KR20180097347A - Optical position sensing device - Google Patents

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KR20180097347A
KR20180097347A KR1020170024215A KR20170024215A KR20180097347A KR 20180097347 A KR20180097347 A KR 20180097347A KR 1020170024215 A KR1020170024215 A KR 1020170024215A KR 20170024215 A KR20170024215 A KR 20170024215A KR 20180097347 A KR20180097347 A KR 20180097347A
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Abstract

Disclosed is an optical position detection apparatus. According to an embodiment of the present invention, the optical position detection apparatus comprises: a first optical fiber receiving a laser pulse; a photodetector detecting a laser pulse, received by the first optical fiber, to output the laser pulse as an electrical signal; and a controller calculating the position of the laser pulse based on the electrical signal.

Description

광 위치 감지 장치{OPTICAL POSITION SENSING DEVICE}[0001] OPTICAL POSITION SENSING DEVICE [0002]

아래 실시예들은 광 위치 감지 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to an optical position sensing device.

광 위치 감지 장치는 레이저 광이 검출부에 맞았을 때 레이저 광이 맞는 위치를 알려 주는 장치로, 레이저 광이 맞는 위치를 검출하여 일정한 위치에 광의 위치가 고정되도록 송광부 또는 수광부의 위치를 제어 하는데 주로 사용될 수 있다.The optical position sensing device is a device that indicates the position where the laser light is fitted when the laser light is hit by the detection part and controls the position of the light transmitting part or the light receiving part so that the position of the light is fixed at a predetermined position Can be used.

광 위치 감지 장치는 움직이는 물체에 레이저를 쏘아 레이저 광이 움직이는 물체를 추적하도록 하는 기술들에 응용될 수 있다.The optical position sensing device can be applied to a technique in which a laser beam is irradiated on a moving object to track an object moving.

예를 들어, 레이저 광 추적기술은 인공위성에 레이저 반사경을 부착하여 인공위성의 궤도를 추적하는 우주 측지용 레이저 추적시스템(satellite laser ranging(SLR)), 반사경까지의 정밀 길이를 측정하는 레이저 트레커(laser tracker), 레이저 무기의 추적 시스템(tracking system) 등에 사용될 수 있다.For example, laser beam tracking technology can be applied to satellite laser ranging (SLR) systems that track the orbit of a satellite by attaching a laser reflector to the satellite, a laser tracker ), Laser weapon tracking systems, and so on.

또한, 광 위치 감지 장치는 레이저 광을 대기중으로 먼거리까지 송수광 하는 대기중 광통신 기술 및 주파수 표준 전송 기술에 적용되어 대기 외란 및 진동환경에서 송광부와 수광부 사이의 광학 링크를 유지시켜 줄 수 있다.In addition, the optical position sensing device can be applied to atmospheric optical communication technology and frequency standard transmission technology which transmit and receive laser light to a long distance to the atmosphere, and can maintain an optical link between a light emitting portion and a light receiving portion in an atmospheric disturbance and vibration environment.

광 위치 감지 기술로는 2D 면으로 구성된 광 검출기(photo detector)를 이용하여 레이저 광이 검출되는 부분과 가까운 전극에서 더 많은 전류가 검출되는 방법, 4분할 광 검출기를 이용하여 각 광 검출기에서 검출되는 신호의 크기를 비교하여 위치를 검출하는 방법, 또는 카메라(예를 들어, CCD 카메라 또는 CMOS 카메라)를 이용하여 레이저 광의 이미지를 획득하여 위치를 검출하는 방법 등이 있을 수 있다.The optical position sensing technology uses a photo detector consisting of a 2D surface to detect more current in the electrode near the laser light detection area and a method in which a current is detected in each photodetector using a quadrant photodetector A method of detecting the position by comparing the magnitudes of the signals or a method of detecting the position by acquiring an image of the laser light using a camera (for example, a CCD camera or a CMOS camera).

하지만, 기존의 광 위치 감지 기술들은 레이저 광의 송수광을 동시에 할 수 없고, 레이저 광을 동시에 송수광 하기 위해서는 레이저 광의 이동경로 이외에 다른 광 경로를 만들어 주어야 하기 때문에 광 분할기(beam splitter(BS))와 렌즈 등의 광학 부속이 추가적으로 필요하다. 추가적인 광 분할기와 렌즈 등의 광학 부속들은 시스템의 복잡도를 증가시키고, 광 손실을 발생시키며, 광 정렬에 대한 문제를 발생 시킬 수 있다.However, existing optical position sensing technologies can not simultaneously transmit and receive laser light. In order to simultaneously transmit and receive laser light, a beam splitter (BS) and a beam splitter An optical part such as a lens is additionally required. Optical parts, such as additional light splitters and lenses, can increase the complexity of the system, cause light loss, and cause problems with optical alignment.

실시예들은 수신한 레이저 펄스의 위치를 계산하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique for calculating the position of a received laser pulse.

또한, 실시예들은 계산된 레이저 펄스의 위치에 기초하여 액추에이터 또는 스캐닝 미러를 제어하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can also provide a technique for controlling an actuator or a scanning mirror based on the position of a calculated laser pulse.

일 실시예에 따른 광 위치 감지 장치는 레이저 펄스를 수광하는 제1 광섬유(the first optical fiber)와, 상기 제1 광섬유가 수신하는 레이저 펄스를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 광 검출기(photo detector)와, 및 상기 전기적 신호에 기초하여 상기 레이저 펄스의 위치를 계산하는 컨트롤러(controller)를 포함한다.The optical position sensing apparatus includes a first optical fiber for receiving a laser pulse, a photo detector for sensing a laser pulse received by the first optical fiber and outputting the electrical pulse as an electrical signal, And a controller for calculating a position of the laser pulse based on the electrical signal.

상기 장치는, 레이저 펄스를 송광하고, 반사체로부터 반사된 레이저 펄스를 수광하는 제2 광섬유(the second optical fiber)를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further comprise a second optical fiber that emits a laser pulse and receives a laser pulse reflected from the reflector.

상기 장치는, 상기 제1 광섬유 및 상기 제2 광섬유를 포함하는 광섬유 다발(fiber bundle)을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an optical fiber bundle including the first optical fiber and the second optical fiber.

상기 광 검출기는, 상기 제1 광섬유와 접속할 수 있다.The photodetector may be connected to the first optical fiber.

상기 장치는, 상기 레이저 펄스를 시준(collimate)하거나, 또는 상기 레이저 펄스를 집중(focus)하는 렌즈(lens)를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a lens that collimates the laser pulse or focuses the laser pulse.

상기 제1 광섬유는, 적어도 하나의 광섬유를 포함할 수 있다.The first optical fiber may include at least one optical fiber.

상기 제2 광섬유는, 상기 적어도 하나의 광섬유 사이에 위치할 수 있다.The second optical fiber may be positioned between the at least one optical fiber.

상기 제1 광섬유는, 네 개의 광섬유를 포함하고, 상기 광 검출기는, 상기 네 개의 광섬유와 각각 연결되는 제1 광 검출기, 제2 광 검출기, 제3 광 검출기, 및 제4 광 검출기를 포함할 수 있다.The first optical fiber may include four optical fibers, and the photodetector may include a first photodetector, a second photodetector, a third photodetector, and a fourth photodetector, each of which is connected to the four optical fibers. have.

상기 네 개의 광섬유는, 상하좌우 대칭으로 구현될 수 있다.The four optical fibers may be symmetrically arranged vertically and horizontally.

상기 컨트롤러는, 수학식에 기초하여 상기 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다.The controller can calculate the position of the laser pulse based on the equation.

상기 광섬유 다발은, 팬 아웃(fan out) 광섬유 다발, DCF 커플러(double clad fiber coupler), 멀티코어 광섬유(multi-core fiber(MCF)), 또는 다중채널 도파관(multichannel wave guide)으로 구현될 수 있다.The optical fiber bundle may be implemented as a fan-out optical fiber bundle, a double clad fiber coupler, a multi-core fiber (MCF), or a multichannel wave guide .

상기 장치는, 상기 레이저 펄스를 반사함으로써 진행 방향을 제어하는 스캐닝 미러(scanning mirror)를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 위치에 기초하여 상기 스캐닝 미러의 방향을 제어할 수 있다.The apparatus may further include a scanning mirror for controlling a traveling direction by reflecting the laser pulse, and the controller may control the direction of the scanning mirror based on the position.

상기 장치는, 상기 제1 광섬유 및 상기 제2 광섬유의 위치를 제어하는 구동체(actuator)를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 위치에 기초하여 상기 구동체의 방향을 제어할 수 있다.The apparatus may further include an actuator for controlling a position of the first optical fiber and the second optical fiber, and the controller may control a direction of the driving body based on the position.

도 1a는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 시스템의 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 1b는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 시스템의 블록도의 다른 예를 나타낸다.
도 2는 도 1a에 도시된 광 위치 감지 장치의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 광섬유를 설명하기 위한 도면이다,
도 4a는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 장치의 구조도를 나타낸다.
도 4b는 도 4a에 도시된 광 위치 감지 장치의 단면도를 나타낸다.
도 5a는 컨트롤러가 스캐닝 미러를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 일 예이다.
도 5b는 컨트롤러가 스캐닝 미러를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.
도 6a는 컨트롤러가 구동체를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 일 예이다.
도 6b는 컨트롤러가 구동체를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.
1A shows an example of a block diagram of an optical position sensing system according to an embodiment.
1B shows another example of a block diagram of an optical position sensing system according to an embodiment.
Fig. 2 shows a block diagram of the optical position sensing apparatus shown in Fig. 1A.
FIG. 3 is a view for explaining the optical fiber shown in FIG. 2,
4A is a structural view of an optical position sensing apparatus according to an embodiment.
4B is a cross-sectional view of the optical position sensing device shown in FIG. 4A.
5A is an example of a diagram for explaining an operation in which the controller controls the scanning mirror.
5B is another example of a diagram for explaining the operation of the controller for controlling the scanning mirror.
6A is an example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling the driver.
6B is another example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling the driver.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1a는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 시스템의 블록도의 일 예를 나타내고, 도 1b는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 시스템의 블록도의 다른 예를 나타낸다.FIG. 1A shows an example of a block diagram of an optical position sensing system according to an embodiment, and FIG. 1B shows another example of a block diagram of an optical position sensing system according to an embodiment.

도 1a를 참조하면, 광 위치 감지 시스템(10)은 광 위치 감지 장치(100) 및 기지국(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1A, an optical position sensing system 10 includes an optical position sensing device 100 and a base station 200.

광 위치 감지 장치(100)는 기지국(200)과 광학적으로 연결(link)되어 있을 수 있다. 즉, 광 위치 감지 장치(100)는 기지국(200)과 광학적 링크(optical link)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 광 위치 감지 장치(100)는 기지국(200)과 레이저 광 통신(laser optical communication)을 수행할 수 있다.The optical position sensing device 100 may be optically connected to the base station 200. That is, the optical position sensing apparatus 100 may form an optical link with the base station 200. For example, the optical position sensing device 100 may perform laser optical communication with the base station 200.

레이저 광 통신은 단방향 통신(uni-directional communication 또는 one way communication), 양방향 통신(two way communication), 또는 전방향 통신(omni-directional communication)일 수 있다.The laser optical communication may be uni-directional communication or one-way communication, two-way communication, or omni-directional communication.

즉, 단방향 통신의 경우, 광 위치 감지 장치(100)는 기지국(200)으로부터 레이저 펄스를 수신(또는 수광)할 수 있다. 이때, 기지국(200)은 외부 송신 장치일 수 있다.That is, in the case of unidirectional communication, the optical position sensing apparatus 100 can receive (or receive) laser pulses from the base station 200. At this time, the base station 200 may be an external transmitting apparatus.

양방향 통신 또는 전방향 통신의 경우, 광 위치 감지 장치(100)는 기지국(200)으로 레이저 펄스를 송신(또는 송광)하고, 기지국(200)으로부터 레이저 펄스를 수신(또는 수광)할 수 있다.In the case of bidirectional communication or omnidirectional communication, the optical position sensing apparatus 100 may transmit (or transmit) laser pulses to the base station 200 and receive (or receive) laser pulses from the base station 200.

도 1b를 참조하면, 광 위치 감지 시스템(20)은 광 위치 감지 장치(100) 및 반사체(300)을 포함한다.Referring to FIG. 1B, the optical position sensing system 20 includes an optical position sensing device 100 and a reflector 300.

광 위치 감지 장치(100)는 반사체(300)로 레이저 펄스를 송신(또는 송광)하고, 반사체(300)로부터 반사된 레이저 펄스를 수신(또는 수광)할 수 있다. 반사체(300)는 거리 측정의 대상이 되는 물체일 수 있다. 즉, 광 위치 감지 장치(100)는 반사체(300)로부터 반사된 레이저 펄스에 기초하여 반사체(300)까지의 거리를 측정할 수도 있다.The optical position sensing apparatus 100 can transmit (or transmit) laser pulses to and from the reflector 300 and receive (or receive) laser pulses reflected from the reflector 300. The reflector 300 may be an object to be subjected to distance measurement. In other words, the optical position sensing apparatus 100 may measure the distance to the reflector 300 based on the laser pulse reflected from the reflector 300.

도 1a 및 도 1b에 도시된 광 위치 감지 장치(100)는 레이저 펄스에 기초하여 수신한 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어, 광 위치 감지 장치(100)는 레이저 펄스가 중앙에 위치하는지, 오른쪽에 위치하는지, 왼쪽에 위치하는지, 상단에 위치하는지, 하단에 위치하는지, 오른쪽 상단에 위치하는지, 오른쪽 하단에 위치하는지, 왼쪽 상단에 위치하는지, 또는 왼쪽 하단에 위치하는지 등을 계산할 수 있다.The optical position sensing apparatus 100 shown in Figs. 1A and 1B can calculate the position of the received laser pulse based on the laser pulse. For example, the optical position sensing device 100 determines whether the laser pulse is located at the center, right, left, top, bottom, right, bottom, Whether it is located in the upper left corner, the lower left corner, and so on.

광 위치 감지 장치(100)는 수신한 레이저 펄스의 좌표(coordinates)를 계산할 수 있다. 레이저 펄스의 좌표는 2차원 좌표 또는 3차원 좌표일 수 있다. 레이저 펄스의 좌표가 2차원 좌표인 경우, x축 좌표 및 y축 좌표를 포함할 수 있다. 레이저 펄스의 좌표가 3차원 좌표인 경우, x축 좌표, y축 좌표, 및 z축 좌표를 포함할 수 있다.The optical position sensing apparatus 100 may calculate the coordinates of the received laser pulses. The coordinates of the laser pulse may be two-dimensional coordinates or three-dimensional coordinates. If the coordinates of the laser pulse are two-dimensional coordinates, they may include x-axis coordinates and y-axis coordinates. If the coordinates of the laser pulse are three-dimensional coordinates, it may include an x-axis coordinate, a y-axis coordinate, and a z-axis coordinate.

광 위치 감지 장치(100)는 외란(disturbance)이 존재하는 경우, 송수신하는 레이저 펄스의 광량이 일정하도록 유지할 수 있다. 외란은 진동, 흔들림, 대기 중 외란, 굴절, 반사, 난반사(scattered reflection), 또는 회절 등을 포함할 수 있다.The optical position sensing apparatus 100 can maintain the light amount of the laser pulse transmitted and received to be constant when there is disturbance. Disturbance can include vibration, shaking, atmospheric disturbance, refraction, reflection, scattered reflection, or diffraction.

광 위치 감지 장치(100)는 계산한 좌표에 기초하여, 송수신하는 레이저 펄스의 방향을 제어하거나, 또는 자신의 위치를 제어하여 송수신하는 레이저 펄스의 광량을 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 광 위치 감지 장치(100)는 레이저 트레커(laser tracker(LT))로서 동작할 수 있다.The optical position sensing apparatus 100 can control the direction of the laser pulse transmitted or received or control the position of the laser pulse to keep the light amount of the laser pulse transmitting and receiving on the basis of the calculated coordinates. That is, the optical position sensing apparatus 100 can operate as a laser tracker (LT).

일 예로, 광 위치 감지 장치(100)는 스캐닝 미러(scanning mirror)를 포함할 수 있다. 광 위치 감지 장치(100)는 계산한 좌표에 기초하여 스캐닝 미러를 제어하고, 레이저 펄스의 방향을 제어할 수 있다. 즉, 스캐닝 미러는 광 위치 감지 장치(100)가 송수신하는 레이저 펄스의 방향을 변화시킬 수 있다. 이에 송수신하는 레이저 펄스의 광량이 일정하게 유지될 수 있다.As an example, the optical position sensing device 100 may include a scanning mirror. The optical position sensing apparatus 100 can control the scanning mirror based on the calculated coordinates and control the direction of the laser pulse. That is, the scanning mirror can change the direction of the laser pulse transmitted and received by the optical position sensing apparatus 100. The amount of light of the laser pulse transmitted and received can be kept constant.

다른 예로, 광 위치 감지 장치(100)는 구동체(actuator)를 포함할 수 있다. 광 위치 감지 장치(100)는 계산한 좌표에 기초하여 구동체를 제어하고, 광 위치 감지 장치(100)의 위치를 제어할 수 있다. 구동체는 광 위치 감지 장치(100)에 부착되어 있을 수 있다. 즉, 구동체는 광 위치 감지 장치(100)의 제어에 응답하여 위치를 변화시키고, 따라서 광 위치 감지 장치(100)의 위치가 변화할 수 있다. 이에 송수신하는 레이저 펄스의 광량이 일정하게 유지될 수 있다.As another example, the optical position sensing device 100 may include an actuator. The optical position sensing apparatus 100 can control the driver based on the calculated coordinates and control the position of the optical position sensing apparatus 100. [ The driving body may be attached to the optical position sensing device 100. That is, the driver changes the position in response to the control of the optical position sensing device 100, and thus the position of the optical position sensing device 100 may change. The amount of light of the laser pulse transmitted and received can be kept constant.

도 2는 도 1a에 도시된 광 위치 감지 장치의 블록도를 나타낸다.Fig. 2 shows a block diagram of the optical position sensing apparatus shown in Fig. 1A.

도 2를 참조하면, 광 위치 감지 장치(100)는 광섬유(optical fiber; 110), 광 검출기(photo detector; 120), 및 컨트롤러(controller; 130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the optical position sensing apparatus 100 includes an optical fiber 110, a photo detector 120, and a controller 130.

광섬유(110)는 레이저 펄스를 수신(또는 수광)할 수 있다. 광섬유(110)는 적어도 하나의 광섬유를 포함할 수 있다. 즉, 광섬유(110)는 복수 개의 광섬유로 구현될 수 있다.The optical fiber 110 can receive (or receive) laser pulses. The optical fiber 110 may include at least one optical fiber. That is, the optical fiber 110 may be implemented with a plurality of optical fibers.

광섬유(110)는 수신한 레이저 펄스를 광 검출기(120)로 전달할 수 있다. 광 검출기(120)는 복수 개의 광 검출기로 구현되어, 각각의 광섬유(110)와 접속하고 있을 수 있다.The optical fiber 110 may transmit the received laser pulse to the photodetector 120. The photodetector 120 may be implemented with a plurality of photodetectors and may be connected to each optical fiber 110.

광 검출기(120)는 수신한 레이저 펄스에 기초하여 전기적 신호를 생성하여 컨트롤러(130)로 출력할 수 있다. 전기적 신호는 전류 신호(current signal) 또는 전압 신호(voltage signal)일 수 있다. 예를 들어, 광 검출기(120)가 수신한 레이저 펄스의 광량이 높은 경우, 광 검출기(120)는 전류 또는 전압이 높은 전기적 신호를 생성할 수 있다. 광 검출기(120)가 수신한 레이저 펄스의 광량이 낮은 경우, 광 검출기(120)는 전류 또는 전압이 낮은 전기적 신호를 생성할 수 있다.The photodetector 120 may generate an electrical signal based on the received laser pulse and output the electrical signal to the controller 130. The electrical signal may be a current signal or a voltage signal. For example, when the light amount of the laser pulse received by the photodetector 120 is high, the photodetector 120 may generate an electrical signal having a high current or voltage. When the light amount of the laser pulse received by the photodetector 120 is low, the photodetector 120 can generate an electric signal having a low current or voltage.

각각의 광섬유(110)가 수신하는 레이저 펄스의 크기는 상이할 수 있다. 즉, 각각의 광 검출기(120)가 생성하는 전기적 신호의 크기는 상이할 수 있다.The magnitudes of the laser pulses received by the respective optical fibers 110 may be different. That is, the magnitude of the electrical signal generated by each photodetector 120 may be different.

컨트롤러(130)는 상이한 전기적 신호에 기초하여 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다. 레이저 펄스의 위치는 좌표로 표현될 수 있다.The controller 130 may calculate the position of the laser pulse based on the different electrical signals. The position of the laser pulse can be expressed in coordinates.

컨트롤러(130)는 계산한 좌표에 기초하여, 송수신하는 레이저 펄스의 방향을 제어하거나, 또는 광 위치 감지 장치(100)의 위치를 제어하여 송수신하는 레이저 펄스의 광량을 일정하게 유지할 수 있다.The controller 130 can control the direction of the laser pulse transmitted or received or control the position of the optical position sensing device 100 based on the calculated coordinates to maintain a constant amount of the laser pulse transmitted and received.

도 3은 도 2에 도시된 광섬유를 설명하기 위한 도면이고, 도 4a는 일 실시예에 따른 광 위치 감지 장치의 구조도를 나타내고, 도 4b는 도 4a에 도시된 광 위치 감지 장치의 단면도를 나타낸다.FIG. 3 is a view for explaining the optical fiber shown in FIG. 2, FIG. 4A is a structural view of the optical position sensing device according to an embodiment, and FIG. 4B is a sectional view of the optical position sensing device shown in FIG. 4A.

도 3 내지 도 4b를 참조하면, 광섬유(110)는 제1 광섬유(111) 및 제2 광섬유(112)를 포함한다. 제1 광섬유(111) 및 제2 광섬유(112)는 광섬유 다발(fiber bundle; 140)로 구현될 수 있다. 즉, 광섬유 다발(140)은 광섬유(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 to 4B, the optical fiber 110 includes a first optical fiber 111 and a second optical fiber 112. The first optical fiber 111 and the second optical fiber 112 may be implemented as an optical fiber bundle 140. That is, the optical fiber bundle 140 may include an optical fiber 110.

광섬유 다발(140)은 팬 아웃(fan out) 광섬유 다발, DCF 커플러(double clad fiber coupler), 멀티코어 광섬유(multi-core fiber(MCF)), 또는 다중채널 도파관(multichannel wave guide)으로 구현될 수 있다. 광 위치 감지 장치(100)는 광섬유 다발(140)을 사용하여 시스템 복잡도를 개선할 수 있다.The optical fiber bundle 140 may be implemented as a fan-out optical fiber bundle, a double clad fiber coupler, a multi-core fiber (MCF), or a multichannel wave guide have. The optical position sensing apparatus 100 can improve the system complexity by using the optical fiber bundle 140. [

제1 광섬유(111)는 레이저 펄스를 수신(또는 수광)할 수 있다. 수신되는 레이저 펄스는 렌즈(lens)를 통해 집광(focus, 또는 집중)될 수 있다. 즉, 광 위치 감지 장치(100)는 렌즈를 더 포함할 수 있다.The first optical fiber 111 can receive (or receive) laser pulses. The received laser pulse may be focused (or focused) through a lens. That is, the optical position sensing apparatus 100 may further include a lens.

제1 광섬유(111)는 복수 개의 광섬유(111-1~111-4)로 구현될 수 있다. 복수 개의 광섬유(111-1~111-4)는 상하좌우 대칭으로 구현될 수 있다. 각각의 제1 광섬유(111)는 각각의 광 검출기(120)와 접속하고 있을 수 있다. 즉, 제1 광섬유(111-1)는 제1 광 검출기(120-1)과 접속하고, 제1 광섬유(111-2)는 제2 광 검출기(120-2)과 접속하고, 제1 광섬유(111-3)는 제3 광 검출기(120-3)과 접속하고, 제1 광섬유(111-4)는 제4 광 검출기(120-4)과 접속하고 있을 수 있다. 제1 광섬유(111)는 위치 검출 광섬유(position sensing fiber)로 명명할 수 있다.The first optical fiber 111 may be implemented as a plurality of optical fibers 111-1 through 111-4. The plurality of optical fibers 111-1 to 111-4 may be symmetrically arranged in the up, down, left, and right directions. Each first optical fiber 111 may be connected to each photodetector 120. That is, the first optical fiber 111-1 is connected to the first optical detector 120-1, the first optical fiber 111-2 is connected to the second optical detector 120-2, and the first optical fiber 111-3 may be connected to the third photodetector 120-3 and the first optical fiber 111-4 may be connected to the fourth photodetector 120-4. The first optical fiber 111 may be referred to as a position sensing fiber.

제2 광섬유(112)는 레이저 펄스를 송수광할 수 있다. 즉, 제2 광섬유(112)는 기지국(200) 또는 반사체(300)로 송광하는 레이저 펄스, 및 기지국(200) 또는 반사체(300)로부터 수광하는 레이저 펄스의 통로 역할을 할 수 있다. 제2 광섬유(112)가 레이저 펄스를 송광하는 경우, 렌즈는 레이저 펄스를 시준(collimate)할 수 있다. 제2 광섬유(112)가 레이저 펄스를 수광하는 경우, 렌즈는 레이저 펄스를 집광(또는 집중)할 수 있다. 제2 광섬유(112)는 신호 광섬유(signal fiber)로 명명할 수 있다.The second optical fiber 112 can transmit and receive a laser pulse. That is, the second optical fiber 112 may serve as a path of a laser pulse to be transmitted to the base station 200 or the reflector 300, and a laser pulse to be received from the base station 200 or the reflector 300. When the second optical fiber 112 emits a laser pulse, the lens may collimate the laser pulse. When the second optical fiber 112 receives a laser pulse, the lens can focus (or focus) the laser pulse. The second optical fiber 112 may be called a signal fiber.

제2 광섬유(112)는 제1 광섬유(111-1~111-4) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제1 광섬유(111-1~111-4)는 제2 광섬유(112)를 기준으로 대칭적으로 구현될 수 있다.The second optical fiber 112 may be located between the first optical fibers 111-1 through 111-4. That is, the first optical fibers 111-1 to 111-4 may be implemented symmetrically with respect to the second optical fiber 112. [

예를 들어, 제1 광섬유(111-1)과 제1 광섬유(111-2)는 y축 대칭이고, 제1 광섬유(111-1)과 제1 광섬유(111-3)는 영점 대칭이고, 제1 광섬유(111-1)과 제1 광섬유(111-4)는 x축 대칭일 수 있다.For example, the first optical fiber 111-1 and the first optical fiber 111-2 are y-axis symmetric, the first optical fiber 111-1 and the first optical fiber 111-3 are zero-point symmetric, 1 optical fiber 111-1 and the first optical fiber 111-4 may be x-axis symmetric.

제1 광섬유(111-2)와 제1 광섬유(111-3)는 x축 대칭이고, 제1 광섬유(111-2)와 제1 광섬유(111-4)는 영점 대칭일 수 있다.The first optical fiber 111-2 and the first optical fiber 111-3 may be symmetrical with respect to the x axis and the first optical fiber 111-2 and the first optical fiber 111-4 may be symmetrical with respect to the zero point.

제1 광섬유(111-3)와 제1 광섬유(111-4)는 y축 대칭일 수 있다.The first optical fiber 111-3 and the first optical fiber 111-4 may be y-axis symmetric.

각각의 제1 광섬유(111-1~111-4)가 수신하는 레이저 펄스의 크기는 상이할 수 있다. 즉, 각각의 광 검출기(120-1~120-4)가 생성하는 전기적 신호의 크기는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 광 검출기(120-1)는 PD1의 전기적 신호를 생성하고, 제2 광 검출기(120-2)는 PD2의 전기적 신호를 생성하고, 제3 광 검출기(120-3)는 PD3의 전기적 신호를 생성하고, 제4 광 검출기(120-4)는 PD4의 전기적 신호를 생성할 수 있다.The sizes of the laser pulses received by the first optical fibers 111-1 to 111-4 may be different. That is, the sizes of electrical signals generated by the respective photodetectors 120-1 to 120-4 may be different. For example, the first photodetector 120-1 generates an electrical signal of PD 1, the second photodetector 120-2 generates an electrical signal of PD 2, and the third photodetector 120-3 May generate an electrical signal of PD 3 and a fourth photodetector 120-4 may generate an electrical signal of PD 4.

각각의 광 검출기(120-1~120-4)는 생성한 전기적 신호를 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.Each of the photodetectors 120-1 to 120-4 can transmit the generated electrical signal to the controller 130.

컨트롤러(130)는 수학식 1에 기초하여 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다.The controller 130 can calculate the position of the laser pulse based on Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, x는 수광된 레이저 펄스의 x축 좌표이고, y는 수광된 레이저 펄스의 y축 좌표이고, PD1는 제1 광 검출기(120-1)가 출력하는 전기적 신호이고, PD2는 제2 광 검출기(120-2)가 출력하는 전기적 신호이고, PD3는 제3 광 검출기(120-3)가 출력하는 전기적 신호이고, PD4는 제4 광 검출기(120-4)가 출력하는 전기적 신호일 수 있다.Here, x is the x- axis coordinate of the received laser pulse, y is the y- axis coordinate of the received laser pulse, PD 1 is the electrical signal output by the first photodetector 120-1, PD 2 is the second PD 3 is an electrical signal output by the third photodetector 120-3 and PD 4 is an electrical signal output by the fourth photodetector 120-4 .

컨트롤러(130)는 계산한 좌표에 기초하여, 송수신하는 레이저 펄스의 방향을 제어하거나, 또는 자신의 위치를 제어하여 송수신하는 레이저 펄스의 광량을 일정하게 유지할 수 있다. 컨트롤러(130)가 송수신하는 레이저 펄스의 방향을 제어하거나, 또는 광 위치 감지 장치(100)의 위치를 제어하는 동작에 대해서는 도 5a 내지 도6b를 참조하여 후술하도록 한다.Based on the calculated coordinates, the controller 130 can control the direction of the laser pulses to be transmitted or received, or can control the position of the laser pulses to maintain the light amount of the laser pulses transmitted and received at a constant level. The operation of controlling the direction of the laser pulse transmitted or received by the controller 130 or controlling the position of the optical position sensing apparatus 100 will be described later with reference to Figs. 5A to 6B.

도 4a 및 도 4b에서는 설명의 편의를 위해 제1 광섬유(111)가 네 개로 구현되는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 광섬유(111)는 복수 개로 구현될 수 있다.In FIGS. 4A and 4B, the first optical fiber 111 is illustrated as being implemented in four for the sake of convenience. However, the present invention is not limited to this, and the first optical fibers 111 may be implemented in a plurality.

도 5a는 컨트롤러가 스캐닝 미러를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 일 예이고, 도 5b는 컨트롤러가 스캐닝 미러를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.FIG. 5A is an example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling a scanning mirror, and FIG. 5B is another example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling the scanning mirror.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 컨트롤러(130)는 스캐닝 미러(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(130)는 스캐닝 미러(150)를 제어하여 하여 수신하는 레이저 펄스의 광량이 최대가 되도록, 또는 일정하도록 할 수 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B, the controller 130 may control the scanning mirror 150. FIG. For example, the controller 130 controls the scanning mirror 150 so that the light amount of the received laser pulse is maximized or constant.

광 위치 감지 장치(100)는 반사체(300)로 레이저 펄스를 송신할 수 있다. 이때, 렌즈(170)는 레이저 펄스를 시준할 수 있다. 즉, 레이저 펄스는 평행광선(parallel rays)이 될 수 있다.The optical position sensing device 100 can transmit laser pulses to the reflector 300. [ At this time, the lens 170 can collimate the laser pulse. That is, the laser pulse may be parallel rays.

스캐닝 미러(150)는 레이저 펄스의 방향을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 미러(150)는 레이저 펄스를 반사하여 반사체(300)로 전달할 수 있다.The scanning mirror 150 can change the direction of the laser pulse. For example, the scanning mirror 150 may reflect the laser pulse and transmit it to the reflector 300.

반사체(300)는 레이저 펄스를 반사하여 스캐닝 미러(150)로 전달할 수 있다.The reflector 300 may reflect the laser pulse and transmit it to the scanning mirror 150.

스캐닝 미러(150)는 반사체(300)로부터 반사된 레이저 펄스의 방향을 변화시켜 렌즈(170)로 전달할 수 있다.The scanning mirror 150 may change the direction of the laser pulse reflected from the reflector 300 and transmit it to the lens 170.

이때, 렌즈(170)는 수신된 레이저 펄스를 집광(또는 집중)하여 광섬유 다발(140)로 출력할 수 있다. 제1 광섬유(111-1~111-4)와 접속하는 광 검출기(120-1~120-4)는 각각 전기적 신호(PD1~PD4)를 생성하여 컨트롤러(130)로 출력할 수 있다.At this time, the lens 170 can condense (or concentrate) the received laser pulse and output it to the optical fiber bundle 140. A first optical fiber (111-1 ~ 111-4) and the light detector to be connected (120-1 ~ 120-4) may output to the controller 130 to generate a respective electric signal (PD-1, PD 4).

컨트롤러(130)는 전기적 신호(PD1~PD4)에 기초하여 수신된 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다. 컨트롤러(130)는 계산된 레이저 펄스의 위치에 기초하여 스캐닝 미러(150)를 제어할 수 있다.The controller 130 can calculate the position of the received laser pulse based on the electrical signals PD1 to PD4 . The controller 130 can control the scanning mirror 150 based on the calculated position of the laser pulse.

예를 들어, 컨트롤러(130)는 스캐닝 미러(150)를 상하로, 또는 좌우로 제어할 수 있다. 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 하단에 위치하는 경우, 스캐닝 미러(150)를 상하로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다. 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 오른쪽에 위치하는 경우, 스캐닝 미러(150)를 좌우로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 오른쪽 상단에 위치하는 경우, 스캐닝 미러(150)를 상하 또는 좌우로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다.For example, the controller 130 can control the scanning mirror 150 up, down, left, or right. When the laser pulse is located at the lower end, the controller 130 controls the scanning mirror 150 up and down so that the laser pulse is positioned at the center. When the laser pulse is located on the right side, the controller 130 controls the scanning mirror 150 to be horizontally positioned to center the laser pulse. In addition, when the laser pulse is located at the right upper end, the controller 130 controls the scanning mirror 150 to be vertically or horizontally positioned so that the laser pulse is located at the center.

도 6a는 컨트롤러가 구동체를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 일 예이고, 도 6b는 컨트롤러가 구동체를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.Fig. 6A is an example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling the driver, and Fig. 6B is another example of a diagram for explaining an operation of the controller for controlling the driver.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 컨트롤러(130)는 구동체(160)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(130)는 구동체(160)를 제어하여 하여 수신하는 레이저 펄스의 광량이 최대가 되도록, 또는 일정하도록 할 수 있다.Referring to FIGS. 6A and 6B, the controller 130 may control the driving body 160. For example, the controller 130 may control the driving body 160 so that the light amount of the received laser pulse is maximized or constant.

광 위치 감지 장치(100)는 반사체(300)로 레이저 펄스를 송신할 수 있다. 이때, 렌즈(170)는 레이저 펄스를 시준할 수 있다. 즉, 레이저 펄스는 평행광선이 될 수 있다.The optical position sensing device 100 can transmit laser pulses to the reflector 300. [ At this time, the lens 170 can collimate the laser pulse. That is, the laser pulse may be a parallel ray.

반사체(300)는 레이저 펄스를 반사하여 렌즈(170)로 전달할 수 있다.The reflector 300 may reflect the laser pulse and transmit it to the lens 170.

렌즈(170)는 수신된 레이저 펄스를 집광(또는 집중)하여 광섬유 다발(140)로 출력할 수 있다. 제1 광섬유(111-1~111-4)와 접속하는 광 검출기(120-1~120-4)는 각각 전기적 신호(PD1~PD4)를 생성하여 컨트롤러(130)로 출력할 수 있다.The lens 170 can condense (or concentrate) the received laser pulse and output it to the optical fiber bundle 140. A first optical fiber (111-1 ~ 111-4) and the light detector to be connected (120-1 ~ 120-4) may output to the controller 130 to generate a respective electric signal (PD-1, PD 4).

컨트롤러(130)는 전기적 신호(PD1~PD4)에 기초하여 수신된 레이저 펄스의 위치를 계산할 수 있다. 컨트롤러(130)는 계산된 레이저 펄스의 위치에 기초하여 구동체(160)를 제어할 수 있다. 구동체(160)는 광 위치 감지 장치(100)에 부착되어 있을 수 있다.The controller 130 can calculate the position of the received laser pulse based on the electrical signals PD1 to PD4 . The controller 130 can control the driving body 160 based on the calculated position of the laser pulse. The driving body 160 may be attached to the optical position sensing device 100.

예를 들어, 컨트롤러(130)는 구동체(160)를 상하로, 또는 좌우로 제어할 수 있다. 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 하단에 위치하는 경우, 구동체(160)를 상하로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다. 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 오른쪽에 위치하는 경우, 구동체(160)를 좌우로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는 레이저 펄스가 오른쪽 상단에 위치하는 경우, 구동체(160)를 상하 또는 좌우로 제어하여 레이저 펄스가 중앙에 위치하게 할 수 있다.For example, the controller 130 can control the driver 160 up, down, left, or right. When the laser pulse is located at the lower end, the controller 130 controls the driving body 160 up and down so that the laser pulse is positioned at the center. When the laser pulse is located on the right side, the controller 130 controls the driving body 160 to the left and right so that the laser pulse is located at the center. In addition, when the laser pulse is located at the right upper end, the controller 130 controls the driving body 160 to be vertically or horizontally positioned so that the laser pulse is located at the center.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (13)

레이저 펄스를 수광하는 제1 광섬유(the first optical fiber);
상기 제1 광섬유가 수신하는 레이저 펄스를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 광 검출기(photo detector); 및
상기 전기적 신호에 기초하여 상기 레이저 펄스의 위치를 계산하는 컨트롤러(controller)
를 포함하는 광 위치 감지 장치.
A first optical fiber for receiving a laser pulse;
A photo detector for detecting a laser pulse received by the first optical fiber and outputting the laser pulse as an electrical signal; And
A controller for calculating a position of the laser pulse based on the electrical signal,
The optical position detection device comprising:
제1항에 있어서,
레이저 펄스를 송광하고, 반사체로부터 반사된 레이저 펄스를 수광하는 제2 광섬유(the second optical fiber)
를 더 포함하는 광 위치 감지 장치.
The method according to claim 1,
A second optical fiber which emits a laser pulse and receives a laser pulse reflected from the reflector,
Further comprising an optical position sensor.
제2항에 있어서,
상기 제1 광섬유 및 상기 제2 광섬유를 포함하는 광섬유 다발(fiber bundle)
을 더 포함하는 광 위치 감지 장치.
3. The method of claim 2,
An optical fiber bundle including the first optical fiber and the second optical fiber,
Further comprising an optical position sensor.
제1항에 있어서,
상기 광 검출기는,
상기 제1 광섬유와 접속하는
광 위치 감지 장치.
The method according to claim 1,
The photodetector includes:
And a second optical fiber
Optical position sensing device.
제1항에 있어서,
상기 레이저 펄스를 시준(collimate)하거나, 또는 상기 레이저 펄스를 집중(focus)하는 렌즈(lens)
를 더 포함하는 광 위치 감지 장치.
The method according to claim 1,
A lens that collimates the laser pulse or focuses the laser pulse,
Further comprising an optical position sensor.
제1항에 있어서,
상기 제1 광섬유는,
적어도 하나의 광섬유를 포함하는
광 위치 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first optical fiber comprises:
Comprising at least one optical fiber
Optical position sensing device.
제2항에 있어서,
상기 제2 광섬유는,
상기 적어도 하나의 광섬유 사이에 위치하는
광 위치 감지 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the second optical fiber comprises:
And at least one optical fiber
Optical position sensing device.
제6항에 있어서,
상기 제1 광섬유는,
네 개의 광섬유
를 포함하고,
상기 광 검출기는,
상기 네 개의 광섬유와 각각 연결되는 제1 광 검출기, 제2 광 검출기, 제3 광 검출기, 및 제4 광 검출기
를 포함하는 광 위치 감지 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the first optical fiber comprises:
Four optical fibers
Lt; / RTI >
The photodetector includes:
A first photodetector, a second photodetector, a third photodetector, and a fourth photodetector, which are respectively connected to the four optical fibers,
The optical position detection device comprising:
제8항에 있어서,
상기 네 개의 광섬유는,
상하좌우 대칭으로 구현되는
광 위치 감지 장치.
9. The method of claim 8,
The four optical fibers may include,
It is implemented symmetrically
Optical position sensing device.
제9항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
아래의 수학식에 기초하여 상기 레이저 펄스의 위치를 계산하는
광 위치 감지 장치.
[수학식]
Figure pat00002

여기서, PD1는 상기 제1 광 검출기가 출력하는 전기적 신호이고, PD2는 상기 제2 광 검출기가 출력하는 전기적 신호이고, PD3는 상기 제3 광 검출기가 출력하는 전기적 신호이고, PD4는 상기 제4 광 검출기가 출력하는 전기적 신호이고, x는 수광된 레이저 펄스의 x축 좌표이고, y는 수광된 레이저 펄스의 y축 좌표임.
10. The method of claim 9,
The controller comprising:
The position of the laser pulse is calculated based on the following equation
Optical position sensing device.
[Mathematical Expression]
Figure pat00002

Here, PD 1 is the electrical signal of the first photodetector outputs, PD 2 is the electrical signal to the second optical detector output, PD 3 is an electric signal to the third optical detector output, PD 4 is X is the x- axis coordinate of the received laser pulse, and y is the y- axis coordinate of the received laser pulse.
제10항에 있어서,
상기 광섬유 다발은,
팬 아웃(fan out) 광섬유 다발, DCF 커플러(double clad fiber coupler), 멀티코어 광섬유(multi-core fiber(MCF)), 또는 다중채널 도파관(multichannel wave guide)으로 구현되는
광 위치 감지 장치.
11. The method of claim 10,
The optical fiber bundle,
It is implemented as a fan out fiber bundle, a double clad fiber coupler, a multi-core fiber (MCF), or a multichannel waveguide.
Optical position sensing device.
제1항에 있어서,
상기 레이저 펄스를 반사함으로써 진행 방향을 제어하는 스캐닝 미러(scanning mirror)
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 위치에 기초하여 상기 스캐닝 미러의 방향을 제어하는 광 위치 감지 장치.
The method according to claim 1,
A scanning mirror for controlling the traveling direction by reflecting the laser pulse,
Further comprising:
The controller comprising:
And controls the direction of the scanning mirror based on the position.
제2항에 있어서,
상기 제1 광섬유 및 상기 제2 광섬유의 위치를 제어하는 구동체(actuator)
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 위치에 기초하여 상기 구동체의 방향을 제어하는 광 위치 감지 장치.
3. The method of claim 2,
An actuator for controlling the positions of the first optical fiber and the second optical fiber,
Further comprising:
The controller comprising:
And controls the direction of the driving body based on the position.
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