KR20180034053A - 수전 - Google Patents

Abstract

실시 예는, 토출구를 포함하는 몸체; 상기 토출구로 접근한 물체와 상기 토출구의 거리차를 감지하는 거리측정센서; 상기 토출구로 배출되는 물의 출수량을 조절하는 제1조절모듈; 상기 거리차가 기 설정된 유효거리 이내인 경우 상기 제1조절모듈이 동작하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 최대 감지거리를 측정하고, 상기 유효거리를 상기 최대 감지거리보다 짧게 설정하는 수전을 개시한다.

Description

수전{FAUCET}

실시 예는 수전에 관한 것이다.

일반적으로 수전은 공공건물, 일반 주택, 아파트 등의 주방이나 화장실에 설치되는데, 수전의 수도꼭지나 밸브를 손으로 자주 개폐하여 물을 사용하게 되므로 사용이 불편하고 물의 낭비가 많이 발생하게 된다.

최근에는 사람의 손을 인식하여 자동으로 물을 출수하는 수전이 상용화되고 있다. 그러나, 현재 사용 중인 수전들은 물에 대한 정량적 제어가 어려운 문제가 있다.

기존의 수전은 사람의 손이 감지되면 계속적으로 물을 공급하므로 상대적으로 물의 사용량이 증가하는 문제가 있다.

또한, 기존의 수전은 사람 손의 위치에 관계없이 일정한 양의 물을 출수하므로 사람이 수전의 토출구 가까이 손을 위치한 경우 물이 튀는 문제가 있다.

또한, 세면대나 욕조에 물을 받는 경우 원하는 위치까지 물을 받기 위해 사용자가 계속 지켜보며 기다려야 하며, 매번 받는 물 높이가 다른 문제가 있다.

실시 예는 물의 정량적인 제어가 가능한 수전을 제공한다.

또한, 물의 사용량을 줄일 수 있는 수전을 제공한다.

또한, 오작동이 개선된 수전을 제공한다.

또한, 손의 위치에 따라 출수량 및 수압이 제어되는 수전을 제공한다.

또한, 간편한 방법으로 원하는 양의 물을 받을 수 있는 수전을 제공한다.

또한, 물의 사용 정보를 학습하는 수전을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수전은, 토출구를 포함하는 몸체; 상기 토출구로 접근한 물체와 상기 토출구의 거리차를 감지하는 거리측정센서; 상기 토출구로 배출되는 물의 출수량을 조절하는 제1조절모듈; 상기 거리차가 기 설정된 유효거리 이내인 경우 상기 제1조절모듈이 동작하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 최대 감지거리를 측정하고, 상기 유효거리를 상기 최대 감지거리보다 짧게 설정한다.

상기 컨트롤러는 초기화 모드시 수조와의 최대 감지거리를 복수 회 측정하고, 상기 최대 감지거리의 평균값을 기초로 상기 유효거리를 설정한다.

상기 컨트롤러는 상기 토출구와, 상기 수조에서 이격된 제1지점 사이의 거리를 유효거리로 설정할 수 있다.

상기 제1지점과 상기 수조 사이의 간격은 0.1cm 내지 5.0cm일 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 거리차에 따라 출수량이 조절되도록 상기 제1조절모듈을 제어할 수 있다.

상기 제1조절모듈은 배관에 연결된 밸브 및 상기 밸브를 개폐하도록 구동하는 모터를 포함하고, 상기 컨트롤러는 정해진 출수량에 따라 상기 모터의 구동방향 및 구동시간을 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수전은, 토출구를 포함하는 몸체; 상기 토출구로 접근한 물체를 감지하는 센서; 상기 토출구로 물을 출수시키는 제1조절모듈; 및 상기 센서 및 상기 제1조절모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 설정된 기간동안 측정한 물의 사용량을 기초로 표준 출수량을 산출하고, 상기 컨트롤러는 물체가 접근한 경우 상기 표준 출수량을 제공하도록 상기 제1조절모듈에 제어신호를 출력한다.

상기 컨트롤러는 설정된 기간동안의 총사용량을 총 사용횟수로 나누어 상기 표준 출수량으로 설정할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 표준 출수량의 출수가 완료된 후에도 상기 물체가 감지되는 경우 다시 물을 출수하도록 제어할 수 있다.

상기 컨트롤러는 추가로 출수한 물의 사용량을 기초로 상기 표준 출수량을 갱신할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 표준 출수량의 출수가 완료되지 않은 상태에서 상기 물체가 감지되지 않은 경우 출수를 중단하도록 제어할 수 있다.

상기 컨트롤러는 출수 중단된 잔여량을 기초로 상기 표준 출수량을 갱신할 수 있다.

상기 센서는 상기 물체와의 거리 차를 측정하는 거리측정센서일 수 있다.

상기 컨트롤러는 토출구와 물체의 거리에 따른 표준 출수량을 각각 산출하고, 상기 측정한 거리차에 따라 정해진 표준 출수량을 공급할 수 있다.

실시 예에 따르면, 출수하는 물의 정량적인 제어가 가능해지고, 절수 효과가 향상될 수 있다.

또한, 수전의 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 손의 위치에 따라 출수량 및 수압을 제어할 수 있다.

또한, 간편한 방법으로 원하는 양의 물을 받을 수 있다.

또한, 물의 사용 정보를 이용하여 절수 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 개념도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 블록도이고,
도 4는 사용자의 손 위치에 따라 출수량을 조절하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 표준 출수량을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 6은 거리측정센서가 감지하는 유효거리를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 유효거리를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 8은 온도를 조절하는 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 디스플레이를 보여주는 도면이고,
도 10a 및 도 10b는 물받이 모드를 선택하여 목표 수위를 측정하는 방법을 보여주는 도면이고,
도 11은 물을 출수하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 12는 수조에 물을 받는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 블록도이고, 도 4는 사용자의 손 위치에 따라 출수량을 조절하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 실시 예에 따른 수전(1)은, 토출구(71a)를 포함하는 몸체(70), 센서 모듈(10), 출수량을 조절하는 제1조절모듈(30), 수압을 조절하는 제2조절모듈(20), 온도센서(42), 유량센서(41), 디스플레이(60), 메모리(81), 및 이들과 통신하는 컨트롤러(80)를 포함한다.

몸체(70)는 수조(2)의 테두리에 배치되는 제1몸체부(71), 및 수조(2)의 중앙으로 연장된 제2몸체부(72)를 포함할 수 있다. 그러나, 몸체의 형상은 반드시 이에 한정하지 않으며 다양한 형상의 수전 형상이 적용될 수 있다.

제2몸체부(72)는 물(3)이 수조(2)로 배출되는 토출구(71a)를 포함할 수 있다. 토출구(71a)로 출수되는 물은 소정의 압력을 가질 수 있다. 제2몸체부(72)는 수조(2)의 중심으로 갈수록 위로 휘어질 수 있으나, 제2몸체부(72)의 형상은 특별히 제한하지 않는다. 토출구(71a)는 도 1에서 도시한 형상에 한하지 않고, 도 2와 같이 제2몸체부(72)의 하부면 끝단에 배치될 수도 있다.

거리측정센서(13)는 수조의 바닥면을 감지(S3)한다. 거리측정센서(13)는 사용자가 손을 토출구(71a)와 수조(2) 사이로 위치시키는 경우, 토출구(71a)와 손의 높이 차를 측정할 수 있다. 거리측정센서(13)는 TOF(Time Of Flight) 센서일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.

제1조절모듈(30)은 몸체(70)의 유로(71b)로 유입되는 물의 출사량을 조절할 수 있다. 예시적으로 제1조절모듈(30)은 물을 몸체(70)의 유로로 유입시키는 펌프일 수 있다. 모터의 출력이 높아지면 몸체(70)의 유로로 유입되는 물의 양은 많아질 수 있고, 출수량은 많아질 수 있다.

도 4를 참고하면, 컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)에서 출력된 정보를 이용하여 거리 차를 산출할 수 있다. 컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)에서 출력되는 신호를 이용하여 손(4a, 4b)의 높이차(L1, L2)를 산출하고, 높이 차이에 따라 출수량을 조절할 수 있다.

종래 수전은 토출구에 접근한 사람의 손을 감지하면 손의 위치에 관계없이 동일한 양의 물을 배출하였다. 따라서, 사람이 토출구에 너무 가까이 손을 위치시키는 경우에는 물이 튀는 문제가 있다. 그러나, 실시 예에 따르면, 손이 가까이 배치된 것으로 인식하면 출수량을 줄여 물이 튀는 문제를 방지할 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참고하면, 컨트롤러(80)는 수조(2)의 바닥면(2a)과 토출구(71a) 사이의 중간 지점을 기준 위치로 설정하고, 사람의 손이 기준 위치에서 토출구(71a)쪽에 더 가깝게 배치하는 경우(예: 1cm 내지 10cm)에는 출수량을 줄이도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(80)는 사람의 손이 기준 위치에서 바닥면(2a)에 더 가깝게 배치하는 경우(예: 11cm 내지 20cm)에는 출수량을 늘리도록 제어할 수 있다.

컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)의 신호값에 따라 적정 출수량을 배출하도록 제1조절모듈(30)에 출력 신호를 인가할 수 있다.

제1조절모듈(30)은 배관에 연결된 밸브를 개폐하는 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 모터의 회전이 증가할수록 밸브가 열리는 정도는 커질 수 있다. 예시적으로 거리 측정값이 1cm 내지 10cm인 경우 밸브가 반 정도 열리도록 모터를 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 또한, 거리 측정값이 11cm 내지 20cm인 경우 밸브가 전부 열리도록 모터가 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 이와 반대로 출수량을 줄여야 하는 경우 모터를 반시계 방향으로 회전시켜 밸브를 닫을 수도 있다.

이와 같이 컨트롤러(80)는 모터의 구동 방향 및 구동 시간을 제어할 수 있다. 밸브를 완전히 개방하기 위해서는 약 1.5sec가 소요될 수 있다. 따라서, 단계 별로 모터의 구동 시간을 제어할 수 있다. 예시적으로 전술한 바와 같이 2단계(1~10cm, 11~20cm)로 설정시 0.75sec동안 구동하여 유량을 50%로 제어할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 단계를 10단계로 제어하는 경우 모터 동작 범위를 0.15sec로 나누어 제어할 수도 있다. 메모리(81)에는 거리차에 따라 모터를 제어하기 위한 환산 테이블이 미리 저장될 수 있다.

제2조절모듈(20)은 물의 수압을 조절할 수 있다. 컨트롤러(80)는 출수되는 물의 양이 조절되어도 수압이 일정해지도록 제2조절모듈(20)을 제어할 수 있다.

제2조절모듈(20)은 직경 조절이 가능한 배관(21), 및 배관(21)의 직경을 조절하는 구동부(22)를 포함할 수 있다. 배관의 직경을 조절하는 구성은 특별히 한정하지 않는다. 조리개와 유사하게 모터의 구동에 의해 내부 직경이 조절되는 방식일 수도 있고, 고무 배관의 외측을 구동부가 가압하는 방식일 수도 있다.

컨트롤러(80)는 출수량이 감소하도록 제1조절모듈(30)을 제어한 경우, 배관(21)의 직경이 좁아지도록 출력신호를 인가할 수 있다. 따라서, 출수량이 감소하여도 동일한 수압을 유지할 수 있다.

이와 반대로 컨트롤러(80)는 출수량이 증가한 경우에는 배관(21)의 직경이 넓어지도록 제어할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 출수량이 달라져도 수압을 일정하게 유지할 수 있는 다양한 구조가 모두 적용될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 출수량이 변화하여도 사용자는 동일한 수압을 느낄 수 있다. 따라서, 물이 튀지 않으면서도 손을 세척하는데 불편함을 갖지 않을 수 있다.

센서모듈(10)은 거리측정센서(13) 이외에도 제1, 제2센서(11, 12)를 더 포함할 수도 있다. 제1, 제2센서(11, 12) 및 거리측정센서(13)는 기능상 구별된 개념일 수 있다. 예시적으로 하나의 센서모듈(10)은 제1, 제2센서(11, 12) 및 거리측정센서(13)의 기능을 동시에 수행할 수도 있다.

제1센서(11)는 사용자의 접근을 감지할 수 있다. 제1센서(11)는 적외선 발광소자와 수광소자를 포함하는 적외선 센서일 수 있다. 제1센서(11)는 전방 감시 영역(S1)에서 접근하는 물체의 움직임을 파악할 수 있는 다양한 센서(예: 근접 센서)가 모두 선택될 수 있다.

제2센서(12)는 수조(2)로 접근하는 사용자의 손을 감지할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2센서(12)는 손 이외의 다양한 물체가 수조(2)로 접근하는 것을 감지할 수도 있다. 제2센서(12)는 적외선 발광소자와 수광소자를 포함하는 적외선 센서일 수 있다. 제2센서(12)는 수조 내측(S2)으로 접근하는 손을 감지할 수 있는 구성이면 특별히 제한되지 않는다.

컨트롤러(80)는 제1센서(11)와 제2센서(12)로부터 순차적으로 신호가 입력되면 제1조절모듈(30)에 출력신호를 인가하여 물이 출수되도록 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러(80)는 제1센서(11)의 신호에 의해 사람이 접근한 것으로 인지하고, 제2센서(12)의 신호에 의해 사람이 손을 씻기 위해 수조에 손(또는 세척 대상물)을 집어넣고 있다는 상황을 인지할 수 있다.

실시 예에 따르면 제2센서(12)는 제1센서의 감지영역(S1)과 거리측정센서(13)의 감지 영역(S3) 사이의 영역(S2)을 감지하므로 신속히 출수가 이루어질 수 있다. 즉, 제2센서(12)는 수조의 바닥면(2a)이 아니라 상대적으로 전방을 감지할 수 있다. 따라서, 사용자의 손이 토출구(71a)에 도달되기 전에 미리 출수를 제어하므로 손이 토출구(71a)에 도달하는 순간에는 물이 출수될 수 있다.

컨트롤러(80)는 제2센서(12)로부터 신호가 입력되면 슬립모드에서 동작모드로 전환되고, 현재 물의 온도 정보를 디스플레이(60)에 출력할 수 있다. 따라서, 사용자는 출수될 물의 온도를 미리 확인할 수 있다. 만약 사용자가 온도 조절을 원하는 경우, 기능 조작부(43)를 조정하여 물의 온도를 조절할 수 있다. 기능 조작부(43)는 버튼일 수도 있고 다이얼 방식일 수도 있다. 컨트롤러(80)는 외부 단말등과 통신하여 제어 정보를 입력받는 인터페이스부(82)를 더 포함할 수 있다.

제3조절모듈(50)은 온도를 조절할 수 있다. 컨트롤러(80)는 사용자가 온도 조절을 원하는 경우 고온수(W1)와 냉수(W2)가 유입되는 채널의 비율을 조절하여 온도를 조절할 수 있다.

제3조절모듈(50)은 고온수가 유입되는 제1채널(51), 냉수가 유입되는 제2채널(52), 및 이들이 혼합되는 구간(53)을 포함할 수 있다. 제3조절모듈(50)은 제1채널과 제2채널의 면적비를 조절하여 온도를 제어할 수 있다.

컨트롤러(80)는 사용자의 물 사용 패턴을 학습하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다. 제공 시기는 사용자가 디스플레이(60)를 수동 조작하는 경우에 동작할 수도 있고, 정해진 기간마다 자동으로 표시할 수도 있다.

컨트롤러(80)는 유량 센서(41)를 이용하여 물 사용량을 측정할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 홀 센서 등을 이용하여 물의 출수량을 직접 측정할 수도 있고, 물 출수구의 밸브가 열리고 닫히는 시간을 측정하는 RTC (Real Time Clock) 방식으로 사용량을 측정할 수도 있다,

예시적으로 실시 예에 따른 수전은 물 사용 정보는 미리 정해진 기간 동안 물의 총 사용량, 시간대별 사용량 정보 등을 디스플레이(60)에 출력할 수 있다. 따라서, 사용자는 해당 수전(1)에서 사용한 물에 대한 정보를 확인할 수 있다.

컨트롤러(80)는 제1기간 동안 평균 사용량을 기준 사용량으로 설정하고, 현재 물 사용량이 기준 사용량을 초과하면 경고 신호를 출력할 수 있다.

예시적으로 컨트롤러(80)는 일주일간 물의 평균 사용량을 기준 사용량으로 저장할 수 있다. 이후, 매일 또는 정해진 기간마다 사용량이 기준 사용량을 초과하는 경우, 경고 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 사용자는 물의 사용량이 많아졌음을 알 수 있어 절수 효과를 얻을 수 있다. 컨트롤러(80)는 물 사용량에 따라 계속적으로 학습하여 데이터를 갱신할 수 있다.

또한, 컨트롤러(80)는 현재 물 사용량이 기준 사용량을 초과하는 경우 출수량을 감소시킬 수도 있다. 감소량은 세척에 불편함을 느끼지 않을 정도로 조절될 수 있다. 따라서, 사용자가 물의 사용량을 줄이지 않은 경우에도 절수 효과를 가질 수 있다.

컨트롤러(80)는 사용자가 유사한 양의 물을 반복적으로 받는 경우 이를 기준 수위로 설정할 수도 있다. 따라서, 이후에는 사용자는 물받이 모드만을 선택하면 사용자가 수위를 조절하지 않아도 동일한 물의 양을 받을 수도 있다. 기준 수위는 용자의 물 사용량에 따라 계속적으로 학습하여 데이터를 갱신할 수 있다.

도 5는 표준 출수량을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

전술한 바와 같이 실시 예에 따른 수전은 전술한 거리차에 따라 출수량을 조절함으로써 절수 효과를 얻을 수 있다. 출수량을 조절하는 대신에 후술하는 바와 같이 평균 출수량을 공급함으로써 절수 효과를 얻을 수도 있다.

도 5를 참고하면, 표준 출수량을 설정하는 방법은, 물의 사용량 정보를 수집하는 단계(S11), 수집된 정보를 기초로 표준 출수량을 산출하는 단계(S12), 및 물체 접근시 표준 출수량을 공급하는 단계(S13)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(80)는 미리 설정된 기간 동안 물의 사용량을 측정할 수 있다(S11). 사용량 측정은 유량 센서를 이용하거나 RTC 방식을 이용하여 측정할 수 있다. 측정 기간은 특별히 한정하지 않는다. 측정 기간은 사용자에 의해 증감될 수 있다.

컨트롤러(80)는 사용량 데이터를 이용하여 표준 출수량을 산출할 수 있다(S12). 예시적으로, 컨트롤러(80)는 1주일 동안의 총 사용량을 사용 횟수로 나누어 표준 출수량을 설정할 수 있다. 따라서, 해당 수전(1)이 위치한 곳에 따라 표준 출수량은 각각 상이할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 물 사용량을 기초로 표준 출수량을 산정하는 방법은 다양하게 변형될 수 있다. 예시적으로 가장 많이 사용한 경우와 가장 적게 사용한 경우를 제외하고 나머지 사용량을 카운팅할 수도 있다.

컨트롤러(80)는 센서에 의해 물체(예: 사람의 손)가 감지되면 물을 출수할 수 있다(S13). 센서는 전술한 거리측정센서일 수 있다. 출수되는 물의 양은 설정한 표준 출수량과 동일할 수 있다.

충분한 학습 데이터를 확보하였다면 대부분의 사용자는 표준 출수량이 공급되는 시간 내에 세척을 완료할 수 있다. 만약, 사용 패턴보다 다소 적은 양의 물이 출수되었더라도 거의 세척이 완료되었다고 판단되면 사용자는 수전(1)에서 손을 뺄 수 있다. 즉, 실시 예에 따르면 사용자가 무의식 중에 사용하는 물의 양보다 적은 양으로 세척을 완료하도록 조절할 수 있다.

추가적으로, 컨트롤러(80)는 사람의 손과 토출구(71a)의 거리 차에 따라 출수량을 다시 조절할 수도 있다. 예시적으로 사람의 손이 토출구(71a)에서 가장 멀리 떨어진 경우 표준 출수량을 그대로 출수할 수도 있고, 상대적으로 사람의 손이 토출구(71a)에 가깝게 배치된 경우에는 표준 출수량보다 적은 양을 출수할 수도 있다. 거리 차에 따른 출수량은 레벨 단위로 조절될 수 있다. 레벨은 거리에 따라 2단계, 10단계 등으로 다양하게 설정될 수 있다.

컨트롤러(80)는 표준 출수량을 공급한 후, 물체가 감지되는지를 다시 판단할 수 있다(S14). 이 시기에 물은 공급이 중단된 상태일 수 있다. 따라서, 대부분의 사용자는 어느 정도 세척이 완료되었다고 판단되면 손을 수전(1)에서 뺄 수 있다.

만약, 손이 감지되지 않는 경우 컨트롤러(80)는 그대로 출수가 중단된 상태를 유지할 수 있다. 그러나, 출수가 완료된 후에서 여전히 손이 감지되는 경우 컨트롤러(80)는 추가적으로 물이 공급되도록 제1제어모듈에 출력신호를 인가할 수 있다(S15).

컨트롤러(80)는 손이 더 이상 감지되지 않을 때까지 물이 출수되도록 제어할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 표준 출수량을 한번 더 공급하도록 제어할 수도 있다.

컨트롤러(80)는 손이 더 이상 감지되지 않는 경우 출수를 중지하고, 추가로 출수된 물의 양만큼 표준 출수량이 높아지도록 갱신할 수 있다(S16). 갱신된 표준 출수량은 메모리에 저장될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 표준 출수량의 갱신은 미리 정해진 기간마다 수행될 수도 있다.

이와 반대로, 아직 표준 출수량의 공급이 완료되지 않은 경우에 손이 감지되지 않을 수도 있다. 거리측정센서(13)는 출수시에도 연속적으로 사람의 손을 감지할 수 있다. 이 경우 컨트롤러(80)는 출수를 중지시킬 수 있다. 이후, 컨트롤러(80)는 출수되지 않은 잔여량만큼 표준 출수량이 낮아지도록 갱신할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 수전(1)이 위치한 지점에서 사용자의 물 사용 패턴에 따라 최소한의 물만을 사용할 수 있어 절수 효과를 향상시킬 수 있다.

그러나, 표준 출수량은 거리차에 따라 더 세분화되어 산정될 수 있다. 컨트롤러(80)는 토출구와 물체의 거리에 따른 표준 출수량을 각각 산출하고, 측정한 거리차에 따라 미리 정해진 표준 출수량을 공급할 수도 있다.

예시적으로, 토출구에서 5cm 떨어진 위치에서 손을 씻을 경우 약 100ml의 물을 사용한 반면, 10cm 떨어진 위치에서 손을 씻는 경우 약 200ml의 물을 사용한 것으로 학습할 수 있다. 이후, 컨트롤러(80)는 거리 차가 5cm인 경우 100ml의 물을 출수시키고, 거리 차가 10cm인 경우 200ml의 물을 출수시킬 수 있다.

도 6은 거리측정센서가 감지하는 유효거리를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 유효거리를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참고하면, 컨트롤러(80)는 물체가 수조(2) 내에 진입한 경우 거리측정센서(13)와 물체의 거리 차가 유효거리(L11) 내인지 판단할 수 있다. 유효거리(L11)는 최대 감지거리(L10)보다 짧게 설정될 수 있다. 여기서 최대 감지거리(L10)는 감지 영역 내에서 거리측정센서(13)와 수조(2) 사이의 최대 거리일 수 있다. 예시적으로, 유효거리(L11)는 거리측정센서(13)와 제1지점(P1) 사이의 거리일 수 있다. 제1지점(P1)은 수조(2)의 바닥면(2a) 또는 측면에서 이격된 지점일 수 있다.

만약, 유효거리(L11)가 거리측정센서(13)와 수조(2)의 바닥면(2a) 사이의 거리(L10)인 경우, 컨트롤러(80)는 수조(2)의 바닥면(2a)을 사용자의 손으로 오인할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(80)는 물체와의 거리가 유효거리(L11) 이내로 판단된 경우에만 출수하도록 제어할 수 있다. 따라서, 수전의 오작동을 방지할 수 있다.

제1지점(P1)과 수조(2)의 바닥면(2a) 사이의 거리(L12)는 약 0.1cm 내지 5.0cm일 수 있다. 거리가 0.1cm보다 작은 경우 노이즈에 의해 수조(2)의 바닥(2a)을 사람의 손으로 오인할 확률이 높고, 거리가 5.0cm보다 큰 경우 수조의 바닥(2a)에 가깝게 손이 진입한 경우 물이 출수되지 않을 수 있다.

유효거리에 따라 물을 출수하는 구성은 도 2와 같이 복수 개의 센서(11, 12, 13)를 사용하는 구조, 및 도 5와 같이 표준 출수량을 공급하는 구조에 그대로 적용될 수 있다.

도 2와 같이 복수 개의 센서(11, 12, 13)를 사용한 경우, 물체가 토출구의 하부에 배치되기 전에 거리측정센서(13)가 거리 정보를 먼저 측정하는 경우, 수조의 바닥을 물체와의 거리로 오인할 염려가 있다. 따라서, 이러한 유효거리를 산정하는 경우 오작동을 줄일 수 있다.

그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 도 6과 같이 수전에는 전방센서(도 2의 11, 12) 없이 거리측정센서(13)만 배치될 수도 있다. 이 경우 유효거리 이내에 위치한 물체만을 감지하므로 전방을 감지하는 센서가 없어도 오작동을 방지할 수 있다.

도 7을 참고하면, 유효거리를 설정하는 방법은, 수전에 전원이 인가되는 단계(S10), 유효거리 설정 여부를 확인하는 단계(S20), 수조의 바닥과의 거리를 측정하는 단계(S30), 및 유효거리를 설정하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

수전에 전원이 인가되는 단계(S10)는 수전이 처음 설치되는 경우일 수 있다. 또는, 수전 주위를 공사하거나 수조를 교체하는 경우와 같이 수전에 전원이 다시 인가되는 경우도 이에 해당할 수 있다. 이러한 초기화 모드 단계는 유효거리(L11)를 설정할 필요가 있는 경우 수행될 수 있다.

유효거리 설정 여부를 확인하는 단계(S20)에서, 컨트롤러(80)는 이미 유효거리(L11)가 설정되어 있는 경우 별도의 설정 단계를 거치지 않고 바로 출수 모드로 진입할 수 있다(S50). 그러나, 유효 거리가 설정되지 않은 경우에는 하기 단계를 수행할 수 있다.

수조(2)의 바닥(2a)과의 거리를 측정하는 단계(S30)는, 유효거리(L11)를 설정하기 위해 먼저 수조 바닥(2a)과의 제1거리(L10)를 측정할 수 있다. 이때, 측정은 복수 회 실행하여 평균값을 산출함으로써 오차를 줄일 수 있다.

유효거리(L11)를 설정하는 단계(S40)는 수조 바닥(2a)에서 소정 간격 이격된 거리(L12)를 제외한 영역을 유효거리(L11)로 설정할 수 있다. 컨트롤러(80)에는 미리 제1거리(L10)의 몇 %를 유효거리(L11)로 설정하는 기준이 프로그램밍되어 있을 수 있다. 예시적으로 컨트롤러(80)는 센서에서 제1거리(L10)의 90% 내지 99%지점까지를 유효거리(L11)로 설정할 수 있다.

도 8은 온도를 조절하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 8를 참고하면, 고온수가 유입되는 제1채널(51)의 면적이 줄어들고 냉수가 유입되는 제2채널(52)의 면적이 늘어나면 혼합수의 온도는 낮아질 수 있다. 이와 반대로 고온수가 유입되는 제1채널(51)의 면적이 증가하고 냉수가 유입되는 제2채널(52)의 면적이 감소하면 혼합수의 온도는 낮아질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 온도를 제어할 수 있는 다양한 방법이 모두 적용될 수 있다.

도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전의 디스플레이를 보여주는 도면이다.

도 9을 참고하면, 디스플레이(60)는 물에 대한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 물에 대한 정보는 물의 온도(61), 사용량 정보(63), 수압 등일 수 있다. 또한, 디스플레이에는 다양한 조작 버튼이 배치될 수 있다. 사용자는 디스플레이의 버튼을 조작하여 온도 조절, 사용정보, 및 물받기 모드 등을 선택할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 디스플레이의 조작 버튼은 기능에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 물받이 모드에서 목표 수위를 측정하는 방법을 보여주는 도면이다.

사용자는 도 10a와 같이 디스플레이(60)에서 물받이 모드(64)를 선택하고, 도 10b와 같이 몇 초간 원하는 수위를 손으로 제스쳐하는 경우, 컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)의 신호를 읽어 목표 수위를 설정할 수 있다. 목표 수위가 설정된 경우 비퍼음 등을 출력하여 수위 설정이 완료되었다는 것을 사용자에게 알릴 수 있다.

이후, 컨트롤러(80)는 목표 수위까지 물이 채워지도록 제1조절모듈(30)을 제어할 수 있다. 이때, 사용자는 물의 온도를 추가적으로 조절할 수도 있다. 따라서, 사용자는 수위를 계속 확인할 필요도 없으며, 수위를 조절하기 위해 버튼을 번거롭게 조절할 필요가 없다.

도 11은 물을 출수하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

실시 예에 따른 출수 방법은, 사용자의 손을 감지하여 물을 출수하는 단계(S11), 사용자의 손의 높이를 감지하여 출수량 및 수압을 조절하는 단계(S12), 사용자의 손이 감지되지 않는 경우 출수를 종료하는 단계(S13)를 포함할 수 있다.

물을 출수하는 단계(S11)에서 컨트롤러(80)는 제1센서(11)와 제2센서(12)로부터 순차적으로 신호가 입력되면 제1조절모듈(30)에 출력신호를 인가하여 물이 출수되도록 제어할 수 있다.

즉, 컨트롤러(80)는 제1센서(11)의 신호에 의해 사람이 접근한 것으로 인지하고, 제2센서(12)의 신호에 의해 사람이 손을 씻기 위해 수조에 손(또는 세척 대상물)을 집어넣고 있다는 상황을 인지할 수 있다.

제2센서(12)는 수조의 바닥면이 아니라 상대적으로 전방을 감지하므로 신속히 출수가 이루어질 수 있다. 즉, 사용자의 손이 토출구(71a)에 도달되기 전에 출수를 제어하므로 손이 토출구(71a)에 도달하는 시간에는 거의 동시에 출수가 이루어질 수 있다.

출수량 및 수압을 조절하는 단계(S12)에서, 컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)에서 출력된 정보를 이용하여 높이 차를 산출할 수 있다. 컨트롤러(80)는 거리측정센서(13)에서 출력되는 신호를 이용하여 토출구(71a)와 사람 손의 거리를 산출하고, 거리에 따라 출수량을 조절할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 출수량이 변화하여도 사용자는 동일한 수압을 느낄 수 있다. 따라서, 물이 튀지 않으면서도 손을 세척하는데 불편함을 갖지 않을 수 있다.

출수를 종료하는 단계(S13)는, 제2센서 및/또는 거리측정센서에서 사용자의 손이 감지되지 않는 경우 출수를 종료할 수 있다.

도 12는 수조에 물을 받는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

실시 예에 따른 물받이 방법은, 물받이 모드 선택시 사용자의 손의 높이를 감지하여 목표 수위를 결정하는 단계(S21), 및 목표 수위까지 출수하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.

목표 수위를 결정하는 단계(S21)는 물받이 모드 선택시 거리측정센서(13)를 동작시켜 사용자의 손이 위치한 높이를 검출하고, 이를 이용하여 목표 수위로 설정할 수 있다. 이때, 수조 또는 욕조의 바닥면의 거리 정보는 미리 메모리(81)에 저장될 수도 있다.

이러한 방법에 따르면, 버튼을 조작하여 사용자가 원하는 높이를 제어할 필요가 없으며, 직관적으로 사용자가 원하는 높이를 지정할 수 있어 사용이 편리한 장점이 있다.

1: 수전
2: 수조
11: 제1센서
12: 제2센서
13: 거리측정센서
20: 제2조절모듈
30: 제1조절모듈
60: 디스플레이
70: 몸체
80: 컨트롤러

Claims (14)

1. 토출구를 포함하는 몸체;
   상기 토출구로 접근한 물체와 상기 토출구의 거리차를 감지하는 거리측정센서;
   상기 토출구로 배출되는 물의 출수량을 조절하는 제1조절모듈; 및
   상기 거리차가 기 설정된 유효거리 이내인 경우 상기 제1조절모듈이 동작하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
   상기 컨트롤러는 최대 감지거리를 측정하고, 상기 유효거리를 상기 최대 감지거리보다 짧게 설정하는 수전.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 초기화 모드시 수조와의 최대 감지거리를 복수 회 측정하고, 상기 최대 감지거리의 평균값을 기초로 상기 유효거리를 설정하는 수전.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 토출구와, 상기 수조에서 이격된 제1지점 사이의 거리를 유효거리로 설정하는 수전.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1지점과 상기 수조 사이의 간격은 0.1cm 내지 5.0cm인 수전.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 거리차에 따라 출수량이 조절되도록 상기 제1조절모듈을 제어하는 수전.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1조절모듈은 배관에 연결된 밸브 및 상기 밸브를 개폐하도록 구동하는 모터를 포함하고,
   상기 컨트롤러는 정해진 출수량에 따라 상기 모터의 구동방향 및 구동시간을 제어하는 수전.
   
7. 토출구를 포함하는 몸체;
   상기 토출구로 접근한 물체를 감지하는 센서;
   상기 토출구로 물을 출수시키는 제1조절모듈; 및
   상기 센서 및 상기 제1조절모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
   상기 컨트롤러는 설정된 기간동안 측정한 물의 사용량을 기초로 표준 출수량을 산출하고,
   상기 컨트롤러는 물체가 접근한 경우 상기 표준 출수량을 제공하도록 상기 제1조절모듈에 제어신호를 출력하는 수전.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 설정된 기간동안의 총사용량을 총 사용횟수로 나누어 상기 표준 출수량으로 설정하는 수전.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 표준 출수량의 출수가 완료된 후에도 상기 물체가 감지되는 경우 다시 물을 출수하도록 제어하는 수전.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 추가로 출수한 물의 사용량을 기초로 상기 표준 출수량을 갱신하는 수전.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 표준 출수량의 출수가 완료되지 않은 상태에서 상기 물체가 감지되지 않은 경우 출수를 중단하도록 제어하는 수전.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 출수 중단된 잔여량을 기초로 상기 표준 출수량을 갱신하는 수전.
    
13. 제7항에 있어서,
    상기 센서는 상기 물체와의 거리 차를 측정하는 거리측정센서인 수전.
    
14. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 토출구와 물체의 거리에 따른 표준 출수량을 각각 산출하고,
    상기 측정한 거리차에 따라 정해진 표준 출수량을 공급하는 수전.

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