KR102626632B1

KR102626632B1 - 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기

Info

Publication number: KR102626632B1
Application number: KR1020160091976A
Authority: KR
Inventors: 조용호; 박성홍; 이상근; 김보람; 정필원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2024-01-18
Also published as: US10215680B2; KR20180009970A; US20180024037A1; WO2018016782A1

Abstract

유로 내의 먼지 농도를 측정할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기에 관한 것으로, 먼지가 포함된 유체가 이동하는 유로를 형성하는 유로 형성부와, 유로에 광을 조사하는 광 조사부와, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 광 검출부와, 유로 형성부, 광 조사부 및 광 검출부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 광 검출부로부터 수신되는 검출값이 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고, 검출값이 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시키며, 가변된 유효 측정 범위 내에 검출값이 포함되면, 검출값을 토대로, 먼지 농도를 측정할 수 있다.

Description

먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기{DUST MEASURING APPARATUS AND MOBILE TERMINAL FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 유로 내의 먼지 농도를 측정할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기에 관한 것이다.

최근 들어, 자동차와 공장 등에서 배출되는 미세 먼지 노출 빈도가 증가하고 있으며, 미세 먼지가 인체에 미치는 위험성이 알려지고 있다.

이러한 환경 속에서, 건강에 대한 관심이 높아짐으로 인하여 미세 먼지를 측정하기 위한 다양한 장치들이 개발되고 있다.

먼지 측정 장치는, 광을 조사하는 광 조사부, 먼지가 지나는 유로를 형성하는 유로 형성부, 먼지로부터 산란된 광을 검출하는 광 검출부로 구성될 수 있는데, 유로 영역, 광 조사 영역, 광 검출 영역이 공통되는 공통 영역 내에 먼지가 존재할 때만, 먼지를 검출할 수 있다.

하지만, 기존의 먼지 측정 장치는, 측정 가능한 먼지 농도 범위가 제한적이므로, 먼지 농도가 제한 범위 이외의 고농도 또는 저농도일 경우, 농도 검출에 오류가 발생하여, 신뢰성이 저하될 수 있다.

즉, 먼지 농도가 기준 농도 범위보다 더 낮을 경우, 검출 신호가 너무 작아서 저농도 먼지에 대한 측정 정밀도가 저하될 수 있다.

또한, 먼지 농도가 기준 농도 범위보다 더 높을 경우, 검출 신호가 너무 커서 고농도 먼지에 대한 측정 정밀도가 저하될 수 있다.

따라서, 측정하고자 하는 먼지 농도 범위를 확장하여, 저농도 먼지 및 고농도 먼지에 대한 측정 정밀도를 모두 높일 수 있는 먼지 측정 장치의 개발이 필요하다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 먼지 측정이 가능한 유효 측정 범위를 가변하여 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하여, 회로 구성을 단순화할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 미리 설정된 다수의 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위를 가변시켜 측정 정밀도를 높일 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 이용한 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위를, 유효 측정 범위에 일부 중첩되도록 설정하여, 먼지 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 이용한 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시켜 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 광 검출부의 검출 범위 성능에 따라, 유효 측정 범위를 재조정하여 측정 정밀도를 높일 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보와 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 외부 단말기로 전송하여 사용자 편의성을 제공할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 제공하여 유효 측정 범위를 수동으로 가변함으로써, 사용자가 먼지 측정 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 먼지 측정 장치의 현재 위치에 대한 환경 정보를 수집하여 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 먼지 측정 장치는, 먼지가 포함된 유체가 이동하는 유로를 형성하는 유로 형성부와, 유로에 광을 조사하는 광 조사부와, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 광 검출부와, 유로 형성부, 광 조사부 및 광 검출부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 광 검출부로부터 수신되는 검출값이 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고, 검출값이 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시키며, 가변된 유효 측정 범위 내에 검출값이 포함되면, 검출값을 토대로, 먼지 농도를 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 먼지 측정 장치를 제어하는 이동 단말기는, 사용자 입력을 수신하는 입력부와, 먼지 측정 장치와 통신 연결하는 통신부와, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 표시하는 디스플레이부와, 입력부, 통신부 및 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 사용자 입력이 먼지 측정 장치의 제어 모드이면, 먼지 측정 장치와 통신 연결을 수행하고, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 디스플레이부에 표시하고, 설정 창으로부터 유효 측정 범위가 설정되면, 설정된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 상응하는 먼지 측정 장치로 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 먼지 측정 장치 및 그를 제어하는 이동 단말기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 먼지 측정이 가능한 유효 측정 범위를 가변하여 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하여, 회로 구성을 단순화할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 미리 설정된 다수의 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위를 가변시켜 측정 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위를, 유효 측정 범위에 일부 중첩되도록 설정하여, 먼지 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시켜 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 광 검출부의 검출 범위 성능에 따라, 유효 측정 범위를 재조정하여 측정 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보와 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 외부 단말기로 전송하여 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 제공하여 유효 측정 범위를 수동으로 가변함으로써, 사용자가 먼지 측정 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 먼지 측정 장치의 현재 위치에 대한 환경 정보를 수집하여 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 먼지 측정 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2는 도 1의 광 검출부의 배치 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 컨셉을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 먼지 농도에 대한 유효 측정 범위를 보여주는 그래프이다.
도 5는 일반 농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이ㄷ다.
도 6은 저농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이다.
도 7은 고농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 먼지 농도에 따른 유효 측정 범위의 가변 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 17은 도 1의 측정 범위 조정부를 보여주는 회로 구성도이다.
도 18 내지 도 20은 도 1의 광 검출부를 보여주는 회로 구성도이다.
도 21은 본 발명에 따른 먼지 측정 장치와 이동 단말기의 통신 연결을 보여주는 도면이다.
도 22는 본 발명에 따른 먼지 측정 장치를 제어하는 이동 단말기를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 23 내지 도 28은 본 발명에 따른 이동 단말기의 유효 측정 범위 설정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명에 따른 먼지 측정 장치의 먼지 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 30은 본 발명에 따른 이동 단말기의 먼지 측정 장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 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.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 먼지 측정 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 유로 형성부(100), 광 조사부(200), 광 검출부(300), 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.

유로 형성부(100)는, 먼지가 포함된 유체가 이동하는 유로를 형성할 수 있다. 여기서, 유로 형성부(100)는, 장치 내부에서, 유로가 형성 가능한 다양한 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 유로 형성부(100)는, 유로 내에 부압(negative pressure)을 형성하고, 제어부(400)의 제어 신호에 따라, 부압의 세기를 조절하여 유체의 이동 속도를 제어할 수 있다.

다음, 광 조사부(200)는, 유로에 광을 조사할 수 있다. 광 조사부(200)는, 유로의 일측에 배치되고, 레이저 광을 조사하는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 여기서, 유로에 조사된 광은, 유로 내의 먼지 입자와 상호 작용하여 산란될 수 있다.

경우에 따라, 광 조사부(200)는, 광을 확산시키는 확산 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 광 조사부(200)에 확산 렌즈를 포함하는 이유는, 광 검출 범위가 서로 다른 다수의 광 검출부들이 광을 정확하게 검출할 수 있도록, 광을 확산시키기 위함이다.

다른 경우로서, 광 조사부(200)는, 광이 조사되는 방향으로 배치되는 광 흡수부를 포함할 수도 있다. 여기서, 광 흡수부는, 광 조사부(200)를 마주보도록 배치되고, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광을 흡수할 수 있다. 광 흡수부를 배치하는 이유는, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광이 장치 내부에서 반사되어 반사광이 되고, 이러한 반사광이 광 검출부의 노이즈로 작용하여 광 검출부의 검출 신호에 대한 신뢰성을 저하시킬 수 있기 때문이다.

그리고, 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 검출 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 광 검출부(300)는, 하나의 광 검출 범위를 갖는 하나의 검출부로 구성될 수도 있다.

일 예로, 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다.

다른 일 예로, 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터와, 포토 트랜지스터로부터 변환된 전기 신호를 증폭하는 증폭부를 포함할 수도 있다. 여기서, 증폭부는, 베이스가 포토 트랜지스터의 이미터에 연결되고, 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 이미터가 제어부(400)에 연결되는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 증폭부는, 제1 베이스 및 제1 컬렉터가 포토 트랜지스터의 이미터에 연결되고 제1 이미터가 제어부(400)에 연결되는 제1 트랜지스터와, 제2 베이스가 제1 트랜지스터의 제1 베이스에 연결되고, 제2 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 제2 이미터가 제어부에 연결되는 제2 트랜지스터와, 제3 베이스가 제2 트랜지스터의 제2 베이스에 연결되고, 제3 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 제3 이미터가 제어부(400)에 연결되는 제3 트랜지스터를 포함할 수 있다.

경우에 따라, 광 검출부(300)는, 서로 다른 광 검출 범위를 갖는 다수의 검출부들로 구성될 수도 있다. 여기서, 다수의 검출부는, 유로의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제1 검출부와, 유로의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위보다 더 좁은 제2 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제2 검출부를 포함할 수 있다. 이때, 제1 검출부는, 제1 화각(angle of view)을 갖는 제1 렌즈를 포함하고, 제2 검출부는, 제1 화각보다 더 좁은 제2 화각을 갖는 제2 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 제1 검출부는, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광의 중심축으로부터 제1 거리만큼 떨어져 배치되고, 제2 검출부는, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광의 중심축으로부터 제2 거리만큼 떨어져 배치되며, 제1 거리와 제2 거리는, 서로 동일할 수 있다. 그리고, 제1 검출부와 제2 검출부는, 제1 검출부의 중심축과 제2 검출부의 중심축이, 유로의 광 조사 영역 내에서 서로 교차되도록, 배치될 수 있다. 여기서, 제1 검출부의 중심축과 상기 제2 검출부의 중심축이 서로 교차하는 지점은, 유로의 광 조사 영역 중, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광의 중심축이 지나는 지점일 수 있다.

또한, 광 검출부(300)는, 마주보는 방향으로 배치되는 광 흡수부를 포함할 수도 있다. 여기서, 광 흡수부는, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광의 중심축을 기준으로, 상응하는 광 검출부(300)를 마주보도록 배치되고, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 흡수할 수 있다. 광 흡수부를 배치하는 이유는, 먼지로부터 산란된 산란광이 검출부의 노이즈로 작용하여 검출부의 검출 신호에 대한 신뢰성을 저하시킬 수 있기 때문이다.

한편, 제어부(400)는, 유로 형성부(100), 광 조사부(200) 및 광 검출부(300)를 제어할 수 있다. 제어부(400)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값이 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고, 검출값이 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시키며, 가변된 유효 측정 범위 내에 검출값이 포함되면, 검출값을 토대로, 먼지 농도를 측정할 수 있다. 여기서, 제어부(400)는, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변할 수 있다.

즉, 제어부(400)는, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상이면, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시키고, 검출값이 유효 측정 범위의 최소값 이하이면, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킬 수 있다. 여기서, 제어부(400)는, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 감소시키고, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 증가시킬 수 있다.

경우에 따라, 제어부(400)는, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 미리 설정된 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위를 가변시킬 수 있다. 여기서, 미리 설정된 가변 레벨은, 유효 측정 범위를 고농도 측정 범위로 가변하는 고농도 레벨과, 유효 측정 범위를 저농도 측정 범위로 가변하는 저농도 레벨을 포함할 수 있다. 일 예로, 고농도 측정 범위의 최대값은, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값보다 더 크고, 고농도 측정 범위의 최소값은, 유효 측정 범위의 최대값보다 더 작고, 유효 측정 범위의 최소값보다 더 클 수 있다. 그리고, 저농도 측정 범위의 최대값은, 유효 측정 범위의 최대값보다 더 작고, 유효 측정 범위의 최소값보다 더 크며, 저농도 측정 범위의 최소값은, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값보다 더 작을 수 있다. 여기서, 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위는, 유효 측정 범위에 일부 중첩될 수 있다.

경우에 따라, 미리 설정된 가변 레벨은, 유효 측정 범위를 다수의 고농도 측정 범위들 중 어느 하나의 고농도 측정 범위로 가변하는 고농도 레벨과, 유효 측정 범위를 다수의 저농도 측정 범위들 중 어느 하나의 저농도 측정 범위로 가변하는 저농도 레벨을 포함할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위의 최대값은, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값보다 더 크고, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위의 최소값은, 유효 측정 범위의 최대값보다 더 작고, 유효 측정 범위의 최소값보다 더 클 수 있다. 그리고, 유효 측정 범위에 인접하는 저농도 측정 범위의 최대값은, 유효 측정 범위의 최대값보다 더 작고, 유효 측정 범위의 최소값보다 더 크며, 유효 측정 범위에 인접하는 저농도 측정 범위의 최소값은, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값보다 더 작을 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위는, 유효 측정 범위에 일부 중첩될 수 있다.

또한, 제어부(400)는, 측정 범위 조정부(410)를 포함할 수 있는데, 측정 범위 조정부(410)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값에 따라, 유효 측정 범위를 가변할 수 있다.

일 예로, 측정 범위 조정부(410)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되고, 출력단이 그라운드되도록, 직렬 연결되는 다수의 다이오드들을 포함할 수 있다.

또한, 측정 범위 조정부(410)는, 유효 측정 범위 산출부와 유효 측정 범위 가변부를 포함할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위 산출부는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호를 신호 처리하여, 유효 측정 범위를 산출할 수 있다. 그리고, 유효 측정 범위 가변부는, 광 검출부로부터 수신되는 검출값이 산출된 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시킬 수 있다.

일 예로, 유효 측정 범위 산출부는, 입력단이 상기 광 검출부의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부는, 입력단이 상기 광 검출부의 출력단과 상기 AFE부의 출력단에 각각 연결되고, 출력단이 그라운드되는 DC 오프셋 제거(DC Offset Cancellation)부를 포함할 수 있다.

다른 일 예로, 유효 측정 범위 산출부는, 입력단이 광 검출부의 출력단에 연결되는 증폭부와, 증폭부의 출력단에 연결되는 제1 저항과, 입력단이 제1 저항에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터와, 입력단이 제1 저항과 커패시터 사이의 노드에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항을 포함하고, 유효 측정 범위 가변부는, 베이스가 제1 저항과 커패시터 사이의 노드에 연결되고 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 트랜지스터와, 입력단이 트랜지스터의 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제3 저항을 포함할 수 있다.

또 다른 일 예로, 유효 측정 범위 산출부는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부와, 증폭부의 출력단에 연결되는 제1 저항과, 입력단이 제1 저항에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터와, 입력단이 제1 저항과 커패시터 사이의 노드에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항을 포함하고, 유효 측정 범위 가변부는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터와, 제2 베이스가 제1 저항과 커패시터 사이의 노드에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터와, 입력단이 제2 트랜지스터의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제3 저항을 포함할 수 있다.

또 다른 일예로, 유효 측정 범위 산출부는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부와, 증폭부의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부와, AFE부의 출력단에 연결되는 ADC(Analog-Digital Converter)부와, ADC부의 출력단에 연결되는 DAC(Digital-Analog Converter)부와, DAC부의 출력단에 연결되는 제1 저항과, 입력단이 제1 저항에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터와, 제2 베이스가 제1 저항과 커패시터 사이의 노드에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터와, 입력단이 제2 트랜지스터의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항을 포함할 수 있다.

또 다른 일 예로, 유효 측정 범위 산출부는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부와, 증폭부의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부와, AFE부의 출력단에 연결되는 펄스 폭 변조(PWM)부와, 펄스 폭 변조부의 출력단에 연결되는 로우 패스 필터(LPF)부를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터와, 제2 베이스가 로우 패스 필터부의 출력단에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터와, 입력단이 제2 트랜지스터의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항을 포함할 수 있다.

한편, 제어부(400)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시킬 수 있다. 일 예로, 제어부(400)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률이 증가하면, 유효 측정 범위의 최대값을 증가시키고 유효 측정 범위의 최소값를 감소시켜, 유효 측정 범위를 확장시키고, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률이 감소하면, 유효 측정 범위의 최대값을 감소시키고 유효 측정 범위의 최소값를 증가시켜, 유효 측정 범위를 축소시킬 수 있다.

일 예로, 광 검출부(300)가, 유로의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제1 검출부와, 유로의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위보다 더 좁은 제2 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제2 검출부를 포함할 때, 제어부(400)는, 제1 검출부로부터 제1 검출값을 수신하면, 제1 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고, 제2 검출부로부터 제2 검출값을 수신하면, 제2 유효 측정 범위 이내인지를 확인할 수 있다. 여기서, 제2 유효 측정 범위의 최대값은, 제1 유효 측정 범위의 최대값보다 더 크고, 제2 유효 측정 범위의 최소값은, 제1 유효 측정 범위의 최소값보다 더 클 수 있다.

또한, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 외부 단말기와 통신 연결하는 통신부를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 제어부(400)는, 외부 단말기와 통신 연결되면, 측정된 먼지 농도 정보를 외부 단말기로 전송하고, 외부 단말기로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호에 따라, 유효 측정 범위를 가변하고, 가변된 유효 측정 범위를 토대로, 먼지 농도를 측정하여 측정된 먼지 농도 정보를 외부 단말기로 전송할 수도 있다. 제어부는, 먼지 농도 정보를 전송할 때, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 외부 단말기로 제공할 수 있다.

경우에 따라, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 현재 위치를 센싱하는 센싱부를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 제어부(400)는, 외부 단말기와 통신 연결되면, 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 외부 단말기로 전송할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은, 먼지 측정이 가능한 유효 측정 범위를 가변하여 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

또한, 본 발명은, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하여, 회로 구성을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명은, 미리 설정된 다수의 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위를 가변시켜 측정 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위를, 유효 측정 범위에 일부 중첩되도록 설정하여, 먼지 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시켜 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

또한, 본 발명은, 광 검출부의 검출 범위 성능에 따라, 유효 측정 범위를 재조정하여 측정 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은, 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보와 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 외부 단말기로 전송하여 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 제공하여 유효 측정 범위를 수동으로 가변함으로써, 사용자가 먼지 측정 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은, 먼지 측정 장치의 현재 위치에 대한 환경 정보를 수집하여 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 광 검출부의 배치 구조를 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 유로 형성부(100), 광 조사부(200), 그리고 광 검출부(300)를 포함할 수 있다.

유로 형성부(100)는, 먼지 입자(120)가 포함된 유체가 이동하는 유로(110)를 형성할 수 있다.

그리고, 광 조사부(200)는, 유로(110)에 광(210)을 조사할 수 있다. 여기서, 유로(110)에 조사된 광(210)은, 유로(110) 내의 먼지 입자(120)와 상호 작용하여 산란될 수 있다.

이어, 광 검출부(300)는, 유로(110)의 먼지 입자(120)로부터 산란된 산란광(230)을 검출하여 전기적인 검출 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 광 검출부(300)는, 하나의 광 검출 범위를 갖는 하나의 검출부로 구성될 수도 있다.

일 예로, 검출부는, 유로(110)의 먼지 입자(120)로부터 산란된 광(230)을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다.

다른 일 예로, 검출부는, 유로(110)의 먼지 입자(120)로부터 산란된 광(230)을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터와, 포토 트랜지스터로부터 변환된 전기 신호를 증폭하는 증폭부를 포함할 수도 있다. 여기서, 증폭부는, 베이스가 포토 트랜지스터의 이미터에 연결되고, 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 이미터가 제어부(400)에 연결되는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 증폭부는, 제1 베이스 및 제1 컬렉터가 포토 트랜지스터의 이미터에 연결되고 제1 이미터가 제어부(400)에 연결되는 제1 트랜지스터와, 제2 베이스가 제1 트랜지스터의 제1 베이스에 연결되고, 제2 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 제2 이미터가 제어부에 연결되는 제2 트랜지스터와, 제3 베이스가 제2 트랜지스터의 제2 베이스에 연결되고, 제3 컬렉터가 포토 트랜지스터의 컬렉터에 연결되며, 제3 이미터가 제어부(400)에 연결되는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.

경우에 따라, 광 검출부(300)는, 서로 다른 광 검출 범위를 갖는 다수의 검출부들로 구성될 수도 있다. 일 예로, 광 검출부(300)는, 제1 검출부(310) 및 제2 검출부(320) 등과 같이, 다수의 검출부들을 포함할 수 있다.

제1 검출부(310)는, 유로(110)의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위 내에서 산란된 산란광(230)을 검출하고, 제2 검출부(320)는, 유로(110)의 광 조사 영역 중, 제2 검출 범위 내에서 산란된 산란광(230)을 검출할 수 있다. 여기서, 제1 검출부(310)의 제1 검출 범위는, 제2 검출부(320)의 제2 검출 범위보다 더 넓다.

또한, 제1 검출부(310)는, 제1 화각(angle of view)을 갖는 제1 렌즈(312)와 제1 센서(314)를 포함하고, 제2 검출부(320)는, 제2 화각을 갖는 제2 렌즈(322)와 제2 센서(324)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 검출부(310)의 제1 렌즈(312)의 제1 화각은, 제2 검출부(320)의 제2 렌즈(322)의 제2 화각보다 더 넓다.

그리고, 제1 검출부(310) 및 제2 검출부(320)의 중심축들은, 유로(110)의 광 조사 영역 내에서 서로 교차되도록, 배치될 수 있다. 여기서, 제1 검출부(310) 및 제2 검출부(320)의 중심축들이 서로 교차하는 지점은, 유로(110)의 광 조사 영역 중, 광 조사부(200)로부터 조사되는 광(210)의 중심축(220)이 지나는 지점일 수 있다.

한편, 제어부의 측정 범위 조정부는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값이 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고, 검출값이 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시키며, 가변된 유효 측정 범위 내에 검출값이 포함되면, 검출값을 토대로, 먼지 농도를 측정할 수 있다. 여기서, 제어부의 측정 범위 조정부는, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변할 수 있다.

즉, 제어부의 측정 범위 조정부는, 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상이면, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시키고, 검출값이 유효 측정 범위의 최소값 이하이면, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킬 수 있다. 여기서, 제어부의 측정 범위 조정부는, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 감소시키고, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킬 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 임피던스를 가변하는 이유는, 임피던스가 증가되면 신호의 증폭률이 증가되어 매우 미세한 신호에 대해서도 검출이 가능할 수 있고, 임피던스가 감소되면 신호의 증폭률이 감소되어 매우 큰 신호에 대해서도 검출이 가능할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 장치는, 감지할 수 있는 먼지 입자의 농도 및 크기에 대한 하한치와 상한치를 증가시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 컨셉을 설명하기 위한 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 광 검출부(300)와 측정 범위 조정부(410)를 포함할 수 있다. 여기서, 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다. 그리고, 측정 범위 조정부(410)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값에 따라, 유효 측정 범위를 가변할 수 있다. 여기서, 측정 범위 조정부(410)는, 유효 측정 범위를 가변할 때, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변할 수 있다. 측정 범위 조정부(410)는, 신호의 임피던스를 가변할 수 있는 다양한 회로로 구성할 수 있다.

도 4는 먼지 농도에 대한 유효 측정 범위를 보여주는 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기존의 광 검출부는, 회로적으로 유효 측정 범위가 제한적이므로, 유효 측정 범위 내에서는, 먼지 측정이 가능하지만, 유효 측정 범위를 초과하거나 미만일 경우에는, 먼지 측정이 어려울 수 있다. 그 이유는, 광 검출부의 회로적 한계로 인하여, 먼지 농도가 유효 측정 범위인 경우에는, 광 검출부의 출력 신호가 정상적으로 출력되지만, 먼지 농도가 유효 측정 범위를 초과하거나 미만일 경우에는, 광 검출부의 출력 신호가 비정상적으로 출력될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명은, 먼지 농도가 유효 측정 범위를 초과하거나 미만일 때, 광 검출부의 출력 신호가 비정상적으로 출력되면, 출력 신호에 대한 임피던스를 가변하여, 유효 측정 범위 내에 출력 신호가 존재하도록, 신호 처리함으로써, 고농도 또는 저농도의 먼지 측정이 가능할 수 있다. 즉, 본 발명은, 먼지 농도에 대한 유효 측정 범위를 가변하여, 저농도 및 고농도의 먼지까지 측정할 수 있는 가변 측정 범위로 확장할 수 있다.

도 5는 일반 농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이고, 도 6은 저농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이며, 도 7은 고농도에 대한 유효 측정 범위의 출력 신호를 보여주는 도면이다.

도 5와 같이, 일반 농도의 먼지를 갖는 측정 영역(130)으로부터 광을 수신하면, 측정 영역(130)의 중간 영역으로부터 수신되는 제1 출력 신호(132a) 세기가 가장 크고, 측정 영역(130)의 제1, 제2 에지 영역으로부터 수신되는 제2, 제3 출력 신호(132b, 132c) 세기가 가장 작을 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 출력 신호(132a, 132b, 132c)는, 먼지 농도의 평균값이 기준값에 상응하므로, 임피던스 가변 없이도, 먼지 농도 측정이 가능하다.

도 6과 같이, 저농도의 먼지를 갖는 측정 영역(130)으로부터 광을 수신하면, 측정 영역(130)의 중간 영역으로부터 수신되는 제1 출력 신호(132a) 세기가 가장 크고, 측정 영역(130)의 제1, 제2 에지 영역으로부터 수신되는 제2, 제3 출력 신호(132b, 132c) 세기가 가장 작을 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 출력 신호(132a, 132b, 132c)는, 먼지 농도의 평균값이 기준값보다 낮으므로, 먼지 농도 측정이 어렵다. 따라서, 본 발명은, 출력 신호의 임피던스를 증가시켜 출력 신호의 증폭률을 증가시키면, 측정 영역(130)이 저농도 측정 영역(140)까지 확장되어, 저농도의 먼지를 측정할 수 있다.

도 7과 같이, 고농도의 먼지를 갖는 측정 영역(130)으로부터 광을 수신하면, 측정 영역(130)의 중간 영역으로부터 수신되는 제1 출력 신호(132a) 세기가 가장 크고, 측정 영역(130)의 제1, 제2 에지 영역으로부터 수신되는 제2, 제3 출력 신호(132b, 132c) 세기가 가장 작을 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 출력 신호(132a, 132b, 132c)는, 먼지 농도의 평균값이 기준값보다 높으므로, 먼지 농도 측정이 어렵다. 따라서, 본 발명은, 출력 신호의 임피던스를 감소시켜 출력 신호의 증폭률을 감소시키면, 측정 영역(130)이 고농도 측정 영역(150)까지 확장되어, 고농도의 먼지를 측정할 수 있다.

이처럼, 본 발명은, 먼지 측정이 가능한 유효 측정 범위를 가변하여 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 먼지 농도에 따른 유효 측정 범위의 가변 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 8과 같이, 본 발명의 제어부는, 광 검출부로부터 수신되는 검출값(B)이 유효 측정 범위(500) 이내인지를 확인할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위(500)는, 최대값(510)과 최소값(520)을 포함할 수 있는데, 제어부는, 검출값(B)이 유효 검출 범위 이내에 존재하면, 먼지 농도를 검출할 수 있다.

이어, 제어부는, 검출값(B)이 유효 검출 범위(500)의 최대값(510) 이상이면, 고농도 먼지 측정이 가능한 고농도 측정 범위(600)로 유효 검출 범위(500)를 가변시켜, 고농도의 먼지를 측정할 수 있다. 여기서, 제어부는, 검출 신호에 대한 임피던스를 감소시켜, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)을 고농도 측정 범위(600)의 최대값(610)으로 증가시키고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)을 고농도 측정 범위(600)의 최소값(610)으로 증가시킬 수 있다.

또한, 도 9와 같이, 본 발명의 제어부는, 광 검출부로부터 수신되는 검출값(B)이 유효 측정 범위(500) 이내인지를 확인할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위(500)는, 최대값(510)과 최소값(520)을 포함할 수 있는데, 제어부는, 검출값(B)이 유효 검출 범위 이내에 존재하면, 먼지 농도를 검출할 수 있다.

이어, 제어부는, 검출값(B)이 유효 검출 범위(500)의 최소값(520) 이하이면, 저농도 먼지 측정이 가능한 저농도 측정 범위(700)로 유효 검출 범위(500)를 가변시켜, 저농도의 먼지를 측정할 수 있다. 여기서, 제어부는, 검출 신호에 대한 임피던스를 증가시켜, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)을 저농도 측정 범위(700)의 최대값(710)으로 감소시키고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)을 저농도 측정 범위(700)의 최소값(710)으로 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 제어부는, 검출값(B)이 유효 측정 범위(500)를 벗어나면, 유효 측정 범위(500)를 가변시키고, 가변된 유효 측정 범위(500) 내에 검출값(B)이 포함되면, 검출값(B)을 토대로, 먼지 농도를 측정할 수 있다.

다음, 제어부는, 유효 측정 범위(500)를 가변시킬 때, 미리 설정된 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위(500)를 가변시킬 수 있다.

일 예로, 도 10과 같이, 미리 설정된 가변 레벨은, 유효 측정 범위(500)를 고농도 측정 범위(600)로 가변하는 고농도 레벨과, 유효 측정 범위(500)를 저농도 측정 범위(700)로 가변하는 저농도 레벨을 포함할 수 있다. 여기서, 고농도 측정 범위(600)의 최대값(610)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510) 및 최소값(520)보다 더 크고, 고농도 측정 범위(600)의 최소값(620)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)보다 더 작고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)보다 더 클 수 있다. 그리고, 저농도 측정 범위(700)의 최대값(710)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)보다 더 작고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)보다 더 크며, 저농도 측정 범위(700)의 최소값(720)은, 유효 측정 범위(700)의 최대값(710) 및 최소값(720)보다 더 작을 수 있다.

이와 같이, 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700)는, 유효 측정 범위(500)에 일부 중첩되는 중첩 영역(800)을 가질 수 있다. 여기서, 고농도 측정 범위(600)와 유효 측정 범위(500)는, 제1 중첩 영역(810)을 가지고, 저농도 측정 범위(700)와 유효 측정 범위(500)는, 제2 중첩 영역(820)을 가질 수 있다. 그 이유는, 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700) 사이에 중첩 영역(800)이 없으면, 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700) 사이의 경계 영역에 위치하는 검출값의 측정이 어렵기 때문이다.

다른 예로, 도 11과 같이, 미리 설정된 가변 레벨은, 유효 측정 범위(500)를 다수의 고농도 측정 범위(600, 910)들 중 어느 하나의 고농도 측정 범위(600)로 가변하는 고농도 레벨과, 유효 측정 범위를 다수의 저농도 측정 범위(920, 700)들 중 어느 하나의 저농도 측정 범위(700)로 가변하는 저농도 레벨을 포함할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위(500)에 인접하는 고농도 측정 범위(600)의 최대값(610)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510) 및 최소값(520)보다 더 크고, 유효 측정 범위(500)에 인접하는 고농도 측정 범위(600)의 최소값(620)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)보다 더 작고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)보다 더 클 수 있다. 그리고, 유효 측정 범위(500)에 인접하는 저농도 측정 범위(700)의 최대값(710)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510)보다 더 작고, 유효 측정 범위(500)의 최소값(520)보다 더 크며, 유효 측정 범위(500)에 인접하는 저농도 측정 범위(700)의 최소값(720)은, 유효 측정 범위(500)의 최대값(510) 및 최소값(520)보다 더 작을 수 있다.

이와 같이, 유효 측정 범위(500)에 인접하는 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700)는, 유효 측정 범위(500)에 일부 중첩되는 중첩 영역(800)을 가질 수 있다. 여기서, 고농도 측정 범위(600)와 유효 측정 범위(500)는, 제1 중첩 영역(810)을 가지고, 저농도 측정 범위(700)와 유효 측정 범위(500)는, 제2 중첩 영역(820)을 가질 수 있다. 그 이유는, 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700) 사이에 중첩 영역(800)이 없으면, 고농도 측정 범위(600)와 저농도 측정 범위(700) 사이의 경계 영역에 위치하는 검출값의 측정이 어렵기 때문이다.

그리고, 서로 인접하는 고농도 측정 범위들(600, 910)도, 일부 중첩되는 중첩 영역(800)을 가질 수 있으며, 서로 인접하는 저농도 측정 범위들(700, 920)도, 일부 중첩되는 중첩 영역(800)을 가질 수 있다. 여기서, 고농도 측정 범위들(600, 910)은, 제3 중첩 영역(830)을 가지고, 저농도 측정 범위들(700, 920)은, 제4 중첩 영역(840)을 가질 수 있다.

이처럼, 본 발명은, 미리 설정된 다수의 가변 레벨에 따라, 유효 측정 범위를 가변시켜 측정 정밀도를 높일 수 있다.

그리고, 본 발명은, 유효 측정 범위에 인접하는 고농도 측정 범위와 저농도 측정 범위를, 유효 측정 범위에 일부 중첩되도록 설정하여, 먼지 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 12 내지 도 17은 도 1의 측정 범위 조정부를 보여주는 회로 구성도이다.

도 12 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부는, 측정 범위 조정부(410)를 포함할 수 있는데, 측정 범위 조정부(410)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값에 따라, 유효 측정 범위를 가변할 수 있다.

일 예로, 도 12와 같이, 측정 범위 조정부(410)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되고, 출력단이 그라운드되도록, 직렬 연결되는 다수의 다이오드(1010)들을 포함할 수 있다. 여기서, 측정 범위 조정부(410)는, 먼지의 농도가 증가하여, 평균 전류값이 증가하면, 다이오드(1010)의 임피던스를 낮추어 유효 측정 범위를 가변함으로써, 고농도의 먼지 측정이 가능하다. 그리고, 측정 범위 조정부(410)는, 먼지의 농도가 감소하여, 평균 전류값이 감소하면, 다이오드(1010)의 임피던스를 높여 유효 측정 범위를 가변함으로써, 저농도의 먼지 측정이 가능하다.

다른 예로, 도 13과 같이, 측정 범위 조정부(410)는, 유효 측정 범위 산출부(1100)와 유효 측정 범위 가변부(1200)를 포함할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호를 신호 처리하여, 유효 측정 범위를 산출할 수 있다. 그리고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 검출값이 산출된 유효 측정 범위를 벗어나면, 유효 측정 범위를 가변시킬 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단과 AFE부의 출력단에 각각 연결되고, 출력단이 그라운드되는 DC 오프셋 제거(DC Offset Cancellation)부를 포함할 수 있다. DC 오프셋 제거부는, A 노드의 직류 신호를 가변할 수 있다.

또 다른 예로, 도 14와 같이, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 입력단이 광 검출부의 출력단에 연결되는 증폭부(1112)와, 증폭부(1112)의 출력단에 연결되는 제1 저항(1114)과, 입력단이 제1 저항(1114)에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터(1116)와, 입력단이 제1 저항(1114)과 커패시터(1116) 사이의 노드에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항(1118)을 포함하고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 베이스가 제1 저항(1114)과 커패시터(1116) 사이의 노드에 연결되고 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 트랜지스터(1211)와, 입력단이 트랜지스터(1211)의 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제3 저항(1214)을 포함할 수 있다. 여기서, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 교류 신호에 대한 임피던스를 가변하여, A 노드의 직류 신호를 가변할 수 있다.

또 다른 예로, 도 15와 같이, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부(1122)와, 증폭부(1122)의 출력단에 연결되는 제1 저항(1124)과, 입력단이 제1 저항(1124)에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터(1126)와, 입력단이 제1 저항(1124)과 커패시터(1126) 사이의 노드에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항(1128)을 포함하고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터(1221)와, 제2 베이스가 제1 저항(1124)과 커패시터(1126) 사이의 노드에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터(1221)의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터(1222)와, 입력단이 제2 트랜지스터(1222)의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제3 저항(1224)을 포함할 수 있다.

또 다른 예로, 도 16과 같이, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부(1132)와, 증폭부(1132)의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부(1134)와, AFE부(1134)의 출력단에 연결되는 ADC(Analog-Digital Converter)부(1136)와, ADC부(1136)의 출력단에 연결되는 DAC(Digital-Analog Converter)부(1137)와, DAC부(1137)의 출력단에 연결되는 제1 저항(1138)과, 입력단이 제1 저항(1138)에 연결되고 출력단이 그라운드되는 커패시터(1139)를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터(1231)와, 제2 베이스가 제1 저항(1138)과 커패시터(1139) 사이의 노드에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터(1231)의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터(1232)와, 입력단이 제2 트랜지스터(1232)의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항(1234)을 포함할 수 있다.

또 다른 예로, 도 17과 같이, 유효 측정 범위 산출부(1100)는, 입력단이 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 증폭부(1142)와, 증폭부(1142)의 출력단에 연결되는 AFE(Analog Front End)부(1144)와, AFE부(1144)의 출력단에 연결되는 펄스 폭 변조(PWM)부(1146)와, 펄스 폭 변조부(1146)의 출력단에 연결되는 로우 패스 필터(LPF)부(1148)를 포함하고, 유효 측정 범위 가변부(1200)는, 제1 베이스에 바이어스 전압이 인가되고 제1 컬렉터가 광 검출부(300)의 출력단에 연결되는 제1 트랜지스터(1241)와, 제2 베이스가 로우 패스 필터부(1148)의 출력단에 연결되고 제2 컬렉터가 제1 트랜지스터(1241)의 제1 이미터에 연결되는 제2 트랜지스터(1242)와, 입력단이 제2 트랜지스터(1242)의 제2 이미터에 연결되고 출력단이 그라운드되는 제2 저항(1244)을 포함할 수 있다.

이처럼, 본 발명은, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하기 위한 회로 구성을 다양한 방식으로 제작할 수 있으며, 회로 구성을 단순화할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 간단한 회로 구성으로, 신호의 임피던스를 가변함으로써, 고농도 먼지로부터 저농도 먼지까지 측정할 수 있는 유효 측정 범위를 확장할 수 있다.

도 18 내지 도 20은 도 1의 광 검출부를 보여주는 회로 구성도이다.

도 12 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 검출 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 광 검출부(300)는, 하나의 광 검출 범위를 갖는 하나의 검출부로 구성될 수도 있고, 다수의 광 검출 범위들을 갖는 다수의 검출부들로 구성될 수도 있다.

일 예로, 도 18과 같이, 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터(380)를 포함할 수 있다. 그리고, 포토 트랜지스터(380)의 출력단은, 제어부의 측정 범위 조정부(410)에 전기적으로 연결될 수 있다.

다른 일 예로, 도 19 및 도 20과 같이 광 검출부(300)는, 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 트랜지스터(380)와, 포토 트랜지스터(380)로부터 변환된 전기 신호를 증폭하는 증폭부(390)를 포함할 수도 있다.

도 19와 같이, 증폭부(390)는, 베이스가 포토 트랜지스터(380)의 이미터에 연결되고, 컬렉터가 포토 트랜지스터(380)의 컬렉터에 연결되며, 이미터가 제어부의 측정 범위 조정부(410)에 연결되는 트랜지스터(392)를 포함할 수 있다.

경우에 따라, 도 20과 같이, 증폭부(390)는, 제1 베이스 및 제1 컬렉터가 포토 트랜지스터(380)의 이미터에 연결되고 제1 이미터가 제어부의 측정 범위 조정부(410)에 연결되는 제1 트랜지스터(394)와, 제2 베이스가 제1 트랜지스터(394)의 제1 베이스에 연결되고, 제2 컬렉터가 포토 트랜지스터(380)의 컬렉터에 연결되며, 제2 이미터가 제어부의 측정 범위 조정부(410)에 연결되는 제2 트랜지스터(395)와, 제3 베이스가 제2 트랜지스터(395)의 제2 베이스에 연결되고, 제3 컬렉터가 포토 트랜지스터(380)의 컬렉터에 연결되며, 제3 이미터가 제어부의 측정 범위 조정부(410)에 연결되는 제3 트랜지스터(396)를 포함할 수 있다.

이처럼, 출력 신호가 증폭되는 회로 구성으로 광 검출부(300)를 제작하는 이유는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시킬 수 있기 때문이다. 즉, 본 발명은, 광 검출부(300)의 검출 범위 성능에 따라, 유효 측정 범위를 재조정하여 측정 정밀도를 높일 수 있다.

제어부의 측정 범위 조정부(410)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시킬 수 있다. 일 예로, 제어부ㅇ으의 측정 범위 조정부(410)는, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률이 증가하면, 유효 측정 범위의 최대값을 증가시키고 유효 측정 범위의 최소값를 감소시켜, 유효 측정 범위를 확장시키고, 광 검출부(300)로부터 수신되는 신호의 증폭률이 감소하면, 유효 측정 범위의 최대값을 감소시키고 유효 측정 범위의 최소값를 증가시켜, 유효 측정 범위를 축소시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명은, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시켜 먼지 농도에 대한 측정 범위를 확장할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 광 검출부의 검출 범위 성능에 따라, 유효 측정 범위를 재조정하여 측정 정밀도를 높일 수 있다.

도 21은 본 발명에 따른 먼지 측정 장치와 이동 단말기의 통신 연결을 보여주는 도면이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 이동 단말기(2000)와 통신 연결하는 통신부(500)를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 제어부(400)는, 이동 단말기(2000)와 통신 연결되면, 측정된 먼지 농도 정보를 이동 단말기(2000)로 전송하고, 이동 단말기(2000)로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호에 따라, 유효 측정 범위를 가변하고, 가변된 유효 측정 범위를 토대로, 먼지 농도를 측정하여 측정된 먼지 농도 정보를 이동 단말기(2000)로 전송할 수 있다. 제어부(400)는, 먼지 농도 정보를 전송할 때, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 이동 단말기(2000)로 제공할 수 있다.

경우에 따라, 본 발명의 먼지 측정 장치(1000)는, 현재 위치를 센싱하는 센싱부(600)를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 제어부(400)는, 이동 단말기(2000)와 통신 연결되면, 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 이동 단말기(2000)로 전송할 수도 있다.

그리고, 이동 단말기(2000)는, 사용자 입력이 디스플레이 화면(2100)에 표시된 먼지 측정 제어 아이콘(2110)을 선택하면, 먼지 측정 장치(1000)의 제어 모드로 인지하고, 먼지 측정 장치(1000)와 통신 연결을 수행한다. 이어, 이동 단말기(2000)는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치(1000)의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 디스플레이 화면(2100)에 표시하고, 설정 창으로부터 유효 측정 범위가 설정되면, 설정된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 상응하는 먼지 측정 장치(1000)로 전송할 수 있다. 여기서, 이동 단말기(2000)는, 하나의 먼지 측정 장치(1000)와 통신 연결될 수도 있고, 다수의 먼지 측정 장치(1000)들과 통신 연결될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은, 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보와 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 이동 단말기로 전송하여 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

도 22는 본 발명에 따른 먼지 측정 장치를 제어하는 이동 단말기를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.

도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 단말기(2000)는, 제어부(2510), 입력부(2520), 디스플레이부(2530), 메모리(2540) 및 무선 통신부(2550)를 포함한다.

여기서, 메모리(2540)는 어플리케이션(2542)을 저장할 수 있다. 도 22에는 편의상 하나의 어플리케이션(2542)만 도시하였으나, 복수의 어플리케이션이 메모리(2540)에 저장되어 있을 수도 있다. 어플리케이션(2542)은 이동 단말기(2000)의 출하 시 또는 OS/펌웨어 업그레이드 시 설치되는 네이티브 어플리케이션일 수도 있고, 이동 단말기(2000)의 사용자가 별도로 외부 서버로부터 다운로드하여 설치하는 어플리케이션일 수도 있다.

또한, 메모리(2540)에는, 먼지 농도 정보(2544)가 저장될 수 있다. 경우에 따라, 메모리(2540)에는, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보 및 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보가 저장될 수도 있다.

그리고, 무선 통신부(2550)는, 이동 통신 모듈(2552), 무선 인터넷 모듈(2554) 및 근거리 통신 모듈(2556) 등을 포함할 수 있으며, 먼지 측정 장치로 먼지 측정 제어 신호를 전송하고, 먼지 측정 장치로부터 먼지 농도 정보를 수신할 수 있다.

다음, 디스플레이부(2530)는, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 표시할 수 있다.

그리고, 입력부(2520)는, 사용자 입력을 수신할 수 있다.

이어, 제어부(2510)는 먼지 측정 장치의 제어 서비스 모듈을 포함할 수 있다. 도 22에서는 먼지 측정 장치의 제어 서비스 모듈이 제어부(2510) 내에서 구현되는 것으로 도시하였으나, 실시 예에 따라, 먼지 측정 장치의 제어 서비스 모듈은, 별도의 메모리, 메모리(2540) 또는 외장 메모리 내에서 구현될 수도 있다. 먼지 측정 장치의 제어 서비스 모듈은, 이동 단말기(2000)의 출하 시부터 구현되어 있을 수도 있고, OS/펌웨어 업그레이드 시 구현될 수도 있다.

일 예로, 제어부(2510)는, 사용자 입력이 먼지 측정 장치의 제어 모드이면, 먼지 측정 장치와 통신 연결을 수행하고, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 디스플레이부(2530)에 표시하고, 설정 창으로부터 유효 측정 범위가 설정되면, 설정된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 상응하는 먼지 측정 장치로 전송할 수 있다.

그리고, 제어부(2510)는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 수신하고, 수신된 현재 위치 정보와 먼지 농도 정보를 설정 창에 포함할 수 있다.

이어, 제어부(2510)는, 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보를 토대로, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 생성하여 설정 창에 포함할 수 있다.

경우에 따라, 제어부(2510)는, 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보 및 현재 위치 정보를 토대로, 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수도 있다.

또한, 제어부(2510)는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 수신하고, 수신된 가이드 정보를 설정 창에 포함할 수 있다.

도 23 내지 도 28은 본 발명에 따른 이동 단말기의 유효 측정 범위 설정 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 23과 같이, 이동 단말기(2000)는, 디스플레이 화면(2100) 위에 먼지 측정 장치를 제어하기 위한 먼지 측정 제어 아이콘(2110)을 표시할 수 있다.

그리고, 이동 단말기(2000)는, 먼지 측정 제어 아이콘(2110)을 선택하는 사용자 입력이 수신되면, 사용자 입력이 먼지 측정 장치의 제어 모드로 인지하고, 먼지 측정 장치와 통신 연결을 수행할 수 있다.

다음, 도 25와 같이, 이동 단말기(2000)는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 디스플레이 화면(2100) 위에 표시할 수 있다.

하지만, 도 24와 같이, 통신 연결되는 먼지 측정 장치가 다수 개이면, 통신 연결된 다수의 먼지 측정 장치들을 포함하는 먼지 측정 장치 리스트(2200)를 디스플레이 화면(2100) 위에 표시할 수 있다. 일 예로, 이동 단말기(2000)는, 먼지 측정 장치 리스트(2200)를 표시할 때, 통신 연결된 다수의 먼지 측정 장치들 중, 신호 세기가 큰 순서대로 먼지 측정 장치들을 나열할 수 있다. 여기서, 이동 단말기(2000)는, 제1 먼지 측정 장치로부터 제1 거리 d11만큼 떨어지고, 제2 먼지 측정 장치로부터 제2 거리 d12만큼 떨어지며, 제3 먼지 측정 장치로부터 제3 거리 d13만큼 떨어지고, 제4 먼지 측정 장치로부터 제4 거리 d14만큼 떨어질 때, 그 거리에 따라, 신호 세기가 달라질 수 있다. 따라서, 이동 단말기(2000)는, 먼지 측정 장치 리스트(2200)를 표시할 때, 먼지 측정 장치 리스트(2200)에 통신 연결된 먼지 측정 장치명, 그에 대응하는 신호 세기가 포함될 수 있다.

이어, 도 25와 같이, 이동 단말기(2000)는, 먼지 측정 장치 리스트(2200)로부터 어느 하나의 먼지 측정 장치가 선택되면, 선택된 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창(2300)을 디스플레이 화면(2100) 위에 표시할 수 있다. 일 예로, 선택된 먼지 측정 장치가 차량의 실내 및 실외에 장착된 먼지 측정 장치일 경우, 설정 창(2300)에는, 차량 실내의 먼지 농도(2314), 차량의 실내 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2312), 차량의 실내 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2316), 차량 실외의 먼지 농도(2324), 차량의 실외 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2322),차량의 실외 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2326) 등을 포함할 수 있다.

여기서, 실내 먼지 농도(2314)가, 실내 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위(2312)의 최대값을 초과하는 고농도인 경우, 이동 단말기(2000)는, 먼지 농도가 높기 때문에 먼지 측정이 어려우므로, 유효 측정 범위를 증가시키라는 가이드 메시지(2316)를 제공할 수 있다.

그리고, 실외 먼지 농도(2324)가, 실외 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위(2322)의 최소값 미만인 저농도인 경우, 이동 단말기(2000)는, 먼지 농도가 낮기 때문에 먼지 측정이 어려우므로, 유효 측정 범위를 감소시키라는 가이드 메시지(2326)를 제공할 수 있다.

다음, 도 26과 같이, 이동 단말기(2000)는, 실내 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위(2312)를 증가시키는 사용자 입력이 수신되면, 가변된 유효 측정 범위(2312)에 대한 제어 신호를 실내 먼지 측정 장치로 전송할 수 있다. 그리고, 실내 먼지 측정 장치는, 이동 단말기(2000)의 제어 신호에 따라, 가변된 유효 측정 범위에 상응하여 신호의 임피던스를 가변하여 고농도 먼지 측정을 수행하고, 측정된 먼지 농도 정보를 이동 단말기(2000)로 전송할 수 있다. 이어, 이동 단말기(2000)는, 실내 먼지 측정 장치로부터 수신되는 먼지 농도 정보를 토대로, 설정 창(2300)에 차량의 실내 먼지 농도(2318)를 표시할 수 있다.

또한, 이동 단말기(2000)는, 실외 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위(2322)를 감소시키는 사용자 입력이 수신되면, 가변된 유효 측정 범위(2322)에 대한 제어 신호를 실외 먼지 측정 장치로 전송할 수 있다. 그리고, 실외 먼지 측정 장치는, 이동 단말기(2000)의 제어 신호에 따라, 가변된 유효 측정 범위에 상응하여 신호의 임피던스를 가변하여 저농도 먼지 측정을 수행하고, 측정된 먼지 농도 정보를 이동 단말기(2000)로 전송할 수 있다. 이어, 이동 단말기(2000)는, 실외 먼지 측정 장치로부터 수신되는 먼지 농도 정보를 토대로, 설정 창(2300)에 차량의 실외 먼지 농도(2328)를 표시할 수 있다.

이와 같이, 이동 단말기(2000)는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 수신하고, 수신된 현재 위치 정보와 먼지 농도 정보를 설정 창(2300)에 포함할 수 있다.

그리고, 이동 단말기(2000)는, 설정 창(2300)으로부터 유효 측정 범위가 설정되면, 설정된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 상응하는 먼지 측정 장치로 전송하여, 고농도의 먼지 또는 저농도의 먼지 측정이 가능하도록 먼지 측정 장치를 제어할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 먼지 측정 장치는, 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보와 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 외부 단말기로 전송하여 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명의 이동 단말기는, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 제공하여 유효 측정 범위를 수동으로 가변함으로써, 사용자가 먼지 측정 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있다.

또한, 이동 단말기(2000)는, 도 27에 도시된 바와 같이, 실외 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보를 토대로, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2329)를 생성하여 설정 창(2300)에 포함할 수 있다.

일 예로, 차량이 먼지 농도가 높은 공장 지역을 지날 경우, 이동 단말기(2000)는, 차량의 실외 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 토대로, 외부 서버에 현재 위치에 대한 환경 정보를 요청하고, 외부 서버로부터 먼지가 높은 공장 지역이라하는 환경 정보를 수집하면, 해당하는 환경 정보에 상응하는 가이드 메시지(2329)를 생성할 수 있다. 즉, 이동 단말기(2000)는, 환경 정보를 토대로, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2329)를 표시함으로써, 먼지 측정 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

경우에 따라, 이동 단말기(2000)는, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보 및 현재 위치 정보를 토대로, 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수도 있다. 일 예로, 환기를 가이드하는 가이드 정보는, 문을 열어 환기하라는 메시지 또는 공기 정화기를 가동하라는 메시지 등을 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은, 먼지 측정 장치의 현재 위치에 대한 환경 정보를 수집하여 환기를 가이드하는 가이드 정보를 제공함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 28에 도시된 바와 같이, 먼지 측정 장치가 가정의 부엌, 거실, 안방 및 아이방에 각각 장착될 경우, 이동 단말기(2000)는, 설정 창(2400)에, 부엌의 먼지 농도(2414), 키친용 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2412), 키친용 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2416), 거실의 먼지 농도(2424), 거실용 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2422), 거실용 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2426), 안방의 먼지 농도(2434), 안방용 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2432), 안방용 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2436), 아이방의 먼지 농도(2444), 아이방용 먼지 측정 장치가 먼지 농도를 측정할 수 있는 유효 측정 범위(2442), 아이방용 먼지 측정 장치에 대한 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 메시지(2446)를 포함할 수 있다.

그리고, 이동 단말기(2000)는, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위를 증가 또는 감소시키는 사용자 입력이 수신되면, 가변된 유효 측정 범위에 대한 제어 신호를 상응하는 먼지 측정 장치로 전송하고, 상응하는 먼지 측정 장치로부터 수신되는 먼지 농도 정보를 토대로, 설정 창(2400)에 실내 먼지 농도를 표시할 수 있다.

도 29는 본 발명에 따른 먼지 측정 장치의 먼지 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 29에 도시된 바와 같이, 먼지 측정 장치는, 제어 신호가 입력되면, 광 검출부로부터 검출값을 수신하고(S110), 수신되는 검출값이 유효 측정 범위인 이내인지를 확인한다.(S120)

이어, 먼지 측정 장치는, 확인 결과, 검출값이 유효 측정 범위 이내가 아니면, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상인지를 확인한다.(S130)

다음, 먼지 측정 장치는, 확인 결과, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상이면, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 감소시켜, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시킨다.(S140)

그리고, 먼지 측정 장치는, 증가된 유효 측정 범위 내에 검출값이 존재하는지를 확인한다.(S150)

이어, 먼지 측정 장치는, 확인 결과, 증가된 유효 측정 범위 내에 검출값이 존재하면, 먼지 농도를 측정한다.(S160)

또한, 먼지 측정 장치는, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상인지를 확인하는 단계에서(S130), 확인 결과, 검출값이 유효 측정 범위의 최대값 이상이 아니면, 검출값이 유효 측정 범위의 최소값 이하인지를 확인한다.(S170)

다음, 먼지 측정 장치는, 확인 결과, 검출값이 유효 측정 범위의 최소값 이하이면, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 증가시켜, 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킨다.(S180)

그리고, 먼지 측정 장치는, 감소된 유효 측정 범위 내에 검출값이 존재하는지를 확인한다.(S190)

이어, 먼지 측정 장치는, 확인 결과, 감소된 유효 측정 범위 내에 검출값이 존재하면, 먼지 농도를 측정한다.(S160)

또한, 먼지 측정 장치는, 수신되는 검출값이 유효 측정 범위인 이내인지를 확인하는 단계에서(S120), 확인 결과, 검출값이 유효 측정 범위 이내이면, 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하지 않고, 유효 측정 범위를 그대로 유지한 다음(S200), 먼지 농도를 측정한다.(S160)

경우에 따라, 먼지 측정 장치는, 외부 단말기와 통신 연결이 수행되면, 외부 단말기로 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 전송할 수도 있다.

다른 경우로서, 먼지 측정 장치는, 외부 단말기와 통신 연결이 수행되면, 외부 단말기로 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 전송할 수도 있다.

도 30은 본 발명에 따른 이동 단말기의 먼지 측정 장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 30에 도시된 바와 같이, 이동 단말기는, 사용자 입력이 먼지 측정 장치의 제어 모드인지를 확인한다.(S310)

이어, 이동 단말기는, 확인 결과, 먼지 측정 장치의 제어 모드이면, 먼지 측정 장치와 통신 연결을 수행한다.(S320)

다음 이동 단말기는, 통신 연결되는 먼지 측정 장치 리스트를 디스플레이 화면에 표시한다.(S330) 여기서, 이동 단말기는, 통신 연결되는 먼지 측정 장치가 다수 개이면, 통신 연결된 다수의 먼지 측정 장치들 중, 신호 세기가 큰 순서대로 먼지 측정 장치들을 나열할 수 있다.

그리고, 이동 단말기는, 먼지 측정 장치 리스트로부터 먼지 측정 장치를 선택하는 사용자 입력이 수신되는지를 확인한다.(S340)

이어, 이동 단말기는, 선택된 먼지 측정 장치로부터 현재 위치 정보와 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 수신한다.(S350)

다음, 이동 단말기는, 수신된 현재 위치 정보와 먼지 농도 정보를 포함하는 유효 측정 범위 설정 창을 디스플레이 화면 위에 표시한다.(S360)

경우에 따라, 이동 단말기는, 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보를 토대로, 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 생성하여 설정 창에 표시할 수도 있다.

다른 경우로서, 이동 단말기는, 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고, 수집된 환경 정보 및 현재 위치 정보를 토대로, 환기를 가이드하는 가이드 정보를 생성하여 설정 창에 표시할 수도 있다.

또 다른 경우로서, 이동 단말기는, 통신 연결이 수행되면, 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 수신하고, 수신된 가이드 정보를 설정 창에 표시할 수도 있다.

다음, 이동 단말기는, 유효 측정 범위 설정 창으로부터 유효 측정 범위가 가변되는 사용자 입력이 수신되는지를 확인한다.(S370)

그리고, 이동 단말기는, 유효 측정 범위가 가변되면, 가변된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 먼지 측정 장치로 전송할 수 있다.(S380)

이어, 이동 단말기는, 가변된 유효 측정 범위에 상응하는 먼지 농도 정보가 먼지 측정 장치로부터 수신되면, 수신된 먼지 농도 정보를 디스플레이 화면에 표시할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 이동 단말기는, 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 제공하여 유효 측정 범위를 수동으로 가변함으로써, 사용자가 먼지 측정 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있다.

이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.

100: 유로 형성부
200: 광 조사부
300: 광 검출부
400: 제어부
410: 측정 범위 조정부

Claims

먼지가 포함된 유체가 이동하는 유로를 형성하는 유로 형성부;
상기 유로에 광을 조사하는 광 조사부;
상기 유로의 먼지로부터 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 광 검출부; 그리고,
상기 유로 형성부, 광 조사부 및 광 검출부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 광 검출부로부터 수신되는 검출값이 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고,
상기 검출값이 상기 유효 측정 범위를 벗어나면, 상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변하여 상기 유효 측정 범위를 가변시키며,
상기 가변된 유효 측정 범위 내에 상기 검출값이 포함되면, 상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 가변함 없이 상기 검출값을 토대로, 먼지 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 상기 검출값이 상기 유효 측정 범위의 최대값 이상이면, 상기 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시키고, 상기 검출값이 상기 유효 측정 범위의 최소값 이하이면, 상기 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제3 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 증가시킬 때, 상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 감소시키고,
상기 유효 측정 범위의 최대값 및 최소값을 감소시킬 때, 상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 임피던스를 증가시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유효 측정 범위를 가변시킬 때, 미리 설정된 가변 레벨에 따라, 상기 유효 측정 범위를 가변시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 광 검출부로부터 수신되는 검출값에 따라, 상기 유효 측정 범위를 가변하는 측정 범위 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률에 따라, 상기 유효 측정 범위를 확장 또는 축소시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제7 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률이 증가하면, 상기 유효 측정 범위의 최대값을 증가시키고 상기 유효 측정 범위의 최소값를 감소시켜, 상기 유효 측정 범위를 확장시키고,
상기 광 검출부로부터 수신되는 신호의 증폭률이 감소하면, 상기 유효 측정 범위의 최대값을 감소시키고 상기 유효 측정 범위의 최소값를 증가시켜, 상기 유효 측정 범위를 축소시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 광 검출부는,
상기 유로의 광 조사 영역 중, 제1 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제1 검출부와,
상기 유로의 광 조사 영역 중, 상기 제1 검출 범위보다 더 좁은 제2 검출 범위 내에서 산란된 광을 검출하는 제2 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제9 항에 있어서, 상기 제1 검출부는,
제1 화각(angle of view)을 갖는 제1 렌즈를 포함하고,
상기 제2 검출부는,
상기 제1 화각보다 더 좁은 제2 화각을 갖는 제2 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제9 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 검출부로부터 제1 검출값을 수신하면, 제1 유효 측정 범위 이내인지를 확인하고,
상기 제2 검출부로부터 제2 검출값을 수신하면, 제2 유효 측정 범위 이내인지를 확인하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제11 항에 있어서, 상기 제2 유효 측정 범위의 최대값은,
상기 제1 유효 측정 범위의 최대값보다 더 크고,
상기 제2 유효 측정 범위의 최소값은,
상기 제1 유효 측정 범위의 최소값보다 더 큰 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제1 항에 있어서,
외부 단말기와 통신 연결하는 통신부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 외부 단말기와 통신 연결되면, 측정된 먼지 농도 정보를 상기 외부 단말기로 전송하고,
상기 외부 단말기로부터 제어 신호를 수신하면, 상기 수신된 제어 신호에 따라, 상기 유효 측정 범위를 가변하고, 상기 가변된 유효 측정 범위를 토대로, 먼지 농도를 측정하여 측정된 먼지 농도 정보를 상기 외부 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제13 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 먼지 농도 정보를 전송할 때, 상기 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 상기 외부 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
제13 항에 있어서,
현재 위치를 센싱하는 센싱부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 외부 단말기와 통신 연결되면, 상기 현재 위치 정보와 상기 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 상기 외부 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
먼지 농도 측정이 가능한 유효 측정 범위를 가변하는 먼지 측정 장치를 제어하는 이동 단말기에 있어서,
사용자 입력을 수신하는 입력부;
상기 먼지 측정 장치와 통신 연결하는 통신부;
상기 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 표시하는 디스플레이부; 그리고,
상기 입력부, 통신부 및 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 사용자 입력이 상기 먼지 측정 장치의 제어 모드이면, 상기 먼지 측정 장치와 통신 연결을 수행하고,
상기 통신 연결이 수행되면, 상기 통신 연결되는 먼지 측정 장치의 유효 측정 범위 설정을 위한 설정 창을 상기 디스플레이부에 표시하고,
상기 설정 창으로부터 유효 측정 범위가 설정되면, 상기 설정된 유효 측정 범위에 상응하는 제어 신호를 상기 상응하는 먼지 측정 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 통신 연결이 수행되면, 상기 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 현재 위치 정보와 상기 현재 위치에서 측정된 먼지 농도 정보를 수신하고,
상기 수신된 현재 위치 정보와 먼지 농도 정보를 상기 설정 창에 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제17 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 상기 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고,
상기 수집된 환경 정보를 토대로, 상기 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 생성하여 상기 설정 창에 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제17 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 먼지 측정 장치의 현재 위치 정보를 수신하면, 상기 수신된 현재 위치에 대한 환경 정보를 외부 서버로부터 수집하고,
상기 수집된 환경 정보 및 현재 위치 정보를 토대로, 환기를 가이드하는 가이드 정보를 생성하여 상기 설정 창에 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 통신 연결이 수행되면, 상기 통신 연결되는 먼지 측정 장치로부터 상기 유효 측정 범위의 조정을 가이드하는 가이드 정보를 수신하고,
상기 수신된 가이드 정보를 상기 설정 창에 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.