KR200494926Y1 - 비접촉식 엘리베이터 버튼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비접촉 엘리베이터 버튼에 관한 것으로서, 본 고안에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼은, 식별 기호가 있는 버튼 표시부를 포함하는 버튼 본체부, 버튼 표시부상에 구비되어 사용자의 손가락 또는 물체의 근접 여부를 센싱하는 근접 센서부, 및 센싱한 근접 센서부의 센싱 데이터를 근거로 근접 거리를 측정하고, 측정값이 지정 범위 내에 있을 때, 버튼 표시부를 동작시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

비접촉식 엘리베이터 버튼{Non-contact Elevator Buttons}

본 고안은 비접촉 엘리베이터 버튼에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 엘리베이터의 버튼 전면에 적외선 송수신 센서모듈을 설치하여 버튼의 기구적 제한 사항을 없애고 초소형 디지털 적외선 근접 센서 등을 사용하여 고신뢰성의 다양한 디자인 버튼 개발이 용이한 비접촉식 엘리베이터 버튼에 관한 것이다.

일반적으로 엘리베이터 버튼은, 엘리베이터 출입구(이하, 승장) 및 엘리베이터에 탑승하는 운행부(이하, 카)에는 엘리베이터를 호출하는 승장 버튼과 목적층을 운행하기 위한 카 버튼, 그리고 도어를 오픈, 클로즈하기 위한 오픈/클로즈 버튼이 존재한다. 통상 손가락 접촉에 의한 푸시 버튼 방식을 적용하고 있다.

한편, 비접촉 엘리베이터 버튼과 관련하여 종래에는 발광부 센서와 수광부 센서가 버튼 측면에 설치되고 전면에는 층표시부 판넬이 측면과 가깝게 설치되어 있는 것이 개시된 바 있다(한국등록특허공보 제10-1169457호 참조). 그런데 손가락 또는 물체로 전면부에서 전면 층표시부로 삽입하는 방식은 통상적 엘리베이터 사용자가 손가락의 삽입 깊이를 조절하여 층표시부의 접촉 없이 발광부의 광 차단만 하는 것은 현실적으로 어려움이 많다. 다시 말해, 삽입 깊이의 조절이 쉽지 않아 실제로 빈번하게 접촉이 이루어지는 문제가 발생하고 있다.

또한 종래에는 수광부에 발광부의 광이 설정 광량 이상이 차단되어 수신되어야 버튼이 동작을 개시하는데, 광 송신부와 광 수신부는 일직선 상에 배치가 되고, 적외선 광은 넓은 광 방사 특성을 가지고 있다. 이로 인해 비 접촉 버튼의 정상적 동작을 하기 위한 접촉 범위는 버튼의 일부 영역으로 버튼의 상부 또는 하부는 광 발광부의 광 차단이 용이하지 않아 정상 동작에 어려움이 있다.

한국등록실용신안공보 제20-0477281호(2015.05.19) 한국등록특허공보 제10-1169457호(2012.07.23)

본 고안의 실시예는 가령 엘리베이터의 버튼 전면에 적외선 송수신 센서모듈을 설치하여 버튼의 기구적 제한 사항을 없애고 초소형 디지털 적외선 근접 센서 등을 사용하여 고신뢰성의 다양한 디자인 버튼 개발이 용이한 비접촉식 엘리베이터 버튼을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼은, 식별 기호가 있는 버튼 표시부를 포함하는 버튼 본체부, 상기 버튼 표시부상에 구비되어 사용자의 손가락 또는 물체의 근접 여부를 센싱하는 근접 센서부, 및 상기 센싱한 근접 센서부의 센싱 데이터를 근거로 근접 거리를 측정하고, 측정값이 지정 범위 내에 있을 때, 상기 버튼 표시부를 동작시키는 제어부를 포함한다.

상기 근접 센서부는, 상기 손가락 또는 물체로 광을 출력하는 발광부, 및 상기 발광부와 일체화하여 형성되며, 상기 손가락 또는 물체에서 반사되어 수신되는 반사광의 광량을 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 근접 센서부와 I2C 통신을 수행하여 상기 센싱 데이터를 처리할 수 있다.

상기 제어부는, 엘리베이터 버튼이 설치되는 곳의 주변 환경을 근거로 상기 지정 범위의 설정값을 다르게 설정할 수 있다.

상기 제어부는, 서로 인접하는 복수의 버튼 표시부에서 손가락 또는 물체가 근접한 것으로 감지될 때 상기 복수의 버튼 표시부를 미동작시킬 수 있다.

상기 비접촉식 엘리베이터 버튼은 상기 근접 센서부의 오작동을 판단하기 위해 상기 근접 센서부의 동작값과 비교를 위한 센서 기반의 보상 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 지정 시간의 경과 후에 상기 버튼 표시부를 동작시키는 소프트 필터를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 버튼 표시부 및 상기 근접 센서부 중 적어도 하나의 상태에 따라 상기 지정 범위의 설정값을 다르게 설정할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 버튼 표시부의 표판 재질, 특성 및 조립 오차 중 적어도 하나의 초기 센싱값이 기준값을 벗어나면 자동으로 보정할 수 있다.

본 고안의 실시예에 따르면, 엘리베이터 버튼을 비 접촉방식으로 적용함으로써 버튼의 신체 접촉으로 인한 각종 바이러스 전파 및 정전기 등으로 인한 버튼의 고장 및 먼지 또는 이물질에 의한 푸시 버튼의 끼임 고장으로 인한 엘리베이터 운행 제한을 근본적으로 해소할 수 있을 것이다.

또한, 본 고안의 실시예에 따르면 엘리베이터 버튼 정면에 디지털 적외선 광송신기/수신기 일체형 센서모듈을 적용함으로써 엘리베이터 사용자가 기존 엘리베이터 버튼을 사용하는 방식과 동일하게 사용하고, 비 접촉 센서가 있는 버튼 전면부에 손가락 등으로 거리감을 느낄 수 있어서 편하게 사용이 가능할 수 있다.

나아가, 본 고안의 실시예에 따르면 적외선 광 송수신 센서는 적외선 광이 반사되는 인체의 손, 장갑 또는 모든 물건에도 폭 넓은 반사각을 가지고 동작하므로 버튼 내 오동작의 범위가 없게 될 것이다.

뿐만 아니라 본 고안의 실시예에 따르면 스프링에 의한 기구적 버튼 동작 방식이 아니라 무접점 전자 제어 방식이므로 스프링, 스위치 등 기구적 고장의 요소가 원천 제거되고, 반도체 제품의 고신뢰성의 엘리베이터 버튼을 제공할 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 버튼을 절단선(A-A)을 따라 바라본 절단면도,
도 3은 다수의 버튼이 사용될 때의 동작 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램,
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼의 구동 과정을 나타내는 흐름도, 그리고
도 6은 본 고안의 실시예에 따른 비접촉 센서 초기값 자동보정 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일 또는 유사한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 버튼을 절단선(A-A)을 따라 바라본 절단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안(혹은 발명)의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼(90)은 버튼 본체부(100), 근접 센서부(120) 및 제어부(130)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 제어부(130)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 근접 센서부(120)와 같은 일부 구성요소가 제어부(130)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

구체적인 설명에 앞서 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼(90)은 사용자의 접촉이 이루어지는 현금자동지급기(ATM) 등과 같이 다양한 곳에도 적용될 수 있으므로 '비접촉식 버튼' 혹은 '비접촉식 버튼장치'라 명명될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의상 엘리베이터 버튼을 예로 들어 설명하기로 한다.

버튼 본체부(100)는 엘리베이터 버튼(90)의 외연을 형성하며, 알루미늄, 폴리(poly) 계열 등의 다양한 재질로 형성될 수 있다. 도 1에서와 같이 개별(혹은 낱개) 단위로 제조되어 엘리베이터에 적용될 수 있다. 본 고안의 실시예에서는 개별 단위로 즉 하나씩 버튼이 형성될 수 있는 것을 설명하고 있지만, 그 수에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 다시 말해, 2개를 하나의 세트(set)로 구성될 수도 있다.

버튼 본체부(100)는 전면부, 다시 말해 사용자들이 엘리베이터 등에서 버튼을 선택하는 방향으로 버튼 표시부(110)가 구비된다. 버튼 표시부(110)는 LED 발광창을 형성할 수 있다. 버튼 표시부(110)는 도 1에서와 같이 숫자와 같은 식별기호를 포함할 수 있으며, 근접 센서(120)를 통해 사용자의 근접 여부가 판단될 때 제어부(130)의 제어하에 버튼 표시부(110)가 발광한 후 전원 절약을 위해 발광 상태가 변경될 수 있다. 물론 엘리베이터에 다수의 버튼이 존재하는 동시에 서로 인접하는 다수의 버튼이 선택되는 경우에는 사용자들의 접촉 오류가 있는 것으로 판단하여 버튼 표시부(110)가 미작동할 수 있다. 다시 말해, 버튼 표시부(110)는 시간 간격을 두고 각각의 버튼이 해당 버튼 표시부(110)의 근접 센서(120)를 통해 비접촉으로 선택되는 것이 인식될 때, 해당 버튼 표시부(110)가 발광될 수 있다.

버튼 표시부(110)의 일측에는 근접 센서(120)가 구비된다. 물론 근접 센서(120)는 버튼 표시부(110)와 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다. 도 1에서는 숫자와 같은 표식의 하부에 위치하는 것을 보여주고 있다. 근접 센서(120)는 모듈 내에 적외선 등의 광을 발광하는 발광부와 그 발광부로부터 방출된 광이 사용자의 손가락 등에 의해 반사되는 반사광을 수신하는 수광부를 포함할 수 있다. 가령, 발광부를 통해 총 100%의 광이 방출된 경우 손가락에 의해 반사되는 광은 60%가 될 수도 있다. 이러한 60%의 반사된 광은 수광부에 수광되며, 수광부는 수신한 광량을 전기 에너지(예: 전류나 전압)로 변환한다. 그리고 변환한 전기 에너지를 제어부(130)로 제공한다. 여기서, 광량이나 변환된 전기 에너지는 곧 근접 센서(120)의 센싱 데이터가 될 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 근접 센서(120)는 대략 90°에 해당하는 방사각을 가질 수 있다. 따라서 사용자가 버튼 표시부(110)에 구비되는 근접 센서(120)에 손가락을 무접촉으로 근접하는 경우에도 버튼의 터치로 인식되어 버튼 표시부(110)를 동작시키게 된다. 즉 버튼이 선택된 것으로 인식하여 해당 버튼 표시부(110)가 발광되도록 하는 것이다. 사용자들마다 근접 센서(120)에 근접하는 형태는 다양할 수 있다. 따라서, 본 고안에 따른 실시예에서는 지정 범위를 설정하고 설정한 지정 범위 내에 있을 때 무접촉으로 선택한 것으로 인식하여 버튼 표시부(110)를 동작시킬 수 있다.

무엇보다 본 고안에 따른 근접 센서(120)는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 발광부와 수광부가 가령 패키지 혹은 모듈의 형태로 일체화되어 형성되며, 버튼 표시부(110)의 일측에 구비됨으로써 버튼 본체부(100)와 전반적으로 평평한 상태를 이룬다. 즉 버튼 표시부(110)의 높이와 근접 센서(120)의 높이 사이에 단차가 거의 없다고 볼 수 있다. 그리고, 가령 적외선의 방사각을 90°정도로 설정함으로써 물론 이는 제조사마다 다르고, 얼마든지 변경될 수 있는 파라미터이지만, 사용자가 손가락을 버튼의 어느 영역에 근접한다 하더라도 모두 인식한다고 볼 수 있다. 물론 그 방사각을 벗어나 손가락이 근접한 것으로 감지되는 경우에는 음성 송출을 통해 버튼의 무접촉 선택이 제대로 이루어지지 않았음을 알릴 수 있다.

제어부(130)는 버튼 본체부(100)의 배면, 즉 버튼 표시부(110)가 구비되는 반대편에 구비되는 PCB 기판상에 구성될 수 있다. 제어부(130)는 CPU, MPU와 그 주변회로들을 포함할 수 있다. PCB 기판상에는 근접 센서(120)가 납땜 등에 의해 고정될 수 있으며, 고정된 근접 센서(120)는 버튼 본체부(100)에 형성된 홀부로 체결되어 도 1에서와 같이 외부로 노출될 수 있다. 버튼 본체부(100)를 어떠한 형태로 형성하느냐에 따라 근접 센서(120)는 다양한 형태로 체결될 수 있을 것이다.

제어부(130)는, 더 정확하게는 CPU나 MPU는 근접 센서(120)로부터 가령 I2C 통신에 의해 제공되는 센싱 데이터를 분석하여 사용자나 물체의 근접 거리를 측정할 수 있다. 전압이나 전류의 세기를 통해 거리를 측정하고 측정한 거리값이 지정 범위 내에 있을 때 사용자가 근접 센서(120)에 무접촉하여 해당 버튼 표시부(110)를 선택한 것으로 인식하여 버튼 표시부(110)를 동작시키게 된다. 물론 거리의 측정은 측정값에 대응되는 거리값을 사전에 구축하고, 근접 센서(120)로부터 제공되는 전류나 전압값을 근거로 거리값을 찾는다고 볼 수 있다. 제어부(130)는 버튼 표시부(110)를 발광시키면서 동시에 해당 버튼 표시부(110)의 버튼 신호를 메인 제어부 즉 중앙 컨트롤러로 제공할 수 있다. 여기서, 중앙 컨트롤러는 엘리베이터의 운행을 제어하는 제어장치를 의미할 수 있다.

다시 정리해 보면, 엘리베이터 버튼의 전면에 적외선의 송신 및 수신부, 그리고 통신 제어부가 일체화되어 근거리 물체를 검출하는 디지털 근접 센서(120)는 모듈 창을 포함한다. 디지털 근접 모듈의 성능은 센서 모듈창의 재질 및 두께, 그리고 센서와 모듈창간의 거리 등에 대해 적외선 수신량의 많은 차이가 발생되고, 또 센서의 적외선 전류, 펄수 수, 게인(gain) 등 다양한 파라미터를 최적의 상태로 설정하여 프로그램하여야 정확한 동작을 기대할 수 있다.

엘리베이터 버튼을 동작하기 위한 손가락의 움직임은 버튼 표시부(110)의 중앙 부분을 중심으로 손가락이 이동한다. 손가락, 장갑 또는 다양한 물체가 버튼 전면부 센서 모듈창의 적외선 검출 영역(210)에서 검출 설정거리 "L" 이내(통상 10mm 정도) 근접하게 되면 디지털 근접 및 조도센서는 접근 거리에 따른 데이터 값을 제어부(130)로 전송하게 되고, 제어부(130)는 설정된 값보다 큰 값(예: 센서와 거리가 가까울수록 값이 커진다)이 전송되면 버튼 신호 출력 및 부저음을 출력한다. 센서와 손가락 또는 물체의 거리가 "L"보다 멀어지면 통신 데이터 값이 적어져서(예: 센서와 거리가 멀수록 값이 적어진다) 버튼 신호 출력을 차단하고 부저음도 차단한다. 이 부저음은 버튼 조작자가 근접 버튼으로 손가락 등을 가까이 이동할 때 근접 버튼의 동작 상태를 청각적으로 알려주는 기능을 할 수 있다.

본 고안(혹은 발명)의 주된 특징은 버튼의 전면부에 디지털 적외선 송수신 일체형 근접센서 모듈을 실장하여, 근접 버튼 전면에서 표시판을 직관적으로 보면서 표시판의 접촉 없이 안전하게 버튼의 동작을 확인할 수 있으며, 원형 또는 사각형 형태의 다양한 모양의 근접 버튼의 제작이 용이할 수 있다. 또한 데이터 통신 방식의 적외선 송수신 모듈을 적용함으로써 하드웨어적인 단순함과 적외선 송수신창의 재질 및 두께, 센서와의 거리 등에 따라 적외선 근접 센서(120)의 데이터 통신 값이 달라지고 이는 근접 비접촉 버튼의 성능 이상으로 현상이 나타나는데, 기구적 특성에 따른 데이터 통신값 변경 부분을 다양한 파라미터 변경을 소프트웨어로 처리하므로 별도의 하드웨어 변경이 필요없이 대응이 가능할 수 있다. 이와 같이 다양한 파라미터를 소프트웨어로 설정하여 안정적 거리 검출이 가능할 수 있다.

본 고안의 실시예에 따르면, 적외선 발광부와 수광부가 일체형인 적외선 근접센서 모듈을 비접촉 버튼의 전면에 설치하고 수신 광량을 데이터 통신을 통하여 제어기 즉 제어부(130)로 전달하면 제어기의 프로그램에 의해서 반사 물체의 거리를 연산하여 설정거리 이내이면 버튼 신호를 출력하고, 동작상태를 청각으로 알리기 위해 부저를 울린다. 도 1에서 버튼을 동작시키기 위해 디지털 적외선 근접센서의 적외선 방사각 내에 손가락 또는 물체가 버튼 전면에서 설정된 거리 "L" 이내 접근시 버튼 신호를 출력한다. 디지털 적외선 근접 센서(120)는 버튼의 번호판 숫자 하부에 설치하여 손의 모든 입사각에 대해 확실한 검출을 할 수 있도록 한다.

도 3은 다수의 버튼이 사용될 때의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 도 1과 함께 참조하면, 버튼의 전면에 실장된 적외선 송수신 모듈창은 손가락 또는 주먹 부분 등 버튼과 비접촉 물체간의 거리로 버튼의 신호 출력 여부가 결정되므로 손가락 동작 검출거리 "L"은 주먹부분 거리 "K" 보다는 가까운 거리이므로 손가락이 지정하는 버튼만 동작하고 인접한 버튼은 거리 차이로 동작을 하지 않는다. 도면에 별도로 나타내지는 않았지만 손가락을 펴서 장난으로 다수의 버튼이 동작하게 하거나 사람이 등으로 기대는 현상이 발생되었을 때 여러 버튼이 동시에 동작하는 것은 엘리베이터 제어 시스템에서 장난 콜 무시 기능으로 모든 버튼 동작을 미처리 혹은 무효화하거나, 별도의 제어기를 사용하여 동시에 다수의 버튼이 동작하는 것을 무효화하는 것은 용이하게 구현해 낼 수 있을 것이다.

일 예로, 본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 제어 시스템 혹은 도 1의 제어부(130)는 동시에 복수의 버튼을 선택하기 위한 센싱 데이터가 수신될 때 그 수신 시간을 측정하여 버튼의 선택 진위 여부를 판단할 수도 있을 것이다. 통상 복수의 사람들이 엘리베이터 버튼의 선택시 동시에 선택하는 경우가 많지는 않으므로, 동시 선택이 있는 경우에는 음성 송출을 통해 재선택이, 더 정확하게는 근접 센서(120)를 통해 선택하려는 버튼의 재인식이 이루어지도록 할 수 있을 것이다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램이다.

설명의 편의상 도 4를 도 1과 함께 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼(390)은 근접센서 모듈(부)(400), 제어부(410), 버튼신호 출력부(420) 및 부저 출력부(430)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 부저 출력부(430)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 버튼신호 출력부(420)와 같은 일부 구성요소가 제어부(410)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

근접센서 모듈(400)은 적외선 근접센서 모듈로서, 적외선을 송신하는 발광부(401) 및 송신부, 송신부의 출력을 결정하는 발광 구동부(405), 적외선의 반사파를 수신하는 적외선 수광부(403), 각종 데이터의 파라미터 설정 및 적외선 수광부(403)에서 수광된 수광량을 데이터로 변환하여 데이터 통신이 가능하도록 하는 제어부(혹은 제1 제어부)(407)로 구성된다.

메인 제어부(혹은 제2 제어부)(410)는 적외선 근접센서 모듈(400)과 데이터 통신으로 각종 파라미터 설정 및 수광된 광량의 데이터를 받아서 거리로 환산하고 측정된 거리 데이터 값과 지정된 거리 값을 비교하여 버튼 신호 출력 유무를 결정하고 버튼 신호 및 부저음을 출력한다. 또한, 제어부(410)는 검출 거리값의 급격한 변화에 (채터링/노이즈 현상 등) 반응을 하지 않도록 일정 시간이 지속되어야 버튼이 동작하도록 하는 소프트 필터를 포함할 수 있다.

버튼신호 출력부(420)는 제어부(410)로부터 버튼의 출력신호를 제공하며, 이의 과정에서 비접촉에 의해 인식된 특정 버튼을 발광시킬 수 있으며, 부저 출력부(430)는 버튼이 동작하는 것을 청각적으로 알린다. 여기서, 버튼신호 출력부(420)는 일종의 통신 인터페이스 기능을 수행할 수도 있을 것이다.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 비접촉식 엘리베이터 버튼의 구동 과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 5를 도 4와 함께 참조하면, 도 4의 제어장치(390)는 적외선 센서의 파라미터를 설정한다(S500). 적외선 근접 센서(혹은 스위치) 모듈은 적외선 송신부의 전류, 펄스수 등을 설정하고, 송신 구동부를 설정하는 파라미터, 수광부의 게인, 반응 시간 등을 설정하는 파라미터 등을 설정하여 센서 표시창의 재질, 두께 등에 따른 적외선 근접센서 모듈을 설정한다.

이러한 조건하에서 제어장치(390)는 적외선이 센서창에서 물체에 반사되어 수신되는 양을 데이터 통신으로 제어부(410)에 보내지면 제어부(410)는 버튼 동작 설정거리 "L" 값과 비교하여 버튼 신호를 출력할 것인지 판단한다(S510 ~ S520).

이어 제어장치(390)는 적외선 근접센서 모듈에서 보내진 거리 측정 데이터 값이 일정시간(t1)(예: 통상 200msec 정도) 연속하여 유지되면 손의 떨림으로 인한 채터링 또는 노이즈 신호가 아닌 것으로 판정한다(S530). 여기서, 채터링은 미세 떨림이나 노이즈를 포함하며, 이의 경우 제어장치(390)는 해당 버튼 선택을 무효화할 수 있다.

또한, 제어장치(390)는 지정 시간(t1)의 경과 후에 버튼 신호 및 부저 신호를 출력한다(S540).

뿐만 아니라, 제어장치(390)는 적외선 근접센서 모듈 값이 설정거리값 "L" 보다 작아지면(예: 거리가 멀어 짐) 손가락 또는 물체가 검출 거리 밖으로 움직였다고 판정하여 버튼 신호 출력을 차단하고 부저를 끈다(S550, S560).

상기한 내용 이외에도 도 5의 비접촉식 엘리베이터 버튼은 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

본 고안(혹은 발명)의 실시예는 크게 3가지로 구분해 볼 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 따른 엘리베이터 디지털 적외선 근접 버튼은 도 4에서와 같이 적외선 발광부와 적외선 수광부 및 데이터 통신으로 발광부 전류를 제어하는 발광구동부, 제어기와 데이터 통신을 하기 위한 제어부가 일체화된 디지털 근접 및 주변광 센서모듈(400), 프로그램에 따라 근접 적외선 센서와 통신으로 근접 적외선 센서의 수신 광량을 데이터로 변경하여 거리를 산출하고, 설정거리 이내인지 판별하여 설정거리 이내면 버튼 신호를 출력하고 출력 상태를 청각적으로 알려주는 부저를 구동하는 제어부(혹은 제어기)(410)를 포함할 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 실시예는 도 1에서와 같이 버튼의 전면부에 설치된 디지털 적외선 근접 및 주변광 센서는 넓은 적외선 검출 범위를 가지고 있으며, 검출 범위 내에 인체의 손가락 또는 물체가 검출되었을 때 검출거리가 설정거리 "L" 이내이면 버튼 신호를 출력하고 부저를 울린다. 검출거리가 설정거리 "L" 보다 멀면 버튼 신호 출력 및 부저를 끄게 된다. 이러한 검출거리는 센서모듈(혹은 센서부)(400)와 제어부(410)간에 데이터 통신(예: I2C 방식)으로 이루어지는데 통신 속도는 최대 400 ㎑이므로 고속으로 신호 처리가 가능하다.

본 고안의 또 다른 실시예는, 도 3에서와 같이 엘리베이터 내 다수의 버튼이 인접하여 설치된 판넬에서는 통상 손가락이 손뭉치보다 전면에 나오게 되어 있으므로 손가락과 판넬 버튼 센서와의 거리 "L"과 손주먹과 판넬 버튼 센서와의 거리 "K"가 있을 때 버튼 동작 검출거리를 "L" 값 이내로 설정을 하면 손주먹으로 인한 인접 버튼의 오동작을 막을 수 있다.

통상적으로 적외선 파장은 850 nm 파장을 가지는데 이는 태양광 또는 백열전구등에도 나타나 적외선 검출의 오류의 원인이 되기도 하지만, 일반적으로는 적외선을 특정 주파수로 주사하고 그 수신된 적외선에 특정 주파수로 필터링하여 태양광 또는 백열전구등에서 발생하는 파장으로 인한 오동작을 검출할 수 있다. 그러나, 디지털 근접센서에는 적외선 수신센서를 내부에 2개를 사용하여 한 개는 가시광선과 적외선에 민감한 것과 또 한 개는 적외선에 민감한 것으로 적용되어 내부 보상 회로로 사용함으로써 환경적 오동작을 미연에 방지할 수 있을 것이다.

이외에도 본 고안에 따른 실시예는, 도 5에서와 같이 적외선 발광부의 기구적 상태에 따라 적외선의 감쇄 정도를 고려하여 발광부 전류 및 스위칭하는 펄스 수, 증폭도 등 여러 파라미터 등을 설정하고 기구적, 환경적 파라미터가 완료된 상태에서 프로그램으로 설정된 센서와 물체간 버튼 신호출력 거리 "L" 값을 지정하고, 센서와 검출된 물체와의 거리가 버튼 출력 신호 설정값 "L"과 비교하면서 센서가 물체와 반사된 거리 값이 "L"보다 크면 검출거리 이내이고 일정시간 "t1" 시간 지속되면 정상적 신호로 판정하여 버튼 출력 신호 및 부저신호를 출력한다.

"t1"은 노이즈 또는 채터링으로 인한 온·오프의 반복을 방지하는 시간으로 통상 수십 msec 단위로 프로그램한다. 센서와 물체에서 반사된 거리가 설정된 "L"값보다 작으면 물체가 센서로부터 멀어졌기 때문에 버튼 신호 출력을 차단하고 부저 구동을 멈춘다.

한편, 비접촉 센서를 이용한 엘리베이터 조립에서 비접촉 센서 정면의 표판 재질 및 두께 편차 또는 엘리베이터 버튼 조립시 정면 표판과 센서의 거리 등의 편차에 따라 초기 입력되는 값이 일정하지 않은 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안(혹은 발명)의 실시예에서는 조립된 비접촉 엘리베이터 버튼마다 동작(ON) 레벨 설정을 변경해 주어야 동일한 거리에서 동작하는 성능의 버튼 제작이 가능하지만 이는 설정 시간의 과다 소요와 시간의 경과에 따른 기구적 변경에 따라 버튼 검출 성능의 변화가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.

근본적으로 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 6의 자동보정 가령 캘리브레이션(calibration)의 플로워챠트에 따르면, 전원 투입시 초기 센서값을 읽어서 설정된 N회 동안 일정 범위 내 오차로 입력되면 N회 평균을 구하여 초기값으로 설정하고, 평균값의 정확성을 높이기 위하여 초기 센서값이 일정 범위 이외가 발생하면 카운트 N회를 초기화하여 다시 초기센서 값을 구하는 절차를 가진다(S600 ~ S650). 정확한 초기값이 선출되었으면 버튼의 출력을 내는 버튼 온(ON) 신호값을 평균값 +A를 판정값으로 프로그램에 자동 설정하도록 하는 프로세서이다(S660).

도 6의 자동보정은 전원 투입시마다 1회 동작하고, S630 단계에서는 입력값 에러로 초기화하며, S640 단계에서는 N회 반복하여 입력값의 정확성을 높이며, S660 단계에서는 근접 스위치 동작 레벨을 자동 설정한다. 즉 캘리브레이션을 수행한다.

이는 약간의 버튼 표판의 재질/특성 및 조립 오차로 발생하는 비접촉 센서 초기 출력값을 프로그램으로 자동 보정 가령 캘리브레이션하도록 함으로써 각 버튼의 성능이 균일한 성능을 보장하도록 하는 특징이 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 버튼 본체부 110: 버튼 표시부
120: 근접 센서 400: 근접센서 모듈
401: 발광부 403: 수광부
405: 발광 구동부 407: 제어부(혹은 제1 제어부)
410: 제어부(혹은 제2 제어부)

Claims (9)

1. 식별 기호가 있는 버튼 표시부를 포함하는 버튼 본체부;
   상기 버튼 표시부상에 구비되어 사용자의 손가락 또는 물체의 근접 여부를 센싱하는 근접 센서부; 및
   상기 센싱한 근접 센서부의 센싱 데이터를 근거로 근접 거리를 측정하고, 측정값이 지정 범위 내에 있을 때, 상기 버튼 표시부를 동작시키는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 버튼 표시부의 표판 재질, 특성 및 조립 오차 중 적어도 하나의 초기 센싱값이 기준값을 벗어나면 자동으로 보정하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 근접 센서부는,
   상기 손가락 또는 물체로 광을 출력하는 발광부; 및
   상기 발광부와 일체화하여 형성되며, 상기 손가락 또는 물체에서 반사되어 수신되는 반사광의 광량을 전기 에너지로 변환하는 수광부;를
   포함하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 근접 센서부와 I2C 통신을 수행하여 상기 센싱 데이터를 처리하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 엘리베이터 버튼이 설치되는 곳의 주변 환경을 근거로 상기 지정 범위의 설정값을 다르게 설정하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 서로 인접하는 복수의 버튼 표시부에서 손가락 또는 물체가 근접한 것으로 감지될 때 상기 복수의 버튼 표시부를 미동작시키는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
6. 제1항에 있어서,
   상기 근접 센서부의 오작동을 판단하기 위해 상기 근접 센서부의 동작값과 비교를 위한 센서 기반의 보상 회로;를 더 포함하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 지정 시간의 경과 후에 상기 버튼 표시부를 동작시키는 소프트 필터를 포함하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 버튼 표시부 및 상기 근접 센서부 중 적어도 하나의 상태에 따라 상기 지정 범위의 설정값을 다르게 설정하는 비접촉식 엘리베이터 버튼.
9. 삭제

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