KR20190000995A - Dust detecting device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특정 영역을 분할하여 복수 개의 수광부를 배치하여 유로, 유속 제어부 없이 먼지 검출이 가능한 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 기술이다.The present invention relates to a dust detection device and a control method thereof, and relates to a dust detection device and a control method thereof, which can detect dust without a flow path and a flow rate control portion by dividing a specific region and arranging a plurality of light receiving portions.
최근 산업이 발전함에 따라 먼지, 미세 먼지를 감지하는 일은 매우 중요하게 되었다. 먼지 센서는 공기 청정기, 실내 및 실외 공기질 감지 기기 및 자동차 배기 가스의 매연 감지기 및 진공 청소기 내의 먼지를 감지하고나 물 속에 부유된 부유먼지(탁도) 등을 김지하여 전기적 신호를 출력하는 센서이다. 즉, 먼지 센서는 먼지에 의해 산란되는 빛의 양을 검출하여 먼지의 양 또는 농도를 감지하는 센서이다. As the industry develops, it becomes very important to detect dust and fine dust. The dust sensor is a sensor that senses dust in an air purifier, an indoor and outdoor air quality sensor, a smoke detector of an automobile exhaust, and a vacuum cleaner, and fills up suspended dust (turbidity) floating in water to output an electrical signal. That is, the dust sensor detects the amount of light scattered by dust, and detects the amount or concentration of dust.
종래의 기술에서는, 먼지 센서를 제작할 때, 단일 발광부와 단일 수광부를 구비하고, 특정 공간 안에 있는 먼지를 센싱하기 위하여, 팬, 유로를 형성하고, 유속 제어부가 필수적으로 필요하였다. 그러나, 이러한 필수적 구성 요소 때문에 먼지 센서의 크기를 소형화하기 어렵고, 디자인 형태가 제한되어서, 사용자가 불편함을 느끼는 문제점이 있었다. Conventionally, when a dust sensor is manufactured, a fan, a flow path, and a flow rate control section are indispensably required in order to sense a dust in a specific space with a single light emitting section and a single light receiving section. However, due to these essential components, it is difficult to miniaturize the size of the dust sensor, the design form is limited, and there is a problem that the user feels inconvenience.
본 발명의 일 실시 예는, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a dust detecting device and a method of controlling the dust detecting device capable of dividing a space by disposing a plurality of light receiving portions in a specific region and performing dust sensing for each divided space.
본 발명의 다른 일 실시 예는, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거하여 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a dust detecting device capable of precisely detecting dust by removing signals other than output signals corresponding to dust and a control method thereof.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another embodiment of the present invention is to provide a dust detecting device and a control method thereof that can actively sense dust by adjusting a supply period of a transmission signal based on power consumption and dust concentration.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a dust detecting device and a control method thereof that can save space by disposing a transmitter and a receiver in one body.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어 별로 먼지를 센싱할 수 있는 먼지 검출 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a dust detecting device capable of setting a three-dimensional space based on a two-dimensional array and dividing a set three-dimensional space into respective layers, The purpose is to provide.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described technical problems and other technical problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .
본 발명의 일 실시 예에 따른, 먼지 검출 디바이스는, 광원을 포함하는 발광부; 및 상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되, 상기 수광부는 수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부를 포함하되 상기 제어부는 상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다. According to an embodiment of the present invention, a dust detecting device includes: a light emitting portion including a light source; And a plurality of light-receiving units that receive scattered light scattered by the dust and are disposed in a specific region, wherein the light-receiving unit includes a light-receiving sensor that converts the received scattered light into an electric signal; And a control unit for checking the light amount of the scattered light according to an output magnitude of the converted electric signal and controlling an output of the light receiving sensor based on the detected light amount, And outputs the output signal based on the output of
본 발명의 다른 실시 예에 따른, 먼지 검출 디바이스의 제어 방법은, 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하는 단계; 수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 단계; 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하는 단계; 확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 단계; 및 상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of controlling a dust detection device, comprising: receiving scattered light scattered by dust in a light output from a light source; Converting the received scattered light into an electrical signal; Confirming a light amount of the scattered light according to an output magnitude of the converted electric signal; Controlling an output of the light receiving sensor based on the light amount detected; And outputting an output signal based on an output of each light receiving sensor corresponding to the specific area.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있어서, 먼지 센서의 크기를 줄일 수 있고 먼지 센서의 유지 보수가 용이하므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of light-receiving units can be disposed in a specific area to distinguish a space, and dust sensing can be performed for each divided space, thereby reducing the size of the dust sensor and facilitating maintenance of the dust sensor The user convenience can be improved.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거할 수 있어서, 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있고, 정확도를 높일 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a signal other than the output signal corresponding to the dust can be removed, so that the dust sensing can be precisely performed and the accuracy can be improved, so that the user convenience can be improved.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, since dust can be actively sensed by adjusting the supply period of the transmission signal based on power consumption and dust concentration, user convenience can be improved.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, space can be saved by disposing the transmitter and the receiver in one body, thereby improving user convenience.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어 별로 먼지를 센싱할 수 있어서, 먼지원을 확인할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a three-dimensional space can be set based on a two-dimensional array, a set three-dimensional space can be divided into respective layers, and dust can be sensed for each layer, The user convenience can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종래 기술에 따른 먼지 센서를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 영역을 분할하여 먼지를 센싱하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지에 대응하는 수신 신호 이외의 수신 신호를 제거하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호의 공급 주기, 측정 시간 등을 조절하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 하나의 바디로 배치하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어 별로 먼지 농도를 검출하고, 먼지원을 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 크기와 먼지 이동 거리를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스를 구현한 것을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 일 실시 예를 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method of controlling a dust detection device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a conventional dust sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating dust sensing by dividing a specific region according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a light emitting unit and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating removal of a received signal other than a received signal corresponding to dust according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating adjustment of a supply period, a measurement time, and the like of a transmission signal according to an embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating the arrangement of the light emitting unit and the light receiving unit according to one embodiment of the present invention in one body.
FIG. 9 is a diagram illustrating the detection of the dust concentration and the dust source for each layer according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a dust size and a dust moving distance according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing an embodiment of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing an embodiment of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼지 검출 디바이스(10)는 수광부(100)와 발광부(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
발광부(200)는 광원(210)을 포함한다. 광원은 LED 광원을 포함한다. The
수광부(100)는 광원(210)으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치된다. 수광부(100)는 복수의 수광부가 될 수 있다. 복수의 수광부(110)는 특정 영역에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치된다. 특정 영역은 도 4의 (a)에서 설명된다. The
수광부(100)는 수광센서(110), 제어부(120), 증폭부(130)를 포함한다. The
수광센서(110)는 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다. The
제어부(120)는 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 광량에 기초하여 수광센서(110)의 출력을 제어한다. The
제어부(120)는 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서(110)의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다. The
제어부(120)는 발광부(200)를 제어한다. 제어부(120)는 광원(210)의 출력을 제어한다. The
제어부(120)는 각각의 수광센서(110)의 출력을 평균하여 출력 신호를 출력한다. The
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거한다. The
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거한다. When the received light is not scattered light scattered by dust, the
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절한다. The
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절한다. The
제어부(120)는 특정 영역에 대응하는 2 차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고, 계산된 z 축 거리 정보, 2 차원 배열을 기초로 3 차원 공간을 설정하고, 설정된 3 차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어별로 구분한다. The
제어부(120)는 각각의 레이어별 먼지 농도를 검출하고, 검출된 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인한다. The
증폭부(130)는 수광센서의 출력을 증폭한다. The amplifying
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 제어 방법의 순서도이다. 먼지 검출 디바이스의 제어 방법은 제어부(120)에 의하여 수행된다. 2 is a flowchart of a method of controlling a dust detection device according to an embodiment of the present invention. The control method of the dust detecting device is performed by the
도 2를 참조하면, 먼저, 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신한다(S210).Referring to FIG. 2, first, light output from a light source receives scattered light scattered by dust (S210).
다음으로, 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다(S220). Next, the received scattered light is converted into an electric signal (S220).
이어, 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인한다(S230).Next, the light amount of the scattered light is checked according to the output size of the converted electric signal (S230).
확인된 광량에 기초하여 수광센서의 출력을 제어한다(S240). 광량이 큰 경우, 수광센서(110) 출력의 진폭은 높게 나타난다. 광량이 작은 경우, 수광센서(110) 출력의 진폭은 낮게 나타난다. The output of the light receiving sensor is controlled on the basis of the detected light amount (S240). When the light amount is large, the amplitude of the output of the
특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력한다(S250).And outputs an output signal based on the output of each light receiving sensor corresponding to the specific area (S250).
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종래 기술에 따른 먼지 센서를 도시한 도면이다.3 is a view showing a conventional dust sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼지 센서(30)는 발광부(310), 수광부(320), 히터(330), 출력부(340)를 포함한다. 3, the
발광부(310)는 발광부(310)는 광원을 포함한다. 광원은 광을 출력한다. The
수광부(320)는 광이 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광을 수신한다. The
히터(330)는 줄 발열에 의하여 상승 기류를 발생시키고, 먼지(400)를 포함한 공기를 상승시킨다. The
출력부(340)는 산란광의 광량에 대한 출력 신호를 출력한다. The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 영역을 분할하여 먼지를 센싱하는 것을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating dust sensing by dividing a specific region according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 도 4(a)에서, 복수의 수광부(100)는 특정 영역(60)에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, n = 4, m = 4 될 수 있다. Referring to Fig. 4, in Fig. 4 (a), a plurality of light receiving
즉, 하나의 발광부(200)가 있고, 특정 영역에 4 x 4 배열로 복수의 수광부 (100)가 배치된다. 즉, 특정 영역을 4 x 4 배열로 분할하여, 먼지 검출 디바이스(100)는 각 영역 별로 먼지를 센싱한다. 이러한 경우, 제어부(120)는 16 개의 영역에서 먼지를 센싱할 수 있다. That is, there is one
또한, 16 개의 영역으로 나누고, 각 영역마다 발광부(200), 수광부(100)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 발광부(200)는 16 개, 수광부(100)는 16 개가 될 수 있다. In addition, the
먼지는 특정 영역(60) 위에서 검출될 수 있다. 먼지는 큰 먼지(400-1), 작은 먼지(400-2)를 포함한다. The dust can be detected on the
도 4(b)를 참조하면, 특정 영역(60)의 각각의 영역 별로 수광센서(110)의 출력 신호를 도시하였다. Referring to FIG. 4 (b), the output signal of the
도 4(c)를 참조하면, 제어부(120)는 영역 별로 수광센서(110)의 출력을 평균값을 구하고, 출력 평균값을 출력한다. Referring to FIG. 4C, the
x 축은 물리량이 시간이고, y 축은 물리량이 수광센서의 출력이다. 그래프에서 y 값의 크기가 크면, 먼지의 크기가 크며 공기 오염도가 높은 것으로 파악할 수 있다. 또한, y 값의 크기가 작으면, 먼지의 크기가 작으며 공기 오염도가 낮은 것으로 파악할 수 있다. The physical quantity is the time on the x-axis and the physical quantity is the output of the light receiving sensor on the y-axis. If the value of y in the graph is large, it can be concluded that dust is large and air pollution is high. Also, if the value of y is small, the size of the dust is small and air pollution is low.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(160)는 특정 영역(60)을 16 개의 영역으로 구분하여, 수광센서(110)의 출력을 구할 수 있다. 16 개의 영역 중 수광센서(110)의 출력이 기설정된 기준값보다 작은 경우, 이러한 영역을 제외하고, 나머지 영역만으로, 수광센서(110)의 출력을 구하고, 그 출력값을 기초로 출력 평균값을 구할 수 있다. 나머지 영역에서는 수광센서(110)의 출력이 기설정된 기준값 이상이 된다. According to an embodiment of the present invention, the controller 160 may divide the
이러한 경우, 수광센서(110)의 출력값 중 의미 없는 부분을 제거함으로써, 제어부(120)의 연산 속도를 향상 시킬 수 있는 장점이 있다. In this case, there is an advantage that the operation speed of the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 도시한 도면이다.5 is a view illustrating a light emitting unit and a light receiving unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예는 수광부(100), 발광부(200), 유리창(300), 먼지(400), 제 1 광학부(510), 제 2 광학부(520)를 포함한다. One embodiment of the present invention includes a
발광부(200)는 광원을 포함하고, 광원은 광을 출력한다. 광은 유리창(300)을 투과하고, 먼지(400)에 의하여 산란되어 산란광이 된다. The
여기서, 제 1 광학부(510)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라, 출력된 광의 방향을 변경할 수 있다. 제 1 광학부(510)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 출력된 광이 먼지(400)를 향하도록 광의 방향을 변경한다. Here, the first
제 2 광학부(520)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광의 방향을 변경할 수 있다. 제 2 광학부(520)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 산란광이 수광부(100)에 수신될 수 있도록, 산란광의 방향을 변경한다. The second
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 먼지 검출 디바이스(100)는 1 개의 발광부(200)와 복수 개의 수광부(100)로 구성될 수 있다. 발광부(200)는 광원(210)을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the
이러한 경우, 단일 광원이므로 발광부(200)의 추가 전력 소모를 방지할 수 있다. 왜냐하면, 먼지 센서 소비 전력의 대부분은 발광부(200)에 의해 발생되기 때문이다. In this case, since it is a single light source, it is possible to prevent additional power consumption of the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지에 대응하는 수신 신호 이외의 수신 신호를 제거하는 것을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating removal of a received signal other than a received signal corresponding to dust according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 도 6(a)에서, 발광부(200)는 광원을 포함하고, 광원은 광을 출력한다. 광은 먼지(400)에 의하여 산란되어 산란광이 된다. 제 1 광학부(310)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라, 출력된 광의 방향을 변경할 수 있다. 제 1 광학부(310)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 출력된 광이 먼지(400)를 향하도록 광의 방향을 변경한다.Referring to Fig. 6, in Fig. 6 (a), the
제 2 광학부(320)는 제어부(120)로부터의 명령에 따라 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광의 방향을 변경할 수 있다. 제 2 광학부(320)는 적어도 하나의 볼록 렌즈, 오목 렌즈 및 프리즘을 포함하고, 이를 적절히 조절하여, 산란광이 수광부(100)에 수신될 수 있도록, 산란광의 방향을 변경한다. The second
수광부(100)는 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광을 수신한다. The
수광센서(110)는 수신된 산란광을 전기 신호로 변환한다. The
제어부(120)는 변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 산란광의 광량을 확인하고, 확인된 광량에 기초하여 수광센서(110)의 출력을 제어한다. The
이 중 먼지에 의하여 산란광이 발생하기도 하지만, 먼지가 아닌 물체, 예를 들면 사람 손(500)가 같은 다른 물체에 의하여도 산란광이 발생한다. Among these, scattered light may be generated by dust, but scattered light may be generated by another object such as an object other than dust, for example, a
따라서, 먼지에 의한 산란광과 먼지가 아닌 다른 물체에 의한 산란광, 다른 잡광과의 구분이 필요하다. Therefore, it is necessary to distinguish from scattered light by dust, scattered light by other objects than dust, and other miscellaneous light.
도 6(b)에서, 첫번째 그림은 발광부(200)의 광 출력을 소정 주기의 송신 신호로 나타낸다. 6 (b), the first figure shows the light output of the
두번째 그림에서, 수광부(100)의 변환된 전기 출력을 수신 신호로 나타낼 수 있다. 제 1 수신 신호(40)는 먼지(400)에 의하여 발생한 산란광에 대응하고, 제 2 수신 신호(50)는 손(500)에 의하여 발생한 산란광에 대응한다. In the second figure, the converted electrical output of the
첫번째, 먼지에 의한 산란광이 아닌 경우, TOF 회로를 이용하여 이를 제거할 수 있다. First, if it is not scattered light by dust, it can be removed by using TOF circuit.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호(50)를 제거한다. The
TOF 방법에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다. TOF 방법의 핵심원리는 LED 광원에서 광을 출력할 때, 빠른 간격으로 점멸을 시키면서, 즉 모듈레이션(modulation)을 시키면서 출력하고 수광부(100)에서는 이 모듈레이션 간격과 동기화하여 리셉터들을 활성화시키는 것이다. The TOF method will be briefly described as follows. The key principle of the TOF method is that light is output from the LED light source while rapidly blinking, that is, while modulating, and the
여기서, LED 광원을 켜는 동안을 in phase라 부르고, LED 광원을 끄는 동안은 out phase 라 부른다. 즉, LED 광원을 켜는 동안에는 in phase receptor 들만을 활성화시키고, LED 광원을 끄는 동안에는 out phase receptor 들만을 활성화시킨다. Here, while turning on the LED light source, it is called in phase, while the LED light source is called out phase. That is, while the LED light source is turned on, only the in-phase receptors are activated, and while the LED light source is turned off, only the out-phase receptors are activated.
이와 같이 in phase receptor 들과 out phase receptor 들을 시간차를 두고 서로 다르게 활성화시키면 사물과의 거리에 따라서 수신되는 광량에 차이가 발생하게 된다. 즉, 이 광량의 차이, in phase receptor에 수신된 광량과 out phase receptor에 수신되는 광량의 차이를 비교하여 사물과의 거리를 측정하는 것이 TOF 방법의 기본 원리이다. When the in phase receptors and the out phase receptors are activated differently with a time difference, the amount of light received varies depending on the distance from the object. That is, it is a basic principle of the TOF method to measure the distance between the object and the difference between the amount of light received by the in-phase receptor and the amount of light received by the out-phase receptor.
따라서, 제 1 사물이 있고, 제 1 사물과 다른 제 2 사물이 있는 경우, 각각의 사물과의 거리에 따라서 수신되는 광량에 차이가 발생하게 된다. Accordingly, when there is a first object and there is a second object different from the first object, a difference occurs in the amount of received light depending on the distance from each object.
즉, 본 발명의 경우, 먼지(400)에 의한 산란광의 광량과 손(500)에 의한 산란광의 광량은 다르다. That is, in the case of the present invention, the amount of scattered light by the
따라서, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)을 제거한 경우, 출력 신호는 먼지에 의한 산란 광에 대응하는 출력 신호(40)만 나타낸다. Therefore, when the
예를 들어, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 TOF 회로를 적용하여 이를 제거한다. 구체적으로, TOF 회로는 밴드 패스 필터(Band pass filter)를 사용하여 구현할 수 있다. 밴드 패스 필터로 구현된 TOF 회로는 먼지(400)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(40)는 통과시키고, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 제거한다. For example, the
두번째, 먼지에 의한 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 이를 제거할 수 있다. Second, if it is not scattered by dust, it can be removed by using a switch circuit.
제어부(120)는 수신된 광이 먼지(400)에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 수신된 광에 대응하는 출력 신호(50)를 제거한다. If the received light is not scattered light scattered by the
예를 들어, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 스위치 회로를 적용하여 이를 제거한다. 구체적으로, 스위치 회로는 ON, OFF 기능을 이용하여 구현할 수 있다. 스위치 회로는 먼지(400)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(40)는 ON 시키고, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)는 OFF 시킨다. For example, the
따라서, 손(500)에 의한 산란광에 대응하는 출력 신호(50)을 제거한 경우, 출력 신호는 먼지에 의한 산란 광에 대응하는 출력 신호(40)만 나타낸다. Therefore, when the
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호의 공급 주기, 측정 시간 등을 조절하는 것을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating adjustment of a supply period, a measurement time, and the like of a transmission signal according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절한다. Referring to FIG. 7, the
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 빠르게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 빠르게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is higher than the predetermined reference power, the
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 느리게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 느리게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is lower than the reference power, the
예를 들어, 먼지 농도가 기설정된 기준 농도보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 빠르게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 빠르게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다. For example, when the dust concentration is higher than a preset reference concentration, the
예를 들어, 먼지 농도가 기설정된 기준 농도보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 공급 주기를 기설정된 기준 주기보다 느리게 설정할 수 있다. 송신 신호의 공급 주기를 기준 주기보다 느리게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다. For example, when the dust concentration is lower than the predetermined reference concentration, the
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 공급 주기를 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다. Accordingly, the
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절한다. The
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 측정 시간을 기설정된 기준 시간보다 길게 설정할 수 있다. 송신 신호의 측정 주기를 기준 시간보다 길게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is higher than a preset reference power, the
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 측정 시간을 기설정된 기준 시간보다 짧게 설정할 수 있다. 송신 신호의 측정 시간을 기준 시간보다 짧게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is lower than the reference power, the
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 측정 시간을 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다. Accordingly, the
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 샘플링 주기를 조절한다. The
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 샘플링 주기를 기설정된 기준 주기보다 길게 설정할 수 있다. 송신 신호의 샘플링 주기를 기준 주기보다 길게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is higher than a predetermined reference power, the
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 샘플링 주기를 기설정된 기준 주기보다 짧게 설정할 수 있다. 송신 신호의 샘플링 주기를 기준 주기보다 짧게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is lower than the reference power, the
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 샘플링 주기를 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다. Accordingly, the
제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 펄스 간격을 조절한다. The
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기설정된 기준 전력보다 높은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 펄스 간격을 기설정된 기준 간격보다 좁게 설정할 수 있다. 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 좁게 설정한 경우, 데이터 샘플수가 많아져서, 먼지 센서의 정확도를 향상 시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is higher than a preset reference power, the
예를 들어, 배터리의 소비 전력이 기준 전력보다 낮은 경우, 제어부(120)는 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 넓게 설정할 수 있다. 송신 신호의 펄스 간격을 기준 간격보다 넓게 설정한 경우, 데이터 샘플수를 감소시켜서, 먼지 센서의 정확도는 떨어뜨리나, 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다. For example, when the power consumption of the battery is lower than the reference power, the
따라서, 제어부(120)는 소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나를 기초로 하여 송신 신호의 펄스 간격을 현재 배터리 상황에 맞게 최적화되게 조절할 수 있다. Accordingly, the
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부, 수광부를 하나의 바디로 배치하는 것을 도시한 도면이다.8 is a view illustrating the arrangement of the light emitting unit and the light receiving unit according to one embodiment of the present invention in one body.
도 8을 참조하면, 도 8(a)에서, 종래 기술의 경우, 발광부(810), 와 수광부(820)가 분리되어 배치되고, 유로(830)와 유속 제어부가 필수적으로 있어야 한다. 따라서, 먼지 센서를 제작할 때 크기와 디자인 면에서 제한이 있는 문제점이 있었다. Referring to FIG. 8, in FIG. 8A, the
도 8(b)에서, 먼지 검출 디바이스(10)에서, 발광부(200)와 수광부(100)는 하나의 바디로 배치될 수 있다. 즉, 먼지 검출 디바이스(10)는 복수의 발광부(200)와 복수의 수광부(100)를 포함한다. 8 (b), in the
본원발명에 따르면, 내부의 먼지 유입 없이 먼지 농도를 센싱할 수 있어서 먼지 센서 내부 오염을 방지할 수 있다. 또한, 먼지 검출 디바이스(10)에 커버 글래스 적용이 가능하여, 청소할 때 용이한 장점이 있다. According to the present invention, the concentration of dust can be sensed without infiltration of dust therein, and contamination of the inside of the dust sensor can be prevented. Further, the cover glass can be applied to the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어 별로 먼지 농도를 검출하고, 먼지원을 확인하는 것을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the detection of the dust concentration and the dust source for each layer according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 도 9(a)에서, 즉, 특정 영역(60)을 n x m 배열로 분할하여, 제어부(120)는 각 영역 별로 먼지를 센싱한다.Referring to FIG. 9, in FIG. 9 (a), the
예를 들어, 제어부(120)는 특정 영역(60)을 x 축 과 y 축으로 4 x 4 배열로 분할하고, 센싱된 먼지를 2차원 신호 처리한다. 제어부(120)는 신호 처리 결과를 기초로 z 축 거리 정보를 생성한다. For example, the
구체적으로, 제어부(120)는 특정 영역(60)에 대응하는 2차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고, 계산된 z 축 거리 정보, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어별로 구분한다. 여기서, 2차원 배열은 4 x 4 배열이 될 수 있다. Specifically, the
도 9(b)에서, 3차원 공간은 제 1 레이어, 제 2 레이어, 제 3 레이어, 제 4 레이어로 구분될 수 있다. In FIG. 9 (b), the three-dimensional space may be divided into a first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer.
발광부(200)는 광을 출력한다. 출력된 광은 제 1 먼지(400-1), 제 2 먼지(400-2), 제 3 먼지(400-1)에 의하여 산란되고, 수광부(100)는 산란된 광을 수신한다. 제 1 먼지(400-1)는 제 2 레이어에 있고, 제 2 먼지(400-2)는 제 3 레이어에 있고, 제 3 먼지(400-3)는 제 4 레이어에 있다. The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각각의 레이어 별로 먼지 농도를 센싱하고, 먼지원을 확인할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the dust concentration can be sensed for each layer and the dust source can be confirmed.
제어부(120)는 각각의 레이어 별 먼지 농도를 검출하고, 검출된 상기 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인한다. The
예를 들어, 제 1 레이어의 먼지 농도는 제 1 농도이고, 제 2 레이어의 먼지 농도는 제 2 농도이고, 제 3 레이어의 먼지 농도는 제 3 농도이고, 제 4 레이어의 먼지 농도는 제 4 농도이다. For example, the dust concentration of the first layer is the first concentration, the dust concentration of the second layer is the second concentration, the dust concentration of the third layer is the third concentration, and the dust concentration of the fourth layer is the fourth concentration to be.
먼지 농도의 크기는 제 1 농도 < 제 2 농도 < 제 3 농도 < 제 4 농도가 될 수 있다. 즉, 제 1 농도가 가장 작고, 제 4 농도가 가장 크며, 제 2 농도는 제 1 농도보다 크고, 제 3 농도는 제 2 농도보다 크다. The magnitude of the dust concentration may be the first concentration <the second concentration <the third concentration <the fourth concentration. That is, the first concentration is the smallest, the fourth concentration is the largest, the second concentration is larger than the first concentration, and the third concentration is larger than the second concentration.
이러한 경우, 제어부(120)는 제 4 농도가 가장 크므로, 먼지원은 제 4 레이어에 있음을 확인할 수 있다. In this case, since the fourth density is largest in the
본 발명에 따르면, 2차원 배열 정보를 기초로 3차원 거리 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 먼지의 위치가 3차원 공간에서 어디에 있는지 확인할 수 있다. 또한, 먼지 농도를 기준으로, 먼지원의 위치를 확인할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to the present invention, three-dimensional distance information can be obtained based on two-dimensional array information. Thus, it is possible to confirm where the dust is located in the three-dimensional space. Further, since the position of the dust source can be confirmed on the basis of the dust concentration, user convenience can be improved.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 크기와 먼지 이동 거리를 도시한 도면이다.10 is a view showing a dust size and a dust moving distance according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 도 10(a)에서, 작은 먼지(400-1), 큰 먼지(400-2)가 있다. Referring to Fig. 10, there is a small dust 400-1 and a large dust 400-2 in Fig. 10 (a).
도 10(b)에서, 먼지가 존재할 때, 제어부(120)는 출력 신호를 생성한다. 먼지의 크기가 크면, 산란광의 광량도 크게 된다. 먼지의 크기가 작으면, 산란광의 광량도 작게 된다. 따라서, 먼지의 크기와 산란광의 광량은 비례관계에 있다. 10 (b), when dust is present, the
제어부(120)는 광량을 기초로 출력 신호의 높이 및 너비를 조절한다. 먼지 크기가 큰 먼지(400-2)인 경우, 광량은 크게 되며, 출력 신호의 높이가 높고, 출력 신호의 너비가 길다. 먼지 크기가 작은 먼지(400-1)인 경우, 광량은 작게 되며, 출력 신호는 높이가 낮고, 너비가 좁다. The
도 10(a)에서, 먼지의 움직임에 따라서, 먼지 이동 속도가 달라진다. In Fig. 10 (a), the dust moving speed changes depending on the movement of the dust.
예를 들어, 먼지가 큰 먼지(400-2)인 경우, 먼지 이동 속도가 느리다. 먼지가 작은 먼지(400-1)인 경우, 먼지 이동 속도가 빠르다. For example, when the dust is a large dust 400-2, the dust moving speed is slow. When the dust is a small dust 400-1, the dust moving speed is fast.
제어부(120)는 먼지 이동 속도를 센싱하고, 센싱된 먼지 이동 속도 및 센서 출력을 기초로 먼지 크기를 계산한다. The
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스를 구현한 것을 도시한 도면이다.11 is a view showing an embodiment of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 도 11(a)에서, 특정 영역(60)에서, 먼지 검출 디바이스(10)는 4 x 4 배열로 배치될 수 있다. 4 x 4 배열에서, 제 1 영역 x = 1, y = 4 인 경우, 제 1 먼지(400-1)가 위치할 수 있다. 제 2 영역 x = 2, y = 3 인 경우, 제 2 먼지(400-2)가 위치할 수 있다. 제 3 영역 x = 1, y = 2 인 경우, 제 3 먼지(400-3)가 위치할 수 있다. Referring to Fig. 11, in Fig. 11 (a), in the
즉, 먼지 검출 디바이스(10)는 수광부(100)와 발광부(200)를 포함하고, 16 개의 먼지 검출 디바이스(10)가 특정 영역(60)에서 영역 별로 4 x 4 배열로 배치될 수 있다. That is, the
도 11(b)에서, 제 1 먼지(400-1)의 경우, 먼지 검출 디바이스(10)는 발광부(200), 수광부(100), 볼록 렌즈(300)를 포함한다. 발광부(200)와 수광부(100)는 일체형으로 구성된다. 발광부(200)는 원형이고, 수광부(100)는 원형의 발광부(200)를 감싸는 형태의 원형으로 구성될 수 있다. 11 (b), the
발광부(200)에서 출력된 광은 볼록 렌즈(300)를 통과하여, 제 1 먼지(400-1)에 의하여 산란되어 산란광이 된다. 산란된 수신광은 볼록 렌즈(300)를 통과하고, 수광부(100)는 산란된 수신광을 수신한다. The light output from the
볼록 렌즈(300)의 경우, 빛을 가운데로 모으는 역할을 한다. 따라서, 제 1 영역에서 제 1 먼지(400-1)에 의하여 산란된 산란광은 다른 영역의 수광부(100)에 영향을 주지 않는다. 따라서, 먼지 검출 디바이스를 설계할 때, 도 11(b)와 같이 설계하면, 특정 영역에서 산란된 산란광이 다른 영역의 수광부에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 즉, 특정 영역과 다른 영역 사이에서 간섭 현상이 생기는 것을 방지할 수 있다. In the case of the
제 2 먼지(400-2), 제 3 먼지(400-3)의 경우도, 제 1 먼지(400-1)의 경우와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. Since the second dust 400-2 and the third dust 400-3 are the same as those of the first dust 400-1, detailed description thereof will be omitted.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 검출 디바이스의 일 실시 예를 도시한 도면이다.12 is a view showing an embodiment of a dust detecting device according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 특정 공간의 내부와 외부가 존재하고, 내부와 외부 사이에 유리창(300)이 존재할 수 있다. 내부에는 먼지 검출 디바이스(10)가 존재하고, 외부에는 먼지(400)가 존재한다. Referring to FIG. 12, there is a specific space inside and outside, and a
종래 기술에 따르면, 반드시 먼지 센서를 외부에 설치하여야 하는 설치 상의 문제점이 있었다. 예를 들어, 외부에 유독 물질, 위험 물질 농도가 높은 경우, 먼지 센서를 설치할 때 위험도가 높아지는 문제가 있었다. According to the related art, there has been a problem in installation that the dust sensor must be installed outside. For example, there is a problem that when a toxic substance or a dangerous substance concentration is high on the outside, a risk becomes high when a dust sensor is installed.
본 발명에 따르면, 외부와 내부 사이에 유리창(300)이 있고, 유리창(300)을 기준으로 외부와 내부가 분리되며, 외부에 위험 물질이 있더라도, 먼지 검출 디바이스를 내부에 설치할 수 있으므로, 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, since there is a glass window (300) between the outside and the inside, the outside and inside are separated based on the glass window (300) There is an advantage that it can be secured.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량 실내에 먼지 검출 디바이스(10)를 부착할 수 있다. 먼지 검출 디바이스(10)는 먼지 센서를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, the
이러한 경우, 먼지 검출 디바이스(10)는 차량 외부와 차량 내부의 먼지 농도를 측정할 수 있다. 차량 외부의 먼지 농도를 측정하는 경우는 발광부와 수광부를 외부 방향으로 향하도록 배치한다. In this case, the
차량 내부의 먼지 농도를 측정하는 경우는, 발광부와 수광부를 내부 방향으로 향하게 배치한다. 즉, 발광부의 광원이 차량 내부 방향으로 광을 출력하면, 차량 내부의 먼지(미도시)에 의하여 광이 산란되고, 수광부가 산란된 산란광을 수신한다. In the case of measuring the dust concentration inside the vehicle, the light emitting portion and the light receiving portion are disposed so as to face inward. That is, when the light source of the light emitting unit outputs light toward the vehicle interior, light is scattered by dust (not shown) inside the vehicle, and the light receiving unit receives scattered scattered light.
본 발명에 따르면, 광의 출력 방향에 따라서, 차량 내부의 먼지 오염도 및 차량 외부의 먼지 오염도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 광의 출력 방향은 차량 외부 방향, 차량 내부 방향이 모두 될 수 있다. According to the present invention, it is possible to measure at least one of the dust pollution degree inside the vehicle and the dust pollution degree outside the vehicle according to the output direction of light. The output direction of the light may be both the vehicle exterior direction and the vehicle interior direction.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 발광부는 제 1 광원과 제 2 광원을 포함한다. 제 1 광원은 광을 출력하고, 제 2 광원은 제 1 광원과 다른 방향의 광을 출력한다. 제 1 광원과 제 2 광원은 서로 맞닿은 면의 전면과 후면에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 광원이 출력하는 제 1 광과 제 2 광원이 출력하는 제 2 광 사이의 각도는 180도가 될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light emitting portion includes a first light source and a second light source. The first light source outputs light, and the second light source outputs light in a direction different from that of the first light source. The first light source and the second light source may be disposed on the front surface and the rear surface of the surface abutting each other. In this case, the angle between the first light output by the first light source and the second light output by the second light source may be 180 degrees.
수광부도 제 1 수광부와 제 2 수광부를 포함한다. 제 1 수광부는 제 1 광원이 출력한 광이 먼지에 의해 산란된 산란광을 수신하고, 제 2 수광부는 제 2 광원이 출력한 광이 먼지에 의해 산란된 산란광을 수신한다. 제 1 수광부와 제 2 수광부도 서로 맞닿은 면의 전면과 후면에 배치될 수 있다. The light receiving portion also includes a first light receiving portion and a second light receiving portion. The first light receiving portion receives scattered light scattered by the dust, and the second light receiving portion receives the scattered light scattered by the dust emitted from the second light source. The first light receiving portion and the second light receiving portion may be disposed on the front surface and the rear surface of the contacted surface.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량에서 먼지 센서는 레인 센서(미도시)에 인접해서 배치될 수 있다. 차량에서, 레인 센서(미도시)는 차량의 윈드 쉴드 위쪽 부분에 배치된다. 차량의 윈드 쉴드는 차량의 전면 유리를 의미한다. According to one embodiment of the present invention, the dust sensor in the vehicle may be disposed adjacent to the rain sensor (not shown). In the vehicle, a rain sensor (not shown) is disposed in the upper portion of the windshield of the vehicle. The windshield of the vehicle means the windshield of the vehicle.
레인 센서(미도시)는 발광부, 수광부를 포함한다. 레인 센서는 차량의 윈드 쉴드 표면에 있는 비, 우박, 눈의 양을 측정할 수 있다. The rain sensor (not shown) includes a light emitting portion and a light receiving portion. The rain sensor can measure the amount of rain, hail, and snow on the windshield surface of the vehicle.
비가 오는 경우, 레인 센서의 발광부는 광을 출력하고, 출력된 광은 차량 윈드 쉴드 표면의 빗물에 의해 반사되고, 반사된 광은 수광부가 감지하여 비의 양을 센싱한다. 여기서, 반사는 전반사를 포함한다. 광은 적외선, LED 광이 될 수 있다. 비의 양이 많은 경우, 수광부는 수광센서에서 큰 출력값을 출력한다. 비의 양이 적은 경우, 수광부는 수광센서에서 작은 출력값을 출력한다. In the case of rain, the light emitting portion of the rain sensor outputs light, the output light is reflected by the rainwater on the surface of the vehicle windshield, and the reflected light is sensed by the light receiving portion to sense the amount of rain. Here, the reflection includes total reflection. The light can be infrared, LED light. When the amount of the ratio is large, the light receiving unit outputs a large output value from the light receiving sensor. When the amount of the ratio is small, the light receiving unit outputs a small output value from the light receiving sensor.
우박이 내리는 경우, 눈이 내리는 경우는 비가 오는 경우와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.In the case of hail falling, snow falling is the same as in the case of rain, so no further explanation is given.
센서 배치와 관련하여, 레인 센서와 먼지 센서는 나란히 배치될 수 있다. Regarding the sensor arrangement, the rain sensor and the dust sensor can be arranged side by side.
센서 기능과 관련하여, 하나의 센서가 레인 센서와 먼지 센서를 포함한 경우, 레인 센서와 먼지 센서를 동시에 기능할 수 있다. 예를 들어, 비가 온 경우, 출력된 광이 빗물에 의해 반사되고, 반사된 광은 수광부가 감지하여 비의 양을 센싱한다. 반사된 광량은 비의 양에 비례한다. 이 경우, 먼지의 양이 적기 때문에, 산란광은 매우 적게 발생한다. Regarding the sensor function, when one sensor includes a rain sensor and a dust sensor, the rain sensor and the dust sensor can be simultaneously operated. For example, when the light is not turned on, the output light is reflected by the rainwater, and the reflected light is sensed by the light receiving unit to sense the amount of rain. The amount of reflected light is proportional to the amount of the ratio. In this case, since the amount of dust is small, scattered light occurs very little.
먼지가 많은 경우, 먼지가 광에 의하여 산란된 산란광이 생기고, 산란광을 수광부가 감지하여 먼지양, 공기 오염도를 센싱한다. 산란된 광량은 먼지의 양, 공기 오염도에 비례한다. 이 경우, 비의 양이 적기 때문에, 빗물에 의해 반사되는 반사된 광량은 적게 발생하다. When there is a lot of dust, the scattered light scattered by the light is generated by the dust, and the light receiving part senses the scattered light and senses the amount of dust and air pollution. The amount of scattered light is proportional to the amount of dust and air pollution. In this case, since the amount of rain is small, the amount of reflected light reflected by the rainwater is small.
본 발명에 따르면, 하나의 센서가 레인 센서와 먼지 센서를 포함한 경우, 비가 오는 날에는 레인 센서로 작동할 수 있고, 먼지가 많은 날에는 먼지 센서로 사용할 수 있다. 따라서, 특정 공간에 두 개의 센서를 배치하여, 두 개의 기능을 동시에 실행할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, when one sensor includes a rain sensor and a dust sensor, it can operate as a rain sensor on a rainy day and can be used as a dust sensor on a dusty day. Therefore, two sensors can be arranged in a specific space, and two functions can be executed at the same time, thereby improving user convenience.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 수광부를 특정 영역에 배치하여 공간을 구분하고, 구분된 공간 별로 먼지 센싱을 할 수 있어서, 먼지 센서의 크기를 줄일 수 있고 먼지 센서의 유지 보수가 용이하므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of light-receiving units can be disposed in a specific area to distinguish a space, and dust sensing can be performed for each divided space, thereby reducing the size of the dust sensor and facilitating maintenance of the dust sensor The user convenience can be improved.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 먼지에 대응하는 출력 신호 이외의 신호는 제거할 수 있어서, 정밀하게 먼지 센싱을 할 수 있고, 정확도를 높일 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a signal other than the output signal corresponding to the dust can be removed, so that the dust sensing can be precisely performed and the accuracy can be improved, so that the user convenience can be improved.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 소비 전력 및 먼지 농도를 기초로 송신 신호의 공급 주기를 조절하여 능동적으로 먼지를 센싱할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, since dust can be actively sensed by adjusting the supply period of the transmission signal based on power consumption and dust concentration, user convenience can be improved.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 송신부와 수신부를 하나의 바디로 배치하여 공간을 절약할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, space can be saved by disposing the transmitter and the receiver in one body, thereby improving user convenience.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고, 설정된 3차원 공간을 각각의 레이어 별로 구분하여 레이어별로 먼지를 센싱할 수 있어서, 먼지원을 확인할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a three-dimensional space can be set based on a two-dimensional array, a set three-dimensional space can be divided into respective layers, and dust can be sensed for each layer, The user convenience can be improved.
한편, 본 명세서에서는 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시 예일 뿐 특정 실시 예에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시가 가능한 다양한 내용도 청구범위에 따른 권리범위에 속한다. 또한, 그러한 변형실시들이 본 발명의 기술 사상으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Of the right. Further, such modifications are not to be understood individually from the technical idea of the present invention.
100 : 수광부
110 : 수광센서
120 : 제어부
130 : 증폭부
200 : 발광부
210: 광원
300 : 유리창
310 : 제 1 광학부
320 : 제 2 광학부
400 : 먼지
510 : 제 1 광학부
520 : 제 2 광학부 100:
110: Light receiving sensor
120:
130:
200:
210: Light source
300: Windshield
310: first optical portion
320: second optical portion
400: Dust
510: first optical portion
520: second optical portion
Claims (13)
상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되,
상기 수광부는
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고,
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부 를 포함하되,
상기 제어부는
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 것
인 먼지 검출 디바이스.A light emitting portion including a light source; And
And a plurality of light-receiving units that receive scattered light scattered by dust and are disposed in a specific region,
The light-
A light receiving sensor for converting the received scattered light into an electric signal; And
The light amount of the scattered light is checked according to the output magnitude of the converted electric signal,
And a control unit for controlling the output of the light receiving sensor based on the detected light amount,
The control unit
And outputting an output signal based on the output of each light receiving sensor corresponding to the specific region
A dust detecting device.
상기 각각의 수광센서의 출력을 평균하여 출력 신호를 출력하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The apparatus of claim 1, wherein the control unit
And outputting an output signal by averaging the outputs of the light receiving sensors
A dust detecting device.
상기 광량을 기초로 수광센서의 출력 신호의 높이 및 너비를 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
Adjusting the height and width of the output signal of the light receiving sensor based on the light amount
A dust detecting device.
상기 제어부는
수신된 광이 상기 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, TOF(Time of Flight) 회로를 이용하여 상기 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
The control unit
And removing the output signal corresponding to the received light using a TOF (Time of Flight) circuit when the received light is not scattered light scattered by the dust
A dust detecting device.
상기 제어부는
수신된 광이 상기 먼지에 의하여 산란된 산란광이 아닌 경우, 스위치 회로를 이용하여 상기 수신된 광에 대응하는 출력 신호를 제거하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
The control unit
Removing the output signal corresponding to the received light using a switch circuit when the received light is not scattered light scattered by the dust
A dust detecting device.
상기 제어부는
소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 공급 주기를 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
The control unit
Adjusting the supply period of the transmission signal based on at least one of the power consumption and the dust concentration
A dust detecting device.
상기 제어부는
소비 전력 및 먼지 농도 중 적어도 하나에 기초하여 송신 신호의 측정 시간을 조절하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
The control unit
Adjusting the measurement time of the transmission signal based on at least one of power consumption and dust concentration
A dust detecting device.
상기 발광부와 상기 수광부는 일체형으로 구성되는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting portion and the light receiving portion are integrally formed
A dust detecting device.
상기 발광부와 상기 수광부는 일체형으로 구성되고, 볼록 렌즈를 더 포함하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting portion and the light receiving portion are integrally formed and further include a convex lens
A dust detecting device.
상기 발광부는 광을 출력하는 제 1 광원과 상기 제 1 광원과 다른 방향의 광을 출력하는 제 2 광원을 포함하는 것
인 먼지 검출 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting unit includes a first light source for outputting light and a second light source for outputting light in a direction different from the first light source
A dust detecting device.
상기 광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하고, 특정 영역에 배치되는 복수의 수광부를 포함하되, 상기 복수의 수광부는 상기 특정 영역에서 n X m 배열(여기서, n, m은 임의의 자연수)로 배치되고,
상기 수광부는
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 수광센서; 및
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하고,
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 제어부 를 포함하되,
상기 제어부는
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하고,
상기 특정 영역에 대응하는 2차원 배열을 기초로 z 축 거리 정보를 계산하고,
계산된 z 축 거리 정보, 상기 2차원 배열을 기초로 3차원 공간을 설정하고,
설정된 상기 3차원 공간을 소정 길이를 기준으로 각각의 레이어 별로 구분하고,
상기 각각의 레이어별 먼지 농도를 검출하는 것
인 먼지 검출 디바이스.A light emitting portion including a light source; And
And a plurality of light-receiving units that receive scattered light scattered by the dust from the light source and are disposed in specific areas, wherein the plurality of light-receiving units are arranged in an n x m array (where n and m are arbitrary (I.e., a natural number)
The light-
A light receiving sensor for converting the received scattered light into an electric signal; And
The light amount of the scattered light is checked according to the output magnitude of the converted electric signal,
And a control unit for controlling the output of the light receiving sensor based on the detected light amount,
The control unit
Outputting an output signal based on the output of each light receiving sensor corresponding to the specific area,
Calculates z-axis distance information based on a two-dimensional array corresponding to the specific area,
Calculating a z-axis distance information, setting a three-dimensional space based on the two-dimensional array,
Dimensional space is divided into a plurality of layers based on a predetermined length,
Detecting the dust concentration of each layer
A dust detecting device.
검출된 상기 먼지 농도를 기준으로 먼지원을 확인하는 것
인 먼지 검출 디바이스.12. The method of claim 11,
Checking the dust source based on the detected dust concentration
A dust detecting device.
광원으로부터 출력된 광이 먼지에 의하여 산란된 산란광을 수신하는 단계;
수신된 상기 산란광을 전기 신호로 변환하는 단계;
변환된 전기 신호의 출력 크기에 따라 상기 산란광의 광량을 확인하는 단계;
확인된 상기 광량에 기초하여 상기 수광센서의 출력을 제어하는 단계; 및
상기 특정 영역에 대응하는 각각의 수광센서의 출력을 기초로 출력신호를 출력하는 단계
를 포함하는 먼지 검출 디바이스의 제어 방법.
A control method for a dust detecting device,
Receiving scattered light scattered by dust from light emitted from the light source;
Converting the received scattered light into an electrical signal;
Confirming a light amount of the scattered light according to an output magnitude of the converted electric signal;
Controlling an output of the light receiving sensor based on the light amount detected; And
And outputting an output signal based on outputs of the light receiving sensors corresponding to the specific region
And a control device for controlling the dust detection device.
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