KR100556226B1 - 적외선 감지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 감지기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 투광기에서 방사되는 투광신호의 펄스패턴을 수광기에서 자동이득조절과 자동트리거조절을 통하여 일정한 레벨의 신호파형으로 정형화함과 함께 트리거레벨을 조절하여 일정한 세기의 신호파형으로 정형화함으로서 투광신호의 원래 펄스패턴에 가깝게 재생함으로서 마이컴이 신호의 판별을 정확히 할 수 있어 차광여부를 보다 정확히 파악할 수 있다.

이를 위해 본 발명은 투광기를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광부와, 이 수광부를 통해 수광된 투광신호를 증폭시키는 증폭부와, 이 증폭부를 통해 증폭된 신호파형을 직류형태로 정형화하는 적분부와, 이 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 세기를 일정하게 하도록 적분부의 출력신호에 따라 신호의 트리거레벨값을 자동트리거조절하는 자동트리거조절부와, 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 레벨을 일정하게 하도록 자동트리거조절부의 출력신호에 따라 증폭부의 이득을 자동이득 조절하는 자동이득조절부와, 적분부와 자동트리거조절부의 출력신호를 비교하여 펄스형태의 재생신호를 출력하는 레벨비교부와, 레벨비교부의 출력신호에 따라 신호를 분석하여 차광여부를 판단하는 마이컴을 포함한다.

Description

적외선 감지기 {INFRARED DETECTOR}

도 1은 일반적인 적외선 감지기의 구성도이다.

도 2는 종래의 적외선 감지기에서 투광신호의 강약에 따른 재생신호의 펄스패턴을 설명하기 위한 펄스파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 적외선 감지기에 대한 제어블록도이다.

도 4는 도 2의 수광기의 간략화한 제어회로도이다.

도 5는 본 발명에 따른 적외선 감지기에서 투광신호가 약할 때의 재생신호의 펄스패턴을 설명하기 위한 펄스파형도이다.

도 6은 본 발명에 따른 적외선 감지기에서 투광신호가 강할 때의 재생신호의 펄스패턴을 설명하기 위한 펄스파형도이다.

도 7은 신호 정형 전 후의 수광신호의 형태를 설명하기 위한 도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 투광기 20 : 수광기

21 : 수광부 22 : 증폭부

23 : 적분부 24 : 자동이득조절부

25 : 자동트리거조절부 26 : 레벨비교부

27 : 마이컴

본 발명은 적외선 감지기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선을 방사하는 투광기와 방사된 적외선을 수광하는 수광기를 구비한 적외선 감지기에 관한 것이다.

일반적으로, 적외선 감지기는 적외선을 방사하는 투광기와 방사되는 적외선을 수광하는 수광기를 한 쌍으로 구성하여 투광기와 수광기사이가 차광된 경우 경보를 발생시키는 장치이다.

이 적외선 감지기는 도난 방지 및 입/출 관리 등의 목적으로 주택이나 일반 건물 및 사무실 공장 등의 보호구역 내에 설치되며, 예상치 않은 사람이나 물품의 반입반출시 이를 사전에 경고함으로써 외부 침입자에 의한 도난 또는 각종 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 장치이다.

도 1과 같이, 적외선 감지기는 일정 주기를 갖는 펄스 형태의 적외선을 발생시켜 외부로 방사시키는 투광기(1)와, 이 투광기(1)와 광학적으로 서로 마주보도록 마련되고, 투광기(1)에서 방사된 적외선을 수광한 후 그 수광량에 의해 투광기(1)로부터 방사되는 적외선의 차광 여부를 판단하는 수광기(2)로 이루어진다.

그러나 이러한 적외선 감지기는 일예로, 투광기(1)와 수광기(2)사이의 거리가 표준거리보다 멀거나, 가까운 경우에는 수광기에서 수광하는 투광신호의 세기가 표준세기보다 강하거나, 약해질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 투광신호의 세 기가 표준세기보다 강하거나, 약한 경우에는 트리거레벨이 표준세기보다 높거나, 낮아지기 때문에 수광기에서 재생된 투광신호의 펄스가 더 많이 출력되거나, 아예 출력되지 않을 수 있으므로, 투광신호의 원래 펄스패턴을 올바르게 재생하지 못한다. 이로 인해, 이 재생된 투광신호의 펄스패턴에 따라 신호를 분석하여 차광여부를 판단하는 마이컴이 차광여부를 정확히 판단하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 투광기에서 방사되는 투광신호의 펄스패턴을 수광기에서 원래의 투광신호의 펄스패턴에 가깝게 재생함으로서 마이컴이 신호의 판별을 정확히 할 수 있도록 할 수 있는 적외선 감지기를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 감지기는 소정주기의 펄스패턴을 갖는 적외선의 투광신호를 외부로 방사시키는 투광기와, 상기 투광기를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광기를 구비한 적외선 감지기에 있어서, 상기 수광기는 상기 투광기를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광부와, 상기 수광부를 통해 수광된 투광신호를 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부를 통해 증폭된 신호파형을 직류형태로 정형화하는 적분부와, 상기 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 세기를 일정하게 하도록 상기 적분부의 출력신호에 따라 신호의 트리거레벨값을 자동트리거조절하는 자동트리거조절부와, 상기 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 레벨을 일정하게 하도록 상기 자동트리거조절부의 출력신호 에 따라 상기 증폭부의 이득을 자동이득 조절하는 자동이득조절부와, 상기 적분부와 자동트리거조절부의 출력신호를 비교하여 펄스형태의 재생신호를 출력하는 레벨비교부와, 상기 레벨비교부의 출력신호에 따라 신호를 분석하여 차광여부를 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동이득조절부는 상기 자동트리거조절부의 출력신호의 레벨값에 따라 온 또는 오프되어 상기 증폭부의 이득을 증감시키는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동트리거조절부는 상기 적외선의 투광신호의 강약에 관계없이 상기 재생신호의 펄스패턴을 상기 적외선의 투광신호의 펄스패턴에 일치시키기 위해 상기 적분부의 출력신호의 트리거레벨값에 따라 온 또는 오프되어 상기 적외선의 투광신호가 약할 때는 미리 설정된 기준트리거레벨보다 트리거레벨을 하강시키고, 상기 투광신호가 강할 때는 상기 기준트리거레벨보다 트리거레벨을 상승시켜 트리거레벨을 보상하는 트랜시스터와, 상기 트랜지스터의 온 또는 오프에 따라 서로 다른 신호를 출력하는 OP엠프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 감지기는 소정주기의 펄스패턴을 갖는 적외선의 투광신호를 외부로 방사시키는 투광기(10)와, 이 투광기(10)를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하여 투광신호의 펄스패턴에 가깝게 신호를 재생하고, 재생된 펄스패턴의 신호에 따라 신호 분석하여 차광여부를 판단하는 수광기(20)를 구비한다.

투광기(10)는 소정주기의 펄스를 발생시키는 펄스발생부와, 이 펄스발생부에서 발생된 펄스를 적외선 파형으로 외부로 방사하는 투광부를 포함한다.

한편, 수광기(20)는 투광기(10)를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광부(21)와, 이 수광부(21)를 통해 수광된 투광신호를 증폭시키는 증폭부(22)와, 증폭부(22)에서 증폭된 아날로그 신호를 직류로 변환시키도록 신호를 정형화하는 적분부(23)와, 이 적분부(23)에서 신호 정형화된 신호의 레벨을 일정하게 하도록 상기 증폭부의 이득을 자동이득조절하고, 출력신호를 증폭부로 피드백시키는 자동이득조절부(Automatic gain control)(24)와, 이 적분부(23)에서 신호 정형화된 신호의 세기를 일정하게 하도록 트리거레벨값을 자동트리거조절하는 자동트리거조절부(Automatic trigger control)(25)와, 증폭부(22)와 자동트리거조절부(25)의 출력신호를 비교하여 펄스형태의 재생신호를 출력하는 레벨비교부(26)와, 이 레벨비교부(26)의 출력신호에 따라 신호를 분석하여 차광여부를 판단하는 마이컴(27)을 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수광부는 포토다이오드(PD), 트랜지스터(TR1), 저항(R1)으로 이루어져 투광신호를 수광한다.

증폭부(22)는 수광부(21)의 출력단에 마련되고, OP엠프(OP1)로 이루어져 신호를 증폭한다.

적분부(23)는 증폭부(22)의 출력단에 마련되고, 한 쌍의 저항(R4, R5)과 커패시터(C1, C2), OP엠프(OP2)로 이루어져 교류성분의 신호를 직류성분으로 변환시 킨다.

자동트리거조절부(25)는 적분부(23)와 레벨비교부(26)사이에 마련되고, 저항(R13, R14, R15, R16), 트랜지스터(TR4), 커패시터(C3, C4), OP엠프(OP4)로 이루어져, 적분부(23)의 출력신호의 세기에 따라 온 또는 오프되어 일정한 세기의 신호가 출력되도록 자동트리거 조절한다.

자동이득조절부(24)는 증폭부(22)와 자동트리거조절부(25)사이에 마련되고, 저항(R12)과 트랜지스터(TR2)로 이루어지고, 트랜지스터(TR2)는 자동트리거조절부(25)의 출력신호의 레벨에 따라 온 또는 오프되어 증폭부(22)의 이득을 조절하여 일정한 레벨의 신호가 출력되도록 자동이득 조절한다.

레벨비교부(26)는 증폭부(22)의 출력과 자동트리거조절부(25)의 출력을 입력으로 하는 OP엠프(OP3), 저항(R6, R8, R9, R10, R11), 트랜지스터(TR3)로 이루어져, 적분부(23)와 자동트리거조절부(25)의 출력신호를 비교하여 펄스형태의 재생신호를 출력한다.

따라서, 수광기(20)는 투광신호의 펄스패턴과 마이컴(27)에 입력되는 재생신호의 펄스패턴을 가능한 한 유사하게 재생시켜 투광신호의 강약이 변화하더라도 투광신호의 펄스패턴과 재생신호의 상이함을 최대한 줄이기 위하여 투광신호의 강약에 따라 출력을 제어하는 트리거레벨값을 변화시켜 투광신호의 펄스패턴과 재생신호의 펄스패턴을 일치시킨다. 이에 따라서, 마이컴(27)이 투광신호를 정확히 분석할 수 있어 차광여부를 보다 정확히 판단할 수 있게 된다.

좀더 상세히 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 투광기(10)와 수광기(20) 사이의 거리가 멀어 투광신호가 약할 때는 수광신호의 파형이 상대적으로 작아지기 때문에 신호파형이 기준트리거레벨보다 아래에 존재하게 된다. 따라서, 투광신호에 하나의 펄스가 주기적으로 발생하더라도 재생신호에서는 하나의 펄스도 발생하지 않아 재생신호의 펄스패턴을 투광신호의 펄스패턴에 가깝게 재생시킬 수 없다. 이를 방지하기 위해, 자동트리거조절부(25)에서 트리거레벨값을 기준트리거레벨에서 이보다 낮은 보상트리거레벨로 낮추어 투광신호의 펄스패턴과 같이 재생신호의 펄스가 주기적으로 하나씩 출력되도록 함으로서 재생신호의 펄스패턴을 투광신호의 펄스패턴에 최대한 가깝게 할 수 있다.

이와는 반대로, 도 6에 도시된 바와 같이, 투광기(10)와 수광기(20)사이의 거리가 짧아 투광신호가 강할 때는 수광신호의 파형이 상대적으로 커지기 때문에 신호파형이 기준트리거레벨보다 위에 존재하게 된다. 따라서, 투광신호에 하나의 펄스가 주기적으로 발생하지만, 재생신호에는 두 개의 펄스가 발생하므로, 재생신호의 펄스패턴을 투광신호의 펄스패턴에 가깝게 재생시킬 수 없다. 이를 방지하기 위해, 자동트리거조절부(25)에서 트리거레벨값을 기준트리거레벨로부터 이보다 높은 보상트리거레벨까지 높여 투광신호의 펄스패턴과 같이 재생신호의 펄스가 주기적으로 하나가 출력되도록 함으로서 재생신호의 펄스패턴을 투광신호의 펄스패턴에 최대한 가깝게 할 수 있다.

참고로, 도 7은 적분과 자동이득조절을 통한 신호 정형 전 후의 수광신호의 형태를 나타낸다. 수광신호 1은 신호 정형전의 수광신호의 파형이고, 수광신호 2는 신호 정형후의 수광신호의 파형이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 투광기에서 방사되는 투광신호의 펄스패턴을 수광기에서 자동이득조절과 자동트리거조절을 통하여 일정한 레벨의 신호파형으로 정형화함과 함께 트리거레벨을 조절하여 일정한 세기의 신호파형으로 정형화함으로서 투광신호의 원래 펄스패턴에 가깝게 재생함으로서 마이컴이 신호의 판별을 정확히 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 투광신호의 원래 펄스패턴에 가깝게 재생된 신호에 의하여 마이컴이 신호의 판별을 정확히 할 수 있으므로, 마이컴이 차광여부를 보다 정확히 판단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정주기의 펄스패턴을 갖는 적외선의 투광신호를 외부로 방사시키는 투광기와, 상기 투광기를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광기를 구비한 적외선 감지기에 있어서,

   상기 수광기는 상기 투광기를 통해 방사된 적외선의 투광신호를 수광하는 수광부와,

   상기 수광부를 통해 수광된 투광신호를 증폭시키는 증폭부와,

   상기 증폭부를 통해 증폭된 신호파형을 직류형태로 정형화하는 적분부와,

   상기 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 세기를 일정하게 하도록 상기 적분부의 출력신호에 따라 신호의 트리거레벨값을 자동트리거조절하는 자동트리거조절부와,

   상기 적분부를 통해 신호 정형화된 신호의 레벨을 일정하게 하도록 상기 자동트리거조절부의 출력신호에 따라 상기 증폭부의 이득을 자동이득 조절하는 자동이득조절부와,

   상기 적분부와 자동트리거조절부의 출력신호를 비교하여 펄스형태의 재생신호를 출력하는 레벨비교부와,

   상기 레벨비교부의 출력신호에 따라 신호를 분석하여 차광여부를 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지기.
2. 제1항에 있어서, 상기 자동이득조절부는 상기 자동트리거조절부의 출력신호의 레벨값에 따라 온 또는 오프되어 상기 증폭부의 이득을 증감시키는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지기.
3. 제1항에 있어서, 상기 자동트리거조절부는 상기 적외선의 투광신호의 강약에 관계없이 상기 재생신호의 펄스패턴을 상기 적외선의 투광신호의 펄스패턴에 일치시키기 위해 상기 적분부의 출력신호의 트리거레벨값에 따라 온 또는 오프되어 상기 적외선의 투광신호가 약할 때는 미리 설정된 기준트리거레벨보다 트리거레벨을 하강시키고, 상기 투광신호가 강할 때는 상기 기준트리거레벨보다 트리거레벨을 상승시켜 트리거레벨을 보상하는 트랜시스터와, 상기 트랜지스터의 온 또는 오프에 따라 서로 다른 신호를 출력하는 OP엠프를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지기.

Images