KR100964145B1 - 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서, 광안정화방법 및 신호처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서, 광안정화방법 및 신호처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피측정대상으로 입사되는 입사광을 출력하는 광원부와 피측정대상을 반사하여 돌아오는 반사광을 수광하는 수광부를 하나의 장치로 구비한 광감쇄형 센서와 기준수단을 구비하여 입사광을 일정하게 유지시키는 광안정화방법 및 센싱신호를 처리하는 신호처리방법에 관한 것이다. 본 발명은 피측정대상으로 입사광을 출력하는 광원부와; 피측정대상에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 수광부와; 입사광과 상기 반사광의 이동통로인 광섬유;를 포함하는 측정수단; 광원부와 동일한 광을 출력하는 기준광원부; 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부;를 포함하는 기준수단; 기준수단 및 측정수단과 연결되어, 측정수단의 출력과 기준수단의 출력을 비교하여 입사광을 일정하게 제어하는 광안정수단; 및 수광부가 수광한 반사광을 전기적 신호로 검출하는 검출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서와 광안정화방법 및 신호처리방법을 제공한다.
광섬유, 광감쇄, 광안정화, 차등증폭기, 발광다이오드, 포토다이오드, 센서
Description
본 발명은 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서, 광안정화방법 및 신호처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피측정대상으로 입사되는 입사광을 출력하는 광원부와 피측정대상을 반사하여 돌아오는 반사광을 수광하는 수광부를 하나의 장치로서 구비한 광감쇄형 센서와, 기준수단을 구비하여 광감쇄형 센서의 입사광을 일정하게 유지시키는 광안정화방법 및 센싱신호를 처리하는 신호처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 광량의 변화를 감지하는 광감쇄형 센서는 하나의 광원에서 광을 출력하고, 광원에서 출력된 입사광은 광커플러를 이용하여 분리하여 피측정대상으로 입력시킨다. 피측정대상에 의하여 반사된 반사광과 입사광을 분리하여, 반사광을 독립된 광수광부를 통하여 수광하여 전기적 신호를 처리한다.
이러한 종래의 광감쇄형 센서는 고가의 광커플러를 사용하여 제작과 측정시 단가가 상승하는 문제가 있었다.
또한, 피측정대상으로 광을 입사하고 이를 분리한후 다시 합체하는 과정을 반복하면서 수광된 반사광도 입사광의 약 1/2로 감소하여 센싱의 정확도가 크게 감소되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피측정대상으로 입사광을 출력하는 광원부와 피측정대상에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 수광부를 일체화시킨 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서 광감쇄형 센서를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서를 이용하여 수광부에서 수광된 미세신호인 반사광의 신호를 획득하기 위한 신호처리방법과 주변환경에 민감한 광원부의 입사광의 출력을 일정하게 유지시키는 광안정화방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 피측정대상으로 입사광을 출력하는 광원부와; 피측정대상에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 수광부와; 입사광과 반사광의 이동통로인 광섬유;를 포함하는 측정수단;
광원부와 동일한 광을 출력하는 기준광원부; 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부;를 포함하는 기준수단;
기준수단 및 측정수단과 연결되어, 측정수단의 출력과 기준수단의 출력을 비교하여 상기 입사광을 일정하게 제어하는 광안정수단; 및
수광부가 수광한 상기 반사광을 전기적 신호로 검출하는 검출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서에 의하여 달성된다.
이 경우, 측정수단과 상기 기준수단은 동일한 하우징에 포함되어 있다.
그리고, 기준광원부와 상기 기준수광부의 배치상태는 상기 광원부와 상기 수광부의 배치상태와 동일하게 구성한다.
또한, 광안정수단은, 기준수광부의 출력인 기준신호에 기초하여 광원부의 광량변화를 감시하는 광량감시부; 및 광량감시부의 감시신호에 기초하여, 광원부로 인가되는 전기를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
그리고, 검출수단은, 수광부의 출력인 측정신호와 기준수광부의 출력인 기준신호에 기초하여, 측정신호중에 포함된 광원부에 의한 신호를 상쇄시키고, 반사광에 관한 신호만을 출력하는 차등증폭기;를 포함할 수 있다.
또한, 기준수단의 출력단에는, 기준신호를 소정의 레벨로 증폭시키는 증폭기;가 더 포함됨이 바람직하다.
그리고, 광원부와 기준광원부는 동일한 광을 내는 발광 소자이고, 수광부와 기준수광부는 동일한 수신 소자로 구성한다.
이 때, 발광 소자는 발광다이오드를 사용할 수 있다.
또한, 수신 소자는 포토다이오드를 사용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 측정수단의 광원부와 기준수단의 기준광원부에 동일한 전기를 인가하는 단계;
광량감시부가 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부의 출력변화를 감시하는 단계; 및
제어부가 기준수광부의 출력변화에 따라 광원부의 전기를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법에 의하여도 달성가능하다.
이 경우, 전기인가단계와 상기 감시단계 사이에는, 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부의 출력을 소정의 레벨로 증폭시키는 단계;가 더 포함될 수 있다.
그리고, 측정수단과 기준수단은 동일한 하우징에 구비되어 동일한 환경조건하에 놓이는 것이 바람직하다.
또한, 감시단계는, 기준수광부의 출력변화를 광량감시부에 미리 저장된 지정광량값과 비교하여 감시신호를 출력하는 방식으로 이루어진다.
그리고, 전기제어단계는, 기준수광부의 출력변화량에 따라 광원부로 인가되는 전기를 가감하는 방식으로 이루어진다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 광원부와, 광원부에서 출력된 입력광과 피측정물체로부터 반사된 반사광이 이동하는 통로인 광섬유와, 반사광을 수광하는 수광부를 포함하는 측정수단에서 상기 수광부의 출력인 측정신호를 획득하는 단계;
기준수단의 출력인 기준신호를 측정신호의 레벨로 증폭시키는 단계;
증폭된 기준신호와 측정신호를 검출수단으로 인가하는 단계; 및
검출수단이 측정신호에서 증폭된 기준신호의 값만큼 상쇄시켜 반사광에 관한 신호를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법에 의하여 달성가능하다.
그리고, 검출수단에는 차등증폭기가 포함되고, 그리고 결과값 출력단계에서 반사광에 대한 신호는 차등증폭기의 증폭률만큼 증폭된 값으로 출력할 수 있다.
또한, 신호처리방법은, 광안정화방법에 따른 광안정화 상태에서 실시간처리됨이 바람직하다.
따라서, 본발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서는 종래와 달리 고가의 광커플러를 사용하지 않아 제작 및 측정시 비용을 크게 절감시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법과 신호처리방법은 주변온도, 자체발열, 열화 등에 민감한 광감쇄형 센서의 측정오차를 최소화하여 정확한 센싱이 가능하다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
<구성>
본 발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 구성은 크게 측정수단(100), 기준수단(200), 광안정수단(400) 및 검출수단(500) 등을 포함한다. 도 1은 이러한 구성을 갖는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 구성을 도시한 것이고, 도 2는 측정수단(100)의 구성을 나타낸 것이다.
측정수단(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(110), 광섬유(120)와 수광부(130)를 포함한다. 광원부(110)는 피측정대상(미도시)으로 입사광을 제공하는 부재로서, 광원부(110)의 일예로는 넓은 대역의 파장의 광을 출력하는 발광다이오드(LED: light emitting diode)를 사용함이 바람직하다. 발광다이오드는 수명이 길고, 전기에너지를 빛 에너지로 직접 변화하므로 전력이 적게 들며, 효율이 좋아 장시간 센싱하는데 적합하다. 광원부(110)에서 출력된 입사광은 피측정대상에 의하여 반사된다. 광원부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(112: 예, 인쇄회로기판:PCB)에 구비될 수 있다.
광섬유(120)는 광원부(110)에서 나온 입사광과 피측정대상에 의하여 반사된 반사광이 이동하는 부재이다. 광섬유(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광커넥터(140)에 의하여 광원부(110)와 접속되어 있다.
수광부(130)는 피측정대상에 의하여 반사된 반사광이 수신되는 부재로서, 수광부(130)의 일예로는 포토다이오드를 사용함이 바람직하다. 포토다이오드는 응답속도가 빠르고 고감도의 특성으로 본 발명에 적합하다. 수광부(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(110)의 후면에 구비될 수 있다.
기준수단(200)은 이하 관련부분에서 설명할 광안정화와 수광부(130)로 입사되는 반사광의 신호를 검출하는데 있어서, 기준값을 제공하는 장치이다. 기준수단(200)은 기준광원부(210)와 기준수광부(230)로 구성된다. 기준광원부(210)는 측정수단(100)의 광원부(110)와 동일한 광을 출력한다. 따라서 동일한 광을 출력하도 록 광원부(110)와 동일한 부재를 사용한다. 즉, 광원부(110)로 발광다이오드를 사용하면 기준광원부(210)도 동일한 전기적 규격을 갖는 발광다이오드로 구성한다. 이러한 기준광원부(210)는 광원부(110)와 직렬연결되어 동일한 전기제어로 동일한 광을 출력하게 된다.
기준수광부(230)도 수광부(130)와 동일한 부재를 사용하여 구성함이 바람직하다. 즉, 측정수단(100)의 수광부(130)로 포토다이오드를 사용하면 기준수광부(230)도 동일한 전기적 규격을 갖는 포토다이오드로 구성한다.
기준수단(200)은 앞서 언급한 바와 같이 광안정화와 반사광의 신호를 검출하는데 사용하는 기준값을 제공하는바, 기준수단(200)과 측정수단(100)의 환경은 동일해야한다. 기준수단(200)을 구성하는 기준광원부(210)와 기준수광부(230)의 배치상태는 측정수단(100)의 광원부(110)와 수광부(130)의 배치상태와 동일하게 구성한다. 배치상태는 광원부(110)와 수광부(130) 및 기준광원부(210)와 기준수광부(230)의 이격 거리, 배치 각도, 방향 등을 말한다. 따라서, 수광부(130)가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(110)의 후면에 구비되는 경우, 기준수광부(230)도 기준광원부(210)의 후면에 구비된다. 또한, 기준수단(200)과 측정수단(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 하우징에 구비하여 동일한 조건(예, 주변온도, 자체발열, 열화 등)에 놓이도록 한다. 이때 사용하는 하우징은 알루미늄으로 구성할 수 있다.
증폭기(300)는 기준수단(200)의 출력단에 구비되어, 기준수단(200)의 출력값인 기준신호를 소정의 레벨로 증폭시킨다. 증폭기(300)에 의하여 소정의 레벨로 증폭된 기준신호는 광안정화수단(400)과 검출수단(500)으로 입력된다. 증폭기(300)의 증폭 정도(증폭비율)는 조절 및 제어가 가능하다.
광안정수단(400)은 측정수단(100)의 광원부(110)에서 나오는 입사광의 광량을 일정하게 유지시켜, 센서의 정확도를 증가시키는 역할을 한다. 광안정수단(400)은 광량감시부(미도시)와 제어부(미도시)를 포함한다. 광량감시부는 증폭기(300)에 의하여 소정의 레벨로 증폭된 기준신호에 기초하여 광원부(110)의 광량변화를 감시하고, 제어부는 광량감시부의 감시신호에 기초하여, 발광다이오드인 광원부(110)로 인가되는 전기(전압 또는 전류)를 제어한다.
광량감시부는 증폭기(300)에 의하여 소정의 레벨로 증폭된 기준신호와 이미 저장된 지정광량값을 비교하여, 기준신호와 지정광량값의 차이를 감시신호로 산출한다. 제어부는 이러한 감시신호에 기초하여, 광원부(110)인 발광다이오드로 인가되는 전기(전류 또는 전압)의 양을 가감한다. 지정광량값은 미리 데이터화되어 룩업 테이블 등으로 저장되어 있음이 바람직히다.
검출수단(500)은 수광부(130)로 입력되는 반사광의 신호를 검출한다. 수광부(130)가 수신한 수신광에는 피측정대상에 의하여 반사된 반사광뿐만 아니라, 수광부(130)가 광원부(110)의 후면에 구비되는 관계로 인하여 광원부(110)의 광도 일 부 포함된다. 검출수단(500)은 수광부(130)의 수신광에서 광원부(110)의 광을 분리하여 궁극적으로 반사광을 검출하게 된다.
검출수단(500)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 차등증폭기가 포함된다. 차등증폭기는 수광부(130)가 수신한 수신광에 대한 측정신호와 증폭기(300)에 의하여 소정의 레벨로 증폭된 기준신호를 반전단자와 비반전단자로 입력받는다. 이 때, 기준신호의 증폭은 수광부(130)의 수신광에 대한 신호인 측정신호의 레벨까지 이루어진 것이다.
측정수단(100)과 기준수단(200)은 동일한 조건하에 있으므로, 소정의 레벨로 증폭된 기준신호는 수광부(130)의 측정신호 중에 포함된 광원부의 영향에 의한 광원부의 광에 관한 신호와 동일하다. 차등증폭기는 수광부(130)의 측정신호에서 광원부의 영향에 의한 광원부의 광에 관한 신호를 상쇄시켜, 상쇄시킨 결과값을 출력한다. 이 때 상쇄시킨 결과값이 수광부(130)에 도달한 반사광의 신호값에 해당하며, 이 결과값은 차등증폭기의 증폭률 만큼 증폭되어 출력된다.
<광안정화방법>
광원부(110), 즉 발광다이오드는 일정한 전류를 공급하는 조건에서도 주변의 온도, 자체발열, 열화 등의 주변환경에 따라 미세하게 광량이 변하므로, 광량의 변화를 감지하는 본 발명에 따른 광감쇄형 센서에서는 측정값의 오차로 이어진다. 따라서 광안정화방법이 필요하다. 이하, 첨부된 도면을 참고하여 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 광 감쇄형 센서의 광안정화방법에 따른 흐름도이다.
먼저, 측정수단(100)의 광원부(110)와 기준수단(200)의 기준광원부(210)에 동일한 전기(전압 또는 전류)를 인가한다(S110). 광안정화방법은 동일한 발광다이오드로 구성되는 광원부(110)와 기준광원부(210) 및 동일한 포토다이오드로 구성되는 수광부(130)와 기준수광부(230)를 동일한 하우징에 장착한 상태로서, 동일한 환경조건에서 이루어진다.
그 다음으로, 기준광원부(210)에서 소정의 거리 이격되어 구비되는 기준수광부(230)가 기준광원부(210)의 광을 감지하면, 증폭기(300)에서는 기준수광부(230)가 감지한 기준광원부(210)의 광에 관한 출력인 기준신호를 소정의 레벨로 증폭시킨다(S115). 이때의 증폭은 기준신호가 측정신호와 동일한 레벨이 되도록 이루어진다.
그 후, 기준수광부(230)의 출력인 기준신호는 제2A/D컨버터(410)로 인가되고, 제2A/D컨버터(410)에 의하여 디지털신호로 변환된 기준신호는 광안정화수단(400)으로 입력된다. 광안정화수단(400)은 미리 저장된 지정광량값과 기준신호를 비교한다. 광안정화수단(400)의 광량감시부는 기준신호를 미리저장된 지정광량값과 비교하여 기준수광부(230)의 출력이 변화되면 그 변화에 해당하는 감시신호를 출력한다.(S120).
그 다음, 제어부에서는 광량감시부의 감시신호에 기초하여 광원부(110)로 인가되는 전기(예, 전압 또는 전류)를 제어한다(S130). 예를 들어, 기준수광부(230)의 출력인 기준신호가 지정광량값에 비하여 큰 경우, 제어부는 그 변화값을 상쇄하 는 방향으로 제어신호를 출력하고, D/A컨버터(420)는 제어신호를 아날로그 신호로 변화하여, 측정수단(100)의 광원부(110)로 인가함으로써, 광원부(110)의 출력이 일정하게 유지되도록 한다. 반대로 기준신호가 지정광량값에 비하여 작은 경우는, 그 변화값에 해당하는 값을 증가시키는 방향으로 제어가 이루어짐은 물론이다.
<신호처리방법>
이하, 첨부된 도면을 참고하여 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법에 대하여 설명한다. 도 5는 광량의 변화를 감지하기 위한 본 발명에 따른 광감쇄형 센서의 신호처리방법에 따른 흐름도이다.
광원부(110)에서 나온 입사광은 광섬유(120)를 통과하여 피측정대상으로 입사된다. 입사광은 피측정대상에 의하여 반사되고, 반사광은 다시 광섬유(120)를 통과하여 수광부(130)로 들어간다. 수광부(130)는 반사광에 대한 신호를 포함하는 측정신호를 출력한다(S210).
또한, 측정수단(100)의 광원부(110)에서 입사광이 출력될 때, 기준수단(200)의 기준광원부(210)에서도 동일한 광이 출력된다. 이 때 기준광원부(210)의 광은 기준수단(200)의 기준수광부(230)로 입사되고, 기준수광부(230)는 수신한 기준광원부(210)의 광에 대한 기준신호를 출력한다(S220).
다음으로, 증폭기(300)를 이용하여 기준신호를 수광부(130)에서 수신한 수신광에 대한 측정신호의 레벨과 동일하게 증폭한다(S230). 기준신호를 측정신호의 레벨과 동일하게 증폭하는 것은, 이하의 결과값획득단계(S250)에서 측정신호에 포함 되어 있는 광원부(110)의 광에 관한 신호를 분리하는데 이용하기 위함이다. 자세한 설명은 관련부분에서 설명하기로 한다.
증폭기(300)에 의하여 증폭된 기준수단(200)의 출력인 기준신호와 측정수단(100)의 출력인 측정신호는 검출수단(500)으로 인가된다(S240). 측정수단(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 수광부(130)가 광원부(110)의 후면에 위치한다. 수광부(130)는 반사되어 돌아오는 반사광의 광뿐만 아니라 광원부(110)의 후면에 위치함으로 인하여 광원부(110)의 광도 수광받는다. 이때, 수광부(130)가 수신받은 광원부(110)의 광량은 반사광의 광량에 비하여 매우 크다. 따라서, 수광부(130)의 측정신호는 광원부(110)로부터 직접 들어오는 광으로 인하여 매우 큰 출력레벨이 유지됨과 동시에 반사광에 관한 미세신호가 중첩되어 있는 상태이다. 즉, 매우 큰 신호(광원부에 의한 광)에 미세한 신호(반사광의 광)가 중첩된 상태이다. 본 발명에 따른 광감쇄형 센서를 이용하여 반사광에 대한 신호를 얻기 위해서, 측정신호를 약간만 증폭하더라도 전체적으로 측정신호의 레벨이 포화되므로 충분한 증폭이 불가능하다. 따라서, 수광부(130)의 측정신호로부터 광원부(110)에 의한 신호를 분리해야 하며, 검출수단(500)에서 이러한 신호처리가 이루어진다.
검출수단(500)에는 차등증폭기가 포함되어 있다. 차등증폭기는 기준신호와 측정신호를 입력받아, 측정신호에 포함되어 있는 광원부에 의한 광의 신호를 분리한다. 반사광이 수광부(130)로 입력되지 않는 경우, 차등증폭기로 인가된 측정신호와 측정신호의 레벨로 증폭된 기준신호는 서로 상쇄되어 차등증폭기의 출력은 제로상태가 된다. 이때 반사광이 수광부(130)로 인가되면, 반사광(130)의 신호는 차등 증폭기의 증폭률만큼 증폭되어 결과값으로 출력된다(S250). 이때 결과값이 반사광에 관한 신호가 된다. 즉, 차등증폭기는 측정신호에서 광원부에 의한 광의 신호를 분리시킨다. 이는 측정수단(100)과 기준수단(200)을 동일한 환경조건하에 구비함으로써, 기준수단(200)의 기준신호와 측정수단(100)중 광원부(110)의 광에 관한 신호를 동일하게 설정하였기 때문에 가능하다. 또한, 이러한 신호처리방법은 광안정화된 상태에서 실시간 이루어짐이 바람직하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 명세서의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 은 본 발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 측정수단의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 측정수단과 기준수단이 동일한 하우징에 포함된 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법의 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법의 흐름도이다.
<도면의 중요부분에 대한 부호의 설명>
100: 측정수단
110: 광원부
120: 광섬유
130: 수광부
140: 광커넥터
150,250: 하우징
200: 기준수단
210: 기준광원부
230: 기준수광부
300: 증폭기
400: 광안정화수단
410: 제2A/D컨버터
420: D/A컨버터
500: 검출수단
510: 제1A/D컨버터
Claims (17)
- 피측정대상으로 입사광을 출력하는 광원부와; 상기 피측정대상에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 수광부와; 상기 입사광과 상기 반사광의 이동통로인 광섬유;를 포함하는 측정수단;상기 광원부와 동일한 광을 출력하는 기준광원부와; 상기 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부;를 포함하는 기준수단;상기 기준수단 및 상기 측정수단과 연결되어, 상기 측정수단의 출력과 상기 기준수단의 출력을 비교하여 상기 입사광을 일정하게 제어하는 광안정수단; 및상기 수광부가 수광한 상기 반사광을 전기적 신호로 검출하는 검출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 측정수단과 상기 기준수단은 동일한 하우징에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기준광원부와 상기 기준수광부의 배치상태는 상기 광원부와 상기 수광부의 배치상태와 동일한 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 광안정수단은,상기 기준수광부의 출력인 기준신호에 기초하여 상기 광원부의 광량변화를 감시하는 광량감시부; 및상기 광량감시부의 감시신호에 기초하여, 상기 광원부로 인가되는 전기를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출수단은,상기 수광부의 출력인 측정신호와 상기 기준수광부의 출력인 기준신호에 기초하여, 상기 측정신호중에 포함된 광원부에 의한 신호를 상쇄시키고, 상기 반사광에 관한 신호만을 출력하는 차등증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 기준수단의 출력단에는,상기 기준신호를 소정의 레벨로 증폭시키는 증폭기;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 광원부와 상기 기준광원부는 동일한 광을 내는 발광 소자이고,상기 수광부와 상기 기준수광부는 동일한 수신 소자인 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 7 항에 있어서,상기 발광 소자는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 제 7 항에 있어서,상기 수신 소자는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서.
- 측정수단의 광원부와 기준수단의 기준광원부에 동일한 전기를 인가하는 단계;광량감시부가 상기 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부의 출력변화를 감시하는 단계; 및제어부가 상기 기준수광부의 출력변화에 따라 상기 광원부의 전기를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 전기인가단계와 상기 감시단계 사이에는,상기 기준광원부의 광을 수광하는 기준수광부의 출력을 소정의 레벨로 증폭시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 측정수단과 상기 기준수단은 동일한 하우징에 구비되어 동일한 환경조건하에 놓이는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 감시단계는,상기 기준수광부의 출력변화를 상기 광량감시부에 미리 저장된 지정광량값과 비교하여 감시신호를 출력하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 전기제어단계는,상기 기준수광부의 출력변화량에 따라 상기 광원부로 인가되는 전기를 가감하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 광안정화방법.
- 광원부와, 상기 광원부에서 출력된 입력광과 피측정물체로부터 반사된 반사광이 이동하는 통로인 광섬유와, 상기 반사광을 수광하는 수광부를 포함하는 측정수단에서 상기 수광부의 출력인 측정신호를 획득하는 단계;기준수단의 출력인 기준신호를 상기 측정신호의 레벨로 증폭시키는 단계;상기 증폭된 기준신호와 상기 측정신호를 검출수단으로 인가하는 단계; 및상기 검출수단이 상기 측정신호에서 상기 증폭된 기준신호의 값만큼 상쇄시켜 상기 반사광에 관한 신호를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 검출수단에는 차등증폭기가 포함되고, 그리고상기 반사광에 관한 신호를 획득하는 단계에서 상기 반사광에 대한 신호는 상기 차등증폭기의 증폭률만큼 증폭된 값인 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 신호처리방법은,제 10 항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 광안정화방법에 따른 광안정화 상태에서 실시간처리되는 것을 특징으로 하는 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서의 신호처리방법.
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Citations (3)
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| JPH06119980A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 安定化光源装置 |
| KR200352472Y1 (ko) | 2004-03-12 | 2004-06-07 | 친 주 리우 | 듀플렉스식 광신호 전송 수신 모듈 |
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2008
- 2008-10-21 KR KR1020080103248A patent/KR100964145B1/ko not_active IP Right Cessation
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