KR100335838B1

KR100335838B1 - 능동형 적외선 센서

Info

Publication number: KR100335838B1
Application number: KR1019990040843A
Authority: KR
Inventors: 조계래
Original assignee: 조계래
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2002-05-08
Also published as: KR20000000147A

Abstract

본 발명은 능동형 적외선 센서에 관한 것으로서,

입력되는 상용교류전원을 정류 및 정전압화하여 송신부(2)와 수신부(3)에 각각 독립적으로 공급하는 전원부(1)와;

입력전원으로 구동하며, 신호압축반송방식에 의해 송신전력을 최소화하여 셋팅된 감지거리에 알맞는 세기의 적외선신호를 감지대상물을 향해 송출하는 송신부(2)와;

감지대상물에 반사되어 수신된 적외선 신호를 원래의 신호로 복원하고, 복원된 신호가 미리 설정된 값보다 클때에는 대상물 감지신호를 출력하는 수신부(3)와;

상기 수신부(3)에서 출력된 감지신호에 의해 스위칭동작하여 타기기로 감지대상물의 감지결과를 출력하는 출력릴레이(5)로 구성되며, 상기 구성요소들은 모듈화되는 것을 특징으로 하여 소비전력을 현저히 감소시킬 수 있고, 송신부와 수신부를 일체화하므로서, 센서의 부피가 현저히 감소하고, 센서의 설치가 매우 용이하며, 회로의 배선이 단순화되므로서 제품의 성능에 대한 신뢰도가 한층더 향상되도록 한 능동형 적외선 센서에 관한 것이다.

Description

능동형 적외선 센서{Active IR sensor}

본 발명은 능동형 적외선 센서에 관한 것으로서, 특히 신호압축방송방식에 따라 적외선을 감지 대상물로 송출하는 송신부와, 감지 대상물에 반사되어 수신되는 신호를 원래의 상태로 복원하여 감지 대상물의 존재 여부를 판단하는 수신부와, 상기 수신부의 판단결과 감지 대상물이 존재하면 타기기로 감지대상물의 존재여부를 출력하는 출력수단으로 구성하여 소비전력을 현저히 감소시킬 수 있고, 송신부와 수신부를 일체화하므로서, 센서의 부피가 현저히 감소하고, 센서의 설치가 매우 용이하며, 회로의 배선이 단순화되므로서 제품의 성능에 대한 신뢰도가 한층더 향상되도록 한 능동형 적외선 센서에 관한 것이다.

현재 적외선 센서는 여러분야에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있다.

예를들면, 복도에 설치된 가로등에서 사람이 일정거리 이내로 접근했을때 자동으로 가로등이 켜지도록 하는데 사용되거나, 경보기, 디스플레이기기, 자동문개폐, 자동음성안내, 귀중품 도난방지등에 널리 사용되고 있다.

이와같이 널리 사용되고 있는 종래의 적외선 센서는 대부분이 초전형 적외선소자를 이용하여 인체나 물체가 일정거리 이내로 접근하는 것을 감지하고 있는 실정이다.

그러나, 종래의 적외선 센서는 대부분이 초전형 적외선 소자를 적용하고 있는데, 이러한 초전형 적외선 소자는 감지 대상물인 인체나 물체가 반드시 움직여야만 감지가 가능하므로 감지성능에 대한 신뢰도가 하락하는 문제점이 발생하였으며, 대상물 감지를 위한 송신부와 수신부가 분리되어 있어 소비전력이 매우 증가하게됨은 물론 회로간 연결을 위한 배선이 매우 복잡하여 설치가 매우 어려워지는 문제점이 발생하였다.

또한, 종래의 적외선 센서는 대상물 감지거리가 최대 2M 이내이며, 대부분이 1M 이내로 한정되어 있어 다양한 목적으로 사용하기가 어렵고, 지향성이 매우 예민하여 일반적인 용도로 사용하기에는 다소 어려움이 있는 것이다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 신호압축방송방식에 따라 적외선을 감지 대상물로 송출하는 송신부와, 감지 대상물에 반사되어 수신되는 신호를 원래의 상태로 복원하여 감지 대상물의 존재 여부를 판단하는 수신부와, 상기 수신부의 판단결과 감지 대상물이 존재하면 타기기로 감지대상물의 존재여부를 출력하는 출력수단으로 구성하고, 송신부측에 신호압축방식을 사용하므로써, 소비전력을 현저히 감소시킬 수 있고, 송신부와 수신부를 일체화하므로서, 센서의 부피가 현저히 감소하고, 센서의 설치가 매우 용이하며, 회로의 배선이 단순화되므로서 제품의 성능에 대한 신뢰도가 한층더 향상되도록 한 능동형 적외선 센서를 제공함을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 능동형 적외선 센서를 보인 블럭도.

도 2 는 본 발명에 적용된 전원부를 보인 회로도.

도 3 은 본 발명에 적용된 송신부를 보인 회로도.

도 4 는 본 발명에 적용된 수신부를 보인 회로도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 전원부, 2: 송신부,

3: 수신부, 4: 감지 대상물,

5: 출력릴레이, 11,12: 레귤레이터,

13: 컨넥터, 21,22: 구형파 발생기,

31: 수신소자, 32: 신호복원부,

33,34: 비교부, T1: 전원 트랜스,

D1∼D6: 다이오드, Q1∼Q3: 트랜지스터,

CDS: 빛 감지소자, VR1∼VR4: 가변저항,

R1∼R21: 저항,

도 1 내지 도 4 는 본 발명의 능동형 적외선 센서를 도시한 것으로서,

상기 수신부(3)에서 출력된 감지신호에 의해 스위칭동작하여 타기기로 감지대상물의 감지결과를 출력하는 출력릴레이(5)로 구성되며, 상기 구성요소들은 모듈화되는 것을 특징으로 한다.

상기 전원부(1)는,

입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 상기 평활콘덴서(C1)를 통과하면서 리플이 제거된 전압을 일정전압으로 정전압화하여 송신부(2)와 수신부(3)로 각각 공급하는 제 1 및 제 2 레귤레이터(11)(12)로 구성된다.

상기 송신부(2)는,

저항(R1,R5)과 콘덴서(C3)에 의해 설정된 시정수에 따라 약1/20 의 듀티비로 발진하여 구형파를 출력하는 제 1 구형파 발생기(21)와, 상기 제 1 구형파 발생기(21)에서 출력된 구형파를 반전시키는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)로 부터 입력되는 신호를 트리거신호로하고, 저항(R3,R6)과 콘덴서(C5)에 의해 설정된 시정수에 따라 50%의 듀티비를 갖는 일정주파수의 신호를 발생시키는 제 2 구형파 발생기(22)와, 상기 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력된 신호의 전력을 증폭시키는 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q2)로 부터 공급되는 신호에 따라 적외선신호를 송출하는 적외선 다이오드(D2)로 구성되며,

상기 저항(R3)과 저항(R6) 사이에 별도의 가변저항(VR1)을 연결하여, 이 가변저항(VR1)의 저항값 가변에 따라 제 2 구형파 발생기(22)의 출력주파수가 가변되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력된 신호의 주파수값 가변으로 적외선 센서의 대상물 감지거리가 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 수신부(3)는,

감지대상물(4)에 반사되어 수신되는 적외선신호를 감지하여 전기신호를 변환 출력하는 수신소자(31)와, 상기 수신소자(31)로 부터 입력된 수신신호를 송신당시 상태의 듀티비와 주파수를 갖도록 복원시키는 신호복원부(32)와, 상기 신호복원부(32)에서 복원된 신호중 교류성분만을 통과시키는 커플링 콘덴서(C9)와, 상기 커플링 콘덴서(C9)를 통과한 신호를 정류하는 다이오드(D4,D5)와, 상기 다이오드(D4,D5)에서 정류된 신호에 의해 충,방전하여 수신부(3)의 동작 온,오프시간을 설정하는 콘덴서(C10)와, 기준전압과 (+)단자로 입력되는 상기 콘덴서(C10)의 충전전압을 비교하고, 그 비교결과 충전전압이 높을 경우 소정의 비교신호를 출력하는 제 1 비교부(33)와, 상기 제 1 비교부(33)의 출력신호에 따라 온동작하여 출력릴레이(5)를 구동시키는 트랜지스터(Q3)와, 상기 커플링 콘덴서(C9)를 통과한 복원신호가 입력될 때 로우신호를 출력하는 낸드게이트(34)와, 상기 낸드게이드(34)의 출력신호에 따라 점멸되어 수신부(3)의 동작상태를 사용자에게 표시해주는 적색다이오드(D6)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 비교부(33)와 트랜지스터(Q3)의 사이에 3단 절환모드(a,b,c)를 갖는 모드 설정스위치(SW1)를 연결하되, 상기 모드 설정스위치(SW1)의 1단 절환모드(a)에는 빛 감지소자(CDS)가 연결되어 있어 센서를 야간 또는 어두운곳에서 사용할때 사용하며, 2단 절환모드(b)에는 제 1 비교부(33)가 연결되어 센서를 주,야 구분없이 사용할때 사용하며, 3단 절환모드(c)는 오프모드로서 출력릴레이(5)의 출력을 정지시킬때 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 빛 감지소자(CDS)에서 감지되는 밝기 감지신호에 따라 제 1 비교기(33)의 출력이 트랜지스터(Q3)에 선택적으로 공급되도록 하는 수단으로서,

빛 감지소자(CDS)에서 출력된 전압을 분압하는 저항(R24) 및 가변저항(VR4)과, 상기 빛 감지소자(CDS)의 출력신호에서 리플을 제거하는 콘덴서(C11)와, 저항(R20)(R23)에 의해 설정된 기준전압과 분압되어 입력되는 빛 감지소자(CDS)의 출력전압을 비교하고, 비교결과 빛 감지소자(CDS)의 출력전압이 작으면 하이신호를 출력하는 제 2 비교기(35)와, 스위치(SW1)의 1단 절환모드(a) 설정시 제 1 및 제 2 비교기(33)(35)와, 스위치(SW1)의 1단 절환모드(a) 설정시 제 1 및 제 2 비교기(33)(35)의 출력신호를 NAND논리 출력하는 낸드게이트(36)와, 2개의 낸드게이트(37)(38)로 이루어지며, 세트단자(S)로는 낸드게이트(36)의 출력신호를 입력받고 리셋단자(R)로는 제 1 비교기(33)의 출력을 입력받아 하나의 래치회로를 구성하는 RS플립플롭(39)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상용교류전원이 전원트랜스(T1)로 공급되면, 전원트랜스(T1)는 입력되는 교류전원을 교류11V 의 전압으로 감압하여 브릿지 다이오드(D1)로 공급하고, 상기 브릿지 다이오드(D1)는 입력되는 교류전원을 전파정류하여 평활콘덴서(C1)를 통과시키고, 상기 평활콘덴서(C1)를 통과하면서 리플이 제거된 전압은 제 1 및 제 2 레귤레이터(11)(12)에 의해 약 5V의 정전압으로 변환되어 송신부(2)와 수신부(3)에 각각 공급된다.

여기서, 상기 제 1 레귤레이터(11)는 정전압화된 전압을 송신부(2)로 출력하고, 제 2 레귤레이터(12)는 정전압화된 전압을 수신부(3)로 공급하는데, 이와같이 송신부(2)와 수신부(3)로 공급되는 전압의 공급원을 분리시킨 이유는 송신부(2)의 송신동작시 발생하게되는 리플현상이 수신부(3)에 공급되어 악영향을 끼치지 않도록 함은 물론 송신부(2)와 수신부(3) 상호간의 구동시 공급되는 전원의 레벨이 변동하지 않도록 하기 위함이다.

한편, 상기 전원부(1)의 제 1 레귤레이터(11)로 부터 송신부(2)로 구동전압이 공급되면, 송신부(2)의 제 1 구형파 발생기(21)는 저항(R1,R5)과 콘덴서(C3)에 의해 설정된 시정수에따라 약 1/20의 듀티비를 갖는 구형파를 발진시켜 출력하고, 트랜지스터(Q1)는 상기 제 1 구형파 발생기(21)에서 출력된 구형파를 반전시켜 제 2 구형파 발생기(22)의 트리거신호로서 출력한다.

상기 트랜지스터(Q1)는 저항(R2)(R4)과 함께 하나의 인버트회로를 이룬다.

제 2 구형파 발생기(22)는 트랜지스터(Q1)로 부터 입력되는 신호를 트리거신호로 하여 약 50%의 듀티비를 갖는 일정주파수(약 35KHz∼45KHz)의 신호를 발생시키는데, 이 제 2 구형파 발생기(22)에 접속되어 있는 저항(R3,R6)과 가변저항(VR1)과 콘덴서(C5)에 의해 설정된 시정수 값에 따라 상기 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력되는 신호의 주파수가 가변된다.

상기 가변저항(VR1)의 저항값을 가변시킴에 따라 시정수 값이 가변되면서 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력되는 신호의 주파수가 가변된다.

즉, 상기 주파수가 센서의 최대 감지주파수(예: 37.9KHz)에 가까우면 감지거리가 멀어지는 것이고, 센서의 최대 감지주파수로부터 멀게 설정되면 그만큼 센서의 감지거리가 짧아지는 것이다.

제 1 구형파 발생기(22)에서 출력된 주파수신호는 트랜지스터(Q2)에 의해 전력증폭되어 적외선 다이오드(D2)로 공급되고, 이 적외선 다이오드(D2)는 트랜지스터(Q2)로 부터 공급되는 신호에 따라 송출되는 적외선의 세기를 가변시킨다.

상기 적외선 다이오드(D2)에서 출력된 적외선 신호는 일정거리 이내로 접근해있는 감지 대상물(4)에 반사되어 수신부(3)로 공급된다.

상기 수신부(3)의 수신소자(31)는 감지 대상물(4)에 반사되어 입력되는 적외선신호를 전기신호로 변환시켜 신호복원부(32)로 출력하고, 상기 신호복원부(32)는 저항(R11)과 콘덴서(C12)에 의해 설정된 시정수 값에 따라 수신소자(31)로 부터 입력되는 수신신호를 송신당시 상태의 듀티비(약 50%)로 복원시켜 출력한다.

상기 복원된 수신신호는 커플링 콘덴서(C9)를 통과하면서 교류성분만이 통과되고, 다이오드(D4,D5)를 통과하면서 정류되어 콘덴서(C10)로 공급되며, 상기 콘덴서(C10)는 다이오드(D4,D5)로 부터 입력되는 전압에 의해 충전하게되며, 이콘덴서(C10)의 충전시간이 곧 수신부(3)의 동작 온시간이 된다.

상기 콘덴서(C10)의 충전 시간은 이 콘덴서(C10)와 병렬로 연결되어 있는 가변저항(VR2)의 저항값 가변에 의해 가변되므로, 사용자가 상기 가변저항(VR2)값을 어떻게 설정하느냐에 따라 수신부(3)의 동작 온시간이 설정되는 것이다.

상기 콘덴서(C10)의 충전전압은 제 1 비교부(33)의 (+)단자로 입력되는데, 이때, 제 1 비교부(33)는 기준전압과 상기 (+)단자로 입력되는 충전전압을 비교하고, 그 비교결과 충전전압이 높을 경우 소정의 비교신호를 출력하고, 이 비교신호에 의해 온동작한 트랜지스터(Q3)가 출력릴레이(5)로 소정의 구동신호(P)를 출력한다.

상기 트랜지스터(33)로 부터 구동신호(P)를 입력받은 출력릴레이(5)는 컨넥터(13)를 통해 연결되어 있는 타기기(적외선센서가 적용된 기기)로 대상물 감지신호를 출력하게되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 상기 제 1 비교부(33)와 트랜지스터(33)의 사이에 3가지 동작모드를 설정할 수 있도록 된 모드설정 스위치(SW1)가 연결된다.

이 모드설정 스위치(SW1)는 3개의 절환모드(a,b,c)를 갖고 있으며, 사용자가 임의의 절환모드로 설정함에 따라 수신부(3)의 동작모드가 설정된다.

즉, 1단 절환모드(a)를 설정하면, 이 1단 절환모드(a)에 연결되어 있는 빛 감지소자(CDS)가 동작하여 주변환경이 어두운 곳에서만 트랜지스터(Q3)가 동작하여 감지신호를 출력릴레이(5)로 공급하고, 2단 절환모드(b)를 설정하면, 제 1 비교기(33)의 출력신호가 그대로 트랜지스터(Q3)로 공급되므로 주,야 구분없이 센서를 사용할때 사용하는 것이며, 3단 절환모드(c)를 설정하면, 제 1 비교부(33)의 출력신호가 트랜지스터(Q3)로 공급되지 않게됨에 따라 출력릴레이(5)를 통해 타기기로 감지신호가 출력되지 않는 것이다.

여기서, 상기 스위치(SW1)가 1단 절환모드(a)로 설정되었을 경우를 설명하면 다음과 같다.

주변 밝기에 따라 빛 감지소자(CDS)의 출력전압이 가변되는데, 주변 밝기가 어두울수록 빛 감지소자(CDS)의 출력전압은 감소하게되고, 이 빛 감지소자(CDS)에서 출력된 전압은 저항(R24)과 가변저항(VR4)에 의해 분압되어 제 2 비교기(35)의 플러스단자로 공급된다.

상기 제 2 비교기(35)는 저항(R20)(R23)에 의해 설정된 기준전압과 빛 감지소자(CDS)로부터 입력되는 전압을 비교하고, 그 비교결과 기준전압 보다 입력전압이 낮을 때 하이신호를 낸드게이트(36)의 일측 입력단자로 출력한다.

즉, 상기 제 2 비교기(35)는 주변밝기가 어두울 때 하이신호를 출력하는 것이다.

낸드게이트(36)는 또다른 입력측으로 제 1 비교기(33)의 출력신호를 입력받아 NAND논리 출력하여 RS 플립플롭(39)의 세트단자(S)로 공급하며, 상기 RS 플립플롭(39)은 리세트단자(R)를 통해 제 1 비교기(33)의 출력신호를 입력받는다.

이때, 상기 RS 플립플롭(39)은 세트단자(S)로 입력되는 하이상태 즉, 주변환경이 어두운 상황일 때 제 1 비교기(33)의 출력신호가 스위치(SW1)를 통해 트랜지스터(Q3)로 공급되도록 하여 출력릴레이(5)를 통해 타기기로 감지신호가 공급되도록 하며, 만약 빛 감지소자(CDS)가 설치된 곳에 전등이 켜지거나 햇빛이 들어와 제 2 비교기(35)의 출력이 로우상태로 전환되더라도 RS 플립플롭(39)은 이전의 상태 즉, 제 1 비교기(33)의 출력신호가 계속해서 트랜지스터(Q3)로 공급되도록 하는 상태를 유지하며, 수신소자(31)로 적외선신호가 수신되지 않아 제 1 비교기(33)의 출력신호가 없을 때에는 RS 플립플롭(39)이 리셋되면서 제 1 비교기(33)의 출력신호가 트랜지스터(Q3)로 공급되지 않도록 하는 것이다.

한편, 본 발명에서는 수신부(3)의 동작상태를 표시해주는 기능을 갖고 있는데, 그 동작을 설명하면,

상기 커플링 콘덴서(C9)를 통과한 50% 듀티비의 복원신호는 낸드게이트(34)로 공급되고, 낸드게이트(34)는 복원신호가 입력될때에는 로우신호를, 복원신호가 입력되지 않을 때에는 하이신호를 출력한다.

상기 낸드게이트(34)에서 출력된 신호는 후단에 연결되어 있는 적색다이오드(D6)로 공급되고, 이 적색다이오드(D6)는 입력되는 신호에 따라 점멸하여 수신부(3)의 동작상태를 사용자에게 가시적으로 표시해주는 것이다.

상기 설명과 같이 동작하는 본 발명의 능동형 적외선 센서는 송신부(2)에서 일정 듀티비와 주파수로 송출된 적외선신호를 수신부(3)에서 수신하고, 수신된 신호를 원래의 신호로 복원하여 인체 또는 물체의 존재여부를 판단하게 되므로서, 감지 대상물(4)이 움직이지 않고 그 자리에 가만히 있더라도 일정거리 이내에 대상물의 존재여부를 정확하게 판단할 수 있는 것이며,

송신부(2)와 수신부(3) 그리고 전원부(1)가 모듈화되어 일체화되므로서, 센서의 부피가 현저히 감소하게되어 가로등점멸, 형광등점멸, 디스플레이기기의 온,오프제어, 자동문개폐, 자동음성안내등의 목적으로 널리 사용할 수 있게된다.

그리고, 센서의 설치를 위한 배선이 매우 단순하므로 설치가 매우 용이해지는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 5 는 본 발명에 적용된 전원부(1)의 제 1 실시예를 도시한 것으로서,

입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 상기 평활콘덴서(C1)를 통과하면서 리플이 제거된 전압을 일정전압으로 정전압화하는 제 3 레귤레이터(40)와, 상기 제 3 레귤레이터(40)에서 출력된 전압에서 리플을 제거하여 수신부(3)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C13)와, 상기 제 3 레귤레이터(40)에서 출력된 전압을 후단으로 통과시키되 전단과 후단이 분리되도록 하는 쵸크코일(L1)과, 상기 쵸크코일(L1)을 통과한 전압에서 리플을 제거하여 송신부(2)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C14)로 구성된 것이다.

상기와같이 구성된 전원부(1)의 제 1 실시예는 평활콘덴서(C1)를 통과한 전압이 제 3 레귤레이터(40)에서 약 5V의 전압으로 안정화된 후 콘덴서(C13)에 의해 리플이 제거되어 수신부(3)의 구동전압으로 공급되는 한편, 쵸크코일(L1)을 통과한 전압은 다시 콘덴서(C14)에 의해 리플이 제거되어 송신부(2)의 구동전압으로 공급된다.

상기 제 1 실시예 역시 송신부(2)에서 발생하게되는 시그날 리플이수신부(3)측으로 역류하여 수신부(3)가 오동작하는 것을 막기위해 쵸크코일(L1)을 이용하여 송신부(2)와 수신부(3)로 공급되는 전원이 각기 분리되도록 한 것이다.

그리고, 도 6 은 전원부(1)의 제 2 실시예를 도시한 것으로서,

입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 1차측 코일(L2)로 입력되는 전압을 2차측 코일(L3)(L4)에 유기시켜 일정치 감압하여 출력하는 트랜스(T10)와, 상기 2차측 코일(L3)(L4)로부터 피드백되어 공급되는 전류에 따라 출력펄스의 펄스폭을 가변시키는 스위칭제어부(41)와, 상기 스위칭제어부(41)에서 출력되는 펄스신호에 따라 평활콘덴서(C1)의 출력전압이 트랜스(T10)의 1차코일(L2)로 공급하는 다이오드(D20)(D21)와, 상기 2차측 코일(L3)에 유기된 전압을 반파정류하는 다이오드(D22)와, 상기 다이오드(D22)에서 반파정류된 전압에서 리플을 제거하여 수신부(3)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C21)(C22)와, 상기 다이오드(D22)에서 출력된 전압을 후단으로 통과시키되 전단과 후단이 분리되도록 하는 쵸크코일(L5)과, 상기 쵸크코일(L5)을 통과한 전압에서 리플을 제거하여 송신부(2)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C23)와, 2차측 코일(L3)에 유기된 전압을 정전압화하여 포토커플러(PT)가 원활히 구동되도록 하는 다이오드(D24)와, 상기 다이오드(D24)로부터 공급되는 전압에 의해 구동하여 트랜스(T10)의 2차측 코일(L4)에 유기되어 스위칭제어부(41)로 공급되는 전류가 가변되도록 하여 스위칭제어부(41)의 출력펄스폭이 제어되도록 하는 포토커플러(PT)로 구성되며 미설명된 도면부호 R30,R31은 저항이다.

이와같이 구성된 전원부(1)의 제 2 실시예는 콘덴서(C1)로부터 트랜스(T10)의 1차측 코일(L2)로 전압이 공급될 때 스위칭제어부(41)에서 출력되는 출력펄스에 의해 동작하는 다이오드(D20)(D21)의 동작에 따라 트랜스(T10)의 1차측코일(L2)로 공급되는 전압의 펄스폭이 가변되고, 이에따라 트랜스(T10)의 2차측코일(L3)에 유기되는 전압의 듀티비가 가변된다.

상기 트랜스(T10)의 2차측 코일(L3)에 유기된 전압은 다이오드(D22)에서 반파정류된 후 콘덴서(C21)(C22)에 의해 리플이 제거된 후 수신부(3)의 구동전압으로 공급되며, 상기 다이오드(D22)에서 출력되어 쵸크코일(L5)을 통과한 또 다른 전압은 콘덴서(C23)에 의해 리플이 제거된 후 송신부(2)의 구동전압으로 공급된다.

제 2 실시예에 있어서도, 송신부(2)의 구동전원이 수신부(3)측으로 역류하는 것을 방지하기 위해 쵸크코일(L5)을 이용하여 분리하였으며, 트랜스(T10)의 2차측 코일(L3)에 유기된 전압에 의해 동작하는 포토커플러(PT)에서 출력되어 스위칭제어부(41)로 공급되는 전류값이 가변되면서 스위칭제어부(41)의 출력 펄스폭이 제어되어 트랜스(T10)의 2차측에 전압이 안정적으로 유기된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 신호압축방송방식에 따라 적외선을 감지 대상물로 송출하는 송신부와, 감지 대상물에 반사되어 수신되는 신호를 원래의 상태로 복원하여 감지 대상물의 존재 여부를 판단하는 수신부와, 상기 수신부의 판단결과 감지 대상물이 존재하면 타기기로 감지대상물의 존재여부를 출력하는 출력수단으로 구성하여 소비전력을 현저히 감소시킬 수 있고, 송신부와 수신부를 일체화하므로서, 센서의 부피가 현저히 감소하고, 센서의 설치가 매우 용이하며, 회로의 배선이 단순화되므로서 제품의 성능에 대한 신뢰도가 한층더 향상되도록 한 능동형 적외선 센서를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

입력되는 상용교류전원을 정류 및 정전압화하여 송신부(2)와 수신부(3)에 각각 독립적으로 공급하는 전원부(1)와;

저항(R1,R5)과 콘덴서(C3)에 의해 설정된 시정수에 따라 약1/20 의 듀티비로 발진하여 구형파를 출력하는 제 1 구형파 발생기(21)와, 상기 제 1 구형파 발생기(21)에서 출력된 구형파를 반전시키는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)로 부터 입력되는 신호를 트리거신호로하고, 저항(R3,R6)과 콘덴서(C5)에 의해 설정된 시정수에 따라 50%의 듀티비를 갖는 일정주파수의 신호를 발생시키는 제 2 구형파 발생기(22)와, 상기 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력된 신호의 전력을 증폭시키는 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q2)로 부터 공급되는 신호에 따라 적외선신호를 송출하는 적외선 다이오드(D2)로 구성되며, 신호압축반송방식에 의해 송신전력을 최소화하여 셋팅된 감지거리에 알맞는 주파수의 적외선신호를 감지대상물을 향해 송출하는 송신부(2)와;

감지대상물에 반사되어 수신된 적외선 신호를 원래의 신호로 복원하고, 복원된 신호가 미리 설정된 값보다 클때에는 대상물 감지신호를 출력하는 수신부(3)와;

상기 수신부(3)에서 출력된 감지신호에 의해 스위칭동작하여 타기기로 감지대상물의 감지결과를 출력하는 출력릴레이(5)로 구성되며, 상기 구성요소들은 모듈화되는 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 전원부(1)는,

입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 상기 평활콘덴서(C1)를 통과하면서 리플이 제거된 전압을 일정전압으로 정전압화하여 송신부(2)와 수신부(3)로 각각 공급하는 제 1 및 제 2 레귤레이터(11)(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
청구항3는 삭제 되었습니다.
제 1 항에 있어서,

상기 저항(R3)과 저항(R6) 사이에 별도의 가변저항(VR1)을 연결하여, 이 가변저항(VR1)의 저항값 가변에 따라 제 2 구형파 발생기(22)의 출력주파수가 가변되는 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 구형파 발생기(22)에서 출력된 신호의 주파수값 가변으로 적외선 센서의 대상물 감지거리가 설정되는 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 수신부(3)는,

감지대상물(4)에 반사되어 수신되는 적외선신호를 감지하여 전기신호를 변환 출력하는 수신소자(31)와, 상기 수신소자(31)로 부터 입력된 수신신호를 송신당시 상태의 듀티비와 주파수를 갖도록 복원시키는 신호복원부(32)와, 상기 신호복원부(32)에서 복원된 신호중 교류성분만을 통과시키는 커플링 콘덴서(C9)와, 상기 커플링 콘덴서(C9)를 통과한 신호를 정류하는 다이오드(D4,D5)와, 상기 다이오드(D4,D5)에서 정류된 신호에 의해 충,방전하여 수신부(3)의 동작 온시간을 설정하는 콘덴서(C10)와, 저항(R15,R12) 및 가변저항(VR4)에 의해 설정된 기준전압과 (+)단자로 입력되는 상기 콘덴서(C10)의 충전전압을 비교하고, 그 비교결과 충전전압이 높을 경우 소정의 비교신호를 출력하는 제 1 비교부(33)와, 상기 제 1 비교부(33)의 출력신호에 따라 온동작하여 출력릴레이(5)를 구동시키는 트랜지스터(Q3)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 비교부(33)와 트랜지스터(Q3)의 사이에 3단 절환모드(a,b,c)를 갖는 모드 설정스위치(SW1)를 연결한 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 7 항에 있어서, 상기 모드 설정스위치(SW1)의 1단 절환모드(a)에는 빛 감지소자(CDS)가 연결되어 있어 센서를 야간 또는 어두운곳에서 사용할때 사용하며, 2단 절환모드(b)에는 제 1 비교부(33)가 연결되어 센서를 주,야 구분없이 사용할때사용하며, 3단 절환모드(c)는 오프모드로서 출력릴레이(5)의 출력을 정지시킬때 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 빛 감지소자(CDS)에서 감지되는 밝기 감지신호에 따라 제 1 비교기(33)의 출력이 트랜지스터(Q3)에 선택적으로 공급되도록 하는 수단으로서,

빛 감지소자(CDS)에서 출력된 전압을 분압하는 저항(R24) 및 가변저항(VR4)과, 상기 빛 감지소자(CDS)의 출력신호에서 리플을 제거하는 콘덴서(C14)와, 저항(R20)(R23)에 의해 설정된 기준전압과 분압되어 입력되는 빛 감지소자(CDS)의 출력전압을 비교하고, 비교결과 빛 감지소자(CDS)의 출력전압이 작으면 하이신호를 출력하는 제 2 비교기(35)와, 스위치(SW1)의 1단 절환모드(a) 설정시 제 1 및 제 2 비교기(33)(35)의 출력신호를 NAND논리 출력하는 낸드게이트(36)와, 2개의 낸드게이트(37)(38)로 이루어지며, 세트단자(S)로는 낸드게이트(36)의 출력신호를 입력받고 리셋단자(R)로는 제 1 비교기(33)의 출력을 입력받아 하나의 래치회로를 구성하는 RS플립플롭(39)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 6 항에 있어서, 상기 커플링 콘덴서(C9)를 통과한 복원신호가 입력될 때 로우신호를 출력하는 낸드게이트(34)와, 상기 낸드게이트(34)의 출력신호에 따라 점멸되어 수신부(3)의 동작상태를 사용자에게 표시해주는 적색다이오드(D6)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 전원부(1)는 입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 상기 평활콘덴서(C1)를 통과하면서 리플이 제거된 전압을 일정전압으로 정전압화하는 제 3 레귤레이터(40)와, 상기 제 3 레귤레이터(40)에서 출력된 전압에서 리플을 제거하여 수신부(3)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C13)와, 상기 제 3 레귤레이터(40)에서 출력된 전압을 후단으로 통과시키되 전단과 후단이 분리되도록 하는 쵸크코일(L1)과, 상기 쵸크코일(L1)을 통과한 전압에서 리플을 제거하여 송신부(2)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C14)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 전원부(1)는

입력되는 상용교류전원을 감압시키는 전원트랜스(T1)와, 감압된 전원을 전파정류하는 브리지다이오드(D1)와, 정류된 전압의 리플을 제거하는 평활콘덴서(C1)와, 1차측 코일(L2)로 입력되는 전압을 2차측 코일(L3)(L4)에 유기시켜 일정치 감압하여 출력하는 트랜스(T10)와, 상기 2차측 코일(L3)(L4)로부터 피드백되어 공급되는 전류에 따라 출력펄스의 펄스폭을 가변시키는 스위칭제어부(41)와, 상기 스위칭제어부(41)에서 출력되는 펄스신호에 따라 평활콘덴서(C1)의 출력전압이 트랜스(T10)의 1차코일(L2)로 공급하는 다이오드(D20)(D21)와, 상기 2차측 코일(L3)에 유기된 전압을 반파정류하는 다이오드(D22)와, 상기 다이오드(D22)에서반파정류된 전압에서 리플을 제거하여 수신부(3)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C21)(C22)와, 상기 다이오드(D22)에서 출력된 전압을 후단으로 통과시키되 전단과 후단이 분리되도록 하는 쵸크코일(L5)과, 상기 쵸크코일(L5)을 통과한 전압에서 리플을 제거하여 송신부(2)의 구동전압으로 공급하는 콘덴서(C23)와, 2차측 코일(L3)에 유기된 전압을 정전압화하여 포토커플러(PT)가 원활히 구동되도록 하는 다이오드(D24)와, 상기 다이오드(D24)로부터 공급되는 전압에 의해 구동하여 트랜스(T10)의 2차측 코일(L4)에 유기되어 스위칭제어부(41)로 공급되는 전류가 가변되도록 하여 스위칭제어부(41)의 출력펄스폭이 제어되도록 하는 포토커플러(PT)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 적외선 센서.