KR0144897B1 - 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치 - Google Patents

에어컨디셔너용 인체정보 검출장치

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Abstract

본 발명은 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 관하여 개시한 것이다.
본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 인쇄회로기판 위에 서로 일정한 간격을 유지한채 나란하게 배치되는 1쌍의 반구형 프레즈넬렌즈 사이에 차광수단을 구비하여 실질적으로 3개의 신호검출영역을 가지는 신호검출입력부를 포함하며, 이 신호검출입력부를 통하여 입력된 신호를 실제 실내에 있는 사람의 수와 위치 및 이동에 따른 활동량 등에 관한 정보로 구분하여 신호출력함으로써 그 출력신호에 따라 에어컨디셔너의 작동을 지령하게 되므로 상황에 따라 최적상태의 에어컨디셔너 출력가동을 가능하도록 한다.

Description

에어컨디셔너용 인체정보 검출장치
제1도는 종래 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 나타내 보인 개략적 구성도.
제2도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 나타내 보인 개략적 구성도.
제3도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부를 발췌하여 도시한 개략적 단면구성도.
제4도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부에 대한 다른 실시예를 보인 개략적 단면구성도.
제5도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부에 대한 또 다른 실시예를 보인 개략적 단면구성도.
제6도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서 논리연산부의 검출영역 구분 알고리즘을 나타내 보인 개략도.
제7도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 출력신호와 에어컨디셔너와의 접속관계를 나타내 보인 개략도이고, 그리고
제8도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 신호검출입력부에 LED 디스플레이가 장착된 경우의 상태를 나타내 보인 개략도로서,
(a)도는 정면도이고,
(b)도는 측면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20:신호검출입력부 21:PCB기판
22,22':프레즈넬 렌즈 23:차광테이프
24,24':초전검출소자 25,25':증폭기
26,26':윈도우 비교기 27:논리연산부
30:신호처리회로부 40:마이컴
본 발명은 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 관한 것으로서, 보다상세하게는 실내에 있는 사람의 수와 위치 및 활동량 등에 관한 정보검출영역을 복수영역으로 구분하여 각 영역에 따라 검출된 정보에 의해 에어컨디셔너의 출력을 최적상태로 조절할 수 있도록 된 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 압축기와 응축기 및 증발기 그리고 송풍기 등을 포함하여 이들이 하나의 순환회로를 이루고 있는 공기조화장치는 냉매가 순환회로를 순환하면서 그 상을 바꾸게 됨으로써 실내 공기를 냉각시키는 작용을 하게 된다. 즉, 증발기에서 외부 공기의 열을 흡수하여 증발기화된 냉매가 압축기에 의해 압축되어 고온, 고압의 기체로 응축기에 보내진 다음, 이 냉매가 증발될 때 외부 공기로부터 흡수한 열을 방출함으로써 외부 공간에 의해 냉각되는 냉방 싸이클에 의해 실내 공기가 냉각된다는 것을 이미 잘 알려져 있다.
최근에는 이러한 공기조화장치에 있어서 가정용 또는 상업용 실내공간에 설치하여 사용하는 룸에어콘(RAC)이나 패키지 에어콘(PAC)은 소비전력의 절약화, 제품조작의 원터치화, 실내 공간 상태에 따른 최적출력화 등과 같은 다양한 소비자의 요구에 부응하기 위하여 인공지능이나 퍼지등과 같은 상품명을 가지고 여러 기능들이 부가된 형태의 제품으로 출시되고 있다.
상기한 바와 같은 다양한 형태의 기능을 가진 제품에 대한 일예를 제1도에 나타내 보였는데, 제1도는 종래 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 나타내 보인 개략적 구성도이다.
제1도에 예시되어 있는 종래의 인체정보 검출장치는 룸에어콘이나 패키지 에어콘 등에 장착되어 실내에 있는 사람의 위치 또는 이동방향을 감지하여 그에 따른 냉방 상태가 적절하게 이루어질 수 있도록 그 출력상태를 조절하는 역할을 수행하게 된다. 여기서, 제1도를 참조하여 종래의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 좀더 자세하게 살펴보면 다음과 같다.
종래의 인체정보 검출장치는 내부에 소정 공간이 형성되도록 인쇄회로기판(PCB;11)상에 커버부재(12)가 덮여 있고, 그 공간상의 인쇄회로기판(11)에는 1쌍의 박막형 초전검출소자(13)(13')가 상호 일정한 간격을 가진채 나란하게 배치되어 있다. 그리고, 상기 각 초전검출소자(13)(13')와 대응하는 위치의 상기 커버부재(12)에는 광입사개구부(14)(14')가 형성되어 있고, 상기 각 초전검출소자(13)(13') 사이에 일정한 간격이 형성되어 있는 위치와 대응하는 상기 커버부재(12)의 위치에는 차단판(15)이 마련되어 있다. 또한, 상기 각 초전검출소자(13)(13')에는 증폭기(16)(16')와 윈도우 비교기(17)(17') 및 타이머(18)(18')가 각각 순차 연결되어 신호처리회로를 형성하여 된 구조를 가지고 있다.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 실내에서 사람의 이동방향이 제1도에 예시된 바와 같이 시야A에서 시야B로 이동하게 되면, 초전검출소자(13)(13')에 시간차를 두고 분극이 발생되어 임피던스 변환소자의 출력신호가 나온다. 이 출력신호는 증폭기(16)(16')를 통과하면서 증폭되고, 증폭된 신호는 윈도우 비교기(17)(17')를 통과하여 저레벨과 고레벨의 기준 전압에 의해 구형파로 변환된다. 이때, 주위 환경의 변화에 무관하도록 하기 위해 설치한 타이머(18)(18')에 의해 먼저 검지된 신호에 의해 나중 신호를 일정 시간 무시함으로써 오동작을 방지할 수 있도록 되어 있다.
그러나, 상기한 종래의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 상술한 바와 같이 실내 공간에서 사람의 이동방향에 대한 정보만을 검출할 수 있으므로, 실제 실내 공간에 존재하는 사람의 수나 위치 및 이동에 따른 활동량 등 그 종합적인 정보를 감지할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 경우 최적상태의 출력으로 조절하는 데는 그 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 인체정보 검출장치가 가지는 문제점과 한계점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서,
본 발명의 목적은 실내에 있는 사람의 수와 위치 및 이동에 따른 활동량 등에 관한 정보 검출영역을 복수영역으로 구분하여 각 영역에 따라 검출된 정보에 의해 에어컨디셔너의 출력을 최적상태로 조절할 수 있도록 된 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는,
인쇄회로기판 위에 서로 일정한 간격을 유지한채 나란하게 배치되는 1쌍의 프레즈넬 렌즈와, 그 사이에 구비된 차광수단을 포함하여 실질적으로 3개의 신호검출영역을 가지도록 된 신호검출입력부,
상기 프레즈넬렌즈에 각각 순차 연결되는 초전검출소자와 증폭기 및 윈도우 비교기와, 이 윈도우 비교기에 연결되는 하나의 논리연산부를 포함하여 상기 신호검출입력부를 통해 검출된 신호를 상기 각 신호검출영역에 따른 신호파형으로 분류하여 출력하도록 된 신호처리회로부,
상기 신호처리회로부로부터 출력된 신호파형을 입력받아 에어컨디셔너의 동작 제어를 위한 지령신호로 출력하는 마이컴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서, 특히 상기 프레즈넬 렌즈의 광입사측은 반구형으로 형성된 것이 바람직하고, 상기 차광수단은 차광테이프 또는 부분적으로 마스킹을 형성한 것이 바람직하며, 상기 논리연산부는 AND, NOT 게이트로 형성되어 2개의 신호처리회로에서 출력되는 신호를 상기 각 신호검출영역에 따른 신호파형으로 분류하여 어느 신호검출영역에서 발생된 것인지를 구분하여 출력하도록 된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 마이컴은 상기 논리연산부로부터 출력되는 신호파형에 따라 에어컨디셔너의 작동을 위한 팬 알피엠(RPM) 제어지령신호, 루버제어지령신호를 출력할 수 있도록 된 것이 바람직하며, 특히 상기 논리연산부로부터 출력되는 신호파형에 따라 에어컨디셔너의 수직루버를 3단계로, 수평루버를 6단계로 제어하는 지령신호를 출력하여 그 회전각도를 조절할 수 있도록 된 것이 바람직하고, 에어컨디셔너의 팬 회전수를 3단계로 제어하는 지령신호를 출력하여 사람 수, 이동활동량에 따라 풍량을 제어할 수 있도록 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 신호검출입력부는 1쌍의 프레즈넬렌즈가 배치된 인쇄회로기판 상에 커버부재가 결합되고, 이 커버부재의 하방에는 다수의 LED 디스플레이가 복수개의 군을 형성하도록 마련되어, 상기 각 신호검출영역에 따른 에어컨디셔너의 동작지령신호 판단에 대한 정보를 시각적으로 나타내 보이도록 한 것이 바람직하며, 상기 LED디스플레이는 3개씩 3개군으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
첨부된 도면 중, 제2도는 본 발명에 이한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치를 나타내 보인 개략적 구성도이고, 제3도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부를 발생하여 도시한 개략적 단면구성도, 제4도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부에 대한 다른 실시예를 보인 개략적 단면구성도, 제5도는 제2도에 도시된 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 프레즈넬 렌즈부에 대한 또 다른 실시예를 보인 개략적 단면구성도이다.
그리고, 제6도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서 논리연산부의 검출영역 구분 알고리즘을 나타내 보인 개략도이고, 제7도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 출력신호와 에어컨디셔너와의 접속관계를 나타내 보인 개략도이다.
또한, 제8도는 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치의 신호검출입력부에 LED 디스플레이가 장착된 경우의 상태를 나타내 보인 개략도로서, (a)도는 정면도이고, (b)도는 측면도이다.
상기 도면 중 제2도 내지 제7도를 참조하면, 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 크게 신호검출입력부(20)와 신호처리회로부(30) 및 마이컴(40)으로 이루어진다.
상기 신호검출입력부(20)는 일정한 광입사각을 가지도록 광입사측 형상이 반구형으로 형성된 2개의 프레즈넬 렌즈(22)(22')를 인쇄회로기판(21)상에 서로 일정한 간격으로 유지시킨채 나란하게 배치하여, 그 사이에 차광수단으로서 부분적 마스킹이나 차광테이프(23)를 부착하고, 상기 프레즈넬 렌즈(22)(22)에 각각 초전검출소자(24)(24')로 구성된 칩을 실장하여 형성한 구조를 이루고 있다. 여기서, 상기 프레즈넬 렌즈(22)(22')는 광입사측 형상이 반구형으로 형성되어 있기 때문에 일정한 광입사각을 가지므로 실질적으로 제2도에 도시된 제1검출영역(A)과 제2검출영역(B) 및 제3검출영역(C)으로 구분되는 3개의 검출영역을 가지게 된다.
그리고, 상기 신호처리회로부(30)는 상기 각 초전검출소자(24)(24')에 각각 증폭기(25)(25')와 윈도우 비교기26)(26')가 순차 연결되고, 상기 각 윈도우 비교기(26)(26')는 마이컴(40)과 연결되어 있어 하나의 논리연산부(27)에 연결된 상태로 인쇄회로기판(20) 상에서 신호처리회로를 이루고 있다. 여기서, 상기 논리연산부(27)는 AND.NOT 게이트로 형성되어 있어서 2개의 회로에서 출력되는 신호를 각 검출영역에 해당하는 펄스로 분류하여 각 검출영역에서 나오는 출력파형을 마이컴에 입력할 수 있도록 되어 있고, 상기 마이컴은 그 출력파형에 따른 에어컨디셔너의 동작을 위한 지령신호, 예를 들어 팬, 루버 등의 제어를 위한 지령신호로 활용할 수 있는 신호를 출력할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서, 검출영역 내의 임의의 한 영역(본 실시예에서는 제1검출영역)에 사람이 존재하고 있는 경우에 초전검출소자(24)에서 전하가 발생하여 임피던스 변환소자의 게이트에 전압에 형성되어 출력전압이 증폭된다. 이 신호는 증폭기(25)를 지나면서 설정된 주파수 대역을 제외한 신호를 필터링되고, 해당 주파수 대역내의 신호만 증폭되어 윈도우 비교기(26)에 입력된다.
상기 윈도우 비교기(26)에 입력된 신호는 주어진 기준전압 이상에서 신호를 출력하여 아날로그파형에서 디지탈 파형으로 변환된 밴드폭을 가진 구형파로 출력되어 논리연산부(27)에 입력된다. 그런 다음, 논리연산부(27)는 입력된 신호파형을 로직 IC를 통하여 제1검출영역(A)과 제2검출영역(B) 및 제3검출영역(C)중 어느 검출영역에서 발생된 것인지를 구분하여 마이컴(40)으로 출력시킨다.
그리고, 상기 마이컴(40)에서는 입력된 신호를 연산하여 사람 수가 얼마나 되는지를 결정하게 되며, 이에 따라 에어컨디셔너의 수직루버를 6단계로 제어하고, 수평루버는 3단계로 그 회전각도를 조절하도록 제어할 수 있게 된다. 또한, 풍량은 팬의 회전수를 3단계로 설정하여 사람수, 이동 활동량에 따라 제어할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서 신호검출입력부(20)의 프레즈넬렌즈(22)(22') 구성에 대한 다른 실시예로 제4도 및 제5도에 예시한 바와 같이 2개의 프레즈넬렌즈(22)(22') 사이에 간격을 두지 않고 밀착시킨 상태에서 광입사측 반구형상부에 부분적 마스킹이나 차광테이프(23)를 부착한 차광수단을 구비하도록 구성할 수 있고, 또 2×2의 매트릭스 구조를 가지는 초전검출소자와 4개의 프레즈넬렌즈를 조합하여 실질적으로 1개의 프레즈넬렌즈로 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 상기와 같은 다른 실시예에 의해 신호검출영역의 범위와 에어컨디셔너의 동작지령신호를 보다 정밀하게 조정할 수 있게 된다.
그리고, 제8도는 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 있어서 신호검출입력부(20)에 대한 다른 실시예를 나타내 보인 것으로서, 1쌍의 프레즈넬 렌즈(22)(22')가 배치된 인쇄회로기판(21)상에 커버부재(81)를 결합하고, 이 커버부재(81)의 하방에는 다수의 LED디스플레이(82)가 복수개의 군(본 실시예에서는 3개군)을 형성하고 있다. 이 LED디스플레이(82)는 상술한 본 발명에 의한 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치에 의해 사람수, 이동 활동량에 따른 에어컨디셔너의 동작지령신호 판단에 대한 정보를 시각적으로 나타내 보이기 위한 것으로, 먼저 상기 인체정보 검출장치의 출력정보 해석으로 인체위치가 규명되면 3개의 LED군으로 구분된 LED군 중 1개군이나 2개군 또는 3개군의 LED가 온(ON)된다. 여기서, 사람수 또는 활동량에 대한 구분을 미리 3단계로 설정해 두면 이에 대한 판단과 LED가 온(ON)되는 기준은 동일하며, 또한 일정 주기별로 전체의 LED가 순차적으로 점등되게 함으로써 스캐닝되고 있음을 보여준다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 인쇄회로기판 위에 서로 일정한 간격을 유지한채 나란하게 배치되는 1쌍의 반구형 프레즈넬렌즈 사이에 차광수단을 구비하여 실질적으로 3개의 신호검출영역을 가지는 신호검출입력부를 포함하며, 이 신호검출입력부를 통하여 입력된 신호를 실제 실내에 있는 사람의 수와 위치 및 이동에 따른 할동량 등에 관한 정보로 구분하여 신호출력함으로써 그 출력신호에 따라 에어컨디셔너의 작동을 지령하게 되므로 상황에 따라 최적상태의 에어컨디셔너 출력가동을 가능하게 한다.

Claims (12)

  1. 인쇄회로기판 위에 서로 일정한 간격을 유지한채 나란하게 배치되는 1쌍의 프레즈넬 렌즈와, 그 사이에 구비된 차광수단을 포함하여 실질적으로 3개의 신호검출영역을 가지도록 된 신호검출입력부, 상기 프레즈넬 렌즈에 각각 순차 연결되는 초전검출소자와 증폭기 및 윈도우 비교기와, 이 윈도우 비교기에 연결되는 하나의 논리연산부를 포함하여 상기 신호검출입력부를 통해 검출된 신호를 상기 각 신호검출영역에 따른 신호파형으로 분류하여 출력하도록 된 신호처리회로부, 상기 신호처리회로부로부터 출력된 신호파형을 입력받아 에어컨디셔너의 동작 제어를 위한 지령신호로 출력하는 마이컴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레즈넬 렌즈의 광입사측은 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프레즈넬 렌즈는 그 사이에 간격을 두지 않고 밀착시킨 상태에서 광입사측 반구형상부에 차광수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프레즈넬 렌즈는 2×2의 매트릭스 구조를 가지는 초전검출소자와 4개의 프레즈넬 렌즈를 조합하여 실질적으로 1개의 프레즈넬 렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광수단은 차광테이프인 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광수단은 상기 1쌍의 프레즈넬 렌즈 사이에 마스킹을 형성한 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 논리연산부는 AND.NOT 게이트로 형성되어 2개의 신호처리회로에서 출력되는 신호를 상기 각 신호검출영역에 따른 신호파형으로 분류하여 어느 신호검출영역에서 발생된 것인지를 구분하여 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은 상기 논리연산부로부터 출력되는 신호파형에 따라 에어컨디셔너의 작동을 위한 팬 알피엠(RPM) 제어지령신호, 루버제어지령신호를 출력할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 마이컴은 상기 논리연산부로부터 출력되는 신호파형에 따라 에어컨디셔너의 수직루버를 3단계로, 수평루버를 6단계로 제어하는 지령신호를 출력하여 그 회전각도를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 마이컴은 상기 논리연산부로부터 출력되는 신호파형에 따라 에어컨디셔너의 팬 회전수를 3단계로 제어하는 지령신호를 출력하여 사람수, 이동활동량에 따라 풍량을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 신호검출입력부(20)는 1쌍의 프레즈넬렌즈(22)(22')가 배치된 인쇄회로기판(21)상에 커버부재(81)가 결합되고, 이 커버부재(81)의 하방에는 다수의 LED디스플레이(82)가 복수개의 군을 형성하도록 마련되어 상기 각 신호검출영역에 따른 에어컨디셔너의 동작지령신호 판단에 대한 정보를 시각적으로 나타내 보이도록 한 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 LED디스플레이는 3개씩 3개군으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치.
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