KR102574675B1

KR102574675B1 - 광 검출 시스템, 방전 확률 산출 방법 및 수광량 측정 방법

Info

Publication number: KR102574675B1
Application number: KR1020210018100A
Authority: KR
Inventors: 슌 오누마; 오누마; 라이타 모리
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2023-09-04
Also published as: KR20210105292A; US11402261B2; JP2021131254A; US20210255035A1; CN113340437A

Abstract

[과제] 광센서의 비정규 방전의 확률을 산출한다.
[해결수단] 광 검출 시스템은, 광센서(1)와, 광센서(1)에 구동 펄스 전압을 인가하는 인가 전압 생성 회로(12)와, 광센서(1)의 방전을 검출하는 방전 판정부(201)와, 광센서(1)가 차광된 제1 상태와, 광센서(1)가 차광되며 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 제1 상태와 다른 제2 상태 각각에 관해서 방전 확률을 산출하는 방전 확률 산출부(202)와, 광센서(1)의 감도 파라미터로서 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 기억하는 감도 파라미터 기억부(19)와, 감도 파라미터와, 제1, 제2 상태일 때에 산출된 방전 확률과, 제1, 제2 상태일 때의 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 광센서(1)의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 방전 확률 산출부(203)를 구비한다.

Description

광 검출 시스템, 방전 확률 산출 방법 및 수광량 측정 방법 {LIGHT DETECTION SYSTEM, DISCHARGE PROBABILITY CALCULATION METHOD AND LIGHT RECEIVING AMOUNT MEASUREMENT METHOD}

본 발명은 화염 등의 빛을 검출하는 광 검출 시스템에 관한 것이다.

연소로 등에 있어서 화염의 빛으로부터 방출되는 자외선에 기초하여 화염의 유무를 검출하는 광센서로서, 광전관식 자외선 센서가 이용되는 경우가 있다. 광전관식 자외선 센서의 방전에는, 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 비정규 방전 현상(의방전)이 일어나는 것이 관측되고 있다.

특허문헌 1에서는, 광센서에 인가하는 구동 펄스의 펄스 폭을 제어하여 방전의 수광량을 계산으로 구하고, 광량으로부터 화염 센서의 수명을 판정할 수 있는 화염 검출 시스템이 제안되어 있다. 그러나, 실제의 광센서의 방전에는 고장이라고 총칭되는 노이즈에 의한 비정규 방전이 포함되어 있어, 화염에 의한 빛이 없는 경우라도 방전이 일어나 버려, 오검출되어 버리는 경우가 있었다. 그와 같은 방전의 오검출을 제거하기 위해서, 노이즈 성분을 고려한 방전 확률의 측정 방법을 고려할 필요가 있다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 화염 검출 시스템에서는, 정규 방전 이외의 노이즈 성분의 방전 확률을 고려하여 수광량을 구하는 방법이 제안되어 있고, 정밀도 좋게 화염의 유무를 검출하는 것을 가능하게 하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에 개시된 화염 검출 시스템에서는 노이즈 성분의 방전 확률을 미리 알고 있을 필요가 있다.

또한, 특허문헌 3에 개시된 고장 검출 장치에서는, 광센서에 입사하는 전자파를 차단하는 셔터 기구를 설치함으로써 광센서의 자기 방전에 의한 고장을 검출하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 특허문헌 3에 개시된 고장 검출 장치에서는, 광센서의 수명에 의한 측정 감도의 변화로 정규 방전과 비정규 방전을 구별하기 위한 판별 방법이 없어, 고장의 검지를 잘못할 가능성이 있었다.

또한, 이상의 과제는, 화염 검출 시스템에 한하지 않고, 광센서를 이용하는 광 검출 시스템에 있어서 마찬가지로 발생한다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2018-84422호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허공개 2018-84423호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허공개 평05-012581호 공보

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루아진 것으로, 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 비정규 방전의 방전 확률을 산출할 수 있는 광 검출 시스템 및 방전 확률 산출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 노이즈 성분의 방전 확률의 일부가 미지수인 경우라도 수광량을 산출할 수 있는 광 검출 시스템 및 수광량 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광 검출 시스템은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하도록 구성된 광센서와, 이 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하도록 구성된 인가 전압 생성부와, 상기 광센서의 방전 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출부와, 이 전류 검출부에 의해서 검출된 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하도록 구성된 방전 판정부와, 상기 광센서가 차광된 제1 상태와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하도록 구성된 제1 방전 확률 산출부와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하도록 구성된 기억부와, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제1, 제2 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하도록 구성된 제2 방전 확률 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하도록 구성된 광센서와, 이 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하도록 구성된 인가 전압 생성부와, 상기 광센서의 방전 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출부와, 이 전류 검출부에 의해서 검출된 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하도록 구성된 방전 판정부와, 상기 광센서가 차광된 제1 상태와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태의 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하도록 구성된 제1 방전 확률 산출부와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하도록 구성된 기억부와, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하도록 구성된 제2 방전 확률 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 일 구성예는, 발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과, 상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와, 상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고, 상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제3 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고, 상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고, 상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제3, 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 일 구성예는, 발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과, 상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와, 상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고, 상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제3 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태와, 상기 제2 광원이 소등되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3, 제4 상태와 동일한 제5 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고, 상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고, 상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 일 구성예는, 발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과, 상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와, 상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고, 상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제3 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제4 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고, 상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고, 상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 일 구성예는, 발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과, 상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와, 상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고, 상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제3 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제4 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태와, 상기 제2 광원이 소등되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4, 제5 상태와 동일한 제6 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고, 상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고, 상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 방전 확률 산출 방법은, 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 방전 확률 산출 방법은, 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태의 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와, 상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계와, 상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나 또는 상기 제2 광원을 소등한 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제10 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제11 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제12 단계와, 상기 제10 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제12 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와, 상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제13, 제17 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제9 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제18 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계와, 상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나 또는 상기 제2 광원을 소등한 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제10 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제11 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제12 단계와, 상기 제10 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제12 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와, 상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와, 상기 제2 광원이 소등되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3, 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와, 상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제13, 제17, 제21 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제9 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제22 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태의 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와, 상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와, 상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나 또는 상기 제2 광원을 소등한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와, 상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와, 상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제17, 제21 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제13 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제22 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법은, 제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와, 상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와, 상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와, 상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와, 상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와, 상기 광센서가 차광되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태의 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와, 상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와, 상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와, 상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나 또는 상기 제2 광원을 소등한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와, 상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와, 상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와, 상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와, 상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와, 상기 제2 광원이 소등되며 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4, 제5 상태와 동일한 제6 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제22 단계와, 상기 제6 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제23 단계와, 상기 제6 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제24 단계와, 상기 제22 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제24 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제6 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제25 단계와, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제17, 제21, 제25 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제13 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제26 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 인가 전압 생성부와 전류 검출부와 방전 판정부와 제1 방전 확률 산출부와 기억부와 제2 방전 확률 산출부를 마련함으로써, 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출할 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는 이들 비정규 방전의 방전 확률에 기초한 광센서의 수명 판정을 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 추가로 제2 광원과 광원 제어부와 수광량 산출부를 마련함으로써, 정규 방전의 방전 확률과, 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하지 않고서 발생하며 또한 광센서의 수광량에 의존하여 발생하는 비정규 방전의 방전 확률 중 적어도 한쪽이 미지수인 경우라도 수광량을 산출할 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는, 구한 수광량으로부터 화염의 유무를 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는, 수광량에 의해 광센서의 잘못된 수명 판정을 해 버릴 가능성을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서 광센서에 인가되는 구동 펄스 및 전류 검출 회로에 있어서 검출되는 검출 전압을 도시하는 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 다른 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 다른 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 다른 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템을 실현하는 컴퓨터의 구성예를 도시하는 블록도이다.

[실시예]

이하, 노이즈 성분에 의한 비정규 방전의 측정 방법과 수광량의 측정 방법에 관해서 설명한다. 광전 효과를 이용한 광센서는 광자가 전극에 맞닿음으로써 통전하는 광전관(光電管)이다. 통전은 다음의 조건으로 진행된다.

[광센서의 동작]

광센서의 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가한 상태에 있어서, 한쪽의 전극에 광자가 맞닿으면, 어떤 확률로 광전자가 튀어나와, 전자 사태를 일으키면서 통전한다(전극 사이에 방전 전류가 흐른다).

전극 사이에 전압이 걸려 있는 동안 광센서는 통전을 계속한다. 혹은 광센서의 통전이 확인되면 즉시 전압을 내림으로써 통전이 정지한다. 이와 같이, 광센서는 전극 사이의 전압이 내려가면 통전을 종료한다.

광센서의 전극에 광자가 1개 맞닿았을 때에 광센서가 방전할 확률을 P₁로 한다. 또한, 광센서의 전극에 광자가 2개 맞닿았을 때에 광센서가 방전할 확률을 P₂로 한다. P₂는 1번째의 광자라도 2번째의 광자라도 방전하지 않을 확률의 역(逆)이기 때문에, P₂와 P₁의 관계는 식 (1)과 같이 표시된다.

일반적으로 n개의 광자가 광센서의 전극에 맞닿았을 때에 광센서가 방전할 확률을 P_n, m개의 광자가 광센서의 전극에 맞닿았을 때에 광센서가 방전할 확률을 P_m이라고 하면(n, m은 자연수), 식 (1)과 마찬가지로 식 (2)와 식 (3)이 성립한다.

식 (2)와 식 (3)으로부터 P_n과 P_m의 관계로서 식 (4)를 유도할 수 있다.

단위 시간 당 광센서의 전극에 날아오는 광자의 수를 E, 광센서의 방전 시작 전압 이상의 전압을 전극 사이에 인가하는 시간(이하, 펄스 폭이라고 부른다)을 T라고 하면, 전압 인가 1회당 전극에 충돌하는 광자의 수는 ET로 표시된다. 따라서, 동일의 광센서를, 어느 조건 A와 다른 조건 B로 동작시켰을 때의, 광자수 E, 펄스 폭 T, 방전 확률 P의 관계는 식 (5)와 같게 된다. 여기서, 기준으로 하는 광자수를 E₀이라고 정하고, Q=E/E₀이라고 하면, 식 (6)이 된다. 여기서, Q를 수광량이라고 부르기로 한다.

[광 검출 시스템의 구성과 동작]

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 검출 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 광 검출 시스템은, 광센서를 구동하여, 광센서의 구동 결과로부터 방전 확률과 광원으로부터의 수광량을 산출하는 것이다. 이 광 검출 시스템은, 불꽃이나 LED나 램프 등의 광원(100)(제1 광원)으로부터 생기는 빛(자외선)을 검출하는 광센서(1)와, 외부 전원(2)과, 광센서(1) 및 외부 전원(2)이 접속된 연산 장치(3)와, 광원(100)과 광센서(1)의 사이에 마련된 셔터(21)와, 셔터(21)를 구동하는 셔터 구동부(22)와, 셔터 구동부(22)를 통해 셔터(21)를 제어하는 셔터 제어부(23)와, 발생한 빛이 광원(100)으로부터의 빛과 함께 광센서(1)에 입사하도록 설치된 추가 광원(101)(제2 광원)을 구비하고 있다. 셔터(21)와 셔터 구동부(22)는 차광 수단을 구성하고 있다.

광센서(1)는, 양단부가 막힌 원통형의 바깥 용기와, 이 바깥 용기의 양단부를 관통하는 2개의 전극 핀, 바깥 용기 내부에 있어서 전극 핀에 의해 상호 평행하게 지지된 2장의 전극을 구비한 광전관으로 구성되어 있다. 이러한 광센서(1)에서는, 전극 지지 핀을 통해 전극 사이에 소정의 전압을 인가한 상태에 있어서, 광원(100)에 대향 배치된 한쪽의 전극에 자외선이 조사되면, 광전 효과에 의해 그 전극으로부터 전자가 방출되어, 전극 사이에 방전 전류가 흐른다.

외부 전원(2)은 예컨대 100[V] 또는 200[V]의 전압치를 갖는 교류의 상용 전원으로 이루어진다.

연산 장치(3)는, 외부 전원(2)에 접속된 전원 회로(11)와, 이 전원 회로(11)에 접속된 인가 전압 생성 회로(12) 및 트리거 회로(13)와, 광센서(1)의 하류 측의 단자(1b)와 접지 라인(GND)의 사이에 직렬로 접속된 저항(R1과 R2)으로 이루어지는 분압 저항(14)과, 이 분압 저항(14)의 저항(R1과 R2)의 접속점(Pa)에 생기는 전압(참조 전압)(Va)을 광센서(1)에 흐르는 전류(I)로서 검출하는 전류 검출 회로(15)와, 인가 전압 생성 회로(12)와 트리거 회로(13)와 전류 검출 회로(15)가 접속된 처리 회로(16)와, 추가 광원(101)의 점등/소등을 제어하는 광원 제어부(24)를 구비하고 있다.

전원 회로(11)는 외부 전원(2)으로부터 입력되는 교류 전력을 인가 전압 생성 회로(12) 및 트리거 회로(13)에 공급한다. 또한, 연산 장치(3)의 구동용 전력은 전원 회로(11)로부터 취득된다. 단, 교류/직류를 막론하고, 다른 전원으로부터 구동용의 전력을 취득하도록 구성할 수도 있다.

인가 전압 생성 회로(12)(인가 전압 생성부)는, 전원 회로(11)에 의해 인가되는 교류 전압을 소정의 값까지 승압시켜 광센서(1)에 인가한다. 본 실시예에서는, 처리 회로(16)로부터의 구형(矩形) 펄스(PS)와 동기한 200[V]의 펄스형 전압(광센서(1)의 방전 시작 전압(VST) 이상의 전압)을 구동 펄스 전압(PM)으로서 생성하고, 이 생성한 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)에 인가한다. 도 2에 광센서(1)에 인가되는 구동 펄스 전압(PM)을 도시한다. 구동 펄스 전압(PM)은, 처리 회로(16)로부터의 구형 펄스(PS)와 동기하고 있고, 그 펄스 폭 T는 구형 펄스(PS)의 펄스 폭과 같다. 처리 회로(16)로부터의 구형 펄스(PS)에 관해서는 후술한다.

트리거 회로(13)는, 전원 회로(11)에 의해 인가되는 교류 전압의 소정치의 점을 검출하여, 이 검출 결과를 처리 회로(16)에 입력한다. 본 실시예에 있어서, 트리거 회로(13)는 전압치가 최소가 되는 최소치의 점을 소정치의 점(트리거 시점)으로서 검출한다. 이와 같이 교류 전압에 관해서 소정치의 점을 검출함으로써, 그 교류 전압의 1 주기를 검출하는 것이 가능하게 된다.

분압 저항(14)은, 저항(R1과 R2)의 분압 전압으로서 참조 전압(Va)을 생성하여, 전류 검출 회로(15)에 입력한다. 여기서, 광센서(1)의 상류 측의 단자(1a)에 인가되는 구동 펄스(PM)의 전압치는, 상술한 것과 같이 200[V]라는 고전압으로 되어 있기 때문에, 광센서(1)의 전극 사이에 전류가 흘렀을 때에 그 하류 측의 단자(1b)에 생기는 전압을 그대로 전류 검출 회로(15)에 입력하면 전류 검출 회로(15)에 큰 부하가 걸리게 된다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 분압 저항(14)에 의해서 전압치가 낮은 참조 전압(Va)을 생성하여, 이것을 전류 검출 회로(15)에 입력하도록 하고 있다.

전류 검출 회로(15)(전류 검출부)는, 분압 저항(14)으로부터 입력되는 참조 전압(Va)을 광센서(1)의 방전 전류(I)로서 검출하고, 이 검출한 참조 전압(Va)을 검출 전압(Vpv)으로서 처리 회로(16)에 입력한다.

처리 회로(16)는, 구형 펄스 생성부(17)와 A/D 변환부(18)와 감도 파라미터 기억부(19)와 중앙 처리부(20)를 구비하고 있다.

구형 펄스 생성부(17)는, 트리거 회로(13)가 트리거 시점을 검출할 때마다, 즉 전원 회로(11)로부터 트리거 회로(13)에 인가되는 교류 전압의 1 주기마다 펄스 폭 T의 구형 펄스(PS)를 생성한다. 이 구형 펄스 생성부(17)가 생성하는 구형 펄스(PS)가 인가 전압 생성 회로(12)에 보내진다. 구형 펄스 생성부(17)와 인가 전압 생성 회로(12)는 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭을 조정할 수 있다. 즉, 구형 펄스 생성부(17)가 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 원하는 값으로 설정함으로써, 구형 펄스(PS)와 같은 펄스 폭의 구동 펄스 전압(PM)이 인가 전압 생성 회로(12)로부터 출력된다.

A/D 변환부(18)는, 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)을 A/D 변환하여, 중앙 처리부(20)로 보낸다.

중앙 처리부(20)는, 프로세서나 기억 장치로 이루어지는 하드웨어와, 이들 하드웨어와 협동하여 각종 기능을 실현시키는 프로그램에 의해서 실현되며, 방전 판정부(201)와 방전 확률 산출부(202, 203)와 펄스 인가수 적산부(204)와 인가수 판정부(205)와 수광량 산출부(206)와 수광량 판정부(207)로서 기능한다.

중앙 처리부(20)에 있어서, 방전 판정부(201)는 전류 검출 회로(15)에 의해서 검출된 광센서(1)의 방전 전류에 기초하여 광센서(1)의 방전을 검출한다. 구체적으로는, 방전 판정부(201)는, 광센서(1)에 구동 펄스 전압(PM)이 인가될 때마다(구형 펄스(PS)가 생성될 때마다), A/D 변환부(18)로부터 입력되는 검출 전압(Vpv)과 미리 정해져 있는 역치 전압(Vth)을 비교하여(도 2 참조), 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전되었다고 판정하여, 방전 횟수 n을 1 늘린다.

방전 확률 산출부(202)는, 광센서(1)에 인가된 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N이 소정수를 넘었을 때(구형 펄스(PS)의 펄스수가 소정수를 넘었을 때)에, 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n과 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N으로부터 광센서(1)의 방전 확률 P를 산출한다.

이 방전 확률 P를 프레임 신호로서 출력한다. 어떤 동작 조건, 수광량 Q₀(Q₀≠0), 펄스 폭 T₀에 있어서의 방전 확률 P₀이 기지(旣知)인 것으로 한다. 예컨대 광 검출 시스템의 출하 검사에 있어서, 정해진 수광량과 펄스 폭에 있어서의 방전 확률 P를 측정해 두는 방법이 있다. 이때, 수광량 Q, 펄스 폭 T, 방전 확률 P의 관계는 식 (7)이 된다. 단, P=0은 Q=0으로 한다. 본 발명에서는 P=0일 때와 P=1일 때는 수광량 Q의 산출 처리에서 제외한다.

이제, Q₀, T₀, P₀이 기지이고, T는 광 검출 시스템이 제어하고 있는 펄스 폭이기 때문에 기지이다. 복수 회의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)에 인가하고, 방전 횟수 n을 측정하여, 방전 확률 P를 산출하면, 미지수인 수광량 Q를 식 (7)로부터 산출할 수 있다. 이 수광량 Q를 프레임 신호로서 출력하여도 좋다.

[노이즈를 고려한 광 검출 시스템의 동작]

식 (7)로부터 어떤 동작 조건, 수광량 Q₀, 펄스 폭 T₀에 있어서의 방전 확률 P_aA를 이미 알고 있고, 수광량 Q, 펄스 폭 T, 방전 확률 P의 관계는 식 (8)로 주어진다.

광센서(1)의 방전과 시간의 관계로서는 하기의 두 가지를 생각할 수 있다.

(a) 구동 펄스 전압(PM)의 인가 중에 일률적인 확률로 나타나는 방전(식 (8)).

(b) 구동 펄스 전압(PM)의 수직상승 혹은 수직하강 시에 나타나는 방전.

이어서, 광센서(1)의 방전과 수광량의 관계는 하기의 두 가지를 생각할 수 있다.

(A) 수광량과 식 (8)의 관계에 따라서 나타나는 방전.

(B) 수광량과 무관하게 나타나는 방전.

표 1의 매트릭스와 같이, (a), (b)와 (A), (B)의 조합으로 광센서(1)의 노이즈 방전을 유형화할 수 있다. 본 발명에서는, (a)와 (A)의 조합 (aA), (a)와 (B)의 조합 (aB), (b)와 (A)의 조합 (bA), (b)와 (B)의 조합 (bB)가 확실하게 관측될 가능성이 높다고 생각된다.

aA 조합의 방전은, 「감도」라고 불리는 정상적인 방전(식 (8)에 삽입 완료)이다. aB 조합의 방전은, 열전자 등이 트리거가 되는 자외선의 양과 무관한 방전이다. bA 조합의 방전은, 돌입 전류나 잔존 이온에 의해 구동 펄스 전압의 수직상승 혹은 수직하강 시에 한정적으로 발생하는 방전 중 광량에 의존하는 방전이다. bB 조합의 방전은, 돌입 전류나 잔존 이온에 의해 구동 펄스 전압의 수직상승 혹은 수직하강 시에 한정적으로 발생하는 방전 중 광량에 의존하지 않는 방전이다.

또한, 표 1에 유형화한 것은 UV(ultraviolet) 고장 모드의 전부는 아니다. 예컨대 방전이 끊이지 않는다, 감도 파장이 다르다 등, 표 1에 포함되지 않는 고장 모드가 있다.

이상의 aA 방전과 3종의 aB, bA, bB의 노이즈 방전은 식 (9)의 형태로 나타낼 수 있다.

식 (9)에 있어서, P_aB는 수광량 Q, 펄스 폭 T에 있어서의 aB의 방전 확률, P_bA는 수광량 Q, 펄스 폭 T에 있어서의 bA의 방전 확률, P_bB는 수광량 Q, 펄스 폭 T에 있어서의 bB의 방전 확률이다.

[방전 확률 P_aA, P_bA, P_aB, P_bB의 산출 방법]

광원(100)에 더하여, 광량이 기지인 추가 광원(101)을 점등시켰을 때의 수광량을 Q₁, 추가 광원(101)을 소등한 상태의 광원(100)만일 때의 수광량을 Q₂(Q₁≠Q₂)라고 하면, 수광량 Q₁과 Q₂의 차는 추가 광원(101)의 광량이 되기 때문에, 수광량 Q₁, Q₂가 미지의 값이라도, Q₁-Q₂는 기지의 값이 된다. 수광량 Q₁일 때의 방전 확률을 ¹P로 하여, 수광량 Q₁과 방전 확률 ¹P를 식 (9)에 대입하면, 식 (10)이 된다.

또한, 수광량 Q₂일 때의 방전 확률을 ²P로 하여, 수광량 Q₂와 방전 확률 ²P를 식 (9)에 대입하면, 식 (11)이 된다.

식 (10)을 식 (11)로 나누면, 식 (12)가 된다.

또한, 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭이 T₁이고, 수광량이 Q₁일 때의 방전 확률을 ¹ ₁P, 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭이 T₁이고, 수광량이 Q₂일 때의 방전 확률을 ² ₁P라고 하면, 식 (12)로부터 식 (13)을 얻을 수 있다.

또한, 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭이 T₂(T₁≠T₂)이고, 수광량이 Q₁일 때의 방전 확률을 ¹ ₂P, 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭이 T₂이고, 수광량이 Q₂일 때의 방전 확률을 ² ₂P라고 하면, 식 (12)로부터 식 (14)를 얻을 수 있다.

수광량 Q₁, Q₂와 펄스 폭 T₁, T₂를 조합하여 측정했을 때의 각각의 방전 확률의 표기를 표 2에 정리한다.

식 (13)을 식 (14)로 나누어 변형하면, 식 (16)과 같이 방전 확률 P_aA를 구할 수 있다.

또한, 식 (16)을 식 (12)에 대입함으로써, 식 (17)과 같이 방전 확률 P_bA를 구할 수 있다.

따라서, 방전 확률 ¹ ₁P, ² ₁P, ¹ ₂P, ² ₂P, ¹P, ²P를 각각 측정하면 방전 확률 P_aA, P_bA를 얻을 수 있다.

이어서, 식 (9)에 있어서 빛을 수광하고 있지 않을 때(예컨대 셔터 닫음일 때), 수광량 Q를 0이라고 하면, 식 (18)이 된다. 여기서, _nP^*는 펄스 폭이 T_n이고 빛을 수광하고 있지 않을 때의 방전 확률 측정치이다.

펄스 폭 T₁로 측정을 하여 방전 확률 ₁P^*을 측정한다.

또한, 펄스 폭 T₂(T₁≠T₂)로 측정을 하여 방전 확률 ₂P^*을 측정한다.

식 (19)를 식 (20)으로 나누면, 식 (21)이 얻어지기 때문에, 방전 확률 P_aB를 식 (22)와 같이 산출할 수 있다.

식 (18)에 있어서 펄스 폭이 T이고 빛을 수광하고 있지 않을 때의 방전 확률측정치를 P로 한 식에 식 (22)를 대입하면, 식 (23)과 같이 방전 확률 P_bB를 산출할 수 있다.

따라서, 빛을 수광하고 있지 않을 때에, 펄스 폭 T₁, T₂일 때의 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*을 각각 측정하면, 방전 확률 P_aB, P_bB를 얻을 수 있다.

또한, T=T₁로 하여도 좋다. 이 경우의 방전 확률 P_bB는 식 (24)와 같이 구할 수 있다.

또한, T=T₂로 하여도 좋다. 이 경우의 방전 확률 P_bB는 식 (25)와 같이 구할 수 있다.

[수광량 Q의 산출 방법]

식 (9)를 변형하여 식 (16), 식 (17)을 대입하면, 식 (26)과 같이 수광량 Q를 얻을 수 있다.

따라서, 방전 확률 P_aA, P_bA 중 적어도 한쪽이 미지수인 경우라도, 검출 대상의 광원(100)에 더하여, 광량이 기지인 추가 광원(101)을 사용함으로써, 식 (26)과 같이 수광량 Q를 얻을 수 있다.

또한, 상기한 것과 같이, 추가 광원(101)을 소등한 상태의 광원(100)만일 때의 수광량이 Q₂라면, 수광량 Q를 식 (27)과 같이 구할 수도 있다.

반대로, 추가 광원(101)을 소등한 상태의 광원(100)만일 때의 수광량이 Q₁이라면, 수광량 Q를 식 (28)과 같이 구할 수도 있다.

이하, 본 실시예의 광 검출 시스템의 동작에 관해서 더욱 상세히 설명한다. 도 3, 도 4는 본 실시예의 광 검출 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.

셔터 제어부(23)는, 셔터(21)를 개폐 동작시키기 위한 셔터 열림 신호(전압)를 선택적으로 출력함으로써, 셔터 닫힘(광센서(1)가 차광된 상태)과 셔터 열림(광센서(1)가 채광 가능한 상태)을 전환할 수 있다.

본 실시예에서는, 광 검출 시스템의 출하 검사 시 또는 광 검출 시스템이 설치되어 있는 현장에 있어서, 초기 상태에서는 셔터 열림 신호를 출력하지 않는다. 이 때문에, 셔터 구동부(22)는 셔터(21)를 닫은 상태로 한다(도 3의 단계 S100). 이에 따라, 광원(100)으로부터의 빛이 셔터(21)에 의해서 차단되고, 광센서(1)에의 빛의 입사가 차단된다.

방전 확률 산출부(202)는 펄스 폭 제어를 위한 변수 i를 1로 초기화한다(도 3의 단계 S101). 방전 확률 산출부(202)는, 변수 i가 3보다 작은 경우(도 3의 단계 S102에서 YES), 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 인가를 시작하게 한다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는, 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 소정의 값 T_i=T₁로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12)는, 펄스 폭 T_i=T₁의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이에 인가한다(도 3의 단계 S103).

방전 판정부(201)는, 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)과 미리 정해져 있는 역치 전압(Vth)을 비교하여, 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정한다. 방전 판정부(201)는, 광센서(1)가 방전했다고 판정하면, 이것을 1회로 하여 방전 횟수 n_i ^*=n₁ ^*을 카운트한다(도 3의 단계 S104). 방전 횟수 n₁ ^*과 후술하는 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₁ ^*의 초기치가 함께 0인 것은 말할 필요도 없다. 이렇게 해서, 단계 S103, S104의 처리가 반복하여 실행된다.

펄스 인가수 적산부(204)는, 구형 펄스 생성부(17)로부터 출력되는 구형 펄스(PS)를 카운트함으로써, 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*을 카운트한다.

인가수 판정부(205)는 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*을 소정수 Nth^*과 비교한다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S103에 의한 펄스 폭 T_i=T₁의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*=N₁ ^*이 소정수 Nth^*을 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(도 3의 단계 S105에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*=N₁ ^*과 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n_i ^*=n₁ ^*에 기초하여, 식 (29)에 의해 방전 확률 ₁P^*을 산출한다(도 3의 단계 S106).

₁P^*=n₁ ^*/N₁ ^*···(29)

방전 확률 ₁P^*의 산출 후, 방전 확률 산출부(202)는 펄스 폭 제어를 위한 변수 i를 1 늘린다(도 3의 단계 S107). 방전 확률 산출부(202)는, 변수 i가 3보다 작은 경우(단계 S102에서 YES), 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 재차 인가를 시작하게 한다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는, 구형 펄스(PS)의 출력을 일단 정지한 후, 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 소정의 값 T_i=T₂(T₁≠T₂)으로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12) 는, 펄스 폭 T_i=T₂의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이에 인가한다(단계 S103).

방전 판정부(201)는, 상기한 것과 마찬가지로 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)과 역치 전압(Vth)을 비교하여, 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정하여, 방전 횟수 n_i ^*=n₂ ^*을 1 늘린다(단계 S104). 방전 횟수 n₂ ^*과 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₂ ^*의 초기치는 함께 0이다. 이렇게 해서, 단계 S103, S104의 처리가 반복하여 실행된다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S103에 의한 펄스 폭 T_i=T₂의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*=N₂ ^*가 소정수 Nth^*을 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(단계 S105에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N_i ^*=N₂ ^*과 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n_i ^*=n₂ ^*에 기초하여, 식 (30)에 의해 방전 확률 ₂P^*을 산출한다(단계 S106).

₂P^*=n₂ ^*/N₂ ^*···(30)

방전 확률 ₂P^*의 산출 후, 방전 확률 산출부(202)는 펄스 폭 제어를 위한 변수 i를 1 늘린다(단계 S107).

방전 확률 산출부(202)는, 변수 i가 3에 달했을 때(단계 S102에서 NO), 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 재차 인가를 시작하게 한다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는, 구형 펄스(PS)의 출력을 일단 정지한 후, 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 소정의 값 T로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12)는, 펄스 폭 T의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이에 인가한다(도 3의 단계 S108).

방전 판정부(201)는, 상기한 것과 마찬가지로 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)df 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정하여, 방전 횟수 n^*을 1 늘린다(도 3의 단계 S109). 방전 횟수 n^*과 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N^*의 초기치는 함께 0이다. 이렇게 해서, 단계 S108, S109의 처리가 반복하여 실행된다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S108에 의한 펄스 폭 T의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N^*이 소정수 Nth^*을 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(도 3의 단계 S110에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N^*과 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n^*에 기초하여, 식 (31)에 의해 방전 확률 P^*을 산출한다(도 3의 단계 S111).

P^*=n^*/N^* ···(31)

감도 파라미터 기억부(19)에는, 광센서(1)의 기지의 감도 파라미터로서, 구동 펄스 전압(PM)의 기준 펄스 폭 T₀과, 추가 광원(101) 점등 시와 소등 시의 수광량의 차 Q₁-Q₂가 미리 기억되어 있다. 상기한 펄스 폭 T₁, T₂(T₁≠T₂) 중 어느 한쪽은 기준 펄스 폭 T₀과 동일하여도 좋다.

감도 파라미터 기억부(19)에 기억되는 감도 파라미터에 관해서는, 예컨대 광 검출 시스템의 출하 검사에 있어서 미리 측정해 두는 것으로 한다.

방전 확률 산출부(203)는, 광센서(1)가 차광된 상태에서의 측정이 종료되었을 때, 즉 방전 확률 P^*의 산출이 종료되었을 때, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*과, 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*을 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T₁, T₂와, 감도 파라미터 기억부(19)에 기억되어 있는 파라미터 T₀에 기초하여, 비정규 방전의 방전 확률 P_aB를 식 (22)에 의해 산출한다(도 3의 단계 S112). 방전 확률 P_aB는, 상기한 것과 같이 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 광센서(1)의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 광센서(1)의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 방전의 확률이다.

이어서, 방전 확률 산출부(203)는, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*, P^*과, 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*을 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T₁, T₂와, 방전 확률 P^*을 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T에 기초하여, 비정규 방전의 방전 확률 P_bB를 식 (23)에 의해 산출한다(도 3의 단계 S113). 방전 확률 P_bB는, 상기한 것과 같이 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭과 광센서(1)의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 광센서(1)의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 방전의 확률이다.

이어서, 셔터 제어부(23)는 방전 확률 P_aB, P_bB의 산출이 종료되었을 때 셔터 열림 신호를 출력한다.

셔터 구동부(22)는 셔터 제어부(23)로부터 셔터 열림 신호가 출력되었을 때 셔터(21)를 연다(도 3의 단계 S114). 셔터(21)가 열림으로써, 광센서(1)는 채광 가능한 상태가 된다. 광원(100)으로부터의 빛은 광센서(1)에 입사한다.

방전 확률 산출부(202)는, 광원 제어부(24)에 추가 광원(101)을 점등하도록 지시한 후에, 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 인가를 시작하게 한다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 광원 제어부(24)는 추가 광원(101)을 점등시킨다(도 3의 단계 S115). 이때의 광센서(1)의 수광량은 Q₁이다. 추가 광원(101)으로서는 예컨대 LED가 있다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 소정의 값 T로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12)는, 펄스 폭 T의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이로 인가한다(도 3의 단계 S116).

방전 판정부(201)는, 상기한 것과 마찬가지로 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정하여, 방전 횟수 n₁을 1 늘린다(도 3의 단계 S117). 방전 횟수 n₁과 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₁의 초기치는 함께 0이다. 이렇게 해서, 단계 S116, S117의 처리가 반복하여 실행된다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S116에 의한 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₁이 소정수 Nth를 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(도 3의 단계 S118에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₁과 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n₁에 기초하여, 식 (32)에 의해 방전 확률 ¹P을 산출한다(도 3의 단계 S119).

¹P=n₁/N₁ ···(32)

방전 확률 ¹P의 산출 후, 방전 확률 산출부(202)는, 광원 제어부(24)에 추가 광원(101)을 소등하도록 지시한 후에, 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 재차 인가를 시작하게 한다. 방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 광원 제어부(24)는 추가 광원(101)을 소등시킨다(도 3의 단계 S120). 이때의 광센서(1)의 수광량은 Q₂이다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는, 구형 펄스(PS)의 출력을 일단 정지한 후, 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 재차 소정의 값 T로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12)는, 펄스 폭 T의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이로 인가한다(도 3의 단계 S121).

방전 판정부(201)는, 상기한 것과 마찬가지로 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정하여, 방전 횟수 n₂를 1 늘린다(도 3의 단계 S122). 방전 횟수 n₂와 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₂의 초기치는 함께 0이다. 이렇게 해서, 단계 S121, S122의 처리가 반복하여 실행된다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S121에 의한 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₂가 소정수 Nth를 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(도 3의 단계 S123에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₂와 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n₂에 기초하여, 식 (33)에 의해 방전 확률 ²P를 산출한다(도 3의 단계 S124).

²P=n₂/N₂ ···(33)

방전 확률 ²P의 산출 후, 방전 확률 산출부(202)는, 구형 펄스 생성부(17)에 지시하여 구동 펄스 전압(PM)의 재차 인가를 시작하게 한다.

방전 확률 산출부(202)로부터의 지시에 따라서, 구형 펄스 생성부(17)는, 구형 펄스(PS)의 출력을 일단 정지한 후, 구형 펄스(PS)의 펄스 폭을 재차 소정의 값 T로 설정한다. 이 펄스 폭의 설정에 의해, 인가 전압 생성 회로(12)는, 펄스 폭 T의 구동 펄스 전압(PM)을 광센서(1)의 한 쌍의 단자(1a, 1b) 사이로 인가한다(도 3의 단계 S125).

방전 판정부(201)는, 상기한 것과 마찬가지로 전류 검출 회로(15)로부터의 검출 전압(Vpv)이 역치 전압(Vth)을 넘은 경우에 광센서(1)가 방전했다고 판정하여, 방전 횟수 n₃을 1 늘린다(도 3의 단계 S126). 방전 횟수 n₃과 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₃의 초기치는 함께 0이다. 이렇게 해서, 단계 S125, S126의 처리가 반복하여 실행된다.

방전 확률 산출부(202)는, 단계 S125에 의한 구동 펄스 전압(PM)의 인가 시작 시부터의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₃이 소정수 Nth를 넘었다고 인가수 판정부(205)가 판정했을 때(도 3의 단계 S127에서 YES), 이때의 구동 펄스 전압(PM)의 인가 횟수 N₃과 방전 판정부(201)에 의해서 검출된 방전 횟수 n₃에 기초하여, 식 (34)에 의해 방전 확률 P를 산출한다(도 3의 단계 S128).

P=n₃/N₃ ···(34)

방전 확률 P의 산출 후, 수광량 산출부(206)는, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ¹P, ²P가 0보다 크며 또한 1 미만인 경우(도 4의 단계 S129에서 YES), 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ¹P, ²P, P와, 방전 확률 ¹P, ²P, P를 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T와, 방전 확률 산출부(203)에 의해서 산출된 방전 확률 P_aB, P_bB와, 감도 파라미터 기억부(19)에 기억되어 있는 파라미터 T₀, Q₁-Q₂에 기초하여, 식 (26)에 의해 수광량 Q를 산출한다(도 4의 단계 S130).

또한, 수광량 산출부(206)는, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ¹P, ²P 중 적어도 한쪽이 0인 경우(단계 S129에서 NO), 수광량 Q를 0으로 하거나 혹은 수광량 Q를 산출 불가로 하는 예외 처리를 행한다(도 4의 단계 S131). 또한, 수광량 산출부(206)는, 방전 확률 ¹P, ²P 중 적어도 한쪽이 1인 경우(단계 S129에서 NO), 수광량 Q를 산출 불가로 하는 예외 처리를 행한다(단계 S131).

이어서 수광량 판정부(207)는, 수광량 산출부(206)에 의해서 산출된 수광량 Q와 소정의 수광량 역치 Qth를 비교하여(도 4의 단계 S132), 수광량 Q가 수광량 역치 Qth를 넘은 경우(단계 S132에서 YES), 화염 있음이라고 판정한다(도 4의 단계 S133). 또한, 수광량 판정부(207)는, 수광량 Q가 수광량 역치 Qth 이하인 경우(단계 S132에서 NO), 화염 없음이라고 판정한다(도 4의 단계 S134).

이상의 설명으로부터 알 수 있는 것과 같이, 본 실시예에서는, 광센서(1)의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는 비정규 방전의 방전 확률 P_aB, P_bB를 산출할 수 있다. 광센서(1)가 열화됨에 따라 방전 확률 P_aB, P_bB가 변화된다고 생각되기 때문에, 방전 확률 P_aB, P_bB에 기초한 광센서(1)의 수명 판정을 실현할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 방전 확률 P_aA, P_bA 중 적어도 한쪽이 미지수인 경우라도 수광량 Q를 산출할 수 있고, 구한 수광량 Q로부터 화염의 유무를 정밀도 좋게 검출할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예에서는 수광량 Q에 의해 광센서(1)의 잘못된 수명 판정을 해 버릴 가능성을 줄일 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, T≠T₁≠T₂로 하여도 좋고, T=T₁≠T₂ 또는 T=T₂≠T₁로 하여도 좋다. T=T₁인 경우에는, 도 3의 처리 대신에 도 5에 도시하는 처리를 행할 수 있다. 도 5의 단계 S100∼S107의 처리는 도 3에서 설명한 것과 같다.

방전 확률 산출부(203)는, 변수 i가 3에 달했을 때(단계 S102에서 NO), 비정규 방전의 방전 확률 P_aB를 식 (22)에 의해 산출한다(도 5의 단계 S112).

또한, 방전 확률 산출부(203)는, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*과, 방전 확률 ₁P^*, ₂P^*을 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T₁, T₂에 기초하여, 비정규 방전의 방전 확률 P_bB를 식 (24)에 의해 산출한다(도 5의 단계 S113a). 단계 S114∼S128의 처리는 도 3에서 설명한 것과 같다. 또한, 단계 S129 이후의 처리는 도 4에서 설명한 것과 같기 때문에 도시는 생략한다.

T=T₂인 경우에 관해서도 T=T₁인 경우와 마찬가지다. T=T₂인 경우, 방전 확률 산출부(203)는, 도 5의 단계 S113a에 있어서 방전 확률 P_bB를 식 (25)에 의해 산출하면 된다. 그 밖의 처리는 T=T₁인 경우와 같다.

또한, 상기한 것과 같이, 추가 광원(101)을 소등한 상태의 광원(100)만일 때의 수광량이 Q₂라면, 도 3, 도 4의 처리 대신에 도 6, 도 7에 도시하는 처리를 행하는 것이 가능하다. 도 6의 단계 S100∼S124의 처리는 도 3에서 설명한 것과 같다.

방전 확률 ₂P의 산출 후, 수광량 산출부(206)는, 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ¹P, ²P가 0보다 크며 또한 1 미만인 경우(도 7의 단계 S129에서 YES), 방전 확률 산출부(202)에 의해서 산출된 방전 확률 ¹P, ²P와, 방전 확률 ¹P, ²P를 구했을 때의 구동 펄스 전압(PM)의 펄스 폭 T와, 방전 확률 산출부(203)에 의해서 산출된 방전 확률 P_aB, P_bB와, 감도 파라미터 기억부(19)에 기억되어 있는 파라미터 T₀, Q₁-Q₂에 기초하여, 식 (27)에 의해 수광량 Q를 산출한다(도 7의 단계 S130a). 도 7의 단계 S131∼S134의 처리는 도 4에서 설명한 것과 같다.

또한, 도 5의 예와 도 6의 예를 조합하여, 도 6에 있어서 단계 S108∼S111의 처리를 생략하고, 단계 S113 대신에 단계 S113a의 처리를 행하도록 하여도 좋다.

도 3의 예에서는, 셔터 닫힘 상태(광센서(1)가 차광된 상태)를 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때), 제3 상태(단계 S108∼S110)로 하고, 셔터 열림 상태(광센서(1)가 채광 가능한 상태)에서 추가 광원(101)을 점등한 상태를 제4 상태(단계 S116∼S118)로 하고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태를 제5 상태(단계 S121∼S123), 제6 상태(단계 S125∼S127)로 하고 있다.

또한, 도 5의 예에서는, 셔터 닫힘 상태를 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때)로 하고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 점등한 상태를 제3 상태(단계 S116∼S118)로 하고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태를 제4 상태(단계 S121∼S123), 제5 상태(단계 S125∼S127)로 하고 있다.

또한, 도 6의 예에서는, 셔터 닫힘 상태를 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때), 제3 상태(단계 S108∼S110)로 하고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 점등한 상태를 제4 상태(단계 S116∼S118)로 하고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태를 제5 상태(단계 S121∼S123)로 하고 있다.

이들 도 3, 도 5, 도 6의 예에서는, Q₁-Q₂를 양의 값(Q1>Q2)으로 하고 있지만, Q₁-Q₂를 음의 값(Q1<Q2)으로 하여도 좋다.

구체적으로는, 방전 확률 산출부(202)는, 도 3, 도 5, 도 6의 단계 S115에 있어서 추가 광원(101)을 소등 상태로 하고, 도 3, 도 5, 도 6의 단계 S120에 있어서 추가 광원(101)을 점등시키도록 하면 된다. 단, 도 3, 도 5, 도 6의 단계 S120에서 추가 광원(101)을 점등시킨 경우, 방전 확률 산출부(202)는, 방전 확률 ²P의 산출이 종료된 시점에서 광원 제어부(24)에 지시하여 추가 광원(101)을 소등시킬 필요가 있다.

이에 따라, 도 3의 예에서는, 셔터 닫힘 상태가 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때), 제3 상태(단계 S108∼S110)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태가 제4 상태(단계 S116∼S118)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 점등한 상태가 제5 상태(단계 S121∼S123)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태가 제6 상태(단계 S125∼S127)가 된다.

또한, 도 5의 예에서는, 셔터 닫힘 상태가 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태가 제3 상태(단계 S116∼S118)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 점등한 상태가 제4 상태(단계 S121∼S123)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태가 제5 상태(단계 S125∼S127)가 된다.

또한, 도 6의 예에서는, 셔터 닫힘 상태가 제1 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₁일 때), 제2 상태(단계 S103∼S105에서 펄스 폭 T₂일 때), 제3 상태(단계 S108∼S110)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 소등한 상태가 제4 상태(단계 S116∼S118)가 되고, 셔터 열림 상태에서 추가 광원(101)을 점등한 상태가 제5 상태(단계 S121∼S123)가 된다.

또한, 도 6의 단계 S115에 있어서 추가 광원(101)을 소등 상태로 하고, 도 6의 단계 S120에 있어서 추가 광원(101)을 점등시키는 경우, 추가 광원(101)을 소등한 상태의 광원(100)만일 때의 수광량이 Q₁이 된다. 이 경우, 수광량 산출부(206)는 식 (28)에 의해 수광량 Q를 산출하도록 하여도 좋다(도 7의 단계 S130a).

본 실시예에 있어서, 방전 확률 P_aB, P_bB만을 산출하는 경우에는, 수광량 산출부(206)와 수광량 판정부(207)와 단계 S114 이후의 처리는 불필요하다.

본 실시예에서는, 셔터 기구 구비 광 검출 시스템에 본 발명을 적용하고 있지만, 셔터 기구를 갖지 않는 광 검출 시스템에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 광 검출 시스템의 출하 검사 시 또는 광 검출 시스템이 설치되어 있는 현장에서, 도 3, 도 6의 단계 S101∼S113의 처리 또는 도 5의 단계 S101∼S107, S112, S113a의 처리를 행할 때는, 예컨대 광센서(1)에 덮개를 장착함으로써 광센서(1)가 차광된 상태로 하면 된다. 이때, 광 검출 시스템에는, 광센서(1)가 차광된 상태임을 나타내는 신호가 예컨대 사용자의 조작에 의해서 입력된다. 이에 따라, 광 검출 시스템의 연산 장치(3)는, 도 3, 도 6의 단계 S101∼S113의 처리 또는 도 5의 단계 S101∼S107, S112, S113a의 처리를 행한다.

또한, 도 3,도 5의 단계 S115∼S128의 처리 또는 도 6의 단계 S115∼S124의 처리를 행할 때는, 광센서(1)가 차광된 상태를 해제하여, 광센서(1)가 채광 가능한 상태로 하면 된다. 이때, 광 검출 시스템에는, 광센서(1)가 채광 가능한 상태임을 나타내는 신호가 예컨대 사용자의 조작에 의해서 입력된다. 이에 따라, 광 검출 시스템의 연산 장치(3)는, 도 3, 도 5의 단계 S115∼S128의 처리 또는 도 6의 단계 S115∼S124의 처리를 행한다.

본 실시예에서는, 광원(100)이 화염인 경우를 예로 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 광 검출 시스템은 화염 이외의 광원(100)에도 적용할 수 있다.

본 실시예에서 설명한 감도 파라미터 기억부(19)와 중앙 처리부(20)는, CPU(Central Processing Unit)와 기억 장치와 인터페이스를 갖춘 컴퓨터와, 이들의 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해서 실현할 수 있다.

이 컴퓨터의 구성예를 도 8에 도시한다. 컴퓨터는 CPU(300)와 기억 장치(301)와 인터페이스 장치(I/F)(302)를 구비하고 있다. I/F(302)에는, 인가 전압 생성 회로(12)와 구형 펄스 생성부(17)와 A/D 변환부(18)와 셔터 제어부(23)와 광원 제어부(24) 등이 접속된다. 이러한 컴퓨터에 있어서, 본 발명의 방전 확률 산출 방법 및 수광량 측정 방법을 실현시키기 위한 프로그램은 기억 장치(301)에 저장된다. CPU(300)는, 기억 장치(301)에 저장된 프로그램에 따라서 본 실시예에서 설명한 처리를 실행한다.

본 발명은 화염 검출 시스템에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 화염 이외의 빛의 검출에 대하여도 적용할 수 있다.

1: 광센서, 2: 외부 전원, 3: 연산 장치, 11: 전원 회로, 12: 인가 전압 생성 회로, 13: 트리거 회로, 14: 분압 저항, 15: 전류 검출 회로, 16: 처리 회로, 17: 구형 펄스 생성부, 18: A/D 변환부, 19: 감도 파라미터 기억부, 20: 중앙 처리부, 21: 셔터, 22: 셔터 구동부, 23: 셔터 제어부, 24: 광원 제어부, 100: 광원, 101: 추가 광원, 201: 방전 판정부, 202, 203: 방전 확률 산출부, 204: 펄스 인가수 적산부, 205: 인가수 판정부, 206: 수광량 산출부, 207: 수광량 판정부.

Claims

제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하도록 구성된 광센서와,
이 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하도록 구성된 인가 전압 생성부와,
상기 광센서의 방전 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출부와,
이 전류 검출부에 의해서 검출된 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하도록 구성된 방전 판정부와,
상기 광센서가 차광된 제1 상태와, 상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하도록 구성된 제1 방전 확률 산출부와,
상기 광센서의 기지(旣知)의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하도록 구성된 기억부와,
상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제1, 제2 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하도록 구성된 제2 방전 확률 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하도록 구성된 광센서와,
이 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하도록 구성된 인가 전압 생성부와,
상기 광센서의 방전 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출부와,
이 전류 검출부에 의해서 검출된 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하도록 구성된 방전 판정부와,
상기 광센서가 차광된 제1 상태와, 상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태와, 상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태 중 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하도록 구성된 제1 방전 확률 산출부와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하도록 구성된 기억부와,
상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하도록 구성된 제2 방전 확률 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제1항에 있어서,
발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과,
상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와,
상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고,
상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제3 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고,
상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고,
상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제3, 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제1항에 있어서,
발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과,
상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와,
상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고,
상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제3 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태와, 상기 제2 광원이 소등되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3, 제4 상태와 동일한 제5 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고,
상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고,
상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제2항에 있어서,
발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과,
상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와,
상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고,
상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제3 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제4 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고,
상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고,
상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제2항에 있어서,
발생한 빛이 상기 제1 광원으로부터의 빛과 함께 상기 광센서에 입사하도록 설치된, 광량이 기지인 제2 광원과,
상기 제2 광원의 점등/소등을 제어하도록 구성된 광원 제어부와,
상기 광센서의 수광량을 산출하도록 구성된 수광량 산출부를 더 구비하고,
상기 제1 방전 확률 산출부는, 상기 제1 상태와, 상기 제2 상태와, 상기 제3 상태와, 상기 제2 광원이 점등 또는 소등된 제4 상태와, 상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태와, 상기 제2 광원이 소등되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4, 제5 상태와 동일한 제6 상태 각각에 관해서, 상기 인가 전압 생성부에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 방전 판정부에 의해서 검출된 방전의 횟수에 기초하여 방전 확률을 산출하고,
상기 기억부는, 상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하고,
상기 수광량 산출부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률과, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제2 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 방전 확률 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제1 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ₁P^*, 상기 제2 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ₂P^*, 상기 제1 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T₁, 상기 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T₂(T₁≠T₂), 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB로 했을 때,
[수학식 1]

에 의해, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률 P_aB를 산출하고,
[수학식 2]

또는
[수학식 3]

에 의해, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률 P_bB를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제2항에 있어서, 상기 제2 방전 확률 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제1 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ₁P^*, 상기 제2 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ₂P^*, 상기 제3 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 P^*, 상기 제1 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T₁,상기 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T₂, 상기 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T(T≠T₁≠T₂ 또는 T=T₁≠T₂ 또는 T=T₂≠T₁), 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB로 했을 때,
[수학식 4]

에 의해, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률 P_aB를 산출하고,
[수학식 5]

에 의해, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률 P_bB를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제3항에 있어서,
상기 수광량 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 Q₁-Q₂, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB, 상기 제3 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ¹P, 상기 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ²P, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 Q로 했을 때,
[수학식 6]

또는
[수학식 7]

에 의해, 상기 수광량 Q를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제4항에 있어서,
상기 수광량 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 Q₁-Q₂, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB, 상기 제3 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ¹P, 상기 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ²P, 상기 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 P, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 Q로 했을 때,
[수학식 8]

에 의해, 상기 수광량 Q를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제5항에 있어서,
상기 수광량 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 Q₁-Q₂, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB, 상기 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ¹P, 상기 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ²P, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 Q로 했을 때,
[수학식 9]

또는
[수학식 10]

에 의해, 상기 수광량 Q를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
제6항에 있어서,
상기 수광량 산출부는, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 T₀, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 Q₁-Q₂, 상기 제1종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_aB, 상기 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 P_bB, 상기 제4 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ¹P, 상기 제5 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 ²P, 상기 제6 상태일 때에 상기 제1 방전 확률 산출부에 의해서 산출된 방전 확률을 P, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭을 T, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 Q로 했을 때,
[수학식 11]

에 의해, 상기 수광량 Q를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 방전 확률 산출 방법.
광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태 중 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와,
상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 방전 확률 산출 방법.
제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계와,
상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나, 또는 상기 제2 광원을 소등한 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제10 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제11 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제12 단계와,
상기 제10 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제12 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와,
상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와,
상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제13, 제17 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제9 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제18 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법.
제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제9 단계와,
상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나, 또는 상기 제2 광원을 소등한 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제10 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제11 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제12 단계와,
상기 제10 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제12 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와,
상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제3 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3 상태와 동일한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와,
상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와,
상기 제2 광원이 소등되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제3, 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와,
상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제3 상태와 상기 제4 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제13, 제17, 제21 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제9 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제3, 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제22 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법.
제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태 중 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와,
상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와,
상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나, 또는 상기 제2 광원을 소등한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와,
상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와,
상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와,
상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제17, 제21 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제13 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제22 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법.
제1 광원으로부터 방출되는 빛을 검출하는 광센서가 차광된 제1 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제1 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제2 단계와,
상기 제1 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제3 단계와,
상기 제1 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제3 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제1 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제4 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1 상태와 다른 제2 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제5 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제6 단계와,
상기 제2 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제7 단계와,
상기 제5 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제7 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제2 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제8 단계와,
상기 광센서가 차광되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제1, 제2 상태 중 어느 쪽과 같거나 상기 제1, 제2 상태와 다른 제3 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제9 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제10 단계와,
상기 제3 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제11 단계와,
상기 제9 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제11 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제3 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제12 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭을 미리 기억하는 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제4, 제8, 제12 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제1, 제2, 제3 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 기초하여, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭에 의존하여 발생하며 또한 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 광센서의 광전 효과에 의한 방전 이외의 노이즈 성분에 의한 제1종의 비정규 방전의 방전 확률과, 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과 상기 광센서의 수광량에 의존하지 않고서 발생하는, 상기 노이즈 성분에 의한 제2종의 비정규 방전의 방전 확률을 산출하는 제13 단계와,
상기 광센서에 광량이 기지인 제2 광원으로부터의 빛을 입사시키거나, 또는 상기 제2 광원을 소등한 제4 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제14 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제15 단계와,
상기 제4 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제16 단계와,
상기 제14 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제16 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제4 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제17 단계와,
상기 제2 광원의 점등/소등 상태가 상기 제4 상태와 다르며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4 상태와 동일한 제5 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제18 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제19 단계와,
상기 제5 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제20 단계와,
상기 제18 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제20 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제5 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제21 단계와,
상기 제2 광원이 소등되며, 또한 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭이 상기 제4, 제5 상태와 동일한 제6 상태일 때에 상기 광센서의 전극에 구동 펄스 전압을 주기적으로 인가하는 제22 단계와,
상기 제6 상태일 때의 상기 광센서의 방전 전류를 검출하는 제23 단계와,
상기 제6 상태일 때의 상기 방전 전류에 기초하여 상기 광센서의 방전을 검출하는 제24 단계와,
상기 제22 단계에 의한 상기 구동 펄스 전압의 인가 횟수와, 이 구동 펄스 전압의 인가 중에 상기 제24 단계에서 검출한 방전의 횟수에 기초하여 상기 제6 상태일 때의 방전 확률을 산출하는 제25 단계와,
상기 광센서의 기지의 감도 파라미터로서, 상기 구동 펄스 전압의 기준 펄스 폭에 더하여, 상기 제4 상태와 상기 제5 상태에 있어서의 상기 광센서의 수광량의 차를 미리 기억하는 상기 기억부를 참조하여, 이 기억부에 기억되어 있는 감도 파라미터와, 상기 제17, 제21, 제25 단계에서 산출한 방전 확률과, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 구동 펄스 전압의 펄스 폭과, 상기 제13 단계에서 산출한 방전 확률에 기초하여, 상기 제4, 제5, 제6 상태일 때의 상기 광센서의 수광량을 산출하는 제26 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템의 수광량 측정 방법.