KR920004331B1

KR920004331B1 - 레이저주사지시기

Info

Publication number: KR920004331B1
Application number: KR1019890013918A
Authority: KR
Inventors: 박덕재
Original assignee: 금성기전 주식회사; 김회수
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1992-06-01
Also published as: KR910007199A

Abstract

내용 없음.

Description

레이저주사지시기

제 1 도는 본 발명 레이저주사지시기의 구성도.

제 2 도는 제 1 도 레이저광 출력제어부의 상세회로도.

제 3a, b 도는 제 1 도의 주사장치의 동작원리에 대한 설명도.

제 4 도는 제 1 도 주사구동제어부의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이저다이오드 2 : 접속렌즈

3 : 주사장치 4 : 반사거울

5 : 윈도우 6 : 레이저광 출력제어부

7 : 주사구동제어부 IC₄: 정전압소자

8 : 건전지

본 발명은 가시광반도체 레이저를 광원으로 하여 거울수단을 통해 대상물을 지시하는 장치에 관한 것으로, 특히 환등기나 투영이(OHP)등에 의한 화면상의 특정지점이나 궤도 상황판등의 특정지점을 지시하는데 적당하도록 한 레이저주사지시기에 관한 것이다.

종래의 화면상 지시기능은 환등기 및 투영기등에 의한 화면상의 내용을 지시할때나, 궤도 또는 상황판등의 내용을 지시하고자 할때 지시봉이나 필기구등을 사용하여 지시하였다.

즉 환등기 및 투영기에 의하여 필름상의 영상을 스크린에 영상하는 도중에 화면상의 내용을 설명등의 필요성에 의하여 지시하고저 할때는 설명자 또는 제 3 자가 그 부분을 지시봉 또는 필기도구등을 사용하여 지시하였다. 또한 궤도나 상황판등의 내용을 설명할때도 상기와 같은 방법으로 설명자가 가까운 거리에서 지시봉 및 필기도구등으로 지시하여 설명하였다.

그러나 상기와 같이 환등기 및 투영기의 화면을 설명등의 필요성에 의하여 지시봉 또는 필기도구등으로 지시할 경우는 지시자의 신체와 지시수단등이 투영하는 빛을 차단하게 되어 영사하는 내용의 일부를 가리게되므로 내용을 잃게되는 문제점이 있었으며, 궤도나 상황판등을 지시봉으로 지시하는 경우에 있어서도 마찬가지로 내용의 일부를 가리게 되고, 반드시 설명자가 설명대상에 근접하여 있어야하는 문제점이 있었다.

그런데, 레이저광은 고휘도의 빛을 가늘게 집속하여 원거리까지 보낼 수 있으며, 근래에는 반도체 기술의 발달로 가시광이면서 고효율의 레이저광을 발생하는 레이저다이오드가 개발되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 레이저광을 발광원으로 하여 지시봉이나 필기도구를 사용하지 않고 지시대상을 점 또는 선의 형태로 지시하도록 한 레이저주사지시기를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 실행하기 위한 본 발명은 가시광의 반도체 레이저다이오드를 발광원으로 하여 렌즈계를 통해 집속하고, 주사장치를 통해 반사거울을 좌·우 정하여진 각도로 회전하여 상기 집속된 레이저광을 주사하고, 윈도우를 통해 상기 주사광을 대상물에 점 또는 선의 형태로 안내하는 것을 특징으로 하는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명 레이저주사지시기의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 건전지(8)로부터 전원을 공급받아 레이저광 출력제어신호를 발생하는 레이저광 출력제어부(6)와, 이 레이저광 출력제어부(6)의 제어를 받아 일정한 레이저광을 발생하는 레이저다이오드(1)와, 이 레이저다이오드(1)의 레이저광을 집속하는 집속렌즈(2)와, 상기 건전지(8)로부터 전원을 공급받아 주사구동제어신호를 발생하는 주사구동제어부(7)와, 이 주사구동제어부(7)의 제어를 받아 주사방향을 결정하는 주사장치(3)와, 이 주사장치(3)의 축에 연결되어, 그의 주사결정방향으로 상기 집속렌즈(2)에서 집속된 레이저광을 반사시키는 반사거울(4)과, 이 반사거울(4)에서 반사된 레이저광의 통로를 제공하여 대상물에 지시하는 윈도우(Window)(5)로 구성한다.

제 2 도는 제 1 도 레이저광 출력제어부(6)의 상세회로도로서, 이에 도시한 바와 같이, 건전지(8)의 전원(Vcc)이 저항(R₂₁)을 통해 콘덴서(C₂₁), 레이저다이오드(1)의 발광용 레이저다이오드(LD₁)의 애노드 및 수광용 레이저다이오드(1)의 캐소드에 인가되게 접속함과 아울러 그 접속점을 저항(R₂₂)을 통해 콘덴서(C₂₂), 제너다이오드(D₂₁) 및 트랜지스터(Q₂₁)의 에미터에 접속하고, 그 트랜지스터(Q₂₁)의 콜렉터를 콘덴서(C₂₃) 및 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 접속하여, 그의 콜렉터에 상기 발광용 레이저다이오드(LD₁)의 캐소드를 저항(R₂₃)을 통해 접속하며, 상기 수광용 레이저다이오드(LD₂)의 에노드를 저항(R₂₄) 및 가변저항(VR₂₁)에 직렬접속함과 아울러 그 접속점을 상기 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스에 접속하여 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 건전지(8)에서 전원(Vcc)이 공급되며, 그 전원(Vcc)은 저항(R₂₁)을 통해 콘덴서(C₂₁)에 충전되고, 이 충전전압은 레이저다이오드(1)의 발광용 레이저다이오드(LD₁) 및 저항(R₂₃)을 통해 트랜지스터(Q₂₂)의 콜렉터에 인가됨과 동시에 그 충전전압이 저항(R₂₂)을 통해 콘덴서(C₂₂), 제너다이오드(D₂₁) 및 트랜지스터(Q₂₁)의 에미터에 인가되며, 이에따라 그 트랜지스터(Q₂₁)의 콜렉터에 일정전압이 출력되어 콘덴서(C₂₃) 및 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 인가되므로 그 트랜지스터(Q₂₂)가 도통되어 발광용 레이저다이오드(LD₁)에서 레이저광이 발생된다. 이와 같이 발생되는 레이저광은 수광용 레이저다이오드(LD₂)에 입사되어, 그의 애노드 및 저항(R₂₄)의 접속점에 전압으로 출력되고, 이 출력전압은 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 공급되므로 그 트랜지스터(Q₂₂)의 콜렉터 출력전압이 일정하게 유지되고, 이에따라 발광용 레이저다이오드(LD₁)에서 발생되는 레이저광은 주위온도 및 전압등의 변동에 영향을 받지않고 일정하게 유지된다.

이와 같이 레이저다이오드(1)의 발광용 레이저다이오드(LD₁)에서 발생되어 발사되는 레이저광은 집속렌즈(2)에서 집속된 후 반사거울(4)에 평행광으로 입사된다.

제 3a, b 도는 제 1 도 주사장치(3)의 동작원리를 보인 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 180°의 각도로 감겨진 1쌍의 극을 갖는 두개의 권선군(3a)(3b)과, 앤(N), 에스(S)극으로 자화된 회전자(3c)로된 갈바노미터 스캐너(GALVANOMETER SCANNER)로 구성된다.

이와 같이 구성된 권선군(3a)에 제 3a 도에 도시한 바와 같이, 일정방향으로 일정전류를 흘려주면 권선군(3a)이 자화되어 회전자(3c)는 일정위치에 놓이게 되며, 이때 제 3b 도에 도시한 바와 같이, 다른 권선군(3b)에 권선군(3a)에 흘린 전류를 기준으로 그보다 작은 전류를 삼각파의 형태로 가해주면 회전자(3c)는 일정각도로 좌,우로 왕복운동을 하게된다. 즉 왕복운동의 좌,우각도가 권선군(3b)에 흐르는 삼각파의 진폭에 의해 결정되고, 그 주기가 그 주파수에 의해 결정되므로 주사장치(3)에 연결된 반사거울(4)이 일정주기의 왕복운동으로 회전됨에 따라 집속렌즈(2)를 통과한 레이저광이 소정각도로 반사된 후 윈도우(5)를 통해 대상물에 안내된다.

제 4 도는 제 1 도 주사구동제어부(7)의 상세호로도로서, 이에 도시한 바와 같이 건전지(8)의 전원(Vcc)이 저항(R₄₂)을 통해 저항(R₄₃), 콘덴서(C₄₂), 연산증폭기(IC₁)의 비반전 입력단자 및 연산증폭기(IC₂)의 반전입력단자에 공통접속하여, 그 연산증폭기(IC₁)의 출력단자를 콘덴서(C₄₁)를 통해서는 그의 반전입력단자에 접속함과 아울러 저항(R₄₄)을 통해서는 상기 연산증폭기(IC₂)의 비반전입력단자에 접속하고, 그 연산증폭기(IC₂)의 출력단자를 저항(R₄₅)을 통해서는 그의 비반전입력단자에 접속함과 아울러 저항(R₄₁)을 통해서는 상기 연산증폭기(IC₁)의 반전입력단자에 접속하며, 상기 연산증폭기(IC₁)의 출력단자를 저항(R₄₆)을 통해 연산증폭기(IC₅)의 반전입력단자에 접속함과 아울러 저항(R₄₇)을 다시 통해 그의 출력단자에 접속하고, 건전지(8)의 전원(Vcc)이 가변저항(VR₄₂)을 통해 콘덴서(C₄₃) 및 그 연산증폭기(IC₅)의 비반전입력단자에 인가되게 접속하여, 그의 출력단자를 저항(R₄₈) 및 가변저항(VR₄₁)을 통해 스위치(SW₁) 및 연산증폭기(IC₃)의 비반전입력단자에 접속하고, 그 연산증폭기(IC₃)의 출력단자를 트랜지스터(Q₄₁)의 베이스에 접속한 후 그의 에미터를 주사장치(3)의 권선군(3b)을 통해 저항(R₄₉) 및 그 연산증폭기(IC₃)의 반전입력단자에 접속하고, 건전지(8)의 전원(Vcc)이 콘덴서(C₄₄) 및 정전압소자(IC₄)의 입력단자(VI)에 인가되게 접속하여, 그의 출력단자(Vo)를 가변저항(VR₄₃)을 통해 주사장치(3)의 권선군(3a)에 접속하여 구성한다.

이와 같이 구성된 주사구동제어부(7)는 건전지(8)에서 전원(Vcc)이 공급되면, 이 전원(Vcc)은 저항(R₄₂),(R₄₃)에서 분압된 후 콘덴서(C₄₂)에 충전되어 연산증폭기(IC₁)의 비반전입력단자 및 연산증폭기(IC₂)의 비반전입력단자에 인가되고, 이 연산증폭기(IC₁)의 출력신호는 저항(R₄₄)을 통해 그 연산증폭기(IC₂)의 비반전입력단자에 인가되며, 이 연산증폭기(IC₂)의 출력신호는 저항(R₄₁)을 통해 콘덴서(C₄₁) 및 연산증폭기(IC₁)의 반전입력단자에 인가되며, 이에따라 저항(R₄₁) 및 콘덴서(C₄₁)의 적분동작에 의해 그 연산증폭기(IC₁)에서 삼각파 파형이 출력된다.

이때 전원(Vcc)이 가변저항(VR₄₂)을 통해 콘덴서(C₄₃)에 충전되어 연산증폭기(IC₅)의 비반전 입력단자에 기준전압으로 인가되고, 상기 연산증폭기(IC₁)의 삼각파출력이 저항(R₄₆)을 통해 연산증폭기(IC₅)의 반전입력단자 및 피드백 저항(R₄₇)에 인가되어, 비교증폭되고, 이 연산증폭기(IC₅)의 출력신호는 저항(R₄₈) 및 가변저항(VR₄₁)을 통해 감쇄되어 출력된다. 즉, 이때 그 감쇄비는 가변저항(VR₄₁)의 조정에 의해 결정된다.

이와 같은 상태에서 스위치(SW₁)가 개방되면 가변저항(VR₄₁)을 통해 감쇄된 삼각파출력이 연산증폭기(IC₃)의 비반전입력단자에 인가되어, 반전입력단자의 신호와 비교출력되며, 이 연산증폭기(IC₃)의 출력신호에 의해 트랜지스터(Q₄)가 턴온됨에 따라 전원(Vcc)이 주사장치(3)의 권선군(3b)을 통해 연산증폭기(IC₃)의 반전입력단자에 궤환되고, 이때 그 권선군(3b)에 흐르는 삼각파의 전류에 의해 회전자(3c)가 소정각도로 회전되고, 즉 입력전압의 크기에 의해 주사폭을 결정하여 레이저광을 주사하게 된다.

그리고, 스위치(SW₁)를 단락시키면 연산증폭기(IC₃)의 비반전입력 단자에 인가되는 입력전압이 차단되어, 즉 비반전입력단자에 접지전위가 인가되어 주사기능을 정지하게 되며, 이때 정전압소자(IC₄)의 출력(Vo)이 가변저항(VR₄₃)을 통해 주사장치(3)의 권선군(3a)을 구동함에 따라 레이저광이 점의 형태로 출력된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 지시봉이나 필기도구를 사용하여 지시내용의 일부를 가리지않고 지시대상의 어느 곳이나 점 또는 선의 형태로 지시가능하게 되므로 원거리에서도 지시대상을 지시하여 사용자에게 편리함을 주는 레이저주사지시기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

레이저광 출력제어신호를 발생하는 레이저광 출력제어부(6)와, 이 레이저광 출력제어부(6)의 제어를 받아 일정한 레이저광을 발생하는 레이저다이오드(1)와, 이 레이저다이오드(1)의 레이저광을 집속하는 집속렌즈(2)와, 주사구동제어신호를 발생하는 주사구동제어부(7)와, 이 주사구동제어부(7)의 제어를 받아 주사방향을 결정하는 주사장치(3)와, 이 주사장치(3)의 회전자축에 연결되어 그의 주사결정방향으로 상기 집속렌즈(2)에서 집속된 레이저광을 반사시키는 반사거울(4)과, 이 반사거울(4)에서 반사된 레이저광의 통로를 제공하여 대상물에 지시하는 윈도우(5)로 구성한 것을 특징으로 하는 레이저주사지시기.
제 1 항에 있어서, 레이저광 출력제어부(6)는 제너다이오드(D₂₁)에 의해 일정전압이 트랜지스터(Q₂₁)의 에미터에 인가되게 접속하여, 그의 콜렉터를 콘덴서(C₂₃) 및 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 접속한 후 그의 콜렉터측에 레이저다이오드(1)의 발광용 레이저다이오드(LD₁)를 접속하고, 이 발광용 레이저다이오드(LD₁)의 레이저광을 수광용 레이저다이오드(LD₂)에서 수광하여 전압으로 검출한 후 상기 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스에 인가하게 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저주사지시기.
제 1 항에 있어서, 주사구동제어부(7)는 비반전입력단자에 소정전압이 인가되는 연산증폭기(IC₁)의 출력신호가 반전입력단자에 소정전압이 인가되는 연산증폭기(IC₂)에서 비교증폭되어 그 연산증폭기(IC₁)의 반전입력단자측에 궤환되게 접속하여, 그 연산증폭기(IC₁)에서 삼각파신호가 출력되게 하고, 이 삼각파신호가 비반전입력단자에 소정전압이 인가되는 연산증폭기(IC₅)에서 비교증폭 후 가변저항(VR₄₁)을 통해 스위치(SW₁) 및 연산증폭기(IC₃)의 비반전입력단자에 인가되게 접속하며, 그 연산증폭기(IC₃)의 출력신호에 의해 트랜지스터(Q₄₁)의 온/오프를 제어하여 주사장치(3)의 권선군(3b)의 구동을 제어하게 접속하고, 정전압소자(IC₄)의 출력(Vo)이 가변저항(VR₄₃)을 통해 상기 주사장치(3)의 권선군(3a)의 구동을 제어하게 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저주사지시기.