KR20220147761A - Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 성능이 향상된 광학식 물체 감지 센서 및 이러한 포함하는 가전 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경 특성이 향상된 광학식 반사형 물체 감지 센서 및 이를 포함하는 가전 제품에 관한 것이다.The present invention relates to an optical object detection sensor with improved performance and a home appliance including the sensor, and more particularly, to an optical reflection type object detection sensor with improved environmental characteristics and a home appliance including the same.
반사형 광센서(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 방출하는 발광소자(62)와, 광을 수광하는 수광소자(64) 및 상기 발광소자(62)와 수광소자(64)의 전면에 배치되어 광을 증폭하는 렌즈(50a)(50b)를 기본 구성으로 하고 있다. As shown in FIG. 1 , the reflective
발광소자(62)와 수광소자(64)는 기판(60)에 고정되어 있으며, 미리 짜인 프로그램에 따라 전류가 공급되면 발광소자(62)가 발광하게 되고, 발광된 광은 렌즈(50a)에서 집광된 후 감지하고자 하는 감지부재(70)이 위치하는 감지 영역으로 방출되고, 감지 영역에 감지부재(70)이 있을 경우 감지부재(70)에 부딪혀 반사되는 반사광이 수광소자(64)에 입사되면 입사되는 광량을 측정하여 감지 영역에 감지부재(70)이 존재하는지 여부를 감지하게 되며, 수광소자(64)의 전면에는 부딪혀 반사되는 반사광을 집광할 수 있도록 렌즈(50b)가 설치된다. The
수광소자(64)의 내부에는 광의 입사시 전류를 방출하는 포토다이오드와 같은 광 반도체 칩이 설치되어 있다. 광반도체 칩에서 방출되는 전류는 전압으로 변경 및 증폭되며, 증폭된 전압 신호를 통해서 광량이 소정의 기준치를 넘어서면 감지부재(70)에 반사광이 유입된 것으로 판단하고, 광량의 소정의 기준치를 넘어서지 못하면 감지부재(70)이 없는 것으로 판단한다. An optical semiconductor chip such as a photodiode that emits current when light is incident is installed inside the
이러한 반사형 광센서는 구조가 간단하고 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 감지부재(70)의 위치가 달라질 경우 반사되는 광량이 달라지기 때문에 감지 영역이 협소할 뿐만 아니라, 감지부재(70)에서 반사되는 반사 광량이 일정하지 않을 경우, 예를 들어, 감지부재(70)의 형상이 상이하거나 및/또는 감지부재(70)의 재료가 상이한 경우, 감지부재(70)의 존부에 대한 센서 인식에 에러가 생길 가능성이 높아진다. Such a reflective optical sensor has the advantage of a simple structure and low price, but since the amount of reflected light varies when the position of the
또한, 이러한 반사형 광센서는 감지부재(70)이 없는 경우에도 수광 소자에 광이 입사될 경우, 예를 들어, 다른 광원에서 방출되는 외란광이 입사되거나 감지부재(70) 아닌 다른 물건에 반사된 광이 입사되는 경우, 감지부재(70)의 인식 과정에서 에러가 발생할 가능성이 높아진다. In addition, when light is incident on the light receiving element even in the absence of the
따라서, 기존의 반사형 광센서는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재(70)이 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 사용이 가능하다는 단점이 있다. Therefore, the conventional reflective optical sensor has a disadvantage that the
또한, 통제된 이러한 환경 통제에도 불구하고, 발광, 수광소자의 장기간 사용에 따른 출력 저하 및 온습도 등의 외부 환경에 의해 발광, 수광 소자의 자체 특성 변하면서 에러가 발생할 가능성 높아진다. In addition, in spite of such controlled environmental control, the probability of errors occurring as the light-emitting and light-receiving elements change their own characteristics due to external environments such as a decrease in output due to long-term use of the light-emitting and light-receiving elements and temperature and humidity increases.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재가 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능하다는 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서를 제공하는 것이다. The problem to be solved in the present invention is to overcome the limitations of the existing optical sensor that the sensing member having the same amount of reflected light is reflected at the same location and can be effectively used only in a controlled environment where there is no disturbance light or other reflected light. It is to provide a new high-performance optical sensor.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재가 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능하다는 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 측정 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to overcome the limitations of the existing optical sensor that the sensing member having the same amount of reflected light is reflected at the same location, and can be effectively used only in a controlled environment where there is no disturbance light or other reflected light. It is to provide a new measurement method.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 반사형 광센서의 사용기간 및 환경 변화에 따른 성능저하를 해결할 수 있는 새로운 고성능 광센서 및 측정 방법을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide a new high-performance optical sensor and a measuring method that can solve the performance degradation caused by the usage period and environmental change of the reflective optical sensor.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 다양한 환경에서 사용할 수 있는 광센서를 포함하는 풋센서를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a foot sensor including an optical sensor that can be used in various environments.
용어Terms
본 발명의 명세서에서, 용어 '기준 값'은 반사형 센서가 설치된 환경 및/또는 장소에서 감지 물체가 없는 상태에서 반사형 센서에서 얻어지는 출력되는 전기적 신호의 측정 값을 의미한다. In the present specification, the term 'reference value' means a measured value of an electrical signal output from the reflective sensor in the absence of a sensing object in the environment and/or place where the reflective sensor is installed.
본 발명의 명세서에서, 용어 '기준 출력 설정 기간'은 복수의 기준 값을 얻기 위한 시간 기간을 의미한다. In the specification of the present invention, the term 'reference output setting period' means a time period for obtaining a plurality of reference values.
해결 수단solution
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 In order to solve the above problems, the present invention
발광 소자; light emitting element;
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및 a light receiving element in which the light emitted from the light emitting element is reflected and incident on the sensing member; and
기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고During the reference output setting period, the reference output is set using the light receiving element output value input from the light receiving element, and
상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부A control unit that determines the presence of a sensing member using a real-time output and a reference output output from the light-receiving element
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서를 제공한다. It provides a reflective optical sensor comprising a.
본 발명에 있어서, 상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값, 또는 이들이 가공값, 예를 들어 기준 값들의 통계값일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 통계값은 복수의 기준값들의 평균, 제곱 평균, 또는 표준 편차를 포함할 수 있다. In the present invention, the reference output may be a plurality of reference values obtained during the reference output setting period, or a processed value, for example, statistical values of reference values. In an embodiment of the present invention, the statistical value may include an average, a square average, or a standard deviation of a plurality of reference values.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 기준 출력은 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값들의 평균 값일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the reference output may be an average value of a plurality of reference values obtained during a reference output setting period.
본 발명에 있어서, 상기 기준 출력은 시간의 경과에 따라 사용 환경 및 소자 특성이 변하는 것을 반영할 수 있도록 임의의 시간에 업데이트될 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 업데이트 시간은 최종 업데이트 후 미리 예정된 시간이 경과된 후 이루어질 수 있다. 상기 업데이트 후 미리 예정된 시간은 12시간, 24시간, 일주일, 또는 한 달일 수 있다. In the present invention, the reference output may be updated at any time to reflect changes in the use environment and device characteristics over time. In an embodiment of the present invention, the update time may be performed after a predetermined time elapses after the last update. The predetermined time after the update may be 12 hours, 24 hours, a week, or a month.
본 발명에 있어서, 상기 실시간 출력은 상기 기준 출력 설정 기간 이외에 얻어지는 출력일 수 있다.In the present invention, the real-time output may be an output obtained outside the reference output setting period.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 감지 물체의 존부를 결정하기 위해 실시간 출력값과 기준값으로 이루어진 판정 기준을 가질 수 있다. In the present invention, the control unit may have a determination criterion consisting of a real-time output value and a reference value to determine the presence or absence of a sensing object.
본 발명에 실시에 있어서, 상기 제어부는 하나 또는 하나 이상의 실시간 출력값과 복수의 기준값들의 평균 값으로 이루어진 기준 출력의 차이를 이용해서 감지 물체이 존부를 판정할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the controller may determine the presence or absence of a sensing object using a difference between one or more real-time output values and a reference output formed of an average value of a plurality of reference values.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제어부는 하나 또는 하나 이상의 실시간 출력값이 복수의 기준값들의 평균 값으로 이루어진 기준 출력에 대해서 특정 범위, 예를 들어, 기준 출력이 기준으로 상하 3%를 벗어나는 경우 감지 물체가 존재하는 것으로 판정할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit is a sensing object when one or more real-time output values are out of a specific range, for example, 3% above and below the reference output, with respect to a reference output made of an average value of a plurality of reference values. can be determined to exist.
본 발명의 다른 일 실시에 있어서, 상기 제어부는 상기 기준 출력의 차이가 상기 복수의 기준값들의 표준 편차, 표준 편차의 2배, 표준 편차의 3배, 또는 표준 편차의 4배 보다 큰 경우, 감지 물체가 존재하는 것으로 판정할 수 있다. In another embodiment of the present invention, when the difference between the reference outputs is greater than the standard deviation of the plurality of reference values, twice the standard deviation, three times the standard deviation, or four times the standard deviation, the sensing object can be determined to exist.
본 발명은 일 측면에서, The present invention in one aspect,
발광 소자와, a light emitting device,
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자와, 및 a light receiving element in which the light emitted from the light emitting element is reflected and incident on the sensing member; and
상기 수광 소자에서 출력되는 출력값을 이용하여 물체이 존부를 판정하는 제어부를 포함하는 반사형 광센서를 제공하는 단계;providing a reflective photosensor including a control unit for determining whether an object exists by using an output value output from the light receiving element;
상기 제어부가 기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하는 단계; 및setting, by the control unit, a reference output using a light-receiving element output value input from the light-receiving element during a reference output setting period; and
상기 제어부가 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 단계를 포함하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법을 제공한다. and determining, by the control unit, the presence of a sensing member using a real-time output and a reference output output from the light-receiving element.
본 발명은 일 측면에서, The present invention in one aspect,
발광 소자; light emitting element;
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및 a light receiving element in which the light emitted from the light emitting element is reflected and incident on the sensing member; and
기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고During the reference output setting period, the reference output is set using the light receiving element output value input from the light receiving element, and
상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 반사형 광센서가 장치의 하면에 설치되고, A reflective optical sensor is installed on the lower surface of the device, including a control unit for determining the presence of a sensing member using the real-time output and the reference output output from the light-receiving element,
상기 반사형 광센서는 장치의 하면과 바닥면 사이에 발의 존부를 감지하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다. The reflective optical sensor provides a device, characterized in that for detecting the presence or absence of a foot between the bottom surface of the device.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 상기 발의 존재를 감지시 상기 제어부가 냉장고 제어부에 신호를 전송하고, 상기 신호에 따라 냉장고에 소정 기능을 활성화시킬 수 있다. 상기 신호에 따라 냉장고에서 활성화되는 기능은 냉장고 문의 개폐일 수 있다. In the present invention, when the control unit detects the presence of the foot, the control unit may transmit a signal to the refrigerator control unit and activate a predetermined function in the refrigerator according to the signal. A function activated in the refrigerator according to the signal may be opening and closing of a refrigerator door.
본 발명은 일 측면에 있어서, The present invention in one aspect,
광센서가 동작되는 단계;operating the photosensor;
동작된 광센서 출력값을 데이터화하여 광센서의 기준값을 정하는 단계;determining a reference value of the optical sensor by converting the operated optical sensor output value into data;
상기 광센서의 기준값과 실시간 데이터값을 비교하여 물체 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 물체 감지 방법을 제공한다. Comparing the reference value of the optical sensor with the real-time data value, determining whether an object is an object; provides an object detection method comprising.
본 발명에 의해서 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능한 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서가 제공되었다. According to the present invention, a new high-performance optical sensor capable of overcoming the limitations of the existing optical sensor that can be effectively used only in a controlled environment has been provided.
본 발명에 의해서 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능한 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 측정 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a new measurement method that can overcome the limitations of the existing optical sensor that can be effectively used only in a controlled environment.
본 발명에 의해서 시간의 경과에 따른 센서 특성의 변화를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서가 제공되었다. According to the present invention, a novel high-performance optical sensor capable of overcoming changes in sensor characteristics over time has been provided.
또한, 본 발명에 의해서 다양한 환경에서 사용될 수 있는 발 감지 센서가 제공되었다. In addition, the present invention provides a foot sensor that can be used in various environments.
도 1은 종래 기술에 따른 반사형 센서를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 센서를 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명에 따른 반사형 센서가 발의 감지를 위해서 냉장고 바닥에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 반사형 센서의 발 감지에 대한 플로우차트를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 반사형 센서의 회로를 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a reflective sensor according to the prior art.
2 is a view showing a reflective sensor according to the present invention.
3 is a view showing a state in which the reflective sensor according to the present invention is installed on the floor of the refrigerator to detect the feet.
4 is a view showing a flowchart for foot detection by the reflective sensor according to the present invention.
5 is a diagram showing a circuit of a reflective sensor according to the present invention.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명을 예시하기 위한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The following examples are not intended to limit the present invention, but to illustrate the present invention.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)는 직사각형 형태의 인쇄회로기판(111)과, 인쇄회로기판(111)의 상면 중심부에 설치된 커넥터(112)와, 커넥터(112)의 일측에 인쇄회로기판(111) 상면에 실장된 발광소자(113)와 커넥터(112)의 일측에 인쇄회로기판(111) 상면에 실장된 수광소자(114)와, 인쇄회로기판(111)의 기판의 하면에 설치된 MCU(300)로 이루어진 디텍터부(110)와, 직사각형 형태의 렌즈 플레이트(121)와. 상기 렌즈 플레이트(121)의 하면 일측에 형성되고 발광 소자의 광을 집광하는 발광렌즈(122)와, 상기 렌즈 플레이트(121)의 하면 타측에 반사된 광을 집광하는 수광렌즈(123)과, 렌즈 플레이트(121)의 하면 양측단에 형성된 결속돌기(124)로 이루어진 렌즈부(120)와, 직육면체 형태를 이루며 내부 일측에 발광 소자(113)에서 발광 렌즈(122)에 이르는 광경로를 형성하는 발광 통로(131)와 내부 타측에 수광 렌즈(123)에서부터 수광 소자(114)에 이르는 광경로를 형성하는 수광 통로(132)와, 상기 발광 통로(131)과 수광 통로(132)를 형성하는 내부 격벽(133)을 가지며, 하면에는 상기 디텍터부(110)가 수용되는 디텍터 수용부(134)를 가지며, 상면에는 렌즈부(120)가 결합되도록 렌즈 수용부(135)를 가지며, 양측에는 고정용 결합편(136)이 형성된 직육면체 형태의 하우징부(130)로 이루어진다. As shown in FIG. 2 , the reflective
발광 소자(113)는 주변 조도 변화에 영향을 받지 않도록 가시광 대신 적외광을 발광하는 적외광 발광소자이며, 수광 소자(114)는 적외광을 이용하여 신호를 출력할 수 있는 적외광 수광소자로 이루어진다. 수광 소자(114)에는 감지영역에서 물체 또는 바닥에서 반사되는 적외광 이외의 적외광이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 쉴드 또는 필터를 가진다. The
디텍터부의 MCU(300)에는 증폭된 수광 소자(114)에서 출력된 전압이 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, 저장되는 저장부(310)와 저장된 신호를 가공하는 가공부(320)과 감지 여부를 판단하는 판단부(330)을 가진다. In the
도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)는 냉장고(200)의 이격용 다리(220)이 설치되어 바닥면(210)과 소정 간격으로 이격되고, 하면에는 반사형 광센서(100)의 렌즈 플레이트(120)의 상면이 냉장고(200)가 설치된 바닥면(210)에 대향하도록 고정되고, 고정용 결합편(136)에 형성된 고정용 홀(137)에 나사를 박아서 결속한다.As shown in FIGS. 2 and 3 , in the reflective
Daverage 생성Daverage creation
도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)가 냉장고(200)의 바닥면(210)에 설치된 상태에서 센서가 작동되면, 설치된 환경에서 반사형 광센서(100)의 기준값이 생성된다. 2 to 4, when the sensor is operated in a state in which the reflective
반사형 광센서(100)의 동작이 시작되면, 발광 소자(113)에 전원이 인가되어 발광 소자(113)에서 광이 발광된다. 발광소자(113)에서 발광된 광은 발광 통로 (131)를 지나서 렌즈 플레이트(121)의 하면에 형성된 발광 렌즈(122)를 통과하면서 집광된 후 감지영역(S)으로 조사된다. When the operation of the
설치 초기 감지영역(S)에 감지 물건이 없기 때문에, 발광소자(113)에서 발광된 광은 냉장고(200)가 설치된 바닥면에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. Since there is no sensing object in the sensing area S at the initial installation stage, the light emitted from the
수광 소자(114)에 바닥에 반사된 광이 입사되면, 수광소자(114) 내부에 실장된 포토 다이오드나 포토 트렌지스터와 같은 수광칩에서 전류가 출력된다. 수광칩에서 출력된 전류는 전압 형태로 증폭되어 제1 출력 전압을 출력한다. When the light reflected from the floor is incident on the
증폭된 제1 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, MCU(300)의 제1 기준값으로 제1 측정 시간(T1)과 함께 기준값 저장부(310)에 저장된다. The amplified first output voltage is input to the
제1 측정 시간과 함께 제1 기준값(D1)이 저장부(310)에 저장되면, 발광 소자에 다시 전원을 인가시키고, 바닥면에서 반사된 광이 수광소자(114)로 입력되면서 수광 소자(114)에서 제2 출력 전압이 출력된다. When the first reference value D1 is stored in the storage unit 310 together with the first measurement time, power is applied to the light emitting device again, and the light reflected from the bottom is inputted to the
증폭된 제2 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, MCU(300)의 제2 기준값(D2)으로 제2 측정 시간(T2)과 함께 기준값 저장부(310)에 저장된다.The amplified second output voltage is input to the
이러한 과정이 미리 정해진 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 반복되어, 기준 출력 설정 기간이 종료시 n번째 기준값(Dn)으로 측정 시간 Tn과 함께 기준 값 저장부(310)에 저장된다. This process is repeated for a predetermined reference output setting period Ta, and is stored in the reference value storage unit 310 together with the measurement time Tn as the nth reference value Dn when the reference output setting period ends.
기준 출력 설정 기간(Ta)가 경과하면 MCU(300)는 가공부(320)에서 기준값 저장부(310)에 저장된 n개의 기준값들을 통계값 형태로 가공하고, 가공된 통계값을 판단부(330)에 저장한다. 일 실시에서, 가공된 통계값은 기준값 저장부(310)에 저장된 n 개의 기준값에 대한 평균인 Daverage이다. 상기 Daverage와 함께 n개의 기준값에 대한 분산 및 표준 편차가 저장될 수 있다.When the reference output setting period Ta elapses, the
Daverage는 냉장고(200)이 설치되는 환경에 따라서 달라진다. 바닥 재질이 반사율이 높은 바닥재질의 경우에는 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 높은 출력이 입력되므로, Daverage가 상대적으로 높은 값을 가지게 되며, 바닥재질이 반사율이 낮은 바닥 재질의 경우에는 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 낮은 출력이 입력되므로, Daverage가 상대적으로 낮은 값을 가지게 된다. Daverage varies depending on the environment in which the
판단judgment
Daverage가 설정된 후, 반사형 광센서(100)의 실측이 시작된다. 실측이 시작되면, 발광 소자(113)에 전원이 인가되어 발광 소자(113)에서 광이 발광된다. 발광소자(113)에서 발광된 광은 발광 통로 (131)를 지나서 렌즈 플레이트(121)의 하면에 형성된 발광 렌즈(122)를 통과하면서 집광된 후 감지영역(150)으로 조사된다.After Daverage is set, the actual measurement of the reflective
만일, 감지영역(S)에 감지 물체가 없으면, 발광소자(113)에서 발광된 광은 기준값 측정시와 동일하게 냉장고(200)가 설치된 바닥면에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. If there is no sensing object in the sensing area S, the light emitted from the
만일, 감지영역(S)에 감지 물체, 예를 들어, 발이 있으면, 발광소자(113)에서 발광된 광은 냉장고(200)의 하부와 바닥면 사이의 틈에 입력되는 발에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. If there is a sensing object, for example, a foot in the sensing area S, the light emitted from the
수광 소자(114)에 바닥면 또는 발에 반사된 광이 입사되면, 수광소자(114) 내부에 실장된 포토 다이오드나 포토 트렌지스터와 같은 수광칩에서 전류가 출력된다. 수광칩에서 출력된 전류는 전압 형태로 증폭되어 출력된다. 증폭된 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, 실측값(Dt, 여기서 t는 측정시간)으로 판단부(330)에서 입력되어 기준값(Daverage)와 대비된다. When the light reflected from the floor or feet is incident on the
판단부(330)에서 실측값(Dt)와 기준값(Daverage)를 비교하여 차이가 미리 설정된 허용 범위를 넘어서면 냉장고 하부와 바닥면 사이에 발이 들어온 것으로 판단하여 이에 해당 신호를 출력하고, 차이가 기준 내에 있으면 냉장고 하부와 바닥면 사이에 발이 들어오지 않은 것으로 판단하여 이에 해당하는 신호를 출력한다. The determination unit 330 compares the measured value (Dt) with the reference value (Daverage), and if the difference exceeds a preset allowable range, it is determined that a foot has entered between the lower part of the refrigerator and the floor surface and outputs a corresponding signal, and the difference is the standard If it is inside, it is determined that a foot has not entered between the lower part of the refrigerator and the floor, and a corresponding signal is output.
상기 미리 설정된 허용 범위는 기준값(Daverage)의 ±10% 이내, 예를 들어, ±10%, ±9%, ±8%, ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3%로 설정되거나. 표준 편차의 배수, 예를 들어, 표준 편차의 2배, 3배, 4배, 5배, 또는 6배수로 설정된다. The preset tolerance range is within ±10% of the reference value (Daverage), for example, ±10%, ±9%, ±8%, ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3 or set to %. It is set to a multiple of the standard deviation, for example, 2x, 3x, 4x, 5x, or 6x the standard deviation.
Daverage 업데이트Daverage update
설치 환경의 변화, 예를 들어, 냉장고 설치 위치, 바닥의 종류, 냉장고와 바닥의 거리 변화, 노화에 따른 측정 장비의 특성 변화 등에 대응할 수 있도록, Daverage는 업데이트된다. Daverage is updated to respond to changes in the installation environment, for example, a refrigerator installation location, a floor type, a change in the distance between the refrigerator and the floor, and a change in characteristics of measuring equipment according to aging.
Daverage는 미리 설정된 주기, 예를 들어, 1시간, 1일, 1주일, 1개월 또는 1년 단위로 업데이트된다. 시간에 따른 업데이트는 Daverage의 측정 이후 경과된 시간을 이용하거나 별도의 시간을 타이머를 이용하여 업데이트 시간을 결정한다. Daverage is updated at a preset cycle, for example, 1 hour, 1 day, 1 week, 1 month, or 1 year. For the update according to time, the update time is determined by using the elapsed time after the Daverage measurement or by using a separate time timer.
Daverage는 냉장고가 실질적으로 상시전원으로 운전되는 것을 고려하여, 전원 온/오프에 신호가 있으면 냉장고의 위치 조정이 있는 것으로 판단하여 미리 설정된 주기와 관계 없이 업데이트가 이루어진다. Daverage considers that the refrigerator is substantially operated with constant power, and when there is a signal to turn on/off the power, it is determined that there is a position adjustment of the refrigerator, and the update is performed regardless of a preset period.
Daverage가 업데이트 되면, 기준값 저장부(310)에 저장되어 있던 기존의 Daverage는 삭제되고, 판단부(330)에서는 업데이트된 Daverage_update와 실측 데이터를 비교한다. When the Daverage is updated, the existing Daverage stored in the reference value storage unit 310 is deleted, and the determination unit 330 compares the updated Daverage_update with the measured data.
100 :
반사형 광센서
113 : 발광 소자
114 : 수광 소자
121 : 렌즈플레이트
122 : 발광 렌즈
123 : 수광 렌즈
200 : 냉장고
300 : MCU100: reflective optical sensor
113: light emitting element
114: light receiving element
121: lens plate
122: luminous lens
123: light receiving lens
200: refrigerator
300 : MCU
Claims (13)
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및
기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.light emitting element;
a light receiving element in which the light emitted from the light emitting element is reflected and incident on the sensing member; and
a control unit configured to set a reference output using a light receiving element output value input from the light receiving element during a reference output setting period, and determining the presence of a sensing member using a real-time output and a reference output output from the light receiving element;
A reflective optical sensor comprising a.
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값의 통계값인 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.According to claim 1,
and the reference output is a statistical value of a plurality of reference values obtained during the reference output setting period.
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값의 평균인 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.3. The method of claim 1 or 2,
and the reference output is an average of a plurality of reference values obtained during the reference output setting period.
상기 기준 출력은 미리 정해진 시간 간격으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.3. The method of claim 1 or 2,
The reflective optical sensor, characterized in that the reference output is updated at a predetermined time interval.
상기 기준 출력은 전원 on/off에 의해서 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.3. The method of claim 1 or 2,
The reference output is a reflective optical sensor, characterized in that it is updated by power on/off.
상기 제어부는 MCU을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.3. The method of claim 1 or 2,
The control unit is a reflective optical sensor, characterized in that it comprises an MCU.
상기 제어부는 저장부와 가공부와 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서. 7. The method of claim 1 or 6,
The control unit is a reflective optical sensor, characterized in that it comprises a storage unit, a processing unit and a determination unit.
상기 제어부가 기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 단계
를 포함하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법.Providing a reflective optical sensor comprising: a light emitting element; a light receiving element in which light emitted from the light emitting element is reflected by a sensing member to be incident; step;
setting, by the control unit, a reference output using a light-receiving element output value input from the light-receiving element during a reference output setting period; and
determining, by the controller, the presence of a sensing member using a real-time output and a reference output output from the light-receiving element
A sensing method using a reflective optical sensor comprising a.
상기 기준 출력은 시간는 소정 시간 간격 및/또는 on/off 신호에 의해서 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법.9. The method of claim 8,
The reference output is a sensing method using a reflective optical sensor, characterized in that the time is updated by a predetermined time interval and/or an on/off signal.
상기 반사형 광센서는 장치의 하면과 바닥면 사이에 발의 존부를 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고. light emitting element; a light receiving element in which the light emitted from the light emitting element is reflected and incident on the sensing member; and a control unit configured to set a reference output using the light receiving element output value input from the light receiving element during the reference output setting period, and to determine the presence of the sensing member using the real-time output and the reference output output from the light receiving element. A reflective optical sensor is installed on the lower surface,
The reflective optical sensor is a refrigerator, characterized in that for detecting the presence or absence of a foot between the bottom surface of the device.
상기 발의 존재를 감지시 상기 제어부가 냉장고 제어부에 신호를 전송하고, 상기 신호에 따라 냉장고에 소정 기능을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 냉장고.11. The method of claim 10,
Refrigerator, characterized in that when detecting the presence of the foot, the control unit transmits a signal to the refrigerator control unit, and activates a predetermined function in the refrigerator according to the signal.
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값의 평균인 것을 특징으로 하는 냉장고.12. The method of claim 10 or 11,
The reference output is an average of a plurality of reference values obtained during the reference output setting period.
상기 기준 출력은 정해진 시간 후 또는 전원의 on/off 신호 후 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.
13. The method of claim 12,
The reference output is a reflective optical sensor, characterized in that it is updated after a predetermined time or after an on/off signal of the power source.
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KR1020210054500A KR102660462B1 (en) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same |
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JP2010078520A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Yamatake Corp | Photoelectric sensor |
JP2010223776A (en) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Anywire:Kk | Photoelectric sensor and photoelectric sensor system |
KR20200015846A (en) * | 2015-04-27 | 2020-02-12 | 엘지전자 주식회사 | Refrigerator |
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- 2021-04-27 KR KR1020210054500A patent/KR102660462B1/en active IP Right Grant
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JP2010223776A (en) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Anywire:Kk | Photoelectric sensor and photoelectric sensor system |
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