KR20160100474A - 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법 - Google Patents

자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법에 관한 것이고, 구체적으로 용기 내부에 채워지는 음용물의 양을 탐지하여 토출이 자동으로 제어될 수 있도록 하는 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법에 관한 것이다. 자동 토출 제어 장치는 공급 트레이(101)의 제1 위치에 배치되는 신호 전송 유닛(12) 및 제1 위치와 동일하거나 또는 서로 다른 제2 위치에 배치되어 신호 전송 유닛(12)으로부터 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신 유닛(13)으로 이루어진 용기 탐지 유닛; 용기(102)의 수위 탐지가 가능한 위치에 배치되는 초음파 유닛(15); 및 상기 용기 탐지 유닛 및 초음파 유닛(15)의 신호를 처리하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 신호 전송 유닛(12) 및 신호 수신 유닛(13)은 용기(102)의 높이를 따라 선형으로 배치된다.

Description

자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법{An Apparatus for Controlling Discharge Automatically and a Method by the Same}
본 발명은 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법에 관한 것이고, 구체적으로 용기 내부에 채워지는 음용물의 양을 탐지하여 토출이 자동으로 제어될 수 있도록 하는 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법에 관한 것이다.
정수기, 냉장고, 분배기 또는 커피 메이커와 같은 제품은 물, 음료수 또는 커피와 같은 음료 식품을 공급하는 기능을 가질 수 있다. 이와 같은 제품에서 음료는 예를 들어 컵과 같은 용기를 공급 탭의 아래쪽에 위치시키고, 공급 탭이 개방되도록 공급 탭의 뒤쪽에 배치된 접촉 스위치에 압력을 가하여 뒤쪽으로 밀어내는 것에 의하여 공급될 수 있다. 그러나 이와 같은 공급 방식은 음료의 공급 과정에서 사용자가 용기를 탭의 아래쪽에 유지시켜야 하고, 사용자가 원하는 정확한 음료 양을 얻는 것이 어렵다는 단점을 가진다. 그러므로 컵의 위치를 탐지하여 자동으로 정해진 양의 음료가 공급되도록 하는 음료 공급 장치는 사용 편의성을 제공할 수 있다.
특허등록번호 10-0816149는 냉장고 또는 정수기와 같은 제품에서 용기의 높이 또는 모양에 관계없이 적당량의 액체만을 자동으로 투출시키기 위하여 용기 높이를 측정하는 제1 초음파 센서와 투입된 액체 높이를 측정하는 제2 초음파센서 및 이를 통해 측정되는 조건에 따라 액체를 적절하게 용기에 투출하도록 제어하는 제어부를 포함하는 자동 액체 분배기에 대하여 개시한다.
특허등록번호 10-1301808은 용기 상부 면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부 면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 다수 회에 걸쳐 측정하는 용기 높이 측정부와; 상기 용기 높이 측정부에서 다수 회로 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와; 상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서부와; 용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되는 있는 저장부와; 상기 용기 내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와; 상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하는 자동 액체 분배기에 대하여 개시한다.
특허공개번호 10-2012-0073527은 제공된 용기 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 측정 점까지의 거리를 측정하여 변위 값을 생성하는 거리 측정부; 및 상기 변위 값을 이용하여 상기 용기의 부피를 계산하고, 상기 용기에 대한 유체의 공급량을 상기 용기에 높이에 따라 조절하는 제어부를 포함하는 자동 추출 장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술에서 개시된 자동 액체 분배 방법은 두 개의 초음파 센서를 사용하거나 다수 회의 측정에 따른 평균을 사용하는 것에 의하여 탐지 유닛 사이에 간섭이 발생하거나 측정 대상의 위치가 한정되기 어렵고 이로 인하여 측정 오류가 발생될 수 있다는 단점을 가진다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 위치의 탐지가 간단한 구조에 의하여 이루어지고 측정 대상의 위치를 특정하여 측정 오류가 발생되지 않도록 하는 것이 요구된다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허등록번호 10-0816149(2008년03월21일 공개, 엘지전자 주식회사) 자동 액체 분배기 선행기술2: 특허공개번호 10-2008-0078487(2008년08월27일 공개, 엘지전자 주식회사) 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법 선행기술3: 특허공개번호 10-2013-0102444(2013년09월17일 공개, 코웨이 주식회사) 자동 추출 장치 및 자동 추출 방법
본 발명의 목적은 광 탐지에 의하여 확인된 용기의 내부에 채워지는 수위를 초음파로 탐지하는 것에 의하여 자동으로 공급량의 제어가 가능하도록 하는 자동 토출 제어 장치 및 그에 의한 자동 토출 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자동 토출 제어 장치는 공급 트레이의 제1 위치에 배치되는 신호 전송 유닛 및 제1 위치와 동일하거나 또는 서로 다른 제2 위치에 배치되어 신호 전송 유닛으로부터 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신 유닛으로 이루어진 용기 탐지 유닛; 용기의 수위 탐지가 가능한 위치에 배치되는 초음파 유닛; 및 상기 용기 탐지 유닛 및 초음파 유닛의 신호를 처리하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 신호 전송 유닛 및 신호 수신 유닛은 용기의 높이를 따라 선형으로 배치된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신호 전송 유닛은 발광 유닛이 되고, 상기 신호 수신 유닛은 수광 유닛이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신호 전송 유닛과 상기 신호 수신 유닛은 서로 다른 높이의 대응되는 위치의 신호를 수신한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신호 수신 유닛은 상기 서로 다른 높이의 대응되는 위치의 신호를 동일한 방향으로 반사사키는 반사면을 가진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신호 전송 유닛과 신호 수신 유닛는 일체형이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 자동 토출 제어 방법은 제1 위치에 선형으로 배치되어 용기의 서로 다른 높이에서 전송되는 전송 신호를 제2 위치의 서로 다른 높이에서 수신하는 단계; 상기 서로 다른 높이에서 수신된 신호를 정해진 방향으로 유도하여 탐지하는 단계; 상기 탐지된 신호로부터 용기의 높이를 탐지하는 단계; 상기 용기 내부로 음료가 공급되는 단계; 상기 음료의 높이가 초음파에 의하여 측정되는 단계; 및 상기 탐지된 용기의 높이 및 상기 측정된 음료의 높이로부터 공급되어야 할 음료의 양이 결정되는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치는 용기의 위치를 탐지하여 공급 탭을 통하여 내용물이 자동으로 공급되도록 하는 것에 의하여 음료 공급 제품의 사용 편의성이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치는 용기 내용물의 정량 공급에 의하여 사용자의 요구에 부합하는 양의 음료 섭취가 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 자동 토출 장치 및 방법은 용기 탐지 오차 발생을 방지하고, 내용물 수준이 정확하게 탐지되도록 하는 것에 의하여 제품 사용의 신뢰성이 높아지도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치에 적용되는 용기 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치에 적용되는 용기 탐지 유닛의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 용기 탐지 유닛의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치(10)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치(10)는 공급 트레이(101)의 제1 위치에 배치되는 신호 전송 유닛(12) 및 제1 위치와 동일하거나 서로 다른 제2 위치에 배치되어 신호 전송 유닛(12)으로부터 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신 유닛(13)으로 이루어진 용기 탐지 유닛; 용기(102)의 수위 탐지가 가능한 위치에 배치되는 초음파 유닛(15); 및 상기 용기 탐지 유닛 및 초음파 유닛(15)의 신호를 처리하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 신호 전송 유닛(12) 및 신호 수신 유닛(13)은 용기(102)의 높이를 따라 선형으로 배치된다.
본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치(10)는 정수기, 냉장고, 커피 메이커 또는 음료 분배기와 같이 음료를 자동으로 공급할 수 있는 음료 공급 유닛을 가진 제품에 설치될 수 있다. 음료 공급은 스위치를 작동시키거나 또는 공급 탭으로 아래쪽으로 연장된 용기 서포터를 뒤쪽으로 미는 것에 의하여 공급될 수 있다. 음료 공급은 제품에 따라 다양한 방법으로 공급될 수 있다. 아래의 설명에서 본 발명은 음료를 실시 예로 설명되지만 본 발명은 이에 제한되지 않고 다양한 내용물을 용기에 공급하는 제품에 적용될 수 있다. 또한 본 발명은 아래에서 공급 탭에 의하여 내용물이 공급되는 실시 예를 기초로 설명되지만 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 본 발명은 용기의 위치를 탐지하고, 용기에 담기는 내용물의 수위를 탐지하여 내용물을 공급을 조절하는 임의의 분배기 또는 공급 장치에 적용될 수 있다.
냉장고 또는 정수기에 공급 탭(103)이 설치될 수 있고 컵과 같은 용기(102)는 공급 트레이(101)에 배치될 수 있다. 공급 트레이(102)는 용기(102)가 배치되는 바닥 면 및 공급 탭(103)이 설치되는 천정 면으로 이루어질 수 있다. 공급 트레이(101)는 용기(102)가 수용되는 다양한 형상을 가질 수 있고, 본 발명은 공급 트레이(101)의 구조에 의하여 제한되지 않는다.
공급 트레이(101)의 바닥 면 또는 다른 적절한 위치에 위치 센서가 설치되어 용기(102)가 공급 트레이(101)에 위치하는 것이 탐지될 수 있다. 위치 센서는 예를 들어 중량 센서 또는 광센서와 같은 것이 될 수 있고 다른 탐지 유닛의 작동을 개시시키는 스위치 기능을 가질 수 있다. 위치 센서가 용기(102)를 탐지하는 것에 의하여 용기 탐지 유닛의 작동이 개시될 수 있다.
신호 전송 유닛(12)은 공급 트레이(101)의 제1 측면 벽과 같은 제1 위치에 배치될 수 있다. 신호 전송 유닛(12)은 제1 측면 벽의 높이를 따라 선형으로 제1 위치에 배치될 수 있고, 신호 발생 유닛(11)으로부터 발생된 신호를 정해진 방향으로 전송할 수 있다. 예를 들어 신호 발생 유닛(11)은 엘이디 광 유닛, 적외선 발생 유닛 또는 다른 형태의 광 발생 유닛이 될 수 있다. 대안으로 신호 발생 유닛(11)은 신호 전송 유닛(12)의 높이에 따른 서로 다른 위치에 신호를 전송할 수 있는 다양한 형태의 신호 발생 장치가 될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 신호 발생 유닛(11)은 공급 트레이(101)의 천정 면의 한쪽에 설치될 수 있고, 신호 발생 유닛(11)에서 발생된 신호는 신호 전송 유닛(12)으로 전달될 수 있다.
신호 전송 유닛(12)은 공급 트레이(101)의 측면 벽에 높이를 따라 직선 형태로 배치된 광 거울과 같은 것이 될 수 있다. 직선 형태로 배치된 신호 전송 유닛(12)은 서로 다른 높이에서 신호를 용기(102)의 방향으로 전송할 수 있다. 이후 신호는 제2 위치에 배치된 신호 수신 유닛(12)에서 수신될 수 있다. 신호 전송 유닛(12)은 공급 트레이(101)의 전체 높이에 걸쳐 배치될 수 있고, 공급 트레이(101)의 전체 높이에 걸쳐 신호 발생 유닛(11)으로부터 발생된 신호를 공급 트레이(102)의 전체 높이에 걸쳐 전송할 수 있다. 신호 수신 유닛(13)은 공급 트레이(101)의 측면 벽에 설치될 수 있고 신호 전송 유닛(12)이 맞은편에 배치될 수 있다. 신호 전송 유닛(12)과 유사하게 신호 수신 유닛(13)은 선형으로 배치될 수 있고 신호 전송 유닛(12)과 마주보도록 배치될 수 있다. 신호 수신 유닛(13)은 신호 전송 유닛(12)으로부터 전송되는 신호를 수신하여 높이 탐지 유닛(14)으로 전송할 수 있다.
신호 전송 유닛(12)은 높이에 따라 선형으로 또는 공급 트레이(101)의 모든 높이에 걸쳐 신호 발생 유닛(11)으로 발생된 신호를 신호 수신 유닛(13)의 방향으로 전송할 수 있다. 그리고 신호 수신 유닛(13)은 차단된 범위를 제외하고 신호 전송 유닛(12)으로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 그리고 신호 수신 유닛(13)은 차단된 범위를 제외한 높이로부터 수신된 신호를 높이 탐지 유닛(14)으로 전송할 수 있다. 그리고 높이 탐지 유닛(14)은 서로 다른 높이로부터 반사된 신호 수신 유닛(13)의 신호를 탐지하여 신호가 차단된 높이와 통과된 높이를 탐지할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 신호 전송 유닛(12)은 높이 방향을 따라 반사면이 경사진 형상이 될 수 있고, 각각의 높이에서 수평 방향으로 신호를 전송할 수 있도록 반사면에 반사 구조가 형성될 수 있다. 반사 구조에서 반사된 신호는 수평 방향 또는 용기 높이에 대하여 수직이 되는 방향으로 전송될 수 있다. 신호 수신 유닛(13)은 신호 전송 유닛(12)과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 신호 수신 유닛(13)은 서로 다른 높이로부터 전송되는 신호를 서로 다른 높이에서 수신하여 높이 탐지 유닛(14)으로 전송할 수 있다. 높이 탐지 유닛(14)은 예를 들어 신호 수신 유닛(13)의 서로 다른 높이에 대응되도록 수평 방향으로 연장되는 구조를 가질 수 있고, 공급 트레이(101)의 천정 면에 배치될 수 있다. 예를 들어 전송되는 신호는 광 신호가 될 수 있고, 신호 수신 유닛(13)은 광 거울이 될 수 있다. 그리고 높이 탐지 유닛(14)은 광 센서(photo sensor)와 같은 것이 될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼, 광 신호(LR)는 높이에 수직이 되는 수평 방향으로 전송될 수 있다. 광 신호(LR)는 신호 전송 유닛(12)에 의하여 공급 트레이(101)의 전체 높이에 걸쳐 전송될 수 있다. 그리고 광 신호(LR) 중 용기(102)의 높이에 대응되는 광 신호(LR)는 차단 신호(LR2)가 되고, 용기(102)의 높이를 벗어나는 광 신호(LR)는 투과 신호(LR1)가 된다. 그리고 투과 신호(LR1)만이 신호 수신 유닛(13)에 의하여 대응되는 높이에서 반사되어 높이 탐지 유닛(14)에 의하여 탐지되어 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 이후 제어 유닛에 의하여 초음파 유닛(15)이 작동될 수 있다.
초음파 유닛(15)은 용기(102)의 바닥 면 또는 공급 트레이(101)의 바닥 면에 대하여 수직이 되는 방향으로 초음파(US)가 전송되는 위치에 설치될 수 있고, 예를 들어 공급 탭(103)의 측면 또는 공급 트레이(101)의 천정 면에 배치될 수 있다. 초음파 유닛(15)은 초음파(US)를 전송하고 반사되는 초음파(US)를 수신하여 바닥면 또는 용기(102)의 내부에 수용되는 음료의 수위를 측정할 수 있다. 초음파 유닛(15)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서가 동일하거나 서로 다를 수 있다. 초음파 유닛(15)은 용기(12)의 바닥 면을 탐지하여 제어 유닛으로 전송하면 공급 탭(103)으로부터 음료가 공급될 수 있다. 이후 초음파 유닛(15)은 일정 주기로 음료의 수위를 탐지할 수 있다. 그리고 시간 별 수위의 변화량을 탐지하여 용기의 형상을 산출 또는 추출할 수 있다. 또한 미리 결정된 수위에 도달하면, 이를 제어 유닛으로 전송하여 음료의 공급이 중단되도록 할 수 있다. 초음파 유닛(15)은 수위 측정이 가능한 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있다.
위에서 설명된 것처럼, 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치(10)는 신호가 차단되는 높이와 신호가 투과되는 높이를 탐지하는 것에 의하여 용기(102)의 높이를 탐지한다. 그리고 초음파를 전송 및 수신하여 음료의 수위를 탐지하여 정해진 양의 음료가 용기에 채워질 수 있도록 한다.
아래에서 용기(102)의 높이 탐지가 가능한 용기 탐지 유닛의 실시 예에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치에 적용되는 용기 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 신호 수신 유닛(13)은 용기(102)의 높이 방향을 따라 연장되는 형상을 가진 신호 수신 소자(131)를 포함하고, 신호 수신 소자(131)에 높이에 따라 경사진 신호 반사 면(132)이 형성될 수 있다. 그리고 경사진 신호 반사 면(132)의 높이 방향에 따른 수평 방향의 길이 변화는 높이 탐지 유닛(14)의 수평 연장 길이(A1 + A2)에 대응될 수 있다. 신호 반사 면(132)을 따라 신호 유도체(21_1 내지 21_N)가 형성될 수 있고 신호 유도체(21_1 내지 21_N)에 의하여 수신된 수신 광 신호(TR_1 내지 TR_N)가 높이 탐지 유닛(14)의 대응되는 감응 영역(A2)으로 유도될 수 있다. 용기(102)에 의하여 차단된 광 신호는 신호 반사 면(132)에 도달하지 않고 이에 따라 불응 영역(A1)에서 광 신호가 탐지되지 않는다. 그리고 높이 탐지 유닛(14)에서 감응 영역(A2)의 크기를 탐지하는 것에 의하여 용기(102)의 높이가 탐지될 수 있다.
신호 전송 유닛은 신호 수신 유닛(13)과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있고 공급 트레이의 모든 높이에 대하여 광 신호를 전송하도록 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치에 적용되는 용기 탐지 유닛의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a를 참조하면, 신호 수신 유닛(13)은 고정 부재(301)에 설치될 수 있고, 경사 수신 몸체(311) 및 유도 부재(312)로 이루어질 수 있다. 고정 부재(301)는 공급 트레이의 일부가 되거나, 공급 트레이에 결합될 수 있고, 경사 수신 몸체(311)는 플레이트 형상을 가지면서 높이를 따라 경사진 수신 경사면을 가질 수 있다. 수신 경사면에 결합 연장 돌기(311a)가 형성되어 유도 부재(312)가 결합될 수 있다. 유도 부재(312)는 한 쌍의 마주보는 고정 프레임 및 고정 프레임에 일정 간격으로 길이 방향을 따라 반사 창(312a)을 포함할 수 있다. 고정 프레임은 수신 경사면의 길이에 대응되는 길이로 만들어질 수 있고, 반사 창(312a)은 고정 프레임의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 유입되는 광 신호가 높이 탐지 유닛(14)으로 유도되도록 한다. 반사 창(312a)은 고정 프레임에 대한 경사각이 조절될 수 있도록 고정될 수 있고 반사면 또는 반사 코팅 면을 가진 판 형상이 될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 신호 전송 유닛은 (가), (나) 및 (다)에 각각 도시된 것처럼, 반사 거울 구조, 투광 구조 및 어레이 구조가 될 수 있다.
도 3의 (가)에 도시된 신호 전송 유닛은 신호 수신 유닛과 유사한 구조가 되고, 구체적으로 높이 방향을 따라 연장되는 전송 몸체(331), 전송 몸체(331)의 한쪽 면에 경사지도록 형성된 전송 면(332) 및 전송 면(332)에 일정 간격으로 배치된 전송 유도체(341)로 이루어질 수 있다. 전송 면(332)의 높이에 따른 경사 수준은 특별히 제한되지 않지만 발광 유닛(351, 352)의 광을 서로 다른 높이로 수평 방향으로 전송하도록 만들어질 수 있다. 전송 면(332)에 배치되는 전송 유도체(341)는 신호 수신 유닛에 형성된 유도체와 유사한 구조를 가질 수 있고 적어도 하나의 발광 유닛(351, 352)로부터 발생된 광을 높이에 수직이 되는 수평 방향으로 전송하도록 형성될 수 있다. 전송 면(332)에 형성된 전송 유도에(341)에 의하여 공급 트레이의 모든 높이에 걸쳐 수평 방향의 광 신호(LR)가 신호 수신 유닛의 방향으로 전송될 수 있다. 발광 유닛(351, 351)은 하나 또는 그 이상이 될 수 있고 단색광, 다색광 또는 백색광을 발생시킬 수 있는 이 분야에 공지된 임의의 발광체가 될 수 있다. 추가로 발광 유닛(351)은 예를 들어 적외선과 같은 것이 될 수 있다.
투광 구조의 신호 전송 유닛은 전체적으로 높이 방향을 따라 연장되는 막대 형상 또는 봉 형상의 속이 빈 신호 유입 몸체(36), 신호 유입 몸체(36)의 한쪽 면을 형성하는 신호 반사면(361) 및 신호 유입 몸체(36)의 다른 쪽 면을 형성하는 신호 투과면(362)으로 이루어질 수 있다.
발광 유닛(353)은 신호 유입 몸체(36)의 임의의 위치에서 배치되어 속이 빈 튜브 구조를 가지는 신호 유입 몸체(36)의 내부로 광을 유입시킬 수 있다. 신호 유입 몸체(36)의 내부에서 광은 신호 반사면(361)에서 반사되고, 신호 투과 면(362)은 통하여 방출될 수 있다. 신호 투과 면(362)은 평행 광 신호(LR)를 유도하는 슬릿 구조를 가질 수 있다.
도 3의 (다)에 도시된 것처럼, 어레이 구조는 회로 기판(372), 회로 기판(372)에 배치된 다수 개의 엘이디와 같은 발광 소자(38_1 내지 38_N), 발광 소자(38_1 내지 38_N)의 광을 평행 광선으로 송신하는 투과 몸체(371)로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 투과 몸체(371)의 앞쪽에 광 신호(LR)를 평행 광선으로 유도하는 슬릿 구조가 형성될 수 있다.
제시된 실시 예에서 신호 송신 유닛과 신호 수신 유닛은 서로 마주보도록 배치된다. 그러나 용기 탐지 유닛의 구조에 따라 신호 송신 유닛과 신호 수신 유닛이 일체형으로 만들어질 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 용기 탐지 유닛의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 신호 송신 유닛과 신호 수신 유닛은 일체형이 될 수 있고 하나의 신호 유닛(41)을 형성할 수 있다. 신호 유닛(41)은 위에서 설명된 신호 송신 유닛 또는 신호 수신 유닛과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 신호 유도 유닛(41)은 아래쪽으로 경사진 형상을 가지는 유도 몸체(411), 유도 몸체(411)의 한쪽 면에 형성된 유도 면(412) 및 유도 면(412)에 일정 간격으로 배치되는 다수 개의 신호 유도체(43_1 내지 43_N)로 이루어질 수 있다. 그리고 유도 몸체(411)의 위쪽에 높이 탐지 유닛(14)이 배치될 수 있다. 발광 유닛(42)은 신호 유도체(43_1 내지 43_N)로 신호를 전송할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 제시된 실시 예에서 높이 탐지 유닛(14)이 유도 몸체(411)의 위쪽에 배치되어 있지만 높이 탐지 유닛(14)의 배치 위치는 특별히 제한되지 않는다. 높이 탐지 유닛(14)은 서로 다른 위치에서 반사된 신호를 서로 다른 영역에서 탐지가 되도록 하는 임의의 위치에 배치될 수 있다.
발광 유닛(42)으로부터 발생된 광 신호는 신호 유도체(43_1 내지 43_N)에 의하여 공급 트레이로 전송되는 전송 신호(TS)를 만든다. 전송 신호(TS)는 용기(102)에서 반사되거나 또는 용기(102)의 위쪽을 통과할 수 있다. 용기(102)에서 반사된 신호는 다시 신호 유도체(42_1 내지 43_N)에서 반사되어 반사 신호(RS)가 되어 높이 탐지 유닛(14)의 감응 영역(A1)에 도달될 수 있다. 그리고 높이 탐지 유닛(14)은 감응 영역(A1)과 불감 영역(A2)을 탐지하는 것에 의하여 용기(102)의 높이를 측정할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 발광 유닛(42)에서 발생된 신호는 반사 전송 신호(TS2)과 통과 전송 신호(TS1)로 이루어질 수 있고, 반사 전송 신호(TS2)는 반사 신호(RS)가 되어 신호 유도체(43K)의 반사면(431)에 의하여 높이 탐지 유닛(14)으로 유도될 수 있다. 각각의 신호 유도체(43_1 내지 43_M)은 경사진 반사면(431)을 가진 프리즘 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 반사 신호(RS)를 감응 영역으로 유도할 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다.
신호 유도체(43_1 내지 43_M)은 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다 높이를 따라 균일하게 배치될 수 있다. 그리고 기준 라인(BL)을 기준으로 경사진 경사 라인(AL)을 따라 배치될 수 있다. 이와 같이 각각의 신호 유도체(43_1 내지 43_M)가 경사 라인(AL)을 따라 배치되는 것에 의하여 용기(102)의 서로 다른 높이에서 반사되는 반사 신호(RS)가 높이 탐지 유닛(14)의 서로 다른 위치에서 감지되도록 한다.
신호 전송 유닛 또는 신호 수신 유닛에 배치되는 신호 유도체(43_1 내지 43_N)은 다양한 구조를 가질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
아래에서 본 발명에 따른 자동 토출 제어 방법에 대하여 설명된다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 토출 제어 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 토출 제어 방법은 제1 위치에 선형으로 배치되어 용기의 서로 다른 높이에서 전송되는 전송 신호를 제2 위치의 서로 다른 높이에서 수신하는 단계(P51); 상기 서로 다른 높이에서 수신된 신호를 정해진 방향으로 유도하여 탐지하는 단계(P52); 상기 탐지된 신호로부터 용기의 높이를 탐지하는 단계P53); 상기 용기 내부로 음료가 공급되는 단계(P54); 상기 음료의 높이가 초음파에 의하여 측정되는 단계(P56); 및 상기 탐지된 용기의 높이 및 상기 측정된 음료의 높이로부터 공급되어야 할 음료의 양이 결정되는 단계(P58)를 포함한다.
본 발명에 따른 자동 토출 제어 방법은 냉장고, 정수기, 커피 메이커, 분배기 또는 자동 음료 판매기와 같이 음료 또는 음료 유사 제품을 용기에 공급하도록 만들어진 임의의 제품에 적용될 수 있다.
음료 또는 음료 유사 제품의 공급을 위한 공급 트레이에 용기가 위치되면, 공급 트레이의 바닥면에 배치된 위치 탐지 유닛에 의하여 용기의 위치가 탐지될 수 있다. 그리고 위치 탐지 유닛은 탐지 신호를 제어 유닛으로 전송할 수 있고, 제어 유닛은 발광 유닛을 작동시킬 수 있다. 발광 유닛과 같은 신호 발생 유닛으로부터 광 신호와 같은 송신 신호가 발생될 수 있고, 송신 신호는 제1 위치에 용기의 높이에 따라 선형으로 배치된 신호 전송 유닛에 의하여 공급 트레이로 전송될 수 있다. 그리고 용기에 의하여 반사된 신호는 제2 위치에 배치된 신호 수신 유닛에 의하여(P51) 높이 탐지 유닛에 의하여 탐지될 수 있다(P52). 위에서 설명된 것처럼, 신호 송신 유닛과 신호 수신 유닛은 서로 마주보도록 위치되거나 일체형으로 만들어질 수 있다. 탐지된 신호는 제어 유닛으로 전송될 수 있고 제어 유닛에 의하여 용기의 높이가 산출될 수 있다(P53). 필요에 따라 초음파 유닛으로부터 초음파가 전송되어 용기의 바닥면이 탐지될 수 있다. 이와 같은 방법으로 용기가 탐지되면(P53), 제어 유닛에 의하여 음료 공급이 개시될 수 있다(P54). 음료 공급의 개시와 함께 초음파가 용기 내부로 전송 및 수신되어(P55) 공급되는 음료의 수위가 탐지될 수 있다(P56). 초음파는 일정 주기로 전송될 수 있고 공급량에 따른 수위 변화가 측정될 수 있다. 그리고 공급량에 따른 수위 변화의 측정에 의하여 용기의 형상의 산출될 수 있다(P57). 일반적으로 공급 트레이에 위치되는 용기의 형상은 미리 결정되어 있다. 그리고 공급량에 따라 수위 변화가 서로 다를 수 있다. 제어 유닛은 공급량에 따른 수위 변화를 계산하여 용기의 형상을 결정할 수 있다. 용기의 형상 또는 용기 종류의 결정을 위하여 제어 유닛은 미리 저장된 데이터베이스를 참조할 수 있다. 공급되어야 할 음료의 양은 디폴트로 설정되거나 사용자에 의하여 선택될 수 있고 그에 따라 제어 유닛은 공급량 및 그에 따른 높이를 산출할 수 있다. 그리고 용기의 형상이 미리 결정될 수 있고, 그에 따라 공급량이 결정될 수 있다. 필요에 따라 제어 유닛은 미리 결정된 공급량에 따른 수위와 초음파 유닛에 의하여 탐지되는 수위를 비교할 수 있다. 만약 산출 값과 탐지 값 사이에 오차가 발생된다면, 제어 유닛은 공급 속도를 조절하거나 초음파에 의한 탐지 주기를 조절할 수 있다. 그리고 산출 값에 기초하여 공급할 것인지 또는 탐지 값에 의하여 공급할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 결정 수단은 공급자에 의하여 미리 저장될 수 있다. 최종적으로 공급량이 산출되면(P58) 그에 따른 공급이 이루어지면서 초음파 유닛에 의하여 수위가 측정될 수 있다. 다만 공급량에 따른 공급이 이루어지는 과정에서 공급량에 도달하지 않은 경우라도 미리 측정된 용기 높이에 대하여 정해진 수위를 벗어나는 수위가 초음파 탐지 유닛에 의하여 탐지된다면 공급이 중단될 수 있다.
다양한 방법으로 공급량과 수위 측정 사이의 관계가 설정될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치는 용기의 위치를 탐지하여 공급 탭을 통하여 내용물이 자동으로 공급되도록 하는 것에 의하여 음료 공급 제품의 사용 편의성이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 자동 토출 제어 장치는 용기 내용물의 정량 공급에 의하여 사용자의 요구에 부합하는 양의 음료 섭취가 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 자동 토출 장치 및 방법은 용기 탐지 오차 발생을 방지하고, 내용물 수준이 정확하게 탐지되도록 하는 것에 의하여 제품 사용의 신뢰성이 높아지도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에서 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
101: 공급 트레이 102: 용기
103: 공급 탭 10: 자동 토출 제어 장치
11: 신호 발생 유닛 12: 신호 전송 유닛
13: 신호 수신 유닛 14: 높이 탐지 유닛
15: 초음파 유닛
131: 신호 수신 소자 132: 신호 반사면
21_1 내지 21_N: 신호 유도체 36: 신호 유입 몸체
41: 신호 유닛 42: 발광 유닛
301: 고정 부재 311: 수신 몸체
312: 유도 부재 311a: 결합 연장 돌기
312a: 반사 창 331: 전송 몸체
332: 전송 면 341: 전송 유도체
351, 352, 353: 발광 유닛 361: 신호 반사 면
362: 신호 투과면 371: 투과 몸체
372: 회로 기판 38_1 내지 38_N
411: 유도 몸체 412: 유도 면
43_1 내지 43_N: 신호 유도체 431: 반사면

Claims (6)

  1. 공급 트레이(101)의 제1 위치에 배치되는 신호 전송 유닛(12) 및 제1 위치와 동일하거나 또는 서로 다른 제2 위치에 배치되어 신호 전송 유닛(12)으로부터 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신 유닛(13)으로 이루어진 용기 탐지 유닛;
    용기(102)의 수위 탐지가 가능한 위치에 배치되는 초음파 유닛(15); 및
    상기 용기 탐지 유닛 및 초음파 유닛(15)의 신호를 처리하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 신호 전송 유닛(12) 및 신호 수신 유닛(13)은 용기(102)의 높이를 따라 선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 토출 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 전송 유닛(12)은 발광 유닛이 되고, 상기 신호 수신 유닛(13)은 수광 유닛이 되는 것을 특징으로 하는 자동 토출 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 전송 유닛(12)과 상기 신호 수신 유닛(13)은 서로 다른 높이의 대응되는 위치의 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 자동 토출 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 신호 수신 유닛(13)은 상기 서로 다른 높이의 대응되는 위치의 신호를 동일한 방향으로 반사사키는 반사면을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 토출 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 전송 유닛(12)과 신호 수신 유닛(13)는 일체형이 되는 것을 특징으로 하는 자동 토출 제어 장치.
  6. 제1 위치에 선형으로 배치되어 용기의 서로 다른 높이에서 전송되는 전송 신호를 제2 위치의 서로 다른 높이에서 수신하는 단계;
    상기 서로 다른 높이에서 수신된 신호를 정해진 방향으로 유도하여 탐지하는 단계;
    상기 탐지된 신호로부터 용기의 높이를 탐지하는 단계; 상기 용기 내부로 음료가 공급되는 단계;
    상기 음료의 높이가 초음파에 의하여 측정되는 단계; 및
    상기 탐지된 용기의 높이 및 상기 측정된 음료의 높이로부터 공급되어야 할 음료의 양이 결정되는 단계를 포함하는 자동 토출 제어 방법.
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