KR102381143B1 - 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 수신된 산란광을 전기 신호로 변환하고, 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 광량에 기초하여 수광센서의 출력을 제어하고, 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특정 영역을 분할하여 복수 개의 수광부를 배치하여 유로, 유속 제어부 없이 먼지 검출이 가능한 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 기술이다.
최근 산업이 발전함에 따라 먼지, 미세 먼지를 감지하는 일은 매우 중요하게 되었다. 먼지 센서는 공기 청정기, 실내 및 실외 공기질 감지 기기 및 자동차 배기 가스의 매연 감지기 및 진공 청소기 내의 먼지를 감지하고나 물 속에 부유된 부유먼지(탁도) 등을 김지하여 전기적 신호를 출력하는 센서이다. 즉, 먼지 센서는 먼지에 의해 산란되는 빛의 양을 검출하여 먼지의 양 또는 농도를 감지하는 센서이다.
종래의 기술에서는, 먼지 센서를 제작할 때, 단일 발광부와 단일 수광부를 구비하고, 특정 공간 안에 있는 먼지를 센싱하기 위하여, 팬, 유로를 형성하고, 유속 제어부가 필수적으로 필요하였다. 그러나, 이러한 필수적 구성 요소 때문에 먼지 센서의 크기를 소형화하기 어렵고, 디자인 형태가 제한되어서, 사용자가 불편함을 느끼는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시 예는, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시 예는, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거하여 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어 별로 먼지를 센싱할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른, 먼지 검출 디바이스는, 광원을 포함하는 발광부; 및 상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되, 상기 수광부는 수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부를 포함하되 상기 제어부는 상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른, 먼지 검출 디바이스의 제어 방법은, 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하는 단계; 수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 단계; 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하는 단계; 확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 단계; 및 상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있어서, 먼지 센서의 크기를 줄일 수 있고 먼지 센서의 유지 보수가 용이하므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거할 수 있어서, 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있고, 정확도를 높일 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어 별로 먼지를 센싱할 수 있어서, 먼지원을 확인할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종래 기술에 따른 먼지 센서를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 영역을 분할하여 먼지를 센싱하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지에 대응하는 수신 신호 이외의 수신 신호를 제거하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호의 공급 주기, 측정 시간 등을 조절하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 하나의 바디로 배치하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어 별로 먼지 농도를 검출하고, 먼지원을 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 크기와 먼지 이동 거리를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스를 구현한 것을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종래 기술에 따른 먼지 센서를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 영역을 분할하여 먼지를 센싱하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지에 대응하는 수신 신호 이외의 수신 신호를 제거하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호의 공급 주기, 측정 시간 등을 조절하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 하나의 바디로 배치하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어 별로 먼지 농도를 검출하고, 먼지원을 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 크기와 먼지 이동 거리를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스를 구현한 것을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
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. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 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.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 먼지 검출 디바이스(10)는 수광부(100)와 발광부(200)를 포함한다.
발광부(200)는 광원(210)을 포함한다. 광원은 LED 광원을 포함한다.
수광부(100)는 광원(210)으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치된다. 수광부(100)는 복수의 수광부가 될 수 있다. 복수의 수광부(110)는 특정 영역에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치된다. 특정 영역은 도 4의 (a)에서 설명된다.
수광부(100)는 수광센서(110), 제어부(120), 증폭부(130)를 포함한다.
수광센서(110)는 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다.
제어부(120)는 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 광량에 기초하여 수광센서(110)의 출력을 제어한다.
제어부(120)는 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서(110)의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다.
제어부(120)는 발광부(200)를 제어한다. 제어부(120)는 광원(210)의 출력을 제어한다.
제어부(120)는 각각의 수광센서(110)의 출력을 평균하여 출력 신호를 출력한다.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거한다.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거한다.
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절한다.
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절한다.
제어부(120)는 특정 영역에 대응하는 2 차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고, 계산된 z 축 거리 정보, 2 차원 배열을 기초로 3 차원 공간을 설정하고, 설정된 3 차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어별로 구분한다.
제어부(120)는 각각의 레이어별 먼지 농도를 검출하고, 검출된 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인한다.
증폭부(130)는 수광센서의 출력을 증폭한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 제어 방법의 순서도이다. 먼지 검출 디바이스의 제어 방법은 제어부(120)에 의하여 수행된다.
도 2를 참조하면, 먼저, 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신한다(S210).
다음으로, 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다(S220).
이어, 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인한다(S230).
확인된 광량에 기초하여 수광센서의 출력을 제어한다(S240). 광량이 큰 경우, 수광센서(110) 출력의 진폭은 높게 나타난다. 광량이 작은 경우, 수광센서(110) 출력의 진폭은 낮게 나타난다.
특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다(S250).
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종래 기술에 따른 먼지 센서를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼지 센서(30)는 발광부(310), 수광부(320), 히터(330), 출력부(340)를 포함한다.
발광부(310)는 발광부(310)는 광원을 포함한다. 광원은 광을 출력한다.
수광부(320)는 광이 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광을 수신한다.
히터(330)는 줄 발열에 의하여 상승 기류를 발생시키고, 먼지(400)를 포함한 공기를 상승시킨다.
출력부(340)는 산란광의 광량에 대한 출력 신호를 출력한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 영역을 분할하여 먼지를 센싱하는 것을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4(a)에서, 복수의 수광부(100)는 특정 영역(60)에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, n = 4, m = 4 될 수 있다.
즉, 하나의 발광부(200)가 있고, 특정 영역에 4 x 4 배열로 복수의 수광부 (100)가 배치된다. 즉, 특정 영역을 4 x 4 배열로 분할하여, 먼지 검출 디바이스(100)는 각 영역 별로 먼지를 센싱한다. 이러한 경우, 제어부(120)는 16 개의 영역에서 먼지를 센싱할 수 있다.
또한, 16 개의 영역으로 나누고, 각 영역마다 발광부(200), 수광부(100)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 발광부(200)는 16 개, 수광부(100)는 16 개가 될 수 있다.
먼지는 특정 영역(60) 위에서 검출될 수 있다. 먼지는 큰 먼지(400-1), 작은 먼지(400-2)를 포함한다.
도 4(b)를 참조하면, 특정 영역(60)의 각각의 영역 별로 수광센서(110)의 출력 신호를 도시하였다.
도 4(c)를 참조하면, 제어부(120)는 영역 별로 수광센서(110)의 출력을 평균값을 구하고, 출력 평균값을 출력한다.
x 축은 물리량이 시간이고, y 축은 물리량이 수광센서의 출력이다. 그래프에서 y 값의 크기가 크면, 먼지의 크기가 크며 공기 오염도가 높은 것으로 파악할 수 있다. 또한, y 값의 크기가 작으면, 먼지의 크기가 작으며 공기 오염도가 낮은 것으로 파악할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(160)는 특정 영역(60)을 16 개의 영역으로 구분하여, 수광센서(110)의 출력을 구할 수 있다. 16 개의 영역 중 수광센서(110)의 출력이 기설정된 기준값보다 작은 경우, 이러한 영역을 제외하고, 나머지 영역만으로, 수광센서(110)의 출력을 구하고, 그 출력값을 기초로 출력 평균값을 구할 수 있다. 나머지 영역에서는 수광센서(110)의 출력이 기설정된 기준값 이상이 된다.
이러한 경우, 수광센서(110)의 출력값 중 의미 없는 부분을 제거함으로써, 제어부(120)의 연산 속도를 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예는 수광부(100), 발광부(200), 유리창(300), 먼지(400), 제 1 광학부(510), 제 2 광학부(520)를 포함한다.
발광부(200)는 광원을 포함하고, 광원은 광을 출력한다. 광은 유리창(300)을 투과하고, 먼지(400)에 의하여 산란되어 산란광이 된다.
여기서, 제 1 광학부(510)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라, 출력된 광의 방향을 변경할 수 있다. 제 1 광학부(510)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 출력된 광이 먼지(400)를 향하도록 광의 방향을 변경한다.
제 2 광학부(520)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광의 방향을 변경할 수 있다. 제 2 광학부(520)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 산란광이 수광부(100)에 수신될 수 있도록, 산란광의 방향을 변경한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 먼지 검출 디바이스(100)는 1 개의 발광부(200)와 복수 개의 수광부(100)로 구성될 수 있다. 발광부(200)는 광원(210)을 포함한다.
이러한 경우, 단일 광원이므로 발광부(200)의 추가 전력 소모를 방지할 수 있다. 왜냐하면, 먼지 센서 소비 전력의 대부분은 발광부(200)에 의해 발생되기 때문이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지에 대응하는 수신 신호 이외의 수신 신호를 제거하는 것을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 6(a)에서, 발광부(200)는 광원을 포함하고, 광원은 광을 출력한다. 광은 먼지(400)에 의하여 산란되어 산란광이 된다. 제 1 광학부(310)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라, 출력된 광의 방향을 변경할 수 있다. 제 1 광학부(310)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 출력된 광이 먼지(400)를 향하도록 광의 방향을 변경한다.
제 2 광학부(320)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광의 방향을 변경할 수 있다. 제 2 광학부(320)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 산란광이 수광부(100)에 수신될 수 있도록, 산란광의 방향을 변경한다.
수광부(100)는 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광을 수신한다.
수광센서(110)는 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다.
제어부(120)는 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 광량에 기초하여 수광센서(110)의 출력을 제어한다.
이 중 먼지에 의하여 산란광이 발생하기도 하지만, 먼지가 아닌 물체, 예를 들면 사람 손(500)가 같은 다른 물체에 의하여도 산란광이 발생한다.
따라서, 먼지에 의한 산란광과 먼지가 아닌 다른 물체에 의한 산란광, 다른 잡광과의 구분이 필요하다.
도 6(b)에서, 첫번째 그림은 발광부(200)의 광 출력을 소정 주기의 송신 신호로 나타낸다.
두번째 그림에서, 수광부(100)의 변환된 전기 출력을 수신 신호로 나타낼 수 있다. 제 1 수신 신호(40)는 먼지(400)에 의하여 발생한 산란광에 대응하고, 제 2 수신 신호(50)는 손(500)에 의하여 발생한 산란광에 대응한다.
첫번째, 먼지에 의한 산란광이 아닌 경우, TOF 회로를 이용하여 이를 제거할 수 있다.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호(50)를 제거한다.
TOF 방법에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다. TOF 방법의 핵심원리는 LED 광원에서 광을 출력할 때, 빠른 간격으로 점멸을 시키면서, 즉 모듈레이션(modulation)을 시키면서 출력하고 수광부(100)에서는 이 모듈레이션 간격과 동기화하여 리셉터들을 활성화시키는 것이다.
여기서, LED 광원을 켜는 동안을 in phase라 부르고, LED 광원을 끄는 동안은 out phase 라 부른다. 즉, LED 광원을 켜는 동안에는 in phase receptor 들만을 활성화시키고, LED 광원을 끄는 동안에는 out phase receptor 들만을 활성화시킨다.
이와 같이 in phase receptor 들과 out phase receptor 들을 시간차를 두고 서로 다르게 활성화시키면 사물과의 거리에 따라서 수신되는 광량에 차이가 발생하게 된다. 즉, 이 광량의 차이, in phase receptor에 수신된 광량과 out phase receptor에 수신되는 광량의 차이를 비교하여 사물과의 거리를 측정하는 것이 TOF 방법의 기본 원리이다.
따라서, 제 1 사물이 있고, 제 1 사물과 다른 제 2 사물이 있는 경우, 각각의 사물과의 거리에 따라서 수신되는 광량에 차이가 발생하게 된다.
즉, 본 발명의 경우, 먼지(400)에 의한 산란광의 광량과 손(500)에 의한 산란광의 광량은 다르다.
따라서, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)을 제거한 경우, 출력 신호는 먼지에 의한 산란 광에 대응하는 출력 신호(40)만 나타낸다.
예를 들어, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 TOF 회로를 적용하여 이를 제거한다. 구체적으로, TOF 회로는 밴드 패스 필터(Band pass filter)를 사용하여 구현할 수 있다. 밴드 패스 필터로 구현된 TOF 회로는 먼지(400)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(40)는 통과시키고, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 제거한다.
두번째, 먼지에 의한 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 이를 제거할 수 있다.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호(50)를 제거한다.
예를 들어, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 스위치 회로를 적용하여 이를 제거한다. 구체적으로, 스위치 회로는 ON, OFF 기능을 이용하여 구현할 수 있다. 스위치 회로는 먼지(400)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(40)는 ON 시키고, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 OFF 시킨다.
따라서, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)을 제거한 경우, 출력 신호는 먼지에 의한 산란 광에 대응하는 출력 신호(40)만 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호의 공급 주기, 측정 시간 등을 조절하는 것을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절한다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 빠르게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 빠르게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 느리게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 느리게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 먼지 농도가 기설정된 기준 농도보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 빠르게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 빠르게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
예를 들어, 먼지 농도가 기설정된 기준 농도보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 느리게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 느리게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 공급 주기를 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다.
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절한다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 측정 시간을 기설정된 기준 시간보다 길게 설정할 수 있다. 송신 신호의 측정 주기를 기준 시간보다 길게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 측정 시간을 기설정된 기준 시간보다 짧게 설정할 수 있다. 송신 신호의 측정 시간을 기준 시간보다 짧게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 측정 시간을 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다.
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 샘플링 주기를 조절한다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 샘플링 주기를 기설정된 기준 주기보다 길게 설정할 수 있다. 송신 신호의 샘플링 주기를 기준 주기보다 길게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 샘플링 주기를 기설정된 기준 주기보다 짧게 설정할 수 있다. 송신 신호의 샘플링 주기를 기준 주기보다 짧게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 샘플링 주기를 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다.
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 펄스 간격을 조절한다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 펄스 간격을 기설정된 기준 간격보다 좁게 설정할 수 있다. 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 좁게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 넓게 설정할 수 있다. 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 넓게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 펄스 간격을 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 하나의 바디로 배치하는 것을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 8(a)에서, 종래 기술의 경우, 발광부(810), 와 수광부(820)가 분리되어 배치되고, 유로(830)와 유속 제어부가 필수적으로 있어야 한다. 따라서, 먼지 센서를 제작할 때 크기와 디자인 면에서 제한이 있는 문제점이 있었다.
도 8(b)에서, 먼지 검출 디바이스(10)에서, 발광부(200)와 수광부(100)는 하나의 바디로 배치될 수 있다. 즉, 먼지 검출 디바이스(10)는 복수의 발광부(200)와 복수의 수광부(100)를 포함한다.
본원발명에 따르면, 내부의 먼지 유입 없이 먼지 농도를 센싱할 수 있어서 먼지 센서 내부 오염을 방지할 수 있다. 또한, 먼지 검출 디바이스(10)에 커버 글래스 적용이 가능하여, 청소할 때 용이한 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어 별로 먼지 농도를 검출하고, 먼지원을 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 9(a)에서, 즉, 특정 영역(60)을 n x m 배열로 분할하여, 제어부(120)는 각 영역 별로 먼지를 센싱한다.
예를 들어, 제어부(120)는 특정 영역(60)을 x 축 과 y 축으로 4 x 4 배열로 분할하고, 센싱된 먼지를 2차원 신호 처리한다. 제어부(120)는 신호 처리 결과를 기초로 z 축 거리 정보를 생성한다.
구체적으로, 제어부(120)는 특정 영역(60)에 대응하는 2차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고, 계산된 z 축 거리 정보, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어별로 구분한다. 여기서, 2차원 배열은 4 x 4 배열이 될 수 있다.
도 9(b)에서, 3차원 공간은 제 1 레이어, 제 2 레이어, 제 3 레이어, 제 4 레이어로 구분될 수 있다.
발광부(200)는 광을 출력한다. 출력된 광은 제 1 먼지(400-1), 제 2 먼지(400-2), 제 3 먼지(400-1)에 의하여 산란되고, 수광부(100)는 산란된 광을 수신한다. 제 1 먼지(400-1)는 제 2 레이어에 있고, 제 2 먼지(400-2)는 제 3 레이어에 있고, 제 3 먼지(400-3)는 제 4 레이어에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각각의 레이어 별로 먼지 농도를 센싱하고, 먼지원을 확인할 수 있다.
제어부(120)는 각각의 레이어 별 먼지 농도를 검출하고, 검출된 상기 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인한다.
예를 들어, 제 1 레이어의 먼지 농도는 제 1 농도이고, 제 2 레이어의 먼지 농도는 제 2 농도이고, 제 3 레이어의 먼지 농도는 제 3 농도이고, 제 4 레이어의 먼지 농도는 제 4 농도이다.
먼지 농도의 크기는 제 1 농도 < 제 2 농도 < 제 3 농도 < 제 4 농도가 될 수 있다. 즉, 제 1 농도가 가장 작고, 제 4 농도가 가장 크며, 제 2 농도는 제 1 농도보다 크고, 제 3 농도는 제 2 농도보다 크다.
이러한 경우, 제어부(120)는 제 4 농도가 가장 크므로, 먼지원은 제 4 레이어에 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 따르면, 2차원 배열 정보를 기초로 3차원 거리 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 먼지의 위치가 3차원 공간에서 어디에 있는지 확인할 수 있다. 또한, 먼지 농도를 기준으로, 먼지원의 위치를 확인할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 크기와 먼지 이동 거리를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 10(a)에서, 작은 먼지(400-1), 큰 먼지(400-2)가 있다.
도 10(b)에서, 먼지가 존재할 때, 제어부(120)는 출력 신호를 생성한다. 먼지의 크기가 크면, 산란광의 광량도 크게 된다. 먼지의 크기가 작으면, 산란광의 광량도 작게 된다. 따라서, 먼지의 크기와 산란광의 광량은 비례관계에 있다.
제어부(120)는 광량을 기초로 출력 신호의 높이 및 너비를 조절한다. 먼지 크기가 큰 먼지(400-2)인 경우, 광량은 크게 되며, 출력 신호의 높이가 높고, 출력 신호의 너비가 길다. 먼지 크기가 작은 먼지(400-1)인 경우, 광량은 작게 되며, 출력 신호는 높이가 낮고, 너비가 좁다.
도 10(a)에서, 먼지의 움직임에 따라서, 먼지 이동 속도가 달라진다.
예를 들어, 먼지가 큰 먼지(400-2)인 경우, 먼지 이동 속도가 느리다. 먼지가 작은 먼지(400-1)인 경우, 먼지 이동 속도가 빠르다.
제어부(120)는 먼지 이동 속도를 센싱하고, 센싱된 먼지 이동 속도 및 센서 출력을 기초로 먼지 크기를 계산한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스를 구현한 것을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 11(a)에서, 특정 영역(60)에서, 먼지 검출 디바이스(10)는 4 x 4 배열로 배치될 수 있다. 4 x 4 배열에서, 제 1 영역 x = 1, y = 4 인 경우, 제 1 먼지(400-1)가 위치할 수 있다. 제 2 영역 x = 2, y = 3 인 경우, 제 2 먼지(400-2)가 위치할 수 있다. 제 3 영역 x = 1, y = 2 인 경우, 제 3 먼지(400-3)가 위치할 수 있다.
즉, 먼지 검출 디바이스(10)는 수광부(100)와 발광부(200)를 포함하고, 16 개의 먼지 검출 디바이스(10)가 특정 영역(60)에서 영역 별로 4 x 4 배열로 배치될 수 있다.
도 11(b)에서, 제 1 먼지(400-1)의 경우, 먼지 검출 디바이스(10)는 발광부(200), 수광부(100), 볼록 렌즈(300)를 포함한다. 발광부(200)와 수광부(100)는 일체형으로 구성된다. 발광부(200)는 원형이고, 수광부(100)는 원형의 발광부(200)를 감싸는 형태의 원형으로 구성될 수 있다.
발광부(200)에서 출력된 광은 볼록 렌즈(300)를 통과하여, 제 1 먼지(400-1)에 의하여 산란되어 산란광이 된다. 산란된 수신광은 볼록 렌즈(300)를 통과하고, 수광부(100)는 산란된 수신광을 수신한다.
볼록 렌즈(300)의 경우, 빛을 가운데로 모으는 역할을 한다. 따라서, 제 1 영역에서 제 1 먼지(400-1)에 의하여 산란된 산란광은 다른 영역의 수광부(100)에 영향을 주지 않는다. 따라서, 먼지 검출 디바이스를 설계할 때, 도 11(b)와 같이 설계하면, 특정 영역에서 산란된 산란광이 다른 영역의 수광부에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 즉, 특정 영역과 다른 영역 사이에서 간섭 현상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
제 2 먼지(400-2), 제 3 먼지(400-3)의 경우도, 제 1 먼지(400-1)의 경우와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 특정 공간의 내부와 외부가 존재하고, 내부와 외부 사이에 유리창(300)이 존재할 수 있다. 내부에는 먼지 검출 디바이스(10)가 존재하고, 외부에는 먼지(400)가 존재한다.
종래 기술에 따르면, 반드시 먼지 센서를 외부에 설치하여야 하는 설치 상의 문제점이 있었다. 예를 들어, 외부에 유독 물질, 위험 물질 농도가 높은 경우, 먼지 센서를 설치할 때 위험도가 높아지는 문제가 있었다.
본 발명에 따르면, 외부와 내부 사이에 유리창(300)이 있고, 유리창(300)을 기준으로 외부와 내부가 분리되며, 외부에 위험 물질이 있더라도, 먼지 검출 디바이스를 내부에 설치할 수 있으므로, 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량 실내에 먼지 검출 디바이스(10)를 부착할 수 있다. 먼지 검출 디바이스(10)는 먼지 센서를 포함한다.
이러한 경우, 먼지 검출 디바이스(10)는 차량 외부와 차량 내부의 먼지 농도를 측정할 수 있다. 차량 외부의 먼지 농도를 측정하는 경우는 발광부와 수광부를 외부 방향으로 향하도록 배치한다.
차량 내부의 먼지 농도를 측정하는 경우는, 발광부와 수광부를 내부 방향으로 향하게 배치한다. 즉, 발광부의 광원이 차량 내부 방향으로 광을 출력하면, 차량 내부의 먼지(미도시)에 의하여 광이 산란되고, 수광부가 산란된 산란광을 수신한다.
본 발명에 따르면, 광의 출력 방향에 따라서, 차량 내부의 먼지 오염도 및 차량 외부의 먼지 오염도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 광의 출력 방향은 차량 외부 방향, 차량 내부 방향이 모두 될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 발광부는 제 1 광원과 제 2 광원을 포함한다. 제 1 광원은 광을 출력하고, 제 2 광원은 제 1 광원과 다른 방향의 광을 출력한다. 제 1 광원과 제 2 광원은 서로 맞닿은 면의 전면과 후면에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 광원이 출력하는 제 1 광과 제 2 광원이 출력하는 제 2 광 사이의 각도는 180도가 될 수 있다.
수광부도 제 1 수광부와 제 2 수광부를 포함한다. 제 1 수광부는 제 1 광원이 출력한 광이 먼지에 의해 산란된 산란광을 수신하고, 제 2 수광부는 제 2 광원이 출력한 광이 먼지에 의해 산란된 산란광을 수신한다. 제 1 수광부와 제 2 수광부도 서로 맞닿은 면의 전면과 후면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량에서 먼지 센서는 레인 센서(미도시)에 인접해서 배치될 수 있다. 차량에서, 레인 센서(미도시)는 차량의 윈드 쉴드 위쪽 부분에 배치된다. 차량의 윈드 쉴드는 차량의 전면 유리를 의미한다.
레인 센서(미도시)는 발광부, 수광부를 포함한다. 레인 센서는 차량의 윈드 쉴드 표면에 있는 비, 우박, 눈의 양을 측정할 수 있다.
비가 오는 경우, 레인 센서의 발광부는 광을 출력하고, 출력된 광은 차량 윈드 쉴드 표면의 빗물에 의해 반사되고, 반사된 광은 수광부가 감지하여 비의 양을 센싱한다. 여기서, 반사는 전반사를 포함한다. 광은 적외선, LED 광이 될 수 있다. 비의 양이 많은 경우, 수광부는 수광센서에서 큰 출력값을 출력한다. 비의 양이 적은 경우, 수광부는 수광센서에서 작은 출력값을 출력한다.
우박이 내리는 경우, 눈이 내리는 경우는 비가 오는 경우와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
센서 배치와 관련하여, 레인 센서와 먼지 센서는 나란히 배치될 수 있다.
센서 기능과 관련하여, 하나의 센서가 레인 센서와 먼지 센서를 포함한 경우, 레인 센서와 먼지 센서를 동시에 기능할 수 있다. 예를 들어, 비가 온 경우, 출력된 광이 빗물에 의해 반사되고, 반사된 광은 수광부가 감지하여 비의 양을 센싱한다. 반사된 광량은 비의 양에 비례한다. 이 경우, 먼지의 양이 적기 때문에, 산란광은 매우 적게 발생한다.
먼지가 많은 경우, 먼지가 광에 의하여 산란된 산란광이 생기고, 산란광을 수광부가 감지하여 먼지양, 공기 오염도를 센싱한다. 산란된 광량은 먼지의 양, 공기 오염도에 비례한다. 이 경우, 비의 양이 적기 때문에, 빗물에 의해 반사되는 반사된 광량은 적게 발생하다.
본 발명에 따르면, 하나의 센서가 레인 센서와 먼지 센서를 포함한 경우, 비가 오는 날에는 레인 센서로 작동할 수 있고, 먼지가 많은 날에는 먼지 센서로 사용할 수 있다. 따라서, 특정 공간에 두 개의 센서를 배치하여, 두 개의 기능을 동시에 실행할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있어서, 먼지 센서의 크기를 줄일 수 있고 먼지 센서의 유지 보수가 용이하므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거할 수 있어서, 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있고, 정확도를 높일 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어별로 먼지를 센싱할 수 있어서, 먼지원을 확인할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시 예일 뿐 특정 실시 예에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시가 가능한 다양한 내용도 청구범위에 따른 권리범위에 속한다. 또한, 그러한 변형실시들이 본 발명의 기술 사상으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 된다.
100 : 수광부
110 : 수광센서
120 : 제어부
130 : 증폭부
200 : 발광부
210: 광원
300 : 유리창
310 : 제 1 광학부
320 : 제 2 광학부
400 : 먼지
510 : 제 1 광학부
520 : 제 2 광학부
110 : 수광센서
120 : 제어부
130 : 증폭부
200 : 발광부
210: 광원
300 : 유리창
310 : 제 1 광학부
320 : 제 2 광학부
400 : 먼지
510 : 제 1 광학부
520 : 제 2 광학부
Claims (13)
- 광원을 포함하는 발광부; 및
상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되어, 특정 영역을 분할하여 각 영역 별로 상기 먼지를 센싱하는 복수의 수광부를 포함하되,
상기 수광부는
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고,
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 각각의 수광센서의 출력을 평균하여 출력 신호를 출력하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 광량을 기초로 수광센서의 출력 신호의 높이 및 너비를 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 광원을 포함하는 발광부; 및
상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되,
상기 수광부는
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고,
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하고, 수신된 광이 상기 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 상기 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는
수신된 광이 상기 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 상기 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는
소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는
소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광부와 상기 수광부는 일체형으로 구성되는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광부와 상기 수광부는 일체형으로 구성되고, 볼록 렌즈를 더 포함하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광부는 광을 출력하는 제 1 광원과 상기 제 1 광원과 다른 방향의 광을 출력하는 제 2 광원을 포함하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 광원을 포함하는 발광부; 및
상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되, 상기 복수의 수광부는 상기 특정 영역에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치되고, 상기 복수의 수광부는 각 영역 별로 먼지를 센싱하고,
상기 수광부는
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고,
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부 를 포함하되,
상기 제어부는
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하고,
상기 특정 영역에 대응하는 2차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고,
계산된 z 축 거리 정보, 상기 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고,
설정된 상기 3차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어 별로 구분하고,
상기 각각의 레이어별 먼지 농도를 검출하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 제 11 항에 있어서,
검출된 상기 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인하는 것
인 먼지 검출 디바이스. - 먼지 검출 디바이스의 제어 방법에 있어서,
특정 영역에 배치되고, 특정 영역을 분할하는 복수 개의 수광부가 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하여 각 영역 별로 상기 먼지를 센싱하는 단계;
상기 수광부에 포함되는 수광센서가 수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 단계;
상기 수광부에 포함되는 제어부가 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하는 단계;
상기 제어부가 확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 단계;
를 포함하는 먼지 검출 디바이스의 제어 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020170080253A KR102381143B1 (ko) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170080253A KR102381143B1 (ko) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190000995A KR20190000995A (ko) | 2019-01-04 |
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| KR1020170080253A KR102381143B1 (ko) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100539310B1 (ko) * | 2005-04-12 | 2006-01-11 | (주)엔아이디에스 | 자가 감도 보정 기능 및 감도편차 조절 기능을 갖는 광학식먼지센서 |
| US20140152986A1 (en) | 2004-03-06 | 2014-06-05 | Michael Trainer | Methods and apparatus for determining characteristics of particles |
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| KR101679041B1 (ko) * | 2015-05-29 | 2016-11-24 | 주식회사 마루이엔지 | 미세먼지 감지장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101179952B1 (ko) * | 2010-06-18 | 2012-09-10 | 한국표준과학연구원 | 비접촉식 3차원 좌표 측정 장치 |
| KR101755368B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2017-07-10 | (주)엔아이디에스 | 농도별 감도를 가변할 수 있는 광학식 먼지센서와 광학식 먼지센서의 농도별 검출 감도 가변방법 |
-
2017
- 2017-06-26 KR KR1020170080253A patent/KR102381143B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140152986A1 (en) | 2004-03-06 | 2014-06-05 | Michael Trainer | Methods and apparatus for determining characteristics of particles |
| KR100539310B1 (ko) * | 2005-04-12 | 2006-01-11 | (주)엔아이디에스 | 자가 감도 보정 기능 및 감도편차 조절 기능을 갖는 광학식먼지센서 |
| JP2016008933A (ja) | 2014-06-26 | 2016-01-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 微粒子検知装置 |
| KR101600047B1 (ko) | 2014-12-10 | 2016-03-08 | 쌍신전자통신주식회사 | 다중 발광부 제어 구조를 갖는 광량 조절이 가능한 차량 및 실내용 광학식 먼지 센서 |
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