KR950009348B1

KR950009348B1 - Optical sensor system

Info

Publication number: KR950009348B1
Application number: KR1019910022416A
Authority: KR
Inventors: 이남재
Original assignee: 대우전자주식회사; 배순훈
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1995-08-21
Also published as: KR930013758A

Abstract

The optical sensor system is characterized in that a switching mode power supply is connected to a driving circuit via a control clock, thus driving a laser diode, a laser beam is radiated to a object, the laser beam reflected to the object is connected to an inverted terminal of a comparator via a photodetector and an amplifier and is connected to a non-inverted terminal of the comparator via a virtual value controller and a peak value controller, and the output terminal of the comparator is inter-connected to a delay circuit, an AND gate and a pillar circuit via a reference voltage comparing detector, a noise removing circuit, a determining circuit and a multiplexer.

Description

Optical sensor system

제1도는 본 발명의 블록도.1 is a block diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 스위칭 모드 파우어 서플라이(Switching Mode power supply)1: Switching Mode Power Supply

2 : 제어클럭(control clock) 3 : 레이저 다이오드 구동부2: control clock 3: laser diode driver

4 : 레이저 다이오드 5 : 포토 디텍터4: laser diode 5: photo detector

6 : 앰프 7 : 실효값(R.M.S) 제어부6: Amplifier 7: RMS (R.M.S) control unit

8 : 첨두치(peak) 제어부 9 : 비교기8: peak control unit 9: comparator

10 : 기준전압 비교 검출부 11 : 잡음 제거회로10: reference voltage comparison detection unit 11: noise reduction circuit

12 : 결정회로 13 : 멀티플렉서12: decision circuit 13: multiplexer

14 : 지연회로 15 : 앤드(AND) 게이트14: delay circuit 15: AND gate

16 : 기동회로 17 : 목표물16: starting circuit 17: target

본 발명은 레이저 다이오드를 사용하여 적외선 광선을 방사하여 목표물에서 반사되어온 광에너지를 검출하여 잡음을 제거하고 목표물을 정확하게 식별하기 위한 광학 센서 시스템(SYSTEM)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical sensor system (SYSTEM) for radiating infrared rays using a laser diode to detect light energy reflected from a target to remove noise and to accurately identify the target.

종래에는 목표물을 찾을 때 산악지대나 파고의 영향과 지형의 영향을 많이 받았으며 비나 구름 또는 밝은 때와 어두울 때등 기상의 영향을 많이 받아 잡음(NOISE)을 많이 동반하여 정확하게 목표물을 찾지 못하는 등 많은 문제점이 발생했던 것이다.Conventionally, when searching for a target, there are a lot of problems such as mountainous area or digging, and terrain, and many problems such as rain, cloud, bright weather, and dark weather are accompanied by a lot of noise, so it is impossible to find the target accurately. It happened.

따라서 본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로 레이저 다이오드를 이용하여 적외선 광선을 방사하여 목표물에서 반사되어 돌아오는 적외선 광선의 잡음을 제거하여 보다 정확하게 목표물을 식별하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is to identify the target more accurately by removing the noise of the infrared ray reflected from the target by radiating the infrared ray using a laser diode. will be.

이와 같은 목적을 가진 본 발명의 구성을 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 스위칭 모드파우어 서플라이(1)를 제어클럭(2)을 통해 레이저 다이오드(4)를 구동시키는 레이저 다이오드 구동회로(3)에 접속하여 적외선이 방사되게 하고 목표물(17)에서 반사된 광선을 포토디텍터(5)와 앰프(6)에 연결하고 상기 앰프(6)의 출력단을 비교기(9)의 반전단자(-)에 접속시키되 일측은 실효값 제어부(7)와 첨두치 제어부(8)를 통해 비교기(9)의 비반전단자(+)에 접속시킨다. 또한 비교기(9)를 기준전압 비교검출부(10)와 잡음 제거회로(11) 및 결정회로(12)를 거쳐 멀티플렉서(13)의 일측 단자에 접속하여 상기 멀티플렉서(13)의 출력단이 지연회로(14)와 앤드게이트(15)를 통해 기동회로(16)에 상호 연결시켜 구성된 광학 센서 시스템인 것이다.Hereinafter, the configuration of the present invention having such an object will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The switching mode power supply 1 is connected to the laser diode driving circuit 3 which drives the laser diode 4 via the control clock 2 so that infrared radiation is emitted and the light reflected from the target 17 is photodetector ( 5) and the amplifier 6 and the output terminal of the amplifier 6 is connected to the inverting terminal (-) of the comparator 9, one side of the comparator through the effective value control unit 7 and the peak value control unit 8 It is connected to the non-inverting terminal (+) of 9). In addition, the comparator 9 is connected to one terminal of the multiplexer 13 via the reference voltage comparison detector 10, the noise canceling circuit 11, and the determination circuit 12, so that the output terminal of the multiplexer 13 is a delay circuit 14. ) And an optical sensor system configured to be connected to the starting circuit 16 through the end gate 15.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention made of the above configuration in detail as follows.

전원이 스위칭 파우어 서플라이(1)를 통하여 본 발명의 기준이 되는 제어클럭(2)을 경유하여 레이저 다이오드 구동회로(3)에 인가되어 제어클럭(2)으로부터 일정주기의 신호(Signal)를 받아 레이저 다이오드(4)를 구동시킬수 있도록 피이크 전류와 펄스폭을 갖는 펄스형 전류를 발생시켜 레이저 다이오드(4)를 구동시켜 상기 레이저 다이오드(4)에서 발생된 적외선 광을 방사하여 목표물(17)에서 반사된 광에너지를 수신부인 포토디텍터(5)에서 전기적 에너지로 변환시킨다. 그러므로 포토디텍터(5)는 전류발생기(current Generator)처럼 동작하는데 전류의 크기는 포토디텍터(5)가 포화되지 않는 범위에서 빛의 양에 따라 선형적으로 비례하게 하여 램프(6)에 전기적 에너지를 인가한다.The power is applied to the laser diode driving circuit 3 via the switching power supply 1 via the control clock 2, which is the reference of the present invention, and receives a signal of a certain period from the control clock 2 to receive the laser. Generates a pulsed current having a peak current and a pulse width so as to drive the diode 4 to drive the laser diode 4 to radiate the infrared light generated by the laser diode 4 to be reflected from the target 17 The optical energy is converted into electrical energy by the photodetector 5 which is a receiver. Therefore, the photodetector 5 operates like a current generator, and the magnitude of the current is linearly proportional to the amount of light in the range in which the photodetector 5 is not saturated, so that electrical energy is applied to the lamp 6. Is authorized.

따라서 앰프(6)에 인가된 포토디텍터(5)의 출력신호가 매우 작은 펄스폭과 미세한 진폭을 갖는 펄스신호(pulse signal)이기 때문에 앰프(6)를 저잡음 광대역 연산증폭기(op-Amp)를 사용하되 큰 신호로 증폭시켜 잡음(noise)을 최소화하고 감도를 높이기 위하여 잡음성분이 많은 저주파 대역은 필터링(Filtering)시키고 고주파 대역도 일정주파수 이상도 필터링시키는 밴드 패스필터 기능을 갖게하여 비교기(9)의 반전단자(-) 및 실효값제어부(7)와 첨두치(peak) 제어부(8)을 통해 비교기(9)의 비반전단자(+)에 인가하여 상기 비교기(9)에서 앰프(6)의 출력신호가 설정된 기준전압(Refrence Voltage)보다 크면 디지탈(digital)신호 처리가 가능한 논리신호(logic signal)로 변환시켜 기준전압 비교 검출부(10)에 유입되어 앰프(6)의 출력신호에 따라 변하도록 실효값 제어부(7)와 첨두치 제어부(8)를 구성하였다.Therefore, since the output signal of the photodetector 5 applied to the amplifier 6 is a pulse signal having a very small pulse width and a small amplitude, the amplifier 6 uses a low noise broadband op-amp. In order to minimize the noise and increase the sensitivity by amplifying a large signal, the low frequency band containing a lot of noise components is filtered and the band pass filter function to filter the high frequency band and the predetermined frequency or more is provided. The output of the amplifier 6 from the comparator 9 is applied to the non-inverting terminal (+) of the comparator 9 through the inverting terminal (-) and the effective value control unit 7 and the peak control unit 8. When the signal is greater than the set reference voltage, the signal is converted into a logic signal capable of processing digital signals and introduced into the reference voltage comparison detector 10 to be changed according to the output signal of the amplifier 6. Value control unit 7 and peak value Formed the unit (8).

여기서 실효값(R.M.S) 제어부(7)는 주위환경이 밝은 때와 어두울 때의 앰프(6)의 출력값이 다르므로 그때마다 실효값(R.M.S)이 출력되게 하였으며 첨두치(peak) 제어부(8)는 비구름(Rain ＆ cloud) 조건에서 기본잡음(noise) 전압보다 큰 것이 앰프(6)에서 출력될 때 그 값을 유지(hold)시켜 두 개의 값을 더하여(필요에 따라서 첨두치 값은 제외시킴) 비교기(9)의 기준전압으로 활용하도록 한 후 잡음제거회로(11)에 인가되어 비교기(9)의 출력 신호가 송신된 적외선 광이 목표물(17)에 반사되어온 참신호(Real signal)인지 잡음에 의한 신호인지를 판별하는 것으로 제어클럭(2)으로부터 동기된 루크게이트(look gate)와 특정한 신호를 저지할 수 있는 저지게이트(inhibit gate)로부터 나누어 실제신호를 판별하여 결정회로(12)에서 계수기의 입력 신호를 6개중 4개가 입력되면 설정된 거리내에 목표물(17)이 있다고 판단하고 6개중 2개가 입력되면 비구름을 예상하는 신호 출력이 발생하게 하였다.The RMS value control unit 7 outputs the RMS value at each time because the output value of the amplifier 6 is different when the environment is bright and dark. The peak control unit 8 In rain & cloud conditions, when the noise level greater than the noise level is output from the amplifier 6, the value is held to add two values (except the peak value if necessary). Infrared light applied to the noise canceling circuit 11 and transmitted to the noise canceling circuit 11 to which the output signal of the comparator 9 is transmitted is reflected by the target signal 17 to determine whether it is a real signal or noise. By determining whether it is a signal, the actual signal is determined by dividing it from a look gate synchronized from the control clock 2 and an inhibit gate capable of blocking a specific signal. When 4 out of 6 signals are input, It was determined that there was a target 17 in the range, and when two of the six were inputted, a signal output to predict rain clouds was generated.

그런데 여기서 각 채널마다 위와 같이 처리되고 비구름을 인접된 채널외에 3개 채널 이상이 입력되면 최종 비구름으로 간주하여 점화신호가 발생되지 않도록 하여 목표물(17)이라고 판단된 참신호는 각 채널의 신호를 멀티플렉서(13)에 인가되어 하나 또는 두채널의 신호로 지연회로(14)와 앤드게이트(15) 및 기동회로(16)에 인가하여 목표물(17)의 조우형태 및 속도에 따라 일정시간 지연시킨후 펄스(firing pulse)를 출력시킨다.However, if each channel is processed as above and the rain cloud is input to three or more channels besides the adjacent channel, the true signal determined as the target 17 is regarded as the final rain cloud so that the ignition signal is not generated. (13) is applied to the delay circuit 14, the end gate 15 and the starter circuit 16 as a signal of one or two channels and delayed for a predetermined time according to the encounter type and speed of the target object 17, and then pulsed. Output a firing pulse.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 기상이나 주위의 환경에 제약없이 목표물을 정확하게 식별하여 적외선 광에 의해 펄스 신호를 발생시켜 목표물에 접근시켜 광범위한 효과를 가질 수 있는 광학 센서 시스템인 것이다.As described above, the present invention is an optical sensor system that can accurately identify a target without generating a weather or surrounding environment, generate a pulse signal by infrared light, and approach the target to have a wide range of effects.

Claims

The switching mode power supply 1 is connected to the laser diode driving circuit 3 through the control clock 2 to drive the laser diode 4 to radiate laser light to the target 17 to be reflected by the target 17. The laser beam is connected to the inverting terminal (-) of the comparator 9 via the photodetector 5 and the amplifier 6, while the RMS value control unit 7 and the peak value control unit 8 are connected. It is connected to the non-inverting terminal (+) of the comparator (9), but the output terminal of the comparator (9) through the reference voltage comparator 10, the noise canceling circuit (11), the decision circuit (12) and the multiplexer (13). (14) and the end gate (15) and the start-up circuit (16) interconnected and configured.