KR101217834B1 - 자가 캘리브레이션 기능을 갖는 광 수신 기기 - Google Patents

자가 캘리브레이션 기능을 갖는 광 수신 기기 Download PDF

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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver

Abstract

자가 캘리브레이션 기능을 갖는 광 수신 기기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신 기기는 광 송신 기기로부터 전송된 광 신호를 수신하고 상기 수신된 광 신호에 대한 전기적 신호를 출력하는 광 수신부; 상기 광 송신 기기로부터 전송된 상기 광 신호를 이용하여 전력을 생성하는 전력 생성부; 상기 광 수신부로부터 출력되는 상기 전기적 신호와 기 설정된 복수의 비교값들을 이용하여 상기 전기적 신호의 기 설정된 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정하는 캘리브레이션부; 상기 캘리브레이션부에 의해 결정된 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값으로부터 생성된 기준값을 이용하여 상기 광 신호에 포함된 제어정보를 추출하는 제어정보 추출부; 및 상기 제어정보 추출부에 의해 추출된 상기 제어정보에 해당하는 기능을 수행하는 기능 수행부를 포함함으로써, 수신된 데이터의 분석 정확도를 향상시키고, 칩 제조 시 어셈블리 과정을 최소화할 수 있다.

Description

자가 캘리브레이션 기능을 갖는 광 수신 기기 {OPTICAL RECEIVING DEVICE WITH SELF-CALIBRATION}
본 발명은 광 수신 기기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전력과 데이터를 한 채널을 통해 광 신호로 수신하고, 수신된 광 신호를 이용한 자가 캘리브레이션 (self-calibration)을 통해 제어정보를 정확하게 수신하여 해당 제어정보에 대한 동작을 수행하는 수동형 무선 광 수신 기기에 관한 것이다.
특정 정보를 수집하는 센서, 특정 정보를 저장하고 있는 태그 예를 들어, RFID 태그 등은 배터리의 내장 여부에 따라 수동형과 능동형으로 구분될 수 있다.
능동형 예를 들어, 능동형 RFID 태그는 자체에 배터리가 내장되어 있는 RFID 태그로서, 무선 주파수(RF) 신호를 통해 소정의 단말장치로부터 제공되는 제1 신호에 반응하여 신호에 대응하는 응답신호를 송출하는 트랜스폰더(Transponder) 기능 이외에 자체 배터리에 의해 제2 신호를 외부로 송출하는 기능을 구비한다.
이런 능동형 RFID 태그는 계층적 구조를 갖는 RFID 시스템에 이용되거나, USN(Ubiquitous Sensor Network) 시스템에 이용되는 장점이 있지만, 수동형 RFID 태그에 비해 제작단가가 비싸고, 배터리 내장을 위해 부피가 크며, 배터리 수명이 다한 경우 능동형 RFID 태그의 기능을 상실하는 문제점을 가지고 있다.
수동형 예를 들어, 수동형 RFID 태그는 자체에 배터리가 구비되지 않은 RFID 태그로서, 상술한 트랜스폰더 기능만을 수행하지만, 안테나와 트랜스폰더 기능을 수행하기 위한 전자 회로만으로 이루어지기 때문에 능동형 RFID 태그에 비해 제조 단가가 저렴하고, 소형화시킬 수 있는 이점이 있다.
하지만, 이런 수동형 기기는 소형화시킬 수 있다는 장점이 있는 반면 외부 기기로부터 전송된 신호를 통해 전원이 생성되면 기 저장된 정보를 외부 기기로 제공하거나 기 설정된 동작만을 수행하기 때문에 그 기능이 제한될 수 밖에 없다.
따라서, 외부에서 입력되는 제어신호를 분석하여 그 기능을 수행할 수 있는 수동형 소형 기기의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 전력과 데이터를 한 채널을 통해 수신하여 태그 제조 시 어셈블리 과정을 최소화하고, 자가 캘리브레이션 기능을 통해 수신된 데이터를 분석하는데 있어서 정확도를 향상시켜 정확한 기능 또는 동작을 수행할 수 있는 수동형 무선 광 수신 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태그 제조 시 어셈블리 과정을 최소화함으로써, 기기의 크기를 최소화시킬 수 있는 수동형 무선 광 수신 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 요청받은 기능을 수행하고, 이에 대한 결과를 광 송신 기기로 제공할 수 있는 수동형 무선 광 수신 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신 기기는 광 송신 기기로부터 송신된 광파를 수신하고 상기 수신된 광파 입력에 대한 전기적 신호를 출력하는 광 수신부; 상기 광파 입력으로부터 칩 구동에 필요한 전력을 생성하는 전력 생성부; 상기 광 수신부로 수신된 상기 광 신호에 대한 전기적 신호와 기 설정된 복수의 비교값들을 이용하여 상기 광 신호에 대한 전기적 신호의 기 설정된 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정하는 캘리브레이션부; 상기 캘리브레이션부에 의해 결정된 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값을 이용하여 상기 광 신호에 포함된 제어정보를 추출하는 제어정보 추출부; 및 상기 제어정보 추출부에 의해 추출된 상기 제어정보에 해당하는 기능을 수행하는 기능 수행부를 포함할 수 있다.
상기 제어정보 추출부는 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값을 이용하여 상기 제어정보에 대한 논리값을 추출할 수 있다. 상기 제어정보의 논리값(0 또는 1)은 상기 제1 레벨값과 제2 레벨값의 다양한 변조방식을 통한 심벌로 구현할 수 있으며, 펄스 폭 변조(PWM)는 그 중 편리하게 적용할 수 있는 일례가 된다.
상기 제어정보 추출부는 캘리브레이션 단계가 종료되면, 캘리브레이션된 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값을 통하여 적절한 복조방식으로 제어정보를 추출할 수 있다.
상기 광 수신부는 상기 광 송신 기기로부터 송신된 적외선 신호를 수신할 수 있다.
상기 광 수신 기기는 상기 전력 생성부에 의해 생성된 전력이 일정 기준에 도달하는 동안 초기화되고, 이어서 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값의 캘리브레이션을 실행하고, 이어서 제어정보를 포함하는 광신호를 수신할 수 있다.
나아가, 수동형 무선 광 수신 기기는 상기 기능 수행부에 의해 수행된 결과를 상기 광 송신 기기로 제공하는 결과 제공부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력과 제어정보를 포함하는 데이터를 한 채널을 통해 수신하고, 이를 통해 태그 제조 시 어셈블리 과정을 최소화시킬 수 있기 때문에 기기의 크기를 최소화시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 자가 캘리브레이션 기능을 이용하여 광 송신 기기로부터 수신되는 광 신호에 포함된 제어정보의 추출 정확성을 향상시킬 수 있기 때문에 해당 기능을 정확하게 수행할 수 있고, 제어정보를 추출할 수 있기 때문에 복수의 기능을 탑재할 수도 있다.
또한, 본 발명은 기기의 크기를 최소화시키는 것이 가능하고, 기기에 다양한 기능을 탑재할 수 있기 때문에 소형과 다양한 기능을 요구하는 분야에 적용하여 수익성을 높일 수 있다. 예컨대, 의학 분야에서 신체 내부 장기 부분에 기기를 설치하고 내시경 등으로 광 신호를 전송하여 기기에서 해당 장기에 대한 정보를 제공받음으로써, 광범위한 의료 분야에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신 기기를 설명하기 위한 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 광 수신 기기에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 초기화부터 캘리브레이션 기능을 수행하는 기간의 입력 광 신호에 대한 파형의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 초기화부터 캘리브레이션 기능을 수행하는 기간의 도 2에 도시된 수신부의 레지스터에 나타나는 비교값들에 대한 파형의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 제어정보 추출부에서 데이터를 추출하는 방식에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자가 캘리브레이션 기능을 갖는 광 수신 기기를 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신 기기를 설명하기 위한 시스템을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 시스템은 광 송신 기기(100)와 광 수신 기기(200)를 포함한다.
광 송신 기기(100)는 광 수신 기기(200)로 광 신호 예를 들어, 적외선(IR) 신호를 출력하여 광 수신 기기(200)에 전력을 제공하고, 광 수신 기기(200)가 전력에 의해 정상화되면 광 수신 기기(200)에서 자가 캘리브레이션을 수행할 수 있도록 기 설정된 패턴을 갖는 광 신호를 제공하며, 광 수신 기기(200)에서 자가 캘리브레이션이 완료되면 광 수신 기기(200)의 기능을 제어하기 위한 제어정보를 광 신호에 포함시켜 광 수신 기기(200)로 전송한다.
이때, 광 송신 기기(100)는 광 수신 기기(200)로 전송하는 광 신호는 광 수신 기기(200)에서 전력으로 사용하기 위한 전력과 제어정보, 패턴, 시작 알림 정보 등의 데이터를 포함하는 것이 바람직하고, 전력과 데이터는 동일한 광파를 통해 광 수신 기기(200)로 전송될 수 있다.
또한, 광 송신 기기(100)는 광 수신 기기(200)에서 광 신호를 이용하여 전력을 지속적으로 생성할 수 있도록 일정 레벨 이상의 광파 에너지가 지속적으로 전달되는 것이 바람직하며, 광 수신 기기(200)로 데이터 전송 시 다양한 변조 방식 예를 들어, 펄스 폭 변조(PWM)로 인코딩된 데이터를 광 신호에 포함시켜 전송할 수도 있다.
물론, 광 송신 기기(100)와 광 수신 기기(200)간 데이터를 변조하는 방식은 PWM에 한정하는 것은 아니며, 본 발명에 적용할 수 있는 다양한 변조 방식을 사용할 수 있음은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 자명하다.
광 수신 기기(200)는 광 송신 기기(100)로부터 광 신호를 수신하고 수신된 광 신호를 이용하여 전력을 생성하며, 생성된 전력에 의해 기기가 초기화된 후, 이어서, 광 수신 기기에서(200) 수신된 광 신호의 세기를 파악하는 자가 캘리브레이션을 수행함으로써, 신호의 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정한다.
광 수신 기기(200)는 제1 레벨값과 제2 레벨값이 결정된 후 광 송신 기기(100)로부터 일정 시간 간격으로 순차적으로 수신되는 제어정보 예를 들어, 명령어를 제1 레벨값과 제2 레벨값을 이용하여 추출하고, 추출된 명령어에 해당하는 기능을 수행한다.
본 발명의 광 수신 기기(200)에서는 광 입력 신호에 상응하는 전기적 신호에 대한 제1 레벨값과 제2 레벨값이 결정된 후, PWM 방식 등으로 변조되어 논리값이 인코딩된 수신 신호로부터, 제1 레벨값과 제2 레벨값 그리고 복조방식을 이용하여 논리값을 복원하고, 제어정보를 추출한다.
물론, 광 수신 기기(200)는 수신 신호의 레벨을 판정함에 있어서 기 캘리브레이션된 제1 레벨값과 제2 레벨값의 산술적 중간값을 기준값으로 이용하여 결정할 수도 있다.
또한, 광 수신 기기(200)는 전력 제공으로 인한 기기의 정상화 여부, 캘리브레이션 기능 종료, 기능 수행 결과 등을 광 송신 기기(100)로 제공하기 위한 수단을 구비할 수 있다.
이런 본 발명의 광 수신 기기에 대해 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 광 수신 기기에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 광 수신 기기(200)는 광 수신부(210), 전력 생성부(220), 캘리브레이션부(230), 제어정보 추출부(240), 기능 수행부(250) 및 결과 제공부(260)를 포함한다.
광 수신부(210)는 광 송신 기기(100)로부터 전송된 광 신호를 수신하는 구성으로, 광 신호를 수신하여 이에 해당하는 전기적 신호로 변환하여 출력하는데, 광 수신부(210)로 수신되는 광 신호는 광 수신 기기(200)에 광파 에너지로서 전력을 제공하고, 광 수신 기기(200)를 제어하기 위한 제어정보(예를 들어, 명령어 정보) 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서 광 송신 기기(100)에서 광 수신 기기(200)로 전송하는 광파는, 관점에 따라 광 신호, 광 입력, 광파 에너지 등으로 다르게 호칭하기도 하나, 그 실체가 다른 것은 아니며 동일한 광파 전송을 의미한다.
이때, 광 수신부(210)의 구현 예로는 포토다이오드(photodiode), 포토트랜지스터(phototransistor) 등이 있을 수 있다.
광 송신 기기(100)가 전달하는 광파는 광 수신부(210)와 전력 생성부(220)에 동일하게 입사한다. 전력 생성부(220)는 광 송신 기기(100)로부터 수신되는 광파를 받아서 기기를 구동하는 전력을 생성한다. 전력 생성부(220)의 구현 예로는 포토볼타익-셀(photovoltaic cell, 광전지)가 있을 수 있으며, 구조나 원리 상 광 수신부(210)와 매우 유사하다. 강조하는 바, 광 수신부(210)와 전력 생성부(220)의 입력은 광 송신 기기(100)로부터 전송되는 동일한 광파이며, 광 수신부(210)와 전력 생성부(220)는 각각 신호와 전력이라는 다른 특성의 출력을 발생하도록 구분되어진 것이다.
광 수신 기기(200)는 전력 생성부(220)에 의해 생성되어 충전된 전력 값에 의한 초기화 시퀀스를 통해 기기를 정상화 한다. 광 송신 기기(100)는 초기충전에 필요한 충전시간보다 충분히 긴 시간 동안 제1 레벨에 해당하는 광파를 광 수신 기기(200)에 전송함으로써, 광 수신 기기(200)가 자체적으로 충전과 초기화 시퀀스를 완료하고, 충전과 초기화 시퀀스가 완료됨에 따라 발생하는 내부 신호에 의해 자체적으로 제1 레벨 캘리브레이션을 실시할 수 있다. 또는 충전과 초기화 시퀀스를 완료할 경우, 이에 대한 결과를 결과 제공부(260)를 통해 광 송신 기기(100)로 알려줌으로써, 초기화가 완료되었음을 광 송신 기기(100)에서 알 수 있다.
캘리브레이션부(230)는 기기가 정상화된 후 광 수신부(210)로부터 출력되는 기 설정된 패턴의 광 신호에 대한 전기적 신호와 기 설정된 복수의 비교값들을 이용하여 수신 신호 즉, 광 신호에 대한 전기적 신호의 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정한다.
즉, 광 송신 기기(100)는 광 수신 기기(200)의 작동에 요구되는 전력으로 전환 가능한 에너지의 광파를 항상 광 수신 기기(200)에 송신하고 있어야 한다. 따라서 광 신호의 제1 레벨과 제2 레벨은 모두 상기 에너지 이상의 광파에너지 레벨이어야 하고, 캘리브레이션부(230)는 이에 대한 부분을 캘리브레이션함으로써, 광 신호에 포함된 데이터의 논리값을 결정할 수 있도록 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정하기 위한 구성이다.
여기서, 캘리브레이션부(230)는 기 설정된 패턴에 대한 전기적 신호와 기 설정된 복수의 이진 비교값을 전기량(전압 혹은 전류)으로 전환시킨 것을 입력으로 하는 비교기 예를 들어, 푸쉬-풀 증폭기를 이용하여 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정할 수 있는데, 제1 레벨값과 제2 레벨값은 복수의 비교값들 중에서 선택될 수 있다.
캘리브레이션부(230)에 대한 동작을 도 3과 도 4를 참조하여 조금 더 설명한다. 도 3은 초기화 시퀀스 시점부터 캘리브레이션 시점에 이르기까지, 광 송신 기기로부터 전송되는 광 신호의 세기를 시간에 따라 파형으로 나타낸 것이다. 물론 상기 광 신호가 광 수신부(210)에 의해 전환된 전기적 신호의 파형 또한 이와 동일한 형태일 것이다. 도 4는 기 설정된 복수의 비교값들에 대해서 광 수신부(210)의 레지스터에 이진 숫자로서 나타나는 값이 순차적으로 증가하는 것을 개념적으로 도시한 것이다. 기 설정된 비교값들은 이진 숫자로서, 캘리브레이션 단계에서 상기 이진 비교값을 전류 혹은 전압과 같은 전기량으로 비례적으로 변환하여, 수신된 전기적 신호와 크기를 비교하는 비교기 동작을 실시한다. 비교기의 결과가 반전되는 시점의 비교값이 각각 제1 레벨값과 제2 레벨값으로 선택됨은 이미 기술한바 있다.
도 3과 도 4에서 제1 레벨이 제2 레벨에 비해 낮은 값을 갖는 것으로 그려지고 있으나, 이는 이해의 편의 상 일례를 든 것이며, 제1 레벨이 제2 레벨에 비해 높은 값을 가지도록 설정할 수도 있다.
광 수신 기기(200)에서는 초기화 시퀀스가 완료됨을 알리는 내부신호에 의해 캘리브레이션부(230)는 도 3에 도시된 것과 같이 제1 레벨의 광 신호에 대하여 제1 레벨 캘리브레이션을 실시한다. 기 설정된 시간 동안 제1 캘리브레이션이 완료되고, 광 송신 기기(100)는 제2 레벨의 광 신호를 전송하며, 광 수신 기기(200)에서는 제2 레벨 캘리브레이션을 실시한다.
제1 레벨의 광 신호가 입력되는 시간 동안(t1), 먼저 광 수신 기기(200)의 충전 및 초기화가 실시되고 이어서 캘리브레이션부(230)는 복수의 비교값들을 순차적으로 입력하여 복수의 비교값들 중에서 제1 레벨의 광 신호에 상응하는 전기적 신호에 해당하는 제1 레벨값(410)을 결정하고, 제2 레벨의 광 신호가 입력되는 시간 동안(t2) 복수의 비교값들을 다시 순차적으로 입력하여 복수의 비교값들 중에서 제2 레벨의 광 신호에 상응하는 전기적 신호에 해당하는 제2 레벨값(420)을 결정하는데, 비교기를 통해 출력되는 출력값이 반전되는 시점의 비교값을 각각 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값으로 결정하여 선택할 수 있다. 상기 선택된 제1 레벨값과 제2 레벨값은 해당 레지스터에 각각 저장되는데, 레지스터에 저장되는 값은 제1 레벨값과 제2 레벨값에 해당하는 레지스터의 비교값이 될 수도 있으며, 해당 레지스터의 비교값들에 대한 전류 혹은 전압과 같은 전기량이 될 수도 있다.
여기서, 제1 레벨의 광 신호가 입력되는 시간(t1)과 제2 레벨의 광 신호가 입력되는 시간(t2)은 복수의 비교값들을 모두 순차적으로 입력하여 비교된 출력을 얻을 수 있도록 충분하게 보장되는 것이 바람직하다. 제1 레벨의 광 신호가 입력되는 시간(t1)은 광 수신 기기(200)의 충전 및 초기화를 실시하는 시간을 포함하고 있다.
제1 레벨값과 제2 레벨값이 이러한 방식으로 결정되고 나면, 제1 레벨값과 제2 레벨값의 산술적 중간값을 생성하여 이후 광 수신부(210)에서 수신되는 신호를 제1 레벨 혹은 제2 레벨로 판단하는 기준값으로 삼게 된다. 즉, 이후 수신된 신호는 이 기준값과 비교하여 그 출력 결과에 따라 제1 레벨 혹은 제2 레벨을 판단하게 된다.
도 3과 도 4를 통해 알 수 있듯이, 상기 기 설정된 비교값들은 8비트로 표현하는 경우, 제1 레벨값과 제2 레벨값은 "255"와 "0" 사이에 각각 어떤 값이 될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 광파 입력은 광 수신 기기(200)의 전력을 제공해야 하므로, 제1 레벨 혹은 제2 레벨은 암흑상태 혹은 영(零) 에너지 상태가 되지는 않는다. 따라서, 제1 레벨값 혹은 제2 레벨값 중 어느 것도 "0"의 값을 가지지는 않는다. 또한, 광 신호의 세기, 광 수신부(210)의 광 신호에서 전기 신호로의 전환 특성 변동, 이진 비교값을 전기량으로 변환하는 장치의 특성 변동 등에 따라 상기 제1 레벨값 혹은 제2 레벨값은 시뮬레이션 등으로 미리 예상한 값과 차이가 클 수 있으므로, 기 설정된 비교값은 충분한 비트 디지트(digit)의 숫자를 사용하는 것이 바람직하다.
캘리브레이션에 충분한 tl과 th를 보장할 경우, 광 송신 기기(100)로의 별다른 피드백 혹은 인지전달(acknowledgement) 동작 없이 캘리브레이션 단계를 끝내고 칩의 본 동작인 제어신호 입력단계로 넘어갈 수 있다. 혹은 필요에 따라 캘리브레이션 기능이 완료되었음을 결과 제공부(260)를 통해 광 송신 기기(100)로 전송할 수도 다.
다시 도 2를 참조하면, 제어정보 추출부(240)는 캘리브레이션 완료 후 광 송신 기기(100)로부터 수신되는 제어정보 즉, 명령어 데이터를 추출하는 구성으로, 캘리브레이션부(230)에 의해 결정된 제1 레벨값과 제2 레벨값으로부터 생성된 기준값을 이용하여 입력신호의 레벨을 결정하고, 이 레벨의 변조상태, 즉 심벌로부터 논리값 1 또는 0을 추출할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 신호변조방식으로는 PWM 방식을 이용하여 심벌 0 또는 심벌 1을 구현하는 것이 적절하다.
이때, 제어정보 추출부(240)는 제1 레벨값과 제2 레벨값 그리고 적절한 신호복조방식(demodulation)을 이용하여 시작 알림 정보 내지는 입력 제어 신호를 판단할 수 있다.
이런 제어정보 추출부(240)에 대해 도 5를 참조하여 조금 더 상세히 설명한다.
도 5는 제어정보 추출부에서 데이터를 추출하는 방식에 대한 일 예를 나타낸 것으로 제어정보에 대한 데이터의 예를 나타낸 것이다.
제어정보 추출부(240)는 제1 레벨값과 제2 레벨값이 결정된 후 제1 레벨값과 제2 레벨값 그리고 PWM 방식을 이용하여 제어정보를 추출하는데, 제1 레벨값과 제2 레벨값을 구분하는 상기 기준값에 의해 레벨이 결정된 신호의 펄스 파형에 대해 PWM 방식으로 제어정보의 데이터("1" 또는 "0")를 결정한다.
도 5에서는 PWM 방식에 대해 펄스의 듀티 사이클이 50[%] 이하인 경우 데이터를 "0"으로 결정하고, 50[%] 보다 큰 경우 데이터를 "1"로 결정한 것으로, "1100"의 제어정보 데이터를 추출하는 것을 도시한 것이다. 물론, 데이터를 결정하는 듀티 사이클은 상황에 따라 변경될 수 있다는 것을 인지하여야 한다.
다시 도 2를 참조하여, 기능 수행부(250)는 제어정보 추출부(240)에 의해 추출된 제어정보에 해당하는 기능을 수행한다.
즉, 기능 수행부(250)는 광 수신 기기에 복수의 기능이 구비된 경우 복수의 기능 중 제어정보 추출부(240)에 의해 추출된 제어정보에 해당하는 기능을 수행한다. 일반적으로 기능 수행부(250)는 정보처리를 위한 논리회로 그리고 정보의 기록 또는 독해를 위한 메모리회로를 포함한다.
기능 수행부(250)에 의해 해당 기능이 수행되면 해당 기능의 수행 결과를 결과 제공부(260)를 통해 광 송신 기기(100)로 전송할 수도 있다.
결과 제공부(260)는 광 수신 기기에서 수행된 기능 예를 들어, 메모리로부터 독해한 데이터값, 또는 광 수신 기기의 제어상태 등에 해당하는 기능 수행 결과 등에 대한 정보를 광 송신 기기(100)로 제공한다.
이때, 결과 제공부(260)는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있으며, 발광 다이오드의 온/오프를 통해 결과를 시각적으로 제공할 수 있다.
나아가, 결과 제공부(260)는 시각적으로 결과를 제공하는 것이 아니라 광 송신 기기(100) 또는 제3의 기기로 광을 신호로 하는 통신을 수행하여 결과 데이터를 제공할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광 수신 기기는 전력과 데이터를 한 채널을 통해 수신할 수 있기에, 칩 어셈블리 과정을 최소화하여 기기의 크기를 최소화할 수 있으며, 나아가 캘리브레이션 기능을 구비함으로써, 수신 데이터를 정확하게 추출할 수 있다.
나아가, 캘리브레이션 기능에 의해 추출된 정보를 PWM 방식을 이용하여 데이터 추출 정확성을 높임으로써, 광 수신 기기에 구비된 복수의 기능들 각각에 대해 정확하게 수행할 수 있다.
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 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
200: 광 수신 기기
210: 광 수신부 220: 전력 생성부
230: 캘리브레이션부 240: 제어정보 추출부
250: 기능 수행부 260: 결과 제공부

Claims (8)

  1. 광 송신 기기로부터 전송된 광 신호를 수신하고 상기 수신된 광 신호에 대한 전기적 신호를 출력하는 광 수신부;
    상기 광 송신 기기로부터 전송된 상기 광 신호를 이용하여 전력을 생성하는 전력 생성부;
    상기 광 수신부로부터 출력되는 상기 전기적 신호와 기 설정된 복수의 비교값들을 이용하여 상기 전기적 신호의 기 설정된 제1 레벨값과 제2 레벨값을 결정하는 캘리브레이션부;
    상기 캘리브레이션부에 의해 결정된 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값으로부터 생성된 기준값을 이용하여 상기 광 신호에 포함된 제어정보를 추출하는 제어정보 추출부; 및
    상기 제어정보 추출부에 의해 추출된 상기 제어정보에 해당하는 기능을 수행하는 기능 수행부
    를 포함하는 광 수신 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션부는
    상기 전력 생성부에 의해 생성되어 축적된 전력이 설정된 기준에 도달하는 동안 초기화된 후, 상기 초기화가 완료되는 신호에 의하여 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값의 캘리브레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션부는,
    상기 기 설정된 복수의 비교값들을 순차적으로 증가 혹은 감소시켜 가며 상기 전기적 신호와 비교하며,
    상기 복수의 비교값들 중 상기 비교동작의 결과값이 반전되는 시점의 비교값을 상기 제1 레벨값 또는 상기 제2 레벨값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 수신부는
    제1 레벨에 상응하는 광 신호와 제2 레벨에 상응하는 광 신호를 순차적으로 수신하고,
    상기 캘리브레이션부는
    상기 제1 레벨에 상응하는 광 신호가 수신되는 시간 동안 상기 광 수신 기기의 부팅, 초기화 후에 상기 제1 레벨값을 결정하는 제1 레벨 캘리브레이션을 수행하고, 상기 제2 레벨에 상응하는 광 신호가 수신되는 시간 동안 상기 제2 레벨값을 결정하는 제2 레벨 캘리브레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 수신부는
    상기 캘리브레이션부에 의해 상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값이 결정된 후 상기 제어정보를 포함하는 광 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준값은
    상기 제1 레벨값과 상기 제2 레벨값의 산술적 중간값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기능 수행부는
    데이터를 기록하거나 독해할 수 있는 메모리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어정보 추출부는
    상기 기준값을 이용하여 상기 광 신호에 대한 전기적 신호를 제1 레벨과 제2 레벨을 갖는 펄스 신호로 구성하고, 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 이용하여 상기 제어정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 광 수신 기기.
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