KR0159202B1 - Beam detecting apparatus using interrelation of sign - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난수부호의 상관을 이용하는 광 검출장치에 관한 것으로서 종래기술의 감지거리에 제약을 받게 되어 실용적으로 불가능하고, 또한 보안성이나 감지기의 신뢰도가 고도로 요구되는 중요시설물의 출입/근접 감시 또는 과세 등을 목적으로 실시하는 감지기를 통과하는 대상물체의 수량 계수 등에 있어서는 인위적인 방법으로 수광소자에 대상물체의 유무와 관계없이 일정한 주파수 성분만을 가진 주기적인 교류신호로 구동되는 발광소자를 두는 등의 의도적인 동작이 가능하므로 정상적인 동작의 보장이 곤란한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 난수부호를 이용하여 발광소자를 구동하고 상관기는 난수부호를 상관처리하는 광 검출기를 제공함으로써 상관기의 처리이득에 의하여 광량의 거리에 따른 감쇠의 영향이 처리이득만큼 보상되므로 보다 넓은 범위를 감지할 수 있으며, 난수화된 감지용 신호를 사용함으로써 감지기에 외부 조작 가능성을 근원적으로 배제하였으므로 고도의 비화성을 보장할 수가 있는 것이다.The present invention relates to an optical detection device using a correlation of random number codes, which is limited in the detection range of the prior art and practically impossible, and also access / proximity monitoring or taxation of important facilities requiring high security or reliability of a detector. For the purpose of counting the number of objects passing through a detector for the purpose of carrying out such a purpose, an artificial method is used to intentionally place a light emitting device driven by a periodic AC signal having a constant frequency component regardless of the presence or absence of the object. In order to solve the problem that it is difficult to guarantee the normal operation because the operation is possible, the present invention drives the light emitting device by using a random number and the correlator provides a light detector for correlating the random number, so that the distance of light amount by the processing gain of the correlator Effects of attenuation are compensated for by processing gain Can detect a wider range, and I exclude the external operating potential to the sensor by using a signal for detecting a fundamental hayeoteumeuro hydrated to ensure that the number of non-flammable highly.
Description
제1a도는 종래의 광 검출장치의 블록 구성도.1A is a block diagram of a conventional optical detection device.
제1b도는 종래의 광 검출기의 동작 설명도.1B is an explanatory diagram of the operation of a conventional photodetector.
제2a도는 본 발명에서의 광 검출장치의 블록 구성도.Fig. 2A is a block diagram of the optical detection device of the present invention.
제2b도는 제2a도에 도시된 난수부호 발생기의 내부 회로도.FIG. 2B is an internal circuit diagram of the random number generator shown in FIG. 2A.
제2c도는 본 발명에 따른 난수부호의 상관을 이용하는 광 검출장치의 동작 설명도.2C is an explanatory view of the operation of the optical detection device using the correlation of random number code according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
101 : 교류신호 발생기 102, 202 : 발광소자 구동부101: AC signal generator 102, 202: light emitting device driver
103, 203 : 발광소자 104, 204 : 대상물체103, 203: light emitting element 104, 204: object
105, 205 : 수광소자 106, 206 : 전치증폭기105, 205: light receiving element 106, 206: preamplifier
107 : 대역통과 여파기 108, 208 : 레벨 검출기107: bandpass filter 108, 208: level detector
201 : 난수부호 발생기 207 : 상관기201: random number generator 207: correlator
본 발명은 난수(Pseudo noise ; PN)부호의 상관을 이용하는 광검출장치에 관한 것으로, 특히 발광소자와 수광소자를 두어 두 소자간에 대상물체에 의한 차단 또는 반사를 감지하여 물체의 유무를 감지하는 광 검출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photodetector using a correlation of pseudo noise (PN) code. In particular, the present invention relates to a light detecting device that detects the presence or absence of an object by detecting a blockage or reflection by an object between two devices. It relates to a detection device.
일반적으로, 광 검출장치는 발광소자로서, 자연광, 전구, 발광다이오드(LED;Light Emitting Diode), 레이저(LASER) 등이 사용될 수 있으며, 주로 발광 다이오드가 사용되고 있다.In general, as the light detecting device, natural light, a light bulb, a light emitting diode (LED), a laser (LASER), or the like may be used, and a light emitting diode is mainly used.
또한, 수광소자는 조도에 의해 전도도가 변화하는 황화카드뮴(CdS)계열의 화합물에 의한 광 검출기나 광 다이오드(Photo diode), 광 트랜지스터(Photo Transistor) 등이 주로 사용되는데, 본 발명에서와 같은 용도에서는 광량에 의한 응답속도가 빠른 광 다이오드 또는 광 트랜지스터를 사용하게 된다.In addition, a photodetector based on a cadmium sulfide (CdS) -based compound whose conductivity is changed by illuminance, a photo diode, a photo transistor, and the like are mainly used. In this case, a photodiode or a phototransistor having a fast response speed due to the amount of light is used.
종래의 광 검출장치의 구성은, 제1도에 도시된 바와 같이, 주기적인 교류신호를 발생하는 교류신호 발생기(101)와, 상기 교류신호 발생기(101)에서 발생한 교류신호에 따라 발광소자(103)를 구동하는 발광소자 구동부(102)와, 상기 구동된 발광소자(103)에서 발광된 빛이 대상물체(104)로부터 반사되었을 때의 빛을 감지하는 수광소자(105)와 상기 수광소자(105)를 통해 감지된 신호를 증폭하는 전치증폭기(106)와, 상기 전치증폭기(106)에 의해 증폭된 신호에서 주기적인 교류신호만을 여파하는 대역통과 여파기(107)와, 상기 대역통과 여파기(107)에 의해 여파된 신호의 크기를 기준값과 비교하여 대상물체의 유무를 감지하는 레벨검출기(108)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional optical detector has a light emitting device 103 according to an AC signal generator 101 for generating a periodic AC signal and an AC signal generated by the AC signal generator 101. The light emitting device driver 102 for driving the light emitting device 102, the light receiving device 105 for detecting light when the light emitted from the driven light emitting device 103 is reflected from the target object 104, and the light receiving device 105 A pre-amplifier 106 for amplifying a signal sensed through the pre-, a band-pass filter 107 for filtering only periodic AC signals from the signal amplified by the pre-amplifier 106, and the band-pass filter 107. It consists of a level detector 108 for detecting the presence or absence of the object by comparing the magnitude of the signal filtered by the reference value.
이와 같은 구성에 의한 종래기술의 동작을 설명하면, 주기적인 교류신호를 이용하여 발광소자(103)를 구동하고, 수광소자(105)에 의해 수광된 신호로부터 상기 발광소자(103)를 구동하는 데에 사용한 주기적인 교류신호만을 여파한 후 신호의 크기를 기준값과 비교하여 대상물체(104)의 유무를 감지하는 방식으로 동작한다.Referring to the operation of the prior art by such a configuration, the light emitting device 103 is driven using a periodic AC signal, and the light emitting device 103 is driven from the signal received by the light receiving device 105. After filtering only the periodic AC signal used in the operation by comparing the magnitude of the signal with a reference value it operates in a manner to detect the presence or absence of the object (104).
상기와 같은 종래의 광 검출기는, 제1b도의 동작 설명도에서와 같이, 주기적인 교류신호의 수신신호강도만을 갖고 물체의 유무를 판단하게 되므로, 수광소자(105)측에 발광소자(103)에서 방사하는 신호와 유사한 신호를 인입시키게 되면 물체의 유무를 인식하지 못하는 취약점이 있다.In the conventional photodetector as described above, as shown in the operation explanatory diagram of FIG. 1B, the presence or absence of an object is determined only by the received signal intensity of the periodic AC signal, so that the light emitting element 103 is provided on the light receiving element 105 side. Injecting a signal similar to the emitting signal has a vulnerability that does not recognize the presence or absence of an object.
이와 같은 종래의 종래기술은 구성이 간단한 반면, 감지 거리에 제약을 받게 되어 발광소자와 수광소자에 집광장치(lens)를 두어도 수 10m이상의 감지 범위를 구성하는 것이 실용적으로 불가능한 문제점이 있다.Such a conventional art has a problem in that the configuration is simple, but the detection distance is restricted, and thus it is practically impossible to construct a sensing range of several tens or more even if a light collecting device (lens) is provided on the light emitting device and the light receiving device.
또한, 보안성이나 감지기의 신뢰도가 고도로 요구되는 중요한 시설물의 출입/근접 감시 또는 과세 등을 목적으로 실시하는 감지기를 통과하는 대상물체의 수량 계수 등에 있어서는 인위적인 방법으로 수광소자에 대상물체의 유무와 관계없이 일정한 주파수성분만을 가진 주기적인 교류신호로 구동되는 발광소자를 두는 등의 의도적인 조작이 가능하므로 정상적인 동작의 보장이 곤란한 문제점이 있었다.In addition, the number of objects to pass through the detector for the purpose of entry / proximity monitoring or taxation of an important facility where security or detector reliability is highly required, and the relationship between the presence and the presence of the object in the light receiving element in an artificial manner. There is a problem that it is difficult to guarantee the normal operation because it can be intentionally operated, such as by placing a light emitting device driven by a periodic AC signal having only a constant frequency component.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위해 광 검출기를 구성하는 데에 있어 교류신호 발생기와 상관기를 두어 PN신호의 상관처리에 의한 상관값을 검출하는 방식의 광 감지기능을 고안함으로써 신뢰성과 보안성이 확보되는 난수부호의 상관을 이용하는 광 검출장치를 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a reliability and reliability by devising a light sensing function of detecting a correlation value by correlating an PN signal by using an AC signal generator and a correlator in constructing a photo detector to solve the above problems. The present invention provides an optical detection device that uses correlation of random number codes to secure security.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 특징은, 논리적 난수부호를 발생하는 난수 부호 발생기와, 상기 난수부호 발생기로부터 발생된 난수부호에 따라 발광소자를 구동하는 발광소자 구동부와, 상기 발광소자 구동부에 의한 구동에 따라 감지 대상영역으로 발광하는 발광소자와, 상기 발광소자의 발광으로 감지 대상영역에 있는 대상물체의 유무에 따라 차단되거나 반사 또는 그냥 통과된 광신호를 수신하는 수광소자와, 상기 수광소자에 의해 수광된 광신호인 관측신호를 소정 크기로 증폭하는 전치증폭기와, 상기 전치증폭기에서 증폭된 난수부호와 상기 난수부호 발생기로부터 발생된 기준 난수부호가 모두 일치할 때 최대 진폭을 출력함으로써 상관처리하는 상관기와, 상기 상관기에 의해 상관처리된 출력에 따라 대상물체의 유무를 감지하는 레벨 검출기로 구성되어, 감지범위를 확장하고 감지기가 보안통제나 외부 조작에 의해 보호될 수 있는 고도의 신뢰성이 요구되는 경우에도 감지 방식 자체에 비화성을 갖고 동작하게 되는 개선된 성능과 고도의 보안성을 갖는 것을 특징으로 한다.Technical features of the present invention for achieving the above object, a random number code generator for generating a logical random number coder, a light emitting device driver for driving a light emitting device according to the random number code generated from the random number code generator, and the light emitting device driver A light emitting device that emits light to a sensing target area according to driving by the light emitting device, a light receiving device that receives an optical signal that is blocked, reflected, or just passed according to the presence or absence of an object in the sensing target area by light emission of the light emitting device; Correlate by outputting the maximum amplitude when the preamplifier amplifies the observation signal, which is the optical signal received by the device, to a predetermined magnitude, and when the random number coded by the preamplifier and the reference random number code generated by the random number generator coincide with each other. Detect the presence or absence of the object according to the correlator to be processed and the output correlated by the correlator It consists of a level detector that improves the range of detection and improves the performance and the high level of non-flammability of the sensing scheme itself, even when the detector requires a high degree of reliability that can be protected by security control or external manipulation. It is characterized by having security.
이와 같은 본 발명은 종래기술에서 사용하는 주기적인 교류신호를 사용하는 대신 난수부호를 이용하여 발광소자를 구동하고 수광소자의 신호와 발광소자를 구동하는 데에 사용한 난수부호간의 상관값의 변화를 기준값과 비교하는 방법을 이용한 것이다.In the present invention, instead of using the cyclic AC signal used in the prior art, the change in the correlation value between the random number code used to drive the light emitting device using the random number code and the light emitting device signal is used as a reference value. It is used to compare with.
즉, 본 발명은 광 검출장치를 구성하는 데에 있어 감지범위를 확장하고 감지기가 보안통제나 외부 조작에 의해 보호될 수 있는 고도의 신뢰성이 요구되는 경우에도 감지 방식 자체에 비화성을 갖고 동작하게 되는 개선된 성능과 고도의 보안성을 갖는다.That is, the present invention extends the detection range in constructing the light detecting device and enables the detector to operate with incombustibility in the sensing method itself even when a high degree of reliability is required that can be protected by security control or external operation. Has improved performance and high security.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2a도는 본 발명에 따른 광 검출장치의 구성을 나타낸 것으로서, 그 구성을 설명하면, 논리적 난수부호를 생성하는 난수부호 발생기(201)와, 상기 난수부호 발생기(201)로부터 발생된 난수부호에 따라 발광소자(203)를 구동하는 발광소자 구동부(202)와, 상기 발광소자 구동부(202)에 의한 구동에 따라 감지 대상영역으로 발광하는 발광소자(203)와, 상기 발광소자(203)의 발광으로 감지 대상영역에 있는 대상물체(204)의 유무에 따라 차단되거나 반사 또는 그냥 통과된 광신호를수신하는 수광소자(205)와, 상기 수광소자(205)에 의해 수광된 광신호인 관측신호를 소정 크기로 증폭하는 전치증폭기(206)와, 상기 전치증폭기(206)에서 증폭된 난수부호와 상기 난수부호 발생기(201)로부터 발생된 기준 난수부호가 모두 일치할 때 최대 진폭을 출력함으로써 상관처리하는 상관처리기(207)와, 상기 상관처리기(207)에 의해 상관처리된 출력에 따라 대상물체(204)의 유무를 감지하는 레벨 검출기(208)로 구성되어 있다.2A illustrates a configuration of an optical detection apparatus according to the present invention. When the configuration is described, a random number code generator 201 for generating a logical random number code and a random number code generated from the random number code generator 201 are described. A light emitting device driver 202 for driving the light emitting device 203, a light emitting device 203 for emitting light to a sensing target area according to the driving of the light emitting device driver 202, and light emission of the light emitting device 203. According to the presence or absence of the object 204 in the sensing region, a light receiving element 205 for receiving an optical signal blocked, reflected or passed through, and an observation signal which is an optical signal received by the light receiving element 205 is predetermined. A phase that is correlated by outputting a maximum amplitude when both the preamplifier 206 amplifying to a magnitude and the random number amplified by the preamplifier 206 and the reference random number code generated from the random number generator 201 coincide. The tube processor 207 and the level detector 208 for detecting the presence or absence of the object 204 according to the output correlated by the correlator 207.
상기에서, 난수 발생기의 회로는, 제2b도에 도시된 바와 같이, 외부 클럭(clock)에 의해 동시에 동기되어 데이타를 쉬프트 해서 난수후보로 출력하기 위해 직렬 연결되는 10개의 쉬프트 레지스터들(201b∼201k)과, 3번째 쉬프트 레지스터(201d)에서 출력된 데이타와 마지막 쉬프트 레지스터(201k)에서 출력된 난수부호 데이타를 받아 배타적 논리합(EX-OR) 연산을 수행하여 상기 1번째 쉬프트 레지스터(201b)의 입력단(D)에 입력시키는 배타적 논리합 연산기(201a)로 구성된다.In the above, the circuit of the random number generator has 10 shift registers 201b to 201k connected in series for shifting data and outputting the random number candidate in synchronization with an external clock simultaneously as shown in FIG. 2B. ) And the data output from the third shift register 201d and the random number code data output from the last shift register 201k to perform an exclusive-OR operation to perform an EX-OR operation to input the first shift register 201b. It consists of an exclusive-OR operator 201a input to (D).
이와 같은 구성에 의한 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention by such a configuration as follows.
제2b도를 참조하여 먼저 난수부호 발생기(201)에서 난수부호가 발생되는 동작을 간단히 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 2B, first, an operation of generating a random number code in the random number generator 201 is as follows.
만약, 각 쉬프트 레지스터의 초기상태를 '1111111111'로 가정할 경우, 외부에서 입력되는 클럭의 정 에지(positive edge)에서 각 쉬프트 레지스터의 상기 초기상태 데이타는 다음단의 쉬프트 레지스터로 옮겨진다. 이에 따라, 마지막 단의 쉬프트 레지스터(201k)에서 출력된 데이타 '1'과 3번째 쉬프트 레지스터(201d)에서 출력된 데이타 '1'을 배타적 논리합 연산기(201a)에서 논리 연산을 수행하여, 그 결과를 1번째 쉬프트 레지스터(201b)의 입력단(D)에 입력시킨다. 따라서, 각 쉬프트 레지스터의 상대는, '0111111111'로 된다. 이때, 마지막 단의 쉬프트 레지스터(201k)의 출력은 '1'이 되고, 이와 같은 동작을 2k-1부호주기(여기서, k는 쉬프트 레지스터 수)를 가지고 되풀이하게 되면, 결국 난수부호를 발생하게 된다.If the initial state of each shift register is assumed to be '1111111111', the initial state data of each shift register is transferred to the next stage shift register at a positive edge of an externally input clock. Accordingly, the exclusive OR operation 201a performs a logical operation on the data '1' output from the shift register 201k of the last stage and the data '1' output from the third shift register 201d, and the result is obtained. The input is input to the input terminal D of the first shift register 201b. Therefore, the relative of each shift register is '0111111111'. At this time, the output of the shift register 201k of the last stage becomes '1', and if this operation is repeated with a 2k- 1 sign period (where k is the number of shift registers), a random number code is eventually generated. do.
이때, 난수의 복잡도는 난수부호 발생 알리고즘에 따른다.At this time, the complexity of the random number depends on the random number generation algorithm.
상기에서와 같이 난수부호 발생기(201)에서 발생된 난수부호는 발광소자(203)를 구동하기에 적합한 신호로 발광소자 구동부(202)에 의해 처리되어 발광소자(203)를 통하여 감지 대상영역으로 방사된다.As described above, the random number code generated by the random number generator 201 is a signal suitable for driving the light emitting element 203 and is processed by the light emitting element driver 202 to radiate to the sensing target region through the light emitting element 203. do.
이렇게 방사된 광신호는 대상물체(204)의 유무에 따라 차단되거나 반사 또는 그냥 통과되어 수광소자(205)를 통하여 관측되며, 그 관측신호는 전치증폭기(206)를 통하여 적정 신호크기로 증폭된 후 상관기(207)에서 상관처리 된다.The emitted optical signal is blocked or reflected or just passed according to the presence or absence of the object 204 and observed through the light receiving element 205. The observed signal is amplified to an appropriate signal size through the preamplifier 206. Correlator 207 correlates.
이 상관기(207)의 출력은 레벨 검출기(208)를 거쳐 대상물체의 유무를 검출하여 출력한다.The output of the correlator 207 detects the presence or absence of an object through the level detector 208 and outputs it.
이에 대한 전체 동작을 설명하면, 난수부호 발생기(201)의 신호를 구동부(202)에 의해 발광소자(203)를 구동하고 감지범위의 신호변화유무를 수광소자(205)를 통하여 수신하며, 전치증폭기(206)로 증폭된 신호를 상관기(207)에 의하여 상관분석된 계수를 레벨 검출기(208)로 판별하여 대상물체의 유무를 감지한다.Referring to the overall operation, the signal of the random number generator 201 is driven by the driver 202 to drive the light emitting device 203 and receives the presence or absence of a signal change in the detection range through the light receiving device 205, the preamplifier The level amplified by the correlator 207 is determined by the level detector 208 to detect the presence or absence of the object.
본 발명에서 이용하는 상관기는 입력되는 두 난수가 모두 일치할 때에만 최대 진폭을 출력하므로 본 광 검출기 구성은, 내부의 난수와 일치하지 않는 구조를 가지는 외부의 어떠한 구조의 신호에 대해서도 감지기의 동작이 방해받지 않는 장점이 있다.Since the correlator used in the present invention outputs the maximum amplitude only when both input random numbers match, the photodetector configuration prevents the operation of the detector against any external signal having a structure that does not match the internal random number. There is an advantage not to receive.
즉, 본 발명의 광 검출기는 제2d도에 나타난 바와 같이 난수부호와 상관특성을 이용하므로 수광소자(205)측에 이 장치가 사용하는 난수부호와 동일한 부호, 동일한 위상이 아니면 경보상태가 되므로 상술한 종래기술의 광검출기(제1b도)에 비해서, 인위적인 조작에 의한 피해를 극소화할 수 있는 장점이 있다.That is, since the photodetector of the present invention uses the random number code and the correlation characteristic as shown in FIG. 2D, the light detector 205 is in the same state as the random number code used by the apparatus and is in an alarm state unless it is in the same phase. Compared with the prior art photodetector (Fig. 1B), there is an advantage that the damage caused by artificial manipulation can be minimized.
따라서 이상과 같은 본 발명은 난수부호를 이용하여 발광소자를 구동하고 상관기는 난수부호를 상관처리하는 광 검출기를 제공함으로 상관기의 처리이득에 의하여 광량의 거리에 따른 감쇠의 영향이 처리이득만큼 보상되므로 보다 넓은 범위를 감지할 수 있으며, 난수호된 감지용 신호를 사용함으로써 감지기에 외부 조작 가능성을 근원적으로 배제하였으므로 고도의 비화성을 보장하는 효과가 있다.Accordingly, the present invention as described above drives the light emitting device by using a random number code and the correlator provides a photo detector for correlating the random number code so that the influence of attenuation according to the distance of light amount is compensated by the processing gain by the processing gain of the correlator. A wider range can be detected, and the use of a random number-coded detection signal essentially eliminates the possibility of external manipulation in the detector, thus ensuring a high degree of incompatibility.
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| KR1019950047852A KR0159202B1 (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Beam detecting apparatus using interrelation of sign |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950047852A KR0159202B1 (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Beam detecting apparatus using interrelation of sign |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970047955A KR970047955A (en) | 1997-07-26 |
| KR0159202B1 true KR0159202B1 (en) | 1999-05-01 |
Family
ID=19438601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019950047852A KR0159202B1 (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Beam detecting apparatus using interrelation of sign |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1995
- 1995-12-08 KR KR1019950047852A patent/KR0159202B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970047955A (en) | 1997-07-26 |
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