KR20100115089A - 물체의 접근 감지 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 가전 장치 - Google Patents

물체의 접근 감지 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 가전 장치 Download PDF

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KR20100115089A
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Abstract

본 발명은 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된 가변 발진기와, 기준 주파수를 발생시키기 위해 구성된 국부 발진기와, 상기 제 1 주파수를 측정하기 위해 구성된 제 1 주파수 카운터 및 상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하는 제어부를 포함하는 물체의 접근 감지 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 가전 장치에 관한 것이다.

Description

물체의 접근 감지 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 가전 장치{APPARATUS AND METHOD FOR SENSING APPROACH OF OBJECT AND APPLIANCE USING THE SAME}
본 발명은 물체의 접근 감지 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 가전 장치에 관한 것이다.
센서란, 일반적으로 물리량인 광, 온도, 자기, 압력, 습도 등을 전기신호로 변환해주는 장치이다. 센서는 산업 전반에 걸쳐 응용분야가 매우 넓으며, 가전제품, 자동차, 의료기기 및 보안장치 등에 사용되고 있다. 또한 센싱 방법에 있어서는 기계식, 전기식, 및 반도체식과 같은 다양한 방법이 있다.
이 중에서 현재 생명체를 감지하는 센서의 방법으로 적외선 변화 검출 방식, 영상인식, 그리고 다양한 형태의 광센서를 이용하는 방법 등이 개발되어 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.
적외선 방식은 미약한 적외선 신호의 변화를 감지하는 초전센서를 이용하여 생명체를 감지하는 방식으로서, 방범 업체에서 침입감지 센서로 널리 활용되고 있 다.
광센서를 이용하는 방식으로 대표적은 것은 수광부와 발광부를 두어 빛의 차단과 반사를 통해 물체의 유무를 판단하는 방식으로 구현이 간단하여 상업적인 분야에 사용 가능하다.
최근에는, 센서가 더욱 정확하게 물체 등을 감지하기 위한 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 물체의 접근 여부의 판단을 더욱 정확하게 하기 위한 접근 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 감지 장치는, 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된 가변 발진기와, 기준 주파수를 발생시키기 위해 구성된 국부 발진기와, 상기 제 1 주파수를 측정하기 위해 구성된 제 1 주파수 카운터 및 상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이하인 경우, 상기 기준 주파수를 작게 변경한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 범위 내에 해당하는 경우, 상기 기준 주파수를 작게 변경한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 범위 내에 해당하는 경우, 상기 미리 설정된 값을 크게 변경한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 기준 주파수를 크게 변경한다.
여기서, 상기 감지 장치는 외부 물체가 접근함에 따라 정전용량이 변경되는 센서을 더 포함한다.
여기서, 상기 감지 장치는 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 합과 차를 출력하기 위한 주파수 변환기 및 상기 주파수 변환기로부터 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키기 위한 필터를 더 포함한다.
여기서, 상기 감지 장치는 상기 필터로부터 출력된 제 2 주파수를 측정하기 위한 제 2 카운터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2 주파수에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단한다.
본 발명에 따른 가전 장치는 외부 물체가 접근함에 따라 정전용량이 변경되는 센서과, 상기 외부물체의 접근에 기초하여 켜지거나 꺼지는 조명장치와, 상기 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된 가변 발진기와, 기 준 주파수를 발생시키기 위해 구성된 국부 발진기와, 상기 제 1 주파수를 측정하기 위해 구성된 제 1 주파수 카운터 및 상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하고, 이 변경된 기준 주파수를 이용하여 외부물체의 접근을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 조명장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 가전 장치는 상기 제 1 주파수와 상기 변경된 기준 주파수의 합과 차를 출력하기 위한 주파수 변환기와, 상기 주파수 변환기로부터 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키기 위한 필터 및 상기 필터로부터 출력된 제 2 주파수를 측정하기 위한 제 2 카운터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2 주파수의 변화량에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단한다.
본 발명에 따른 감지 방법은 외부 물체가 접근함에 따라 센서과 접지 사이의 정전용량이 변화되는 단계와, 상기 정전용량의 변경에 따라 가변 발진기를 통해 제 1 주파수를 발생시키는 단계와, 국부 발진기를 통해 기준 주파수를 발생시키는 단계와, 제 1 주파수 카운터를 통해 상기 제 1 주파수를 측정하는 단계 및 상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 감지 방법은 상기 제 1 주파수와 상기 변경된 제 2 주파수의 합과 차를 출력하는 단계와, 상기 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키는 단계 및 상기 제 2 주파수를 측정하는 단계를 더 포함한다.
여기서, 상기 감지 방법은 상기 제 2 주파수에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 조명 장치를 켜거나 끄는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 주변 환경이 변화하는 경우에도, 물체의 접근 여부를 정확하게 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자가 접근하면 조명 장치가 자동으로 작동되기 때문에, 사용자가 가전 장치들을 용이하게 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 조명 제어 장치에 대한 블록 구성도 (block diagram)이다.
도 1을 참조하면, 상기 조명 제어 장치는 센서(100), 감지 장치(110) 및 조명 장치(120)를 포함한다.
상기 센서(100)는 외부 물체가 접근함에 따라 정전용량이 변경되는 장치이다.
상기 감지 장치(110)는 상기 변경되는 정전 용량에 기초하여 외부 물체의 접 근 여부를 판단하는 장치이다. 상기 감지 장치(110)는 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수 및 기준 주파수를 발생시키고, 상기 제 1 주파수를 측정한다. 상기 감지 장치(110)는 상기 측정된 제 1 주파수에 기초하여 상기 기준 주파수를 변경한다. 상기 감지 장치(110)는 상기 제 1 주파수 및 상기 변경된 기준 주파수에 기초하여, 외부 물체의 접근 여부를 판단한다. 주위 환경이 변화되는 경우에도, 상기 감지 장치(110)는 기준 주파수를 변경함으로써, 정확하게 외부 물체의 접근을 감지할 수 있다.
상기 감지 장치(110)는 상기 정전 용량의 변화를 더욱 정확하게 감지하기 위해, 증폭기, 잡음 제거 장치와 같은 별도의 구성을 더 포함할 수 있다.
상기 감지 장치(110)의 세부적인 구성은 도 2를 참조하여, 구체적으로 설명하겠다.
상기 조명 장치(120)는 빛을 낼 수 있는 장치이다. 예를 들면, 상기 조명 장치(120)는 백열전등, 형광등, 발광다이오드(led), 할로겐 램프, 제논 램프 등과 같은 빛을 낼 수 있는 장치를 포함한다. 또한, 상기 조명 장치(120)는 엘씨디 (LCD) 또는 피디비(PDP)와 같은 디스플레이부를 포함한다.
도 2는 도 1의 감지 장치를 구체화한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 감지 장치(110)는 가변 발진기(111), 국부 발진기(112) 제 1 주파수 카운터(113), 주파수 변환기(114), 필터(115), 제 2 주파수 카운터(116) 및 제어부(117)를 포함한다.
센서(100)는 전극을 사용하여 구현될 수 있다. 이하에서, 상기 센서(100)는 전극으로 구현된 경우를 기준으로 설명하겠다. 하지만, 상기 센서(100)가 전극에 한정되는 것은 아니다. 외부 물체가 접근함에 따라, 상기 전극과 지면 사이의 정전 용량은 증가하게 된다. 상기 전극과 지면 사이의 공기층이 외부 물체로 대체됨에 따라 정전용량이 증가하게 된다. 반면에, 외부 물체가 멀어짐에 따라, 상기 전극과 지면 사이의 정전 용량은 감소하게 된다.
상기 가변 발진기(111)는 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된다. 상기 제 1 주파수는 정전 용량에 반비례한다. 따라서, 외부 물체가 접근하면 상기 정전 용량은 증가 되고, 상기 제 1 주파수는 작아진다. 반면에, 외부 물체가 멀어지면 상기 정전 용량은 감소하고, 상기 제 1 주파수는 커진다.
상기 국부 발진기(112)는 기준 주파수를 발생시키기 위해 구성된다. 상기 국부 발진기(112)는 상기 기준 주파수를 상기 주파수 변환기(114)로 전송한다.
상기 제 1 주파수 카운터(113)는 상기 가변 발진기(111)에서 생성된 상기 제 1 주파수를 측정한다. 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 상기 측정된 제 1 주파수를 상기 제어부(117)에 전송한다.
상기 주파수 변환기(114)는 상기 가변 발진기(111)로부터 수신된 상기 제 1 주파수와 상기 국부 발진기(112)로부터 수신된 상기 기준 주파수의 합과 차를 출력한다.
상기 필터(115)는 상기 주파수 변환기(114)로부터 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시킨다.
상기 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 필터(115)로부터 출력된 제 2 주파수를 측정한다. 상기 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 측정된 제 2 주파수를 상기 제어부(117)로 전송한다.
본 실시예에서, 상기 제 1 주파수 카운터(113) 및 상기 제 2 주파수 카운터(116)는 별도로 구현하였지만, 1개의 주파수 카운터를 이용하여 상기 제 1 주파수 카운터(113) 및 상기 제 2 주파수 카운터(116)의 기능을 모두 수행할 수도 있다.
상기 제어부(117)는 상기 제 1 주파수 카운터(113)로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기(112)의 기준 주파수를 변경한다. 상기 제어부(117)는 상기 제 1 주파수 및 상기 변경된 기준 주파수에 기초하여, 외부 물체의 접근 여부를 판단한다.
상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이하인 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 작게 변경한다. 예를 들면, 상기 미리 설정된 값은 상기 기준 주파수의 90%에 해당하는 값으로 설정할 수 있다. 상기 제 1 주파수가 상기 기준 주파수의 90% 이하인 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 상기 제 1 주파수보다는 크고 기존의 기준 주파수보다는 작은 주파수로 변경할 수 있다.
상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이상인 경우,에 해당하는 경우, 상기 제어부(117)는 미리 설정된 값으로 변경할 수 있다. 예를 들면, 상기 미리 설정된 범위 는 상기 기준 주파수의 90% 내지 91%에 해당하는 범위로 설정할 수 있다. 상기 미리 설정된 값은 상기 기준 주파수의 90%에 해당하는 값으로 설정할 수 있다. 상기 제 1 주파수가 상기 기준 주파수의 90% 내지 91%에 해당하는 범위에 해당하는 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 상기 기준 주파수의 95%에 해당하는 주파수로 변경할 수 있다.
상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 범위 내인 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 그대로 유지한다. 예를 들면, 상기 미리 설정된 값은 상기 기준 주파수의 91% 내지 100%에 해당하는 범위로 설정할 수 있다. 상기 제 1 주파수가 상기 기준 주파수의 91% 내지 100%에 해당하는 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 그대로 유지한다.
상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 크게 변경한다. 상기 미리 설정된 값은 상기 기준 주파수의 100%에 해당하는 값일 수 있다. 상기 제 1 주파수가 상기 기준 주파수의 100%에 해당하는 값보다 큰 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 상기 제 1 주파수보다는 큰 주파수로 변경할 수 있다. 이를 표를 이용하여 표현하면, 아래와 같습니다.

제 1 주파수와 기준 주파수의 비율(%)

90% 이하

90% ~ 91%

91% ~ 100 %

100% 이상

기준 주파수 변경
기존의 기준 주파수에 92%에 해당하는 값으로 변경
기존의 기준 주파수에 95%에 해당하는 값으로 변경
기존의 기준 주파수 유지
기존의 기준 주파수에 105%에 해당하는 값으로 변경
또한, 상기 제어부(117)는 상기 제 2 주파수 카운터(116)로부터 출력된 상기 제 2 주파수의 변화량에 따라, 외부 물체의 접근 여부를 판단한다. 상기 제 2 주파수의 변화량을 식으로 표현하면 아래와 같습니다.
(fosc - f1) - (fosc - f2) = △f
fosc : 기준 주파수
f1 : 외부 물체의 접근이 없는 경우의 제 1 주파수
f2 : 외부 물체의 접근이 있는 경우의 제 1 주파수
△f : 제 2 주파수의 변화량
예를 들면, f1이 0.97MHZ이고, fosc가 1MHZ 인 경우, (fosc - f1)는 0.03MHZ이다. 외부 물체가 접근한 경우, 상기 제 1 주파수(f1)은 f2로 변경된다. 외부 물체가 접근한 경우, 정전 용량은 증가하고, 상기 f1은 작아진다. 예를 들면, 상기 f2는 0.95MHZ가 될 수 있다. 따라서, (fosc - f2)는 0.05MHZ가 되고, △f는 -0.02MHZ가 된다. 즉, 상기 제어부(117)는 상기 △f 값이 음수인 경우, 외부 물체가 접근한다고 판단한다. 반면에, 상기 제어부(117)는 상기 △f 값이 양수인 경우, 외부 물체가 멀어져 간다고 판단한다.
상기 제어부(117)는 외부 물체의 접근 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 조명 장치(120)를 제어한다. 예를 들면, 상기 제어부(117)는 외부 물체가 접근한다고 판단하는 경우, 상기 조명 장치(120)를 켠다.
상기 제어부(117)는 상기 △f에 기초하여, 외부 물체와의 거리도 판단할 수 있다. 상기 제어부(117)는 외부 물체와의 거리에 따라 상기 조명 장치(120)의 밝기가 점점 약해지게 또는 점점 강해지게 조절할 수도 있다.
상기 수치, 비율 및 범위들은 일 실시예에 불과하고, 사용자는 본인의 의사 또는 주위의 환경에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 각각의 구성요소들은 하나의 모듈로 구현될 수도 있고, 각각의 기능별로 여러 개의 모듈로 구현할 수 있는 것은 당연한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 장치의 작동 원리에 관한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 3에는 주파수는 정전 용량에 반비례함을 보여주고 있다. 제 1 주파수가 기준 주파수와 기준 주파수의 미리 설정된 값 사이에 해당하는 경우, 상기 감지 장치(110)는 기존의 기준 주파수(fosc1)에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단한다.
반면에, 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하인 경우, 상기 감지 장치(110)는 기존의 기준 주파수(fosc1)를 새로운 기준 주파수(fosc2)로 변경하고, 변경된 기준 주파수에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단한다.
도 3에서는 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하인 경우만을 도시하였으나, 표 1에서 설명한 다양한 기준에 따라 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수를 변경할 수 있다.
상기 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 경우란, 유전율이 높은 물체 또는 유전율이 낮은 다수의 물체가 상기 감지 장치를 포함하는 가전 장치의 근처에 놓여지는 경우일 수 있다. 상기 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 경우란, 상기 감지 장치를 포함하는 가전 장치의 내부에 유전율이 높은 물체 또는 유전율이 낮은 다수의 물체가 놓여 지는 경우일 수 있다. 사람과 같은 외부 물체가 접근하는 경우, 유전율이 낮은 사람에 의한 제 1 주파수의 변화는 미미하기 때문에, 상기 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 것은 어렵다. 따라서, 유전율이 높은 물체 또는 유전율이 낮은 다수의 물체에 의해서, 상기 제 1 주파수가 기준 주파수의 미리 설정된 값 이하로 떨어질 수 있다.
기준 주파수를 변경하지 않고 외부 물체를 감지하는 경우, 상기 기준 주파수와 제 1 주파수의 차이 값은 매우 작아지게 된다. 따라서, 상기 차이 값을 구별하는 것은 매우 어렵게 된다. 예를 들면, 기준 주파수를 변경하지 않는 경우, 상기 차이 값은 0.0002MHZ이다. 반면에, 기준 주파수를 변경하는 경우, 상기 차이 값은 0.02MHZ이다. 즉, 기준 주파수를 변경하지 않는 경우, 상기 차이 값이 미미하기 때문에, 상기 감지 장치는 외부 물체가 접근하는지 여부를 판단하기 어렵다. 하지만, 기준 주파수를 변경하는 경우, 상기 차이 값이 크기 때문에, 상기 감지 장치는 외부 물체가 접근하는지 여부를 쉽게 판단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 감지 장치는 주위 환경이 변화하는 경우에도, 기준 주파수를 변경함으로써 정확하게 물체의 접근을 감지할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 장치를 포함하는 가전 장치를 도시한 도면이다.
도 4a는 상기 가전 장치의 측면을 기준으로 도시한 도면이고, 도 4b는 상기 가전 장치의 전면을 기준으로 도시한 도면이다.
도 2, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 가전 장치는 냉장고, 에어컨 등을 포함한다. 이하에서는, 냉장고(400)를 기준으로 설명하겠다.
상기 냉장고(400)는 전극(100), 감지 장치(110), 조명 장치(120), 핸들(130)을 포함한다.
상기 전극(100)은 상기 감지 장치(110)와 연결되어 전기장을 형성하는 역할을 한다. 일반적으로, 전기장의 세기는 거리에 반비례하고, 전극의 면적에 비례한다. 감지 거리를 증가시키기 위해서, 전극은 가능한 한 냉장고(400)의 전면부 최 외곽에 배치될 수 있다. 상기 전극의 면적은 감지 거리를 고려하여 결정될 수 있 다.
상기 감지 장치(110)는 사용자(420)가 접근하는 경우, 상기 조명 장치(120)를 켠다. 반면에, 상기 감지 장치(110)는 사용자(420)가 멀어져 가는 경우, 상기 조명 장치(120)를 끈다. 따라서, 야간인 경우에도, 사용자(420)가 별도의 조작을 하지 않아도 냉장고의 조명 장치가 켜지기 때문에, 사용자는 상기 냉장고를 더욱 편리하게 이용할 수 있다.
상기 전극(100) 및 조명 장치(120)의 위치는 도 4a 및 도 4b에 한정되지 않고, 다양한 위치 변경이 가능하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 감지 방법에 대한 흐름도이다.
제어부는 제 1 주파수가 기준 주파수의 91% 내지 100%내에 해당하는지 여부를 판단한다. 이하에서는, 상기 제어부가 제 1 주파수가 기준 주파수의 91% 내지 100%내에 해당하는지 여부를 판단한 경우(도 5a) 및 제 1 주파수가 기준 주파수의 91% 내지 100%내에 해당하지 않는다고 판단한 경우(도 5b)로 나누어 설명하겠다.
도 5a는 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 감지 방법에 대한 흐름도이다.
도 2 및 도 5a를 참조하면, 외부 물체의 접근이 없는 경우의 정전 용량에 따라, 상기 가변 발진기(111)는 제 1 주파수를 출력한다. 상기 가변 발진기(111)는 상기 제 1 주파수를 상기 제 1 주파수 카운터(113)로 전송한다. 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 가변 발진기(111)로부터 수신된 제 1 주파수(f1)를 측정한다(S500A). 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 상기 측정된 제 1 주파수를 제어부(117)로 전송한다. 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당하는 경우, 상기 제어부(117)는 국부 발진기의 기준 주파수(fosc1)를 그대로 유지한다(S505A). 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당하지 않는 경우는 도 5b에서 설명하겠다. 주파수 변환기는 상기 제 1 주파수(f1)과 기준 주파수(fosc1)를 혼합한다(S510A). 필터는 상기 주파수 변환기의 출력 중 상기 기준 주파수(fosc1)와 상기 제 1 주파수(f1)의 차에 해당하는 제 2 주파수(fosc1 - f1)를 필터링한다(S515A). 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 필터(115)로부터 수신된 상기 제 2 주파수를 측정한다(S520A).
외부 물체가 접근 또는 멀어짐에 따라, 정전용량이 변경된다. 상기 정전 용량의 변화에 따라, 상기 가변 발진기(111)는 상기 제 1 주파수(f1)를 제 1 주파수(f2)로 변경하여 출력한다(S525A). 상기 가변 발진기(111)는 상기 제 1 주파수를 상기 제 1 주파수 카운터(113)로 전송한다. 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 상기 가변 발진기(111)로부터 수신된 상기 제 1 주파수(f2)를 측정한다(S530A). 제 1 주파수(f2)가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당하는 경우, 상기 제어부(117)는 상기 기준 주파수(fosc1)를 그대로 유지한다(S535A). 외부 물체의 변경에 따라, 상기 변경된 제 1 주파수(f2)가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%의 범위를 벗어나는 경우는 거의 없다. 따라서, 경우에 따라, 상기 S535A 단계는 생략 될 수도 있다. 주파수 변환기는 상기 가변 발진기(111)로부터 수신된 상기 제 1 주파수(f2)와 상기 국부 발진기(112)로부터 수신된 기준 주파수(fosc1)를 혼합한다(S540A). 필터는 상기 기준 주파수(fosc1)와 상기 변경된 제 1 주파수(f2)의 차에 해당하는 제 2 주파수(fosc1 - f2)를 필터링한다(S545A). 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 필터로부터 수신된 상기 제 2 주파수를 측정한다(S550A). 상기 제어부(117)는 상기 제 2 주파수의 변화량을 측정한다(S555A). 상기 제 2 주파수의 변화량은 식 1을 이용하여 연산 된다. 상기 제어부(117)는 상기 측정된 제 2 주파수의 변화량에 기초하여, 외부 물체의 접근 여부를 판단한다(S560A). 상기 판단 결과, 외부 물체가 접근하는 경우, 상기 제어부(117)는 조명 장치를 켠다(S565A). 상기 판단 결과, 외부 물체가 멀어지는 경우, 상기 제어부(117)는 조명 장치를 끈다(S570A). 상기 단계들은 반복적으로 실행된다.
또 다른 실시예로, 상기 제어부(117)는 상기 측정된 제 2 주파수의 변화량에 기초하여, 외부 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 상기 제어부(117)는 상기 측정된 외부 물체와의 거리에 따라 상기 조명 장치의 밝기를 조절할 수도 있다.
도 2 및 도 5b는 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100% 범위를 벗어난 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 감지 방법에 대한 흐름도이다.
외부 물체의 접근이 없는 경우의 정전 용량에 따라, 상기 가변 발진기(111)는 제 1 주파수를 출력한다. 상기 가변 발진기(111)는 상기 제 1 주파수를 상기 제 1 주파수 카운터(113)로 전송한다. 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 가변 발진기(111)로부터 수신된 제 1 주파수(f1)를 측정한다(S500B). 제어부(117)는 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당되지 않는다고 판단한다(S505B). 상기 제 1 주파수가 기준 주파수(fosc1)의 91% 내지 100%내에 해당 되지 않는 경우는, 상기 표 1을 통해 설명하였다. 상기 제어부는 기준 주파수(fosc1)를 기준 주파수(fosc2)로 변경한다(S510B). 상기 변경된 기준 주파수(fosc2)의 값은 표 1을 통해 설명하였다. 주파수 변환기는 상기 가변 발진기(111)로부터 수신된 상기 제 1 주파수(f1)와 상기 국부 발진기(112)로부터 수신된 기준 주파수(fosc2)를 혼합한다(S515B). 필터는 상기 기준 주파수(fosc2)와 상기 제 1 주파수(f1)의 차에 해당하는 제 2 주파수(fosc2 - f1)를 필터링한다(S520B). 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 필터로부터 수신된 상기 제 2 주파수를 측정한다(S525B).
외부 물체가 접근 또는 멀어짐에 따라, 정전용량이 변경된다. 상기 정전 용량의 변화에 따라, 상기 가변 발진기(111)는 상기 제 1 주파수(f1)를 제 1 주파수(f2)로 변경하여 출력한다(S530B). 상기 제 1 주파수 카운터(113)는 상기 가변 발진기로부터 수신된 상기 제 1 주파수(f2)를 측정한다(S535B). 상기 제어부(117)는 상기 제 1 주파수(f2)가 기준 주파수(fosc2)의 91% 내지 100%내에 해당된다고 판단한다(S540B). 외부 물체의 변경에 따라, 상기 변경된 제 1 주파수(f2)가 기준 주파수(fosc2)의 91% 내지 100%의 범위를 벗어나는 경우는 거의 없다. 따라서, 경우에 따라, 상기 S540A 단계는 생략될 수도 있다. 주파수 변환기는 상기 가변 발진기(111)로부터 수신된 상기 제 1 주파수(f2)와 상기 국부 발진기(112)로부터 수신 된 상기 기준 주파수(fosc2)를 혼합한다(S545B). 필터는 상기 기준 주파수(fosc2)와 상기 변경된 제 1 주파수(f2)의 차에 해당하는 제 2 주파수(fosc2 - f2)를 필터링한다(S550B). 제 2 주파수 카운터(116)는 상기 필터로부터 수신된 상기 제 2 주파수를 측정한다(S555B). 상기 제어부(117)는 상기 제 2 주파수의 변화량을 측정한다(S560B). 상기 제 2 주파수의 변화량은 식 1을 이용하여 연산 된다. 상기 제어부(117)는 상기 측정된 제 2 주파수의 변화량에 기초하여, 외부 물체의 접근 여부를 판단한다(S565B). 상기 판단 결과, 외부 물체가 접근하는 경우, 상기 제어부(117)는 조명 장치를 켠다(S570B). 상기 판단 결과, 외부 물체가 멀어지는 경우, 상기 제어부(117)는 조명 장치를 끈다(S575B). 상기 단계들은 반복적으로 실행된다.
또 다른 실시예로, 상기 제어부(117)는 상기 측정된 제 2 주파수의 변화량에 기초하여, 외부 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 상기 제어부(117)는 상기 측정된 외부 물체와의 거리에 따라 상기 조명 장치의 밝기를 조절할 수도 있다.
상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 조명 제어 장치에 대한 블록 구성도 (block diagram).
도 2는 도 1의 감지 장치를 구체화한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 장치의 작동 원리에 관한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 장치를 포함하는 가전 장치를 도시한 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 감지 방법에 대한 흐름도.

Claims (13)

  1. 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된 가변 발진기;
    기준 주파수를 발생시키기 위해 구성된 국부 발진기;
    상기 제 1 주파수를 측정하기 위해 구성된 제 1 주파수 카운터;및
    상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하는 제어부를 포함하는, 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이하인 경우, 상기 기준 주파수를 작게 변경하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 범위 내에 해당하는 경우, 상기 기준 주파수를 작게 변경하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 범위 내에 해당하는 경우, 상기 미리 설정된 값을 크게 변경하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 비율이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 기준 주파수를 크게 변경하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    외부 물체가 접근함에 따라 정전용량이 변경되는 센서을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 합과 차를 출력하기 위한 주파수 변환기; 및
    상기 주파수 변환기로부터 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키기 위한 필터를 더 포함하는 감지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터로부터 출력된 제 2 주파수를 측정하기 위한 제 2 카운터를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 제 2 주파수에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 감지 장치.
  9. 외부 물체가 접근함에 따라 정전용량이 변경되는 센서;
    상기 외부물체의 접근에 기초하여 켜지거나 꺼지는 조명장치;
    상기 정전용량의 변경에 따라 제 1 주파수를 발생시키기 위해 구성된 가변 발진기;
    기준 주파수를 발생시키기 위해 구성된 국부 발진기;
    상기 제 1 주파수를 측정하기 위해 구성된 제 1 주파수 카운터;및
    상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하고, 이 변경된 기준 주파수를 이용하여 외부물체의 접근을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 조명장치를 제어하는 제어부를 포함하는, 가전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수와 상기 변경된 기준 주파수의 합과 차를 출력하기 위한 주파수 변환기;
    상기 주파수 변환기로부터 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키기 위한 필터;및
    상기 필터로부터 출력된 제 2 주파수를 측정하기 위한 제 2 카운터를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제 2 주파수의 변화량에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 가전 장치.
  11. 외부 물체가 접근함에 따라 센서의 정전용량이 변화되는 단계;
    상기 정전용량의 변경에 따라 가변 발진기를 통해 제 1 주파수를 발생시키는 단계;
    국부 발진기를 통해 기준 주파수를 발생시키는 단계;
    제 1 주파수 카운터를 통해 상기 제 1 주파수를 측정하는 단계;및
    상기 제 1 주파수 카운터로부터 수신된 제 1 주파수에 기초하여 상기 국부 발진기의 기준 주파수를 변경하는 단계를 포함하는, 감지 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수와 상기 변경된 제 2 주파수의 합과 차를 출력하는 단계;
    상기 출력된 주파수 중 상기 제 1 주파수와 상기 기준 주파수의 차에 해당하는 제 2 주파수만을 통과시키는 단계;및
    상기 제 2 주파수를 측정하는 단계를 더 포함하는, 감지 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수에 기초하여 외부 물체의 접근 여부를 판단하는 단계;및
    상기 판단 결과에 따라 조명 장치를 켜거나 끄는 단계를 더 포함하는 감지 방법.
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