KR100186820B1 - 레이저 도달 거리 파인더 장치 및 이러한 장치에서의 주파수 응답 측정 방법 - Google Patents

레이저 도달 거리 파인더 장치 및 이러한 장치에서의 주파수 응답 측정 방법 Download PDF

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이. 노리씨어 쥬니어 챨스
에이. 쿠엔 로버트
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완다 케이. 덴슨-로우
레이티언 캄파니
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Abstract

본 발명의 레이저 도달 거리 파인더 회로(제1)는 애벌런치 포토다이오드 검출기(315), 검출기의 바이어스 전압을 축적하는 커패시터(C1) 및 검출기 신호를 증폭시키는 전달 임피던스 증폭기(317)를 포함한다. 커패시터(C1)는 제 1및 제 2 전계 효과 트랜지스터(Qb1, Qb2)를 사용하는 회로에 의해 제1 제어 신호(Iup)에 응답하여 충전되며 제 3 전계 효과 트랜지스터(Qb4)를 사용하는 회로에 의해 제2 제어 신호(IDN)에 응답하여 방전된다. 단일 다이오드(CR3)를 포함한 과부하 보호 회로는 초기의 레이저 발사시 후방 산란에 의해 발생된 광잉 전하를 수용하도록 제공된 것이다. 온도 감지기(319)는 광범위한 온도에 걸쳐 관련된 레이저 도달 거리 파인더를 사용하기 위하여 검출기의 바이어스 전압 및 다른 파라미터를 조정하도록 모니터될 수 있는 온도 신호를 발생하도록 제공된 것이다.

Description

레이저 도달 거리 파인더 장치 및 이러한 장치에서의 주파수 응답 측정 방법
도면은 바람직한 실시예 따른 APD 바이어스 회로 및 전달 임피던스 증폭기의 전기 회로선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
311 : APD 바이어스 회로 315 : APD 검출기
317 : TIA 증폭기 319 : 온도 감지기
(발명의 배경)
본 발명은 레이저 도달 거리 파인더 회로(laser range finder circuitry)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 APD 레이저 도달 거리 파인더 수신기에 특히 유용한 개선된 검출기 바이어스 및 전달 임피던스 증폭기 회로에 관한 것이다.
기존의 레이저 도달 거리 파인더 수신기는 타겟 귀로(target returns)를 검출하는 포토다이오드에 의존하고 있다. 검출용 수신기 포토다이오드에는 크게 두 종류가 있는데, 즉 어셉터 진성 도너(PIN) 다이오드와, 애벌런치 포토다이오드(APD)이다. 상기 모든 형의 소자는 인듐 갈륨 아세나이드(InGaAs) 또는 게르마늄 기술에 기초할 수 있다. 대부분 PIN 다이오드가 사용되지만, 99%의 검출 확률을 위해서는 60㎻ 내지 100㎻의 신호를 필요로 한다. 현재 사용중인 비냉각형 APD 수신기는 약 10㎻의 신호로 99%의 검출을 할 수 있다. APD 검출기들의 감도가 클수록 큰 최대 시스템의 도달 거리로 변환되기 때문에, 이들 검출기는 시력보호 레이저 파인더 종류에 적용할 수 있는 만능 소자로서 제조하는 것이 바람직하다.
기존의 APD 수신기는 바어어스 전압을 수 볼트정도 순시적으로 감소시키는 바이어스 회로망(bias network)에 의존한다. 이러한 순시적인 감소는 검출기 신호를 증폭시키는 전달 임피던스 증폭기(TIA)의 포화 상태를 유발시킨다. 이러한 현상으로부터의 회복은 1μ초가 걸릴 수 있다. 포화 상태는 전압 감소 천이 동안 검출기 양단간의 기생 커패시터(약 1 ㎊)를 통해 흐르는 전류에 기인된다. 이러한 상태하에서는 TIA의 입력을 클램프하기 위해서는 TIA 회로 내에 다이오드를 사용해야 한다. 이 다이오드에 의해 0.8㎊ 정도의 기생 용량이 부가되어짐으로써, 회로 감도가 떨어지며 검출기/전치 증폭기(TIA)의 비용이 상당히 증가하게 된다.
기존의 APD 수신기는 실온에서 최적화되도록 되어 있기 때문에 다른 동작 온도에는 최적 상태에 미치지 못하게 된다. 따라서 온도에 대한 시스템 감도는 보장될 수가 없다 또한 기존의 APD 증폭기의 주파수 응답을 테스팅하는 데는 다수의 부품이 필요하다.
본 발명의 목적은 레이저 시스템을 개선시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 레이저 파인더 회로를 개선시키는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 레이저 파인더에 응용할 수 있는 검출기 바이어스 및 전달 임피던스 증폭기 회로를 개선시키는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 레이저 파인더 스스템의 감도를 증가시키는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 비용을 절감시키면서 -40 내지 +85℃와 같은 온도범위에 대해 레이저 파인더 시스템의 감도를 상당히 개선시키는 데 있다.
본 발명의 APD 바이어스 개념에 의하면, APD 바이어스 전압을 충전 및 방전시키는데 단순한 전류원을 사용한다. 방전율은 APD 양단간의 기생 용량을 통해 흐르는 전류의 양이 많지 않을 정도로 충분히 느리다. 전달 임피던스 증폭기 또는 TIA는 소규모 신호의 동적 범위 내에 존재하므로 충전 전류원이 디스에이블된 후 매우 빠르게 설정될 수 있다. 또한, 클램프 다이오드를 제거시킬 수 있으므로, 시스템의 감도가 상당히 개선되어진다. 검출기/전치 증폭기 패키지 내의 부품수를 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양상에 의하면, 기판상에 온도 감지기를 부가시킴으로써 시스템은 모든 동작 상테에 대해서 피크 감도로 동작할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 양상에 따르면, 시스템의 주파수 응답은 변조되지 않은 CW 소스를 사용하여 APD 검출기를 조사(照射)하여 TIA의 출력에서 노이즈 스펙트럼을 검사함으로써 측정된다. 노이즈 스펙트럼은 검출기/전치 증폭기(TIA)주파수 응답의 특성인 전력 엔벨로프 대 주파수를 갖는다. 종래 기술에서 주파수 응답을 테스트하는 데 필요로 하였던 모든 부품들과 추가의 기생 용량이 제거된다. 따라서, 본 발명은 비용이 절감되며, 감도에 대한 마진(margin)이 증가되어짐으로써 수율이 상당히 높아지며, 동작 온도 극치에 대해서도 최적의 시스템 성능을 얻을 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 목적 및 특징들은 첨부된 특허 청구 범위에서 설명되어 있다. 본 발명은 다른 목적 및 장점들과 함께 그 구성 및 동작 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하면서 이하에서 기술한 상세한 설명으로부터 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
이하의 기술은 당업자에 의해서 본 발명을 실시할 수 있으며 이용할 수 있도록 제공되어 있으며 본 발명을 실시하는 본 발명자들에 의해서 고려된 최적 실시예에 대해 기술되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범주 내에서는 여러가지의 변형 및 수정 실시예가 가능하다는 것은 명백하다.
도면을 참조해 보면, 본 발명의 바람직한 실시예는 APD 바이어스 회로(311), APD 검출기(315) 및 전달 임피던스 증폭기 회로(317)를 포함하고 있다. 검출기(315)는 APD 소자인 것이 바람직하지만, 본 발명에 따른 여러 실시예에서는 PIN과 같은 다른 검출기 소자를 사용할 수 있다.
APD 바이어스 회로(311)에 있어서, IUP및 IDN신호는 예를 들어, 시스템 마이크로 콘트롤러(도시 안됨)에 의해 각각의 언버터 증폭기 Ab1, Ab2의 입력에 인가된다. 인버터 Ab1의 출력은 제1 바이어스 회로 전계 효과 트랜지스터(FET) Qb1의 게이트와 제2 인버터 증폭기 Ab3의 입력에 인가된다. 제 1 바이어스 회로 FET Qb1의 게이트는 저항 Rb1을 통해 기준 전압(+5V)에 접속된다. 제1 FET Qb1의 소스는 접지에 접속되는 한편 그 드레인은 저항 Rb3의 제 1 단자에 접속된다. 저항 Rb3의 제2 단자는 저항 Rb2의 제1 단자 및 제 2 바이어스 회로 FET Qb2의 게이트에 접속된다. 저항 Rb2의 제 2 단자 및 제2 바이어스 회로 FET Qb2의 소스는 130V dc 공급 전압에 공통으로 접속된다. 저항 Rb2와 제너 다이오드 Zb1가 병렬로 접속된다.
제2 바이어스 회로 FET Qb2의 드레인은 저항 Rb4의 제 1단자에 접속되며 저항 Rb4의 제2 단자는 다이오드 Db1의 애노드와 제3 바이오스 회로 FET Qb3의 드레인에 접속된다. 제3 바이어스 회로 FET Qb3의 소스는 접지에 접속되는 한편, 그 게이트는 저항 Rb5의 제 1 단자와 인버터 증폭기 Ab3의 출력에 접속된다. 저항 Rb5의 제 2단자는 5V dc 기준 전압에 접속된다.
다이오드 Db1의 캐소드는 바이어스 전압 축적 커패시터 C1의 제1단자와 제 4 바이어스 회로 FET Qb4의 드레인에 접속되며, FET Qb4의 소스는 접지된다. 제 4 바이어스 회로 FET Qb4의 게이트는 인버터 증폭기 Ab2의 출력과 저항 Rb6의 제 1단자에 접속되며 저항 Rb6의 제 2단자는 5V dc 기준 전압에 접속된다.
바이어스 전압 축적 커패시터 C1의 제1 단자는 저항 R1의 한 단자에 접속되며, 저항 R1의 제 2 단자는 분로 커패시터 C2와 APD 검출기 다이오드 CR1의 캐소드에 접속된다. 커패시터 C2의 제 2단자는 접지된다. APD 다이오드 CR1의 애노드는 PN 다이오드 CR3의 애노드에 접속되며 CR3의 캐소드는 접지에 또한 접속된다. AC 결합 커패시터 C3는 APD 검출기 다이오드 CR1의 애노드를 전달 임피던스 증폭기(317)의 입력에 결합시킨다.
전달 임피던스 증폭기(317)의 입력은 저항 R4 및 R5의 제1 단자의 교차점을 구성하는 노드를 구비한다. 저항 R4의 제2 단자는 제1FET Q1의 게이트에 접속되며, 제1FET Q1의 소스는 접지에 접속되며 드레인은 저항 R12의 제1 단자 및 NPN트랜지스터 Q2의 에미터에 접속된다. 저항 R12의 제2 단자는 커패시터 C5의 한 단자와 PNP 트랜지스터 Q3의 콜렉터에 접속되며 커패시터 C5의 대향 단자는 접지된다.
제2 트랜지스터 Q2의 콜렉터는 PN 다이오드 CR4의 애노드와 저항 R5의 제2 단자와 저항 R6의 제1단자의 접합점에 접속된다. PN다이오드 CR4의 캐소드는 커패시터 C6의 한 단자에 접속되며 커패시터 C6의 제2단자는 트랜지스터 Q2의 베이스에 접속된다. 트랜지스터 Q2의 베이스는 저항 R9를 통해 저항 R12의 제2단자와 저항 R8의 제 1단자에도 접속되며 저항 R8의 제 2단자는 5V dc 기준 전압에 접속된다.
제 3트랜지스터 Q3의 베이스는 저항 R5의 제2 단자에 접속되어, 증폭기(317)의 출력에서 입력까지의 피드백 저항을 구성한다. 제3 트랜지스터 Q3의 에미터는 전달 임피던스 증폭기 회로(317)의 출력을 구성하며 저항 R11의 제 1단자에도 접속된다. 저항 R11의 제 2단자는 저항 R7의 제1 단자에 접속되며, 저항 R7의 제2 단자는 -5V dc 기준 전압에 접속된다. 저항 R7의 제 1단자는 커패시터 C8의 제1 단자와 저항 R6의 제 2단자에도 접속된다. 커패시터 C8의 제2 단자는 접지된다. 바람직한 실시예에 따라 구성된 회로의 대표적인 부품에 대한 예는 다음과 같다. 즉,
[표]
상기 값은 단지 예시를 하기 위한 것으로서, 여러 레이저 도달 거리 파인더 시스템에서 최적의 성능을 위한 여러 실시예에서는 변환될 수있다.
도면의 회로 동작 중에, IUP및 IDN제어 신호가, 예를 들어, 마이크로콘트롤러에 의해 선택적으로 인가된다. 제어 신호 IUP는 FET Qb1를 턴 오프하여 FET Qb2를 턴 온시킴으로써 FET Qb2의 게이트는 전압이 플로트 업(float up)된다. 전압 증가에 의해 저항 Rb4 및 다이오드 Db1을 통해 130V 펄스로부터 전류가 흐르게 되어 바이어스 전압 축적 커패시터 C1 의 전압은 IUP제어 신호가 턴 오프될 때가지 증가하게 된다. 논리 게이트의 개방 콜렉터형은 FET Qb1과 같은 FET를 구동시키도록 특별히 설계된 것이다.
IUP제어 신호가 오프이면, FETD Qb3는 턴 온되어, 저항 Rb4가 접지와 단락되어짐으로써 FET Qb2로부터의 누설 전류가 드레인 오프(drain off)되어져, 이러한 전류에 의해 커패시터 C1이 충전되는 것을 방지시킬 수 있다. IUP가 오프인 동안, 다이오드 Db1은 커페시터 C1에 의해 보유된 바이어스 전압을 유지시키는 기능을 갖는데, 즉 이 다이오드에 의해 FET Qb3를 통하는 전류 흐름에 의한 커패시터 전압의 방전을 방지시킬 수 있다. 커패시터 C1에 의해 보유된 바이어스 전압은 30V내지 90V의 범위일수 있으며 IUP가 온인 시간 길이와 APD(315)의 항복 전압에 의해 정해진다.
IDN제어 신호의 인가에 의해 FET Qb4는 턴 온되고 바이어스 전압 축적 커패시터 C1은 방전되어 저항 Rb7을 통해 접지된다. 회로가 비활성일 때 IUP와 IDN은 모두 오프된다.
일단 바이어스 전압 축적 커패시터 C1이 충전되어지면, 검출기 회로(315)는, 예를 들어, 레이저 발사 후에 레이저 펄스 귀로를 검출하는 동작을 하도록 바이어스 된다. 레이저가 초기에 발사되면 대량의 에너지가 레이저 도달 거리 파인더 광 회로로 다시 반사 또는 후방 산란(back-scatter)되어 TIA 증폭기(317)가 포화 상태로 되어진다. 따라서, 회로에서 다이오드 CR3를 사용하여 검출기 전압의 증가에 의해 순방향 바이어스시키며 전하를 접지로 덤프(dump)시키는데, 즉 다이오드 CR3는 초기의 과부하를 수용하기 우한 보호 회로를 구비한다. APD(315)에 접속된 저항 R1 및 커패시터 C2에 의해 제공된 회로는 다이오드 CR3를 통해서 덤프될수 있는 에너지의 양을 제한 시킨다. 다이오드 CR3의 작용이 중지된 후에 커패시터 C2의 전압은 커패시터 C1 및 저항 R1을 흐르는 충전 전류를 통해 급격히 증가되어진다.
커패시터 C3는 AC 결합 커패시터로서, 이 커패시터는 검출기 회로를 TIA(317)에 결합시킨다. TIA(317) 자체는 그 출력과 반전 입력 사이에 결합되어 있으며, 예시적인 실시예의 경우 51㏀의 값을 갖는 피드백 저항 R5을 갖는 전형적인 연산 증폭기로서 볼 수 있다.
제1 도에서 도시된 바람직한 TIA 증폭기(317)에서, R4-R5-C3 노드 내로 유입되는 전류는 피드백 저항 R5의 값으로 증배되어, 제3 트랜지스터 Q3의 에미터에서 출력 전압이 발생된다. FET Q1은 이것에 관련된 gm 파라미터를 가지며, 이것은 기본적으로 전압 대 전류 변환 계수이다. 전류가 결합 커패시터 C3를 통해 흐를 때, FET Q1의 게이트 전압은 상승되어 FET Q1을 통해 흐르는 전류는 보다 많아진다. 트랜지스터 Q2는 FET Q1의 드레인을 정전압으로 보유시키려고 한다. 따라서, FET Q1이 보다 많은 전류를 요청 할 때는 트랜지스터 Q2는 턴 오프된다. 트랜지스터 Q2가 고정 상태를 보유하기 위해 션트 오프(shunt off)되면, 그 콜렉터 전압은 감소되어 피드백 저항 R5 양단간에 전압이 발생된다. 51㏀ 값으로 선택된 R5의 경우, 이러한 전압은 결국에는 AC 결합 커패시터 C3를 통해 흐르는 전류의 51㏀배와 동일해진다. 트랜지스터 Q3는 에미터 전압측이 그 베이스의 전압(즉 피드백 저항 R5양단에서 발생된 전압) 보다 0.7V 이하인 버퍼-폴로워(buffer-follower)이다.
TIA 증폭기 저항 R6은 바람직한 실시예에 따른 제조 장점을 달성하는데 사용될 수 있다. 증폭기의 안정성은 FET Q1의 gm과 저항 R6의 값에 의해 정해지는 개루프 이득의 함수이다. 그러므로, gm이 변화하면, R6의 값은 그것을 보상하도록 조정될 수 있다. 따라서, 제조시에, FET Q1의 웨이퍼 전체를 제조할 수 있다. R6이 웨이퍼로부터 FET Q1중 하나를 적절히 보상하도록 조정된 후, 그 웨이퍼상의 모든 소자들은 R6값과 동일한 값을 사용할 수있다.
나머지 부품에 대해서 설명하면 저항 R9 및 R10은 트랜지스터 Q2를 바이어스시켜 그 동작점을 설정한다. 커패시터 C6은 노드를 AC 단락으로 만든다. 저항 R7 및 R11은 전력 공급 분리와 제 2 트랜지스터 Q3를 바이어스시키는데 각각 사용된다.
피드백 저항 R5는 전달 임피던스의 크기, 즉 전류-전압 전달을 결정한다. C3×51K를 통하는 어떠한 전류도 출력 전압 스윙(swing)과 동일하다. 피드백 저항 R5는 또한 시스템의 최종 대역폭을 결정한다. R5의 값을 감소시키면 대역폭이 크게 되어 시스템은 보다 짧은 레이저 펼스로 동작을 할 수 있게 된다.
검출기(315) 및 TIA 증폭기(317)는 알루미나와 같은 공통 기판상에 하이프리드 회로로서 형성되는 것이 바람직하다. 기판상에서 검출기(315) 옆에 온도 감지기(319)가 장착되어 수신기를 온도의 함수로서 최적화시킨다. 따라서, 관련된 마이크로콘트롤러는 수신기를 연속 모니터하여 온도의 함수로서 재조정할 수 있다. 온도감지기(319)는 기준 전압이 제1 단자 +TS에 인가되어 온도에 관련된 제2 단자 -TS에서 전류를 발생시키는 시판 중에 있는 AD590 감지기 일 수 있다. 이 전류가 전압으로 변환되어 관련된 마이크로콘트롤러가 검출기(315)의 온도를 판독할 수 있게 된다.
제1도의 시스템의 주파수 응답은 변조되지 않은 CW 소스를 사용하여 검출기(315)를 조사(照射)하여 증폭기(317)의 출력 TIA OUT에서 노이즈 스펙트럼을 검사함으로써 측정된다. 노이즈 스펙트럼은 검출기/전치 증폭기 주파수 응답의 특성인 전력 엔벨로프 대 주파수를 가진다. 증폭기의 주파수 응답은 바람직한 NEC71000 GaAs FET의 gm 파라미터로 인해 부품마다 변화될 것이다. 피드백 루프는 저항 R5 및 R6의 값을 조정하여 이러한 현상을 보상할 수 있다. 이것은 테스트시의 선택(select-in-test)이 NEC71000 FET의 로트-바이(lot-buy)마다 1회씩 발생하므로 상당한 비용이 절감된다. 그러므로, 저항 R6의 값은 제1개체에 대해 선택되어 제조 흐름(production run)을 위해 고정된다. 저항 R5의 값은 출력 전압의 양에 영향을 미치기 때문에 통상적으로 변화되지 않는다.
이러한 설계시의 다른 특성은 검출기/전치 증폭기 패키지 내에 온도 감지기(319)를 부가시키는 것이다. 최적의 검출기 바이어스 전압은 온도 변화에 따라 심하게 시프트될 수 있다. 온도 감지기(319)에 의해 시스템은 이러한 상태를 모니터 하여 수신기 옵셋 전압, 잘못된 경보율 및 APD 바이어스 전압과 같은 수신기의 동작 파라미터를 자가 교정할 수 있다. 본질적으로, 수신기는 동작 온도 범위 전체에 대한 성능에 대해 최적화될 수 있다.
수신기의 감도는 APD 노이즈가 전자 노이즈보다 클 때까지 APD 바이dj스 전압을 증가시킴(이는 APD 이득을 증가시킴)으로써 최적화된다. 일단 APD 노이즈가 전치 증폭기(317)의 전자 노이즈보다 우세하기 시작하면, APD 이득이 더욱 증가하여 시스템 NEP(노이즈 등가 전력)가 감소될 것이다. 낮은 온도에서, APD 이득은 전치 증폭기의 노이즈를 극복하도록 높아야 한다. 이것은 저온에서의 APD 내의 낮은 누설 전류에 기인된다. 이러한 상황 하에서, APD 노이즈는 달성가능한 APD 이득의 제한으로 인해 전치 증폭기 노이즈보다 크게 되지 않을 것이다. 이러한 모든 현상들은 자가-교정용 전자 장치와 함께 APD 온도를 모니터링함으로써 최적화될 수 있다.

Claims (54)

  1. (정정) 레이저 도달 거리 파인더 장치에 있어서,
    제1단자 및 제2 출력 단자를 갖는 포토다이오드 검출기(315)와,
    상기 포토다이오드 검출기(315)의 상기 제1단자에 접속되어 검출기 바이어스 전압을 축적하는 전하 축적 소자(C1)와,
    상기 전하 축적 소자(C1)에 접속되며 제1 제어 신호에 응답하여 상기 전하 축적 소자(C1)에 충전 전류를 인가하는 전류원(Rb1, Qb1, Rb3, Rb2, Zb1,Qb2, Rb4)과,
    상기 전하 축적 소자에 접속되며 제2 제어 신호에 응답하여 상기 전하 축적 소자(C1)를 방전시키는 트랜지스터 스위치(Qb4)를 갖는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출력 단자에 접속된 입력과 출력을 갖는 전달 임피던스 증폭기(317)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  3. (정정) 제1항에 있어서,
    상기 전류원(Rb1, Qb1, Rb3, Rb2, Zb1, Qb2, Rb4)은 전압원에 접속된 제1 단자를 갖는 제1 전계 효과 트랜지스터(Qb2)를 포함하며, 상기 전계 효과 트랜지스터(Qb2)는 상기 전하 축적 소자(C1)에 상기 충전 전류의 공급하도록 스위치가능한 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전류원(Rb1, Qb1, Rb3, Rb2, Zb1, Qb2, Rb4)은 상기 제 1 제어 신호를 수신하도록 접속된 게이트 단자와 상기 제1 전계 효과 트랜지스터(Qb2)의 게이트에 저항(Rb3)을 통해 접속된 제1 단자를 갖는 제2 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파이더 장치.
  5. (정정) 제4항에 있어서,
    게이트를 갖는 제3 전계 효과 트랜지스터(Qb3)와, 상기 게이트에 접속된 출력을 가지며 상기 제 1 제어 신호를 수신하도록 접속된 입력을 갖는 인버터(Ab3)를 더 포함하며, 상기 제3 전계 효과 트랜지스터(Qb3)는 다이오드(Db1)의 애노드에 접속된 제1단자와 접지에 접속된 제2단자를 더 가지며, 상기 다이오드(Db1)는 상기 전하 축적 소자(C1)에 접속된 캐소드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포토다이오드 검출기(CR1) 및 접지에 접속된 다이오드(CR3)를 갖는 과부하 보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  7. (정정) 제1항에 있어서,
    상기 과부하 보호 회로는 상기 포토다이오드 검출기(CR1)에 접속되어 상기 다이오드(CR3)를 통해 덤프될 수 있는 과잉 전하량을 제한시키는 저항-커패시터 회로망(R1,C2)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 전달 임피던스 증폭기(317)는 그 입력에서의 전류에 전류 대 전압 전달계수를 적용하여 상기 전류의 배수인 전압이 출력에서 발생되는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  9. (정정) 제8항에 있어서,
    상기 전달 임피던스 증폭기(317)는 전계 효과 트랜지스터(Q1) 및 제1 저항(6)을 포함하며 상기 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 파라미터 gm 및 상기 제1 저항(R6)의 값에 의해 정해진 개류프 이득을 가지며, 상기 제1 저항(R6)의 값은 파라미터 gm의 변화를 보상하여 희먕의 개루프 이득을 유지시키도록 조정되어지는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파이더 장치.
  10. (정정) 제8항에 있어서,
    상기 전달 임피던스 증폭기(317)는 저항 값이 상기 배수인 피드백 저항(R5)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  11. (정정) 제8항에 있어서,
    상기 피드백 저항(R5)은 상기 장치의 대역폭을 증가시키도록 조정가능한 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  12. (정정) 제1 항에 있어서,
    상기 포토다이오드 검출기(CR1)는 애벌런치 포토다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 포토다이오드 검출기(CR1) 부근에 장착되어 상기 부근의 온도를 모니터링하여 모니터링한 온도를 표시하는 신호를 공급하는 온도 감지기(319)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  14. (정정) 출력이 전달 임피던스 증폭기(317)에 의해 증폭되어지는 포토다이오드 검출기(CR1)를 사용하는 시스템의 주파수 응답을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 검출기(CR1)를 변조되지 않은 연속파(CW)소스로 조사(illuminating:照射)하는 단계와,
    그 다음으로서, 상기 전달 임피던스 증폭기(TIA:317)의 출력에서 노이즈 스펙트럼을 검사(examining: 檢査)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 응답 측정 방법.
  15. (정정) 제14항에 있어서,
    상기 노이즈 스펙트럼의 전력 엔벨로프 대 주파수는 포토다이오드/TIA 주파수 응답의 특성인 것을 특징으로 하는 주파수 응답 측정 방법.
  16. (신설) 조사(照射)에 응답하여 출력 신호를 발생하기 위한 포토다이오드 검출기 수단;
    바이어스 전압을 발생 및 축적하며 사이 바이어스 전압을 상기 검출기로 인가하기 위해 충전 전류에 응답하는 수단; 및
    상기 바이어스 전압을 발생 및 축적하기 우해 상기 수단으로 상기 충전 전류를 공급하기 위한 제1 제어 신호에 응답하는 전류 공급 수단을 포함하되,
    상기 전류 공급 수단은
    바이어스 전압을 발생 및 축적하기 위해 상기 수단으로 전류가 흐르도록 게이트에서의 제1 신호에 응답하는 제1 전계 효과 트랜지스터 수단; 및
    상기 제1 신호가 상기 게이트에 인가되돌고 상기 제 1 제어 신호에 응답하는 제2 전계 효과 트랜지스터 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. (신설) 제 16항에 있어서, 상기 바이어스 전압을 방전하기 위해서 제 2 제어 신호에 응답하는 전류 방전 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. (신설) 제16항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기 수단은 애벌런치 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. (신설) 제16항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기 수단의 부근의 온도를 모니터하고 상기 온도를 표시하는 신호를 제공하기 위해 장착된 온도 감지기 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. (신설) 제19항에 있어서, 상기 온도 감지기 수단 및 상기 포토다이오드 검출기 수단은 공통 기판 상에 장착된 것을 특징으로 하는 장치.
  21. (신설) 제16항에 있어서, 상기 검출기에 의해 제공된 출력 신호를 증폭하고 상기 검출기에 접속된 입력 및 출력을 겆는 전달 임피뎐스 증폭기(TIA)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. (신설) 제21항에 있어서, 상기 검출기는 상기 TIA 수단의 상기 입력으로 전류를 공급하고, 상기 TIA 수단은 상기 전류에 전류-전압 전달 계수를 더 적용하여 상기 전류의 배수인 전압이 그 출력에서 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. (신설) 제 22항에 있어서, 상기 전달 임피던스 증폭기 수단은 전계 효과 트랜지스터 및 제1저항을 포함하며, 사이 전계 효과 트랜지스터의 파라미터 gm 및 상기 제 1 저항값에 의해 결정되는 개루프 이득을 가지며, 상기 제1 저항값은 파라미터 gm의 변이를 보상하여 원하는 개루프 이득이 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. (신설) 제22항에 있어서, 상기 전달 임피던스 증폭기 수단은 그 값이 상기 배수인 피드백 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. (신설) 제24항에 있어서, 상기 피드백 저항은 상기 장치의 대역폭까지 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  26. (신설) 제16항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기 수단에 인가된 과잉 전하를 접지로 덤프(dumping)하기 위한 과부하 보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. (신설) 제26항에 있어서, 상기 과잉 전하는 관련 레이저의 발사시에 발생된 후방 산란(backscatter)에 응답하여 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. (신설) 제26항에 있어서, 상기 과부하 보호 회로 수단은 상기 포토다이오드 검출기 수단 및 접지에 접속되는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. (신설) 제28항에 있어서, 상기 과부하 보호 회로 수단은 상기 다이오드를 통해 덤프될 수 있는 에너지의 량을 제한하기 위한 저항-커패시터 회로망 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. (신설) 제16항에 있어서, 상기 바이어스 전압의방전을 방지하기 위해 상기 제1 제어 신호의 턴 오프에 응답하는 제3 전계 효과 트랜지스터 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. (신설) 제30항에 있어서, 상기 바이어스 전압을 방전하기 위한 제2 제어 신호에 응답하는 제4 전계 효과 트랜지스터 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. (신설) 제31항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기에 의해 발생된 과잉 전하를 접지로 덤프하기 위한 과부하 보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. (신설) 제 32항에 있어서, 상기 과잉 전하는 관련 레이저의 발사시에 발생된 후방 산란에 응답하여 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. (신설) 제32항에 있어서, 상기 과부하 보호 회로 수단은 상기 포토다이오드 검출기 수단 및 접지에 접속되는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. (신설) 제34항에 있어서, 상기 과부하 보호 회로 수단은 상기 디이오드를 통해 덤프될 수 있는 에너지의 량을 제한하기 위한 저항-커패시터 회로망 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. (신설) 제1 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 포토다이오드 검출기;
    검출기 바이어스 전압을 위해 상기 포토다이오드 검출기의 상기 제1 단자로 접속된 전하 축적 장치;
    상기 전하 축적 장치에 접속되며, 상기 전하 축적 장치에 전하 전류를 인가하도록 제1 제어 신호에 응답하여, 전압원에 접속된 제1 단자를 갖는 제1 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 전류원으로서, 상기 제1 전계 효과 트랜지스터는 상기 충전전류를 상기 전하 축적 장치로 공급하도록 스위치 가능한 전류원; 및
    상기 전하 축적 장치에 접속된 트랜지스터 스위치를 포함하며, 상기 전하 축적 장치를 방전하기 위해서 제2제어 신호에 응답하는 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 파인더 장치.
  37. (신설) 제36항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기는 애벌런치 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파이더 장치.
  38. (신설) 제36항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기의 부근에 장착되어 상기 부근에서 온도를 모니터하고 온도 신호를 제공하기 위한 온도 감지기 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  39. (신설) 제36항에 있어서, 상기 전류원은 상기 제1 제어 신호를 수신하도록 접속된 게이트 단자 및 저항을 통해 상기 제1 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 접속된 제1단자를 갖는 제2 전계 효과 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  40. (신설) 제39항에 있어서, 게이트를 갖는 제3 전계 효과 트랜지스터 및 출력이 상기 게이트에 접속되고 입력이 상기 제1 제어 신호를 수신하도록 접속된 인버터를 더 포함하되, 상기 제3 전계 효과 트랜지스터는 다이오드의 아노드에 접속된 제1 단자와 접지로 접속된 제2 단자를 더 가지며, 상기 다이오드는 상기 전하 축적 장치에 접속된 캐소드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  41. (신설) 제36항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기에 의해 발생된 과잉 전하를 접지로 덤프하기 위한 과부하 보호 회로 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  42. (신설) 제41항에 있어서, 상기 과부하 보호 회로는 상기 포토다이오드 검출기 및 접지로 접속된 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  43. (신설) 제42항에 있어서, 상기 포토다이오드 검출기에 접속되어 상기 다이오드를 통해 덤프될 수 있는 과잉 전하량을 제한시키는 저항-커패시터 회로망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  44. (신설) 제36항에 있어서, 상기 제2출력 단자에 접속된 입력과 출력을 갖는 전달 임피던스 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  45. (신설) 제44항에 있어서, 상기 전달 임피던스 증폭기는 그 입력에서 전류에 전류-대-전압 전달 계수를 적용하여 출력에서 상기 전류의 배수인 전압이 발생되는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  46. (신설) 제45항에 있어서, 상기 전달 임피던스 증폭기는 전계 효과 트랜지스터 및 제1저항을 포함하며, 상기 전계 효과 트랜지스터의 파라니터 gm 및 상기 제1 저항값에 의해 결정된 개루프 이득을 유지시키도록 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  47. (신설) 제45항에 있어서, 상기 전달 임피던스 증폭기는 그 값이 상기 배수인 피드백 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  48. (신설) 제47항에 있어서, 상기 피드백 저항은 상기 장치의 대역폭을 증가시키도록 조절가능한 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
  49. (신설) 조사에 응답하여 출력 신호를 발생하기 위한 포토다이오드 검출기 수단;
    바이어스 전압을 발생 및 축적하며 상기 바이어스 전압을 상기 검출기에 인가하기 위해 충전 전류에 응답하는 수단;
    상기 바이어스 전압을 발생 및 축적하기 위해 상기 수단으로 상기 충전 전류를 공급하기 위한 제1 제어 신호에 응답하는 전류 공급 수단; 및
    상기 포토다이오드 검출기 수단의 부근의 온도를 모니터하고 상기 온도를 표시하는 신호를 제공하도록 장착된 온도 감지기 수단
    을 포함하는 장치.
  50. (신설) 제49항에 있어서, 상기 바이어스 전압을 방전하기 위한 제2 제어 신호에 응답하는 전류 방전 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  51. (신설) 제49항에 있어서, 상기 온도 감지기 수단 및 상기 포토다이오드 검출기 수단은 공통 기판 상에 장착된 것을 특징으로 하는 장치.
  52. (신설) 제49항에 있어서, 상기 검출기에 의해 제공된 출력 신호를 증폭하고 상기 검출기 소자에 접속된 입력과 출력을 갖는 전달 임피던스 증폭기(TIA) 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  53. (신설) 제 52항에 있어서, 상기 검출기는 상기 TIA 수단의 상기 입력으로 전류를 공급하고, 상기 TIA 수단은 상기 전류에 전류-전압 전달 계수를 더 적용하여 상기 전류의 배수인 전압이 그 출력에서 발생하는 것을 특징으로 하는 장치.
  54. (신설) 제 1단자 및 제2 출력 단자를 갖는 포토다이오드 검출기;
    검출기 바이어스 전압을 축적하기 위해 상기 포토다이오드 검출기의 제1 단자에 접속된 전하 축적 장치;
    상기 전하 축적 장치에 접속되며, 상기 전하 축적 장치에 충전 전류를 인가하기 위해 제1 제어 신호에 응답하는 전류원;
    상기 전하 축적 장치에 접속된 트랜지스터 스위치을 포함하며, 상기 전하 축적 장치를 방전하기 위한 제2 제어 신호에 응답하는 회로; 및
    상기 포토다이오드 검출기의 부근에 장착되어 상기 부근의 온도를 모니터하고, 온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 온도 감지 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 도달 거리 파인더 장치.
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