KR20140011690A - 반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서 및 근접 센싱 방법 - Google Patents

반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서 및 근접 센싱 방법 Download PDF

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Abstract

반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서 및 근접 센싱 방법이 개시된다. 반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서는 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지하는 광량 변화 감지부; 및 출력광의 세기 변화 및 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 판단부를 포함할 수 있다.

Description

반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서 및 근접 센싱 방법{PROXIMITY SENSOR AND PROXIMITY SENSING METHOD USING LIGHT QUANTITY OF REFLECTION LIGHT}
이하의 일실시예들은 반사광의 광량 변화를 이용한 근접 센서 및 근접 센싱 방법에 관한 것으로 출력광의 세기를 변화시키는 광원을 이용하여 광량 변화 감지 장치로 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센서 및 근접 센싱 방법에 관한 것이다.
광량 변화 감지 기술은 사용자의 동작에 따라 변화하는 광량을 감지하여 사용자의 동작을 인식하는 기술이다.
따라서, 광량 변화 감지 기술은 광량의 값을 측정하지 않고, 광량의 변화 여부를 감지하는 기술이므로 사용자가 동작하지 않는 경우, 사용자와 센서 간의 거리를 측정할 수 없었다.
반면, 근접 센서는 사용자와의 거리를 측정하여 사용자의 근접 여부를 판단하는 센서이므로 사용자의 동작을 인식할 수는 없었다.
따라서, 광량 변화 감지 기술로 사용자와 센서 간의 거리를 측정함으로써, 사용자의 동작을 인식할 수 있으면서 동작하지 않는 사용자의 근접 여부도 판단할 수 있는 센서가 필요하다.
일실시예에 따른 근접 센서는 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지하는 광량 변화 감지부; 및 출력광의 세기 변화 및 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 판단부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 근접 판단부는 출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 근접 판단부는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 시간별 분포 패턴 및 출력광의 세기 변화가 발생한 시간을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 근접 판단부는 상기 이벤트들의 시간별 분포 패턴에서 상기 이벤트가 가장 많이 발생한 시간과 출력광의 세기 변화가 발생한 시간 간의 차이를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센서.
일실시예에 따른 근접 센서의 광량 변화 감지부는 광원이 세기가 변화하는 출력광을 출력하지 않는 경우, 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 감지할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서는 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 동작 인식부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 동작 인식부는 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 동작 인식부는 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 간격을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 동작 인식부는 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 방향을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센서의 동작 인식부는 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 종류를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식할 수 있다.
일실시예에 따른 근접 센싱 방법은 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지하는 단계; 및 출력광의 세기 변화 및 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 근접 센서의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 광량 변화 감지부가 출력한 이벤트들의 일례이다.
도 2는 일실시예에 따른 근접 센서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 근접 센서와 오브젝트 간의 거리에 따른 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 광량 변화 감지부가 출력한 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 인식하는 과정의 일례이다.
도 5는 일실시예에 따라 광량 변화 감지부가 출력한 이벤트들의 시간별 분포 패턴을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 인식하는 과정의 일례이다.
도 6은 일실시예에 따른 근접 센서의 근접 센싱 방법을 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일실시예에 따른 근접 센서(100)의 구조를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 근접 센서(100)는 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트와 근접 센서(100)간의 거리를 추정할 수 있다.
도 1을 참고하면, 근접 센서(100)는 광량 변화 감지부(110)와 근접 판단부(120), 및 동작 인식부(130)를 포함할 수 있다.
광량 변화 감지부(110)는 광원(101)이 출력한 출력광이 오브젝트(102)에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 오브젝트(102)는 사용자 또는 물체 중 하나일 수 있다.
여기서, 광량은 오브젝트(102)과 근접 센서(100) 간의 거리에 따라 근접 센서(100)가 수신하는 광이 증가하거나 또는 감소하는 것을 판단하기 위한 기준을 의미할 수 있다.　
예를 들어, 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리가 가까울수록 출력광 중에서 광량 변화 감지부(110)가 수신할 수 있는 반사광의 비율이 높아질 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리가 가까울수록 광량 변화 감지부(110)가 감지한 반사광의 광량도 증가할 수 있다.
반면, 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리가 멀수록 출력광 중에서 광량 변화 감지부(110)가 수신할 수 있는 반사광의 비율이 낮아질 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리가 멀수록 광량 변화 감지부(110)가 감지한 반사광의 광량도 감소할 수 있다.
즉, 광량 변화 감지부(110)가 수신하는 반사광의 광량은 오브젝트(102)와 근접 센서(100)간의 거리에 따라 변경될 수 있다.
오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리에 따른 반사광의 광량의 변화는 이하 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
이때, 광량은 오브젝트(102)의 동작이나 출력광의 세기에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 오브젝트(102)가 근접 센서(100)에게 접근하는 경우, 반사광의 비율이 증가하여 광량이 증가할 수 있다. 그러나, 오브젝트(102)가 동작하지 않는 경우에는 오브젝트(102)에 의하여 광량이 변화하지 않으므로 광량 변화 감지부(110)가 반사광의 광량의 변화를 감지하지 못할 수 있다. 따라서, 광원(101)은 출력광의 세기를 변화시킴으로써, 오브젝트(102)가 동작하지 않더라도 광량 변화 감지부(110)가 반사광의 광량의 변화를 감지하도록 할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(101)는 출력광의 세기 변화에 대응하여 변화하는 반사광의 광량을 감지할 수 있다.
출력광의 세기 변화에 따른 반사광의 광량의 변화는 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 광량 변화 감지부(110)는 오브젝트(102)의 동작과 관련된 광량의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 오브젝트(102)는 손과 같은 사용자의 신체 또는 사용자가 제어하는 물체 중 하나일 수 있다.
여기서, 오브젝트(102)의 동작과 관련된 광량은 오브젝트(102)의 동작으로 인해서 영상의 픽셀에 입사되는 광이 증가하거나 또는 감소하는 것을 판단하기 위한 기준을 의미할 수 있다.　 구체적으로, 광량 변화 감지부(110)는 반사광의 광량이 아니라 주변에서 픽셀에 입사되는 광량이 오브젝트에 의하여 차단되는지 여부를 이용하여 오브젝트(102)의 동작과 관련된 광량의 변화를 감지할 수 있다.
예를 들어, 오브젝트가 A위치에서 B위치로 이동하는 경우, B위치에 존재하는 오브젝트에 의해 수신하는 광이 가려질 수 있다.　 따라서, B위치의 픽셀에 입사되는 광량은 감소할 수 있다.　 또한, 오브젝트가 B위치에서 A위치로 이동하는 경우, B위치에는 오브젝트가 존재하지 않는다.　 따라서, B위치의 픽셀에 입사되는 광량은 증가할 수 있다. 그러므로, 영상의 픽셀들이 수신하는 광량은 오브젝트의 동작에 따라 시간적으로 변경될 수 있다.
즉, 광원(101)이 세기가 변화하는 출력광을 출력하는 경우, 광량 변화 감지부(110)는 반사광의 광량의 변화를 감지하고, 근접 판단부(120)가 반사광의 광량의 변화를 이용하여 근접 여부를 판단할 수 있다. 또한, 광원(101)이 출력광을 출력하지 않는 경우, 광량 변화 감지부(110)는 동작과 관련된 광량의 변화를 감지하고, 동작 인식부(130)가 동작과 관련된 광량의 변화를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다.
그리고, 광량 변화 감지부(110)는 영상의 픽셀에 입사되는 광량의 변화를 검출하여 이벤트들을 출력하는 템퍼럴 컨트라스트(temporal contrast) 감지 광 센서일 수 있다.
이때, 템퍼럴 컨트라스트 감지 광 센서는 영상의 픽셀에 입사되는 광량이 증가하는 경우 온(on) 이벤트들을 출력하고, 영상의 픽셀에 입사되는 광량이 감소하는 경우 오프(off) 이벤트들을 출력할 수 있다. 또한, 템퍼럴 컨트라스트 감지 광 센서는 프레임 없이 비동기로 동작하며 10 us(micro second) 미만의 시간 해상도를 가질 수 있다.
근접 판단부(120)는 출력광의 세기 변화 및 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트는 광량의 변화에 기초한 이벤트이며, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수일 수 있다.
또한, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수는 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리와 반비례할 수 있다. 즉, 근접 판단부(120)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리를 추정할 수 있다. 이때, 근접 판단부(120)는 추정한 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리가 기준값 미만인 경우, 오브젝트(102)가 근접 센서(100)에 근접한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 근접 판단부(120)는 출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단할 수 있다. 이때, 일정 기간은 출력광의 세기 변화가 발생한 시간부터 다음 출력광의 세기 변화가 발생한 시간까지일 수 있다.
출력광의 세기 변화가 발생할 경우, 광량 변화 감지부(110)는 세기가 변화한 출력광 및 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리에 따라 광량의 변화를 감지할 수 있다.
또한, 광량 변화 감지부(110)는 광량의 값이 아니라 광량이 변화하였는지 여부만을 감지할 수 있다. 따라서, 출력광의 세기 변화가 발생한 다음 추가적인 출력광의 세기 변화가 없는 경우, 시간의 경과에 따라 광량 변화 감지부(110)가 감지하는 광량의 변화는 감소할 수 있다. 따라서, 출력광의 세기 변화가 발생한 시간에 근접한 시간일수록 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 많을 수 있다. 또한, 출력광의 세기 변화가 발생한 시간에서 시간이 경과할수록 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 감소할 수 있다. 즉, 출력광의 세기 변화가 발생한 시간에서 일정 시간 이후에 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트는 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리와 관련이 적을 수 있다.
따라서, 근접 판단부(120)는 출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수만을 오브젝트(102)의 근접 여부 판단에 이용함으로써, 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리와 관련이 적은 이벤트가 오브젝트(102)의 근접 여부 판단에 이용되는 것을 방지할 수 있다.
근접 판단부(120)가 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단하는 과정은 이하 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
그리고, 근접 판단부(120)는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 시간별 분포 패턴 및 출력광의 세기 변화가 발생한 시간을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단할 수 있다.
출력광의 세기 변화가 발생할 경우, 광량 변화 감지부(110)는 일정 시간이 경과한 후에 세기가 변화한 출력광이 오브젝트(102)에 반사된 반사광의 광량 변화를 감지할 수 있다. 이때, 일정 시간은 세기가 변화한 출력광이 오브젝트(102)까지 이동하는 시간과 오브젝트(102)에 반사된 반사광이 광량 변화 감지부(110)까지 이동하는 시간의 합일 수 있다.
따라서, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간은 출력광의 세기 변화가 발생한 시간에서 일정 시간이 경과한 후일 수 있다. 또한, 일정 시간은 상술한 바와 같이 근접 센서(100)와 오브젝트(102)간의 거리에 따라 결정되는 시간일 수 있다. 그러므로, 근접 판단부(120)는 이벤트들의 시간별 분포 패턴에서 출력한 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간과 출력광의 세기 변화가 발생한 시간 간의 차이를 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102)간의 거리를 판단할 수 있다.
근접 판단부(120)가 이벤트들의 시간별 분포 패턴을 이용하여 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단하는 과정은 이하 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 근접 판단부(120)는 광원(101)이 세기가 변화하는 출력광을 출력해야 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 근접 판단부(120)는 광원(101)의 동작 여부를 확인하고, 광원(101)이 세기가 변화하는 출력광을 출력하는 경우에 구동할 수 있다. 그리고, 광원(101)이 동작하지 않는 경우, 근접 판단부(120)는 자신을 구동하지 않고, 동작 인식부(130)를 구동할 수 있다.
동작 인식부(130)는 광량 변화 감지부(110)가 감지한 광량의 변화를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 이때, 오브젝트(102)의 동작은 오브젝트(102)가 광량 변화 감지부(110)의 감지 범위 안에서 이동한 횟수, 및 이동 방향 중 적어도 하나일 수 있다.
이때, 동작 인식부(130)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수일 수 있다. 또한, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수는 광량 변화 감지부(110)의 감지 범위 안에서 오브젝트(102)가 이동한 횟수일 수 있다.
또한, 동작 인식부(130)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 기준값을 초과한 횟수를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수도 있다.
광원(101)이 출력광을 출력하지 않는 경우, 광량 변화 감지부(110)는 주변의 광이 픽셀에 입사되는 광량을 감지하므로, 근접 센서(100)의 이동 여부에 따라 사용자가 의도하지 않은 이벤트가 발생할 수 있다. 이때, 발생하는 이벤트는 사용자가 근접 센서(100)의 동작 모드를 제어하기 위하여 의도적으로 발생 시킨 이벤트가 아닐 수 있다.
따라서, 동작 인식부(130)는 일정 기간 동안 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 기준값을 초과하는 경우, 해당 이벤트들을 사용자가 의도적으로 입력한 이벤트로 판단하고, 해당 이벤트들을 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 이때, 기준값은 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트가 사용자가 의도에 따라 발생한 이벤트인지 여부를 판단하기 위한 횟수일 수 있다. 그러므로, 기준값은 동작 모드에 대응하는 동작에 따라 결정될 수 있다.
그리고, 일정 기간 동안 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 기준값을 초과하는 경우, 동작 인식부(130)는 초과 횟수를 카운트 하고, 초과 횟수를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수도 있다.
그리고, 동작 인식부(130)는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 간격을 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 일정 패턴으로 오브젝트(102)를 이동할 경우, 광량 변화 감지부(110)가 이벤트들을 출력하는 간격도 일정한 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 동작 인식부(130)는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 간격을 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 이때, 동작 인식부(130)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 기준값을 초과한 시간들의 간격을 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수도 있다.
그리고, 동작 인식부(130)는 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 방향을 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수도 있다. 구체적으로, 동작 인식부(130)는 연속된 영상의 픽셀들 중에서 광량 변화 감지부(110)가 광량의 변화를 감지한 픽셀들의 위치 또는 이동 방향을 이용하여 오브젝트(102)의 동작 방향을 인식할 수 있다. 예를 들어, 동작 인식부(130)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 기준값을 초과한 경우, 연속된 영상에서 해당 이벤트들의 위치가 변화하는 방향을 기초로 오브젝트(102)의 동작 방향을 인식할 수 있다.
그리고, 동작 인식부(130)는 온(on) 이벤트와 오프(off) 이벤트들의 출력 위치에 따라 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다. 구체적으로 동작 인식부(130)는 오브젝트(102)가 온(on) 이벤트가 출력된 위치에서 오프(off) 이벤트가 출력된 위치로 이동하는 것으로 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 근접 센서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
먼저, 광원(101)은 케이스(case) 1과 같이 세기가 강한 출력광(210)을 출력할 수 있다. 이때, 근접 센서(100)는 출력광(210)이 오브젝트(120)에 반사된 반사광(211)를 수신할 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 측정한 광량은 주변에서 픽셀에 입사되는 광량과 반사광(211)의 광량을 포함할 수 있다. 즉, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 반사광(211)의 광량만큼 광량이 증가한 것을 측정할 수 있다. 그리고, 근접 센서(100)의 근접 판단부(120)는 반사광(211)의 광량이 증가한 정도를 이용하여 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리를 판단할 수 있다.
그러나, 광원(101)이 케이스(case) 1과 같이 세기가 강한 출력광(210)을 계속 출력하는 경우, 반사광(211)의 광량이 변화하지 않을 수 있다. 이 경우, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 광량의 변화를 감지할 수 없으므로 근접 센서(100)는 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리를 판단하지 못할 수 있다.
따라서, 광원(101)은 일정 시간 동안 케이스(case) 1과 같이 세기가 강한 출력광(210)을 출력하면, 출력의 세기를 변화하여 케이스(case) 2와 같이 세기가 약한 출력광(220)을 출력할 수 있다. 이때, 근접 센서(100)는 출력광(220)이 오브젝트(120)에 반사된 반사광(221)을 수신할 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 반사광(221)의 광량이 반사광(211)의 광량보다 감소한 것을 측정할 수 있다. 그리고, 근접 센서(100)의 근접 판단부(120)는 반사광(221)의 광량이 반사광(211)의 광량보다 감소한 정도를 이용하여 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리를 판단할 수 있다.
또한, 광원(101)은 일정 시간 동안 케이스(case) 2와 같이 세기가 약한 출력광(220)을 출력하면, 출력의 세기를 변화하여 케이스(case) 1과 같이 세기가 강한 출력광(210)을 출력할 수 있다. 이때, 근접 센서(100)는 출력광(210)이 오브젝트(120)에 반사된 반사광(211)를 수신할 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 반사광(211)의 광량이 반사광(221)의 광량보다 증가한 것을 측정할 수 있다. 그리고, 근접 센서(100)의 근접 판단부(120)는 반사광(211)의 광량이 반사광(221)의 광량보다 증가한 정도를 이용하여 오브젝트(102)와 근접 센서(100) 간의 거리를 판단할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 근접 센서(100)는 출력광의 세기를 변화시키는 광원(101)을 이용함으로써, 광량 변화 감지부(110)로 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 근접 센서와 오브젝트 간의 거리에 따른 동작 과정을 도시한 도면이다.
근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리는 케이스(case) 1과 같은 근거리, 케이스(case) 2와 같은 중거리, 케이스(case) 3와 같은 장거리로 분류할 수 있다.
먼저, 케이스(case) 1과 같이 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 가까운 경우, 근접 센서(100)는 출력광(310)이 오브젝트(120)에 반사된 반사광(311)를 수신할 수 있다. 이때, 근접 센서(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 출력광(310)이 반사된 반사광(311)을 모두 수신할 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 감지하는 반사광(311)의 광량의 변화의 폭은 출력광(310)의 세기 변화의 폭에 대응할 수 있다.
또한, 케이스(case) 2와 같이 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 중간인 경우, 근접 센서(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 출력광(320)이 반사된 반사광(321) 중 일부를 수신할 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 감지하는 반사광(321)의 광량의 변화의 폭은 출력광(320)의 세기 변화의 폭보다 적을 수 있다.
그리고, 케이스(case) 3과 같이 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 먼 경우, 광원(101)이 출력한 출력광(330)은 오브젝트(102)에 거의 반사되지 않을 수 있다. 이때, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 감지하는 광량의 변화는 출력광(101)과 상관 없는 광의 시간적 광량일 수 있다. 따라서, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)가 감지하는 광량의 변화는 출력광(320)의 세기 변화와 대응하지 않을 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라 광량 변화 감지부가 출력한 이벤트들의 개수를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 인식하는 과정의 일례이다.
일실시예에 따른 광원(101)은 도 4에 도시된 바와 같이 출력광의 세기를 하이(High)(411)과 로우(Low)(412)으로 변경할 수 있다.
근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 케이스(case) 1과 같은 근거리인 경우, 반사광의 광량이 출력광의 세기에 대응할 수 있다.
따라서, 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경하는 경우, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 반사광의 광량이 증가하는 것을 감지하고, 다수의 이벤트(421)를 출력할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력하는 이벤트(421)는 반사광의 광량이 증가하는 것을 나타내는 온(on) 이벤트(420)일 수 있다. 그리고, 광원(101)이 세기를 하이(411)로 설정한 출력광을 출력하는 동안, 반사광의 광량은 추가적으로 증가하지 않을 수 있다. 따라서, 광량 변화 감지부(110)는 시간의 경과에 따라 출력하는 온(on) 이벤트(420)의 개수를 감소할 수 있다. 이때, 근접 판단부(120)는 광량 변화 감지부(110)가 출력한 다수의 이벤트(421)의 개수, 또는 온(on) 이벤트(420)의 시간별 분포 패턴을 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 일정 시간이 경과하여 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)에서 로우(412)로 변경하는 경우, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 반사광의 광량이 감소하는 것을 감지하고, 다수의 이벤트(431)를 출력할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력하는 이벤트(431)는 반사광의 광량이 감소하는 것을 나타내는 오프(off) 이벤트(430)일 수 있다.
즉, 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 케이스(case) 1과 같은 근거리인 경우, 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경하는 시간, 및 광원(101)이 출력광의 세기를 로우(412)로 변경하는 시간에 광량 변화 감지부(110)가 복수의 이벤트들을 출력할 수 있다.
반면, 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 케이스(case) 2와 같은 장거리인 경우, 근접 센서(100)는 도 3의 케이스(case) 2, 또는 케이스(case) 3과 같이 반사광을 적게 수신할 수 있다.
따라서, 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경하더라도 반사광의 광량의 변화는 적을 수 있다. 그러므로, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 감지한 반사광의 광량의 변화에 따라 소수의 이벤트(422)들을 출력할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력하는 이벤트(422)들의 개수는 이벤트(421)의 개수보다 적을 수 있다.
또한, 일정 시간이 경과하여 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)에서 로우(412)로 변경하더라도, 반사광의 광량의 변화는 적을 수 있다. 그러므로, 근접 센서(100)의 광량 변화 감지부(110)는 감지한 반사광의 광량의 변화에 따라 케이스(case) 1보다 적은수의 이벤트(432)들을 출력할 수 있다. 이때, 광량 변화 감지부(110)가 출력하는 이벤트(432)들의 개수는 이벤트(431)의 개수보다 적을 수 있다.
즉, 근접 센서(100)와 오브젝트(102)와 간의 거리가 케이스(case) 2와 같은 장거리인 경우, 광원(101)이 출력광의 세기를 변경하는 시간과 광량 변화 감지부(110)가 이벤트들을 출력하는 시간 간의 관계가 적을 수 있다.
따라서, 근접 센서(100)는 광원(101)이 출력광의 세기를 변경하는 시간과 광량 변화 감지부(110)가 복수의 이벤트들을 출력하는 시간 간의 관계를 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리를 판단할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 광량 변화 감지부가 출력한 이벤트들의 시간별 분포 패턴을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 인식하는 과정의 일례이다.
일실시예에 따른 근접 센서(100)는 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리가 반사광의 광량이 출력광의 세기에 대응할 수 있는 근거리인 경우, 이벤트들의 시간별 분포 패턴을 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102) 간의 거리를 판단할 수 있다.
출력광의 세기 변화가 발생할 경우, 광량 변화 감지부(110)는 일정 시간이 경과한 후에 세기가 변화한 출력광이 오브젝트(102)에 반사된 반사광의 광량 변화를 감지할 수 있다. 이때, 일정 시간은 세기가 변화한 출력광이 오브젝트(102)까지 이동하는 시간과 오브젝트(102)에 반사된 반사광이 광량 변화 감지부(110)까지 이동하는 시간의 합일 수 있다.
또한, 오브젝트(102)의 형상에 따라 반사광 각각에 대응하는 일정 시간이 다를 수 있다. 예를 들어, 오브젝트(102)에 근접 센서(100) 쪽으로 돌출된 부분이 있는 경우, 근접 센서(100)는 다른 부분에 반사된 반사광보다 해당 부분에 반사된 반사광을 먼저 수신할 수 있다. 즉, 오브젝트(102)의 형상에 따라 근접 센서(100)가 반사광을 수신하는 시간에 차이가 발생하므로, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트도 시간에 따라 일정 패턴을 형성할 수 있다.
이때, 반사광 중에서는 오브젝트(101)의 본체에 반사된 반사광이 가장 많을 수 있다. 따라서, 광량 변화 감지부(110)가 출력한 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간은 오브젝트(101)의 본체에 반사된 반사광을 수신한 시간일 수 있다. 그러므로, 근접 판단부(120)는 그러므로, 근접 판단부(120)는 이벤트들의 시간별 분포 패턴에서 출력한 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간과 출력광의 세기 변화가 발생한 시간 간의 차이를 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102)간의 거리를 판단할 수 있다.
예를 들어, 케이스(case) 1과 같이 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간(510)이 B2인 경우, 근접 판단부(120)는 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경한 시간과 B2 간의 시간 차이를 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102)간의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 케이스(case) 2와 같이 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간(520)이 B1인 경우, 근접 판단부(120)는 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경한 시간과 B1 간의 시간 차이를 이용하여 근접 센서(100)와 오브젝트(102)간의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 이벤트들의 시간별 분포 패턴이 케이스(case) 1에서 케이스(case) 2로 변화하는 경우, 근접 판단부(120)는 이벤트들의 개수가 최대가 되는 시간(520)과 광원(101)이 출력광의 세기를 하이(411)로 변경한 시간의 차이가 감소하였으므로 오브젝트(102)가 근접 센서(100) 방향으로 이동한 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 근접 센서의 근접 센싱 방법을 도시한 도면이다.
단계(610)에서 광량 변화 감지부(110)는 근접 센서(100)가 수신한 광량의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 근접 센서(100)가 수신한 광량의 변화는 광원(101)이 출력한 출력광이 오브젝트(102)에 반사된 반사광의 광량의 변화일 수도 있고, 오브젝트(102)의 동작과 관련된 광량의 변화일 수도 있다. 또한, 광량 변화 감지부(110)는 광량의 변화에 기초한 이벤트들을 출력할 수 있다.
단계(620)에서 근접 판단부(120)는 광원(101)이 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 광원(101)이 세기가 변화하는 출력광을 출력하는 경우, 근접 판단부(120)는 광원(101)이 온(on)되어 동작한다고 판단할 수 있다.
단계(620)에서 광원이 동작하는 것으로 판단된 경우, 근접 판단부(120)는 단계(610)에서 감지한 광량의 변화를 반사광의 광량의 변화로 판단하여 단계(630)을 수행할 수 있다. 또한, 단계(620)에서 광원이 동작하지 않는 것으로 판단된 경우, 근접 판단부(120)는 단계(610)에서 감지한 광량의 변화를 오브젝트(102)의 동작과 관련된 광량의 변화로 판단하고, 동작 인식부(130)를 구동하여 단계(650)을 수행할 수 있다.
단계(630)에서 근접 판단부(120)는 단계(610)에서 출력한 이벤트 중에서 출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 출력한 이벤트들을 식별할 수 있다. 이때, 일정 기간은 출력광의 세기 변화가 발생한 시간부터 다음 출력광의 세기 변화가 발생한 시간까지일 수 있다.
단계(640)에서 근접 판단부(120)는 단계(630)에서 식별한 이벤트들을 이용하여 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 근접 판단부(120)는 단계(630)에서 식별한 이벤트들의 개수 및 단계(630)에서 식별한 이벤트들의 시간별 분포 패턴을 이용하여 오브젝트(102)의 근접 여부를 판단할 수 있다.
단계(650)에서 동작 인식부(130)는 단계(610)에서 감지한 광량의 변화를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다.
이때, 동작 인식부(130)는 단계(610)에서 출력한 이벤트들의 개수, 이벤트들의 발생 간격, 이벤트들의 방향, 및 이벤트들의 종류 중 적어도 하나를 이용하여 오브젝트(102)의 동작을 인식할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 이용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 이용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
　
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 근접 센서
101: 광원
102: 오브젝트
110: 광량 변화 감지부
120: 근접 판단부

Claims (21)

  1. 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지하는 광량 변화 감지부; 및
    출력광의 세기 변화 및 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 판단부
    를 포함하는 근접 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 근접 판단부는,
    출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 근접 판단부는,
    광량의 변화에 기초한 이벤트들의 시간별 분포 패턴 및 출력광의 세기 변화가 발생한 시간을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 근접 판단부는,
    상기 이벤트들의 시간별 분포 패턴에서 상기 이벤트가 가장 많이 발생한 시간과 출력광의 세기 변화가 발생한 시간 간의 차이를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광량 변화 감지부는,
    광원이 세기가 변화하는 출력광을 출력하지 않는 경우, 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 감지하는 근접 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 동작 인식부
    를 더 포함하는 근접 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동작 인식부는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센서.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 동작 인식부는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 간격을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센서.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 동작 인식부는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 방향을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센서.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 동작 인식부는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 종류를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센서.
  11. 세기가 변화하는 출력광이 오브젝트에 반사된 반사광의 광량의 변화를 감지하는 단계; 및
    출력광의 세기 변화 및 반사광의 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 근접 센싱 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 근접 여부를 판단하는 단계는,
    출력광의 세기 변화가 발생한 시간으로부터 일정 기간 동안 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센싱 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 근접 여부를 판단하는 단계는,
    광량의 변화에 기초한 이벤트들의 시간별 분포 패턴 및 출력광의 세기 변화가 발생한 시간을 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센싱 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 근접 여부를 판단하는 단계는,
    상기 이벤트들의 시간별 분포 패턴에서 상기 이벤트가 가장 많이 발생한 시간과 출력광의 세기 변화가 발생한 시간 간의 차이를 이용하여 오브젝트의 근접 여부를 판단하는 근접 센싱 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    광원이 세기가 변화하는 출력광을 출력하지 않는 경우, 오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 감지하는 단계
    를 더 포함하는 근접 센싱 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 단계
    를 더 포함하는 근접 센싱 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 동작을 인식하는 단계는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 횟수를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센싱 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 동작을 인식하는 단계는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 간격을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센싱 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 동작을 인식하는 단계는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 발생 방향을 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센싱 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 동작을 인식하는 단계는,
    오브젝트의 동작과 관련된 광량의 변화에 기초한 이벤트들의 종류를 이용하여 오브젝트의 동작을 인식하는 근접 센싱 방법.
  21. 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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