KR102181862B1 - 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다 - Google Patents

송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다 Download PDF

Info

Publication number
KR102181862B1
KR102181862B1 KR1020180112300A KR20180112300A KR102181862B1 KR 102181862 B1 KR102181862 B1 KR 102181862B1 KR 1020180112300 A KR1020180112300 A KR 1020180112300A KR 20180112300 A KR20180112300 A KR 20180112300A KR 102181862 B1 KR102181862 B1 KR 102181862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
axis
unit
sensing
light source
Prior art date
Application number
KR1020180112300A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200033373A (ko
Inventor
최현용
조현창
오승훈
이승주
Original Assignee
한국전자기술연구원
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
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020180112300A priority Critical patent/KR102181862B1/ko
Publication of KR20200033373A publication Critical patent/KR20200033373A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102181862B1 publication Critical patent/KR102181862B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 라이다는 타겟을 향해 센싱광을 출력하는 광원부와, 상기 타겟에 의해 반사되어 입사되는 반사광을 감지하는 광감지부와, 상부면에 상기 광원부가 구비되고, 하부면에 상기 광감지부가 구비되는 절연부를 포함한다.

Description

송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다{A LIDAR HAVING A STRUCTURE IN WHICH A LIGHT EMITTING AXIS AND A LIGHT RECEIVING AXIS COINCIDE}
본 발명은 라이다에 관한 것으로서 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다에 관한 것이다.
최근, 지능형 자동차 및 스마트카 분야에서는 돌발상황에 대한 차량의 능동적 대처기능을 요구하고 있다. 즉, 보행자의 출현을 인지하거나, 어두운 야간에 조명의 범위를 벗어난 곳에 대한 장애물을 사전에 감지하거나, 우천시 전조등 조명의 약화로 인한 장애물을 감지하거나, 또는 도로 파손을 사전에 감지하는 등, 운전자와 보행자의 안전을 위협하는 상황을 사전에 확인할 필요가 있다.
이에 대해 차량의 전방에 설치되어, 자체 출사광을 기반으로 차량이 움직이는 경우 전방의 물체를 확인하여 사전에 운전자에게 경고함을 물론, 차량 스스로가 정지 또는 회피하는데 기초가 되는 데이터를 차량의 전자제어유닛(electronic control unit; ECU)에 전달하고, ECU는 이 데이터를 이용하여 각종 제-어를 수행하게 되는데, 이러한 데이터를 획득하는 것을 라이다(LiDAR)라 한다.
라이다가 실생활에 이용되기 위해서는 구조가 단순하여 제작이 용이해야 하고, 소형화가 가능한 구조를 갖는 라이다가 필요하다. 일반적으로 라이다는 광원부로부터 출력되는 확산 빔인 센싱광을 송광렌즈를 통해서 평행광으로 집광하여 송출하는 송광부와, 타겟으로부터 반사되어 입사되는 광감지부로 검출하는 수광부와, 센싱광과 반사광을 편향시키는 회전거울과, 초점거리를 갖는 광학계를 포함하기 때문에 라이다의 구조를 단순화하여 제작을 용이하게 하거나 소형화하는 데에 제약이 따른다.
대한민국 특허출원10-2015-0039267에 기술된 종래기술은 광을 발생하는 광원부와, 소스광을 전방으로 반사시키는 회전거울과, 회전거울과 대향되는 위치에 타겟으로부터 반사된 광을 광검출부로 반사시키는 수신거울과, 수신광을 검?하는 광검출부를 포함한다.
종래기술은, 회전거울로부터 타겟으로의 소스광의 송광축과 타겟으로부터 수신거울로의 반사광의 수광축이 일부 일치된 구조를 포함한다.
하지만, 종래기술은 광원으로부터 회전거울까지의 소스광의 송광축과 수신거울로부터 광검출부까지의 반사광의 수광축은 일치되지 일치되지 않은 구조를 포함하므로 광원으로부터 회전거울 사이의 라이다 단면적을 감소시킬 수 없다. 또한 종래기술은 광원부와 광검출부가 각각의 절연부 또는 각각의 회로기판에 실장되고, 송광축과 수광축을 편향시키는 회전거울과 수신거울이 위치에 맞게 배치되어야 하므로 제조가 용이하지 않다.
앞서 설명한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 송광축과 수광축을 일치된 구조를 갖는 라이다를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 라이다는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다에 있어서, 타겟을 향해 센싱광을 출력하는 광원부; 상기 타겟에 의해 반사되는 반사광을 감지하는 광감지부; 및 상부면에 상기 광원부가 구비되고, 하부면에 상기 광감지부가 구비되는 절연부를 포함하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다를 제공한다.
또한 실시예에 있어서,상기 광감지부 하부에 구비되어, 상기 반사광을 상기 광감지부로 집광하는 오목거울을 더 포함할 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 절연부는 바 형태이고, 상기 광원부는 상기 절연부의 일단 상부면에 구비되고, 상기 광감지부는 상기 절연부의 일단 하부면에 구비될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 절연부의 타단은 상기 하우징에 의해 연결되어 고정될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 광원부를 둘러싸며 센싱광의 경로를 따라 관 형태로 일정길이 돌출 형성되는 내부반사 차단관을 더 포함할 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 내부반사 차단관 내에 송광렌즈가 구비될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 광원부의 상부에 경사지게 구비되어, 상기 센싱광 및 상기 반사광을 편향시키는 회전거울과, 상기 회전거울 상부에
또한 실시예에 있어서, 상기 광원부는 서로 다른 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 복수개의 다이오드를 포함하고, 외부습도에 기반하여, 상기 서로 다른 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 복수개의 다이오드 중 어느 하나의 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 다이오드가 선택적으로 구동될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 외부습도에 기반하여, 상기 광원부의 출력이 증가될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 절연부는 상기 외부습도를 측정하는 습도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
본 발명에 실시예에 의하면, 광원부와 광감지부가 절연부를 사이에 두고 절연부의 상면 및 배면에 구비됨으로써 송광축과 수광축 일치를 위한 위치보정작업이 필요하지 않고, 하나의 절연부를 이용하여 광원부와 광감지부를 고정하므로 제작이 용이하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 광원부로부터 출력되는 센싱광의 광축이 타겟에 의해 반사되어 입사되는 반사광의 광축에 중첩됨으로써, 중첩된 광축의 크기만큼 라이다의 부피를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다의 사시단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 라이다의 일부단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 라이다 내에서 센싱광의 진행경로를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 A-A'방향으로의 광축 단면과 B-B'방향으로의 광축 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 절연부에 구비되는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 라이다에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다의 사시단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 라이다의 일부단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 라이다(10)는 송광부(100), 수광부(200), 회전거울부(300), 절연부(340), 하우징(400)을 포함한다.
송광부(100)는 센싱광을 출력하는 광원부(110)와 센싱광(sensing light: SL)이 방사되지 않도록 모아주는 송광렌즈(120)를 포함한다.
광원부(110)는 펄스 레이저를 방출하는 레이저 다이오드 등으로 구성될 수 있다. 또한 광원부(110)는 상이한 주파수의 펄스 레이저를 방출하는 복수개의 다이오드들로 구성될 수 있다.
광원부(110)에서 생성된 펄스 레이저인 센싱광(SL)은 타겟을 향해 출력된다. 본 발명의 실시예에서는 광원부(110)에서 생성된 센싱광(SL)은 회전거울(310)을 통해 타겟 방향으로 출력된다.
광원부(110)는 절연부(340)에 구비된다. 별도의 전원공급부에서 공급되는 전원을 절연부(320)를 통해 공급받거나 절연부(320)로부터 직접 전원을 공급받을 수 있다.
광원부(110)의 주위에는 내부반사 차단관(130)이 구비될 수 있다. 내부반사 차단관(130)은 광원부(110)를 둘러싸며 센싱광(SL)의 경로를 따라 관 형태로 일정길이 돌출 형성되며 센싱광의 일부 경로를 감싼다.
내부반사 차단관(130)은 반사재질 또는 광흡수 재질로 구성될 수 있다. 내부반사 차단관(130)이 광흡수 재질로 구성되는 경우, 커버부(410)에서 반사된 센싱광(SL)이 내부반사 차단관(130)에 의해 차단됨으로써, 반사된 센싱광(SL)이 타겟으로부터 반사되어 입사되는 반사광으로 오인되는 것을 방지할 수 있다.
내부반사 차단관(130)은 길이방향으로의 일단과 타단에서의 지름 크기가 동일한 원통형일 수 있다. 한편, 내부반사 차단관(130)의 일단과 타단에서의 지름크기가 서로 다르게 형성될 수 있고, 내부반사 차단관(130)의 단면이 다각형인 입체로 형성될 수 있다.
특히, 내부반사 차단관(130)의 단면적은 위로 갈수록 넓어지는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 커버부 내부에서 센싱광이 통과되지 못하고 내부반사가 발생하였을 경우 커버부 내부 반사된 센싱광이 광감지부로 진행되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
송광렌즈(120)는 내부반사 차단관(130) 내에 구비되어, 광원부(110)로부터 생성되어 방사되는 센싱광(SL)을 집광하여 평행광으로 만든다. 송관렌즈(120)는 내부반사 차단관(130)내에 복수개가 구비될 수 있으며, 복수개의 송관렌즈(120)는 센싱광(SL)의 집광효율을 높일 수 있다.
수광부(200)는 반사광(RL)을 감지하는 광감지부(210)와 반사광(RL)을 광감지부(210)로 집광하는 오목거울(220)을 포함한다.
광감지부(210)는 절연부(340)의 하부면에 구비되어 타겟으로부터 반사되어 회전거울(310)을 통해 입사되는 반사광(reflected light: RL)을 감지한다.
오목거울(220)은 오목한 반구형태의 반사면을 이용하여 반사광(RL)을 광감지부(210)로 집광한다. 오목거울(220)은 오목한 부분에 반사면을 구비한다. 그리고 오목거울(220)은 광감지부(210)에 초점이 형성되도록 배치된다.
오목거울(200)은 절연부(340)의 가장자리를 지지할 수 있다. 절연부(340)가 바 형태인 경우, 절연부(340)의 일단이 오목거울(200)의 측단부에 의해 지지될 수 있다.
회전거울(310)은 광원부(110)의 상부에 경사지게 구비되어 센싱광(SL)과 반사광(RL)을 편향시킨다. 구체적으로 송광부(100)로부터 출력되는 센싱광(SL)을 타겟을 향하도록 편향시키고, 타겟으로부터 반사되어 입사되는 반사광(RL)을 수광부(200)를 향하도록 편향시킨다.
회전거울(310)은 거울연결부(320)와 연결되어, 회전모터(330)의 회전구동에 의해 회전 구동된다. 따라서 라이다는 회전거울의 회전 구동 범위 내에서 센싱광(SL)을 출력하고, 타겟으로부터 반사되어 돌아오는 반사광(RL)을 감지할 수 있다.
하우징(400)은 라이다(10)의 외관을 형성한다. 하우징(400)은 내부구성을 지지하는 몸체(420)와 광투과성 커버부(410)를 포함한다.
몸체(420)는 송광부(100), 수광부(200), 회전거울부(300)를 포함한 내부 구성들을 지지하며, 외부 이물질이 라이다 내부로 유입되는 것을 차단한다.
몸체(420)는 광투과성이 아닌 재질로 구성됨으로써, 반사광이 아닌 다른 광의 유입을 차단할 수 있다. 이와는 다르게 몸체(420)가 광투과성 재질로 구성되는 경우, 몸체(420)는 커버부(410)와 일체로 형성될 수 있다.
몸체(420)는 센싱광(SL) 및 반사광(RL)의 진행경로 상에 중공부를 구비하며, 중공부에는 커버부(410)가 결합된다. 또한, 몸체(420)는 상부부분과 하부부분이 분리 형성되고, 몸체(420)의 상부부분과 하부부분 사이에 커버부(410)가 결합될 수 있다.
몸체(420)는 윗면과 아랫면의 면적이 동일한 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체(420)는 윗면과 아랫면의 면적이 다르게 구성될 수도 있고, 윗면과 아랫면이 원형이 아닌 다각형으로 구성될 수 있다.
커버부(410)는 센싱광(SL) 및 반사광(RL)의 진행경로 상에 위치하고, 상기 몸체부의 일부 즉, 중공부를 덮어 이물질의 유입을 차단한다. 커버부(410)는 광투과성 재질로 구성됨으로써, 센싱광(SL)과 반사광(RL)을 투과시킬 수 있다.
커버부(410)의 내주면에 인접하여 내부반사 차단판(500)이 구비될 수 있다. 내부반사 차단판(500)은 몸체(420)에 지지되어 커버부(410)의 내주면에 인접하여 구비될 수 있다. 또한 내부반사 차단판(500)은 커버부(410)와 일체로 형성될 수 있다. 내부반사 차단판(500)이 커버부(410)와 일체로 형성되는 경우, 내부반사 차단판(500)의 윗면과 아랫면은 광흡수재질의 물질로 코팅되거나 광흡수재질의 스티커 또는 테이프가 부착될 수 있다.
내부반사 차단판(500)은 커버부(410)의 내주면 둘레를 따라 판 형상으로 구비된다. 커버부(410)의 내주면에 의해 상방 또는 하방으로 반사되는 센싱광(SL)을 차단한다. 내부반사 차단판(500)은 복수개일 수 있다. 내부반사 차단판(500)은 복수개인 경우, 복수개의 내부반사 차단판(500)은 상부 내부반사 차단판(510)과 하부 내부반사 차단판(520)을 포함할 수 있다.
상부 내부반사 차단판(510)은 커버부(510)의 내주면에 인접하여 구비되며, 센싱광의 진행경로, 즉 송광경로의 상부에 구비되어, 커버부(410)에 의해 상방으로 반사되는 센싱광(SL)을 차단한다. 그리고 하부 내부반사 차단판(520)은 커버부(510)의 내주면에 인접하여 구비되며, 센싱광(SL)의 진행경로의 하부에 구비되어 커버부(410)에 의해 하방으로 반사되는 센싱광을 차단한다.
절연부(340)는 상부면에 광원부(110)가 구비되고, 하부면에 광감지부(210)가 구비된다.
절연부(340)는 회로기판 또는 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다. 절연부(340)를 사이에 두고 광원부(110)의 중심과 광감지부(210)의 중심이 일치되도록 광원부(110)와 광감지부(210)가 절연부(340)에 배치됨으로써, 센싱광의 광축인 송광축과 반사광의 광축인 수광축을 일치시킬 수 있다.
즉, 송광축과 수광축이 일치되도록 절연부(340)에 배치된 광원부(110), 광감지부(210)를 모듈화시킬 수 있다. 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다를 제작함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 라이다(10)는 송광축과 수광축을 일치시키기 위한 정렬작업이 필요하지 않아 조립이 용이하다.
절연부(340)는 바(bar) 형태를 갖을 수 있다. 바 형태의 절연부(340)의 폭은 상면 및 하면에 광원부(110)와 광감지부(210)가 구비될 수 있는 크기로 구성될 수 있으며, 절연부(340)의 길이는 오목거울(220)의 초점부분인 센터부분으로부터 하우징(400)의 측벽부 또는 오목거울(220)의 측벽부에 연결되어 고정될 수 있는 길이로 구성될 수 있다.
절연부(340)가 길이를 갖는 바 형상을 갖는 경우, 절연부(340)의 일단의 상부면에는 광원부(110)가 구비되고, 절연부(340)의 일단의 하부면에는 광감지부(210)가 구비되며, 절연부(340)의 타단은 하우징(400) 또는 오목거울(220)에 연결될 수 있다.
절연부(340)는 광투과성이 아닌 물질로 이루어져, 절연부(340)의 상부면에 구비된 광원부(110)에서 생성된 센싱광(SL)이 절연부(340)의 하부면에 구비된 광감지부(210)로 진행하지 못하게 한다.
절연부(340)에는 절연부(340)내 형성된 배선에 간섭되지 않는 부분에 열전도성 재질로 이루어진 방열패턴 또는 방열부재가 구비될 수 있다. 예를 들어, 바 형태의 절연부(340)는 타겟으로부터 반사되어 입사되는 반사광을 차단하지 않는 범위에서 절연부(340)의 길이방향으로 형성되는 방열패턴 또는 방열부재를 구비할 수 있다.
방열패턴 또는 방열부재는 광원부(110), 광감지부(210)에 발생된 열을 주위로 확산시켜서, 광원부(110), 광감지부(210)의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다.
절연부(340)의 상부면에 광원부(110)를 배치하고, 광원부(110)의 위치에 대응되도록 상기 절연부(340)의 하부면에 광감지부(210)를 배치함으로써, 센싱광(SL)의 송광축과 반사광(RL)의 수광축을 일치시키기 용이하며, 송광축과 수광축의 일치를 위한 별도의 위치보정작업이 필요없다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 라이다 내에서 광의 진행경로에 대해 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 라이다 내에서 광의 진행경로를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에서 A-A'방향으로의 광축 단면과 B-B'방향으로의 광축 단면을 도시한 도면이다.
센싱광(SL)은 광원부(110)에서 생성되고 회전미러(310)에서 편향되어 커버부(410)를 통해 타겟 방향으로 출력된다.
도 4의 A-A'의 광축 단면을 참조하면, 반사광(RL)의 수광축 중심이 센싱광(SL)의 송광축 중심과 일치되어 있고, 도 4의 B-B'의 광축 단면은 A-A'의 광축 단면과 동일한 형상을 갖는다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 수광축과 송광축이 일치되는 구성임을 알 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 절연부에 구비되는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
펄스레이저를 생성하는 다이오드가 구비된 광원부(110)는 센싱광인 펄스레이저를 회전거울(310)로 출력한다. 그리고 수광부(210)는 타겟으로부터 반사되어 입사되는 반사광을 감지한다.
제어부(710)는 광원부(110), 수광부(210), 전원공급부(720)를 포함하는 부품들을 제어한다. 제어부(710)는 절연부(340)에 위치하거나 절연부(340) 외부에 위치할 수 있다.
전원공급부(720)는 광원부(110), 수광부(210), 전원공급부(720)를 포함하는 부품들을 전원을 공급한다. 전원공급부(720)는 절연부(340)에 위치하거나 절연부(340) 외부에 위치할 수 있다.
통신부(740)는 라이다(10)가 장착된 차량, 선박, 항공기 등과 같은 운송수단의 통신부와 연결되어 제어부(710)로부터의 제어신호들을 송수신한다.
습도부(730)는 절연부(340)에 구비되고, 습도를 측정한다. 운송수단 내부에 습도를 측정할 수 있는 습도측정수단이 별도로 구비되는 경우, 제어부(710)는 운송수단이 측정한 습도정보를 통신부(740)를 통해 전송받을 수 있다.
제어부(710)는 라이다(10)의 전반적인 동작을 제어하며, 전원공급부(720)는 라이다(10)내에 구동되는 부품 또는 소자에 전원을 공급한다.
광감지부(210)에서 감지되는 반사광의 광량이 설정된 광량보다 작아지거나 일정기간 동안의 평균적인 광량보다 작아지거나, 습도부(710)로부터 측정된 습도가 설정된 습도를 넘거나, 또는 운송수단으로부터 전송받은 습도가 설정된 습도를 넘는 경우, 제어부(710)는 광원부(110)의 출력을 증가시키도록 제어할 수 있다.
또는 레이저펄스의 주파수가 상이한 복수개의 다이오드가 광원부(110)에 구비된 경우, 광감지부(210)에서 감지되는 광량이 설정된 광량보다 작아지거나 또는 일정기간 동안의 평균적인 광량보다 작아지면, 제어부(710)는 상이한 주파수의 복수개의 다이오드를 개별적으로 구동하여, 광감지부(210)에 도달되는 광량이 상대적으로 많은 다이오드만을 구동시킬 수 있다.
주파수에 따라 펄스레이저광의 굴절 정도 또는 산란 정도가 다르기 때문에, 습도가 높아서 펄스레이저광이 수증기 입자에 의해 산란되기 쉬운 날씨의 경우, 광원부(110)의 출력을 증가시키거나 또는, 서로 다른 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 복수개의 다이오드 중 어느 하나를 이용함으로써, 광감지부(210)에 도달되는 반사광의 광량을 증가시킬 수 있다.
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100: 송광부 110: 광원부
120: 송광렌즈 130: 내부반사 차단관
200: 수광부 210: 광감지부
220: 오목거울 300: 회전거울부
310: 회전거울 320: 거울연결부
330: 회전모터 340: 절연부
400: 하우징 410: 커버부
420: 몸체 710: 제어부
720: 전원공급부 730: 습도부
740: 통신부

Claims (10)

  1. 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다에 있어서,
    타겟을 향해 센싱광을 출력하는 광원부;
    상기 타겟에 의해 반사되는 반사광을 감지하는 광감지부; 및
    절연부를 포함하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖되,
    상기 절연부는 바 형태이고,
    상기 광원부는 상기 절연부의 일단 상부면에 구비되고,
    상기 광감지부는 상기 절연부의 일단 하부면에 구비되며,
    상기 광원부는 서로 다른 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 복수개의 다이오드를 포함하고,
    외부습도에 기반하여, 상기 서로 다른 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 복수개의 다이오드 중 어느 하나의 주파수를 갖는 펄스레이저광을 생성하는 다이오드가 선택적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  2. 제1항에 있어서,
    광감지부 하부에 구비되어, 상기 반사광을 상기 광감지부로 집광하는 오목거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연부의 타단은 하우징에 의해 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원부를 둘러싸며 센싱광의 경로를 따라 관 형태로 일정길이 돌출 형성되는 내부반사 차단관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부반사 차단관 내에 송광렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광원부의 상부에 경사지게 구비되어, 상기 센싱광 및 상기 반사광을 편향시키는 회전거울과,
    회전거울 상부에 구비되어, 상기 회전거울을 회전 구동하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    외부습도에 기반하여, 상기 광원부의 출력이 제어되는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
  10. 제1항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 외부습도를 측정하는 습도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다.
KR1020180112300A 2018-09-19 2018-09-19 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다 KR102181862B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112300A KR102181862B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112300A KR102181862B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200033373A KR20200033373A (ko) 2020-03-30
KR102181862B1 true KR102181862B1 (ko) 2020-11-24

Family

ID=70003328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180112300A KR102181862B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102181862B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102212895B1 (ko) * 2019-03-21 2021-02-09 한국전자기술연구원 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
KR102527887B1 (ko) 2020-12-07 2023-05-02 한국생산기술연구원 라이다 센서용 광학계

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010085205A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Topcon Corp レーザ装置および距離測定装置
JP2015021968A (ja) * 2013-07-18 2015-02-02 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法
KR101881418B1 (ko) * 2017-08-23 2018-07-24 영남대학교 산학협력단 기후환경을 고려한 라이다 장치 및 그의 출력조절 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000072223A (ko) * 2000-08-18 2000-12-05 이훈영 발광부 및 수광부를 하나의 경통에 구비한 거리 측정기
WO2014047250A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Google Inc. Detecting road weather conditions
WO2014168851A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Google Inc. Methods and systems for detecting weather conditions using vehicle onboard sensors
KR101737535B1 (ko) * 2015-06-26 2017-05-23 에스브이 주식회사 개선된 레이저 거리 측정 장치
KR101983688B1 (ko) * 2017-01-02 2019-06-05 전자부품연구원 곡면 거울을 갖는 회전형 스캐닝 라이다
KR101923724B1 (ko) * 2017-01-02 2019-02-22 전자부품연구원 송수광 일체형 광학계 모듈 및 이를 구비하는 스캐닝 라이다

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010085205A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Topcon Corp レーザ装置および距離測定装置
JP2015021968A (ja) * 2013-07-18 2015-02-02 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法
KR101881418B1 (ko) * 2017-08-23 2018-07-24 영남대학교 산학협력단 기후환경을 고려한 라이다 장치 및 그의 출력조절 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200033373A (ko) 2020-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11467597B2 (en) Flash LADAR collision avoidance system
EP3290986B1 (en) Multi-channel lidar scanner optical system using mirror rotation manner
KR101781037B1 (ko) 차량용 발광기구
KR102235710B1 (ko) 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR101923724B1 (ko) 송수광 일체형 광학계 모듈 및 이를 구비하는 스캐닝 라이다
KR102407344B1 (ko) 확장된 수평 시야각을 가지는 스캐닝 라이다 장치
KR20230126704A (ko) 전송 광학 전력 모니터를 사용하는 LiDAR 시스템
KR102210101B1 (ko) 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
JP6737296B2 (ja) 対象物検出装置
KR102181862B1 (ko) 송광축과 수광축이 일치된 구조를 갖는 라이다
KR101885954B1 (ko) 오목 반사 미러를 가지는 스캐닝 라이다
US7059522B2 (en) Object detecting apparatus having hydrophilic light radiating window
KR102189503B1 (ko) 내부반사 차단구조를 갖는 라이다
CN214795179U (zh) 反射镜式扫描装置及激光雷达
CN110673110B (zh) 光接收模块
KR101963966B1 (ko) 레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치
KR102486472B1 (ko) 스캐닝 라이다 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈
KR102486473B1 (ko) 차량용 스캐닝 라이다 광학계 및 그를 포함하는 차량용 스캐닝 라이다
KR101795218B1 (ko) 차량용 조명 장치
KR102280497B1 (ko) 라이다 센서 조립체
WO2021125027A1 (ja) センサ装置及び筐体
CN219122402U (zh) 激光雷达
KR102145931B1 (ko) 오목 반사 미러를 가지는 스캐닝 라이다
CN218788091U (zh) 激光雷达及电子设备
US20240107635A1 (en) Radiant heater for defogging lidar aperture window

Legal Events

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