KR20220155628A - 대면적 온도 감지 시트 - Google Patents

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Abstract

대면적 온도 감지 시트 및 이를 포함하는 스마트 배변판이 제공된다. 대면적 온도 감지 시트는, 연성회로기판과, 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀과, 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하며, 온도 감지 픽셀은 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서일 수 있다.

Description

대면적 온도 감지 시트 및 이를 포함하는 스마트 배변판{LARGE AREA TEMPERATURE SENSING SHEET AND SMART TOILET TRAY COMPRISING THEREROF}
본 발명은, 대면적 온도 감지 시트 및 이를 포함하는 스마트 배변판에 관한 것이다.
핵가족화, 미혼 독립 인구 증가, 노령층 인구 증가 등 사회현상으로 인해 반려 동물을 인간생활의 동반자로 인식하고 기르는 가정이 급속히 증가하고 있으나, 반려 동물의 위생 문제가 발생한다.
특히, 아파트 등의 밀폐된 공간에서는 배변 문제로 골치를 앓는 경우가 많으며, 이를 해결하기 위해 반려 동물이 배변을 할 수 있는 배변판이나 배변패드 혹은 신문지를 거실이나 베란다 또는 화장실 바닥 등에 마련하고 배변 후에는 수시로 이를 교체해 주는 방법으로 배변을 처리하고 있다.
그러나, 오염된 배변 패드를 교체할 때까지 배변에서 발생하는 냄새와 병균발생 등으로 실내환경이 오염되기 쉬운 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2020-0099258호(공개일: 2020년08월24일)
본 발명은, 넓은 면적에 걸쳐 접촉 대상체의 온도를 확인할 수 있으며, 배변 패드를 교체하도록 하여 반려 동물용 배변판의 위생 상태를 청결하게 유지할 수 있는 대면적 온도 감지 시트 및 이를 포함하는 스마트 배변판을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 연성회로기판; 상기 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀; 및 상기 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부;를 포함하며, 상기 온도 감지 픽셀은, 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 온도 감지 픽셀은, 상기 연성회로기판의 일면에 M×N(M 및 N은 자연수임) 매트릭스 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 온도 감지 픽셀은, 소정의 폭을 가진 금속 도선이 미앤더(meander) 타입, 방사형 타입 및 막대형 타입 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 전극부는, 소정의 폭과 길이를 가지는, 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀 각각에 대응하는 복수의 상기 제1 전극 및 대응하는 복수의 상기 제2 전극이 개별적으로 연결되거나, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 각 행 사이에 수평으로 단일의 상기 제1 전극이 형성되고, 수평으로 형성된 단일의 상기 제1 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되고, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에 수직으로 단일의 상기 제2 전극이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되거나, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 형성되되, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에 복수의 상기 제1 전극이 수직으로 형성되고, 형성된 복수의 상기 제1 전극 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위 내부의 온도 감지 픽셀 사이에는 단일의 상기 제2 전극이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되거나, 또는 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 형성되되, 한 쌍 단위의 내부 온도 감지 픽셀 사이에는 복수의 상기 제1 전극이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 복수의 상기 제1 전극 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에는 수직으로 단일의 상기 제2 전극이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 대면적 온도 감지 시트는, LDI(Laser Direct Imaging) 또는 인쇄 전자 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 온도 감지 픽셀의 재질은, 금, 백금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 금속일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 연성회로기판은, 폴리이미드, PET(polyethylene terephthalate), 섬유 및 종이 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 반려 동물용 배변판; 및 상기 반려 동물용 배변판에 구비된 대면적 온도 감지 시트를 포함하며, 상기 대면적 온도 감지 시트는, 연성회로기판, 상기 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀 및 상기 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하며, 상기 온도 감지 픽셀은, 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 스마트 배변판은, 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 상기 전극부에 전압을 인가하고 상기 온도 감지 픽셀에 흐르는 전류로부터 상기 온도 감지 픽셀의 저항값을 측정하거나, 또는 상기 전극부에 전류를 인가하고 상기 온도 감지 픽셀 양단의 전압으로부터 상기 온도 감지 픽셀의 저항값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되, 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀의 수가 일정 주기마다 증가하면 상기 접촉 대상체는 반려 동물의 소변으로 판별할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되, 측정된 저항값이 변화한 픽셀의 수가 일정 시점에서 증가하고, 일정 시점 이후에는 측정된 저항값이 변한 픽셀의 수의 변하지 않으면, 상기 접촉 대상체는 반려 동물의 대변으로 판별할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 반려 동물이 상기 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것을 감지한 경우에 한해, 반려 동물의 소변 또는 대변을 판별할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 중 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들이 포함된 그룹의 수가 적어도 3개 이상이거나, 또는 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 중 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들의 수가 3개 이상인 시간이 기 설정된 시간 동안 유지된 경우에, 상기 반려 동물이 상기 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것으로 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 대면적 온도 감지 시트는, 상기 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면의 상부면 또는 하부면에 부착되거나 또는 상기 저면의 내부에 삽입되거나, 또는 상기 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면에 안착된 별도의 온도 감지판의 상부면 또는 하부면에 부착되거나 또는 상기 온도 감지판의 내부에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 상기 접촉 대상체 중 반려 동물의 발바닥이 안착된 온도 감지 픽셀의 제1 저항값의 기울기 및 상기 접촉 대상체 중 상기 반려 동물의 대소변이 안착된 온도 감지 픽셀의 제2 저항값의 기울기에 기초하여 상기 대소변의 완료 시점을 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어부는, 상기 제1 저항값의 기울기 및 상기 제2 저항값의 기울기가 양의 값으로 순차적으로 변경된 이후, 상기 제2 저항값의 기울기 및 상기 제1 저항값의 기울기가 순차적으로 음의 값으로 변경되면, 상기 제1 저항값의 기울기가 음의 값으로 변경된 시점을 상기 대소변의 완료 시점으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 스마트 배변판은, 상기 대소변의 완료 시점부터 소정의 시간이 경과하면 사용자에게 알람을 출력하는 출력부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 스마트 배변판은, 상기 접촉 대상체가 판별되면, 판별된 접촉 대상체의 종류를 사용자의 단말로 무선 전송하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 대면적 온도 감지 시트에 의하면, 연성회로기판과, 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀과, 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하되, 온도 감지 픽셀은 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서로 구성함으로써, 넓은 면적에 걸쳐 접촉 대상체의 온도를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 대면적 온도 감지 시트를 반려 동물용 배변판에 구비하고, 온도 감지 픽셀 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별하여 사용자에게 알려줌으로써, 배변 패드를 교체하도록 하여 반려 동물용 배변판의 위생 상태를 청결하게 유지할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트를 포함하는 반려 동물용 배변판의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면에 안착된 별도의 온도 감지판의 하부면에 부착된 대면적 온도 감지 시트를 도시한 도면이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 모듈의 내부 블록도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트의 온도 감지 픽셀 및 전극부의 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 온도 감지 픽셀의 예시적인 형태를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대소변 감지를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대소변의 완료 시점을 판단하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 측정된 온도 감지 픽셀의 저항값의 실측 데이터이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트를 포함하는 반려 동물용 배변판의 사시도이다. 그리고, 도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면에 안착된 별도의 온도 감지판의 하부면에 부착된 대면적 온도 감지 시트를 도시한 도면이며, 도 1c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 모듈의 내부 블록도이다.
우선, 도 1a 내지 도 1c을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트(100) 및 이를 포함하는 스마트 배변판(200)을 설명한다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스마트 배변판(200)은 반려 동물용 배변판(210, 220)과, 반려 동물용 배변판(210, 220)에 구비된 대면적 온도 감지 시트(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반려 동물용 배변판(210, 220)은 하우징(210)과 하우징(210)의 저면에 안착되는 별도의 온도 감지판(220)을 포함할 수 있으며, 이 경우 대면적 온도 감지 시트(100)는, 도 1b에 도시된 바와 같이 별도의 온도 감지판(220)에 내장될 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 대면적 온도 감지 시트(100)는 온도 감지판(220)의 상부면에 부착되거나 또는 온도 감지판(220)의 하부면에 부착될 수도 있다. 상술한 실시 형태에 의하면, 온도 감지판(220)의 상부면에 배변 패드가 놓여질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 반려 동물용 배변판(210)은 하우징(210)만으로 구성될 수 있으며, 이 경우 대면적 온도 감지 시트(100)는 하우징(210) 저면의 상부면 또는 하부면에 부착되거나 또는 저면의 내부에 삽입될 수 있다. 이러한 실시 형태에 의하면, 하우징(210)의 상부면에 배변 패드가 놓여질 수 있다.
한편, 대면적 온도 감지 시트(100)는 반려 동물용 배변판에 구비되며, 연성회로기판, 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀 및 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하며, 특히 온도 감지 픽셀은 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서일 수 있다. 여기서, 접촉 대상체는 반려 동물이거나 반려 동물에서 배출되는 대변 또는 소변일 수 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 5b을 참조하여 상술한 대면적 온도 감지 시트 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트의 온도 감지 픽셀 및 전극부의 예시적인 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 온도 감지 픽셀의 예시적인 형태를 도시한 도면이다. 그리고, 도 4a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 온도 감지 픽셀(110)은, 연성회로기판의 일면에 M×N(M 및 N은 자연수임) 매트릭스 형태로 형성될 수 있다. 상술한 연성회로기판은 폴리이미드, PET(polyethylene terephthalate), 섬유 및 종이 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상술한 온도 감지 픽셀(110)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 폭을 가진 금속 도선이 미앤더(meander) 타입((a) 참조), 방사형 타입((b) 참조) 및 막대형 타입((c) 참조) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
이러한 온도 감지 픽셀(110)은 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서로, 예를 들면 금, 백금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 금속일 수 있다.
또한, 온도 감지 픽셀(110)에는 전압 및 전류를 인가하기 위한 전극부(120, 130)가 연결될 수 있다.
상술한 전극부(120, 130)는 소정의 폭과 길이를 가지는, 제1 전극(120)과 제2 전극(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 상술한 제1 전극(120)은 전압 또는 전류를 인가하는 신호 전극이며, 제2 전극(130)은 접지 전극일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀(110) 각각에 대응하는 복수의 제1 전극(120) 및 대응하는 복수의 제2 전극(130)이 개별적으로 연결될 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2b에 도시된 바와 같이, M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀(110)의 각 행 사이에 수평으로 단일의 상기 제1 전극(120)이 형성되고, 수평으로 형성된 단일의 제1 전극(120)에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되고, M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀(110)의 각 열 사이에 수직으로 단일의 제2 전극(130)이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 제2 전극(130)에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결될 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2c에 도시된 바와 같이, M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀(1110)의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)이 형성되되, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에 복수의 제1 전극(120)이 수직으로 형성되고, 형성된 복수의 제1 전극(120) 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위 내부의 온도 감지 픽셀 사이에는 단일의 제2 전극(130)이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 제2 전극(130)에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결될 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2d에 도시된 바와 같이, M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)이 형성되되, 한 쌍 단위의 내부 온도 감지 픽셀 사이에는 복수의 제1 전극(120)이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 복수의 제1 전극(120) 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에는 수직으로 단일의 제2 전극(130)이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 제2 전극(130)에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결될 수 있다.
한편, 상술한 대면적 온도 감지 시트는 LDI(Laser Direct Imaging) 또는 인쇄 전자 방식으로 제조될 수 있다.
도 4a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대면적 온도 감지 시트의 제조 방법을 설명하는 도면으로, 도 4a는 연성회로기판의 일면에 LDI 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를, 도 4b는 연성회로기판의 양면에 LDI 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 도시하고 있으며, 도 5a는 연성회로기판의 일면에 인쇄 전자 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를, 도 4b는 연성회로기판의 양면에 인쇄 전자 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 도시하고 있다.
구체적으로, 도 4a를 참조하여 연성회로기판의 일면에 LDI 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 설명하면, FCCL(Flexible Copper Clad Lamination)(401, 402)을 준비한다((a) 참조). FCCL은 폴리이미드(401) 일면에 구리(402)가 라미네이션된 것일 수 있다.
이후, 준비된 FCCL(401, 402)에 DFR(Dry Film Resist)(403)을 라미네이션하고((b) 참조), 레이저를 이용하여 라미네이션된 DFR을 패터닝하여 온도 감지 픽셀 및 전극부의 패턴을 형성한다((c) 참조). 이후 형성된 패턴에 따라 구리(402)를 식각한다((d) 참조).
마지막으로, 표면에 커버레이(coverlay, 404)를 라미네이션함으로써((e) 참조), 대면적 온도 감지 시트를 제조할 수 있다.
다음, 도 4b를 참조하여 연성회로기판의 양면에 LDI 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 설명한다.
우선, 양면 FCCL(411, 412a, 412b)을 준비한다((a) 참조). 양면 FCCL은 폴리이미드(411) 양면에 구리(412a, 412b)가 라미네이션된 것일 수 있다.
이후, 준비된 양면 FCCL(411, 412a, 412b)의 일면에 DFR를 라미네이션하고((b) 참조), 레이저를 이용하여 라미네이션된 DFR을 패터닝하여 온도 감지 픽셀의 패턴을 형성한다((c) 참조). 이후 형성된 패턴에 따라 구리(412a)를 식각한다((d) 참조).
다음, 비아(V)를 가공한 후, 가공된 비아(V) 내부를 도금하고((d) 참조), 표면에 커버레이(404)를 라미네이션함으로써((f) 참조), 연성회로기판의 일면에 온도 감지 픽셀을 형성할 수 있다.
이후, 양면 FCCL(411, 412a, 412b)을 뒤집은 후 반대면에 DFR(415)을 라미네이션한다((g) 참조). 다음, 레이저를 이용하여 라미네이션된 DFR(415)을 패터닝하여 전극부의 패턴을 형성한다((h) 참조). 이후 형성된 패턴에 따라 구리(412a)를 식각한다((i) 참조).
마지막으로, 표면에 커버레이(416)를 라미네이션함으로써((j) 참조), 연성회로기판의 일면에 전극부를 형성할 수 있다.
다음, 도 5a를 참조하여 연성회로기판의 일면에 인쇄 전자 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 설명한다.
우선, 연성회로기판(501)을 준비한다((a) 참조). 연성회로기판(501)은 폴리이미드, PET(polyethylene terephthalate), 섬유, 종이 등일 수 있다.
이후, 준비된 연성회로기판(501)에 인쇄 장치(502)를 사용하여 온도 감지 픽셀 및 전극부의 패턴을 인쇄한다((b) 참조).
마지막으로, 표면에 커버레이(coverlay, 504)를 라미네이션함으로써((c) 참조), 대면적 온도 감지 시트를 제조할 수 있다.
다음, 도 5b를 참조하여 연성회로기판의 양면에 인쇄 전자 방식으로 제조되는 대면적 온도 감지 시트를 설명한다.
우선, 연성회로기판(511)을 준비한다((a) 참조).
이후, 준비된 연성회로기판(511)의 일면에 인쇄 장치(512)를 사용하여 온도 감지 픽셀(513a)의 패턴을 인쇄한다((b) 참조).
다음, 표면에 커버레이(514)를 라미네이션함으로써((c) 참조), 연성회로기판의 일면에 온도 감지 픽셀(513a)을 형성할 수 있다.
다음, 연성회로기판(511)을 뒤집어 반대면에 비아(V)를 가공한 후, 가공된 비아(V) 내부를 도금하고((d) 참조), 인쇄 장치(512)를 사용하여 전극부(513b)의 패턴을 인쇄한다((e) 참조).
마지막으로, 표면에 커버레이(515)를 라미네이션함으로써((f) 참조), 연성회로기판의 타면에 전극부를 형성할 수 있다.
한편, 도 1c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 모듈(230)의 내부 블록도이며, 도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대소변 감지 원리를 설명하는 도면이다.
이하, 도 1a 내지 도 6b를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대소변 감지 방법을 상세하게 설명한다.
우선, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(230)은 제어부(231), 통신부(232) 및 출력부(233)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(231)는 전극부(120, 130)에 전압을 인가하고 온도 감지 픽셀(110)에 흐르는 전류로부터 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값을 측정하거나, 또는 전극부(120, 130)에 전류를 인가하고 온도 감지 픽셀(110) 양단의 전압으로부터 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값을 측정할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제어부(231)는 복수개의 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별할 수 있다. 본 발명의 저항값은 온도 감지 픽셀의 저항값 자체를 의미하나, 발명의 실시 형태에 따라서는 저항값을 온도로 환산한 값을 포함할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 6a는 온도 감지 시트(100) 위에 아무것도 놓이지 않은 상태로, (a)는 온도 감지 시트(100)를, (b)는 온도 감지 시트(100) 중 저항값 변화가 있는 온도 감지 픽셀(110)을 이미지화(101)한 것이며, (c)는 온도 감지 픽셀(110)의 시간에 따른 신호(즉, 저항값)를 도시한 것이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 온도 감지 시트(100) 위에 아무것도 놓이지 않은 상태에서 온도 감지 픽셀(110) 중 하나의 시간에 따른 신호(즉, 저항값)(103)은 일정하게 유지된다.
한편, 도 6b는 온도 감지 시트(100) 위에 반려 동물이 대변 또는 소변을 배출한 상태로, (a)는 온도 감지 시트(100)를, (b)는 온도 감지 시트(100) 중 저항값 변화가 있는 온도 감지 픽셀(110)을 이미지화(101)한 것이며, (c)는 온도 감지 픽셀(110)의 시간에 따른 신호(즉, 저항값)(102)를 도시한 것이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 온도 감지 시트(100) 위의 특정 온도 감지 픽셀에 반려 동물이 배출한 대변 또는 소변(T)이 접촉할 경우 특정 온도 감지 픽셀은 특정 시점(102a)에서 저항값이 급격히 변하게 됨을 알 수 있다. 다만, 주변 환경에 의한 온도 변화의 경우 단위 시간당 저항값의 변화량은 매우 작을 수 있으므로, 단위 시간당 저항값의 변화량을 모니터링함으로써 대소변에 의한 급격한 온도 변화와 주변 환경에 의한 온도 변화를 구분하여 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어부(231)는 복수개의 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어부(231)는 복수개의 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되, 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀의 수가 일정 주기마다 증가하면 접촉 대상체는 반려 동물의 소변으로 판별할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어부(231)는 복수개의 온도 감지 픽셀(110) 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되, 측정된 저항값이 변화한 픽셀의 수가 일정 시점에서 증가하고, 일정 시점 이후에는 측정된 저항값이 변한 픽셀의 수의 변하지 않으면, 접촉 대상체는 반려 동물의 대변으로 판별할 수 있다.
상술한 소변의 판별 또는 대변의 판별 알고리즘은 시간적인 선후에 따라 선대변후소변 또는 선소변후대변을 동시에 판별할 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어부(231)는 반려 동물이 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것을 감지한 경우에 한해, 반려 동물의 대변 또는 소변을 판별할 수 있다.
이 경우, 반려 동물이 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것을 감지하는 방법은 하기에 의할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어부(231)는 복수개의 온도 감지 픽셀(110) 중 측정된 저항값이 변한 인접한 온도 감지 픽셀들이 포함된 그룹의 수가 적어도 3개 이상이거나, 또는 복수개의 온도 감지 픽셀 중 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들의 수가 3개 이상인 시간이 기 설정된 시간 동안 유지된 경우에, 반려 동물이 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것으로 감지할 수 있다.
여기서, 측정된 저항값이 변한 인접한 온도 감지 픽셀들이 포함된 그룹 또는 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들의 수로 구분한 이유는, 온도 감지 픽셀의 면적을 다양하게 제조할 수 있기 때문이다.
한편, 제어 모듈(230)은 통신부(232) 및 출력부(233)를 더 포함할 수 있으며, 통신부(232)는 접촉 대상체가 판별되면, 기 설정된 지연 시간이 경과된 후 판별된 접촉 대상체의 종류(즉, 대변인지 소변인지)를 사용자의 단말로 무선 전송할 수 있다.
그리고, 출력부(233)는 대소변의 완료 시점부터 소정의 시간(예: 수십초 내지 수분)이 경과하면 사용자에게 알람을 출력할 수 있다. 알람은 스피커를 통한 음향적인 방법이거나 또는 LED(Light Emitting Diode)를 통한 시각적인 방법을 이용할 수 있음은 물론이다.
상술한 대소변의 완료 시점의 판단을 위해, 제어부(231)는 제1 저항값의 기울기 및 제2 저항값의 기울기를 이용할 수 있다. 여기서, 제1 저항값은 접촉 대상체 중 반려 동물의 발바닥이 안착된 온도 감지 픽셀(110)의 제1 저항값이며, 제2 저항값은 반려 동물의 대소변이 안착된 온도 감지 픽셀(110)의 제2 저항값일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 대소변의 완료 시점을 판단하기 위한 방법을 설명하는 도면으로, (a)는 온도 감지 픽셀의 저항값 변화를, (b)는 온도 감지 시트에 안착된 접촉 대상체인 반려 동물의 발바닥(F)과 대소변(T)을 도시한 것이다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(231)는 시점 t1 및 t2에서 제1 저항값(701)의 기울기 및 제2 저항값(702)의 기울기가 양의 값으로 순차적으로 변경된 이후, 시점 t3 및 t4에서 제2 저항값의 기울기(702) 및 제1 저항값(701)의 기울기가 순차적으로 음의 값으로 변경되면, 제1 저항값(701)의 기울기가 음의 값으로 변경된 시점(t4)을 대소변(T)의 완료 시점으로 판단할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 측정된 온도 감지 픽셀의 저항값의 실측 데이터로, (a)는 접촉 대상체가 소변인 경우의 측정 데이터, (b)는 접촉 대상체가 대변인 경우의 측정 데이터로, X축은 시간, Y축은 측정 저항값이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 소변 또는 대변이 온도 감지 픽셀에 안착되는 시점에서 저항값의 기울기가 증가하며, 이후 서서히 감소됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 대면적 온도 감지 시트에 의하면, 연성회로기판과, 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀과, 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하되, 온도 감지 픽셀은 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서로 구성함으로써, 넓은 면적에 걸쳐 접촉 대상체의 온도를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 대면적 온도 감지 시트를 반려 동물용 배변판에 구비하고, 온도 감지 픽셀 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별하여 사용자에게 알려줌으로써, 적절한 시점에 배변 패드를 교체하도록 하여 반려 동물용 배변판의 위생 상태를 청결하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, '~ 부'는 다양한 방식, 예를 들면 프로세서, 프로세서에 의해 수행되는 프로그램 명령들, 소프트웨어 모듈, 마이크로 코드, 컴퓨터 프로그램 생성물, 로직 회로, 애플리케이션 전용 집적 회로, 펌웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 대면적 온도 감지 시트
110: 온도 감지 픽셀
120: 제1 전극
130: 제2 전극(GND)
200: 스마트 배변판
210: 하우징
220: 온도 감지판
230: 제어 모듈
231: 제어부
232: 통신부
233: 출력부

Claims (20)

  1. 연성회로기판;
    상기 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀; 및
    상기 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부;를 포함하며,
    상기 온도 감지 픽셀은, 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서인, 대면적 온도 감지 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감지 픽셀은,
    상기 연성회로기판의 일면에 M×N(M 및 N은 자연수임) 매트릭스 형태로 형성된, 대면적 온도 감지 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 감지 픽셀은,
    소정의 폭을 가진 금속 도선이 미앤더(meander) 타입, 방사형 타입 및 막대형 타입 중 적어도 하나로 형성된, 대면적 온도 감지 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는,
    소정의 폭과 길이를 가지는, 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 대면적 온도 감지 시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀 각각에 대응하는 복수의 상기 제1 전극 및 대응하는 복수의 상기 제2 전극이 개별적으로 연결되거나,
    상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 각 행 사이에 수평으로 단일의 상기 제1 전극이 형성되고, 수평으로 형성된 단일의 상기 제1 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되고, 상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에 수직으로 단일의 상기 제2 전극이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되거나,
    상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 형성되되, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에 복수의 상기 제1 전극이 수직으로 형성되고, 형성된 복수의 상기 제1 전극 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위 내부의 온도 감지 픽셀 사이에는 단일의 상기 제2 전극이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되거나, 또는
    상기 M×N 매트릭스 형태로 형성된 온도 감지 픽셀의 인접한 2개의 열을 한 쌍 단위로 하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 형성되되, 한 쌍 단위의 내부 온도 감지 픽셀 사이에는 복수의 상기 제1 전극이 수직으로 형성되고, 수직으로 형성된 복수의 상기 제1 전극 각각에는 대응하는 온도 감지 픽셀이 각각 연결되며, 한 쌍 단위의 온도 감지 픽셀의 각 열 사이에는 수직으로 단일의 상기 제2 전극이 형성되고, 수직으로 형성된 단일의 상기 제2 전극에는 인접한 온도 감지 픽셀 각각이 공통 연결되는, 대면적 온도 감지 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대면적 온도 감지 시트는,
    LDI(Laser Direct Imaging) 또는 인쇄 전자 방식으로 제조되는, 대면적 온도 감지 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감지 픽셀의 재질은,
    금, 백금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 금속인, 대면적 온도 감지 시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연성회로기판은,
    폴리이미드, PET(polyethylene terephthalate), 섬유 및 종이 중 어느 하나를 포함하는, 대면적 온도 감지 시트.
  9. 반려 동물용 배변판; 및
    상기 반려 동물용 배변판에 구비된 대면적 온도 감지 시트를 포함하며,
    상기 대면적 온도 감지 시트는, 연성회로기판, 상기 연성회로기판의 일면에 형성된 복수개의 온도 감지 픽셀 및 상기 온도 감지 픽셀에 전압 및 전류 중 어느 하나를 인가하는 전극부를 포함하며,
    상기 온도 감지 픽셀은, 접촉 대상체의 온도에 따라 저항이 변하는 온도 센서인, 스마트 배변판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스마트 배변판은,
    복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값의 변화에 기초하여 반려 동물의 대소변을 판별하는 제어부;
    를 더 포함하는, 스마트 배변판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전극부에 전압을 인가하고 상기 온도 감지 픽셀에 흐르는 전류로부터 상기 온도 감지 픽셀의 저항값을 측정하거나, 또는
    상기 전극부에 전류를 인가하고 상기 온도 감지 픽셀 양단의 전압으로부터 상기 온도 감지 픽셀의 저항값을 측정하는, 스마트 배변판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되,
    측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀의 수가 일정 주기마다 증가하면 상기 접촉 대상체는 반려 동물의 소변으로 판별하는 스마트 배변판.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수개의 상기 온도 감지 픽셀 각각의 저항값을 일정 주기로 측정하되,
    측정된 저항값이 변화한 픽셀의 수가 일정 시점에서 증가하고, 일정 시점 이후에는 측정된 저항값이 변한 픽셀의 수가 변하지 않으면, 상기 접촉 대상체는 반려 동물의 대변으로 판별하는 스마트 배변판.
  14. 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    반려 동물이 상기 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것을 감지한 경우에 한해, 반려 동물의 소변 또는 대변을 판별하는, 스마트 배변판.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수개의 상기 온도 감지 픽셀 중 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들이 포함된 그룹의 수가 적어도 3개 이상이거나, 또는 복수개의 상기 온도 감지 픽셀 중 측정된 저항값이 변한 온도 감지 픽셀들의 수가 3개 이상인 시간이 기 설정된 시간 동안 유지된 경우에, 상기 반려 동물이 상기 반려 동물용 배변판 위에 올라온 것으로 감지하는, 스마트 배변판.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 대면적 온도 감지 시트는,
    상기 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면의 상부면 또는 하부면에 부착되거나 또는 상기 저면의 내부에 삽입되거나, 또는
    상기 반려 동물용 배변판의 하우징의 저면에 안착된 별도의 온도 감지판의 상부면 또는 하부면에 부착되거나 또는 상기 온도 감지판의 내부에 삽입되는, 스마트 배변판.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 접촉 대상체 중 반려 동물의 발바닥이 안착된 온도 감지 픽셀의 제1 저항값의 기울기 및 상기 접촉 대상체 중 상기 반려 동물의 대소변이 안착된 온도 감지 픽셀의 제2 저항값의 기울기에 기초하여 상기 대소변의 완료 시점을 판단하는, 스마트 배변판.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 저항값의 기울기 및 상기 제2 저항값의 기울기가 양의 값으로 순차적으로 변경된 이후, 상기 제2 저항값의 기울기 및 상기 제1 저항값의 기울기가 순차적으로 음의 값으로 변경되면,
    상기 제1 저항값의 기울기가 음의 값으로 변경된 시점을 상기 대소변의 완료 시점으로 판단하는, 스마트 배변판.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 스마트 배변판은,
    상기 대소변의 완료 시점부터 소정의 시간이 경과하면 사용자에게 알람을 출력하는 출력부;
    를 더 포함하는, 스마트 배변판.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 스마트 배변판은,
    상기 접촉 대상체가 판별되면, 판별된 접촉 대상체의 종류를 사용자의 단말로 무선 전송하는 통신부;
    를 더 포함하는, 스마트 배변판.

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