KR20210151506A - 비접촉 버튼 - Google Patents

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Abstract

비접촉 버튼을 개시한다. 비접촉 버튼은 적외선 센서, 적외선 센서와 이격되어 배치되는 인체 감지 센서, 적외선 센서 및 인체 감지 센서와 연결되어, 적외선 센서 및 인체 감지 센서로부터 전달되는 신호를 기반으로 비접촉 버튼의 온/오프를 제어하는 제어부, 및 제어부와 연결되어, 제어부에서 결정된 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

비접촉 버튼{NON-CONTACT BUTTON}
본 발명은 열림 버튼에 관한 것으로 보다 상세하게는 비접촉 버튼에 관한 것이다.
일반적으로 여러 사람이 사용하는 대중교통의 하차 버튼, 상점의 열림 버튼, 또는 승강기 버튼의 조작 시 바이러스 또는 세균에 의한 감염 등으로 인한 비위생적이고 건강상의 위해를 가져올 수가 있다.
그러므로 위생이 요구되는 대중교통의 하차 버튼, 상점의 열림 버튼, 또는 승강기 버튼 등 공공장소에서 사용되는 버튼에 있어서, 버튼을 직접 누르지 않고 비접촉식으로 사용자가 버튼 동작을 가능하도록 하는 기술이 요구되고 있다.
한국공개번호 제10-2015-0097190
본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 버튼을 직접 누리지 않고 비접촉식으로 동작 가능한 비접촉 버튼에 관한 것이다.
해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예들에 따른 비접촉 버튼은 적외선 센서, 상기 적외선 센서와 이격되어 배치되는 인체 감지 센서, 상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서와 연결되어, 상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서로부터 전달되는 신호를 기반으로 상기 비접촉 버튼의 온/오프를 제어하는 제어부, 및 상기 제어부와 연결되어, 상기 제어부에서 결정된 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함한다.
여기서, 상기 적외선 센서는 적외선을 송신하는 적외선 송신부 및 상기 적외선 송신부로부터 송신된 적외선을 수신하는 적외선 수신부를 포함하되, 상기 제어부에서는, 상기 적외선 수신부에서 수신한 적외선의 양에 따라 출력값을 결정하며, 상기 출력 전압값이 10비트일 경우, 0 내지 1024 단계로 세분하여 상기 적외선 센서의 감지 거리를 조절하며, 상기 출력 전압값이 8비트일 경우, 0 내지 256 단계로 세분하여 상기 적외선 센서의 감지 거리를 조절한다.
또한, 상기 출력 전압값을 50비트일 때, 상기 적외선 센서의 감지 거리가 2cm이다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적외선 센서로부터 입력된 신호값이 설정된 범위를 벗어나면, 상기 적외선 센서로부터 입력된 신호값을 무시하고, 상기 인체 감지 센서로부터 입력된 신호값으로 상기 비접촉 버튼의 온/오프를 결정한다.
또한, 상기 비접촉 버튼이 버스 내에 설치된 하차 버튼일 경우, 상기 제어부는 상기 버스의 승하차 도어에 설치된 자석 감지 센서와 연결되며, 상기 자석 감지 센서로부터 상기 승하차 도어가 열린 것으로 전달되면, 상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서의 신호를 무시한다.
또한, 상기 인체 감지 센서는 PIR 센서(passive infrared sensor)를 포함한다.
또한, 상기 비접촉 버튼이 버스 내에 설치된 하차 버튼일 경우, 버스카드 단말기로부터 발생되는 음성을 감지하는 음성 감지 센서를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 음성 감지 센서로부터 전송되는 신호값을 기반으로 비접촉 버튼을 온/오프한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 비접촉 버튼은 적외선 센서를 이용하여 비접촉 방식으로 버튼을 동작할 뿐만 아니라, 적외선 센서에 오류가 발생할 경우를 대비하여 인체 감지 센서가 더 구비되어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 버스 승차하 버튼일 경우, 버스의 승하차 도어에 설치된 감지 센서와 연동되어 비접촉 버튼의 작동 오류를 감소시킬 수 있다.
더불어, 버스 승차하 버튼일 경우, 버스카드 단말기로부터 발생되는 음성을 감지하는 음성 감지 센서를 더 구비하여 비접촉 버튼의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 비접촉 버튼의 적외선 센서의 구동을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 버튼을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 비접촉 버튼(1000)은, 적외선 센서(110), 적외선 센서(110)와 이격되어 배치되는 인체 감지 센서(120), 적외선 센서(110) 및 인체 감지 센서(120)와 연결되는 제어부(130), 제어부(130)와 연결되어 제어부(130)에서 결정된 상태를 외부로 출력하는 출력부(150)는 포함할 수 있다.
적외선 센서(110)는 적외선을 송신하는 적외선 송신부(112) 및 적외선 송신부(112)로부터 송신된 적외선을 수신하는 적외선 수신부(114)를 포함할 수 있다. 일 예로, 적외선 수신부(114)는 포토다이오드일 수 있다.
적외선 수신부(114)로 들어오는 빛에 따른 출력 전압이 기준 전압보다 높은 것은 HIGH로 낮은 것은 LOW로 사용하며, 출력 전압값을 이용하여, 제어부(130)에서 비접촉 버튼(1000)의 온/오프를 결정한다. 제어부(130)에서 HIGH일 경우, 비접촉 버튼(1000)이 온 상태이며 제어부(130)와 연결된 출력부(150)에서 이에 해당되는 특정 LED를 발광시키는 동시에 특정 소리도 함께 발생시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 비접촉 버튼(1000)의 적외선 센서(110)의 구동을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2에 도시된 일 실시예에 따르면, 적외선 수신부(114)로 들어오는 빛에 따른 출력 전압을 제어부(130)의 ADC를 통해 아날로그값을 디지털값으로 변환시켜 적외선의 반사되는 양이 세분화될 수 있다. 제어부(130)에서 출력 전압값이 10비트일 경우, 0 내지 1024 단계로 세분화하여 적외선 센서(110)의 감지 거리를 조절할 수 있다. 또한, 출력 전압값이 8비트일 경우, 0 내지 256 단계로 세분하여 적외선 센서(110)의 감지 거리를 조절할 수 있다. 예컨대, 출력 전압값을 50비트로 할 때, 적외선 센서(110)의 감지 거리가 2cm가 적절할 수 있다.
따라서, 비접촉 버튼(1000)을 온하기 위하여, 사용자가 비접촉 버튼(1000)과 근접한 거리에 위치하여야 한다. 일 예로, 사용자의 손바닥 또는 손등을 비접촉 버튼(1000)과 2cm 정도의 이격거리가 적당하다.
이와 같이, 적외선 센서(110)로부터 제어부(130)로 입력된 출력값이 설정된 범위일 경우, 제어부(130)에서는 비접촉 버튼(1000)이 온(on) 상태로 정상인 것으로 판단하여, 인체 감지 센서(120)는 작동하지 않을 수 있다.
즉, 인체 감지 센서(120)는 적외선 센서(110)에 오류가 발생하는 경우를 대비하여 설치되는 것이다. 예를 들면, 외부 강한 태양빛으로 인하여, 적외선 신호 수신부(114)에서 수신된 값이 설정된 범위보다 큰 경우, 제어부(130)에서는 적외선 센서(110)로부터 입력된 값을 무시한다.
다시 도 1을 참조하면, 인체 감지 센서(120)에 대하여 살펴보도록 한다. 일 실시예에 따르면, 인체 감지 센서(120)는 PIR 센서(passive infrared sensor)를 포함할 수 있다.
이하, PIR 센서에 대하여 간략하게 설명하기로 한다. 온도를 가지는 모든 물체는 복사선을 방출하는데, 인체의 표면 온도는 일반적으로 20 내지 35℃이며, 방사되는 적외선 파장 분포는 대체로 약 10μm부근에서 피크를 나타낸다. 이 적외선 변화량을 감지하여 사람의 존재 유무를 감지하는 것이 PIR 센서이다. PIR 센서의 초전소자에서는 주로 PZT(지르콘산 티탄산연)계와 LiTaO3(탄탈륨 리튬)계가 사용된다. 초전소자는 자발분극을 하고 있어 언제나 표면에 전하가 대전하고 있지만, 열적으로 평형상태일 때에는 공기 중의 이온과 중화되어 출력이 나오지 않는다. 여기에 적외선이 입사되면, 소자의 표면 부근의 약간의 온도 상승이 발생하고 평형 상태가 무너지는 초전 효과(Pryroelectric effect)가 나타난다. 이때의 전압 변화를 이용하여 센서가 동작하게 된다. 즉, PIR 센서는 입사시와 차광시의 적외선이 변화할 때만 출력이 나오기 때문에 정지해 있는 인체는 감지할 수 없고, 인체의 움직임이 있을 때만 감지할 수 있다.
따라서, 비접촉 버튼(1000)을 온하기 위하여, 근접한 거리에서 소정의 인체의 움직임이 필요하다. 일 예로, 사용자의 손바닥 또는 손등을 비접촉 버튼(1000)과 2cm 정도의 이격거리로 좌우 또는 상하로 반복 이동시키면, 비접촉 버튼(1000)이 온될 수 있다.
제어부(130)는 적외선 센서(110) 및 인체 감지 센서(120)와 연결되어, 적외선 센서(110) 및 인체 감지 센서(120)로부터 전달되는 신호를 기반으로 비접촉 버튼(1000)의 온/오프를 제어할 수 있다.
또한 제어부(130)은 인체 감지 센서(120)에서 전달되는 움직임 만을 감지하는 것이 아니라, 근처에서 움직이는 물체가 실제 비접촉 버튼(1000)을 동작시키기 위한 액션인지를 판정할 수도 있다.
예를 들어 비접촉 버튼(1000)의 아래에 "주먹을 쥐고 버튼에 가까이 오세요"라는 표시가 있으면, 사용자는 버튼에 접촉하지 않고, 비접촉 버튼(1000)에 주먹을 쥐고 근접한 경우 비접촉 버튼(1000)에 설치되어 있는 인체 감지 센서(120)가 인지한 신호를 제어부(130)는 주먹으로 감지하여 비접촉 버튼(1000)을 온으로 제어한다.
이는 인체 감지 센서(120)에 근접하는 다른 형상의 물체 또는 인체의 일부에 의해서 의도치 않게 비접촉 버튼(1000)이 온(On) 되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 제어부(130) 및 출력부(150) 사이에 출력부(150)로 구동력을 전달하기 위한 구동부(140)가 더 배치될 수 있다. 구동부(140)는 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 비접촉 버튼(1000)은 전원을 공급받을 수 있는 전원부(160)와 연결될 수 있다. 전원부(160)는 전원을 온/오프할 수 있는 전원 스위치와 연결된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 비접촉 버튼(2000)은 몸체(100), 적외선 센서(110), 인체 감지 센서(120), 제어부(130), 출력부(150), 구동부(140), 및 전원부(160)를 포함하며, 이에 대한 설명은 도 1 및 도 2에서 설명된 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 버튼(2000)이 버스 내에 설치된 하차 버튼일 경우, 제어부(130)는 버스의 승하차 도어에 설치된 자석 감지 센서(170)와 연결될 수 있다. 자석 감지 센서(170)는 승하차 도어가 열리고 닫힌 것을 감지한다.
일 실시예에서, 자석 감지 센서(170)로부터 제어부(130)로 승하차 도어가 열린 상태로 설정된 시간을 벗어나는 경우, 적외선 센서(110) 및 인체 감지 센서(120)의 신호를 무시하여 비접촉 버튼(2000)을 오프 상태로 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉 버튼을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 비접촉 버튼(3000)은 몸체(100), 적외선 센서(110), 인체 감지 센서(120), 제어부(130), 출력부(150), 구동부(140), 및 전원부(160)를 포함하며, 이에 대한 설명은 도 1 및 도 2에서 설명된 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에 따르면, 비접촉 버튼(3000)은 버스카드 단말기로부터 발생되는 음성을 감지하는 음성 감지 센서(180)를 더 포함할 수 있다. 통상적으로 버스를 하차 시 버스카드를 버스카드 단말기에 터치할 때, "하차입니다" 또는 "감사합니다"가 음성 안내로 나온다. 음성 감지 센서(180)는 이 음성을 감지하여 제어부(130)로 신호값을 전송하고 제어부(130)에서는 비접촉 버튼(3000)을 온할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1000, 2000, 3000: 비접촉 버튼
100: 몸체
110: 적외선 센서
112: 적외선 송신부
114: 적외선 수신부
120: 인체 감지 센서
130: 제어부
140: 구동부
150: 출력부
160: 전원부
170: 자석 감지 센서
180: 음성 감지 센서

Claims (7)

  1. 비접촉 버튼에 있어서,
    적외선 센서;
    상기 적외선 센서와 이격되어 배치되는 인체 감지 센서;
    상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서와 연결되어, 상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서로부터 전달되는 신호를 기반으로 상기 비접촉 버튼의 온/오프를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부와 연결되어, 상기 제어부에서 결정된 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 비접촉 버튼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 센서는,
    적외선을 송신하는 적외선 송신부; 및
    상기 적외선 송신부로부터 송신된 적외선을 수신하는 적외선 수신부를 포함하되,
    상기 제어부에서는, 상기 적외선 수신부에서 수신한 적외선의 양에 따라 출력값을 결정하며,
    상기 출력 전압값이 10비트일 경우, 0 내지 1024 단계로 세분하여 상기 적외선 센서의 감지 거리를 조절하며,
    상기 출력 전압값이 8비트일 경우, 0 내지 256 단계로 세분하여 상기 적외선 센서의 감지 거리를 조절하는 비접촉 버튼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 출력 전압값을 50일 때, 상기 적외선 센서의 감지 거리가 2cm인 비접촉 버튼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 적외선 센서로부터 입력된 신호값이 설정된 범위를 벗어나면, 상기 적외선 센서로부터 입력된 신호값을 무시하고, 상기 인체 감지 센서로부터 입력된 신호값으로 상기 비접촉 버튼의 온/오프를 결정하는 비접촉 버튼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 버튼이 버스 내에 설치된 하차 버튼일 경우,
    상기 제어부는 상기 버스의 승하차 도어에 설치된 자석 감지 센서와 연결되며, 상기 자석 감지 센서로부터 상기 승하차 도어가 열린 것으로 전달되면, 상기 적외선 센서 및 상기 인체 감지 센서의 신호를 무시하는 비접촉 버튼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인체 감지 센서는 PIR 센서(passive infrared sensor)를 포함하는 비접촉 버튼.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 버튼이 버스 내에 설치된 하차 버튼일 경우,
    버스카드 단말기로부터 발생되는 음성을 감지하는 음성 감지 센서를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 음성 감지 센서로부터 전송되는 신호값을 기반으로 비접촉 버튼을 온/오프하는 비접촉 버튼.
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