KR100557663B1 - 레이저 통신 장치와 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 광선을 이용한 광통신 장치에 관한 것으로, 특히

안전 규정을 맞추기 위해 레이저 광선(laser beam)의 출력파워를 낮추고자 할 경우 이를 수광하는 수신단에서 출력이 낮아진 미약한 광선 신호를 인식하여 정확한 데이터의 취득이 가능하도록 하는 레이저 통신 장치와 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명은 발사되는 레이저 광선의 출력 파워를 낮추도록 하여 레이저 사용에 관한 눈의 안전규정을 만족하도록 함에 있어서, 레이저 광선이 감지된 감지센서로부터 그 인접된 감지센서의 신호를 비교하여 데이터 펄스 중간에 들어오는 노이즈를 찾아내어 보정하여 주도록 하므로써, 레이저 광선 신호에 실린 데이터를 정확하게 인식가능 하도록 하는 감지장치와 그 감지장치에서의 데이터 신호 처리방법을 제공하고자 한다.

광통신, 레이저통신, 레이저빔, 서바이벌게임

Description

레이저 통신 장치와 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법{Laser communication system and laser beam data process method}

도 1은 본 발명 레이저 통신 장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 있어서, 수신된 레이저 광선의 데이터 펄스(a)와 데이터 펄스를 2진 데이터로 변조한 파형(b)을 보인 도면.

도 3a는 본 발명에 있어서, 온/오프 데이터 변환 테이블값을 보인 도표.

도 3b는 본 발명에 있어서, 데이터 값(0비트)의 데이터 파형의 예를 보인도면.

도 3c는 본 발명에 있어서, 데이터 값(1비트)의 데이터 파형의 예를 보인 도면.

도 4a,b,c는 본 발명에 있어서, 노이즈 예측과 그 복원 과정의 예를 보인 파형도로서, 도 4a는 노이즈가 포함된 데이터 파형, 도 4b는 인접 레이저 감지장치의 데이터 파형, 도 4c는 노이즈가 복원된 데이터 파형의 일예를 나타낸다.

본 발명은 레이저 광선을 이용한 광통신 장치에 관한 것으로, 특히

안전 규정을 맞추기 위해 레이저 광선(laser beam)의 출력파워를 낮추고자 할 경우 이를 수광하는 수신단에서 출력이 낮아진 미약한 광선 신호를 인식하여 정확한 데이터의 취득이 가능하도록 하는 레이저 통신 장치와 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

근래에 들어서 일반 직장인, 학생 등을 중심으로 서바이벌 게임이라 하여, 모의 전투 게임이 성행하고 있으며 직장, 학교 등 단체에서 팀워크 다지기의 일환으로 서바이벌 게임을 갖는다.

이와 같은 서바이벌 게임은 군의 군사교육 프로그램의 하나인 교전훈련 프로그램을 게임화 하여 일반인이 즐길 수 있도록 한 것으로, 서바이벌 게임은 일정하게 정해진 공간내에서 다수의 플레이어가 편을 나누어, 팀간 교전을 게임으로 즐기는 것으로, 실제 총기대신에 페인트 볼과 같은 총탄을 이용하는 개인 화기를 이용하여 상대방 플레이어의 옷에 그 흔적을 남겨 피격여부를 파악하도록 한다.

근래에 들어서는 다양한 전자응용기술을 이용한 개인 화기가 사용되고 있으며, 그 대표적인 예가 레이저 광선을 이용하는 장치이다.

이와 같이 레이저 광선을 이용하는 장치는 총의 내장 혹은 외장 형태로 총기 방아쇠에서 발생하는 센서 신호에 총열에 평행한 레이저 광을 발사하는 방식으로, 레이저에 데이터를 실어 단순한 피격여부 뿐 아니라, 다양한 게임에 필요한 정보까지 통신 가능하도록 한다.

그러나 레이저 광선을 사용함에 있어서 미국 FDD에서 위험도에 따른 레이저 눈 안전(laser eye-safety) 규정이 있다.

즉 레이저를 사용함에 따라 인체의 유해성에 대해 클래스(class)라는 등급규정이 있는데 사람 눈에 노출되는 작업상황에선 'class 3a' 등급까지만 사용 가능하게 되어있다.

일반적으로 레이저 광선(빛)의 세기가 1mW~5mW 까지를 'class 3a'의 등급 범위이며 직접적인 눈의 노출에서 장시간 빛을 주시하지 말아야 한다는 등급을 나타난 것이다.

레이저 안전도에 관해서 국내 한국 산업규격 레이저 제품의 방사 안전 기준 KS C 6702에 규정되어 있으며, 이러한 위험 평가 및 등급분류에 따르면 class 3a급은 400~700nm(가시파장)의 파장범위에 대해선 AEL의 CW 레이저에 대해서 5mW까지, 반복펄스일 경우에는 2급 레이저 제한값의 5배까지 출력파워 또는 에너지를 규정 하고 나머지 파장대는 방사 1급 AEL의 5배 이하에 대해 규정하고 있으며, 대략 5mW 이하 까지로 규정하고 있다.

일반적으로 가시광선대에서 이 정도 출력에 관해서는 눈의 깜빡임의 반사 작용을 포함한 혐오반응으로 눈에 대한 보호가 가능하며 그 이외의 파장에 관해서도 인체 광 흡수도 측면에서 규정치를 설정했기 때문에 노출 가능영역에 있는 것이다.

하지만 일반 사용 레이저는 5mW가 최저이고 그 이하로 제작되는 레이저는 가시광선영역의 레이저(붉은 레이저)이며, 이는 별도의 안전 규정을 가지고 있다.

참고하자면 가시광선 파장영역은 망막에서의 흡수도가 매우 높으며, 또한 5mW라는 것이 순수하게 레이저 다이오드 발광원에 아무런 장치를 하지 않고 20cm 떨어진 곳에서 측정한 에너지 양이다.

따라서 빛이 확산되는 점을 고려하여 총에서 사용하기 위해 렌즈를 장착하게 되면 에너지가 한점에 집중되면서 파워는 기하급수적으로 높아지게 되므로 위험등급이 'class 4~5'로 사람에게 노출해서는 안 되는 등급으로 상승하게 된다.

그러므로, 일반인을 상대로 높은 안전성이 요구되는 서바이벌 게임의 경우 이러한 눈 안전 규정을 만족시켜야만 한다.

그러나 이와 같은 안전규정을 만족시키기 위해서는 레이저의 출력 파워를 낮춰야 하는데, 이와 같이 출력 파워를 낮추게 되면 이를 감지하는 수신단에 들어오는 파워도 상당히 미약한 신호로 들어오게 되므로, 정확한 신호의 감지 및 이를 통한 정확한 데이터의 분석이 어렵게 된다.

레이저 광선을 서바이벌 게임 시스템에 적용하게 될 경우 레이저 광선을 발사하고 그 발사된 레이저 광선을 감지하여 게임의 전체진행이 이루어지는 만큼 정확한 레이저 광선의 감지가 매우 중요하다.

이와 같은 점을 감안하여, 본 발명에서는 상기에서와 같은 레이저 사용에 관련한 눈의 안전규정을 고려한 레이저 발사 장치와 그 레이저 발사 장치에서 발사되는 레이저 광선을 정확하게 감지하는 장치를 제공하고자 한다.

일반적으로 레이저의 안전성을 평가할 때는 레이저 광원 자체를 ANSI 규정에서 설정한 형태로 광원의 에너지를 측정하여 규정에 근거한 에너지 레벨에 맞게 등급을 규정하고 있다.

(a). 사람에게 빛이 노출될 경우는 안전규정상 class 3a까지 가능하다.

(b). 빛을 집광(collimation)시켜 버리면 일반적인 사용 레이저는 위험도가 급격히 증가하게 된다.

(c). 따라서 레이저 광선을 집광시켜서 오픈 필드에서 통신을 하는 경우에는 최저 출력의 레이저 소스(source)를 이용해야 한다.

(d). 하지만 최저 출력에 따른 수신단 센서에서는 미약한 센서에 의한 신호를 감지하기가 어려우며 특히 노이즈 영향도가 급격히 높아진다.

레이저의 출력이 작을 때 수신단에 들어오는 파워도 상당히 미약한 신호로 들어오게 되며, 또한 일반적인 레이저 광선을 수신하는 포토다이오드(photo diode) 같은 경우 최소 반응 문턱값을 가지고 있다.

그러나 일상의 실내외에는 다이오드 반응 한계값 이상의 조도가 일상으로 존재하게 되며, 따라서 지속적인 조도가 존재하는 상황에서 데이터를 실은 광신호를 감지하기 위해선 일반적으로 펄스폭 변조를 사용한다.

이때 펄스는 다이오드 특성에서 양자화에 의해 구분이 지어질 변화량 이상으로 입사되어야 한다.

하지만 일상의 조명성분에는 대부분의 주파수대에 대한 노이즈 성분을 가지고 있다. 따라서 수신단쪽에서 이러한 노이즈가 데이터 펄스 중간에 들어오게 되면 사실상 데이터 유실을 유발하게 된다.

본 발명은 발사되는 레이저 광선의 출력 파워를 낮추도록 하여 레이저 사용에 관한 눈의 안전규정을 만족하도록 함에 있어서, 레이저 광선이 감지된 감지센서로부터 그 인접된 감지센서의 신호를 비교하여 데이터 펄스 중간에 들어오는 노이 즈를 찾아내어 보정하여 주도록 하므로써, 레이저 광선 신호에 실린 데이터를 정확하게 인식가능 하도록 하는 감지장치와 그 감지장치에서의 데이터 신호 처리방법을 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 레이저 광선에 데이터를 펄스형태로 실어 발사하는 레이저 발사수단과, 광량흡수층을 구성하여 레이저 발사수단으로부터 발사되는 레이저 광선의 출력 파워를 낮추어 주는 필터수단을 포함하는 레이저 발사장치와,

상기 레이저 발사장치로부터 발사된 레이저 광선을 수신하는 수광수단과, 수광수단으로부터 수신된 레이저 광선 신호를 설정된 일정한 컷오프(cut off) 주파수 대역으로 필터링하는 대역통과필터와, 일정한 주파수 대역에 실린 펄스를 2진 데이터로 온/오프 변조하는 펄스 변조수단과, 펄스 변조수단으로부터 변조된 데이터 값을 설정하고, 인접 레이저 감지장치들로부터 취득된 데이터와의 비교를 통해 노이즈 영역을 예측하여 발생된 노이즈 데이터를 복원하는 데이터 처리수단을 포함하는 레이저 감지장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치로,

구성됨을 특징으로 한다.

그리고 이와 같은 레이저 감지장치에서 이루어지는 레이저 광선 신호 데이터 처리방법의 그 실행 과정을 설명하면 다음과 같다.

수신된 레이저 광선에 실린 펄스에 대하여 온/오프 데이터 변조하는 과정과, 레이저 발사장치의 송신단에서 약속된 프로토콜에 의한 실제 데이터를 알리는 데이터 송신 펄스를 인식하여 데이터 분석수행여부를 판단하는 과정, 수신된 펄스가 실 제 데이터 펄스임으로 판단되면 데이터 송신 펄스 이후 입력되는 데이터의 온 구간 타임을 설정된 데이터 변환 테이블값과 비교하여 이후에 입력되는 데이터 펄스에 대하여 데이터 값과 데이터의 구간상태(state)를 설정하는 과정과, 인접 감지장치들로부터 취득된 데이터와 비교하여 노이즈라고 예측되는 데이터의 구간 상태(state)를 설정하는 과정과, 레이저 발사장치로부터 보내진 데이터의 총 비트 수와 오프 구간의 개수를 비교하는 과정과, 동일하게 나타나지 않을 경우 상기 과정에서 노이즈라고 예측되는 구간을 복원하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 데이터 복원이 완료되면 데이터의 총 비트와 레이저 발사장치로부터 받기로 한 약속된 설정 데이터의 비트를 비교하여 데이터의 에러유무를 판별하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 인접 감지장치들과의 데이터 비교과정에 있어서, 현재 변조된 데이터의 온 구간 영역과 인접 감지장치들의 변조된 데이터의 동일 영역을 비교하고, 변조된 데이터의 온 구간 영역에서 인접 감지장치들의 동일 영역에 온 구간이 나타나는 가를 판단하여 노이즈를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명 레이저 통신 장치를 첨부된 도면을 참조하여 그 구성 및 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이,

레이저 광선에 데이터를 펄스형태로 실어 발사하는 레이저 발사부(110)와, 레이저 발사부(110)의 출력단에 광량 흡수층을 구성하여 레이저 발사부(110)로부터 출력되는 레이저 광선의 출력 파워를 낮추어 주는 필터부(120)를 포함하는 레이저 발사장치(100)와,

상기 레이저 발사장치(100)로부터 발사된 레이저 광선의 수광부(210)와, 수광부(210)로부터 수신된 레이저 광선 신호를 설정된 일정한 주파수 대역(38㎑)으로 필터링하는 대역통과필터(BPF ; Band Pass Filter)(220)와, 일정한 주파수 대역에 실린 펄스(pulse)를 2진 데이터로 온/오프 변조하는 펄스 변조부(230)와, 펄스 변조부(230)로부터 변조된 데이터가 실제 데이터인지를 판별하고, 변조된 데이터 값을 설정하고, 인접 레이저 감지장치(300)로부터 취득된 데이터와의 비교를 통해 노이즈의 발생여부 및 구간을 판별하여 발생된 노이즈 데이터를 보정하는 데이터 처리부(240)를 포함하는 레이저 감지장치(200)로 구성된다

상기 데이터 처리부(240)는 펄스 변조부(230)로부터 변조된 데이터로부터 입력된 펄스가 소정의 설정된 시간동안 유지되는 데이터 송신 펄스인가를 판별하여 실제 데이터 펄스인가를 판단하는 신호검사부(241)와, 신호검사부(241)로부터 이후의 데이터가 실제 데이터라고 판단되면 데이터 송신 펄스 이후 데이터에 대하여 설정된 온/오프 데이터 변환 테이블값과 비교하여 데이터값과 데이터의 구간상태값(state)을 설정하는 데이터 설정부(242)와, 인접한 레이저 감지장치(300)로부터 펄스폭 변조된 데이터를 입력받아 온 구간상태와 인접 감지장치(300)로부터 받아들인 데이터를 비교하여 노이즈를 예측하는 노이즈 예측부(243)와, 노이즈 예측부(243)에 예측된 노이즈를 정상데이터로 복원하는 복원부(244)를 포함하여 구성된다.

그리고 레이저 발사장치(100)로부터 수신된 총 데이터의 비트와 레이저 발사장치(100)와 설정된 데이터의 총 비트를 비교하여 데이터의 에러(error)를 판단하는 데이터 에러판단부(245)를 더 포함하여 구성된다.

그리고 상기 노이즈 예측부(243)는 데이터가 존재하는 온 구간 영역에서 인접한 레이저 감지장치(300)에도 동일한 온 구간이 존재한다면 이 구간을 노이즈라고 예측하도록 하여 구간 상태값을 노이즈 예측 후보로 설정하는 것을 특징으로 한다.

첨부된 실시예에서는 동일한 구성을 갖고 있으므로, 레이저 감지장치(200) 이외의 레이저 감지장치(300) 및 그 외의 구성은 생략한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 그 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

레이저 발사장치(100)는 레이저 발사부(110)와 레이저 발사부(110)에서 발사되는 레이저의 출력 파워를 감소시키기 위하여 광량흡수층을 구성하는 필터부(120)가 포함되는데, 레이저 발사부(110)는 레이저광선이 일정 크기내에 주사되도록 하는 조준(collimation) 기능의 렌즈 뭉치로 구성되며,필터부(120)는 출력 파워를 낮추기 위한 에너지 손실용 투광 렌즈로 구성된다.

이와 같은 레이저 발사장치(100)에서 발사되는 광선은 신호 변조를 통해 규정된 데이터 포맷에 맞추어 발사된다.

이와 같이 레이저 발사장치(100)로부터 발사되는 광선은 낮은 에너지 레벨의 레이저 광선이기 때문에 노이즈에 영향을 많이 받게 된다.

따라서 한정적인 노이즈 대책이 필요하다.

레이저 감지장치(200)는 피격대상인 게임의 플레이어 또는 피격물 등에 각 영역별로 다수개(n)가 구성된다.

상기한 레이저 발사장치(100)로부터 발사되는 광선은 레이저 감지장치(200)의 수광부(210)를 통해 수신받게 된다.

이때 수광부(210)를 통해 레이저 광선은 펄스 형태로 입력되고, 이후 대역통과필터(220)를 거치면서 38㎑ 주파수 대역이외의 주파수가 커팅(cutting)되어 도 2의 (a)에서와 같은 38㎑ 주파수대역의 펄스만이 남게 된다.

이와 같은 펄스 신호는 펄스 변조부(230)로 입력되고, 펄스 변조부(230)에서 온/오프 데이터로 변환하여 도 2의 (b)에서와 같은 2진 데이터 파형으로 변조된다.

펄스 변조부(230)에서는 38㎑의 주파수 펄스가 소정의 설정된 시간 (Td) 동안 유지되면, 하이(high)로 전압 레벨로 올린다.

즉, 온 스위칭이 되며, 이후 펄스가 입력되는 온 스위칭상태를 유지하다가 펄스가 사라지면 곧바로 오프 스위칭 한다.

이때 레이저 발사장치(100)에서는 약속된 프로토콜(protocol)에 의해 이후의 데이터를 송신한다는 약속의 데이터 송신 펄스(Ts; 약 10ms)를 보낸 후, 그 후 도 2의 (a)와 같은 펄스를 송신하게 된다.

따라서 신호검사부(241)에서는 현재 입력되고 있는 데이터 펄스가 실제 데이터 인지를 데이터 송신 펄스를 인식하여 이후 데이터의 입력여부를 판단하게 되는 바,

입력된 펄스가 설정된 시간(10ms)이상 입력되면, 데이터 송신 펄스(Ts)로 판별하고, 이후의 데이터 신호가 실제 데이터(Tp)임을 데이터설정부(242)로 알리게 된다.

데이터 설정부(242)에서는 상기에서와 같은 데이터 송신 펄스 이후 입력되는 데이터 신호(Tp)에 대하여 데이터 분석을 수행하게 된다.

상기 설정시간(Td)은 펄스가 입력될 때 순간적인 노이즈에 의한 펄스를 감안한 것이며, 데이터 송신 펄스(Ts)는 이후에 입력될 데이터가 실제 데이터(Tp)임을 알리기 위한 송신단과의 통신 프로토콜에 의해 설정된 시간들이다.

데이터 설정부(242)에서는 도 3a,b,c는 온/오프 데이터 변환 테이블값에 따라 각 온 구간(Ton) 및 오프 구간(Toff)의 지속시간에 따라 각 데이터 값을 설정하게 되고, 각 스테이트(state)를 설정하게 된다.

여기서, 각 스테이트는 0.5ms 간격으로 설정된다.

도 3a의 온/오프 데이터 변환 테이블 값은 송신단 즉, 레이저 발사장치(100)의 펄스폭 변조시에 데이터 압축변환시 사용되는 값으로, 데이터 노이즈를 감안하여 데이터압축과 복원에 있어 시험값에 의해 가장 적절한 값으로 설정한 것이며, 이 값에 의해 데이터를 복원하는 것이다.

상기와 같이 도 3a의 데이터 값을 압축하고 복원하기 위한 테이블 값은 시스템에 따라 다양한 시간으로 설정가능하다.

온 구간(Ton)이 1ms 이고, 오프 구간(Toff)이 0.5ms일 경우에는 데이터를 '0'으로 복원하고, 온 구간(Ton)이 2.5ms 이일 경우에는 '1'로 그 값을 설정한다.

이후 노이즈 예측부(243)에서는 인접 레이저 감지장치(300)의 펄스 변조부(330)으로부터 온/오프 변조된 데이터(Dp)를 입력받아 비교하여 설정된 데이터로부터 노이즈를 예측하게 된다.

여기서 광센서에 입사되는 노이즈는 자연광에 의한 것이고 일반적으로 자연광 노이즈는 광이 입사되는 면의 전체 면적에 고르게 분포하게 되어 수신단 센서와 동일한 시간에 동일한 크기만큼 일정거리 떨어진 다른 센서에도 입력된다.

따라서 동일하게 각 레이저 감지장치들에게 데이터가 수신되었다면 이는 노이즈라고 생각할 수 있으므로, 인접 레이저 감지장치들과의 데이터를 비교하여 데이터를 복원하도록 하는 것이다.

예를 들면 도 4의 a에서와 같은 데이터를 얻었을 경우 데이터 설정부(242)에서 온 구간이 2.5ms이고, 오프 구간이 0.5ms이므로, 데이터 값을 1 비트로 설정하고, 온 구간에 대해서 스테이트를 하이(high)로 설정할 것이다.

이때 도 4의 (b)에서와 같이, 도 4의 (a)에 나타난 온 구간에 동일하게 인접 레이저 감지장치(300)에도 온 구간이 존재하게 된다면, 노이즈 예측부(243)에서는 스테이트를 'Z' 스테이트로 온 구간에 대하여 설정하게 된다.

전자적 노이즈 같은 경우는 온 상황을 오프로 만드는 노이즈가 발생할 수 있지만, 빛의 경우는 전압상쇄 같은, 즉 온을 오프로 만드는 현상을 발생시키지 못하므로, 노이즈 예측부(243)에서 온 구간에 대해서 노이즈라고 예측하게 되는 것이다.

상기와 같은 동작을 전 데이터에 대하여 예를 들어 총 32bit라면 32bit 전 데이터에 대하여 인접 레이저 감지장치와의 비교를 통해 노이즈라고 생각되는 구간을 노이즈후보 구간(Z)으로 설정하여 나중에 노이즈를 복원할 수 있도록 한다.

이를 다시 설명하면 데이터 값을 설정함에 있어서, 데이터가 실린 온 구간에 대하여 인접된 레이저 감지장치중 어느 하나라도 온 구간이 존재한다면 노이즈 예측후보로 설정되는 것이다.

본 발명의 실시예의 설명에서는 레이저 감지장치(300)만을 예로 하였지만, 레이저 감지장치(200)의 인접된 모든 레이저 감지장치(300) 또는 그 일부가 될 수 있다.

이후 복원부(244)에서는 총 데이터의 비트 수와 오프 구간의 개수를 비교한다.

이는 데이터의 비트 수와 오프 구간의 개수는 동일해야 하므로, 32 비트인 데이터 인 경우에는 오프 구간도 32개여야 하는 데, 오프 구간이 데이터 비트 수와 다르다면 이는 노이즈의 영향이기 때문이다.

오프구간의 개수가 데이터 비트 수보다 부족하다면 앞서 노이즈 예측부(243)에서 설정한 Z 스테이트를 오프 구간으로 설정하여 데이터를 복원한다.

데이터 0비트는 데이터 1비트의 절반값이며, 따라서 오프 구간이 발생할 수 있는 위치는 정해져 있으므로, 상기 도 4의 (a)에서 Z 스테이트중 오프 구간의 위치의 온 구간을 오프 영역으로 변경하여 주게 되면, 도 4의 (c)에서와 같은 파형이 된다.

따라서 데이터 값은 1비트에서 0비트와 0비트가 되므로 부족한 데이터 비트 수만큼 오프 구간이 생성된다.

즉 이의 예에서와 같이 실제 도 4의 (c)에서 오프구간으로 변경된 영역은 도 4의 (a)에서는 노이즈에 의해 실제 데이터가 없는 부분임에도 노이즈가 데이터로 작용하여 나타난 것이므로, 복원부(244)에서는 이를 다시 오프 영역으로 변환하여 데이터를 복원하게 되는 것이다.

이때 데이터의 에러 발생으로 인하여 약속된 총 데이터 비트가 입력되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

데이터 에러 판단부(245)에서는 데이터 복원이 완료되면 레이저 발사장치(100)로부터 받아들인 총 데이터의 비트 수와 레이저 발사장치(100)로부터 받아들여야 할 데이터의 비트 수를 비교하여 완전한 데이터인가를 판단하게 된다.

여기서 레이저 발사장치(100)로부터 받아들여야 할 데이터의 비트는 미리 사전에 설정된 시스템 설정사항이다.

이때 데이터의 비트 수가 동일하게 나타나지 않게 되면, 데이터의 에러라고 판단하여 처리하게 된다.

이와 같은 경우는 전자파에 의한 노이즈 등에 의해 데이터가 회손되는 경우이며, 이러한 경우 전체 데이터의 복원이 불가능하다고 판단하여 데이터 에러로 처리하게 된다.

이상에서와 같은 본 발명을 적용하면, 레이저 광통신을 수행함에 있어서, 출력 파워를 낮춘 상태의 미약한 신호에서 데이터 펄스에 실린 노이즈를 예측하여 올 바른 데이터의 복원이 가능하도록 하므로서, 정확한 데이터의 취득이 가능하다.

따라서 이와 같은 본 발명을 안전규정을 만족해야하는 서바이벌 게임과 같은 모의 교전 게임, 훈련 등에 적용함에 있어, 눈의 안전규정을 만족시키면서도 레이저에 실린 게임에 필요한 정보의 전달이 정확하게 이루어질 수 있어, 게임의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 레이저 광선에 데이터를 펄스형태로 실어 발사하는 레이저 발사부(110)와, 이 레이저 발사부(110)의 출력단에 광량 흡수층을 구성하여 위 레이저 발사부(110)로부터 출력되는 레이저 광선의 출력 파워를 낮추어 주는 필터부(120)를 포함하는 레이저 발사장치(100)와;

   상기 레이저 발사장치(100)로부터 발사된 레이저 광선을 수신하는 수광부(210)와, 이 수광부(210)로부터 수신된 레이저 광선 신호를 설정된 일정한 주파수 대역으로 필터링하는 대역통과필터(BPF ; Band Pass Filter)(220)와, 일정한 주파수 대역에 실린 펄스(pulse)를 2진 데이터로 온/오프 변조하는 펄스 변조부(230)와, 이 펄스 변조부(230)로부터 변조된 데이터가 실제 데이터인지를 판별하고 변조된 데이터 값을 설정하고 인접 레이저 감지장치(300)로부터 취득된 데이터와의 비교를 통해 노이즈의 발생여부 및 구간을 판별하여 발생된 노이즈 데이터를 보정하는 데이터 처리부(240)를 포함하는 레이저 감지장치(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 처리부(240)는

   펄스 변조부(230)로부터 변조된 데이터로부터 입력된 펄스가 소정의 설정된 시간동안 유지되는 데이터 송신 펄스인가를 판별하여 실제 데이터 펄스인가를 판단하는 신호검사부(241)와;

   이 신호검사부(241)로부터 이후의 데이터가 실제 데이터라고 판단되면 데이터 송신 펄스 이후 데이터에 대하여 설정된 온/오프 데이터 변환 테이블값과 비교하여 데이터값과 데이터의 구간상태값(state)을 설정하는 데이터 설정부(242)와;

   상기 인접한 레이저 감지장치(300)로부터 펄스폭 변조된 데이터를 입력받아 온 구간상태와 인접 감지장치(300)로부터 받아들인 데이터를 비교하여 노이즈를 예측하는 노이즈 예측부(243)와;

   위 노이즈 예측부(243)에 예측된 노이즈를 정상데이터로 복원하는 복원부(244);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 데이터 처리부(240)는

   상기 레이저 발사장치(100)로부터 받아들인 총 데이터의 비트 수와 레이저 발사장치(100)로부터 받아들여야 할 데이터의 비트 수를 비교하여 완전한 데이터인지의 여부로서 데이터의 에러(error)를 판단하는 데이터 에러판단부(245)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 데이터 처리부(240)의 노이즈 예측은 데이터가 존재하는 온 구간 영역에서 인접한 레이저 감지장치(300)에도 동일한 온 구간이 존재한다면 이 구간을 노이즈라고 예측하도록 하여 구간 상태값을 노이즈 예측 후보로 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 복원부(244)는 데이터의 비트 수와 오프 구간의 수를 비교하고, 그 비교결과에 따라 데이터 비트 수와 오프구간의 수가 동일하지 않을 경우 노이즈 예측 후보로 설정된 오프 구간을 노이즈라고 최종 판단하여 복원하는 것을 특징으로 하는 레이저 통신 장치.
6. 수신된 레이저 광선에 실린 펄스에 대하여 온/오프 데이터 변조하는 과정과;

   실제 데이터가 입력되는 것을 알리는 데이터 송신 펄스를 인식하여 수신된 펄스가 실제 데이터임을 판단하는 과정과;

   수신된 펄스가 실제 데이터 펄스임으로 판단되면 데이터 변환 테이블값을 읽어 이후 입력되는 데이터 펄스에 대하여 데이터 값과 데이터 구간 상태 값(state)을 설정하는 과정과;

   인접 감지장치들로부터 취득된 데이터와 비교하여 노이즈라고 예측되는 데이터의 구간 상태를 설정하는 과정과;

   레이저 발사장치로부터 보내진 데이터의 총 비트 수와 오프구간의 개수를 비교하는 과정과;

   동일하게 나타나지 않을 경우 상기 노이즈 예측과정에서 예측된 구간을 복원하는 과정;의 실행수순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법.
7. 제 6항에 있어서, 데이터 복원이 완료되면 데이터의 총 비트와 레이저 발사장치로부터 받기로 한 약속된 설정 데이터의 비트를 비교하여 데이터의 에러유무를 판별하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법.
8. 제 6항 또한 제 7항에 있어서, 인접 감지장치들과의 데이터 비교과정에 있어서, 현재 변조된 데이터의 온 구간 영역과 인접 감지장치들의 변조된 데이터의 동일 영역을 비교하고, 변조된 데이터의 온 구간 영역에서 인접 감지장치들의 동일 영역에 온 구간이 나타나는 가를 판단하여 노이즈를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광선 신호 데이터 처리 방법.

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