KR102654490B1 - Apparatus and system for sterilizing using UV LED and method of operating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치 및 시스템과 그 운용 방법 에 관한 것으로서, 자외선 살균 시스템은 자외선 살균장치; 및 자외선 살균장치로부터 수집된 환경정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 입력을 통해 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하고, 제어명령을 자외선 살균장치에게 전달하는 앱/서버를 포함하고, 그 자외선 살균장치는 소정의 조사각도로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자; 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 수집하는 기울기센서; 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱센서; 센싱을 통해 살균대상 면적에 대한 최단 거리를 획득하고, 감지범위 내의 설치환경 데이터를 획득하고, 자외선 조사 범위 및 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 모션센서; 및 자외선 조사시간을 앱/서버에 통보하고 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 유효각도 범위를 벗어나면 자외선 출력을 차단하여 앱/서버에 차단정보를 전달하고, 자기장의 세기를 이용하여 자외선 살균장치가 부속체와 결합되어 있는지 여부를 앱/서버에 보고하고, 모션센서로부터 움직임 정보가 수신되면 자외선(UV) 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an ultraviolet sterilization device and system using UV LED and an operating method thereof. The ultraviolet sterilization system includes an ultraviolet sterilization device; And an app/server that provides environmental information collected from the ultraviolet sterilizing device to the user, sets a policy for sterilizing/inactivating bacteria/viruses through input by the user, and transmits control commands to the ultraviolet sterilizing device, The ultraviolet sterilization device includes an ultraviolet ray output element that outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle; A tilt sensor that collects information on the irradiation angle of the ultraviolet ray output device; A magnetic sensor that detects the strength of the magnetic field generated from a magnetic element; A motion sensor that obtains the shortest distance to the sterilization target area through sensing, acquires installation environment data within the detection range, and detects the ultraviolet irradiation range and movement around the ultraviolet irradiation range; and notifies the app/server of the ultraviolet ray irradiation time, analyzes the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device, blocks the ultraviolet ray output when the ultraviolet ray irradiation direction is outside the effective angle range, transmits blocking information to the app/server, and adjusts the strength of the magnetic field. It reports to the app/server whether the ultraviolet sterilization device is connected to the accessory, stops ultraviolet (UV) irradiation when movement information is received from the motion sensor, and performs sterilization by ultraviolet light if there is no movement information for a certain period of time. Includes a control unit that allows

Description

UV LED를 이용한 자외선 살균 장치 및 시스템과 그 운용 방법 {Apparatus and system for sterilizing using UV LED and method of operating the same}Ultraviolet sterilizing device and system using UV LED and method of operating the same {Apparatus and system for sterilizing using UV LED and method of operating the same}

본 발명은 자외선을 이용하는 세균과 바이러스 살균에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치 및 그 운용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to sterilization of bacteria and viruses using ultraviolet light, and more specifically, to an ultraviolet sterilization device using UV LED and a method of operating the same.

자외선은 인체에 장시간 직접 노출되는 경우 인체에 유해하며, 특히 안구와 피부에 끼치는 유해성이 크다고 알려져 있다. 자외선 대역은 파장에 따라 UVA, UVB, UVC 대역으로 구분된다. 직접적인 세균 살균효과 및 바이러스 불활화 성능을 기대할 수 있는 자외선 대역은 UVB와 UVC 대역이다. It is known that ultraviolet rays are harmful to the human body when exposed directly to the human body for a long period of time, and are especially harmful to the eyes and skin. The ultraviolet band is divided into UVA, UVB, and UVC bands depending on the wavelength. The UV bands where direct bacterial sterilization effect and virus inactivation performance can be expected are the UVB and UVC bands.

지표면의 태양광은 가시광선 44%, 자외선 3%, 나머지는 적외선으로 구성되어 있다. 지구 대기권 상층부 진공상태에서 태양광은 적외선 50%, 가시광선 40%, 자외선 10% 로 구성된다. 대기권은 약 77% 의 태양 자외선을 차단하는데, 파장이 더 짧은 자외선은 거의 전부 차단된다. 지표면의 도달하는 자외선 중 95% 는 UVA이며, UVB가 나머지를 차지하며 UVC는 천연 환경에서는 존재하지 않는다. Sunlight on the Earth's surface consists of 44% visible light, 3% ultraviolet rays, and the remainder is infrared. In the vacuum of the Earth's upper atmosphere, sunlight consists of 50% infrared rays, 40% visible rays, and 10% ultraviolet rays. The atmosphere blocks about 77% of solar ultraviolet rays, with almost all of the shorter wavelength ultraviolet rays being blocked. 95% of the ultraviolet rays that reach the earth's surface are UVA, the remainder is UVB, and UVC does not exist in the natural environment.

도 1은 자외선/가시광선/적외선 대역 파장을 나타낸 것이고, 도 2는 자외선 대역 파장별 살균효과를 나타낸 것이다. 자외선 응용기술을 살펴보면, 1801년 자외선이 발견되었고 1878년에 자외선의 박테리아 살균 효과가 있음을 알게 되었고 1903년에 살균에 효과가 있는 파장이 확인되었다. 그리고 1960년 DNA를 대상으로 하는 살균 효과 및 원리가 입증되었다. Figure 1 shows the wavelengths of ultraviolet rays/visible rays/infrared rays, and Figure 2 shows the sterilization effect by wavelength in the ultraviolet rays. Looking at ultraviolet light application technology, ultraviolet rays were discovered in 1801, the bacterial sterilizing effect of ultraviolet rays was discovered in 1878, and the wavelength effective for sterilizing was confirmed in 1903. And in 1960, the sterilization effect and principle targeting DNA were proven.

1901년에 수은을 이용한 자외선 램프가 처음 개발되어, 인공적으로 자외선을 만들어 활용할 수 있게 되었으며, 저비용으로 쉽게 구현할 수 있어 다양한 분야에 폭넓게 보급되었다. 2000년에 들어 반도체 기술의 발전에 힘입어 단일 파장만 만들어 낼 수 있는 UV LED 기술이 상용화되기 시작하였다. UV LED 기술은 상대적으로 구현이 용이한 UVA 부터 상용화되기 시작하여 최근에는 살균효과를 기대할 수 있는 UVC가 상용화되었다. 그리고 수은 폐해가 심각하여, 2020년 이후 수은제품 생산/수출입 금지하는 미나마타 협약이 2017년 8월에 발효되었고, 한국은 2014년 협약 서명 후 2019년 국회 비준을 통과하였다.In 1901, an ultraviolet lamp using mercury was first developed, making it possible to artificially produce and utilize ultraviolet rays, and was widely used in various fields because it could be easily implemented at low cost. In 2000, thanks to the development of semiconductor technology, UV LED technology, which can produce only a single wavelength, began to be commercialized. UV LED technology began to be commercialized starting with UVA, which is relatively easy to implement, and recently UVC, which can be expected to have a sterilizing effect, has been commercialized. And because the harmful effects of mercury are serious, the Minamata Convention banning the production/import/import of mercury products after 2020 came into effect in August 2017, and Korea signed the convention in 2014 and passed ratification by the National Assembly in 2019.

세균/바이러스 대상 살균/불활화 효과에 정비례하는 요인으로는 자외선 출력장치의 자외선 세기가 있으며, 살균/불활화 효과에 반비례하는 요인으로는 자외선 살균장치와 살균대상 사이의 거리, 자외선 조사 시간이 있다. 자외선 세기, 자외선 살균장치와 살균대상 사이의 거리, 자외선 조사 시간의 상관관계에 따른 단위면적당 누적 자외선 조사 총량은 살균/불활화 대상인 세균/바이러스 별로 차이가 있다.Factors directly proportional to the sterilization/inactivation effect on bacteria/virus targets include the UV intensity of the ultraviolet ray output device, and factors inversely proportional to the sterilization/inactivation effect include the distance between the ultraviolet sterilization device and the sterilization target and the ultraviolet irradiation time. . The total cumulative amount of ultraviolet irradiation per unit area depending on the correlation between ultraviolet ray intensity, the distance between the ultraviolet sterilizing device and the sterilizing object, and the ultraviolet irradiation time varies depending on the bacteria/virus subject to sterilization/inactivation.

그런데, 자외선 파장은 가시광선 대역이 아니므로, 사용자가 육안으로 직접 확인할 수 없다. 따라서, 자외선 살균 장치가 작동 중일 때 사용자가 자외선에 직접 노출이 되어 피해를 입을 수 있는 지 직관적으로 즉시 판단할 수 없는 문제점이 있다.However, since ultraviolet wavelengths are not in the visible light band, users cannot directly check them with the naked eye. Therefore, there is a problem in that it is not possible to intuitively immediately determine whether the user may suffer damage due to direct exposure to ultraviolet rays when the ultraviolet sterilization device is operating.

UV LED 칩은 전원을 공급받아 목표한 파장대역의 자외선 출력을 제공하는데, 이 때 광변환 효율이 조명용 LED 등 일반적인 경우와 대비하여 매우 낮아서, 공급된 에너지의 일부만 자외선으로 변환되고 나머지 대부분은 열에너지로 변환되기 때문에 발열이 심하고, 특히 고출력 칩의 경우는 발열의 정도가 더욱 심해지는 문제점이 있다. 통상적인 방법으로 UV LED 살균장치를 구현할 경우 고발열에 의해 온도가 올라갈수록 UV 광변환 효율은 더욱 저하되며, 살균성능이 떨어지게 되며, 살균장치 내부에 자외선 출력소자 주변에 센서들이 근접 배치되어 있는 경우 일반적인 상온에 대비하여 수집된 센싱 정보들이 부정확해지거나 오동작할 위험성이 높아지는 문제점이 있다.UV LED chips are supplied with power and provide ultraviolet rays in the target wavelength range, but at this time, the light conversion efficiency is very low compared to general cases such as lighting LEDs, so only a portion of the supplied energy is converted into ultraviolet rays and most of the rest is converted into heat energy. Because of the conversion, heat generation is severe, and especially in the case of high-output chips, the degree of heat generation becomes more severe. When a UV LED sterilization device is implemented in a conventional way, as the temperature rises due to high heat, the UV light conversion efficiency further decreases, and the sterilization performance deteriorates. If sensors are placed close to the ultraviolet ray output element inside the sterilization device, it is common. There is a problem that the risk of sensing information collected becoming inaccurate or malfunctioning compared to room temperature increases.

그리고 자외선 살균 장치를 폐쇄형(박스형)으로 만들 경우에는 살균 면적과 자외선 조사 거리가 사전에 확정되기 때문에, 단위면적당 누적 자외선 조사 총량을 기준으로 자외선 조사 시간을 사전에 확정 지을 수 있지만, 자외선 살균 장치를 개방형으로 만들 경우에는 살균 대상 면적과 조사 거리 등이 불특정 되기 때문에 자외선 조사 시간을 사전에 확정 지을 수 없는 문제점이 있다. In addition, when the ultraviolet sterilization device is made in a closed type (box type), the sterilization area and ultraviolet irradiation distance are determined in advance, so the ultraviolet irradiation time can be determined in advance based on the total cumulative amount of ultraviolet irradiation per unit area, but the ultraviolet sterilization device When making it open, there is a problem that the UV irradiation time cannot be determined in advance because the sterilization target area and irradiation distance are unspecified.

또한, 기존의 근접 센서와 모션 센서와의 조합을 이용할 경우나, 거리측정 기능이 있는 모션센서를 이용할 경우 대상 살균 면적과 조사 거리 정보를 획득하여 살균에 필요한 자외선 조사 시간을 임의로 지정하더라도, 대부분의 실제 환경에서 살균장치로부터 살균대상까지 완벽한 LoS(Line of Sight)를 제공하지 못하기 때문에, 예를 들어 중간에 장애물(사람이 아닌 일반 사물)이 존재할 경우 대상 살균면적과 조사거리를 오판하여 살균 완료에 필요한 조사시간보다 적은 조사시간을 수행하여 불완전 살균동작을 수행하는 문제점이 있다.In addition, when using a combination of an existing proximity sensor and a motion sensor, or when using a motion sensor with a distance measurement function, even if the target sterilization area and irradiation distance information are obtained and the ultraviolet irradiation time required for sterilization is arbitrarily designated, most Since it is not possible to provide a perfect LoS (Line of Sight) from the sterilization device to the sterilization target in the real environment, for example, if an obstacle (general object, not a person) exists in the middle, the target sterilization area and irradiation distance are misjudged and sterilization is completed. There is a problem of performing an incomplete sterilization operation by performing an irradiation time that is less than the required irradiation time.

공개특허공보 제10-2020-0073830호, 2020.06.24)Public Patent Publication No. 10-2020-0073830, 2020.06.24)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 사용자의 눈에 보이지 않는 자외선의 특성을 감안하여, 자외선 살균 장치의 자외선 조사범위를 사용자가 육안으로 명확하게 확인할 수 있는 가이드라인을 제공하고, UV LED의 광변환효율로 인해 발생하는 고발열에 의한 살균 성능 저하나 살균장치에 실장된 센서 등의 핵심소자들의 불완전동작을 없애고, 살균 대상이나 면적이 특정되지 않는 다양한 환경에서도 불필요한 전력소모 없이 효율적으로 살균/불활화 동작을 수행할 수 있는, UV LED를 이용한 자외선 살균 장치 및 시스템과 그 운용 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention was created to solve the above-mentioned problems. Considering the characteristics of ultraviolet rays that are invisible to the user's eyes, a guide is provided so that the user can clearly check the ultraviolet irradiation range of the ultraviolet sterilizing device with the naked eye. line and eliminates deterioration of sterilization performance due to high heat generated by the light conversion efficiency of UV LED or incomplete operation of key elements such as sensors mounted on the sterilization device, and eliminates unnecessary sterilization in various environments where the target or area of sterilization is not specified. The aim is to provide an ultraviolet sterilization device and system using UV LEDs that can efficiently perform sterilization/inactivation operations without consuming power, and a method of operating the same.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치는, 소정의 조사각도(Field of View, FoV)로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자; 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 수집하는 기울기센서; 상기 자외선 출력소자에 설치된 보조갓, 지지대를 포함한 부속체에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱센서; 센싱을 통해 살균대상 면적에 대한 최단 거리를 획득하고, 감지범위 내의 설치환경 데이터를 획득하고, 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 모션센서; 및 상기 자외선 출력소자의 자외선 조사시간을 외부 단말의 앱이나 서버 (앱/서버)에 통보하고, 상기 기울기 센서에서 수집된 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 기설정된 유효각도 범위를 벗어난 경우 자외선 동작을 차단하고, 자외선 차단 정보를 상기 앱/서버에 전달하고, 상기 마그네틱 센서가 감지한 자기장의 세기를 이용하여 자외선 살균장치가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부를 상기 앱/서버에 보고하고, 상기 모션센서로부터 움직임 정보가 수신되면 UV 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 하는 제어부를 포함할 수 있다.An ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention to achieve the above technical problem includes an ultraviolet ray output device that outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle (Field of View, FoV); a tilt sensor that collects irradiation angle information of the ultraviolet ray output device; A magnetic sensor that detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in an accessory including an auxiliary shade and support installed in the ultraviolet ray output device; At least one motion sensor that acquires the shortest distance to the sterilization target area through sensing, acquires installation environment data within the detection range, and detects the ultraviolet irradiation range and movement around the ultraviolet irradiation range; And the ultraviolet irradiation time of the ultraviolet ray output device is notified to an app or server (app/server) of an external terminal, and the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device collected from the tilt sensor is analyzed to determine the preset effective angle of the ultraviolet ray irradiation direction. If it is out of range, it blocks ultraviolet rays, transmits ultraviolet ray blocking information to the app/server, and uses the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor to determine whether the ultraviolet sterilizing device is combined with the accessory. It may include a control unit that reports to the server, stops UV irradiation when movement information is received from the motion sensor, and performs a sterilization operation using ultraviolet rays if there is no movement information for a certain period of time.

본 발명에 의한 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치는, 상기 자외선 출력소자와 인접하여 배치되고, 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력소자; 및 상기 레이저 출력소자로부터 출력되는 레이저 빔을 입사광으로 하여 살균장치의 자외선 조사범위를 육안으로 인지될 수 있도록 상기 레이저 출력소자의 출력광이 형성되도록 상기 레이저 출력소자와 배치되는 액시콘 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 액시콘 렌즈는 입사면은 평면이고 출사면은 원추형 표면을 가진 특수 유형의 렌즈로서 입사된 베셀 빔(Bessel beam)을 고리형 패턴으로 생성하고, 상기 자외선 살균장치의 실효 FoV 정보를 기준으로 액시콘의 꼭지각을 좁히거나 넓힘으로써 자외선 실효 FoV에 맞는 가이드라인을 제공할 수 있다.An ultraviolet sterilization device using a UV LED according to the present invention includes a laser output element disposed adjacent to the ultraviolet ray output element and outputting a laser beam; and an axicon lens disposed with the laser output element so that the output light of the laser output element is formed so that the ultraviolet irradiation range of the sterilizing device can be visually recognized by using the laser beam output from the laser output element as incident light. can do. The axicon lens is a special type of lens with a flat entrance surface and a conical surface of the exit surface. It generates an incident Bessel beam in a ring-shaped pattern, and generates the axicon lens based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device. By narrowing or widening the apex angle of the cone, guidelines tailored to the ultraviolet effective FoV can be provided.

본 발명에 의한 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치는, 빔(beam)을 출력하는 광원소자; 상기 빔 패턴의 확산 각도를 조절하며, 자외선 살균장치의 실효 FoV정보를 기준으로 렌즈의 곡률이 결정되고 컨벡스(Convex) 렌즈; 및 상기 광원소자와 컨벡스 렌즈 사이에 원 형태로 배치되고, 자외선 조사범위를 고보패턴으로 생성하는 고보(gobo) 필터를 더 포함하고, 상기 컨벡스 렌즈는 상기 고보필터에서 생성된 고보패턴을 확산투영하여 사용자가 확인할 수 있는 고보패턴으로 생성할 수 있다.The ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention includes a light source element that outputs a beam; The diffusion angle of the beam pattern is adjusted, the curvature of the lens is determined based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilization device, and a convex lens is included; and a gobo filter disposed in a circular shape between the light element and the convex lens and generating an ultraviolet irradiation range in a gobo pattern, wherein the convex lens diffusely projects the gobo pattern generated by the gobo filter. It can be created as a gobo pattern that the user can check.

상기 액시콘렌즈를 통해 형성되는 UV FoV 가이드라인은 상기 자외선 출력소자의 UV실효 FoV 보다 넓고, 상기 모션센서에 의해 형성되는 모션 센서 FoV은 상기 UV FoV 가이드라인 보다 넓은 것을 특징으로 한다. 상기 컨벡스 렌즈를 통해 형성되는 확산 투영된 고보패턴은 상기 자외선 출력소자의 UV실효 FoV 보다 넓고, 상기 모션센서에 의해 형성되는 모션 센서 FoV은 상기 확산 투영된 고보패턴 보다 넓은 것을 특징으로 한다. 상기 자외선 출력소자는 상기 기울기 센서, 마그네틱 센서 및 모션센서와 분리된 별개의 MI-PCB(Metal Insert PCB)에 실장되는 것을 특징으로 한다. The UV FoV guideline formed through the axicon lens is wider than the UV effective FoV of the ultraviolet ray output device, and the motion sensor FoV formed by the motion sensor is wider than the UV FoV guideline. The diffusely projected gobo pattern formed through the convex lens is wider than the UV effective FoV of the ultraviolet ray output device, and the motion sensor FoV formed by the motion sensor is wider than the diffusely projected gobo pattern. The ultraviolet ray output device is mounted on a separate MI-PCB (Metal Insert PCB) separate from the tilt sensor, magnetic sensor, and motion sensor.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템은, 자외선을 이용하여 소정의 영역에 대해 살균하는 자외선 살균장치; 및 상기 자외선 살균장치로부터 수집된 환경정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 입력되는 자외선 조사시간, 조사면적 또는 조사거리를 이용하여 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하고, 상기 설정된 정책 정보가 포함된 제어명령을 상기 자외선 살균장치에게 전달하는 외부 단말의 앱 이나 서버(앱/서버)를 포함하고, 상기 자외선 살균장치는 소정의 조사각도(Field of View, FoV)로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자; 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 수집하는 기울기센서; 상기 자외선 출력소자에 설치된 보조갓, 지지대를 포함한 부속체에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱센서; 센싱을 통해 살균대상 면적에 대한 최단 거리를 획득하고, 감지범위 내의 설치환경 데이터를 획득하고, 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 모션센서; 및 상기 자외선 출력소자의 자외선 조사시간을 상기 앱/서버에 통보하고, 상기 기울기 센서에서 수집된 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 기설정된 유효각도 범위를 벗어난 경우 자외선 동작을 차단하고, 자외선 차단 정보를 상기 앱/서버에 전달하고, 상기 마그네틱 센서가 감지한 자기장의 세기를 이용하여 자외선 살균장치가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부를 상기 앱/서버에 보고하고, 상기 모션센서로부터 움직임 정보가 수신되면 자외선(UV) 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 하는 제어부를 포함한다.An ultraviolet sterilization system using UV LED according to the present invention for achieving the above technical problem includes an ultraviolet sterilizing device that sterilizes a predetermined area using ultraviolet rays; and providing environmental information collected from the ultraviolet sterilization device to the user, setting a sterilization/inactivation policy for bacteria/viruses using the ultraviolet ray irradiation time, irradiation area, or irradiation distance entered by the user, and setting the policy information set above. It includes an app or server (app/server) of an external terminal that transmits a control command including output device; a tilt sensor that collects irradiation angle information of the ultraviolet ray output device; A magnetic sensor that detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in an accessory including an auxiliary shade and support installed in the ultraviolet ray output device; At least one motion sensor that acquires the shortest distance to the sterilization target area through sensing, acquires installation environment data within the detection range, and detects the ultraviolet irradiation range and movement around the ultraviolet irradiation range; and notifies the app/server of the ultraviolet ray irradiation time of the ultraviolet ray output device, analyzes the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device collected from the tilt sensor, and performs ultraviolet ray operation when the ultraviolet ray irradiation direction is outside the preset effective angle range. blocks, transmits ultraviolet ray blocking information to the app/server, reports to the app/server whether the ultraviolet sterilizing device is combined with the appendage using the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor, and It includes a control unit that stops irradiating ultraviolet (UV) rays when motion information is received from the sensor and performs a sterilization operation using ultraviolet rays if there is no motion information for a certain period of time.

상기 자외선 살균장치는 상기 앱/서버로부터 수신한 제어명령이 조사시간일 경우, 상기 조사시간을 반영하여 살균동작을 수행하고, 상기 앱/서버로부터 수신한 제어명령이 조사거리 또는 조사면적일 경우, 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.If the control command received from the app/server is an irradiation time, the ultraviolet sterilizing device performs a sterilization operation by reflecting the irradiation time, and if the control command received from the app/server is an irradiation distance or irradiation area, It is characterized by performing a sterilization operation by deriving pre-mapped irradiation time information.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템 운용방법은, 기울기 센서, 마그네틱 센서, 모션 센서 및 통신부를 구비하는 자외선 살균장치 및 상기 자외선 살균장치와 통신하는 외부 단말의 앱 이나 서버 (앱/서버)를 포함하는 자외선 살균시스템의 운용방법에 있어서, 상기 자외선 살균장치가 기울기 센서, 마그네틱 센서, 모션 센서 및 통신부의 정상동작 여부를 점검하고 자외선 출력 준비(UV ready)를 수행하는 단계; 상기 앱/서버가 상기 자외선 살균장치로부터 자외선 조사 시간 정보를 획득하는 단계; 상기 자외선 살균장치의 유효각도 범위를 체크하는 단계; 상기 자외선 살균장치가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부를 체크하는 단계; 상기 모션센서가 감지 범위 내의 설치환경을 분석하는 학습모드를 진행하여 상기 모션센서의 감지 범위내 환경 데이터를 획득하는 단계; 앱/서버는 상기 자외선 조사 시간 정보, 자외선 살균장치의 유효각도 범위 체크 정보, 상기 자외선 살균장치와 부속체의 결합 체크 정보 및 모션센서의 감지 범위내 환경 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 설정되는 상기 자외선 살균장치의 살균 또는 불활화 정책을 포함하는 제어명령을 상기 자외선 살균장치로 전송하는 단계; 및 상기 자외선 살균장치는 상기 제어명령을 수신하고 상기 제어명령에 상응하도록 살균을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The method of operating an ultraviolet sterilization system using a UV LED according to the present invention to achieve the above technical problem includes an ultraviolet sterilizing device having a tilt sensor, a magnetic sensor, a motion sensor, and a communication unit, and an app on an external terminal that communicates with the ultraviolet sterilizing device. In the method of operating an ultraviolet sterilization system including a server (app/server), the ultraviolet sterilization device checks whether the tilt sensor, magnetic sensor, motion sensor, and communication unit are operating normally and performs ultraviolet ray output preparation (UV ready). step; The app/server acquiring ultraviolet ray irradiation time information from the ultraviolet sterilizing device; Checking the effective angle range of the ultraviolet sterilizing device; Checking whether the ultraviolet sterilizing device is coupled to the accessory; Obtaining environmental data within the detection range of the motion sensor by performing a learning mode in which the motion sensor analyzes an installation environment within the detection range; The app/server receives the ultraviolet ray irradiation time information, the effective angle range check information of the ultraviolet sterilizing device, the combination check information of the ultraviolet sterilizing device and its accessories, and environmental data within the detection range of the motion sensor and provides them to the user. Transmitting a control command including a sterilization or inactivation policy of the ultraviolet sterilizing device set by the ultraviolet sterilizing device to the ultraviolet sterilizing device; And the ultraviolet sterilizing device may include receiving the control command and performing sterilization in accordance with the control command.

상기 자외선 살균장치의 유효각도 범위 체크는 상기 기울기센서에 의해 수집된 상기 자외선 살균장치의 각도 정보를 분석하여 상기 자외선 살균장치의 자외선 조사 방향이 미리 정의된 유효각도 범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루어질 수 있다. Checking the effective angle range of the ultraviolet sterilizing device can be done by analyzing the angle information of the ultraviolet sterilizing device collected by the tilt sensor to determine whether the ultraviolet irradiation direction of the ultraviolet sterilizing device is outside a predefined effective angle range. there is.

상기 자외선 살균장치가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부는 상기 마그네틱 센서가 상기 자외선 살균장치의 부속체에 포함된 네오디늄으로부터 발생한 자기장 세기를 감지하여 상기 자기장의 세기가 미리 설정된 유효범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루어질 수 있다.Whether the ultraviolet sterilizing device is combined with the accessory is determined by whether the magnetic sensor detects the magnetic field intensity generated from neodymium contained in the accessory of the ultraviolet sterilizing device and whether the magnetic field intensity is outside a preset effective range. This can be done through.

상기 제어명령에 상응하는 살균을 수행하는 단계는 상기 제어명령이 조사시간 정보를 포함하는 경우에는 상기 자외선 살균장치는 상기 조사시간에 상응하는 살균 동작을 수행하고, 상기 제어명령이 조사거리나 조사면적 정보를 포함하는 경우에는 상기 자외선 살균장치는 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균 동작을 수행할 수 있다.In the step of performing sterilization corresponding to the control command, if the control command includes irradiation time information, the ultraviolet sterilizing device performs a sterilization operation corresponding to the irradiation time, and the control command is irradiated with the irradiation distance or irradiation area. If the information is included, the ultraviolet sterilization device can perform a sterilization operation by deriving pre-mapped irradiation time information.

본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치 및 시스템과 그 운용 방법에 의하면, UV FoV(Field of View, 자외선 조사범위) 보다 더 넓은 FoV를 감지하는 모션센서를 이용함으로써 UV 조사범위 뿐만 아니라 그 주변의 움직임이 감지되면 UV 조사를 즉시 중단하고, 일정 시간 동안 움직임이 포착되지 않으면 안전 상태 진입으로 판단하여 UV 살균 동작을 시행함으로써 인체에 자외선이 노출되는 것을 방지할 수 있다.According to the ultraviolet sterilization device and system using UV LED and its operating method according to the present invention, not only the UV irradiation range but also the surrounding area is used by using a motion sensor that detects a wider FoV than the UV FoV (Field of View). When movement is detected, UV irradiation is immediately stopped, and if no movement is detected for a certain period of time, it is judged to be in a safe state and UV sterilization is performed, thereby preventing the human body from being exposed to ultraviolet rays.

그리고 본 발명에 의하면, UV 출력 소자가 실장된 살균 장치에서 자외선 조사 영역을 설계하고 실측하는 단계에서 UV 실효 FoV(Field of View, 자외선 조사범위) 확인이 가능하며, UV 출력소자와 필터와 특수렌즈를 UV 실효 FoV와 동일한 각도 또는 안전 마진을 포함한 조금 더 넓은 각도로 구성하여 UV 조사범위를 육안으로 확인할 수 있는 가이드라인을 제공함으로써 사용자는 자외선에 노출되지 않는 정보를 알 수 있고 자외선 살균장치를 보다 안전하게 사용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to check the UV effective FoV (Field of View, UV irradiation range) at the stage of designing and measuring the ultraviolet irradiation area in a sterilization device equipped with a UV output element, and the UV output element, filter, and special lens are used. By providing guidelines to visually check the UV irradiation range by configuring the UV effective FoV at the same angle or at a slightly wider angle including the safety margin, users can know information about not being exposed to UV rays and can view the UV sterilizing device more effectively. It can be used safely.

또한 본 발명에 의하면, 자외선 출력소자를 별도의 PCB로 분리하고, 고발열 대응 가능한 MI-PCB(Metal Insert-PCB)를 적용함으로써 UV LED의 광변환효율의 한계로 구조적으로 발생하는 고발열에 의한 자외선 살균장치의 살균 성능 저하를 방지하고 살균장치에 실장된 센서 등의 핵심소자들의 불완전동작을 막을 수 있고 살균장치의 품질을 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, by separating the ultraviolet ray output device into a separate PCB and applying MI-PCB (Metal Insert-PCB) capable of responding to high heat, ultraviolet rays are sterilized by high heat generated structurally due to the limit of the light conversion efficiency of UV LED. It can prevent deterioration of the sterilization performance of the device, prevent incomplete operation of key elements such as sensors mounted on the sterilization device, and improve the quality of the sterilization device.

또한 본 발명에 의하면, 개방형 자외선 살균 장치에서는 살균 대상 면적과 조사 거리 등이 불특정되기 때문에 자외선 조사 시간을 사전에 확정 지을 수 없는 종래의 구조적인 문제점을 해결하기 위해, 하나 이상의 센서를 통해 살균 대상/면적 등의 환경 분석을 시행하고, 수집된 Raw data를 살균장치가 자체 분석, 앱/서버 연동을 통해 사용자의 살균/불활화 정책을 반영함으로써, 살균 대상/면적이 불특정된 다양한 환경에서도 불필요한 전력소모 없이 효율적으로 정확하게 살균/불활화 동작을 시행할 수 있다.In addition, according to the present invention, in order to solve the conventional structural problem that the ultraviolet ray irradiation time cannot be determined in advance because the sterilization target area and irradiation distance are unspecified in the open ultraviolet sterilization device, the sterilization target/irradiation time is not determined in advance through one or more sensors. By conducting environmental analysis such as area, and the sterilization device itself analyzes the collected raw data and reflects the user's sterilization/inactivation policy through app/server linkage, unnecessary power consumption is achieved even in various environments where the sterilization target/area is unspecified. Sterilization/inactivation operations can be carried out efficiently and accurately without any sterilization.

도 1은 자외선/가시광선/적외선 대역 파장을 나타낸 것이다.
도 2는 자외선 대역 파장별 살균효과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치의 일 구현 예에 대한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템의 일실시예에 대한 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 6은 자외선 출력소자의 방사 특성을 나타낸 것이다.
도 7은 자외선 출력 소자가 실장된 살균장치의 최종 방사특성을 나타낸 것이다.
도 8은 액시콘 렌즈의 형상을 나타낸 것이다.
도 9는 레이저 출력 소자와 액시콘 렌즈 배치로 육안으로 확인 가능한 가이드라인 생성을 나타낸 것이다.
도 10은 광원소자와 고보(Gobo) 필터와 컨벡스(Convex) 렌즈 배치로 육안으로 확인 가능한 가이드라인 생성을 나타내고 있다.
도 11은 육안으로 보이지 않는 자외선 살균장치의 자외선 조사범위인 UV 실효 FoV와 육안으로 확인 가능한 자외선 가이드라인을 나타내고 있다.
도 12는 자외선 살균장치의 자외선 조사범위인 UV 실효 FOV, 자외선 조사범위 가이드라인 및 모션감지영역인 모션센서 FoV을 나타낸 것이다.
도 13은 UV LED 칩의 고발열 대응을 위한 별도 분리된 MI-PCB 적용을 나타낸 것이다.
도 14는 UV LED 칩의 고발열 대응을 위한 별도 분리된 MI-PCB 구현 예를 나타낸 것이다.
도 15는 도 15는 자외선 살균장치(40, 50)와 부속체(보조갓, 지지대) 및 이들이 결합된 형태를 나타내고 있다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템의 운용 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 17은 자외선 살균장치와 앱/서버의 연동을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 18은 자외선 살균장치와 부속체(보조갓, 지지대)가 결합된 형상에서 센싱된 Raw data를 나타내는 그래프이다.
도 19는 앱/서버에 의해 중면적 살균정책이 반영된 경우의 유효한 최단거리 정보 획득방법의 예시를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the ultraviolet/visible/infrared band wavelengths.
Figure 2 shows the sterilization effect by wavelength in the ultraviolet band.
Figure 3 is a photograph of an example of an ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an ultraviolet sterilization system using UV LED according to the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the ultraviolet sterilization system using UV LED according to the present invention.
Figure 6 shows the radiation characteristics of the ultraviolet ray output device.
Figure 7 shows the final radiation characteristics of a sterilizing device equipped with an ultraviolet ray output device.
Figure 8 shows the shape of an axicon lens.
Figure 9 shows the creation of a guideline that can be confirmed with the naked eye by arranging a laser output element and an axicon lens.
Figure 10 shows the creation of a guideline that can be confirmed with the naked eye by arranging a light element, a Gobo filter, and a convex lens.
Figure 11 shows the UV effective FoV, which is the ultraviolet irradiation range of the ultraviolet sterilization device that is invisible to the naked eye, and the ultraviolet ray guideline that can be confirmed with the naked eye.
Figure 12 shows the UV effective FOV, which is the ultraviolet ray irradiation range of the ultraviolet sterilizing device, the ultraviolet irradiation range guideline, and the motion sensor FoV, which is the motion detection area.
Figure 13 shows the application of a separate MI-PCB to respond to high heat of UV LED chips.
Figure 14 shows an example of a separate MI-PCB implementation to respond to high heat of UV LED chips.
FIG. 15 shows the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 and accessories (auxiliary shade, support) and their combined form.
Figure 16 is a flowchart showing a method of operating an ultraviolet sterilization system using UV LED according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is a flow chart showing the linkage between the ultraviolet sterilizing device and the app/server.
Figure 18 is a graph showing raw data sensed in a shape in which an ultraviolet sterilizing device and accessories (auxiliary shade, support) are combined.
Figure 19 shows an example of a method of obtaining effective shortest distance information when a medium-area sterilization policy is reflected by the app/server.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so various equivalents can be substituted for them at the time of filing the present application. It should be understood that there may be variations.

도 3은 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치의 일 구현 예에 대한 사진이다. 도 3의 (a)는 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치의 측면부(30)의 형상을 나타낸 것으로서, 핸디버튼(310)과 전원 버튼(320)이 구비되어 있다. 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치의 후면부(32)의 형상을 나타낸 것으로서, 전원공급을 위한 주방용 액세서리 킷 컨택부(330)과 USB 충전포트(340)이 구비되어 있다. 도 3의 (c)는 본 발명에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 장치의 저면부(34)의 형상을 나타낸 것으로서, UV LED(350)과 레이저출력소자 및 액시콘렌즈(360) 및 초음파 ToF(370)이 구비되어 있다.Figure 3 is a photograph of an embodiment of an ultraviolet sterilizing device using UV LED according to the present invention. Figure 3 (a) shows the shape of the side portion 30 of the ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention, and is provided with a handy button 310 and a power button 320. Figure 3 (b) shows the shape of the rear part 32 of the ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention, and is equipped with a kitchen accessory kit contact part 330 for power supply and a USB charging port 340. It is done. Figure 3 (c) shows the shape of the bottom portion 34 of the ultraviolet sterilization device using UV LED according to the present invention, which includes a UV LED 350, a laser output device, an axicon lens 360, and an ultrasonic ToF ( 370) is provided.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템 대한 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템은 자외선 살균장치(40) 및 외부 단말의 앱 이나 서버(45, 이하, 앱/서버라 한다)을 포함하여 이루어진다. Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an ultraviolet sterilization system using UV LED according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the ultraviolet sterilization system using UV LED according to an embodiment of the present invention includes an ultraviolet sterilizing device 40 and an app or server 45 (hereinafter referred to as app/server) of an external terminal. .

자외선 살균장치(40)는 소정의 영역에 대해 자외선을 조사(照射)하여 세균, 박테리아, 바이러스 등을 살균하며, 통신부(455)를 통해 앱/서버(45)와 통신하며 앱/서버(45)로부터 제어명령을 수신하여 제어명령에 따라 자외선을 조사하여 살균한다. 앱/서버(45)는 자외선 살균장치(40)로부터 수집된 환경정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 입력되는 자외선 조사시간, 조사면적 또는 조사거리를 이용하여 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하고, 상기 설정된 정책 정보가 포함된 제어명령을 자외선 살균장치(45)에게 전달한다.The ultraviolet sterilizing device 40 sterilizes germs, bacteria, viruses, etc. by irradiating ultraviolet rays to a predetermined area, and communicates with the app/server 45 through the communication unit 455. It receives control commands from and sterilizes by irradiating ultraviolet rays according to the control commands. The app/server 45 provides environmental information collected from the ultraviolet sterilizing device 40 to the user, and uses the ultraviolet ray irradiation time, irradiation area, or irradiation distance entered by the user to implement a sterilization/inactivation policy for bacteria/viruses. is set, and a control command containing the set policy information is transmitted to the ultraviolet sterilizing device 45.

자외선 살균장치(40)는 앱/서버(45)로부터 수신한 제어명령이 조사시간일 경우, 상기 조사시간을 반영하여 살균동작을 수행하고, 앱/서버(45)로부터 수신한 제어명령이 조사거리 또는 조사면적일 경우, 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균동작을 수행할 수 있다.When the control command received from the app/server 45 is an irradiation time, the ultraviolet sterilizing device 40 performs a sterilization operation by reflecting the irradiation time, and the control command received from the app/server 45 is set to the irradiation distance. Alternatively, in the case of an irradiation area, the sterilization operation can be performed by deriving pre-mapped irradiation time information.

자외선 살균장치(40)는 자외선 출력소자(410), 기울기센서(420), 마그네틱센서(430), 적어도 하나의 모션센서(440), 제어부(450) 및 통신부(455)를 포함하여 이루어지고, 레이저 출력소자(460) 및 액시콘 렌즈(Axicon lens, 470)를 더 포함할 수 있다.The ultraviolet sterilizing device 40 includes an ultraviolet ray output device 410, a tilt sensor 420, a magnetic sensor 430, at least one motion sensor 440, a control unit 450, and a communication unit 455, It may further include a laser output device 460 and an axicon lens (Axicon lens, 470).

자외선 출력소자(410)는 소정의 조사각도(Field of View, FoV)로 자외선을 출력한다. 도 6은 자외선 출력소자(410)의 방사 특성을 나타낸 것이다. 도 6을 참조하면, 자외선 출력 소자(410)는 제조사/제품 별로 고유의 FoV (Field of View, 조사각도) 범위를 갖는 자외선 조사 특성을 갖는다. 도 7은 자외선 출력 소자(410)가 실장된 자외선 살균장치(40)의 최종 방사 특성을 나타낸 것이다. 도 7을 참조하면, 자외선 출력 소자(410)가 실장된 자외선 살균 장치(40)는 장치 설계 기법과 형상에 따라 조정된 범위의 UV 실효 FoV(710)를 갖는 자외선 조사 특성을 가질 수 있다.The ultraviolet rays output device 410 outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle (Field of View, FoV). Figure 6 shows the radiation characteristics of the ultraviolet ray output device 410. Referring to FIG. 6, the ultraviolet ray output device 410 has ultraviolet ray irradiation characteristics with a unique FoV (Field of View, irradiation angle) range for each manufacturer/product. Figure 7 shows the final radiation characteristics of the ultraviolet sterilizing device 40 on which the ultraviolet ray output element 410 is mounted. Referring to FIG. 7, the ultraviolet sterilizing device 40 on which the ultraviolet ray output element 410 is mounted may have ultraviolet irradiation characteristics with a UV effective FoV 710 in a range adjusted according to the device design technique and shape.

기울기센서(420)는 자외선 출력소자(410)의 조사각도 정보를 수집한다.The tilt sensor 420 collects information on the irradiation angle of the ultraviolet ray output device 410.

마그네틱센서(430)는 자외선 출력소자(410)에 설치된 부속체(미도시)에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지한다. 상기 부속체는 보조갓, 지지대 등을 포함할 수 있다. The magnetic sensor 430 detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in an accessory (not shown) installed on the ultraviolet ray output element 410. The appendages may include auxiliary shades, supports, etc.

적어도 하나의 모션센서(440)는 센싱을 통해 살균대상 면적에 대한 최단 거리를 획득하고, 감지범위 내의 설치환경 데이터를 획득하고, 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지한다.At least one motion sensor 440 obtains the shortest distance to the sterilization target area through sensing, obtains installation environment data within the sensing range, and detects the ultraviolet irradiation range and movement around the ultraviolet irradiation range.

제어부(450)는 자외선 출력소자(410)의 자외선 조사시간을 앱/서버(45)에 통보하고, 기울기 센서(420)에서 수집된 자외선 출력소자(410)의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 기설정된 유효각도 범위를 벗어난 경우 자외선 동작을 차단하고, 자외선 차단 정보를 앱/서버(45)에 전달하고, 마그네틱 센서(430)가 감지한 자기장의 세기를 이용하여 자외선 살균장치(40)가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부를 앱/서버(45)에 보고하고, 모션센서(440)로부터 움직임 정보가 수신되면 UV 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 한다.The control unit 450 notifies the app/server 45 of the ultraviolet irradiation time of the ultraviolet ray output device 410 and analyzes the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device 410 collected by the tilt sensor 420 to determine the direction of ultraviolet irradiation. If it is outside this preset effective angle range, ultraviolet rays are blocked, ultraviolet ray blocking information is transmitted to the app/server 45, and the ultraviolet sterilizing device 40 uses the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 430. It reports to the app/server 45 whether it is coupled to the appendage, stops UV irradiation when movement information is received from the motion sensor 440, and performs sterilization by ultraviolet rays if there is no movement information for a certain period of time. .

레이저 출력소자(460)는 자외선 출력소자(410)와 인접하여 배치되고, 레이저 빔을 출력한다.The laser output device 460 is disposed adjacent to the ultraviolet ray output device 410 and outputs a laser beam.

액시콘 렌즈(470)는 레이저 출력소자(460)로부터 출력되는 레이저 빔을 입사광으로 하여 살균장치의 자외선 조사범위를 육안으로 인지될 수 있도록 레이저 출력소자(460)의 출력광이 형성되도록 레이저 출력소자(460)와 배치된다. The axicon lens 470 is a laser output element that uses the laser beam output from the laser output element 460 as incident light to form the output light of the laser output element 460 so that the ultraviolet irradiation range of the sterilization device can be recognized with the naked eye. It is placed with (460).

도 8은 액시콘 렌즈의 형상을 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 액시콘 렌즈(Axicon lens, 470)는 입사면은 평면이고 출사면은 원추형 표면을 가진 특수 유형의 렌즈로, 입사된 bessel beam을 고리형 패턴으로 변환할 수 있다. Figure 8 shows the shape of an axicon lens. Referring to FIG. 8, an axicon lens (470) is a special type of lens with a flat entrance surface and a conical exit surface, and can convert an incident bessel beam into a ring-shaped pattern.

자외선 살균장치(40)의 실효 FoV 정보를 기준으로 액시콘 렌즈(470)의 꼭지각(472)을 좁히거나 넓힘으로써 자외선 실효 FoV에 맞는 가이드라인을 제공할 수 있다. 즉, bessel beam의 확산 정도는 원추형 형상의 중앙부 꼭지각(472)을 어떻게 설정하는가에 따라 가변할 수 있다. 꼭지각(472)을 좁히면 확산 비율을 크게 만들 수 있으며, 꼭지각(472)을 넓히면 확산 비율을 작게 만들 수 있다. 따라서, 자외선 살균 장치(40)의 실효 FoV 정보를 기준으로 엑시콘의 꼭지각(472)을 설계하면, 자외선의 실효 FoV에 맞는 가이드라인을 제공할 수 있다.By narrowing or widening the apex angle 472 of the axicon lens 470 based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device 40, a guideline suitable for the effective FoV of ultraviolet rays can be provided. In other words, the degree of diffusion of the bessel beam can vary depending on how the central apex angle 472 of the cone shape is set. By narrowing the apex angle 472, the diffusion ratio can be increased, and by widening the apex angle 472, the diffusion ratio can be made small. Therefore, if the apex angle 472 of the excicon is designed based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device 40, a guideline suitable for the effective FoV of ultraviolet rays can be provided.

도 9는 레이저 출력 소자(460)와 액시콘 렌즈(470) 배치로 육안으로 확인 가능한 가이드라인(910) 생성을 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, 레이저 출력 소자(460)에 UV 실효 FoV와 정렬된(aligned) 엑시콘 렌즈(470)를 추가 배치하여 자외선 살균 장치(40)의 자외선 조사 범위를 육안으로 인지할 수 있도록 가이드라인(910)을 제공할 수 있다.Figure 9 shows the creation of a guideline 910 that can be visually confirmed by arranging the laser output element 460 and the axicon lens 470. Referring to FIG. 9, an excicon lens 470 aligned with the UV effective FoV is additionally placed on the laser output element 460 to guide the visual perception of the ultraviolet ray irradiation range of the ultraviolet sterilizing device 40. Line 910 may be provided.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템 대한 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템은 자외선 살균장치(50) 및 앱/서버(45)를 포함하여 이루어진다.Figure 5 is a block diagram showing the configuration of an ultraviolet sterilization system using UV LED according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, an ultraviolet sterilization system using UV LED according to another embodiment of the present invention includes an ultraviolet sterilizing device 50 and an app/server 45.

다른 실시예에 따른 자외선 살균장치(50)는 소정의 영역에 대해 자외선을 조사(照射)하여 세균, 박테리아, 바이러스 등을 살균하며, 통신부(455)ㄹ르 통해 앱/서버(45)와 통신하며 앱/서버(45)로부터 제어명령을 수신하여 제어명령에 따라 자외선을 조사하여 살균한다. 앱/서버(45)는 자외선 살균장치(50)로부터 수집된 환경정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 입력되는 자외선 조사시간, 조사면적 또는 조사거리를 이용하여 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하고, 상기 설정된 정책 정보가 포함된 제어명령을 자외선 살균장치(50)에게 전달한다.The ultraviolet sterilizing device 50 according to another embodiment sterilizes germs, bacteria, viruses, etc. by irradiating ultraviolet rays to a predetermined area, and communicates with the app/server 45 through the communication unit 455, and communicates with the app/server 45 through the communication unit 455. /Receives a control command from the server 45 and sterilizes it by irradiating ultraviolet rays according to the control command. The app/server 45 provides environmental information collected from the ultraviolet sterilizing device 50 to the user, and uses the ultraviolet irradiation time, irradiation area, or irradiation distance entered by the user to implement a sterilization/inactivation policy for bacteria/viruses. is set, and a control command containing the set policy information is transmitted to the ultraviolet sterilizing device 50.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 살균장치(50)는 앱/서버(45)로부터 수신한 제어명령이 조사시간일 경우, 상기 조사시간을 반영하여 살균동작을 수행하고, 앱/서버(45)로부터 수신한 제어명령이 조사거리 또는 조사면적일 경우, 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균동작을 수행할 수 있다.When the control command received from the app/server 45 is an irradiation time, the ultraviolet sterilizing device 50 according to another embodiment of the present invention performs a sterilization operation by reflecting the irradiation time, and the app/server 45 If the control command received from is irradiation distance or irradiation area, sterilization operation can be performed by deriving pre-mapped irradiation time information.

다른 실시예에 따른 자외선 살균장치(50)는 자외선 출력소자(410), 기울기센서(420), 마그네틱센서(430), 적어도 하나의 모션센서(440) 및 제어부(450)를 포함하여 이루어지고, 광원소자(510), 고보필터(520) 및 컨벡스 렌즈(530)를 더 포함할 수 있다.The ultraviolet sterilizing device 50 according to another embodiment includes an ultraviolet ray output element 410, a tilt sensor 420, a magnetic sensor 430, at least one motion sensor 440, and a control unit 450, It may further include a light source element 510, a gobo filter 520, and a convex lens 530.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 출력소자(410), 기울기센서(420), 마그네틱센서(430), 적어도 하나의 모션센서(440) 및 제어부(450)는 도 4와 동일하므로 설명을 생략한다. The ultraviolet ray output device 410, the tilt sensor 420, the magnetic sensor 430, at least one motion sensor 440, and the control unit 450 according to another embodiment of the present invention are the same as those in FIG. 4, so description is omitted. .

광원소자(510)는 빔(beam)을 출력하며, 고보(gobo) 필터(520)는 광원소자(510)와 컨벡스 렌즈(530) 사이에 원 형태로 배치되고, 자외선 조사범위를 고보패턴으로 생성한다. 컨벡스 렌즈(510)는 고보필터(520)에서 생성된 고보패턴을 확산투영하여 사용자가 확인할 수 있는 고보패턴으로 생성한다. 컨벡스(Convex) 렌즈(530)는 상기 빔 패턴의 확산 각도를 조절하며, 자외선 살균장치(50)의 실효 FoV정보를 기준으로 렌즈의 곡률이 결정된다. The light source element 510 outputs a beam, and the gobo filter 520 is arranged in a circular shape between the light source element 510 and the convex lens 530, and generates the ultraviolet irradiation range in a gobo pattern. do. The convex lens 510 diffusely projects the gobo pattern generated by the gobo filter 520 to create a gobo pattern that the user can check. The convex lens 530 adjusts the diffusion angle of the beam pattern, and the curvature of the lens is determined based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device 50.

도 10은 광원소자(510)와 고보(Gobo) 필터(520)와 컨벡스(Convex) 렌즈(530)의 배치로 육안으로 확인 가능한 가이드라인(1010) 생성을 나타내고 있다. 도 10을 참조하면, Convex lens(볼록 렌즈, 530)의 직경은 광원 소자(510)의 형상과 사이즈에 맞춰 가변적으로 설계될 수 있으며, 렌즈의 두께는 실물 가공성, 신뢰성, 광원의 흡수/감쇄율을 고려하여 가변적으로 결정될 수 있다. 렌즈의 곡률을 조정하여 최종 조사되는 빔 패턴의 확산 각도를 조정할 수 있다. 자외선 살균 장치(40, 50)의 UV 실효 FoV(710) 정보를 기준으로 렌즈의 곡률을 설계하고 광원 소자(510)와 컨벡스 렌즈(530) 사이의 원 형태의 고보 필터(Gobo filter, 520)를 배치하면 최종적으로 확산 투영된 Gobo 패턴(1010)을 확인하여 자외선 조사범위를 사용자가 인지할 수 있게 된다. Figure 10 shows the creation of a guideline 1010 that can be seen with the naked eye by arranging the light element 510, Gobo filter 520, and convex lens 530. Referring to FIG. 10, the diameter of the convex lens 530 can be variably designed to match the shape and size of the light source element 510, and the thickness of the lens determines the actual processability, reliability, and absorption/attenuation rate of the light source. It can be determined variably by taking into consideration. By adjusting the curvature of the lens, the diffusion angle of the final irradiated beam pattern can be adjusted. The curvature of the lens is designed based on the UV effective FoV (710) information of the ultraviolet sterilizing device (40, 50), and a circular Gobo filter (520) is installed between the light source element (510) and the convex lens (530). Once placed, the user can recognize the ultraviolet irradiation range by checking the final diffusely projected Gobo pattern (1010).

도 11은 육안으로 보이지 않는 자외선 살균장치의 자외선 조사범위인 UV 실효 FoV(710)와 육안으로 확인 가능한 자외선 가이드라인(1110)을 나타내고 있다. 도 11을 참조하면, 자외선 출력 소자(410)에 인접 배치된 레이저 출력 소자(460)에 UV 실효 FoV(710)와 align된 엑시콘 렌즈(470)를 추가 배치하거나 광원소자(510), Gobo filter(520), UV 실효 FoV(710)와 align된 컨벡스 렌즈(530)를 추가함으로써 자외선 살균 장치(40, 50)의 자외선 조사 범위를 육안으로 인지할 수 있도록 가이드라인(1110)을 제공한다.Figure 11 shows the UV effective FoV (710), which is the ultraviolet ray irradiation range of the ultraviolet sterilization device that is invisible to the naked eye, and the ultraviolet ray guideline (1110) that can be confirmed with the naked eye. Referring to FIG. 11, an excicon lens 470 aligned with the UV effective FoV 710 is additionally placed on the laser output element 460 disposed adjacent to the ultraviolet ray output element 410, or the light element element 510 and a Gobo filter are added. By adding a convex lens 530 aligned with (520) and the UV effective FoV (710), a guideline (1110) is provided so that the ultraviolet ray irradiation range of the ultraviolet sterilizing device (40, 50) can be recognized with the naked eye.

도 12는 자외선 살균장치의 자외선 조사범위인 UV 실효 FOV, 자외선 조사범위 가이드라인 및 모션감지영역인 모션센서 FoV을 나타낸 것이다. 도 12를 참조하면, 자외선 조사범위인 UV 실효 FOV(710)은 자외선 조사범위 가이드라인(1110)에 포함되고, 자외선 조사범위 가이드라인(1110)은 모션감지영역인 모션센서 FoV(1210)에 포함된다. 예를 들어, 액시콘렌즈(470)를 통해 형성되는 UV FoV 가이드라인(910, 1110)은 자외선 출력소자(410)의 UV실효 FoV(710) 보다 넓고, 모션센서(440)에 의해 형성되는 모션 센서 FoV(1210)은 UV FoV 가이드라인(1110) 보다 넓다. 또한, 도 5의 컨벡스 렌즈(530)를 통해 형성되는 확산 투영된 고보패턴(1010, 1110)은 자외선 출력소자(410)의 UV 실효 FoV(710) 보다 넓고, 모션센서(440)에 의해 형성되는 모션 센서 FoV(1210)은 상기 확산 투영된 고보패턴(1010, 1110) 보다 넓다.Figure 12 shows the UV effective FOV, which is the ultraviolet ray irradiation range of the ultraviolet sterilizing device, the ultraviolet irradiation range guideline, and the motion sensor FoV, which is the motion detection area. Referring to FIG. 12, the UV effective FOV 710, which is the ultraviolet irradiation range, is included in the ultraviolet irradiation range guideline 1110, and the ultraviolet irradiation range guideline 1110 is included in the motion sensor FoV 1210, which is the motion detection area. do. For example, the UV FoV guidelines (910, 1110) formed through the axicon lens 470 are wider than the UV effective FoV (710) of the UV output device 410, and the motion formed by the motion sensor 440 The sensor FoV (1210) is wider than the UV FoV guideline (1110). In addition, the diffusely projected gobo patterns 1010 and 1110 formed through the convex lens 530 of FIG. 5 are wider than the UV effective FoV 710 of the ultraviolet ray output device 410, and are formed by the motion sensor 440. The motion sensor FoV (1210) is wider than the diffusely projected gobo patterns (1010, 1110).

이를 통해, 자외선 실효 FoV(710) 를 포함할 뿐만 아니라 주변 영역까지 감지할 수 있는 하나 또는 복수개의 모션센서(440)를 설치하여, 사용자나 반려동물 등이 자외선 살균장치(40, 50)에 접근할 경우 자외선에 노출되지 않도록 자외선 조사를 차단할 수 있다. UV FoV(710)보다 더 넓은 FoV(1210)를 감지하는 모션센서(440)를 이용하여 UV조사범위(710) 뿐만 아니라 그 주변의 움직임을 감지하여 UV 조사를 즉시 중단하고, 일정 기간 동안 움직임이 포착되지 않는 안전 상태에 진입 후 UV 살균동작을 시행하여 인체에 자외선이 노출되지 않도록 하는 안전설계 방안으로 기존의 문제점 해결이 가능하다. Through this, one or more motion sensors 440 that not only include the ultraviolet effective FoV (710) but can also detect the surrounding area are installed to prevent users or pets from approaching the ultraviolet sterilizing device (40, 50). If you do this, you can block ultraviolet irradiation to avoid exposure to ultraviolet rays. Using the motion sensor 440, which detects a wider FoV (1210) than the UV FoV (710), not only the UV irradiation range (710) but also movement around it is detected to immediately stop UV irradiation and prevent movement for a certain period of time. Existing problems can be solved with a safety design plan that prevents the human body from being exposed to ultraviolet rays by performing UV sterilization after entering an undetected safety state.

또한, 기존의 일반적인 모션센서를 이용할 경우 별도의 보완조치를 취하지 않을 경우, 주변 환경의 변화에 의해 사용자나 반려동물 움직임 정보를 오탐지하거나 미탐지할 가능성이 높아진다. 즉, 별도의 정책을 반영하지 않는 경우, 실제로 자외선이 미치지 않는 영역에서의 움직임도 감지하여 불필요하게 살균동작을 수행하지 못하거나, 필요이상의 전력과 시간이 소모될 수 있다.In addition, when using an existing general motion sensor, if additional supplementary measures are not taken, the possibility of false detection or non-detection of user or pet movement information increases due to changes in the surrounding environment. In other words, if a separate policy is not reflected, movement in areas where ultraviolet rays do not actually reach may be detected and sterilization may not be performed unnecessarily, or more power and time than necessary may be consumed.

한편, 본 발명에 따른 자외선 살균장치(40, 50)의 자외선 출력소자(410)는 기울기 센서(420), 마그네틱 센서(430) 및 모션센서(440)와 분리된 별개의 MI-PCB(Metal Insert PCB)에 실장될 수 있다. 도 13은 자외선 출력소자(410) 중 하나인 UV LED 칩의 고발열 대응을 위한 별도 분리된 MI-PCB 적용을 나타낸 것이고, 도 14는 UV LED 칩의 고발열 대응을 위한 별도 분리된 MI-PCB 구현 예를 나타낸 것이다.Meanwhile, the ultraviolet ray output element 410 of the ultraviolet sterilizing device 40, 50 according to the present invention is a separate MI-PCB (Metal Insert) separated from the tilt sensor 420, magnetic sensor 430, and motion sensor 440. It can be mounted on a PCB). Figure 13 shows the application of a separate MI-PCB to cope with the high heat of the UV LED chip, which is one of the ultraviolet output devices 410, and Figure 14 shows an example of the implementation of a separate MI-PCB to cope with the high heat of the UV LED chip. It represents.

도 13과 도 14를 참조하면, UV LED 칩(410)은 전원을 공급받아 목표한 파장 대역의 자외선을 출력한다. 이 때 UV LED 칩(410)의 광변환 효율은 조명용 LED와 비교할 때 매우 낮아 공급된 에너지의 일부만 자외선으로 변환되고 나머지 대부분은 열에너지로 변환되기 때문에 UV LED 칩(410)의 발열이 심하고, 특히 고출력 칩의 경우는 발열의 정도가 더욱 심해지는 문제점이 있다. 이러한 UV LED 칩(410)의 고발열 문제를 개선하기 위해 UV 출력소자(410)를 발열에 취약한 기타 센서소자들(1330), 예를 들어 기울기센서(420), 마그네틱센서(430), 모션센서(440)이 배치된 메인 PCB(1320)와는 분리된 별도의 MI-PCB(Metal Insert PCB, 1310)에 실장한다. 메인 PCB(1320)에는 UV FoV 가이드라인을 위한 소자들(1340), 예를 들어 도 4의 레이저출력소자(460) 및 액시콘레즈(470) 또는 도 5의 광원소자(510), 고보필터(520) 및 컨벡스렌즈(530)이 배치될 수 있다. 이와 같이 고발열에 대응한 MI-PCB(1310)를 통해 UV LED 소자의 안정적인 자외선 출력 성능을 유지할 수 있으며, 자외선 살균 장치(40, 50) 내 적용된 여러 센서들(420, 430, 440)의 정확한 동작을 담보할 수 있다.Referring to Figures 13 and 14, the UV LED chip 410 receives power and outputs ultraviolet rays in a target wavelength band. At this time, the light conversion efficiency of the UV LED chip 410 is very low compared to the lighting LED, so only a part of the supplied energy is converted into ultraviolet rays and most of the rest is converted into heat energy, so the UV LED chip 410 generates a lot of heat, especially at high output power. In the case of chips, there is a problem in that the degree of heat generation becomes more severe. In order to improve the high heat problem of the UV LED chip 410, the UV output device 410 can be used with other sensor devices 1330 that are vulnerable to heat generation, such as a tilt sensor 420, a magnetic sensor 430, and a motion sensor ( 440) is mounted on a separate MI-PCB (Metal Insert PCB, 1310) separate from the main PCB (1320) on which it is placed. The main PCB 1320 includes elements 1340 for UV FoV guidelines, for example, the laser output element 460 and axicon laser 470 of FIG. 4 or the light source element 510 of FIG. 5, and a gobo filter ( 520) and a convex lens 530 may be disposed. In this way, the stable ultraviolet output performance of the UV LED element can be maintained through the MI-PCB (1310) in response to high heat, and the accurate operation of the various sensors (420, 430, 440) applied in the ultraviolet sterilizing device (40, 50) can be guaranteed.

도 15는 자외선 살균장치(40, 50)와 부속체(보조갓, 지지대) 및 이들이 결합된 형태를 나타내고 있다. 도 15를 참조하면, (a)는 자외선 살균장치로부터 조사되는 자외선을 가이드하는 보조갓(1510)과 자외선 살균장치(1520)가 결합되기 전의 형상을 나타낸 것이고, (b)는 보조갓(1510)과 자외선 살균장치(1520)이 결합된 형상(1530)을 나타낸 것이다. 도 15의 (c)는 자외선 살균장치(1520)와 부속체인 보조갓(1510) 및 스탠드형 지지대(1540) 결합된 형상(1550) 예시이다.Figure 15 shows the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50, accessories (auxiliary shade, support), and their combined form. Referring to FIG. 15, (a) shows the shape before the auxiliary shade 1510, which guides the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet sterilization device, and the ultraviolet sterilizing device 1520 are combined, and (b) shows the shape of the auxiliary shade 1510. It shows a shape (1530) in which a and an ultraviolet sterilizing device (1520) are combined. Figure 15 (c) is an example of the shape 1550 in which the ultraviolet sterilizing device 1520, the accessory shade 1510, and the stand-type support 1540 are combined.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템의 운용 방법을 설명하기로 한다. 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 UV LED를 이용한 자외선 살균 시스템의 운용 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.Meanwhile, a method of operating an ultraviolet sterilization system using UV LED according to an embodiment of the present invention will be described. Figure 16 is a flowchart showing a method of operating an ultraviolet sterilization system using UV LED according to an embodiment of the present invention.

도 4, 도 5 및 도 16을 참조하면, 먼저 자외선 살균장치(40, 50)가 기울기 센서(420), 마그네틱 센서(430), 모션 센서(440) 및 통신부(455)의 정상동작 여부를 점검하고 자외선 출력 준비(UV ready)를 수행한다.(S1610단계)Referring to FIGS. 4, 5, and 16, first, the ultraviolet sterilizing device (40, 50) checks whether the tilt sensor (420), magnetic sensor (430), motion sensor (440), and communication unit (455) are operating normally. and perform ultraviolet output preparation (UV ready) (step S1610).

앱/서버(45)가 자외선 살균장치(40, 50)로부터 자외선 조사 시간 정보를 획득한다.(S1620단계) 자외선 살균장치(40, 50)의 유효각도 범위를 체크한다.(S1630단계) 자외선 살균장치(40, 50)의 유효각도 범위 체크는 기울기센서(420)에 의해 수집된 자외선 살균장치(40, 50)의 각도 정보를 분석하여 자외선 살균장치(40, 50)의 자외선 조사 방향이 미리 정의된 유효각도 범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루질 수 있다.The app/server 45 obtains ultraviolet irradiation time information from the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50. (Step S1620) Checks the effective angle range of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50. (Step S1630) Ultraviolet sterilization. To check the effective angle range of the devices 40 and 50, the angle information of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 collected by the tilt sensor 420 is analyzed and the direction of ultraviolet irradiation of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 is predefined. This can be achieved by determining whether the effective angle is outside the specified range.

자외선 살균장치(40, 50)가 부속체(보조갓, 지지대 등)와 결합되어 있는지 여부를 체크한다.(S1640단계) 자외선 살균장치(40, 50)가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부는 마그네틱 센서(430)가 자외선 살균장치(40, 50)의 부속체에 포함된 네오디늄으로부터 발생한 자기장 세기를 감지하여 상기 자기장의 세기가 미리 설정된 유효범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루어질 수 있다. 모션센서(440)는 감지 범위 내의 설치환경을 분석하는 학습모드를 진행하여 모션센서(440)의 감지 범위내 환경 데이터를 획득한다.(S1650단계)Check whether the ultraviolet sterilizing devices 40, 50 are coupled with the accessories (auxiliary shade, support, etc.). (Step S1640) Whether the ultraviolet sterilizing devices 40, 50 are coupled with the accessories is checked by magnetic The sensor 430 detects the magnetic field intensity generated from neodymium included in the accessories of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 and determines whether the magnetic field intensity exceeds a preset effective range. The motion sensor 440 performs a learning mode that analyzes the installation environment within the detection range to obtain environmental data within the detection range of the motion sensor 440 (step S1650).

앱/서버(45)는 상기 자외선 조사 시간 정보, 자외선 살균장치의 유효각도 범위 체크 정보, 자외선 살균장치(40, 50)와 부속체의 결합 체크 정보 및 모션센서(440)의 감지 범위내 환경 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 설정되는 자외선 살균장치(40, 50)의 살균 또는 불활화 정책을 포함하는 제어명령을 자외선 살균장치(40, 50)로 전송한다.(S1660단계) 자외선 살균장치(40, 50)는 상기 제어명령을 수신하고 상기 제어명령에 상응하도록 살균을 수행한다.(S1670단계) 이 때, 상기 제어명령이 조사시간 정보를 포함하는 경우에는 자외선 살균장치(40, 50)는 상기 조사시간에 상응하는 살균 동작을 수행하고, 상기 제어명령이 조사거리나 조사면적 정보를 포함하는 경우에는 자외선 살균장치(40, 50)는 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균 동작을 수행할 수 있다.The app/server 45 includes the ultraviolet ray irradiation time information, effective angle range check information of the ultraviolet sterilizing device, combination check information of the ultraviolet sterilizing device 40, 50 and the appendage, and environmental data within the detection range of the motion sensor 440. is received and provided to the user, and a control command including the sterilization or inactivation policy of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 set by the user is transmitted to the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50. (Step S1660) The sterilizing devices 40 and 50 receive the control command and perform sterilization corresponding to the control command (step S1670). At this time, if the control command includes irradiation time information, the ultraviolet sterilizing device 40, 50) performs a sterilization operation corresponding to the irradiation time, and when the control command includes irradiation distance or irradiation area information, the ultraviolet sterilizing devices 40, 50 derive pre-mapped irradiation time information and perform a sterilization operation. can be performed.

도 17은 자외선 살균장치(40, 50)와 앱/서버(45)의 연동을 흐름도로 나타낸 것이다. 도 4, 도 5 및 도 17을 참조하면, 살균장치와 앱/서버 연동구조를 통하여 살균장치에 적용된 센서 정보를 사용자에게 제공하여 오류나 불필요한 동작을 제거하는 방법으로 보다 안전하고 효율적인 사용이 가능하다.Figure 17 is a flow chart showing the linkage between the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 and the app/server 45. Referring to FIGS. 4, 5, and 17, safer and more efficient use is possible by eliminating errors or unnecessary operations by providing sensor information applied to the sterilizing device to the user through an interconnection structure between the sterilizing device and the app/server.

원하는 목표 수준의 세균 살균과 바이러스 불활화에 필요한 단위면적당 자외선조사누적 총량을 실증을 통해 사전 확보할 수 있다. 상기 당위면적당 자외선조사누적 총량을 달성하기 위해 자외선 살균 장치(40, 50)와 살균대상면적 사이의 최단거리 및 최장거리 정보를 획득한 후 살균 성능의 열화 조건인 최장거리를 기준으로 필요조사시간을 획득할 수 있다. 이 때, 최단거리 정보는 별도의 근접센서 또는 근접거리 센싱이 가능한 모션센서(440)로부터 획득할 수 있다. 최장거리 정보는 상기 최단거리 정보와 살균 장치의 실효 FoV의 상관관계를 통해 확정할 수 있다.The total cumulative amount of ultraviolet irradiation per unit area required to achieve the desired target level of bacterial sterilization and virus inactivation can be secured in advance through demonstration. In order to achieve the total accumulated amount of ultraviolet irradiation per required area, information on the shortest and longest distances between the ultraviolet sterilizing devices 40, 50 and the sterilization target area is obtained, and then the required irradiation time is determined based on the longest distance, which is a condition for deterioration of sterilizing performance. It can be obtained. At this time, the shortest distance information can be obtained from a separate proximity sensor or a motion sensor 440 capable of sensing the proximity distance. The longest distance information can be determined through the correlation between the shortest distance information and the effective FoV of the sterilizing device.

또한 자외선 살균장치(40, 50)와 살균 대상 사이에 별도의 사물이나 지형이 장애물 역할을 하여 센서가 정확한 최단거리 정보를 획득하기 위해 센서에서 획득한 정보를 사후 조정하는 알고리즘을 적용할 수 있다. 이와 별도로 또는 추가하는 방법으로 스마트폰 앱/서버(45) 연동을 통해 사용자가 살균 면적을 지정하거나, 장애물 지형을 제외하는 정책을 반영하여 정확한 살균 동작을 시행할 수 있다. In addition, in order for a separate object or terrain to act as an obstacle between the ultraviolet sterilizing device (40, 50) and the sterilizing target, the sensor can apply an algorithm to post-adjust the information obtained from the sensor to obtain accurate shortest distance information. Separately or in addition, the user can specify the sterilization area through linking with the smartphone app/server 45 or carry out accurate sterilization operation by reflecting the policy of excluding obstacle terrain.

자외선 살균장치(40, 50)가 가동되면 실장되어 있는 센서들(420, 430, 440)의 정상동작 여부와 앱/서버와의 통신 가능 여부를 자체 점검한 후, 공장 초기화 값으로 가지고 있는 자외선 조사 시간을 앱/서버(45)에 통보한다.When the ultraviolet sterilization device (40, 50) is operated, it self-checks whether the mounted sensors (420, 430, 440) are operating normally and whether communication with the app/server is possible, and then irradiates the ultraviolet ray that is set to the factory default value. The time is notified to the app/server 45.

자외선 살균장치(40, 50)에 실장되어 있는 기울기센서(420)에서 수집된 자외선 살균장치(40, 50)의 각도 정보를 분석하여, 현재 자외선 살균장치(40, 50)의 자외선 조사 방향이 측면이나 상면을 바라보는 등 사전 정의된 유효각도 범위를 벗어난 경우, 자외선 조사 동작을 사전차단 조치하고 앱/서버(45)에 그 정보를 리포트하여 사용자가 자외선 살균장치(40, 50)를 올바르게 세팅 하도록 안내한다.By analyzing the angle information of the ultraviolet sterilizing devices (40, 50) collected from the tilt sensor (420) mounted on the ultraviolet sterilizing devices (40, 50), the current ultraviolet irradiation direction of the ultraviolet sterilizing devices (40, 50) is determined from the side. If the effective angle is outside the predefined range, such as when looking at the upper surface, the ultraviolet irradiation operation is blocked in advance and the information is reported to the app/server (45) so that the user can correctly set the ultraviolet sterilizing device (40, 50). Guide.

자외선 살균장치(40, 50)에 실장되어 있는 마그네틱 센서(430)가 자외선 살균장치의 부속체(보조갓, 스탠드형 지지대, 벽걸이형 지지대 등)에 포함된 네오디늄 등 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하여 자외선 살균장치(40, 50)가 부속체와 결합되어 구성되어 있는 지 여부를 앱/서버(45)에 리포트한다. 해당 정보를 기반으로 살균대상/면적/거리 정보의 정확도를 높일 수 있다.The magnetic sensor 430 mounted on the ultraviolet sterilizing device 40, 50 measures the strength of the magnetic field generated from magnetic elements such as neodymium included in the accessories of the ultraviolet sterilizing device (shade, stand-type support, wall-mounted support, etc.) It detects and reports to the app/server 45 whether the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50 are combined with the appendages. Based on this information, the accuracy of sterilization target/area/distance information can be improved.

자외선 살균장치(40, 50)의 물리 버튼, 음성인식, 모션인식, 앱/서버(45)로부터의 제어명령, 사전에 설정된 스케쥴러 등 다양한 방법으로 기동되어 모션센서(440)가 감지범위 내의 설치환경을 분석하는 학습모드를 진행하고, 해당 Raw data를 획득한다. 이 때 자외선 살균장치(40, 50)와 부속체가 결합되어 있는 경우 해당 Raw data를 자체 필터링 할 수 있으며, 자체 필터링 여부와 상관없이 수집된 전체 Raw data 또는 ??터링 후 업데이트된 Raw data 정보를 앱/서버(45)에 리포트 한다.It is activated in a variety of ways, such as physical buttons of the ultraviolet sterilizing devices (40, 50), voice recognition, motion recognition, control commands from the app/server (45), and a preset scheduler, so that the motion sensor (440) is installed in the installation environment within the detection range. Proceed with the learning mode to analyze and obtain the corresponding raw data. At this time, if the ultraviolet sterilizing device (40, 50) and the accessory are combined, the raw data can be self-filtered, and regardless of self-filtering, the entire raw data collected or the updated raw data information after filtering can be stored in the app. /Report to server (45).

앱/서버(45)는 수집된 환경정보를 스마트폰 앱을 통해 사용자에게 제공하고, 사용자는 자외선 조사시간 또는 조사면적 또는 조사거리 등 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하며, 이 정보는 자외선 살균장치(40, 50)에게 제어명령으로 전달된다.The app/server 45 provides the collected environmental information to the user through a smartphone app, and the user sets a sterilization/inactivation policy for bacteria/viruses, such as ultraviolet ray irradiation time, irradiation area, or irradiation distance, and this information is It is transmitted as a control command to the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50.

자외선 살균장치(40. 50)는 앱/서버(45)로부터의 제어명령이 조사시간 형태로 내려올 경우 해당 정책을 반영하여 살균 동작을 시행하며, 조사거리나 조사면적 형태로 내려올 경우 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균 동작을 시행한다.When the control command from the app/server 45 comes in the form of irradiation time, the ultraviolet sterilizing device (40. 50) performs sterilization operation by reflecting the relevant policy, and when it comes in the form of irradiation distance or irradiation area, the pre-mapped irradiation is performed. Derive time information and perform sterilization operation.

자외선 살균장치(40, 50)의 설치 환경에서 앱/서버(45) 연동이 처음부터 고려되지 않을 경우나, 설치 환경에서는 앱/서버(45) 연동 구조가 적용되더라도 동작 환경에서 앱/서버(45) 연동이 불가할 경우 등에는 모든 앱/서버(45) 연동 플로우를 자외선 살균장치(40, 50)가 자체적으로 판단하여 동작하는 보완 조치를 시행할 수 있다.In the case where the app/server (45) linkage is not considered from the beginning in the installation environment of the ultraviolet sterilizing device (40, 50), or even if the app/server (45) linkage structure is applied in the installation environment, the app/server (45) is not used in the operating environment. ) In cases where linkage is not possible, complementary measures can be implemented in which the ultraviolet sterilizing device (40, 50) independently determines and operates all app/server (45) linkage flows.

도 18은 자외선 살균장치와 부속체(보조갓, 지지대)가 결합된 형상에서 센싱된 Raw data를 나타내는 그래프이다. 도 18을 참조하면, 자외선 살균장치(40, 50)와 부속체(보조갓, 스탠드형 지지대)가 결합된 형상에서 모션센서(440)의 학습모드 시행을 통해 수집된 감지범위 내 설치환경 Raw data 정보로서, 자외선 살균장치(40, 50)와의 상대거리에 따른 신호세기를 나타내고 있다. 다섯 개의 유의미한 설치환경 정보(1810, 1820, 1830, 1840, 1850)가 수집된 경우이며 세번째 데이터(1830) 만이 측정/판정하려는 정보이며, 세번째 데이터(1830) 이외에는 정보분석 등 후처리를 통해 필터링되어야 하는 정보이다.Figure 18 is a graph showing raw data sensed in a shape in which an ultraviolet sterilizing device and accessories (auxiliary shade, support) are combined. Referring to FIG. 18, the installation environment raw data within the detection range collected through the learning mode of the motion sensor 440 in a shape in which the ultraviolet sterilization device 40, 50 and the accessories (auxiliary shade, stand-type support) are combined. As information, it shows the signal intensity according to the relative distance with the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50. This is a case where five meaningful installation environment information (1810, 1820, 1830, 1840, 1850) are collected, and only the third data (1830) is the information to be measured/judgmented. Data other than the third data (1830) must be filtered through post-processing such as information analysis. This is information.

도 19는 앱/서버(45)에 의해 중면적 살균정책이 반영된 경우의 유효한 최단거리 정보 획득방법의 예시를 나타낸 것이다. 도 4, 도 5 및 도 19를 참조하면, x축은 살균장치와 감지된 사물과의 거리정보를 나타내며, y축은 해당 사물에 의해 발생한 신호세기 정보를 나타낸다.Figure 19 shows an example of a method of obtaining effective shortest distance information when a medium-area sterilization policy is reflected by the app/server 45. Referring to FIGS. 4, 5, and 19, the x-axis represents distance information between the sterilizing device and the detected object, and the y-axis represents signal strength information generated by the object.

x축에 평행하게 정렬된 정규 거리 정보 판정을 위한 신호세기 기준값을 통해 가우시안 노이즈나 멀티패스 페이딩에 의한 불필요정보는 모두 사전에 필터링될 수 있다. 참조번호 197은 소면적 살균 구간으로서 앱/서버(45)로 정책반영되며, 필터링 대상임을 나타낸다. 참조번호 198은 앱/서버(45)로 정책 반영되며, 유효한 정보구간을 나타낸다. 참조번호 199는 대면적 살균으로서 앱/서버(45)로 정책반영되며 필터링 대상임을 나타낸다. 참조번호 196은 정규거리 정보판정을 위한 신호세기 기준값을 나타낸다.All unnecessary information due to Gaussian noise or multi-path fading can be filtered out in advance through the signal strength reference value for determining regular distance information aligned parallel to the x-axis. Reference number 197 is a small-area sterilization section that is reflected in policy by the app/server 45 and indicates that it is subject to filtering. Reference number 198 is reflected in the policy by the app/server 45 and indicates a valid information section. Reference number 199 indicates that the policy is reflected in the app/server 45 for large-area sterilization and is subject to filtering. Reference number 196 indicates the signal strength standard value for determining regular distance information.

제1데이터(191)는 자외선 살균장치(40, 50)의 부속체(보조갓)에 의한 발생한 거리정보로, 마그네틱 센서(430)를 통해 부속체와 결합된 설치환경임을 알 수 있고, 자외선 살균장치(40, 50)와 최근접거리에서 발생한 패턴이므로 디바이스에서 자체 필터링되거나, 앱/서버(45) 연동을 통해 필터링되거나, 사용자의 정책 설정에 의해 필터링 가능하다.The first data 191 is distance information generated by the accessories (auxiliary shades) of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50, and it can be seen that it is an installation environment combined with the accessories through the magnetic sensor 430, and ultraviolet sterilization Since it is a pattern that occurred in the closest proximity to the device (40, 50), it can be filtered by the device itself, filtered through linkage with the app/server (45), or filtered by the user's policy settings.

제2데이터(192)는 자외선 살균장치(40, 50)의 부속체(스탠드형 지지대)에 의한 발생한 거리정보로, 마그네틱 센서(430)를 통해 부속체와 결합된 설치환경임을 알 수 있고, 자외선 살균장치(40, 50)와 최근접거리에서 발생한 패턴이므로 디바이스에서 자체 필터링되거나, 앱/서버(45) 연동을 통해 필터링되거나, 사용자의 정책 설정에 의해 필터링 가능하다.The second data 192 is distance information generated by the attachment (stand-type support) of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50, and it can be seen through the magnetic sensor 430 that it is an installation environment combined with the attachment, and the ultraviolet sterilization device 40, 50 is an attachment (stand-type support). Since it is a pattern that occurred in close proximity to the sterilizing device (40, 50), it can be filtered by the device itself, filtered through linkage with the app/server (45), or filtered by the user's policy settings.

제3데이터(193)는 자외선 살균장치(40,50)가 목표로 하는 살균대상/면적에 의해 발생한 최단거리정보로, 마그네틱 센서(430)를 통해 부속체와 결합된 설치환경이지만, 측정된 거리가 부속체와의 결합배치 구간을 벗어나 있으며, 신호세기 기준 값 이상이므로 디바이스에서 자체 필터링되지 않으며, 앱/서버(45) 연동 및 사용자의 정책 설정에 의해서도 유효한 범위 내에 있는 정보이므로 필터링되지 않고 목표한 정규값으로 판정된다. 만약 이 범주의 데이터가 복수개 존재할 경우 상대적으로 가까운 거리 정보들은 중간에 배치된 사물/환경에 기인한 것이므로, 복수개의 데이터 중 유효거리가 가장 먼 값을 기준값으로 설정한다.The third data 193 is the shortest distance information generated by the sterilization target/area targeted by the ultraviolet sterilizing device 40, 50, and is the installation environment combined with the accessory through the magnetic sensor 430, but the measured distance It is outside the combined arrangement section with the appendage, and because it is above the signal strength standard value, the device does not filter itself, and because it is information within the valid range by app/server (45) linkage and the user's policy settings, it is not filtered and is targeted. It is determined to be a normal value. If there is a plurality of data in this category, the relatively close distance information is due to objects/environments placed in the middle, so the value with the furthest effective distance among the plurality of data is set as the reference value.

제4데이터(145)는 살균장치의 목표로 하는 살균대상/면적에 의해 발생한 최장거리 정보로, 마그네틱 센서(430)를 통해 부속체와 결합된 설치환경이지만, 측정된 거리가 부속체와의 결합배치 구간을 벗어나 있으며, 신호세기 기준 값 이상이므로 디바이스에서 자체 필터링 되지 않으며, 앱/서버(45) 연동 및 사용자의 정책 설정에 의해 유효한 범위를 벗어나는 정보이므로 필터링 가능하다.The fourth data 145 is the longest distance information generated by the target sterilization target/area of the sterilization device, and is the installation environment combined with the accessory through the magnetic sensor 430, but the measured distance is the information generated by the target sterilization object/area. It is outside the deployment section and is above the signal strength standard value, so it is not filtered by the device itself. It is information that is outside the valid range due to app/server (45) linkage and user policy settings, so it can be filtered.

제5데이터(195)는 자외선 살균장치(40, 50)의 설치환경에서 멀티패스 페이딩에 의한 중첩반사로 인해 발생한 거리정보로, 마그네틱 센서(430)를 통해 부속체와 결합된 설치환경이지만, 신호세기 기준 값 미만이므로 디바이스에서 자체 필터링되며, 앱/서버(45) 연동 및 사용자의 정책 설정에 의해 유효한 범위를 벗어나는 정보이므로 필터링 가능하다.The fifth data 195 is distance information generated due to overlapping reflection due to multi-pass fading in the installation environment of the ultraviolet sterilizing devices 40 and 50, and is an installation environment combined with an accessory through the magnetic sensor 430, but the signal Since it is below the intensity standard value, it is self-filtered on the device, and because it is information outside the valid range due to app/server (45) linkage and user policy settings, it can be filtered.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached registration claims.

30 : 자외선 살균 장치 측면부 32 : 자외선 살균 장치 후면부
34 : 자외선 살균 장치 저면부 310 : 근거리 통신모듈
220 : 서버 통신 인터페이스부 230 : 콘텐츠 재생부
232 : 인포 앱 234 : 미들웨어
236 : 운영체제 238 : 하드웨어
310 : 핸디버튼 320 : 전원 버튼
330 : 주방용 액세서리 킷 컨택부 340 : USB 충전포트
350 : UV LED 360 : 레이저출력소자 및 액시콘렌즈
370 : 초음파 ToF 40 : 자외선 살균장치
45 : 앱/서버 410 : 자외선 출력소자
420 : 기울기 센서 430 : 마그네틱 센서
440 : 모션센서 450 : 제어부
455 : 통신부 460 : 레이저 출력소자
470 : 액시콘 렌즈 472 : 액시콘 렌즈 꼭지각
50 : 자외선 살균장치 510 : 광원소자
520 : 고보 필터 530 : 컨벡스 렌즈
710 : UV 실효 FoV 910 : UV FoV 가이드라인
1010 : UV FoV 가이드라인 1110 : UV FoV 가이드라인
1210 : 모션 센서 FoV 1310 : MI-PCB
1320 : 메인 PCB 1330 : 메인PCB의 센서소자들
1340 : UV FoV 가이드라인을 위한 소자들
1510 : 보조갓 1520 : 자외선 살균장치
1530 : 보조갓이 결합된 자외선 살균장치
1540 : 자외선 살균장치 지지대
1550 : 보조갓 및 지지대와 결합된 자외선 살균장치
30: Side part of ultraviolet sterilizing device 32: Rear part of ultraviolet sterilizing device
34: Bottom part of ultraviolet sterilization device 310: Short-distance communication module
220: Server communication interface unit 230: Content playback unit
232: Info App 234: Middleware
236: operating system 238: hardware
310: Handy button 320: Power button
330: Kitchen accessory kit contact part 340: USB charging port
350: UV LED 360: Laser output device and axicon lens
370: Ultrasonic ToF 40: Ultraviolet sterilization device
45: App/Server 410: UV output device
420: Tilt sensor 430: Magnetic sensor
440: Motion sensor 450: Control unit
455: Communication unit 460: Laser output device
470: Axicon lens 472: Axicon lens apex angle
50: ultraviolet sterilization device 510: light source element
520: Gobo filter 530: Convex lens
710: UV effective FoV 910: UV FoV guideline
1010: UV FoV guideline 1110: UV FoV guideline
1210: Motion sensor FoV 1310: MI-PCB
1320: Main PCB 1330: Sensor elements of main PCB
1340: Elements for UV FoV guidelines
1510: Auxiliary shade 1520: Ultraviolet sterilization device
1530: Ultraviolet sterilization device combined with an auxiliary shade
1540: Ultraviolet sterilization device supporter
1550: Ultraviolet sterilization device combined with auxiliary shade and support

Claims (16)

소정의 조사각도(Field of View, FoV)로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자;
상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되며 상기 자외선 출력소자로부터 조사되는 자외선을 가이드하는 보조갓 및 상기 자외선 출력소자가 소정의 위치에 고정되도록 지지하는 지지대 중 적어도 하나를 구비하며, 상기 보조갓 및 상기 지지대에는 자기장을 발생하는 자성소자가 부착되어 있고, 상기 자성소자를 포함하는 부속체;
상기 자외선 출력소자의 조사각도를 센싱하여 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 출력하는 기울기센서;
상기 부속체에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱센서;
상기 자외선 출력소자에 의한 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 모션센서; 및
상기 자외선 출력소자의 자외선 조사시간을 외부 단말의 앱이나 서버 (앱/서버)에 통보하고, 상기 기울기 센서에 의해 획득되는 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 기설정된 유효각도 범위를 벗어난 경우 자외선 동작을 차단하고, 자외선 차단 정보를 상기 앱/서버에 전달하고, 상기 마그네틱 센서가 감지한 자기장의 세기를 이용하여 상기 부속체가 상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되어 있는지 여부를 상기 앱/서버에 보고하고, 상기 모션센서로부터 움직임 정보가 수신되면 UV 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.
An ultraviolet ray output device that outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle (Field of View, FoV);
It is installed close to the ultraviolet ray output device and includes at least one of an auxiliary shade that guides ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet ray output device and a supporter that supports the ultraviolet ray output device to be fixed in a predetermined position, the auxiliary shade and the supporter. A magnetic element that generates a magnetic field is attached thereto, and an accessory body including the magnetic element;
a tilt sensor that senses the irradiation angle of the ultraviolet ray output device and outputs irradiation angle information of the ultraviolet ray output device;
A magnetic sensor that detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in the appendage;
At least one motion sensor that detects an ultraviolet ray irradiation range by the ultraviolet ray output device and movement around the ultraviolet ray irradiation range; and
The ultraviolet ray irradiation time of the ultraviolet ray output device is notified to the external terminal app or server (app/server), and the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device obtained by the tilt sensor is analyzed to determine the preset effective angle of the ultraviolet ray irradiation direction. If it is out of range, it blocks ultraviolet rays, transmits ultraviolet ray blocking information to the app/server, and uses the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor to determine whether the accessory is installed close to the ultraviolet ray output device. An ultraviolet sterilizing device comprising a control unit that reports to the app/server, stops UV irradiation when movement information is received from the motion sensor, and performs sterilization by ultraviolet rays when there is no movement information for a certain period of time.
제1항에 있어서,
상기 자외선 출력소자와 인접하여 배치되고, 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력소자; 및
상기 레이저 출력소자로부터 출력되는 레이저 빔을 입사광으로 하여 살균장치의 자외선 조사범위를 육안으로 인지될 수 있도록 상기 레이저 출력소자의 출력광이 형성되도록 상기 레이저 출력소자와 배치되는 액시콘 렌즈를 더 포함하는, 자외선 살균장치.
According to paragraph 1,
a laser output device disposed adjacent to the ultraviolet ray output device and outputting a laser beam; and
It further comprises an axicon lens disposed with the laser output element so that the output light of the laser output element is formed so that the ultraviolet irradiation range of the sterilizing device can be recognized with the naked eye by using the laser beam output from the laser output element as incident light. , ultraviolet sterilization device.
제2항에 있어서, 상기 액시콘 렌즈는
입사면은 평면이고 출사면은 원추형 표면을 가진 특수 유형의 렌즈로서 입사된 베셀 빔(Bessel beam)을 고리형 패턴으로 생성하고, 상기 자외선 살균장치의 실효 FoV 정보를 기준으로 액시콘의 꼭지각을 좁히거나 넓힘으로써 자외선 실효 FoV에 맞는 가이드라인을 제공하는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치.
The method of claim 2, wherein the axicon lens is
It is a special type of lens with a flat entrance surface and a conical surface on the exit surface, which generates the incident Bessel beam in a ring-shaped pattern and narrows the apex angle of the axicon based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device. An ultraviolet sterilizing device, characterized in that it provides guidelines suitable for the effective FoV of ultraviolet rays by increasing or expanding them.
제1항에 있어서,
빔(beam)을 출력하는 광원소자;
상기 빔 패턴의 확산 각도를 조절하며, 자외선 살균장치의 실효 FoV정보를 기준으로 렌즈의 곡률이 결정되고 컨벡스(Convex) 렌즈; 및
상기 광원소자와 컨벡스 렌즈 사이에 원 형태로 배치되고, 자외선 조사범위를 고보패턴으로 생성하는 고보(gobo) 필터를 더 포함하고,
상기 컨벡스 렌즈는 상기 고보필터에서 생성된 고보패턴을 확산투영하여 사용자가 확인할 수 있는 고보패턴으로 생성하는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치.
According to paragraph 1,
A light element that outputs a beam;
The diffusion angle of the beam pattern is adjusted, the curvature of the lens is determined based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilization device, and a convex lens is included; and
It is disposed in a circular shape between the light source element and the convex lens, and further includes a gobo filter that generates an ultraviolet irradiation range in a gobo pattern,
The convex lens is an ultraviolet sterilizing device, characterized in that the gobo pattern generated by the gobo filter is diffusely projected to create a gobo pattern that can be confirmed by the user.
제2항에 있어서,
상기 액시콘렌즈를 통해 형성되는 UV FoV 가이드라인은 상기 자외선 출력소자의 UV실효 FoV 보다 넓고, 상기 모션센서에 의해 형성되는 모션 센서 FoV은 상기 UV FoV 가이드라인 보다 넓은 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치.
According to paragraph 2,
The UV FoV guideline formed through the axicon lens is wider than the UV effective FoV of the ultraviolet output device, and the motion sensor FoV formed by the motion sensor is wider than the UV FoV guideline. .
제4항에 있어서,
상기 컨벡스 렌즈를 통해 형성되는 확산 투영된 고보패턴은 상기 자외선 출력소자의 UV실효 FoV 보다 넓고, 상기 모션센서에 의해 형성되는 모션 센서 FoV은 상기 확산 투영된 고보패턴 보다 넓은 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치.
According to clause 4,
The diffusely projected gobo pattern formed through the convex lens is wider than the UV effective FoV of the ultraviolet ray output device, and the motion sensor FoV formed by the motion sensor is wider than the diffusely projected gobo pattern. Device.
제1항에 있어서,
상기 자외선 출력소자는 상기 기울기 센서, 마그네틱 센서 및 모션센서와 분리된 별개의 MI-PCB(Metal Insert PCB)에 실장되는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치.
According to paragraph 1,
An ultraviolet sterilizing device, characterized in that the ultraviolet ray output device is mounted on a separate MI-PCB (Metal Insert PCB) separate from the tilt sensor, magnetic sensor and motion sensor.
자외선을 이용하여 소정의 영역에 대해 살균하는 자외선 살균장치; 및
상기 자외선 살균장치로부터 수집된 환경정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 입력되는 자외선 조사시간, 조사면적 또는 조사거리를 이용하여 세균/바이러스의 살균/불활화 정책을 설정하고, 상기 설정된 정책 정보가 포함된 제어명령을 상기 자외선 살균장치에게 전달하는 외부 단말의 앱 이나 서버(앱/서버)를 포함하고,
상기 자외선 살균장치는
소정의 조사각도(Field of View, FoV)로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자;
상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되며 상기 자외선 출력소자로부터 조사되는 자외선을 가이드하는 보조갓 및 상기 자외선 출력소자가 소정의 위치에 고정되도록 지지하는 지지대를 구비하며, 상기 보조갓 및 상기 지지대에는 자기장을 발생하는 자성소자가 부착되어 있고, 상기 자성소자를 포함하는 부속체;
상기 자외선 출력소자의 조사각도를 센싱하여 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 출력하는 기울기센서;
상기 부속체에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱센서;
상기 자외선 출력소자에 의한 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 모션센서; 및
상기 자외선 출력소자의 자외선 조사시간을 상기 앱/서버에 통보하고, 상기 기울기 센서에 의해 획득되는 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 분석하여 자외선 조사 방향이 기설정된 유효각도 범위를 벗어난 경우 자외선 동작을 차단하고, 자외선 차단 정보를 상기 앱/서버에 전달하고, 상기 마그네틱 센서가 감지한 자기장의 세기를 이용하여 상기 부속체가 상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되어 있는지 여부를 상기 앱/서버에 보고하고, 상기 모션센서로부터 움직임 정보가 수신되면 자외선(UV) 조사를 중단하고 일정기간 움직임 정보가 없으면 자외선에 의한 살균 동작을 수행하게 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균시스템.
An ultraviolet sterilizing device that sterilizes a predetermined area using ultraviolet rays; and
Environmental information collected from the ultraviolet sterilization device is provided to the user, a policy for sterilization/inactivation of bacteria/viruses is set using the ultraviolet ray irradiation time, irradiation area, or irradiation distance entered by the user, and the set policy information is provided to the user. Includes an app or server (app/server) of an external terminal that transmits the included control command to the ultraviolet sterilizing device,
The ultraviolet sterilizing device is
An ultraviolet ray output device that outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle (Field of View, FoV);
It is installed close to the ultraviolet ray output device and is provided with an auxiliary shade that guides ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet ray output device and a supporter that supports the ultraviolet ray output device to be fixed in a predetermined position. The auxiliary shade and the supporter are provided with a magnetic field. An appendage to which a generated magnetic element is attached and which includes the magnetic element;
a tilt sensor that senses the irradiation angle of the ultraviolet ray output device and outputs irradiation angle information of the ultraviolet ray output device;
A magnetic sensor that detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in the appendage;
At least one motion sensor that detects an ultraviolet ray irradiation range by the ultraviolet ray output device and movement around the ultraviolet ray irradiation range; and
The ultraviolet ray irradiation time of the ultraviolet ray output device is notified to the app/server, and the irradiation angle information of the ultraviolet ray output device obtained by the tilt sensor is analyzed to determine the ultraviolet ray irradiation direction when it is outside the preset effective angle range. blocks, transmits ultraviolet ray blocking information to the app/server, and reports to the app/server whether the accessory is installed close to the ultraviolet ray output device using the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor, An ultraviolet sterilization system comprising a control unit that stops ultraviolet (UV) irradiation when movement information is received from the motion sensor and performs a sterilization operation by ultraviolet rays if there is no movement information for a certain period of time.
제8항에 있어서, 상기 자외선 살균장치는
상기 앱/서버로부터 수신한 제어명령이 조사시간일 경우, 상기 조사시간을 반영하여 살균동작을 수행하고,
상기 앱/서버로부터 수신한 제어명령이 조사거리 또는 조사면적일 경우, 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균동작을 수행하는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균시스템.
The method of claim 8, wherein the ultraviolet sterilizing device
If the control command received from the app/server is an irradiation time, a sterilization operation is performed by reflecting the irradiation time,
When the control command received from the app/server is the irradiation distance or irradiation area, an ultraviolet sterilization system is characterized in that it performs a sterilization operation by deriving pre-mapped irradiation time information.
제8항에 있어서, 상기 자외선 살균장치는
상기 자외선 출력소자와 인접하여 배치되고, 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력소자; 및
상기 레이저 출력소자로부터 출력되는 레이저 빔을 입사광으로 하여 살균장치의 자외선 조사범위를 육안으로 인지될 수 있도록 상기 레이저 출력소자의 출력광이 형성되도록 상기 레이저 출력소자와 배치되고, 입사면은 평면이고 출사면은 원추형 표면을 가진 특수 유형의 렌즈로서 입사된 베셀 빔(Bessel beam)을 고리형 패턴으로 생성하고, 상기 자외선 살균장치의 실효 FoV 정보를 기준으로 액시콘의 꼭지각을 좁히거나 넓힘으로써 자외선 실효 FoV에 맞는 가이드라인을 제공하는 액시콘 렌즈를 더 포함하는, 자외선 살균시스템.
The method of claim 8, wherein the ultraviolet sterilizing device
a laser output device disposed adjacent to the ultraviolet ray output device and outputting a laser beam; and
The laser output element is disposed so that the output light of the laser output element is formed so that the ultraviolet irradiation range of the sterilizing device can be recognized with the naked eye by using the laser beam output from the laser output element as incident light, and the incident surface is flat and the exit surface is flat. The surface is a special type of lens with a conical surface that generates the incident Bessel beam in a ring-shaped pattern and narrows or widens the apex angle of the axicon based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilizing device, thereby creating an ultraviolet effective FoV. An ultraviolet sterilization system that further includes an axicon lens that provides appropriate guidelines.
제8항에 있어서, 상기 자외선 살균장치는
빔(beam)을 출력하는 광원소자;
상기 빔 패턴의 확산 각도를 조절하며, 자외선 살균장치의 실효 FoV정보를 기준으로 렌즈의 곡률이 결정되고 컨벡스(Convex) 렌즈; 및
상기 광원소자와 컨벡스 렌즈 사이에 원 형태로 배치되고, 자외선 조사범위를 고보패턴으로 생성하는 고보(gobo) 필터를 더 포함하고,
상기 컨벡스 렌즈는 상기 고보필터에서 생성된 고보패턴을 확산투영하여 사용자가 확인할 수 있는 고보패턴으로 생성하는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균시스템.
The method of claim 8, wherein the ultraviolet sterilizing device
A light element that outputs a beam;
The diffusion angle of the beam pattern is adjusted, the curvature of the lens is determined based on the effective FoV information of the ultraviolet sterilization device, and a convex lens is included; and
It is disposed in a circular shape between the light source element and the convex lens, and further includes a gobo filter that generates an ultraviolet irradiation range in a gobo pattern,
The convex lens is an ultraviolet sterilization system, characterized in that the gobo pattern generated by the gobo filter is diffusely projected to create a gobo pattern that can be confirmed by the user.
제8항에 있어서, 상기 자외선 출력소자는
상기 기울기 센서, 마그네틱 센서 및 모션센서와 분리된 별개의 MI-PCB(Metal Insert PCB)에 실장되는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균시스템.
The method of claim 8, wherein the ultraviolet ray output device
An ultraviolet sterilization system, characterized in that it is mounted on a separate MI-PCB (Metal Insert PCB) separate from the tilt sensor, magnetic sensor, and motion sensor.
소정의 조사각도(Field of View)로 자외선을 출력하는 자외선 출력소자, 상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되며 상기 자외선 출력소자로부터 조사되는 자외선을 가이드하는 보조갓 및 상기 자외선 출력소자가 소정의 위치에 고정되도록 지지하는 지지대를 구비하며, 보조갓 및 상기 지지대에는 자기장을 발생한느 자성소자가 부착되어 있고, 상기 자성소자를 포함하는 부속체, 상기 자외선 출력소자의 조사각도를 센싱하여 상기 자외선 출력소자의 조사각도 정보를 출력하는 기울기 센서, 상기 부속체에 포함되어 있는 자성소자로부터 발생한 자기장의 세기를 감지하는 마그네틱 센서, 상기 자외선 출력소자에 의한 자외선 조사 범위 및 상기 자외선 조사 범위 주변의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 모션 센서 및 외부 단말의 앱이나 서버와 통신하는 통신부 및 제어부를 구비하는 자외선 살균장치 및 상기 자외선 살균장치와 통신하는 외부 단말의 앱 이나 서버 (앱/서버)를 포함하는 자외선 살균시스템의 운용방법에 있어서,
상기 자외선 살균장치의 제어부가 상기 기울기 센서, 상기 마그네틱 센서, 상기 적어도 하나의 모션 센서 및 상기 통신부의 정상동작 여부를 점검하고 자외선 출력 준비(UV ready)를 수행하는 단계;
상기 앱/서버가 상기 자외선 살균장치의 제어부와 통신하여 자외선 조사 시간 정보를 수신하여 획득하는 단계;
상기 자외선 살균장치의 제어부가 상기 자외선 살균장치의 유효각도 범위를 체크하는 단계;
상기 자외선 살균장치의 제어부가 상기 마그네틱 센서로부터 수집된 자기장 세기정보를 기초로 상기 부속체가 상기 자외선 출력소자에 근접하여 설치되어 있는지 여부를 체크하는 단계;
상기 자외선 살균장치의 제어부가 상기 모션센서에 의한 감지 범위 내의 설치환경을 분석하는 학습모드를 진행하여 상기 모션센서의 감지 범위내 환경 데이터를 획득하는 단계;
상기 앱/서버는 상기 자외선 조사 시간 정보, 자외선 살균장치의 유효각도 범위 체크 정보, 상기 자외선 살균장치와 부속체의 결합 체크 정보 및 모션센서의 감지 범위내 환경 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 설정되는 상기 자외선 살균장치의 살균 또는 불활화 정책을 포함하는 제어명령을 상기 자외선 살균장치로 전송하는 단계; 및
상기 자외선 살균장치는 상기 제어명령을 수신하고 상기 제어명령에 상응하도록 살균을 수행하는 단계를 포함하는, 자외선 살균장치 및 앱/서버를 이용한 자외선 살균시스템 운용방법.
An ultraviolet ray output device that outputs ultraviolet rays at a predetermined irradiation angle (field of view), an auxiliary shade installed close to the ultraviolet ray output device and guiding the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray output device, and the ultraviolet ray output device is positioned at a predetermined position. It is provided with a support to support it so that it is fixed, and a magnetic element that generates a magnetic field is attached to the auxiliary shade and the support, and an accessory including the magnetic element senses the irradiation angle of the ultraviolet ray output element to detect the irradiation angle of the ultraviolet ray output element. A tilt sensor that outputs irradiation angle information, a magnetic sensor that detects the strength of a magnetic field generated from a magnetic element included in the accessory, and at least one that detects the ultraviolet ray irradiation range by the ultraviolet ray output element and movement around the ultraviolet irradiation range. Operation of an ultraviolet sterilization system including a motion sensor, a communication unit and a control unit that communicate with an app or server of an external terminal, and an app or server (app/server) of an external terminal that communicates with the ultraviolet sterilization device. In the method,
A control unit of the ultraviolet sterilizing device checks whether the tilt sensor, the magnetic sensor, the at least one motion sensor, and the communication unit are operating normally and performs ultraviolet ray output preparation (UV ready);
The app/server communicating with a control unit of the ultraviolet sterilizing device to receive and obtain ultraviolet irradiation time information;
A control unit of the ultraviolet sterilizing device checks the effective angle range of the ultraviolet sterilizing device;
A control unit of the ultraviolet sterilizing device checks whether the accessory is installed close to the ultraviolet ray output device based on magnetic field intensity information collected from the magnetic sensor;
Obtaining environmental data within the detection range of the motion sensor by performing a learning mode in which the control unit of the ultraviolet sterilization device analyzes an installation environment within the detection range of the motion sensor;
The app/server receives the ultraviolet ray irradiation time information, the effective angle range check information of the ultraviolet sterilizing device, the combination check information of the ultraviolet sterilizing device and its accessories, and environmental data within the detection range of the motion sensor and provides them to the user. Transmitting a control command including a sterilization or inactivation policy of the ultraviolet sterilization device set by to the ultraviolet sterilization device; and
A method of operating an ultraviolet sterilization system using an ultraviolet sterilizing device and an app/server, comprising the step of the ultraviolet sterilizing device receiving the control command and performing sterilization corresponding to the control command.
제13항에 있어서, 상기 자외선 살균장치의 유효각도 범위 체크는
상기 기울기센서에 의해 출력되는 상기 자외선 살균장치의 자외선 조사각도 정보를 분석하여 상기 자외선 살균장치의 자외선 조사 방향이 미리 정의된 유효각도 범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균장치 및 앱/서버를 이용한 자외선 살균시스템 운용방법.
The method of claim 13, wherein the effective angle range of the ultraviolet sterilizing device is checked.
An ultraviolet sterilizing device, characterized in that the ultraviolet irradiation angle information of the ultraviolet sterilizing device output by the tilt sensor is analyzed to determine whether the ultraviolet irradiation direction of the ultraviolet sterilizing device is outside a predefined effective angle range, and How to operate an ultraviolet sterilization system using an app/server.
제13항에 있어서, 상기 자외선 살균장치가 상기 부속체와 결합되어 있는지 여부는
상기 마그네틱 센서가 상기 자외선 살균장치의 부속체에 포함된 네오디늄으로부터 발생한 자기장 세기를 감지하여 상기 자기장의 세기가 미리 설정된 유효범위를 벗어나는지 여부를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균시스템 운용방법.
The method of claim 13, wherein whether the ultraviolet sterilizing device is combined with the accessory
A method of operating an ultraviolet sterilization system, characterized in that the magnetic sensor detects the magnetic field intensity generated from neodymium included in the accessory of the ultraviolet sterilization device and determines whether the magnetic field intensity is outside a preset effective range.
제13항에 있어서, 상기 제어명령에 상응하는 살균을 수행하는 단계는
상기 제어명령이 조사시간 정보를 포함하는 경우에는 상기 자외선 살균장치는 상기 조사시간에 상응하는 살균 동작을 수행하고,
상기 제어명령이 조사거리나 조사면적 정보를 포함하는 경우에는 상기 자외선 살균장치는 사전 매핑된 조사시간 정보를 도출하여 살균 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는, 자외선 살균시스템 운용방법.
The method of claim 13, wherein the step of performing sterilization corresponding to the control command is
If the control command includes irradiation time information, the ultraviolet sterilizing device performs a sterilization operation corresponding to the irradiation time,
When the control command includes irradiation distance or irradiation area information, the ultraviolet sterilization device derives pre-mapped irradiation time information and performs a sterilization operation.
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