KR102155425B1 - 라이다 장치 - Google Patents

라이다 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102155425B1
KR102155425B1 KR1020180143975A KR20180143975A KR102155425B1 KR 102155425 B1 KR102155425 B1 KR 102155425B1 KR 1020180143975 A KR1020180143975 A KR 1020180143975A KR 20180143975 A KR20180143975 A KR 20180143975A KR 102155425 B1 KR102155425 B1 KR 102155425B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser beam
mirror
vertical direction
reflective surface
output unit
Prior art date
Application number
KR1020180143975A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190130454A (ko
Inventor
정지성
장준환
김동규
황성의
Original Assignee
주식회사 에스오에스랩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/140,272 external-priority patent/US10591598B2/en
Application filed by 주식회사 에스오에스랩 filed Critical 주식회사 에스오에스랩
Publication of KR20190130454A publication Critical patent/KR20190130454A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102155425B1 publication Critical patent/KR102155425B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/90—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18394—Apertures, e.g. defined by the shape of the upper electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/101—Nanooptics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
    • H01S5/06243—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the position or direction of the emitted beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되고, 그 반사면이 상방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제1 경사각을 이루고, 상기 수직 하방으로 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 반사하는 가이드 미러; 상기 레이저 출력부와 상기 가이드 미러의 사이에 배치되고, 그 반사면이 하방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제2 경사각을 이루고, 상기 가이드 미러로부터 반사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되고, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 포함하는 라이다 장치에 관한 것이다.

Description

라이다 장치{LIDAR DEVICE}
본 발명은 레이저 빔을 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 오브젝트에 레이저 빔을 조사하고 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 감지하여, 상기 레이저 빔의 비행 시간을 산출함으로써 주변의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다.
근래에, 자율주행자동차 및 무인자동차에 대한 관심과 함께 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)가 각광받고 있다. 라이다는 레이저를 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 장치로서, 정밀도 및 해상도가 뛰어나며 사물을 입체로 파악할 수 있다는 장점 덕분에, 자동차뿐만 아니라 드론, 항공기 등 다양한 분야에 적용되고 있는 추세이다.
한편, 라이다는 레이저를 이용하기 때문에 그 특성상 작동 중 열이 발생하게 되는데, 라이다 장치의 성능 확보를 위해 방열 문제가 이슈화 되고있다. 또한, 수백 미터 이상의 측정 거리 확보를 위해, 라이다 장치로부터 출사되는 레이저 빔의 광량을 증대시키는 것이 중요하다.
일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치 내부에서의 레이저 광 손실을 최소화함으로써 레이저 출광량을 증대시키는 것이다.
다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치의 광학 구성의 배치를 통해 레이저 출광량을 증대시킴으로써 측정 거리를 증가시키는 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치의 광학 구성의 배치를 통해 거리 정보의 정확도를 향상시키는 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치를 소형화하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되고, 그 반사면이 상방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제1 경사각을 이루고, 상기 수직 하방으로 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 반사하는 가이드 미러; 상기 레이저 출력부와 상기 가이드 미러의 사이에 배치되고, 그 반사면이 하방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제2 경사각을 이루고, 상기 가이드 미러로부터 반사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되고, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러; 상기 수직 방향에 대해 제1 경사각을 가지고 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 중심으로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 레이저 빔이 상기 반사면으로부터 상기 수직 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 출사되고, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 단부로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 반사면에 대한 입사각의 코사인값이 적어도 상기 반사면의 면적에 대한 상기 포인트 형태의 레이저 빔의 단면적의 비보다 크도록 상기 수직 방향에 대해 제2 경사각을 가지고 배치되는 가이드 미러;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러; 상기 수직 방향에 대해 경사지게 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 반사면으로 상기 포인트 형태의 레이저빔이 입사되는 입사각이 45도 이하이고, 상기 노딩 미러로부터 출사되는 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심이 상기 수직 방향과 수직이 되도록 상기 수직 방향에 대해 경사지게 배치되는 반사면을 가지는 가이드 미러;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치 내부에서의 레이저 광 손실을 최소화함으로써 레이저 출광량을 증대시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치의 광학 구성의 배치를 통해 레이저 출광량을 증대시킴으로써 측정 거리를 증가시킬 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치의 광학 구성의 배치를 통해 거리 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치를 소형화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 블락도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 광 경로를 설명하기 위한 블락도이다.
도 3 내지 도 7은 여러 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 도면이다.
도 8은 도 7의 라이다 장치를 상부에서 바라본 상면도이다.
도 9 내지 도 11은 여러 실시예에 따른 라이다 장치의 광 경로가 도시된 도면이다.
도 12 내지 도 14는 도 9 및 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러의 수광량을 비교하기 위한 그래프이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되고, 그 반사면이 상방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제1 경사각을 이루고, 상기 수직 하방으로 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 반사하는 가이드 미러; 상기 레이저 출력부와 상기 가이드 미러의 사이에 배치되고, 그 반사면이 하방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제2 경사각을 이루고, 상기 가이드 미러로부터 반사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되고, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심이 상기 하부 베이스와 수평이 되도록, 상기 제2 경사각에서 상기 제1 경사각을 뺀 값은 45도일 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 미러로부터 반사되는 포인트 형태의 레이저 빔이 상방을 향하도록, 상기 제1 경사각은 45도보다 작을 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 상부 베이스는 상기 레이저 출력부가 관통하는 관통홀을 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 다면 미러는 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 오브젝트를 향해 반사하는 제1 반사면 및 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 센서부를 향해 반사하는 제2 반사면을 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제1 반사면 및 상기 제2 반사면은 한 변을 공유할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러; 상기 수직 방향에 대해 제1 경사각을 가지고 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 중심으로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 레이저 빔이 상기 반사면으로부터 상기 수직 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 출사되고, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 단부로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 반사면에 대한 입사각의 코사인값이 적어도 상기 반사면의 면적에 대한 상기 포인트 형태의 레이저 빔의 단면적의 비보다 크도록 상기 수직 방향에 대해 제2 경사각을 가지고 배치되는 가이드 미러;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제1 경사각은 0도에서 45도 사이의 값을 가질 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제2 경사각에서 상기 제1 경사각을 뺀 값은 45도일 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 라이다 장치는 상기 다면 미러를 통해 상기 장애물로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부; 상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러; 상기 수직 방향에 대해 경사지게 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 반사면으로 상기 포인트 형태의 레이저빔이 입사되는 입사각이 45도 이하이고, 상기 노딩 미러로부터 출사되는 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심이 상기 수직 방향과 수직이 되도록 상기 수직 방향에 대해 경사지게 배치되는 반사면을 가지는 가이드 미러;를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력부는 상기 다면 미러를 기준으로 제1 측에 위치하고, 상기 센서부는 상기 다면 미러를 기준으로 상기 제1 측의 반대측인 제2 측에 위치할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 라이다 장치는 상기 다면 미러를 통해 상기 장애물로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 라이다 장치는 상기 다면 미러와 상기 센서부 사이에 설치되어 상기 다면 미러를 통해 상기 센서부로 반사되는 레이저 빔을 수집하는 집광 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 라이다 장치는 상기 노딩 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 다면 미러로 안내하는 제1 보조 미러; 및 상기 다면 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 센서부로 안내하는 제2 보조 미러;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 다면 미러는 그 내부에 원형의 관통홀을 포함하는 다각 기둥의 형상을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 블락도이다.
도 1을 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 스캐닝부(200), 센서부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
레이저 출력부(100)는 레이저 빔을 출사할 수 있다. 스캐닝부(200)는 상기 출사되는 레이저 빔을 스캔 영역 내의 오브젝트로 안내할 수 있다. 센서부(300)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다. 제어부(400)는 상기 레이저 빔의 출사 시점 및 수신 시점에 기초하여 상기 오브젝트의 거리 정보를 획득할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
레이저 출력부(100)는 레이저 빔을 출사할 수 있다.
레이저 출력부(100)는 적어도 하나 이상의 레이저 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 포함할 수 있다. 또는, 레이저 출력부(100)는 빅셀(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)을 포함할 수 있다.
레이저 출력부(100)는 어레이 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 레이저 다이오드가 어레이 형태로 배열될 수 있다.
레이저 출력부(100)는 다양한 파장의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 파장이 905nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또는, 레이저 출력부(100)는 파장이 1550nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다.
레이저 출력부(100)가 복수의 레이저 소자를 포함하는 경우, 상기 복수의 레이저 소자는 서로 다른 파장의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 레이저 소자 중 일부는 파장이 905nm인 레이저 빔을 출사하고, 다른 일부는 파장이 1550nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다.
스캐닝부(200)는 스캔 영역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(200)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔에 기초하여 라이다 장치(1000)의 시야 범위(FOV: Field Of View)를 형성할 수 있다.
스캐닝부(200)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 상기 스캔 영역 내의 오브젝트로 안내할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(200)는 상기 출사되는 레이저 빔 중 적어도 일부를 획득하고, 상기 획득되는 레이저 빔을 상기 오브젝트로 안내할 수 있다. 이에 따라, 상기 출사되는 레이저 빔은 상기 오브젝트로 조사될 수 있다.
스캐닝부(200)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(200)는 상기 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)를 향해 반사할 수 있다. 이에 따라, 센서부(300)는 스캐닝부(200)를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
스캐닝부(200)는 라이다 장치(1000)로부터 출광되는 레이저 빔의 출광 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 라이다 장치(1000)의 정면으로 출광되도록 상기 출사되는 레이저 빔의 조사 방향을 제어할 수 있다.
또는, 스캐닝부(200)는 라이다 장치(1000)내부에서 레이저 빔의 비행 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(200)는 레이저 빔의 출광 경로 및 수광 경로를 제어할 수 있다.
스캐닝부(200)는 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(200)는 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다. 또는, 스캐닝부(200)는 평면 빔 패턴의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
스캐닝부(200)는 다양한 광학 구성을 포함할 수 있다.
스캐닝부(200)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다. 예컨대, 스캐닝부(200)는 평면 미러, 레조넌트 미러(resonant mirror), 멤스 미러(MEMS mirror) 및 갈바노 미러(galvano mirror)를 포함할 수 있다.
또는, 스캐닝부(200)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러(polygonal mirror) 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러(nodding mirror)를 포함할 수 있다.
그 외에도, 스캐닝부(200)는 콜리메이터(collimator) 및 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
센서부(300)는 일측으로부터 제공되는 레이저 빔을 감지할 수 있다.
예를 들어, 센서부(300)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 감지할 수 있다.
센서부(300)는 적어도 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 APD(Avalanche Photodiode), SPAD(Single-Photon Avalanche diode), SiPM(Silicon PhotoMultipliers) 및 CCD(Charge-Coupled Device)를 포함할 수 있다.
센서부(300)는 어레이 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 1차원 어레이 형태로 제공될 수 있다.
제어부(400)는 레이저 출력부(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 출사 시점을 제어할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 상기 출사되는 레이저 빔의 세기 또는 출사 주기를 제어할 수 있다.
제어부(400)는 라이다 장치(1000)에 포함되는 각 구성의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 광 경로를 설명하기 위한 블락도이다.
도 2를 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 제1 스캐닝부(210), 제2 스캐닝부(220) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
레이저 출력부(100)는 제1 스캐닝부(210)를 향해 레이저 빔을 출사할 수 있다.
제1 스캐닝부(210)는 상기 출사되는 레이저 빔을 제2 스캐닝부(220)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(210)는 상기 출사되는 레이저 빔이 평행하게 비행하도록 평행빔을 형성하는 콜리메이터를 포함할 수 있다. 또한, 제1 스캐닝부(210)는 상기 출사되는 레이저 빔을 제2 스캐닝부(220)측으로 반사하는 노딩 미러를 포함할 수 있다.
제2 스캐닝부(220)는 제1 스캐닝부(210)로부터 조사되는 레이저 빔을 오브젝트로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(220)는 상기 조사되는 레이저 빔을 상기 오브젝트를 향해 반사하는 다면 미러를 포함할 수 있다.
또한, 제2 스캐닝부(220)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제2 스캐닝부(220)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)를 향해 반사하는 미러를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 스캐닝부(220)는 다면 미러 및 평면 미러를 포함할 수 있다. 또는, 제2 스캐닝부(220)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 획득하는 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
제1 스캐닝부(210) 및 제2 스캐닝부(220)는 동종의 광학 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 스캐닝부(210)는 제1 축을 따라 회전하는 멤스 미러(MEMS mirror)를 포함하고, 제2 스캐닝부(220)는 제2 축을 따라 회전하는 멤스 미러(MEMS mirror)를 포함할 수 있다.
센서부(300)는 제2 스캐닝부(220)로부터 조사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
한편, 레이저 출력부(100)로부터 출사된 레이저 빔의 패턴은 제1 스캐닝부(210) 및 제2 스캐닝부(220)에 의해 변형될 수 있다.
예를 들어, 레이저 출력부(100)는 포인트 형태의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 이 때, 제1 스캐닝부(210)는 상기 포인트 형태의 레이저 빔으로부터 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다. 또한, 제2 스캐닝부(220)는 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
이하에서는 여러 실시예에 따른 라이다 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 도면이다.
구체적으로, 상기 제2 스캐닝부(220)가 다면 미러(204)를 포함하는 라이다 장치의 실시예이다.
도 3을 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 제1 스캐닝부(210), 다면 미러(204) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
제1 스캐닝부(210)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 다면 미러(204)로 안내할 수 있다.
예를 들어, 제1 스캐닝부(210)는 상기 출사되는 레이저 빔을 제2 스캐닝부(220)측으로 반사하는 노딩 미러를 포함할 수 있다. 또는, 제1 스캐닝부(210)는 레이저 출력부(100)와 다면 미러(204) 사이에 배치되어, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 확산시키는 확산렌즈를 포함할 수 있다.
제1 스캐닝부(210)는 라이다 장치(1000)의 시야 범위(FOV)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(210)는 제1 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치(1000)의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다.
다면 미러(204)는 제1 스캐닝부(210)로부터 조사되는 레이저 빔을 오브젝트로 안내할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 일 반사면을 통해 상기 조사되는 레이저 빔을 오브젝트를 향해 반사함으로써 상기 오브젝트로 상기 조사되는 레이저 빔을 안내할 수 있다.
다면 미러(204)는 복수의 반사면을 포함하는 다각 기둥의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 오브젝트로 레이저 빔을 안내하기 위한 제1 반사면(S1) 및 센서부(300)로 레이저 빔을 안내하기 위한 제2 반사면(S2)을 포함할 수 있다.
다면 미러(204)는 제1 반사면(S1)을 통해 제1 스캐닝부(210)로부터 조사되는 레이저 빔을 오브젝트로 안내할 수 있다.
다면 미러(204)는 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 제2 반사면(S2)을 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)를 향해 반사할 수 있다.
제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)은 한 변을 공유할 수 있다. 또는, 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2) 사이에는, 제1 반사면(S1)과 제1 변을 공유하고 제2 반사면(S2)과 제2 변을 공유하는 제3 반사면(S3)이 위치할 수 있다.
한편, 다면 미러(204)는 라이다 장치(1000)의 시야 범위(FOV)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 제2 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치(1000)의 수평 시야 범위(FOVh)를 형성할 수 있다.
상기 제1 축 및 상기 제2 축은 수직일 수 있다. 이에 따라, 제1 스캐닝부(210)는 상기 제2 축에 따른 방향으로 연장되는 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다. 또한, 다면 미러(204)는 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
한편, 도 3에서는 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)이 서로 다른 면으로 도시되어있으나, 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)은 동일한 면일 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 제1 반사면(S1)을 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)로 안내할 수 있다.
또한, 도 3에서는 다면 미러(204)가 사각 기둥의 형상을 갖는 것을 도시되었으나, 다면 미러(204)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 삼각 기둥, 오각 기둥, 육각 기둥, 팔각 기둥을 가질 수 있다. 또는, 다면 미러(204)는 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
센서부(300)는 다면 미러(204)를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
센서부(300)는 제2 반사면(S2)과 인접한 위치에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 스태닝부(210)는 제1 반사면(S1)과 인접한 위치에 배치될 수 있다.
이하에서는 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대하여 설명한다. 한편, 이하에서는 설명의 편의상 제2 스캐닝부(220)가 다면 미러(204)를 포함하는 경우의 여러 실시예에 따른 라이다 장치를 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의에 불과하며 제2 스캐닝부(220)는 다면 미러(204)를 포함하지 않을 수 있음은 물론이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 도면이다.
구체적으로, 상기 제1 스캐닝부(210)가 노딩 미러(203)를 포함하는 라이다 장치의 실시예이다.
도 4를 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 노딩 미러(203), 다면 미러(204) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 도 4의 라이다 장치의 각 구성은 도 3의 라이다 장치에 대응될 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 도 3의 라이다 장치와의 차별점을 중심으로 설명한다.
레이저 출력부(100)는 포인트 형태의 레이저 빔을 출사할 수 있다.
노딩 미러(203)는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 다면 미러(204)로 안내할 수 있다.
노딩 미러(203)는 제1 축을 따라 회전함으로써 상기 포인트 형태의 레이저 빔으로부터 상기 제1 축과 수직인 축 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
노딩 미러(203)는 상기 제1 축을 따라 미리 정해진 범위 내에서 회전함으로써 라이다 장치(1000)의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다.
다면 미러(204)는 노딩 미러(203)로부터 조사되는 레이저 빔을 오브젝트로 안내할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 일 반사면을 통해 상기 라인 형태의 레이저 빔을 오브젝트를 향해 반사할 수 있다.
다면 미러(204)는 상기 제1 축과 수직인 제2 축을 따라 회전함으로써 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
도 5는 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 도면이다.
도 5를 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 다면 미러(204) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 다면 미러(204) 및 센서부(300)는 도 4의 다면 미러(204) 및 센서부(300)와 동일하게 작동될 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 도 4의 라이다 장치와 대비되는 점을 중심으로 설명한다.
일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 복수의 나노기둥(129)을 포함할 수 있다.
나노기둥(129)은 다양한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(129)은 Ag, Au, Al, Pt 등의 금속이나, TiN, TaN 등의 금속 질화물로 구성될 수 있다.
복수의 나노기둥(129)은 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(129)은 일 방향을 따라 그 크기가 반복적으로 증감하는 나노패턴을 형성할 수 있다.
레이저 출력부(100)는 상기 나노패턴에 기초하여 다양한 형태의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 제1 축을 따라 연장되는 라인 빔 형태의 레이저 빔을 출사할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 6을 참조하면, 레이저 출력부(100)는 레이저 빔을 출사하는 광원부(110) 및 광원부(110)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링하는 빔 스티어링부(120)를 포함할 수 있다.
광원부(110)는 포인트 형태의 레이저 빔을 출사할 수 있다.
광원부(110)는 다양한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원부(120)는 GaAs, AlGaAs, GaAlAs, Si을 포함할 수 있다.
광원부(110)의 구성 물질에 따라 광원부(110)로부터 출사되는 레이저 빔의 파장이 달라질 수 있다.
광원부(110)는 복수의 빅셀(VCSEL) 소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 빅셀(VCSEL) 소자는 어레이 형태로 배열될 수 있다.
빔 스티어링부(120)는 광원부(110)의 출사면 측에 배치되어, 광원부(110)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.
예를 들어, 빔 스티어링부(120)는 복수의 나노기둥(129)을 포함하는 메타 표면(metasurface)으로 제공될 수 있다.
상기 메타표면은 복수의 나노기둥(129)을 각각 포함하는 제1 내지 제5 빔 스티어링셀(121, 122, 123, 124, 125)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제5 빔 스티어링셀(121, 122, 123, 124, 125)에 속하는 복수의 나노기둥(129)은 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(129)은 나노기둥(129)의 폭, 높이 및 단위 길이 당 개수 중 적어도 어느 하나에 관련된 특성에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 상기 나노패턴은 서브파장 패턴(subwavelength pattern)을 의미할 수 있다.
구체적으로, 복수의 나노기둥(129)은 제1 방향을 따라 나노기둥(129)의 폭이 증가하는 나노패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 나노기둥(129)을 통과하는 레이저 빔은, 상기 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.
또한, 복수의 나노기둥(129)은 제1 방향을 따라 나노기둥(129)의 높이가 증가하는 나노패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 나노기둥(129)을 통과하는 레이저 빔은, 상기 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.
또한, 복수의 나노기둥(129)은 제1 방향을 따라 나노기둥(129)의 단위 길이 당 개수가 증가하는 나노패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 나노기둥(129)을 통과하는 레이저 빔은, 상기 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.
복수의 나노기둥(129)은 상기 메타표면의 중심으로부터 멀어질수록 나노기둥(129)의 폭, 높이 및 단위 길이 당 개수 중 적어도 어느 하나의 특성이 반복적응로 증가하는 나노패턴을 형성할 수 있다. 이에 따라, 빔 스티어링부(120)는 광원부(110)로부터 출사되는 레이저 빔으로부터 발산하는 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
빔 스티어링부(120)는 다면 미러(204)의 회전축 방향을 따라 연장되는 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
한편, 도 6에서는 레이저 출력부(100)를 상세히 설명하기 위해 레이저 출력부(100)가 확대되어 도시된 것일 뿐, 도 6이 레이저 출력부(100)의 실제 크기를 나타내고 있는 것은 아닐 수 있다.
또한, 도 6에서는 제1 내지 제5 빔 스티어링셀(121, 122, 123, 124, 125)이 1차원 어레이 형태로 배열된 것으로 도시되었으나, 상기 제1 내지 제5 빔 스티어링셀(121, 122, 123, 124, 125)은 2차원 어레이 형태로 배열될 수 있다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 입체도이다.
도 7을 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 콜리메이터(201), 가이드 미러(202), 노딩 미러(203), 다면 미러(204), 제1 보조 미러(205), 제2 보조 미러(206) 및 집광 렌즈(207)를 포함할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
레이저 출력부(100)는 도 1 및 도 2의 레이저 출력부와 대응될 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고 도 1 및 도 2의 레이저 출력부와의 차별점을 중심으로 설명한다.
레이저 출력부(100)는 평판 형태로 제공되는 상부 베이스(20)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 상부 베이스(20)에 배치되는 회로기판에 설치될 수 있다.
구체적으로, 레이저 출력부(100)는 상부 베이스(20)에 형성되는 관통홀에 설치될 수 있다. 레이저 출력부(100)는 상기 관통홀을 통과하도록 설치될 수 있다.
레이저 출력부(100)는 상부 베이스(20)로부터 하부 베이스(10)측으로 레이저 빔을 출사할 수 있다. 이 때, 하부 베이스(10)는 상부 베이스(20)와 마주보도록 배치될 수 있다.
레이저 출력부(100)는 상부 베이스(20)와 수직인 방향으로 레이저를 출사할 수 있다.
콜리메이터(201)는 상기 출사되는 레이저 빔이 그 출사방향과 수평하게 비행하도록 평행빔을 형성할 수 있다.
예를 들어, 콜리메이터(201)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 가이드 미러(202)로 안내할 수 있다. 구체적으로, 콜리메이터(201)는 상기 출사되는 레이저 빔이 그 출사방향과 수평하게 비행하면서 가이드 미러(202)로 조사되도록 상기 출사되는 레이저 빔을 가이드 미러(202)로 안내할 수 있다.
콜리메이터(201)는 상기 출사되는 레이저 빔이 발산하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 콜리메이터(201)는 상기 가이드 미러(202) 외부로 상기 출사되는 레이저 빔이 비행하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가이드 미러(202)는 손실없이 상기 출사되는 레이저 빔을 모두 획득할 수 있다.
콜리메이터(201)는 레이저 출력부(100)의 출사방향에 배치될 수 있다. 예를 들어, 콜리메이터(201)는 레이저 출력부(100)의 하부에 배치되어 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 가이드 미러(202)로 안내할 수 있다.
가이드 미러(202)는 콜리메이터(201)를 통해 안내되는 레이저 출력부(100)로부터 출사된 레이저 빔을 획득할 수 있다.
가이드 미러(202)는 상기 획득되는 레이저 빔을 노딩 미러(203)로 안내할 수 있다. 구체적으로, 가이드 미러(202)는 상기 획득되는 레이저 빔을 노딩 미러(203)를 향해 반사할 수 있다.
가이드 미러(202)는 평면 미러 형태로 제공될 수 있다.
가이드 미러(202)는 하부 베이스(10)와 소정의 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드 미러(202)는 하부 베이스(10)와 60도의 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 이 때, 가이드 미러(202)로 입사되는 레이저 빔의 입사각은 60도일 수 있다.
가이드 미러(202)는 레이저 출력부(100)의 하부에 배치될 수 있다. 또는, 가이드 미러(202)는 오목 거울 형태로 제공될 수 있다.
노딩 미러(203)는 가이드 미러(202)의 일 측에 배치되어, 가이드 미러(202)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다.
노딩 미러(203)는 상기 획득되는 레이저 빔을 제1 보조 미러(205)를 향해 반사할 수 있다.
이 때, 노딩 미러(203)는 일 축을 따라 반복 구동(또는 회전)함으로써 라인 패턴의 레이저 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평인 축을 따라 반복 구동할 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(203)는 상기 수평인 축과 수직인 축을 따라 연장되는 라인 패턴의 레이저 빔을 형성할 수 있다.
노딩 미러(203)는 라이다 장치(1000)의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 노딩 미러(203)의 회전 각도에 따라 라이다 장치(1000)의 수직 시야 범위(FOVv)가 달라질 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)가 설치된 위치를 기준으로 -5도에서 5도 사이로 회전하는 경우, 라이다 장치(1000)의 수직 시야 범위(FOVv)는 -10도에서 10도 사이가 될 수 있다.
노딩 미러(203)는 레조넌트 미러(resonant mirror) 또는 멤스 미러(MEMS mirror)일 수 있다.
제1 보조 미러(205)는 노딩 미러(203)의 일 측에 배치되어, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 미러(205)는 노딩 미러(203)에 의해 형성되는 상기 라인 패턴의 레이저 빔을 획득할 수 있다.
제1 보조 미러(205)는 상기 획득되는 레이저 빔을 다면 미러(204)를 향해 반사할 수 있다.
제1 보조 미러(205)는 평면 미러 형태로 제공될 수 있다. 또는, 제1 보조 미러(205)는 오목 거울 형태로 제공될 수 있다.
다면 미러(204)는 제1 보조 미러(205)의 일 측에 배치되어, 제1 보조 미러(205)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(204)는 하부 베이스(10)에 설치되어, 하부 베이스(10)와 수직인 축을 따라 회전하면서 제1 보조 미러(205)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다.
다면 미러(204)는 상기 획득되는 빔을 오브젝트를 향해 반사할 수 있다.
다면 미러(204)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 제2 보조 미러(206)를 향해 반사할 수 있다.
한편, 다면 미러(204)는 제1 보조 미러(205)로부터 레이저 빔을 획득하는 제1 반사면(S1) 및 상기 오브젝트로부터 레이저 빔을 획득하는 제2 반사면(S2)을 포함할 수 있다.
다면 미러(204)는 제1 반사면(S1)을 통해 상기 오브젝트로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 다면 미러(204)는 제2 반사면(S2)을 통해 제2 보조 미러(206)로 레이저 빔을 조사할 수 있다.
제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)은 한 변을 공유할 수 있다. 또는, 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2) 사이에는 제3 반사면(S3)이 위치할 수 있다.
한편, 다면 미러(204)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 다면 미러(204)는 사각 기둥의 형상을 가질 수 있다. 또는, 다면 미러(204)는 삼각 기둥, 오각 기둥, 육각 기둥, 팔각 기둥을 가질 수 있다. 또는, 다면 미러(204)는 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
또한, 다면 미러(204)의 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)은 하부 베이스(10)와 수직을 이룰 수 있다. 또는, 제1 반사면(S1) 및 하부 베이스(10)가 이루는 각도는 제2 반사면(S2) 및 하부 베이스(10)가 이루는 각도와 상이할 수 있다.
또한, 제1 반사면(S1) 및 제2 반사면(S2)은 평면 형태로 제공될 수 있다.
다면 미러(204)는 라이다 장치(1000)의 수평 시야 범위(FOVh)를 형성할 수 있다.
제2 보조 미러(206)는 다면 미러(204)의 일 측에 배치되어, 다면 미러(204)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 보조 미러(206)는 다면 미러(204)를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다.
제2 보조 미러(206)는 상기 획득되는 레이저 빔을 집광 렌즈(207)를 향해 반사할 수 있다.
제2 보조 미러(206)는 평면 미러 형태로 제공될 수 있다. 또는, 제2 보조 미러(205)는 오목 거울 형태로 제공될 수 있다.
집광 렌즈(207)는 제2 보조 미러(206)의 일 측에 배치되어, 제2 보조 미러(206)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다.
집광 렌즈(207)는 상기 획득되는 레이저 빔을 상기 센서부로 안내할 수 있다.
도시되지 않았으나, 상기 센서부는 집광 렌즈(207)를 통해 획득되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
도 8은 도 7의 라이다 장치를 상부에서 바라본 상면도이다.
도 8을 참조하면, 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100), 가이드 미러(202), 노딩 미러(203), 다면 미러(204), 제1 보조 미러(205), 제2 보조 미러(206), 집광 렌즈(207) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
한편, 상기 라이다 장치(1000)의 각 구성요소에 대해서는 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 전술한 내용과의 차별점을 중심으로 설명한다.
레이저 출력부(100)는 일 측으로 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 가이드 미러(202) 측으로 레이저 빔을 출사할 수 있다.
가이드 미러(202)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 반사함으로써 노딩 미러(203)로 안내할 수 있다.
노딩 미러(203)는 가이드 미러(202)로부터 반사되는 레이저 빔을 반사함으로써 제1 보조 미러(205)로 안내할 수 있다.
제1 보조 미러(205)는 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔을 반사함으로써 다면 미러(204)로 안내할 수 있다.
다면 미러(204)는 제1 보조 미러(205)로부터 반사되는 레이저 빔을 반사함으로써 오브젝트로 안내할 수 있다. 다면 미러(204)는 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 반사함으로써 제2 보조 미러(206)로 안내할 수 있다.
제2 보조 미러(206)는 다면 미러(204)로부터 반사되는 레이저 빔을 반사함으로써 집광 렌즈(207)로 안내할 수 있다.
집광 렌즈(207)는 제2 보조 미러(206)로부터 반사되는 레이저 빔을 센서부(300)로 안내할 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 이상과 같은 순서로 레이저 빔의 비행 경로를 형성할 수 있다.
한편, 다면 미러(204)는 제1 반사면(S1)을 통해 상기 오브젝트를 향해 레이저 빔을 반사할 수 있다. 다면 미러(204)는 제2 반사면(S2)을 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다.
이에 따라, 레이저 출력부(100) 및 센서부(300)는 다면 미러(204)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 제1 반사면(S1)과 인접한 위치에 배치되고, 센서부(300)는 제2 반사면(S2)과 인접한 위치에 배치될 수 있다.
따라서, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 오브젝트로 조사되기 전에 상기 출사되는 레이저 빔이 센서부(300)에 의해 획득되는 현상이 방지될 수 있다. 즉, 백 스캐터링(backscattering)되는 레이저 빔이 센서부(300)에 의해 수신되는 현상이 방지될 수 있다. 또는, 라이다 장치(1000)내부에서 반사되는 레이저 빔에 의한 광 크로스토크(optical crosstalk)가 감소할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)로부터 레이저 빔이 출사되는 출사 시점 및 센서부(300)에 의해 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔이 수신되는 수신 시점에 기초하여 상기 오브젝트의 거리를 산출할 수 있다.
상기 현상이 발생하는 경우, 즉, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 다면 미러(204)의 반사면에 의해 반사되어 곧바로 센서부(300)에 의해 획득되는 경우, 제어부(400)는 상기 출사 시점 및 상기 획득 시점에 기초하여 거리를 산출할 수 있다. 상기 산출되는 거리는 오브젝트의 거리 정보가 아닌 노이즈일 수 있다.
상기 현상이 방지됨에 따라, 라이다 장치(1000)의 측정 거리는 증가할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)의 민감도가 증가되더라도 상기 현상에 의한 노이즈가 발생하지 않으므로, 상기 민감도가 높게 설정될 수 있다. 이에 따라, 센서부(300)는 원거리의 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 감지할 수 있다. 즉, 라이다 장치(1000)의 측정 거리가 증가할 수 있다.
상기 민감도가 증가됨에 따라, 라이다 장치(1000)의 전력 소모량이 감소할 수 있다. 구체적으로, 라이다 장치(1000)는 상기 센서부(300)의 민감도가 증가됨에 따라 상대적으로 적은 세기의 레이저 빔을 이용하여 소정 거리에 위치한 오브젝트의 거리를 산출할 수 있다. 따라서, 라이다 장치(1000)의 소모 전력량 및 라이다 장치(1000)로부터 발생하는 발열량이 감소할 수 있다.
한편, 제1 보조 미러(205) 및 제2 보조 미러(206)가 라이다 장치(1000)에 포함됨에 따라, 라이다 장치(1000)의 크기가 줄어들 수 있다.
레이저 빔이 제1 반사면(S1)으로 입사하는 방향은 제1 방향으로 정의될 수 있다.
예를 들어, 라이다 장치(1000)가 제1 보조 미러(205)를 포함하지 않는 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 가이드 미러(202) 및 노딩 미러(203)에 의해 반사된 후 다면 미러(204)로 조사될 수 있다.
이를 위해, 레이저 출력부(100), 가이드 미러(202) 및 노딩 미러(203)는 상기 제1 방향에 배치될 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치(1000)의 상기 제1 방향의 크기는 증가할 수 있다.
도 8을 예로 들면, 가이드 미러(202) 및 노딩 미러(203)가 다면 미러(205)의 좌측으로 가로 방향을 따라 배치됨에 따라, 라이다 장치(1000)의 가로 방향 크기가 증가할 수 있다.
레이저 빔이 제2 반사면(S2)에 의해 반사되는 방향은 제2 방향으로 정의될 수 있다.
예를 들어, 라이다 장치(1000)가 제2 보조 미러(206)를 포함하지 않는 경우, 제2 반사면(S2)은 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 집광 렌즈(207) 및 센서부(300)를 향해 반사할 수 있다.
이를 위해, 집광 렌즈(207) 및 센서부(300)는 상기 제2 방향에 배치될 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치(1000)의 상기 제2 방향의 크기는 증가할 수 있다.
도 8을 예로 들면, 집광 렌즈(207) 및 센서부(300)가 다면 미러(205)의 우측으로 가로 방향을 따라 배치됨에 따라, 라이다 장치(1000)의 가로 방향 크기가 증가할 수 있다.
한편, 라이다 장치(1000)의 측정 거리는 노딩 미러(203)의 레이저 빔 수광량과 관련이 있을 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)가 레이저 출력부(100)로부터 획득하는 레이저 빔의 광량이 클수록 라이다 장치(1000)의 측정 거리가 증가할 수 있다.
특히, 노딩 미러(203)로 입사하는 레이저 빔의 크기가 노딩 미러(203)보다 큰 경우, 노딩 미러(203)의 배치에 따라 노딩 미러(203)의 레이저 빔 수광량 및 라이다 장치의 측정 거리가 달라질 수 있다.
이하에서는 노딩 미러(203)의 배치 및 레이저 빔 수광량에 대해 설명한다.
도 9 내지 도 11은 여러 실시예에 따른 라이다 장치의 광 경로가 도시된 도면이다.
도 9를 참조하면, 레이저 출력부(100)는 노딩 미러(203)를 향해 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 하부 베이스(10)와 수직 방향의 레이저 빔을 노딩 미러(203)로 출사할 수 있다.
노딩 미러(203)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 일측으로 반사할 수 있다.
노딩 미러(203)는 일 축을 따라 회전함으로써 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평인 축을 따라 회전함으로써 하부 베이스(10)와 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)는 상기 다면 미러의 회전축과 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 회전축 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다.
이 때, 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심으로 조사되는 레이저 빔은 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 노딩 미러(203)로부터 반사될 수 있다. 또는, 상기 중심으로 조사되는 레이저 빔은 상기 다면 미러의 회전축과 수직 방향으로 노딩 미러(203)로부터 반사될 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)는 회전함으로써 라이다 장치의 시야 범위(FOV)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평인 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)는 상기 다면 미러의 회전축과 수직인 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다.
이 때, 상기 수직 시야 범위(FOVv)의 중심축(CF)은 하부 베이스(10)와 수평일 수 있다. 또는, 상기 수직 시야 범위(FOVv)의 중심축(CF)은 상기 다면 미러의 회전축과 수직일 수 있다.
노딩 미러(203)가 기준 자세일 때, 즉, 노딩 미러(203)의 회전 각도가 0도 일 때, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔이 하부 베이스(10)와 수평을 이루며 비행하도록, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 45도 각도를 이루도록 설치될 수 있다.
이에 따라, 노딩 미러(203)로 입사하는 레이저 빔의 입사각(θ)은 45도가 될 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)가 레이저 출력부(100)로부터 획득하는 레이저 빔의 수광량(L)은 아래의 [수학식 1]로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020061208777-pat00034
(단,
Figure 112020061208777-pat00035
(여기서,
Figure 112018115859114-pat00003
는 노딩 미러(203)의 직경의 길이를 의미함)
따라서, 상기 수광량(L)은 상기 입사각(θ)이 감소할수록 증가할 수 있다. 즉, 라이다 장치의 측정 거리는 상기 입사각(θ)이 감소할수록 증가할 수 있다.
도 10을 참조하면, 레이저 출력부(100)는 노딩 미러(203)를 향해 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 하부 베이스(10)와 수직 방향의 레이저 빔을 노딩 미러(203)로 출사할 수 있다.
한편, 도 10의 라이다 장치는 가이드 미러(202)를 포함할 수 있다.
가이드 미러(202)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 노딩 미러(203)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 가이드 미러(202)는 상기 출사되는 레이저 빔을 반사함으로써 노딩 미러(203)로 안내할 수 있다.
가이드 미러(202)는 하부 베이스(10)와 소정의 각도만큼 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드 미러(202)는 하부 베이스(10)와 제1 경사각(
Figure 112018115859114-pat00004
)만큼 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 가이드 미러(202)로부터 반사되는 레이저 빔은 상방으로 향할 수 있다.
노딩 미러(203)는 가이드 미러(202)로부터 반사되는 레이저 빔을 획득할 수 있다. 노딩 미러(203)는 상기 획득되는 레이저 빔을 일측으로 반사할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 상기 획득되는 레이저 빔을 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 반사할 수 있다.
노딩 미러(203)는 일 축을 따라 회전함으로써 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평인 축을 따라 회전함으로써 하부 베이스(10)와 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)는 상기 다면 미러의 회전축과 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 회전축 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 생성할 수 있다.
이 때, 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심으로 조사되는 레이저 빔은 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 노딩 미러(203)로부터 반사될 수 있다. 또는, 상기 중심으로 조사되는 레이저 빔은 상기 다면 미러의 회전축과 수직 방향으로 노딩 미러(203)로부터 반사될 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)는 회전함으로써 라이다 장치의 시야 범위(FOV)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평인 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)는 상기 다면 미러의 회전축과 수직인 축을 따라 회전함으로써 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다.
이 때, 상기 수직 시야 범위(FOVv)의 중심축(CF)은 하부 베이스(10)와 수평일 수 있다. 또는, 상기 수직 시야 범위(FOVv)의 중심축(CF)은 상기 다면 미러의 회전축과 수직일 수 있다.
가이드 미러(202)가 하부 베이스(10)와 제1 경사각(
Figure 112018115859114-pat00005
)만큼 경사지게 배치되는 경우, 노딩 미러(203)는, 상기 중심축(CF)이 하부 베이스(10)와 평행하도록, 수직축(Y)으로부터 제2 경사각(
Figure 112018115859114-pat00006
)만큼 경사지게 배치될 수 있다. 상기 수직축(Y)은 하부 베이스(10)와 수직일 수 있다. 또는, 상기 수직축(Y)은 상기 다면 미러의 회전축과 수평일 수 있다.
이에 따라, 노딩 미러(203)가 상기 기준 자세일 때, 즉, 노딩 각도가 0도 일 때, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔은 하부 베이스(10)와 수평을 이루면서 비행할 수 있다. 또는, 상기 반사되는 레이저 빔은 상기 다면 미러의 회전축과 수직 방향으로 비행할 수 있다.
한편, 하부 베이스(10)와 수직 방향으로 출사되는 레이저 빔이 노딩 미러(203)에 의해 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 조사되기 위해, 제1 경사각(
Figure 112020005899568-pat00007
) 및 제2 경사각(
Figure 112020005899568-pat00008
)의 합은 45도가 될 수 있다. 이 때, 상기 입사각(θ)은 45도에서 제1 경사각(
Figure 112020005899568-pat00009
)을 뺀 값일 수 있다.
제1 경사각(
Figure 112018115859114-pat00010
)은, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 상방으로 향하도록, 적어도 45도 보다 작을 수 있다. 제2 경사각(
Figure 112018115859114-pat00011
)은, 노딩 미러(203)로부터 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 레이저 빔이 반사되도록, 적어도 0도 보다 클 수 있다.
또한, 노딩 미러(203)는, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔이 가이드 미러(202)에 조사되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(203)는 적어도 가이드 미러(202)보다 상측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔은 가이드 미러(202)에 조사되지 않고 미리 정해진 경로를 따라 비행할 수 있다.
한편, 가이드 미러(202)는 상기 노딩 미러(203)의 수광량(L)을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 가이드 미러(202)는 노딩 미러(203)로 입사되는 레이저 빔의 입사각(θ)이 적어도 45도 이하가 되도록 상기 수광량(L)을 증대시킬 수 있다.
이에 따라, 도 10의 라이다 장치의 상기 수광량(L)은 도 9의 라이다 장치의 수광량보다 클 수 있다. 따라서, 도 10의 라이다 장치의 측정 거리는 도 9의 라이다 장치의 측정 거리보다 클 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 수광량(L)은 상기 입사각(θ)이 감소할수록 증가할 수 있다.
도 11을 참조하면, 레이저 출력부(100)는 직하방으로 레이저 빔을 출사할 수 있다.
가이드 미러(202)는 상기 출사되는 레이저 빔을 노딩 미러(203)를 향해 반사할 수 있다. 이 때, 가이드 미러(202)는 하부 베이스(10)와 45도의 경사각을 이루도록 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 가이드 미러(202)로부터 반사되는 레이저 빔은 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 노딩 미러(203)로 조사될 수 있다.
노딩 미러(203)는 수광량(L)이 최대가 되도록, 상기 반사되는 레이저 빔의 조사 방향과 수직으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(203)는 하부 베이스(10)와 수평 방향으로 상기 반사되는 레이저 빔을 반사할 수 있다.
이 때, 노딩 미러(203)로부터 반사되는 레이저 빔 중 적어도 일부는 가이드 미러(202)로 조사될 수 있다. 이에 따라, 상기 적어도 일부는 미리 정해진 광 경로와 다른 경로로 조사될 수 있다. 이는, 입사각(θ)이 0도인 경우, 라이다 장치 내부에서 광 손실이 발생할 수 있음을 의미할 수 있다.
따라서, 상기 입사각(θ)은 적어도 0도 보다 크게 설정될 수 있다.
도 12는 도 9 및 도 10의 노딩 미러의 수광량을 비교하기 위한 그래프이다.
도 9의 실시예에서, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 제1 입사각(θ1)을 가지고 노딩 미러(203)로 입사될 수 있다. 예를 들어, 제1 입사각(θ1)은 45도가 될 수 있다. 이 때, 노딩 미러(203)의 제1 수광량(L1)은 약 0.71D가 될 수 있다.
한편, 도 10의 실시예에서 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 가이드 미러(202)를 통해 제2 입사각(θ2)으로 노딩 미러(203)로 입사할 수 있다. 여기서, 상기 제2 입사각(θ2)은 상기 제1 입사각(θ1)보다 작을 수 있다.
따라서, 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러(203)의 제2 수광량(L2)은 도 9의 실시예에 따른 제1 수광량(L1)보다 클 수 있다.
일 예로, 제2 입사각(θ2)이 15도인 경우, 제2 수광량(L2)은 약 0.97D가 될 수 있다. 따라서, 제2 입사각(θ2)이 15도인 경우, 제2 수광량(L2)은 제1 수광량(L1)보다 약 37% 더 클 수 있다.
다시 말해, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리는 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리보다 클 수 있다.
또는, 동일한 측정 거리를 확보하기 위한 라이다 장치의 전력 소모량이 감소할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리가 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리와 같은 경우, 도 10의 실시예에 따른 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제2 레이저 빔의 세기는 상기 도 9의 실시예에 따른 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 레이저 빔의 세기 보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 제2 레이저 빔을 출사하기 위한 전력 소모량은 상기 제1 레이저 빔을 출사하기 위한 전력 소모량보다 작을 수 있다. 즉, 상기 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치는 상기 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치보다 적은 량의 전력을 소모하면서 동일한 측정 거리를 가질 수 있다.
또한, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 발열량은 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치의 발열량보다 적을 수 있다. 즉, 라이다 장치의 전력 소모량이 감소함에 따라, 상기 라이다 장치의 발열량이 감소할 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)의 수광량(L)은 노딩 미러(203)의 노딩 각도(a)에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 노딩 각도(a)는 시계 방향으로 회전하는 경우 양(+)의 값을 가지고, 반시계 방향으로 회전하는 경우 음(-)의 값을 가질 수 있다.
도 13은 도 9 및 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러의 수광량을 비교하기 위한 그래프이다.
도 13을 참조하면, 도 9의 실시예에 따른 노딩 미러(203)는 노딩(또는 회전)함에 따라 제1 수광 범위(ΔL1)의 제1 수광량(L1)을 획득할 수 있다. 마찬가지로, 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러(203)는 노딩함에 따라 제2 수광 범위(ΔL2)의 제2 수광량(L2)을 획득할 수 있다.
제2 입사각(θ2)은 제1 입사각(θ1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 제2 수광 범위(ΔL2)는 제1 수광 범위(ΔL1)보다 작을 수 있다.
즉, 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러(203)는 도 9의 실시예에 따른 노딩 미러(203)보다 균일하게 레이저 빔을 획득할 수 있다. 따라서, 상기 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치는 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치에 비하여, 수직 시야 범위(FOVv)에 대하여 균일한 측정 거리를 가질 수 있다.
한편, 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치 및 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 수광량(L)의 차이는 노딩 미러(203)가 노딩함에 따라 달라질 수 있다.
예컨대, 상기 도 9의 실시예에 따른 노딩 미러(203) 및 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러(203)는 각각 상기 기준 위치를 기준으로 -5도에서 5도 범위에서 노딩할 수 있다. 이에 따라, 제1 입사각(θ1)은 40도에서 50도 범위를 가지고, 제2 입사각(θ2)은 10도에서 20도 범위를 가질 수 있다.
제1 입사각(θ1)이 50도이고, 제2 입사각(θ2)이 10도일 때, 제2 수광량(L2)은 제1 수광량(L1)보다 약 53% 더 클 수 있다.
반면에, 제1 입사각(θ1)이 40도이고, 제2 입사각(θ2)이 20도일 때, 제2 수광량(L2)은 제1 수광량(L1)보다 약 23% 더 클 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)가 회전함에 따라 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)의 수직 위치에 따른 레이저 광량이 달라질 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)로부터 형성되는 라인 형태의 레이저 빔의 수직 위치에 따른 레이저 광량이 달라질 수 있다.
도 14는 도 9 및 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러의 수광량을 비교한 그래프이다.
일 실시에에 따른 노딩 미러(203)는 -a에서 +a 범위에서 회전할 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(203)는
Figure 112018115859114-pat00012
에서
Figure 112018115859114-pat00013
의 수직 시야 범위(FOVv)를 형성할 수 있다. 여기서,
Figure 112018115859114-pat00014
는 수직 시야 범위(FOVv)의 하단을 의미하고,
Figure 112018115859114-pat00015
는 수직 시야 범위(FOVv)의 상단을 의미할 수 있다.
도 14를 참조하면, 도 9의 실시예에 따른 노딩 미러(203)의 제1 수광량(L1)은 수직 시야 범위(FOVv)의 하단으로부터 상단으로 갈수록 증가할 수 있다. 반면에, 도 10의 실시예에 따른 노딩 미러(203)의 제2 수광량(L2)은 수직 시야 범위(FOVv)의 상단으로부터 하단으로 갈수록 증가할 수 있다.
따라서, 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치는 수직 시야 범위(FOVv)의 상단에서 수직 시야 범위(FOVv)의 하단에서보다 큰 측정 거리를 가질 수 있다. 반면에, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치는 수직 시야 범위(FOVv)의 하단에서 수직 시야 범위(FOVv)의 상단에서보다 큰 측정 거리를 가질 수 있다.
또는, 도 9의 실시예에서, 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)의 상단에서의 정밀도는 수직 시야 범위(FOVv)의 하단에서의 정밀도보다 클 수 있다. 반면에, 도 10의 실시예에서, 라이다 장치의 수직 시야 범위(FOVv)의 하단에서의 정밀도는 수직 시야 범위(FOVv)의 상단에서의 정밀도보다 클 수 있다.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 자동차에 탑재되어 동작할 수 있다. 이 때, 수직 시야 범위(FOVv)의 상단의 레이저 광량이 수직 시야 범위(FOVv)의 하단의 레이저 광량보다 큰 것이 주변 장애물을 감지하는 데에 유리할 수 있다.
한편, 제2 수광량(L2)은 제1 수광량(L1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리는 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 거리보다 클 수 있다.
제2 수광 범위(ΔL2)는 제1 수광 범위(ΔL1)보다 작을 수 있다. 따라서, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 수직 방향의 측정 거리는 도 9의 실시예에 따른 라이다 장치의 수직 방향의 측정 거리보다 균일할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 노딩 미러(203)의 크기는 적어도 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 크기보다 클 수 있다. 또는, 노딩 미러(203)의 크기는 가이드 미러(202)로부터 안내되는 레이저 빔의 크기보다 클 수 있다.
이에 따라, 노딩 미러(203)는 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
노딩 미러(203)는 상기 수직축(Y)으로부터 경사지게 배치될 수 있다.
이 때, 노딩 미러(203)로 입사되는 레이저 빔의 입사각(θ)의 코사인값은 노딩 미러(203)의 반사면의 면적에 대한 상기 입사되는 레이저 빔의 단면적의 비보다 클 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(203)는 상기 입사되는 레이저 빔을 수신할 수 있다.
한편, 노딩 미러(203)가 일 축을 따라 회전함에 따라, 상기 입사각(θ)은 변동될 수 있다. 상기 입사각(θ) 및 상기 회전각의 합의 코사인값은 적어도 노딩 미러(203)의 반사면의 면적에 대한 상기 입사되는 레이저 빔의 단면적의 비보다 클 수 있다.
예를 들어, 노딩 미러(203)는 라인 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다. 노딩 미러(203)로부터 상기 라인 형태의 단부로 레이저 빔이 출사될 때 상기 반사면에 대한 입사각(θ)의 코사인값은, 적어도 상기 반사면의 면적에 대한 상기 입사되는 레이저 빔의 단면적의 비보다 클 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 평판 형태로 제공되는 하부 베이스;
    상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스;
    상기 상부 베이스에 설치되어 포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부;
    상기 레이저 출력부의 하부에 배치되고, 그 반사면이 상방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제1 경사각을 이루고, 상기 수직 하방으로 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 반사하는 가이드 미러;
    상기 레이저 출력부와 상기 가이드 미러의 사이에 배치되고, 그 반사면이 하방을 향하도록 상기 하부 베이스와 제2 경사각을 이루고, 상기 가이드 미러로부터 반사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 수직 방향의 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러;
    상기 하부 베이스에 설치되고, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 회전함으로써 상기 라인 형태의 레이저 빔으로부터 플레인 형태의 레이저 빔을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수광하는 다면 미러; 및
    상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부를 포함하고,
    상기 제1 경사각이 증가함에 따라 상기 노딩 미러에서 수광되는 레이저 빔의 양이 증가하는
    라이다 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심이 상기 하부 베이스와 수평이 되도록, 상기 제2 경사각에서 상기 제1 경사각을 뺀 값이 45도인
    라이다 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 미러로부터 반사되는 포인트 형태의 레이저 빔이 상방을 향하도록, 상기 제1 경사각은 45도보다 작은 것을 특징으로 하는
    라이다 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 베이스는 상기 레이저 출력부가 관통하는 관통홀을 포함하는
    라이다 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 다면 미러는 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 오브젝트를 향해 반사하는 제1 반사면 및 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 센서부를 향해 반사하는 제2 반사면을 포함하는
    라이다 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 반사면 및 상기 제2 반사면은 한 변을 공유하는
    라이다 장치.
  7. 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서,
    포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 출사하는 레이저 출력부;
    상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러;
    상기 수직 방향에 대해 제1 경사각을 가지고 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및
    상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 중심으로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 레이저 빔이 상기 반사면으로부터 상기 수직 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 출사되고, 상기 노딩 미러로부터 상기 라인 형태의 단부로 상기 레이저 빔이 출사되는 때 상기 반사면에 대한 입사각의 코사인값이 적어도 상기 반사면의 면적에 대한 상기 포인트 형태의 레이저 빔의 단면적의 비보다 크도록 상기 수직 방향에 대해 제2 경사각을 가지고 배치되는 가이드 미러를 포함하고,
    상기 제2 경사각이 감소함에 따라 상기 노딩 미러에서 수광되는 레이저 빔의 양이 증가하는
    라이다 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 경사각은 0도에서 45도 사이의 값을 갖는 것을 특징으로하는
    라이다 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 경사각에서 상기 제1 경사각을 뺀 값은 45도인 것을 특징으로 하는
    라이다 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 다면 미러를 통해 상기 장애물로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 더 포함하는
    라이다 장치.
  11. 수직 방향 및 수평 방향으로 분포되는 복수의 스캐닝 포인트에 의해 형성되는 시야 범위(FOV: Field Of View) 내에 포함되는 장애물까지의 거리를 측정하는 라이다 장치로서,
    포인트 형태의 레이저 빔을 수직 하방으로 출사하는 레이저 출력부;
    상기 수직 방향을 축으로 회전하고, 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 라인 형태의 레이저 빔을 상기 수평 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향 및 상기 수평 방향에 따른 플레인 형태의 레이저 빔을 출사하는 다면 미러;
    상기 수직 방향에 대해 경사지게 배치되는 반사면을 가지고, 상기 수직 방향에 대해 수직한 제1 방향을 축으로 회전하고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 입사받고, 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 수직 방향으로 스티어링하여 상기 수직 방향에 따른 라인 형태의 레이저 빔을 출사하는 노딩 미러; 및
    상기 레이저 출력부로부터 출사되는 상기 포인트 형태의 레이저 빔을 상기 노딩 미러로 안내하되, 상기 반사면으로 상기 포인트 형태의 레이저빔이 입사되는 입사각이 45도 이하이고, 상기 노딩 미러로부터 출사되는 상기 라인 형태의 레이저 빔의 중심이 상기 수직 방향과 수직이 되도록 상기 수직 방향에 대해 제1 경사각을 가지고 배치되는 반사면을 가지는 가이드 미러를 포함하고,
    상기 제1 경사각이 감소함에 따라 상기 노딩 미러에서 수광되는 레이저 빔의 양이 증가하는
    라이다 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 레이저 출력부는 상기 다면 미러를 기준으로 제1 측에 위치하고, 센서부는 상기 다면 미러를 기준으로 상기 제1 측의 반대측인 제2 측에 위치하는
    라이다 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 다면 미러를 통해 상기 장애물로부터 반사되는 레이저 빔을 수신하는 센서부;를 더 포함하는
    라이다 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 다면 미러와 상기 센서부 사이에 설치되어 상기 다면 미러를 통해 상기 센서부로 반사되는 레이저 빔을 수집하는 집광 렌즈;를 더 포함하는
    라이다 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 노딩 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 다면 미러로 안내하는 제1 보조 미러; 및
    상기 다면 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 센서부로 안내하는 제2 보조 미러;를 더 포함하는
    라이다 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 다면 미러는 그 내부에 원형의 관통홀을 포함하는 다각 기둥의 형상을 가지는 것을 특징으로하는
    라이다 장치.

KR1020180143975A 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치 KR102155425B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862671305P 2018-05-14 2018-05-14
US62/671,305 2018-05-14
US201862723804P 2018-08-28 2018-08-28
US62/723,804 2018-08-28
US16/140,272 US10591598B2 (en) 2018-01-08 2018-09-24 Lidar device
US16/140,272 2018-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190130454A KR20190130454A (ko) 2019-11-22
KR102155425B1 true KR102155425B1 (ko) 2020-09-11

Family

ID=68730813

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180143972A KR102050677B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020180143975A KR102155425B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020180143974A KR102050678B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020180143973A KR102050599B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020190151727A KR102536725B1 (ko) 2018-05-14 2019-11-22 라이다 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180143972A KR102050677B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180143974A KR102050678B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020180143973A KR102050599B1 (ko) 2018-05-14 2018-11-20 라이다 장치
KR1020190151727A KR102536725B1 (ko) 2018-05-14 2019-11-22 라이다 장치

Country Status (3)

Country Link
US (4) US10578721B2 (ko)
KR (5) KR102050677B1 (ko)
CN (1) CN110488317B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220039631A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 주식회사 위멤스 라이다용 레이저 광학계

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698510B2 (en) * 2015-04-22 2023-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Imaging apparatus and image sensor including the same
KR102587958B1 (ko) * 2017-02-03 2023-10-11 삼성전자주식회사 메타 광학 소자 및 그 제조 방법
GB2578236B (en) 2017-05-24 2022-11-09 Univ Columbia Broadband achromatic flat optical components by dispersion-engineered dielectric metasurfaces
KR20200047612A (ko) 2017-08-31 2020-05-07 메탈렌츠 인코포레이티드 투과성 메타표면 렌즈 통합
US10591598B2 (en) 2018-01-08 2020-03-17 SOS Lab co., Ltd Lidar device
WO2019135494A1 (ko) 2018-01-08 2019-07-11 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
US10777970B2 (en) * 2018-09-04 2020-09-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Metamaterial-based reflector, optical cavity structure including the same and vertical cavity surface emitting laser
DE112019004770T5 (de) * 2018-09-24 2021-08-12 Ams Sensors Asia Pte. Ltd. Verbesserte Beleuchtungseinrichtung
KR102663215B1 (ko) * 2019-04-26 2024-05-02 현대자동차주식회사 차량의 라이다 통합 램프 장치
US20220177303A1 (en) * 2019-05-08 2022-06-09 3M Innovative Properties Company Nanostructured article
JP2022542172A (ja) 2019-07-26 2022-09-29 メタレンズ，インコーポレイテッド アパーチャメタ表面およびハイブリッド屈折メタ表面イメージングシステム
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
US11536807B2 (en) * 2019-09-13 2022-12-27 Waymo Llc Systems and methods for modifying LIDAR field of view
CN114667464A (zh) * 2019-11-06 2022-06-24 观察者人工智能公司 用作变换光学器件的具有无源元件的平面光学器件
WO2021104611A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Huawei Technologies Co., Ltd. Angular scanning system for scanning a surrounding
KR20210066665A (ko) 2019-11-28 2021-06-07 이정현 3d 라이다 시스템과 3d 프린터를 이용한 입체지도 출력 장치
KR20210068672A (ko) * 2019-12-02 2021-06-10 에스엘 주식회사 광학 렌즈 및 이를 이용한 조명 장치
DE102020200098A1 (de) * 2020-01-08 2021-07-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung LIDAR-Sensor und Verfahren zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes
US11094782B1 (en) 2020-02-19 2021-08-17 Intel Corporation Gate-all-around integrated circuit structures having depopulated channel structures
CN111190163B (zh) * 2020-02-21 2022-08-02 奥比中光科技集团股份有限公司 一种基于可重构光学超表面层的扫描装置及扫描方法
US20230132771A1 (en) * 2020-03-18 2023-05-04 Lg Innotek Co., Ltd. Surface-emitting laser device and distance measurement device having same
EP4155763A1 (en) 2020-05-22 2023-03-29 SOS Lab Co., Ltd. Lidar device
US11822106B2 (en) 2020-06-26 2023-11-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Meta optical device and electronic apparatus including the same
KR102207549B1 (ko) 2020-07-13 2021-01-26 (주)카네비컴 감지 영역 설정이 가능한 라이다 시스템
KR20220022946A (ko) * 2020-08-19 2022-03-02 삼성전자주식회사 공간 광변조기, 빔 스티어링 장치 및 그 제조방법
WO2022094254A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Waymo Llc Light detection and ranging (lidar) devices having vertical-cavity surface-emitting laser (vcsel) emitters
US20220146816A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-12 Northrop Grumman Systems Corporation Actively deformable metamirror
WO2022130779A1 (ja) * 2020-12-16 2022-06-23 ソニーグループ株式会社 光学モジュール及び測距装置
RU2756987C9 (ru) * 2020-12-16 2022-04-27 Общество с ограниченной ответственностью НаноРельеф Дисплей Компактный лидар
RU2759260C1 (ru) * 2020-12-16 2021-11-11 Общество с ограниченной ответственностью НаноРельеф Дисплей Лидар
KR102282802B1 (ko) * 2020-12-31 2021-07-28 김도명 다축 제어방식의 객체 추적 시스템
TW202239091A (zh) * 2021-03-30 2022-10-01 美商元平台技術有限公司 使用超表面進行動態光束操縱
EP4071515A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-12 Centre national de la recherche scientifique System and method for imaging in the optical domain
EP4175200A3 (en) * 2021-10-29 2023-08-09 Airbus SAS Pointing units and methods of operating pointing units
TWI806370B (zh) * 2022-01-18 2023-06-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置
DE102022101668A1 (de) 2022-01-25 2023-07-27 Trumpf Photonic Components Gmbh Laservorrichtung
US11927769B2 (en) 2022-03-31 2024-03-12 Metalenz, Inc. Polarization sorting metasurface microlens array device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168500A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 パイオニア株式会社 光学装置
KR101887477B1 (ko) 2017-04-21 2018-08-10 (주)엠제빈 안전 및 보안 시스템을 위한 가이드 광원을 포함하는 광대역 광센서 시스템

Family Cites Families (103)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944323A (en) 1974-12-23 1976-03-16 Xerox Corporation Variable spot size scanning system
JPH0678924B2 (ja) 1987-02-02 1994-10-05 オ−バル機器工業株式会社 質量流量計
JPH01133017A (ja) 1987-11-18 1989-05-25 Nec Corp 赤外線撮像装置
JPH032512A (ja) * 1989-05-30 1991-01-08 Hamamatsu Photonics Kk ３次元位置認識装置
US5268565A (en) 1989-10-16 1993-12-07 Fujitsu Limited Compact type bar code reader
US5006721A (en) 1990-03-23 1991-04-09 Perceptron, Inc. Lidar scanning system
JP3052686B2 (ja) 1993-09-02 2000-06-19 日産自動車株式会社 レーザ距離測定装置
CA2203278C (en) 1995-01-19 2006-09-05 Jeremy G. Dunne Laser range finder
KR0136171B1 (ko) 1995-07-05 1998-07-01 김만제 고로장입물 분배장치
JP3446466B2 (ja) 1996-04-04 2003-09-16 株式会社デンソー 車間距離制御装置用の反射測定装置及びこれを利用した車間距離制御装置
KR200290162Y1 (ko) 1996-12-30 2002-12-31 위아 주식회사 공작기계 제어반의 발열 배출장치
JPH116973A (ja) 1997-06-16 1999-01-12 Asahi Optical Co Ltd 光走査装置
JPH1172517A (ja) 1997-08-28 1999-03-16 Nec Kyushu Ltd タイミング波形検出装置
JPH11202247A (ja) 1998-01-16 1999-07-30 Fuji Xerox Co Ltd 光走査装置
JP2958456B1 (ja) 1998-06-25 1999-10-06 防衛庁技術研究本部長 走行車両の距離測定装置
KR100366155B1 (ko) 2000-04-10 2002-12-31 송태선 2차원 광주사 장치
US6542227B2 (en) 2001-09-04 2003-04-01 Rosemount Aerospace, Inc. System and method of measuring flow velocity in three axes
JP3802394B2 (ja) 2001-10-16 2006-07-26 オムロン株式会社 車載用レーダ装置
US6819265B2 (en) 2002-08-22 2004-11-16 Rosemount Aerospace Inc. Advanced warning ice detection system for aircraft
KR20040091500A (ko) 2003-04-22 2004-10-28 송석호 레이저 프린터의 냉각기 겸용 다각형 거울
JP4521164B2 (ja) 2003-07-02 2010-08-11 シャープ株式会社 光走査装置
JP4023426B2 (ja) 2003-09-30 2007-12-19 ブラザー工業株式会社 網膜走査型ディスプレイ装置
JP2005291787A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Denso Corp 距離検出装置
KR100750731B1 (ko) 2005-01-05 2007-08-22 삼성전자주식회사 광주사장치
WO2007016113A2 (en) * 2005-07-27 2007-02-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Nanoelectromechanical and microelectromechanical sensors and analyzers
US20070071056A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-29 Ye Chen Laser ranging with large-format VCSEL array
JP2007088601A (ja) 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp 物体検出装置
JP5370798B2 (ja) 2006-07-31 2013-12-18 株式会社リコー 光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置
US7884324B2 (en) 2007-06-03 2011-02-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Nanopillar arrays for electron emission
KR100926531B1 (ko) 2008-02-27 2009-11-12 한국항공우주연구원 발사체 탑재용 트랜스폰더에서 레이다 ｒｆ 펄스신호의피크전력 검출 회로
JP2010038859A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp ３次元レーザ測距装置
US8519378B2 (en) 2008-10-17 2013-08-27 National University Corporation Hokkaido University Semiconductor light-emitting element array including a semiconductor rod
KR101381652B1 (ko) 2009-12-02 2014-04-04 대우조선해양 주식회사 레벨 및 거리 측정 레이저 검출기
US8619237B2 (en) 2009-12-04 2013-12-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-scanning intersecting plane tomography such as for high speed volumetric optical imaging
WO2011076907A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 Leica Geosystems Ag Highly accurate distance measurement device
KR101102489B1 (ko) 2009-12-29 2012-01-05 현대중공업 주식회사 펠티어소자를 이용한 냉각장치
KR20110131789A (ko) 2010-05-31 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 3차원 공간인식센서
JP5626770B2 (ja) 2010-06-08 2014-11-19 株式会社Ｉｈｉエアロスペース レーザ距離測定装置
KR101117755B1 (ko) 2010-06-29 2012-03-16 이석길 엘이디 조명의 방열장치
CA2815393C (en) 2010-10-22 2019-02-19 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
JP5644437B2 (ja) 2010-12-03 2014-12-24 富士通株式会社 距離測定装置および距離測定方法
WO2012149082A2 (en) 2011-04-26 2012-11-01 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Three-dimensional coherent plasmonic nanowire arrays for enhancement of optical processes
KR101282123B1 (ko) 2011-07-20 2013-07-04 (주) 유남옵틱스 대면적 프로젝션 노광장치
WO2013174300A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 The University Of Hong Kong White nanoled without requiring color conversion
JP2014020889A (ja) 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2014032149A (ja) 2012-08-06 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2014071029A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2014071038A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
US9130347B2 (en) 2012-11-02 2015-09-08 The Regents Of The University Of California Nanopillar photonic crystal lasers
JP6032416B2 (ja) 2012-12-10 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ
WO2014126789A1 (en) 2013-02-14 2014-08-21 The Government of the United State of America, as represented by the Secretary of the Navy Actively tunable polar-dielectric optical devices
KR101401920B1 (ko) 2013-02-21 2014-05-30 고려대학교 산학협력단 그래핀 전극을 이용한 나노레이저 발생장치 및 이의 제조방법
US10054841B2 (en) 2013-04-01 2018-08-21 Mitsubishi Electric Corporation Optical device, lidar device and imaging device
US10203399B2 (en) 2013-11-12 2019-02-12 Big Sky Financial Corporation Methods and apparatus for array based LiDAR systems with reduced interference
US9831630B2 (en) 2014-02-06 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Low cost small size LiDAR for automotive
JP6460445B2 (ja) 2014-08-01 2019-01-30 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ
US10371936B2 (en) * 2014-11-10 2019-08-06 Leo D. Didomenico Wide angle, broad-band, polarization independent beam steering and concentration of wave energy utilizing electronically controlled soft matter
US10126411B2 (en) 2015-03-13 2018-11-13 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Llc. Beam steering LADAR sensor
WO2016168173A1 (en) * 2015-04-14 2016-10-20 California Institute Of Technology Multi-wavelength optical dielectric metasurfaces
US9648698B2 (en) * 2015-05-20 2017-05-09 Facebook, Inc. Method and system for generating light pattern using polygons
WO2017053309A1 (en) 2015-09-23 2017-03-30 Osram Sylvania Inc. Collimating metalenses and technologies incorporating the same
KR102474708B1 (ko) 2015-11-27 2022-12-06 삼성전자주식회사 빔 스티어링 소자 및 이를 포함하는 시스템
KR20170063196A (ko) 2015-11-30 2017-06-08 한화테크윈 주식회사 라이다 및 그의 제어방법
KR20170071181A (ko) 2015-12-15 2017-06-23 한화테크윈 주식회사 회전체
JP6250080B2 (ja) 2016-02-25 2017-12-20 三菱重工業株式会社 レーザレーダ装置及び走行体
KR102193324B1 (ko) * 2016-03-08 2020-12-23 한국전자통신연구원 광 수신기 및 이를 포함한 레이저 레이더
US10489924B2 (en) * 2016-03-30 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Structured light generator and object recognition apparatus including the same
KR102407344B1 (ko) 2016-04-01 2022-06-13 한국전자기술연구원 확장된 수평 시야각을 가지는 스캐닝 라이다 장치
KR102363805B1 (ko) 2016-04-05 2022-02-16 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 파장이하 해상도 촬영을 위한 메타렌즈
US10725290B2 (en) 2016-04-29 2020-07-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Device components formed of geometric structures
US10578719B2 (en) * 2016-05-18 2020-03-03 James Thomas O'Keeffe Vehicle-integrated LIDAR system
KR102235710B1 (ko) 2016-05-31 2021-04-02 한국전자기술연구원 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
US10261389B2 (en) * 2016-06-22 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Methods and systems for optical beam steering
JP2018005183A (ja) * 2016-07-08 2018-01-11 株式会社リコー 光走査装置、物体検知装置および距離検知装置
SG11201900518XA (en) 2016-07-21 2019-02-27 Temasek Polytechnic Biomarker detection system
KR101997095B1 (ko) 2016-07-22 2019-07-08 전자부품연구원 수평 분해능 및 영상획득 프레임이 제어되는 스캐닝 라이다
WO2018018161A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Simon Fraser University Methods of electrochemical deposition
KR102610832B1 (ko) * 2016-08-03 2023-12-06 삼성전자주식회사 메타 광학 소자 및 이의 설계방법
US10534074B2 (en) * 2016-08-31 2020-01-14 Qualcomm Incorporated Hybrid scanning lidar systems
KR20180029585A (ko) 2016-09-13 2018-03-21 엘지이노텍 주식회사 광출력 모듈 및 라이다
KR102547582B1 (ko) * 2016-09-20 2023-06-26 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
KR102210101B1 (ko) 2016-09-22 2021-02-02 한국전자기술연구원 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
KR101840132B1 (ko) * 2016-10-19 2018-03-19 한국과학기술원 다중 산란을 이용한 다기능 광학 장치 및 방법
KR101913835B1 (ko) * 2016-10-27 2018-10-31 주식회사 에스오에스랩 장애물 감지장치 및 감지방법
US20180129866A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-10 Intel Corporation Meta illuminator
AU2017374052B2 (en) 2016-12-08 2022-10-27 Drinksavvy, Inc. Surface plasmon resonance sensor comprising metal coated nanostructures and a molecularly imprinted polymer layer
US10408416B2 (en) 2017-01-31 2019-09-10 President And Fellows Of Harvard College Achromatic metalens and metalens with reverse chromatic dispersion
KR102587958B1 (ko) 2017-02-03 2023-10-11 삼성전자주식회사 메타 광학 소자 및 그 제조 방법
CN108415205B (zh) * 2017-02-09 2022-11-04 松下知识产权经营株式会社 光扫描设备、光接收设备以及光检测***
US10838110B2 (en) 2017-03-03 2020-11-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Metasurface optical coupling elements for a display waveguide
WO2018191478A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-18 Sense Photonics, Inc. Devices with ultra-small vertical cavity surface emitting laser emitters incorporating beam steering
US10708995B2 (en) 2017-05-12 2020-07-07 The Regents Of The University Of Michigan Color mixing monolithically integrated light-emitting diode pixels
EP3410184B1 (en) * 2017-06-01 2022-10-12 Baden-Württemberg Stiftung gGmbH Device for switchably influencing electromagnetic radiation, and method for obtaining such a device
WO2019002514A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Rockley Photonics Limited OPTICAL SCANNER AND DETECTOR
SG11201913642VA (en) * 2017-07-05 2020-01-30 Ouster Inc Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array
KR102429878B1 (ko) 2017-07-24 2022-08-05 삼성전자주식회사 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템
US10209509B1 (en) * 2017-07-28 2019-02-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical scanning device that includes mirrors and optical waveguide region
KR102050632B1 (ko) 2017-08-02 2019-12-03 주식회사 에스오에스랩 다채널 라이다 센서 모듈
US10912641B2 (en) 2017-12-18 2021-02-09 Brent MACINNIS Ophthalmic devices and methods
TWI696297B (zh) 2017-12-26 2020-06-11 中央研究院 可見光寬頻消色差的超穎透鏡
US11042073B2 (en) 2018-02-06 2021-06-22 Massachusetts Institute Of Technology Tunable graphene metamaterials for beam steering and tunable flat lenses
US10935702B2 (en) 2018-04-02 2021-03-02 Northrop Grumman Systems Corporation Reflection and diffraction control with slanted semiconductor metamaterials
US10324170B1 (en) 2018-04-05 2019-06-18 Luminar Technologies, Inc. Multi-beam lidar system with polygon mirror

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168500A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 パイオニア株式会社 光学装置
KR101887477B1 (ko) 2017-04-21 2018-08-10 (주)엠제빈 안전 및 보안 시스템을 위한 가이드 광원을 포함하는 광대역 광센서 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220039631A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 주식회사 위멤스 라이다용 레이저 광학계

Also Published As

Publication number Publication date
CN110488317B (zh) 2024-02-02
KR102050599B1 (ko) 2019-12-02
KR102536725B1 (ko) 2023-05-25
KR102050678B1 (ko) 2019-12-03
KR20190130454A (ko) 2019-11-22
KR102050677B1 (ko) 2019-12-03
US20200025893A1 (en) 2020-01-23
US20200025892A1 (en) 2020-01-23
US20200025888A1 (en) 2020-01-23
US10557924B1 (en) 2020-02-11
US10705190B2 (en) 2020-07-07
US20200319316A1 (en) 2020-10-08
KR20200067748A (ko) 2020-06-12
US10578721B2 (en) 2020-03-03
CN110488317A (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102155425B1 (ko) 라이다 장치
KR102263181B1 (ko) 라이다 장치
US8988664B2 (en) Distance measuring device
US11592530B2 (en) Detector designs for improved resolution in lidar systems
KR102445653B1 (ko) 노이즈를 저감시키기 위한 옵틱 모듈 및 이를 이용하는 라이다 장치
KR102445652B1 (ko) 라이다 장치
US11789128B2 (en) Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
KR20190143689A (ko) 이중 구조를 갖는 라이다 장치
KR102630090B1 (ko) 레이저 출력 장치
US20220206121A1 (en) Mems actuated vibratory risley prism for lidar
KR20210027004A (ko) 거리 측정 장치
KR20220064830A (ko) 라이다 장치
US20230073060A1 (en) Tunable laser emitter with 1d grating scanner for 2d scanning
US20230076962A1 (en) Correction of light distribution for lidar with detector array
US20230176199A1 (en) Spatial filtering for scanning lidar with micro shutter array
KR102363318B1 (ko) 소형화 라이다 광학 시스템
US20230176220A1 (en) Micro shutter array for lidar signal filtering
US20220206120A1 (en) Dynamic outgoing beam divergence tuning in lidar
US20240159518A1 (en) Unevenly distributed illumination for depth sensor
US20210302543A1 (en) Scanning lidar systems with flood illumination for near-field detection
US20230204731A1 (en) Lidar device
KR20230081835A (ko) 라이다 장치
US20240210541A1 (en) Detector alignment method for lidar production
US20240103138A1 (en) Stray light filter structures for lidar detector array
KR20210100976A (ko) 무회전 360도 라이다 광학 시스템 및 라이다 광학 시스템의 무회전 360도 스캐닝 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant