KR100642603B1 - 인체 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인체로부터 발생되는 적외선을 감지하는 장치로서, X 축 및 Y 축으로 배열된 다수의 적외선 서머파일 센서(IR thermopile sensor)를 구비한 서머파일 센서 어레이와, 상기 다수의 서머파일 센서의 X 축에 대해서 스캐닝(scanning)하고, 상기 X 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 X 축 스캐닝부와, 상기 X 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 X 축 전치 증폭기와, 상기 다수의 서머파일 센서의 Y 축에 대해서 스캐닝하고, 상기 Y 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 Y 축 스캐닝부와, 상기 Y 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 Y 축 전치 증폭기와, 상기 X 축 전치 증폭기의 출력과 상기 Y 축 전치 증폭기의 출력을 스위칭하여 특정 영역의 인체 감지 신호를 출력하는 스위치를 구비한다.

Description

인체 감지 장치{APPARATUS FOR DETECTING THE HUMAN BODY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 서머파일 센서 어레이를 구비한 인체 감지 장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 인체 감지 장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도.

본 발명은 인체 감지 장치에 관한 것으로, 특히, x-y의 서머파일 센서 어레이(thermopile sensor array)를 이용하여 인체에서 발생되는 적외선(IR)을 정확하게 감지하도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 침입자 경보 시스템은 인체에서 발생되는 적외선 감지를 통해 침입자를 검출한다. 이때, 적외선 감지에 사용되는 서머파일 센서는 인체가 나타내는 적외선 영역을 검출하는데, 이는 인체에 특별하게 반응하는 것이 아니라 인체의 체온 즉, 32℃ 내지 45℃ 영역의 적외선을 검출하는 것을 바탕으로 한다. 이 경우, 침입자에 의한 경보가 발생하기 위해 설치된 센서가 인체 이외의 소형 동물 즉, 고양이나 개 등의 적외선 방출에도 작동을 할 수 있다. 실제로 이로 인한 보안 시스 템의 오작동이 많다. 설치 공간에 따라 보안 시스템이 작동하는 시간대에 공간이 밀폐되는 경우에는 이러한 문제가 적을 수 있다. 그러나, 현재 보안 시스템의 설치 추이는 일반 가정에 적용이 급격하게 증가하고 있는데, 이러한 경우에는 애완 동물에 의한 오작동이 발생할 여지가 커지게 된다.

이와 같은 일반적인 보안 시스템은 단일 서머파일 적외선 검출 소자를 사용하고, 적외선 검출 효율을 높이기 위하여 돔(dome) 형태의 집광기(集光器)를 설치해서 서머파일 소자의 적외선 검출 사각(死角)을 최소화 한다. 그러나, 그 구조상 일정 각도 이상의 사각에서는 검출 효율이 급격하게 저하되고, 이로 인한 보안 시스템의 오작동이 발생할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, x-y의 서머파일 센서 어레이를 이용하여 인체에서 발생되는 적외선을 광범위한 영역에서 정확하게 감지하도록 하는 인체 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인체로부터 발생되는 적외선을 감지하는 장치로서, X 축 및 Y 축으로 배열된 다수의 적외선 서머파일 센서를 구비한 서머파일 센서 어레이와, 상기 다수의 서머파일 센서의 X 축에 대해서 스캐닝(scanning)하고, 상기 X 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 X 축 스캐닝부와, 상기 X 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 X 축 전치 증폭기와, 상기 다수의 서머파일 센서의 Y 축에 대해서 스캐닝하고, 상기 Y 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 Y 축 스캐닝부와, 상기 Y 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 Y 축 전치 증폭기와, 상기 X 축 전치 증폭기의 출력과 상기 Y 축 전치 증폭기의 출력을 스위칭하여 특정 영역의 인체 감지 신호를 출력하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 인체 감지 장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 서머파일 센서 어레이(10), 전원 공급부(12), X 축 스캐닝부(14), X 축 전치 증폭기(16), Y 축 스캐닝부(18), Y 축 전치 증폭기(20), 스위치(22), 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter : ADC)(24), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU)(26)로 구성된다.

동 도면에 있어서, 서머파일 센서 어레이(10)는 X 축 및 Y 축으로 배열된 다수의 적외선 서머파일 센서를 구비한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 서머파일 센서 어레이를 구비한 인체 감지 장치의 개략도로, 하우징(housing) 내에 드라이브/프로세스(drive/process) 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)과, 서머파일 센서 어레이와, PMMA 렌즈와, 및 상기 PMMA 렌즈를 실장하고, 조정하는 어드저스터블 렌즈 마운트(adjustable lens mount)가 구성된다. 상기 드라이브/프로세스 인쇄회로기판에는 서머파일 센서 어레이를 제외한 도 2와 같은 나머지 각 수단이 구성된다.

전원 공급부(12)는 서머파일 센서 어레이(10)에 구비된 다수의 적외선 서머파일 센서에 전원을 각기 공급한다.

X 축 스캐닝부(14)는 다수의 서머파일 센서의 X 축에 대해서 스캐닝하고, X 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출한다. X 축 전치 증폭기(16)는 X 축 스캐닝부(14)로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력한다. Y 축 스캐닝부(18)는 다수의 서머파일 센서의 Y 축에 대해서 스캐닝하고, Y 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출한다. Y 축 전치 증폭기(20)는 Y 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력한다.

스위치(22)는 X 축 전치 증폭기(16)의 출력과 Y 축 전치 증폭기(20)의 출력을 스위칭한다.

아날로그/디지털 변환기(24)는 스위치(22)로부터 스위칭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

중앙 처리 장치(26)는 X 축 스캐닝부(14), Y 축 스캐닝부(18), 및 스위치(22)의 동작을 제어하고, 아날로그/디지털 변환기(24)의 출력에 대응하는 신호로서 특정 영역의 인체 감지 신호를 출력한다.

상기 서머파일 센서 어레이(10)는 반도체 공정을 이용하므로 4 x 4 또는 6 x 6 어레이 등을 구성하기에 매우 용이하고, 단일 소자 제작에 비하여 큰 공정의 변화 없이 제작이 가능하다. 또한, 제작 단가 역시 거의 유사하므로 CCD 카메라(Charge Coupled Device camera)의 사용에 비하여 매우 낮은 가격으로 구성이 가능해 진다. 또한, 일회용 카메라 등에 사용되는 PMMA 재질의 플라스틱 렌즈를 사용하여 이미지를 어레이의 표면에 맺히게 하므로 렌즈의 제작 및 가공 역시 매우 간단하게 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명은 적외선 센서 제작 과정에서 서머파일 부분을 적절한 배열의 크기로 x-y 어레이로 설치하고, 저가격의 플라스틱(plastic)(PMMA 소재)의 렌즈를 부착하여 적외선 검출 대상체의 크기에 따라 배열 구조상에 x-y 점유 면적이 커지도록 한다. 따라서, 전체의 출력을 통하여 적외선을 방출하는 대상체의 크기를 검출할 수 있도록 한다. 광학 이미지(optical image)가 서머파일 센서 어레이에 맺히게 되면 그 크기에 따라 어레이 점유 면적이 변화 한다. 이때, 소형 동물에서 얻어지는 면적에 비하여 인체에 의해 얻어지는 면적이 더 크게 나타나고 이를 처리하는 경우, 매우 낮은 해상도이기는 하나 적외선 방출 대상체를 구분 할 수 있는 방법이 된다. 현재 사용되는 CCD 카메라 감시체계는 이러한 관점에서는 매우 유용한 수단이지만, CCD 카메라의 특성상 데이터의 전송 및 처리 과정이 복잡하며 이를 실시간으로 전송하기 위해서는 고속의 통신망 및 처리용 컴퓨터가 필요하다. 따라서, 보안 시스템의 크기가 커지고 고가가 되므로 특정한 목적의 제한된 분야에서만 이용 된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, x-y의 서머파일 센서 어레이를 이용하여 인체에서 발생되는 적외선을 정확하게 감지하도록 한다. 따라서, 기존의 서머파일을 사용하는 보안 시스템에서 인체와 소형 동물을 구별하지 못하여 발생하는 오동작을 최소화 할 수 있다. 또한, 기존의 보안 시스템과 완전하게 호환이 가능하므로 기존 보안 시스템에서 변동 없이 즉시 설치하고 운용할 수 있다.

Claims (2)

1. 인체로부터 발생되는 적외선을 감지하는 인체 감지 장치로서,

   X 축 및 Y 축 방향으로 각각 다열 배치되는 적외선 서머파일 센서(IR thermopile sensor)들을 구비한 서머파일 센서 어레이와,

   상기 서머파일 센서의 X 축에 대해서 스캐닝(scanning)하고, 상기 X 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 X 축 스캐닝부와,

   상기 X 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 X 축 전치 증폭기와,

   상기 서머파일 센서의 Y 축에 대해서 스캐닝하고, 상기 Y 축 스캐닝에 대응하는 서머파일 센서의 출력을 추출하는 Y 축 스캐닝부와,

   상기 Y 축 스캐닝부로부터 추출된 서머파일 센서의 출력을 제공받아 전치 증폭하여 출력하는 Y 축 전치 증폭기와,

   상기 X 축 전치 증폭기의 출력과 상기 Y 축 전치 증폭기의 출력을 스위칭하여 상기 서머파일 센서 어레이에서의 신호 검출 영역을 출력하는 스위치, 및

   상기 스위치에서 출력되는 신호 검출 영역을 기초로 하여 인체의 크기를 검출하는 중앙 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감지 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 서머파일 센서 어레이의 전 면에 설치되는 PMMA 렌즈와, 상기 PMMA 렌즈를 실장하는 어드저스터블 렌즈 마운트(adjustable lens mount)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감지 장치.

Images