KR101579558B1 - 레이저 출사 감지장치 - Google Patents

레이저 출사 감지장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101579558B1
KR101579558B1 KR1020130168655A KR20130168655A KR101579558B1 KR 101579558 B1 KR101579558 B1 KR 101579558B1 KR 1020130168655 A KR1020130168655 A KR 1020130168655A KR 20130168655 A KR20130168655 A KR 20130168655A KR 101579558 B1 KR101579558 B1 KR 101579558B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
electric signal
photoelectric conversion
signal
amplifying
Prior art date
Application number
KR1020130168655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150078862A (ko
Inventor
이세용
배성호
신기봉
Original Assignee
(주)엔에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엔에스 filed Critical (주)엔에스
Priority to KR1020130168655A priority Critical patent/KR101579558B1/ko
Publication of KR20150078862A publication Critical patent/KR20150078862A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101579558B1 publication Critical patent/KR101579558B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0403—Mechanical elements; Supports for optical elements; Scanning arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0444—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using means for replacing an element by another, e.g. for replacing a filter or grating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저 출사 감지 장치에 있어서, 미리 정해진 주기로 연속적으로 출사되는 레이저를 감지할 수 있는 레이저 출사 감지장치에 있어서, 광신호를 전기 신호를 변환시킬 수 있는 광전 변환 소자를 구비하며, 레이저의 적어도 일부를 전달받아 전기 신호로 변화시키는 광전 변환부, 광전 변환부에 의하여 변환된 전기 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하는 증폭부, 증폭부에 의하여 증폭된 전기 신호의 듀티(duty) 비율을 미리 정해진 비율로 조정하는 파형 조정부, 및 파형 조정부에 의하여 듀티 비율이 조정된 전기 신호의 출력값을 미리 정해진 주기마다 측정하여 레이저의 출사 여부를 판단하는 마이컴을 포함하며, 레이저가 주기에 비해 매우 작은 펄스폭을 가지는 경우에도 레이저의 출사 여부를 정확하게 감지할 수 있다.

Description

레이저 출사 감지장치{Apparatus for sensing laser}
본 발명은 연속적으로 출사되는 레이저의 출사 여부를 감지할 수 있는 레이저 출사 감지장치에 관한 것이다.
레이저(Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)는 현대 산업의 근간을 이루고 있는 기술 중 하나로서, 의료, 가공, IT 분야 등 광범위한 분야에서 이용되고 있다.
이러한 레이저가 레이저 발생기로부터 출사되었는지 여부를 판단하기 위해 레이저를 전기 신호로 변화시키는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 광전광 등의 광전 변환 소자가 사용되고 있다.
그런데, 일반적으로 레이저는 출사 주기에 비해 레이저 펄스의 펄스폭이 매우 작으며, 광전 변화 소자로부터 출력되는 전기 신호의 전압이 낮다. 따라서, 1~2개의 레이저 펄스와 같이 작은 개수의 레이저 펄스만이 레이저 발생기로부터 출사되지 않은 경우까지는 광전 변화 소자를 이용하더라도 레이저의 출사 여부를 정확하게 확인하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작은 개수의 레이저 펄스가 레이저 발생기로부터 출사되지 않은 경우까지도 정확하게 감지할 수 있도록 구조를 개선한 레이저 출사 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 출사 감지장치는, 미리 정해진 주기로 연속적으로 출사되는 레이저를 감지할 수 있는 레이저 출사 감지장치에 있어서, 광신호를 전기 신호를 변환시킬 수 있는 광전 변환 소자를 구비하며, 레이저의 적어도 일부를 전달받아 전기 신호로 변화시키는 광전 변환부, 광전 변환부에 의하여 변환된 전기 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하는 증폭부, 증폭부에 의하여 증폭된 전기 신호의 듀티(duty) 비율을 미리 정해진 비율로 조정하는 파형 조정부, 및 파형 조정부에 의하여 듀티 비율이 조정된 전기 신호의 출력값을 미리 정해진 주기마다 측정하여 레이저의 출사 여부를 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 광전 변환 소자는, 포토 다이오드, 및 포토 트랜지스터, 광전관 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 광전 변환부는 레이저를 분기하여 적어도 일부를 광전 변환 소자로 입사시키는 분기 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 레이저는 미리 정해진 가공 대상물에 조사되되, 적어도 일부는 가공 대상물에 의해 반사되어 가공 대상물을 둘러싸고 있는 주위 공간으로 분산되며, 광전 변환 소자는 주위 공간에 설치되어 가공 대상물에 의해 분산된 레이저를 전달받아 전기 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 증폭부는, 광전 변환부에 의하여 변환된 전기 신호를 위상을 반전시키면서 증폭할 수 있는 반전 증폭 회로, 및 전기 신호를 위상을 유지하면서 증폭할 수 있는 비반전 증폭 회로 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 파형 조정부는, 파형 조정부는, 전기 신호로부터 상승 엣지가 검출되면 다음의 상승 엣지가 검출되기까지 하이 레벨의 신호를 출력하고, 다음의 상승 엣지가 검출되면 다시 다음의 상승 엣지가 검출되기까지 로우 레벨의 신호를 출력하기를 반복하여, 전기 신호의 듀티 비율을 50% 듀티로 조정 가능한 플립 플롭 회로(flip-flot circuit)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 출사 감지장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 미리 정해진 주기로 연속적으로 출사되는 레이저를 포토 다이오드를 이용하여 전기 신호로 변환한 후에, 포토 다이오드에서 출력되는 전기 신호에 대한 출력값의 증폭 및 듀티 비율의 조정을 수행함으로써, 레이저가 주기에 비해 매우 작은 펄스폭을 가지는 경우에도 레이저의 출사 여부를 정확하게 감지할 수 있다.
둘째, 출력값의 증폭 및 듀티 비율의 조정이 수행된 전기 신호의 듀티 사이클 및 듀티 비율의 변화를 측정함으로써, 레이저가 출사되지 못한 주기를 특정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 출사 감지장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록도.
도 2는 도 1의 광전 변환부의 광전 변화 소자에 분기 렌즈를 이용하여 레이저를 입사시키는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 광전 변화부의 광전 변화 소자에 가공 대상물에 의하여 반사된 레이저를 입사시키는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1의 레이저 출사 감지장치에 있어서, 레이저가 정상적으로 출사되는 경우에 감지되는 전기 신호의 파형을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 레이저 출사 감지장치에 있어서, 레이저가 비정상적으로 출사되는 경우에 감지되는 전기 신호의 파형을 나타내는 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 출사 감지장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이며, 도 2는 도 1의 광전 변환부의 광전 변화 소자에 분기 렌즈를 이용하여 레이저를 입사시키는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 광전 변화부의 광전 변화 소자에 가공 대상물에 의하여 반사된 레이저를 입사시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 출사 감지장치는, 미리 정해진 주기로 연속적으로 출사되는 레이저(RV)를 감지할 수 있으며, 광전 변환부(10), 증폭부(20), 및 파형 조정부(30), 마이컴(40) 등을 포함할 수 있다.
광전 변환부(10)는 레이저(RV)의 적어도 일부를 전달받아 전기 신호로 변화시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(10)는 레이저 장치에 마련되는 레이저 발생기로부터 미리 정해진 주기로 연속적으로 출사되는 레이저(RV)의 적어도 일부분을 전달받아 전기 신호로 변환시킬 수 있다. 이를 위하여, 광전 변환부(10)는 분기 렌즈(12), 및 광전 변환 소자 등을 포함할 수 있다.
분기 렌즈(12)는 레이저 발생기로부터 출사된 레이저(RV)를 분기하여 적어도 일부를 광전 변환 소자로 입사시킬 수 있다. 광전 변환 소자는 광신호를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 포토 다이오드(14), 포토 트랜지스터, 광전관 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 포토 다이오드(14)를 광전 변환 소자로 사용한 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 분기 렌즈(12)는 레이저 발생기와 포토 다이오드(14) 사이에 설치되며, 레이저 발생기에서 출사된 레이저(RV)를 분기시킬 수 있다. 분기 렌즈(12)에 의해 분기된 레이저(RV)의 일부는 포토 다이오드(14)를 입사되고, 분기된 레이저(RV)의 나머지 일부는 레이저 장치의 다른 구성들로 입사될 수 있다.
또한, 분기 렌즈(12)는 레이저(RV)의 출사 여부를 판단하는데 필요한 최소한의 양만 포토 다이오드(14)로 입사시키는 것이 바람직하므로, 분기 렌즈(12)와 포토 다이오드(14) 사이에 레이저를 감쇄시킬 수 있는 광 감쇄기(미도시)를 설치할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드(14)는 분기 렌즈(12)의 일측에 마련되며, 분기 렌즈(12)로부터 입사된 레이저(RV)를 전기 신호로 변화하여 출력할 수 있다. 이와 같이, 포토 다이오드(14)를 포함하는 광전 변환부(10)가 마련됨에 따라, 광전 변환부(10)는 레이저 발생기에서 출사된 레이저(RV)의 일부를 전기 신호로 변화하여 출력할 수 있다.
한편, 포토 다이오드(12)는 분기 렌즈(14)에 의하여 분기된 레이저를 전달받는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 레이저는 미리 정해진 가공 대상물(M)에 조사되되, 적어도 일부는 가공 대상물(M)에 의해 반사되어 가공 대상물(M)을 둘러싸고 있는 주위 공간으로 분산될 수 있는데, 포토 다이오드(12)는 이러한 가공 대상물(M)의 주위 공간에 설치되어 가공 대상물(M)에 의해 분산된 레이저를 전달받아 전기 신호로 변환할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 장치에는 레이저 발생기로부터 출사된 레이저를 전달받아 가공 대상물(M)에 조사할 수 있는 레이저 노즐(2)이 마련될 수 있다. 가공 대상물(M)은 종류에 따라 정도의 차이는 있으나 일반적으로 소정의 반사율을 가지므로, 레이저 노즐(2)로부터 가공 대상물(M)에 조사된 레이저의 적어도 일부는 가공 대상물(M)에 의해 반사되어 가공 대상물(M)을 둘러싸고 있는 주위 공간으로 반사된다.
따라서, 포토 다이오드(12)를 가공 대상물(M)의 주위 공간 중 가공 대상물(M)에 의해 반사된 레이저가 입사될 수 있는 수광 영역에 설치할 수 있다. 포토 다이오드(12)의 설치 위치는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 노즐(2)의 일측에 포토 다이오드(12)를 설치할 수 있다. 이와 같이 포토 다이오드(12)를 가공 대상물(M)로부터 반사된 레이저가 입사될 수 있는 가공 대상물(M)의 주위 공간에 설치함으로써, 가공 대상물(M)에 의해 반사된 레이저를 이용하여 레이저의 출사 감지 작업을 수행할 수 있으므로, 분기 렌즈(14)를 별도로 설치하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
증폭부(20)는 광전 변환부(10)에 의하여 변환된 전기 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)에서 출력된 전기 신호를 전달받으며, 전달받은 전기 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하여 출력할 수 있다. 즉, 증폭부(20)는 마이컴(40)이 광전 변환부(10)에서 출력된 전기 신호를 정확하게 감지할 수 있도록 광전 변환부(10)에서 출력된 전기 신호를 증폭하는 것이다. 이를 위하여, 증폭부(20)는 반전 증폭 회로, 및 비반전 증폭 회로 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
반전 증폭 회로는 광전 변환부(10)로부터 전달받은 전기 신호를 위상을 반전시키면서 증폭할 수 있으며, 비반전 증폭 회로는 광전 변환부(10)로부터 전달받은 전기 신호를 위상을 유지하면서 출력할 수 있다. 일반적으로 포토 다이오드(14)는 입력된 광신호를 위상을 반전시키면서 전기 신호로 변환시키므로, 이를 고려하여 증폭부(20)는 반전 증폭 회로를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 설명의 편의를 위하여, 증폭부(20)가 반전 증폭 회로를 포함하는 경우를 예를 들어 본 발명을 설명하기로 한다. 이와 같이 반전 증폭 회로를 포함하는 증폭부(20)가 마련됨에 따라, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)로부터 전달받은 전기 신호를 위상을 반전시키면서 미리 정해진 이득으로 증폭하여 출력할 수 있다.
파형 조정부(30)는 증폭부(20)에 의하여 증폭된 전기 신호의 듀티를 미리 정해진 비율로 조정할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파형 조정부(30)는 증폭부(20)에 의하여 증폭된 전기 신호를 전달받으며, 전달받은 전기 신호의 듀티 비율을 미리 정해진 비율로 조정한 후에 출력할 수 있다.
일반적으로 레이저 발생기로부터 출력된 광신호는 출사 주기에 비하여 레이저 펄스의 펄스폭이 매우 작으므로, 이로 인해 광전 변환부(10)와 증폭부(20)에서 출력되는 전기 신호도 출력 주기에 비하여 전기 펄스의 펄스폭이 매우 작다. 즉, 광전 변환부(10)와 증폭부(20)에서 출력되는 전기 신호는 듀티(duty) 비율이 매우 작다. 여기서, 전기 신호의 듀티란 on/off를 주기적으로 반복하는 전기 신호를 하나의 주기만 살펴 보았을 때 그 구간 내에서 on이 차지하는 비율을 말한다.
이와 같이 광전 변환부(10)와 증폭부(20)에서 출력된 전기 신호의 듀티 비율이 매우 작으므로, 비록 증폭부(20)에서 전기 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하였더라도 마이컴(40)에서는 전기 신호를 정확하게 인식하기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 레이저 출사 감지장치에서는 파형 조정부(30)를 마련하여, 증폭부(20)에서 출력된 전기 신호의 듀티를 미리 정해진 비율로 증가시킬 수 있다. 이를 위하여, 파형 조정부(30)는 플립 플롭 회로(flip-flop circuit)를 포함할 수 있다.
플립 플롭 회로는 증폭부(20)에서 출력된 전기 신호로부터 상승 엣지가 검출되면 다음의 상승 검출되기까지 하이 레벨(high level)의 신호를 출력하고, 다음의 상승 엣지가 검출되면 다시 다음의 상승 엣지가 검출되기까지 로우 레벨(level)의 신호를 출력하기를 반복하여, 증폭부(20)에서 출력된 전기 신호의 듀티를 50% 듀티로 조정 가능하다.
즉, 플립 플롭 회로는 상승 엣지가 입력될 때는 전기 신호의 레벨을 로우 레벨에서 하이 레벨로 또는 하이 레벨에서 로우 레벨로 교번적으로 변경하고, 하강 엣지가 입력될 때는 전기 신호의 레벨을 그대로 유지함으로써, 증폭부(20)에서 출력된 전기 신호의 듀티 비율을 50% 듀티로 증가시킬 수 있다. 이와 같이 플립 플롭 회로를 포함하는 파형 조정부(30)가 마련됨에 따라, 증폭부(20)로부터 전달받은 전기 신호를 듀티 비율을 50% 듀비로 조정하여 출력할 수 있다.
마이컴(40)은 파형 조정부(30)에 의하여 듀티 비율이 조정된 전기 신호의 출력값을 미리 정해진 주기마다 측정하여 레이저(RV)의 출사 여부를 판단할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마이컴(40)은 파형 조정부(30)에서 듀티 비율이 조정되어 출력된 전기 신호를 전달받으며, 전달받은 전기 신호를 이용하여 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출사되었는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 광전 변환부(10)에서 출력된 전기 신호는 증폭부(20)와 파형 조정부(30)를 순차적으로 거치면서 출력값의 증폭 및 듀티 비율의 조정이 수행되었으므로, 파형 조정부(30)로부터 전달받은 전기 신호를 이용하여 레이저(RV)의 출사 여부를 오류 없이 판단할 수 있다. 마이컴(40)이 전기 신호를 이용하여 레이저(RV)의 출사 여부를 판단하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
도 4는 도 1의 레이저 출사 감지장치에 있어서, 레이저가 정상적으로 출사되는 경우에 감지되는 전기 신호의 파형을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 1의 레이저 출사 감지장치에 있어서, 레이저가 비정상적으로 출사되는 경우에 감지되는 전기 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 레이저 출사 감지장치를 이용하여 레이저(RV)의 출사 여부를 감지하는 방법에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위하여 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출사되는 경우를 먼저 설명한 후에 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 비정상적으로 출사되는 경우에 대하여 설명하기로 한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 레이저 발생기를 구동시키기 위하여, 마이컴(40)으로부터 미리 정해진 주기와 펄스폭을 가지는 구동 신호가 레이저 발생기에 입력된다. 레이저 발생기에 입력 가능한 구동 신호는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 마이컴(40)으로부터 5V의 전압, 40㎲의 주기, 그리고 2㎲의 펄스폭을 가지는 구동 신호가 레이저 발생기에 입력될 수 있다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(10)는 구동 신호에 따라 레이저 발생기로부터 출사된 레이저(RV)의 일부를 전달받은 후 전기 신호로 변환하여 출력한다. 광전 변환부(10)로부터 출력되는 전기 신호는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 광전 변화부는 상술한 구동 신호에 대응하여 -50㎷의 전압, 40㎲의 주기, 그리고 450㎱의 펄스폭을 가지는 전기 신호를 출력할 수 있다. 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출사되는 경우에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전기 신호의 전기 펄스는 매 주기마다 빠짐없이 출력된다.
이후에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)로부터 출력된 전기 신호를 전달받아 위상을 반전시키면서 미리 정해진 이득으로 증폭하여 출력한다. 예를 들어, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)로부터 전달받은 전기 신호를 100배 이득으로 반전 증폭시킴으로써, 5V의 전압, 40㎲의 주기, 그리고 450㎱의 펄스폭을 가지는 전기 신호를 출력할 수 있다.
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 파형 조정부(30)는 증폭부(20)로부터 출력된 전기 신호를 전달받아 미리 정해진 비율로 듀티 비율을 조정하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 파형 조정부(30)는 상승 엣지가 입력되면 다음의 상승 엣지가 입력되기까지 5V의 하이 레벨의 전압을 출력하고, 다음의 상승 엣지가 입력되면 다시 다음의 상승 엣지가 입력되기까지 0V의 로우 레벨의 전압을 출력할 수 있다.
따라서, 파형 조정부(30)는 증폭부(20)로부터 전달받은 전기 신호를 50% 듀티로 듀티 비율을 증가시킬 수 있으며, 파형 조정부(30)는 구동 신호보다 2배 긴 주기와, 주기의 1/2배의 펄스폭을 가지는 전기 펄스를 출력할 수 있다. 그 결과, 파형 조정부(30)는 5V의 전압, 80㎲의 주기, 40㎲의 펄스폭을 가지는 전기 신호를 출력할 수 있다.
이와 같이 5V의 하이 레벨 전압과 0V의 로우 레벨 전압을 가지며, 50% 튜티의 튜티 비율을 가지도록 신호 처리된 전기 신호는 마이컴(40)에 입력되며, 마이컴(40)은 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출력되었는지 여부를 판단할 수 있다.
그런데, 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출력되는 경우에는, 도 4d에 도시된 바와 같이, 파형 조정부(30)로부터 출력되는 전기 신호의 전기 펄스는 동일한 주기로 반복되어 출력된다. 이로부터 마이컴(40)은 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 정상적으로 출력되었음을 감지할 수 있으며, 디스플레이 기타 표시 장치를 통해 레이저(RV)가 정상적으로 출사되었음을 표시할 수 있다.
이하에서는, 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 비정상적으로 출력되는 경우에 대하여 설명한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 마이컴(40)으로부터 레이저 발생기에 구동 신호가 입력될 수 있다. 예를 들어, 마이컴(40)으로부터 5V의 전압, 40㎲의 주기, 그리고 2㎲의 펄스폭을 가지는 구동 신호가 레이저 발생기에 입력될 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(10)는 레이저 발생기로부터 출사된 레이저(RV)를 전기 신호로 변환하여 출력하되, 전기 펄스가 일부 누락된 전기 신호를 출력할 수 있다. 레이저 발생기에 고장이 발생하여 일부 주기(t)에 레이저 펄스를 출사하지 못한 경우에는, 이에 대응하여 광전 변환부(10)는 상기 일부 주기(t)에는 전기 펄스를 출력하지 못한다.
따라서, 레이저 발생기가 일부 주기(t)에 레이저 펄스를 출사하지 못한 경우에는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(10)는 상술한 구동 신호에 대응하여 -50㎷의 전압, 40㎲의 주기, 450㎱의 펄스폭을 가지는 전기 신호를 출력하되 상기 일부 주기(t)의 전기 펄스가 누락된 전기 신호를 출력할 수 있다.
이후에, 도 5c에 도시된 바와 같이, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)로부터 출력된 전기 신호를 전달받아 위상을 반전시키면서 미리 정해진 이득으로 증폭하여 출력하되 상기 일부 주기(t)의 전기 펄스가 누락된 전기 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 증폭부(20)는 광전 변환부(10)로부터 전달받은 전기 신호를 100배 이득으로 반전 증폭시킴으로써, 5V의 전압, 40㎲의 주기, 그리고 450㎱의 펄스폭을 가지는 전기 신호를 출력하되 상기 일부 주기(t)의 전기 펄스가 누락된 전기 신호를 출력할 수 있다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 파형 조정부(30)는 증폭부(20)로부터 출력된 상기 전기 신호를 전달받아 미리 정해진 듀티 비율을 조정하여 출력하되 상기 일부 주기(t)에는 듀티 비율이 미리 정해진 비율로 조정되지 못한 상태의 전기 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 파형 조정부(30)는 상승 엣지가 입력되면 다음의 상승 엣지가 입력되기까지 5V의 하이 레벨의 전압을 출력하고, 다음의 상승 엣지가 입력되면 다시 다음 상승 엣지가 입력되기 0V의 로우 레벨의 전압을 출력함으로써 듀티 비율을 50%로 조정할 수 있다.
그런데, 증폭부(20)로부터 전달되는 전기 신호는 상기 일부 주기(t)의 전기 펄스가 누락되었으므로, 파형 조정부(30)가 상기 일부 주기(t)에 전압을 변경시킬 수 없는 바, 파형 조정부(30)로부터 출력되는 전기 신호의 듀티 사이클과 듀티 비율이 변화된다. 따라서, 마이컴(40)은 파형 조정부(30)로부터 출력되는 전기 신호의 듀티 사이클과 듀티 비율의 변화를 측정함으로써 상기 일부 주기(t)에 레이저 발생기로부터 레이저(RV)가 출사되지 못했음을 감지할 수 있으며, 디스플레이 기타 표시 장치를 통해 레이저(RV)가 비정상적으로 출사되었음을 표시할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 레이저 출사 감지 장치는, 광전 변환부(10)에서 출력되는 전기 신호에 대하여 출력값의 증폭 및 듀티 비율의 조정을 수행함으로써, 광전 변환부(10)에서 출력되는 전기 신호를 마이컴(40)에 용이하게 감지할 수 있는 크기의 출력값 및 듀티 비율을 가지는 전기 신호로 변화시킬 수 있다. 따라서, 레이저 펄스의 펄스폭이 매우 작거나 또는 작은 개수의 레이저 펄스만이 레이저 발생기로부터 출사되지 않은 경우에도 레이저 출사 여부를 정확하게 감지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 레이저 출사 감지장치 10 : 광전 변환부
20 : 증폭부 30 : 파형 조정부
40 : 마이컴 RV : 레이저

Claims (6)

  1. 미리 정해진 펄스 주기로 연속적으로 출사되는 레이저를 감지하기 위한 레이저 출사 감지 장치에 있어서,
    광 신호를 전기 신호로 광전 변환하는 광전 변화 소자를 구비하며, 상기 레이저의 적어도 일부를 전달받아 광전 변환하여, 상기 레이저의 펄스 주기와 동일한 펄스 주기를 갖는 제1 전기 신호를 출력하는 광전 변환부;
    상기 제1 전기 신호를 증폭하여, 상기 제1 전기 신호에 비하여 미리 정해진 이득으로 증폭된 제2 전기 신호를 출력하는 증폭부;
    상기 제2 전기 신호의 어느 하나의 전기 펄스에 대한 상승 엣지가 검출되면 신호 레벨을 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하고 또한 상기 제2 전기 신호의 다른 하나의 전기 펄스에 대한 상승 엣지가 검출되면 신호 레벨을 상기 하이 레벨에서 상기 로우 레벨로 천이하기를 반복하여, 상기 제2 전기 신호에 비하여 펄스 폭과 펄스 주기가 상대적으로 증대된 제3 전기 신호를 출력하는 플립 플롭 회로(flip-flot circuit)를 구비하는 파형 조정부; 및
    상기 제3 전기 신호로부터 듀티 비율이 불균일한 구간을 검출하여, 상기 레이저가 상기 펄스 주기에 맞게 출사되지 못한 비정상 구간을 특정하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 출사 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광전 변환 소자는:
    포토 다이오드, 및 포토 트랜지스터, 광전관 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 출사 감지감치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광전 변환부는:
    상기 레이저를 분기하여 상기 레이저의 적어도 일부를 상기 광전 변환 소자로 입사시키는 분기 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 출사 감지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저는 미리 정해진 가공 대상물에 조사되되, 적어도 일부는 상기 가공 대상물에 의해 반사되어 상기 가공 대상물을 둘러싸고 있는 주위 공간으로 분산되며,
    상기 광전 변환 소자는:
    상기 주위 공간에 설치되어 상기 가공 대상물에 의해 분산된 상기 레이저를 전달받아 상기 제1 전기 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저 출사 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증폭부는:
    상기 제1 전기 신호를 위상을 반전시키면서 증폭할 수 있는 반전 증폭 회로, 및 상기 제1 전기 신호를 위상을 유지하면서 증폭할 수 있는 비반전 증폭 회로 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 출사 감지장치.
  6. 삭제
KR1020130168655A 2013-12-31 2013-12-31 레이저 출사 감지장치 KR101579558B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130168655A KR101579558B1 (ko) 2013-12-31 2013-12-31 레이저 출사 감지장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130168655A KR101579558B1 (ko) 2013-12-31 2013-12-31 레이저 출사 감지장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150078862A KR20150078862A (ko) 2015-07-08
KR101579558B1 true KR101579558B1 (ko) 2015-12-22

Family

ID=53791317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130168655A KR101579558B1 (ko) 2013-12-31 2013-12-31 레이저 출사 감지장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101579558B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102376040B1 (ko) * 2020-02-04 2022-03-17 주식회사 에스원 태양광 오보 저감 및 동위상 노이즈 저감 기능을 갖는 레이저 감지기 수신기 및 이를 이용한 레이저 감지기 레이저 신호 수신 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150695A (ja) 2003-10-09 2005-06-09 Asahi Kasei Microsystems Kk 半導体レーザ波長制御装置
JP2007214197A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Daitron Technology Co Ltd 半導体レーザ素子の検査方法とその装置
JP2007287157A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd レーザパルスの誤り検出の方法とシステム
JP2012182204A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Omron Corp ファイバレーザ装置および出力監視方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150695A (ja) 2003-10-09 2005-06-09 Asahi Kasei Microsystems Kk 半導体レーザ波長制御装置
JP2007214197A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Daitron Technology Co Ltd 半導体レーザ素子の検査方法とその装置
JP2007287157A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd レーザパルスの誤り検出の方法とシステム
JP2012182204A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Omron Corp ファイバレーザ装置および出力監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150078862A (ko) 2015-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6766815B2 (ja) 補正装置、補正方法および測距装置
US9322721B2 (en) Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof
EP2787368A1 (en) Optical distance measuring apparatus
JP2008275626A (ja) 光学的測離計
JP2014062767A (ja) 受光回路、レーザレーダ
US9952104B2 (en) Optical fiber temperature distribution measuring device
JP6774573B2 (ja) Ｌｉｄａｒシステムの監視装置
JP4756614B2 (ja) 信号検出装置
KR101579558B1 (ko) 레이저 출사 감지장치
JP2000346941A (ja) 距離測定装置
KR20180102740A (ko) 외란광의 영향을 제거하는 광학식 초미세먼지 측정 센서
CN101770030A (zh) 测距装置及其控制方法
KR101600047B1 (ko) 다중 발광부 제어 구조를 갖는 광량 조절이 가능한 차량 및 실내용 광학식 먼지 센서
EP3356846B1 (en) Method to detect a signal and optoelectronic sensor
JP5515199B2 (ja) 光パルス試験装置及びその調整方法
JP5061981B2 (ja) 光パルス試験器および光パルス試験器の光パワー安定化方法
JPH08201519A (ja) 光受信回路
JP5432885B2 (ja) Ａｐｄの自動調整機能を備えた光パルス試験器またはその方法
KR960024258A (ko) 광학식 거리 측정 장치 및 방법
US11525893B2 (en) Optical sensor device with a transmission unit, with a receiving unit, and with an evaluation unit for scanning the received signal at at least one scanning point in its rising and/or falling flank
JP5627848B2 (ja) 光パルス試験器及び光パルス試験方法
KR20130120743A (ko) 광섬유 산란광 검출을 위한 수광소자의 온도보상 장치 및 방법
JP5470891B2 (ja) 測定装置
JP2002324909A (ja) 光電変換回路及びレーザ測距装置
KR100964145B1 (ko) 광의 입출력이 일체화된 광감쇄형 센서, 광안정화방법 및 신호처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191115

Year of fee payment: 5