KR20100117324A

KR20100117324A - 초음파 송신기, 수신기 및 송수신 장치

Info

Publication number: KR20100117324A
Application number: KR1020090036007A
Authority: KR
Inventors: 김남기; 이승학
Original assignee: 경기대학교 산학협력단
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-11-03

Abstract

본 발명은 초음파 송수신기에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 초음파 송신기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신기는 초음파 신호를 발생하여 방사면을 통해 방사하는 초음파 발생모듈 및 상기 초음파 신호를 전달받아 상기 방사면에 평행한 전방향으로 반사하는 반사체를 포함한다.

초음파, 송신기, 수신기

Description

초음파 송신기, 수신기 및 송수신 장치{ULTRASONIC SENDER, RECEIVER AND APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 관한 초음파 송신기, 수신기 및 송수신 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기신호를 초음파로 변환하여 발신하고, 수신된 초음파를 전기신호로 변환하는 초음파 송신기, 수신기 및 송수신 장치에 관한 것이다.

초음파는 음파 중에서 20Hz ~ 20kHz 범위의 사람의 귀로 들을 수 있는 가청음보다 높아 사람의 귀로 직접 들을 수 없는 주파수의 음파를 말한다. 초음파는 빛보다 굴절률이 크기 때문에 전방에 작은 장애물이 있어도 소리라는 특성상 전파가 가능하고, 빛의 반사에 대한 영향이 적어 처리가 간편하며, 복잡한 필터를 설계하지 않아도 되는 이점이 있다. 그래서, 초음파는 흔히 거리 측정이나 전방의 물체 유무 감지에 많이 이용되고 있다.

초음파는 직진성을 가진다. 그래서, 기존의 일반적인 초음파 송신기와 수신기는 송신기의 초음파 송신 부분과 수신기의 초음파 수신 부분이 서로 마주보고 있을 때 초음파를 가장 잘 송수신 할 수 있었다.

하지만, 종래의 초음파 송수신기는 초음파 신호를 방향성 없이 사방에서 송수신 할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 초음파 신호를 방향성 없이 평면상의 모든 방향에서 송수신할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 초음파 송신기가 개시된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신기는 초음파 신호를 발생하여 방사면을 통해 방사하는 초음파 발생모듈 및 상기 초음파 신호를 전달받아 상기 방사면에 평행한 전방향으로 반사하는 반사체를 포함한다.

여기서, 상기 반사체는 꼭지점이 상기 방사면을 향하는 원뿔 형태로 형성된다.

여기서, 상기 반사체는 윗면이 상기 방사면을 향하는 원뿔대 형태로 형성된다.

여기서, 상기 반사체는 곡면이 상기 방사면을 향하는 반구 형태로 형성된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 초음파 수신기가 개시된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수신기는 초음파 신호를 수집면을 통해 수신하는 초음파 수집모듈 및 상기 초음파 신호를 수집면에 평행한 전방향으로부터 전달받아 상기 초음파 수집모듈로 반사하는 반사체를 포함한다.

여기서, 상기 반사체는 꼭지점이 상기 수집면을 향하는 원뿔 형태로 형성된다.

여기서, 상기 반사체는 윗면이 상기 수집면을 향하는 원뿔대 형태로 형성된다.

여기서, 상기 반사체는 곡면이 상기 수집면을 향하는 반구 형태로 형성된다.

여기서, 상기 초음파 송신기 및 상기 초음파 수신기를 포함하는 초음파 송수신 장치이다.

본 발명은 초음파 신호를 방향성 없이 평면상의 모든 방향에서 송수신할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신기를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 초음파 송신기(100)는 초음파 발생모듈(10) 및 반사체(20)를 포함한다.

초음파 발생모듈(10)은 초음파 신호를 발생하여 방사면(15)을 통해 방사시킨다. 초음파 신호는 직진성을 가지므로, 방사면(15)에 수직방향으로 방사된다.

초음파 발생모듈(10)은 초음파 신호를 발생시키는 일반적인 초음파 센서일 수 있다.

반사체(20)는 방사면(15)을 향하여 꼭지점이 위치한 원뿔형태로 형성된다. 반사체(20)는 방사면(15)과 미리 설정된 예각을 이루는 원뿔옆면(25)을 이용하여 초음파 신호를 반사시킨다. 방사면(15)에 수직으로 방사되는 초음파 신호는 반사체(20)의 원뿔옆면(25)에서 반사된다. 초음파 신호는 방사면(15)에 평행하게 전방향으로 방사될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수신기를 나타낸 개략도이다.

도 2를 참조하면, 초음파 수신기(200)는 반사체(20) 및 초음파 수집모듈(30)을 포함한다.

초음파 수신기(200)는 초음파 송신기의 역순으로 초음파 신호를 수신할 수 있다.

도 2를 참조하면, 반사체(20)는 수신면(35)에 평행한 전방향으로부터 초음파 신호를 전달받아 초음파 수집모듈(30)의 수집면(35)으로 반사시킨다. 반사체(20)는 수집면(35)을 향하여 꼭지점이 위치한 원뿔형태로 형성된다. 반사체(20)는 수집면(35)과 미리 설정된 예각을 이루는 원뿔옆면(25)을 이용하여 초음파 신호를 반사시킨다. 반사체(20)는 전방향으로부터 전달되는 초음파 신호를 원뿔옆면(25)에서 반사시켜 초음파 수집모듈(30)로 전달할 수 있다.

초음파 수집모듈(30)은 반사체(20)가 반사한 초음파 신호를 전달받는다. 초 음파 수집모듈(30)은 수집면(35)에 수직인 초음파 신호를 전달받을 수 있다.

초음파 수집모듈(30)은 초음파 신호를 수신하는 일반적인 초음파 센서가 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송수신 장치를 나타낸 개략도이다.

도 3을 참조하면, 초음파 송수신 장치(300)는 도 1 및 도 2에서 상술한 초음파 송신기(100) 및 초음파 수신기(200)를 포함한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 초음파 송수신 장치(300)는 초음파 발생모듈(10) 및 초음파 수집모둘(30)을 일체화한 하나의 모듈 및 반사체(20)를 이용하여 구성할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 초음파 송신기(100)는 반사체(20)를 이용하여 초음파 신호를 전방향으로 방사시킨다. 초음파 수신기(200)는 방사된 초음파 신호를 반사체(20)를 이용하여 수신할 수 있다.

초음파 송신기(100) 및 초음파 수신기(200)는 같은 구조로 형성될 수 있다. 초음파 송신기(100) 및 초음파 수신기(200)는 반사체(20)의 원뿔옆면(25)을 마주 볼 수 있는 위치라면 위치에 상관없이 초음파를 송신 및 수신할 수 있다. 즉, 초음파 송신기(100) 및 초음파 수신기(200)는 평면상에서 방향에 상관없이 배치되어 초음파를 송수신할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송수신기를 장착한 장치의 일례 이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송수신기(300)를 장착한 장치는 거리측정장치가 될 수 있다. 이하에서는, 초음파 송수신기(300)를 장착한 장치를 거리측정장치로 가정하여 설명하기로 한다.

거리측정장치는 차량, 로봇 등에 탑재되어 센서로써 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 거리측정장치는 평면 상을 이동하는 로봇에 탑재되어 다른 로봇 또는 특정 물체와의 거리 측정을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 거리측정장치는 기판 위에 초음파 송수신기가 배치되어 구현될 수 있다.

도 4에서는 반사체(20)가 원뿔과 원기둥을 혼합한 형태로 구성하였으나, 도 1 내지 도 3에서 상술한 바와 같이, 초음파 신호가 원뿔옆면(25)에서 반사될 수 있는 구조라면 무방하다.

즉, 반사체(20)는 원뿔 형태와 유사한 형상으로 형성되어 초음파 신호를 평면상에서 전방향으로 반사시킬 수 있는 구조라면 무방하다.

예를 들어, 반사체(20)는 꼭지점이 상기 방사면을 향하는 원뿔 형태로 형성될 수 있다.

또한, 반사체(20)는 윗면이 상기 방사면을 향하는 원뿔대 형태로 형성될 수 있다.

또한, 반사체(20)는 곡면이 상기 방사면을 향하는 반구 형태로 형성될 수 있다.

따라서, 반사체(20)는 상술한 형태와 같이 원뿔 형태와 유사한 입체도형 형 태로 형성될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신기를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수신기를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송수신 장치를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송수신기를 장착한 장치의 일례.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 초음파 송신기 200: 초음파 수신기

300: 초음파 송수신 장치

Claims

초음파 송신기에 있어서,

초음파 신호를 발생하여 방사면을 통해 방사하는 초음파 발생모듈; 및

상기 초음파 신호를 전달받아 상기 방사면에 평행한 전방향으로 반사하는 반사체를 포함하는 초음파 송신기.
제1항에 있어서,

상기 반사체는 꼭지점이 상기 방사면을 향하는 원뿔 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 송신기.
제1항에 있어서,

상기 반사체는 윗면이 상기 방사면을 향하는 원뿔대 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 송신기.
제1항에 있어서,

상기 반사체는 곡면이 상기 방사면을 향하는 반구 형태로 형성된 것을 특징 으로 하는 초음파 송신기.
초음파 수신기에 있어서,

초음파 신호를 수집면을 통해 수신하는 초음파 수집모듈; 및

상기 초음파 신호를 수집면에 평행한 전방향으로부터 전달받아 상기 초음파 수집모듈로 반사하는 반사체를 포함하는 초음파 수신기.
제5항에 있어서,

상기 반사체는 꼭지점이 상기 수집면을 향하는 원뿔 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 수신기.
제5항에 있어서,

상기 반사체는 윗면이 상기 수집면을 향하는 원뿔대 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 수신기.
제5항에 있어서,

상기 반사체는 곡면이 상기 수집면을 향하는 반구 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 수신기.
상기 제1항 내지 제8항에 있어서,

상기 초음파 송신기 및 상기 초음파 수신기를 포함하는 초음파 송수신 장치.