KR20180039943A - 초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법 - Google Patents

초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 1 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 1 초음파 센서; 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 2 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 2 초음파 센서; 및 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서와 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서에 구동 신호를 인가하는 구동부; 및 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 1 초음파 센서로부터 제 1 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서로 설정하고, 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 2 초음파 센서로부터 제 2 특성 신호를 인가 받아 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정부;를 포함하는, 초음파 센서 장치를 포함할 수 있다.

Description

초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING ULTRASONIC SENSOR}
본 발명은 초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 초음파 센서 장치를 이용한 초음파 센서 장치 제어 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 업체들은 차량 안전 관련 기술 개발을 통해 보다 진보한 안전 기술들을 시장에 출시하고 있다. 이 중 대표적인 것은, 운전자지원시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)으로 주로 주차와 연관되어 사용되고 있다. 특히, 주차 시에 차량과 물체의 거리를 소리로 알려주는 주차 보조 시스템(Parking Assistance System), 자동주차지원시스템(Automatic Parking Assistance System) 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 시스템에서 핵심적인 기술은 초음파 센서를 통하여 차량 주변 물체들의 위치나 차량과의 거리를 측정하는 기술이다.
초음파 센서는 외부 물체와의 거리를 측정하기 위하여 비가청 대역인 20Khz대 이상의 주파수를 가지는 초음파를 송신한 후, 외부 물체로부터 반사되어 나오는 초음파 반향(echo)을 센싱하는 센서이다. 자동차에서는 이러한 초음파 센서에서 센싱된 초음파 반향을 활용하여, 자동차 주변의 물체와의 거리를 측정하고, 경고음, 차량 디스플레이에 표시하는 등 다양한 방식으로 운전자에게 알려주게 된다.
종래의 초음파 센서를 활용한 거리 측정 장치는 센싱하는 거리 범위나 정확성에 한계가 있었다. 특히, 초음파 센서는 트랜스듀서의 물리적인 진동을 이용하는 것이기 때문에, 트랜스듀서를 한 번 송신한 후에는 트랜스듀서의 물리적인 진동이 멈출 때까지 기다린 후에야 수신되는 반향인지 여부를 정확하게 확인할 수가 있다. 따라서, 초음파 센서를 활용한 근거리 측정에는 한계가 있었다.
그러나, 기존 초음파 센서의 센싱 범위나 정확성의 한계를 뛰어넘는 다양한 응용 분야에 대한 수요들이 점차 높아짐에 따라 초음파 센서를 활용한 거리를 측정하는 기존 시스템들의 개선이 절실하게 되었다. 예컨대, 좁은 주차 공간에서 보다 효율적인 주차를 위해 현재보다 더 짧은 거리를 센싱할 수 있어야 하는 등 다양한 이유에서 기존 초음파 센서의 센싱 범위의 확장과 정확성의 향상이 필요하게 되었다.
특허 등록 번호 US9047782 (2015.06.02)
본 발명은 상술한 기술적 문제에 대응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 것으로, 초음파 센서의 승압회로(Charge Pump)를 구성하여 트랜스포머(Transformer)를 대신하여 동작할 수 있게 구성하였다. 그리하여, 트랜스듀서 동작을 반도체 내부 승압회로(Charge pump)로 직접 구동할 수 있는 초음파 센서 장치 및 초음파 센서 장치 제어 방법을 제공하는데 있다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 상변화물질의 응고발열을 컨트롤 하여, 응고발열 시작온도를 다변적으로 시험하고, 발열성능을 개선하는 발열 에너지 교환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서 장치는, 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 1 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 1 초음파 센서; 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 2 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 2 초음파 센서; 및 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서와 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서에 구동 신호를 인가하는 구동부; 및 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 1 초음파 센서로부터 제 1 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서로 설정하고, 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 2 초음파 센서로부터 제 2 특성 신호를 인가 받아 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부로 공급되는 공급 전원의 안정화를 가져와 출력 저하를 방지하기 위한 캐패시터; 및 상기 캐패시터를 지난 전압을 인가 받아 상기 제 1 초음파 센서로 출력되는 회로 전압을 제어하는 트랜스포머;를 포함하고, 상기 제 2 초음파 센서는, 초음파 센서의 트랜스듀서 동작을 반도체 내부 승압회로로 직접 구동하기 위한 차지 펌프;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 초음파 센서는, 센서구동부에서 전압을 구동하여 장거리 센서로 구동하는 장거리 센서 구동 회로;를 포함하고, 상기 제 2 초음파 센서는, 센서구동부에서 V/I컨버터를 구동하여 단거리 센서로 구동하는 단거리 센서 구동회로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 초음파 센서와 상기 제 2 초음파 센서에서 수신된 펄스의 크기를 비교하는 펄스 비교부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서 특성 설정부에서 설정된 상기 장거리 센서와 상기 단거리 센서에 따라 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서를 장거리 모드 또는 단거리 모드로 설정하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서 장치 제어 방법은, 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서에 구동 신호를 인가하는 구동 신호 인가 단계; 및 상기 구동 신호 인가 단계에서 구동된 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서로부터 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서 또는 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 인가 단계 이후에, 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서가 초기 송신 펄스를 방출하는 펄스 방출 단계; 및 상기 제 1 초음파 센서 또는 상기 제 2 초음파 센서에서 인가 받은 상기 제 1 특성 신호와 상기 제 2 특성 신호의 유무를 비교하는 펄스 비교 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 인가 단계 이후에, 상기 펄스 방출 단계에서 방출되어 반사된 신호를 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서에서 수신하는 펄스 수신 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 특성 설정 단계는, 상기 제 1 초음파 센서 또는 상기 제 2 초음파 센서에서 인가 받은 상기 제 1 특성 신호와 상기 제 2 특성 신호의 유무를 비교하여 트랜스포머 유무 판단하는 것일 수 있다.
또한, 상기 센서 특성 설정 단계 이후에, 상기 장거리 센서 또는 상기 단거리 센서로 설정된 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서를 각각 제어하는 제어 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어단계는, 상기 센서 특성 설정 단계에서 설정된 상기 장거리 센서에 전압을 구동하는 장거리 모드 전환 단계; 및 상기 센서 특성 설정 단계에서 설정된 상기 단거리 센서에 V/I컨버터를 구동하여 전압을 직접 구동할 수 있는 단거리 모드 전환 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단일 반도체로 외부 트랜스포머의 인식을 통하여 장거리 구동 또는 단거리 구동을 동시에 지원할 수 있다. 초기 송신 펄스를 인가하여 반사된 신호의 유무를 통하여 트랜스포머의 유무를 판단하여 트랜스포머의 유무에 따라 신호회로를 제어하여, 장거리 감지 또는 단거리 감지를 가증하게 할 수 있다. 그리하여, 차량내에 장거리 감지 또는 단거리 감지를 통합하여 수행하는 센서의 개발이 가능하며, 자동으로 감지 거리를 설정하여 조립라인의 일원화를 유지하여 기존의 생산라인에서 생산이 가능하며, 저전압 구동시 외장소자의 감소로 인하여 원가 절감 및 생산성이 증가 되는 효과를 가지고 있으며, 근거리 감지 성능을 개선하고, 장착위치를 자동인식하고, 반도체 내구성을 강화시키는 효과를 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도1의 초음파 센서를 나타내는 도면이다.
도 3은 도1의 제 1 초음파 센서를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도1의 제 2 초음파 센서를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서 장치 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파 센서 장치 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 장치(1000)를 나타내는 도면이고, 도 2는 도1의 초음파 센서를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 구성에 대하여 설명한 후, 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서 장치(1000)는, 제 1 초음파 센서(100), 제 2 초음파 센서(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 초음파 센서 장치(1000)는, 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 1 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 1 초음파 센서(100)와 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 2 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 2 초음파 센서(200) 및 상기 제 1 초음파 센서(100) 및 상기 제 2 초음파 센서(200)와 전기적으로 연결되는 제어부(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(300)는, 상기 제 1 초음파 센서(100) 및 상기 제 2 초음파 센서(200)에 구동 신호를 인가하는 구동부(310) 및 상기 구동부(310)에 의해 구동된 상기 제 1 초음파 센서(100)로부터 제 1 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서로 설정하고, 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 2 초음파 센서(200)로부터 제 2 특성 신호를 인가 받아 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정부(320)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 제 1 초음파 센서(100)와 상기 제 2 초음파 센서(200)에서 수신된 펄스의 크기를 비교하는 펄스 비교부(330)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 초음파 센서(100)와 상기 제 2 초음파 센서(200)에서 수신된 펄스는 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성 신호로 나타날 수 있으며, 이외에도, 펄스가 발생되지 않거나 미약하여 특성 신호로 나타나지 않을 수도 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 센서 특성 설정부(320)에서 설정된 상기 장거리 센서와 상기 단거리 센서에 따라 상기 제 1 초음파 센서(100) 및 상기 제 2 초음파 센서(200)를 장거리 모드 또는 단거리 모드로 설정하는 것일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)는 트랜스듀서(T, transducer)를 포함한다. 이 경우, 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)는 상기 제어부(300)의 구동부(310)로부터 수신한 송신 펄스에 따라 트랜스듀서를 진동시켜서 초음파를 송신한다. 그 후, 물체에서 반사되어 나오는 초음파의 반향(echo)이 다시 트랜스듀서(T)를 진동시키면, 트랜스듀서(T)가 물체의 진동을 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 통상적으로, 초음파의 송수신은 시간적으로 송신구간 및 수신구간으로 분리되고, 송/수신이 순차적, 반복적으로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 센서구동부(200)는 전압구동부(121), 증폭부, 아날로그-디지털 변환기(ADC), 신호처리부 및 센서제어부(110)를 포함하며, 상술한 초음파 센서의 트랜스듀서(T)를 통한 초음파의 송수신을 제어하고, 수신된 초음파 반향을 분석하여 외부물체와의 거리를 산출한다.
상기 구동부는 송신 펄스를 트랜스듀서(T)에 제공하여 트랜스듀서(T)를 진동시켜 초음파를 송신한다. 초음파 센서는 송신된 초음파에 대한 반향을 수신하는 전기적 신호로 변환한다. 증폭기는 상기 수신된 초음파 반향에 대한 전기적 신호를 증폭한다. 전압구동부(121)는 송신된 초음파와 수신된 초음파 반향의 수신 감도를 고려하여 초음파 센서의 트랜스듀서의 공진 주파수와 반공진 주파수의 사이의 값으로 트랜스듀서가 진동할 수 있도록 송신 펄스를 출력할 수 있다.
상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 증폭부에서 증폭된 신호를 디지털로 변환하여, 상기 신호처리부에 전달할 수 있다. 또한, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의하여 디지털 신호로 변환된 신호가 상기 센서제어부(110)에도 디지털 원신호로서 입력된다.
상기 신호처리부는 초음파 반향에 대한 전기적 신호의 잡음을 제거하고, 포락선을 추출하는 등 상기 센서제어부(110)에서 분석가능한 신호로 변환/처리하기 위한 모듈이다. 예를 들어, 각종 디지털 필터 등을 통하여 송신 주파수를 중심으로 일정 범위의 주파수 만을 걸러내는 대역 통과 필터, 대역 통과 필터를 거친 신호에서 포락선(envelope)을 추출하는 포락선 추출기, 추출된 포락선 신호의 노이즈를 추출하는 저대역 통과 필터 등을 포함할 수 있다.
상기 센서제어부(110)는 위상/주파수 변화 검출부(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 포락선 추출 처리된 디지털 신호를 분석하여 외부 물체와의 거리를 출력할 수 있다.
도 3은 도1의 제 1 초음파 센서(100)를 나타내는 회로도이고, 도 4는 도1의 제 2 초음파 센서(200)를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 초음파 센서(100)는, 상기 구동부(310)로 공급되는 공급 전원의 안정화를 가져와 출력 저하를 방지하기 위한 캐패시터(140) 및 상기 캐패시터(140)를 지난 전압을 인가 받아 상기 제 1 초음파 센서(100)로 출력되는 회로 전압을 제어하는 트랜스포머(150)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 제 1 초음파 센서(100)는, 센서구동부(120)의 전압구동부(121)에서 전압을 구동하여 장거리 센서로 구동하는 장거리 센서 구동 회로(130)를 통하여 트랜스듀서(T)에 펄스를 인가 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제 2 초음파 센서(200)는, 초음파 센서의 트랜스듀서(T) 동작을 반도체(S) 내부 승압회로로 직접 구동하기 위한 차지 펌프(223)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제 2 초음파 센서(200)는, 센서구동부(220)에서 V/I컨버터(222)를 구동하여 단거리 센서로 구동하는 단거리 센서 구동회로(230)를 통하여 트랜스듀서(T)에 펄스를 인가할 수 있다.
상기 제 1 초음파 센서(100)와 상기 제 2 초음파 센서(200)의 펄스를 인가하는 방법은 상기 제어부(300)의 상기 센서 특성 설정부(320)에서 설정하여 제어 할 수 있으며, 이에 대해서는 후술될 초음파 센서 장치 제어 방법에서 상세히 설명할 것이다.
상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)는 상기 제어부(300)에서 제어하는 센서로서 서로 동일한 반도체(S)를 사용할 수 있다.
그리하여, 자동으로 감기 거리 설정을 통하여 차량내 장거리 감지 또는 단거리 감지하는 기술을 사용하여 기존의 사용하던 조립라인을 사용할 수 있으며, 단거리 감지 반도체 또는 장거리 감지 반도체를 별도로 제작할 필요가 없어 생산성을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서 장치 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파 센서 장치 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 초음파 센서 장치 제어 방법은, 구동 신호 인가 단계(S10) 및 센서 특성 설정 단계(S20)를 포함할 수 있다.
또한, 펄스 방출 단계(S30), 펄스 수신 단계(S40), 펄스 비교 단계(S50) 및 제어 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 제 1 초음파 센서(100) 또는 제 2 초음파 센서(200)에 구동 신호를 인가하는 구동 신호 인가 단계(S10), 제 1 초음파 센서(100) 또는 제 2 초음파 센서(200)가 초기 송신 펄스를 방출하는 펄스 방출 단계(S30), 상기 펄스 방출 단계(S30)에서 방출되어 반사된 신호를 제 1 초음파 센서(100) 또는 제 2 초음파 센서(200)에서 수신하는 펄스 수신 단계(S40), 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)에서 인가 받은 상기 제 1 특성 신호와 상기 제 2 특성 신호의 유무를 비교하는 펄스 비교 단계(S50), 상기 구동 신호 인가 단계(S10)에서 구동된 제 1 초음파 센서(100) 또는 제 2 초음파 센서(200)로부터 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서 또는 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정 단계(S20) 및 상기 장거리 센서 또는 상기 단거리 센서로 설정된 상기 제 1 초음파 센서(100) 및 상기 제 2 초음파 센서(200)를 각각 제어하는 제어 단계(S70)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 구동 신호 인가 단계(S10)에서 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)에 구동 신호를 인가한 후에, 상기 펄스 방출 단계(S30)에서 송신 펄스를 방출하여, 방출되어 반사된 신호를 상기 펄스 수신 단계(S40)에서 수신 할 수 있다.
이어서, 상기 펄스 비교 단계(S50)에서는 상기 펄스 수신 단계(S40)에서 수신된 신호를 감지하여 반사된 신호인 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성신호의 유무를 확인 또는 비교할 수 있다.
그리하여, 상기 센서 특성 설정 단계(S20)에서, 수신된 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성 신호의 유무 또는 크기를 비교하여, 상기 제 1 초음파 센서(100)와 상기 제 2 초음파 센서(200)에 트랜스포머의 유무를 판단할 수 있다.
상기 센서 특성 설정 단계(S20)에서 트랜스포머의 유무에 따라, 상기 제어 단계(S70)는 장거리 모드 전환 단계(S71) 또는 단거리 모드 전환 단계(S72)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 펄스 비교 단계(S50)에서 상기 제 1 특성 신호 또는 상기 제 2 특성신호의 유무 또는 크기를 비교하여, 상기 센서 특성 설정 단계(S20)에서 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)에 트랜스포머가 인식되었을 경우에는, 장거리 센서에 대응하는 전압을 구동하여 장거리 모드로 전환될 수 있다.
반면에, 상기 펄스 비교 단계(S50)에서 상기 제 1 특성 신호 또는 상기 제 2 특성신호의 유무 또는 크기를 비교하여, 상기 센서 특성 설정 단계(S20)에서 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)에 트랜스포머가 인식되지 않았을 경우에는, 단거리 센서에 차지 펌프(223)를 구동하여 전압을 직접 구동할 수 있는 단거리 모드로 전환될 수 있다.
그리하여, 장거리 모드 또는 단거리 모드로 전환된 상기 제 1 초음파 센서(100) 또는 상기 제 2 초음파 센서(200)는 각각의 위치에서 거리감지 모드 기능을 수행할 수 있다.
일예로, 차량의 임의로 지정된 전방의 일측에 트랜스포머를 포함하고 있는 제 1 초음파 센서(100)를 장착하고 측방의 중앙에 트랜스포머를 포함하지 않은 제 2 초음파 센서(200)를 장착하여, 차량에 장착된 제어부(300)에서 상기 제 1 초음파 센서(100) 및 상기 제 2 초음파 센서(200)에 임의의 전압을 인가하여 펄스를 방출 하도록 제어할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 초음파 센서(100)는 전압구동부(121)를 통하여 트랜스포머를 거쳐 펄스를 방출하여 상기 제 1 초음파 센서(100)는 반사된 펄스를 수신하고, 상기 제 2 초음파 센서(200)는 트랜스포머를 거치지 않아 펄스를 방출하지 않아 상기 제 2 초음파 센서(200)는 반사되는 펄스가 없거나 약하여 수신된 펄스가 없거나 약할 수 있다.
그리하여, 상기 제어부(300)의 센서 특성 설정부(320)에서 상기 제 1 초음파 센서(100)는 트랜스포머를 인식하여, 상기 제어부(300)에서는 상기 제 1 초음파 센서(100)를 장거리 모드로 설정하여 상기 전압구동부(121)을 사용하도록 제어하는 것이다.
또한, 상기 제 2 초음파 센서(200)는 트랜스포머를 미인식하거나 수신된 펄스가 약하여 트랜스포머가 미인식된다고 판단하여, 상기 제어부(300)에서는 상기 제 2 초음파 센서(200)를 단거리 모드로 설정하여 차지 펌프(223)를 사용하도록 제어하는 것이다.
그리하여, 상기 제 1 초음파 센서(100)는 초기 펄스 인가 이후에는 지속적으로 장거리 모드로 사용되고, 상기 제 2 초음파 센서(200)는 초기 펄스 인가 이후에는 지속적으로 단거리 모드로 사용될 수 있는 것이다.
이로써, 제 2 초음파 센서(200)에는 캐패시터 또는 트랜스포머가 없이 단거리 모드로 동작이 가능하여 근거리 감지 성능을 개선할 수 있으며, 초음파 센서를 제조하는데 있어서 원가절감의 효과를 가질 수 있고, 캐패시터 또는 트랜스포머의 회로를 구성하는데 있어서 생산시간이 짧아져 생산성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 제 1 초음파 센서
110 : 센서수신부
120 : 센서구동부
121 : 전압구동부
122 : V/I컨버터
130 : 장거리 센서 구동 회로
140 : 캐패시터
150 : 트랜스포머
200 : 제 2 초음파 센서
210 : 센서수신부
220 : 센서구동부
221 : 전압구동부
222 : V/I컨버터
223 : 차지펌프
230 : 단거리 센서 구동 회로
300 : 제어부
310 : 구동부
320 : 센서 특성 설정부
330 : 펄스 비교부

Claims (11)

  1. 초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 1 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 1 초음파 센서;
    초음파를 송신하고, 상기 초음파에 대한 반향을 수신하며, 제 2 전압으로 구동되는 적어도 하나의 제 2 초음파 센서; 및
    상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서와 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서에 구동 신호를 인가하는 구동부; 및
    상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 1 초음파 센서로부터 제 1 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서로 설정하고, 상기 구동부에 의해 구동된 상기 제 2 초음파 센서로부터 제 2 특성 신호를 인가 받아 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정부;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 초음파 센서는,
    상기 구동부로 공급되는 공급 전원의 안정화를 가져와 출력 저하를 방지하기 위한 캐패시터; 및
    상기 캐패시터를 지난 전압을 인가 받아 상기 제 1 초음파 센서로 출력되는 회로 전압을 제어하는 트랜스포머;
    를 포함하고
    상기 제 2 초음파 센서는,
    초음파 센서의 트랜스듀서 동작을 반도체 내부 승압회로로 직접 구동하기 위한 차지 펌프;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 초음파 센서는,
    전압을 구동하고 V/I 컨버터를 동작하여 전류를 구동하여 장거리 센서로 구동하는 장거리 센서 구동 회로;
    를 포함하고,
    상기 제 2 초음파 센서는,
    상기 제 2 초음파 센서에 전압을 직접 구동하여 단거리 센서로 구동하는 단거리 센서 구동회로;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 초음파 센서와 상기 제 2 초음파 센서에서 수신된 펄스의 크기를 비교하는 펄스 비교부;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서 특성 설정부에서 설정된 상기 장거리 센서와 상기 단거리 센서에 따라 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서를 장거리 모드 또는 단거리 모드로 설정하는 것인, 초음파 센서 장치.
  6. 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서에 구동 신호를 인가하는 구동 신호 인가 단계; 및
    상기 구동 신호 인가 단계에서 구동된 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서로부터 제 1 특성 신호 또는 제 2 특성 신호를 인가 받아 장거리 센서 또는 단거리 센서로 설정하는 센서 특성 설정 단계;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 신호 인가 단계 이후에,
    제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서가 초기 송신 펄스를 방출하는 펄스 방출 단계; 및
    상기 제 1 초음파 센서 또는 상기 제 2 초음파 센서에서 인가 받은 상기 제 1 특성 신호와 상기 제 2 특성 신호의 크기를 비교하는 펄스 비교 단계;
    를 더 포함하는, 초음파 센서 장치 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 구동 신호 인가 단계 이후에,
    상기 펄스 방출 단계에서 방출되어 반사된 신호를 제 1 초음파 센서 또는 제 2 초음파 센서에서 수신하는 펄스 수신 단계;
    를 더 포함하는, 초음파 센서 장치 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센서 특성 설정 단계는,
    상기 제 1 초음파 센서 또는 상기 제 2 초음파 센서에서 인가 받은 상기 제 1 특성 신호와 상기 제 2 특성 신호의 크기를 비교하여 트랜스포머 유무 판단하는 것인, 초음파 센서 장치 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 센서 특성 설정 단계 이후에,
    상기 장거리 센서 또는 상기 단거리 센서로 설정된 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 제 2 초음파 센서를 각각 제어하는 제어 단계;
    를 더 포함하는, 초음파 센서 장치 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 센서 특성 설정 단계에서 설정된 상기 장거리 센서에 전압을 구동하고 V/I 컨버터를 동작하여 전류를 구동하는 장거리 모드 전환 단계; 및
    상기 센서 특성 설정 단계에서 설정된 상기 단거리 센서에 직접 구동 회로를 통하여 전압을 직접 구동할 수 있는 단거리 모드 전환 단계;
    를 포함하는, 초음파 센서 장치 제어 방법.
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