KR101828498B1 - Appratus for ararming daner of electric device - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a danger notification apparatus of an electric device. The danger notification apparatus of an electric device can comprise: a temperature detection part detecting a temperature of a heating part of an electric device; and an air plasma generation part generating air plasma by continuously or periodically emitting a pulse laser to an upper point of an electric range when the temperature detected by the temperature detection part is higher than or equal to a predetermined temperature.

Description

전기기기의 위험 알림 장치{APPRATUS FOR ARARMING DANER OF ELECTRIC DEVICE}[0001] APPARATUS FOR ARARMING DANER OF ELECTRIC DEVICE [0002]

본 발명은 전기기기의 위험 알림 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 공기 중에 레이저를 조사하여 에어 플라즈마를 생성하여 위험을 알리는 전기기기의 위험 알림 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a danger notification device for an electric device, and more particularly, to a danger notification device for an electric device that generates an air plasma by irradiating a laser in the air to inform a danger.

전기의 편리성으로 인해 각종 전기기기가 널리 사용된다. 특히, 전기 레인지, 전기 포트, 전기 히터와 같이 전기를 이용한 발열기기가 널이 사용되고 있다. Various electric devices are widely used due to convenience of electricity. Particularly, a heating device using electricity such as an electric range, an electric port, and an electric heater is used.

하지만, 이러한 발열 제품의 경우, 사용 중일 때는 물론 사용 후에도 일정 기간 동안 잔열이 남아 있어 안전사고의 위험이 있다. However, in the case of such a heat-generating product, there is a risk of a safety accident because residual heat remains for a certain period of time during use as well as after use.

예를 들어, 전기 레인지(electric range, 또는 전기 인덕션)는 가스 레인지를 대체하면서 널리 사용되고 있다. For example, an electric range (or electric induction) is widely used as a substitute for a gas range.

전기 레인지는 가스를 사용하지 않기 때문에 가스 누출로 인한 가스폭발의 위험성이 없지만, 발열체의 발열 정도를 시각적으로 확인하기가 어렵다는 문제점이 있다. Since the electric range does not use gas, there is no risk of gas explosion due to gas leakage, but there is a problem that it is difficult to visually confirm the degree of heat generation of the heating element.

특히, 전기 레인지는 조리 종료 후 전기 레인지의 전원을 오프시켜 동작을 정지시켜도 발열체에는 상당한 시간 동안 잔열이 남아 있게 된다. 따라서 사용자는 자칫 전기 레인지의 잔열이 아직 남아 있음을 잊고 전기 레인지의 발열부에 접촉하게 되는 경우 화상을 입을 위험성이 있다. Particularly, even if the operation of the electric range is stopped by turning off the power of the electric range after the cooking is finished, residual heat remains in the heating element for a considerable time. Therefore, the user may forget the residual heat of the electric range and may come into contact with the heat generating portion of the electric range.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0006438호(특허문헌 1)에서는 전기 레인지 상판의 온도를 검출하고, 잔열이 남아 있다고 판단되는 경우 점등신호를 발생하여 발광부를 점등시키는 구성을 개시하고 있다. In order to solve such a problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0006438 (Patent Document 1) detects a temperature of an electric range upper plate and generates a lighting signal when it is determined that residual heat remains, Lt; / RTI >

하지만 특허문헌 1과 같은 방법을 사용하더라도 여전히 발광부는 전기 레인지 본체에 부착되어 있어 눈에 잘 띄지 않아 여전히 부주의에 의한 화상 유발의 가능성이 있다. However, even if the same method as in Patent Document 1 is used, the light emitting portion is still attached to the electric range body and is not conspicuous.

따라서 발열 전기기기의 경우 안전사고를 예방하기 위한 조치가 필요하다. Therefore, measures to prevent safety accidents are necessary for electric heating appliances.

한국공개특허 2010-0006438(2010.01.19.공개)Korean public patent 2010-0006438 (published on Jan. 19, 2010)

본 발명은 전기기기의 위험 여부를 시각적으로 표시할 수 있는 위험 알림 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a risk notification device capable of visually indicating whether or not a risk of an electric device is dangerous.

또한, 본 발명은 전기 기기 상부에 위험 여부를 알릴 수 있는 위험 알림 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a risk warning device capable of informing an upper part of an electric appliance of a danger.

또한, 본 발명은 전기 기기 상부에 체성감각을 유도할 수 있는 에어 플라즈마를 생성하는 위험 알림 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a risk notification device for generating an air plasma capable of inducing a somatosensory on an electric device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and various technical problems can be included within the scope of what is well known to a person skilled in the art from the following description.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기기기의 발열부 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 온도 감지부에서 감지한 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 전기기기 상부 일점에 펄스 레이저를 연속적 또는 주기적으로 조사하여 에어 플라즈마를 생성하는 에어 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 에어 플라즈마 생성부는 상기 펄스 레이저를 출력하는 레이저 출력부; 및 상기 온도 감지부에서 감지한 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 레이저 출력부가 상기 펄스 레이저를 출력하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 펄스 레이저의 단위 시간당 펄스 진동수를 제어하는 주파수 제어부; 상기 펄스 레이저의 에너지 세기를 제어하는 에너지 제어부; 및 상기 펄스 레이저의 직경을 조절하는 직경 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 전기기기의 위험 알림 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric apparatus including: a temperature sensing unit for sensing a temperature of a heating unit of an electric device; And an air plasma generator for generating an air plasma by continuously or periodically irradiating a pulsed laser to one point on the electric device when the temperature sensed by the temperature sensing unit is equal to or higher than a predetermined temperature,
Wherein the air plasma generator comprises: a laser output unit for outputting the pulse laser; And a control unit for controlling the laser output unit to output the pulse laser when the temperature sensed by the temperature sensing unit is equal to or higher than a predetermined temperature,
Wherein the control unit includes: a frequency controller for controlling a pulse frequency per unit time of the pulse laser; An energy controller for controlling an energy intensity of the pulse laser; And a diameter control unit for controlling the diameter of the pulse laser.

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서, 상기 에어 플라즈마 생성부로부터 조사된 레이저 빔을 일점으로 모아 에어 플라즈마 생성을 유도하는 렌즈;를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a lens for collecting the laser beam irradiated from the air plasma generating unit at one point to induce air plasma generation.

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또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서, 상기 에어 플라즈마는 충격파 및 전기장을 발생시키고, 상기 충격파 및 전기장은 영향이 미치는 영역 내에 존재하는 인체 피부의 체성감각을 유도할 수 있다. In addition, in the risk warning device for an electric device according to the present invention, the air plasma generates a shock wave and an electric field, and can induce a somatosensory sensation of a human skin existing in a region affected by the shock wave and the electric field.

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서,상기 충격파는 인체 피부 내 세부를 자극하여 말초신경으로 하여금 활동전위를 발생시킴으로써 인체 피부의 상태 변경을 유도할 수 있다. In addition, in the danger notification device of the electric device according to the present invention, the shock wave stimulates the details in the human skin to induce the action potential to the peripheral nerve, thereby inducing a state change of the human skin.

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서, 상기 전기장은 인체 피부의 세포 내 전위를 발생시키고, 상기 발생된 전위에 의해 자극된 말초신경으로 하여금 활동전위를 발생시킴으로써 인체 피부의 상태변경을 유도할 수 있다. Further, in the apparatus for warning a dangerous state of an electric device according to the present invention, the electric field generates intracellular electric potential of the human skin, and the action potential is generated in the peripheral nerve stimulated by the generated electric potential to change the state of the human skin .

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서,상기 에어 플라즈마는 상기 일점에 기 설정된 시간만큼 유지되면서 육안으로 식별 가능하도록 표시될 수 있다. In addition, in the apparatus for warning a dangerous state of an electric apparatus according to the present invention, the air plasma may be displayed so as to be visually recognizable while being maintained for a predetermined time at the one point.

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서, 상기 펄스 레이저의 파장은 1064nm일 수 있다. Further, in the risk warning device of the electric device according to the present invention, the wavelength of the pulse laser may be 1064 nm.

또한, 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에서, 상기 펄스 레이저의 에너지 세기는 35mJ 내지 65mJ일 수 있다. In addition, in the risk warning device of the electric device according to the present invention, the energy intensity of the pulse laser may be 35 mJ to 65 mJ.

본 발명에 따르면, 전기기기기가 발열 상태인지 아닌지를 멀리서도 쉽게 확인할 수 있어, 사용자의 안전을 도모할 수 있다. According to the present invention, it is possible to easily confirm whether or not the electric device is in an exothermic state from afar, and the safety of the user can be achieved.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 전기기기 발열부 주위에 접근하는 경우 체성감각을 유도하여 사용자가 위험을 보다 직접적으로 인지할 수 있다. In addition, according to the present invention, when the user approaches the vicinity of the electric device, the user can more directly perceive the danger by inducing the sense of body.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자의 피부조직에 직접 레이저를 가하지 않을 수 있으므로 피부조직에 대한 손상 없이 체성감각을 유도할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the laser is not directly applied to the skin tissue of the user, the somatic sensation can be induced without damaging the skin tissue.

또한 본 발명에 따르면, 에어 플라즈마에 의해 방출되는 상이한 종류의 에너지를 활용할 수 있으므로 서로 다른 메커니즘에 의해 체성감각을 유도할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since different kinds of energy emitted by the air plasma can be utilized, the body sensation can be induced by different mechanisms.

또한 본 발명에 따르면 에어 플라즈마가 생성된 지점을 중심으로 근접한 영역 내 존재하는 모든 매질에 체성감각을 유도할 수 있는 효과가 있다.Also, according to the present invention, it is possible to induce a somatosensitivity to all the medium existing in a region close to the point where the air plasma is generated.

도 1은 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치의 블록도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어 플라즈마의 대략적인 개념을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 에어 플라즈마 생성부의 블록도를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 에어 플라즈마에 의해 사용자가 체성감각을 인지하는 과정을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기 레인지의 상부에 에어 플라즈마가 생성된 예를 나타낸 것이다.
도 7은 마이크로폰을 이용하여 충격파를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 가속도센서를 이용하여 충격파를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 에어 플라즈마에 근접한 영역에서 충격파를 측정하기 위한 실험환경을 나타낸 것이다.
도 10은 도 9에서의 실험환경에서 마이크로폰을 통해 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 도 9에서의 실험환경에서 가속도센서를 통해 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 도 9에서의 실험환경에서 측정된 충격파의 세기 분포를 나타낸 것이다.
도 13은 전기장을 측정하기 위한 실험환경을 나타낸 것이다.
도 14는 레이저 빔의 에너지 세기에 따라 측정된 전기장을 나타낸 것이다.
도 15 및 도 16은 레이저 빔의 파라미터를 변경하며 살펴본 전기장의 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 17은 에어 플라즈마로부터의 거리에 따라 사용자의 체성감각 인지 여부를 확인하기 위한 실험 결과를 나타낸 것이다. FIG. 1 is a block diagram of a risk notification device for an electric device according to the present invention.
2 shows a schematic concept of an air plasma according to the present invention.
3 is a block diagram of an air plasma generator according to the present invention.
4 and 5 illustrate a process in which a user recognizes a somatosensory sensation by an air plasma according to the present invention.
6 shows an example in which an air plasma is generated on an electric range according to the present invention.
7 shows the result of measuring the shock wave using a microphone.
8 shows the result of measuring the shock wave using an acceleration sensor.
9 shows an experimental environment for measuring shock waves in an area close to the air plasma.
FIG. 10 shows a result of measurement through a microphone in the experimental environment of FIG. 9. FIG.
FIG. 11 shows the results of measurement by the acceleration sensor in the experimental environment of FIG.
FIG. 12 shows the intensity distribution of the shock wave measured in the experimental environment of FIG.
13 shows an experimental environment for measuring an electric field.
14 shows the electric field measured according to the energy intensity of the laser beam.
FIGS. 15 and 16 show the measurement results of the electric field by changing the parameters of the laser beam.
17 shows experimental results for confirming whether the user's sense of body is sensed according to the distance from the air plasma.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한, 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or interpreted as limiting the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that the description including the embodiments of the present specification has various applications. Accordingly, any embodiment described in the Detailed Description of the Invention is illustrative for a better understanding of the invention and is not intended to limit the scope of the invention to embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. In other implementations, other functional blocks may be used without departing from the spirit and scope of the following detailed description. Also, although one or more functional blocks of the present invention are represented as discrete blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be a combination of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression "including any element" is merely an expression of an open-ended expression, and is not to be construed as excluding the additional elements.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.Further, when a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that there may be other components in between.

도 1은 본 발명에 따른 전기기기 위험 알림 장치의 구성을 간략히 나타낸 것이다.FIG. 1 schematically shows a configuration of an apparatus danger notification apparatus according to the present invention.

도 1에 따르면 본 발명의 전기기기 위험 알림 장치는 온도 감지부(10)와 온도 감지에서 감지된 온도에 따라 동작하는 에어 플라즈마(Air Plasma) 생성부(20)를 포함하며, 도 2에 나타난 바와 같이 부가적으로 렌즈(30)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the apparatus for notifying an electric apparatus of the present invention includes a temperature sensing unit 10 and an air plasma generator 20 that operates according to a temperature sensed in temperature sensing. And may additionally include a lens 30 as well.

상기 온도 감지부(10)는 전기기기의 발열부 주위에 배치되어 전기기기가 켜지면 발열부의 온도를 지속적으로 감지한다. 전기기기가 꺼지는 경우에도 발열부의 온도가 일정 온도 이하로 내려갈 때 까지는 지속적으로 온도를 감지하도록 할 수 있다. The temperature sensing unit 10 is disposed around the heat generating unit of the electric device and continuously senses the temperature of the heat generating unit when the electric device is turned on. Even when the electric device is turned off, the temperature can be continuously sensed until the temperature of the heat generating part falls below a predetermined temperature.

상기 에어 플라즈마 생성부(20)는 온도 감지부에서 감지된 온도값을 수신하고, 수신된 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에는 전기 레인지의 상부 공간에 에어 플라즈마를 생성한다. 상기 에어 플라즈마는 사용자의 피부에 체성감각(體性感覺, somesthesis)을 유도할 수 있다.The air plasma generator 20 receives the temperature sensed by the temperature sensing unit and generates an air plasma in the upper space of the electric range when the received temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The air plasma can induce somesthesia in the user's skin.

도 2는 에어 플라즈마 생성부(20)가 에어 플라즈마를 생성하는 개념도를 나타낸 것이다. 2 is a conceptual diagram of an air plasma generating section 20 generating an air plasma.

에어 플라즈마 생성부(20)는 레이저 빔을 공기 중에 조사하여 플라즈마를 생성한다. 이때 레이저 빔의 다양한 파라미터를 제어하며 플라즈마의 강도, 크기, 및 지속시간 등을 제어할 수 있다. . 상기 레이저 빔의 파장은 1064nm일 수 있으며, 레이저 빔의 에너지 세기는 35mJ 내지 65mJ일 수 있다. 레이저 빔의 세기가 35mJ미만이면 체성감각이 유도되지 않거나 약해 사람이 체감하지 못할 수 있으며, 65mJ을 초과하는 경우에는 인체에 유해할 수 있다. 특히 68mJ 이상일 경우 인체에 직접적인 손상을 가할 수 있다. The air plasma generator 20 irradiates a laser beam to the air to generate plasma. At this time, various parameters of the laser beam can be controlled, and the intensity, size, and duration of the plasma can be controlled. . The wavelength of the laser beam may be 1064 nm and the energy intensity of the laser beam may be 35 mJ to 65 mJ. If the intensity of the laser beam is less than 35 mJ, somatic sensation may not be induced or may not be sensed by a weak person, and if it exceeds 65 mJ, it may be harmful to the human body. Above 68mJ in particular, it may cause direct damage to human body.

에어 플라즈마 생성 장치(20)는 에어 플라즈마를 발생시키기 위한 렌즈(30)를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(30)는 상기 에어 플라즈마 생성 장치(20)로부터 조사된 레이저 빔을 일점으로 모으는 기능을 하는데, 이러한 렌즈는 상기 에어 플라즈마 생성 장치(20) 내부에 존재하도록 구현할 수도 있으며 또는 상기 에어 플라즈마 생성 장치(20)와 독립된 형태로 구현할 수도 있다.The air plasma generating apparatus 20 may further include a lens 30 for generating an air plasma. The lens 30 functions to collect the laser beam irradiated from the air plasma generating device 20 at one point. The lens 30 may be implemented to exist in the air plasma generating device 20, Or may be implemented in a form independent of the device 20.

플라즈마란 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 플라즈마를 만들기 위해서는 직류, 초고주파, 레이저 등 전기적 방법이 이용되는데, 본 발명에서는 펄스 레이저를 공기 중 일점에 집중 조사하여 플라즈마를 생성하는 것을 전제로 한다. 또한 본 발명에서는 공기 중에 플라즈마를 생성시키는 것을 특징으로 하는데, 본 상세한 설명에서는 이를 에어 플라즈마(Air Plasma, AP)라 칭하기로 한다. 이러한 에어 플라즈마는 육안으로 식별 가능하므로 멀리서도 전기 레인지의 상태를 알 수 있다. Plasma refers to the state of gas separated by electrons and electrons having positive charges at ultra-high temperatures. In order to generate a plasma, an electric method such as a direct current, a very high frequency, or a laser is used. In the present invention, it is assumed that a pulsed laser is irradiated at one point in the air to generate plasma. In the present invention, plasma is generated in the air. In the present specification, it is referred to as an air plasma (AP). Such an air plasma can be visually recognized, so that the state of the electric range can be known from afar.

도 3은 에어 플라즈마 생성부(20)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the air plasma generator 20.

도 3을 참조하면, 에어 플라즈마 생성부(20)는 레이저 출력부(21) 전원부(22), 입력부(23), 디스플레이(24), 및 제어부(25)를 포함할 수 있다. 한편, 에어 플라즈마 생성부(20)를 구현하기 위해서는 레이저 출력부(21) 및 제어부(25)가 필수적으로 포함되며, 여타 기능부들은 사용자의 필요에 따라 포함 또는 배제가 가능하다. 3, the air plasma generating unit 20 may include a laser output unit 21, a power source unit 22, an input unit 23, a display 24, and a control unit 25. In order to implement the air plasma generator 20, the laser output unit 21 and the control unit 25 are essentially included, and other functional units can be included or excluded according to the needs of the user.

상기 레이저 출력부(21)는 펄스 레이저를 출력하는 구성으로서 레이저 드라이버(laser driver), 냉각 장치를 포함할 수 있다. 레이저 드라이버는 레이저 매질 (laser medium), 광 펌핑부(optical pumping), 광 공진기(optical resonator) 등의 서브장치를 포함할 수 있으며, 펄스 레이저를 구현하기 위한 광 신호를 생성한다. 또한 상기 냉각 장치는 상기 레이저 드라이버가 광 신호를 생성하는 과정에서 발생할 수 있는 열을 식히는 것으로서, 상기 레이저 드라이버의 과열로 인한 오작동을 예방하는 역할을 한다.The laser output section 21 may include a laser driver and a cooling device for outputting a pulse laser. The laser driver may include sub-devices such as a laser medium, an optical pumping, and an optical resonator, and generates an optical signal for implementing a pulsed laser. In addition, the cooling device cools the heat generated by the laser driver in the process of generating an optical signal, and prevents malfunction due to overheating of the laser driver.

또한, 상기 레이저 출력부(21)는 펄스 레이저를 생성하기 위해 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 루비 레이저, 네오디뮴-야그 레이저, 네오디뮴-글래스 레이저, 레이저 다이오드, 엑시머 레이저, 색소 레이저 등의 방식으로 구현될 수 있다. 참고로, 아래 후술하게 될 실험예에서는 네오디뮴-야그 레이저를 사용하여 펄스 레이저를 생성하게 됨을 알아 둔다. In addition, the laser output section 21 may be implemented in various ways to generate a pulsed laser. For example, a ruby laser, a neodymium-yag laser, a neodymium-glass laser, a laser diode, an excimer laser, a dye laser or the like. For reference, it is noted that a Neodymium-YAG laser is used to generate a pulsed laser in the experimental example described below.

상기 전원부(22)는 상기 에어 플라즈마 생성부(21)를 포함한 다른 구성에 전원을 공급할 수 있다. The power supply unit 22 may supply power to other configurations including the air plasma generation unit 21. [

상기 입력부(23)는 상기 에어 플라즈마 생성부(21)의 구동에 필요한 설정입력을 사용자로부터 수신하는 구성이다. 본 입력부는 패드, 터치스크린, 마우스 등 다양한 종류의 입력 장치로 구현될 수 있다. The input unit 23 receives a setting input necessary for driving the air plasma generating unit 21 from a user. The input unit may be implemented by various types of input devices such as a pad, a touch screen, and a mouse.

상기 디스플레이(24)는 상기 에어 플라즈마 생성부(20)의 동작 상태 및 동작 결과를 표시하거나 레이저의 설정 파라미터 등 각종 정보를 사용자에게 보여주기 위한 구성이다. 본 디스플레이는 각종 메뉴를 비롯하여 사용자가 입력한 정보 및 사용자에게 제공하고자 하는 정보를 표시할 수 있으며, 액정 표시 장치(LCD), OLED, 음성 출력 장치 등으로 구현될 수 있다. The display 24 is a configuration for displaying various information such as a setting parameter of a laser or the like to display an operation state and an operation result of the air plasma generator 20. The display may display various menus, information input by a user, information to be provided to a user, and may be implemented by a liquid crystal display (LCD), an OLED, and a sound output device.

상기 제어부(25)는 상기 온도 감지부(25)로부터 감지된 온도값을 수신하고, 수신된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우 레이저 출력부(21)가 레이저를 출력하여 에어 플라즈마를 생성하도록 제어할 수 있다. 제어부(25)는 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있으며, 연산 수단은 범용의 중앙연산장치(CPU)일 수도 있고, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수도 있다. 또한, 저장 수단으로는 휘발성 메모리 소자, 비휘발성 메모리 소자 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자가 활용될 수 있다.The control unit 25 receives the temperature value sensed by the temperature sensing unit 25 and controls the laser output unit 21 to generate an air plasma by outputting a laser when the received temperature is equal to or higher than a predetermined temperature have. The control unit 25 may include at least one computing means and storage means, and the computing means may be a general-purpose central processing unit (CPU), a programmable device element (CPLD, FPGA) It may be an application specific integrated circuit (ASIC) or a microcontroller chip. In addition, a volatile memory element, a non-volatile memory element, or a non-volatile electromagnetic storage element may be utilized as the storage means.

구체적으로, 상기 제어부(25)는 주파수 제어부, 에너지 제어부, 및 직경 제어부를 포함할 수 있으며, 상기 펄스 레이저가 연속적 또는 주기적으로 조사되도록 제어하여 원하는 모양의 에어 플라즈마를 생성할 수 있다. Specifically, the controller 25 may include a frequency controller, an energy controller, and a diameter controller. The pulse laser may be controlled to be continuously or periodically irradiated to generate an air plasma of a desired shape.

구체적으로 살펴보면, 상기 주파수 제어부는 조사되는 레이저의 단위 시간당 펄스 진동수를 제어하는 기능을 한다. 레이저의 출력이 하이(high)일 때와 로우(low)일 때가 각각 1회 진행될 때를 1싸이클이라 가정할 때, 상기 주파수 제어부는 단위 시간, 예를 들어 1초에 몇 번의 펄스 싸이클을 포함시킬 것인지 설정할 수 있으며, 사용자는 이와 같은 설정 작업을 통해 펄스 레이저의 주파수를 제어할 수 있다. Specifically, the frequency control unit controls the pulse frequency per unit time of the irradiated laser. Assuming that the output of the laser is one cycle when the output of the laser is high and one time when the laser is low, the frequency controller may include a pulse cycle of unit time, for example, several pulses per second And the user can control the frequency of the pulsed laser through such a setting operation.

한편, 본 발명에서의 펄스 레이저 주파수는 바람직하게는 1Hz부터 50Hz까지 자유롭게 제어가 가능한 것으로 이해하여야 할 것이며, 나아가 주파수가 0Hz인 경우, 즉 싸이클 반복 없이 1회의 레이저 출력만 하는 싱글샷(single shot)도 설정 가능한 것으로 이해하여야 한다.It should be understood that the pulse laser frequency in the present invention is freely controllable from 1 Hz to 50 Hz. Further, if the frequency is 0 Hz, that is, a single shot, Can be set.

다음으로 상기 에너지 제어부는 조사되는 레이저의 에너지 세기를 제어하는 기능을 한다. 에너지 세기는 밀리줄(mJ) 단위로 표현되는데, 본 발명에서의 에너지 세기는 바람직하게는 40mJ 이상으로 제어될 수 있다. 한편, 에너지 제어부는 실제로는 광필터에 의해 구현될 수 있는데, 이러한 광필터는 펄스 레이저의 세기를 감쇄시키기 위한 감쇄 장치(Attenuator)를 포함할 수 있다. Next, the energy control unit controls the energy intensity of the irradiated laser. The energy intensity is expressed in millijoules (mJ), and the energy intensity in the present invention can preferably be controlled to be 40 mJ or more. On the other hand, the energy control unit may be actually implemented by an optical filter, which may include an attenuator for attenuating the intensity of the pulsed laser.

다음으로 상기 직경 제어부는 조사되는 레이저의 직경을 조절하거나 상기 레이저를 조사하고자 하는 타겟점에 정확히 포커싱하기 위한 구성이다.Next, the diameter control unit controls the diameter of the irradiated laser or focuses the laser accurately on a target point to be irradiated.

직경 제어부는 레이저를 한 점으로 집속하기 위한 볼록렌즈 및 레이저를 확산시키기 위한 오목렌즈로 구현할 수 있으며, 상기 볼록렌즈와 오목렌즈의 거리를 선택적으로 조절함으로써 초점을 맞춤과 동시에 조사되는 레이저의 직경을 제어할 수 있다. The diameter control unit can be embodied as a convex lens for converging the laser to one point and a concave lens for diffusing the laser. By selectively adjusting the distance between the convex lens and the concave lens, Can be controlled.

이러한 구성에 의해 에어 플라즈마 생성부(20)의 전기 레인지 상부의 특정 공간에 에어 플라즈마를 생성할 수 있다. 또한, 상기 에어 플라즈마의 크기, 모양, 및 지속시간을 조절할 수 있다. With this configuration, air plasma can be generated in a specific space above the electric range of the air plasma generating section 20. [ Further, the size, shape, and duration of the air plasma can be controlled.

다시 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 위험 알림 장치는 공기 중에 에어 플라즈마를 생성하고, 이에 의해 방출되는 에너지를 활용하여 매질(40), 즉 사용자의 피부에 체성감각(體性感覺, somesthesis)을 유도할 수 있다. Referring again to FIG. 2, the apparatus of the present invention generates an air plasma in the air, and utilizes the energy thus emitted to generate a medium 40, that is, a somesthesis Can be derived.

한편 이렇게 생성된 에어 플라즈마에서는 충격파 및 전기장, 두 가지 태양으로 에너지가 방출된다. On the other hand, in the air plasma produced in this way, the energy is released into two kinds of sun, shock wave and electric field.

충격파는 유체속으로 음속보다 빠른 속도로 전달되는 강력한 압력파를 일컫는 것으로, 급격한 압력변화에 의해 파면이 중첩되어 발생하게 되며, 충격파가 통과할 때에는 압력, 밀도, 속도 등이 증가한다. 즉, 상기 에어 플라즈마에서 방출되는 에너지는 주변 유체, 즉 공기에 빠르게 에너지를 전달하고 공기는 이에 의해 중첩 영역이 반복적으로 생김으로써 외부로의 에너지 전달이 가능해진다. A shock wave is a strong pressure wave that is transmitted at a speed faster than a sonic velocity into a fluid. The shock wave is generated by superimposing a wave surface due to a sudden pressure change. When a shock wave passes through it, pressure, density and speed increase. That is, the energy emitted from the air plasma rapidly transfers energy to the surrounding fluid, that is, the air, and the air thereby repetitively generates the overlap region, thereby enabling energy transfer to the outside.

한편, 전기장은 전기를 띤 전하의 주위 공간에 생기는 장을 일컫는 것으로, 전기장 안에서 하전된 물체는 전기력을 받아 상태변경이 일어나게 된다. 에어 플라즈마 자체가 전하를 띤 기체인 이상 상기 에어 플라즈마 주변에는 전기장이 발생하며, 본 발명은 이를 활용하여 매질(40)에 상태변경을 유도하게 된다. On the other hand, an electric field refers to a field generated in an ambient space of an electric charge. In an electric field, a charged object receives an electric force and a state change occurs. Since the air plasma itself is a charged gas, an electric field is generated around the air plasma, and the present invention uses this to induce a state change in the medium 40.

이하에서는 도 4 및 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 에어 플라즈마를 활용한 체성감각 유도 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of inducing somatosensory using air plasma according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 에어 플라즈마에 의해 충격파 및 전기장이 방출되는 경우 사용자의 피부에 상기 충격파 및 전기장의 에너지 전달이 미치고, 전달된 에너지가 피부에 상태변경을 일으키면 이것이 신경을 통해 뇌까지 전달되어 결과적으로 특정 체성감각을 인지하게 되는 과정을 간략히 도시한 것이다. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the energy of the shock wave and the electric field transmitted to the user's skin when the shock waves and the electric field are emitted by the air plasma, and when the transmitted energy changes state to the skin, The process of recognizing the senses is briefly shown.

도 5는 도 4의 과정을 순서에 따라 단계별로 나타낸 것이다. 도 5에 따르면 에어 플라즈마를 활용한 체성감각 유도 방법은 가장 먼저 펄스 레이저를 조사하는 단계(S51)로부터 시작된다. 펄스 레이저는 도 2에 대한 설명에서 언급한 에어 플라즈마 생성부에 의해 조사되는 것으로, 상기 S51 단계 이전에 레이저 빔의 파라미터를 설정하는 단계가 더 포함될 수 있다. 레이저 빔의 파라미터를 설정하는 단계는, 상기 에어 플라즈마 생성부가 사용자로부터 입력을 수신하고, 상기 입력에 따라 공기 중에 조사될 레이저 빔의 파라미터를 설정하는 단계를 의미한다.FIG. 5 is a step-by-step representation of the procedure of FIG. Referring to FIG. 5, the somatosensory induction method using air plasma starts from the step S51 of irradiating the pulse laser first. The pulse laser is irradiated by the air plasma generator described in the description of FIG. 2. The pulse laser may further include a step of setting a parameter of the laser beam before the step S51. The step of setting the parameters of the laser beam means the step of the air plasma generator receiving the input from the user and setting the parameters of the laser beam to be irradiated in the air according to the input.

S51단계 이후, 조사된 펄스 레이저는 공기 중에 에어 플라즈마를 생성하며(S52), 이렇게 생성된 에어 플라즈마에서는 충격파 및 전기장이 외부로 발생되도록 한다. (S53, S54)After the step S51, the irradiated pulse laser generates air plasma in the air (S52). In the air plasma thus generated, the shock wave and the electric field are generated to the outside. (S53, S54)

발생된 충격파는 매질, 즉 사용자의 피부까지 닿아 피부를 구성하는 세포를 자극하는데, 이는 곧 세포 내 말초신경을 자극(S56)하는 것을 의미하며 이에 따라 활동전위 발생(S57) 및 신경전달 물질의 활성화(S58), 뇌의 체성감각 인지(S59)까지 단계가 이어지게 된다.The generated shock waves stimulate the skin, that is, the cells constituting the skin by touching the skin of the user, that is, stimulating the peripheral nerve in the cell (S56), and accordingly, the activation of the action potential (S57) (S58), and the brain senses the somatic sensation (S59).

한편, 에어 플라즈마로부터 발생된 전기장은 사용자의 피부를 구성하는 세포까지 그 영향을 미치게 되며, 상기 전기장은 세포 내 전위차를 발생(S55)시켜 세포의 말초신경을 자극(S56)한다. 말초신경 자극 이후 뇌에서의 체성감각 인지 단계까지 S56-S59 단계는 앞서 설명한 충격파에서의 단계와 동일하다. On the other hand, the electric field generated from the air plasma affects the cells constituting the skin of the user, and the electric field generates a potential difference in the cell (S55) to stimulate the peripheral nerve of the cell (S56). Steps S56-S59 from the peripheral nerve stimulation to the somatic sensory perception step in the brain are the same as those in the shock wave described above.

도 6은 전기 레인지의 상부에 에어 플라즈마가 생성된 예를 나타낸 것이다. 6 shows an example in which an air plasma is generated on an electric range.

도 6과 같이 전기 레인지의 상부로부터 일정 거리 이격된 지점에 에어 플라즈마가 생성되면 발광부가 전기 레인지에 장착된 것에 비해 시인성(visibility)이 훨씬 뛰어나 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. As shown in FIG. 6, when an air plasma is generated at a position spaced a certain distance from the upper portion of the electric range, the visibility is much higher than that in the case where the light emitting portion is mounted on the electric range, so that a safety accident can be prevented in advance.

설령, 전기 레인지 상부에 생성된 에어 플라즈마를 보지 못해 전기 레인지 발열부 근처로 접근하게 되더라도 피부가 근접하게 되면 충격파 및 전기장에 의해 체성감각이 유도되므로 사용자는 위험을 더욱 직접적으로 인식할 수 있어 사고를 미연에 방지할 수 있다. Even if the air plasma generated at the upper part of the electric range is not seen and the user approaches the vicinity of the heating area of the electric range, when the skin comes close to the skin, the sense of body is induced by the shock wave and electric field. It can be prevented in advance.

본 실시예에서는 전기 레인지를 예를 나타내었으나, 전기 포트, 전기 히터 등 발열부를 포함하는 다양한 전기기기에 적용될 수 있다. Although the electric range is illustrated in this embodiment, the present invention can be applied to various electric devices including a heat generating portion such as an electric port, an electric heater, and the like.

도 7은 에어 플라즈마에서 발생되는 충격파를 측정한 결과를 나타낸 것이다.7 shows the results of measurement of the shock wave generated in the air plasma.

도 7의 (a)는 에어 플라즈마가 생성된 지점을 기준으로 반경 50mm 내의 임의 지점에 마이크로폰을 구비한 후 마이크로폰이 감지한 충격파를 전압신호로 바꾸어 측정한 결과를 나타낸 것이다. 이에 따르면, 0.3ms 시점에 에어 플라즈마가 생성된 후 0.5ms 시점부터 일정 크기의 전압신호가 반복적으로 감지됨을 확인할 수 있는데, 이러한 실험 결과는 에어 플라즈마에 의해 발생된 충격파가 시간 간격을 두고 연속적으로 마이크로폰에 닿고 있음을 확인해 주는 것으로 볼 수 있다. 나아가 도 7의 (a)를 살펴볼 때, 에어 플라즈마에 의해 발생된 충격파는 시간이 갈수록 그 세기가 약해짐도 확인할 수 있다.7 (a) shows a result of measuring a shock wave sensed by a microphone after converting a voltage signal into a voltage signal after providing a microphone at a certain point within a radius of 50 mm based on a point where the air plasma is generated. According to this, it can be confirmed that a voltage signal of a predetermined magnitude is repeatedly detected from 0.5 ms after the air plasma is generated at 0.3 ms. The experimental result shows that the shock waves generated by the air plasma are continuously As shown in FIG. Furthermore, referring to FIG. 7 (a), it can be seen that the intensity of the shock wave generated by the air plasma becomes weaker with time.

한편, 레이저 빔의 에너지 세기가 증가함에 따라 에어 플라즈마에 의해 발생되는 충격파 역시 비례하여 크기가 증가할 수 있음을 예측할 수 있는데, 이를 확인하기 위한 실험 결과는 (b), (c)에 나타나 있다. 즉, 레이저 빔의 파라미터 중 에너지 세기를 각각 32mJ, 60mJ로 설정하여 에어 플라즈마를 생성시킨 경우, 마이크로폰에 의해 감지되는 충격파는 도 7의 (b), (c)에서 볼 수 있듯 레이저 빔의 에너지 세기가 더 높을수록 강도가 더 높아짐을 알 수 있다. As the energy intensity of the laser beam increases, the shock wave generated by the air plasma can also be expected to increase in size. Experimental results are shown in (b) and (c). That is, when air plasmas are generated by setting the energy intensities of the parameters of the laser beam to 32 mJ and 60 mJ, respectively, the shock wave sensed by the microphone can be expressed as shown in FIGS. 7B and 7C, The higher the strength is, the higher the strength is.

한편, 에어 플라즈마에 의해 발생된 충격파는 마이크로폰뿐 아니라 가속도센서를 이용하여서도 측정할 수 있다. 도 8은 충격파를 가속도센서 및 마이크로폰으로 측정한 결과를 그래프로 비교한 것이다. 해당 그래프를 살펴보면, 가속도센서에 의해 측정된 충격파의 전압신호 크기가 마이크로폰에 의해 측정된 것에 비해 비교적 작은 값을 가지나 각각의 결과 값은 유사한 패턴을 보임을 확인할 수 있다.On the other hand, the shock wave generated by the air plasma can be measured not only by a microphone but also by using an acceleration sensor. 8 is a graph comparing the results of measurement of shock waves with an acceleration sensor and a microphone. The graph shows that the magnitude of the voltage signal of the shock wave measured by the acceleration sensor is relatively small compared to that measured by the microphone, but the resultant values show a similar pattern.

한편, 본 발명에 따른 체성감각 유도 방법은 에어 플라즈마에 의해 발생된 충격파 및 전기장이 상기 에어 플라즈마의 생성 위치를 중심으로 모든 방향에 영향을 미칠 수 있으므로 매질, 즉 인체 피부가 상기 에어 플라즈마의 중심과 일정 수준 이하의 거리만 유지하는 경우 방향과 관계 없이 체성감각이 유도될 수 있다. 다시 말해 상기 에어 플라즈마로부터 발생한 충격파 및 전기장은 상기 에어 플라즈마의 생성 위치를 중심으로 한 가상의 구 내부 임의 점 상에 존재하는 매질의 상태변경을 유도할 수 있다.In the meantime, since the shock wave and the electric field generated by the air plasma can affect all directions around the generation position of the air plasma, the body sense, that is, the human skin, If the distance is kept below a certain level, somatic sensation can be induced regardless of the direction. In other words, the shock wave and the electric field generated from the air plasma can induce a state change of the medium existing on a certain point in the hypothetical center around the generation position of the air plasma.

도 9는 이와 같은 특성을 확인하기 위한 실험환경을 도시한 것이다. 실험환경은 상기 에어 플라즈마가 생성되는 점을 중심으로 8각형의 프레임을 구비시킨 후 하단을 제외한 모든 면에 각각 마이크로폰을 설치하여 구성된다. 이 때 마이크로폰의 위치는 중심으로부터 동일한 거리만큼 떨어지게 한다.FIG. 9 shows an experimental environment for confirming such a characteristic. In the experimental environment, an octagonal frame is provided around the point where the air plasma is generated, and a microphone is installed on all the surfaces except for the lower end. At this time, the position of the microphone is spaced the same distance from the center.

도 10은 도 9의 실험에서 측정된 결과를 나타낸 것으로, 도 7의 각 그래프들은 모든 방향에서 각각 측정된 충격파의 세기를 전압신호의 크기로 나타낸 것이다. 그래프에서도 볼 수 있듯 모든 방향에서 충격파가 측정되었으며 특히 각 방향에서의 충격파들은 레이저 빔의 에너지 크기가 클수록 더 측정되었고, 에어 플라즈마로부터의 중심에 가까울수록 더 강한 충격파가 측정되었다.FIG. 10 shows the results measured in the experiment of FIG. 9, and the graphs of FIG. 7 show the intensity of the shock wave measured in all directions by the magnitude of the voltage signal. As can be seen from the graph, the shockwave was measured in all directions. Especially, the shock waves in each direction were measured more as the energy level of the laser beam was larger, and the stronger the shock wave was measured as closer to the center from the air plasma.

한편, 도 11은 도 9의 실험환경에서 마이크로폰을 가속도센서로 변경한 후 측정한 충격파의 세기들로, 도 11의 그래프들을 살펴볼 때에도 모든 방향에서의 충격파는 유사한 패턴으로 가속도센서에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.FIG. 11 is a graph showing intensity of shock waves measured after changing a microphone to an acceleration sensor in the experimental environment of FIG. 9, and shock waves in all directions affect the acceleration sensor in a similar pattern even when the graphs of FIG. 11 are viewed. .

또 다른 한편, 도 12는 각 방향에서 측정된 충격파의 거리에 따른 세기분포를 그래프로 나타낸 것이다. 도 10의 실험결과에서도 이미 확인하였듯 각 방향에서의 충격파 세기는 에어 플라즈마와의 거리에 반비례하는데, 도 12에 따를 때에도 충격파의 세기는 에어 플라즈마와의 거리가 짧을수록 더 강하게 측정됨을 알 수 있다.On the other hand, FIG. 12 is a graph showing the intensity distribution according to the distance of the shock wave measured in each direction. 10, the intensity of the shock wave in each direction is inversely proportional to the distance to the air plasma. As can be seen from FIG. 12, the intensity of the shock wave is more strongly measured as the distance from the air plasma is shorter .

도 10 내지 도 12의 실험 결과로부터 상기 에어 플라즈마에 의해 발생된 충격파는 모든 방향으로 영향을 미치며, 이에 따라 어느 임의의 점에 위치하는 매질, 즉 인체 피부에 대해서도 체성감각을 유도할 수 있음을 유추할 수 있고 나아가 에어 플라즈마의 거리에 따라 유도될 수 있는 체성감각의 정도, 즉 촉감의 세기가 달라질 수 있음을 알 수 있다.From the results of the experiments of FIGS. 10 to 12, it can be concluded that the shock wave generated by the air plasma affects all directions, and thus the somatic sensation can be induced to the medium located at any arbitrary point, And the degree of somatic sensation that can be induced according to the distance of the air plasma, that is, the intensity of the tactile sensation, can be changed.

한편 도 13은 상기 에어 플라즈마에 의해 발생되는 전기장을 측정하기 위한 실험환경을 나타낸 것이다. 실험환경은 에어 플라즈마가 생성되는 지점의 위아래로 전극판을 구비시키고, 상기 전극판을 전선으로 연결시키되 전압계와 직렬로 연결을 시킨 상태로 구성한다.13 shows an experimental environment for measuring an electric field generated by the air plasma. In the experimental environment, the electrode plate is provided above and below the point where the air plasma is generated, and the electrode plate is connected with a wire, but connected in series with a voltmeter.

도 14는 레이저 빔의 에너지 세기가 각각 32mJ, 60mJ일 때 측정된 전기장의 전압신호를 그래프로 나타낸 것인데, 이에 따르면 32mJ 환경에서는 peak-to-peak 전압이 약 20V, 60mJ 환경에서는 약 30V로 측정되었음을 알 수 있다. 즉, 레이저 빔의 에너지가 높은 값을 가질수록 에어 플라즈마에 의해 발생되는 전기장의 세기도 더 강함을 알 수 있다.FIG. 14 is a graph showing the voltage signals of the electric field measured when the energy intensities of the laser beams are 32 mJ and 60 mJ, respectively. According to this, the peak-to-peak voltage was measured at about 20 V in a 32 mJ environment and about 30 V in a 60 mJ environment Able to know. That is, the higher the energy of the laser beam is, the stronger the intensity of the electric field generated by the air plasma is.

도 15는 도 12의 전압(DC potential)을 일정하게 유지한 채 레이저 빔의 에너지 세기, 즉 플라즈마 에너지의 크기를 변화시키면서 측정한 전기장 전압신호의 최소 peak값, peak-to-peak값, power값을 측정한 결과이다. 에너지 세기의 값이 커질수록 peak-to-peak값, power값이 비례하여 증가함을 확인할 수 있으며, 최소 peak값은 그래프 상으로는 지속적으로 감소하고 있으나 이는 궁극적으로 전위차가 증가하는 모습을 나타내는 것이므로 결국 세 그래프 모두 레이저 빔의 에너지 증가에 따라 전기장의 세기가 강해진다는 사실을 나타내는 결과라 할 수 있다.FIG. 15 is a graph showing the minimum peak value, the peak-to-peak value, and the power value of the electric field voltage signal measured while varying the energy intensity of the laser beam, i.e., the plasma energy, while maintaining the DC potential of FIG. . As the energy value increases, the peak-to-peak value and the power value increase proportionally. The minimum peak value is continuously decreased in the graph, but this eventually indicates that the potential difference increases. The graph shows that the intensity of the electric field increases with increasing energy of the laser beam.

도 16은 포텐셜의 크기가 변할 때 전기장의 전압신호를 측정한 것이다. 구체적으로, 도 16은 도 13에서 표시된 플라즈마 발생 에너지를 일정하게 유지하고, 전극판(copper plate)에 인가되는 전압(DC potential)을 변화시켰을 때 측정된 전기장의 모습을 확인한 것이다. 이는 향후 에어 플라즈마를 사람을 대상으로 이용할 경우, 즉 피부에 일정 크기의 전위를 가지도록 하고 피부 근처에서 플라즈마를 발생시킬 경우 촉감이 유발되고 플라즈마의 발생 빈도 및 크기 조절에 따라 다양한 촉감이 유발될 수 있음을 유추할 수 있는 자료이다. FIG. 16 is a graph showing a voltage signal of an electric field when the magnitude of the potential changes. Specifically, FIG. 16 shows the measured electric field when the plasma generation energy shown in FIG. 13 is kept constant and the DC potential applied to the copper plate is changed. In the future, when air plasma is used for humans, that is, a certain amount of electric potential is given to the skin and plasma is generated in the vicinity of the skin, tactile sensation is generated, and various tactile sensations may be caused by controlling the frequency and size of plasma It is the data that can be inferred that there is.

살펴보면 이 역시 앞선 도 15에서의 결과와 유사하게 포텐셜, 즉 전극판 사이의 전위차가 커질수록 최소 peak값이 선형적(linear)으로 감소되는 양상과 peak-to-peak값 및 power값이 증가되는 양상을 나타내었다.Similar to the result shown in FIG. 15, the peak, the peak-to-peak value, and the power value are increased as the potential difference between the electrode plates increases. Respectively.

도 17은 레이저 빔의 에너지 세기 값에 따라 사람이 체성감각을 느낄 수 있는 범위가 어디까지인지를 측정하기 위한 실험 결과를 나타낸 것이다.FIG. 17 shows experimental results for measuring the extent to which a person can sense a somatic sensation according to the energy intensity value of the laser beam.

이에 따르면 에어 플라즈마로부터 거리에 따라 복수의 피험자들이 체성감각, 즉 촉감을 느낄 수 있는지 여부를 모니터링 하여 결과 산출을 하였으며, 피험자들은 1mm 간격으로 손가락을 에어 플라즈마로부터 떨어지게 위치시킨 후 촉감이 느껴지는지 여부를 답하는 방식으로 실험이 이루어졌다. According to this, the results were obtained by monitoring whether or not a plurality of subjects could feel somatosensory or tactile sensation according to the distance from the air plasma. The subjects placed their fingers apart from the air plasma at intervals of 1 mm, The experiment was done in answering way.

살펴볼 때, 레이저 빔의 에너지 세기가 35mJ일 때에는 평균적으로 5mm 떨어진 지점까지, 50mJ일 때에는 약 8mm 떨어진 지점까지, 65mJ일 때에는 약 10mm 떨어진 지점까지 촉감을 느낄 수 있음을 확인할 수 있다.It can be seen that when the energy intensity of the laser beam is 35 mJ, the laser beam can feel a touch to the point 5 mm away from the center, about 8 mm away at 50 mJ, and about 10 mm away at 65 mJ.

즉, 레이저의 세기가 강해질수록 충격파 및 전기장이 미치는 영향이 더 넓은 영역에까지 미칠 수 있음을 알 수 있으며, 이는 즉 레이저의 세기를 제어함으로써 매질에 영향을 미칠 수 있는 영역을 조절할 수 있음을 의미하기도 한다.That is, as the intensity of the laser increases, the influence of the shock wave and the electric field can be extended to a wider region, which means that the region that can affect the medium can be controlled by controlling the intensity of the laser do.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기기기의 위험 알림 장치에 의해 다양한 촉감이 유도될 수 있는 환경에 대해 살펴보았다. 위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The environment in which various tactile sensations can be induced by the danger notification device of the electric device according to the present invention has been described with reference to the drawings. The embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

10: 온도 감지부
20: 에어 플라즈마 생성부
30: 렌즈
40: 매질10: Temperature sensing unit
20: air plasma generator
30: Lens
40: medium

Claims (10)

전기기기의 발열부 온도를 감지하는 온도 감지부; 및
상기 온도 감지부에서 감지한 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 전기기기 상부 일점에 펄스 레이저를 연속적 또는 주기적으로 조사하여 에어 플라즈마를 생성하는 에어 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 에어 플라즈마 생성부는
상기 펄스 레이저를 출력하는 레이저 출력부; 및
상기 온도 감지부에서 감지한 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 레이저 출력부가 상기 펄스 레이저를 출력하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 펄스 레이저의 단위 시간당 펄스 진동수를 제어하는 주파수 제어부;
상기 펄스 레이저의 에너지 세기를 제어하는 에너지 제어부; 및
상기 펄스 레이저의 직경을 조절하는 직경 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 전기기기의 위험 알림 장치.
A temperature sensing unit for sensing a temperature of a heating unit of the electric device; And
And an air plasma generator for generating an air plasma by continuously or periodically irradiating a pulsed laser to a point at an upper portion of the electric device when the temperature sensed by the temperature sensing unit is equal to or higher than a predetermined temperature,
The air plasma generator
A laser output unit for outputting the pulse laser; And
And a control unit for controlling the laser output unit to output the pulse laser when the temperature sensed by the temperature sensing unit is equal to or higher than a preset temperature,
Wherein,
A frequency controller for controlling a pulse frequency per unit time of the pulse laser;
An energy controller for controlling an energy intensity of the pulse laser; And
And a diameter control unit for controlling the diameter of the pulse laser.
제1항에 있어서,
상기 에어 플라즈마 생성부로부터 조사된 레이저 빔을 일점으로 모아 에어 플라즈마 생성을 유도하는 렌즈;를 더 포함하는 전기기기의 위험 알림 장치.
The method according to claim 1,
And a lens for collecting the laser beam irradiated from the air plasma generating unit at one point to induce air plasma generation.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 에어 플라즈마는 충격파 및 전기장을 발생시키고,
상기 충격파 및 전기장은 영향이 미치는 영역 내에 존재하는 인체 피부의 체성감각을 유도하는 전기기기의 위험 알림 장치.
The method according to claim 1,
The air plasma generates shock waves and electric fields,
Wherein the shock wave and the electric field induce body sensation of the human skin existing in an area affected by the shock.
제5항에 있어서,
상기 충격파는 인체 피부 내 세부를 자극하여 말초신경으로 하여금 활동전위를 발생시킴으로써 인체 피부의 상태 변경을 유도하는 전기기기의 위험 알림 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the shock wave induces a change in the state of the human skin by stimulating the details in the human skin to generate an action potential in the peripheral nerve.
제5항에 있어서,
상기 전기장은 인체 피부의 세포 내 전위를 발생시키고, 상기 발생된 전위에 의해 자극된 말초신경으로 하여금 활동전위를 발생시킴으로써 인체 피부의 상태변경을 유도하는 전기기기의 위험 알림 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the electric field induces an intracellular potential of the human skin and induces an action potential in the peripheral nerve stimulated by the generated potential to induce a change in the state of the human skin.
제1항에 있어서,
상기 에어 플라즈마는 상기 일점에 기 설정된 시간만큼 유지되면서 육안으로 식별 가능하도록 표시되는 전기기기의 위험 알림 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the air plasma is displayed so as to be visually recognizable while being maintained for a predetermined period of time at the one point.
제1항에 있어서,
상기 펄스 레이저의 파장은 1064nm인 전기기기의 위험 알림 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pulse laser has a wavelength of 1064 nm.
제1항에 있어서,
상기 펄스 레이저의 에너지 세기는 35mJ 내지 65mJ인 전기기기의 위험 알림 장치. The method according to claim 1,
Wherein the pulse laser has an energy intensity of 35 mJ to 65 mJ.

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