KR100541945B1 - LD beam power and temperature control apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 제어함에 있어서, 퍼지 제어기를 이용하여 동시에 제어함으로써, 최적의 구동전압을 산출하여 레이저 다이오드를 구동하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for driving a laser diode by calculating an optimal driving voltage by simultaneously controlling the optical power and temperature of the laser diode by using a purge controller.
본 발명에 따르면, 레이저 다이오드에서 발생하는 모니터 전류를 측정하는 모니터 전류 측정부, 상기 모니터 전류와 기준 광파워를 비교하는 비교기, 상기 비교기로부터 측정된 기준 광파워값과 출력 광파워값의 비교오차가 0이 되도록 구동전압을 제어하는 광파워 제어기, 상기 레이저 다이오드의 온도를 측정하는 써미스터, 상기 레이저 다이오드의 실제 온도와 기준 온도를 비교하는 비교기, 상기 비교기로부터 측정된 기준 온도와 레이저 다이오드 실제 온도의 비교오차가 0이 되도록 구동전압을 제어하는 온도 제어기, 상기 광파워 제어기 및 온도 제어기의 출력을 입력 변수로 하여 최적의 출력 전압을 산출하는 퍼지 제어기, 상기 퍼지 제어기의 출력값에 따라 레이저 다이오드를 구동시키는 LD 구동회로 및 상기 LD 구동회로에 의해 구동되는 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 광파워 및 온도 동시 제어 장치가 제공된다.According to the present invention, a monitor current measuring unit measuring a monitor current generated from a laser diode, a comparator comparing the monitor current with a reference optical power, and a comparison error between the reference optical power value and the output optical power value measured from the comparator An optical power controller for controlling the driving voltage to be 0, a thermistor for measuring the temperature of the laser diode, a comparator for comparing the actual temperature and the reference temperature of the laser diode, a comparison of the reference temperature measured from the comparator and the actual laser diode temperature A temperature controller for controlling a driving voltage so that an error is 0, a purge controller for calculating an optimum output voltage using the outputs of the optical power controller and the temperature controller as input variables, and an LD for driving a laser diode according to the output value of the purge controller. Ray driven by the driving circuit and the LD driving circuit The optical power and simultaneous temperature control apparatus of a laser diode comprising a diode is provided.
한편, 레이저 다이오드의 모니터 전류 및 기준 광파워의 비교 오차가 0이 되도록 광파워 제어기에서 구동전압을 조절하는 단계, 레이저 다이오드의 실제 온도 및 기준 온도의 비교 오차가 0이 되도록 온도 제어기에서 구동전압을 조절하는 단계, 광파워제어기의 출력 전압 및 온도 제어기의 출력 전압을 입력 변수로 하여 설 정된 멤버쉽 함수를 이용하여 각 입력 변수를 퍼지화하는 단계, 퍼지화된 광파워 및 온도를 실험적으로 얻은 퍼지 룰베이스 표에 대입하여 출력전압을 계산하는 단계, 상기 계산된 출력 전압을 실제 값으로 변환시키는 비퍼지화를 통해 최적의 출력전압을 산출하는 단계 및 상기 최적의 출력전압을 이용하여 레이저 다이오드를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 광파워 및 온도 동시 제어 방법도 아울러 제공된다.On the other hand, adjusting the driving voltage in the optical power controller so that the comparison error between the monitor current of the laser diode and the reference optical power is 0, and the driving voltage in the temperature controller so that the comparison error between the actual temperature and the reference temperature of the laser diode is 0. Adjusting, purging each input variable using the membership function set with the output voltage of the optical power controller and the output voltage of the temperature controller as input variables, fuzzy rule experimentally obtained purge optical power and temperature Calculating an output voltage by substituting a base table, calculating an optimum output voltage by unpurging the calculated output voltage to an actual value, and driving a laser diode using the optimum output voltage. A method of simultaneously controlling the optical power and temperature of a laser diode comprising the step of Ulreo is provided.
본 발명에 따르면, 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 동시에 제어함으로써 적정 온도, 적정 광파워를 유지할수 있는 최적 구동 전압을 레이저 다이오드에 인가시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by controlling the optical power and the temperature of the laser diode at the same time, there is an effect that can be applied to the laser diode an optimum driving voltage that can maintain the proper temperature, the appropriate optical power.
레이저 다이오드, 광파워, 온도, 퍼지 제어Laser Diode, Optical Power, Temperature, Fuzzy Control
Description
도1a는 종래에 레이저 다이오드의 광파워만을 개별적으로 제어하는 APC (Auto Power Controller) 시스템에 대한 블록도, 1A is a block diagram of an APC (Auto Power Controller) system which conventionally individually controls only optical power of a laser diode.
도1b는 종래에 레이저 다이오드의 온도만을 개별적으로 제어하는 ATC(Auto Temperature Controller) 시스템에 대한 블록도,1B is a block diagram of a conventional ATC (Auto Temperature Controller) system for individually controlling only the temperature of a laser diode;
도2는 본 발명에 따라 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 동시에 제어하는 제어부의 구성을 나타내는 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a control unit for simultaneously controlling the optical power and temperature of a laser diode according to the present invention;
도3a는 본 발명에 따른 광파워 및 온도 동시 제어 방법에 대한 알고리즘,Figure 3a is an algorithm for the simultaneous optical power and temperature control method according to the present invention,
도3b는 본 방법의 단계 중 퍼지 제어 단계를 간략하게 나타내는 블록도,Figure 3b is a block diagram briefly showing a fuzzy control step of the steps of the present method;
도4는 도3b의 퍼지화 단계에서 온도 및 광파워 입력에 대하여 정해진 각각의 멤버쉽 함수 그래프,4 is a graph of respective membership functions defined for temperature and optical power input in the purge step of FIG.
도5는 도3의 퍼지 제어 단계에서 사용되는 퍼지 룰베이스 표,5 is a table of fuzzy rule bases used in the purge control step of FIG.
그리고,And,
도6은 퍼지 룰베이스를 통해 얻어진 출력 멤버쉽 함수 그래프이다.6 is an output membership function graph obtained through the fuzzy rule base.
본 발명은 레이저 프린터의 레이저 스캐닝 유닛(Laser Scanning Unit)에 있어, 레이저 다이오드(Laser Diode)의 광 파워 및 온도를 동시에 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for simultaneously controlling the optical power and temperature of a laser diode in a laser scanning unit of a laser printer.
레이저 프린터는 레이저 스캐닝 유닛을 이용하여 컴퓨터로부터 전송된 이미지를 드럼상에 맺게 하고, 토너를 묻힌 다음, 상기 드럼을 종이에 압착시키면서, 토너를 정착시키는 원리로 인쇄작업이 이루어진다.The laser printer uses a laser scanning unit to form an image transmitted from a computer onto a drum, toss the toner, and then presses the drum onto paper, thereby fixing the toner.
상기 레이저 스캐닝 유닛에서 사용되는 레이저 다이오드는 입력전압이 일정한 값을 넘으면, 레이저를 방출하는 다이오드로써, 그 구동 전압에 따라 레이저 다이오드의 광 파워 및 자체 온도가 변하게 된다. 즉, 구동전압이 높으면, 광파워 및 다이오드 자체 온도가 상승하게 되고, 낮으면 하강하게 된다. The laser diode used in the laser scanning unit is a diode that emits a laser when the input voltage exceeds a predetermined value, and the optical power and its temperature of the laser diode change according to the driving voltage. In other words, when the driving voltage is high, the optical power and the temperature of the diode itself increase, and when the driving voltage is low, the temperature decreases.
한편, 레이저 다이오드는 구동 자체만으로 열이 발생하는데, 상기 레이저 스캐닝 유닛은 외부의 이물질로부터 내부를 보호하기 위해 밀봉되어 있는 바, 자체 냉각이 이루어 지지 않으므로, 계속적으로 인쇄작업이 이루어지면, 다이오드 소자가 열에 의해 파손될 위험이 있다. 대부분의 중저가 레이저 프린터에서 사용되는 LSU는 레이저 다이오드의 온도를 물리적으로 낮출수 있는 FAN과 같은 수단을 구비하지 않고 있으므로, 소자의 파손을 막기 위해서는 구동 전압을 낮추어 온도를 낮추어주는 수밖에 없다. On the other hand, the laser diode generates heat only by the driving itself, and the laser scanning unit is sealed to protect the interior from external foreign matters, and thus, since the cooling is not performed by itself, the diode element is continuously printed. There is a risk of being damaged by heat. The LSU used in most low-cost laser printers does not have a means such as a FAN that can physically lower the temperature of the laser diode. Therefore, in order to prevent damage to the device, the LSU has to lower the driving voltage to lower the temperature.
한편, 그 온도를 낮추기 위해 구동전압을 과도하게 낮출 수도 없는 바, 최적의 상태에서 인쇄가 되면서, 소자의 안정성도 도모할 수 있을 정도로 구동 전압을 제어할 필요가 있게 된다.On the other hand, it is not possible to excessively lower the driving voltage in order to lower the temperature. Therefore, it is necessary to control the driving voltage so that the printing can be performed in an optimal state and the stability of the device can be achieved.
종래에는 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 개별적으로 APC(Auto Power Controller) 및 ATC(Auto Temperature Controller)를 통해 조절하였다.Conventionally, the optical power and temperature of the laser diode are individually controlled through an APC (Auto Power Controller) and an ATC (Auto Temperature Controller).
이에 대해 도1에서 나타내고 있는바, 도1a는 APC, 도1b는 ATC의 구조에 대한 간단한 블록도를 나타낸다.As shown in FIG. 1, FIG. 1A shows an APC and FIG. 1B shows a simple block diagram of the structure of the ATC.
도1a를 살피면, 레이저 다이오드(40)의 광파워를 조절하는 구성은 일종의 피드백 형태로 구현되는 것을 볼 수 있다. 즉, 레이저 다이오드로부터 일정한 모니터 전류를 측정하여 실제 출력되는 광량을 측정하는 모니터 전류 측정부(50), 상기 모니터 전류 측정부(50)로부터 측정된 광량과 기준 광파워를 비교하는 비교기(10), 상기 비교기(10)에서 측정된 비교 오차가 0이 되도록 출력 전압을 조절하는 광파워 제어기(20), 상기 광파워 제어기에 의해 조절된 출력 전압에 따라 레이저 다이오드를 구동시키는 레이저 다이오드(LD) 구동회로(30)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.1A, it can be seen that the configuration for adjusting the optical power of the
한편, 도1b는 레이저 다이오드(90)의 온도를 조절하는 구성을 간단한 블록도로 나타낸 것으로, 도면에 따르면, 레이저 다이오드(90)의 온도를 측정하는 써미스터(100), 상기 써미스터로부터 측정된 온도를 기준 온도와 비교하는 비교기(60), 상기 비교기에서 측정된 비교 오차가 0이 되도록 출력 전압을 조절하는 온도제어기(70), 상기 온도제어기(70)에서 조절된 출력 전압에 의해 레이저 다이오드를 구동하는 레이저 다이오드(LD) 구동 회로(80)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.On the other hand, Figure 1b is a block diagram showing a configuration for adjusting the temperature of the
이러한 개별적인 광파워 및 온도 제어가 이루어지는 상황에서는, APC는 광파워를 높이기 위해 레이저 다이오드의 구동전압을 올리는 한편, ATC는 온도를 낮추기 위해 레이저 다이오드의 전압을 낮추는 방향으로 제어가 이루어 질수도 있는데, 이러한 경우, 양 제어기의 작용이 상반되므로, 안정적인 구동전압 인가가 어려워 지고, 따라서 최적의 구동전압 인가가 이루어 지지 않는 문제점이 있었다. In such individual optical power and temperature control situations, the APC increases the driving voltage of the laser diode to increase the optical power, while the ATC may control the laser diode to lower the voltage to lower the temperature. In this case, since the actions of both controllers are opposite, it is difficult to apply a stable driving voltage, and thus there is a problem that the optimum driving voltage is not applied.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 독립적으로 제어되어온 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 하나의 제어기로 통합 제어하여 광파워와 온도를 동시에 고려한 최적의 구동전압을 출력하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an apparatus and method for outputting an optimal driving voltage in consideration of optical power and temperature simultaneously by integrally controlling the optical power and temperature of a laser diode which has been independently controlled in one controller. It aims to provide.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 유닛은, 레이저 다이오드에서 발생하는 모니터 전류를 측정하여 출력 광파워를 계산하는 모니터 전류 측정부, 상기 모니터 전류와 기준 광파워를 비교하는 제1비교기, 상기 제1비교기로부터 측정된 기준 광파워와 출력 광파워의 비교오차가 0이 되도록 구동전압을 제어하는 광파워 제어기, 상기 레이저 다이오드의 실제 온도를 측정하는 써미스터, 상기 레이저 다이오드의 실제 온도와 기준 온도를 비교하는 제2비교기, 상기 제2비교기로부터 측정된 레이저 다이오드 실제 온도와 기준 온도의 비교오차가 0이 되도록 구동전압을 제어하는 온도 제어기, 상기 광파워 제어기 및 온도 제어기의 출력을 입력 변수로 하여 최적의 출력 전압을 산출하는 퍼지 제어기, 상기 퍼지 제 어기의 출력값에 따라 레이저 다이오드를 구동시키는 LD 구동회로 및 상기 LD 구동회로에 의해 구동되는 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the laser scanning unit according to the present invention, the monitor current measuring unit for calculating the output optical power by measuring the monitor current generated in the laser diode, a first comparing the monitor current and the reference optical power A comparator, an optical power controller for controlling a driving voltage such that a comparison error between the reference optical power and the output optical power measured from the first comparator is zero, a thermistor measuring the actual temperature of the laser diode, and an actual temperature of the laser diode A second comparator comparing the reference temperature, a temperature controller controlling the driving voltage such that the comparison error between the laser diode actual temperature and the reference temperature measured from the second comparator is zero, and an output variable of the optical power controller and the temperature controller. To an output value of the purge controller, A LD driver circuit for driving the laser diode la and is characterized in that it comprises a laser diode driven by a driving circuit to the LD.
한편, 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 유닛에서의 광파워 및 온도 동시 제어 방법은, 레이저 다이오드의 출력 광파워 및 기준 광파워의 비교 오차가 0이 되도록 광파워 제어기에서 구동전압을 조절하는 단계, 레이저 다이오드의 실제 온도 및 기준 온도의 비교 오차가 0이 되도록 온도 제어기에서 구동전압을 조절하는 단계, 상기 광파워 제어기의 출력 전압 및 온도 제어기의 출력 전압을 입력 변수로 하여 설정된 멤버쉽 함수를 이용하여 퍼지용어로 변환시키는 퍼지화 단계, 퍼지화된 입력 변수들을 기 작성된 퍼지 룰베이스를 이용하여 퍼지 출력 용어들과 연결시키는 단계 및 상기 퍼지 룰베이스로부터 구해진 퍼지 출력 용어들을 특정 출력 전압으로 전환하는 비퍼지화 단계 및 상기 특정 출력 전압을 이용하여 레이저 다이오드를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the optical power and temperature control method simultaneously in the laser scanning unit according to the present invention, the step of adjusting the driving voltage in the optical power controller so that the comparison error of the output optical power and the reference optical power of the laser diode is 0, the laser diode Adjusting the driving voltage in the temperature controller so that the comparison error of the actual temperature and the reference temperature is 0, fuzzy terminology using the membership function set by using the output voltage of the optical power controller and the output voltage of the temperature controller as input variables A fuzzy conversion step of converting, connecting fuzzy input variables with fuzzy output terms using a pre-written fuzzy rule base, and an unpurging step of converting fuzzy output terms obtained from the fuzzy rule base into a specific output voltage; Driving the laser diode using the specific output voltage. Characterized in that it also.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 레이저 다이오드의 광파워 및 온도 제어 장치 및 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the optical power and temperature control device and control method of the laser diode of the present invention.
도2는 본 발명에 따른 제어 장치의 구성을 간단한 블록도로 나타낸 도면이다. 도면을 살피면, 먼저, 레이저 다이오드(250)가 기본적으로 구성되어 있고, 상기 레이저 다이오드의 온도를 측정하는 써미스터(Thermister:280) 및 상기 레이저 다이오드(250)의 모니터 전류를 측정하여 출력 광파워를 측정하는 모니터 전류 측정부(290)가 구성되어 있다. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device according to the present invention. Referring to the drawings, first, a
한편, 상기 모니터 전류 측정부(290)로부터 측정된 출력 광파워를 기 설정된 기준 광파워와 비교하는 제1비교기(210)가 구성되어 있고 상기 제1비교기(210)로부터 측정된 결과에 따라서 출력 전압을 조절하는 광파워 제어기(220)가 구성되어 있다. 상기 광파워 제어기(220)는 구체적으로, 출력 광파워가 기준 광파워보다 높으면 출력전압을 낮추고, 출력 광파워가 낮으면 출력 전압을 높이는 방식으로 제어하여, 출력 광파워가 최대한 기준 광파워에 가깝게 되도록 제어한다. Meanwhile, a
또한, 상기 써미스터(280)에서 측정된 레이저 다이오드의 실제 온도와 기 설정된 기준 온도와 비교하는 제2비교기(260) 및 상기 제2비교기(260)로부터 측정된 결과에 따라서 출력 전압을 조절하는 온도 제어기(270)가 구성되어 있다. 상기 온도 제어기(270)는 구체적으로, 레이저 다이오드의 실제 온도가 기준 온도보다 높으면, 출력 전압을 낮추고, 기준 온도보다 낮으면, 출력 전압을 높이는 방식으로 제어하게 된다.In addition, the temperature controller adjusts the output voltage according to the result measured from the
상기 광파워 제어기(220) 및 온도 제어기(270)로부터 조절된 출력 전압은 퍼지 제어기에 의해 최적의 출력 전압으로 재조정되게 된다. 상기 퍼지 제어기(230)는 광파워 제어기(220) 및 온도 제어기(270)로부터의 출력을 입력 변수로 하여 퍼지화한후 퍼지 룰베이스에 따라 출력전압을 산출하고, 다시 비퍼지화하는 작업을 하여 최적의 출력 전압을 산출하게 된다. 상기 퍼지 제어 방법에 대한 구체적인 설명은 후술한다. The output voltage regulated from the
상기 퍼지 제어기(230)로부터 산출된 최적 전압에 따라서, LD 구동회로(240)는 레이저 다이오드(250)로 구동 전압을 인가시키고, 레이저 다이오드는 드럼에 광을 집속 시켜 노광(writing)단계를 수행하게 된다.According to the optimum voltage calculated from the
한편, 본 발명에 따른 광파워 및 온도 동시 제어 방법에 대해서는 도3a에서 알고리즘을 도시하고 있다. 도면을 살피면, 먼저 써미스터(280) 및 모니터 전류 측정부(290)로부터 레이저 다이오드의 출력 광파워 및 온도를 측정하는 단계를 거치게 된다(S310).On the other hand, the optical power and temperature simultaneous control method according to the present invention is shown in Figure 3a the algorithm. Referring to the drawings, first, the
상기 광파워 및 온도가 측정되면, 기준 광파워 값과 온도와 비교하여 APC 및 ATC 출력전압을 산출하게 된다(S320). 상기 광파워 비교는 제1비교기(210)를 통해 이루어지며, 광파워 제어기(220)는 기 설정된 기준 광파워와 모니터 전류 측정부(290)로부터 측정된 출력 광파워가 최대한 같아지도록, 즉, 제1비교기(210)의 비교오차가 0에 가까워지도록 APC 출력전압을 조절하게 된다. 마찬가지로 온도 제어기(270)는 써미스터(280)에 의해 측정된 실제 온도와 기 설정된 기준온도가 최대한 같아지도록, 즉, 제2비교기(260)의 비교오차가 0에 가까워지도록 ATC 출력전압을 조절하게 된다.When the optical power and temperature are measured, the APC and ATC output voltages are calculated by comparing the reference optical power value and the temperature (S320). The optical power comparison is performed through the
상기 APC 출력전압과 ATC 출력전압은 서로 다른 값을 가지는 것이 일반적으로, 퍼지 제어를 통해 양 출력 전압의 중간에 해당하는 적정 출력 전압을 산출하여야 한다. 이러한 과정이 이루어지는 것이 바로 퍼지 제어 단계이다(S330). 퍼지 제어의 구체적 과정에 대해서는 도3b에서 도시하고 있다. In general, the APC output voltage and the ATC output voltage have different values, and through fuzzy control, an appropriate output voltage corresponding to the middle of both output voltages should be calculated. This process is a fuzzy control step (S330). A detailed process of the purge control is illustrated in FIG. 3B.
즉, APC 출력값(전압) 및 ATC 출력값(전압)을 두 개의 입력 변수로 하여 먼저, 퍼지화시킨다(S410). 상기 퍼지화 단계를 통해 입력 변수가 퍼지 용어로 전환된다. 이 전환은 입력 멤버쉽 함수(input membership function)에 의해 이루어진다. 두개의 입력 변수, 즉, ATC 및 APC 출력 전압에 대한 입력 멤버쉽 함수는 각각 도4(a), 도4(b)에 도시되어 있다. That is, first, the APC output value (voltage) and the ATC output value (voltage) are two input variables, and then purged (S410). The fuzzy step converts the input variables into fuzzy terms. This conversion is done by an input membership function. The input membership functions for the two input variables, namely ATC and APC output voltages, are shown in Figs. 4 (a) and 4 (b), respectively.
도면 상에서 특정 ATC 출력 전압 A 및 APC 출력 전압 B인 경우를 살피면, ATC출력 전압 A는 실제 온도가 기준온도와 같은 경우로써, Zero가 100% 인 상태이고, APC출력 전압 B는 실제 광파워가 기준 온도와 50%정도는 같다고 볼수 있으나, 10%정도는 약간 초과하는 상태의 전압을 의미하게 된다. 즉, ATC 출력 전압은 Zero, APC 출력 전압은 Zero 50%, PS 10%인 퍼지 용어로 변환된다. Referring to the case of the specific ATC output voltage A and APC output voltage B in the drawing, the ATC output voltage A is a case where the actual temperature is the same as the reference temperature, with zero being 100%, and the APC output voltage B is based on the actual optical power. It can be said that about 50% of the temperature is the same, but about 10% means that the voltage slightly exceeded. That is, the ATC output voltage is converted to a fuzzy term of zero, the APC output voltage is zero 50%, and the
그 다음 단계는, 퍼지화된 입력 변수들을 퍼지 출력 용어들과 연결 시키는 단계이다(S420). 규칙 기반(Rule Base)은 실험에 의한 데이터를 기반으로 작성되는데, 이러한 규칙 기반상에서는 단순한 일대일 관계 또는 여러 개의 입출력 관계가 성립될 수 있다. 본 발명에서는 일 실시예로써, 도5에 도시된 룰베이스를 이용할 수 있는데, 상기 룰베이스를 기반으로 A, B를 입력변수로 두면, 입력과 출력 사이에 여러 개의 입출력 관계가 형성됨을 볼 수 있다. 즉, 온도가 Zero이고 광파워는 Zero 50%, Positive Small 10%이므로, 결과적으로 출력변수는 Zero 50%, PS 10%가 된다. 본 발명의 일실시예에서는 ATC 출력 전압 및 APC 출력 전압 중 어느하나가 Negative Large 또는 Negative Medium에 해당하는 경우는 작성하지 않았으나, 필요한 경우에는 실험적인 데이터를 참조하여 작성할 수 있다. The next step is to connect the fuzzy input variables with fuzzy output terms (S420). The rule base is created based on experimental data. On this rule basis, a simple one-to-one relationship or several input / output relationships can be established. According to an embodiment of the present invention, the rule base shown in FIG. 5 may be used. If A and B are input variables based on the rule base, it can be seen that a plurality of input / output relationships are formed between the input and the output. . That is, since the temperature is zero and the optical power is zero 50% and positive small 10%, the output variables are zero 50% and
퍼지 제어 단계의 마지막 단계는 규칙 기반에서 생긴 퍼지 출력 용어들을 특정 출력 값으로 전환하는 비퍼지화 단계이다(S430). 비퍼지화는 거의 퍼지화 과정의 역순으로 행해진다. 도6에서는 본 발명에 대하여 얻어진 출력 멤버쉽 함수의 그래프를 도시하고 있다. 변환된 퍼지 용어들은 도6의 출력 멤버쉽 함수를 통하여 특 정 출력 값으로 전환된다. 그 전환 방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중 하나로 무게 중심법을 사용하여 전환을 하면, 다음 식으로 표현 될 수 있다.The last step of the fuzzy control step is an unfuzzy step of converting fuzzy output terms generated in the rule base to a specific output value (S430). Unpurging is done in almost the reverse order of the purge process. Fig. 6 shows a graph of the output membership function obtained for the present invention. The transformed fuzzy terms are converted into specific output values through the output membership function of FIG. 6. There are several ways to switch, but if one uses the center of gravity conversion, it can be expressed by the following equation.
상기 식에서, Vo는 최적 출력 전압, ST(zero), ST(PS), ST(PL)은 각각 zero, PS, PL 100% 일때의 출력 멤버쉽 함수 값, mo1, mo2, mo3 는 각각 퍼지 룰베이스의 zero, PS, PL의 멤버쉽 함수 값을 나타낸다. 상기 수식에 의해 각 상태의 비율을 바탕으로 적정한 수준의 출력 전압을 산출할 수 있게 된다.In the above formula, Vo is the optimum output voltage, ST (zero), ST (PS), ST (PL) is the output membership function value at zero, PS,
한편, 상기 퍼지 제어 단계(S330)를 통해 최적의 출력 전압이 산출 되면, LD 구동 회로는 산출된 출력 전압을 레이저 다이오드에 인가하여 레이저 다이오드를 구동시키게 된다(S340).On the other hand, if the optimum output voltage is calculated through the purge control step (S330), the LD driving circuit applies the calculated output voltage to the laser diode to drive the laser diode (S340).
이상, 본 발명의 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었으며, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다. 상기 설명에 비추어 당해 기술분야의 숙련된 기술자는 본발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않고 개량과 변형이 가능하다.The foregoing detailed description of the invention has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to limit the invention thereto. In view of the above description, those skilled in the art can make improvements and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 레이저 다이오드의 광파워 및 온도를 하나의 제어기에서 동시에 제어함으로써, 레이저 다이오드의 적정 온도를 유지하면서 일정한 광파워를 가지도록 최적의 구동 전압을 레이저 다이오드에 인가할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by controlling the optical power and temperature of the laser diode simultaneously in one controller, there is an effect that the optimum driving voltage can be applied to the laser diode to have a constant optical power while maintaining the proper temperature of the laser diode. .
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