KR100425519B1 - Underwater optical communication apparatus for divers in a short distance - Google Patents
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Abstract
수중에서 광신호에 의한 송수신이 가능한 다이버용 근거리 광통신 장치는 외부로부터 광신호를 수신하는 광수신부와, 송신될 내용이 입력되는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 내용을 인코딩하여 송신 데이터를 출력하고, 상기 수신부에 수신된 광신호를 디코딩하여 수신 데이터를 출력하는 제어부와, 상기 송신 데이터에 따라 광신호를 송신하는 광송신부, 및 상기 송신 데이터 또는 수신 데이터를 표시하는 표시부를 포함한다. 입력부는 하나 또는 그 이상의 온/오프 스위치로 구성되거나, 숫자, 한글, 영문자, 또는 기호 등을 입력할 수 있도록 키패드를 포함하여 구성될 수 있으며, 광송신부는 수중에서 투과도가 좋은 영역대의 빛을 방출하는 레이저 다이오드로 구성될 수 있고, 표시부는 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.Diver short-range optical communication device capable of transmitting and receiving by optical signal underwater, the optical receiving unit for receiving the optical signal from the outside, the input unit to be input the contents to be transmitted, and the content input to the input unit to encode the output data, And a control unit for decoding the optical signal received from the receiver to output the received data, an optical transmitter for transmitting the optical signal in accordance with the transmission data, and a display unit for displaying the transmission data or the received data. The input unit may consist of one or more on / off switches, or may include a keypad for inputting numbers, Korean characters, English letters, or symbols, and the optical transmitter emits light in an area having good transparency in water. It may be composed of a laser diode, and the display unit may be made of a light emitting diode.
Description
본 발명은 수중에서의 다이버용 광통신 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 광신호에 의한 송수신이 가능한 근거리용 광통신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater optical communication device for divers, and more particularly, to a near field optical communication device capable of transmitting and receiving by an optical signal.
근래 스노클링이나 다이빙 등 해안 스포츠를 즐기는 사람들이 증가하고 있으나, 다이버들 사이의 통신은 원시적으로 수화에 의한 방법이나 수중용 페이퍼에 필기하여 의사 소통을 하는 방법이 일반적이었다. 그러나 이러한 수화나 필기에 의한 의사 소통의 경우는 수심이 깊은 곳에서는 시야가 어두워 의사 소통할 수 있는 가시거리가 짧고, 각 스쿠버상호간의 시선이 일치하지 않을 경우에 의사소통이 불편하며 팔을 사용하기에 불편한 사람이 사용하기 힘들다는 단점이 있다. 특히 수화로 의사 소통을 하기 위해서는 수화에 대한 사전지식이 필요하고, 수중에서 수화를 하면 다이버들의 체력 낭비의 원인이 되기도 한다. 더욱이 이러한 원시적인 의사 소통 방법은 최단 거리에서만 가능한 것으로서 원거리 의사전달에는 이용될 수없었다.Recently, the number of people who enjoy coastal sports, such as snorkeling and diving, is increasing, but communication between divers has been a primitive way of sign language or a handwritten communication on underwater paper. However, in the case of communication by sign language or handwriting, it is difficult to communicate when the depth of view is too deep and the visual field is short, and communication is inconvenient when the eyes of each scuba are not matched. There is a disadvantage in that it is difficult for a person uncomfortable to use. In particular, communication in sign language requires prior knowledge of sign language, and sign language underwater can also cause divers to lose physical strength. Moreover, this primitive method of communication was only possible at the shortest distance and could not be used for remote communication.
따라서, 본 발명의 목적은 상기에서 언급한 문제점들을 해소하는 다이버용 수중 광통신 장치를 제공하는 것으로서, 특히 수중에서 가장 투과도가 좋은 파장 475 nm를 중심으로 하는 청색 영역대의 파장을 지닌 레이저 다이오드를 송신용 소자로 사용하는 다이버용 수중 근거리 광통신 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an underwater optical communication device for divers which solves the above-mentioned problems, and particularly for transmitting a laser diode having a wavelength in the blue region centered on the wavelength of 475 nm having the highest transmittance in water. The present invention provides an underwater short-range optical communication device for divers.
본 발명의 다른 목적은 발광 다이오드를 송/수신된 정보를 표시하는데 사용하여 시야가 어두운 곳에서도 송/수신된 정보를 확인할 수 있는 수중 근거리 광통신 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an underwater short-range optical communication device that can check the transmitted / received information even in a dark field of view by using the light emitting diode to display the transmitted / received information.
도 1은 본 발명에 따른 수중 광통신 장치의 블럭도이고,1 is a block diagram of an underwater optical communication apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명의 수중 광통신 장치의 실시예를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing an embodiment of the underwater optical communication device of the present invention.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의해 제공되는 다이버용 수중 근거리 광통신 장치는In order to achieve the above object, the underwater short-range optical communication device for divers provided by the present invention
외부로부터 광신호를 수신하는 광수신부;An optical receiver for receiving an optical signal from the outside;
송신될 내용이 입력되는 입력부;An input unit to input contents to be transmitted;
상기 입력부에 입력된 내용을 인코딩하여 송신 데이터를 출력하고, 상기 수신부에 수신된 광신호를 디코딩하여 수신 데이터를 출력하는 제어부; 및A control unit for encoding the content input to the input unit to output transmission data, and decoding the optical signal received at the reception unit to output the reception data; And
상기 송신 데이터에 따라 광신호를 송신하는 광송신부;An optical transmitter for transmitting an optical signal in accordance with the transmission data;
상기 송신 데이터 또는 수신 데이터를 표시하는 표시부A display unit for displaying the transmission data or the reception data
를 포함한다.It includes.
입력부는 하나 또는 그 이상의 온/오프 스위치로 구성되거나, 숫자, 한글,영문자, 또는 기호 등을 입력할 수 있도록 키패드를 포함하여 구성될 수 있으며, 광송신부는 수중에서 투과도가 좋은 영역대의 빛을 방출하는 레이저 다이오드로 구성될 수 있고, 표시부는 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.The input unit may be composed of one or more on / off switches, or may include a keypad for inputting numbers, Korean, English characters, symbols, etc., and the optical transmitter emits light in an area having good transparency in water. It may be composed of a laser diode, and the display unit may be made of a light emitting diode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다이버용 수중 근거리 광통신 장치(1)가 도시되어 있다. 이러한 수중 광통신 장치(1)는 입력부(10), 광송신부(20), 표시부(30), 광수신부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.Referring first to FIG. 1, there is shown an underwater short-range optical communication device 1 for divers according to the present invention. The underwater optical communication device 1 includes an input unit 10, an optical transmitter 20, a display unit 30, an optical receiver 40, and a controller 50.
입력부(10)는 사용자가 송신할 내용을 입력할 수 있도록 하며, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 가장 간단하게는 온/오프 기능을 갖는 하나 이상의 스위치로 구현될 수 있다. 또한, 바람직하게는 숫자 또는 문자를 입력할 수 있는 키패드 형식, 예를 들어 일반 전화기의 키패드나 휴대전화기의 키패드와 같이 구현할 수 있어서, 사용자는 숫자, 한글, 영문자, 도는 기호 등을 입력할 수 있다.The input unit 10 allows a user to input contents to be transmitted and may be implemented in various forms. In the simplest case it can be implemented with one or more switches with on / off functions. In addition, it is preferable to implement a keypad form that can enter a number or a character, for example, a keypad of a general telephone or a keypad of a mobile phone, the user can enter a number, Hangul, English letters, symbols or the like. .
입력부(10)가 가장 간단하게 하나의 온/오프 스위치로 구성되는 경우, 사용자는 미리 설정되어 있는 약속에 따라 송신하고자 하는 숫자만큼 스위치를 작동시키면 된다. 예를 들어, 1: 올라가자, 2: 내려가자, 3 뒤를 조심하라, 4: 산소가 부족하다, 5: 모든 상태 양호, 6: 이 방향으로 가자, 7: 머리가 아프다... 등등으로 사용자 간에 미리 각 숫자에 내용을 정한 경우, 상대방에게 올라가자라고 송신하고자 하는 경우 스위치를 한번 작동시키면 된다. 일반 전화기나 휴대 전화기의 키패드와 같이 구성된 경우에는, 숫자, 또는 원하는 문자를 입력하여 송신할 수 있다.In the case where the input unit 10 is most simply composed of one on / off switch, the user only needs to operate the switch by the number to be transmitted according to a preset appointment. For example: 1: go up, 2: go down, watch out behind 3, 4: run out of oxygen, 5: all in good condition, 6: go in this direction, 7: head hurts, etc. If you set the contents for each number in advance, if you want to send to the other party to go up, just operate the switch once. In the case of a configuration such as a keypad of an ordinary telephone or a mobile telephone, a number or a desired character can be input and transmitted.
광송신부(20)는 수중에서 투과도가 좋은 레이저 다이오드로 구현할 수 있다. 바람직하기로는 파장 430~500nm의 청색 계열 레이저 다이오드, 또는 파장 630~680nm의 적색 계열 레이저 다이오드를 이용할 수 있으며, 가장 바람직하기로는 투과도가 좋은 청색 계열의 레이저 다이오드를 이용할 수 있다. 레이저 다이오드의 방사각은 60°정도가 되어 수중의 5 m 내외까지 송신할 수 있도록 한다.The optical transmitter 20 may be implemented as a laser diode having good transmittance in water. Preferably, a blue laser diode having a wavelength of 430 to 500 nm or a red laser diode having a wavelength of 630 to 680 nm may be used, and most preferably, a blue laser diode having good transmittance may be used. The radiation angle of the laser diode is about 60 °, allowing transmission to within 5 m underwater.
표시부(30)는 발광 다이오드(LED) 또는 액정표시장치(LCD)를 이용하여 구현할 수 있다. 표시부(30)는 바람직하게는 적색, 청색, 황색의 발광 다이오드(LED)를 다수개 배열하여 숫자 또는 문자를 표시하며, 이러한 발광 다이오드를 사용함으로써, 수심이 깊은 곳의 어두운 시야에서도 광신호가 송/수신되었음을 표시할 수 있다. 발광 다이오드를 사용한 표시부의 예로서는 가로 8개 x 세로 8개, 즉 64 개의 발광 소자를 도트 피치 6 mm로 배치하여 전체 크기가 50 x 50 mm2이내로 하며, 전체 발광 면휘도는 500 cd/m2이상으로 하고 시야각 ±40°정도를 가지도록 제작하였다.The display unit 30 may be implemented using a light emitting diode (LED) or a liquid crystal display (LCD). The display unit 30 preferably displays a number or a letter by arranging a plurality of red, blue, and yellow light emitting diodes (LEDs), and by using such light emitting diodes, an optical signal is transmitted / received even in a dark field of view where water is deep. It may indicate that it has been received. As an example of a display unit using a light emitting diode, the total size is within 50 x 50 mm 2 by arranging 8 horizontally x 8 vertically, that is, 64 light emitting elements with a dot pitch of 6 mm, and the total light emitting surface luminance is 500 cd / m 2 or more. It was made to have a viewing angle of ± 40 °.
광수신부(40)는 반도체 발광용 검출기를 사용하여 광송신부(20)에서 출력된 광신호를 수신할 수 있도록 한다.The light receiver 40 may receive an optical signal output from the light transmitter 20 using a detector for semiconductor light emission.
제어부(50)는 입력부(10)에 입력된 내용을 인코딩하여 광송신부(20)로 송신 데이터를 출력하여 광송신부(20)에서 광신호를 송신하도록 하는 한편, 표시부(30)에도 출력하여 표시부(30)에 송신된 정보가 표시되도록 할 수 있고, 광수신부(40)에 수신된 광신호를 디코딩하여 수신 데이터를 표시부(30)로 출력하여 표시부(30)에 수신된 정보가 표시되도록 한다.The control unit 50 encodes the content input to the input unit 10 and outputs the transmission data to the optical transmitter 20 to transmit the optical signal from the optical transmitter 20, while also outputting to the display unit 30 to display the display unit ( The information transmitted to 30 may be displayed, and the received data is decoded by the optical receiver 40 to output the received data to the display unit 30 so that the received information is displayed on the display unit 30.
본 발명에 따른 다이버용 수중 근거리 광통신 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 손목시계형으로 구성하여 걸이구(60)을 이용하여 팔목에 장착하도록 할 수 있다. 손목시계형으로 구성하는 경우, 장치(1)의 전체 두께는 30 mm이하, 총 무게 100g 정도로 경량화시켜 사용자가 수중에서 활동하는데 지장을 주지 않도록 한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다이버용 수중 광통신 장치는 목걸이형 걸이구를 형성하여 목에 걸 수 있도록 하거나, 벨트 장착에 장착할 수 있는 걸이구를 형성하여 벨트 장착형으로도 구성할 수도 있다.Underwater short-range optical communication device for divers according to the present invention can be configured as a wristwatch type as shown in Figure 2 to be mounted on the wrist using a hook (60). When configured as a watch type, the overall thickness of the device (1) is 30 mm or less, the total weight is reduced to about 100g so that the user does not interfere with the underwater activity. In addition, although not shown, the underwater optical communication device for divers of the present invention may be configured as a belt-mounted type by forming a necklace-type hanger to hang on the neck, or by forming a hanger that can be mounted on a belt. .
본 발명에 따른 다이버용 수중 근거리 광통신 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the underwater short-range optical communication device for divers according to the present invention.
사용자가 입력부(10)에 입력한 정보는 제어부(50)에서 인코딩되어 광송신부(20)에 의해 광신호로서 출력된다. 또한, 상기 입력 정보는 제어부(50)를 통해 표시부(30)에 문자 또는 기호로서 표시될 수 있다. 한편, 상대방이 송신한 광신호는 광수신부(40)에 의해 수신되어 제어부(50)에서 디코딩되어 송신자가 보낸 데이터를 추출하여 표시부(30)에 문자 또는 기호로서 표시하게 되어 수중에서의 양방향 통신이 가능하게 된다. 더욱이 수신된 광신호를 표시부(30)에 표시하는 경우에는 표시부(30)의 발광다이오드를 빠르게 또는 느리게 점멸시켜, 사용자에게 광신호가 수신되었음을 알리도록 할 수 있다.The information input by the user to the input unit 10 is encoded by the control unit 50 and output by the optical transmitter 20 as an optical signal. In addition, the input information may be displayed as a character or a symbol on the display unit 30 through the controller 50. On the other hand, the optical signal transmitted by the other party is received by the optical receiver 40, decoded by the control unit 50 to extract the data sent by the sender and displayed on the display unit 30 as a character or a symbol, two-way communication underwater It becomes possible. In addition, when the received optical signal is displayed on the display unit 30, the light emitting diode of the display unit 30 blinks quickly or slowly to inform the user that the optical signal has been received.
앞에서는 본원 발명의 기술적 특징이 특정한 실시예를 중심으로 설명되었으나, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위 내에서도 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있음은 명백하다.Although the technical features of the present invention have been described with reference to specific embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes and modifications within the scope of the technical idea according to the present invention. It is obvious.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다양한 연락 내용을 발광 다이오드를 이용한 표시부를 사용하여 표시하고, 송수신 신호로서 레이저 다이오드를 이용한 광신호를 이용함으로써 수중 근거리에서 다이버들 상호간의 의사 전달을 가능하게 한다. 따라서, 수중에서의 안전사고 방지 및 해양레저의 발전을 꾀할 수 있고, 해양 정보 통신 분야의 기초를 마련할 수 있다.As described above, the present invention displays various contact details using a display unit using a light emitting diode, and enables communication between divers in a short distance underwater by using an optical signal using a laser diode as a transmission / reception signal. Therefore, it is possible to prevent safety accidents in the water and to develop marine leisure, and to lay the foundation for the field of marine information and communication.
특히 송신부(20)와 표시부(30)로 사용하는 레이저 다이오드와 발광 다이오드는 소형, 경량의 고 휘도, 저 소비전력을 가진 반도체 발광 소자로서 그 응답 속도가 빠르고 IC와 직접 구동이 가능하며 반도체 소자로서 수명이 길며 신뢰도가 우수하다는 장점을 지니고 있다. 이러한 반도체 발광 소자를 이용한 본 발명의 수중 광통신 장치는 사람의 오감 중 가장 많은 정보를 습득하고 있는 시각분야에 적용될 수 있어서 사용자 상호간에 서로 안정적인 통신을 할 수 있다.In particular, the laser diode and the light emitting diode used as the transmitter 20 and the display unit 30 are semiconductor light emitting devices having a small size, light weight, high brightness, and low power consumption. It has the advantage of long life and excellent reliability. The underwater optical communication apparatus of the present invention using the semiconductor light emitting device can be applied to a visual field that acquires the most information among the five senses of a person, thereby enabling stable communication between users.
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