KR20170134944A - 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법이 제공된다. 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법에 있어서, 상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용 하는 단계; 상기 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 수신하는 단계; 상기 수신한 광신호들에 기초하여, 상기 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성하는 단계; 를 포함하는 특정 영역 스캔 방법이 제공 된다.
Description
본 발명은 광학 장치에 대한 것으로, 특히 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔 하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
라이다(Light Detection and Ranging:LIDAR)란, 레이저 레이더라고도 불리는 것으로서, 대기속의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 측정하는데 이용되어 왔다. 이는 레이저를 조사한 후 대기중에서 후방 산란되어 귀환되는 레이저를 분석하여 대기의 오염도를 측정하는 것을 의미한다.
지구과학 및 우주 탐사를 목적으로 지속적으로 발전해 온 라이다는 현재 항공기 및 위성에 탑재되어 정밀한 지구 지형 및 환경 관츨을 위한 주요 수단으로 사용되고 있다. 또한, 라이다는 우주 정거장과 우주선의 도킹 시스템, 우주 탐사 로봇에 활용되고 있다.
또한, 라이다는 지상에서 원거리 거리 측정, 자동차 속도 위반 단속 등을 위한 간단한 형태의 라이다를 비롯하여, 최근에는 3차원 영상 복원을 위한 레이저 스캐너, 미래 무인자동차를 위한 3차원 영상 센서의 핵심 기술로 활용되면서, 그 활용성과 중요성이 점차 증가되고 있다.
특히, 라이다를 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법에 대한 연구가 계속하여 진행되고 있다.
본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명은 기존의 스캔 방식의 속도 개선과 함께, 상황에 따라 적응적인 스캔을 하기 위한 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예들 중 제 1 측면은, 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법에 있어서, 상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용 하는 단계; 상기 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 수신하는 단계; 상기 수신한 광신호들에 기초하여, 상기 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성하는 단계; 를 포함하는 특정 영역 스캔 방법을 제공할 수 있다..
본 발명의 실시예들 중 제 2 측면은, 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 광학 장치에 있어서, 상기 특정 영역에 대해 순차적으로 레이저들을 조사하고, 상기 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 감지하여 특정 영역에 대한 정보를 획득하는 광학 모듈; 상기 광학 모듈이 조사한 레이저의 방향을 조절하는 스캔 모듈; 상기 스캔 모듈을 제어하여 상기 특정 범위에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용하는 패턴 형성부; 및 상기 획득한 특정 영역에 대한 정보에 기초하여, 상기 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 를 포함하는, 광학 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 스캔 방법에 비해 스캔 속도가 개선된 스캔 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상황에 따라 특정 영역에 대해 적응적 스캔이 가능한 스캔 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캔 영역을 고르게 스캔함으로써, 스캔 지점의 변화를 제어하는 모듈에 과부하가 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 방법을 예시적으로 도시한다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학 장치의 컴포넌트들을 예시적으로 도시한다.
도 4 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 모듈을 예시적으로 도시한다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 방법을 예시적으로 도시한다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학 장치의 컴포넌트들을 예시적으로 도시한다.
도 4 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 모듈을 예시적으로 도시한다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 구성요소를 나타내기 위해서 사용된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이어그램 형태로 제공된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 “광축”은 광학장치의 회전 대칭축을 의미한다. 예를 들어, 레이저의 광축은 레이저의 중심축을 의미할 수 있고, 레이저의 송신 광축은 광학 장치(10000)가 송신하는 레이저의 중심축을 의미할 수 있고, 광수신부(400)의 광축은 광수신부(400)가 광신호를 수신할 수 있는 영역의 중심축을 의미할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학장치를 예시적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 광학 모듈(1000) 및 스캔 모듈(2000)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈(1000)은 레이저를 목표물에 조사함으로써 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈(1000)은 펄스 신호를 방출하고, 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 신호들이 감지되는 시간을 측정함으로써, 물체와 광학 모듈(1000)사이의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈(1000)은 송수신 일체형일 수 있다. 이 경우, 광학 모듈(1000)은 광을 조사할 수 있고, 대상체로부터 산란된 광신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 광은 레이저를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 특정 영역을 스캔할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대해 순차적으로 레이저들을 조사할 수 있다. 또한, 광학 장치(10000)는 산란된 광신호들을 감지함으로써, 특정 영역에 대한 스캔 결과를 획득할 수 있다. 또한, 광학 장치(10000)는 스캔 결과에 기초하여, 3D 이미지를 생성할 수 있다.
이 경우, 광학 장치(10000)가 특정 영역을 스캔하는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(10000)가 특정 영역에 대해 순차적으로 조사하는 레이저들의 목표 지점들은 특정 패턴을 가질 수 있고, 특정 패턴은 다양할 수 있다.
특정 영역을 스캔하는 기존의 방법은 하나의 행에 대한 스캔이 종료된 이후 다음 행을 스캔하는 방식이었다. 이 경우, 스캔 지점의 X축의 변화를 제어하는 모듈은 스캔 지점의 Y축의 변화를 제어하는 모듈보다 더 자주 구동되었다. 그 결과, 스캔 지점의 X축의 변화를 제어하는 모듈에 과부하가 발생하게 되었고, 이로 인하여, 특정 영역에 대한 빠른 스캔과 적응적 스캔이 어려웠다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 영역에 대해 특정 패턴에 따라 스캔을 함으로써, 스캔 지점의 X축 값의 변화와 Y축 값의 변화를 고르게 부여할 수 있다. 그 결과, 특정 영역에 대한 스캔 속도는 증가될 수 있으며, 상황에 따라 특정 영역에 대해 적응적 스캔이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 영역에 대해 스캔 지점의 X축 값의 변화와 Y축 값의 변화 사이에 위상차를 부여하여 비월주사(interlaced)방식의 스캔이 가능할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 스캔 방법에 비해 더 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 방법을 예시적으로 도시한다.
단계 S210에서, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있다.
광학 장치(10000)는 특정 영역에 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 광학 장치(10000)는 다양한 특성을 갖는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(10000)는 레이저를 조사할 수 있고, 위상, 출력, 파장, 스펙트럼 특성, 펄스 폭 및 펄스 모양 등이 다양한 광을 조사할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대해 순차적으로 복수의 레이저를 조사할 수 있다. 이 경우, 순차적으로 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들은 특정 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대해 순차적으로 조사되는 복수의 레이저들의 목표지점들의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 적절히 변화시킴으로써, 순차적으로 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들의 X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 특정 신호에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 정현파 신호에 따라 변화될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이 경우, X 좌표 값들이 의존적인 신호와 Y 좌표 값들이 의존적인 신호는 독립적일 수 있다. 예를 들어, X 좌표 값들이 제 1 신호에 따라 변화되고, Y 좌표 값들은 제 2 신호에 따라 변화되는 경우, 제 1 신호와 제 2 신호는 상이할 수 있다. 자세히 예를 들면, 제 1 신호와 제 2 신호는 진폭, 주파수 및 위상 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
광학 장치(10000)는 제 1 신호의 진폭, 제 1 신호의 주파수, 제 2 신호의 진폭, 제 2 신호의 주파수 및 제 1 신호화 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 순차적으로 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있다.
예를 들어, 광학 장치(10000)는 제 1 신호의 진폭, 상기 제 1 신호의 주파수, 상기 제 2 신호의 진폭, 상기 제 2 신호의 주파수, 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 특정 패턴이 리사주(lisajous) 도형을 형성하도록 허용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 순차적으로 조사되는 복수의 레이저들의 목표 지점들이, 특정 영역의 중심부에서 외곽부로, 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 나선 형상으로 연결되는 점선의 이웃 간격은 적응적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 중심부와 외곽부의 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 동일할 수 있다. 또한, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 중심부보다 외곽부에서 더 좁을 수 있고, 외곽부보다 중심부에서 더 좁을 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 광학 장치(10000)는 특정영역을 중심에서 외곽으로 스캔하는 경우와 외곽에서 중심으로 스캔하는 경우, 동일하지 않은 패턴으로 스캔할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(1000)는 특정 영역을 중심에서 외곽으로 제 1 패턴으로 스캔한 이후, 외곽에서 중심으로 스캔하는때 시프트(shift)된 제 1 패턴으로 스캔할 수 있다. 광학 장치(10000)는 중심에서 외곽으로 제 1 패턴에 따라 스캔한 이후, 외곽에서 중심으로 스캔하는때 시프트(shift)된 제 1 패턴을 이용함으로써, 특정 영역에 대해 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 광학 장치(10000)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들의 밀도를 상이하게 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들의 개수와 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들의 개수는 상이할 수 있다.
또한, 광학 장치(10000)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들이 형성하는 특정 패턴이 상이하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴과, 특정 영역내의 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴은 상이할 수 있다.
단계 S220에서, 광학 장치(10000)는 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 수신할 수 있다.
광학 장치(10000)는 특정 영역으로부터 산란된 복수의 광신호들을 획득할 수 있다.
예를 들어, 광학 장치(10000)는 특정 영역으로부터 산란된 복수의 광신호들을 집속(focusing)시킬 수 있고, 집속된 광신호들을 획득할 수 있다.
이 경우, 광학 장치(10000)는 송수신 일체형 광학 모듈(1000)을 통해 광수신부(400)의 방향을 조사된 레이저의 목표 지점의 방향과 일치시킬 수 있다.
예를 들어, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있고, 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 형성하는 특정 패턴에 따라 광수신부(400)의 방향을 조정함으로써, 광신호들을 효율적으로 획득할 수 있다.
단계 S230에서, 광학 장치(10000)는 수신한 광신호들에 기초하여, 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성할 수 있다.
광학 장치(10000)는 획득한 광신호들에 기초하여 특정 영역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역에 포함된 물체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역 내에 물체가 존재하는지 여부, 존재하는 물체의 위치, 물체의 이동 속도, 물체의 이미지, 광학 장치(10000)와 물체 사이의 거리 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이 경우, 광학 장치(10000)는 획득한 특정 영역에 대한 정보에 기초하여 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.
이 경우, 광학 장치(10000)는 특정 패턴에 따라 적응적인 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역이 복수의 영역으로 구분되고 각각의 영역에 대한 레이저의 목표 지점들의 개수가 상이한 경우, 광학 장치(10000)는 레이저의 목표 지점들의 개수가 많은 영역에 대해 해상도가 높은 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 광학 장치(10000)는 레이저들의 목표 지점들의 개수가 적은 영역에 대해 해상도가 낮은 이미지를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대한 스캔 지점의 X축 값의 변화와 Y축 값의 변화 사이에 위상차를 부여하여 비월주사(interlaced)방식의 스캔을 함으로써, 기존의 스캔 방법에 비해 더 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학 장치의 컴포넌트들을 예시적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 광학 모듈(1000), 스캔모듈(2000) 및 제어부(3000)를 포함할 수 있다.
광학 모듈(1000)은 대상체에게 레이저를 조사할 수 있고, 대상체로부터 산란된 광신호를 감지할 수 있다. 또한, 광학 모듈(1000)은 특정 영역에 순차적으로 복수의 레이저를 조사할 수 있고, 특정 영역으로부터 산란된 광신호들을 감지할 수 있다. 광학 모듈(1000)은 라이다(LIDAR: Light Detection and Ranging)를 포함할 수 있다.
스캔모듈(2000)은 광학 모듈(1000)에 의해 조사된 레이저의 방향을 조절할 수 있다. 스캔모듈(2000)은 광학 모듈(1000)에 의해 조사된 레이저의 방향을 조절함으로써, 특정 영역에 대한 레이저의 목표 지점(point)을 조정할 수 있다.
스캔모듈(2000)은 복수개의 미러부(2100)들을 포함할 수 있다. 이 경우 미러부(2100)는 다양한 미러로 구성될 수 있다. 예를 들어, 미러부(2100)는 사경 미러 또는 프리즘 미러로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
미러부(2100)는 축을 기준으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 미러부(2100)는 X축, Y축 또는 Z축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한, 미러부(2100)는 X축과 제 1 각도, Y 축과 제 2 각도. Z축과 제 3 각도를 갖는 축을 기준으로 회전할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
미러부(2100)의 회전은 조사된 레이저의 방향이 다양한 방향으로 변경되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 미러부(2100)의 회전으로 인해 조사된 레이저와 미러부(2100)가 형성하는 각도는 변경될 수 있고, 그 결과 레이저가 반사되는 방향은 변경될 수 있다.
미러부(2100)의 회전은 조사된 레이저와 미러부(2100)가 형성하는 각도가 다양하도록 허용할 수 있다. 이로 인해 조사된 레이저의 방향이 동일한때, 미러부(2100)의 회전은 반사되는 레이저의 방향이 다양하도록 허용할 수 있다.
스캔모듈(2000)은 복수의 미러부(2100)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캔모듈(2000)은 두개의 미러부(2100)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
스캔모듈(2000)이 복수의 미러부(2100)들을 포함하는 경우, 스캔모듈(2000)에 입사된 레이저는 복수의 미러부(2100)들에 의해 방향이 조정될 수 있다. 예를 들어, 스캔모듈(2000)은 두개의 미러부(2100)를 포함할 수 있고, 스캔모듈(2000)에 입사된 레이저는 제 1 미러부(2100)에 의해 특정 영역에 대한 X축 좌표값이 조정되고, 제 2 미러부(2100)에 의해 특정 영역에 대한 Y축 좌표값이 조정될 수 있다.
패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써, 광학 장치(10000)가 특정 영역을 다양한 방법으로 스캔하도록 허용할 수 있다.
예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써 스캔모듈(2000)에 순차적으로 입사되는 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 영역 내에서 상이하도록 허용할 수 있고, 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 패턴을 갖도록 허용할 수 있다.
이 경우, 패턴 형성부(3100)는 복수의 미러부(2100)들이 독립적으로 회전하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 제 1 미러부(2100)를 구동시킴으로써, 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저의 목표 지점들의 X 좌표 값을 변경시킬 수 있다. 또한, 패턴 형성부(3100)는 제 2 미러부(2200)를 구동시킴으로써, 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저의 목표 지점들의 Y 좌표값을 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 대해 순차적으로 조사되는 복수의 레이저들의 목표지점들의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 적절히 변화시킴으로써, 순차적으로 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들의 X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 특정 신호에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 정현파 신호에 따라 변화될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이 경우, X 좌표 값들이 의존적인 신호와 Y 좌표 값들이 의존적인 신호는 독립적일 수 있다. 예를 들어, X 좌표 값들이 제 1 신호에 따라 변화되고, Y 좌표 값들은 제 2 신호에 따라 변화되는 경우, 제 1 신호와 제 2 신호는 상이할 수 있다. 자세히 예를 들면, 제 1 신호와 제 2 신호는 진폭, 주파수 및 위상 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
패턴 형성부(3100)는 제 1 신호의 진폭, 제 1 신호의 주파수, 제 2 신호의 진폭, 제 2 신호의 주파수 및 제 1 신호화 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 순차적으로 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있다.
예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 제 1 신호의 진폭, 상기 제 1 신호의 주파수, 상기 제 2 신호의 진폭, 상기 제 2 신호의 주파수, 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 특정 패턴이 리사주(lisajous) 도형을 형성하도록 허용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 순차적으로 조사되는 복수의 레이저들의 목표 지점들이, 특정 영역의 중심부에서 외곽부로, 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 나선 형상으로 연결되는 점선의 이웃 간격은 적응적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 중심부와 외곽부의 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 동일할 수 있다. 또한, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 중심부보다 외곽부에서 더 좁을 수 있고, 외곽부보다 중심부에서 더 좁을 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들의 밀도를 상이하게 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들의 개수와 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들의 개수는 상이할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정영역을 중심에서 외곽으로 스캔하는 경우와 외곽에서 중심으로 스캔하는 경우, 동일하지 않은 패턴으로 스캔하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 중심에서 외곽으로 제 1 패턴으로 스캔한 이후, 외곽에서 중심으로 스캔하는때 시프트(shift)된 제 1 패턴으로 스캔하도록 허용할 수 있다. 패턴 형성부(3100)가 중심에서 외곽으로 제 1 패턴에 따라 스캔하도록 허용한 이후, 외곽에서 중심으로 시프트(shift)된 제 1 패턴을 이용하여 스캔하도록 허용함으로써, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대해 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들이 형성하는 특정 패턴이 상이하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴과, 특정 영역내의 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴은 상이할 수 있다.
광학 장치(10000)의 광학 모듈(1000)은 특정 영역으로부터 산란된 복수의 광신호들을 획득할 수 있다. 또한, 획득한 광신호들에 기초하여 특정 영역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역에 포함된 물체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역 내에 물체가 존재하는지 여부, 존재하는 물체의 위치, 물체의 이동 속도, 물체의 이미지, 광학 장치(10000)와 물체 사이의 거리 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이 경우, 광학 장치(10000)는 송수신 일체형 광학 모듈(1000)을 통해 광수신부(400)의 방향을 조사된 레이저의 목표 지점의 방향과 일치시킬 수 있다.
예를 들어, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용할 수 있고, 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 형성하는 특정 패턴에 따라 광수신부(400)의 방향을 조정함으로써, 광신호들을 효율적으로 획득할 수 있다.
광학 장치(10000)의 이미지 생성부(3200)는 획득한 특정 영역에 대한 정보에 기초하여 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 생성부(3200)는 특정 영역에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.
이 경우, 이미지 생성부(3200)는 특정 패턴에 따라 적응적인 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역이 복수의 영역으로 구분되고 각각의 영역에 대한 레이저의 목표 지점들의 개수가 상이한 경우, 이미지 생성부(3200)는 레이저의 목표 지점들의 개수가 많은 영역에 대해 해상도가 높은 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성부(3200)는 레이저의 목표 지점들의 개수가 적은 영역에 대해 해상도가 낮은 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈(1000)은 광송신부(100), 광반사부(200), 광감지부(300), 광수신부(400) 및 편광변경부(500)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광송신부(100)는 다양한 특성을 갖는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)는 위상, 출력, 파장, 스펙트럼 특성, 펄스 폭 및 펄스 모양 등이 다양한 광을 조사할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광송신부(100)는 다양한 모듈에 의해 구성될 수 있다. 광송신부(100)는 특정 파장의 광을 조사하는 레이저 광원, 파장의 가변이 가능한 레이저 광원, 저전력이 가능한 반도체 레이저 다이오드에 의해 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광반사부(200)는 조사된 광을 반사할 수 있다. 광반사부(200)는 다양한 렌즈로 구성될 수 있고, 다양한 미러로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광반사부(200)는 사경 미러(mirror), 프리즘 미러, 또는 편광 광선 분리기(polarizing beam splitter)로 구성될 수 있다. 광반사부(200)는 하나의 미러로 구성될 수 있고, 복수개의 미러의 결합으로 구성될 수 있고, 미러와 렌즈의 조합으로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 대응시킬 수 있다.
예를 들어, 광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축의 방향과 조사된 광의 송신 광축의 방향을 일치시킬 수 있다.
또한, 광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 일치시킬 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광반사부(200)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 광감지부(300)와 광수신부(400)사이에 배치될 수 있다. 또한, 광반사부(200)는 광감지부(300)와 대상 물체 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 광반사부(200)는 광수신부(400)와 접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광반사부(200)는 특정 편광의 형태를 갖는 레이저를 반사시킬 수 있으며, 다른 특정 편광의 형태를 갖는 레이저는 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 제 1 편광 형태를 갖는 레이저를 반사시킬 수 있다. 또한, 광반사부(200)는 제 2 편광 형태를 갖는 레이저를 투과시킬 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 광반사부(200)는 특정 편광의 형태를 갖는 광신호를 반사시킬 수 있으며, 다른 특정 편광의 형태를 갖는 광신호는 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 제 1 편광 형태를 갖는 광신호를 반사시킬 수 있다. 또한, 광반사부(200)는 제 2 편광 형태를 갖는 광신호를 투과시킬 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광수신부(400)는 대상체로부터 산란된 광신호를 광감지부(300)가 감지할 수 있도록, 산란된 레이저를 집속(focusing)시킬 수 있다.
광수신부(400)는 다양한 렌즈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광수신부(400)는 볼록렌즈 또는 오목렌즈에 의해 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
대상체로부터 산란된 광신호는 광수신부(400)에 의해 집속될 수 있고, 집속된 광신호는 광감지부(300)에 의해 감지될 수 있다.
광감지부(300)는 광신호를 감지할 수 있다. 예를 들어, 광감지부(300)는 광수신부(400)에 의해 집속된 광신호를 감지할 수 있다. 광감지부(300)는 감지된 광신호에 대한 정보를 제어부(3000)에 전송할 수 있다. 제어부(3000)의 이미지 생성부(3200)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 3D이미지를 생성할 수 있다.
광수신부(400)의 광시야각(FOV)은 조절될 수 있다. 광수신부(400)의 광시야각이 큰 경우에, 광수신부(400)는 넓은 영역에 인입되는 광신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)는 넓은 영역에 인입되는 광신호를 수신할 수 있는 반면, 신호대 잡음비는 낮아질 수 있다. 또한, 광수신부(400)의 광시야각이 좁은 경우에, 광수신부(400)는 좁은 영역에 인입되는 광신호를 감지할 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)는 좁은 영역에 인입되는 광신호를 감지하는 반면, 신호대 잡음비는 높아질 수 있다.
편광변경부(500)는 투과되는 광의 편광을 변경시킬 수 있다.
예를 들어, 편광변경부(500)는 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 편광을 변경시킬 수 있다. 자세히 예를 들어, 편광변경부(500)는 특정 방향의 레이저 편광을 원형으로 변경시킬 수 있다.
또한, 편광변경부(500)는 광수신부(400)에 의해 집속된 광신호의 편광을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 편광변경부(500)는 광신호의 편광을 특정 방향의 선형 편광으로 변경시킬 수 있다. 이 경우, 편광변경부(500)는 광반사부(200)를 투과할 수 있는 편광으로 광신호의 편광을 변경시킬 수 있다. 그 결과, 편광이 변경된 광신호는 광반사부(200)를 투과하여 광감지부(300)로 인입될 수 있고, 광감지부(300)는 인입된 광신호를 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(3000)는 광송신부(100), 광감지부(300), 광수신부(400), 편광변경부(500) 및 광반사부(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(3000)는 광송신부(100), 광감지부(300) 및 광반사부(200) 중 적어도 하나를 제어하여, 조사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축이 대응되도록 허용할 수 있다.
제어부(3000)는 광송신부(100)의 위치를 이동시킬 수 있고, 광송신부(100)가 광을 조사하는 방향을 조절할 수 있다.
또한, 제어부(3000)는 광반사부(200)의 방향을 변경시킬 수 있으며, 광송신부(100)와 광반사부(200)사이의 거리를 변경시킬 수 있다. 제어부(3000)는 광반사부(200)의 위치, 방향, 또는 이들의 조합을 변경시켜, 조사된 광의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축을 대응시킬 수 있다.
또한, 제어부(3000)는 광수신부(400)의 광축을 변경시킴으로써, 조사된 광의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축을 대응시킬 수 있다. 또한, 제어부(3000)는 광수신부(400)의 수신 범위를 조정할 수 있다.
전술한 예에 한정되지 않고, 제어부(3000)는 광학 모듈(1000)에 포함된 모듈들이 다양한 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 광학 장치(10000)가 구비된 차량이 제공될 수 있다.
차량은 광학 모듈을 제어하는 제어부(미도시)와 광학 장치(10000)를 구비할 수 있다.
차량은 구비된 광학 장치(10000)를 이용하여, 대상체의 다양한 특성을 획득할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(10000)는 레이저를 목표물에 비춤으로써 대상체까지의 거리, 대상체의 방향, 대상체의 속도, 대상체의 온도, 대상체의 물질 분포, 대상체의 3D 이미지 및 대상체의 농도 특성 중 적어도 하나를 획득할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
차량은 구비된 광학 장치(10000)를 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량은 구비된 광학 장치(10000)를 이용하여 대상체와의 거리 정보 및 대상체의 방향 정보를 획득하고, 획득한 정보들에 기초하여 속도 및 방향을 조절함으로써, 자율 주행을 수행할 수 있다.
또한, 차량은 구비된 광학 정차(10000)를 이용하여 주변의 대상체 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 차량은 구비된 광학 장치(10000)를 이용하여 주변의 대상체에 대한 3D 이미지를 생성하고, 생성된 3D 이미지를 사용자게 보여줄 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광학 장치(10000)는 언급한 차량 뿐만 아니라, 드론, 비행기, 오토바이 등 다양한 운송 수단에 장착 가능하며, 이에 한정되지 않는다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 스캔 모듈을 예시적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캔모듈(2000)은 광학 모듈(1000)에 의해 조사된 레이저의 방향을 조절할 수 있다. 스캔모듈(2000)은 광학 모듈(1000)에 의해 조사된 레이저의 방향을 조절함으로써, 특정 영역에 대한 레이저의 목표 지점(point)을 조정할 수 있다.
스캔모듈(2000)은 복수개의 미러부(2100)들을 포함할 수 있다. 이 경우 미러부(2100)는 다양한 미러로 구성될 수 있다.
미러부(2100)는 축을 기준으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 미러부(2100)는 X축, Y축 또는 Z축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한, 미러부(2100)는 X축과 제 1 각도, Y 축과 제 2 각도. Z축과 제 3 각도를 갖는 축을 기준으로 회전할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
미러부(2100)의 회전은 조사된 레이저의 방향이 다양한 방향으로 변경되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 미러부(2100)의 회전으로 인해 조사된 레이저와 미러부(2100)가 형성하는 각도는 변경될 수 있고, 그 결과 레이저가 반사되는 방향은 변경될 수 있다.
미러부(2100)의 회전은 조사된 레이저와 미러부(2100)가 형성하는 각도가 다양하도록 허용할 수 있다. 이로 인해 조사된 레이저의 방향이 동일한때, 미러부(2100)의 회전은 반사되는 레이저의 방향이 다양하도록 허용할 수 있다.
스캔모듈(2000)은 복수의 미러부(2100)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캔모듈(2000)은 두개의 미러부(2100)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
스캔모듈(2000)이 복수의 미러부(2100)들을 포함하는 경우, 스캔모듈(2000)에 입사된 레이저는 복수의 미러부(2100)들에 의해 방향이 조정될 수 있다. 예를 들어, 스캔모듈(2000)은 두개의 미러부(2100)를 포함할 수 있고, 스캔모듈(2000)에 입사된 레이저는 제 1 미러부(2100)에 의해 특정 영역에 대한 X축 목표 지점 값이 조정되고, 제 2 미러부(2100)에 의해 특정 영역에 대한 Y축 목표 지점 값이 조정될 수 있다.
도 4를 참조할 할 때, 조사된 레이저는 스캔 모듈 내에서 두개의 미러부(2100)에 의해 반사됨으로써, 레이저의 목표 지점이 조정될 수 있다.
첫번재 미러부(2100)에 의해, 레이저의 목표 지점의 x축 값이 조정될 수 있고, 두번재 미러부(2100)에 의해, 레이저의 목표 지점의 y축 값이 조정될 수 있다.
또한, 첫번째 미러부(2100)에 의해, 레이저의 목표 지점의 y축 값이 조정될 수 있고, 두번째 미러부(2100)에 의해 레이저의 목표 지점의 x축 값이 조정될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써, 광학 장치(10000)가 특정 영역을 다양한 방법으로 스캔하도록 허용할 수 있다.
예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써 스캔모듈(2000)에 입사되는 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 영역 내에서 상이하도록 허용할 수 있고, 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 패턴을 갖도록 허용할 수 있다.
이 경우, 패턴 형성부(3100)는 복수의 미러부(2100)들 각각이 상이한 신호에 따라 회전하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 X축 값을 변경시키는 제 1 미러부(2100)와, 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 Y축 값을 변경시키는 제 2 미러부(2100)를 독립적으로 제어함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 리사주(lissajous) 도형을 형성하도록 허용할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 X축 값을 변경시키는 제 1 미러부(2100)와 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 Y축 값을 변경시키는 제 2 미러부(2100)의 회전을 제어함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 영역의 중심부에서 외곽부로 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 나선 형상으로 연결되는 점선의 이웃 간격은 적응적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정 영역의 중심부와 외곽부에서, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 동일할 수 있다. 또한, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 특정 영역의 중심부보다 외곽부가 더 좁을 수 있고, 외곽부보다 중심부가 더 좁을 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들의 밀도를 상이하게 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들의 개수와 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점의 개수는 상이할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 그룹으로 구분할 수 있고, 각각의 그룹내의 복수의 레이저들의 목표 지점들이 형성하는 특정 패턴이 상이하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역내의 제 1 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴과, 특정 영역내의 제 2 영역에 포함된 레이저의 목표 지점들이 형성하는 패턴은 상이할 수 있다.
광학 장치(10000)의 광학 모듈(1000)은 특정 영역으로부터 반사된 복수의 레이저들을 감지할 수 있다. 또한, 감지된 레이저들에 기초하여 특정 영역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역에 포함된 물체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역에 대한 정보는 특정 영역 내에 물체가 존재하는지 여부, 존재하는 물체의 위치, 물체의 이동 속도, 물체의 이미지, 광학 장치(10000)와 물체 사이의 거리 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
광학 장치(10000)의 이미지 생성부(3200)는 획득한 특정 영역에 대한 정보에 기초하여 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 생성부(3200)는 특정 영역에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.
이 경우, 이미지 생성부(3200)는 특정 패턴에 따라 적응적인 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역이 복수의 영역으로 구분되고 각각의 영역에 대한 레이저의 목표 지점들의 개수가 상이한 경우, 이미지 생성부(3200)는 레이저의 목표 지점들의 개수가 많은 영역에 대해 해상도가 높은 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성부(3200)는 레이저의 목표 지점들의 개수가 적은 영역에 대해 해상도가 낮은 이미지를 생성할 수 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써, 광학 장치(10000)가 특정 영역을 다양한 방법으로 스캔하도록 허용할 수 있다.
예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 스캔모듈(2000)을 제어함으로써 스캔모듈(2000)에 입사되는 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 영역 내에서 상이하도록 허용할 수 있고, 복수의 레이저들의 목표 지점(point)들이 특정 패턴을 갖도록 허용할 수 있다.
도 5 를 참조할때, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 X축 값을 변경시키는 제 1 미러부(2100)와 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 Y축 값을 변경시키는 제 2 미러부(2100)의 회전을 제어함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 특정 영역의 중심부에서 외곽부로 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하도록 허용할 수 있다.
이 경우, 나선 형상으로 연결되는 점선의 이웃 간격은 적응적으로 조정될 수 있다. 도 5 를 참조할때, 특정 영역의 중심부와 외곽부에서, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 동일할 수 있다. 또한, 도 8 을 참조할때, 나선 형상으로 연결되는 선의 이웃 간격은 중심부보다 외곽부에서 더 좁을 수 있다.
또한, 도 7 을 참조할때, 패턴 형성부(3100)는 제 1 미러부(2100)및 제 2 미러부(2100)의 회전을 조정함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 다양한 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 도 7(a)를 참조할 때, 패턴 형성부(3100)는 레이저들의 목표 지점들이 나선 형상으로 연결되는 선을 형성하도록 허용할 수 있다. 또한, 도 7(b)를 참조할 때, 레이저들의 목표 지점들이 나선 형상으로 연결되는 선은 평행 이동 될 수 있다.
이 경우, 패턴 형성부(3100)는 특정영역을 중심에서 외곽으로 스캔하는 경우와 외곽에서 중심으로 스캔하는 경우, 동일하지 않은 패턴으로 스캔하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 도 7(b)를 참조할때, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 중심에서 외곽으로 제 1 패턴(실선 부분)으로 스캔한 이후, 외곽에서 중심으로 스캔하는때, 시프트(shift)된 제 1 패턴(점선 부분)으로 스캔하도록 허용할 수 있다. 패턴 형성부(3100)가 중심에서 외곽으로 제 1 패턴에 따라 스캔하도록 허용한 이후, 외곽에서 중심으로 시프트(shift)된 제 1 패턴을 이용하여 스캔하도록 허용함으로써, 광학 장치(10000)는 특정 영역에 대해 높은 해상도의 이미지를 획득할 수 있다.
이 경우, 패턴 형성부(3100)는 광학 장치(10000) 특정 영역을 스캔 할때마다 상이한 패턴이 형성되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 610 패턴과 620 패턴이 번갈아 형성 되도록 복수의 미러부(2100)들을 제어할 수 있다.
도 6 을 참조할 때, 패턴 형성부(3100)는 복수의 미러부(2100)들이 각각이 상이한 신호에 따라 회전하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 X축을 변경시키는 제 1 미러부(2100)가 제 1 신호에 따라 회전하도록 허용하고, 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 Y축을 변경시키는 제 2 미러부(2100)가 제 2 신호에 따라 회전하도록 허용함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 다양한 형상을 갖도록 허용할 수 있다.
도 9 를 참조할 때, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 X축을 변경시키는 제 1 미러부(2100)가 제 1 신호에 따라 회전하도록 허용하고, 특정 영역에 조사되는 레이저의 목표 지점의 Y축을 변경시키는 제 2 미러부(2100)가 제 2 신호에 따라 회전하도록 허용함으로써, 조사된 복수의 레이저들의 목표 지점들이 리사주(lissajous) 도형을 형성하도록 허용할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 영역으로 분할하고 분할된 영역들 각각에 대해 상이한 패턴이 형성되도록 스캔모듈(2000)을 제어할 수 있다.
또한, 패턴 형성부(3100)는 특정 영역을 복수의 영역으로 분할하고 분할된 영역들 각각에 포함된 레이저의 목표 지점들의 밀도가 상이한 패턴이 형성되도록 스캔모듈(2000)을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 일시적 기록매체 및 비-일시적 기록매체를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (11)
- 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 방법에 있어서,
상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용 하는 단계;
상기 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 수신하는 단계; 및
상기 수신한 광신호들에 기초하여, 상기 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성하는 단계;
를 포함하는
특정 영역 스캔 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 특정 패턴을 형성하도록 허용 하는 단계는:
제 1 신호에 따라 상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들의 X 좌표 값을 변화시키는 단계; 및
제 2 신호에 따라 상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표지점들의 Y좌표 값을 변화시키는 단계;
를 포함하고,
상기 제 1 신호의 진폭, 상기 제 1 신호의 주파수, 상기 제 2 신호의 진폭, 상기 제 2 신호의 주파수, 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 특정 패턴을 형성하도록 허용하는,
특정 영역 스캔 방법. - 제 2 항에 있어서 상기 스캔 방법은,
상기 제 1 신호의 진폭, 상기 제 1 신호의 주파수, 상기 제 2 신호의 진폭, 상기 제 2 신호의 주파수, 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 특정 패턴이 리사주(lisajous) 도형을 형성하도록 허용하는,
특정 영역 스캔 방법. - 광학 모듈을 이용하여 특정 영역을 스캔하는 광학 장치에 있어서,
상기 특정 영역에 대해 순차적으로 레이저들을 조사하고, 상기 조사된 레이저들이 산란됨으로써 발생하는 광신호들을 감지하여 특정 영역에 대한 정보를 획득하는 광학 모듈;
상기 광학 모듈이 조사한 레이저의 방향을 조절하는 스캔 모듈;
상기 스캔 모듈을 제어하여 상기 특정 범위에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들이 특정 패턴을 형성하도록 허용하는 패턴 형성부; 및
상기 획득한 특정 영역에 대한 정보에 기초하여, 상기 특정 영역에 대한 스캔 이미지를 생성하는 이미지 생성부;
를 포함하는,
광학 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 스캔 모듈은 복수의 미러부들을 포함하고, 상기 복수의 미러부들 각각은 상이한 축을 기준으로 회전하며, 상기 광학 모듈이 조사한 레이저는 상기 복수의 미러부들에 의해 조사되는 방향이 조정되는,
광학 장치. - 제 5 항에 있어서 상기 패턴 형성부는 상기 복수의 미러부들을 제어함으로써,
상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표 지점들의 X 좌표 값을 제 1 신호에 따라 변화시키고,
상기 특정 영역에 순차적으로 조사되는 레이저들의 목표지점들의 Y좌표 값을 제 2 신호에 따라 변화시키며,
상기 제 1 신호의 진폭, 상기 제 1 신호의 주파수, 상기 제 2 신호의 진폭, 상기 제 2 신호의 주파수, 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차이 중 적어도 하나를 조절하여 상기 특정 패턴이 형성되도록 허용하는,
광학 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 특정 패턴이 리사주(lisajous) 도형을 형성하도록 허용하는,
광학 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 특정 패턴은 상기 특정 영역의 중심부에서 외곽부로 나선 형상으로 연결 되는 점선을 형성하는,
광학 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 특정 영역은 복수개의 영역으로 구분되고,
상기 특정 패턴은 상기 복수개의 영역에 따라 상이한 패턴을 형성하는,
광학 장치. - 제 4 항에 있어서 상기 특정 패턴은,
상기 특정 영역의 중심에서 상기 특정 영역의 외곽으로 스캔되는 경우, 제 1 패턴으로 형성되고,
상기 특정 영역의 중심에서 상기 특정 영역의 외곽으로 스캔된 이후, 상기 특정 영역의 외곽에서 상기 특정 영역의 중심으로 스캔되는 경우, 시프트(shift)된 제 1 패턴으로 형성되는,
광학 장치. - 제 4 항에 있어서 상기 광학 모듈은:
레이저를 생성하고, 생성된 레이저를 조사하는 광송신부;
대상체로부터 산란된 광신호를 집속시키는(focusing) 광수신부;
상기 광수신부에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광감지부; 및
상기 광송신부에 의해 조사된 레이저를 반사함으로써, 상기 광수신부의 광축과 상기 조사된 레이저의 송신 광축의 방향을 일치시키는 광반사부;
를 포함하는,
광학 장치.
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- 2016-07-13 KR KR1020160088748A patent/KR20170134945A/ko not_active Application Discontinuation
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