KR970011143B1 - 레이저 다이오드의 광량 제어장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 본 발명 레이저 다이오드의 광량 제어장치의 구성을 나타낸 기능 블럭도.
제2도는 본 발명 레이저 다이오드의 광량 제어장치의 동작상태를 나타낸 제어흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제어부 2 : 레이저 다이오드
3 : 레이저 다이오드 제어부 4 : 레이저 다이오드 전원부
5 : 포토 다이오드 6 : 전류/전압 변환부
7 : 증폭부 8 : 파형 정형부
9 : 비교부 10 : 피크 홀드부
11 : 아날로그/디지탈 변환부
본 발명은 레이저 다이오드를 이용한 레이저 발광장치에 관한 것으로, 특히 레이저 발광 장치에서 발광되는 레이저의 광량을 임의적으로 조정할 수 있도록 하여, 목표물의 상황 및 기후의 영향에 따라 측정 기능 거리가 변화되는 것을 방지하기 위한 것이다.
일반적으로, 레이저 레이다에서는 반사광의 크기를 분석하여 증폭도를 변화시키며, 측정거리를 확장하는 방법을 사용하고 있어 레이저 발광부에서 발광된 레이저 광은 반사 물체의 상황 및 기후 조건에 따라 수광부로 돌아오는 광량의 세기가 달라진다.
즉, 동일한 광의 세기로 목표물을 향해 광을 발사하여도 목표물의 색깔과 광택, 이물질에 의해 오염된 정도에 따라 반사광의 세기가 달라지고, 날씨가 맑은 경우와 비가 오는 경우, 안개낀 경우, 눈이 오는 경우 등 주변 기후의 상태에 따라서도 반사광의 세기가 달라진다.
또한, 상기와 같은 반사광의 세기의 변화는 측정 가능 거리의 변화로 연결되는데, 목표물이 백색인 경우와 목표물이 흑색인 경우는 백색인 경우가 흑색인 경우보다 더 먼 거리까지 인식이 가능하다.
또한, 비나 눈, 안개가 낀 경우에는 빛의 투과율이 떨어져 목표물에 도달되는 빛이 약해지고, 목표물에 맞고 되돌아 오는 빛의 세기도 약해져 맑은 날보다 측정 가능 거리가 줄어들게 된다.
상기와 같은 현상이 발생하면 차간 거리를 이용하여 전방 차와의 위험 여부를 판단하고 경보해주는 레이저 레이다를 이용한 차량 충돌 방지 장치와 같은 장치에서는, 전방 물체의 상황에 따라 측정 거리가 감소하게 되며, 측정 거리 단축에 의한 위험 경보 가능 시간이 단축되어 운전자가 특별한 주의를 요하는 장치의 측정거리 가능 거리가 좁아지면, 효과적인 정보 시스템을 구성하기 어렵게 된다.
따라서, 상기와 같은 종래의 방법은, 거리 또는 기후의 상황을 고려하지 않고 레이저 다이오드의 발광량을 조정하지 않아 반사 물체 및 주변 환경에 따라 측정 가능 거리가 변하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래 기술상의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 수광부에서 검출되는 반사광의 량을 분석하여 수광부의 증폭도를 조정해 줌과 동시에 레이저 다이오드에 공급되는 전력을 조정하여 발과되는 레이저 광 출력을 함께 조정함으로써, 반사체 및 주변 환경의 변화에 따라 측정 가능 거리가 변화되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 레이저 다이오드의 광량 제어 장치는, 발광부에서 발사된 광이 목표물에 맞고 반사되어 수광부에서 검출되는 광량을 분석하여 그 결과에 따라 발광부의 레이저 다이오드에 공급되는 전력을 제어하기 위해 사용하는 제어부와; 상기 제어부에서 흐르는 신호와 상기 레이저 다이오드 전원부의 신호에 따라 그에 상응하는 광의 세기로 레이저 광을 목표물을 향해 발광시키기 위해 사용하는 레이저 다이오드와; 소정의 스위칭 소자로 구성되어 있으며, 상기 레이저 다이오드 전원부의 신호에 따라 레이저 다이오드를 온/오프 제어하는 레이저 다이오드 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 신호를 레이저 다이오드에 공급되는 전력으로 변경이 가능하도록 하기 위해 사용하는 레이저 다이오드 전원부와; 상기 레이저 다이오드에서 발광된 레이저광은 소정의 목표물에 맞고 반사되어 포토 다이오드로 입사되고 입사된 광신호를 이에 상응하는 전류신호로 변환하는 포토 다이오드와; 상기 포토 다이오드에서 광전변환된 전류신호를 신호 처리가 용이하도록 소정의 전압신호로 변환하는 전류/전압 변환부와; 상기 전류/전압 변환부에서 변환된 전압신호를 증폭시키는 증폭부와; 상기 증폭부에서 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 파형 정형부와; 상기 파형 정형부에서 변환된 신호를 입력시키고 상기 제어부에서 발생된 제어신호를 비교, 출력하는 비교부와; 상기 증폭부에서 증폭된 신호는 수광된 광량의 세기를 분석하여 증폭부의 증폭도를 조정하고 레이저 다이오드의 발광량을 조정하기 위해 사용하는 피크 홀드부와; 상기 피크 홀드부에서 홀드된 최대치를 그 값에 해당하는 디지털 값으로 변환하여 상기 제어부로 입력하는 아날로그/디지탈 변환부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 동작을 나타내기 위한 본 발명 레이저 다이오드의 광량 제어방법은, 레이저 다이오드를 온시켜 레이저 광을 발광시킨 후, 수광된 신호를 검지하는 비교부의 비교 출력신호를 읽어 들이는 단계와; 비교부에서 비교 출력된 신호가 로우 즉 정상인가를 판단하는 단계와; 정상이 아닌 경우 시스템 작동을 중지하고 에러 신호를 출력하는 단계와; 정상인 경우 아날로그/디지탈 변환부로부터 아날로그 신호로 변환된 최대치 수광량을 읽어 들이는 단계와; 읽어 들인 수광량을 분석하여 분석된 결과에 따라 증폭부의 이득 및 레이저 다이오드의 전원을 조정하는 단계로 순차동작한다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 소정 발광부에서 발사된 광이 목표물에 맞고 반사되어 수광부에서 검출되는 광량을 분석하여 그 결과에 따라 발광부의 레이저 다이오드(2)에 공급되는 전력을 제어부(1)에서 조정하고, 발광되는 광의 세기를 조정할 수 있도록 하여 목표물의 상황 및 기후의 영향에 따라 측정가능 거리가 변화되는 것이 방지되도록 한다.
또한, 레이저 다이오드 전원부(4)는 스위칭 소자로 구성되어 있으며, 상기 레이저 다이오드 전원부(4)에서 공급되는 신호에 따라 레이저 다이오드(2)를 온 또는 오프시킨다.
또한, 레이저 다이오드(2)는 전원 제어신호와 레이저 다이오드 제어부(3)의 신호에 따라 그에 상응하는 광의 세기로 레이저 광을 목표물을 향해 발광시킨다.
또한, 레이저 다이오드(2)에서 발광된 레이저 광은 목표물에 맞고 반사되고, 포토 다이오드(5)에서는 입사된 광신호를 이에 상응하는 전류신호로 변환시켜준다.
또한, 전류/전압 제어부(6)에서는 포토 다이오드(5)에서 광전변환된 전류신호를 신호 처리가 용이하도록 전압신호로 변환시켜 주며, 변환된 전압신호는 증폭부(7)에서 증폭되고 파형 정형부(8)에서 디지털 신호로 변환되어 비교부(9)에 입력한다.
또한, 상기 비교부(9)에서는 제어부(1)에서 발생되는 레이저 다이오드 제어 신호와 비교하고, 수광된 신호가 레이저 다이오드(2)에서 발광된 신호인가 아닌가를 판정하여 레이저 다이오드(2)에서 발광된 신호라고 판정되었을 때만 제어부(1)에 수광신호가 검지되었음을 알려준다.
또한, 상기 증폭부(7)에서 증폭된 신호는 수광된 광량의 세기를 분석하여 증폭부(7)의 증폭도를 조정하고 레이저 다이오드(2)의 발광량을 조정하기 위해 피크 홀드부(10)에 입력되어 수광된 광량의 최대치를 홀드한다.
또한, 상기 피크 홀드부(10)에서 최대치를 홀드한 후 이 값을 아날로그/디지탈 변환부(11)에서 해당하는 디지털 값으로 변환하여 이 값을 제어부(1)에서 분석하여 상황에 맞게 레이저 다이오드(2)의 출력 및 증폭부의 증폭도를 조정하여 준다.
또한, 상기 동작상태는 제2도에서 도시되는 바와 같이, 레이저 다이오드(2)를 온시켜 레이저 광을 발광시킨 후, 수광된 신호를 검지하는 비교부(9)의 비교 출력신호를 읽어 들이고(S1), 상기 비교부(9)에서 비교 출력된 신호가 로우 즉 정상인가를 판단한다(S2).
또한, 상기 비교부(9)에서 정상이 아닌 경우 시스템 작동을 중지하고 에러 신호를 출력한 후(S3), 정상인 경우 아날로그/디지탈 변환부(11)로부터 아날로그 신호로 변환된 최대치 수광량을 읽어 들인다(S4).
또한, 상기 아날로그/디지탈 변환부(11)에서 읽어 들인 수광량을 분석하여 분석된 결과에 따라 증폭부(7)의 이득 및 레이저 다이오드(2)의 전원을 조정하는 단계(S5)로 순차동작한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레이저 다이오드를 이용한 거리 측정장치에서 목표물의 상황 및 기후조건에 따라 측정거리가 변화되어 장치의 성능이 목표물의 상태 및 기후조건에 따라 변화되는 것을 방지하기 위한 방법으로 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되는 레이저 다이오드의 광량 제어장치 및 그 방법을 실현할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 발광부에서 발사된 광이 목표물에 맞고 반사되어 수광부에서 검출되는 광량을 분석하여 그 결과에 따라 발광부의 레이저 다이오드(2)에 공급되는 전력을 제어하기 위해 사용하는 제어부(1)와; 상기 제어부(1)에서 흐르는 신호와 상기 레이저 다이오드 전원부(4)의 신호에 따라 그에 상응하는 광의 세기로 레이저 광을 목표물을 향해 발광시키기 위해 사용하는 레이저 다이오드(2)와; 소정의 스위칭 소자로 구성되어 있으며, 상기 레이저 다이오드 전원부(4)의 신호에 따라 레이저 다이오드(2)를 온/오프 제어하는 레이저 다이오드 제어부(3)와; 상기 제어부(1)에서 출력되는 신호를 레이저 다이오드(2)에 공급되는 전력으로 변경이 가능하도록 하기 위해 사용하는 레이저 다이오드 전원부(4)와; 상기 레이저 다이오드(2)에서 발광된 레이저광은 소정의 목표물에 맞고 반사되어 포토 다이오드(5)로 입사되고 입사된 광신호를 이에 상응하는 전류신호로 변환하는 포토 다이오드(5)와; 상기 포토 다이오드(5)에서 광전 변환된 전류신호를 신호 처리가 용이하도록 소정의 전압신호로 변환하는 전류/전압 변환부(6)와; 상기 전류/전압 변환부(6)에서 변환된 전압신호를 증폭시키는 증폭부(7)와; 상기 증폭부(7)에서 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 파형 정형부(8)와; 상기 파형 정형부(8)에서 변환된 신호를 입력시키고 상기 제어부(1)에서 발생된 제어신호를 비교, 출력하는 비교부(9)와; 상기 증폭부(7)에서 증폭된 신호는 수광된 광량의 세기를 분석하여 증폭부(7)의 증폭도를 조정하고 레이저 다이오드의 발광량을 조정하기 위해 사용하는 피크 홀드부(10)와; 상기 피크 홀드부(10)에서 홀드된 최대치를 그 값에 해당하는 디지털 값으로 변환하여 상기 제어부(1)로 입력하는 아날로그/디지탈 변환부(11)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 광량 제어장치.
- 레이저 다이오드(2) 온시켜 레이저 광을 발광시킨 후, 수광된 신호를 검지하는 비교부(9)의 비교 출력 신호를 읽어 들이고(S1)와; 비교부(9)에서 비교 출력된 신호가 로우 즉, 정상인가를 판단한다(S2)와; 정상이 아닌 경우 시스템 작동을 중지하고 에러 신호를 출력하는 단계(S3)와; 정상인 경우 아날로그/디지탈 변환부(11)로부터 아날로그 신호로 변환된 최대치 수광량을 읽어 들이는 단계(S4)와; 읽어 들인 수광량을 분석하여 분석된 결과에 따라 증폭부(7)의 이득 및 레이저 다이오드(2)의 전원을 조정하는 단계(S5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 광량 제어방법.
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