KR20200079101A - 세탁기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

염료로 인한 물의 오염을 검출하고 염료로 인하여 세탁물의 오염되는 것을 방지하는 세탁기가 개시된다. 세탁기는 터브; 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼; 터브에 세제를 공급할 수 있는 세제 공급부; 터브에 물을 공급할 수 있는 급수부; 터브의 하측에 마련되어, 발광 소자와 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하는 광학 센서; 및 세탁 동안 세제와 물을 터브에 공급하도록 급수부를 제어하고 드럼을 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 제어부는, 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 적외선의 수신 세기에 기초하여, 세탁의 시간을 감소시킬 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법 {WASHING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 발명은 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁 시간 및 헹굼 시간을 조절할 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법을 에 관한 발명이다.
일반적으로 세탁기는 세탁물과 물 사이의 마찰력 등을 이용하여 세탁물을 세탁하는 장치이다. 세탁기는 물을 수용하는 터브와, 세탁물을 수용하고 터브 내에서 회전하는 드럼을 포함하는 것이 일방적이다.
이처럼, 세탁기가 세탁물을 세탁하기 위하여 물이 필수적으로 요구되며, 세탁기는 그 종류에 따라 많은 양의 물을 소비한다. 또한, 세탁물을 세탁하기 위하여 충분한 시간이 요구된다.
최근, 물의 소비를 저감하고 세탁 시간을 저감하기 위하여 세탁기는 터브 내의 물의 탁도를 감지하는 탁도 센서를 구비하고, 물의 탁도에 따라 급수량과 세탁 시간을 조절한다.
그러나, 기존 세탁기에 이용되는 탁도 센서는 단일 파장의 광을 이용하는 것이 일방적이며, 단일 파장의 광을 이용하는 탁도 센서는 다양한 오염원으로 인한 탁도를 식별하지 못하였다.
개시된 발명의 일 측면은 서로 다른 파장들을 가지는 복수의 광들이 이용하여 물의 탁도(또는 청정도)를 감지하는 세탁기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 서로 다른 파장들을 가지는 복수의 광들이 이용하여 염료로 인한 물의 오염을 검출하는 세탁기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 염료로 인한 물의 오염을 검출하고 염료로 인하여 세탁물의 오염되는 것을 방지하는 세탁기를 제공하고자 한다.
개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는 터브; 상기 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼; 상기 터브에 세제를 공급할 수 있는 세제 공급부; 상기 터브에 물을 공급할 수 있는 급수부; 상기 터브의 하측에 마련되어, 발광 소자와 상기 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하는 광학 센서; 및 세탁 동안 상기 세제와 물을 상기 터브에 공급하도록 상기 급수부를 제어하고 상기 드럼을 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 광을 발신하도록 상기 광학 센서를 제어하고 상기 광학 센서로부터 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기를 수신하고, 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 상기 적외선의 수신 세기에 기초하여, 상기 세탁의 시간을 조절할 수 있다.
개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기의 제어 방법은, 세탁 동안 세제와 물을 터브에 공급하고 상기 터브 내에 회전 가능하게 마련된 드럼을 회전시키고; 상기 세탁의 종료까지 남은 시간이 제1 시간 이하이면, 상기 터브의 하측에 마련된 광학 센서의 발광 소자에 의하여 서로 다른 파장을 가지는 광을 발신하고; 상기 광학 센서의 수광 소자에 의하여 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 수신하고; 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 상기 적외선의 수신 세기에 기초하여 상기 세탁의 시간을 조절하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는 터브; 상기 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼; 상기 터브의 하측에 마련되며, 발광 소자와 상기 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하고 광학 센서; 및 상기 수광 소자를 향하여 광을 발신하도록 상기 발광 소자를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 수광 소자는 각각이 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들을 선택적으로 투과시키는 복수의 컬러 필터들과 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이; 및 상기 필터 어레이를 투과한 광을 수신하는 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 파장들을 가지는 복수의 광들이 이용하여 물의 탁도(또는 청정도)를 감지하는 세탁기를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 파장들을 가지는 복수의 광들이 이용하여 세탁물의 염료로 인한 오염을 검출하는 세탁기를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 염료로 인한 물의 오염을 검출하고 염료로 인하여 세탁물의 오염되는 것을 방지하는 세탁기를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 측단면을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 동작을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자의 구성을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신되는 광의 스펙트럼의 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신되는 광의 스펙트럼의 다른 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 수광 소자의 일 예를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 수광 소자의 분해도를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 수광 소자의 다른 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 출력과 탁도 사이의 관련성을 도시한다.
도 13과 도 14는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신된 광이 큰 입자와 작은 입자에 의하여 산란되는 것을 도시한다.
도 15는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신된 광이 염료에 의하여 산란되는 것을 도시한다.
도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 동작을 도시한다.
도 17은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 세제를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 염료에 의한 물의 오염을 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 19은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 물의 오염 정도를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 20은 일 실시예에 의한 세탁기의 헹굼 행정 동안 물의 오염 정도를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 21 및 도 22는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 다른 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 측단면을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다. 도 4 및 도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 동작을 도시한다.
세탁기(100)는 세탁하고자 하는 세탁물이 수용된 드럼에 물과 세제를 공급하고, 드럼을 회전시켜 세탁물을 세탁하는 장치를 의미한다. 여기서, 세탁물은 기계적 작용 및 화학적 작용에 의하여 세탁이 가능한 모든 물체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세탁물은 의류, 타월 등과 같이 다양한 종류의 섬유, 원단으로 구현된 것을 포함하며, 제한은 없다.
도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 세탁기(100)는 직육면체 형상의 캐비닛(101)을 포함한다. 캐비닛(101)은 베이스 플레이트(102), 전면 커버(103), 탑 커버(104) 및 측/후면 커버(105)를 포함한다.
캐비닛(101)의 전면 커버(103)에는 세탁기(100)의 전방 측에서 볼 때 대략 원형 형태로 형성된 개구(103a)가 마련된다.
도어(106)는 개구(103a)를 개방 또는 폐쇄할 수 있으며, 도어 힌지(106a)에 의하여 캐비닛(101)의 일측에 도어(106)를 회전 가능하게 고정될 수 있다. 도어(106)는 개구(103a)를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 개구(103a)를 개방하는 개방 위치 사이에서 도어 힌지(106a)를 중심으로 회전할 수 있다.
도어 힌지(106a)는 개구(103a)의 좌측에 고정되거나, 개구(103a)의 우측에 고정될 수 있다. 도어(106)는, 도어 힌지(106a)가 설치되는 위치에 의존하여, 개구(103a)의 좌측을 중심으로 회전하도록 마련되거나, 개구(103a)의 우측을 중심으로 회전하도록 마련될 수 있다.
도어(106)는 폐쇄 시에 사용자가 세탁기(100)를 볼 수 있도록 적어도 일부가 투명한 재질로 구성될 수 있다.
전면 커버(103)의 상단에는 사용자와 상호 작용하기 위한 컨트롤 패널(110)이 마련된다.
컨트롤 패널(110)에는 회전에 의하여 사용자 입력을 수신할 수 있는 다이얼(111)과 병진 이동에 의하여 사용자 입력을 수신할 수 있는 버튼(112)과 세탁기(100)의 동작 상태를 표시하는 디스플레이(113)가 마련될 수 있다.
사용자는 다이얼(111)을 회전시킴으로써 복수의 세탁 코스들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 세탁기(100)는 예를 들어 서로 다른 종류의 세탁물들을 세탁하기 위한 서로 다른 복수의 세탁 코스들을 포함할 수 있다. 서로 다른 세탁 코스들은 서로 다른 세탁 시간과 서로 다른 헹굼 횟수와 서로 다른 탈수 시간을 포함할 수 있다.
버튼(112)은 세탁기(100)가 세탁물을 세탁하는 세탁 시간을 조절하기 위한 세탁 버튼과 세탁기(100)가 세탁물을 헹구는 헹굼 횟수를 조절하기 위한 헹굼 버튼과 세탁기(100)가 세탁물을 탈수하는 탈수 시간을 조절하기 위한 탈수 버튼을 포함할 수 있다. 또한, 버튼(112)은 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 허용하거나 차단하기 위한 전원 버튼과 및 세탁기(100)의 동작을 개시 또는 중지하기 위한 동작 버튼을 포함할 수 있다.
다이얼(111)과 버튼(112)은, 사용자로부터 수신된 사용자 입력에 응답하여, 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 전달할 수 있다.
디스플레이(113)는 세탁기(100)의 동작 상태 및 사용자의 제어 명령을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(113)는 사용자에 의하여 선택된 세탁 코스를 표시할 수 있으며, 세탁기(100)가 동작 중에 동작의 완료까지 남은 시간을 표시할 수 있다.
디스플레이(113)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함할 수 있다.
디스플레이(113)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받고, 입력받은 제어 명령에 대응하는 동작 정보를 표시하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)을 채용할 수도 있다.
이처럼, 디스플레이(113)는 제어부(170)로부터 디스플레이 제어 신호를 수신하고, 디스플레이 제어 신호에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
세탁기(100)는 세탁 및/또는 헹굼을 위한 물을 수용하기 위한 터브(120)를 포함한다. 터브(120)는 캐비닛(101) 내에 진동할 수 있게 설치될 수 있다. 터브(120)는 댐퍼(107)를 통하여 캐비닛(101)에 고정될 수 있다. 댐퍼(107)는 터브(120)가 진동할 때 터브(120)로부터 캐비닛(101)에 전달되는 진동의 크기를 저감시킬 수 있다.
터브(120)는 대략 원통 형상으로 형성될 수 있다. 터브(120)는 세탁물이 드럼(130) 내부로 투입되도록 허용하는 투입구(121a)가 형성된 전방 부분(121)과, 드럼 모터(135)의 회전축(135a)이 관통하는 후방 부분(122)를 포함한다.
세탁기(100)는 세탁 대상물을 수용하고 세탁 대상물을 건조하는 드럼(330)를 포함한다. 드럼(130)은 터브(120)의 내에 회전할 수 있게 설치될 수 있다.
드럼(130)은 그 회전중심이 전후 수평 방향으로 형성되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 드럼(130)의 전면에는 세탁 대상물이 드럼(130) 내부로 투입될 수 있도록 허용하는 투입구(131a)가 형성된 전면 패널(131)이 배치될 수 있다. 또한, 드럼(330)의 후면은 드럼 모터(135)의 회전축(135a)과 연결되는 후면 패널(132)에 의하여 폐쇄될 수 있다.
드럼(130)에는 터브(120)에 저수된 물이 드럼(130) 내부로 유입되도록 허용하는 관통홀(130a)이 형성된다. 또한, 드럼(130)의 내면에는 드럼(130)의 회전 중에 세탁물을 들어올리는 리프터(130b)가 마련된다.
터브(120)의 후방에는 드럼(130)에 회전력을 제공하는 드럼 모터(135)가 마련된다. 드럼 모터(135)는 터브(120)의 후방 부분(122)을 관통하는 회전축(135a)을 통하여 드럼(130)의 후면 패널(132)과 연결된다. 드럼 모터(135)는 회전축(135a)을 통하여 드럼(130)에 회전력을 제공할 수 있다.
드럼 모터(135)는 제어부(170)의 모터 제어 신호에 응답하여 제1 방향(예를 들어, 세탁기의 정면에서 볼 때 시계 방향)으로 회전하거나 제2 방향(예를 들어, 세탁기의 정면에서 볼 때 반시계 방향)으로 드럼(130)을 회전시킬 수 있다.
드럼 모터(135)는 제어부(170)의 모터 제어 신호에 응답하여 제1 속도(예를 들어, 60rpm 이하)로 회전하거나 제2 속도(예를 들어, 1000rpm 이상)으로 드럼(130)을 회전시킬 수 있다.
터브(120)의 상측에는 세제를 저장하는 세제함(141)이 마련될 수 있다. 세제함(141)은 연결관(142)을 통하여 터브(120)와 연결될 수 있다. 세제는 급수 중에 연결관(142)을 통하여 물과 터브(120)에 공급될 수 있다.
터브(120)의 상측에는 외부 급수원과 세제함(141) 사이를 연결하는 급수관(152)이 마련될 수 있다. 급수관(152) 상에는 급수관(152)을 폐쇄 또는 개방하는 급수 밸브(151)가 설치될 수 있다.
급수 밸브(151)는 제어부(170)의 급수 제어 신호에 응답하여 급수관(152)을 폐쇄 또는 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방에 응답하여, 물은 급수관(152)을 통하여 세제함(141)으로 이동한다. 물은 세제함(141)에서 세제와 혼합된다. 물과 세제의 혼합물은 연결관(142)을 통하여 터브(120)에 공급될 수 있다.
터브(120)의 하단에는 물을 터브(120) 밖으로 배출하기 위한 배수 홀(120a)이 형성되며, 배수 홀(120a)은 터브(120)의 물을 외부로 안내하는 배수관(162)과 연결될 수 있다. 배수관(162) 상에는 터브(120)의 물을 외부로 펌핑하는 배수 펌프(161)가 설치될 수 있다. 배수 펌프(161)는 제어부(170)의 배수 제어 신호에 응답하여 터브(120)에 저수된 물을 외부로 배출할 수 있다.
터브(120)의 하부에는 물의 탁도 또는 청정도를 측정하는 광학 센서(200)가 마련된다. 탁도는 수중의 부유물질 등에 의하여 물이 혼탁한 정도를 나타내며, 청정도는 물이 청정한 정도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 세탁 중에 세탁물로부터 분리된 입자에 의하여 터브(120)의 물이 혼탁해질 수 있다.
탁도는 청정도와 반비례 관계를 가질 수 있다.
광학 센서(200)는 광의 투과율에 기초하여 터브(120)에 저수된 물의 청정도 또는 물의 탁도를 측정할 수 있다.
광학 센서(200)는 광을 발신하는 발광 소자(210)와, 발광 소자(210)로부터 발신된 광을 수신하는 수광 소자(220)를 포함한다. 발광 소자(210)는 전력이 공급되면 특정한 파장을 가지는 광을 발신할 수 있는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 포함할 수 있다. 또한, 수광 소자(220)는 광을 수신하고 수신된 광의 세기에 대응하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력하는 포토 다이오드(photo diode, PD)를 포함할 수 있다.
발광 소자(210)는 제어부(170)의 제어 신호에 응답하여 수광 소자(220)를 향하여 미리 정해진 세기의 광을 발신할 수 있다.
발광 소자(210)는 백색 광을 발신할 수 있다. 백색 광은 다양한 파장을 가지는 광이 혼합되어 형성된다. 예를 들어, 백색 광은 청색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광(이하 '청색 광'이라 한다)과 녹색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광(이하 '녹색 광'이라 한다)과 적색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광(이하 '적색 광'이라 한다)과 적외선이 혼합되어 형성되거나, 청색 광과 황색 광이 혼합되어 형성될 수 있다.
백색 광의 스펙트럼은 복수의 파장에서 피크를 가질 수 있다. 예를 들어, 백색 광의 스펙트럼은 청색을 나타내는 파장과 녹색을 나타내는 파장과 적색을 나타내는 파장에서 피크를 가질 수 있다. 또한, 백색 광의 스펙트럼은 청색을 나타내는 파장과 황색을 나타내는 파장에서 피크를 가질 수 있다.
발광 소자(210)로부터 발신된 광은 터브(120) 내에 물에 부유하는 입자에 의하여 산란될 수 있다. 물에 부유하는 입자에 의하여 산란된 광은 광의 경로를 이탈하며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 산란된 광은 수광 소자(220)를 향하여 전파하지 않는다.
물에 부유하는 입자에 의하여 산란된 광의 양(또는 세기)는 물에 부유하는 입자의 농도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 물에 부유하는 입자의 농도가 클수록, 산란된 광의 양(또는 세기)가 커진다. 그에 의하여, 수광 소자(220)에 도달하는 광의 세기가 작아진다. 반면, 도 5에 도시된 바와 같이 물에 부유하는 입자의 농도가 작을수록, 산란된 광의 양(또는 세기)가 작아진다. 그에 의하여, 수광 소자(220)에 도달하는 광의 세기가 커진다.
수광 소자(220)는 발광 소자(210)와 대향하는 위치에 마련될 수 있다. 수광 소자(220)는 발광 소자(210)로부터 발신되어 터브(120)에 저수된 물을 통과한 광을 수신할 수 있다.
수광 소자(220)는 광의 수신에 응답하여 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 출력할 수 있다. 수광 소자(220)로부터 출력되는 전기적 신호(전압 또는 전류)의 크기는 수신되는 광의 세기에 의존할 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(220)에 의하여 수신되는 광의 세기가 클수록 수광 소자(220)가 출력하는 전기적 신호가 커진다. 또한, 수광 소자(220)에 의하여 수신되는 광의 세기가 작을수록 수광 소자(220)가 출력하는 전기적 신호가 작아진다.
앞서 설명된 바와 같이, 물에 부유하는 입자의 농도가 클수록(탁도가 클수록 또는 청정도가 작을수록), 수광 소자(220)에 도달하는 광의 세기가 작아진다. 그에 의하여 수광 소자(220)가 출력하는 전기적 신호가 작아진다. 또한, 물에 부유하는 입자의 농도가 작을수록(탁도가 작을수록 또는 청정도가 클수록), 수광 소자(220)에 도달하는 광의 세기가 커진다. 그에 의하여 수광 소자(220)가 출력하는 전기적 신호가 커진다.
발광 소자(210)와 수광 소자(220)의 구성은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
이처럼, 수광 소자(220)가 출력하는 전기적 신호의 크기는 탁도에 반비례하며 청정도와 비례할 수 있다. 제어부(170)는 수광 소자(220)의 전기적 신호를 수신하고, 전기적 신호의 크기에 기초하여 터브(120)에 저수된 물의 탁도 또는 물의 청정도를 식별할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 다이얼(111), 버튼(112), 디스플레이(113), 드럼 모터(135), 급수 밸브(151), 배수 펌프(161) 및 광학 센서(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(170)는 다이얼(111), 버튼(112) 및 광학 센서(200)로부터 전기적 신호를 수신하고, 디스플레이(113), 드럼 모터(135), 급수 밸브(151) 및 배수 펌프(161)로 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부(170)는 세탁기(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 프로세서(171)와, 세탁기(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 프로그램 및 데이터를 기억 또는 저장하는 메모리(172)를 포함한다. 프로세서(171)와 메모리(172)는 별도의 칩으로 구현되거나, 단일의 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(170)는 복수의 프로세서들 또는 복수의 메모리들을 포함할 수 있다.
프로세서(171)는 메모리(172)로부터 제공되는 프로그램에 따라 데이터 및/또는 신호를 처리하고, 처리 결과에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(171)는 예를 들어 다이얼(111) 및 버튼(112)로부터 출력된 사용자 입력을 나타내는 데이터와 광학 센서(200)로부터 출력된 물의 탁도 또는 청정도를 나타내는 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(171)는 드럼 모터(135)를 제어하기 위한 모터 제어 신호와 급수 밸브(151)를 제어하기 위한 급수 제어 신호와 배수 펌프(161)를 제어하기 위한 배수 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(171)는 사용자 입력에 의한 세탁 코스를 식별할 수 있다. 프로세서(171)는 식별된 세탁 코스에 의존하여 드럼(130)의 회전 속도 및 동작 주기(예를 들어, 온 타임 및 오프 타임)를 판단하고, 판단된 회전 속도 및 동작 주기에 대응하는 모터 제어 신호를 드럼 모터(135)에 출력할 수 있다.
또한, 프로세서(171)는 광학 센서(200)의 전기적 신호에 기초하여 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 조절할 수 있다. 광학 센서(200)의 전기적 신호가 나타내는 물의 탁도가 작으면(물의 청정도가 크면) 프로세서(171)는 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 저감시키고, 광학 센서(200)의 전기적 신호가 나타내는 물의 탁도가 크면(물의 청정도가 작으면) 프로세서(171)는 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 증가시킬 수 있다.
프로세서(171)는 연산 회로와 기억 회로와 제어 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(171)는 하나의 칩을 포함하거나 또는 복수의 칩들을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(171)는 하나의 코어를 포함하거나 또는 복수의 코어들을 포함할 수 있다.
메모리(172)는 세탁 코스에 따라 세탁기(100)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 기억 또는 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(172)는 세탁 코스에 따른 드럼(130)의 회전 속도 및 세탁 코스에 따른 세탁 시간/헹굼 횟수/탈수 시간 등을 기억 또는 저장할 수 있다.
또한, 메모리(172)는 다이얼(111) 및 버튼(112)을 통하여 수신된 사용자 입력을 기억하거나 세탁기(100)의 동작에 관한 정보(예를 들어, 현재 진행 중인 행정, 세탁기의 동작 완료까지 남은 시간)를 기억할 수 있다.
메모리(172)는 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory, D-RAM) 등의 휘발성 메모리와, 롬(Read Only Memory: ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
메모리(172)는 하나의 메모리 소자를 포함하거나 또는 복수의 메모리 소자들을 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자의 구성을 도시한다. 도 7은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신되는 광의 스펙트럼의 일 예를 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신되는 광의 스펙트럼의 다른 일 예를 도시한다.
도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 발광 소자(210)는 제1 파장을 가지는 광을 발신하는 발광 다이오드(211)와, 발광 다이오드(211)로부터 발신된 제1 파장을 가지는 광을 흡수하고 제2 파장과 다른 제3 파장을 가지는 광을 발신하는 형광체(212)를 포함한다.
발광 다이오드(211)는 예를 들어 청색 광 또는 자외선을 발신할 수 있다
발광 다이오드(211)는 갈륨-질소 화합물(GaN)에 인듐(In)을 첨가한 인듐-갈륨-질소 화합물(InGaN)로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드(211)는 인듐-갈륨-질소 화합물(InGaN)에 도너(donor) 물질이 첨가된 n형 반도체와 인듐-갈륨-질소 화합물(InGaN)에 어셉터(acceptor) 물질이 첨가된 p형 반도체 사이의 pn접합에 의하여 제도될 수 있다.
갈륨-질소 화합물(GaN)은 에너지 밴드 갭(Energy Band Gap)이 대략 3.4eV 이고, 갈륨-질소 화합물(GaN)로 구성된 발광 다이오드는 대략 365nm 파장을 가지는 근자외선을 방출할 수 있다. 또한, 인듐-질소 화합물(InN)은 에너지 밴드 갭이 대략 0.8eV이고, 인듐-질소 화합물(InN)로 구성된 발광 다이오드는 대략 1550nm의 파장을 가지는 적외선을 방출할 수 있다.
이때, 갈륨-질소 화합물(GaN)에 인듐(In)을 첨가하면, 인듐(In)의 첨가 비율에 따라 인듐-갈륨-질소 화합물(InGaN)의 에너지 밴드 갭(Energy Band Gap)이 대략 3.4eV에서 0.8eV까지 변화할 수 있다. 함유된 갈륨(Ga)과 인듐(In) 사이의 비율이 대략 0.85:0.15인 인듐-갈륨-질소 화합물(InGaN)로 구성된 발광 다이오드는 대략 450nm 파장을 가지는 청색 광을 방출할 수 있다.
형광체(212)는 외부로부터 빛 또는 열 등의 에너지를 흡수하고, 흡수된 에너지를 가시 광선으로 변환하고, 변환된 가시 광선을 방출하는 무기 발광 물질(Inorganic luminescence materials)이다.
예를 들어, 형광체(212)는 가넷(Garnets), 실리케이드(Silicates), 황화물(Sulfides), 산질화물(Oxy-nitrides), 질화물(Nitrides) 등의 모재(base materials)에 발광에 직접적인 역할을 수행하는 활성 이온을 첨가함으로써, 제조될 수 있다. 여기서, 활성 이온으로는 유로퓸(europium, Eu) 이온 또는 세륨(cerium, Ce)가 널리 이용된다.
예를 들어, 황화물 또는 질화물에 유로퓸 이온을 첨가한 경우 형광체(212)는 적색 및 녹색 광을 방출할 수 있다. 이처럼, 적색 및 녹색 광을 방출하는 형광체를 적/녹(RG) 형광체라 한다. 그러나, 적/녹 형광체가 적색 광과 녹색 광만을 방출하는 것은 아니며, 녹색 광의 파장과 적색 광의 파장의 사이의 파장을 갖는 황색 광 또는 주황색 광을 함께 방출할 수 있다. 또한, 가넷(Y3Al5O12:YAG 또는 Tb3Al5O12:TAG)에 세륨 이온을 첨가한 경우 형광체(212)는 황색 광을 방출할 수 있다. 이처럼, 황색 광을 방출하는 형광체를 황색 형광체라 한다.
형광체(212)는 발광 다이오드(211)로부터 방출된 청색 광의 일부는 흡수하고, 나머지 일부는 투과시킬 수 있다. 또한, 형광체(212)는 그 종류에 따라 흡수한 청색 광을 적색 및 녹색으로 변환하여 방출하거나(적/녹 형광체의 경우), 황색으로 변환하여 방출할 수 있다(황색 형광체의 경우).
발광 소자(210)가 황색 형광체를 포함한 경우, 발광 소자(210)는 청색 광과 황색 광을 방출할 수 있다. 이처럼, 황색 형광체를 포함하는 발광 소자(210)로부터 발신되는 광은 도 7에 도시된 바와 같이 청색을 나타내는 파장과 황색을 나타내는 파장에서 피크를 가질 수 있다. 다시 말해, 황색 형광체를 포함하는 발광 소자(210)는 청색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광과 황색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광이 혼합된 백색 광을 방출할 수 있다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 발광 소자(210)로부터 발신되는 광은 청색 광과 황색 광에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 소자(210)는 녹색 광과 적색 광과 적외선을 발신할 수 있다. 다만, 녹색 광과 적색 광과 적외선 각각의 세기는 청색 광과 황색 광의 세기보다 작을 수 있다.
발광 소자(210)가 적/녹 형광체를 포함한 경우, 발광 소자(210)는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광을 방출할 수 있다. 이처럼, 적/녹 형광체를 포함한 발광 소자(210)로부터 발신되는 광은 도 8에 도시된 바와 같이 청색을 나타내는 파장과 녹색을 나타내는 파장과 적색을 나타내는 파장에서 피크를 가질 수 있다. 다시 말해, 적/녹 형광체를 포함하는 발광 소자(210)는 청색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광과 녹색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광과 적색을 나타내는 파장에서 피크 세기를 가지는 광이 혼합된 백색 광을 방출할 수 있다.
도 8에 도시된 바에 의하면, 발광 소자(210)로부터 발신되는 광은 청색 광과 녹색 광과 적색 광에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 소자(210)는 적외선을 발신할 수 있다. 다만, 적외선 각각의 세기는 청색 광과 녹색 광과 적색 광의 세기보다 작을 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 수광 소자의 일 예를 도시한다. 도 10은 도 9에 도시된 수광 소자의 분해도를 도시한다. 도 11은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 수광 소자의 다른 일 예를 도시한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 수광 소자(220)는 미리 정해진 파장 범위를 가지는 광을 선택적으로 통과시키는 필터 어레이(221)와, 광을 수신하고 광의 수신에 응답하여 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력하는 포토 다이오드 어레이(222)를 포함한다.
필터 어레이(221)는 청색 광을 선택적으로 통과시키고 다른 광을 차단하는 청색 필터(221B)와, 녹색 광을 선택적으로 통과시키고 다른 광을 차단하는 녹색 필터(221G)와, 적색 광을 선택적으로 통과시키고 다른 광을 차단하는 적색 필터(221R)와, 적외선을 선택적으로 통과시키고 다른 광을 차단하는 적외선 필터(221IR)를 포함할 수 있다.
필터 어레이(221)를 구성하는 청색 필터(221B)와 녹색 필터(221G)와 적색 필터(221R)와 적외선 필터(221IR)는 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
필터 어레이(221)는 염색 또는 프린팅 또는 전착(electro-deposition) 등을 이용하여 강화 유리 또는 투명 플라스틱 상에 염료를 도포함으로써 제조될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 필터 어레이(221)는 청색 광과 녹색 광과 적색 광과 적외선을 선택적으로 통과시키는 컬러 필터들(221B, 221G, 221R, 221IR)을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 필터 어레이(221)는 도 11에 도시된 바와 같이 자외선을 선택적으로 통과시키는 자외선 필터(221UV)와, 청색 광을 선택적으로 통과시키는 청색 필터(221B)와, 녹색 광을 선택적으로 통과시키는 녹색 필터(221G)와, 적색 광을 선택적으로 통과시키는 적색 필터(221R)와, 시안 광을 선택적으로 통과시키는 시안 필터(221C)와, 황색 광을 선택적으로 통과시키는 황색 필터(221Y)와, 마젠타 광을 선택적으로 통과시키는 마젠타 필터(221M)와, 적외선을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터(221IR)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드 어레이(222)는 동일 평면 상에 위치하는 복수의 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)을 포함할 수 있다. 포토 다이오드 어레이(222)는 제1 포토 다이오드(222B)와 제2 포토 다이오드(222G)와 제3 포토 다이오드(222R)와 제4 포토 다이오드(222IR)를 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)은 각각 광을 수신하고, 광의 수신에 응답하여 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)은 수신된 광의 세기에 의존하는 값을 가지는 전압 또는 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 수신된 광의 세기가 커질수록 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR) 각각이 출력하는 전압 또는 전류의 값이 증가할 수 있다. 또한, 수신된 광의 세기가 작아수록 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR) 각각이 출력하는 전압 또는 전류의 값이 감소할 수 있다.
제1 포토 다이오드(222B), 제2 포토 다이오드(222G), 제3 포토 다이오드(222R) 및 제4 포토 다이오드(222IR)은 각각 청색 필터(221B), 녹색 필터(221G), 적색 필터(221R) 및 적외선 필터(221IR)와 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
그로 인하여, 제1 포토 다이오드(222B), 제2 포토 다이오드(222G), 제3 포토 다이오드(222R) 및 제4 포토 다이오드(222IR)는 청색 필터(221B), 녹색 필터(221G), 적색 필터(221R) 및 적외선 필터(221IR)를 통과한 광을 수신할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 제1 포토 다이오드(222B)은 청색 필터(221B)를 통과한 청색 광을 수신할 수 있다. 제2 포토 다이오드(222G)은 녹색 필터(221G)를 통과한 녹색 광을 수신할 수 있다. 제3 포토 다이오드(222R)은 적색 필터(221R)를 통과한 적색 광을 수신할 수 있다. 제4 포토 다이오드(222IR)은 적외선 필터(221IR)를 통과한 적외선을 수신할 수 있다.
제1 포토 다이오드(222B)는 포토 다이오드 어레이(222)에 입사된 광 중에 청색 광의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 출력할 수 있다. 제2 포토 다이오드(222G)는 포토 다이오드 어레이(222)에 입사된 광 중에 녹색 광의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 출력할 수 있다. 제3 포토 다이오드(222R)는 포토 다이오드 어레이(222)에 입사된 광 중에 적색 광의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 출력할 수 있다. 제4 포토 다이오드(222IR)는 포토 다이오드 어레이(222)에 입사된 광 중에 적외선의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(170)로 출력할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)은 각각 n형 반도체와 p형 반도체의 pn접합으로 구성될 수 있으며, 광기전력 효과에 의하여 입사된 광의 세기에 의존하는 전류를 생성할 수 있다.
포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)은 실리콘(Si), 저마늄(Ge), 인듐-갈륨-비소 화합물(InGaAs)로 구성될 수 있다. 실리콘(Si)은 1.12eV의 에너지 밴드 갭을 가지며, 대략 190nm에서 1100nm 사이의 파장을 가지는 광의 세기를 측정할 수 있다. 저마늄(Ge)은 0.67eV의 에너지 밴드 갭을 가지며, 대략 800nm에서 1700nm 사이의 파장을 가지는 광의 세기를 측정할 수 있다. 또한, 인듐-갈륨-비소 화합물(InGaAs)은 대략 인듐(In)과 갈륨(Ga)의 비율에 따라 대략 800nm에서 2600nm 사이의 파장을 가지는 광의 세기를 측정할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 포토 다이오드 어레이(222)는 4개의 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 포토 다이오드 어레이(222)는 도 11에 도시된 바와 같이 8개의 포토 다이오드들을 포함할 수 있다.
이처럼, 수광 소자(220)는 복수의 서로 다른 파장을 가지는 광의 세기를 나타내는 전기적 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 수광 소자(220)는 수광 소자(220)에 입사된 광 중 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외선의 세기를 각각 나타내는 전기적 신호(전압 또는 전류)들을 출력할 수 있다.
제어부(170)는 수광 소자(220)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 제어부(170)는 제1 포토 다이오드(222B)의 전기적 신호, 제2 포토 다이오드(222G)의 전기적 신호, 제3 포토 다이오드(222R)의 전기적 신호 및 제4 포토 다이오드(222IR)의 전기적 신호를 수신할 수 있다.
제어부(170)는 수광 소자(220)로부터 전기적 신호에 기초하여 터브(120)에 담긴 물의 색상 및 탁도(또는 청정도)를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 색상 및 탁도(또는 청정도)에 의존하여 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 저감하거나 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 증가시킬 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)의 전기적 신호에 의존하여 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 저감하거나 세탁 시간 및/또는 헹굼 시간을 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 발광 소자(210)는 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외선을 포함하는 백색 광을 발신할 수 있으며, 수광 소자(220)는 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외선 각각의 수신 세기를 측정할 수 있다. 다시 말해, 광학 센서(200)는 단일 광학 경로 상에서 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외선의 투과율(또는 산란율)을 측정할 수 있다.
그로 인하여, 광학 센서(200)에 의하여 측정되는 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외선의 투과율(또는 산란율)의 신뢰성이 향상되며, 광학 센서(200)의 구조가 단순화될 수 있다.
물을 통과하는 광이 산란되는 정도는 물에 부유하는 입자의 농도 뿐만 아니라 광의 파장, 물에 부유하는 입자의 크기 및 물에 부유하는 입자의 색상에 의존할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 출력과 탁도 사이의 관련성을 도시한다. 구체적으로, 도 12는 물에 부유하는 입자의 농도(탁도)와 광이 파장에 따른 수광 소자(220)의 전기적 신호의 크기 사이의 관련성을 도시한다. 이때, 물에 부유하는 입자의 크기와 물에 부유하는 입자의 색상은 동일한 것이 가정된다.
도 12에 도시된 바에 의하면, 물에 부유하는 입자의 농도(탁도)가 높을 수록 수광 소자(220)로부터 출력되는 전기적 신호의 크기는 감소할 수 있다.
도 12에 도시된 바에 의하면, 물을 통과하는 광이 산란되는 정도는 광의 파장에 의존할 수 있다. 물에 부유하는 입자의 농도(탁도)가 동일할 때, 짧은 파장을 가지는 광의 수신 세기(통과율)가 작다.
예를 들어, 물의 탁도가 대략 1000 NTU일 때, 적외선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 적색 광의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호보다 크며, 적색 광에 의한 수광 소자(220)의 출력은 청색 광의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호보다 크다.
또한, 적외선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 물의 탁도 0 NTU에서 대략 4000 NTU 사이에 서서히 감소된다. 반면, 청색 광의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 물의 탁도 0 NTU에서 대략 1000 NTU 사이에 급격히 감소되고, 대략 1000 NTU 이상에 출력 신호의 변화가 급격히 감소된다. 그로 인하여, 적외선을 이용하는 광학 센서는 0 NTU에서 대략 4000 NTU 사이의 물의 탁도를 측정할 수 있는 반면, 청색 광을 이용하는 광학 센서는 0 NTU에서 대략 1000 NTU 사이의 물의 탁도를 적외선보다 정확하게 측정할 수 있다.
적외선과 청색 광을 모두 이용하는 광학 센서는 적외선을 이용하여 넓은 범위에서 물의 탁도를 측정할 수 있으며, 청색 광을 이용하여 좁은 범위에서 물의 탁도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 13과 도 14는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신된 광이 큰 입자와 작은 입자에 의하여 산란되는 것을 도시한다.
물을 통과하는 광이 산란되는 정도는 물에 부유하는 입자의 농도 뿐만 아니라 물에 부유하는 입자의 크기에 의존한다.
물에 부유하는 입자의 크기가 크면, 도 13에 도시된 바와 같이 가시광선(청색 광, 녹색 광, 적색 광)과 적외선은 입자에 의하여 산란될 수 있다. 그로 인하여, 입자의 농도가 증가함에 따라 가시광선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호와 적외선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 모두 감소할 수 있다.
물에 부유하는 입자의 크기가 작으면, 도 14에 도시된 바와 같이 가시광선(청색 광, 녹색 광, 적색 광)은 입자에 의하여 산란되고 적외선은 입자에 의하여 산란되지 아니할 수 있다. 그로 인하여, 입자의 농도가 증가함에 따라 가시광선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 크게 감소하는 반면, 입자의 농도가 증가함에 따라 적외선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호는 크게 변화하지 아니할 수 있다.
그로 인하여, 가시광선과 적외선을 모두 이용하는 광학 센서는, 가시광선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 출력 신호와 적외선의 수신 세기(통과율)를 나타내는 출력 신호에 기초하여, 물에 부유하는 입자의 크기를 식별할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 발광 소자로부터 발신된 광이 염료에 의하여 산란되는 것을 도시한다.
물을 통과하는 광이 산란되는 정도는 물에 부유하는 입자의 농도 뿐만 아니라 물에 부유하는 입자의 광학적 성질에 의존할 수 있다. 다시 말해, 물에 염료가 포함된 경우, 특정한 색상의 광이 산란될 수 있으며 특정한 색상의 광이 흡수될 수 있다.
예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이 물에 부유하는 입자가 특정 염료를 포함하면 물에 부유하는 입자에 의하여 청색 광의 산란율이 증가할 수 있다. 그로 인하여, 청색 광의 수신 세기(투과율)을 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호가 다른 광(녹색 광, 적색 광, 적외선)의 수신 세기(투과율)을 나타내는 광학 센서(200)의 출력 신호가 보다 감소할 수 있다.
그로 인하여, 청색 광과 녹색 광과 적색 광을 모두 이용하는 광학 센서는 물에 부유하는 염료를 식별할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 청색 광과 녹색 광과 적색 광과 적외선을 모두 이용하는 광학 센서(200)는 물에 부유하는 입자의 농도를 식별할 수 있으며, 물에 부유하는 입자의 크기를 식별할 수 있으며, 물에 부유하는 염료를 식별할 수 있다.
이하에서는 이러한 광학 센서(200)의 특성을 이용한 세탁기(100)의 동작이 설명된다.
도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 동작을 도시한다.
세탁기(100)는 세탁물을 세탁하기 위한 일련의 동작(1000)을 수행한다.
세탁기(100)는 세탁물의 양을 측정한다(1010).
제어부(170)는 세탁물의 양을 측정하기 위하여 드럼(130)을 정방향 또는 역방향으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어하고, 드럼 모터(135)에 공급되는 전류를 측정할 수 있다. 세탁물의 양에 증가에 의하여, 드럼 모터(135)에 공급되는 전류가 증가할 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 드럼 모터(135)에 공급되는 전류에 기초하여 세탁물의 양을 추정할 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 터브(120)에 물과 세제를 공급한다(1020).
제어부(170)는 측정된 세탁물의 양에 의존하여 터브(120)에 물을 공급하도록 급수 밸브(151)를 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방에 의하여, 물은 세제함(141)을 경유하여 터브(120)로 공급될 수 있다. 그로 인하여, 세제는 세탁을 위한 1번째 급수 중에 물과 함께 터브(120)에 공급될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 세탁을 위하여 드럼(130)을 저속으로 회전시킨다(1030).
제어부(170)는 드럼(130)을 저속(예를 들어, 대략 45rpm에서 60rpm 사이의 회전 속도)으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 드럼(130)이 제1 방향으로 회전과 제2 방향으로 회전을 교대로 반복하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다.
드럼(130)이 제1 방향과 제2 방향으로 교대로 회전하는 동안, 드럼(130) 내부의 세탁물은 드럼(130)의 내벽을 따라 구르거나, 리프팅된 이후 드럼(130)의 상측에서 낙하될 수 있다. 1번째 급수 중에 물과 함께 세제가 터브(120)에 공급되므로, 세탁물이 드럼(130) 내부에 구르거나 낙하하는 동안 세탁물에 부착된 이물질은 세제의 화학 작용에 의하여 세탁물로부터 분리될 수 있다. 세탁물은 낙하에 의한 마찰과 세제에 의한 화학 작용에 의하여 세탁될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 터브(120)의 물을 배출한다(1040).
제어부(170)는 터브(120)의 물이 배출되도록 배수 펌프(161)를 가동할 수 있다. 배수 펌프(161)에 의하여 터브(120)의 물은 외부로 펌핑될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 드럼(130)을 고속으로 회전시키다(1050).
제어부(170)는 드럼(130)을 고속(예를 들어, 대략 1000rpm의 회전 속도)으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다.
드럼(130)이 고속으로 회전하는 동안, 드럼(130) 내부의 세탁물은 드럼(130)의 내벽을 따라 위치되며, 세탁물에 흡수된 물은 원심력에 의하여 세탁물로부터 분리될 수 있다. 세탁물로부터 분린된 물은 드럼(130)의 관통홀(130a)을 통과하여 터브(120)로 이동할 수 있으며, 터브(120)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 터브(120)에 물을 공급한다(1050).
제어부(170)는 측정된 세탁물의 양에 의존하여 터브(120)에 물을 공급하도록 급수 밸브(151)를 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방에 의하여, 물은 세제함(141)을 경유하여 터브(120)로 공급될 수 있다. 세제함(141)에 수용된 세제는 1번째 급수에 의하여 터브(120)에 공급되었으므로, 2번째 이후 급수 중에는 세제 없이 오직 물만이 터브(120)에 공급될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 헹굼을 위하여 드럼(130)을 저속으로 회전시킨다(1030).
제어부(170)는 드럼(130)을 저속(예를 들어, 대략 45rpm에서 60rpm 사이의 회전 속도)으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 드럼(130)이 제1 방향으로 회전과 제2 방향으로 회전을 교대로 반복하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다.
드럼(130)이 제1 방향과 제2 방향으로 교대로 회전하는 동안, 드럼(130) 내부의 세탁물은 드럼(130)의 내벽을 따라 구르거나, 리프팅된 이후 드럼(130)의 상측에서 낙하될 수 있다. 세탁물이 드럼(130) 내부에 구르거나 낙하하는 동안, 세탁물에 부착된 세제 및 이물질은 물과 함께 세탁물로부터 분리될 수 있다. 다시 말해, 세탁물은 헹궈질 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 터브(120)의 물을 배출한다(1080).
제어부(170)는 터브(120)의 물이 배출되도록 배수 펌프(161)를 가동할 수 있다. 배수 펌프(161)에 의하여 터브(120)의 물은 외부로 펌핑될 수 있다.
헹굼을 위한 급수와 드럼(130)의 회전과 배수는 수차례 반복될 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 드럼(130)을 고속으로 회전시키다(1090).
제어부(170)는 드럼(130)을 고속(예를 들어, 대략 1000rpm의 회전 속도)으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있으며, 드럼(130)이 고속으로 회전하는 동안, 세탁물에 흡수되었던 물이 터브(120)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 세탁물을 세탁하기 위하여 세탁 행정과 헹굼 행정과 탈수 행정을 수행할 수 있다. 이때, 세탁 행정은 1번째 급수, 세제 투입, 드럼(130)의 회전 및 배수를 포함할 수 있다. 헹굼 행정은 2번째 이후의 급수, 드럼(130)의 회전 및 배수를 포함할 수 있다. 탈수 행정은 헹굼 행정 이후의 탈수를 포함할 수 있다.
세탁기(100)는 세탁물을 세탁하는 동안 미리 정해진 시간마다(예를 들어, 1분 마다) 광학 센서(200)를 이용하여 물의 탁도 또는 청정도를 측정하고, 측정된 탁도 또는 청정도를 저장할 수 있다. 또한, 세탁기(100)는 세탁물을 세탁하는 측정된 탁도 또는 청정도에 기초하여 세탁 행정의 시간 및/또는 헹굼 행정의 시간을 조절할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 세제를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 세탁기(100)는 세탁 행정 동안 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 측정된 청정도 또는 탁도에 의존하여 세제의 종류를 식별한다(1100).
세탁기(100)는 터브(120)에 세제를 투입한다(1110).
제어부(170)는 터브(120)에 물을 공급하도록 급수 밸브(151)를 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방에 의하여, 물은 세제함(141)을 경유하여 터브(120)로 공급될 수 있으며, 세제함(141)의 세제는 물과 함께 터브(120)에 공급될 수 있다.
세탁기(100)는 터브(120)에 세제를 투입한 이후 경과된 시간이 제1 시간 이상인지 여부를 판단한다(1120).
제어부(170)는 터브(120)에 세제를 투입한 이후 경과된 시간을 계수할 수 있다. 제어부(170)는 경과된 시간을 제1 시간과 비교할 수 있다.
제1 시간은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제1 시간은 예를 들어 터브(120)에 투입된 세제가 물에 용해되는 시간에 기초하여 설정될 수 있다.
제1 시간은 가변될 수 있다. 예를 들어, 세탁물의 양이 변화하면 투입되는 세제의 양이 변화되므로, 제1 시간은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 세탁물의 양이 증가함에 의하여 제1 시간은 커지고, 세탁물의 양이 감소함에 따라 제1 시간은 작아질 수 있다.
터브(120)에 세제를 투입한 이후 경과된 시간이 제1 시간 이상이 아니면(1110의 아니오), 세탁기(100)는 세탁을 위한 드럼(130)의 회전을 계속할 수 있다.
터브(120)에 세제를 투입한 이후 경과된 시간이 제1 시간 이상이면(1110의 예), 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1130).
터브(120)에 세제를 투입한 이후 경과된 시간이 제1 시간 이상이면, 터브(120)에 투입된 세제가 물에 용해된 것으로 판단될 수 있다.
제어부(170)는 광학 센서(200)가 백색 광을 발신하도록 제어하고, 광학 센서(200)로부터 출력된 전기적 신호(전압 또는 전류)를 수신할 수 있다. 제어부(170)는 제1 포토 다이오드(222B)로부터 출력된 전기적 신호와 제2 포토 다이오드(222G)로부터 출력된 전기적 신호와 제3 포토 다이오드(222R)로부터 출력된 전기적 신호와 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호를 수신할 수 있다.
제어부(170)는 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)로부터 출력된 전기적 신호들의 크기의 합을 산출할 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는 청색 광에 의하여 측정된 물의 청정도(탁도와 반비례)를 나타내는 값과 녹색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 적색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 적외선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값의 합을 산출할 수 있다.
제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 탁도 또는 청정도를 판단하기 위하여 광학 센서(200)의 출력 값들의 합을 제1 기준 값과 비교할 수 있다.
제1 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제1 기준 값은, 액체 세제가 혼합된 물을 통과하는 광의 세기와 가루 세제가 혼합된 물을 통과하는 광의 세기에 기초하여, 설정될 수 있다. 제1 기준 값은 예를 들어 액체 세제가 혼합된 물을 통과하는 광을 수신한 수광 소자(220)로부터 출력된 전기적 신호의 크기와 가루 세제가 혼합된 물을 통과하는 광을 수신한 수광 소자(220)로부터 출력된 전기적 신호의 크기 사이의 값으로 설정될 수 있다.
제1 기준 값은 가변될 수 있다. 예를 들어, 세탁물의 양이 변화하면 투입되는 세제의 양이 변화되므로, 제1 기준 값은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 세탁물의 양이 증가함에 의하여 제1 기준 값은 커지고, 세탁물의 양이 감소함에 따라 제1 기준 값은 작아질 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상이면(1130의 예), 세탁기(100)는 투입된 세제가 액체 세제인 것을 식별한다(1140).
광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상이면, 세제가 혼합된 물을 통과한 광의 세기가 기준 세기 이상인 것이 판단될 수 있다. 세제가 혼합된 물을 통과한 광의 세기가 기준 세기 이상이면, 물에 부유하는 입자의 농도가 낮거나 입자의 크기가 작은 것이 판단될 수 있다.
일반적으로, 액체 세제의 입자는 가루 사제의 입자보다 작은 것으로 알려져 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 물에 혼합된 입자가 작을수록 적외선의 산란율이 감소하고, 물에 혼합된 입자가 클수록 적외선의 산란율이 증가한다. 따라서, 액체 세제가 혼합된 물을 통과한 적외선의 세기는 가루 세제가 혼합된 물을 통과한 적외선의 세기보다 크다.
이상의 이유로, 제어부(170)는 광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상이면 터브(120)에 투입된 세제가 액체 세제인 것을 식별할 수 있다.
또한, 광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상이면 물의 탁도가 기준 값보다 작은 것이 판단될 수 있으므로, 그로므로 제어부(170)는 물의 탁도가 기준 값보다 작으면 터브(120)에 투입된 세제가 액체 세제인 것을 식별할 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값 이상이 아니면(1130의 아니오), 세탁기(100)는 투입된 세제가 가루 세제인 것을 식별한다(1150).
광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값보다 작으면, 세제가 혼합된 물을 통과한 광의 세기가 기준 세기보다 작은 것이 판단될 수 있다. 세제가 혼합된 물을 통과한 광의 세기가 기준 세기보다 작으면, 물에 부유하는 입자의 농도가 높거나 입자의 크기가 큰 것이 판단될 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값보다 작으면 터브(120)에 투입된 세제가 가루 세제인 것을 식별할 수 있다.
또한, 광학 센서(200)의 출력 값들의 합이 제1 기준 값보다 작으면 물의 탁도가 기준 값보다 큰 것이 판단될 수 있으므로, 그로므로 제어부(170)는 물의 탁도가 기준 값보다 크면 터브(120)에 투입된 세제가 가루 세제인 것을 식별할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 복수의 파장을 가지는 광들을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 측정하는 광학 센서(200)를 포함하는 세탁기(100)는, 복수의 파장을 가지는 광의 수신 세기를 기준 값과 비교한 결과에 기초하여, 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지를 식별할 수 있다.
세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 따라, 아래에서 설명할 동작의 기준 값이 설정될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 염료에 의한 물의 오염을 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 세탁기(100)는 세탁 행정 동안 가시 광선에 의한 물의 청정도 또는 탁도와 적외선에 의한 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 측정된 청정도 또는 탁도에 의존하여 염료에 의한 오염 여부를 식별한다(1200).
세탁기(100)는 세탁 행정을 개시한다(1210).
제어부(170)는 급수 및 세제 투입을 위하여 급수 밸브(151)를 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방으로 인하여, 물이 세제와 함께 터브(120)에 공급될 수 있다.
터브(120)의 수위가 정해진 수위에 도달하면, 제어부(170)는 급수 밸브(151)를 폐쇄하고, 세탁물의 세탁을 위하여 드럼(130)을 저속으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다.
이러한 세탁은 세탁 코스에 따라 미리 정해진 세탁 시간 동안 수행되거나, 사용자에 의하여 정해진 세탁 시간 동안 수행될 수 있다.
세탁기(100)는 세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하인지 여부를 판단한다(1220).
제어부(170)는 세탁을 개시한 이후 경과된 시간을 계수할 수 있다. 제어부(170)는 경과된 시간을 세탁 시간과 제2 시간 사이의 차이와 비교할 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는, 세탁 개시 이후 경과된 시간이 세탁 시간과 제2 시간 사이의 차이 이상인지 여부에 기초하여, 세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하인지 여부를 를 판단할 수 있다.
제2 시간은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제2 시간은 예를 들어 5분으로 설정될 수 있다.
제2 시간은 가변될 수 있다. 예를 들어, 제2 시간은 세탁물의 양에 의존하여 가변되거나, 투입된 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 의존하여 가변될 수 있다.
세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하가 아니면(1220의 아니오), 세탁기(100)는 세탁을 위한 드럼(130)의 회전을 계속할 수 있다.
세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하이면(1220의 예), 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1230).
세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하이면, 제어부(170)는 세탁 시간을 증가할지 또는 저감할지를 판단할 수 있다.
제어부(170)는 광학 센서(200)가 백색 광을 발신하도록 제어하고, 광학 센서(200)로부터 출력된 전기적 신호(전압 또는 전류)를 수신할 수 있다. 제어부(170)는 적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호를 수신할 수 있다.
제어부(170)는 적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호의 크기를 제2 기준 값과 비교할 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는 적외선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값을 제2 기준 값과 비교할 수 있다.
제2 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제2 기준 값은, 크기가 작은 염료가 혼합된 물을 통과하는 적외선의 세기와 크기가 큰 입자(예를 들어, 먼지, 세제 등)이 혼합된 물을 통과하는 적외선의 세기에 기초하여, 설정된다. 제2 기준 값은 예를 들어 염료가 혼합된 물을 통과하는 적외선을 수신한 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호의 크기와 큰 입자가 혼합된 물을 통과하는 적외선을 수신한 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호의 크기 사이의 값으로 설정될 수 있다.
제2 기준 값은 가변될 수 있다. 예를 들어, 세탁물의 양이 변화하면 투입되는 세제의 양이 변화되므로, 제2 기준 값은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 또한, 세제의 종류에 따라 적외선이 물에서 산란되는 산란율이 변화하므로, 제2 기준 값은 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 의존하여 가변될 수 있다.
광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값 이상이면(1230의 예), 광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값들의 합이 제3 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1240).
광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값 이상이면(즉, 적외선에 의하여 측정된 물의 탁도가 기준 값보다 작으면), 제어부(170)는 물이 염료 등의 작은 입자에 의하여 오염되거나 또는 물이 오염되지 아니한 것을 판단할 수 있다.
물이 염료 등의 작은 입자에 의하여 오염된 것인지 또는 물이 오염되지 아니한 것인지를 식별하기 위하여, 제어부(170)는 제1, 제2 및 제3 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)로부터 출력된 전기적 신호들의 크기의 합을 산출할 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는 청색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 녹색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 적색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값의 합을 산출할 수 있다.
제어부(170)는 광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값의 합을 제3 기준 값과 비교할 수 있다.
제3 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제3 기준 값은, 염료 등의 크기가 작은 입자가 혼합된 물을 통과하는 광의 세기와 깨끗한 물을 통과하는 광의 세기에 기초하여, 설정될 수 있다. 제1 기준 값은 예를 들어 염료 등의 크기가 작은 입자가 혼합된 물을 통과하는 광을 수신한 수광 소자(220)로부터 출력된 전기적 신호의 크기와 깨끗한 물을 통과하는 광을 수신한 수광 소자(220)로부터 출력된 전기적 신호의 크기 사이의 값으로 설정될 수 있다.
제3 기준 값은 가변될 수 있다. 예를 들어, 제3 기준 값은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 또한, 제3 기준 값은 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 의존하여 가변될 수 있다.
광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값들의 합이 제3 기준 값 이상이 아니면(1240의 아니오), 세탁기(100)는 터브(120)의 물이 염료에 의하여 오염된 것을 식별한다(1250).
광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값보다 크고 광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값이 제3 기준 값보다 작으면, 적외선의 산란율이 작고 가시광선의 산란율이 큰 것이 판단된다.
앞서 설명된 바와 같이, 물에 혼합된 입자가 작을수록 적외선의 산란율이 감소하고, 물에 혼합된 입자가 클수록 적외선의 산란율이 증가한다. 가시광선을 수신하는 제1, 제2 및 제3 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)로부터 출력된 전기적 신호들의 크기의 합이 제3 기준 값보다 작으면 제어부(170)는 터브(120)의 물에 크기가 작은 입자 대표적으로 염료가 혼합된 것을 식별할 수 있다.
세탁물의 염색을 위하여 염료가 세탁물에 포함될 수 있으며, 세탁 중에 염료는 세탁물로부터 분리될 수 있다. 세제의 화학 작용에 의하여 세탁물의 염료가 세탁물로부터 분리될 수 있다.
염료는 색상에 따라 특정한 파장의 광 또는 서로 다른 파장을 가지는 광들을 산란시킬 수 있다. 따라서, 특정한 파장의 광 또는 서로 다른 파장을 가지는 광은 염료가 혼합된 물을 통과하지 못할 수 있다. 그로 인하여, 제1, 제2 및 제3 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)이 수신하는 광의 세기가 저감될 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)로부터 출력된 전기적 신호들의 크기가 작아질 수 있다.
세탁기(100)는 세탁 시간의 감소시킨다(1260).
터브(120)에 담긴 물이 염료에 의하여 오염된 경우, 염료는 다른 세탁물을 오염시킬 수 있다. 다시 말해, 염료에 의하여 다른 세탁물의 색상이 변할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 세탁기(100)는 세탁 시간을 감소시키고, 터브(120)의 물을 배출할 수 있다.
동작 1230에서 광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값 이상이 아니면(1230의 아니오), 세탁기(100)는 물의 오염도를 식별한다(1270).
적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드(222IR)로부터 출력된 전기적 신호의 크기가 제2 기준 값보다 작으면 터브(120)의 물에 입자가 혼합된 것이 판단될 수 있다. 세탁 시간을 조절하기 위하여 제어부(170)는 물의 오염도를 식별할 수 있다.
또한, 동작 1240에서 광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값들의 합이 제3 기준 값 이상이면(1240의 예), 세탁기(100)는 물의 오염도를 식별한다(1270).
광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력 값이 제2 기준 값보다 크고 광학 센서(200)의 가시광선에 의한 출력 값이 제3 기준 값보다 크면, 물이 깨끗한 것이 판단될 수 있다. 세탁 시간을 조절하기 위하여 제어부(170)는 물의 오염도를 식별할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 적외선에 의한 출력과 가시광선에 의한 광학 센서의 출력에 기초하여 터브(120)에 담긴 물이 염료에 의하여 오염되었는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 세탁기(100)는 모든 색상의 염료를 감지할 수 있도록 청색 광을 수신할 수 있는 제1 포토 다이오드(222B)와 녹색 광을 수신할 수 있는 제2 포토 다이오드(222G)와 적색 광을 수신할 수 있는 제3 포토 다이오드(222R)를 포함할 수 있다. 물이 염료에 의하여 오염된 것이 판단되면, 세탁기(100)는 세탁 시간을 감소시킴으로써 염료에 의하여 다른 세탁물의 색상이 변화되는 것을 방지할 수 있다.
도 19은 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁 행정 동안 물의 오염 정도를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 세탁기(100)는 세탁 행정 동안 광에 의한 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 측정된 청정도 또는 탁도에 의존하여 물의 오염 정도를 식별한다(1300).
세탁기(100)는 세탁 행정을 개시한다(1310). 세탁기(100)는 세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하인지 여부를 판단한다(1320).
동작 1310, 및 1320은 도 18에 도시된 동작 1210, 및 1220과 각각 동일할 수 있다.
세탁 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하이면(1320의 예), 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제4 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1330).
제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도를 판단할 수 있다.
터브(120)에 담긴 물의 오염 정도를 판단하기 위하여, 제어부(170)는 제1, 제2, 제3 및 제4 포토 다이오드들(222B, 222G, 222R, 222IR)로부터 출력된 전기적 신호들의 크기의 합을 산출할 수 있다. 다시 말해, 제어부(170)는 청색 광에 의하여 측정된 물의 청정도(탁도와 반비례)를 나타내는 값과 녹색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 적색 광에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값과 적외선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값의 합을 산출할 수 있다.
제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 탁도 또는 청정도를 판단하기 위하여 광학 센서(200)의 출력 값들의 합을 제4 기준 값과 비교할 수 있다.
제4 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제4 기준 값은 세탁에 이용된 물의 낮은 오염을 나타내는 탁도에 기초하여 설정될 수 있다.
제4 기준 값은 가변될 수 있다. 예를 들어, 제4 기준 값은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 또한, 제4 기준 값은 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 의존하여 가변될 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제4 기준 값 이상이면(1330의 예), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 낮은 오염으로 판단한다(1340).
적외선과 가시광선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값이 제4 기준 값 이상이면, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도를 낮은 오염으로 판단할 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제4 기준 값 이상이 아니면(1330의 아니오), 광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제5 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1350).
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제4 기준 값 이상이 아니면(즉, 광에 의하여 측정된 물의 탁도가 낮은 오염을 나타내는 기준 값보다 크면), 제어부(170)는 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인지 또는 높은 오염인지를 식별할 수 있다.
터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인지 또는 높은 오염인지를 식별하기 위하여, 제어부(170)는 제어부(170)는 광학 센서(200)의 출력 값들의 합을 제5 기준 값과 비교할 수 있다. 제5 기준 값은 제4 기준 값보다 작은 값일 수 있다.
제5 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제5 기준 값은 터브(120)에 담긴 물이 높은 오염을 나타내는 탁도에 기초하여 설정될 수 있다.
제5 기준 값은 가변될 수 있다. 예를 들어, 제5 기준 값은 세탁물의 양에 의존하여 가변될 수 있다. 또한, 제5 기준 값은 세제가 액체 세제인지 또는 가루 세제인지에 의존하여 가변될 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제5 기준 값 이상이면(1350의 예), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 중간 오염으로 판단한다(1360).
적외선과 가시광선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값이 제5 기준 값 이상이면, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도를 중간 오염으로 판단할 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제5 기준 값 이상이 아니면(1350의 아니오), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 높은 오염으로 판단한다(1370).
적외선과 가시광선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값이 제5 기준 값보다 작으면, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도를 높은 오염으로 판단할 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 세탁 시간을 조절한다(1380).
제어부(170)는, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인지 또는 중간 오염인지 또는 높은 오염인지에 기초하여, 세탁 시간을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 유지하고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 제1 시간 만큼 증가시키고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 높은 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 제1 시간보다 큰 제2 시간 만큼 증가시킬 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 감소시키고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 유지하고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 높은 오염인 것에 응답하여 세탁 시간을 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 가시광선 및 적외선을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 물의 청정도 또는 탁도에 기초하여 세탁 시간을 조절할 수 있다. 그에 의하여, 세탁기(100)의 동자 시간이 감소될 수 있다.
도 20은 일 실시예에 의한 세탁기의 헹굼 행정 동안 물의 오염 정도를 식별하기 위한 동작을 도시한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 세탁기(100)는 헹굼 행정 동안 광에 의한 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 측정된 청정도 또는 탁도에 의존하여 물의 오염 정도를 식별한다(1400).
세탁기(100)는 헹굼 행정을 개시한다(1410).
제어부(170)는 급수를 위하여 급수 밸브(151)를 개방할 수 있다. 급수 밸브(151)의 개방으로 인하여, 물은 세제함(141)을 경유하여 터브(120)에 공급되나 세제함(141)의 세제는 이미 세탁 행정 중에 터브(120)에 투입되었으므로 헹굼을 위한 급수(2번째 급수) 동안에는 오직 물만이 터브(120)에 공급된다.
터브(120)의 수위가 정해진 수위에 도달하면, 제어부(170)는 급수 밸브(151)를 폐쇄하고, 세탁물의 헹굼을 위하여 드럼(130)을 저속으로 회전하도록 드럼 모터(135)를 제어할 수 있다.
이러한 헹굼은 미리 정해진 세탁 시간 동안 수행될 수 있다.
세탁기(100)는 헹굼 종료까지 남은 시간이 제3 시간 이하인지 여부를 판단한다(1420).
동작 1420은 도 18에 도시된 동작 1220과 동일할 수 있다.
헹굼 종료까지 남은 시간이 제3 시간 이하가 아니면(1420의 아니오), 세탁기(100)는 헹굼을 위한 드럼(130)의 회전을 계속할 수 있다.
헹굼 종료까지 남은 시간이 제3 시간 이하이면(1420의 예), 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제6 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1430).
헹굼 종료까지 남은 시간이 제2 시간 이하이면, 제어부(170)는 헹굼 시간을 증가할지 또는 저감할지를 판단할 수 있다.
제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 탁도 또는 청정도를 판단하기 위하여 광학 센서(200)의 출력 값들의 합을 제6 기준 값과 비교할 수 있다. 제6 기준 값은 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있으며, 가변될 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제6 기준 값 이상이면(1430의 예), 세탁기(100)는 헹굼을 위한 급수량을 감소시킨다(1440).
적외선과 가시광선에 의하여 측정된 물의 청정도를 나타내는 값이 제6준 값 이상이면, 제어부(170)는 헹굼에 이용되는 물이 오염되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 물의 소비를 저감하기 위하여 헹굼에 이용되는 물의 양을 감소시킬 수 있다.
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제6 기준 값 이상이 아니면(1430의 아니요), 세탁기(100)는 광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제7 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1450).
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제7 기준 값 이상이면(1450의 예), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 낮은 오염으로 판단한다(1460).
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제7 기준 값 이상이 아니면(1450의 아니오), 광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제8 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(1470).
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제8 기준 값 이상이면(1470의 예), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 중간 오염으로 판단한다(1480).
광학 센서(200)의 출력 값의 합이 제8 기준 값 이상이 아니면(1470의 아니오), 세탁기(100)는 물의 오염 정도를 높은 오염으로 판단한다(1490).
동작 1450, 1460, 1470, 1480 및 1490은 도 19에 도시된 동작 1330, 1340, 1350, 1360 및 1370과 동일할 수 있다.
이후, 세탁기(100)는 헹굼 횟수를 조절한다(1495).
제어부(170)는, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인지 또는 중간 오염인지 또는 높은 오염인지에 기초하여, 헹굼 횟수를 조절할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인 것에 응답하여 헹굼 행정을 종료하고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인 것에 응답하여 헹굼 횟수를 유지하고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 높은 오염인 것에 응답하여 헹굼 횟수를 증가시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 세탁기(100)는 헹굼 시간을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 낮은 오염인 것에 응답하여 헹굼 시간을 감소시키고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 중간 오염인 것에 응답하여 헹굼 시간을 유지하고, 터브(120)에 담긴 물의 오염 정도가 높은 오염인 것에 응답하여 헹굼 시간을 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 가시광선 및 적외선을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 측정하고, 물의 청정도 또는 탁도에 기초하여 헹굼을 위한 물의 양, 헹굼 횟수 및/또는 헹굼 시간을 조절할 수 있다. 그에 의하여, 세탁기(100)의 동작 시간이 감소되고, 세탁기(100)의 물 소비량이 감소될 수 있다.
도 21 및 도 22는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 광학 센서의 다른 일 예를 도시한다.
광학 센서(200)는 도 21에 도시된 바와 같이 가시광선을 발신하는 제1 발광 소자(230)와, 적외선을 발신하는 제2 발광 소자(240)와, 제1 발광 소자(230)로부터 발신된 가시광선을 수신하는 제1 수광 소자(250)와, 제2 발광 소자(240)로부터 발신된 적외선을 수신하는 제2 수광 소자(260)를 포함한다.
제1 발광 소자(230)는 가시광선을 발신할 수 있는 제1 발광 다이오드(231)를 포함할 수 있으며, 제1 수광 소자(250)는 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선을 통과시키는 제1 컬러 필터(251)와, 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선 각각의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력하는 제1 포토 다이오드(252)를 포함한다.
제1 발광 다이오드(231)는 청색 광과 녹색 광과 적색 광을 포함하는 백색 광을 발신할 수 있다. 제1 컬러 필터(251)는 청색 광과 녹색 광과 적색 광을 선택적으로 통과시키고, 제1 포토 다이오드(252)는 청색 광과 녹색 광과 적색 광 각각의 세기에 의존하는 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호와 제3 전기적 신호를 출력할 수 있다.
제2 발광 소자(240)는 적외선을 발신할 수 있는 제2 발광 다이오드(241)를 포함할 수 있으며, 제2 수광 소자(260)는 적외선을 통과시키는 제2 컬러 필터(261)와 적외선의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력하는 제2 포토 다이오드(262)를 포함한다.
제1 발광 소자(230)는 제1 수광 소자(250)를 향하여 백색 가시광선을 발신할 수 있다. 제1 수광 소자(250)는 제1 발광 소자(230)로부터 발신된 백색 가시광선 중에 터브(120)에 담긴 물에 의하여 산란되지 아니한 청색 광과 녹색 광과 적색 광을 수신할 수 있다.
제2 발광 소자(240)는 제1 발광 소자(230)와 나란하게 배치되며, 제2 수광 소자(260)를 향하여 적외선을 발신할 수 있다. 제2 수광 소자(260)는 제1 수광 소자(250)와 나란하게 배치되며, 제2 발광 소자(240)로부터 발신된 적외선 중에 터브(120)에 담긴 물에 의하여 산란되지 아니한 적외선을 수신할 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 수광 소자(260)로부터 출력되는 전기적 신호의 크기는 터브(120)에 담긴 물의 청정도와 비례하며, 물의 탁도와 반비례할 수 있다.
광학 센서(200)는 도 22에 도시된 바와 같이 가시광선을 발신하는 제1 발광 소자(230)와, 적외선을 발신하는 제2 발광 소자(240)와, 제1 발광 소자(230) 및 제2 발광 소자(240)로부터 각각 발신된 가시광선과 적외선을 수신하는 제3 수광 소자(270)를 포함한다.
제1 발광 소자(230)는 가시광선을 발신할 수 있는 제1 발광 다이오드(231)를 포함할 수 있으며, 제2 발광 소자(240)는 적외선을 발신할 수 있는 제2 발광 다이오드(241)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 발광 다이오드들(231, 241)은 도 21에 도시된 제1 및 제2 발광 다이오드들(231, 241)과 동일하게 각각 백색 가시광선과 적외선을 발신할 수 있다.
제3 수광 소자(270)는 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선과 적외선을 선택적으로 통과시키는 제3 컬러 필터(271)와, 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선과 적외선 각각의 세기에 의존하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 출력하는 제3 포토 다이오드(272)를 포함한다.
제1 발광 소자(230)는 제3 수광 소자(270)를 향하여 백색 가시광선을 발신할 수 있다. 제2 발광 소자(240)는 제3 수광 소자(270)가 아닌 위치를 향하여 적외선을 발신할 수 있다. 예를 들어, 제2 발광 소자(240)로부터 발신된 적외선의 광 경로는 제1 발광 소자(230)로부터 발신된 백색 가시광선의 광 경로와 대략 직교할 수 있다.
제3 수광 소자(270)는 제1 발광 소자(230)로부터 발신된 백색 가시광선 중에 터브(120)에 담긴 물에 의하여 산란되지 아니한 청색 광과 녹색 광과 적색 광을 수신할 수 있다. 또한, 제3 수광 소자(270)는 제2 발광 소자(240)로부터 발신된 적외선 중 제3 수광 소자(270)를 향하여 산란된 적외선을 수신할 수 있다.
따라서, 제3 수광 소자(270)로부터 출력되는 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선에 의한 전기적 신호들의 크기는 터브(120)에 담긴 물의 청정도와 비례하며, 물의 탁도와 반비례할 수 있다. 반면, 제3 수광 소자(270)로부터 출력되는 적외선에 의한 전기적 신호의 크기는 터브(120)에 담긴 물의 청정도와 반비례하며, 물의 탁도와 비례할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 가시광선의 광 경로와 적외선의 광 경로가 상이한 광학 센서(200)를 이용하여 터브(120)에 담긴 물의 청정도 또는 탁도를 측정할 수 있다. 다만, 가시광선의 광 경로와 적외선의 광 경로는 서로 근접한 것이 바람직하다.
세탁기는 터브; 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼; 터브에 세제를 공급할 수 있는 세제 공급부; 터브에 물을 공급할 수 있는 급수부; 터브의 하측에 마련되어, 발광 소자와 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하는 광학 센서; 및 세탁 동안 세제와 물을 터브에 공급하도록 급수부를 제어하고 드럼을 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 제어부는 광을 발신하도록 광학 센서를 제어하고 광학 센서로부터 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 수신 세기를 수신하고 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 적외선의 수신 세기에 기초하여 세탁의 시간을 조절할 수 있다.
서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들은 적어도 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선을 포함할 수 있다.
세탁의 종료까지 남은 시간이 제1 시간 이하이면, 제어부는 수광 소자를 향하여 광을 발신하도록 발광 소자를 제어하고 수광 소자로부터 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 세기를 수신할 수 있다.
세탁기는 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 적외선의 수신 세기에 기초하여 물이 세탁물의 염료에 의하여 오염되었는지 여부를 판단할 수 있으며, 세탁의 시간을 감소시킴으로써 염료에 의하여 다른 세탁물의 색상이 변하는 것을 방지할 수 있다.
적외선의 수신 세기가 제1 기준보다 크고 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합이 제2 기준보다 작으면, 제어부는 세탁의 시간을 감소시킬 수 있다.
세탁기는 적외선의 수신 세기가 제1 기준보다 크고 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합이 제2 기준보다 작으면 물이 세탁물의 염료에 의하여 오염된 것을 식별할 수 있으며, 세탁의 시간을 감소시킴으로써 염료에 의하여 다른 세탁물의 색상이 변하는 것을 방지할 수 있다.
제어부는 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 세탁의 시간을 조절할 수 있다.
제어부는 헹굼 동안 물을 터브에 공급하도록 급수부를 제어하고 드럼을 회전시키고, 제어부는 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 헹굼의 횟수를 조절할 수 있다.
세탁기는 세탁의 시간 및/또는 헹굼의 시간을 감소시킴으로써 세탁기의 동작 시간을 감소시킬 수 있다.
세탁 동안 세제와 물을 터브에 공급한 이후 경과된 시간이 제2 시간 이상이면 제어부는 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 세제의 종류를 식별할 수 있다.
발광 소자는 미리 정해진 파장을 가지는 광을 발신하는 발광 다이오드와, 발광 다이오드로부터 발신된 광의 수신에 응답하여 서로 다른 복수의 파장을 가지는 광을 발신하는 형광체를 포함할 수 있다.
세탁기는 백색 광을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 측정할 수 있다.
수광 소자는 각각이 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들을 선택적으로 투과시키는 복수의 컬러 필터들과 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이와, 필터 어레이를 투과한 광을 수신하는 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함할 수 있다.
세탁기는 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
수광 소자는 청색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 청색 필터와 녹색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 녹색 필터와 적색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 적색 필터와 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이와, 청색 필터를 투과한 청색 가시광선을 수신하는 제1 포토 다이오드와 녹색 필터를 투과한 녹색 가시광선을 수신하는 제2 포토 다이오드와 적색 필터를 투과한 적색 가시광선을 수신하는 제3 포토 다이오드와 적외선 필터를 투과한 적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드를 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함할 수 있다.
세탁기는 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선과 적외선을 이용하여 물의 청정도 또는 탁도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 세탁기 110: 컨트롤 패널
111: 다이얼 112: 버튼
113: 디스플레이 120: 터브
130: 드럼 135: 드럼 모터
141: 세제함 151: 급수 밸브
161: 배수 펌프 170: 제어부
200: 광학 센서 210: 발광 소자
211: 발광 다이오드 212: 형광체
220: 수광 소자 221: 필터 어레이
221B: 청색 필터 221G: 녹색 필터
221R: 적색 필터 221IR: 적외선 필터
222: 포토 다이오드 어레이 222B: 제1 포토 다이오드
222G: 제2 포토 다이오드 222R: 제3 포토 다이오드
222IR: 제4 포터 다이오드 230: 제1 발광 소자
231: 제1 발과 다이오드 240: 제2 발광 소자
241: 제2 발광 다이오드 250: 제1 수광 소자
251: 제1 컬러 필터 252: 제1 포토 다이오드
260: 제2 수광 소자 261: 제2 컬러 필터
262: 제2 포토 다이오드 270: 제3 수광 소자
271: 제3 컬러 필터 272: 제3 포토 다이오드

Claims (20)

  1. 터브;
    상기 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼;
    상기 터브에 세제를 공급할 수 있는 세제 공급부;
    상기 터브에 물을 공급할 수 있는 급수부;
    상기 터브의 하측에 마련되어, 발광 소자와 상기 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하는 광학 센서; 및
    세탁 동안 상기 세제와 물을 상기 터브에 공급하도록 상기 급수부를 제어하고 상기 드럼을 회전시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 광을 발신하도록 상기 광학 센서를 제어하고 상기 광학 센서로부터 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기를 수신하고, 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 상기 적외선의 수신 세기에 기초하여 상기 세탁의 시간을 조절하는 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들은 적어도 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선을 포함하는 세탁기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세탁의 종료까지 남은 시간이 제1 시간 이하이면, 상기 제어부는 상기 수광 소자를 향하여 광을 발신하도록 상기 발광 소자를 제어하고 상기 수광 소자로부터 상기 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들의 수신 세기와 적외선의 수신 세기를 수신하는 세탁기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적외선의 수신 세기가 제1 기준보다 크고 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합이 제2 기준보다 작으면, 상기 제어부는 상기 세탁의 시간을 감소시키는 세탁기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 상기 세탁의 시간을 조절하는 세탁기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세탁 동안 상기 세제와 물을 상기 터브에 공급한 이후 경과된 시간이 제2 시간 이상이면 상기 제어부는 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 상기 세제의 종류를 식별하는 세탁기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 헹굼 동안 상기 물을 상기 터브에 공급하도록 상기 급수부를 제어하고 상기 드럼을 회전시키고,
    상기 제어부는 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 상기 헹굼의 횟수를 조절하는 세탁기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 미리 정해진 파장을 가지는 광을 발신하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드로부터 발신된 광의 수신에 응답하여 서로 다른 복수의 파장을 가지는 광을 발신하는 형광체를 포함하는 세탁기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는,
    각각이 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들을 선택적으로 투과시키는 복수의 컬러 필터들과 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이; 및
    필터 어레이를 투과한 광을 수신하는 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함하는 세탁기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는,
    청색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 청색 필터와 녹색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 녹색 필터와 적색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 적색 필터와 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이; 및
    상기 청색 필터를 투과한 청색 가시광선을 수신하는 제1 포토 다이오드와 상기 녹색 필터를 투과한 녹색 가시광선을 수신하는 제2 포토 다이오드와 상기 적색 필터를 투과한 적색 가시광선을 수신하는 제3 포토 다이오드와 상기 적외선 필터를 투과한 적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드를 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함하는 세탁기.
  11. 세탁 동안 세제와 물을 터브에 공급하고 상기 터브 내에 회전 가능하게 마련된 드럼을 회전시키고;
    상기 세탁의 종료까지 남은 시간이 제1 시간 이하이면, 상기 터브의 하측에 마련된 광학 센서의 발광 소자에 의하여, 서로 다른 파장을 가지는 광을 발신하고;
    상기 광학 센서의 수광 소자에 의하여, 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 수신하고;
    상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합과 상기 적외선의 수신 세기에 기초하여, 상기 세탁의 시간을 조절하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들은 적어도 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 세탁의 시간을 조절하는 것은 상기 적외선의 수신 세기가 제1 기준보다 크고 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기의 합이 제2 기준보다 작으면 상기 세탁의 시간을 감소시키는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어 방법은 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 상기 세탁의 시간을 조절하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어 방법은 상기 복수의 가시광선들의 수신 세기와 상기 적외선의 수신 세기의 합에 기초하여 상기 세제의 종류를 식별하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  16. 터브;
    상기 터브 내에 회전 가능하게 마련되는 드럼;
    상기 터브의 하측에 마련되며, 발광 소자와 상기 발광 소자로부터 발신된 광 중에 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들과 적외선을 선택적으로 수신하는 수광 소자를 포함하고 광학 센서; 및
    상기 수광 소자를 향하여 광을 발신하도록 상기 발광 소자를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 수광 소자는,
    각각이 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들을 선택적으로 투과시키는 복수의 컬러 필터들과 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하는 필터 어레이; 및
    상기 필터 어레이를 투과한 광을 수신하는 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 어레이를 포함하는 세탁기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들은 적어도 청색 가시광선과 녹색 가시광선과 적색 가시광선을 포함하는 세탁기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 필터 어레이는 청색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 청색 필터와 녹색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 녹색 필터와 적색 가시광선을 선택적으로 투과시키는 적색 필터와 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 필터를 포함하고,
    상기 포토 다이오드 어레이는 상기 청색 필터를 투과한 청색 가시광선을 수신하는 제1 포토 다이오드와 상기 녹색 필터를 투과한 녹색 가시광선을 수신하는 제2 포토 다이오드와 상기 적색 필터를 투과한 적색 가시광선을 수신하는 제3 포토 다이오드와 상기 적외선 필터를 투과한 적외선을 수신하는 제4 포토 다이오드를 포함하는 세탁기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 발광 소자는
    미리 정해진 파장을 가지는 광을 발신하는 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드로부터 발신된 광의 수신에 응답하여 서로 다른 복수의 파장을 가지는 가시광선과 적외선을 발신하는 형광체를 포함하는 세탁기.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 발광 소자는 서로 다른 파장을 가지는 복수의 가시광선들을 발신하는 제1 발광 소자와, 적외선을 발신하는 제2 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 소자는 제1 방향으로 상기 복수의 가시광선들을 발신하고, 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 적외선을 발신하는 세탁기.
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