KR200227878Y1 - 적외선 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 투광부와 수광부의 1 개조로 구성된 적외선 감지장치에서 상기 수광부에 수광된 신호를 미분하여 신호 감도 변화를 검출할 수 있도록 한 적외선 감지장치에 관한 것으로,

본 고안은 수광부로 수광된 신호를 파형 증폭하고, 이 파형 증폭된 신호를 적분하여 이 적분된 신호 레벨을 기 설정된 레벨과 비교하면서 차광을 감지하고 경보하는 적외선 감지장치에 있어서, 상기 적분된 신호 레벨을 미분하여 신호 감도 변화를 검출하여 출력하는 감도변화량 검출부를 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

Description

적외선 감지장치{infrared sensing apparatus}

본 고안은 적외선 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투광부와 수광부의 1 개조로 구성된 적외선 감지장치에서 상기 수광부에 수광된 신호를 미분하여 신호 감도 변화를 검출할 수 있도록 한 적외선 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 적외선 감지장치는 투광부와 수광부가 1개조로 구성되고, 상기 투광부로부터 수광부에 수광되는 광신호가 차단될 때 경보를 발생하여 외부의 침입자로부터 도난 또는 각종 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 장치이다.

이러한 적외선 감지장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 주기를 갖는 펄스 파형의 적외선을 발생시켜 외부로 방사시키는 투광부(10)와, 상기 투광부(10)를 통해 방사된 적외선을 수광한 후 그 수광량에 따라 상기 투광부(10)로부터 방사되는 적외선의 차광 여부를 검출하는 수광부(20)로 구성되고, 상기 투광부(10) 및 수광부(20)는 광학적으로 서로 대향되는 위치에 설치된다.

이와 같이 서로 대향되게 설치되는 적외선 감지장치는 도 2에 도시한 바와 같이 투광부(10)가 적외선을 생성하는 투광 소자(11)와, 상기 투광 소자(11)에서 생성된 적외선을 소정의 지향각으로 확산하는 투광 렌즈(13)와, 상기 투광 소자(11) 및 투광 렌즈(13) 앞단에 설치되어 필요한 적외선만을 이용할 수 있도록 가시광선을 포함한 그 이상의 파장을 여과하는 광필터(12, 14)로 구성된다.

그리고, 수광부(20)는 상기 투광부(10)에서 방사된 적외선을 소정의 지향각으로 집광하는 수광 렌즈(23)와, 상기 수광 렌즈(23)를 통해 집광된 적외선을 수광하는 수광 소자(21)와, 상기 수광 렌즈(23) 및 수광 소자(21)의 앞단에서 필요한 적외선만을 이용할 수 있도록 여과하는 광 필터(22, 24)로 구성된다.

이때 상기 적외선 감지장치는 태양, 자동차의 라이트 등 적외선이 함유된 모든 빛들과 투광부(10)를 통해 생성된 적외선을 구별할 수 있도록 소정의 주기를 갖는 펄스 파형의 적외선을 사용한다.

그리고 상기 적외선 감지장치의 투광부(10)와 수광부(20)에 투광 및 수광 범위를 살펴보면, 도 3 에 도시한 바와 같이, 투광부(10)에 의해 적외선이 방사되는 범위(B)와, 수광부(20)에 의해 적외선이 집광되는 범위(A)가 겹치는 영역(C)으로 구분되고, 상기 영역(C)은 두 부분으로 나누어지는 경계영역으로 구성한다.

상기와 같이 경계영역(C)을 두 부분으로 나누어 구성한 것은 실외에 설치된 적외선 감지장치의 경우 상기 투광부(10)와 수광부(20)사이에 낙엽이나 기타 다른 물체에 의해 일시적으로 차광되는 것을 무시하기 위한 것이다.

즉, 상기 두 부분으로 나누어진 영역(C)중 한 영역만이 차광된 경우 수광부(20)에서는 그것이 외부 침입자 또는 임의의 물체에 의한 차광이 아니고, 낙엽이나 기타 다른 이물질에 의해 일시적으로 차광된 것으로 판단하여 경보를 울리지 않는다.

하지만, 사무실 또는 공장 등에서 실내에 적외선 감지장치를 설치하는 경우에는 상기 영역(C)을 나누지 않고 하나의 경계 영역을 사용하기도 한다.

이와 같이 경계영역을 갖는 적외선감지장치를 설치한 상태에서 도 4 에 도시한 바와 같이, 투광부(40)와 수광부(41)사이에 상기 투광부(40) 및 수광부(41)와 다른 지향각을 가지고 동작하는 별도의 투광부(42)를 설치하는 경우, 상기 수광부(41)는 복수개의 투광부(40, 42)에 의해 방사된 적외선을 모두 집광하게 된다.

그러므로 상기 기존의 투광부(40)와 별도의 투광부(42)사이에는 영역(D)이 발생되고, 이 영역(D)이 외부 침입자 또는 임의의 물체에 의해 차광되더라도, 별도의 투광부(42)에 의해 수광되는 적외선이 있으므로, 상기 수광부(41)에서는 차광을 감지하지 못하게 된다.

이와 같이 종래에는 상기 적외선 감지장치가 설치된 영역에 악의적인 목적을 가진 사람이 별도의 투광부(42)를 설치하고, 상기 수광부(41)로 겹투사 신호를 발생시킬 경우, 상기 차광을 감지하지 못하는 영역(D)을 통해 자유롭게 침입 또는 왕래할 수 있어, 상기 적외선 감지장치는 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점을 가지게 되었다.

이와 같이 종래의 적외선 감지장치는 단순히 수광부의 차광 여부만을 판단하여 감지하도록 되어 있어 상기 수광 신호의 감도 변화가 존재하더라도 정상적인 것으로 판단하게 되는 문제점을 가지게 되었다.

따라서 본 고안의 목적은 적외선 감지장치에 있어서, 수광부에 수광되는 신호를 미분하여 신호 감도 변화를 검출할 수 있도록 함으로써, 간혹 별도의 겹투사 신호가 있어도 감도의 변화를 검출하므로 경보 출력을 발생할 수 있는 적외선 감지장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 수광부로 수광된 신호를 파형 증폭하고, 이 파형 증폭된 신호를 적분하여 이 적분된 신호 레벨을 기 설정된 레벨과 비교하면서 차광을 감지하고 경보하는 적외선 감지장치에 있어서, 상기 적분된 신호 레벨을 미분하여 감도 변화를 검출하고 출력하는 감도변화 검출부를 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 적외선 감지장치의 설치 예시도

도 2 는 일반적인 적외선 감지장치의 광학부에 대한 내부 구조도

도 3 은 일반적인 적외선 감지장치의 투광 및 수광범위를 나타낸 예시도

도 4 는 일반적인 적외선 감지장치의 투광부에 의한 겹투사 발생 상태의 예시도

도 5 은 본 고안 적외선 감지장치의 내부 블럭도

도 6 은 본 고안 적외선 감지장치의 입출력 파형도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

51; 수광부 52; 증폭부

54; 비교부 55; 경보부

500; 투광감지부 510; 제 1 증폭부

520; 미분 회로 530; 제 2 증폭부

540; 레벨 비교부

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 고안의 일 실시예를 통해 본 고안을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 5 는 본 고안 적외선 감지 장치의 블록도 이고, 도 6 은 본 고안 적외선 감지장치의 입출력 파형도 로서, 임의로 설정된 주기를 갖는 적외선 펄스 파형을 수광하는 수광부(51)와; 상기 수광부(51)에서 수광된 펄스 파형을 증폭하는 증폭부(52)와; 상기 증폭부(52)에서 증폭된 수광 펄스 파형을 적분하는 적분회로(53)와; 상기 적분회로(53)에서 적분된 신호레벨을 기 설정된 소정의 레벨과 비교하는 비교부(54)와; 상기 비교부(54)에서 비교된 신호에 따라 경보신호를 출력하는 경보부(55)와; 상기 적분회로(53)에서 적분된 신호 레벨로부터 감도 변화(신호 레벨 변화)를 검출하여 출력하는 감도 변화 검출부(500)로 구성하게 된다.

상기 감도 변화 검출부(500)는 적분된 신호 레벨 변화를 증폭하는 제 1증폭부(510)와; 상기 제 1 증폭부(510)에서 증폭된 신호 레벨 변화 폭을 미분하는 미분회로(520)와; 상기 미분회로(520)로부터 미분된 신호레벨을 증폭하는 제 2 증폭부(530)와; 상기 제 2 증폭부(530)에서 증폭된 신호 레벨을 소정의 레벨과 비교하여 소정의 레벨 신호만을 검출하는 레벨 비교부(540)로 구성하게 된다.

상기 미분회로(520)는 레벨 변화 폭을 시간으로 미분하는 RC 시정수 회로로 구성한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안은 소정의 지향성을 갖는 적외선 신호가 수광부(51)에 수광되게 되면, 이 수광된 신호는 증폭부(52)를 통해서 차광 여부를 판정할 수 있는 소정의 레벨 크기로 증폭되게 된다

이와 같이 증폭된 소정의 레벨 신호는 적분회로(53)를 통해서 도 7 a 에 도시한 바와 같이, 소정의 레벨 크기로 적분되어 다시 증폭부(52)에 이득이 조절된 레벨 신호로 입력되고 상기 증폭부(52)에서는 입력된 레벨 조절된 신호를 증폭하여 비교부(54)에 출력하게 된다.

그러므로 상기 비교부(54)는 증폭되어 입력된 신호를 기준 레벨신호와 비교하여, 기준 레벨신호 이하이면 경보부(55)로 신호를 출력하여 상기 수광부(51)가 차광되어 있음을 경보하게 된다.

반면에 상기 비교부(54)에서 비교된 레벨신호가 기준 레벨신호 이상이면 경보부(55)에 신호를 출력되지 않게 되어 경보를 발생하지 않게 된다.

그러나 상기 수광부(51)에 수광되는 신호는 통상적인 경우 소정의 지향성을 갖는 적외선 신호가 거의 균일하게 수광되게 되지만, 간혹 겹투사 신호에 의하여 소정의 신호보다 작게 혹은 크게 수광 레벨이 변화하더라도 대부분의 적외선감지장치는 정상적인 작동을 하게 된다.

이때 감도 변화 검출부(500)에서는 상기 적분회로(53)에서 출력되는 도 6 a 에 도시한 바와 같은 적분된 레벨신호를 제 1 증폭부(510)를 통해서 도 6 b 에 도시된 바와 같이 미분할 수 있는 최대 레벨로 증폭하여 미분회로(520)에 출력되게 된다.

따라서 상기 미분회로(520)에서는 RC 시정수에 의하여 상기 레벨(감도)변화가 발생되는 시점에서 미분하여 도 6 c 에 도시한 바와 같은 미분 펄스 신호를 출력하게 된다.

상기와 같이 출력된 미분된 펄스 신호는 다시 제 2 증폭기(530)를 통해서 도 6 d 에 도시한 바와 같이, 레벨 변화(감도 변화)를 검출할 수 있는 크기로 증폭하여 레벨 비교부(540)로 출력하게 된다.

따라서 상기 레벨 비교부(540)에서는 상기 증폭되어 입력된 레벨 변화에 대하여 임의로 기 설정된 기준 펄스와 레벨을 비교하여 도 6 e 에 도시한 바와 같이 상기 기준레벨 이상 및 이하의 펄스신호만을 검출하여 이 검출된 펄스를 경보부(55)에 출력하게 되므로 상기 수광부(51)에 주변환경 변화에 의하여 야기되는 순간적인 수광 감도 변화도 검출할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 소정의 지향각을 갖고 수광되는 신호레벨을 증폭하고 적분하여 기준 레벨 신호와 비교하면서 차광을 검출 경보하는 적외선감지장치에 있어서, 상기 적분된 레벨신호에 대하여 감도변화검출부를 통해서 증폭하고 미분한 후, 다시 증폭 및 레벨 비교하여 감도 변화를 검출하여 출력하도록 함으로써, 간혹 별도의 투광기로서 무력화되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 적외선 펄스 파형을 수광하는 수광부와; 상기 수광부에서 수광된 펄스 파형을 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부에서 증폭된 수광 펄스 파형을 적분하는 적분회로와; 상기 적분회로에서 적분된 신호레벨을 기 설정된 소정의 레벨과 비교하는 비교부와; 상기 비교부에서 비교된 신호에 따라 경보신호를 출력하는 경보부로 구성하여서 된 적외선감지장치에 있어서, 상기 적분회로에 적분된 신호 레벨로부터 감도 변화를 검출하여 상기 경보부에 출력하는 감도 변화 검출부를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 적외선 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감도 변화 검출부는 상기 적분된 신호의 레벨 변화 를 증폭하는 제 1 증폭부와; 상기 제 1 증폭부에서 증폭된 레벨 변화를 미분하여 출력하는 미분회로와; 상기 미분회로로부터 출력된 미분신호를 증폭하는 제 2 증폭부와; 상기 제 2 증폭부에서 증폭된 신호 레벨을 기 설정된 소정의 레벨과 비교 검출하는 레벨 비교부로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 적외선 감지장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 레벨 비교부는 기 설정된 레벨 이상, 이하만을 검출하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 적외선 감지장치.