KR19990066537A

KR19990066537A - 광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법

Info

Publication number: KR19990066537A
Application number: KR1019980002542A
Authority: KR
Inventors: 김경훈
Original assignee: 권태웅; 한국하니웰 주식회사
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-16

Abstract

본 발명은 광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 검출물체의 이동 경로가 미리 결정된 상태에서 각 경로에 대하여 센서를 복수의 지점에 설치하여야 하고, 이로 인하여 불필요한 센서 수의 증가 및 취부공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 광 파이버 모듈을 이용하여 미소 물체의 미확정 경로상의 이동 방향을 검출하는 장치와 방법을 제공하여 검출물체가 감지 영역내에 접근시 방사된 빛이 검출물체에 반사되어 입사되게 하여 입사된 위치와 순차를 판독함으로써, 검출 물체의 이동 방향을 정확하게 판독하는 효과가 있다.

Description

광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법

본 발명은 광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 공장 및 기타 용도의 자동화 현장에서 이동하는 물체의 이동 방향을 빛과 광섬유를 이용하여 수광된 빛의 방향의 시간적 차이를 계산하여 검출할 물체의 이동 방향을 감지하는 광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 이동체 물체를 감지하기 위한 감지장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 검출하고자 하는 물체의 이동 경로상의 두 지점 이상에 접촉식 혹은 비접촉식 센서를 설치하고, 각 센서로부터 발생되는 감지신호를 비교, 판단하는 비교제어부(10)와; 상기 비교제어부(10)의 판단에 따라 구동기(actuator)를 구동시키는 구동부(미도시)로 구성된 것으로, 검출물체A가 문1에서 나와 문3으로 진행할 때 접촉식 스위치인 제1,3 리미트스위치(SW1, SW3)가 순차적으로 동작하고, 이때 비교제어부(10)에 전달되는 상기 제1,3 리미트스위치(SW1, SW3)의 감지신호(S1, S3)가 순차적으로 입력될 때 상기 비교제어부(10)는 비교판단 후, 구동기3을 구동시키는 신호를 발생한다.

검출물체B가 문2에서 문4로 진행할 때 제2,4 리미트스위치(SW2, SW4)가 순차적으로 작동하고, 이때 비교제어부(10)에 전달되는 상기 제2,4 리미트스위치(SW2, SW4)의 감지신호(S2, S4)가 순차적으로 입력될 때 상기 비교제어부(10)는 비교판단 후, 구동기4을 구동시키는 신호를 발생시키며, 상기 접촉식 스위치인 리미트스위치를 대신하여 광 또는 근접 센서를 사용할 수 있다.

상기와 같이 종래의 기술에 있어서는 검출물체의 이동 경로가 미리 결정된 상태에서 각 경로에 대하여 센서를 복수의 지점에 설치하여야 하고, 이로 인하여 불필요한 센서 수의 증가 및 취부공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 광 파이버 모듈을 이용하여 미소 물체의 미확정 경로상의 이동 방향을 검출하는 장치와 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 이동체 물체를 감지하기 위한 감지장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명 광섬유를 이용한 이동체 감지장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 도 2에서 감지부의 일실시예의 구성을 보인 예시도.

도 4는 도 3을 이용하여 이동물체를 검지하는 것을 보인 예시도.

도 5는 도 2에서 비교제어부의 방향 설정 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 70 : 비교제어부 20 : 감지부

30∼33 : 신호변환부 40∼43 : 증폭부

50 : 발광부 60∼63 : 적분 및 비교신호출력부

①∼④ : 수광 광섬유 ⑤ : 발광 광섬유

SW1∼SW4 : 리미트스위치 LED : 발광 엘이디

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 빛을 방사하여 반사된 빛을 검출함으로써 물체를 감지하는 감지부와; 상기 감지부에서 출력한 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 복수개의 신호변환부와; 상기 신호변환부에서 출력한 미약한 신호를 증폭하는 복수개의 증폭부와; 임의의 펄스 폭을 갖는 동기신호에 맞추어 발광 엘이디를 구동시키는 발광부와; 상기 증폭부로부터 입력되는 신호를 적분하고, 상기 발광부로부터 입력되는 동기신호와 비교하여 출력하는 복수개의 적분 및 비교신호 출력부와; 상기 적분 및 비교신호 출력부에서 출력되는 신호를 입력받아 상기 감지부에서 감지한 순서대로 비교하여 이동 방향을 판단하고, 이 판단에 의해 제어신호를 출력하는 비교제어부로 구성함을 특징으로 한다.

상기 감지부는 감지면의 중앙에 위치하여 빛을 발산하는 발광 광섬유와 상기 감지면의 임의의 위치에 분포되어 반사된 빛이 입사받는 복수의 수광 광섬유로 구성함을 특징으로 한다.

그리고, 방법에 있어서는 적분 및 비교신호 출력부에서 출력되는 신호를 입력받아 감지한 순서대로 순차적으로 비교하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 비교결과에 따라 임의의 위치에서 물체가 감지되면 스캐닝 시퀀스를 '0'으로 설정하고, 이동시간을 설정한 후 감지된 임의의 위치에서 물체가 이동을 하였는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 설정한 이동시간 내에 이동이 감지되면 물체가 감지된 새로운 위치로 이동하였다는 신호를 출력하고, 상기 제1 단계로 되돌아 가는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 설정한 이동시간 내에 이동이 감지되지 않으면 물체가 처음 감지된 위치에 있다는 신호를 출력하고, 상기 제1 단계로 되돌아가는 제4 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 광섬유를 이용한 이동체 감지장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 빛을 방사하여 반사된 빛을 검출함으로써 물체를 감지하는 감지부(20)와; 상기 감지부(20)에서 출력한 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 제1,2,3,4 신호변환부(30∼33)와; 상기 신호변환부(30∼33)에서 출력한 미약한 신호를 증폭하는 제 1,2,3,4 증폭부(40∼43)와; 임의의 펄스 폭을 갖는 동기신호에 맞추어 발광 엘이디(LED)를 구동시키는 발광부(50)와; 상기 제1,2,3,4 증폭부(40∼43)로부터 입력되는 신호를 적분하고, 상기 발광부(50)로부터 입력되는 동기신호와 비교하여 출력하는 제1,2,3,4 적분 및 비교신호 출력부(60∼63)와; 상기 적분 및 비교신호 출력부(60∼63)에서 출력되는 신호를 입력받아 상기 감지부(20)에서 감지한 순서대로 비교하여 이동 방향을 판단하고, 이 판단에 의해 제어신호를 출력하는 비교제어부(70)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2에서 감지부의 일실시예의 구성을 보인 예시도이고, 도 4는 도 3을 이용하여 이동물체를 검지하는 것을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 발광 광섬유(⑤)로부터 방사된 빛이 검출물체가 A지역에 있을 경우 제3 수광 광섬유(③)에 입사되고, 이 광신호는 제3 신호변환부(32)와 증폭단(42) 및 적분 및 비교신호 출력부(62)를 거쳐 감지신호(S3)가 비교제어부(70)로 전달된다.

이후, 검출물체가 B지역으로 이동하게 되면 반사되는 빛이 제1 수광 광섬유(①)에 입사되고, 이 광신호는 제1 신호변환부(30)와 증폭단(40) 및 적분 및 비교신호 출력부(60)를 거쳐 감지신호(S1)가 상기 비교제어부(70)로 전달된다.

상기 비교제어부(70)는 도 5에 도시한 바와 같이 도 2의 제1,2,3,4 적분 및 비교신호 출력부(60∼63)의 출력신호들(S1∼S4)의 상태를 감지한 순서대로 순차적으로 비교하여(S1,S2,S3,S4 = 0) 그 중 물체가 감지되었다는 값(S1,S2,S3,S4 = 1)을 가지는 신호에 따라 STEP 2,3,4,5로 이동한다.

예를들어 제1 적분 및 비교신호 출력부(60)의 출력신호가 물체가 감지되었다는 값(S1 = 1)을 가지게 되면 STEP 2로 이동하여 스캐닝 시퀀스(n)를 '0'으로 설정하고, 이동시간을 설정(T = T1)한 후 감지된 위치에서 물체가 이동을 하였는지를 판단하며, 설정한 이동시간 내에 이동이 감지되면 물체가 처음감지된 위치로부터 새로 감지된 위치로 이동하였다는 신호(I1 또는 I2 또는 I3 또는 I4 = 1)를 출력하고, 다시 STEP 1의 초기상태로 돌아가며, 만약 설정한 이동시간 동안(n = T)에 이동이 감지되지 않으면 물체가 처음 감지된 위치에 있다는 신호(I0 = 1)를 출력하고, 다시 STEP 1의 초기상태로 돌아간다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 광섬유를 이용한 이동체 감지장치 및 방법은 검출물체가 감지 영역내에 접근시 방사된 빛이 검출물체에 반사되어 입사되게 하여 입사된 위치와 순차를 판독함으로써, 검출 물체의 이동 방향을 정확하게 판독하는 효과가 있다.

Claims

빛을 방사하여 반사된 빛을 검출함으로써 물체를 감지하는 감지부와; 상기 감지부에서 출력한 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 복수개의 신호변환부와; 상기 복수개의 신호변환부에서 출력한 미약한 신호를 증폭하는 복수개의 증폭부와; 임의의 펄스 폭을 갖는 동기신호에 맞추어 발광 엘이디를 구동시키는 발광부와; 상기 증폭부로부터 입력되는 신호를 적분하고, 상기 발광부로부터 입력되는 동기신호와 비교하여 출력하는 복수개의 적분 및 비교신호 출력부와; 상기 적분 및 비교신호 출력부에서 출력되는 신호를 입력받아 상기 감지부에서 감지한 순서대로 비교하여 이동 방향을 판단하고, 이 판단에 의해 제어신호를 출력하는 비교제어부로 구성함을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 이동체 감지장치.
제1항에 있어서, 상기 감지부는 감지면의 중앙에 위치하여 빛을 발산하는 발광 광섬유와 상기 감지면의 임의의 위치에 분포되어 반사된 빛이 입사받는 복수개의 수광 광섬유로 구성함을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 이동체 감지장치.
적분 및 비교신호 출력부에서 출력되는 신호를 입력받아 감지한 순서대로 순차적으로 비교하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 비교결과에 따라 임의의 위치에서 물체가 감지되면 스캐닝 시퀀스를 '0'으로 설정하고, 이동시간을 설정한 후 감지된 임의의 위치에서 물체가 이동을 하였는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 설정한 이동시간 내에 이동이 감지되면 물체가 감지된 새로운 위치로 이동하였다는 신호를 출력하고, 상기 제1 단계로 되돌아 가는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 설정한 이동시간 내에 이동이 감지되지 않으면 물체가 처음 감지된 위치에 있다는 신호를 출력하고, 상기 제1 단계로 되돌아가는 제4 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 이동체 감지방법.