KR101584369B1

KR101584369B1 - 적응형 조도 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101584369B1
Application number: KR1020090080695A
Authority: KR
Inventors: 주완재; 원영득
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2016-01-21
Also published as: US20110050160A1; KR20110023083A; US8441226B2

Abstract

본 발명은 적응형 조도 충전 장치에 있어서, 외부의 조도 또는 영상정보를 감지하는 영상처리 센서부와, 상기 영상처리 센서부에 의해 감지된 영상정보를 수광하는 픽셀 센서부와, 상기 픽셀 센서부에서 기 설정된 시간 동안 특정 영역의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균을 산출하는 광량 산출부와, 상기 광량 산출부로부터 획득된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면상 표시데이터를 출력하는 제어부와, 상기 픽셀 센서부에 수광된 빛의 양에 따라 발전시키는 태양 전지를 포함함을 특징으로 한다.

태양 전지, 영상처리 센서, 영상정보

Description

적응형 조도 충전 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING ADAPTED ILLUMINANCE}

본 발명은 광량 비교를 통해 최적의 충전 효율 위치를 검색하는 적응형 조도 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 단말기는 사용자가 실내 또는 실외에서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 이동 중에도 사용할 수 있는 무선 통신 기기로서, 초기의 음성 송수신에 한정되었던 기능이 게임, MP3 청취, 인터넷 및 TV 시청 등 다양한 기능을 수행하는 기기로 발전되고 있다.

특히, 최근에는 디지털 미디어 기술이 급속도로 발전함에 따라, 휴대용 단말기를 이용하여 DMB(Digital Media Broadcasting) 또는 영화를 시청하거나 고화상도의 게임을 하는 단계에까지 이르게 되었다.

이에 따라, 휴대용 단말기에 구비되는 엘씨디의 크기가 커질 것이 요구될 뿐만 아니라, 낮과 밤에 무관하게 사용자가 불편함이 없이 엘씨디를 볼 필요가 생기게 되었다.

그러나, 일반적으로 상기 휴대용 단말기는 단말기의 일측면에 탈부착 가능한 축전지를 결합하여 사용하기 때문에, 이러한 경우, 일정시간동안 사용하게 되면 단말기와 결합된 축전지로부터 충분한 전원공급이 이루어지지 않게 되어 단말기를 사용하지 못하게 되며, 상기 단말기를 재사용하기 위해서는 여분의 충전된 축전지로 교체하거나 충전기를 이용하여 충전한 후 사용하여야 하며, 상기 충전기는 상용전원을 사용하기 때문에 축전지를 충전하기 위해서는 일정한 장소에서, 일정한 시간 동안 충전이 수행되어야 한다.

최근 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양 전지(solar battery)를 이용하여 축전지를 충전하는 장치가 제시되고 있다.

그러나, 상기 태양 전지를 이용한 충전 장치는 고정된 공간에서 조사되는 태양광만을 이용하여 충전하기 때문에 동일한 시간 동안 충전을 할 때 좀 더 효율적으로 전력을 생산할 수 있도록 하는 최적의 충전 효율은 고려되지 않고 있는 실정이다.

본 발명은 외부로부터 조사되는 영상정보에서 추출된 광량 값을 비교하여 최적의 충전 효율 위치를 사용자에게 가이드 함으로써 최적의 충전 효율이 수행되도록 하는 적응형 조도 충전 장치 및 방법을 제공에 관한 것이다.

본 발명의 일 견지에 따르면, 적응형 조도 충전 장치에 있어서, 외부의 영상정보를 처리하는 영상처리 센서부와, 상기 영상처리 센서부에 의해 감지된 영상정보를 수광하는 픽셀 센서부와, 상기 픽셀 센서부에서 기 설정된 시간동안 특정 영역의 픽셀에 수광된 영상정보 중 광량 값의 평균을 산출하는 광량 산출부와, 상기 광량 산출부로부터 획득된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면상 표시데이터를 출력하는 제어부와, 상기 픽셀 센서부에 수광된 빛의 양에 따라 발전시키는 태양 전지를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 적응형 조도 충전 방법에 있어서, 영상처리 센서에 의해 외부의 영상정보를 감지하는 과정과, 상기 감지된 영상정보를 다수개의 픽셀을 통해 수광하는 과정과, 기설정된 시간 동안 특정 영역의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균 광량 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면상에 표시 데이터를 출력하는 과정과, 상기 표시 데이터가 미리 설정된 특정 영역에 위치할 경우, 상기 위치 검색을 종료하고, 태양 전지의 충전을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 따르면, 현재의 위치에서 지속적으로 조사되는 조도의 광량 값을 비교하여 최적의 충전 효율 위치를 사용자에게 가이드 함으로써 최적의 충전 효율이 수행되는 효과가 발생한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

본 발명에서 제안하는 기술은 바람직하게는 휴대용 단말기에 구비되는 것으로, 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 3G 단말기 예를 들면 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)단말기, GSM/GPRS(GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION PACKET RADIO SERVICE) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치가 구비된 휴대용 단말기의 전면 및 후면의 예시도이다.

본 발명이 적용된 상기 휴대용 단말기는 전원부에 태양 전지를 구비하여 전원을 공급할 수 있는 것으로, 상기 태양 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 전환할 목적으로 만들어진 광전지를 의미한다. 이러한 경우, 상기 휴대용 단말기는 태양 전지의 충전 효율을 표시할 수 있는데, 도 1의 a)에 도시된 바와 같이 디스플레이 화면(110)에 방향을 가리키는 표시 데이터인 화살표(112)를 디스플레이하고, 사용자는 이러한 태양 전지의 충전 효율 표시를 근거로 최적의 충전 효율 위치를 인식함으로써 휴대용 단말기의 위치를 변화시켜 상기 휴대용 단말기의 충전 효율을 높일 수 있다.

상기 디스플레이 화면(110)에 출력된 화살표(112)는 그 위치에 따라 조사되는 빛의 양에 근거하여 최적의 위치를 사용자에게 가이드하기 위한 것으로, 상세하게는 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 카메라 렌즈 혹은 영상처리 센서(118)를 통해 감지된 색상, 광량 등의 다양한 정보를 가지는 영상정보를 다수개의 픽셀 센서로 구성된 픽셀 센서부(120)를 이용하여 수광하고, 이로부터 획득된 광량 데이터를 비교하여, 상기 비교 결과 최적의 광량에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하고, 이를 디스플레이 화면(110)에 화살표(112)로 표시하여, 사용자가 상기 디스플레이 화면(110)에 표시된 화살표(112)의 방향으로 휴대용 단말기의 위치를 변화시키도록 한다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 적응형 조도 장치가 구비된 휴대용 단말기의 주요 구성에 대하야 개략적으로 살펴보았다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치에 관해 도 2를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치에 관한 상세 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명이 적용된 적응형 조도 장치는, 태양 전지(210), 영상처리 센서부(212), 픽셀 센서부(214), 광량 산출부(216), 제어부(218), 알람부(220) 및 디스플레이부(222)를 포함할 수 있다.

상기 영상처리 센서부(212)는, 외부의 영상정보를 감지한다. 여기서, 상기 외부의 영상정보는 일정한 조도 이상의 조명의 의해 획득되는 조도 혹은 태양광 등의 색상, 광량 등을 다양한 정보를 가지고 있다.

그리고, 픽셀 센서부(214)는, 다수개의 픽셀로 구성되는 것으로, 상기 영상처리 센서부(212)에 의해 감지된 영상정보를 수광한다.

상기 광량 산출부(216)는 픽셀 센서부(214)의 다수개의 픽셀 중에서 미리 설정된 시간동안 특정 영역의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균 광량 값을 산출한다.

더욱 상세하게는, 상기 픽셀 센서부(214)를 이루는 다수개의 픽셀 센서 중에서 특정 위치 혹은 영역에 해당하는 픽셀 예컨대, 상기 영상처리 센서부(212)에 의해 영상정보를 수광하는 다수개의 픽셀 센서중에서 도 4의 410에 도시된 바와 같이 중앙, 상, 하, 좌, 우를 미리 지정하여 상기 지정된 픽셀에 수광된 광량 값을 산출하여 저장하고, 이를 미리 설정된 시간 동안의 해당 픽셀의 평균 광량 값으로 산출한다.

이때, 상기 광량 산출부(216)에서의 광량 값 산출은, 해당 픽셀을 고속 퓨리에 변환(Fast Four Transform, FFT)하여 획득된 주파수(f)를 하기의 <수학식 1>에 적용하여 획득한다.

E=hv v=(c/λ)=cf

여기서, 플랑크 상수 h=6.0*10^34J*s　, 빛의 속도 c=3.0*10^8m/s　

상기 <수학식 1>은 E=h*C*f로 상기 E(분자 하나가 가지는 에너지)는 주파수(f)에 비례한다. 상기 퓨리에 변환에 의해 획득 되어진 주파수 값을 비교하면 그 속에 포함되어 있는 에너지의 양을 비교, 판단할 수 있다.

이어서, 상기 제어부(218)는 통상적으로 휴대용 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 상기 제어부(218)는 상기 광량 산출부(216)로부터 획득된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀 센서의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면(222) 상에 표시 데이터를 출력한다.

다시 말해, 상기 제어부(218)는 특정 영역의 픽셀들에 해당하는 평균 광량 값을 내림 차순으로 배열하여 가장 큰 평균 광량 값 즉, 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색한다. 이때, 위치 검색은 상기 휴대용 단말기가 이동해야 할 위치의 방향을 의미하는 것으로, 이는 알림음 또는 디스플레이 화면(222) 상에 표시 데이터 즉, 화살표를 출력하여 사용자가 인지하도록 한다.

또한, 상기 위치 검색시 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 픽셀 센서부(410)를 구성하는 다수개의 픽셀 각각이 디스플레이 화면(222)의 픽셀들과 각각 매칭되어 있으므로 가능하다.

한편, 상기 제어부(218)는, 디스플레이 화면 상(222)에 출력된 상기 표시 데이터가 디스플레이 화면(222)의 픽셀들에서 미리 설정된 특정 영역의 픽셀에 위치할 경우, 상기 위치 검색을 종료하고, 태양 전지(210)의 충전을 수행한다.

여기서, 상기 미리 설정된 특정 영역의 픽셀은 예컨대, 디스플레이 화면상에서 중앙을 의미하는 것으로, 상기 표시 데이터인 화살표가 중앙에 위치할 경우, 최우선의 평균 광량 값에 해당하는 픽셀이 중앙에 위치함을 의미하는 것이므로, 최우선의 광량 즉, 조도가 상기 휴대용 단말기의 중앙에서 조사되므로 최적의 충전 효율을 휴대용 단말기의 태양 전지에 제공할 수 있다.

그리고, 상기 태양 전지(210)는, 상기 픽셀 센서부(214) 즉, 다수개의 픽셀에 수광된 빛의 양의 따라 발전시키는 것으로, 상기 태양 전지는 광기전력 효과(Photo Voltanic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 각각 +, - 의 극성을 띄는 반도체 박막으로 구성된다. 태양전지에 태양광이 도달하면 내부에서 전자와 정공이 발생하며, 전하들은 각각 P, N 극으로 이동한다. 이 현상에 의하여 P극과 N극 사이에 전위차가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 발생하게 된다. 발생한 전류는 태양 전지의 크기와 빛의 강도에 의하여 결정된다.

일반적으로 실리콘(Si)과 갈륨아세나이드(GaAs)를 태양 전지로 많이 이용하며, 이 중에서 실리콘이 가장 많이 활용되고 있다. 그러나 최근에는 카드뮨 텔러라이드(CdTe)와 카파인디움다이셀레나이드(CulnSe2 ; CIS) 반도체들이 활용되고 있기도 하다.

그리고, 상기 알람부(220)는, 휴대용 단말기의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력하는 것으로, 이를 테면 휴대용 단말기가 후면의 조도를 수광하는 픽셀 센서부를 통해 태양 전지를 충전 중에 상기 휴대용 단말기의 전면에 구비된 디스플레이 화면에 표시 데이터가 출력될 경우, 이를 사용자가 즉시 인지하도록 다양한 알림음을 이용하여 통보한다.

이하, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 충전 방법을 도 3을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 충전 방법에 관한 전체 흐름도이다.

먼저, 301 과정에서 조명에 의해 획득되는 조도 혹은 태양광 즉, 외부의 조도를 영상처리 센서부를 이용하여 영상정보를 감지한 후, 303 과정에서 상기 감지된 영상정보 중 조도를 픽셀 센서부를 통해 다수개의 픽셀로 수광한다.

이어서, 305 과정에서 상기 픽셀 센서부의 다수개의 픽셀 중에서 미리 설정된 시간동안 특정 영역 예컨대, 중앙, 상, 하, 좌, 우의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균 광량 값을 산출한다.

이때, 상기 광량 값 산출은, 해당 픽셀을 고속 퓨리에 변환(Fast Four Transform, FFT)하여 획득된 주파수(f)를 상기한 <수학식 1>에 적용하여 획득한다.

307 과정에서 상기 305 과정으로부터 획득된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀 센서의 위치를 검색하고, 309 과정에서 상기 위치 검색 결과에 따라 디스플레이 화면상에 표시 데이터를 출력한다.

더욱 상세하게는, 특정 영역의 픽셀들에 해당하는 평균 광량 값을 내림 차순으로 배열하여 가장 큰 평균 광량 값 즉, 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색한다. 이때, 위치 검색은 휴대용 단말기가 이동해야 할 위치의 방향을 의미하는 것으로, 이는 디스플레이 화면상에 표시 데이터 즉, 화살표를 출력하여 사용자가 인지하도록 한다.

이는, 상기 픽셀 센서부를 구성하는 다수개의 픽셀 각각이 디스플레이 화면의 픽셀들과 각각 매칭되어 있으므로 가능하다.

그리고, 상기 디스플레이 화면상에 출력된 표시 데이터 즉, 화살표가 디스플레이 화면에 미리 설정된 특정 영역의 픽셀에 위치하는지의 여부를 체크하여(311 과정), 상기 체크 결과 위치할 경우 태양 전지의 충전을 수행한다(313 과정).

한편, 상기 체크 결과 표시 데이터가 디스플레이 화면의 미리 설정된 영역에 위치하지 않을 경우, 상기 307 과정으로 이동하여 이후의 동작을 수행한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 적응형 조도 충전 장치 및 방법에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치가 구비된 휴대용 단말기의 전면 및 후면의 예시도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치에 관한 상세 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응형 조도 장치에서 조도 센서부의 각 픽셀과 디스플레이 화면의 각 픽셀이 매칭됨을 보인 예시도.

Claims

적응형 조도 충전 장치에 있어서,

외부의 영상 정보를 감지하는 영상처리 센서부와,

상기 영상처리 센서부에 의해 감지된 영상정보를 수광하는 픽셀 센서부와,

상기 픽셀 센서부에서 기 설정된 시간동안 다수의 특정 영역의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균을 산출하는 광량 산출부와,

상기 광량 산출부로부터 획득된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면상에 표시데이터를 출력하는 제어부와,

상기 픽셀 센서부 표면에 설치되며, 수광된 빛의 양에 따라 발전시키는 태양 전지를 포함함을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 표시 데이터가 미리 설정된 특정 영역에 위치할 경우, 상기 위치 검색을 종료하고, 상기 태양 전지의 충전을 수행함을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 광량 산출부는,

상기 특정 영역의 해당 픽셀을 고속 퓨리에 변환(Fast Four Transform, FFT)하여 획득된 주파수를 하기의 <수학식 2>에 적용하여 광량 값을 산출함을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 장치.

<수학식 2>

E=hv v=(c/λ)=cf

여기서, 플랑크 상수 h=6.0*10^34J*s, 빛의 속도 c=3.0*10^8m/s　
제1항에 있어서, 상기 픽셀 센서부의 다수개의 픽셀은 디스플레이 화면의 픽셀들과 각각 매칭되어 구성됨을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 조도는,

태양광이나 일정한 조도 이상의 조명에 의해 획득할 수 있음을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 장치.
적응형 조도 충전 방법에 있어서,

영상처리 센서에 의해 외부의 영상정보를 감지하는 과정과,

상기 감지된 영상정보를 다수개의 픽셀을 통해 수광하는 과정과,

기설정된 시간 동안 다수의 특정 영역의 픽셀에 수광된 광량 값의 평균 광량 값을 산출하는 과정과,

상기 산출된 평균 광량 값 중 최우선의 광량 값에 해당하는 픽셀의 위치를 검색하여, 상기 위치 검색 결과에 따라 알림음 또는 디스플레이 화면상에 표시 데이터를 출력하는 과정과,

상기 표시 데이터가 미리 설정된 특정 영역에 위치할 경우, 상기 위치 검색을 종료하고, 태양 전지의 충전을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 방법.
제6항에 있어서, 상기 광량 값을 산출하는 과정은,

상기 특정 영역의 픽셀 센서의 해당 픽셀을 고속 퓨리에 변환(Fast Four Transform, FFT)하여 획득된 주파수를 하기의 [수학식 2]에 적용하여 광량 값을 산출함을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 방법.

E=hv v=(c/λ)=cf

여기서, 플랑크 상수 h=6.0*10^34J*s　, 빛의 속도 c=3.0*10^8m/s　
제6항에 있어서, 상기 다수개의 픽셀은 디스플레이 화면의 픽셀들과 각각 매칭되어 구성됨을 특징으로 하는 적응형 조도 충전 방법.