KR20230130393A - 감지된 빛에 기초하여 작동하는 uv 살균 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UV 살균 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치는, 설치 대상물의 수납 공간 일측에 장착되어 수납 공간을 살균 가능한 UV 살균 장치에 있어서, 빛을 감지하는 센서부와, 센서부의 빛 감지에 기초하여 수납 공간의 개방 상태를 판단하고, 수납 공간이 개방된 것으로 판단하면 개방 신호를 생성하는 개방 판단부와, UV(ultraviolet) 광을 조사하도록 작동하는 UV 모듈, 그리고 개방 판단부가 생성한 개방 신호에 기초하여 UV 모듈을 작동 제어하는 작동 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 설치 대상물의 수납 공간에 설치되고 빛 감지를 통해 수납 공간의 개방 여부를 판단하여, 수납 공간이 개방된 상태에서는 UV 광 조사를 중단함으로써, UV 살균 도중 수납 공간이 개방되어도 사용자의 인체에 UV 광이 노출되지 않도록 할 수 있다.

Description

감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치{UV Sterilizer}

본 발명은 감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 설치 대상물의 수납 공간에 설치되고 빛 감지를 통해 수납 공간의 개방 여부를 판단하여 수납 공간이 개방된 상태에서는 UV 광 조사를 중단함으로써, UV 살균 도중 수납 공간이 개방되어도 사용자의 인체에 UV 광이 노출되지 않도록 하는 UV 살균 장치에 관한 것이다.

자외선(紫外線, ultraviolet, UV)은 스펙트럼에서 보라색 띠에 인접한, 사람의 육안에는 보이지 않는 10에서 400나노미터 파장 영역(750THz)의 전자기파를 의미한다.

자외선의 파장은 가시광선보다 짧고, X선보다는 길다. 긴 파장의 자외선은 원자를 이온화 시키기에는 에너지가 부족하지만, 물질들이 화학반응을 일으키게 해서 빛을 내거나 형광효과가 나도록 할 수 있다. 따라서 자외선은 생물체를 단순히 가열시킬 뿐만 아니라 체내 분자의 상호작용을 일으키기도 한다. 충분히 에너지가 높은 전자기파는 생체 조직을 파괴시킬 수 있기 때문에 작은 미생물들을 파괴시킬 수 있고, 이와 같은 효과로 인하여 자외선은 일상에서 살균에 이용된다.

자외선을 이용한 살균 장치는 일반적으로, 의료기, 식기 등을 살균하기 위한 전용 살균기, 또는 냉장고 등과 같이 미생물에 의한 오염이 우려되는 기기에 적용되어 사용되고 있다.

최근에는 공개특허 10-2015-0028154에 개시된 "UV LED를 이용한 휴대용 살균 장치"(이하, '종래 특허'라고 한다.)와 같이 생산시 UV 살균 장치가 적용되지 않은 제품의 수납 공간(수용 공간)에 사용자가 임의로 설치하여 살균할 수 있는 살균 장치가 개발되고 있다.

그런데, 자외선이 인체에 과노출되면 검버섯, 주근깨, 일광화상 등의 피부 손상을 일으키며, 심할 경우에는 피부암의 원인이 될 수 있다. 따라서, 자외선이 사용자에게 노출되는 것을 방지하기 위해, 생산시 UV 살균 장치가 적용되는 제품은 수납 공간이 개방되면 UV 광 조사가 중단되도록 설계되며 이러한 수납 공간의 개방 판단은 도어의 개폐 상태 감지를 통해 이루어진다.

하지만, 종래 특허와 같이 사용자가 제품의 수납 공간에 임의로 설치하여 사용하는 UV 살균 장치의 경우 설치된 UV 살균 장치가 살균 작동하는 중에 수납 공간이 개방되어도 UV 광 조사가 중단되지 않으므로 사용자가 UV 광에 노출될 가능성이 크다는 문제점이 존재한다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0028154호

본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 설치 대상물의 수납 공간에 설치되고 빛 감지를 통해 수납 공간의 개방 여부를 판단하여, 수납 공간이 개방된 상태에서는 UV 광 조사를 중단하는 UV 살균 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 펄스(pulse) 방식으로 빛을 조사하는 발광 센서와, 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서를 구비하고, 발광 센서가 빛을 조사하지 않는 미발광 시간 동안에 수광 센서에서 측정된 측정값을 이용하여 주변의 밝기를 판단하되, 발광 센서가 빛을 조사하는 발광 시간 동안에 수광 센서에서 측정된 측정값을 이용하여 조사한 빛의 반사 거리를 판단하여, 하나의 수광 센서를 이용하여 주변 밝기와 반사 거리를 모두 판단 가능한 UV 살균 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 수광 센서의 수광량에 기초하여 수납 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건 충족 여부와 개방 거리 조건의 충족 여부를 판단하고 개방 밝기 조건과 개방 거리 조건 중 적어도 하나의 조건 충족시 수납 공간이 개방된 것으로 판단하여, 외부 밝기가 너무 어두울 시 발생 가능한 개방 밝기 조건의 판단 오류 또는 외부 밝기가 너무 밝을 시 발생 가능한 개방 거리 조건의 판단 오류를 극복 가능한 UV 살균 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치는, 설치 대상물의 수납 공간 일측에 장착되어 수납 공간을 살균 가능한 UV 살균 장치에 있어서, 빛을 감지하는 센서부와, 센서부의 빛 감지에 기초하여 수납 공간의 개방 상태를 판단하고, 수납 공간이 개방된 것으로 판단하면 개방 신호를 생성하는 개방 판단부와, UV(ultraviolet) 광을 조사하도록 작동하는 UV 모듈, 그리고 개방 판단부가 생성한 개방 신호에 기초하여 UV 모듈을 작동 제어하는 작동 제어부를 포함한다.

이때, 작동 제어부는 개폐 정보 생성부가 개방 신호를 생성하면 UV 모듈이 UV 광 조사를 중단하도록 조사 중단 신호를 생성할 수 있다.

또한, 센서부는 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서를 구비하고, 개방 판단부는 수광 센서의 수광량에 기초하여, 수용 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하는 밝기 조건 판단부, 그리고 개방 밝기 조건 충족 여부에 기초하여 개방 신호를 생성하는 개폐 정보 생성부를 구비할 수 있다.

또한, 개방 판단부는 상기 수용 공간의 개방에 따른 개방 거리 조건 충족 여부를 판단하는 거리 조건 판단부를 구비하고, 개폐 정보 생성부는 개방 밝기 조건과 개방 거리 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족되면 개방 신호를 생성하는 개폐 정보 생성부를 구비할 수 있다.

또한, 센서부는 반사면에 반사된 빛이 수광 센서에 수신되도록, 일측 방향을 향해 펄스(pulse) 방식으로 빛을 조사하는 발광 센서를 구비하고, 밝기 조건 판단부는 발광 센서가 빛을 조사하지 않는 미발광 시간 동안에 측정된 수광 센서의 제1 수광량에 기초하여 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하며, 거리 조건 판단부는 발광 센서가 빛을 조사하는 발광 시간 동안에 측정된 수광 센서의 제2 수광량에 기초하여 개방 거리 조건 충족 여부를 판단할 수 있다.

또한, 밝기 조건 판단부는 제1 수광량이 제1 기준 개방 수광량 이상이면 개방 밝기 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 밝기 조건 판단부는 제1 수광량의 단위 시간당 변화량이 제1 기준 개방 변화량 이상이면 개방 밝기 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 거리 조건 판단부는 제2 수광량이 제2 기준 개방 수광량 미만이면 개방 거리 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 거리 조건 판단부는 제2 수광량의 단위 시간당 변화량이 제2 기준 개방 변화량 이상 감소하면 개방 거리 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 밝기 조건 판단부는 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 밝기 조건의 충족 여부를 판단하고, 거리 조건 판단부는 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 거리 조건의 충족 여부를 판단하며, 개폐 정보 생성부는 폐쇄 밝기 조건과 폐쇄 거리 조건이 동시에 충족되면 폐쇄 신호를 생성하고, 작동 제어부는 폐쇄 신호에 기초하여 UV 모듈이 UV 광을 조사하도록 조사 시작 신호를 생성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 설치 대상물의 수납 공간에 설치되고 빛 감지를 통해 수납 공간의 개방 여부를 판단하여, 수납 공간이 개방된 상태에서는 UV 광 조사를 중단함으로써 UV 살균 도중 수납 공간이 개방되어도 사용자의 인체에 UV 광이 노출되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 펄스(pulse) 방식으로 빛을 조사하는 발광 센서와, 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서를 구비하고, 발광 센서가 빛을 조사하지 않는 미발광 시간 동안에 수광 센서에서 측정된 측정값을 이용하여 주변의 밝기를 판단하되, 발광 센서가 빛을 조사하는 발광 시간 동안에 수광 센서에서 측정된 측정값을 이용하여 조사한 빛의 반사 거리를 판단하여, 하나의 수광 센서를 이용하여 주변 밝기와 반사 거리를 모두 판단 가능하므로 거리 감지를 위한 센서와 조도 감지를 위한 센서를 별도로 구비할 필요가 없어 제조 단가를 절감하고 제품의 크기를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 수광 센서의 수광량에 기초하여 수납 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건 충족 여부와 개방 거리 조건의 충족 여부를 판단하고 개방 밝기 조건과 개방 거리 조건 중 적어도 하나의 조건 충족시 수납 공간이 개방된 것으로 판단하여, 외부 밝기가 너무 어두울 시 발생 가능한 개방 밝기 조건의 판단 오류 또는 외부 밝기가 너무 밝을 시 발생 가능한 개방 거리 조건의 판단 오류를 극복 가능하므로 외부 환경 밝기에 상관없이 수납 공간의 개방 상태를 정확하게 판단 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 제어부의 신호 생성 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 제어부의 신호 생성 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 제어부의 신호 생성 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부와 개방 판단부의 기능 블록도이다.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 조건 판단부의 개방 거리 조건 충족 여부 판단 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 센서의 발광 여부에 따른 수광 센서 측정값의 분류를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 살균 장치의 장착부와 본체부의 결합 관계를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부의 모드 선택을 위한 구성을 도시한 기능 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 감지부의 기능 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모드 선택부의 모드 선택 일례를 도시한 도면이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감지된 빛에 기초하여 작동하는 UV 살균 장치(이하, 'UV 살균 장치'라 한다.)는 수납 공간을 구비하는 설치 대상물에 장착되어 사용될 수 있다. 이때, 설치 대상물은 도어 또는 뚜껑과 같이 사용자가 개폐 조작 가능한 개폐 수단을 구비할 수 있으며, 수납 공간은 개폐 수단의 개폐 상태에 따라 개방 여부가 결정될 수 있다. 일례로 차량 콘솔 박스, 차량 글로브 박스, 옷장, 쓰레기통, 변기 등이 설치 대상물에 해당할 수 있다.

본 실시예에 따른 UV 살균 장치는 설치 대상물의 수납 공간을 구성하는 내벽에 설치되어 UV 광 조사를 통해 수납 공간 및 수납 공간의 수납 물품을 살균할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본체부(10)는 본체부의 외형을 이루는 본체 하우징(11)과, 본체 하우징(11)에 배치되고 UV(ultraviolet) 광을 조사하도록 작동하는 하나 이상의 UV 모듈(12), 그리고 사용자에게 UV 살균 장치에 대한 각종 상태 정보를 제공하는 상태 표시등(13)을 포함하여 구성될 수 있다.

본체 하우징(11)에는 UV 모듈(12)을 포함한 본체부의 구성들이 수용 배치될 수 있으며, 본체 하우징(11)의 일측면(예를 들면 하측면)에는 수용된 UV 모듈(12)의 광 조사를 위한 하나 이상의 관통구가 구성될 수 있다. 관통구에는 UV 모듈(12)의 램프가 배치될 수 있다.

상태 표시등(13)은 본체 하우징(11)의 일측에 배치되어 다양한 색의 빛을 방출할 수 있으며, 방출하는 빛의 색상 또는 점멸 등의 방식으로 UV 살균 장치에 대한 각종 상태 정보를 제공할 수 있다. 이때, 상태 표시등(13)에서 제공하는 상태 정보로는 UV 모듈(12)의 작동 여부, 내장된 배터리의 잔량 정보, 장착부(30)와 본체부(10) 간의 결합 상태 정보 등이 포함될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 UV 살균 장치에서 UV 모듈(12)은 UV 살균 장치가 설치된 수납 공간의 개방 여부에 기초하여 조사가 결정될 수 있으며, 수납 공간의 개방 여부 판단은 빛의 감지를 통해 이루어질 수 있다. 이를 위해 UV 살균 장치는 빛을 감지하는 센서부(14)를 구비할 수 있다.

센서부(14)는 본체 하우징(11)에 적어도 일부가 노출되도록 배치되며, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 본체 하우징(11)을 기준으로 대각선 방향으로 노출되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 본체 하우징(11)은 상측 또는 하측에 UV 모듈(12)의 램프가 배치되는 조사면을 형성하고, 조사면과 둘레면 간에 모따기면이 형성될 수 있는데, 센서부(14)는 모따기면에 배치되어 본체 하우징(11)을 기준으로 대각선 방향으로 노출될 수 있다. 여기서, 상태 표시등(13)의 빛 방출 방향도 본체 하우징(11)의 대각선 방향이 되도록 상태 표시등(13) 또한 센서부(14)와 함께 본체 하우징(11)의 모따기면에 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부의 기능 블록도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 제어부의 신호 생성 일례를 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 UV 살균 장치는 수납 공간의 개방 여부에 따라 UV 광 조사를 결정할 수 있다.

이를 위해, 본체부(10)는 개폐 수단의 개폐 상태를 판단하는 개방 판단부(15)와, UV 모듈(12)을 작동 제어하는 작동 제어부(16), 그리고 작동 제어부(16)의 신호 생성 시점으로부터의 경과 시간을 카운트하는 카운트부(17)를 포함하여 구성될 수 있다.

개방 판단부(15)는 센서부(14)에서 감지한 빛에 기초하여 수납 공간의 개방 상태를 판단하며, 수납 공간이 개방된 것으로 판단하면 개방 신호를 생성하고 수납 공간이 폐쇄된 것으로 판단하면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다.

개방 판단부(15)는 다양한 방식으로 수납 공간의 개폐 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 수납 공간이 개방되면 외부로부터 빛이 유입될 수 있으므로 수납 공간의 밝기가 밝아질 수 있고, 반대로 수납 공간이 폐쇄되면 외부의 빛 유입이 차단되어 수납 공간이 밝기가 어두워질 수 있다. 개방 판단부(15)는 이와 같은 수용 공간의 개폐에 따른 밝기 조건에 기초하여 수납 공간의 개폐 상태를 판단할 수 있다. 또한, 본체부(10)의 설치 위치에 따라서는 수납 공간이 개방되면 본체부(10)로부터 반사면(예를 들면 센서부에서 조사한 적외선이 반사되는 면)까지의 거리(이하, '반사 거리'라 한다.) 거리가 멀어질 수 있고, 반대로 수납 공간이 폐쇄되면 반사 거리가 가까워질 수 있다. 개방 판단부(15)는 수용 공간의 개폐에 따른 거리 조건에 기초하여 수납 공간의 개폐 상태를 판단할 수 있다. 이와 같은 개방 판단부(15)의 밝기 조건 또는 거리 조건에 따른 수납 공간의 개폐 상태 판단에 관한 보다 구체적인 설명은 도 6 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

개방 판단부(15)에서 생성한 개방 신호 또는 폐쇄 신호는 작동 제어부(16)에 제공되며, 작동 제어부(16)는 개방 판단부(15)로부터 제공받은 개방 신호 또는 폐쇄 신호에 기초하여 UV 모듈(12)을 작동 제어할 수 있다.

구체적으로 작동 제어부(16)는 개방 판단부(15)에서 제공받은 폐쇄 신호에 기초하여 UV 모듈(12)이 UV 광을 조사하도록 작동 제어할 수 있다. 도 3을 예로 하여 설명하면, 작동 제어부(16)는 개방 판단부(15)로부터 폐쇄 신호를 제공받으면 조사 시작 신호를 생성하고, 생성한 조사 시작 신호를 UV 모듈(12)과 카운트부(17)에 제공할 수 있다. 조사 시작 신호를 제공받은 UV 모듈(12)은 UV 광 조사를 시작하며, 조사 시작 신호를 제공받은 카운트부(17)는 조사 시작 신호가 생성된(혹은 제공받은) 시점으로부터의 제1 경과 시간을 카운트할 수 있다. 작동 제어부(16)는 카운트부(17)의 제1 경과 시간 카운트에 기초하여 조사 시작 신호의 생성 시점부터 제1 기준 시간(t₁)이 경과하였는지 판단할 수 있다. 그리고 작동 제어부는 제1 기준 시간(t₁)이 경과하였다 판단되면 조사 종료 신호를 생성하여 UV 모듈(12)에 제공할 수 있다.

조사 종료 신호를 제공받은 UV 모듈(12)은 UV 광 조사를 종료할 수 있다. 따라서, 개방 판단부(15)에서 수납 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 신호를 생성하면 UV 모듈(12)에서 제1 기준 시간(t₁) 동안 UV 광이 조사될 수 있으며, 이로 인해, 사용자는 개폐 수단을 닫는 간단한 조작만으로 UV 살균 장치가 UV 광을 조사하도록 조작할 수 있다.

여기서, 제1 기준 시간(t₁)은 수납 공간 및 수납 물건의 살균을 충분히 수행하기 위해 요구되는 시간일 수 있으며, 제1 기준 시간(t₁)의 설정값은 UV 살균 장치의 설치가 권장되는 수납 공간의 크기, UV 모듈(12)의 출력 등에 의해 결정될 수 있다.

작동 제어부(16)는 개방 판단부(15)에서 제공받은 개방 신호에 기초하여 UV 모듈(12)이 UV 광 조사를 중단하도록 작동 제어할 수 있다. 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 작동 제어부(16)는 개방 판단부(15)로부터 개방 신호를 제공받을 시 조사 중단 신호를 생성하고, 생성한 조사 중단 신호를 UV 모듈(12)과 카운트부(17)에 제공할 수 있다. 조사 중단 신호를 제공받은 UV 모듈(12)은 UV 광 조사를 중단할 수 있다. 따라서, UV 모듈(12)의 광 조사 중에 수납 공간이 개방되면 그 즉시 UV 모듈(12)의 광 조사가 중단되어 사용자의 UV 광 노출을 방지할 수 있다.

한편, 작동 제어부(16)로부터 조사 중단 신호를 제공받은 카운트부(17)는 조사 중단 신호가 생성된(혹은 제공받은) 시점으로부터의 제2 경과 시간을 카운트할 수 있다. 이때, 카운트부(17)는 조사 시작 신호가 생성된 시점으로부터의 제1 경과 시간 카운트와 조사 중단 신호가 생성된 시점으로부터의 제2 경과 시간 카운트를 개별적으로 수행할 수 있다. 카운트부(17)는 조사 시작 신호에 따른 제1 경과 시간 카운트 중에 조사 중단 신호가 생성되면 제1 경과 시간의 카운트를 일시 중지할 수 있다.

수납 공간이 폐쇄되어 개방 판단부(15)로부터 폐쇄 신호가 생성되면 작동 제어부(16)는 폐쇄 신호를 제공받아 조사 시작 신호를 생성하고 UV 모듈(12)과 카운트부(17)에 생성한 조사 시작 신호를 제공할 수 있다. 조사 시작 신호를 제공받은 UV 모듈(12)은 중단하였던 UV 광 조사를 다시 시작하고, 수납 공간의 개방으로 인해 제1 경과 시간 카운트를 일시 중지한 상태에서 조사 시작 신호를 제공받은 카운트부(17)는 일시 중지하였던 제1 경과 시간 카운트를 연결하여 재개할 수 있다. 이와 같은 제1 경과 시간 카운트의 연결을 통해 작동 제어부(16)는 조사 중단 신호를 생성하기 전의 UV 광 조사 시간(t₂)과, 다시 조사 시작 신호를 생성하고 경과한 시간(t₄)을 합산한 시간이 제1 기준 시간(t₁)이 되는 시점에서 조사 종료 신호를 생성할 수 있다.

바람직하게, 카운트부(17)는 제1 경과 시간 카운트를 일시 중지한 상태에서 제2 기준 시간 이내에 조사 시작 신호가 생성되지 않으면 제1 경과 시간 카운트를 초기화할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 작동 제어부(16)는 조사 중단 신호를 생성한 후 다시 조사 시작 신호를 생성하였다 하더라도, 조사 중단 신호 생성 전의 UV 광 조사 시간과 상관없이 조사 시작 신호를 다시 생성한 시점으로부터 제1 기준 시간(t₁)이 경과한 시점에 조사 종료 신호를 생성하게 된다. 따라서, 비교적 짧은 시간 동안 수납 공간이 개방되어 UV 광 조사가 중단된 경우에는 UV 광 조사 시간을 결속하여 카운트하므로 과도한 시간 동안 UV 광이 조사되어 발생하는 에너지 소모 등을 차단할 수 있고, 반면에 수납 공간이 비교적 긴 시간 동안 개방되어 수납 공간의 재오염이 우려되는 경우에는 UV 광 조사 시간을 초기화하여 재오염된 수납 공간을 충분히 살균할 수 있다.

여기서, 제2 기준 시간은 수납 공간의 개방으로 인해 수납 공간이 오염되기 충분한 시간일 수 있으며, 제2 기준 시간의 설정값은 UV 살균 장치의 설치가 권장되는 수납 공간의 크기, UV 살균 장치의 설치가 권장되는 설치 대상물의 사용 환경 등에 의해 결정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부와 개방 판단부의 기능 블록도이고, 도 7의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 조건 판단부의 개방 거리 조건 충족 여부 판단 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 그리고 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 센서의 발광 여부에 따른 수광 센서 측정값의 분류를 나타내는 도면이다.

이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 센서부(14)와, 개방 판단부(15)를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

센서부(14)는 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서(141)를 구비하고, 개방 판단부(15)는 수광 센서(141)의 수광량에 기초하여, 수용 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하는 밝기 조건 판단부(151), 그리고 개방 밝기 조건 충족 여부에 기초하여 개방 신호를 생성하는 개폐 정보 생성부(153)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 수광 센서(141)는 주변의 빛을 수신하여 수광량을 측정하며, 측정한 수광량을 밝기 조건 판단부(151)에 제공할 수 있다. 밝기 조건 판단부(151)는 제공받은 수광량을 통해 주변의 밝기를 판단할 수 있다.

이때, 밝기 조건 판단부(151)는 제공받은 수광량이 제1 기준 개방 수광량 이상이거나, 또는 제공받은 수광량의 변화량이 제1 기준 개방 변화량 이상 증가하면 수납 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다. 그리고 개폐 정보 생성부(153)는 개방 밝기 조건이 충족되면 개방 신호를 생성할 수 있다.

그런데, 만약 설치 대상물의 주변 밝기가 매우 어둡다면, 수납 공간이 개방되어도 수광 센서(141)의 수광량이 제1 기준 개방 수광량 이상이 되지 않거나 또는 수광량의 변화량이 제1 기준 개방 변화량 이상 증가하지 않을 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 센서부(14)는 반사면에 반사된 빛이 수광 센서(141)에 수신되도록 일측 방향을 향해 빛(예를 들면 적외선)을 조사하는 발광 센서(142)를 구비하고, 개방 판단부(15)는 수광 센서(141)의 수광량에 기초하여 수용 공간의 개방에 따른 개방 거리 조건 충족 여부를 판단하는 거리 조건 판단부(152)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 발광 센서(142)에서 조사된 빛이 반사면에 의해 반사되고, 반사된 빛이 수광 센서(141)에 수신되면, 수광 센서(141)의 수광량은 발광 센서(142)로부터 반사면까지의 거리(반사 거리)에 따라 결정될 수 있다.

이때, 본체부(10)가 개폐 수단에 설치되거나, 또는 도 7의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 수용 공간의 폐쇄 상태에서 발광 센서(142)로부터 조사된 빛이 개폐 수단을 향하도록 본체부(10)가 배치되면, 수납 공간이 폐쇄된 상태에서의 반사 거리(L₁)보다 수납 공간이 개방된 상태에서의 반사 거리(L₂)가 증가할 수 있다. 따라서, 거리 조건 판단부(152)는 수광 센서(141)로부터 제공받은 반사광의 수광량 값이 제2 기준 개방 수광량 미만이거나, 또는 제공받은 반사광의 단위 시간당 변화량이 제2 기준 개방 변화량 이상 감소하면 수납 공간의 개방에 따른 개방 거리 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.

여기서, 주변의 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서와, 발광 센서(142)에서 조사하여 반사된 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서는 별도로 구비될 수 있지만, 바람직하게는 하나의 수광 센서(141)가 주변의 빛의 수광량과 반사된 빛의 수광량을 함께 측정하도록 할 수 있다.

이를 위해, 발광 센서(142)는 도 8에 도시된 바와 같이 펄스(pulse) 방식으로 빛을 조사하고, 밝기 조건 판단부(151)는 발광 센서(142)가 빛을 조사하지 않는 미발광 시간 동안에 수광 센서(141)에서 측정된 제1 수광량에 기초하여 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하며, 거리 조건 판단부(152)는 발광 센서(142)가 빛을 조사하는 발광 시간 동안에 수광 센서(141)에서 측정된 제2 수광량에 기초하여 개방 거리 조건 충족 여부를 판단할 수 있다.

따라서, 본 발명은 하나의 수광 센서(141)로부터 측정된 측정값을 통해 개방 밝기 조건 충족 여부와 개방 거리 조건 충족 여부를 모두 판단 가능하므로 거리 감지를 위한 센서와 조도 감지를 위한 센서를 별도로 구비할 필요가 없어 제조 단가를 절감하고 제품의 크기를 줄일 수 있다.

한편, 개폐 정보 생성부(153)는 밝기 조건 판단부(151)에서 판단한 개방 밝기 조건 충족 여부 또는 거리 조건 판단부(152)에서 판단한 개방 거리 조건 충족 여부에 기초하여 개방 신호 또는 폐쇄 신호를 생성할 수 있다.

바람직하게, 개폐 정보 생성부(153)는 개방 밝기 조건과 개방 거리 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족되면 개방 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 수납 공간이 개방되었음에도 불구하고 주변의 밝기가 어두워 개방 밝기 조건이 충족되지 않더라도, 어두운 주변 환경에서는 반사 거리 변화에 따른 수광 센서(141)의 제2 수광량이 더욱 정확하게 측정되어 거리 조건 판단부(152)는 수납 공간 개방에 따른 개방 거리 조건의 충족을 정확하게 판단 가능하며, 이에 따라 개폐 정보 생성부(153)는 개방 거리 조건 충족으로 인한 개방 신호를 생성 가능하다. 반대로, 주변의 밝기가 너무 밝은 환경에서는 수납 공간 개방시 외부 빛으로 인해 수광 센서(141)의 측정 오류가 발생하여 거리 조건 판단부(152)에서 개방 거리 조건의 충족 여부를 판단하지 못할 수 있으나, 수납 공간 개방시 밝은 주변 환경에서는 제1 수광량이 매우 높게 측정되므로 밝기 조건 판단부(151)는 수납 공간 개방에 따른 개방 밝기 조건의 충족을 정확하게 판단 가능하며, 이에 따라 개폐 정보 생성부(153)는 개방 밝기 조건 충족으로 인한 개방 신호를 생성 가능하다. 따라서, 본 발명은 외부 환경 밝기에 상관없이 수납 공간의 개방 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

한편, 밝기 조건 판단부(151)는 수광 센서(141)로부터 제공받은 제1 수광량에 기초하여 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 밝기 조건의 충족 여부를 판단하고, 거리 조건 판단부(152)는 수광 센서(141)로부터 제공받은 제2 수광량에 기초하여 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 거리 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로, 밝기 조건 판단부(151)는 제1 수광량이 제1 기준 폐쇄 수광량 미만이거나, 또는 제1 수광량의 단위 시간당 변화량이 제1 기준 폐쇄 변화량 이상 감소하면 수납 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 밝기 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 폐쇄 밝기 조건 충족 판단 기준이 되는 제1 기준 폐쇄 수광량은 제1 기준 개방 수광량보다 작게 설정될 수 있으며, 제1 기준 폐쇄 변화량과 제1 기준 개방 변화량은 동일하게 설정될 수 있다.

거리 조건 판단부(152)는 제2 수광량이 제2 기준 폐쇄 수광량 이상이거나, 또는 제2 수광량의 단위 시간당 변화량이 제2 기준 폐쇄 변화량 이상 증가하면 수납 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 거리 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 폐쇄 거리 조건 충족 판단 기준이 되는 제2 기준 폐쇄 수광량은 제2 기준 개방 수광량보다 크게 설정될 수 있으며, 제2 기준 폐쇄 변화량과 제2 기준 개방 변화량은 동일하게 설정될 수 있다.

개폐 정보 생성부(153)는 폐쇄 밝기 조건이 충족되고, 동시에 폐쇄 거리 조건이 충족되면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다. 이는 수용 공간의 폐쇄시 수광 센서(141)의 제1 또는 제2 수광량은 외부 환경 조건(특히 외부 밝기)에 영향을 받지 않아 외부 환경 조건과 상관없이 폐쇄 밝기 조건과 폐쇄 거리 조건의 충족 여부를 정확하게 판단 가능하며, 폐쇄 밝기 조건 또는 폐쇄 거리 조건 중 어느 하나의 조건이 잘못 판단되어 수용 공간이 개방된 상태에서 UV 광이 자동 조사되는 것을 방지하기 위함이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 살균 장치의 장착부와 본체부의 결합 관계를 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 UV 살균 장치는 도 9에 도시된 바와 같이 설치 대상물에 장착되는 장착부(30)를 별도로 구비하고, 본체부(10)는 장착부(30)에 탈부착 가능하게 결합되어, 본체부(10)의 관리(예를 들면, 이물질 제거, 배터리 충전, 배터리 교체 등)가 용이하게 할 수 있다.

장착부(30)는 양면 테이프 또는 나사 등을 이용하여 설치 대상물의 수납 공간 일측에 고정 장착될 수 있다.

본체부(10)는 다양한 결합 방식으로 장착부(30)에 장착될 수 있다. 일례로, 장착부(30)의 적어도 일부는 자성체로 이루어지고, 장착부(30)와 본체부(10)는 자성을 이용하여 상호 결합할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

장착부(30)와 결합하는 본체 하우징(11)의 장착면은 UV 광이 조사되는 조사면의 반대면에 배치될 수 있으며, 장착면에는 장착부(30)가 수용 장착되도록 장착부(30)와 대응하는 형상의 음각이 구성될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 자성을 이용하여 장착부(30)와 본체부(10)가 상호 결합하는 경우 이를 위해 본체 하우징(11)의 장착면 중 적어도 일부 면적은 철, 자석 등의 재질로 이루어질 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부의 모드 선택을 위한 구성을 도시한 기능 블록도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 감지부의 기능 블록도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모드 선택부의 모드 선택 일례를 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 UV 살균 장치는 본체부(10)가 장착부(30)에 결합하지 않은 상태에서는 UV 광을 조사하지 않도록 하여, 본체부(10)의 미설치 상태(장착부에 대한 미결합 상태)에서 UV 광이 조사되지 않도록 할 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 UV 살균 장치는 도 10에 도시된 바와 같이 장착부(30)와 본체부(10) 간의 결합 여부를 판단하는 결합 감지부(18)와, UV 살균 장치의 작동 모드를 선택하는 모드 선택부(19)를 포함하여 구성될 수 있다.

결합 감지부(18)는 장착부(30)와 본체부(10) 간의 결합 상태 또는 분리 상태를 판단하고, 판단 정보를 모드 선택부(19)에 제공할 수 있다. 이를 위해, 결합 감지부(18)는 도 11에 도시된 바와 같이 장착부(30)와 본체부(10) 간의 근접 또는 접촉을 감지하는 결합 감지 센서(181)와, 결합 감지 센서(181)의 감지 정보를 제공받아 장착부(30)와 본체부(10) 간의 결합 상태 또는 분리 상태를 판단하는 결합 상태 판단부(182)를 구비할 수 있다.

결합 감지 센서(181)는 본체부(10)에 배치되어 장착부(30)의 본체부(10)로의 접근 또는 장착부(30)와 본체부(10)의 접촉을 감지할 수 있다. 결합 감지 센서(181)로 다양한 방식의 센서가 적용될 수 있으나, 상술한 바와 같이 장착부(30)의 적어도 일부는 자성체로 이루어지는 경우, 결합 감지 센서(181)는 홀 센서가 적용되어 장착부(30)의 접근에 따른 자성을 감지할 수 있다. 그리고 결합 상태 판단부(182)는 결합 감지 센서(181)가 장착부(30)의 자성을 감지하면 결합 상태로 판단하고, 결합 감지 센서(181)가 장착부(30)의 자성을 감지하지 못하면 분리 상태로 판단할 수 있다. 이와 같이 홀 센서를 이용한 결합 판단은, 자성을 갖지 않는 물체의 본체부(10) 접근 또는 접촉을 장착부(30)와 본체부(10) 간의 결합으로 오인 판단하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 모드 선택부(19)는 결합 상태 판단부(182)의 판단에 기초하여 대기 모드를 포함하는 다수의 모드 중 하나의 모드를 선택할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 UV 살균 장치의 작동 모드는 대기 모드, 일반 모드를 포함할 수 있다. 대기 모드에서는 작동 제어부(16)가 UV 모듈(12)을 작동 제어하지 않고 UV 모듈(12)이 UV 광을 조사하지 않을 수 있다. 반대로, 일반 모드에서는 작동 제어부(16)의 작동 제어 또는 UV 모듈(12)의 UV 광 조사가 수행 가능하도록 할 수 있다.

바람직하게, 본 실시예에 따른 UV 살균 장치에는 다른 구성으로 전원을 공급하는 배터리가 구비될 수 있으며, 대기 모드에서는 작동 제어부(16) 및 UV 모듈(12)로의 전원 공급이 차단되고, 일반 모드에서는 작동 제어부(16) 및 UV 모듈(12)로의 전원 공급이 차단 해제될 수 있다. 이때, 결합 감지부(18)와 모드 선택부(19)에는 모드와 상관없이 전원 공급이 상시 이루어질 수 있다.

모드 선택부(19)는 결합 상태 판단부(182)가 분리 상태로 판단하면 대기 모드를 선택할 수 있다. 또한, 모드 선택부(19)는 결합 상태 판단부(182)가 결합 상태로 판단하면 일반 모드를 선택할 수 있다. 그런데, 결합 상태 판단부(182)가 결합 상태로 판단한 즉시 일반 모드로 전환되면, UV 광의 조사 조건이 충족된 상태에서 본체부(10)를 장착부(30)에 결합시 바로 UV 광이 조사되어 사용자가 UV 광에 노출될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 도 12에 도시된 바와 같이 결합 상태 판단부(182)가 결합 상태로 판단하면 모드 선택부(19)는 소정의 지연 시간(t₆) 이후에 일반 모드를 선택함으로써, 본체부(10)를 장착부(30)에 결합시 바로 UV 광이 조사되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 작동 제어부(16)에서 조사 종료 신호를 생성하면, 모드 선택부(19)는 작동 제어부(16)가 조사 종료 신호를 생성한 시점으로부터 제3 기준 시간 동안 대기 모드를 선택한 후 제3 기준 시간이 경과하면 다시 일반 모드를 선택할 수 있다. 따라서, UV 광 조사가 충분히 완료되어 작동 제어부(16)가 조사 종료 신호를 생성하면 제3 기준 시간 동안은 수납 공간이 개방되었다 폐쇄되어 UV 광 조사 조건이 충족되어도 UV 광을 조사하지 않으며, 이로 인해 무의미한 UV 광 조사에 따른 전력 소모를 방지할 수 있다. 여기서, 제3 기준 시간은 제2 기준 시간과 동일한 시간일 수 있으며, 필요에 따라서 제3 기준 시간은 제2 기준 시간과 다른 시간일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 본체부
11: 본체 하우징
12: UV 모듈
13: 상태 표시등
14: 센서부
141: 수광 센서
142: 발광 센서
15: 개방 판단부
151: 밝기 조건 판단부
152: 거리 조건 판단부
153: 개폐 정보 생성부
16: 작동 제어부
17: 카운트부
18: 결합 감지부
181: 결합 감지 센서
182: 결합 상태 판단부
19: 모드 선택부
30: 장착부

Claims (10)

1. 설치 대상물의 수납 공간 일측에 장착되어 상기 수납 공간을 살균 가능한 UV 살균 장치에 있어서,
   빛을 감지하는 센서부;
   상기 센서부의 빛 감지에 기초하여 상기 수납 공간의 개방 상태를 판단하고, 상기 수납 공간이 개방된 것으로 판단하면 개방 신호를 생성하는 개방 판단부;
   UV(ultraviolet) 광을 조사하도록 작동하는 UV 모듈; 및
   상기 개방 판단부가 생성한 상기 개방 신호에 기초하여 상기 UV 모듈을 작동 제어하는 작동 제어부를 포함하는 UV 살균 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 작동 제어부는 상기 개폐 정보 생성부가 상기 개방 신호를 생성하면 상기 UV 모듈이 UV 광 조사를 중단하도록 조사 중단 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 센서부는 빛을 수신하여 수광량을 측정하는 수광 센서를 구비하고,
   상기 개방 판단부는 상기 수광 센서의 수광량에 기초하여, 상기 수용 공간의 개방에 따른 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하는 밝기 조건 판단부와, 상기 개방 밝기 조건 충족 여부에 기초하여 상기 개방 신호를 생성하는 개폐 정보 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 개방 판단부는 상기 수용 공간의 개방에 따른 개방 거리 조건 충족 여부를 판단하는 거리 조건 판단부를 구비하고,
   상기 개폐 정보 생성부는 상기 개방 밝기 조건과 상기 개방 거리 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족되면 상기 개방 신호를 생성하는 개폐 정보 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 센서부는 반사면에 반사된 빛이 상기 수광 센서에 수신되도록, 일측 방향을 향해 펄스(pulse) 방식으로 빛을 조사하는 발광 센서를 구비하고,
   상기 밝기 조건 판단부는 상기 발광 센서가 빛을 조사하지 않는 미발광 시간 동안에 측정된 상기 수광 센서의 제1 수광량에 기초하여 상기 개방 밝기 조건 충족 여부를 판단하며, 상기 거리 조건 판단부는 상기 발광 센서가 빛을 조사하는 발광 시간 동안에 측정된 상기 수광 센서의 제2 수광량에 기초하여 상기 개방 거리 조건 충족 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 밝기 조건 판단부는 상기 제1 수광량이 제1 기준 개방 수광량 이상이면 상기 개방 밝기 조건이 충족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 밝기 조건 판단부는 상기 제1 수광량의 단위 시간당 변화량이 제1 기준 개방 변화량 이상이면 상기 개방 밝기 조건이 충족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
8. 제 5항에 있어서,
   거리 조건 판단부는 상기 제2 수광량이 제2 기준 개방 수광량 미만이면 상기 개방 거리 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.
   
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 거리 조건 판단부는 상기 제2 수광량의 단위 시간당 변화량이 제2 기준 변화량 이상 감소하면 상기 개방 거리 조건이 충족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.
   
10. 제 4 항에 있어서,
    상기 밝기 조건 판단부는 상기 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 밝기 조건의 충족 여부를 판단하고, 상기 거리 조건 판단부는 상기 수용 공간의 폐쇄에 따른 폐쇄 거리 조건의 충족 여부를 판단하며,
    상기 개폐 정보 생성부는 상기 폐쇄 밝기 조건과 상기 폐쇄 거리 조건이 동시에 충족되면 폐쇄 신호를 생성하고,
    상기 작동 제어부는 상기 폐쇄 신호에 기초하여 상기 UV 모듈이 상기 UV 광을 조사하도록 조사 시작 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 UV 살균 장치.