KR102207002B1 - 광 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 검출하기 위한 광 검출 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부; 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환부; 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함한다.

Description

광 검출 장치{OPTICAL DETECTING APPARATUS}
본 발명은 광 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 검출하기 위한 광 검출 장치에 관한 것이다.
레이저 탐색기는 표적을 탐지하기 위하여 레이저 광을 조사하며, 표적을 탐지하기 위하여 광 추적 등의 방식을 사용한다. 항공기 또는 지시기 등의 외부 장치로부터 표적을 향하여 레이저 광을 조사하면 레이저 탐색기는 표적으로부터 반사된 레이저 광을 검출하여 표적을 추적하게 된다.
일반적으로, 광 검출 장치는 포토 다이오드(photo diode), 트랜스 임피던스 증폭기(TIA: TransImpedance Amplifier), 제한 증폭기(Limiting Amplifier), 제어 회로(decision circuit) 등으로 구성된다. 이러한 광 검출 장치에서 사용되는 트랜스 임피던스 증폭기는 포토 다이오드에서 출력되는 광 전류를 제한 증폭기에서 필요로 하는 전기적 전압 신호로 변환 및 증폭시키는 역할을 한다.
그러나, 트랜스 임피던스 증폭기로부터 출력되는 전압은 구동 전압에 의하여, 예를 들어 0 내지 5V의 제한된 범위 내에서만 출력되어 광 검출 장치로부터 검출할 수 있는 광 신호의 전력이 수백 마이크로와트(㎼) 이하로 제한되었다. 그러나, 레이저 탐색기가 표적에 근거리로 접근할수록 표적으로부터 반사되는 광 신호는 그 신호 전력이 수백 마이크로와트(㎼)에서 밀리와트(mW) 단위로 증가하게 되는데, 이 경우 광 신호 검출기는 트랜스 임피던스 증폭기가 포화 영역으로 진입하게 되어 표적의 검출이 불가능한 문제점이 있었다.
KR 10-2007-0046790 A
본 발명은 넓은 동적 범위를 확보함과 동시에 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 광 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부; 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환부; 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류의 직류 성분을 제거하기 위한 포화 방지부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부; 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환부; 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류를 바이패스하기 위한 제2 다이오드부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 포토 다이오드; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 반전 증폭기; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 버퍼; 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환 회로; 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택 회로;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부; 상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부; 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환부; 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함하고, 상기 제1 증폭부와 제2 증폭부에는 동일한 구동 전압이 인가될 수 있다.
상기 구동 전압은 제1 전압 값을 가지는 제1 구동 전압 및 제2 전압 값을 가지는 제2 구동 전압을 포함하고, 상기 기준 전압 전환부는 상기 제1 전압 값을 가지는 제1 기준 전압 및 상기 제2 전압 값을 가지는 제2 기준 전압을 상호 전환하여 상기 제1 증폭부에 입력할 수 있다.
상기 기준 전압 전환부는, 상기 제1 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제1 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압이 출력되면, 상기 제1 기준 전압을 상기 제2 기준 전압으로 전환하여 입력할 수 있다.
상기 기준 전압 전환부는, 상기 제2 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제2 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제2 출력 전압이 출력되면, 상기 제2 기준 전압을 상기 제1 기준 전압으로 전환하여 입력할 수 있다.
상기 출력 전압 선택부는, 상기 제1 증폭부에 상기 제1 기준 전압이 입력되면 상기 제1 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하고, 상기 제1 증폭부에 상기 제2 기준 전압이 입력되면 상기 제2 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택할 수 있다.
상기 제1 전압 값은 0V를 초과하는 양의 값을 가지며, 상기 제2 전압 값은 0V의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치에 의하면, 광 전류에 의하여 제1 증폭부가 포화되지 않는 범위에서는 제1 증폭부로부터 출력되는 제1 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하고, 광 전류에 의하여 제1 증폭부가 포화되는 범위에서는 제2 증폭부로부터 출력되는 제2 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하여 동적 범위(dynamic range)를 최대화할 수 있다.
또한, 제1 증폭부로부터 출력되는 제1 출력 전압과 제2 증폭부로부터 출력되는 제2 출력 전압을 비교하여, 기준 전압의 변환 및 최종 출력 전압의 선택이 이루어져 스위치 변환을 위한 처리 시간을 단축하고, 광 신호의 세기에 대응하는 정확한 전기 신호를 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치를 나타내는 도면.
도 2는 제1 증폭부가 제1 출력 전압을 생성하는 모습을 나타내는 도면.
도 3은 제2 증폭부가 제2 출력 전압을 생성하는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 제1 기준 전압으로부터 생성된 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압을 나타내는 도면.
도 5는 제2 기준 전압으로부터 생성된 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기의 수신 영역을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치를 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 제1 증폭부(130)가 제1 출력 전압을 생성하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 제2 증폭부(140)가 제2 출력 전압을 생성하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부(110), 상기 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부(130), 상기 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부(110)의 출력단에 인가되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부(140), 상기 광 신호의 세기에 따라 상기 제1 증폭부(130)에 입력되는 기준 전압을 전환하는 기준 전압 전환부(150) 및 상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압(Vout)을 선택하는 출력 전압 선택부(150)를 포함한다.
제1 다이오드부(110)는 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력한다. 이때, 제1 다이오드부(110)는 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 광전 변환을 위한 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. 제1 다이오드부(110)는 캐소드(cathode) 측이 제1 전압원(Va)에 접속되고, 애노드(anode) 측이 출력단을 형성하여 광 신호에 비례하는 광 전류를 출력하게 된다.
제1 증폭부(130)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 출력단으로부터 입력되는 광 전류(Is)로부터 제1 출력 전압(VLP)을 생성한다. 즉, 제1 증폭부(130)는 제1 다이오드부(110)의 애노드 측에 접속되어 출력단으로부터 광 전류를 입력받는다. 이와 같은 제1 증폭부(130)는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA: TransImpedance Amplifier)를 포함할 수 있다. 제1 증폭부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)를 가지며, 반전 단자(-)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되고, 비반전 단자(+)는 후술할 기준 전압 전환부(150)에 연결될 수 있다.
여기서, 제1 증폭부(130)는 반전 증폭기를 포함할 수 있다. 즉, 제1 증폭부(130)는 반전 단자(-)와 제1 출력 전압(VLP)을 생성하는 출력 단자를 연결하는 저항(Rf)을 가지는 반전 증폭기를 포함할 수 있다. 이때, 제1 증폭부(130)에 입력되는 광 전류(Is)는 반전 단자(-)와 출력 단자를 연결하는 저항(Rf)을 통하여 흐르게 된다. 한편 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에는 기준 전압 전환부(150)가 연결되어 제1 증폭부(130)에 제1 기준 전압(V1) 또는 제2 기준 전압(V2)을 인가하게 된다.
여기서, 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 제1 기준 전압(V1) 또는 제2 기준 전압(V2)가 인가되는 경우, 제1 증폭부(130)로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)은 이상적인 조건 하에서 하기의 수학식 1로부터 계산될 수 있다.
Figure 112019040668907-pat00001
여기서, Rf는 전술한 제1 증폭부(130)의 반전 단자(-)와 출력 단자를 연결하는 저항(Rf)의 저항 값을 의미하고, Is는 제1 다이오드부(110)의 애노드 측에서 출력되어 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 전류 값을 나타낸다.
이때, 제1 증폭부(130)에는 제1 증폭부(130)를 구동시키기 위한 구동 전압이 인가된다. 이와 같은 구동 전압은 제1 전압 값을 가지는 제1 구동 전압(Vc1) 및 제2 전압 값을 가지는 제2 구동 전압(Vc2)을 포함한다. 여기서, 제1 구동 전압(Vc1) 및 제2 구동 전압(Vc2)은 양전원을 사용하여 각각 절대치가 동일한 제1 전압 값 및 제2 전압 값을 제1 증폭부(130)에 인가할 수도 있으나, 단전원을 사용하여 각각 0V를 초과하는 양의 전압 값과 0V의 전압 값을 제1 증폭부(130)에 인가할 수도 있다. 제1 증폭부(130)의 출력 노이즈는 구동 전압에 의하여 발생하는 바, 구동 전압을 인가하기 위한 음(-)의 전원 단자는 0V로 설정하고, 양(+)의 전원 단자에만 전원을 연결하여 단전원을 사용하는 경우 출력 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 전력 소모의 절감 및 비용 절감의 효과가 있다. 이때, 제1 구동 전압(Vc1)은 예를 들어, 5V의 전압 값을 가질 수 있다.
제2 증폭부(140)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 출력단에 발생되는 전압(Vs)으로부터 제2 출력 전압(VHP)을 생성한다. 즉, 제2 증폭부(140)는 제1 다이오드부(110)의 애노드 측에 접속되어 출력단으로부터 발생되는 전압(Vs)을 입력받는다. 이와 같은 제2 증폭부(140)는 제1 증폭부(130)와 동일하게 트랜스 임피던스 증폭기를 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)를 가지며, 비반전 단자(+)가 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결될 수 있다.
여기서, 제2 증폭부(140)는 버퍼를 포함할 수 있다. 즉, 제2 증폭부(140)는 반전 단자(-)와 제2 출력 전압(VHP)을 생성하는 출력 단자가 단락되는 버퍼를 포함할 수 있다. 이때, 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)은 제2 증폭부(140)에 입력되어 제2 증폭부(140)의 출력 단자에 그대로 출력된다.
여기서, 제2 증폭부(140)의 비반전 단자(+)에 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)이 입력되는 경우 제2 제2 증폭부(140)로부터 출력되는 제2 출력 전압(VHP)는 하기의 수학식 2로부터 계산될 수 있다.
Figure 112019040668907-pat00002
여기서, Vs는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)의 전압 값을 나타낸다.
이때, 제2 증폭부(140)에도 제2 증폭부(140)를 구동시키기 위한 구동 전압이 인가된다. 이와 같은 구동 전압은 제1 전압 값을 가지는 제1 구동 전압(Vc1) 및 제2 전압 값을 가지는 제2 구동 전압(Vc2)을 포함한다. 이때, 제2 증폭부(140)를 구동시키기 위한 구동 전압은 제1 증폭부(130)를 구동시키기 위한 구동 전압과 동일할 수 있다. 즉, 안정적인 신호 출력을 위하여 제1 증폭부(130)와 제2 증폭부(140)는 동일한 종류의 트랜스 임피던스 증폭기를 사용함이 바람직하므로, 제1 증폭부(130)와 제2 증폭부(140)에 인가되는 구동 전압은 동일할 수 있다. 따라서, 제2 증폭부(140)의 구동 전압은 제1 전압 값을 가지는 제1 구동 전압(Vc1) 및 제2 전압 값을 가지는 제2 구동 전압(Vc2)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 구동 전압(Vc1) 및 제2 구동 전압(Vc2)은 양전원을 사용하여 제2 증폭부(140)에 인가할 수 있으나, 단전원을 사용하는 경우 출력 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 전력 소모의 절감 및 비용 절감의 효과가 있음은 전술한 바와 같다. 이때, 제1 구동 전압(Vc1)은 예를 들어, 5V의 전압 값을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류의 직류 성분(Id)을 제거하기 위한 포화 방지부(120)를 더 포함할 수 있다. 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류는 레이저 신호와 태양광 신호가 합쳐져 직류 성분(DC)과 교류 성분(AC)을 가진다. 이때, 포화 방지부(120)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어, 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류의 직류 성분(Id)을 제거한다. 이때, 포화 방지부(120)는 코일(coil) 등으로 이루어지는 인덕터(inductor)로 구성될 수 있으며, 인덕터를 사용하여 직류 성분(Id)을 제거하는 구성은 다양하게 변형되어 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
기준 전압 전환부(150)은 제1 다이오드부(110)에 입력되는 광 신호의 세기에 따라 제1 증폭부(130)에 입력되는 기준 전압을 전환한다. 여기서, 기준 전압 전환부(150)는 제1 다이오드부(110)로부터 출력되어 제1 증폭부(130)에 입력되는 광 전류(Is)의 전류 값에 따라 제1 증폭부(130)에 입력되는 기준 전압을 전환할 수 있다. 이때, 기준 전압 전환부(150)는 제1 구동 전압(Vc1)의 전압 값과 동일한 제1 전압 값, 예를 들어 5V를 가지는 제1 기준 전압(V1)과 제1 구동 전압(Vc2)의 전압 값과 동일한 제2 전압 값, 예를 들어 0V를 가지는 제2 기준 전압(V2) 상호 간을 전환시켜 제1 증폭부(130)에 입력할 수 있다. 이와 같은 기준 전압 전환부(150)는 제1 기준 전압(V1)과 제2 기준 전압(V2)을 전환하여 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 입력하기 위한 기준 전압 전환 회로로 구성될 수 있으며, 이와 같은 회로는 이미 알려진 다양한 구조의 회로가 적용될 수 있다.
여기서, 제1 기준 전압(V1)은 제1 증폭부(130)가 포화되지 않는 범위 내에서 제1 증폭부(130)에 입력될 수 있다. 즉, 기준 전압 전환부(150)는 제1 증폭부(130)에 먼저 제1 기준 전압(V1)을 입력한다. 제1 증폭부(130)에 제1 기준 전압(V1)이 입력되면 제1 증폭부(130)는 전술한 수학식 1에 따라 제1 출력 전압(VLP)을 출력하게 된다. 이와 같은 제1 출력 전압(VLP)은 제1 증폭부(130)에 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가함에 따라 점차 감소하게 되고, 제1 출력 전압(VLP)이 감소하여 제2 구동 전압(Vc2)의 전압 값, 예를 들어 0V와 동일한 값을 가지게 되면, 제1 증폭부(130)는 포화 상태로 된다.
이와 같이, 제1 증폭부(130)에 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가하여 제1 증폭부(130)가 포화되면, 기준 전압 전환부(150)는 제1 기준 전압(V1)을 제2 기준 전압(V2)으로 전환하여 제1 증폭부(130)에 입력한다. 여기서, 제1 증폭부(130)에 제2 기준 전압(V2)이 입력되면, 제1 증폭부(130)는 포화 상태를 유지하게 되고, 제2 증폭부(140)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)와 동일한 전압 값을 가지는 제2 출력 전압(VHP)를 출력하게 된다.
이때, 제1 증폭부(130)가 포화된 상태에서 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 더욱 증가하게 되면, 제1 증폭부(130)는 이상적인 조건, 즉 이상 단락 상태를 더이상 유지할 수 없게 된다. 즉, 제1 증폭부(130)는 포화되기 전까지는 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)의 전압 값이 동일한 이상 단락 상태를 유지하게 되는데, 이때 제1 증폭부(130)가 포화되면 비반전 단자(+)는 비반전 단자(+)에 입력되는 제2 기준 전압(V2)과 동일한 전압 값을 가지게 되는 반면, 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되는 반전 단자(-)는 광 전류(Is)가 누적되어 제2 기준 전압(V2)으로부터 선형적으로 증가하는 전압(Vs)을 발생시키기 된다.
따라서, 제2 증폭부(140)는 누적된 광 전류(Is)로부터 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)과 동일한 전압 값을 출력 단자로 출력하여 제2 출력 전압(VHP)을 생성함으로써, 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가하여 제1 증폭부(130)가 포화되는 경우에도 광 전류(Is)의 세기에 따른 제2 출력 전압(VHP)을 생성할 수 있게 된다.
도 1에서는 기준 전압 전환부(150)가 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 직접 접속하는 것으로 도시하였으나, 기준 전압 전환부(150)는 포화 방지부(120)를 경유하여 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 기준 전압을 입력할 수도 있다. 이 경우, 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류 중 직류 성분(DC)은 포화 방지부(120)를 통해 제거되고, 기준 전압 전환부(150)가 입력하는 기준 전압은 포화 방지부(120)를 경유하여 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 입력된다. 이 경우, 포화 방지부(120)와 기준 전압 전환부(150) 사이에는 기준 전압 전환부(150)로부터 인가되는 기준 전압을 그대로 출력하기 위한 버퍼가 더 구비될 수 있으며, 이때에도 포화 방지부(120)는 인덕터로 구성되어 직류 성분(DC)만을 통과시키는 내용은 전술한 바와 같다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어 제1 증폭부(130)에 입력되는 광 전류(Is)를 바이패스(bypass)하기 위한 제2 다이오드부(160)를 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 증폭부(130)가 포화되는 경우 제1 증폭부(130)의 반전 단자(-)는 광 전류(Is)가 누적되어 제2 기준 전압(V2) 이상의 전압 값을 가지는 전압(Vs)를 발생시킨다. 이와 같이, 제1 다이오드부(110)의 출력단에 제2 기준 전압(V2) 이상의 전압 값을 가지는 전압(Vs)이 발생되는 경우, 예를 들어 제2 증폭부(140)가 포화되지 않는 범위 내에서는 제1 증폭부(130) 및/또는 제2 증폭부(140)가 파손되지 않으나, 제2 증폭부(140)의 비반전 단자(+)에 제1 구동 전압(Vc1)을 초과하는 전압(Vs)이 발생되도록 광 전류(Is)가 누적되는 경우 제1 증폭부(130) 및/또는 제2 증폭부(140)는 과잉 전압에 의하여 파손될 수 있다.
따라서, 제2 다이오드부(160)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되어 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류를 제2 전압원(Vb) 측으로 바이패스함으로써 제1 증폭부(130) 및/또는 제2 증폭부(140)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같은 제2 다이오드부(160)는 쇼트키 다이오드(shottky diode)를 포함할 수 있으며, 쇼트키 다이오드는 캐소드 측이 제2 전압원(Vb)에 접속되고 애노드 측이 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결된다. 이와 같은 쇼트키 다이오드는 순방향 전류에 의하여 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)을 비선형(non-linear)적으로 증가시킴으로써 제1 증폭부(130) 및/또는 제2 증폭부(140)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 제2 전압원(Vb)은 제1 구동 전압(Vc1)과 동일한 전압 값, 예를 들어 5V를 제2 다이오드부(160)의 캐소드 측에 인가할 수 있다.
출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)로부터 생성되는 제1 출력 전압(VLP) 및 제2 증폭부(140)로부터 생성되는 제2 출력 전압(VHP)로부터 최종 출력 전압(Vout)을 선택한다. 여기서, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)에 기준 전압 전환부(150)로부터 제1 기준 전압(V1)이 입력되면, 제1 증폭부(130)로부터 생성되는 제1 출력 전압(VLP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 선택하여 출력하고, 제1 증폭부(130)에 기준 전압 전환부(150)로부터 제2 기준 전압(V2)이 입력되면, 제2 증폭부(140)로부터 생성되는 제2 출력 전압(VHP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 선택하여 출력한다. 즉, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 상대적으로 약한 경우 제1 증폭부(130)로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 선택하고, 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 상대적으로 강한 경우 제2 증폭부(140)로부터 출력되는 제2 출력 전압(VHP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 선택함으로써 광 검출 장치의 동적 범위(dynamic range)를 확장시켜 최대화할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치가 동작하는 모습을 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 제1 기준 전압으로부터 생성된 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압을 나타내는 도면이고, 도 5는 제2 기준 전압으로부터 생성된 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기준 전압 전환부(150)는 제1 증폭부(130)에 먼저 제1 기준 전압(V1)을 입력한다. 제1 기준 전압(V1)은 제1 구동 전압(Vc1)의 전압 값과 동일한 값, 예를 들어 5V와 동일한 값을 가질 수 있으며, 제1 증폭부(130)에 제1 기준 전압(V1)이 입력되면 제1 증폭부(130)는 전술한 수학식 1에 따라 제1 출력 전압(VLP)을 출력하게 된다. 여기서, 제1 출력 전압(VLP)은 제1 기준 전압(V1)으로부터 하부로 스윙(swing)하는 그래프로 나타낼 수 있으며, 스윙 폭은 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가함에 따라 커지게 된다. 즉, 제1 출력 전압(VLP)은 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가함에 따라 점차 감소하게 되고, 제1 출력 전압(VLP)이 감소하여 제2 구동 전압(Vc2)의 전압 값, 예를 들어 0V와 동일한 값을 가지게 되면, 제1 증폭부(130)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 포화 상태로 된다.
이때, 제2 증폭부(140)의 비반전 단자(+)는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되는 바, 제2 증폭부(140)의 비반전 단자(+)에는 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생되는 전압(Vs)이 인가된다. 이때, 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에는 제1 기준 전압(V1)이 인가되고, 제1 증폭부(130)가 포화되지 않은 이상적인 조건 하에서 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)와 반전 단자(-)에는 동일한 전압이 걸리게 되므로, 제1 다이오드부(110)의 출력단에는 제1 기준 전압(V1)이 인가되어 제2 증폭부(140)로부터는 제1 기준 전압(V1)과 동일한 제1 출력 전압(VHP)이 출력된다. 여기서, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)와 제2 증폭부(140)로부터 출력되는 제2 출력 전압(VHP)를 모두 입력받고, 입력받은 제1 출력 전압(VLP)와 제2 출력 전압(VHP) 중 하나의 전압을 선택하여 최종 출력 전압(Vout)으로 출력한다. 이때, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)에 제1 기준 전압(V1)이 입력되는 상태이므로 제1 증폭부(130)으로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 출력하게 되고, 최종 출력 전압(Vout)으로부터 제1 다이오드부(110)로 입력되는 광 신호를 검출할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 제1 증폭부(130)로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)은 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가함에 따라 제1 전압 값으로부터 제2 전압 값으로 점차 감소하게 된다. 이때, 제1 출력 전압(VLP)이 계속적으로 감소하여 제2 전압 값과 동일한 값을 가지게 되면, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)가 포화된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 출력 전압 선택부(170)는 기준 전압 전환부(150)에 기준 전압의 전환을 위한 제어 신호를 송출하게 되고, 기준 전압 전환부(150)는 상기 제어 신호를 입력받아 제1 증폭기(130)에 입력되는 제1 기준 전압(V1)을 제2 기준 전압(V2)로 전환하게 된다. 즉, 기준 전압 전환부(150)는 제1 기준 전압(V1)을 입력하고 있는 상태에서 제1 증폭부(130)로부터 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압(VLP)이 출력되면, 제1 증폭부(130)에 입력하는 기준 전압을 제1 기준 전압(V1)으로부터 제2 기준 전압(V2)으로 전환할 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 기준 전압 전환부(150)는 상기와 같은 제어 신호를 입력받아 제1 증폭부(130)에 제2 기준 전압(V2)을 입력한다. 여기서, 제2 기준 전압(V2)은 제2 구동 전압(Vc2)의 전압 값과 동일한 값, 예를 들어 0V와 동일한 값을 가질 수 있다. 제1 증폭부(130)의 비반전 단자(+)에 제2 기준 전압(V2)이 입력되면 제1 증폭부(130)는 전술한 수학식 1에 따라 제1 출력 전압(VLP)이 결정되나, 결정된 제1 출력 전압(VLP)는 제2 기준 전압(V2) 이하의 값을 가지게 되므로, 제2 구동 전압(Vc2)에 의하여 이미 포화된 상태를 유지하게 된다.
이때, 전술한 바와 같이 제1 증폭부(130)가 포화된 상태에서 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 더욱 증가하게 되면, 제1 증폭부(130)는 이상적인 조건, 즉 이상 단락 상태를 더이상 유지할 수 없게 된다. 따라서, 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되는 반전 단자(-)는 광 전류(Is)가 누적되어 제1 다이오드부(110)의 출력단에 제2 기준 전압(V2)으로부터 선형적으로 증가하는 전압(Vs)을 발생시키게 된다.
이 경우, 제2 증폭부(140)는 전술한 수학식 2에 따라 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생하는 전압(Vs)과 동일한 제2 출력 전압(VHP)을 생성한다. 여기서, 제2 출력 전압(VHP)은 제1 기준 전압(V1)으로부터 상부로 스윙(swing)하는 그래프로 나타낼 수 있으며, 스윙 폭은 제1 다이오드부(110)의 출력단에 발생하는 전압(Vs)의 전압 값이 증가함에 따라 커지게 된다. 즉, 제2 출력 전압(VHP)은 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 증가함에 따라 점차 증가하게 된다. 이때, 제2 출력 전압(VHP)이 증가하여 제1 구동 전압(Vc1)의 전압 값, 예를 들어 5V와 동일한 값을 가지게 되면, 제2 증폭부(140)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이 포화 상태로 되나, 이때 제1 다이오드부(110)의 출력단에 연결되는 제2 다이오드부(160)에 의하여 제1 다이오드부(110)로부터 출력되는 광 전류를 제2 전압원(Vb) 측으로 바이패스함으로써 제1 증폭부(130) 및/또는 제2 증폭부(140)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 됨은 전술한 바와 같다.
한편, 제1 증폭부(130)는 전술한 바와 같이 제2 기준 전압(V2)의 인가에 의하여 포화된 상태를 유지하게 되므로, 제1 증폭부(130)로부터 출력되는 제1 출력 전압(VLP)은 기준 전압 전환부(150)로부터 인가되는 제2 기준 전압이 그대로 출력된다. 이때, 출력 전압 선택부(170)는 제1 증폭부(130)에 제2 기준 전압(V2)이 입력되는 상태이므로 제2 증폭부(140)으로부터 출력되는 제2 출력 전압(VHP)을 최종 출력 전압(Vout)으로 출력하게 되고, 최종 출력 전압(Vout)으로부터 제1 다이오드부(110)로 입력되는 광 신호를 검출할 수 있게 된다.
또한, 제1 증폭부(130)로 입력되는 광 전류(Is)의 세기가 감소하게 되면, 제2 증폭부(140)로부터 출력되는 제2 출력 전압(VHP)은 제1 전압 값으로부터 제2 전압 값으로 점차 감소하게 된다. 이때, 제2 출력 전압(VHP)이 계속적으로 감소하여 제2 전압 값과 동일한 값을 가지게 되면, 출력 전압 선택부(170)는 기준 전압 전환부(150)에 기준 전압의 전환을 위한 제어 신호를 송출하게 되고, 기준 전압 전환부(150)는 상기 제어 신호를 입력받아 제1 증폭기(130)에 입력되는 제2 기준 전압(V2)을 제1 기준 전압(V1)으로 전환하게 된다. 즉, 기준 전압 전환부(150)는 제2 기준 전압(V2)을 입력하고 있는 상태에서 제2 증폭부(140)로부터 제2 전압 값을 가지는 제2 출력 전압(VHP)이 출력되면, 제1 증폭부(130)에 입력하는 기준 전압을 제2 기준 전압(V2)으로부터 제1 기준 전압(V1)으로 전환할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출 장치에 의하면, 광 전류에 의하여 제1 증폭부가 포화되지 않는 범위에서는 제1 증폭부로부터 출력되는 제1 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하고, 광 전류에 의하여 제1 증폭부가 포화되는 범위에서는 제2 증폭부로부터 출력되는 제2 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하여 동적 범위(dynamic range)를 최대화할 수 있다.
또한, 제1 증폭부로부터 출력되는 제1 출력 전압과 제2 증폭부로부터 출력되는 제2 출력 전압을 비교하여, 기준 전압의 변환 및 최종 출력 전압의 선택이 이루어져 스위치 변환을 위한 처리 시간을 단축하고, 광 신호의 세기에 대응하는 정확한 전기 신호를 출력할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기는 복수 개의 광 검출 장치를 포함하고, 레이저 탐색기에 포함되는 각 광 검출 장치는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있는 바, 이에 대한 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기는 표적으로부터 반사되는 레이저 신호를 복수 개의 광 신호로 분할하여 각각 입력받는 복수 개의 광 검출 장치를 포함한다. 여기서, 레이저 탐색기는 항공기 또는 지시기 등의 외부 장치로부터 표적을 향하여 레이저 광을 조사하면 표적으로부터 반사된 레이저 광을 검출하여 표적을 추적하게 된다.
여기서, 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개의 광 신호로 분할되고, 레이저 탐색기에 포함되는 광 검출 장치는 각 수신 영역에 배치되어 광 신호를 입력받아 표적을 추적한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기의 수신 영역을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 레이저 탐색기로 수신되는 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개로 분할된다. 즉, 레이저 탐색기로 수신되는 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개의 광 신호로 분할되며, 복수 개의 광 신호는 예를 들어, 제1 사분면(A)을 통하여 입력되는 광 신호, 제2 사분면(B)을 통하여 입력되는 광 신호, 제3 사분면(C)를 통하여 입력되는 광 신호 및 제4 사분면(D)를 통하여 입력되는 광 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 광 검출 장치는 각각의 사분면 상에 배치되어 각각의 사분면을 통하여 입력되는 광을 검출하고, 이에 따른 좌표 값을 기반으로 방향을 조종하여 표적을 추적하게 된다.
각각의 사분면 상에서 검출되는 광에 따른 좌표 값은 하기의 수학식 3과 같이 구해질 수 있다.
Figure 112019040668907-pat00003
여기서, ΔX는 X축 방향의 좌표 편차를 의미하며, ΔY는 Y축 방향의 좌표 편차를 의미한다. 또한, A, B, C, D는 제1 사분면 내지 제4 사분면으로부터 검출되는 광의 전기적인 신호 값을 의미한다.
이에 따라, 레이저 탐색기는 ΔX 값 및 ΔY 값을 이용하여 좌표 편차를 확인하고, 수신되는 레이저 신호의 스팟(spot)이 전체 수신 영역의 중심에 위치하도록 방향을 조종하여 표적을 추적하게 된다. 여기서, 광 검출 장치는 각각의 사분면 상에 배치되어 각각의 사분면을 통하여 입력되는 광을 검출하게 되고, 각각의 광 검출 장치와 관련하여는 전술한 내용과 동일하므로 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
110: 제1 다이오드부 120: 포화 방지부
130: 제1 증폭부 140: 제2 증폭부
150: 기준 전압 전환부 160: 제2 다이오드부
170: 출력 전압 선택부

Claims (10)

  1. 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부;
    상기 광 신호의 세기에 따라 제1 전압 값을 가지는 제1 기준 전압 및 상기 제1 전압 갑보다 작은 제2 전압 값을 가지는 제2 기준 전압을 상호 전환하여 상기 제1 증폭부에 입력하는 기준 전압 전환부; 및
    상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함하고,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제1 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제1 전압 값 이하의 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제1 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제2 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제2 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제2 전압 값 이상의 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제1 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제1 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압이 출력되면, 상기 제1 기준 전압을 상기 제2 기준 전압으로 전환하여 입력하고,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제2 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제2 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제2 출력 전압이 출력되면, 상기 제2 기준 전압을 상기 제1 기준 전압으로 전환하여 입력하는 광 검출 장치.
  2. 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류의 직류 성분을 제거하기 위한 포화 방지부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부;
    상기 광 신호의 세기에 따라 제1 전압 값을 가지는 제1 기준 전압 및 상기 제1 전압 갑보다 작은 제2 전압 값을 가지는 제2 기준 전압을 상호 전환하여 상기 제1 증폭부에 입력하는 기준 전압 전환부; 및
    상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함하고,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제1 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제1 전압 값 이하의 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제1 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제2 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제2 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제2 전압 값 이상의 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제1 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제1 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압이 출력되면, 상기 제1 기준 전압을 상기 제2 기준 전압으로 전환하여 입력하고,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제2 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제2 증폭부로부터 상기 제1 전압 값을 가지는 제2 출력 전압이 출력되면, 상기 제2 기준 전압을 상기 제1 기준 전압으로 전환하여 입력하는 광 검출 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류를 바이패스하기 위한 제2 다이오드부;를 더 포함하는 광 검출 장치.
  4. 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 포토 다이오드;
    상기 포토 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 반전 증폭기;
    상기 포토 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 포토 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 버퍼;
    상기 광 신호의 세기에 따라 제1 전압 값을 가지는 제1 기준 전압 및 상기 제1 전압 갑보다 작은 제2 전압 값을 가지는 제2 기준 전압을 상호 전환하여 상기 반전 증폭기에 입력하는 기준 전압 전환 회로; 및
    상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택 회로;를 포함하고,
    상기 기준 전압 전환 회로로부터 제1 기준 전압이 인가되면, 상기 반전 증폭기는 상기 제1 전압 값 이하의 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 버퍼는 상기 제1 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환 회로로부터 제2 기준 전압이 인가되면, 상기 반전 증폭기는 상기 제2 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 버퍼는 상기 제2 전압 값 이상의 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환 회로는, 상기 제1 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 반전 증폭기로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압이 출력되면, 상기 제1 기준 전압을 상기 제2 기준 전압으로 전환하여 입력하고,
    상기 기준 전압 전환 회로는, 상기 제2 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 버퍼로부터 상기 제1 전압 값을 가지는 제2 출력 전압이 출력되면, 상기 제2 기준 전압을 상기 제1 기준 전압으로 전환하여 입력하는 광 검출 장치.
  5. 광 신호를 입력받아 상기 광 신호의 세기에 비례하는 광 전류를 출력하는 제1 다이오드부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성하는 제1 증폭부;
    상기 제1 다이오드부의 출력단에 연결되어, 상기 제1 다이오드부의 출력단에 발생되는 전압으로부터 제2 출력 전압을 생성하는 제2 증폭부;
    상기 광 신호의 세기에 따라 제1 전압 값을 가지는 제1 기준 전압 및 상기 제1 전압 갑보다 작은 제2 전압 값을 가지는 제2 기준 전압을 상호 전환하여 상기 제1 증폭부에 입력하는 기준 전압 전환부; 및
    상기 제1 출력 전압 및 제2 출력 전압으로부터 최종 출력 전압을 선택하는 출력 전압 선택부;를 포함하고,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제1 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제1 전압 값 이하의 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제1 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부로부터 제2 기준 전압이 인가되면, 상기 제1 증폭부는 상기 제2 전압 값과 동일한 전압 값을 가지는 제1 출력 전압을 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 제2 전압 값 이상의 전압 값을 가지는 제2 출력 전압을 출력하며,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제1 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제1 증폭부로부터 상기 제2 전압 값을 가지는 제1 출력 전압이 출력되면, 상기 제1 기준 전압을 상기 제2 기준 전압으로 전환하여 입력하고,
    상기 기준 전압 전환부는, 상기 제2 기준 전압을 입력하고 있는 상태에서 상기 제2 증폭부로부터 상기 제1 전압 값을 가지는 제2 출력 전압이 출력되면, 상기 제2 기준 전압을 상기 제1 기준 전압으로 전환하여 입력하며,
    상기 제1 증폭부와 제2 증폭부에는 동일한 구동 전압이 인가되는 광 검출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서
    상기 구동 전압은 상기 제1 전압 값을 가지는 제1 구동 전압 및 상기 제2 전압 값을 가지는 제2 구동 전압을 포함하는 광 검출 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 출력 전압 선택부는,
    상기 제1 증폭부에 상기 제1 기준 전압이 입력되면 상기 제1 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하고,
    상기 제1 증폭부에 상기 제2 기준 전압이 입력되면 상기 제2 출력 전압을 최종 출력 전압으로 선택하는 광 검출 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 전압 값은 0V를 초과하는 양의 값을 가지며,
    상기 제2 전압 값은 0V의 값을 가지는 광 검출 장치.
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