KR20160028655A - 영상처리를 이용한 화합물 반도체 전자레인지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지에 관한 것으로, 소스 신호를 생성하는 신호 생성 모듈 및 상기 소스 신호를 증폭하는 제1 증폭 모듈을 포함하는 신호 생성부, 상기 소스 신호를 고전력의 신호로 증폭하는 적어도 하나의 제2 증폭 모듈, 상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈과 전기적으로 연결되어 상기 고주파 신호를 복사(Radiation)하는 적어도 하나의 안테나 및 상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈과 상기 적어도 하나의 안테나를 제어하는 컨트롤 박스를 포함한다. 따라서 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지는 조리 대상물을 향하여 복수의 방향에서 전자기파를 복사하여 조리 대상물을 고르게 조리할 수 있다.

Description

영상처리를 이용한 화합물 반도체 전자레인지 { SOLID STATE POWER AMPLIFIER MICROWAVE-OVEN USING THE IMAGE PROCESS }
본 발명은 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조리 대상물을 향하여 복수의 방향에서 전자기파를 복사하여 조리 대상물을 고르게 조리하고, 조리 시간을 단축할 수 있는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지에 관한 것이다.
일반적으로, 전자레인지는 빠른 속도로 전기장의 방향을 바꾸는 마그네트론(Magnetron) 진공관을 사용한다. 이러한 마그네트론 진공관은 전자기파(Microwave) 신호를 생성하고, 생성된 전자기파를 조리 대상물에 투과할 수 있도록 특정한 단일 방향으로 유도한 후 다양한 방법으로 분산하여 사용하고 있다.
현재 가정에서 사용되는 전자레인지는 전자기파가 조리 대상물에 골고루 투과되지 못하여 다양한 음식을 조리하기에는 제한적이며, 일부 조리 대상물의 조리 용도로만 사용되는 것이 대부분이다. 또한 전자기파를 다양하게 분산, 제어할 수 없어 700W 정도의 출력을 내기 위하여 1100W 전력을 소모하는 단점을 가지고 있다.
한국등록특허 제10-0739158호는 플랫 테이블형 전자레인지의 균일 조리 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 조리실을 이루는 상부 케이싱 내로 연장하는 도파관과 커플링되어 마그네트론에서 생성된 전자기파를 상기 조리실에 복사하는 안테나와 조리실 내에서 하부 케이싱과 이격 공간을 가지고서 배치되며 상면에는 상기 조리 대상물이 얹혀지는 플랫 테이블과 상기 이격 공간에 설치되어 상기 안테나에서 복사되는 전자기파를 섞어 주도록 스터러모터의 구동력으로 회전하는 스터러를 포함한다. 이러한 플랫 테이블형 전자레인지의 균일 조리 장치는 조리실의 청소성을 향상시킴과 동시에 조리실 내의 상하 좌우 조리 편차를 해소 하여 조리 대상물이 균일하게 조리할 수 있다.
한국등록특허 제10-0710035호는 전자레인지에 관한 것으로, 보다 자세하게는 조리실 내부의 전자기파 분포를 고르게 하여 조리성능을 향상시킬 수 있는 전자레인지에 관한 것이다. 이러한 전자레인지는 도파관에 전자기파가 출사되는 2개의 개구부를 스터러를 중심으로 대칭되게 배치 형성하여 개구부를 통해 전자기파가 조리실 내부로 이중적으로 분사할 수 있다.
한국등록특허 제10-0739158호 한국등록특허 제10-0710035호
본 발명의 일 실시예는 조리 대상물을 향하여 복수의 방향에서 전자기파를 복사하여 조리 대상물을 고르게 조리하고, 조리 시간을 단축할 수 있는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 조리 대상물의 형상 정보에 따라 전자기파의 세기를 선택적으로 제어 및 복사하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지는 소스 신호를 생성하는 신호 생성 모듈 및 상기 소스 신호를 증폭하는 제1 증폭 모듈을 포함하는 신호 생성부, 상기 소스 신호의 전력을 증폭시키는 적어도 하나의 제2 증폭 모듈, 상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈로부터 증폭된 상기 소스 신호를 수신하여 조리 대상물에 고주파 신호를 방사(Radiation)하는 적어도 하나의 안테나 및 상기 조리 대상물의 형상 정보를 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 형상 정보를 기반으로 상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈을 제어하는 컨트롤 박스를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신호 생성부는 증폭된 상기 소스 신호를 분할하여 상기 제2 증폭 모듈에 전송하는 신호 분할 모듈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 안테나와 제2 증폭 모듈은 상기 조리 대상물이 투입되는 전자레인지의 캐비티(Cavity) 내측 상, 하, 좌 및 우면에 배열되도록 형성될 수 있다. 상기 안테나와 제2 증폭 모듈은 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐비티는 상기 조리 대상물을 향하여 곡면으로 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 증폭 모듈은 GaN, SiC 또는 Silicon을 소재로 하는 반도체 소자로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신호 생성부는 연속파(Continuous Wave) 내지 펄스파(Pulse)를 상기 소스 신호로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지는 조리 대상물을 향하여 복수의 방향에서 전자기파를 복사하여 조리 대상물을 고르게 조리하고, 조리 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지는 조리 대상물의 형상 정보에 따라 전자기파의 세기를 선택적으로 제어 및 복사하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 종래 전자레인지의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지의 구성 및 배치를 예시하는 단면도이다.
도 3은 도 2에 있는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지의 구조를 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 3에 있는 안테나와 제2 증폭 모듈의 배열을 설명하는 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 종래의 전자레인지를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 전자레인지(100)는 캐비티(Cavity, 10)의 내부에 투입되는 조리 대상물(1)을 특정 방향(예를 들어, 시계 내지 반시계 방향)으로 회전 시키는 베이스 플레이트(20), 빠른 속도로 전기장의 방향을 바꾸며 전자기파를 복사하는 마그네트론(30) 및 전자기파를 캐비티(10)의 내부로 가이드하는 웨이브 가이드(40)를 포함하였다. 이러한 종래의 전자레인지(100)는 전자기파를 가이드하는 웨이브 가이드(40)가 캐비티(10)의 일면(예를 들어, 상면)에만 형성되어 있었다. 즉, 종래의 전자레인지(100)는 조리 대상물(1)의 일면에만 지속적으로 전자기파를 투과될 뿐 조리 대상물(1)의 좌, 우측면 및 하면에는 굴절된 일부 전자기파만이 투과되어 조리가 고르게 수행되지 못하는 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지의 구성 및 배치를 예시하는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지(200)는 캐비티(10), 신호 생성부(210), 적어도 하나의 안테나(220), 적어도 하나의 제2 증폭 모듈(230) 및 영상 처리부(250)를 포함한다.
캐비티(10)는 조리 대상물(1)이 투입되어 조리되는 공간으로 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지(200)의 내부에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 캐비티(10)는 타원체 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 타원체 형상의 캐비티(10)는 고주파를 복사하는 적어도 하나의 안테나(220)가 캐비티(10)의 중심에 위치하는 조리 대상물(1)을 향하도록 곡면을 따라 배치되어 조리 대상물(1)을 고르게 조리할 수 있다.
캐비티(10)는 내부의 측면에 적어도 하나의 안테나(220) 및 제2 증폭 모듈(230)이 배열될 수 있다. 예를 들어, 캐비티(10)는 내측 상, 하, 좌 및 우면에 각각 8개 내지 64개의 안테나(220)와 제2 증폭 모듈(230)이 일정한 간격을 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 배치는 캐비티(10) 내부 상, 하, 좌 및 우면에서 조리 대상물(1)을 향해 전자기파를 복사할 수 있다. 여기에서, 상기 캐비티(10)의 내측면에 배열되는 적어도 하나의 안테나(220) 및 제2 증폭 모듈(230)의 개수는 하나의 예시에 불과하며 전자레인지의 크기 및 용량에 따라 배열되는 개수는 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 캐비티(10) 내측 상, 하, 좌 및 우면에 복수의 천공들(미도시)이 형성될 수 있다. 복수의 천공들(미도시)은 각각의 일면에 배열되는 적어도 하나의 안테나(220)와 동일한 위치에 동일한 개수가 형성되고, 적어도 하나의 안테나(220)에서 복사되는 전자기파를 관통 시킬 수 있다.
영상 처리부(250)는 캐비티(10)의 내측면에 배치되는 촬영 장치를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 촬영 장치는 조리 대상물(1)을 촬영할 수 있는 초음파 내지 적외선 센서 등이 사용될 수 있다.
영상 처리부(250)는 촬영 장치(미도시)로부터 조리 대상물(1)에 대한 영상 정보를 입력받아 조리 대상물(1)의 영상 및 가열 정보를 생산할 수 있다. 보다 구체적으로, 영상 처리부(250)는 촬영 장치(미도시)에서 입력되는 데이터로부터 조리 대상물(1)의 영상 정보(즉, 조리 대상물(1)의 형태) 및 가열 정도(예를 들어, 적정 온도로 가열된 영역은 붉은색, 적정 온도 이하일 경우 파란색으로 표기)에 해당하는 가열 정보를 추출하여 컨트롤 박스(240)에 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지(200)는 캐비티(10)의 내측에 복사되는 고주파들로부터 보호하는 전자파 차단 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자파 차단 장치는 전자파 차폐 처리된 투명한 부재로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2에 있는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지의 구조를 설명하는 블록도이다.
도 3a를 참고하면, 신호 생성부(210)는 소스 신호를 생성하는 신호 생성 모듈(211) 및 소스 신호를 증폭시키는 제1 증폭 모듈(212)을 포함할 수 있다.
신호 생성 모듈(211)은 적어도 하나의 제1 증폭 모듈(212)과 전기적으로 연결되며, 펄스파(Pulse) 내지 연속파(Continuous Wave)를 사용할 수 있다. 이러한, 신호 생성 모듈(211)은 사용하는 전파의 종류에 따라 발진기(예를 들어, TCXO : Temperature Compensate Crystal Oscillator) 를 이용한 PLL 신디사이저(PLL-Synthesizer) 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호 생성 모듈(211)은 PLL 신디 사이저에서 발생되는 2.45GHz ± 30MHz 대역의 연속파를 발진기를 활용하여 특정 주파수로 고정시킨 후 저역필터 (LPF, LOW Pass Filter)를 통해 고조파를 제거한 소스 신호를 생성할 수 있다.
제1 증폭 모듈(212)은 적어도 하나의 구동 앰프(Drive AMP)로 구성되며, 신호 생성 모듈(211)에서 생성된 소스 신호를 증폭시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 증폭 모듈(212)은 소스 신호를 증폭시켜 제2 증폭 모듈(230)의 구동에 필요한 고주파 신호를 만들 수 있다.
일 실시예에서, 신호 생성부(210)는 증폭된 소스 신호를 분할하는 신호 분할 모듈(213)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3b에서 신호 분할 모듈(213)은 제1 증폭 모듈(212)과 전기적으로 연결되는 별도의 반도체 내지 칩으로 구현될 수 있으며, 증폭된 소스 신호를 N개(여기에서, N은 제2 증폭 모듈(230)의 개수)로 분할하여 제2 증폭 모듈(230)에 송신할 수 있다.
도 4에서, 안테나(220)는 캐비티(10)의 측면에 격자 형태로 배열되며 제2 증폭 모듈(230)과 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나(220)는 제2 증폭 모듈(230)로부터 증폭된 고전력 신호를 전달 받으며, 전달된 전력의 크기에 따른 전자기파의 세기를 조절하여 복사할 수 있다.
다시 도 3에서, 제2 증폭 모듈(230)은 안테나(220) 및 컨트롤 박스(240)와 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 제2 증폭 모듈(230)은 증폭된 소스 신호 내지 분할된 소스 신호를 적어도 하나의 안테나(220)로 전송할 수 있으며, 제2 증폭 모듈(230)의 전원을 제어하는 컨트롤 박스(240)와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 증폭 모듈(230)은 15W 내지 20W의 적은 전력을 소비하면서 높은 성능을 발휘하는 GaN 내지 SiC 소재의 반도체가 사용될 수 있다. 이러한, 소재를 사용하여 구현되는 제2 증폭 모듈(230)은 부하를 감소시키며 배후전력(Back Power)에도 영향을 적게 받아 제품의 수명을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제2 증폭 모듈(230)은 안테나(220)와 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭 모듈(230)과 안테나(220)는 땜납(Solder) 또는 집적화되어 하나의 개체로 형성될 수 있다. 이러한, 제2 증폭 모듈(230)은 안테나(220)와 일체형으로 형성되어 전송 과정에서 발생되는 고주파 신호의 손실은 최소화하여 효율을 높일 수 있다.
컨트롤 박스(240)는 영상 처리부(250)에서 전송되는 조리 대상물(1)의 영상 정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 증폭 모듈(230) 각각의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 박스(240)는 영상 처리부(250)에서 전송된 조리 대상물(1)의 가열 정보를 기반으로 상대적으로 가열 되지 않은 영역(즉, 적외선 센서를 사용할 경우 적외선 영상 기준 파란 영역)을 복사하는 제2 증폭 모듈(230)의 출력을 증폭시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지를 설명하는 사시도이다.
도 5를 참고하면, 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지는 디스플레이 패널(510)를 포함한다.
디스플레이 패널(510)은 캐비티(10)의 내부에 배치된 영상 장치(미도시)를 통해 촬상 되는 조리 대상물(1)의 형상이 디스플레이 될 수 있다. 이러한 디스플레이 패널(510)은 영상 장치에 적외선 센서가 사용될 경우, 조리 대상물(1)의 가열 상태를 추가하여 실시간으로 조리 상태를 디스플레이할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전자레인지
1: 조리 대상물
10: 캐비티 20: 베이스 플레이트
30: 마그네트론 40: 웨이브 가이드
200: 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지
210: 신호 생성부 211: 신호 생성 모듈
212: 제1 증폭 모듈 213: 신호 분할 모듈
220: 적어도 하나의 안테나
230: 적어도 하나의 제2 증폭 모듈
240: 컨트롤 박스
250: 영상 처리부
510: 디스플레이 패널

Claims (8)

  1. 소스 신호를 생성하는 신호 생성 모듈 및 상기 소스 신호를 증폭하는 제1 증폭 모듈을 포함하는 신호 생성부;
    상기 소스 신호의 전력을 증폭시키는 적어도 하나의 제2 증폭 모듈;
    상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈로부터 증폭된 상기 소스 신호를 수신하여 조리 대상물에 고주파 신호를 방사(Radiation)하는 적어도 하나의 안테나; 및
    상기 조리 대상물의 영상 정보를 생성하는 영상 처리부를 포함하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 정보를 기반으로 상기 적어도 하나의 제2 증폭 모듈을 제어하는 컨트롤 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    증폭된 상기 소스 신호를 분할하여 상기 제2 증폭 모듈에 전송하는 신호 분할 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 안테나와 제2 증폭 모듈은
    상기 조리 대상물이 투입되는 전자레인지의 캐비티(Cavity) 내측 상, 하, 좌 및 우면에 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 안테나와 제2 증폭 모듈은
    일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 증폭 모듈은
    GaN, SiC 또는 Silicon을 소재로 하는 반도체 소자로 구현되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    연속파(Continuous Wave) 내지 펄스파(Pulse)를 상기 소스 신호로 사용하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
  8. 제4항에 있어서, 상기 캐비티는
    상기 조리 대상물을 향하여 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 증폭기를 이용한 전자레인지.
KR1020140117397A 2014-09-04 2014-09-04 영상처리를 이용한 화합물 반도체 전자레인지 KR20160028655A (ko)

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