KR200381182Y1 - 적외선 센서등 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 센서눈으로 입사되는 적외선을 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하기 위한 적외선 센서(200)와, 상기 적외선 센서로부터 출력되는 적외선 신호를 수신하여 적외선 신호의 변화의 크기로부터 조명등의 점등제어를 수행하기 위한 콘트롤러(203)와, 상기 콘트롤러의 제어 신호를 수신하여 조명등의 점등제어를 수행하기 위한 조명제어부(212)를 포함하는 적외선 센서등에 있어서, 상기 센서눈을 소정 시간 간격으로 일시적으로 닫아주는 수단을 추가적으로 포함하여, 상기 콘트롤러는 상기 센서눈이 주기적으로 닫히고 열리면서 감지하는 적외선 신호의 변화의 크기로부터 조명등에의 전원공급 여부를 결정하는 적외선 센서등에 관한 것이다.

Description

적외선 센서등{An infrared light sensor lamp}

본 고안은 센서를 이용하여 자동으로 조명등의 전원을 제어하는 센서등 구동장치에 관한 것이다.

종래 적외선 센서나 적외선 센서를 이용하여 센서등을 구동하는 장치로서 여러 종류의 것이 제안되었다. 종래의 적외선 센서등 구동장치는 인체가 움직여야 감지되기 때문에 감시 지역 안에서 일정 크기 이상의 인체의 동작이 이루어지면 일정 크기 이상의 감지 신호가 검출되게 되어 인체의 존재를 확인하게 되나 감시 지역 내에서 인체가 움직이지 아니하고 가만히 있으면 인체의 존재를 확인할 수 없어서사람이 존재함에도 불구하고 등을 소등하게 되는 문제점이 있었다.

즉 적외선 센서등의 적외선 센서는 소위 센서눈을 통하여 외부의 적외선을 감지하여 이를 전기적 신호로 출력한다. 감지되는 적외선은 감지 대상 영역에 사람이나 동물 등이 존재하는지에 따라 다른 값을 갖게 된다. 사람이나 동물 등은 고유의 체온이 있어서 적외선을 방사하기 때문이다. 그런데 수신되는 적외선의 절대값만으로 인체의 존재를 파악하는 것은 어렵다. 기온에 따라 전체 입사되는 적외선 패턴은 달라지기 때문이다. 따라서 조명등을 제어하기 위한 적외선 센서등은 센서에서 측정한 적외선 입사량을 통해 인체를 감지하는 것이 아니라 인체가 움직일 때 발생하는 급격한 변화를 감지하여 이러한 경우 조명등을 자동으로 점등하게 된다.

즉, 도 1의 블럭도에 도시된 바와 같이 적외선 센서(100)는 수광된 적외선을 전기적 신호로 바꾸어 수신 및 필터부(102)로 전송하고, 수신 및 필터부에서 잡음 등이 걸러져서 콘트롤러(103)로 전송되고, 아날로그디지털 컨버터(104)에서 디지털 값으로 변환되어 마이크로 프로세서(108)로 보내진다. 마이크로프로세서에서는 수신된 디지털 값으로부터 소정의 비교 연산을 수행하여 인체의 움직임으로 인하여 수신된 적외선이 급격하게 변화하면 이를 감지하여 조명제어부(112)를 통해 조명등(114)을 소정 시간 점등하도록 제어한다.

그런데 이러한 종래의 방식은 치명적인 약점이 있는데 바로 사람이 움직이지 않고 있는 경우 종래의 적외선 센서등 방식으로는 인체의 유무를 전혀 알 수 없게 된다. 따라서 인체의 움직임을 감지한 후 일정 시간 지나면 전기의 절약을 위하여 조명을 꺼주게 되며 인체가 움직이지 않고 있으면 다시 점등하지 않음으로써 사람은 다시 조명이 켜지도록 팔을 휘젓는 등 일부로 움직여주어야 하는 불편이 있는 것이다.

본 고안은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 인체가 일정 구역 내에 존재하면 움직이지 않고 가만히 있어도 인체의 존재여부를 파악할 수 있는 적외선 센싱 방법을 채용함으로써 인체가 존재하면 조명등이 지속적으로 켜지게 제어할 수 있는 적외선 센서등 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안은 이를 위하여 적외선 센서의 센서눈을 주기적, 인위적으로 개폐하는 수단을 포함하여 센서눈을 주기적으로 개방 및 차단함으로써 사람이 있을 때와 없을 때의 진폭의 차이를 통하여 인체가 가만히 있는 경우도 인체의 존재를 확인하여 조명의 점등을 제어할 수 있는 적외선 센서등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안은, 센서눈(402)으로 입사되는 적외선을 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하기 위한 적외선 센서(200)와, 상기 적외선 센서로부터 출력되는 적외선 신호를 수신하여 수신된 적외선 신호의 변화의 크기로부터 조명등의 점등여부를 결정하여 점등 제어 신호를 조명제어부(212)로 전송하는 콘트롤러(203)와, 상기 콘트롤러의 제어 신호를 수신하여 조명등의 점등제어를 수행하기 위한 조명제어부(212)를 포함하는 적외선 센서등에 있어서, 상기 적외선 센서의 센서눈을 소정 시간 간격으로 주기적으로 개폐하는 적외선 입사 개폐수단(218)을 추가적으로 포함하여, 상기 적외선 입사 개폐수단(218)에 의하여 상기 센서눈이 소정 시간 간격으로 주기적으로 개폐되는 동안 상기 센서눈이 주기적으로 개폐되면서 감지하는 적외선 신호의 변화로부터 상기 콘트롤러(203)는 인체 유무를 판정하여 조명등에의 전원공급 여부를 결정하는 것을 그 특징으로 하는 적외선 센서등에 관한 것이다.

여기서, 콘트롤러는 상기 센서눈이 주기적으로 닫히고 열리면서 감지하는 적외선 신호의 변화의 크기가 일정 임계값보다 큰 경우 상기 조명등에 전원이 공급되도록 상기 조명제어부로 제어신호를 전송하는 것이 바람직하며, 적외선 센서등은 평상시에는 센서눈을 주기적으로 개폐하지 아니하며 인체의 움직임에 수반되는 일정 크기 이상의 적외선 변화가 감지되어야 조명등을 점등하고, 일단 조명등이 점등된 후에는 상기 적외선 입사 개폐수단에 의하여 주기적으로 센서눈을 개폐하는 동안의 적외선 변화율을 크기를 통해 인체 유무 판정이 상기 콘트롤러에 의해 수행되어 인체가 없다고 판정되는 경우 조명등에의 전원을 차단하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 적외선 입사 개폐수단은, 가림판(400)과; 상기 가림판을 동작시키기 위한 액튜에이터를 포함하며, 상기 가림판이 상기 센서눈(402)을 소정 시간 간격으로 주기적으로 가림으로써 상기 센서눈의 개폐가 이루어지는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일실시예의 전체 구성의 블럭도이다. 종래 기술의 도면인 도 1에 비하여 적외선 입사 개폐수단 제어부(216) 및 적외선 입사 개폐수단(218)이 추가되어 있다. 적외선 센서(200)는 이미 상용화되어 있으며 요구되는 특성에 따라 얼마든지 원하는 사양의 제품을 선택하여 사용할 수 있다.

수신 및 필터부(202)가 적외선 센서(200)와 콘트롤러(203) 사이에서 전기적 신호를 인터페이스한다. 수신 및 필터부(202)는 이미 공지되어 있는 구성으로, 예를 들면 도 3에 도시된 도면과 같은 구성을 갖게 할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수신 및 필터부(202)는 센서의 센서눈으로 입사하는 적외선 신호가 전기적 신호로 변환되어 출력되면 이를 콘트롤러(203)에서 처리가능하도록 기초적인 신호 처리를 하는 신호처리부(300)를 포함한다. 신호처리부(300)는 통상적으로 수신회로, 수신된 신호의 증폭회로, 증폭된 신호를 여파하기 위한 소정의 필터회로, 미리 설정된 역치와 비교하는 등의 방식으로 신호로부터 잡음을 제거하는 비교회로 등을 포함할 수 있다. 이러한 일련의 회로를 거쳐 처리된 신호는 적외선 정보를 담고 있다. 이와 같이 구성되어 콘트롤러(203)와 적외선 센서(200) 사이에서 인터페이스 역할을 하는 수신 및 필터부(202)는 바람직하게는 모듈의 형식으로 제작되어 제어부의 일부를 구성할 수 있다. 한편, 콘트롤러(203) 내에 아날로그-디지털 컨버터를 포함하여 제어부에서 디지털 신호로 변환되어 프로세싱될 수도 있지만 아예 신호처리부에서 디지털 신호로 변환하여 콘트롤러(203)로 넘겨 줄 수도 있다. 센서가 전송하는 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되어 시간별로 전송되는 일련의 디지털 신호를 콘트롤러에서는 연산 처리하게 된다.

한편, 조명제어부(212)는 통상적인 릴레이(relay) 및 트리액(triac) 수단으로 구현이 가능하다. 조명제어부는 수신 및 필터부에서와 같이 바람직하게는 모듈의 형식으로 제작되어 제어부의 일부를 구성할 수 있다.

본 고안에 있어서 콘트롤러는 수신되는 적외선 정보 신호를 전달받아 소정의 연산을 하여 그 결과를 바탕으로 조명 제어부(212)에 제어신호를 전송하고 신호를 전송받은 조명제어부는 조명의 전원을 스위칭한다.

통상의 적외선 센서등에서 채택하고 있듯이 제어부는 전송되는 적외선 신호의 변화율을 측정하여 일정 크기 이상의 변화율이 감지되면 조명등을 켜주라는 제어 신호를 컨트롤러로 전송한다. 따라서 인체의 움직임이 있는 등 갑작스런 적외선 신호의 변화가 있는 경우에 조명등이 켜지게 제어되는 것이다. 이러한 기술을 종래의 센서등에서도 채택하고 있는 주지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

종래 기술을 개선하여, 본 고안의 적외선 센서등은 사람이 가만히 있더라도 사람의 유무를 알 수 있는 획기적인 방식을 채택하고 있다. 즉, 본 고안의 경우 적외선 센서의 센서눈을 소정 시간 간격으로 일시적으로 닫아주는 적외선 입사 개폐수단을 구비함으로써 일시적으로 닫혔다가 회복된 센서눈이 감지하여 전송하는 신호로부터 인체의 유무를 판별하게 된다. 즉, 닫히고 열리는 동안 적외선 센서에서 전송되는 신호를 통해 그 적외선 감지 신호의 변화로부터 인체의 유무를 판별한다.

도 4 및 도 5에는 적외선 센서의 센서눈(402)을 소정 시간 간격으로 일시적으로 닫아주는 적외선 입사 개폐수단의 일 실시예가 도시되어 있다. 액튜에이터(406)에 의하여 가림판(400)을 일정 동작으로 움직여 줌으로써 가림판이 센서눈(402)을 소정 시간 간격으로 일시적으로 가리게 되어 마치 일시적으로 셔터가 내려온 것과 같이 센서눈을 외부로부터 일시적으로 차단하는 것이다.

한편 센서눈의 전면에 적외선 필터창을 설치하고 일정 시간 간격으로 상기 적외선 필터창이 적외선을 차단하는 기능을 수행하도록 제어하는 것도 가능하다. 예를 들어 적외선 필터창에 연결된 컨트롤러에 의하여 적외선 필터창의 적외선 투과성을 전기적으로 제어하여, 적외선 필터창이 소정의 시간마다 적외선을 차단하게 구성할 수 있다.

도 6은 센서눈이 소정 시간간격으로 차단되는 경우, 주변에 인체가 존재하지 아니하는 경우의 적외선 변화율의 그래프(곡선 A)와 주변에 인체가 존재하는 경우의 적외선 변화율의 그래프(곡선 B)를 도시한 그래프이다. 그래프에 도시된 바와 같이 주변에 인체가 존재하는 경우는 곡선의 진폭이 큼을 알 수 있다. 그 이유는 센서눈은 외부로부터 차단됨으로써 순간적으로 인체가 없는 경우와 유사한 적외선 입사를 수신하게 되고 센서눈이 다시 오픈되면 인체가 있는 경우는 인체의 몸에서 발생하는 적외선을 수신하므로 수신되는 적외선의 변화가 크게 되기 때문이다.

따라서 일정한 주기로 센서등이 개폐되키면서 적외선 변화율을 측정하되, 인체가 없을 때의 진폭 IBmax와 인체가 있을 때의 진폭 IAmax 사이에서 설정된 임계값을 초과하는지의 여부에 의하여 인체의 유무를 파악할 수 있게 된다.

이러한 방식을 통해 인체의 유무를 판정하면 인체가 움직이지 않고 가만히 있는 경우도 적외선 센서를 통해 인체의 존재를 쉽게 파악하게 되어 점등된 조명을 지속적으로 켜진 상태로 유지할 수 있게 된다. 따라서 기존의 적외선 센서등이 사람이 진입하는 경우 그 움직임을 감지하고 조명을 점등하나 사람이 가만히 있으면 이는 감지하지 못하여 사람이 있음에도 절전을 위하여 조명을 끄는 것에 비하여, 본 고안의 센서등은 주기적으로 사람의 존재를 체크할 수 있어서 사람이 있는 경우는 조명의 켠 상태가 유지될 수 있게 된다. 즉, 본원 고안에 있어서는 주기적으로 센서눈을 개폐하면서 적외선 센서(200)에서 전송되는 신호를 콘트롤러(203)에서 처리하여 일정 임계값 이상의 적외선 변화율이 측정되면 조명제어부(212)에서 조명을 ON 상태로 유지하도록 함으로써 인체가 존재하면 움직임이 없더라도 조명이 ON 상태로 유지되게 할 수 있는 것이다.

이상에서 기술한 바와 같이 센서눈을 주기적으로 개폐하면 인체의 유무를 감지할 수 있어서 이를 통해 조명 점등을 제어할 수 있다. 센서눈의 개폐 동작은 항상 이루어지는 것도 가능하나, 센서눈을 개폐하기 위한 동작 예를 들면 액튜에이터에 의하여 가림판을 동작시키는데 소요되는 전기 등을 절약하기 위해서 바람직하게는 평소에는 종래 기술의 센서등과 같이 동작하여 인체의 움직임이 감지될 때까지는 조명을 OFF로 하고 있다가 인체의 움직임이 감지되면 비로소 조명을 ON으로 절환하고 일정 시간 경과 후 다시 인체의 움직임이 감지되는지 테스트하여 인체의 움직임이 감지되지 않으면 비로소 센서눈을 주기적으로 개폐하면서 인체의 유무를 상술한 바와 같은 방식으로 감지한다. 즉, 종래 기술과 같이 센서눈을 항상 개방시켜 놓고 인체의 움직임이 있는 경우만 적외선 변화를 감지하여 조명을 ON으로 하는 동작 모드를 모드 A 라고 하고 앞에서 설명한 방식으로 센서눈을 주기적으로 개폐하면서 인체의 유무를 감지하여 조명을 ON으로 하는 동작 모드를 모드 B라고 하면, 평상시는 모드 A로 동작하다가 인체의 움직임을 감지하여 조명을 ON으로 하고 인체의 움직임이 감지되지 않으면 조명을 OFF로 하는 것이 아니라 모드 B로 전환하여 동작하게 하여 모드 B의 인체 유무 테스트를 수행하여 이에 의해 인체가 있는 것으로 판정되는 동안은 지속적으로 조명을 ON으로 유지하다가 모드 B에서도 인체가 없는 것으로 판정되면 조명을 OFF로 하면 모드 A로 다시 전환한다.

따라서 조명이 OFF인 상태에서는 콘트롤러(203)는 적외선 입사 개폐수단 제어부(216)측으로 개폐수단(218)을 작동시키라는 신호를 보내지 아니하며 종래와 같이 센서눈이 개방된 상태에서 인체의 움직임을 포착하여 조명의 점등을 제어하나, 일단 인체의 움직임이 있는 것으로 판정되면 조명을 점등한다. 소정 시간 동안 점등을 유지한 이후 또는 점등 직후에 적외선 입사 개폐수단 제어부(216)측에 적외선 입사 개폐수단을 작동시키라는 신호를 전송하고 이를 수신한 적외선 입사 개폐수단 제어부(216)에서 적외선 입사 개폐수단(218)을 동작시킴으로써 센서눈을 주기적으로 개폐하면서 도 6과 같이 임계값 테스트 등을 하여 인체의 유무를 판정하여 조명이 OFF로 되어야 하는지 지속적으로 ON으로 유지될 것인지 결정된다.

한편, 센서눈을 개폐하면서 임계값 테스트를 수행하기 전에 종래 방식의 인체의 움직임 감지 테스트를 수행하여 이러한 테스트에서 인체가 감지되지 않은 경우에 한하여 센서눈을 개폐하면서 도 6과 같은 임계값 테스트를 수행할 수도 있다.

본 고안은 인체가 일정 구역 내에 존재하기만 하면 특별한 움직임이 감지되지 아니하여도 인체의 존재를 파악하여 조명등이 지속적으로 켜지도록 제어함으로써 사람이 존재하는 동안 조명이 유지되고 동시에 물체를 사람으로 오인하는 문제를 효과적으로 해결하며 사람이 그 구역을 벗어나면 즉시 조명이 꺼짐으로써 사람의 존재 유무를 정확히 파악하여 조명 전원을 제어하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술의 적외선 센서등의 블럭도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예의 블럭도이다.

도 3은 본 고안의 일 실시예의 수신 및 필터부의 블럭도이다.

도 4 및 도 5는 본 고안의 센서눈 개폐 수단을 설명하기 위한 개략도이다.

도 6은 본 고안의 일실시예를 설명하기 위한 신호도이다.

<도면의 주요 부호에 관한 설명>

200 : 적외선 센서 203 : 콘트롤러 212 : 조명제어부

400 : 가림판 402 : 센서눈 404 : 회전축

Claims (4)

1. 센서눈(402)으로 입사되는 적외선을 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하기 위한 적외선 센서(200)와, 상기 적외선 센서로부터 출력되는 적외선 신호를 수신하여 수신된 적외선 신호의 변화의 크기로부터 조명등의 점등여부를 결정하여 점등 제어 신호를 조명제어부(212)로 전송하는 콘트롤러(203)와, 상기 콘트롤러의 제어 신호를 수신하여 조명등의 점등제어를 수행하기 위한 조명제어부(212)를 포함하는 적외선 센서등에 있어서,

   상기 적외선 센서의 센서눈을 소정 시간 간격으로 주기적으로 개폐하는 적외선 입사 개폐수단(218)을 추가적으로 포함하여,

   상기 적외선 입사 개폐수단(218)에 의하여 상기 센서눈이 소정 시간 간격으로 주기적으로 개폐되는 동안 상기 센서눈이 주기적으로 개폐되면서 감지하는 적외선 신호의 변화로부터 상기 콘트롤러(203)는 인체 유무를 판정하여 조명등에의 전원공급 여부를 결정하는 것을 그 특징으로 하는

   적외선 센서등.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 센서눈이 주기적으로 닫히고 열리면서 감지하는 적외선 신호의 변화의 크기가 일정 임계값보다 큰 경우 상기 조명등에 전원이 공급되도록 상기 조명제어부로 제어신호를 전송하는

   적외선 센서등.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 적외선 센서등은 평상시에는 센서눈을 주기적으로 개폐하지 아니하며 인체의 움직임에 수반되는 일정 크기 이상의 적외선 변화가 감지되어야 조명등을 점등하고, 일단 조명등이 점등된 후에는 상기 적외선 입사 개폐수단에 의하여 주기적으로 센서눈을 개폐하는 동안의 적외선 변화율을 크기를 통해 인체 유무 판정이 상기 콘트롤러에 의해 수행되어 인체가 없다고 판정되는 경우 조명등에의 전원을 차단하는 것을 그 특징으로 하는

   적외선 센서등.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 적외선 입사 개폐수단은

   가림판(400)과;

   상기 가림판을 동작시키기 위한 액튜에이터를 포함하며,

   상기 가림판이 상기 센서눈(402)을 소정 시간 간격으로 주기적으로 가림으로써 상기 센서눈의 개폐가 이루어지는 것을 그 특징으로 하는

   적외선 센서등.