KR20030090392A - A transmitting/receiving apparatus by diffusion-modulating of a semiconductor laser - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 비디오, 오디오 및 데이터신호를 변조 혼합한 신호를 반도체 레이저의 빔폭의 확산 변조에 의해 무선 전송시 좁은 빔폭에 의한 손실과 외부 환경요인에 따른 손실을 방지하는 반도체 레이저 확산변조 방식의 송수신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission / reception apparatus of a diffusion modulation method of a semiconductor laser, and more particularly, to a loss due to a narrow beam width during wireless transmission of a signal obtained by modulating and mixing a video, audio, and data signal by a beam modulation diffusion of a semiconductor laser. The present invention relates to a transmission / reception device of a semiconductor laser diffusion modulation method that prevents loss due to external environmental factors.
지금까지 사용되거나 개발된 종래의 레이저 무선 전송 기술은 반도체 레이저의 고유의 특징인 빔폭이 아주 좁고, 날카로운 직진성을 그대로 이용하는 장치 또는 시스템들이 대부분 이었으며, 또한, 비디오, 오디오 및 데이터신호를 동시에 또는 선택적으로 송수신할 수 없을 뿐만 아니라, 적용 범위와 시공성이 매우 어렵고 가격에 비해 성능이 매우 떨어지는 상반된 특징을 갖고 있었다.Conventional laser radio transmission technology used or developed up to now has been a device or system that uses a very narrow beam width and sharp straightness, which is inherent in semiconductor lasers, and simultaneously or selectively transmits video, audio and data signals simultaneously. Not only could it transmit or receive, but it also had the opposite characteristics, which were very difficult in terms of coverage and construction, and very poor in performance compared to the price.
또한, 이러한 종래의 장치 또는 시스템들은 눈, 비, 먼지, 안개, 낙엽 등의 자연 환경의 영향으로 빔의 굴절과 차단에 의해 발생하는 송수신 단절을 없앨 수 없을 뿐만 아니라, 송신부와 수신부의 초점을 맞추기가 아주 어렵고, 진동이나 바람 등에 의해 입사 유효면적 범위를 벗어날 경우 대책이 없다는 문제점을 가지고 있다.In addition, these conventional devices or systems are not only able to eliminate the transmission and reception interruptions caused by the refraction and blocking of the beam under the influence of the natural environment such as snow, rain, dust, fog, and fallen leaves, but also to focus the transmitter and receiver. Is very difficult, and there is a problem that there is no countermeasure when out of the effective area of incidence due to vibration or wind.
지금까지 사용되거나 개발된 기존의 장치와 시스템은 디지털 방식의 전용 장치 또는 시스템으로 CCD 카메라와 디지털 비디오레코더 등과 함께 구성한 시스템에는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.Existing devices and systems that have been used or developed so far have a problem that they cannot be used in systems configured with CCD cameras and digital video recorders as digital devices or systems.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래의 반도체 레이저의 좁은 빔폭에 의한 손실과 외부 환경 요인 등에 의한 수신 장애를 극복하기 위해 굴절율, 투과율 및 흡수율이 모두 아주 우수한 매질을 이용하여 수광소자를 몰드 패키지화한 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to use a medium having excellent refractive index, transmittance and absorption in order to overcome the loss caused by the narrow beam width of the conventional semiconductor laser and the reception disturbance caused by external environmental factors. It is to provide a transmission and reception device of a diffusion modulation method of a semiconductor laser in a mold package.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 집광 미러로부터 미소한 집광된 광원을 수광된 본래의 신호로 복원하는 수광소자의 패키지 몰드 곡률 반경을 이용하여 반도체 레이저를 확산 변조시키고, 미세한 신호를 집광할 수 있도록 집광율이 우수한 매질을 이용한 집광 미러를 사용하여 미세 신호에서도 본래의 신호를 복원할 수 있는 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to spread-modulate the semiconductor laser using the package mold curvature radius of the light-receiving element which restores the minutely condensed light source from the condensing mirror to the received original signal, so that the fine signal can be condensed. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diffusion modulation type transmission / reception apparatus of a semiconductor laser capable of restoring an original signal even in a fine signal by using a condensing mirror using a medium having an excellent condensation ratio.
또한, 본 발명의 다른 목적은, CCD 카메라에서 수신부까지의 케이블을 무선화할 수 있을 뿐만 아니라, 완전한 실시간 양방향 통신으로 팬틸트 드라이버를 제어할 수 있는 데이터 송수신 기능과 오디오신호를 송수신할 수 있는 레이저 광원의 확산을 이용한 광신호의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is not only to wirelessly cable the cable from the CCD camera to the receiver, but also a laser light source capable of transmitting and receiving an audio signal and a data transmitting / receiving function capable of controlling a pan tilt driver with full real-time bidirectional communication. It is to provide an apparatus for transmitting and receiving an optical signal using a diffusion of.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고주파 무선장비 또는 장치와 함께 시스템을 구성할 경우에 고주파 무선 주파수 채널의 여유를 안정되게 확보할 수 있도록 하고, 다양한 시스템의 구성과 자유로운 선택의 범위를 제공할 수 있는 레이저 광원의 확산을 이용한 광신호의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a stable range of high-frequency radio frequency channel when the system is configured with high-frequency radio equipment or devices, and to provide a variety of configurations and a range of free choice It is to provide an apparatus for transmitting and receiving an optical signal using diffusion of a laser light source.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 레이저의 확산변조 방식의 수신 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a receiving apparatus of a diffusion modulation method of a semiconductor laser according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송신 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a transmission modulation system of a diffusion modulation method of a semiconductor laser according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수광소자 몰드 패키지의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a light receiving device mold package according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비디오, 오디오, 데이터 송신부의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic structural diagram of a video, audio and data transmission unit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비디오, 오디오, 데이터 수신부의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic structural diagram of a video, audio and data receiver according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 수광소자 몰드 패키지 2 : 수광소자1: light receiving element mold package 2: light receiving element
3 : 집광 미러 4 : 수신된 입사 광신호3: condensing mirror 4: received incident light signal
5 : 굴절된 수광신호 7 : 외부로 굴절되는 수광신호5: Refracted light reception signal 7: Outgoing light reception signal
10 : 비디오, 오디오, 데이터 수신기10: video, audio, data receiver
20 : 비디오, 오디오, 데이터 송신기20: video, audio, data transmitter
31 : 반도체 레이저 소자 32 : 1차 확산 변조 소자31 semiconductor laser device 32 primary diffusion modulation device
34 : 2차 확산 변조 소자 33 : 확산 변조신호34: secondary spreading modulation element 33: spreading modulation signal
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 레이저 소자를 통해 광신호로 송신하는 송신부 및 송신된 신호를 본래의 신호로 복조하는 수신부로 이루어지는 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치에 있어서, 상기 송신부는, a) 반도체 레이저 소자로부터 방출되는 광신호를 확산 변조시키는 1차 확산 변조부; 및 b) 상기 확산된 광신호의 포커스를 제어하여 수신측 수광부로 송신하는 2차 확산부를 포함하며, 상기 수신부는 수신 장애를 극복하도록 광 투과율이 높은 매질로 몰드 패키지화한 것을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object, there is provided a transmitting and receiving device of a semiconductor laser diffusion modulation method comprising a transmitting unit for transmitting an optical signal through a semiconductor laser element and a receiving unit for demodulating the transmitted signal into an original signal, the transmitting unit a) a first diffusion modulator for diffusion modulating the optical signal emitted from the semiconductor laser device; And b) a secondary diffuser for controlling the focus of the diffused optical signal to transmit to the receiving side light receiving unit, wherein the receiving unit is molded in a medium having a high light transmittance so as to overcome a reception obstacle.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 레이저 소자로부터 방출되는 광원은 상기 수광부에 내장된 집광 미러의 범위 안에 들도록 상기 2차 확산부에서 확산각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the light source emitted from the semiconductor laser device is characterized in that the diffusion angle is controlled in the secondary diffusion portion to fall within the range of the condensing mirror embedded in the light receiving portion.
또한, 상기 집광 미러는 자신의 곡률 반경에 따라 상기 광원을 미소한 범위까지 집광하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the condensing mirror condenses the light source to a minute range according to its radius of curvature.
또한, 상기 송신부와 수신부의 이격 거리가 멀수록 확산신호의 수신감도가 낮아지는 것을 보상하기 위해 상기 반도체 레이저 소자의 방출 광량의 세기를 상기 확산 변조된 신호에 연동시켜 송수신 감도를 유지하는 것이 바람직하다.In addition, in order to compensate that the reception sensitivity of the spread signal is lowered as the distance between the transmitter and the receiver increases, it is preferable to maintain the transmission and reception sensitivity by linking the intensity of the emitted light amount of the semiconductor laser element with the diffusion modulated signal. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치를 설명한다.Hereinafter, a transmission / reception apparatus of a diffusion modulation method of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 레이저의 확산변조 방식의 수신 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송신 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a diffusion modulation method of a semiconductor laser receiver according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a diffusion modulation method of a semiconductor laser transmission device according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수광소자 몰드 패키지의 개략적인 구성도로서, 수광소자(2)를 몰드 패키지(1)한 것을 도시하고 있다.3 is a schematic configuration diagram of a light receiving device mold package according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates a mold package 1 of the light receiving device 2.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 레이저 소자(31)를 통해 광신호로 송신하는 송신부(20) 및 송신된 신호를 본래의 신호로 복조하는 수신부(10)로 이루어지는 반도체 레이저의 확산변조 방식의 송수신 장치에 있어서, 상기 송신부(20)는, a) 반도체 레이저 소자로부터 방출되는 광신호를 확산 변조시키는 1차 확산 변조부(32); 및 b) 상기 확산된 광신호(33)의 포커스를 제어하여 필터링 시킨 후에 수신측 수광부(10)로 송신하는 2차 확산부(34)를 포함한다.1 and 2, a diffusion modulation scheme of a semiconductor laser comprising a transmitter 20 for transmitting an optical signal through a semiconductor laser element 31 and a receiver 10 for demodulating the transmitted signal into an original signal. In the transmitting and receiving apparatus, the transmitting unit (20) comprises: a) a primary diffusion modulating unit (32) for spreading modulation of the optical signal emitted from the semiconductor laser element; And b) a secondary diffuser 34 for controlling the focus of the diffused optical signal 33 and filtering the filtered signal, and then transmitting the filtered signal to the receiving side receiver 10.
여기서 도면부호 4는 수신된 입사 광신호를 나타내며, 도면부호 5는 굴절된수광신호를 나타내고, 도면부호 7은 외부로 굴절되는 수광신호를 나타낸다.Here, reference numeral 4 denotes a received incident light signal, reference numeral 5 denotes a refracted light receiving signal, and reference numeral 7 denotes a light receiving signal refracted to the outside.
도 2는 도 1에 대응되는 도면으로서, 도 1의 구성과 대칭되며 각각 동일한 동작을 하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 도면부호 51 내지 58, 및 도면부호 101 내지 105의 설명도 전술한 도 1을 참조한다.FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1, and is symmetrical to the configuration of FIG. 1 and performs the same operation, and thus a detailed description thereof will be omitted. Accordingly, the descriptions of 51 to 58 and 101 to 105 also refer to FIG. 1 described above.
한편, 상기 수신부(10)는 수신 장애를 극복하도록 광 투과율이 높은 매질로 몰드 패키지화한다. 즉, 상기 수신부(10)에 내장된 수광소자는 광 투과율이 우수한 매질로 패키징 몰드화함으로써, 입사된 광원의 산란이나 굴절에서도 미소 신호의 검출만으로 본래의 신호로 복원할 수 있다.On the other hand, the receiving unit 10 is packaged in a medium having a high light transmittance to overcome the reception obstacle. That is, the light receiving element embedded in the receiver 10 may be packaged and molded into a medium having excellent light transmittance, thereby restoring the original signal only by detecting the small signal even in scattering or refraction of the incident light source.
상기 반도체 레이저 소자(31)로부터 방출되는 광원은 상기 수광부(10)에 내장된 집광 미러(3)의 범위 안에 들도록 상기 2차 확산부(34)에서 확산각도를 제어하게 된다. 여기서, 상기 집광 미러(3)는 자신의 곡률 반경에 따라 상기 광원을 미소한 범위까지 집광하여야 한다.The light source emitted from the semiconductor laser device 31 controls the diffusion angle at the secondary diffusion part 34 to fall within the range of the condensing mirror 3 embedded in the light receiving part 10. Here, the condensing mirror 3 should condense the light source to a small range according to its radius of curvature.
상기 송신부(20)와 수신부(10)의 이격 거리가 멀수록 확산신호의 수신감도가 낮아지는 것을 보상하기 위해 상기 반도체 레이저 소자(31)의 방출 광량의 세기를 상기 확산 변조된 신호에 연동시켜 송수신 감도를 유지하게 된다.In order to compensate that the reception sensitivity of the spread signal is lowered as the distance between the transmitter 20 and the receiver 10 increases, the intensity of the emitted light amount of the semiconductor laser device 31 is transmitted and received in association with the spread modulated signal. Sensitivity is maintained.
결국, 반도체 레이저의 빔폭이 너무 좁고 날카롭게 되면 송신 도달거리는 길어지게 되나, 눈, 비, 안개, 먼지 등의 자연환경 조건의 변화에 따라 레이저 빔의 굴절과 차단 및 리플렉션이 발생하여 상기 수신부(10)까지 도달되지 못하고 중간에신호가 유실되므로, 이를 방지하기 위하여 상기 반도체 레이저 소자(31)로부터 방사되는 빔폭을 확산시켜 전송하는 것이다. 또한, 상기 반도체 레이저 소자(31)의 열화 방지와 안정된 신호를 전송하기 위해 발진신호를 안정화 제어부로 궤환시켜 안정화된 동작과 신호를 얻게 되는데, 이하 도 4와 도 5를 참조하여 후술한다.As a result, if the beam width of the semiconductor laser is too narrow and sharp, the transmission reach becomes long, but the receiver 10 may be refracted, blocked, and reflected by a change in natural environmental conditions such as snow, rain, fog, and dust. Since the signal is lost in the middle without being reached, the beam width radiated from the semiconductor laser device 31 is spread and transmitted to prevent the signal. In addition, in order to prevent degradation of the semiconductor laser device 31 and to transmit a stable signal, the oscillation signal is fed back to the stabilization controller to obtain a stabilized operation and signal, which will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 반도체 레이저 송신부의 개략적인 구성도이고, 도 5는 반도체 레이저 수신부의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser transmitter, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser receiver.
또한, 상기 송신부(20)는, 도 4를 참조하면, 외부로부터 비디오, 오디오 및 데이터신호를 입력받아 각각 헤드 증폭기(21a, 21b, 21c)를 통해 증폭하고, 유효 대역의 주파수만을 통과시키는 변조 및 커트필터(22a, 22b, 22c); 상기 유효 통과대역의 주파수로 필터링된 신호를 혼합하는 혼합기(23); 혼합된 유효 주파수 대역의 신호만 무선 전송에 충분한 신호로 증폭하는 증폭기(24); 상기 혼합된 신호가 상기 증폭기(24)에서 증폭될 때 수반되는 불필요 잡음과 대역을 제거하고 안정화된 신호만을 통과시키는 저역통과 필터(25); 상기 혼합된 신호에 따른 비디오, 오디오 및 데이터신호를 레이저 구동시키는 레이저 구동부(26); 상기 레이저 구동된 신호를 발진시켜 무선 전송하는 반도체 레이저 소자(27); 및 상기 반도체 레이저 소자(27)의 열화 방지와 안정된 신호를 전송하기 위해 상기 반도체 레이저의 발진 신호를 궤환시켜 안정화된 동작과 신호를 얻는 안정화 제어부(28)를 포함하여 이루어진다.In addition, referring to FIG. 4, the transmitter 20 receives video, audio, and data signals from the outside, amplifies them through the head amplifiers 21a, 21b, and 21c, respectively, and modulates only the frequencies of the effective band. Cut filters 22a, 22b, 22c; A mixer (23) for mixing the filtered signal with the frequency of the effective passband; An amplifier 24 that amplifies only the mixed effective frequency band signal into a signal sufficient for wireless transmission; A lowpass filter (25) that removes unnecessary noise and bands involved when the mixed signal is amplified by the amplifier (24) and passes only the stabilized signal; A laser driver 26 for laser driving video, audio, and data signals according to the mixed signal; A semiconductor laser element 27 for oscillating and transmitting the laser driven signal; And a stabilization control unit 28 for stabilizing the semiconductor laser device 27 and obtaining a stable operation and a signal by feeding back the oscillation signal of the semiconductor laser in order to transmit a stable signal.
상기 송신부(20)의 반도체 레이저 소자(27)는 빔폭을 확산시켜 확산 범위 내의 어느 한 점의 위치의 빔을 수광하더라도 본래의 신호를 얻을 수 있도록 광원을 확산시키게 된다. 상기 송신부(20)는 아날로그 신호와 디지털 신호를 모두 수용할 수 있다,The semiconductor laser element 27 of the transmitter 20 diffuses the beam width so as to diffuse the light source so that the original signal can be obtained even if the beam at any point within the diffusion range is received. The transmitter 20 may accommodate both analog signals and digital signals.
또한, 상기 수광부(10)는, 도 5를 참조하면, 상기 송신 수단(20)의 반도체 레이저 소자(27)로부터 전송된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 레이저 수광기(11); 및 상기 광신호를 증폭하는 헤드 증폭기(12); 상기 증폭된 신호를 입력받아 신호의 왜곡 특성, 이득 등을 보상 증폭하는 대역보상 증폭기(14a, 14b) ; 상기 보상된 신호를 각각의 오디오, 비디오 및 데이터신호로 분리하는 커트필터(13a, 13b, 13c); 상기 송신부(20)에서 만들어진 본래의 주파수 대역의 순수 오디오, 비디오 및 데이터신호만을 각각 통과시켜 증폭하는 증폭기(15, 18a, 18b); 및 상기 증폭된 각각의 신호를 본래의 신호로 복조하는 오디오, 비디오 및 데이터신호 복조부(17a, 17b, 17c)를 포함하여 이루어진다.In addition, the light receiving unit 10, referring to Figure 5, the laser receiver 11 for receiving the optical signal transmitted from the semiconductor laser element 27 of the transmitting means 20 and converts it into an electrical signal; And a head amplifier 12 for amplifying the optical signal. Band compensation amplifiers 14a and 14b that receive the amplified signal and compensate and amplify distortion characteristics, gains, and the like of the signal; Cut filters (13a, 13b, 13c) for separating the compensated signal into respective audio, video and data signals; Amplifiers (15, 18a, 18b) for passing and amplifying pure audio, video, and data signals of the original frequency bands made by the transmitter 20, respectively; And audio, video, and data signal demodulators 17a, 17b, 17c for demodulating the amplified signals into original signals.
여기서 상기 헤드 증폭기(12)는 상기 송신부(20)로부터 보내져온 비디오, 오디오 및 데이터신호만을 증폭할 수 있도록 구성되어 있고, 여기서 증폭된 신호는 비디오, 오디오 및 데이터신호를 분리할 수 있는 각각의 독립된 회로에 보내지게 된다.Here, the head amplifier 12 is configured to amplify only the video, audio and data signals sent from the transmitter 20, where the amplified signals are independent of each other capable of separating the video, audio and data signals. Sent to the circuit.
따라서, 상기 반도체 레이저 송신부(20)에 비디오, 오디오 및 데이터신호가 입력되면 이들 신호를 주파수변조 캐리어로 변조하고, 레이저 발진과 확산에 최적화된 대역의 신호를 상기 커트 필터(21a, 21b, 21c)에 의해 비디오신호와 오디오신호 및 데이터신호의 대역으로 분리하여, 상기 혼합기(23)에서 하나의 신호로 혼합하고, 레이저 구동부(26)에 의해 반도체 레이저의 발진과 빔의 확산으로 수광부(10)에 보내게 된다.Therefore, when video, audio, and data signals are input to the semiconductor laser transmitter 20, these signals are modulated by a frequency modulated carrier, and the cut filter 21a, 21b, 21c receives signals of a band optimized for laser oscillation and diffusion. The video signal, the audio signal and the data signal are separated into bands and mixed into one signal by the mixer 23, and the laser driver 26 causes the semiconductor laser to oscillate and diffuse the beam to the light receiver 10. Will be sent.
이후, 상기 수광부(10)에서는 수광된 신호를 증폭하고, 각각의 커트필터(13a, 13b, 13c)에 의해 비디오신호와 오디오신호 및 데이터신호를 분리 통과시키고, 이후 이를 복조하여 본래의 신호를 얻게 된다.Thereafter, the light receiver 10 amplifies the received signal, separates the video signal, the audio signal, and the data signal by the respective cut filters 13a, 13b, and 13c, and then demodulates the original signal to obtain an original signal. do.
도 4를 다시 참조하면, 카메라 또는 다른 매체로부터 보내져오는 디지털이나 아날로그의 비디오신호는 비디오 헤드 증폭기(21b)에 입력되어 증폭과 신호 보상을 하고, 이후 비디오 변조 및 커트필터(22b)에 보내져 반도체 레이저 발진에 최적화된 주파수 변조 캐리어로 변조하게 된다. 이후, 유효 대역의 비디오신호만을 통과시켜 혼합기(23)로 보내지며, 오디오 및 데이터신호도 외부로부터 입력받아 주파수 변조한 후, 유효 대역의 주파수만을 통과시키면, 비디오, 오디오 및 데이터신호 혼합기(23)에서 이들 유효 통과대역의 주파수를 혼합하게 된다. 이때, 헤드 증폭기(21a, 21b, 21c)에서 증폭된 주파수변조 신호는 각각의 커트 필터(22a, 22b, 22c)에 의해 예를 들어, 8㎒의 비디오신호와 2.3㎒의 오디오신호 및 2.8㎒의 데이터신호로 분리된다.Referring back to FIG. 4, a digital or analog video signal from a camera or other medium is input to the video head amplifier 21b for amplification and signal compensation, and then sent to the video modulation and cut filter 22b for semiconductor laser. Modulation is performed with a frequency modulated carrier optimized for oscillation. Thereafter, only the video signal of the effective band is passed to the mixer 23, and the audio and data signals are also input from the outside, and the frequency is modulated. If only the frequency of the effective band is passed, the video, audio and data signal mixer 23 is transmitted. Will mix the frequencies of these effective passbands. At this time, the frequency-modulated signals amplified by the head amplifiers 21a, 21b, and 21c are each cut filters 22a, 22b, and 22c, for example, an 8 MHz video signal, a 2.3 MHz audio signal, and a 2.8 MHz signal. Separated into data signals.
이후, 혼합된 유효 주파수 대역의 신호만 혼합신호 증폭기(24)에서 레이저 무선 전송에 충분한 신호로 증폭되며, 상기 혼합된 신호가 증폭기(24)에서 증폭될 때 수반되는 불필요 잡음과 대역을 제거하고 안정화된 신호만을 통과시키기 위하여 혼합신호 저역통과 필터(25)를 통해 레이저 구동부(26)에 보내지게 된다.Thereafter, only the signals of the mixed effective frequency band are amplified by a signal sufficient for laser radio transmission in the mixed signal amplifier 24, and the unnecessary noise and the band accompanying when the mixed signal is amplified in the amplifier 24 are stabilized. It is sent to the laser driver 26 through the mixed signal low pass filter 25 to pass only the received signal.
이후, 레이저 구동부(26)에서는 이들 혼합된 신호에 의해 반도체 레이저 소자(27)를 발진시켜 비디오, 오디오 및 데이터신호를 레이저 확산 무선 전송하게 된다. 여기서, 반도체 레이저의 빔폭이 너무 좁고 날카롭게 되면 송신 도달거리는 길어지게 되나, 눈, 비, 안개, 먼지 등의 자연환경 조건의 변화에 따라 레이저 빔의 굴절과 차단 및 리플렉션이 발생하여 수신부까지 도달되지 못하고 중간에 신호가 유실되므로, 이를 방지하기 위하여 반도체 레이저로부터 출력되는 빔폭을 확산시켜 전송해야 한다. 또한, 반도체 레이저 소자(27)의 열화 방지와 안정된 신호를 전송하기 위해 반도체 레이저(27)의 발진 신호를 안정화 제어부(28)로 궤환시켜 안정화된 동작과 신호를 얻게 된다.Thereafter, the laser driver 26 oscillates the semiconductor laser device 27 by these mixed signals to transmit laser, radio, and wireless video, audio, and data signals. In this case, if the beam width of the semiconductor laser is too narrow and sharp, the transmission reach becomes long, but the laser beam is refracted, blocked, and reflected due to the change of natural environment conditions such as snow, rain, fog, dust, etc. Since the signal is lost in the middle, the beam width output from the semiconductor laser must be spread and transmitted to prevent this. In addition, in order to prevent degradation of the semiconductor laser device 27 and to transmit a stable signal, the oscillation signal of the semiconductor laser 27 is fed back to the stabilization control unit 28 to obtain a stabilized operation and signal.
도 5를 다시 참조하면, 상기 송신부(20)의 반도체 레이저 소자(27)로부터 전송된 신호는 수신부의 레이저 수광부(11)에 도달하면, 이를 전기신호로 변환하며, 헤드 증폭기(12)에서 이 신호를 증폭하게 된다. 이후, 수광신호 증폭용 헤드 증폭기(12)는 상기 송신부(20)로부터 보내져온 비디오, 오디오, 데이터신호만을 증폭하게 되며, 여기서 증폭된 신호는 비디오, 오디오, 데이터신호를 분리할 수 있는 각각의 독립된 회로에 보내지게 된다.Referring back to FIG. 5, when the signal transmitted from the semiconductor laser element 27 of the transmitter 20 reaches the laser receiver 11 of the receiver, the signal is converted into an electrical signal, which is converted by the head amplifier 12. Will be amplified. Thereafter, the received signal amplification head amplifier 12 amplifies only the video, audio and data signals sent from the transmitter 20, where the amplified signals are separated from each other to separate the video, audio and data signals. Sent to the circuit.
한편, 비디오신호를 분리하고 처리하는 과정에 대해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, a process of separating and processing a video signal will be described as an example.
상기 수광부(10)의 보상 증폭기(14a)에서는 헤드 증폭기(12)에서 증폭된 신호를 입력받아 신호의 왜곡 특성, 이득 등을 보상 증폭하게 된다. 이후, 보상된 신호는 커트필터(13b)에 보내져서, 상기 송신부(20)에서 만들어진 본래의 비디오대역의 주파수인 순수 비디오신호만을 통과시키고, 오디오와 데이터신호의 주파수 대역을 차단하고, 이를 비디오증폭기(18a)를 통해 증폭하게 된다. 다음에, 증폭된 비디오신호는 복조회로(17b)를 통해 본래의 신호로 만들어져 최종 비디오신호를 얻을 수 있다.The compensation amplifier 14a of the light receiver 10 receives the signal amplified by the head amplifier 12 to compensate and amplify the distortion characteristic, the gain, and the like of the signal. Then, the compensated signal is sent to the cut filter 13b to pass only the pure video signal which is the frequency of the original video band made by the transmitter 20, and cut off the frequency band of the audio and data signals, which is a video amplifier. Amplification is made through 18a. The amplified video signal is then made into an original signal through the demodulation circuit 17b to obtain the final video signal.
또한, 오디오와 데이터신호의 분리는 헤드 증폭기(12)로부터 증폭된 신호를 입력받아 각각 커트 필터(13a, 13c)에 의해 해당 대역의 신호만 통과시키고 나머지는 차단하게 되는데, 오디오신호의 경우에는 전체 주파수 대역에서 비디오신호 대역과 데이터신호 대역을 감산한 나머지 대역을 사용하며, 데이터신호대역의 경우에는 전체주파수 대역에서 비디오신호와 오디오신호 대역을 감산한 영역을 사용하게 된다.In addition, in order to separate the audio and data signals, the amplified signal from the head amplifier 12 is input, and only the signals of the corresponding band are passed by the cut filters 13a and 13c, respectively, and the rest are blocked. The remaining band is obtained by subtracting the video signal band and the data signal band from the frequency band. In the case of the data signal band, the subtracted video and audio signal bands are used from the entire frequency band.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 통신방식, 변조방식, 전송속도 등을 자유로이 설정할 수 있으므로 최적화된 시스템 구성이 가능하고, 전파와 같이 멀티패스 페이딩이 발생하지 않으므로 페이딩 대책을 세울 필요가 없다. 또한, 전파에 비해 자국간 또는 시스템간 간섭이 거의 문제로 되지 않으며, 수신측에서의 정확한 수신점 확보가 어려운 것을 확산 변조를 통해 해결할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to freely set the communication method, modulation method, transmission rate, etc., it is possible to optimize the system configuration, and does not need to take a fading countermeasure because multipath fading does not occur, such as radio waves. In addition, interference between stations and systems is not a problem as compared with radio waves, and it is possible to solve the difficulty in securing an accurate reception point on the receiving side through spread modulation.
또한 본 발명에 따르면, 종래의 개별적이고 독립적인 장치들의 문제점을 해결하고, 아날로그 신호와 디지털 신호를 모두 수용하며, 반도체 레이저 송수신 시스템과 고주파 무선장치 및 광통신망과 직간접적으로 완전한 호환성을 가질 수 있다.In addition, according to the present invention, it solves the problems of conventional individual and independent devices, accommodates both analog signals and digital signals, and can be directly or indirectly compatible with semiconductor laser transmission and reception systems, high frequency radios and optical communication networks. .
또한, 본 발명에 따르면 유/무선망과의 통합 솔루션을 제공하고, 반도체 레이저의 특징인 좁은 빔폭과 날카로운 직진성 때문에 눈, 비, 먼지, 안개, 낙엽 등의 자연환경의 영향으로 빔의 굴절과 차단에 의해 발생하는 송수신 단절을 없앨 수 있다.In addition, the present invention provides an integrated solution with wired / wireless networks, and because of the narrow beam width and sharp straightness characteristic of the semiconductor laser, the beam is refracted and blocked by the natural environment such as snow, rain, dust, fog, and fallen leaves. The transmission / reception disconnection caused by can be eliminated.
또한, 본 발명에 따르면 송수신기에 내장된 커트 필터와 반도체 레이저 및 레이저 수광기의 자유로운 선택으로 다른 근접 반도체 레이저와의 혼신을 완전 제거하여 사용 범위를 확대할 수 있다.In addition, according to the present invention, the use of the cut filter embedded in the transceiver and the free selection of the semiconductor laser and the laser receiver can completely eliminate interference with other adjacent semiconductor lasers, thereby extending the range of use.
Claims (4)
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- 2002-05-23 KR KR1020020028679A patent/KR20030090392A/en not_active Application Discontinuation
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