KR20120117089A

KR20120117089A - 레이저 검출 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120117089A
Application number: KR1020110034621A
Authority: KR
Inventors: 박태형; 이현무
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-10-24
Also published as: KR101553731B1

Abstract

본 발명은 레이저 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 야외에서도 광센서가 레이저 신호를 정확하게 검출할 수 있도록 한 레이저 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단하는 편광 필터; 상기 편광필터를 통해 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키는 광량 감소 필터; 상기 광량 감소 필터를 통해 통과된 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 적색투과 필터; 상기 적색투과필터를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하는 제1 광센서와, 상기 적색투과 필터를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 광센서로 이루어진 광센서부; 및 상기 제1 광센서를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 상기 제2 광센서를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하는 감산부를 포함하여 레이저 신호를 검출하는 레이저 검출 장치 및 방법을 제공한다.

Description

레이저 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING RASER}

본 발명은 레이저 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 야외에서도 광센서가 레이저 신호를 정확하게 검출할 수 있도록 한 레이저 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 포토 트랜지스터(Photo Transistor), CDS 셀(CDS cell) 또는 솔라셀(solar cell)을 이용하여 레이저 신호를 검출하여 이를 신호로 주고 받는 기술들이 많이 개발되어 있고, 많이 사용되고 있다.

현재 사용되고 있는 빛 감지 소자(Photo transistor, CDS cell, solar cell)을 이용하여 레이저를 검출할 때 실내에서는 정상적으로 잘 동작하지만 야외에서 동작을 실행시켜 보면 수신측 광센서에 태양광이 직접적으로 가해지게 되기 때문에 소자가 동작하는 범위의 임계값까지 동작된다. 이렇기 때문에 야외에서 레이저 신호를 입력하였을 때 광센서에서 레이저 신호를 검출하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 야외에서도 광센서가 레이저 신호를 정확하게 검출할 수 있도록 한 레이저 검출 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 레이저 검출 장치는, 기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단하는 편광 필터; 상기 편광필터를 통해 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키는 광량 감소 필터; 상기 광량 감소 필터를 통해 통과된 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 적색투과 필터; 상기 적색투과필터를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하는 제1 광센서와, 상기 적색투과 필터를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 광센서로 이루어진 광센서부; 및 상기 제1 광센서를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 상기 제2 광센서를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하는 감산부를 포함하여 레이저 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 적색투과 필터는 적색 셀로판지 또는 적색 아크릴판인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 광량 감소 필터는 상기 제1,제2 광센서의 동작범위를 고려하여 태양광과 레이저의 광량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 면에 따른 레이저 검출 방법은, 기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단한 후, 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키며, 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 제1 단계; 상기 제1 단계 수행 후, 제1 광센서를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하고, 제2 광센서를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 단계; 및 상기 제1 광센서를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 상기 제2 광센서를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하여 레이저 신호를 검출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 적색 성분 이외의 성분 차단은 적색 셀로판지 또는 적색 아크릴판을 통해 필터링 하는 것 특징으로 한다.

전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 야외에서 레이저를 사용하여 신호를 검출할 수 있게 함으로써, 실외에서도 레이저 신호를 효과적으로 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양광이 존재하는 실외에서도 레이저 신호를 효과를 검출할 수 있으므로, 레이저 신호의 검출에 대한 신뢰성을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 검출 장치를 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 광센서의 전압 출력을 보인 예시도.
도 3은 도 1에 있어, 편광 필터에 의해 차단되는 광성분을 보인 예시도.
도 4는 태양광과 레이저의 파장별 광량을 보인 예시도.
도 5는 도 1에 있어, 광량감소 필터에 의해 감소된 레이저와 태양광의 광량을 보인 예시도.
도 6은 도 1에 있어, 적색투과 필터에 의해 감소된 레이저와 태양광의 광량을 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 레이저신호의 검출을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 검출 방법을 보인 흐름도.

하기의 설명에서 본 발명의 레이저 검출 장치 및 방법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

하기의 설명에서 태양광은 광잡음을 대표하는 의미로 사용한 것으로, 섬광일 수도 있다.

하기의 설명에서 본 발명에 따른 레이저 검출 장치 및 방법을 위해 후술되는 제1 광센서는 태양광을 수신하도록 하고, 제2 광센서는 태양광과 함께 레이저의 빛(광)을 수신하도록 설치해야 함을 인지해야 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 검출 장치를 보인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 검출 장치(100)는 기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단하는 편광 필터(11)와, 편광필터(11)를 통해 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키는 광량 감소 필터(ND:Netural Density filter)(13)와, 광량 감소 필터(13)를 통해 통과된 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 적색투과 필터(15)와, 적색투과필터(15)를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하는 제1 광센서(21)와, 적색투과 필터(15)를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 광센서(23)로 이루어진 광센서부(20)와, 제1 광센서(21)를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 제2 광센서(23)를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하는 감산부(312)를 포함하여 레이저 신호를 검출한다.

즉, 본 발명에 따른 레이저 검출 장치는 편광 필터(11)를 적용하여 정해진 임사각 외의 빛을 차단시켜 빛을 1차적으로 감소시키고, 광량 감소 필터(13)를 사용하여 전체적으로 들어오는 빛의 양을 2차적으로 감소시킨다.

이후, 적색투과 필터(15)로 예컨대, 적색 아크릴판이나 적색 셀로판지를 이용하여 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단시킴으로써, 광센서부(20)로 들어오게 되는 적색성분의 양 또한 감소하게 되어 센서가 동작할 수 있는 동작범위의 광량만이 광센서부(20)에 입력되게 된다.

그래서, 광센선부(20)의 제1 광센서(21)가 출력하는 레이저와 태양광의 전압값에 대한 신호를 감산부(31)로 전송하고, 제2 광센서(23)가 출력하는 태양광의 전압값에 대한 신호를 감산부(31)로 전송한다. 그러면 감산부(31)는 제1, 2 광센서부(20)를 통해 수신한 레어지와 태양광의 전압값에서 태양광의 전압값을 감산하여 레이저 신호를 검출할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 광센서의 전압 출력을 보인 예시도이다.

도 2를 참조하면, 태양광이 없는 실내에서 시간에 따라 레이저광을 센서에 입력시킬 경우, 광센서부(20)는 레이저의 광량에 따라서 전압의 출력이 도 2의 (a)와 같이 된다.

다음으로 필터를 사용하지 않은 상태에서 태양광에 놓여졌을 경우, 광센서부(20)는 도 2의 (b)와 같이 태양광의 광량 때문에 최대 전압으로 출력된다.

이렇기 때문에 필터들을 사용하여 태양광과 레이저 빛의 광량을 광센서부(20)의 동작 범위내로 줄이게 될 경우, 도 2의 (c)와 같이 최대 전압 이하의 동작 범위내에서 전압의 변화를 확인할 수 있게 된다.

각 필터의 기능에 대해서 알아보면, 첫번째로 편광 필터(11)는 도 3에서 보는 바와 같이, 입사각이 0°에서 기 설정된 차단각도 이내의 레이저(41)와 태양광(43)만 투과시킨다.

이러한 본 발명의 레이저 검출 장치로 입사되는 태양광과 레이저의 파장별 광량에 대한 특성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 4는 태양광과 레이저의 파장별 광량을 보인 예시도이다.

도 4를 참조하면, 도 4의 (a)와 같이 레이저는 특정 구간의 파장성분을 많이 포함하고 있고, 도 4의 (b)와 같이 태양광은 전반적으로 모든 영역의 성분을 포함하고 있음을 알 수 있다.

전술한 상기 도 4의 특성을 갖는 태양광과 레이저의 파장별 감량은 본 발명에 따른 광량감소 필터(13)에 의해 도 5의 (a)와 같이 태양광의 광량을 감소시키며, 도 5의 (b)와 같이 레이저의 파장대의 광량을 감소시킨다.

광량감소 필터(13) 이후에 위치하게 되는 적색투과 필터(15)를 통한 레이저의 광량은 도 6의 (a)와 같으며, 감소된 태양광의 광량은 도 6의 (b)와 같다.

도 6을 통해 알 수 있듯이, 적색투과 필터(15)는 적색파장의 빛을 제외하고는 모두 흡수해 버리기 때문에 적색 셀로판지를 통과하고 나오게 되면, 레이저는 적색투과 필터(15)의 경우 그냥 통과가 되고, 태양광은 식별번호 'A'와 같이 적색광의 파장영역부분만 통과하게 된다. 이러한 원리에 따라, 레이저는 변화가 없으나, 태양광의 경우에는 적색영역을 제외한 파장이 차단됨으로써, 광량 감소효과를 가져올 수 있게 된다.

전술한 필터들에 의해 태양광은 광량이 감소하게 되고, 적색성분의 광만 투과하여 제1 광센서(21)로 입사된다. 또한 제1 광센서(21)로 입사되는 태양광과 함께 광량이 감소한 레이저가 제2 광센서(23)로 입사된다.

그러면, 제1, 제2 광센서(21, 23)는 입사되는 태양광과 레이저광에 의한 센서의 전압 변화가 광센서의 동작 범위내(임계값 이하)에 들어와 있기 때문에, 도 7과 같이 제1, 제2 광센서(21, 23) 간의 출력 차이를 비교하여 레이저 신호를 검출한다.

즉, 제2 광센서(23)는 감지한 레이저와 태양광의 전압값에 대한 신호(71)를 도 7의 (a)와 같이 출력하고, 제1 광센서(21)는 감지한 태양광의 전압값에 대한 신호(73)를 도 7의 (b)와 같이 출력한다.

그러면, 감산부(31)는 제1 광센서(21)를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값의 신호에서 제2 광센서(23)를 통해 감지된 태양광의 전압값의 신호를 감산하여 도 7의 (c)와 같은 레이저 신호(75)를 검출한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 검출 방법을 보인 흐름도이다. 여기서 레이저 검출방법을 적용하기 위해 레이저 검출 장치의 제1 광센서(21)는 앞서 기술한 필터(11, 13, 15)를 통과하는 태양광을 수신하고, 제2 광센서(23)는 앞서 기술한 필터(11, 13, 15)를 통과하는 태양광과 함께 레이저 광을 수신하도록 해야 한다.

도 8을 참조하면, 기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단한 후, 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키며, 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단한다(S810).

제1 단계 수행 후, 제1 광센서(21)를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하고, 제2 광센서(23)를 통해 입사되는 태양광을 감지한다(S820).

이후, 제1 광센서(21)를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 제2 광센서(23)를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하여 레이저 신호를 검출한다(S830).

즉, 제1, 제2 광센서(21, 23) 간의 전압차이를 검출하여 태양광으로부터 레이저 신호를 구분할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단하는 편광 필터;
상기 편광필터를 통해 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키는 광량 감소 필터;
상기 광량 감소 필터를 통해 통과된 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 적색투과 필터;
상기 적색투과필터를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하는 제1 광센서와, 상기 적색투과 필터를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 광센서로 이루어진 광센서부; 및
상기 제1 광센서를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 상기 제2 광센서를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하는 감산부를 포함하여 레이저 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 레이저 검출 장치.
제1 항에 있어서, 상기 적색투과 필터는,
적색 셀로판지 또는 적색 아크릴판인 것을 특징으로 하는 레이저 검출 장치.
제1 항에 있어서, 상기 광량 감소 필터는,
상기 제1,제2 광센서의 동작범위를 고려하여 태양광과 레이저의 광량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 레이저 검출 장치.
기 설정된 차단각도로 입사되는 태양광과 레이저의 빛을 차단한 후, 입사되는 모든 파장대의 광량을 감소시키며, 빛의 적색 성분 이외의 성분을 차단하는 제1 단계;
상기 제1 단계 수행 후, 제1 광센서를 통해 입사되는 레이저와 태양광을 감지하고, 제2 광센서를 통해 입사되는 태양광을 감지하는 제2 단계; 및
상기 제1 광센서를 통해 감지된 레이저와 태양광의 전압값에서 상기 제2 광센서를 통해 감지된 태양광의 전압값을 감산하여 레이저 신호를 검출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 검출 방법.
제4 항에 있어서, 상기 적색 성분 이외의 성분 차단은 적색 셀로판지 또는 적색 아크릴판을 통해 필터링 하는 것 특징으로 하는 레이저 검출 방법.