[해외기술동향] 최소형 적외선 센서 "눈길"

에너지 소비효율이 가전제품이나 사무기기의 중요한 요소로 떠오르고 있는 가운데 인체의 온도와 실내 온도차를 이용,사람의 출입을 순간적으로 포착할 수있는 초소형 센서가 개발돼 소비전력 효율화에 새로운 전기를 가져올 전망이다.

일본 마쓰시타전공이 개발한 센서 「네피온」은 높이 14.5mm에 직경 11mm크기의 세계 최소형 적외선 센서로 반경 5미터거리에 있는 사람의 움직임도 정확히 감지할 수 있어 조명기기의 자동제어뿐 아니라 가전제품이나 사무자동화기기에 탑재될 경우 에너지 절감에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다.

이 제품은 직경 9mm의 금속 패키지에 적외선 소자와 원칩IC로 만든 앰프(증폭기)를 내장하고 그 위에 마치 잠자리 눈과 같은 16각형 멀티렌즈가 씌우져 있다. 이로써 센서 전체의 직경은 11mm정도.

마쓰시타가 이번에 선보인 것은 렌즈직경이 9.5mm의 표준형과 11.9mm의 미세감지형 2종류로 감지거리나 시야각은 표준형이 각각 5m와 1백度이고 미세감지형은 2m와 91도이다.

즉 표준형의 경우 보다 먼 거리를 넓게 볼 수있는 데 반해 미세감지형은 반경과 시야각이 좁지만 감지기능이 그만큼 뛰어나 사람의 미세한 움직임도 포착할 수 있다.

또 작동전압은 DC3∼6볼트이며 흰색과 검정색의 두가지로 나왔다.

이 센서의 가장 큰 특징은 무엇보다 크기가 골프공 크기만한 기존센서의 약 5분의 1이면서 성능은 이에 못지 않다는 점이다.

인체 감지는 인체에서 나오는 약 10마이크로미터정도 되는 적외선양의 변화상태를 적외선소자가 포착하는 이른바 「수동형 적외선 감지방식(PIR)」에 기반하고 있다. 즉, 실내온도와 인체의 온도차가 3도이상이고 물체가 초속 30cm∼2m로 움직이면 감지권내에 들어오는 원리를 이용한 것이다.

예를 들어 온도가 24도인 실내에 34도의 체온을 가진 사람이 들어온다고 가정했을 경우 센서가 순간적으로 이때의 온도차를 감지하면서 조명기구 등의 전원이 자동으로 켜진다.

반대로 사람이 나가면 온도차가 없어지게 되기 때문에 스위치는 자동으로 꺼져 불필요한 전력소모를 막을 수 있다.

적외선 소자에는 탄탈산 리튬 단결정 적외선 재료가 사용되며 니켈크롬을 증착해 형성된 4개의 적외선 감지 부분에는 「コ」모양의 구멍을 만들어 열절연성을 크게 향상시켰다.

또 적외선소자를 비롯,원칩IC,칩 컨덴서 등 부품은 모두 플라스틱으로 성형한 입체 회로기판에 실장돼 전자파 발생을 방지할 수 있다.

이와 함께 마쓰시타는 적외선 소자에 있는 4개의 감지 부분을 어떤 방향에서든 감지할 수있도록 적절히 배치,설계함으로써 미세한 움직임에 대해서도 포착이 가능하다고 설명한다.

마쓰시타는 이 「네피온」센서를 우선 자사 조명기기나 배전기기 등을 중심으로 채용하고 점차 에어컨,공기정화기 등의 공조기기 및 TV,자판기,사무자동화기기 등에도 탑재, 사람의 출입이나 움직임에 따라 작동을 제어함으로써 에너지 효율화를 적극 유도해 나간다는 방침이다.