KR20190143332A - 눈보호기능의 오동작을 방지하는 빔프로젝터모듈 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

일 실시예는, 구동구간에 제1광을 출력하고 비구동구간에 상기 제1광의 출력을 차단하는 광원; 상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치; 상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및 상기 구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1비정상범위에 해당되면, 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1광도가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되고, 상기 비구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제2광도)가 미리 설정된 제2비정상범위에 해당되면 상기 눈보호기능을 수행하는 빔프로젝터모듈을 제공한다.

Description

눈보호기능의 오동작을 방지하는 빔프로젝터모듈 및 그 제어방법{BEAM PROJECTOR MODULE FOR PREVENTING MALFUNCTION OF EYE-SAFETY FUNCTION, AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 빔프로젝터모듈에 관한 것이다.

레이저(LASER)는 "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation"의 약자로서, 집중적이고 응축적으로 광을 출력할 수 있다. 또한, 레이저는 단색성 및 지향성을 가질 수 있는데, 이러한 특성으로 인해 레이저는 광학적 센서 기술분야에서 다양하게 활용되고 있다.

예를 들어, 레이저는 거리측정장치의 광원으로 활용될 수 있고, 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)의 광원으로 활용될 수 있다. ToF(Time of Flight) 방식의 거리측정장치는 광원에서 출력된 펄스(pulse) 형태의 광파가 물체에 반사되어 돌아오는 이동거리를 위상차이를 통해 측정하고 이러한 위상차이와 주파수의 정보를 통해 거리를 측정하며, 구조광(SL: Structure Light) 또는 하이브리드 스테레오 타입(hybrid stereo type)은 레이저 광원을 소스로 하여 디퓨저를 통하여 규칙 또는 비규칙적인 패턴을 형성함으로써 거리정보를 추출할 수 있다.

레이저는 고출력 및 지향성의 특성으로 인해 거리측정 및 3차원 뎁스 카메라의 광원으로 활용되고 있다.

한편, 레이저의 고출력 특성은 광의 비행거리를 증가시키고, 되돌아 온 광의 출력도 일정 이상을 유지시킬 수 있다는 측면에서 장점으로 인식될 수 있으나, 안전의 측면에서는 단점으로 인식될 수 있다. 고출력의 광이 사람의 안구로 직접 조사되는 경우, 안구에 손상을 주고, 극단적인 경우 실명을 초래할 수도 있다. 이에 따라, 레이저를 광원으로 사용하는 경우에는 항상 안전상의 문제가 고려되어야 한다.

일반적으로 각국에는 눈보호(eye-safety) 기준이 있어서, 장치에서 출력되는 광의 세기는 기준값이하로 조절된다.

출력되는 광의 세기를 조절하는 방법 중 하나는 광의 출력경로 상에 광의 세기를 줄여줄 수 있는 디퓨저(diffuser)를 배치하는 것이다. 디퓨저는 집중되어 있는 광을 빛의 속성을 이용하여 굴절 및 회절 등의 효과로 시스템에서 요구되는 일정 FOV(field of view)로 분산시키기 때문에 디퓨저를 통과한 광은 단위 면적당의 세기가 줄어들게 된다.

그런데, 이렇게 디퓨저를 이용하여 광의 세기를 조절하는 장치에서, 디퓨저가 탈착되는 경우, 고출력의 광이 그대로 출력되기 때문에 안전상으로 문제가 될 수 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 새로운 구조의 빔프로젝터모듈에 대한 기술을 제공하는 것이다.

이러한 새로운 구조의 빔프로젝터모듈은 눈보호(eye-safety) 기능을 제공하거나, 그러한 눈보호기능의 오동작을 방지할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1실시예는, 구동구간에 제1광을 출력하고 비구동구간에 상기 제1광의 출력을 차단하는 광원; 상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치; 상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및 상기 구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1비정상범위에 해당되면, 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1광도가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되고, 상기 비구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제2광도)가 미리 설정된 제2비정상범위에 해당되면 상기 눈보호기능을 수행하는 빔프로젝터모듈을 제공한다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 광원은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(VCSEL: vertical-cavity surface-emitting laser)를 포함하고, 상기 광학장치는 상기 제1광을 분산시키는 디퓨저를 포함할 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 기준세기보다 낮은 범위이고, 상기 제1정상범위는 광의 세기가 상기 기준세기보다 높은 범위이며, 상기 제2비정상범위는 광의 세기가 상기 기준세기보다 높은 범위일 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1비정상세기보다 낮은 범위이고, 상기 제1정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1정상세기보다 높은 범위이며, 상기 제2비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제2비정상세기보다 높은 범위이고, 상기 제1비정상세기는 상기 제1정상세기보다 낮고, 상기 제2비정상세기는 상기 제1비정상세기보다 높고 상기 제1정상세기보다 낮을 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 구동구간과 상기 비구동구간을 합친 시간은 미리 규정된 눈보호작동시간보다 짧을 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 구동구간과 상기 비구동구간은 일정 주기로 반복되고, 상기 일정 주기의 시간은 미리 규정된 눈보호작동시간보다 짧을 수 있다.

그리고, 제1실시예는, 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서, 구동구간에서 상기 광원을 제어하여 제1광을 출력시키고, 상기 구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계; 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계; 비구동구간에서 광원을 제어하여 상기 제1광의 출력을 차단시키고, 상기 비구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제2광도)를 제2기준세기와 비교하는 단계; 및 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 높고 상기 제2광도가 상기 제2기준세기보다 높으면 상기 눈보호기능을 수행하는 단계를 포함하는 제어방법을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 제2실시예는, 1파형을 가지는 제1광을 출력하는 광원; 상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치; 상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및 상기 수광장치에서 측정되는 광의 파형(제2파형)이 상기 제1파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제공한다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 프로세서는, 상기 제1파형과 상기 제2파형의 주기를 비교하여 상기 유사도를 판단할 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈에서, 상기 프로세서는, 상기 주기 중에서 광의 세기가 상대적으로 높은 구동구간과 광의 세기가 상대적으로 상기 구동구간보다 낮은 비구동구간의 시간을 더 비교하여 상기 유사도를 판단할 수 있다.

그리고, 제2실시예는, 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서, 상기 광원을 제어하여 제1파형을 가지는 제1광을 출력시키는 단계; 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계; 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계; 상기 제1파형과 상기 수광장치에서 측정되는 광의 파형(제2파형)의 유사도를 판단하는 단계; 및 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 높고 상기 제1파형과 상기 제2파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능을 수행하는 단계를 포함하는 제어방법을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 제3실시예는, 제1파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력하는 광원; 상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치; 상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및 상기 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(제2파장대역)과 상기 제1파장대역의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제공한다.

그리고, 제3실시예는, 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서, 상기 광원을 제어하여 제1파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력시키는 단계; 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(제2파장대역)을 상기 제1파장대역과 비교하는 단계; 상기 제2파장대역과 상기 제1파장대역의 유사도가 일정값보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계; 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계; 및 상기 제2파장대역과 상기 제1파장대역의 유사도가 상기 일정값보다 높고 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계를 포함하는 제어방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 눈보호기능을 포함하는 빔프로젝터모듈에 대한 기술 및 그 눈보호기능의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 빔프로젝터모듈이 정상적으로 작동되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제1방법에서 광의 구동구간과 비구동구간을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제1방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제2방법에서 반사광과 외부광의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제2방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제3방법에서 반사광과 외부광의 파장대역을 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제3방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

물체와의 거리를 측정하는 3차원 거리 측정 시스템은 빔프로젝터모듈, 이미지센서 및 신호처리장치를 포함할 수 있다. 빔프로젝터모듈은 전기에너지를 광으로 변환하는 장치를 포함하고 있으면서, 전기에너지에 따라 제어되는 광을 출력할 수 있다. 빔프로젝터모듈에서 출력된 광은 물체에서 반사된 후 이미지센서로 입력될 수 있다. 그리고, 이미지센서는 광을 전기신호로 변환하는 장치를 포함하고 있으면서, 물체에서 반사되어 들어오는 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 신호처리장치는 이미지센서에서 생성된 전기신호를 분석하여 물체와의 거리를 계산할 수 있다.

3차원 거리 측정 시스템은 구조광 방식을 채택할 수 있고, ToF(Time-of-Flight) 방식을 채택할 수 있으며, 여기서 언급하지 않은 다른 방식을 채택할 수 있다. 구조광 방식에서 빔프로젝터모듈은 일정한 패턴을 가지는 구조광을 물체로 출력하고, 신호처리장치는 이미지센서를 통해 수신되는 전기신호를 이용하여 패턴의 변형을 분석함으로써 물체와의 거리를 계산할 수 있다. ToF 방식에서 빔프로젝터모듈은 구동과 비구동을 반복하면서 펄스 형태의 광(펄스광)을 물체로 출력할 수 있다. 그리고, 신호처리장치는 이미지센서를 통해 수신되는 전기신호를 이용하여 펄스광의 위상 변화 등을 측정함으로써 물체와의 거리를 계산할 수 있다.

본 명세서에서는, 이러한 3차원 거리 측정 시스템의 빔프로젝터모듈에 대한 실시예가 설명된다. 본 명세서에서는 빔프로젝터모듈에 구조광 방식 혹은 ToF 방식이 적용되는 예시가 설명되나, 본 발명이 이러한 예시로 제한되는 것은 아니다.

도 1은 빔프로젝터모듈이 정상적으로 작동되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 빔프로젝터모듈(100)은 수광장치(110), 광원(120), 프로세서(130), 프레임(140), 기판(150) 및 광학장치(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 모듈은 하나의 물리적인 패키지를 의미하는 것은 아니고, 각 구성이 물리적으로 분리되어 있는 것도 포함한다. 예를 들어, 수광장치(110), 광원(120), 프레임(140), 기판(150) 및 광학장치(160)는 하나의 패키지로 구성되고, 프로세서(130)는 다른 하나의 패키지에 포함될 수 있다.

광원(120)은 기판(150) 상에 배치되고, 광학장치(160) 방향으로 광을 출력할 수 있다. 광원(120)은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(VCSEL: vertical-cavity surface-emitting laser)를 포함할 수 있다. 광원(120)은 레이저광원일 수 있다. 그리고, 광원(120)에서 출력되는 광의 세기는 눈보호를 위해 미리 설정된 기준 세기를 초과할 수 있다.

광원(120)은 기판(150)으로부터 구동전력을 공급받을 수 있다. 광원(120)의 하측면으로 캐소드전극이 형성되고, 광원(120)의 상측면으로 애노드전극이 형성될 수 있는데, 캐소드전극은 기판(150)에 면접촉하고, 애노드전극은 기판(150)에 선접촉할 수 있다.

광학장치(160)는 프레임(140)에 의해 광원(120)으로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 프레임(140)은 광원(120)을 둘러싸면서 광원(120)에서 측면 방향으로 출사되는 광을 차단할 수 있다. 프레임(140)에는 광학장치(160)이 배치될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 그리고, 광학장치(160)는 접착제를 이용하여 프레임(140)의 홈에 부착될 수 있다.

광학장치(160)는 광원(120)에서 출력된 광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시킬 수 있다. 광학장치(160)는 디퓨저(diffuser)일 수 있다. 디퓨저는 광원(120)에서 출력된 광을 분산시켜 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시킬 수 있다.

수광장치(110)는 광을 측정할 수 있다. 수광장치(110)는 광의 세기를 측정할 수 있다. 수광장치(110)는 광의 파장대역별로 광의 세기를 측정하거나 특정 대역의 광의 세기를 측정할 수 있다. 수광장치(110)는 광을 전기신호로 변환하는 장치를 포함하고 있으면서, 이러한 장치를 이용하여 광의 세기에 대응되는 전기신호를 발생시킬 수 있다. 그리고, 이러한 전기신호는 프로세서(130)로 전달될 수 있다.

광원(120)에서 출력되는 광(이하 "제1광"이라 함)의 대부분은 광학장치(160)를 통과하여 외부로 출력될 수 있으나, 일부는 광학장치(160)에 의해 반사되면서 내부로 되돌아올 수 있다.

광학장치(160)에 의해 내부로 되돌아오는 광을 제2광이라고 할 때, 프로세서(130)는 수광장치(110)를 통해 제2광을 측정하여 광학장치(160)가 정상적으로 배치되어 있는지 확인할 수 있다.

도 1을 참조하면, 광원(120)이 제1광을 출력하고 있는 동안에, 광학장치(160)가 정상적인 위치(A)에 있으면, 수광장치(110)는 제2광을 측정할 수 있고, 광학장치(160)가 비정상적인 위치(B)에 있으면, 수광장치(110)는 제2광을 측정할 수 없게 되는데, 프로세서(130)는 이러한 현상을 이용하여 빔프로젝터모듈(100)의 눈보호기능을 수행할 수 있다.

예를 들어, 광학장치(160)가 정상적인 위치(A)에 있는 경우, 광원(120)에서 출사된 제1광은 제1경로(P1)를 따라 이동하면서 수광장치(110)에 도달할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 수광장치(110)를 통해 수신되는 전기신호를 이용하여 광학장치(160)가 정상적인 위치(A)에 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 이에 반해, 광학장치(160)가 비정상적인 위치(B)에 있는 경우, 광원(120)에서 출사된 제1광은 제2경로(P2)를 따라 이동하면서 수광장치(110)에 도달하지 못할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 수광장치(110)를 통해 전기신호가 수신되지 않는 것을 확인하고, 광학장치(160)가 비정상적인 위치(B)에 배치되어 있다고 판단할 수 있다. 여기서, 전기신호가 수신되지 않는다는 것은 예를 들어, 미리 설정된 세기의 전기신호가 수신되지 않는 것일 수 있다.

광학장치(160)가 정상적인 위치를 벗어나는 경우, 광원(120)에서 출력되는 광의 세기가 감소되지 않은 상태에서 사람의 눈에 도달하면서 눈에 손상을 일으킬 수 있다. 프로세서(130)는 광학장치(160)가 정상적인 위치를 벗어났다고 판단한 경우에 광원(120)에서의 광의 출력을 차단함으로써 전술한 눈의 손상을 방지할 수 있다. 프로세서(130)는 기판(150)을 통해 광원(120)으로 공급되는 전력을 제어할 수 있는데, 광학장치(160)가 정상적인 위치를 벗어났다고 판단한 경우, 기판(150)을 통해 광원(120)으로 공급되는 전력을 차단할 수 있다.

한편, 프로세서(130)는 수광장치(110)에서 측정되는 광의 세기가 기준세기보다 높으면 광학장치(160)에서의 반사가 정상적으로 이루어지고 있고 광학장치(160)가 정상적인 위치에 배치되어 있다고 판단할 수 있다. 그런데, 이러한 판단은 외부광이 존재하는 경우에 오작동을 일으키는 원인이 될 수 있다.

도 2는 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 광학장치(160)가 정상적인 위치(A)를 벗어나 비정상적인 위치(B)에 있지만, 프로세서(130)는 외부광원(10)에서 출력한 외부광(이하 "제3광"이라 함)에 영향을 받아 기준세기 이상의 광이 정상적으로 광학장치(160)에 의해 반사되고 있다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 광학장치(160)가 비정상적인 위치(B)에 있는 상황에서, 외부광원(10)에서 출력된 제3광이 도 2에 도시된 제3경로(P3)와 같이 광학장치(160)와 프레임(140) 사이의 틈으로 유입될 수 있다. 이때, 수광장치(110)는 제3광을 변환하여 전기신호를 생성할 수 있는데, 프로세서(130)가 이러한 전기신호를 광학장치(160)에서 반사된 제2광으로 오인하면, 도 1을 참조하여 설명한 눈보호기능은 정상적으로 작동되지 않게 된다.

이러한 상황에서, 프로세서(130)가 눈보호기능을 수행하지 않고 계속해서 광원(120)을 제어하여 제1광을 출력하게 되면, 빔프로젝터모듈(100)이 사용자의 눈을 손상시키는 원인이 될 수 있다.

이러한 프로세서(130)의 오동작을 방지하기 위한 방법들이 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된다.

일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제1방법은 제1광의 구동구간과 비구동구간을 구분하고, 각 구간별로 수광장치에서 측정되는 광의 세기를 분석하는 방법이다.

제1방법에서, 광원은 구동구간에 제1광을 출력하고, 비구동구간에 제1광의 출력을 차단할 수 있다. 광원의 이러한 작동은 주로 ToF 방식에서 이루어지나 본 발명이 이러한 방식으로 제한되는 것은 아니고, 광원이 구동구간과 비구동구간을 구분하여 광을 제어하는 경우, 이에 해당될 수 있다.

광학장치는 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시킬 수 있다. 그리고, 수광장치는 제1광 중 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정할 수 있다.

그리고, 프로세서는 구동구간에서 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1비정상범위에 해당되면, 눈보호기능(eye-safety function)을 수행할 수 있다.

한편, 프로세서는 구동구간에서 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되는 경우, 비구동구간에서 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제2광도)를 추가적으로 분석하여 눈보호기능의 수행 여부를 결정할 수 있다.

예를 들어, 프로세서는 제1광도가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되지만, 제2광도가 미리 설정된 제2비정상범위에 해당되는 경우, 눈보호기능을 수행할 수 있다.

일 예로서, 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 기준세기보다 낮은 범위이고, 제1정상범위는 광의 세기가 전술한 기준세기보다 높은 범위이며, 제2비정상범위는 광의 세기가 전술한 기준세기보다 높은 범위일 수 있다.

다른 예로서, 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1비정상세기보다 낮은 범위이고, 제1정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1정상세기보다 높은 범위일 수 있다. 그리고, 제1비정상세기는 제1정상세기보다 낮고, 제2비정상세기는 제1비정상세기보다 높고 제1정상세기보다 낮을 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제1방법에서 광의 구동구간과 비구동구간을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 광원은 구동구간(Ta)에서 제1광을 출력하고, 비구동구간(Tb)에서 제1광의 출력을 차단할 수 있다. 이러한 구동구간(Ta)과 비구동구간(Tb)은 일정 주기(Td)로 반복될 수 있다.

프로세서는 구동구간(Ta)에서 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1비정상범위에 해당되면, 눈보호기능을 수행할 수 있다. 여기서, 눈보호기능은 광원의 출력을 차단하는 것을 포함할 수 있다.

한편, 프로세서는 제1광도가 미리 설정된 제1정상범위에 해당된다고 하더라도, 비구동구간(Tb)에서 측정되는 광의 세기(제2광도)가 미리 설정된 제2비정상범위에 해당되면 눈보호기능을 수행할 수 있다.

여기서, 정상과 비정상을 구분하는 기준세기는 하나일 수 있는데, 이에 따르면, 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 기준세기보다 낮은 범위이고, 제1정상범위는 광의 세기가 기준세기보다 높은 범위이며, 제2비정상범위는 광의 세기가 기준세기보다 높은 범위일 수 있다.

다른 예로서, 각각의 범위를 구분하는 기준세기가 서로 다를 수 있는데, 일 예로서, 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1비정상세기보다 낮은 범위이고, 제1정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1정상세기보다 높은 범위이며, 제2비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제2비정상세기보다 높은 범위일 수 있다. 여기서, 제1비정상세기는 제1정상세기보다 낮고, 제2비정상세기는 제1비정상세기보다 높고 제1정상세기보다 낮을 수 있다.

구동구간(Ta)과 비구동구간(Tb)을 합친 시간은 미리 규정된 눈보호작동시간(Te)보다 짧을 수 있다. 이러한 설정에 따라, 프로세서는 눈보호작동시간(Te)보다 짧은 시간 내에서 눈보호기능의 수행 여부를 결정할 수 있다.

다른 측면에서, 구동구간(Ta)과 비구동구간(Tb)을 포함하는 주기(Td)는 눈보호작동시간(Te)보다 짧을 수 있다. 이러한 설정에 따라, 프로세서는 눈보호작동시간(Te)보다 짧은 시간 내에서 눈보호기능의 수행 여부를 결정할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제1방법의 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 프로세서는 구동구간에서 광원을 제어하여 제1광을 출력시키고, 구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교할 수 있다(S402).

그리고, 프로세서는 제1광도가 제1기준세기보다 낮으면(S402에서 NO), 눈보호기능(eye-safety function)을 수행할 수 있다(S408).

그리고, 프로세서는 비구동구간에서 광원을 제어하여 제1광의 출력을 차단시키고, 비구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제2광도)를 제2기준세기와 비교할 수 있다(S404).

그리고, 프로세서는 제1광도가 제1기준세기보다 높고 제2광도가 제2기준세기보다 높으면(S404에서 YES), 눈보호기능을 수행할 수 있다(S408).

그리고, 프로세서는 제1광도가 제1기준세기보다 높고 제2광도가 제2기준세기보다 낮으면(S404에서 NO), 빔프로젝터모듈을 정상모드로 구동시킬 수 있다(S406).

한편, 제2방법에서, 광원은 일정한 파형을 가지는 제1광을 출력하고, 프로세서는 수광장치로 측정되는 광의 파형을 분석하여, 눈보호기능의 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 세기가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되지만, 수광장치에서 측정되는 광의 파형이 제1광의 파형과 다른 경우, 눈보호기능을 수행할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제2방법에서 반사광과 외부광의 파형을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 광원은 일정 파형을 가지는 제1광을 출력할 수 있다. 이하에서는 광원에서 출력하는 광의 파형을 제1파형이라 한다.

프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 파형(이하 "제2파형"이라 함)과 제1파형의 유사도를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 세기가 기준세기보다 높음에도 불구하고, 제2파형과 제1파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능을 수행할 수 있다.

프로세서는 제1파형과 제2파형의 주기를 비교하여 유사도를 판단할 수 있고, 주기 중에서 광의 세기가 상대적으로 높은 구동구간과 광의 세기가 상대적으로 구동구간보다 낮은 비구동구간의 시간을 더 비교하여 유사도를 판단할 수 있다.

다른 예로서, 프로세서는 제1파형과 제2파형의 주파수를 비교하여 유사도를 판단할 수 있다. 혹은 프로세서는 제1파형과 제2파형의 듀티(duty)를 비교하여 유사도를 판단할 수 있다. 여기서, 듀티란 주기에서 구동구간이 차지하는 비율을 의미한다.

도 6은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제2방법의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 프로세서는 광원을 제어하여 제1파형을 가지는 제1광을 출력시킬 수 있다(S601).

그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교할 수 있다(S602).

그리고, 프로세서는 제1광도가 제1기준세기보다 낮으면(S602에서 NO), 눈보호기능(eye-safety function)을 수행할 수 있다(S608).

그리고, 프로세서는 제1파형과 수광장치에서 측정되는 광의 파형(제2파형)의 유사도를 판단할 수 있다(S604).

그리고, 프로세서는 제1광도가 제1기준세기보다 높고 제1파형과 제2파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면(S604에서 NO), 눈보호기능을 수행할 수 있고(S608), 그렇지 않으면 빔프로젝터모듈을 정상모드로 구동시킬 수 있다(S606).

한편, 제3방법에서, 광원은 특정 파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력할 수 있다. 그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역과 제1광의 파장대역의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능을 수행할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제3방법에서 반사광과 외부광의 파장대역을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 광원은 일정 파장대역을 가지는 제1광을 출력할 수 있다. 이하에서는 광원에서 출력하는 광의 파장대역 제1파장대역이라 한다.

프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(이하 "제2파장대역"이라 함)과 제1파장대역의 유사도를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 세기가 기준세기보다 높음에도 불구하고, 제2파장대역과 제1파장대역의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능을 수행할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 빔프로젝터모듈이 비정상적으로 작동되는 것을 방지하는 제3방법의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 프로세서는 광원을 제어하여 제1파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력시킬 수 있다(S801).

그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(제2파장대역)을 제1파장대역과 비교할 수 있다(S802).

그리고, 프로세서는 제2파장대역과 제1파장대역의 유사도가 일정값보다 낮으면(S802에서 NO), 눈보호기능(eye-safety function)을 수행할 수 있다(S808).

그리고, 프로세서는 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교할 수 있다(S804).

그리고, 프로세서는 제2파장대역과 제1파장대역의 유사도가 일정값보다 높고 제1광도가 제1기준세기보다 낮으면(S804에서 NO), 눈보호기능(eye-safety function)을 수행할 수 있고(S808), 그렇지 않으면 빔프로젝터모듈을 정상모드로 구동시킬 수 있다(S806).

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 눈보호기능을 포함하는 빔프로젝터모듈에 대한 기술 및 그 눈보호기능의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 제1방법, 제2방법 및 제3방법이 구분되도록 설명되었으나, 각 방법은 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 예로, 프로세서는 제2방법과 제3방법을 조합하는 방법으로, 제1광의 파형과 파장을 함께 분석하여 눈보호기능의 수행여부를 결정할 수 있다. 다른 예로, 프로세서는 제1방법과 제2방법을 조합하여 사용할 수 있고, 제1방법과 제3방법을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 프로세서는 전술한 모든 방법을 조합하여 사용할 수도 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 구동구간에 제1광을 출력하고 비구동구간에 상기 제1광의 출력을 차단하는 광원;
   상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치;
   상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및
   상기 구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)가 미리 설정된 제1비정상범위에 해당되면, 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서
   를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 제1광도가 미리 설정된 제1정상범위에 해당되고, 상기 비구동구간에서 상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제2광도)가 미리 설정된 제2비정상범위에 해당되면 상기 눈보호기능을 수행하는 빔프로젝터모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(VCSEL: vertical-cavity surface-emitting laser)를 포함하고,
   상기 광학장치는 상기 제1광을 분산시키는 디퓨저를 포함하는 빔프로젝터모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 기준세기보다 낮은 범위이고,
   상기 제1정상범위는 광의 세기가 상기 기준세기보다 높은 범위이며,
   상기 제2비정상범위는 광의 세기가 상기 기준세기보다 높은 범위인 빔프로젝터모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1비정상세기보다 낮은 범위이고,
   상기 제1정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제1정상세기보다 높은 범위이며,
   상기 제2비정상범위는 광의 세기가 미리 설정된 제2비정상세기보다 높은 범위이고,
   상기 제1비정상세기는 상기 제1정상세기보다 낮고,
   상기 제2비정상세기는 상기 제1비정상세기보다 높고 상기 제1정상세기보다 낮은 빔프로젝터모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 구동구간과 상기 비구동구간을 합친 시간은 미리 규정된 눈보호작동시간보다 짧은 빔프로젝터모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 구동구간과 상기 비구동구간은 일정 주기로 반복되고,
   상기 일정 주기의 시간은 미리 규정된 눈보호작동시간보다 짧은 빔프로젝터모듈.
7. 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서,
   구동구간에서 상기 광원을 제어하여 제1광을 출력시키고, 상기 구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계;
   상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계;
   비구동구간에서 광원을 제어하여 상기 제1광의 출력을 차단시키고, 상기 비구동구간에서 수광장치로 측정되는 광의 세기(제2광도)를 제2기준세기와 비교하는 단계; 및
   상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 높고 상기 제2광도가 상기 제2기준세기보다 높으면 상기 눈보호기능을 수행하는 단계
   를 포함하는 제어방법.
8. 제1파형을 가지는 제1광을 출력하는 광원;
   상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치;
   상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및
   상기 수광장치에서 측정되는 광의 파형(제2파형)이 상기 제1파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서
   를 포함하는 빔프로젝터모듈.
9. 제8항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 제1파형과 상기 제2파형의 주기를 비교하여 상기 유사도를 판단하는 빔프로젝터모듈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주기 중에서 광의 세기가 상대적으로 높은 구동구간과 광의 세기가 상대적으로 상기 구동구간보다 낮은 비구동구간의 시간을 더 비교하여 상기 유사도를 판단하는 빔프로젝터모듈.
11. 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 광원을 제어하여 제1파형을 가지는 제1광을 출력시키는 단계;
    수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계;
    상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계;
    상기 제1파형과 상기 수광장치에서 측정되는 광의 파형(제2파형)의 유사도를 판단하는 단계; 및
    상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 높고 상기 제1파형과 상기 제2파형의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능을 수행하는 단계
    를 포함하는 제어방법.
12. 제1파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력하는 광원;
    상기 제1광에 대하여 일정 공간으로 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치;
    상기 제1광 중 상기 광학장치에 의해 경로가 변경된 제2광의 세기를 측정하는 수광장치; 및
    상기 수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(제2파장대역)과 상기 제1파장대역의 유사도가 일정값 이하로 판단되면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 프로세서
    를 포함하는 빔프로젝터모듈.
13. 광원, 그리고 상기 광원에서 출력되는 광의 세기를 감소시키는 광학장치를 포함하는 빔프로젝터모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 광원을 제어하여 제1파장대역의 파장을 가지는 제1광을 출력시키는 단계;
    수광장치에서 측정되는 광의 파장대역(제2파장대역)을 상기 제1파장대역과 비교하는 단계;
    상기 제2파장대역과 상기 제1파장대역의 유사도가 일정값보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계;
    상기 수광장치에서 측정되는 광의 세기(제1광도)를 제1기준세기와 비교하는 단계; 및
    상기 제2파장대역과 상기 제1파장대역의 유사도가 상기 일정값보다 높고 상기 제1광도가 상기 제1기준세기보다 낮으면 눈보호기능(eye-safety function)을 수행하는 단계;
    를 포함하는 제어방법.

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