KR101210004B1 - Displacement detection device - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 장치는 떨어진 곳에 위치한 관측 대상체에 고정된 광원의 변위와 더불어 상기 광원으로부터 발광되는 광 신호에 포함된 펄스 신호를 수신하는 광 센서, 상기 광 센서의 신호를 이용하여 상기 펄스 구동 동기 신호를 재생하는 동기 신호 재생부 및 상기 재생되는 펄스 구동 동기 신호를 기반으로 상기 관측 대상체에 대한 변위 정보를 측정하는 변위 감지부로 구성된 원거리 변위 관측 장치이다.Displacement detection apparatus according to an embodiment of the present invention uses an optical sensor, a signal of the optical sensor for receiving a pulse signal included in the optical signal emitted from the light source in addition to the displacement of the light source fixed to the observing object located away And a displacement detection unit configured to measure the displacement information of the observation object based on the synchronization signal reproducing unit reproducing the pulse driving synchronization signal and the reproduced pulse driving synchronization signal.

Figure R1020110006426
Figure R1020110006426

Description

변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치{DISPLACEMENT DETECTION DEVICE}Displacement sensing device and displacement sensing device {DISPLACEMENT DETECTION DEVICE}

본 발명의 실시예들은 변위 감지 장치로써, 더욱 상세하게는 장거리 변위 감지에 있어서 감지 감도를 높일 수 있는 변위 감지 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention as a displacement detection device, and more particularly, to a displacement detection device that can increase the detection sensitivity in the long-distance displacement detection.

변위 감지 장치는 공장 자동화에 사용되는 근거리 변위 감지기로 많이 이용되고 있으며, 원거리 변위 감지 장치는 교량의 진동 감시, 항만 물류 이동 감지, 원거리 물체 감시, 제철소 고온 물류 이동 감지 등으로 건설 교통 분야뿐 만 아니라 물류, 국방 등에 응용되고 있다.Displacement sensing devices are widely used as short-range displacement detectors used in factory automation, and long-distance displacement sensing devices are used not only for construction transportation field but also for vibration monitoring of bridges, port logistics movement detection, remote object monitoring, and steelworks high temperature logistics movement detection. It is applied to logistics and defense.

기존의 원거리 변위 감지 장치는 광원 및 광 신호 검출기 등의 단순한 구조로 하나의 장치로 구성되어 한쪽에 설치하고, 측정을 하고자 하는 특정 변위 감지 대상에는 반사경을 설치하여 반사 광신호의 변위를 측정하는 반사형 원거리 변위감지기 기술이 주로 사용되고 있다. Conventional long-distance displacement sensing device is a simple structure such as a light source and an optical signal detector, which is composed of one device and installed on one side, and a reflection is installed on a specific displacement sensing target to measure to measure the displacement of the reflected optical signal. Type remote displacement detector technology is mainly used.

반사형 원거리 변위 감지 장치는 변위 감지 센서로부터 변위 감지 대상체의 거리가 멀어질수록 광 신호 수신 감도가 떨어져 높은 출력의 광원이 필요하고 아울러 후방 반사경(retroreflector)이 많이 필요하다.The reflective far-field displacement sensing device requires a light source having a high output because the sensitivity of the optical signal is lowered as the distance of the displacement sensing object is greater from the displacement sensing sensor, and also requires a lot of retroreflectors.

후방 반사경은 가격이 비싸고 자체 무게도 무거울 뿐만 아니라, 반사 광학계가 먼지나 오물로 더러워지지 않도록 청소 및 유지 보수를 해 주어야 하는 불편한 점이 있다.The rear reflector is expensive and heavy on its own, and it is inconvenient to clean and maintain the reflective optics so that they are not contaminated with dust or dirt.

따라서, 반사형 원거리 변위 감지 장치의 단점을 보완하고 낮은 비용과 장거리 변위 감지가 용이한 원거리 변위 감지 장치가 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a far-field displacement sensing device that compensates for the shortcomings of the reflective far-field displacement sensing device and is easy to detect low cost and long-distance displacement.

본 발명의 일실시예는 원거리 측정 감도가 좋고 비용을 줄일 수 있는 장거리 정밀 변위 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a long-range precision displacement sensing device capable of reducing the distance measurement sensitivity and cost.

본 발명의 일실시예는 변위 감지 대상 장치에 적절한 방사각을 가진 광원을 설치하여 반사판을 없애고 광원 신호가 관측 지점의 광 센서에서 직접 측정이 되는 변위 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a displacement sensing device in which a light source having an appropriate radiation angle is installed in the displacement sensing target device to eliminate the reflection plate and the light source signal is directly measured by the optical sensor of the observation point.

본 발명의 일실시예는 적절한 방사각을 가진 결맞지 않은(incoherent) 광원이나 낮은 출력으로 퍼져나가는 적외선 레이저 광원을 이용한 광원 직접 조사형 원거리 변위 감지 장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a light source direct irradiation type remote displacement detection device using an incoherent light source having an appropriate radiation angle or an infrared laser light source spreading at a low output.

본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 장치는 이격된 관측 대상체로부터 발광되는 광 신호의 위치 변화 및 상기 광 신호에 포함된 펄스 신호를 수신하는 광 센서, 상기 광 센서의 신호를 이용하여 상기 펄스 신호를 재생하는 동기 신호 재생부 및 상기 재생되는 펄스 신호를 기반으로 상기 관측 대상체에 대한 변위 정보를 측정하는 변위 감지부를 포함한다.Displacement detection apparatus according to an embodiment of the present invention is an optical sensor for receiving a change in the position of the optical signal emitted from the observation object spaced apart and the pulse signal included in the optical signal, the pulse signal using the signal of the optical sensor A synchronization signal reproducing unit for reproducing and a displacement detection unit for measuring the displacement information on the observation object based on the reproduced pulse signal.

본 발명의 일측에 따르면 상기 변위 감지부는 상기 변위 정보를 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.According to one side of the invention the displacement detection unit may include a communication unit for transmitting the displacement information.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 상기 펄스 신호를 수신하여 상기 동기 신호 재생부에 입력하는 하나 이상의 광 검출기를 더 포함할 수 있다.Displacement sensing device according to one aspect of the present invention may further include one or more photo detector for receiving the pulse signal and input to the synchronization signal reproducing unit.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 상기 관측 대상체에 구성된 무선 송신부로부터 전송되는 상기 펄스 신호를 수신하는 무선 수신부를 더 포함할 수 있다.Displacement detection apparatus according to an aspect of the present invention may further include a wireless receiving unit for receiving the pulse signal transmitted from a wireless transmitter configured in the observation object.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 태양전지, 축전기, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.Displacement sensing device according to one side of the present invention may further include a power supply for supplying power using any one or more of a solar cell, a capacitor, a battery or an external power line.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 동기 신호 재생부는 상기 펄스 신호에 대한 위상 신호를 검출하는 위상 검출부, 상기 위상 신호를 증폭하는 제1 증폭부, 상기 증폭된 위상 신호를 필터링하는 루프 필터, 상기 펄스 신호를 재생하는 오실레이터, 상기 오실레이터에 의하여 재생되는 신호의 일부를 상기 위상 검출부로 피드백하는 피드백 루프(feedback loop) 및 상기 오실레이터에 의하여 재생되는 신호를 출력하는 출력 단자를 포함할 수 있다.According to one aspect of the invention, the synchronization signal reproducing unit phase detection unit for detecting a phase signal for the pulse signal, a first amplifier for amplifying the phase signal, a loop filter for filtering the amplified phase signal, the pulse signal And an output terminal for outputting a signal reproduced by the oscillator and a feedback loop for feeding back a portion of the signal reproduced by the oscillator to the phase detector.

본 발명의 일측에 따르면 상기 동기 신호 재생부는 상기 오실레이터에 의하여 재생되는 펄스 신호와 상기 광 센서로부터 수신된 펄스 신호를 이용하여 펄스 신호를 복원하는 신호 결정부를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the synchronization signal reproducing unit may further include a signal determining unit reconstructing the pulse signal by using the pulse signal reproduced by the oscillator and the pulse signal received from the optical sensor.

본 발명의 일측에 따르면 상기 변위 감지부는 상기 광 센서에서 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 디지털 신호로 변환된 펄스 신호를 상기 재생되는 펄스 구동 동기 신호를 이용하여 필터링 하는 디지털 필터 및 상기 디지털 신호를 기반으로 변위를 감지하는 중앙 처리부를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the displacement detection unit is a signal conversion unit for converting the signal received from the optical sensor into a digital signal, the digital filter for filtering the pulse signal converted into the digital signal by using the regenerated pulse drive synchronization signal And a central processor configured to detect a displacement based on the digital signal.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 필터링된 디지털 신호를 증폭하는 제2 증폭부는 상기 디지털 필터와 상기 중앙 처리부 사이에 구성될 수 있다.According to one aspect of the invention, the second amplifier for amplifying the filtered digital signal may be configured between the digital filter and the central processing unit.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 광원에 대한 최대 수광 각도를 상기 관측 대상체의 범위에 대응하도록 설정하는 수광 광학부를 더 포함할 수 있다.The displacement sensing apparatus according to one embodiment of the present invention may further include a light receiving optical unit configured to set the maximum light receiving angle with respect to the light source to correspond to the range of the observation object.

본 발명의 일측에 따르면 상기 관측 대상체의 광원으로부터 수신되는 광 신호의 방사 각도는 상기 관측 대상체에 포함된 발광용 광학부에 의하여 상기 수광 광학부의 최대 수광 각도보다 크게 설정하도록 제어할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the emission angle of the optical signal received from the light source of the observation object may be controlled to be set larger than the maximum light reception angle of the light reception optical unit by the light emitting optical unit included in the observation object.

본 발명의 일측에 따르면 상기 광 센서는 상기 펄스 신호를 감지하는 촬상 소자(image sensor)일 수 있다.According to one aspect of the invention the optical sensor may be an image sensor for sensing the pulse signal.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 상기 펄스 신호를 감지하는 디지털 촬상 소자(image sensor) 및 상기 변위 정보를 처리하는 중앙 처리부(CPU)를 더 포함할 수 있다.The displacement sensing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a digital image sensor for detecting the pulse signal and a central processing unit (CPU) for processing the displacement information.

본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 대상 장치는 관측 대상체에 위치하여 상기 관측 대상체의 변위에 따라 움직이는 광원을 펄스로 구동하며, 펄스 구동 신호를 발생하는 펄스 구동부 및 상기 펼스 구동 신호가 포함된 광 신호를 변위 감지 장치로 전송하는 광원을 포함하고, 상기 광 신호를 변위 감지 장치로 전송하여 상기 변위 감지 장치에 의하여 자신의 변위 정보를 측정하도록 한다.Displacement sensing target device according to an embodiment of the present invention is a pulse driving unit for generating a pulse driving signal and pulse light driving the light source which is located in the observation object and moves according to the displacement of the observation object and the light including the pull drive signal It includes a light source for transmitting a signal to the displacement sensing device, and transmits the optical signal to the displacement sensing device to measure its displacement information by the displacement sensing device.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치는 상기 펄스 구동 동기 신호를 무선으로 송신하는 무선 송신부를 더 포함할 수 있다.Displacement detection target device according to an aspect of the present invention may further include a wireless transmission unit for transmitting the pulse driving synchronization signal wirelessly.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치는 상기 관측 대상체와 상기 변위 감지 장치의 광학적 정렬 맞춤에 가용되는 가시광대 레이저를 더 포함할 수 있다.The displacement sensing target device according to an embodiment of the present invention may further include a visible light laser that is available for optical alignment between the observation object and the displacement sensing device.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치는 태양전지, 축전지, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 광원 및 상기 펄스 구동부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.Displacement detection target device according to one side of the present invention may further include a power supply for supplying power to the light source and the pulse driving unit using any one or more of a solar cell, a storage battery, a battery or an external power line.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치는 상기 광원으로부터 방사되는 광 신호의 방사 각도를 상기 변위 측정 장치의 최대 수광 각도보다 크게 설정하는 송신 광학부를 더 포함할 수 있다.The displacement sensing target device may further include a transmission optical unit configured to set an emission angle of the optical signal emitted from the light source to be greater than a maximum light reception angle of the displacement measurement device.

본 발명의 일측에 따르면 상기 광원은 결맞지 않은 (incoherent) 빛을 발광 할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the light source may emit incoherent light.

본 발명의 일측에 따르면 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.According to one aspect of the invention the light source may be a light emitting diode (LED).

본 발명의 일측에 따르면 상기 광원은 시력 안전 영역에 대응하는 저출력 적외선 레이저 다이오드일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the light source may be a low power infrared laser diode corresponding to the vision safety region.

본 발명의 일실시예에 따르면 원거리 측정 감도가 좋고 비용을 줄일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the distance measurement sensitivity is good and the cost can be reduced.

본 발명의 일실시예에 따르면 변위 감지 대상 장치에 적절한 방사각을 가진 광원을 설치하여 반사판을 없애고 광원 신호가 관측 지점의 광 센서에서 직접 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by installing a light source having an appropriate radiation angle in the displacement sensing target device to eliminate the reflection plate, the light source signal can be measured directly by the optical sensor of the observation point.

본 발명의 일실시예에 따르면 적절한 방사각을 가진 결맞지 않은(incoherent) 광원이나 낮은 출력으로 퍼져나가는 적외선 레이저 광원을 이용한 광원 직접 조사형 원거리 변위 감지 장치를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a light source direct irradiation type long-distance displacement sensing device using an incoherent light source having an appropriate radiation angle or an infrared laser light source spreading at a low output.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치로서 초기 설치시 광학계 정렬을 위한 가시광대 레이저 광원을 포함한 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 신호 재생부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 신호 재생에 의한 펄스 신호 복원부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 일측에 따른 변위 감지부에 포함된 광학계에 의한 측정 가능 범위의 예를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상장치의 광원과 광학계 구성의 방사각과 이동에 따른 변위 감지 영역의 예를 도시한 도면이다.
1 is a block diagram illustrating the configuration of a displacement sensing device and a displacement sensing target device according to an embodiment of the present invention.
2 to 3 are block diagrams illustrating configurations of a displacement sensing device and a displacement sensing target device according to another exemplary embodiment of the present invention.
4 to 6 are block diagrams illustrating a configuration including a visible light laser light source for aligning an optical system during initial installation as a displacement sensing device and a displacement sensing device according to another embodiment of the present invention.
7 is a block diagram illustrating a configuration of a synchronization signal reproducing unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating a configuration of a pulse signal recovery unit by synchronizing a signal according to another embodiment of the present invention.
9A to 9D are block diagrams illustrating a configuration of a displacement sensing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 to 11 are diagrams showing examples of a measurable range by the optical system included in the displacement sensing unit according to one side of the present invention.
12 to 13 are diagrams showing examples of a displacement sensing region according to a radiation angle and movement of a light source and an optical system configuration of a displacement sensing target device according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.On the other hand, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The terminology used herein is a term used for appropriately expressing an embodiment of the present invention, which may vary depending on the user, the intent of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a displacement sensing device and a displacement sensing target device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 3 are displacement sensing devices and displacement sensing target devices according to another embodiment of the present invention. It is a block diagram showing the configuration.

본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 장치(100)는 관측 대상체인 변위 감지 대상 장치(100’)로부터 발광되는 광 신호에 포함된 펄스 구동 동기 신호를 수신하는 광 센서(110), 광 센서(110)의 신호를 이용하여 상기 펄스 구동 동기 신호를 재생하는 동기 신호 재생부(120) 및 상기 재생되는 펄스 구동 동기 신호를 기반으로 광센서(110)에 수신된 광 신호의 위치 상태를 감지하여 관측 대상체인 변위 감지 대상 장치(100’)에 대한 변위 정보를 측정하는 변위 감지부(130)로 구성된다.Displacement sensing device 100 according to an embodiment of the present invention is an optical sensor 110, an optical sensor for receiving a pulse driving synchronization signal included in the optical signal emitted from the displacement detection target device (100 ') that is an observation object ( The position signal of the optical signal received by the optical sensor 110 is observed based on the synchronous signal reproducing unit 120 reproducing the pulse driving synchronous signal using the signal of the 110 and the regenerated pulse driving synchronous signal. It is composed of a displacement detection unit 130 for measuring the displacement information for the displacement detection target device (100 ') that is an object.

본 발명의 일실시예에 따른 변위 감지 대상 장치(100’)는 변위 감지 대상체(관측 대상체)에 설치된 펄스 신호를 발생하는 펄스 구동부(160) 및 상기 펼스 신호가 포함된 광을 변위 감지 장치(100)로 전송하는 광원(150)로 구성되며, 상기 펄스 구동 동기 신호를 변위 감지 장치(100)로 전송하여 변위 감지 장치(100)에 의하여 자신의 변위 정보를 측정하도록 한다. Displacement sensing target device 100 ′ according to an embodiment of the present invention is a pulse driving unit 160 for generating a pulse signal installed on the displacement sensing object (observation object) and the light containing the pull signal displacement sensor 100 The light source 150 transmits the pulse driving synchronization signal to the displacement sensing device 100 to measure its displacement information by the displacement detecting device 100.

본 발명의 일실시예에 따르면, 변위 감지 장치(100)로부터 거리 D 만큼 떨어진 변위 감지 대상 장치(100’)는 외부에서 들어오는 잡음 광 신호와 구별하기 위해 광원 신호에 일정한 패턴의 펄스 모드로 구동함으로써, 상기 펄스 구동 동기 신호를 발생할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the displacement sensing target device 100 ′ separated by the distance D from the displacement sensing device 100 is driven in a pulse pattern of a predetermined pattern on the light source signal to distinguish it from the noise light signal coming from the outside. The pulse driving synchronization signal may be generated.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 변위 감지 대상 장치(100’)에 고정된 광원으로부터 전송되는 펄스 신호를 인지할 수 있는 광 센서(110), 예를 들어, 광 위치 센서(PSD; position sensitive detector)를 통하여 수신하고, 변위 감지부(130)를 이용하여 관측 대상체, 즉 변위 감지 대상 장치(100’)의 변위 정보를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 1, the displacement sensing device 100 according to an embodiment of the present invention may include an optical sensor 110 capable of recognizing a pulse signal transmitted from a light source fixed to the displacement sensing target device 100 ′, for example. The optical signal may be received through a position sensitive detector (PSD), and the displacement information of the observation object, that is, the displacement detection target device 100 ′ may be measured using the displacement detector 130.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 태양전지, 축전기, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 전원을 공급하는 전원 공급부를 구성할 수 있다.Displacement sensing apparatus 100 according to one side of the present invention may comprise a power supply for supplying power using any one or more of a solar cell, a capacitor, a battery or an external power line.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치(100’)는 태양전지, 축전지, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 전원을 공급하는 전원 공급부를 구성할 수도 있다. The displacement sensing target device 100 ′ according to an embodiment of the present invention may configure a power supply unit supplying power using at least one of a solar cell, a storage battery, a battery, or an external power line.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 광원에 대한 최대 수광 각도를 상기 관측 대상체의 범위에 대응하도록 설정하는 수광 광학부(140)를 구성할 수도 있다. The displacement sensing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may configure the light receiving optical unit 140 that sets the maximum light receiving angle with respect to the light source to correspond to the range of the observation object.

예를 들어, 본 발명의 일측에 따르면 수광 광학부(140)는 광원 자체 변위에도 불구하고 광 센서(110)를 통하여 상기 광 신호를 잘 인식할 수 있도록 수신 감도가 충분한 적절한 방사각을 가지는 광학계로 구성할 수 있다.For example, according to one side of the present invention, the light receiving optical unit 140 is an optical system having an appropriate radiation angle with sufficient reception sensitivity so that the optical signal can be well recognized through the optical sensor 110 despite the light source itself displacement. Can be configured.

본 발명의 일측에 따른 수광 광학부(140)는 변위 감지 대상 장치(100’)의 주어진 범위 안의 광원으로부터 발신되는 상기 광 신호가 광원 자체의 변위에도 불구하고 광 센서(110)에서 충분한 광량으로 수신이 가능하고 정밀 변위 측정에 필요한 충분한 분해능이 유지될 수 있는 광학계로 구성하는 것이 바람직하다.The light receiving optical unit 140 according to one aspect of the present invention receives the optical signal transmitted from the light source within a given range of the displacement sensing target device 100 ′ with a sufficient amount of light from the optical sensor 110 despite the displacement of the light source itself. It is desirable to construct an optical system that is capable of this and that can maintain sufficient resolution for precise displacement measurements.

본 발명의 일측에 따르면, 변위 감지 대상 장치(100’)의 광원으로부터 발신되는 광의 방사 각도는 상기 수광 광학부의 최대 수광 각도보다 크게 설정될 수 있다.According to one side of the present invention, the radiation angle of the light transmitted from the light source of the displacement detection target device 100 ′ may be set larger than the maximum light receiving angle of the light receiving optical unit.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치(100’)는 광원(150)으로부터 방사되는 광의 방사 각도를 변위 측정 장치(100)의 최대 수광 각도보다 크게 설정하는 송신 광학부를 더 포함할 수 있다.The displacement sensing target device 100 ′ according to an embodiment of the present invention may further include a transmission optical unit configured to set an emission angle of light emitted from the light source 150 to be greater than a maximum light reception angle of the displacement measurement device 100.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 상기 감지된 변위 정보를 원격 감시를 위한 외부 관측기기로 알려 주는 통신부를 더 포함할 수도 있다. Displacement detection device 100 according to one side of the present invention may further include a communication unit for informing the detected displacement information to the external observation device for remote monitoring.

본 발명의 일측에 따르면 상기 펄스 구동 동기 신호를 감지하는 촬상 소자(image sensor)를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention may further include an image sensor for sensing the pulse driving synchronization signal.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 광원의 펄스 신호를 별도의 광검출기를 통하여 상기 펄스 구동 동기 신호를 재생하는 회로와 감지된 변위 정보를 원격 감시를 위한 외부 관측기기로 알려 주는 통신부를 더 포함할 수도 있다.2, the displacement detection apparatus 100 according to one side of the present invention is a circuit for reproducing the pulse drive synchronization signal and a sensed displacement information for remote monitoring the pulse signal of the light source through a separate photodetector It may further include a communication unit for informing the observation device.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 상기 펄스 신호를 수신하여 동기 신호 재생부(210)에 입력하는 별도의 광 검출기(220)를 하나 이상 구성할 수 있으며, 예를 들어, 광 신호 수신 모듈을 별도 구성하여 상기 펄스 신호를 수신하고, 신호 컴바인너(230)를 이용하여 수신된 펄스 신호들을 수집하여 동기 신호 재생부(210)로 전송할 수 있다.Displacement detection apparatus 100 according to one side of the present invention may configure one or more separate photo detector 220 for receiving the pulse signal and input to the synchronization signal regeneration unit 210, for example, an optical signal The receiving module may be separately configured to receive the pulse signal, and may collect the received pulse signals using the signal combiner 230 and transmit the received pulse signals to the synchronization signal reproducing unit 210.

본 발명의 일측에 따르면, 변위 감지 장치(100)는 광 검출기(220)의 검출 신호로부터 상기 펄스 구동 동기 신호를 재생하여 광 센서의 신호를 필터링하는데 활용할 수 있다.According to one side of the present invention, the displacement sensing device 100 may be used to filter the signal of the optical sensor by reproducing the pulse driving synchronization signal from the detection signal of the photo detector 220.

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 장치(100)는 필터링된 광 센서의 신호로부터 변위 감지부와 소프트웨어에 의해 측정된 변위 정보를 자체적 표시하고, 원격 감지를 위해 통신부를 통해 중앙 서버에 관련 정보를 전달할 수도 있다.According to one aspect of the present invention, the displacement detection apparatus 100 may display the displacement information measured by the displacement detection unit and the software itself from the signal of the filtered optical sensor, and transmit related information to the central server through the communication unit for remote sensing. It may be.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치(100’)는 상기 펄스 구동 동기 신호를 무선으로 송신하는 무선 송신부(310)를 이용하여 상기 펄스 구동 동기 신호를 변위 감지 장치(100)로 전송할 수 있다. Referring to FIG. 3, the displacement sensing target device 100 ′ according to an embodiment of the present invention uses the wireless transmission unit 310 for wirelessly transmitting the pulse driving synchronization signal to transmit the pulse driving synchronization signal to the displacement sensing device 100. ) Can be sent.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)는 관측 대상체, 즉 변위 감지대상 장치(110’)에 구성된 무선 송신부(310)로부터 전송되는 상기 펄스 구동 동기 신호를 무선 수신부(320)를 통하여 수신하여 동기 신호 재생부(210)에 입력할 수도 있다.Displacement sensing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention receives the pulse driving synchronization signal transmitted from the wireless transmitter 310 configured in the observation object, that is, displacement detection target device 110 'through the wireless receiver 320 It may be input to the synchronization signal reproducing unit 210.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치(100)와 변위 감지대상 장치(110’)는 변위 감지대상 장치(110’)의 무선 송신부(310)를 통해 상기 펄스 구동 동기 신호를 보내고, 변위 감지 장치(100)의 무선 수신부(320)를 통하여 수신하여 별도의 동기 신호 재생부를 사용하지 않고 단지 위상 보정을 통해 직접 변위 감지 과정을 거쳐 변위 정보 획득에 사용될 수도 있다.The displacement sensing device 100 and the displacement sensing target device 110 ′ according to the present invention transmit the pulse driving synchronization signal through the wireless transmission unit 310 of the displacement sensing target device 110 ′, and the displacement sensing device ( Received through the wireless receiver 320 of the 100 may be used to acquire the displacement information through a direct displacement detection process through phase correction only without using a separate synchronization signal regenerator.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 감지 장치 및 변위 감지 대상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.4 to 6 are block diagrams illustrating the configuration of a displacement sensing device and a displacement sensing target device according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 대상 장치(100’)는 가시광대 레이저(410)를 추가로 이용하여 상기 변위 감지대상 장치(110’)와 변위 감지 장치(100) 간의 광학적 정렬을 맞추는 기능을 포함할 수 있다.4 to 6, the displacement sensing target device 100 ′ according to an embodiment of the present invention further uses the visible light laser 410 to detect the displacement sensing target device 110 ′ and the displacement sensing device 100. ) To include an optical alignment between

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 대상 장치(100’)는 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 구성에 가시광대 레이저(410), 예를 들어, 가시광대 파장의 직진성이 있는 광 정렬용 레이저를 구성함으로써, 연속 또는 펄스 구동이 가능하고 초기 설치시에 광 정렬을 위해서만 동작이 가능하다.According to one aspect of the present invention, the displacement sensing target device 100 ′ comprises a visible light laser 410 in the configuration shown in FIGS. 1 to 3, for example, a light alignment laser having a linearity of visible light wavelength. This allows continuous or pulsed drive and operation only for light alignment at initial installation.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 신호 재생부의 구성을 도시한 블록도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 신호 재생부의 구성을 도시한 블록도이다.7 is a block diagram showing a configuration of a synchronization signal reproducing unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a synchronization signal reproducing unit according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일측에 따르면 동기 신호 재생부(700)는 상기 펄스 신호의 위상을 검출하는 위상 검출부(710), 상기 펄스 신호의 위상을 증폭하는 제1 증폭부(720), 상기 증폭된 펄스 신호로부터 동기 신호를 필터링하는 루프 필터(730) 및 상기 필터링된 펄스 구동 동기 신호를 재생하는 오실레이터(740), 상기 오실레이터 신호의 일 부분을 위상검출부로 피드백하는 피드백 루프 (feedback loop), 상기 오실레이터 신호를 출력하는 단자로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, according to one side of the present invention, the synchronization signal reproducing unit 700 may include a phase detector 710 detecting a phase of the pulse signal, a first amplifier 720 amplifying the phase of the pulse signal, A loop filter 730 for filtering a synchronous signal from the amplified pulse signal, an oscillator 740 for regenerating the filtered pulse driving synchronous signal, and a feedback loop for feeding back a portion of the oscillator signal to a phase detector. The terminal may be configured to output the oscillator signal.

본 발명의 일측에 따르면 오실레이터(740)는 전압 제어 오실레이터(VCO; voltage controlled oscillator)를 예로 들 수 있다.According to an aspect of the present invention, the oscillator 740 may include a voltage controlled oscillator (VCO).

도 8을 참조하면, 본 발명의 일측에 따르면 펄스신호 복원부(800)는 상기 동기 신호 재생부에서 오실레이터에 의하여 재생되는 펄스 구동 동기 신호와 상기 광 센서로부터 수신된 펄스 구동 동기 신호를 이용하여 펄스 신호를 복원하는 신호 결정부(810)를 추가로 구성할 수도 있다.Referring to FIG. 8, according to one side of the present invention, the pulse signal recovery unit 800 uses a pulse driving synchronization signal reproduced by an oscillator in the synchronization signal reproducing unit and a pulse driving synchronization signal received from the optical sensor. The signal determiner 810 may be further configured to recover a signal.

본 발명의 일측에 따르면 동기 신호 재생부는 수신된 광 신호로부터 위상을 추출하고 필터링 한 후 오실레이터로 상기 펄스 구동 동기 신호를 재생하고, 최초 송신단에서의 펄스 구동 동기 신호를 복원할 수 있다.According to one aspect of the present invention, after extracting and filtering a phase from the received optical signal, the synchronization signal reproducing unit reproduces the pulse driving synchronization signal with an oscillator, and restores the pulse driving synchronization signal at the first transmitting end.

본 발명의 일측에 따르면 펄스신호 복원부는 상기 펄스 구동, 펄스 구동 동기신호 재생 및 펄스 구동 동기 신호 복원 회로의 동작 속도가 외부 잡음 광 신호와 구분하는 속도 정도로 작동하므로, 별도의 위상 보정 없이도 사용 가능하다.According to an aspect of the present invention, since the pulse signal recovery unit operates at the speed at which the pulse driving, pulse driving synchronizing signal regeneration, and pulse driving synchronizing signal reconstruction circuits are distinguished from external noise optical signals, they can be used without additional phase correction. .

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 변위 감지부의 구성을 도시한 블록도들이다.9A to 9D are block diagrams illustrating a configuration of a displacement sensing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지부는 상기 광센서에서 감지된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부(910), 상기 재생되는 펄스 구동 동기 신호에 대비하여 상기 디지털 신호로 변환된 펄스 신호를 필터링하는 디지털 필터(920), 상기 필터링된 디지털 신호를 증폭하는 제2 증폭부(930) 및 상기 증폭된 디지털 신호를 기반으로 변위를 감지하는 중앙 처리부(940)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9A, a displacement sensing unit according to an embodiment of the present invention converts a signal detected by the optical sensor into a digital signal, and converts the digital signal in preparation for the reproduced pulse driving synchronization signal. And a digital filter 920 for filtering the pulsed pulse signal, a second amplifier 930 for amplifying the filtered digital signal, and a central processing unit 940 for detecting displacement based on the amplified digital signal. .

본 발명의 일측에 따르면 중앙 처리부(940)는 타겟 광원의 위치 정보를 자체 단말기의 표시부에 표시하거나 원격 감지를 위하여 통신부를 통해 중앙 서버로 신호를 전송할 수도 있다.According to one side of the present invention, the central processing unit 940 may display the location information of the target light source on the display unit of its own terminal or transmit a signal to the central server through the communication unit for remote sensing.

본 발명의 일측에 따르면 상기 도 9a의 구도에서 디지털 신호를 증폭하는 제2 증폭부(930)가 없이 상기 디지털 필터(920)로 필터링된 디지털 신호를 중앙 처리부(940)에 직접 보내 변위 감지 대상 장치의 변위를 측정할 수도 있다.According to an aspect of the present invention, without the second amplifying unit 930 for amplifying the digital signal in the composition of FIG. 9A, the digital signal filtered by the digital filter 920 is directly sent to the central processing unit 940. The displacement of can also be measured.

도 9b를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지부는 상기 광 센서에서 감지된 신호를 광 증폭기(930)을 거쳐 2개로 신호로 나뉘어져 하나는 동기 신호 재생부(700)에 의해 동기 신호가 재생이 되고, 다른 하나는 신호 변환부(910)을 거쳐 디지털 신호로 변환되고 디지털 필터(920)에서 재생된 동기 신호에 따른 신호 필터링이 된 후 중앙 처리부 (940)에서 변위 정보가 감지될 수도 있다.Referring to FIG. 9B, the displacement detection unit according to one side of the present invention divides the signal detected by the optical sensor into two signals through the optical amplifier 930, and one of them reproduces the synchronization signal by the synchronization signal regeneration unit 700. The other is converted into a digital signal through the signal converter 910 and the signal is filtered according to the synchronization signal reproduced by the digital filter 920, the displacement information may be detected by the central processing unit 940.

도 9c를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지부는 상기 광센서(110)에서 감지된 신호를 광증폭기(930)을 거쳐 2개로 신호로 나뉘어져 하나는 펄스 신호 복원부(800)에 의해 펄스 신호가 재생이 되고, 다른 한 신호는 직접 중앙 처리부 (940)에서 입력되어 펄스 신호와 동기화 된 신호를 기반으로 변위 감지 대상 장치의 변위 정보가 인식이 될 수도 있다.Referring to FIG. 9C, the displacement sensing unit according to one side of the present invention is divided into two signals through the optical amplifier 930 and the signal detected by the optical sensor 110, and one is pulsed by the pulse signal recovery unit 800. The signal is reproduced, and the other signal may be directly input from the central processing unit 940 and the displacement information of the displacement sensing target device may be recognized based on a signal synchronized with the pulse signal.

도 9d를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지부는 상기 광센서(110)로 디지털 촬상(image) 센서를 사용하여 감지된 신호를 직접 중앙 처리부 (940)에서 입력하여 변위 감지 대상 장치의 변위 정보가 인식이 될 수도 있다.Referring to FIG. 9D, the displacement detection unit according to an embodiment of the present invention directly inputs a signal sensed using the digital image sensor to the optical sensor 110 from the central processing unit 940 to displace the displacement detection target device. Information may be recognized.

도 10 내지 도 11은 본 발명의 일측에 따른 변위 측정 범위의 예를 도시한 도면이다.10 to 11 are diagrams showing an example of a displacement measurement range according to one side of the present invention.

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 장치로는 광 센서를 이용하고 광원으로는 직진성이 강한 레이저 빔을 사용할 때 변위 측정 범위가 제한될 수도 있다.According to one aspect of the present invention, the displacement measuring range may be limited when using a light sensor as a displacement sensing device and a laser beam having a strong straightness as a light source.

본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 도 10에 도시된 바와 같이 타겟 상의 광 신호 위치가 광 센서와 중앙에서 정렬될 수도 있고, 도 11에 도시된 바와 같이 광 센서의 수광 광학부의 직경 2R 의 범위 내에 변위가 일어나면 관측이 가능하다.In the displacement sensing device according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 10, the position of the optical signal on the target may be aligned with the optical sensor in the center, and as shown in FIG. 11, the diameter of the light receiving optical unit of the optical sensor is in the range of 2R. Observations can be made if a displacement occurs in the chamber.

도 12 내지 도 13은 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 영역의 예를 도시한 도면이다.12 to 13 are diagrams showing examples of the displacement sensing region according to one side of the present invention.

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 장치는 일정한 방사각을 가진 광원을 사용하는 경우에 충분한 변위를 감지할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the displacement sensing device may detect sufficient displacement when using a light source having a constant radiation angle.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 변위 감지 장치는 광 센서 쪽에 설치된 수광 광학부의 최대 광 신호 입사 각도 θ는 관측하고자 하는 범위를 수용할 수 있는 각도로 설정을 하고, 변위 감지 대상 장치 쪽의 광원의 방사각 α 가 수신 입사 각도 θ 보다 크면 도 13에 도시된 바와 같이 관측 범위 내에서의 최대 변위에 대해서도 광신호의 수신이 가능하다.Referring to FIG. 12, in the displacement sensing apparatus according to one side of the present invention, the maximum optical signal incident angle θ of the light receiving optical unit installed at the optical sensor is set to an angle that can accommodate a range to be observed, and the displacement sensing target device side. If the radiation angle α of the light source is larger than the reception incidence angle θ, as shown in FIG. 13, the optical signal can be received even with respect to the maximum displacement within the observation range.

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 장치는 광원의 방사각 α 가 수신 입사 각도 θ 보다 크지 않은 경우, 광 센서에서의 수신 감도에 해당하는 광량을 제공할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the displacement sensing device may provide an amount of light corresponding to the reception sensitivity in the optical sensor when the radiation angle α of the light source is not greater than the reception incident angle θ.

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 대상 장치로부터의 타겟 위치 거리 D에 대해서 최대 관측 범위의 반경은

Figure 112011005253911-pat00001
로 결정될 수 있다.According to one side of the invention the radius of the maximum observation range for the target position distance D from the displacement sensing target device is
Figure 112011005253911-pat00001
. ≪ / RTI >

본 발명의 일측에 따르면 광원의 출력이 PL 인 경우 렌즈 상에서의 광 손실이 없고 광학부로 광 센서에 최대로 모이면 최대 조도량은 다음 수학식 1과 같이 결정될 수 있다. According to an aspect of the present invention, when the output of the light source is PL, there is no light loss on the lens and the maximum illumination intensity may be determined as shown in Equation 1 below when the light is collected at the optical sensor with the optical unit.

Figure 112011005253911-pat00002
Figure 112011005253911-pat00002

본 발명의 일측에 따르면 변위 감지 장치는 광학부에서의 광 손실과 광원 빛의 누설 등으로 광 센서에 조사되는 광량은 적을 수 있기 때문에, 광 센서의 최소 광 신호 감지도에 맞도록 광원의 출력과 방사각도를 결정하는 것이 바람직하다.According to one aspect of the present invention, since the amount of light irradiated to the optical sensor due to light loss in the optical unit and leakage of the light source from the optical unit may be small, the output of the light source may be adjusted to match the minimum optical signal detection degree of the optical sensor. It is desirable to determine the angle of radiation.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 변위 감지 장치 100’: 변위 감지 대상 장치
110: 광 센서 120: 동기 신호 재생부
130: 변위 감지부 140: 수광 광학부
150: 광원 및 광학계 모듈 160: 펄스 구동부
210: 동기 신호 재생 회로 220: 광검출기
230: 신호 컴바인너 (신호 결합기) 310: 무선 송신부
320: 무선 수신부 410: 정렬용 가시광 레이저
700: 동기신호 재생부 710: 위상 검출부
720: 제1증폭부 730: 루프 필터
740: 오실레이터 800: 펄스 신호 복원부
810: 신호결정부
100: displacement detection device 100 ': displacement detection target device
110: optical sensor 120: synchronization signal reproducing unit
130: displacement detection unit 140: light receiving optical unit
150: light source and optical module 160: pulse driver
210: sync signal regeneration circuit 220: photodetector
230: signal combiner (signal combiner) 310: wireless transmitter
320: wireless receiver 410: visible light laser for alignment
700: synchronization signal reproducing unit 710: phase detecting unit
720: first amplifier 730: loop filter
740: oscillator 800: pulse signal recovery unit
810: signal determining unit

Claims (21)

이격된 관측 대상체로부터 발광되는 광 신호의 위치 변화 및 상기 광 신호에 포함된 펄스 신호를 수신하는 광 센서;
상기 광 센서의 신호를 이용하여 상기 펄스 신호를 재생하는 동기 신호 재생부; 및
상기 재생되는 펄스 신호를 기반으로 상기 관측 대상체에 대한 변위 정보를 측정하는 변위 감지부
를 포함하는 변위 감지 장치.
An optical sensor configured to receive a change in position of an optical signal emitted from a spaced observation object and a pulse signal included in the optical signal;
A synchronization signal reproducing unit reproducing the pulse signal using the signal of the optical sensor; And
Displacement detector for measuring the displacement information on the observation object based on the reproduced pulse signal
Displacement detection device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 변위 감지부는,
상기 변위 정보를 송신하는 통신부를 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
The displacement detection unit,
Displacement detection device comprising a communication unit for transmitting the displacement information.
제1항에 있어서,
상기 펄스 신호를 수신하여 상기 동기 신호 재생부에 입력하는 하나 이상의 광 검출기
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
At least one photo detector which receives the pulse signal and inputs it to the synchronization signal reproducing unit
Displacement detection device further comprising.
제1항에 있어서,
상기 관측 대상체에 구성된 무선 송신부로부터 전송되는 상기 펄스 신호를 수신하는 무선 수신부
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
A wireless receiver for receiving the pulse signal transmitted from a wireless transmitter configured in the observation object
Displacement detection device further comprising.
제1항에 있어서,
태양전지, 축전기, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 전원을 공급하는 전원 공급부
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
Power supply unit that supplies power using any one or more of solar cells, capacitors, batteries or external power lines
Displacement detection device further comprising.
제1항에 있어서,
상기 동기 신호 재생부는,
상기 펄스 신호에 대한 위상 신호를 검출하는 위상 검출부;
상기 위상 신호를 증폭하는 제1 증폭부;
상기 증폭된 위상 신호를 필터링하는 루프 필터;
상기 펄스 신호를 재생하는 오실레이터;
상기 오실레이터에 의하여 재생되는 신호의 일부를 상기 위상 검출부로 피드백하는 피드백 루프(feedback loop); 및
상기 오실레이터에 의하여 재생되는 신호를 출력하는 출력 단자
를 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
The synchronization signal reproducing unit,
A phase detector for detecting a phase signal with respect to the pulse signal;
A first amplifier for amplifying the phase signal;
A loop filter for filtering the amplified phase signal;
An oscillator for reproducing the pulse signal;
A feedback loop for feeding back a part of the signal reproduced by the oscillator to the phase detector; And
An output terminal for outputting a signal reproduced by the oscillator
Displacement detection device comprising a.
제6항에 있어서,
상기 동기 신호 재생부는,
상기 오실레이터에 의하여 재생되는 펄스 신호와 상기 광 센서로부터 수신된 펄스 신호를 이용하여 펄스 신호를 복원하는 신호 결정부
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method according to claim 6,
The synchronization signal reproducing unit,
A signal determination unit for restoring a pulse signal by using the pulse signal reproduced by the oscillator and the pulse signal received from the optical sensor
Displacement detection device further comprising.
제1항에 있어서,
상기 변위 감지부는,
상기 재생되는 펄스 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
상기 디지털 신호로 변환된 펄스 신호를 필터링 하는 디지털 필터; 및
상기 디지털 신호를 기반으로 변위를 감지하는 중앙 처리부
를 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
The displacement detection unit,
A signal converter converting the reproduced pulse signal into a digital signal;
A digital filter for filtering the pulse signal converted into the digital signal; And
Central processing unit for detecting the displacement based on the digital signal
Displacement detection device comprising a.
제8항에 있어서,
상기 필터링된 디지털 신호를 증폭하는 제2 증폭부는,
상기 디지털 필터와 상기 중앙 처리부 사이에 구성되는 변위 감지 장치.
9. The method of claim 8,
A second amplifier for amplifying the filtered digital signal,
Displacement sensing device configured between the digital filter and the central processing unit.
제1항에 있어서,
광원에 대한 최대 수광 각도를 상기 관측 대상체의 범위에 대응하도록 설정하는 수광 광학부
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
A light receiving optical unit configured to set a maximum light receiving angle with respect to the light source to correspond to the range of the observation object.
Displacement detection device further comprising.
제10항에 있어서,
상기 관측 대상체의 광원으로부터 수신되는 광 신호의 방사 각도는,
상기 관측 대상체에 포함된 발광용 광학부에 의하여 상기 수광 광학부의 최대 수광 각도보다 크게 설정하도록 제어하는 변위 감지 장치.
The method of claim 10,
The emission angle of the optical signal received from the light source of the observation object,
And a control unit configured to set the light receiving optical unit included in the observation object to be larger than the maximum light receiving angle of the light receiving optical unit.
제1항에 있어서,
상기 광 센서는,
상기 펄스 신호를 감지하는 촬상 소자(image sensor)
인 것을 특징으로 하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
The optical sensor,
Image sensor for sensing the pulse signal
Displacement sensing device, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 펄스 신호를 감지하는 디지털 촬상 소자(image sensor); 및
상기 변위 정보를 처리하는 중앙 처리부(CPU)
를 더 포함하는 변위 감지 장치.
The method of claim 1,
A digital image sensor for sensing the pulse signal; And
Central processing unit (CPU) for processing the displacement information
Displacement detection device further comprising.
관측 대상체에 위치하여 상기 관측 대상체의 변위에 따라 움직이는 광원을 펄스로 구동하여, 펄스 구동 동기 신호를 발생하는 펄스 구동부; 및
상기 펄스 구동 동기 신호가 포함된 광 신호를 변위 감지 장치로 전송하는 광원
을 포함하고,
상기 광 신호를 변위 감지 장치로 전송하여 상기 변위 감지 장치에 의하여 자신의 변위 정보를 측정하도록 하는 변위 감지 대상 장치.
A pulse driver configured to generate a pulse driving synchronization signal by driving a light source positioned in an observation object and moving according to the displacement of the observation object with a pulse; And
A light source for transmitting an optical signal including the pulse driving synchronization signal to a displacement sensing device
Including,
Displacement detection target device for transmitting the optical signal to the displacement detection device to measure its own displacement information by the displacement detection device.
제14항에 있어서,
상기 펄스 구동 동기 신호를 무선으로 송신하는 무선 송신부
를 더 포함하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
Wireless transmission unit for wirelessly transmitting the pulse drive synchronization signal
Displacement detection target device further comprising.
제14항에 있어서,
상기 관측 대상체와 상기 변위 감지 장치의 광학적 정렬 맞춤에 가용되는 가시광대 레이저
를 더 포함하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
Visible light laser available for optical alignment of the object and the displacement sensing device
Displacement detection target device further comprising.
제14항에 있어서,
태양전지, 축전지, 건전지 또는 외부 전력선 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 광원 및 상기 펄스 구동부에 전원을 공급하는 전원 공급부
를 더 포함하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
Power supply unit for supplying power to the light source and the pulse driving unit using any one or more of a solar cell, a storage battery, a battery or an external power line
Displacement detection target device further comprising.
제14항에 있어서,
상기 광원으로부터 방사되는 광 신호의 방사 각도를 변위 측정 장치의 최대 수광 각도보다 크게 설정하는 송신 광학부
를 더 포함하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
Transmission optical unit for setting the radiation angle of the optical signal emitted from the light source larger than the maximum light receiving angle of the displacement measuring device
Displacement detection target device further comprising.
제14항에 있어서,
상기 광원은
결맞지 않은 (incoherent) 빛을 발광하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
The light source
Displacement sensing target device that emits incoherent light.
제14항에 있어서,
상기 광원은,
LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
The light source is
Displacement detection target device, characterized in that the light emitting diode (LED).
제14항에 있어서,
상기 광원은,
시력 안전 영역에 대응하는 저출력 적외선 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 변위 감지 대상 장치.
15. The method of claim 14,
The light source is
Displacement detection target device, characterized in that the low-power infrared laser diode corresponding to the eye safety area.
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