KR102660462B1 - Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same - Google Patents

Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 성능이 향상된 광학식 물체 감지 센서 및 이러한 포함하는 가전 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경 특성이 향상된 광학식 반사형 물체 감지 센서 및 이를 포함하는 가전 제품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반사형 광센서는
발광 소자;
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및
기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an optical object detection sensor with improved performance and a home appliance including the same. More specifically, it relates to an optical reflective object detection sensor with improved environmental characteristics and a home appliance including the same.
The reflective optical sensor according to the present invention is
light emitting device;
a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected and incident on a sensing member; and
A control unit that sets the reference output using the light-receiving element output value input from the light-receiving element during the standard output setting period, and determines the presence of a sensing member using the real-time output and reference output output from the light-receiving element. It is characterized by

Description

성능이 향상된 광학식 물체 감지 센서 및 이를 포함하는 가전 제품{Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same}Optical object detection sensor with improved performance and home appliance including the same}

본 발명은 성능이 향상된 광학식 물체 감지 센서 및 이러한 포함하는 가전 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경 특성이 향상된 광학식 반사형 물체 감지 센서 및 이를 포함하는 가전 제품에 관한 것이다.The present invention relates to an optical object detection sensor with improved performance and a home appliance including the same. More specifically, it relates to an optical reflective object detection sensor with improved environmental characteristics and a home appliance including the same.

반사형 광센서(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 방출하는 발광소자(62)와, 광을 수광하는 수광소자(64) 및 상기 발광소자(62)와 수광소자(64)의 전면에 배치되어 광을 증폭하는 렌즈(50a)(50b)를 기본 구성으로 하고 있다. As shown in FIG. 1, the reflective optical sensor 10 includes a light-emitting element 62 that emits light, a light-receiving element 64 that receives light, and the light-emitting element 62 and the light-receiving element 64. The basic configuration includes lenses 50a and 50b that are placed on the front and amplify light.

발광소자(62)와 수광소자(64)는 기판(60)에 고정되어 있으며, 미리 짜인 프로그램에 따라 전류가 공급되면 발광소자(62)가 발광하게 되고, 발광된 광은 렌즈(50a)에서 집광된 후 감지하고자 하는 감지부재(70)이 위치하는 감지 영역으로 방출되고, 감지 영역에 감지부재(70)이 있을 경우 감지부재(70)에 부딪혀 반사되는 반사광이 수광소자(64)에 입사되면 입사되는 광량을 측정하여 감지 영역에 감지부재(70)이 존재하는지 여부를 감지하게 되며, 수광소자(64)의 전면에는 부딪혀 반사되는 반사광을 집광할 수 있도록 렌즈(50b)가 설치된다. The light emitting element 62 and the light receiving element 64 are fixed to the substrate 60, and when current is supplied according to a preset program, the light emitting element 62 emits light, and the emitted light is collected by the lens 50a. After that, it is emitted to the sensing area where the sensing member 70 to be detected is located, and if there is a sensing member 70 in the sensing area, the reflected light that strikes the sensing member 70 and is reflected is incident on the light receiving element 64. The presence of the sensing member 70 in the sensing area is detected by measuring the amount of light, and a lens 50b is installed on the front of the light receiving element 64 to converge the reflected light that hits and reflects.

수광소자(64)의 내부에는 광의 입사시 전류를 방출하는 포토다이오드와 같은 광 반도체 칩이 설치되어 있다. 광반도체 칩에서 방출되는 전류는 전압으로 변경 및 증폭되며, 증폭된 전압 신호를 통해서 광량이 소정의 기준치를 넘어서면 감지부재(70)에 반사광이 유입된 것으로 판단하고, 광량의 소정의 기준치를 넘어서지 못하면 감지부재(70)이 없는 것으로 판단한다. Inside the light receiving element 64, an optical semiconductor chip such as a photodiode that emits current when light is incident is installed. The current emitted from the optical semiconductor chip is changed to voltage and amplified, and when the amount of light exceeds a predetermined standard value through the amplified voltage signal, it is determined that reflected light has entered the sensing member 70, and the amount of light does not exceed the predetermined standard value. If not, it is determined that there is no sensing member 70.

이러한 반사형 광센서는 구조가 간단하고 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 감지부재(70)의 위치가 달라질 경우 반사되는 광량이 달라지기 때문에 감지 영역이 협소할 뿐만 아니라, 감지부재(70)에서 반사되는 반사 광량이 일정하지 않을 경우, 예를 들어, 감지부재(70)의 형상이 상이하거나 및/또는 감지부재(70)의 재료가 상이한 경우, 감지부재(70)의 존부에 대한 센서 인식에 에러가 생길 가능성이 높아진다. This reflective optical sensor has the advantage of a simple structure and low price, but when the position of the sensing member 70 changes, the amount of reflected light changes, so not only is the sensing area narrow, but also the sensing area is narrowed and the light reflected by the sensing member 70 If the amount of reflected light is not constant, for example, if the shape of the sensing member 70 is different and/or the material of the sensing member 70 is different, an error may occur in the sensor recognition of the presence of the sensing member 70. The likelihood of occurrence increases.

또한, 이러한 반사형 광센서는 감지부재(70)이 없는 경우에도 수광 소자에 광이 입사될 경우, 예를 들어, 다른 광원에서 방출되는 외란광이 입사되거나 감지부재(70) 아닌 다른 물건에 반사된 광이 입사되는 경우, 감지부재(70)의 인식 과정에서 에러가 발생할 가능성이 높아진다. In addition, in this reflective optical sensor, even when there is no sensing member 70, when light is incident on the light receiving element, for example, disturbance light emitted from another light source is incident or reflected on an object other than the sensing member 70. When light is incident, the possibility of an error occurring during the recognition process of the sensing member 70 increases.

따라서, 기존의 반사형 광센서는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재(70)이 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 사용이 가능하다는 단점이 있다. Therefore, the existing reflective optical sensor has the disadvantage that the sensing members 70 with the same amount of reflected light are reflected at the same location and can only be used in a controlled environment without disturbance light or other reflected light.

또한, 통제된 이러한 환경 통제에도 불구하고, 발광, 수광소자의 장기간 사용에 따른 출력 저하 및 온습도 등의 외부 환경에 의해 발광, 수광 소자의 자체 특성 변하면서 에러가 발생할 가능성 높아진다. In addition, despite these environmental controls, the possibility of errors occurring increases as the characteristics of the light-emitting and light-receiving elements change due to external environments such as temperature and humidity and lower output due to long-term use of the light-emitting and light-receiving elements.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재가 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능하다는 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to overcome the limitations of existing optical sensors in that sensing members with the same amount of reflected light are reflected at the same location and can be effectively used only in a controlled environment without extraneous light or other reflected light. The goal is to provide a new high-performance optical sensor.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 동일한 반사광량을 가지는 감지부재가 동일한 위치에서 반사가 이루어지며, 외란광이나 다른 반사광이 없는 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능하다는 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 측정 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to overcome the limitations of existing optical sensors in that sensing members with the same amount of reflected light are reflected at the same location and can be effectively used only in a controlled environment without extraneous light or other reflected light. The goal is to provide a new measurement method.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 반사형 광센서의 사용기간 및 환경 변화에 따른 성능저하를 해결할 수 있는 새로운 고성능 광센서 및 측정 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a new high-performance optical sensor and measurement method that can solve the performance degradation caused by changes in the usage period and environment of reflective optical sensors.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 다양한 환경에서 사용할 수 있는 광센서를 포함하는 풋센서를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a foot sensor including an optical sensor that can be used in various environments.

용어Terms

본 발명의 명세서에서, 용어 '기준 값'은 반사형 센서가 설치된 환경 및/또는 장소에서 감지 물체가 없는 상태에서 반사형 센서에서 얻어지는 출력되는 전기적 신호의 측정 값을 의미한다. In the specification of the present invention, the term 'reference value' refers to the measured value of the electrical signal output from the reflective sensor in the absence of a sensing object in the environment and/or location where the reflective sensor is installed.

본 발명의 명세서에서, 용어 '기준 출력 설정 기간'은 복수의 기준 값을 얻기 위한 시간 기간을 의미한다. In the specification of the present invention, the term 'reference output setting period' refers to a time period for obtaining a plurality of reference values.

해결 수단solution

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 In order to solve the above problems, the present invention

발광 소자; light emitting device;

상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및 a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected and incident on a sensing member; and

기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고Set the standard output using the light receiving element output value input from the light receiving element during the standard output setting period, and

상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부A control unit that determines the presence of a sensing member using the real-time output and reference output from the light receiving element.

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서를 제공한다. It provides a reflective optical sensor comprising a.

본 발명에 있어서, 상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값, 또는 이들이 가공값, 예를 들어 기준 값들의 통계값일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 통계값은 복수의 기준값들의 평균, 제곱 평균, 또는 표준 편차를 포함할 수 있다. In the present invention, the reference output may be a plurality of reference values obtained during the reference output setting period, or they may be processed values, for example, statistical values of the reference values. In the practice of the present invention, the statistical value may include the average, mean square, or standard deviation of a plurality of reference values.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 기준 출력은 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값들의 평균 값일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the reference output may be an average value of a plurality of reference values obtained during a reference output setting period.

본 발명에 있어서, 상기 기준 출력은 시간의 경과에 따라 사용 환경 및 소자 특성이 변하는 것을 반영할 수 있도록 임의의 시간에 업데이트될 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 업데이트 시간은 최종 업데이트 후 미리 예정된 시간이 경과된 후 이루어질 수 있다. 상기 업데이트 후 미리 예정된 시간은 12시간, 24시간, 일주일, 또는 한 달일 수 있다. In the present invention, the reference output can be updated at any time to reflect changes in usage environment and device characteristics over time. In the practice of the present invention, the update time may be performed after a predetermined time has elapsed since the last update. The pre-scheduled time after the update may be 12 hours, 24 hours, a week, or a month.

본 발명에 있어서, 상기 실시간 출력은 상기 기준 출력 설정 기간 이외에 얻어지는 출력일 수 있다.In the present invention, the real-time output may be output obtained outside of the reference output setting period.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 감지 물체의 존부를 결정하기 위해 실시간 출력값과 기준값으로 이루어진 판정 기준을 가질 수 있다. In the present invention, the control unit may have a decision standard consisting of a real-time output value and a reference value to determine the presence or absence of a sensing object.

본 발명에 실시에 있어서, 상기 제어부는 하나 또는 하나 이상의 실시간 출력값과 복수의 기준값들의 평균 값으로 이루어진 기준 출력의 차이를 이용해서 감지 물체이 존부를 판정할 수 있다. In implementing the present invention, the control unit may determine whether a sensing object exists or not using a difference between one or more real-time output values and a reference output consisting of an average value of a plurality of reference values.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제어부는 하나 또는 하나 이상의 실시간 출력값이 복수의 기준값들의 평균 값으로 이루어진 기준 출력에 대해서 특정 범위, 예를 들어, 기준 출력이 기준으로 상하 3%를 벗어나는 경우 감지 물체가 존재하는 것으로 판정할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit detects an object when one or more real-time output values deviate from a specific range, for example, 3% above and below the reference output, which is the average value of a plurality of reference values. It can be determined that exists.

본 발명의 다른 일 실시에 있어서, 상기 제어부는 상기 기준 출력의 차이가 상기 복수의 기준값들의 표준 편차, 표준 편차의 2배, 표준 편차의 3배, 또는 표준 편차의 4배 보다 큰 경우, 감지 물체가 존재하는 것으로 판정할 수 있다. In another implementation of the present invention, the control unit detects an object when the difference between the reference outputs is greater than the standard deviation, twice the standard deviation, three times the standard deviation, or four times the standard deviation of the plurality of reference values. It can be determined that exists.

본 발명은 일 측면에서, In one aspect, the present invention

발광 소자와, A light emitting element,

상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자와, 및 a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected and incident on a sensing member; and

상기 수광 소자에서 출력되는 출력값을 이용하여 물체이 존부를 판정하는 제어부를 포함하는 반사형 광센서를 제공하는 단계;Providing a reflective optical sensor including a control unit that determines whether an object exists using an output value output from the light receiving element;

상기 제어부가 기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하는 단계; 및Setting the reference output by the control unit using the light receiving element output value input from the light receiving element during the reference output setting period; and

상기 제어부가 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 단계를 포함하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법을 제공한다. It provides a detection method using a reflective optical sensor, including the step of the control unit determining the presence of a sensing member using real-time output and reference output output from the light receiving element.

본 발명은 일 측면에서, In one aspect, the present invention

발광 소자; light emitting device;

상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자; 및 a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected and incident on a sensing member; and

기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고Set the standard output using the light receiving element output value input from the light receiving element during the standard output setting period, and

상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 반사형 광센서가 장치의 하면에 설치되고, A reflective optical sensor is installed on the bottom of the device, including a control unit that determines the presence of a sensing member using the real-time output and reference output output from the light receiving element,

상기 반사형 광센서는 장치의 하면과 바닥면 사이에 발의 존부를 감지하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다. The reflective optical sensor provides a device characterized in that it detects the presence or absence of a foot between the lower surface and the bottom surface of the device.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 상기 발의 존재를 감지시 상기 제어부가 냉장고 제어부에 신호를 전송하고, 상기 신호에 따라 냉장고에 소정 기능을 활성화시킬 수 있다. 상기 신호에 따라 냉장고에서 활성화되는 기능은 냉장고 문의 개폐일 수 있다. In the present invention, when the control unit detects the presence of the foot, the control unit transmits a signal to the refrigerator control unit and activates a predetermined function in the refrigerator according to the signal. The function activated in the refrigerator according to the signal may be opening and closing the refrigerator door.

본 발명은 일 측면에 있어서, In one aspect, the present invention

광센서가 동작되는 단계;Steps in which an optical sensor operates;

동작된 광센서 출력값을 데이터화하여 광센서의 기준값을 정하는 단계;Determining a reference value of the optical sensor by converting the output value of the operated optical sensor into data;

상기 광센서의 기준값과 실시간 데이터값을 비교하여 물체 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 물체 감지 방법을 제공한다. Comparing a reference value of the optical sensor and a real-time data value to determine whether an object exists is provided.

본 발명에 의해서 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능한 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서가 제공되었다. The present invention provides a new high-performance optical sensor that can overcome the limitations of existing optical sensors that can be effectively used only in a controlled environment.

본 발명에 의해서 통제된 환경에서만 효과적인 사용이 가능한 기존 광센서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 측정 방법을 제공하는 것이다. The present invention provides a new measurement method that can overcome the limitations of existing optical sensors that can be effectively used only in a controlled environment.

본 발명에 의해서 시간의 경과에 따른 센서 특성의 변화를 극복할 수 있는 새로운 고성능 광센서가 제공되었다. The present invention provides a new high-performance optical sensor that can overcome changes in sensor characteristics over time.

또한, 본 발명에 의해서 다양한 환경에서 사용될 수 있는 발 감지 센서가 제공되었다. Additionally, the present invention provides a foot detection sensor that can be used in various environments.

도 1은 종래 기술에 따른 반사형 센서를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 센서를 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명에 따른 반사형 센서가 발의 감지를 위해서 냉장고 바닥에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 반사형 센서의 발 감지에 대한 플로우차트를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 반사형 센서의 회로를 보여주는 도면이다. 1 is a diagram showing a reflective sensor according to the prior art.
Figure 2 is a diagram showing a reflective sensor according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a state in which a reflective sensor according to the present invention is installed on the bottom of a refrigerator to detect feet.
Figure 4 is a diagram showing a flow chart for foot detection by a reflective sensor according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the circuit of a reflective sensor according to the present invention.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명을 예시하기 위한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The following examples are not intended to limit the invention, but rather to illustrate the invention.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)는 직사각형 형태의 인쇄회로기판(111)과, 인쇄회로기판(111)의 상면 중심부에 설치된 커넥터(112)와, 커넥터(112)의 일측에 인쇄회로기판(111) 상면에 실장된 발광소자(113)와 커넥터(112)의 일측에 인쇄회로기판(111) 상면에 실장된 수광소자(114)와, 인쇄회로기판(111)의 기판의 하면에 설치된 MCU(300)로 이루어진 디텍터부(110)와, 직사각형 형태의 렌즈 플레이트(121)와. 상기 렌즈 플레이트(121)의 하면 일측에 형성되고 발광 소자의 광을 집광하는 발광렌즈(122)와, 상기 렌즈 플레이트(121)의 하면 타측에 반사된 광을 집광하는 수광렌즈(123)과, 렌즈 플레이트(121)의 하면 양측단에 형성된 결속돌기(124)로 이루어진 렌즈부(120)와, 직육면체 형태를 이루며 내부 일측에 발광 소자(113)에서 발광 렌즈(122)에 이르는 광경로를 형성하는 발광 통로(131)와 내부 타측에 수광 렌즈(123)에서부터 수광 소자(114)에 이르는 광경로를 형성하는 수광 통로(132)와, 상기 발광 통로(131)과 수광 통로(132)를 형성하는 내부 격벽(133)을 가지며, 하면에는 상기 디텍터부(110)가 수용되는 디텍터 수용부(134)를 가지며, 상면에는 렌즈부(120)가 결합되도록 렌즈 수용부(135)를 가지며, 양측에는 고정용 결합편(136)이 형성된 직육면체 형태의 하우징부(130)로 이루어진다. As shown in Figure 2, the reflective optical sensor 100 according to the present invention includes a rectangular printed circuit board 111, a connector 112 installed at the center of the upper surface of the printed circuit board 111, and a connector ( A light emitting element 113 mounted on the upper surface of the printed circuit board 111 on one side of the connector 112) and a light receiving element 114 mounted on the upper surface of the printed circuit board 111 on one side of the connector 112, and the printed circuit board 111 ), a detector unit 110 consisting of an MCU 300 installed on the bottom of the substrate, and a rectangular lens plate 121. a light-emitting lens 122 formed on one side of the lower surface of the lens plate 121 and concentrating light from the light-emitting device, a light-receiving lens 123 that collects light reflected on the other lower surface of the lens plate 121, and a lens The lens unit 120 is made up of binding protrusions 124 formed on both ends of the lower surface of the plate 121, and has a rectangular parallelepiped shape, forming an optical path from the light emitting element 113 to the light emitting lens 122 on one side of the interior. A light receiving passage 132 forming an optical path from the light receiving lens 123 to the light receiving element 114 on the other side of the passage 131, and an internal partition forming the light emitting passage 131 and the light receiving passage 132. (133), the lower surface has a detector accommodating part 134 in which the detector part 110 is accommodated, the upper surface has a lens accommodating part 135 so that the lens part 120 is coupled to it, and both sides have a fixing coupling. It consists of a housing portion 130 in the form of a rectangular parallelepiped with pieces 136 formed thereon.

발광 소자(113)는 주변 조도 변화에 영향을 받지 않도록 가시광 대신 적외광을 발광하는 적외광 발광소자이며, 수광 소자(114)는 적외광을 이용하여 신호를 출력할 수 있는 적외광 수광소자로 이루어진다. 수광 소자(114)에는 감지영역에서 물체 또는 바닥에서 반사되는 적외광 이외의 적외광이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 쉴드 또는 필터를 가진다. The light-emitting device 113 is an infrared light-emitting device that emits infrared light instead of visible light so as not to be affected by changes in ambient illumination, and the light-receiving device 114 is an infrared light-receiving device that can output a signal using infrared light. . The light receiving element 114 has a shield or filter to prevent infrared light other than the infrared light reflected from objects or the floor from entering the sensing area.

디텍터부의 MCU(300)에는 증폭된 수광 소자(114)에서 출력된 전압이 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, 저장되는 저장부(310)와 저장된 신호를 가공하는 가공부(320)과 감지 여부를 판단하는 판단부(330)을 가진다. The MCU 300 of the detector unit includes a storage unit 310 in which the voltage output from the amplified light receiving element 114 is converted into digital form through an analog-to-digital converter and then stored, and a processing unit 320 that processes the stored signal. It has a determination unit 330 that determines whether or not detection is detected.

도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)는 냉장고(200)의 이격용 다리(220)이 설치되어 바닥면(210)과 소정 간격으로 이격되고, 하면에는 반사형 광센서(100)의 렌즈 플레이트(120)의 상면이 냉장고(200)가 설치된 바닥면(210)에 대향하도록 고정되고, 고정용 결합편(136)에 형성된 고정용 홀(137)에 나사를 박아서 결속한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the reflective optical sensor 100 according to the present invention is spaced apart from the bottom surface 210 at a predetermined interval by installing the spacer legs 220 of the refrigerator 200, and the lower surface is The upper surface of the lens plate 120 of the reflective optical sensor 100 is fixed so as to face the floor surface 210 on which the refrigerator 200 is installed, and is fixed to the fixing hole 137 formed in the fixing coupling piece 136. Fasten the screw and fasten it.

Daverage 생성Create Daverage

도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 광센서(100)가 냉장고(200)의 바닥면(210)에 설치된 상태에서 센서가 작동되면, 설치된 환경에서 반사형 광센서(100)의 기준값이 생성된다. As shown in Figures 2 to 4, when the reflective optical sensor 100 according to the present invention is installed on the bottom surface 210 of the refrigerator 200 and the sensor is operated, the reflective optical sensor ( A reference value of 100) is created.

반사형 광센서(100)의 동작이 시작되면, 발광 소자(113)에 전원이 인가되어 발광 소자(113)에서 광이 발광된다. 발광소자(113)에서 발광된 광은 발광 통로 (131)를 지나서 렌즈 플레이트(121)의 하면에 형성된 발광 렌즈(122)를 통과하면서 집광된 후 감지영역(S)으로 조사된다. When the reflective optical sensor 100 starts operating, power is applied to the light emitting element 113 and light is emitted from the light emitting element 113. The light emitted from the light emitting device 113 passes through the light emitting passage 131, is concentrated while passing through the light emitting lens 122 formed on the lower surface of the lens plate 121, and is then irradiated to the detection area (S).

설치 초기 감지영역(S)에 감지 물건이 없기 때문에, 발광소자(113)에서 발광된 광은 냉장고(200)가 설치된 바닥면에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. Since there is no sensing object in the detection area (S) at the initial stage of installation, the light emitted from the light emitting element 113 is reflected on the floor where the refrigerator 200 is installed, and then the lens plate 121 and the light receiving lens formed on the lower surface of the lens plate It passes through (123) and enters the light receiving element (114).

수광 소자(114)에 바닥에 반사된 광이 입사되면, 수광소자(114) 내부에 실장된 포토 다이오드나 포토 트렌지스터와 같은 수광칩에서 전류가 출력된다. 수광칩에서 출력된 전류는 전압 형태로 증폭되어 제1 출력 전압을 출력한다. When light reflected from the floor is incident on the light receiving element 114, a current is output from a light receiving chip such as a photo diode or photo transistor mounted inside the light receiving element 114. The current output from the light receiving chip is amplified in the form of voltage and outputs a first output voltage.

증폭된 제1 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, MCU(300)의 제1 기준값으로 제1 측정 시간(T1)과 함께 기준값 저장부(310)에 저장된다. The amplified first output voltage is input to the MCU 300 attached to the printed circuit board 111, converted into digital form through an analog-to-digital converter, and then converted into a first measurement time as the first reference value of the MCU 300. It is stored in the reference value storage unit 310 along with (T1).

제1 측정 시간과 함께 제1 기준값(D1)이 저장부(310)에 저장되면, 발광 소자에 다시 전원을 인가시키고, 바닥면에서 반사된 광이 수광소자(114)로 입력되면서 수광 소자(114)에서 제2 출력 전압이 출력된다. When the first reference value D1 is stored in the storage unit 310 along with the first measurement time, power is applied to the light-emitting device again, and the light reflected from the floor is input to the light-receiving device 114. ), the second output voltage is output.

증폭된 제2 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, MCU(300)의 제2 기준값(D2)으로 제2 측정 시간(T2)과 함께 기준값 저장부(310)에 저장된다.The amplified second output voltage is input to the MCU 300 attached to the printed circuit board 111, converted into digital form through an analog-to-digital converter, and then set to the second reference value (D2) of the MCU 300. 2 It is stored in the reference value storage unit 310 along with the measurement time (T2).

이러한 과정이 미리 정해진 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 반복되어, 기준 출력 설정 기간이 종료시 n번째 기준값(Dn)으로 측정 시간 Tn과 함께 기준 값 저장부(310)에 저장된다. This process is repeated for a predetermined reference output setting period (Ta), and at the end of the reference output setting period, the nth reference value (Dn) is stored in the reference value storage unit 310 along with the measurement time Tn.

기준 출력 설정 기간(Ta)가 경과하면 MCU(300)는 가공부(320)에서 기준값 저장부(310)에 저장된 n개의 기준값들을 통계값 형태로 가공하고, 가공된 통계값을 판단부(330)에 저장한다. 일 실시에서, 가공된 통계값은 기준값 저장부(310)에 저장된 n 개의 기준값에 대한 평균인 Daverage이다. 상기 Daverage와 함께 n개의 기준값에 대한 분산 및 표준 편차가 저장될 수 있다.When the reference output setting period (Ta) elapses, the MCU 300 processes the n reference values stored in the reference value storage unit 310 in the form of statistical values in the processing unit 320, and sends the processed statistical values to the determination unit 330. Save it to In one implementation, the processed statistical value is Daverage, which is the average of n reference values stored in the reference value storage unit 310. The variance and standard deviation for n reference values can be stored along with the Deverage.

Daverage는 냉장고(200)이 설치되는 환경에 따라서 달라진다. 바닥 재질이 반사율이 높은 바닥재질의 경우에는 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 높은 출력이 입력되므로, Daverage가 상대적으로 높은 값을 가지게 되며, 바닥재질이 반사율이 낮은 바닥 재질의 경우에는 기준 출력 설정 기간(Ta) 동안 낮은 출력이 입력되므로, Daverage가 상대적으로 낮은 값을 가지게 된다. Deverage varies depending on the environment in which the refrigerator 200 is installed. In the case of a floor material with a high reflectivity, a high output is input during the standard output setting period (Ta), so the dabberage has a relatively high value. In the case of a floor material with a low reflectivity, the standard output setting period (Ta) is input. Since a low output is input during Ta), Deverage has a relatively low value.

판단judgment

Daverage가 설정된 후, 반사형 광센서(100)의 실측이 시작된다. 실측이 시작되면, 발광 소자(113)에 전원이 인가되어 발광 소자(113)에서 광이 발광된다. 발광소자(113)에서 발광된 광은 발광 통로 (131)를 지나서 렌즈 플레이트(121)의 하면에 형성된 발광 렌즈(122)를 통과하면서 집광된 후 감지영역(150)으로 조사된다.After Daverage is set, actual measurement of the reflective optical sensor 100 begins. When actual measurement begins, power is applied to the light emitting device 113 and light is emitted from the light emitting device 113. The light emitted from the light emitting device 113 passes through the light emitting passage 131, is concentrated while passing through the light emitting lens 122 formed on the lower surface of the lens plate 121, and is then irradiated to the detection area 150.

만일, 감지영역(S)에 감지 물체가 없으면, 발광소자(113)에서 발광된 광은 기준값 측정시와 동일하게 냉장고(200)가 설치된 바닥면에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. If there is no sensing object in the sensing area (S), the light emitted from the light emitting element 113 is reflected on the floor where the refrigerator 200 is installed in the same way as when measuring the reference value, and then the lens plate 121 and the lens plate It enters the light receiving element 114 through the light receiving lens 123 formed on the lower surface.

만일, 감지영역(S)에 감지 물체, 예를 들어, 발이 있으면, 발광소자(113)에서 발광된 광은 냉장고(200)의 하부와 바닥면 사이의 틈에 입력되는 발에 반사된 후, 렌즈 플레이트(121)과 렌즈 플레이트 하면에 형성된 수광 렌즈(123)을 거쳐서 수광 소자(114)로 입사된다. If there is a sensing object, for example, a foot, in the sensing area (S), the light emitted from the light emitting element 113 is reflected by the foot input into the gap between the lower part of the refrigerator 200 and the bottom surface, and then is reflected by the lens. It enters the light receiving element 114 through the plate 121 and the light receiving lens 123 formed on the lower surface of the lens plate.

수광 소자(114)에 바닥면 또는 발에 반사된 광이 입사되면, 수광소자(114) 내부에 실장된 포토 다이오드나 포토 트렌지스터와 같은 수광칩에서 전류가 출력된다. 수광칩에서 출력된 전류는 전압 형태로 증폭되어 출력된다. 증폭된 출력 전압은 인쇄회로기판(111)의 부착된 MCU(300)에 입력되고, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 디지털 형태로 변환된 후, 실측값(Dt, 여기서 t는 측정시간)으로 판단부(330)에서 입력되어 기준값(Daverage)와 대비된다. When light reflected from the floor or feet is incident on the light receiving element 114, a current is output from a light receiving chip such as a photo diode or photo transistor mounted inside the light receiving element 114. The current output from the light receiving chip is amplified and output in the form of voltage. The amplified output voltage is input to the MCU 300 attached to the printed circuit board 111, converted into digital form through an analog-to-digital converter, and then converted to an actual measurement value (Dt, where t is the measurement time) into the judgment unit ( 330) and is compared with the reference value (Daverage).

판단부(330)에서 실측값(Dt)와 기준값(Daverage)를 비교하여 차이가 미리 설정된 허용 범위를 넘어서면 냉장고 하부와 바닥면 사이에 발이 들어온 것으로 판단하여 이에 해당 신호를 출력하고, 차이가 기준 내에 있으면 냉장고 하부와 바닥면 사이에 발이 들어오지 않은 것으로 판단하여 이에 해당하는 신호를 출력한다. The determination unit 330 compares the actual measurement value (Dt) and the reference value (Daverage), and if the difference exceeds a preset allowable range, it is determined that a foot has entered between the bottom of the refrigerator and the floor, and outputs a corresponding signal, and the difference is the reference value. If it is inside, it is determined that a foot has not entered between the bottom of the refrigerator and the floor, and a corresponding signal is output.

상기 미리 설정된 허용 범위는 기준값(Daverage)의 ±10% 이내, 예를 들어, ±10%, ±9%, ±8%, ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3%로 설정되거나. 표준 편차의 배수, 예를 들어, 표준 편차의 2배, 3배, 4배, 5배, 또는 6배수로 설정된다. The preset tolerance range is within ±10% of the reference value (Daverage), for example, ±10%, ±9%, ±8%, ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3 or set to %. It is set to a multiple of the standard deviation, for example, 2, 3, 4, 5, or 6 times the standard deviation.

Daverage 업데이트Daverage update

설치 환경의 변화, 예를 들어, 냉장고 설치 위치, 바닥의 종류, 냉장고와 바닥의 거리 변화, 노화에 따른 측정 장비의 특성 변화 등에 대응할 수 있도록, Daverage는 업데이트된다. Daverage is updated to respond to changes in the installation environment, such as refrigerator installation location, type of floor, changes in the distance between the refrigerator and the floor, and changes in the characteristics of the measuring equipment due to aging.

Daverage는 미리 설정된 주기, 예를 들어, 1시간, 1일, 1주일, 1개월 또는 1년 단위로 업데이트된다. 시간에 따른 업데이트는 Daverage의 측정 이후 경과된 시간을 이용하거나 별도의 시간을 타이머를 이용하여 업데이트 시간을 결정한다. Daverage is updated at preset intervals, for example, 1 hour, 1 day, 1 week, 1 month or 1 year. For updates based on time, the update time is determined by using the time elapsed since the measurement of dabberage or by using a separate timer.

Daverage는 냉장고가 실질적으로 상시전원으로 운전되는 것을 고려하여, 전원 온/오프에 신호가 있으면 냉장고의 위치 조정이 있는 것으로 판단하여 미리 설정된 주기와 관계 없이 업데이트가 이루어진다. Considering that the refrigerator is practically operated with constant power, Daverage determines that there is a position adjustment of the refrigerator when there is a power on/off signal, and updates are made regardless of the preset cycle.

Daverage가 업데이트 되면, 기준값 저장부(310)에 저장되어 있던 기존의 Daverage는 삭제되고, 판단부(330)에서는 업데이트된 Daverage_update와 실측 데이터를 비교한다. When the Daverage is updated, the existing Daverage stored in the reference value storage unit 310 is deleted, and the determination unit 330 compares the updated Daverage_update with the actual data.

100 : 반사형 광센서
113 : 발광 소자
114 : 수광 소자
121 : 렌즈플레이트
122 : 발광 렌즈
123 : 수광 렌즈
200 : 냉장고
300 : MCU100: Reflective optical sensor
113: light emitting element
114: light receiving element
121: Lens plate
122: Luminous lens
123: light receiving lens
200: Refrigerator
300: MCU

Claims (13)

발광소자;
상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광소자; 및
기준 출력 설정 기간 동안 수광 소자에 입력되는 수광소자 출력 값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부;를 포함하고,
여기서, 상기 기준 출력은 미리 정해진 시간 간격으로 업데이트되며
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간 동안 서로 다른 시간에 얻어지는 복수의 출력 값의 통계 값이며, 그리고,
발광소자와 수광소자 사이에 하나의 광경로를 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서. light emitting device;
a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected and incident on a sensing member; and
A control unit that sets the reference output using the light-receiving element output value input to the light-receiving element during the reference output setting period, and determines the presence of a sensing member using the real-time output and reference output output from the light-receiving element; ,
Here, the reference output is updated at predetermined time intervals and
The reference output is a statistical value of a plurality of output values obtained at different times during the reference output setting period, and
A reflective optical sensor characterized by having one optical path between the light-emitting element and the light-receiving element. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값의 평균인 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.According to paragraph 1,
A reflective optical sensor, characterized in that the reference output is an average of a plurality of reference values obtained during the reference output setting period. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기준 출력은 선택적으로 전원 on/off에 의해서 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.According to paragraph 1,
A reflective optical sensor, characterized in that the reference output is selectively updated by power on/off. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 MCU을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서.According to paragraph 1,
A reflective optical sensor, wherein the control unit includes an MCU. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 저장부와 가공부와 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서. According to paragraph 1,
A reflective optical sensor, wherein the control unit includes a storage unit, a processing unit, and a determination unit. 발광 소자와, 상기 발광 소자에서 방출되는 광이 감지부재에 반사되어 입사되는 수광 소자와, 및 상기 수광 소자에서 출력되는 출력값을 이용하여 물체의 존부를 판정하는 제어부를 포함하는 반사형 광센서를 제공하는 단계;
상기 제어부가 기준 출력 설정 기간 동안 수광소자에서 입력되는 수광소자 출력값을 이용하여 기준 출력을 설정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 단계;를 포함하고,
여기서, 상기 기준 출력은 미리 정해진 시간 간격으로 업데이트 되며,
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간 동안 서로 다른 시간에 얻어지는 복수의 출력 값의 통계 값이며, 그리고,
발광소자와 수광소자 사이에 하나의 광경로를 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법.Provides a reflective optical sensor including a light-emitting element, a light-receiving element through which light emitted from the light-emitting element is reflected and incident on a sensing member, and a control unit that determines the presence or absence of an object using the output value output from the light-receiving element. steps;
Setting the reference output by the control unit using the light receiving element output value input from the light receiving element during the reference output setting period; and
A step of the control unit determining the presence of a sensing member using the real-time output and reference output output from the light receiving element,
Here, the reference output is updated at predetermined time intervals,
The reference output is a statistical value of a plurality of output values obtained at different times during the reference output setting period, and
A detection method using a reflective optical sensor, characterized by having one optical path between the light-emitting element and the light-receiving element. 제8항에 있어서,
상기 기준 출력은 선택적으로 on/off 신호에 의해서 업데이트되는 것을 특징으로 하는 반사형 광센서를 이용한 감지 방법.According to clause 8,
A detection method using a reflective optical sensor, wherein the reference output is selectively updated by an on/off signal. 발광 소자; 상기 발광소자에서 방출되는 광이 감지부재에서 반사되어 입사되는 수광 소자; 및 기준 출력 설정 기간동안 수광소자에서 입력되는 수광 소자 출력 값을 이용하여 기준 출력을 설정하고, 그리고 상기 수광 소자에서 출력되는 실시간 출력과 기준 출력을 이용하여 감지 부재의 존재를 판단하는 제어부를 포함하는 반사형 광센서가 하면에 설치되고,
상기 반사형 광센서는 장치의 하면과 바닥면 사이에 발의 존부를 감지하며,
여기서, 상기 기준 출력은 미리 정해진 시간 간격으로 업데이트되며
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간 동안 서로 다른 시간에 얻어지는 복수의 출력 값의 통계 값이며, 그리고,
발광소자와 수광소자 사이에 하나의 광경로를 가지는 것을 특징으로 하는 냉장고.light emitting device; a light receiving element through which light emitted from the light emitting element is reflected by a sensing member and then enters; And a control unit that sets the reference output using the light receiving element output value input from the light receiving element during the standard output setting period, and determines the presence of a sensing member using the real-time output and reference output output from the light receiving element. A reflective optical sensor is installed on the bottom,
The reflective optical sensor detects the presence of a foot between the lower surface and the floor of the device,
Here, the reference output is updated at predetermined time intervals and
The reference output is a statistical value of a plurality of output values obtained at different times during the reference output setting period, and
A refrigerator characterized by having one optical path between the light-emitting element and the light-receiving element. 제10항에 있어서,
상기 발의 존재를 감지시 상기 제어부가 냉장고 제어부에 신호를 전송하고, 상기 신호에 따라 냉장고에 소정 기능을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 냉장고.According to clause 10,
A refrigerator, wherein when detecting the presence of the foot, the control unit transmits a signal to the refrigerator control unit and activates a predetermined function in the refrigerator according to the signal. 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 기준 출력은 상기 기준 출력 설정 기간동안 얻어지는 복수의 기준값의 평균인 것을 특징으로 하는 냉장고.

According to claim 10 or 11,
The refrigerator, wherein the reference output is an average of a plurality of reference values obtained during the reference output setting period.

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