으로 투광부에서 방사된 펄스 변조광이 검출거리가 검출영역에 들어감에 따라 수광소자에의 입사광이 증가(감소)하게 되고 이렇게 증가(감소)한 입사광의 정류신호레벨이 동작레벨에 도달하면 출력을 내어주는 것이 일반적이다.

한편, 초음파 센서는 인간의 귀로는 들을 수 없는 20KHz ~ 30KHz의 고주파 음을 이용하여 물체의 위치나 거리를 감지하는 센서로서, 두께 2um ~ 3um의 진동막에 전압을 가하면 초음파가 발생하고 물체에 부딪혀 반사되어 돌아오는 초음파를 다시 이 진동자에 의하여 감지하게 되면, 물체까지의 거리가 멀수록 반사하여 되돌아오기까지의 시간이 길어지기 때문에 물체까지의 거리를 알 수 있게 되는 것이다.

그러나 상기 광센서와 초음파 센서는 불투명한 물체나 가려진 상태로는 투과할 수 없기 때문에 외부로 돌출시켜야 하는 단점이 있어서, 센서를 내장시킬 필요가 있는 경우 비금속물체를 투과하여 고주파를 발산할 수 있는 마이크로웨이브 모션센서를 이용한다.

마이크로웨이브 모션센서 모듈 및 이를 이용한 대상물의 감지방법은 도플러 레이더 원리(doppler radar principle)를 이용하여 안테나 송신부와 안테나 수신부를 하나의 모듈내에 형성시키되, 국부신호 발생부를 통해 고주파를 발진시켜 이를 감지하고자 하는 대상물에 투여하여 대상물로부터 되돌아오는 에너지를 센서를 통해 감지 포착할 수 있도록 하고, 상기 포착되어 이격된 에너지의 파장과 송신 파장광의 혼합에 의해 센서는 저주파 전압을 산출하게 되며, 전기적으로 연결된 외부의 컨트롤부와 상기 컨트롤부 내에 내장된 소프트웨어와의 연결 작용에 의해 최종적으로 센서의 작동이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 상기 마이크로웨이브 모션센서는 소정의 케이스 내에 설치되어 고주파를 발진시켜 이를 감지하고자 하는 대상물에 투여하여 대상물로부터 되돌아오는 에너지를 센서를 통해 감지 포착하는데, 이렇게 할 수 있도록 케이스는 고주파를 원활하게 투과할 수 있는 구조를 이루어야 한다.

한편, 마이크로웨이브 모션센서는 비금속물체를 투과하여 센싱이 가능하기 때문에 조명기기의 내측 제어패널측에 삽입하여 용이하게 사용할 수 있는 잇점이 있으나, 제어패널이 금속성인 경우에는 마이크로웨이브 모션센서가 금속을 투과하지 못하기 때문에 사용하기 곤란한 문제가 있었다.

즉, 엘이디 조명램프에 장착되는 제어패널은 엘이디 램프에서 발생하는 열로부터 보호하기 위해서 금속물체를 적용하는 경우가 있는바, 상기와 같이 금속물체를 제어패널로 이용하게 되면 마이크로웨이브 모션센서가 금속을 투과하지 못하기 때문에 제어패널의 뒷면에 부착시켜서 사용할 수 없는 문제가 있는 것이다.

아울러, 제어패널에 마이크로웨이브 모션센서를 설치할 경우 제어패널에 먼지가 많이 달라붙게 되면 상기 제어패널을 통해 센싱할때 감도가 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 조명램프의 내부에 설치되는 조명램프 설치용 패널에 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 마이크로웨이브 모션센서의 고주파 발진이 이루어지도록 함으로서 조명등의 외부에 마이크로웨이브 모션센서가 돌출되지 않아 심미감을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 황사먼지와 같이 중금속 미세먼지가 포함된 이물질이 조명램프 설치용 패널에 달라붙으면 이를 감지하고, 감지후 진동자를 동작시켜 조명램프 설치용 패널에 부착되는 중금속 미세먼지를 털어내어 마이크로웨이브 모션센서를 이용한 인체감지에 지장이 없도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 원통형 또는 다각형통 형태로 이루어지는 조명등 케이스(10)와; 상기 조명등 케이스(10)의 내부에 삽입설치되고, 원형패널 또는 사각패널 또는 다각형 패널 형태로 이루어지며, 표면에 조명램프를 일정간격으로 설치하여 이루어지고, 다수개의 구멍(21)을 형성하여 이루어지는 조명램프 조립용 패널(20)과; 상기 조명램프 조립용 패널(20)의 후단에 설치되며, 도플러 원리(Doppler Principle)를 이용하여 보안 구역에서 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 물체의 존재를 감지하는 마이크로웨이브 센서모듈부(100)와; 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)로부터 전송된 미약한 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 이득을 조정하는 기능을 수행하는 중간처리부(200)와; 상기 중간처리부(200)로부터 신호를 출력받아 인체가 감지된 경우에 조명램프(400)를 점등시키도록 신호를 출력하는 제어부(300)와; 상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부에서 발생되는 온도를 체크하고, 상기 체크된 온도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 제어부가 온도가 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 온도센서(600)와; 상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부 습도를 체크하고, 상기 체크된 습도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 상기 제어부가 습도값이 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 습도센서(700) 및; 상기 중간처리부의 신호처리결과 이물질이 검출되면 제어부의 제어에 따라 동작되는 진동자(500, 500a)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는, 조명램프 조립용 패널의 후단에 설치되며, 마이크로파를 조명램프 조립용 패널을 통해 투과하여 사람의 움직임을 파악하기 위한 것으로, 고주파를 발생시키는 고주파발진부(110)와; 상기 발진된 고주파를 증폭시키는 증폭부(120)와; 상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나(130)와; 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)내에 일체로 형성되어 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나(140)와; 물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부(150)와; 이 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 중간대역의 주파수로 변환시켜 신호를 출력하는 중간주파수단(160)을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 중간 처리부(200)는, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)의 중간주파수단(160)에서 출력되는 신호강도에서 해당 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 기능을 수행하는 신호강도 필터링부(210)와; 상기 신호강도 필터링부(210)로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 기능을 수행하는 신호레벨 조정부(220)와; 상기 신호레벨 조정부(220)로부터 출력된 신호를 증폭하는 기능을 수행하는 미약신호 증폭부(230)와; 상기 미약신호 증폭부(230)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 신호변환부(240)와; 상기 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 기능을 수행하는 차단물 신호처리부(250)와; 상기 차단물 신호 처리부에 접속되어 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 하는 차단물 감도레벨 설정부(260)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 진동자(500)는, 하부기판(521)과, 외부 전원을 인가받기 위한 브러쉬(525)와, 자기장을 공급하기 위한 마그네트로 이루어지는 고정자(520)와; 상기 브러쉬와 전기적으로 연결되는 권선코일을 구비하여 상기 브러쉬로부터 권선코일로 전기를 공급받고, 상기 권선코일과 마그네트의 상호 작용에 의해서 샤프트(531)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되며 무게중심이 편중된 회전자(510) 및; 상기 회전자(510)와 고정자(520)를 내부수용하는 하우징(530)을 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 진동자(500a)는, 일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(581)와; 하부면에 하부플레이트(583)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(582)와; 상기 하부플레이트(583) 및, 마그네트(582)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(583)가 장착되는 요크(584)와; 상기 요크(584)에 장착되는 웨이트(585)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이스(581)와 요크(584)사이에 장착되는 스프링부재(586) 및; 상기 케이스(581)의 하부를 밀폐하는 브라켓(588)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(587)로 구성되는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 조명램프의 내부에 설치되는 조명램프 설치용 패널에 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 마이크로웨이브 모션센서의 고주파 발진이 이루어지도록 함으로서 조명등의 외부에 마이크로웨이브 모션센서가 돌출되지 않아 심미감을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 황사먼지와 같이 중금속 미세먼지가 포함된 오염물이 조명램프 설치용 패널에 달라붙으면 이를 감지하고, 감지후 진동자를 동작시켜 조명램프 설치용 패널에 부착되는 중금속 먼지를 털어내어 마이크로웨이브 모션센서를 이용한 인체감지에 지장이 없도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 회로구성 블록도.
도 3은 본 발명의 조명램프 제어구성 블록도.
도 4는 본 발명의 진동자 일실시예도.
도 5는 본 발명의 진동자 다른실시예도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 회로구성 블록도.

도 3은 본 발명의 조명램프 제어구성 블록도.

도 4는 본 발명의 진동자 일실시예도.

도 5는 본 발명의 진동자 다른실시예로서,

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 조명등 케이스(10)와, 조명램프 조립용 패널(20)과, 마이크로웨이브 센서모듈부(100), 중간처리부(200)와, 제어부(300)와, 엘이디 조명램프(400)와, 온도센서(600)와, 습도센서(700) 및, 진동자(500)를 기본요소로서 구성한다.

상기 조명등 케이스(10)는 원통형 또는 다각형통 형태로 이루어지며, 내부에 공간부를 형성하여 조명등에 필요한 각종 구성요소가 삽입 설치된다.

상기 조명램프 조립용 패널(20)은 원형패널 또는 사각패널 또는 다각형 패널 형태로 이루어지며 표면에 조명램프를 일정간격으로 설치하여 이루어진다. 특히 상기 조명램프 조립용 패널이 철재로 이루어질 경우 마이크로파의 원할한 투과를 위해 다수개의 구멍(21)을 형성한다.

상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는, 도플러 원리(Doppler Principle)를 이용하여 조명 구역에서 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 물체의 존재를 감지한다. 도 1의 도면에서는 조명램프 조립용 패널(20)의 뒷면에 장착되기 때문에 보이지 않는다. 즉, 조명램프 조립용 패널(20)의 전면에는 각종 조명장치가 설치되고, 뒷면에 마이크로웨이브 센서모듈부(100)가 설치되기 때문에 실제로 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는 관찰되지 않고 조명장치들만 관찰된다. 그리고, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는 제어부(300)와 전기적으로 연결되어 각종 제어신호를 출력한다. 실제로는 제어부(300)를 구성하는 PCB에 결합되는 것이 일반적이며, 상기 PCB와 별도로 구성할 수도 있다. 바람직하게는 제어부(300)를 구성하는 PCB에 각종 전기장치들을 설치하고, 아울러 PCB에 설치되는 마이컴(제어부)과 연결하여 각종 전기적 흐름을 유도하고, 이에 따라 엘이디 조명등을 점소등시킬 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 제어회로블록도이다. 도 2를 참조하면, 먼저 일례로서 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는, 조명램프 조립용 패널(20)의 후단에 설치되며, 마이크로파를 조명램프 조립용 패널을 통해 투과하여 사람의 움직임을 파악하기 위한 것으로, 고주파를 발생시키는 고주파발진부(110)와, 상기 발진된 고주파를 증폭시키는 증폭부(120)와, 상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나(130)와, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)내에 일체로 형성되어 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나(140)와, 물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부(150)와, 이 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 중간대역의 주파수로 변환시켜 신호를 출력하는 중간주파수단(160)을 포함하여 이루어져 있다.

이와 같이, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는 도플러 원리(Doppler principle)를 이용하여 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 움직이는 물체를 감지하며, 이때 사용되는 주파수는 마이크로 웨이브(㎓) 범주 영역을 사용하며, 중간 주파수는 방사되는 마이크로웨이브 주파수와 물체에 의해 반사되는 주파수가 합성된 주파수이다.

상기 신호증폭 및 이득조정부(20)는 마이크로웨이브 센서모듈부(10)로부터 전송된 미약한 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 이득을 조정하는 기능을 수행하며, 제어부(50)의 제어신호에 따라 신호증폭 및 이득 조정이 통제된다.

즉, 상기 신호증폭 및 이득조정부(200)는 마이크로웨이브 센서모듈부(100)로부터 전송된 미약한 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 이득을 조정하는 기능을 수행하는 것으로, 신호강도 필터링부(210), 신호레벨 조정부(220), 미약신호 증폭부(230), 신호변환부(240) 및 오염물 신호처리부(250), 감도레벨 설정부(260)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 신호강도 필터링부(210)는 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)의 중간주파수단(160)에서 출력되는 신호강도, 예를 들어 저항을 이용하여 저주파 전압 레벨을 산출함으로써 해당 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 기능을 수행한다. 상기 신호레벨 조정부(220)는 신호강도 필터링부(210)로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 기능을 수행한다. 상기 미약신호 증폭부(230)는 신호레벨 조정부(220)로부터 출력된 신호를 증폭하는 기능을 수행한다. 상기 신호변환부(240)는 미약신호 증폭부(230)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 상기 차단물 신호처리부(250)는 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 기능을 수행한다.

여기에, 상기 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 차단물 감도레벨 설정부(260)가 상기 차단물 신호처리부(250)에 접속되어 있으며, 상기 차단물 감도레벨 설정부(260)는 마이크로웨이브가 투과하지 못하는 물질의 반사신호 세기값과 비교가 이루어지는 기준값(상한값과 하한값의 폭)을 미리 설정하는 기능을 수행한다.

상기 제어부(300)는 신호증폭 및 이득조정부(200)로부터 출력된 신호를 기준으로 조명램프의 점등을 제어한다. 즉, 상기 제어부(300) 신호증폭 및 이득조정부(200)로부터 출력된 신호를 분석하여 극히 짧은 거리 신호가 입력되면 인체를 감지한 것이 아니고 금속성 이물질이 조명램프 조립용 패널에 쌓여서 상기 금속성 이물질이 감지된 것으로 판단하여 진동자를 가동하여 금속성 이물질을 조명램프 조립용 패널로부터 떨궈내는 제어기능을 실행하고, 아울러 신호증폭 및 이득조정부(200)로부터 출력된 신호를 분석하여 정상적인 인체감지가 이루어지면 이를 근거로 조명램프를 점등시킨다.

다시말해서, 상기 제어부(300)는 차단물 신호처리부(250)로부터 신호를 인가받아 차단물 반사신호가 없고 정상적인 인체감지 신호가 입력되면 엘이디 램프를 점등하는 신호를 출력하고, 아울러 차단물 신호처리부(250)에서 반사신호 세기가 커서 엘이디 부착 패널에 금속성 이물질이 많이 도포된 것으로 판단되면 이때는 사람이 감지되는 것이 아니라 조명램프 조립용 패널이 인식되는 것이기 때문에 진동자를 일정시간 동작시켜 엘이디 부착 패널의 먼지를 제거토록 한다. 즉, 조명램프 조립용 패널(20)에 금속성 이물질이 많이 부착되게 되면 사람을 감지하는 것이 아니라 조명램프 조립용 패널(20)이 감지되어 조명램프를 점등시키는 오작동을 일으킬 수 있으며, 이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 차단물 신호처리부(250)를 통해 이를 파악하여 진동자를 작동시켜 조명램프 조립용 패널의 이물질을 탈거시키도록 하는 것이다.

상기 온도센서(600)는 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부에서 발생되는 온도를 체크하고, 상기 체크된 온도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 제어부는 온도가 기준이상 높은 경우 신호증폭 및 이득조정부(200)의 신호레벨 조정부(220)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도한다.

그리고, 습도센서(700)는 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부 습도를 체크하고, 상기 체크된 습도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 상기 제어부는 습도값이 기준이상 높은 경우 신호증폭 및 이득조정부(200)의 신호레벨 조정부(220)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도한다.

상기에서 조명램프 내부의 온도조건 및 습도조건의 상황에 따라서 신호증폭 및 이득조정부(200)의 신호레벨 조정부(220)의 이득값을 변경하는 이유는 조명램프 내부의 온도가 높거나 습도가 높아지면 마이크로파의 수신비율이 낮아져서 보다 많은 마이크로파가 수신되도록 이득값을 조절해야 하기 때문이다.

만약에 신호증폭 및 이득조정부(200)의 신호레벨 조정부(220)의 이득값을 변경하지 않게 되면 높은 온도와 높은 습도 상황에서 사람의 감지가 원할하게 진행되지 못하고, 이에 따라 오작동의 비율이 높아지게 된다.

아울러, 낮은 온도와 낮은 습도 상황에서는 신호증폭 및 이득조정부(200)의 신호레벨 조정부(220)의 이득값을 낮추어야 하는바, 이는 이득값이 너무 높을 때에는 너무 민감하게 반응이 이루어져 사람이 아닌 날파리와 모기와 같은 매우 작은 물체에도 반응할 수 있기 때문이다.

이에 따라서 본 발명에서는 온도가 높거나 습도가 높을 경우에는 마이크로파를 수신하는 이득값을 높여서 인체의 감지확률을 높이도록하고, 온도가 낮거나 습도가 낮을 경우에는 마이크로파를 수신하는 이득값을 낮추어서 조명램프가 너무 민감하게 점소등되지 않토록 유도한다.

한편, 수신거리가 극히 짧게 계산될 경우에는 엘이디 부착 패널에 금속성 이물질이 많이 도포된 것으로 판단되면 이때는 사람이 감지되는 것이 아니라 조명램프 조립용 패널이 인식되는 것이기 때문에 진동자를 일정시간 동작시켜 엘이디 부착 패널의 금속성 이물질을 제거토록 한다. 즉, 조명램프 조립용 패널에 금속성 이물질이 많이 부착되게 되면 사람을 감지하는 것이 아니라 조명램프 조립용 패널이 감지되어 조명램프를 점등시키는 오작동을 일으킬 수 있으며, 이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 차단물 신호처리부를 통해 이를 파악하여 진동자를 작동시켜 조명램프 조립용 패널의 금속성 이물질을 탈거시키도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예로서 좌우로 진동하는 좌우 진동형 진동자(500)의 일실시예 단면도로써, 도시한 바와같이, 편평형 또는 코인형(coin type) 진동모터는 고정자(520)에 대하여 샤프트(531)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되는 회전자(510)와, 상기 회전자(510)와 고정자(520)를 내부수용하는 하우징(530)으로 구성된다.

상기 고정자(520)의 하부기판(521)에 장착되는 브러쉬(525)를 통해 외부로부터 전원이 인가되면, 상기 한쌍의 브러쉬(525)에 서로 다른 극성의 전류가 유도되며, 상기 브러쉬(525)의 상단은 상기 회전자(510)의 상부기부(511)하부면에 구비되는 정류자(515)와 탄력적으로 접촉되기 때문에, 상기 브러쉬(525)와 접촉되는 정류자(515)를 통해 상기 회전자(510)에 구비된 권선코일(512)에 전원을 공급하게 된다.

그리고, 상기 권선코일(512, 513)에 유도되는 전류의 흐름방향에 의한 전기장과 상기 고정자(520)의 구비된 마그네트(522)에 의한 자기장간의 상호작용에 의하여 상기 회전자(510)는 샤프트(531)를 중심으로 하여 일방향으로 회전하게 된다.

이때, 상기 회전자(510)의 회전시마다 상기 브러쉬(525)와 이에 접촉하는 정류자(515)의 세그먼트간의 접점이 변하면서 전원극성이 계속적으로 바뀌게 되므로 무게중심이 편중된 회전자(510)는 지속적으로 회전하면서 착신신호인 진동을 유발하게된다.

도 4에서 미설명 부호 514는 상기 권선코일, 중량체를 감싸는 절연물이며, 532는 베어링부재이며, 535는 상기 하우징(530)의 개방된 하부를 밀폐하는 브라켓이다.

이러한 진동모터는 외부전원공급시 편심배치된 중량체를 갖는 회전자(510)를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 상기 회전자(510)의 회전력은 대부분이 브러쉬(525)와 정류자(515)간의 접점을 통한 정류작용을 거쳐 회전자(510)의 코일에 전류를 공급하는 정류자 또는 브러쉬형 모터구조로 구현된다.

한편, 본 고안의 제 2 실시예로서 수직 진동자를 적용할 수 있는바, 도 5는 구조가 간단하면서 수직방향의 상하진동을 발생시키는 수직진동자 단면도로써, 도시한 바와 같이, 상기 수직진동자(500a)는 일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(581)와, 하부면에 하부플레이트(582)가 장착되고, 수직으로 장착된 마그네트(583)가 장착되는 요크(584) 및 상기 요크(584)에 장착되는 웨이트(585)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이스(581)와 요크(584)사이에 장착되는 스프링부재(586) 및 상기 케이스(581)의 하부를 밀폐하는 브라켓(588)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(587)로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 수직진동자(500a)의 작동은, 상기 진동발생용 코일(587)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(582), 하부플레이트(583) 및 요크(584)로 이루어진 자기회로에서 발생되는 자기장과 상기 진동발생용 코일(587)에서 발생되는 전기장간의 상호작용에 의하여 상기 마그네트(582), 하부플레이트(583), 요크(584) 및 웨이트(585)를 포함하는 진동체가 스프링부재(586)를 매개로 하여 케이스(581)내에 매달려 있기 때문에, 상하방향으로 진동하게 되는 것이다.

상기 제어부(300)는, 마이크로웨이브에서 센싱한 결과 사람의 유동이 판단되면 전원을 인가하여 엘이디 램프가 점등되도록 신호를 출력한다.

즉, 마이크로웨이브 센서모듈부(100), 중간처리부(200)의 신호처리 결과가 제어부에 입력되면 제어부는 진동자를 동작시키든지 아니면 램프를 점등시키도록 제어신호를 출력한다.

제어부에서 램프를 점등시키는 제어신호를 출력하면 트랜지스터(Tr1)는 저항(R)을 통해 제공되는 제어부(300)으로부터 제어신호에 스위칭되어 릴레이(320)를 턴온(Turn-On) 또는 턴오프(Turn-Off)시키고, 릴레이(320)는 트랜지스터(Tr1)가 온상태로 스위칭되면 턴온되어 조명램프(400)로 동작전원을 제공하며, 또한 릴레이(320)는 트랜지스터(Tr1)가 오프상태로 스위칭되면 조명램프(400)로 제공되는 동작전원을 차단한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용효과에 대해 설명한다.

먼저, 국부발진부에서 ㎓ 대역의 고주파를 발생하여 마이크로웨이브 센서모듈부로부터 고주파를 발산시킨다. 이 때, 수직 및 수평각을 설정함으로써 수직단면이 타원 형상 또는 원 형상을 갖는 발산이 이루어진다. 이 상태에서 조명램프 패널의 오염 여부 및 물체 여부를 실시간으로 감지하게 된다.

이는 도플러효과에 의한 것으로서, 입사된 고주파는 발산된 고주파와 합성되어 중간주파수단을 통과하여 최종적으로 마이크로웨이브 센서모듈부(100)에서 출력된다. 즉, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는 최종단에서 저주파 전압을 출력시키게 된다.

이 저주파 전압은 비교적 근접거리에서 반사된 신호이므로 상대적으로 높은 전압값을 갖게 된다. 즉, 미리 설정된 전압값 이상일 경우에만 오염물질에 의한 오염 여부를 판단과정을 진행하도록 상기 저주파 전압은 신호강도 필터링부(210)를 1차적으로 통과시킨다. 이 신호강도 필터링부(210)에서 입력된 신호가 미리 설정된 기준전압값보다 크지 않다고 판단하였을 경우에는 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)의 고유한 기능을 계속 수행하거나 감지된 신호를 중간처리부로 전달하는 기능을 수행한다. 한편, 신호강도 필터링부(210)에서 입력된 신호가 미리 설정된 기준전압값보다 크다고 판단하였을 경우에는 다음 과정으로 출력된 신호레벨을 조정한다. 이는 이후 프로세스에서 신호처리가 가능한 레벨로 조정하는 것이다. 이후 미약한 신호를 증폭한 다음, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

한편, 상기한 과정에서 마이크로웨이브가 투과하지 못하는 물질의 반사신호 세기값에 대하여 민감도를 조절할 수 있는데, 이는 차단물 감도레벨 설정부(260)에서 이루어지게 된다. 이 차단물 감도레벨 설정부(260)의 레벨 제어에 따라 오염물질의 감도가 변화되게 되며, 감도를 둔화시키거나 민감하게 조절할 수 있다. 즉, 상한값과 하한값의 영역을 좁히거나 넓혀서 이 영역에 존재하는 신호에 대응하여 경보처리를 수행할 수 있다.

한편, 상한값과 하한값 사이에 상기한 디지털 신호로 변환된 값이 존재할 경우에는 차단물 신호처리부(250)에서 제어부로 오염물질에 따른 차단물이 아님을 전달하게 된다. 이에 제어부는 입력되는 신호의 처리를 수행하여 움직이는 물체에 대한 정보를 판별한다.

이 때, 제어부는 온도센서와 습도센서로부터 데이터를 입력받아 중간처리부의 이득 감도를 제어하여 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)로부터 출력되는 신호의 가공과정에서 마이크로파의 수신이득을 적절히 조절함으로서 물체의 감지에 최적화된 신호를 추출할 수 있게 된다.

즉, 온도 및 습도가 높으면 이득을 높이도록 제어하고, 온도 및 습도가 낮으면 이득을 낮추도록 제어하여 인체의 감지를 최적화시키도록 제어할 수 있는 것이다.

10: 조명등 케이스
20: 조명램프 조립용 패널
100: 마이크로웨이브 센서모듈부
200: 중간처리부
300: 제어부
400: 엘이디 조명램프
500: 진동자
600: 온도센서
700: 습도센서

Claims (5)

1. 원통형 또는 다각형통 형태로 이루어지는 조명등 케이스(10)와;
   상기 조명등 케이스(10)의 내부에 삽입설치되고, 원형패널 또는 사각패널 또는 다각형 패널 형태로 이루어지며 표면에 조명램프를 일정간격으로 설치하여 이루어지고, 다수개의 구멍(21)을 형성하여 이루어지는 조명램프 조립용 패널(20)과;
   상기 조명램프 조립용 패널(20)의 후단에 설치되며, 도플러 원리(Doppler Principle)를 이용하여 보안 구역에서 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 물체의 존재를 감지하는 마이크로웨이브 센서모듈부(100)와;
   상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)로부터 전송된 미약한 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 이득을 조정하는 기능을 수행하는 중간처리부(200)와;
   상기 중간처리부(200)로부터 신호를 출력받아 인체가 감지된 경우에 조명램프(400)를 점등시키도록 신호를 출력하는 제어부(300)와;
   상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부에서 발생되는 온도를 체크하고, 상기 체크된 온도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 제어부가 온도가 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 온도센서(600)와;
   상기 조명램프 조립용 패널의 일단에 설치되는 것으로 조명램프 케이스 내부 습도를 체크하고, 상기 체크된 습도값을 제어부에 출력하며, 이에 따라 상기 제어부가 습도값이 기준이상 높은 경우 중간처리부(200)의 이득값을 조절하여 마이크로파의 수신비율을 높이도록 유도하는 습도센서(700) 및;
   상기 중간처리부의 신호처리결과 이물질이 검출되면 제어부의 제어에 따라 동작되는 진동자(500, 500a)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)는,
   조명램프 조립용 패널의 후단에 설치되며, 마이크로파를 조명램프 조립용 패널을 통해 투과하여 사람의 움직임을 파악하기 위한 것으로, 고주파를 발생시키는 고주파발진부(110)와;
   상기 발진된 고주파를 증폭시키는 증폭부(120)와;
   상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나(130)와;
   상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)내에 일체로 형성되어 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나(140)와;
   물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부(150)와;
   이 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 중간대역의 주파수로 변환시켜 신호를 출력하는 중간주파수단(160)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 중간 처리부(200)는,
   상기 마이크로웨이브 센서모듈부(100)의 중간주파수단(160)에서 출력되는 신호강도에서 해당 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 기능을 수행하는 신호강도 필터링부(210)와;
   상기 신호강도 필터링부(210)로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 기능을 수행하는 신호레벨 조정부(220)와;
   상기 신호레벨 조정부(220)로부터 출력된 신호를 증폭하는 기능을 수행하는 미약신호 증폭부(230)와;
   상기 미약신호 증폭부(230)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 신호변환부(240)와;
   상기 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 기능을 수행하는 차단물 신호처리부(250)와;
   상기 차단물 신호 처리부에 접속되어 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 하는 차단물 감도레벨 설정부(260)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동자(500)는,
   하부기판(521)과, 외부 전원을 인가받기 위한 브러쉬(525)와, 자기장을 공급하기 위한 마그네트로 이루어지는 고정자(520)와;
   상기 브러쉬와 전기적으로 연결되는 권선코일을 구비하여 상기 브러쉬로부터 권선코일로 전기를 공급받고, 상기 권선코일과 마그네트의 상호 작용에 의해서 샤프트(531)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되며 무게중심이 편중된 회전자(510) 및;
   상기 회전자(510)와 고정자(520)를 내부수용하는 하우징(530)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동자(500a)는,
   일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(581)와;
   하부면에 하부플레이트(583)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(582)와;
   상기 하부플레이트(583) 및, 마그네트(582)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(583)가 장착되는 요크(584)와;
   상기 요크(584)에 장착되는 웨이트(585)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이스(581)와 요크(584)사이에 장착되는 스프링부재(586) 및;
   상기 케이스(581)의 하부를 밀폐하는 브라켓(588)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(587)로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 센서모듈부를 탑재한 조명장치.

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