KR20190110781A

KR20190110781A - 위치 제어 가능한 초음파 프로브 및 초음파 프로브의 위치 제어 방법

Info

Publication number: KR20190110781A
Application number: KR1020180032648A
Authority: KR
Inventors: 김정회; 김승태; 윤태영; 김현석; 이서희
Original assignee: (주) 엠큐브테크놀로지
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2019-10-01
Also published as: KR102059660B1

Abstract

본 발명은 위치 제어 가능한 초음파 프로브 및 초음파 프로브의 위치 제어 방법에 관한 것이다. 전술한 초음파 프로브는 서로 마주보는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면에 자석과 적어도 둘 이상의 홀 센서를 장착하고, 트랜스듀서 고정 모듈의 스윙에 따라 홀 센서가 감지한 자속 밀도 측정값들과 사전 설정된 구간 판별 기준을 이용하여, 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치 정보를 검출하고, 검출된 현재 위치 정보를 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치로 빠르게 이동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치 제어 가능한 초음파 프로브 및 초음파 프로브의 위치 제어 방법{Ultrasound probe being capable of controlling position and method for controlling position of the ultrasound probe}

본 발명은 초음파 프로브에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 장치에 대한 물리적 충격없이 초음파 트랜스듀스를 스윙 시작 위치로 이동시킬 수 있도록 하는 위치 제어 가능한 초음파 프로브 및 상기 초음파 프로브의 위치 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 시스템은 탐촉자인 트랜스듀서의 압전 효과에 의하여 검사하고자 하는 대상물에 초음파 신호를 발사하고, 그 결과 대상물의 불연속면에서 반사되어 되돌아오는 초음파 신호를 수신한 다음, 그 수신된 초음파 신호를 전기적 신호로 변환시켜 소정의 영상 장치에 출력함으로써 대상물의 내부 상태를 검사하는 시스템이다. 이러한 초음파 시스템은 의료 진단용, 비파괴 검사, 수중 탐색 기기 등에 널리 사용되고 있다.

초음파 진단 장비의 초음파 프로브는 트랜스듀서의 배열 형태에 따라 리니어(linear), 컨벡스(convex) 또는 서큘러(circular) 타입 등으로 구분될 수 있다. 트랜스듀서가 1차원의 선형 어레이(array) 또는 2차원의 어레이 형태로 배열된 경우, 단일의 스캔 면에 대한 초음파 정보를 한 번의 스캔 동작에 의해 획득할 수 있게 되어, 편리하고 빠른 시간 내에 정보를 획득할 수 있게 된다. 하지만, 이와 같이 다수 개의 트랜스듀서가 배열된 초음파 진단 장비는 크기가 크기 때문에 휴대용으로 사용하기 어려울 뿐만 아니라, 제조 비용도 증가하게 된다.

이러한 문제 때문에, 소수 개의 트랜스듀서를 이용하여 2차원 정보 또는 3차원 정보를 획득할 수 있는 초음파 진단 장비들이 다양하게 연구 개발되었다.

한국등록특허 제 10-0763453호는 "방광진단용 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 방법"에 관한 것으로서, 상기 본 출원인의 등록특허는 다수 개의 스캔 면에 대한 2차원 초음파 정보를 수집하여 3차원의 입체 영상을 획득하는 기술이 개시되어 있다.

도 1은 한국등록특허 10-0763453호에 개시된 도면으로서, 이 등록특허의 초음파 진단 장치는 스캔 면을 따라 장비를 회전(a 방향)시키는 제 1 스텝 모터(120)와 각 스캔면에서 부채꼴 모양의 2차원 영상을 획득하기 위하여 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 고정 모듈(110)을 왕복 스윙 운동(b 방향)시키는 제2 스텝 모터(130)를 구비하여, 트랜스듀서를 회전시키면서 피검체를 스캔하도록 구성된다.

도 2는 상기와 같은 등록특허를 포함한 종래 초음파 진단장치의 측정 방법을 보여주는 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서고정 모듈(110)이 구동축(115)을 통해 베이스 프레임(140)에 회전 가능하게 설치된 상태에서, 앞서 설명한 스텝 모터에 의해 트랜스듀서 고정 모듈(110)이 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 회전하면서 피검체를 측정할 수 있도록 구성된다.

상기 트랜스듀서 고정 모듈은 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 시작 위치와 끝 위치의 사이를 좌우로 스윙하게 되는데, 시작 위치와 끝 위치에 스톱퍼(stopper) 또는 레이저 센서와 같은 물리적인 구성을 배치함으로써, 시작 위치를 인식하게 된다. 상기 트랜스듀서 고정 모듈이 외부적인 충격이나 예상치못한 전원 오프 등에 의해 스윙 각도 범위내의 임의의 위치에 정지하거나, 다수 개의 초음파 영상들을 획득하기 위한 시작 지점을 일치시키고자 하는 경우, 모터를 구동하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 시작 위치로 이동시키되, 전술한 물리적인 구성들을 이용하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈이 시작 위치에 배치된 스톱퍼와의 접촉에 의해 정지되도록 함으로써, 기계적인 방법으로 시작 위치로 이동시키게 된다. 이 경우, 모터에 충격이 가해질 뿐만 아니라 장비 전체에도 지속적인 충격이 가해짐에 따라 장비의 내구성이 감소되는 문제가 발생하게 된다.

한국등록특허 제 10-0763453호

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치를 검출하고 검출된 위치를 이용하여 비접촉 방식으로 트랜스듀서 고정 모듈을 사전 설정된 스윙 시작 위치로 이동시킬 수 있도록 한 위치 제어가능한 초음파 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 초음파 프로브에서 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치를 검출하고, 사전 설정된 스윙 시작 위치로 비접촉 방식으로 이동시킬 수 있도록 한 위치 제어 방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브는, 소정 위치에 초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 고정 모듈; 본체 및 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 스윙(swing) 할 수 있도록 구성된 구동축으로 이루어지고, 상기 구동축에 트랜스듀서 고정 모듈의 일단이 장착된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 구동축에 연결되어 상기 구동축을 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 구동을 제어하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 위치를 제어하는 제어 모듈;을 구비하고,

서로 대향되어 있는 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 하나에 자석이 장착되고, 상기 서로 대향되어 있는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 나머지 하나에 홀 센서가 장착되고, 상기 홀 센서는 사전 설정된 제1 거리만큼 이격되어 배치된 제1 홀 센서와 제2 홀 센서로 이루어진 것을 특징으로 하며,

상기 제1 및 제2 홀 센서는 상기 자석에 의한 자속 밀도를 감지하고 상기 감지 신호를 상기 제어 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하며,

상기 제어 모듈은 상기 제1 및 제2 홀 센서로부터 입력된 감지 신호들과 사전 설정된 구간 판별 기준 정보들을 이용하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 사전 설정된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 제어 모듈은 사전 설정된 구간 판별 기준 정보를 저장 및 관리하는 데이터 테이블을 더 구비하고,

상기 데이터 테이블에 저장된 구간 판별 기준 정보는, 전체 스윙 각도 범위에 대하여 분할된 다수 개의 구간에 대한 구간별 판별 기준 데이터, 구간별 모터 구동량 정보 및 구간 판별시 추가적으로 사용되는 특징 정보들을 포함하는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 자석은 트랜스듀서 고정 모듈의 사전 설정된 스윙 각도 범위의 시작점과 끝점에 각각 배치된 제1 자석과 제2 자석으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 자석은 N극 및 S극 자석으로 이루어지되 제1 및 제2 자석은 N극 및 S극 자석의 배치가 서로 반대인 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 자석은 회전되도록 구성된 트랜스듀서 고정 모듈의 일면에 장착되고, 상기 홀 센서는 베이스 프레임의 고정된 본체의 일면에 장착된 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 제어 모듈은 사용자의 선택에 의해 구동되는 초기 설정 모드를 구비하고,

상기 초기 설정 모드가 선택되면, 상기 제어 모듈은 모터를 구동시켜 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위를 스캔시키면서 스윙 각도에 따른 홀 센서의 감지값들과 모터 구동량 정보들을 저장하고, 사전 설정된 구간 분할 기준에 따라 홀 센서의 감지값들을 이용하여 전체 스윙 각도 범위를 복수 개의 구간으로 분할하고, 분할된 각 구간에 대응되는 구간별 판별 기준 데이터 및 구간별 모터 구동량 정보들을 데이터 테이블에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하며,

상기 구간별 모터 구동량 정보는 스윙 시작 위치에서 각 구간의 임의 위치로 이동하기 위하여 요구되는 모터의 구동량에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 제어 모듈은 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 상기 감지값들로부터 추출하여 데이터 테이블에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하며,

상기 특징 정보들은 각 구간별 감지값들의 기울기값들을 이용하여 획득한 상수값들인 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 제어 모듈은 전원이 온(ON)되거나 사용자의 선택에 의해 구동되는 위치 제어 모드를 구비하고,

상기 위치 제어 모드에서는, 상기 제어 모듈은 상기 제1 및 제2 홀 센서로부터 연속된 시간에 대한 감지값들을 제공받고, 상기 데이터 테이블로부터 구간별 판별 기준 데이터를 판독하고, 상기 판독된 구간별 판별 기준 데이터와 상기 제공된 감지값들을 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 구간을 검출하고, 상기 검출된 현재 구간에서 스윙 시작 위치로 이동시키기 위한 모터 구동량 정보를 상기 데이터 테이블로부터 판독하고, 모터를 상기 판독된 모터 구동량만큼 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치의 인접 위치로 1차 이동시키고, 스윙 시작 위치의 인접 위치에서 제1 홀센서의 감지값을 검출하고 상기 제1 홀센서의 감지값이 최대값이 되도록 모터를 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치로 2차 이동 시키는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 위치 제어 가능한 초음파 프로브에 있어서, 상기 구간별 판별 기준 데이터는 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호들로 이루어지고,

상기 제1 기준 데이터는 제1 홀센서 감지값과 제2 홀센서 감지값의 차이값이며, 상기 제2 기준 데이터는 제1 홀센서 감지값의 기울기이며, 상기 제3 기준 데이터는 제2 홀센서 감지값의 기울기인 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 특징에 따른 초음파 프로브의 위치 제어 방법은, (a) 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여 전체 스윙 각도 범위를 다수 개의 구간으로 분할시키고, 상기 분할된 각 구간에 대하여 각 구간별 판별 기준 데이터 및 각 구간별 모터 구동량 정보를 획득하여 데이터 테이블에 저장하는 초기 설정 단계; (b) 연속된 시간의 현재 위치에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 측정하고, 데이터 테이블로부터 상기 구간별 판별 기준 데이터를 판독하고, 상기 측정된 감지값들과 상기 판독된 구간별 판별 기준 데이터를 이용하여 현재 위치한 구간 정보를 추출하고, 상기 현재 위치한 구간 정보에 대응되는 모터 구동량 정보를 데이터 테이블로부터 판독하고, 상기 판독된 모터 구동량 정보를 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 지점으로 이동시키는 위치 제어 단계;를 구비한다.

전술한 제2 특징에 따른 위치 제어 방법에 있어서, 상기 (a) 단계는,

(a1) 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위내를 스캔시키면서 각 스윙 각도에 따른 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들(S1, S2)을 저장하는 단계; (a2) 스캔된 전체 구간에 대하여, 각 스윙 각도에 따라 저장된 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들을 이용하여 사전 설정된 구간 분할 기준을 기반으로 하여 다수 개의 구간으로 분할하는 단계; (a3) 상기 분할된 각 구간에 대하여 상기 구간 분할 기준에 따른 각 구간별 판별 기준 데이터 및 각 구간별 모터 구동량 정보를 획득하여 데이터 테이블에 저장하는 단계;를 구비하는 것이 바람직하며,

전술한 제2 특징에 따른 위치 제어 방법에 있어서, 상기 구간 분할 기준은 사전 설정된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호들에 의해 결정되며, 스윙 시작 지점으로부터 상기 부호들을 확인하고, 상기 부호들 중 하나 또는 둘 이상이 변경되면 새로운 구간으로 설정하며,

상기 제1 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값(S1)과 제2 홀 센서의 감지값(S2)의 차이값(S1-S2)이며, 제2 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S1=S1(t)-S1(t+1))이며, 제3 기준 데이터는 제2 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S2=S2(t)-S2(t+1))인 것이 바람직하다.

(a4) 상기 분할된 각 구간에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여 위치 제어 단계에서 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 설정하여 상기 데이터 테이블에 저장하는 단계;를 더 구비하고, 상기 특징 정보들은 각 구간의 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들에 대한 기울기 정보들과 임의의 구간에서의 감지 최대값을 이용하여 구한 상수값들로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 제2 특징에 따른 위치 제어 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는,

(b1) 상기 제1 및 제2 홀 센서들로부터 연속된 시간(t,t+1)에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들(S1(t), S1(t+1), S2(t), S2(t+1))을 획득하는 단계; (b2) 상기 획득된 제1 및 제2 홀 센서들의 감지값들로부터 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 추출하는 단계; (b3) 상기 데이터 테이블에 저장된 구간별 판별 기준 데이터와 상기 추출된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 비교하여, 현재 구간 정보를 1차 검출하는 단계; (b4) 상기 검출된 현재 구간의 임의의 위치로부터 스윙 시작 위초로 이동하기 위하여 필요한 모터 구동량 정보를 상기 데이터 테이블의 현재 구간에 대응되는 모터 구동량을 판독하는 단계; (b5) 상기 판독된 모터 구동량만큼 모터를 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 이동시키는 단계; 를 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 제2 특징에 따른 위치 제어 방법에 있어서, 상기 위치 제어 방법은 상기 (b3) 단계 이후에, 상기 데이터 테이블에 저장된 추가적인 특징 정보들과 상기 제1 및 제2 홀센서의 감지값들의 기울기값들을 이용하여, 상기 1차 검출된 구간 정보들 중 하나를 2차 검출하게 되어 최종적으로 정확한 현재 구간을 판단하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 제2 특징에 따른 위치 제어 방법에 있어서, 상기 (b5) 단계는, 상기 판독된 모터 구동량만큼 모터를 구동시켜 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치의 인접 지점으로 1차 이동시키는 단계; 및 스윙 시작 위치의 인접 위치에서, 제1 홀센서의 감지값을 감지하면서, 감지된 제1 홀 센서의 감지값이 최대값이 되는 위치까지 모터를 미세 조정하여 스윙 시작 위치로 정밀하게 2차 이동시키는 단계;를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 초음파 프로브는 자석과 홀센서를 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈에 대한 현재 위치 정보를 검출하고, 사전 설정된 스윙 시작 위치로 비접촉 방식으로 신속하면서도 정확하게 이동시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 한국등록특허 10-0763453호에 개시된 초음파 진단 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 상기와 같은 등록특허를 포함한 종래 초음파 진단장치의 측정 방법을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 홀 센서의 위치에 따른 스윙 각도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 트랜스듀서 고정 모듈이 스윙 각도 범위의 시작점으로부터 끝점까지 스캔되는 각 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 도 4의 각 단계에 대하여, 제어 모듈이 초기 설정 모드에서 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위를 스캔시키면서 획득한 각 스윙 각도에 대한 제1 및 제2 홀 센서들의 감지값들을 예시적으로 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 도 5의 그래프를 통해 사전 설정된 구간 분할 기준에 따라 스윙 각도 범위를 분할하여 얻은 각 구간에 대한 구간 판별 기준 데이터들을 도시한 도표이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 초기 설정 모드에서의 상기 제어 모듈의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 위치 제어 모드에서의 상기 제어 모듈의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.

본 발명에 따른 초음파 프로브는 서로 마주보는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면에 자석과 홀 센서를 장착하고, 트랜스듀서 고정 모듈의 스윙에 따라 홀 센서가 감지한 자속 밀도 측정값들과 사전 설정된 구간 판별 기준을 이용하여, 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치 정보를 검출하고, 검출된 현재 위치 정보를 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치로 빠르게 이동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브의 구성 및 상기 초음파 프로브의 위치 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

< 초음파 프로브 >

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브를 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 프로브(20)는 초음파 트랜스듀서(200), 트랜스듀서 고정 모듈(210), 본체(222)와 구동축(224)으로 이루어진 베이스 프레임(220), 모터(도시되지 않음) 및 제어 모듈(도시되지 않음)을 구비한다.

상기 트랜스듀서 고정 모듈(210)은 소정 위치에 초음파 트랜스듀서(200)가 고정 장착된다. 상기 트랜스듀서 고정 모듈은 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 좌우 방향을 따라 스윙할 수 있도록 상기 베이스 프레임의 구동축(224)에 장착된다.

상기 베이스 프레임(220)은 본체(222) 및 사전 설정된 각도 범위내에서 스윙(swing) 할 수 있도록 구성된 구동축(224)으로 이루어지고, 상기 구동축에 트랜스듀서 고정 모듈(210)의 일단이 장착된다.

상기 모터는 상기 베이스 프레임의 구동축에 연결되고, 상기 제어 모듈로부터의 구동 신호에 따라 상기 구동축을 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 좌우로 회전시키게 된다. 그 결과, 상기 구동축에 연결된 트랜스듀서 고정 모듈은 사전 설정된 스윙 각도 범위를 스윙(swing)하게 된다.

서로 대향되어 있는 상기 트랜스듀서 고정 모듈(210)의 일면과 베이스 프레임(220)의 본체(222)의 일면 중 하나에 자석 모듈(215, 216)이 장착되고, 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 나머지 하나에 홀 센서(Hall sensor; 225, 226))가 장착되는 것이 바람직하다. 상기 홀센서는 고정된 베이스 프레임의 본체의 일면에 장착되고 상기 자석 모듈은 회전하는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면에 장착되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 홀센서는 사전 설정된 제1 거리만큼 이격되어 배치된 제1 홀센서(225)와 제2 홀센서(226)로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 홀센서는 상기 자석 모듈에 의한 자속 밀도를 각각 감지하고 상기 감지 신호들(s1, s2)을 상기 제어 모듈로 출력한다.

상기 자석 모듈은 트랜스듀서 고정 모듈의 스윙 각도 범위의 시작점과 끝점에 각각 배치되는 제1 자석(215)과 제2 자석(216)으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 자석은 사전 설정된 제2 거리만큼 이격 배치된 N극 자석과 S극 자석으로 이루어져 스윙 방향을 따라 나란히 배치되되, 제1 자석의 N극 및 S극 자석과 제2 자석의 N극 및 S극 자석은 서로 반대 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 자석은 N극 자석 - S극 자석의 순서로 배치되고 제2 자석은 S극 자석 - N극 자석의 순서로 배치되거나, 제1 자석은 S극 자석- N극 자석의 순서로 배치되고 제2 자석은 N극 자석 - S극 자석의 순서로 배치될 수 있다. 상기 N극 자석과 S극 자석의 이격 거리인 제2 거리는 제1 및 제2 홀센서의 이격 거리인 제1 거리와 서로 동일한 것이 바람직하다.

상기 제어 모듈은 초기 설정 모드와 위치 제어 모드를 구비한다.

상기 초기 설정 모드에서, 상기 제어 모듈은 사전 설정된 구간 분할 기준을 기반으로 하여, 전체 스윙 각도 범위를 스캔하여 획득한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여 전체 스윙 각도 범위를 다수 개의 구간으로 분할시키고, 각 구간별 판별 기준 데이터, 각 구간별 모터 구동량 정보 및 구간 판별시 사용될 특징 정보들을 검출하여 데이터 테이블에 저장한다.

상기 위치 제어 모드에서, 상기 제어 모듈은 트랜스듀서 고정 모듈의 위치를 모르는 상태에서, 연속된 시간(t,t+1)에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들(S1(t), S1(t+1), S2(t), S2(t+1))을 획득하고, 상기 획득된 감지값들을 이용하여 상기 데이터 테이블에 저장된 각 구간별 판별 기준 데이터 및 특징 정보들을 기반으로 하여 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치를 검출하고, 검출된 현재 위치 정보에 따라 스윙 시작 위치로 신속하게 이동시키도록 모터의 구동을 제어한다.

상기 제어 모듈의 동작에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

< 초음파 프로브의 제어 모듈의 위치 제어 방법>

이하, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브의 제어 모듈에 의한 위치 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 제어 모듈은 초기 설정 모드 및 위치 제어 모드의 동작 모드들을 구비하며, 사용자의 선택이나 사전 설정된 조건이 만족되는 경우 해당 동작 모드를 구동시키게 된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 홀 센서의 위치에 따른 스윙 각도를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 트랜스듀서 고정 모듈이 스윙 각도 범위의 시작점으로부터 끝점까지 스캔되는 각 단계를 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 도 4의 각 단계에 대하여, 제어 모듈이 초기 설정 모드에서 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위를 스캔시키면서 획득한 각 스윙 각도에 대한 제1 및 제2 홀 센서들의 감지값들을 예시적으로 도시한 그래프이다. 도 6에서, S1은 제1 홀 센서에 의해 얻은 감지 신호이며, S2는 제2 홀 센서에 의해 얻은 감지 신호이다.

도 5를 참조하면, 'A'는 시작 위치이며 'I'는 끝 위치이며, 프랜스듀서 고정 모듈은 A,B,C,D,E,F,G,H,I 로 순차적으로 이동하게 되며, 도 6을 참조하면 각 스윙 각도에서 제1 홀센서의 감지 신호들(S1)과 제2 홀센서의 감지 신호들(S2)이 일정 시간 지연(time delay;TD)을 가지면서 동일한 형태의 그래프를 가지게 된다. 도 5를 참조하면, S1과 S2는 동일한 형태의 그래프를 구성하되, 제1 홀 센서와 제2 홀 센서의 이격 거리에 따라 시간 지연(Time delay;TD)이 발생됨을 알 수 있다.

이하, 도 8을 참조하여 초기 설정 모드에서의 제어 모듈의 동작을 구체적으로 설명한다.

상기 초기 설정 모드는 사용자의 선택에 의해 구동될 수 있으며, 최초 사용시에 사용자의 선택에 의해 구동되거나 초음파 프로브의 사용 중 하드웨어를 재설치하거나 소프트웨어를 업그레이드시킨 경우 사용자의 선택에 의해 구동될 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 초기 설정 모드에서의 상기 제어 모듈의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 상기 제어 모듈은 먼저 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위내를 스캔시키면서 각 스윙 각도에 따른 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들(S1, S2)을 저장한다(단계 S700). 이때, 상기 스윙 각도는 스윙 각도 범위의 시작점에서 해당 위치까지 이동하기 위하여 사용한 모터 구동량으로 표현될 수 있다. 상기 모터 구동량은 모터 구동 펄스의 개수 또는 모터 구동 전압이 될 수 있다. 상기 스윙 각도 범위의 시작점은 판단의 편의상 제1 홀센서의 감지값이 최대인 지점으로 설정하는 것이 바람직하다.

다음, 스캔된 전체 구간에 대하여, 각 스윙 각도에 따라 저장된 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들을 이용하여 사전 설정된 구간 분할 기준을 기반으로 하여 다수 개의 구간으로 분할한다(단계 S710).

여기서, 상기 구간 분할 기준은 사전 설정된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호들에 의해 결정되며, 스윙 시작 지점으로부터 상기 부호들을 확인하고, 상기 부호들 중 하나 또는 둘 이상이 변경되면 다른 구간으로 설정한다. 상기 제1 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값(S1)과 제2 홀 센서의 감지값(S2)의 차이값(S1-S2)이며, 제2 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S1=S1(t)-S1(t+1))이며, 제3 기준 데이터는 제2 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S2=S2(t)-S2(t+1))이다.

다음, 분할된 각 구간에 대하여 전술한 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값으로 이루어진 구간별 판별 기준 데이터를 획득하고, 각 구간별 모터 구동량 정보를 획득하여 데이터 테이블에 저장한다(단계 S720).

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 도 5의 그래프를 통해 사전 설정된 구간 분할 기준에 따라 스윙 각도 범위를 분할하여 얻은 각 구간에 대한 구간 판별 기준 데이터들을 도시한 도표이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 전술한 구간 분할 기준을 기반으로 하여, a ~ l 까지의 구간으로 분할시킬 수 있게 된다.

다음, 상기 분할된 각 구간에 대한 정보를 이용하여 위치 제어 모드에서 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 설정하여 상기 데이터 테이블에 저장한다(단계 S730). 상기 특징 정보들은 각 구간의 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들을 이용하여 구한 상수값들로 이루어진다. 상기 특징 정보들은 동일한 구간 판별 기준 데이터들을 갖는 구간들에 대한 추가 판별 기준으로 사용된다. 본 발명에 따른 제어 모듈의 특징 정보들에 대한 일실시형태는, 기준값, 제1 상수(K1), 제2 상수(K2), 제3 상수(K3) 및 제4 상수(K4)로 이루어지며, 상기 기준값은 도 6의 구간 d 내지 i 에서의 제1 및 제2 홀센서 감지값들 중 최대값이며, 제1 상수(K1)는 구간 d의 |△S2-△S1|의 최대값이며, 제2 상수(K2)는 구간 f의 |△S1-△S2|의 최대값이며, 제3 상수(K3)는 구간 g의 |△S1-△S2|의 최대값이며, 제4 상수(K4)는 구간 i의 |△S2-△S1|의 최대값으로 구성될 수 있다. 전술한 특징 정보들은 홀센서와 자석 모듈의 성능과 배치 구조에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

전술한 과정을 통해, 초기 설정 모드에서 상기 제어 모듈은 전체 스윙 각도 범위를 다수 개의 구간으로 분할시키고, 분할된 각 구간에 대하여 각 구간별 판별 기준 데이터, 각 구간별 모터 구동량 정보 및 구간 판별시 사용될 특징 정보들을 검출하여 데이터 테이블에 저장한다.

이하, 도 9를 참조하여 제어 모듈의 위치 제어 모드에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 있어서, 위치 제어 모드에서의 상기 제어 모듈의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.

상기 제어 모듈의 위치 제어 모드는 전원이 온(ON)되거나 사용자의 선택에 의해 구동된다.

위치 제어 모드가 선택되면, 상기 제어 모듈은 먼저 상기 제1 및 제2 홀 센서들로부터 실시간으로 2 이상의 감지값들을 제공받는다(단계 S800). 즉, 상기 제어 모듈은 트랜스듀서 고정 모듈의 위치를 모르는 상태에서, 연속된 시간(t,t+1)에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들(S1(t), S1(t+1), S2(t), S2(t+1))을 획득하게 된다.

다음, 실시간으로 감지된 제1 및 제2 홀 센서들의 감지값들로부터 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 추출한다(단계 S810). 상기 제1 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값(S1)과 제2 홀 센서의 감지값(S2)의 차이값(S1-S2)이며, 제2 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S1=S1(t)-S1(t+1))이며, 제3 기준 데이터는 제2 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S2=S2(t)-S2(t+1))이다.

다음, 상기 데이터 테이블에 저장된 구간별 판별 기준 데이터와 상기 추출된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 비교하여, 현재 구간 정보를 1차 검출한다(단계 S820). 예를 들면, 제1, 제2 및 제3 기준데이터의 부호가 < +,+,- > 이면 a 또는 g 구간으로 판단하고, < +,-,- > 이면 b 또는 h 구간으로 판단하고, < +, -, + > 이면 c 또는 i 구간으로 판단한다.

다음, 상기 데이터 테이블에 저장된 추가적인 특징 정보들과 상기 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여, 아래 표 1에 도시된 사전 설정된 비교식을 만족하는지 여부를 판단하여, 상기 1차 검출된 구간 정보들 중 하나를 2차 검출하게 되어 최종적으로 정확한 현재 구간을 파악하게 된다(단계 S830).

구간	특징 정보들을 이용한 구간별 추가 판단 기준
a	( △S1 - △S2 ) > K3
b	s1 > 기준값
c	( △S2 - △S1 ) > K4
d	( △S2 - △S1 )≤ K1
e	S2 ≤ 기준값
f	( △S1 - △S2 )≤ K1
g	( △S1 - △S2 )≤ K3
h	S1 ≤ 기준값
i	( △S2 - △S1 ) ≤ K4
j	( △S2 - △S1 ) > K1
k	S2 > 기준값
l	( △S1 - △S2 ) > K2

예를 들면, 전술한 단계 S820에서 1차 검출된 구간이 a 또는 g 구간이면, (( △S1 - △S2 ) > K3) 을 만족하면 최종적으로 a 구간으로 판단하며, (( △S1 - △S2 )≤ K3 ) 을 만족하면 최종적으로 g 구간으로 판단한다. 또한, 전술한 단계 S820에서 1차 검출된 구간이 b 또는 h 구간이면, ( S1 > 기준값)을 만족하면 최종적으로 b 구간으로 판단하며, ( S1 ≤ 기준값 )을 만족하면 최종적으로 g 구간으로 판단한다. 또한, 전술한 단계 S820에서 1차 검출된 구간이 c 또는 i 구간이면, (( △S2 - △S1 ) > K4) 을 만족하면 최종적으로 c 구간으로 판단하며, (( △S2 - △S1 )≤ K4 ) 을 만족하면 최종적으로 i 구간으로 판단한다.

다음, 상기 최종적으로 판단된 현재 구간의 임의의 위치로부터 스윙 시작 위치로 이동하기 위하여 필요한 모터 구동량 정보를 상기 데이터 테이블의 현재 구간에 대응되는 모터 구동량을 판독하여 얻는 것이 바람직하다(단계 S840).

다음, 상기 판독된 모터 구동량만큼 모터를 구동시켜 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치의 인접 지점으로 신속하게 1차 이동시킨다(단계 S850).

다음, 스윙 시작 위치의 인접 위치에서, 제1 홀센서의 감지값을 감지하면서, 감지된 제1 홀 센서의 감지값이 최대값이 되는 위치까지 모터를 미세 조정하여 스윙 시작 위치로 정밀하게 2차 이동시키게 된다(단계 S860).

전술한 과정에 의해, 위치 제어 모드에서 상기 제어 모듈은 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 위치한 구간에 대한 정보를 획득하고, 이에 따라 스윙 시작 위치의 인접 위치로 신속하게 1차 이동시킨 후, 제1 홀센서의 감지값을 감지하면서 제1 홀센서의 감지값이 최대값이 되도록 모터를 구동시켜 스윙 시작 위치로 정확하게 2차 이동시키게 된다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 : 초음파 프로브
200 : 초음파 트랜스듀서
210 : 트랜스듀서 고정 모듈
222 : 본체
224 : 구동축
220 : 베이스 프레임
215 : 제1 자석
216 : 제2 자석
225 : 제1 홀 센서
226 : 제2 홀 센서

Claims

소정 위치에 초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 고정 모듈;
본체 및 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 스윙(swing) 할 수 있도록 구성된 구동축으로 이루어지고, 상기 구동축에 트랜스듀서 고정 모듈의 일단이 장착된 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임의 구동축에 연결되어 상기 구동축을 회전시키는 모터; 및
상기 모터의 구동을 제어하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 위치를 제어하는 제어 모듈;을 구비하고,
서로 대향되어 있는 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 하나에 자석이 장착되고, 상기 서로 대향되어 있는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 나머지 하나에 홀 센서가 장착되고, 상기 홀 센서는 사전 설정된 제1 거리만큼 이격되어 배치된 제1 홀 센서와 제2 홀 센서로 이루어진 것을 특징으로 하며,
상기 제1 및 제2 홀 센서는 상기 자석에 의한 자속 밀도를 감지하고 상기 감지 신호를 상기 제어 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하며,
상기 제어 모듈은 상기 제1 및 제2 홀 센서로부터 입력된 감지 신호들과 사전 설정된 구간 판별 기준 정보들을 이용하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 사전 설정된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 위치 제어 가능한 초음파 프로브.
제1항에 있어서, 상기 제어 모듈은 사전 설정된 구간 판별 기준 정보를 저장 및 관리하는 데이터 테이블을 더 구비하고,
상기 데이터 테이블에 저장된 구간 판별 기준 정보는,
전체 스윙 각도 범위에 대하여 분할된 다수 개의 구간에 대한 구간별 판별 기준 데이터, 구간별 모터 구동량 정보 및 구간 판별시 추가적으로 사용되는 특징 정보들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제1항에 있어서,
상기 자석은 트랜스듀서 고정 모듈의 사전 설정된 스윙 각도 범위의 시작점과 끝점에 각각 배치된 제1 자석과 제2 자석으로 이루어지고,
상기 제1 및 제2 자석은 N극 및 S극 자석으로 이루어지되 제1 및 제2 자석은 N극 및 S극 자석의 배치가 서로 반대인 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제1항에 있어서, 상기 자석은 회전되도록 구성된 트랜스듀서 고정 모듈의 일면에 장착되고,
상기 홀 센서는 베이스 프레임의 고정된 본체의 일면에 장착된 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 사용자의 선택에 의해 구동되는 초기 설정 모드를 구비하고,
상기 초기 설정 모드가 선택되면, 상기 제어 모듈은 모터를 구동시켜 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위를 스캔시키면서 스윙 각도에 따른 홀 센서의 감지값들과 모터 구동량 정보들을 저장하고, 사전 설정된 구간 분할 기준에 따라 홀 센서의 감지값들을 이용하여 전체 스윙 각도 범위를 복수 개의 구간으로 분할하고, 분할된 각 구간에 대응되는 구간별 판별 기준 데이터 및 구간별 모터 구동량 정보들을 데이터 테이블에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하며,
상기 구간별 모터 구동량 정보는 스윙 시작 위치에서 각 구간의 임의 위치로 이동하기 위하여 요구되는 모터의 구동량에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제5항에 있어서, 상기 제어 모듈은 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 상기 감지값들로부터 추출하여 데이터 테이블에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하며,
상기 특징 정보들은 각 구간별 감지값들의 기울기값들을 이용하여 획득한 상수값들인 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제2항에 있어서, 상기 제어 모듈은 전원이 온(ON)되거나 사용자의 선택에 의해 구동되는 위치 제어 모드를 구비하고,
상기 위치 제어 모드에서는, 상기 제어 모듈은 상기 제1 및 제2 홀 센서로부터 연속된 시간에 대한 감지값들을 제공받고,
상기 데이터 테이블로부터 구간별 판별 기준 데이터를 판독하고,
상기 판독된 구간별 판별 기준 데이터와 상기 제공된 감지값들을 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈의 현재 구간을 검출하고,
상기 검출된 현재 구간에서 스윙 시작 위치로 이동시키기 위한 모터 구동량 정보를 상기 데이터 테이블로부터 판독하고,
모터를 상기 판독된 모터 구동량만큼 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치의 인접 위치로 1차 이동시키고,
스윙 시작 위치의 인접 위치에서 제1 홀센서의 감지값을 검출하고 상기 제1 홀센서의 감지값이 최대값이 되도록 모터를 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치로 2차 이동 시키는 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제7항에 있어서, 상기 제어 모듈은
상기 데이터 테이블로부터 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 판독하고, 상기 판독된 특징 정보들과 상기 제공된 감지값에 대한 기울기값들의 관계가 사전 설정된 조건들을 만족하는 구간을 현재 구간으로 판단하여 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
제2항에 있어서, 상기 구간별 판별 기준 데이터는 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호들로 이루어지고,
상기 제1 기준 데이터는 제1 홀센서 감지값과 제2 홀센서 감지값의 차이값이며, 상기 제2 기준 데이터는 제1 홀센서 감지값의 기울기이며, 상기 제3 기준 데이터는 제2 홀센서 감지값의 기울기인 것을 특징으로 하는 위치 제어가 가능한 초음파 프로브.
소정 위치에 초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 고정 모듈; 본체 및 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 스윙(swing) 할 수 있도록 구성된 구동축으로 이루어지고, 상기 구동축에 트랜스듀서 고정 모듈의 일단이 장착된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 구동축에 연결되어 상기 구동축을 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 구동을 제어하여 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 위치를 제어하는 제어 모듈;을 구비하고, 서로 대향되어 있는 상기 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 하나에 자석이 장착되고, 상기 서로 대향되어 있는 트랜스듀서 고정 모듈의 일면과 베이스 프레임의 일면 중 나머지 하나에 홀 센서가 장착되고, 상기 홀 센서는 사전 설정된 제1 거리만큼 이격되어 배치된 제1 홀 센서와 제2 홀 센서로 이루어진 초음파 프로브의 위치 제어 방법에 있어서,
(a) 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여 전체 스윙 각도 범위를 다수 개의 구간으로 분할시키고, 상기 분할된 각 구간에 대하여 각 구간별 판별 기준 데이터 및 각 구간별 모터 구동량 정보를 획득하여 데이터 테이블에 저장하는 초기 설정 단계;
(b) 연속된 시간의 현재 위치에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 측정하고, 데이터 테이블로부터 상기 구간별 판별 기준 데이터를 판독하고, 상기 측정된 감지값들과 상기 판독된 구간별 판별 기준 데이터를 이용하여 현재 위치한 구간 정보를 추출하고, 상기 현재 위치한 구간 정보에 대응되는 모터 구동량 정보를 데이터 테이블로부터 판독하고, 상기 판독된 모터 구동량 정보를 이용하여 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 지점으로 이동시키는 위치 제어 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 전체 스윙 각도 범위내를 스캔시키면서 각 스윙 각도에 따른 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들(S1, S2)을 저장하는 단계;
(a2) 스캔된 전체 구간에 대하여, 각 스윙 각도에 따라 저장된 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들을 이용하여 사전 설정된 구간 분할 기준을 기반으로 하여 다수 개의 구간으로 분할하는 단계;
(a3) 상기 분할된 각 구간에 대하여 상기 구간 분할 기준에 따른 각 구간별 판별 기준 데이터 및 각 구간별 모터 구동량 정보를 획득하여 데이터 테이블에 저장하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 구간 분할 기준은 사전 설정된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호들에 의해 결정되며, 스윙 시작 지점으로부터 상기 부호들을 확인하고, 상기 부호들 중 하나 또는 둘 이상이 변경되면 새로운 구간으로 설정하는 것을 특징으로 하며,
상기 제1 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값(S1)과 제2 홀 센서의 감지값(S2)의 차이값(S1-S2)이며,
제2 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S1=S1(t)-S1(t+1))이며,
제3 기준 데이터는 제2 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S2=S2(t)-S2(t+1))인 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
(a4) 상기 분할된 각 구간에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들을 이용하여 위치 제어 단계에서 구간 판별시 추가적으로 사용될 특징 정보들을 설정하여 상기 데이터 테이블에 저장하는 단계;
를 더 구비하고, 상기 특징 정보들은 각 구간의 제1 및 제2 홀 센서의 감지값들에 대한 기울기 정보들과 임의의 구간에서의 감지 최대값을 이용하여 구한 상수값들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 제1 및 제2 홀 센서들로부터 연속된 시간(t,t+1)에 대한 제1 및 제2 홀센서의 감지값들(S1(t), S1(t+1), S2(t), S2(t+1))을 획득하는 단계;
(b2) 상기 획득된 제1 및 제2 홀 센서들의 감지값들로부터 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 추출하는 단계;
(b3) 상기 데이터 테이블에 저장된 구간별 판별 기준 데이터와 상기 추출된 제1, 제2 및 제3 기준 데이터들의 부호값을 비교하여, 현재 구간 정보를 1차 검출하는 단계;
(b4) 상기 검출된 현재 구간의 임의의 위치로부터 스윙 시작 위초로 이동하기 위하여 필요한 모터 구동량 정보를 상기 데이터 테이블의 현재 구간에 대응되는 모터 구동량을 판독하는 단계;
(b5) 상기 판독된 모터 구동량만큼 모터를 구동시켜 트랜스듀서 고정 모듈을 이동시키는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 위치 제어 방법은 상기 (b3) 단계 이후에,
상기 데이터 테이블에 저장된 추가적인 특징 정보들과 상기 제1 및 제2 홀센서의 감지값들의 기울기값들을 이용하여, 상기 1차 검출된 구간 정보들 중 하나를 2차 검출하게 되어 최종적으로 정확한 현재 구간을 판단하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 (b5) 단계는,
상기 판독된 모터 구동량만큼 모터를 구동시켜 상기 트랜스듀서 고정 모듈을 스윙 시작 위치의 인접 지점으로 1차 이동시키는 단계; 및
스윙 시작 위치의 인접 위치에서, 제1 홀센서의 감지값을 감지하면서, 감지된 제1 홀 센서의 감지값이 최대값이 되는 위치까지 모터를 미세 조정하여 스윙 시작 위치로 정밀하게 2차 이동시키는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값(S1)과 제2 홀 센서의 감지값(S2)의 차이값(S1-S2)이며,
상기 제2 기준 데이터는 제1 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S1=S1(t)-S1(t+1))이며,
상기 제3 기준 데이터는 제2 홀 센서의 감지값에 대한 기울기값(△S2=S2(t)-S2(t+1))인 것을 특징으로 하는 초음파 프로브의 위치 제어 방법.