KR20230001043U - 승강기 비접촉 호출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물리적인 압력에 의한 버튼 조작 없이 사용자의 손 동작을 인식하여 승강기의 호출 및 개폐 동작을 제어할 수 있는 승강기 비접촉 호출 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치는 감지 영역을 설정하는 비전도성 기판, 상기 비전도성 기판의 저면에 설치되고 전원을 인가 받아 전기장을 발생시키는 송신 전극, 상기 비전도성 기판의 상면의 모서리에 각각 설치되어 상기 송신 전극에서 발생된 전기장을 수신하는 수신 전극 및 상기 수신 전극의 전위를 측정하는 전위 측정부를 포함하는 동작 인식부와, 상기 동작 인식부에서 측정한 수신 전극의 전위로부터 상기 감지 영역 안에서 발생된 전기장의 왜곡을 검출하는 제어부를 포함한다.

Description

승강기 비접촉 호출 장치

본 발명은 물리적인 압력에 의한 버튼 조작 없이 사용자의 손 동작을 인식하여 승강기의 호출 및 개폐 동작을 제어할 수 있는 승강기 비접촉 호출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주거용 또는 업무용으로 지어진 건물에는 사람이나 물건을 수직 방향으로 이동시키는 엘리베이터(승강기)가 설치되어 있다.

건물의 각 층에는 승강장이 구비되어 있고 건물 내부에는 수직방향을 따라 승강로가 형성되어 엘리베이터가 승강로를 따라 상하 방향으로 이동하면서 각 승강장에서 탑승하는 승객을 목적층으로 이동시킨다.

이를 위해 엘리베이터가 운행되는 건물의 각 층 승강장에는 승객이 엘리베이터를 호출할 수 있는 상승 및 하강 버튼을 포함하는 승강장 호출 입력버튼이 설치되어 있다.

종래에 승강장에 설치되는 호출 입력버튼은 손가락의 물리적 접촉에 의해서만 동작되는 푸시버튼 방식이다. 이러한 푸시버튼을 빈번하게 사용하게 되면 접점 스위치의 열화로 인해 엘리베이터 고장의 원인이 될 수 있다.

또한 불특정 다수인이 손으로 접촉하여 작동시키므로 호출 입력버튼에 오염이 쉽게 발생하고 세균이나 바이러스로 인해 전염병에 감염될 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해 호출 입력버튼에 항균 필름을 부착하고 소독하고 있으나 물리적 접촉은 피할 수 없다.

특히 병원이나 요양원 등과 같이 세균이나 바이러스에 취약한 장소에서 불특정 다수인이 사용하는 승강기에서 발생하는 오염 및 바이러스 노출을 방지하기 위한 위생 관리가 매우 중요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 승객이 물리적인 접촉 없이도 승강기의 호출 및 개폐 동작을 제어할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치는 감지 영역을 설정하는 비전도성 기판, 상기 비전도성 기판의 저면에 설치되고 전원을 인가 받아 전기장을 발생시키는 송신 전극, 상기 비전도성 기판의 상면의 모서리에 각각 설치되어 상기 송신 전극에서 발생된 전기장을 수신하는 수신 전극 및 상기 수신 전극의 전위를 측정하는 전위 측정부를 포함하는 동작 인식부와, 상기 동작 인식부에서 측정한 수신 전극의 전위로부터 상기 감지 영역 안에서 발생된 전기장의 왜곡을 검출하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 동작 인식부로부터 입력된 수신 전극의 전위가 기본 전위보다 낮은 경우 해당 수신 전극 주변에서 전기장의 왜곡이 있는 것으로 판단하고, 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향을 검출하여 왜곡 방향에 근거해 손 동작의 방향을 판단한다.

이때, 상기 제어부는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향이면 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향이면 승강기의 상승 호출 신호를 출력한다.

또한, 상기 제어부는 손 동작의 방향이 좌에서 우 방향이면 승강기의 도어 열림 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 우에서 좌 방향이면 승강기의 도어 닫힘 신호를 출력한다.

한편, 상기 제어부는 전기장의 왜곡이 있으나 일정 시간 동안 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향이 검출되지 않으면 승강기의 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치는 감지 영역을 설정하는 비전도성 기판, 상기 비전도성 기판의 저면에 설치되고 전원을 인가 받아 전기장을 발생시키는 송신 전극, 상기 비전도성 기판의 상면의 모서리에 각각 설치되어 상기 송신 전극에서 발생된 전기장을 수신하는 수신 전극 및 상기 수신 전극의 전위를 측정하는 전위 측정부를 포함하는 동작 인식부와, 승강기의 상승 방향 호출을 위한 상승 버튼 및 승강기의 하강 방향 호출을 위한 하강 버튼을 포함하는 호출 입력 버튼과, 상기 동작 인식부에서 측정한 수신 전극의 전위로부터 상기 감지 영역 안에서 발생된 전기장의 왜곡을 검출하여 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향에 근거해 손 동작의 방향을 판단하는 제어부를 포함하여, 상기 제어부는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향이면 상기 하강 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향이면 상기 상승 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 상승 호출 신호를 출력하고, 전기장의 왜곡이 있으나 일정 시간 동안 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향이 검출되지 않으면 상기 호출 입력 버튼의 LED를 온하지 않은 상태에서 승강기의 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 승객이 승강장의 호출 입력버튼을 누르지 않고도 손 동작만으로 승강기를 호출할 수 있는 효과가 있다.

또한 승강기 내부에서도 도어 개폐 버튼을 누르지 않고 승강기의 도어를 열거나 닫을 수 있는 효과가 있다.

또한 사용자가 두 손에 물건을 들고 있는 경우와 같이 손으로 버튼을 누를 수 없는 상황에서 승강장의 호출 입력버튼에 신체 일부의 근접 상태를 유지하면 자동으로 승강기를 호출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치의 외관을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 동작 인식부의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 동작 인식부에서 전기장이 방출되는 모습을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에서 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "…모듈" 이나 "…부" 또는 "…부재" 등은 명세서 작성의 용이성이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미나 역할을 갖는 것이 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.

도 1은 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치의 외관을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 주지된 바와 같이 승강기가 운행되는 건물의 각 층 승강장 벽면에는 위치 표시부(10)와 상승 버튼(31) 및 하강 버튼(33)으로 구성되는 호출 입력버튼(30)이 설치되어 있다.

본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치는 위치 표시부(10) 및 호출 입력 버튼(30)과 함께 동작 인식부(20)를 포함한다.

동작 인식부(20)는 위치 표시부(10)와 호출 입력 버튼(30) 사이에 배치되어 있다. 즉, 승강기 비접촉 호출 장치의 몸체를 이루는 외함의 상부에 위치 표시부(10)가 배치되고, 하부에는 호출 입력 버튼(30)이 배치되며, 중앙 부분에 동작 인식부(20)가 배치되어 있다.

본 발명의 실시예에서 동작 인식부(20)가 몸체를 이루는 외함에 포함되어 있으나, 외함과 별도로 설치될 수 있다.

위치 표시부(10)는 승강기의 현재 위치 및 방향(상승 또는 하강 방향)을 표시한다. 호출 입력 버튼(30)은 승객의 버튼 조작을 검출한다. 상승 버튼(31)은 승강기의 상승 방향 호출을 위한 버튼이고, 하강 버튼(33)은 승강기의 하강 방향 호출을 위한 버튼이다. 호출 입력 버튼(30)에는 방향을 나타내는 △▽가 표시되어 있고 내부에 LED가 내장되어, 호출 입력 버튼(30)을 누르게 되면 LED가 온 되면서 방향 표시에 불이 들어오게 된다.

동작 인식부(20)는 일정한 면적을 차지하며 손 동작을 안내하는 그림이 표시되어 있다. 승객은 동작 인식부(20)에 손가락을 근접시키고 손 동작을 취하여 승강기의 상승 및 하강 호출을 제어할 수 있다.

승객이 동작 인식부(20)의 면적 안에서 손가락을 아래에서 위로 움직이면 상승 버튼(31)을 누르는 효과가 발생하고, 손가락을 위에서 아래로 움직이면 하강 버튼(33)을 누르는 효과가 발생한다.

또한, 승객이 동작 인식부(20)의 면적 안에서 손 동작을 취하지 않아도 신체의 일부인 얼굴이나 팔을 근접시키고 일정 시간 유지하면 상승 버튼(31) 또는 하강 버튼(33)을 누르는 효과가 발생한다.

이와 같이 손 동작을 취해 승강기를 호출하게 되면 호출 입력 버튼(30)에 불이 들어와서 승객은 승강기가 상승 호출되었는지 하강 호출이 되었는지 확인할 수 있다.

본 발명의 도면에는 개시되어 있지 않으나, 동작 인식부(20)는 승강기 내부에도 설치될 수 있다.

즉, 승강기 도어의 개폐 버튼의 상부에 동작 인식부(20)가 도 1에 도시된 것처럼 일정한 면적을 차지하며 배치될 수 있다. 마찬가지로 승객이 동작 인식부(20)의 면적 안에서 손가락을 좌에서 우로 움직이면 도어 열림 버튼을 누르는 효과가 발생하고, 손가락을 우에서 좌로 움직이면 도어 닫힘 버튼을 누르는 효과가 발생하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 승강기 비접촉 호출 장치는 위치 표시부(10), 전극부(21) 및 전위 측정부(23)로 구성된 동작 인식부(20), 호출 입력버튼(30). 통신부(40), 제어부(50) 등을 포함한다.

동작 인식부(20)는 전극부(21)를 통해 전기장을 생성하여 방출하고, 전위 측정부(23)를 통해 전극부(21)의 전위를 측정하여 전기장의 변화를 감지한다.

도 3은 본 발명에 따른 동작 인식부의 전극부의 구성을 나타내고, 도 4는 본 발명에 따른 동작 인식부의 전극부에서 전기장이 방출되는 모습을 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극부(21)는 감지영역을 설정하는 비전도성 기판(1), 비전도성 기판(1)의 저면에 설치된 송신(Tx) 전극(2), 비전도성 기판(1)의 상면에 설치된 복수의 수신(Rx) 전극(3), 송신 전극(2)의 하부에 배치된 접지 부재(4) 등을 포함한다.

본 발명의 실시예에서 수신 전극(3)은 비전도성 기판(1) 상면의 각 모서리에 길이 방향으로 배치되어 있다. 즉, 비전도성 기판(1)이 사각형 구조일 때 비전도성 기판(1)의 상하좌우(동서남북) 모서리에 수신 전극(3)이 스트립(strip) 또는 바(bar) 형태로 배치될 수 있다.

또한, 비전도성 기판(1)의 가운데에는 선택적으로 센터 전극(7)이 배치될 수 있다. 센터 전극(7)은 감지영역 내의 물체 거리 측정 정확도를 개선하거나 간단한 터치 기능을 구현하는데 사용될 수 있다.

도 4를 참조하면, (a)는 전극부(21)의 상방에서 전기장이 방출되는 모습을 나타내고, (b)는 전기장이 방출되는 감지 영역에서 손이 들어와 전기장이 왜곡되는 모습을 나타낸 것이다.

전극부(21)의 송신 전극(2)은 100kHz의 교류 전력에 의해 전기장을 생성하여 방출한다. 전기장은 전하들에 의해 생성되어 전극부(21)의 상방에 분포한다.

전기장은 전기력이 미치는 공간으로 전하들이 전기장 내에서 가상의 선인 전기력선(5)으로 표현될 수 있다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 송신 전극(2)에서 전기력선(5)이 출발하여 외부로 퍼져나가고, 일부의 전기력선(5)은 수신 전극(3)으로 들어간다. 이를 통해 송신 전극(2)이 전기장을 외부로 방출하고, 수신 전극(3)이 전기장을 수신한다는 것을 알 수 있다. 전기력선(5)에서 전위가 같은 부분을 연결하면 등 전위 선(6)이 형성된다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 전기장 내에 사용자의 손이 들어오게 되면 전기장이 교란되어 왜곡이 발생한다.

극성을 띤 전하들은 전기장 내에서 전기력선을 따라 이동하는데 이때 사용자의 손은 전기가 통하는 물질이므로 전하의 이동 경로가 변한다. 즉, 전기력선이 변형되면서 전기장이 왜곡된다.

수신 전극(3)은 이러한 전기장의 왜곡을 감지하여 사용자의 손의 위치를 검출한다. 이때 사용자가 전기장 내에서 손을 이동시키면 전기장의 왜곡이 발생하는 지점도 함께 이동한다. 수신 전극(3)은 이러한 전기장의 왜곡 발생 지점을 토대로 사용자의 손의 이동 경로를 파악할 수 있다.

구체적으로 전위 측정부(23)는 전극부(21)의 수신 전극(3)에서의 전위를 측정하여 전위값을 제어부(50)로 전달한다.

제어부(50)는 전위 측정부(23)로부터 입력된 수신 전극의 전위값이 기본 전위값보다 낮은 경우 해당 수신 전극의 주변에서 전기장의 왜곡이 발생한 것으로 판단한다.

감지 영역인 전기장 내에 사용자의 손 등이 인입되지 않은 상태에서 측정된 수신 전극의 전위값이 기본 전위값이 되며, 이후 사용자의 손 등이 인입되면 사용자의 손 등으로 전하가 빠져 나가므로 수신 전극의 전위가 낮아진다. 따라서 수신 전극의 전위가 기본 전위보다 낮게 되면 수신 전극의 주변에서 전기장의 왜곡이 발생했다는 것을 알 수 있다.

제어부(50)는 전위 측정부(23)로부터 전위값을 연속적으로 입력 받음으로써 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향을 검출하여 왜곡 방향에 근거해 손 동작의 방향을 판단할 수 있다.

제어부(50)는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향이면 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향이면 승강기의 상승 호출 신호를 출력한다.

즉, 제어부(50)는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향으로 인식되면 하강 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향으로 인식되면 상승 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 상승 호출 신호를 출력하게 된다.

또한, 제어부(50)는 손 동작의 방향이 좌에서 우 방향이면 승강기의 도어 열림 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 우에서 좌 방향이면 승강기의 도어 닫힘 신호를 출력한다.

또한, 제어부(50)는 전기장의 왜곡이 검출되었으나 일정 시간 동안 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향이 검출되지 않으면 승강기의 호출 신호를 출력할 수 있다. 이때 제어부(50)는 호출 입력 버튼(30)의 LED를 온하지 않은 상태에서 승강기의 호출 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 승강기의 호출 신호는 상승 호출 신호 또는 하강 호출 신호와 구별되며 승강기의 상승 또는 하강이 결정되지 않은 상태에서 현재 위치로 승강기를 호출하는 신호를 말한다.

제어부(50)가 전위 측정부(23)의 전위값을 분석하여 전기장의 왜곡 방향에 근거해 승강기 호출 신호를 출력하면 통신부(40)는 승강기의 호출 신호를 승강기의 제어반(미도시)으로 전송하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 동작 인식부(20)를 통해 승강기의 호출 및 도어 개폐 동작을 제어하는 동시에 종래의 푸시버튼 방식이 병행될 수 있다.

이 경우 제어부(50)는 승강기의 호출 및 도어 개폐 동작이 푸시버튼 방식을 통해 제어되었는지 동작 인식 방식을 통해 제어되었는지 확인할 수 있다. 제어부(50)는 승강기의 제어 방식을 확인하고 승강기의 호출 또는 도어 개폐가 발생할 때마다 승강기의 제어 방식 관련 데이터를 통신부(40)를 통해 승강기 모니터링 장치(미도시)로 전송할 수 있다.

그러면 승강기 모니터링 장치는 승강기의 제어 방식 관련 데이터를 처리하여 승객의 접촉 및 비접촉 제어 횟수를 통계냄으로써 승객의 사용 패턴 및 경향을 분석할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명은 승강기, 공동현관, 도어 등 다수인의 물리적 접촉에 의해 동작하는 장치나 시설을 비접촉으로 제어하는데 널리 활용될 수 있다. 본 발명에 따른 동작 인식부는 기존 승강기 호출 장치에 일체형으로 장착되거나 별도의 추가 장치로 설치될 수 있으므로 다양한 응용이 가능하다.

Claims (7)

1. 감지 영역을 설정하는 비전도성 기판, 상기 비전도성 기판의 저면에 설치되고 전원을 인가 받아 전기장을 발생시키는 송신 전극, 상기 비전도성 기판의 상면의 모서리에 각각 설치되어 상기 송신 전극에서 발생된 전기장을 수신하는 수신 전극 및 상기 수신 전극의 전위를 측정하는 전위 측정부를 포함하는 동작 인식부와,
   상기 동작 인식부에서 측정한 수신 전극의 전위로부터 상기 감지 영역 안에서 발생된 전기장의 왜곡을 검출하는 제어부를 포함하는 승강기 비접촉 호출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 동작 인식부로부터 입력된 수신 전극의 전위가 기본 전위보다 낮은 경우 해당 수신 전극 주변에서 전기장의 왜곡이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향을 검출하여 왜곡 방향에 근거해 손 동작의 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향이면 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향이면 승강기의 상승 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 손 동작의 방향이 좌에서 우 방향이면 승강기의 도어 열림 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 우에서 좌 방향이면 승강기의 도어 닫힘 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 전기장의 왜곡이 있으나 일정 시간 동안 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향이 검출되지 않으면 승강기의 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.
7. 감지 영역을 설정하는 비전도성 기판, 상기 비전도성 기판의 저면에 설치되고 전원을 인가 받아 전기장을 발생시키는 송신 전극, 상기 비전도성 기판의 상면의 모서리에 각각 설치되어 상기 송신 전극에서 발생된 전기장을 수신하는 수신 전극 및 상기 수신 전극의 전위를 측정하는 전위 측정부를 포함하는 동작 인식부와,
   승강기의 상승 방향 호출을 위한 상승 버튼 및 승강기의 하강 방향 호출을 위한 하강 버튼을 포함하는 호출 입력 버튼과,
   상기 동작 인식부에서 측정한 수신 전극의 전위로부터 상기 감지 영역 안에서 발생된 전기장의 왜곡을 검출하여 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향에 근거해 손 동작의 방향을 판단하는 제어부를 포함하여,
   상기 제어부는 손 동작의 방향이 상에서 하 방향이면 상기 하강 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 하강 호출 신호를 출력하고, 손 동작의 방향이 하에서 상 방향이면 상기 상승 버튼의 LED를 온하면서 승강기의 상승 호출 신호를 출력하고, 전기장의 왜곡이 있으나 일정 시간 동안 시간에 따른 전기장의 왜곡 방향이 검출되지 않으면 상기 호출 입력 버튼의 LED를 온하지 않은 상태에서 승강기의 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 승강기 비접촉 호출 장치.

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