KR20170134945A - Lidar optical apparatus including improved structure - Google Patents

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KR20170134945A
KR20170134945A KR1020160088748A KR20160088748A KR20170134945A KR 20170134945 A KR20170134945 A KR 20170134945A KR 1020160088748 A KR1020160088748 A KR 1020160088748A KR 20160088748 A KR20160088748 A KR 20160088748A KR 20170134945 A KR20170134945 A KR 20170134945A
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조성주
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Abstract

Provided is a lidar optical device having an improved structure. The lidar optical device comprises: a light transmitting part generating a laser and emitting the generated laser; a light receiving part focusing the laser reflected from a target; a light detecting part detecting an optical signal focused by the light receiving part; and a light reflective part corresponding the optical axis of the light receiving part to a transmission optical axis of the laser by reflecting the laser emitted by the light transmitting part.

Description

개선된 구조를 갖는 라이다 광학장치{LIDAR OPTICAL APPARATUS INCLUDING IMPROVED STRUCTURE}[0001] LIDAR OPTICAL APPARATUS INCLUDING IMPROVED STRUCTURE [0002]

본 발명은 라이다 광학장치에 대한 것으로, 특히 라이다 광학장치의 개선된 구조에 대한 것이다. The present invention relates to a Lidar optics, and in particular to an improved structure of Lidar optics.

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.Light Detection and Ranging (LIDAR), also called laser radar, has been used to measure the distribution of airborne dust particles or air pollution. This means to measure the pollution degree of the atmosphere by analyzing the laser which is backward scattered and returned to the atmosphere after irradiating the laser.

지구과학 및 우주 탐사를 목적으로 지속적으로 발전해 온 라이다는 현재 항공기 및 위성에 탑재되어 정밀한 지구 지형 및 환경 관측을 위한 주요 수단으로 사용되고 있다. 또한, 라이다는 우주 정거장과 우주선의 도킹 시스템, 우주 탐사 로봇에 활용되고 있다.Lida, which has been continuously developed for the purpose of earth science and space exploration, is currently used in aircraft and satellites and is being used as a major means for precise terrain and environmental observation. In addition, Lada has been used in space station, spacecraft docking systems, and space exploration robots.

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.In addition, Raida is a core technology of laser scanner for 3D image restoration and 3D image sensor for future unmanned automobiles, as well as a simple form of Raida for measuring distance from the ground and cracking speed violation The utilization and importance are gradually increasing as it is utilized.

일반적으로 라이다 광학장치는 송신 광학장치와 수신 광학장치가 분리되어 별도의 시스템으로 구성된 분리형으로 구성된다. 분리형 라이다 시스템은 송신 광학장치와 수신 광학장치가 분리되어 별도의 시스템으로 구성되어 있어서, 기계적으로 안정성이 부족하고 사각지대가 발생하며, 송신 빔의 출력을 낮추는 경우 수신 광학장치가 과도하게 커지는 문제점이 있었다.Generally, a Lydia optic is configured as a separate type in which the transmission optics and the reception optics are separated and configured as separate systems. In the separate Lidar system, since the transmission optical system and the reception optical system are separated from each other to constitute a separate system, there is a problem that the stability of the optical system is insufficient and a blind spot is generated, and the reception optical apparatus becomes excessively large .

한국 공개 특허 KR20130098079Korean Patent Publication No. KR20130098079

본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 송수신 일체형 라이다 광학장치의 개선된 구조에 대한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is devised in response to the above-described background art, and relates to an improved structure of a transmission-reception integrated Lada optical device.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예들 중 제 1 측면은, 레이저를 생성하고, 생성된 레이저를 조사하는 광송신부; 타겟으로부터 산란된 광신호를 집속시키는(focusing) 광수신부; 상기 광수신부에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광감지부; 및 상기 광송신부에 의해 조사된 레이저를 반사함으로써, 상기 광수신부의 광축과 상기 레이저의 송신 광축을 대응시키는 광반사부; 를 포함하는, 라이다 광학장치를 제공할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus including: a light transmitting unit for generating a laser and irradiating a generated laser; A light receiving portion that focuses an optical signal scattered from a target; A light sensing unit for sensing an optical signal focused by the light receiving unit; And a light reflecting portion that reflects the laser beam irradiated by the optical transmitting portion to correspond the optical axis of the light receiving portion to the transmission optical axis of the laser; And a second optical element.

본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 송수신 일체형 라이다 광학장치의 개선된 구조를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to cope with the above-described background art, and provides an improved structure of a transmission-reception integrated Lada optical device.

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 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 라이다 광학장치의 컴포넌트들을 예시적으로 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광수신부의 수신 범위에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 광반사부(200)가 생략된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.Various aspects are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like elements throughout. In the following examples, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will be apparent that such aspect (s) may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing one or more aspects.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 illustrates, by way of example, a Lada optical device in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 2 illustrates, by way of example, components of a Lada optical device in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 3 illustrates by way of example a Lada optical apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 4 illustrates by way of example a Lada optical device in accordance with another embodiment of the present invention.
5 illustrates an exemplary Lada optical apparatus in accordance with another embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a reception range of a light receiver according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 illustrates, by way of example, a ladder optics in which a light reflector 200 is omitted, in accordance with an embodiment of the present invention.

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.Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. In this specification, various explanations are given in order to provide an understanding of the present invention. It will be apparent, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are provided in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.

본 명세서에서 사용되는 용어 “광축”은 광학장치의 회전 대칭축을 의미한다. 예를 들어, 레이저의 광축은 레이저의 중심축을 의미할 수 있고, 레이저의 송신 광축은 라이다 광학장치(1000)가 송신하는 레이저의 중심축을 의미할 수 있고, 광수신부(400)의 광축은 광수신부(400)가 광신호를 수신할 수 있는 영역의 중심축을 의미할 수 있다. As used herein, the term " optical axis " refers to the rotational symmetry axis of an optical device. For example, the optical axis of the laser may mean the central axis of the laser, and the transmission optical axis of the laser may mean the central axis of the laser transmitted by the optical device 1000, And may mean the center axis of the area where the brim 400 can receive the optical signal.

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. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 illustrates, by way of example, a Lada optical device in accordance with one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 광학장치(1000)는 레이저를 목표물에 비춤으로써 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Lidar optics 1000 may sense at least one of the distance, direction, velocity, temperature, material distribution and concentration characteristics to the object by illuminating the laser with the target.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 광학장치(1000)는 펄스 신호를 방출하고, 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 신호들이 감지되는 시간을 측정함으로써, 물체와 라이다 광학장치(1000)사이의 거리를 측정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Lidar optics 1000 emits a pulse signal and measures the time that the reflected pulse signals from objects within the measurement range are sensed, ) Can be measured.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 광학장치(1000)는 송수신 일체형 광학장치일 수 있다. 이 경우, 라이다 광학장치(1000)는 광을 조사할 수 있고, 대상체로부터 산란된 광을 감지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Lada optical device 1000 may be a transmission / reception integrated optical device. In this case, the LIDAR optical device 1000 can irradiate light and can sense the scattered light from the object.

라이다 광학장치(1000)는 광송신부(100)와 광감지부(300)를 포함할 수 있다. 광송신부(100)에서 조사된 광(예를 들어, 레이저 등)은 물체로부터 산란됨으로써, 광신호를 발생시킬 수 있다. 광신호는 광수신부(400)에 의해 집속(focusing)될 수 있고, 집속된 광신호는 광감지부(300)에서 감지될 수 있다.The Lidar optical device 1000 may include an optical transmitter 100 and a light sensing unit 300. The light (for example, laser or the like) irradiated from the optical transmitter 100 can be scattered from the object, thereby generating an optical signal. The optical signal can be focused by the light receiving unit 400 and the focused optical signal can be detected by the optical sensing unit 300.

라이다 광학장치(1000)는 광감지부(300)에서 감지된 신호들을 조합하여 3D 이미지 영상을 만들 수 있다. The Lidar optics apparatus 1000 may combine signals sensed by the light sensing unit 300 to produce a 3D image.

예를 들어, 라이다 광학장치(1000)는 광을 조사하고, 물체로부터 산란되는 광신호를 감지하는 단계를 복수회 반복하며, 복수회 동안 수집된 광신호들을 이용하여 3D 이미지를 생성할 수 있다.For example, the Lidar optics 1000 may repeat the step of illuminating the light and sensing the optical signal scattered from the object a plurality of times, and using the optical signals collected for a plurality of times, generate a 3D image .

또한, 예를 들어, 라이다 광학장치(1000)는 단일 또는 여러 개의 레이저 빔을 이용하여 회전 또는 미러 주사(mirror-scanning)의 방식으로 주변 공간에 있는 사물의 거리 정보등을 수집함으로써, 2차원 및 3차원 영상을 획득할 수 있다. 또한, 라이다 광학장치(1000)는 단일 레이저 빔을 관측 대상 공간에 동시에 확대 조사하고, 반사된 레이저 광을 다중 배열 수신소자를 통하여 수신함으로써, 세분화된 화소별 거리 정보를 획득할 수 있고, 이를 이용하여 실시간으로 3차원 영상을 획득할 수 있다.In addition, for example, the Lydia optical apparatus 1000 collects distance information of an object in the surrounding space in a rotating or mirror-scanning manner using a single or multiple laser beams, And three-dimensional images can be obtained. Further, the LIDAR optical system 1000 can simultaneously acquire the divided distance information of each pixel by simultaneously exposing a single laser beam to a space to be observed and receiving the reflected laser light through the multi-array receiving element, So that a three-dimensional image can be acquired in real time.

기존의 라이다 광학장치는 레이저의 송신 광축과 광수신부(300)의 광축이 대응되지 않아, 많은 문제가 발생하였다. 예를 들어, 광송신부(100)에서 조사된 레이저의 송신 광축과 광감지부(300)의 광축이 대응되지 않아, 광수신부(400)는 산란되는 신호를 감지하기 위하여 넓은 광시야각(Field of View)을 가졌어야 했다.In the conventional Lada optical apparatus, the transmission optical axis of the laser does not correspond to the optical axis of the light reception unit 300, and thus many problems have occurred. For example, since the transmission optical axis of the laser beam irradiated by the optical transmitter 100 does not correspond to the optical axis of the optical sensing unit 300, the optical receiver 400 can detect a wide field of view ).

반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광송신부(100)에 의해 조사된 레이저의 송신 광축과, 광감지부(300)의 광축이 대응될 수 있다. 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축이 대응되는 경우, 광수신부(400)의 광시야각은 축소 가능하다. 그 결과, 라이다 광학장치(1000)의 신호대 잡음비(SNR)는 증가될 수 있고, 동일한 출력의 레이저를 사용하더라도 최대 관측 거리를 증가시킬 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the transmission optical axis of the laser irradiated by the optical transmission unit 100 and the optical axis of the optical sensing unit 300 may correspond to each other. When the transmission axis of the laser beam corresponds to the optical axis of the light receiving section 400, the optical viewing angle of the light receiving section 400 can be reduced. As a result, the signal-to-noise ratio (SNR) of the Lidar optics apparatus 1000 can be increased and the maximum observation distance can be increased even if a laser of the same output is used.

또한, 조사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(300)의 광축이 대응됨으로써, 라이다 광학장치의 관측 화각이 넓어질 수 있어, 라이다 광학장치의 설치 개수는 감소될 수 있다. In addition, since the transmission optical axis of the irradiated laser and the optical axis of the light receiving portion 300 correspond to each other, the angle of view of the LADIA optical device can be widened, so that the number of LADA optical devices can be reduced.

또한, 조사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축이 대응됨으로써, 기존의 라이다 광학장치에 비해 좁은 면적의 광수신부(400)의 사용이 가능하고, 이에 따라 라이다 광학장치의 소형화가 가능하며, 라이다 광학장치의 비용을 감소시킬 수 있고, 광감지부(300)의 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 다른 라이다 광학장치에서 조사된 레이저에 의한 교란 가능성은 감소될 수 있다.Further, since the transmission optical axis of the irradiated laser and the optical axis of the light receiving section 400 correspond to each other, it is possible to use the light receiving section 400 having a smaller area than that of the conventional LADIA optical device, The cost of the Lada optical device can be reduced, and the reaction speed of the light sensing part 300 can be increased. Furthermore, the possibility of disturbance by the laser irradiated in other Lada optics can be reduced.

도 2 는 본 발명의 일 실시예와 관련된 라이다 광학장치의 컴포넌트들을 예시적으로 도시한다.Figure 2 illustrates, by way of example, components of a Lada optical device in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 광학장치(1000)는 광송신부(100), 광반사부(200), 광감지부(300), 광수신부(400), 편광변경부(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 이미지 생성부(610)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the LIDAR optical apparatus 1000 includes an optical transmitter 100, a light reflector 200, a light sensing unit 300, a light receiving unit 400, a polarization changing unit 500, And may include a control unit 600. In addition, the control unit 600 may include the image generating unit 610, but is not limited thereto.

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. The optical transmitter 100 can irradiate light having various characteristics. For example, the optical transmitter 100 may irradiate various light such as phase, output, wavelength, spectral characteristic, pulse width, and pulse shape, but is not limited thereto.

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.The optical transmitter 100 may be configured by various modules. The optical transmitter 100 may include a laser light source that emits light of a specific wavelength, a laser light source that can vary wavelengths, and a semiconductor laser diode that is capable of low power, but is not limited thereto.

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.The light reflection portion 200 can reflect the irradiated light. The light reflection part 200 may be composed of various lenses and may be composed of various mirrors, but is not limited thereto. For example, the light reflection part 200 may be configured as a quadrature mirror, a prism mirror, or a polarizing beam splitter. The light reflection part 200 may be composed of a single mirror, a combination of a plurality of mirrors, or a combination of a mirror and a lens, but is not limited thereto.

광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 대응시킬 수 있다.The light reflecting portion 200 can match the optical axis of the light receiving portion 400 with the transmission optical axis of the irradiated light by reflecting the irradiated light.

예를 들어, 광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축의 방향과 조사된 광의 송신 광축의 방향을 일치시킬 수 있다.For example, the light reflection portion 200 can reflect the irradiated light so that the direction of the optical axis of the light reception portion 400 can coincide with the direction of the transmission optical axis of the irradiated light.

또한, 광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 일치시킬 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The light reflecting portion 200 may reflect the irradiated light so that the optical axis of the light receiving portion 400 coincides with the transmission optical axis of the irradiated light. However, the present invention is not limited thereto.

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.The light reflection part 200 may be disposed at various positions. For example, the light reflection part 200 may be disposed between the light sensing part 300 and the light reception part 400. Also, the light reflection unit 200 may be disposed between the light sensing unit 300 and the object. In this case, the light reflection part 200 can be disposed in contact with the light reception part 400.

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.According to another embodiment of the present invention, the light reflection portion 200 can reflect a laser having a specific polarization shape, and can transmit a laser having another specific polarization shape. For example, the light reflection portion 200 can reflect the laser having the first polarization form. Further, the light reflection portion 200 can transmit a laser having the second polarization type, but is not limited thereto.

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.Also, the light reflection part 200 can reflect an optical signal having a specific polarization shape, and can transmit an optical signal having another specific polarization shape. For example, the light reflection portion 200 may reflect an optical signal having the first polarization type. Also, the light reflection portion 200 can transmit an optical signal having the second polarization type, but is not limited thereto.

광수신부(400)는 대상체로부터 산란된 광신호를 광감지부(300)가 감지할 수 있도록, 산란된 레이저를 집속(focusing)시킬 수 있다. The light receiving unit 400 may focus the scattered laser so that the optical sensing unit 300 can sense the optical signal scattered from the object.

광수신부(400)는 다양한 렌즈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광수신부(400)는 볼록렌즈 또는 오목렌즈에 의해 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The light receiving portion 400 may be composed of various lenses. For example, the light receiving portion 400 may be composed of a convex lens or a concave lens, but is not limited thereto.

대상체로부터 산란된 광신호는 광수신부(400)에 의해 집속될 수 있고, 집속된 광신호는 광감지부(300)에 의해 감지될 수 있다.The optical signal scattered from the object can be focused by the light receiving unit 400 and the focused optical signal can be detected by the optical sensing unit 300. [

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(600)에 전송할 수 있다. 제어부(600)의 이미지 생성부(610)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 3D이미지를 생성할 수 있다.The light sensing unit 300 may sense an optical signal. For example, the light sensing unit 300 may sense an optical signal focused by the light receiving unit 400. The light sensing unit 300 may transmit information on the sensed optical signal to the controller 600. [ The image generator 610 of the control unit 600 may generate a 3D image of a target object by using the information about the optical signal.

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.The wide viewing angle FOV of the light receiving portion 400 can be adjusted. When the light reception angle of the light reception unit 400 is large, the light reception unit 400 can receive an optical signal that enters the wide area. In this case, the light reception section 400 can receive an optical signal input to a wide area, while a signal-to-noise ratio can be lowered. In addition, when the optical receiving portion 400 has a narrow viewing angle, the light receiving portion 400 can sense an optical signal that enters the narrow region. In this case, the optical receiver 400 senses an optical signal that is input to a narrow region, while a signal-to-noise ratio can be increased.

편광변경부(500)는 투과되는 광의 편광을 변경시킬 수 있다. The polarization changing unit 500 can change the polarization of the transmitted light.

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. For example, the polarization changing unit 500 can change the polarization of the laser reflected by the light reflecting unit 200. [ More specifically, for example, the polarization changing unit 500 can change the laser polarization in a specific direction to a circular shape.

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.Further, the polarization changing section 500 can change the polarization of the optical signal focused by the light receiving section 400. For example, the polarization changing section 500 can change the polarization of the optical signal into a linear polarization in a specific direction. In this case, the polarization changing section 500 can change the polarization of the optical signal with the polarized light that can pass through the light reflection section 200. As a result, the optical signal whose polarization is changed can be transmitted to the optical sensing unit 300 through the optical reflector 200, and the optical sensing unit 300 can sense the optical signal.

제어부(600)는 다양한 모듈에 의해 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 미리 설정된 소프트웨어에 따라 구동하는 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The control unit 600 may be configured by various modules. For example, the control unit 600 may be configured with at least one processor that is driven according to preset software, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(600)는 광송신부(100), 광감지부(300), 광수신부(400), 편광변경부(500) 및 광반사부(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 광송신부(100), 광감지부(300) 및 광반사부(200) 중 적어도 하나를 제어하여, 조사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축이 대응되도록 허용할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the controller 600 may control the optical transmitter 100, the light sensing unit 300, the light receiving unit 400, the polarization changing unit 500, and the light reflecting unit 200 have. For example, the controller 600 may control at least one of the optical transmitter 100, the optical detector 300, and the optical reflector 200 so that the transmission optical axis of the irradiated laser and the optical axis of the optical receiver 400 It can be allowed to correspond.

제어부(600)는 광송신부(100)의 위치를 이동시킬 수 있고, 광송신부(100)가 광을 조사하는 방향을 조절할 수 있다.The controller 600 can move the position of the optical transmitter 100 and adjust the direction in which the optical transmitter 100 irradiates the light.

또한, 제어부(600)는 광반사부(200)의 방향을 변경시킬 수 있으며, 광송신부(100)와 광반사부(200)사이의 거리를 변경시킬 수 있다. 제어부(600)는 광반사부(200)의 위치, 방향, 또는 이들의 조합을 변경시켜, 조사된 광의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축을 대응시킬 수 있다.The control unit 600 can change the direction of the light reflecting unit 200 and change the distance between the light transmitting unit 100 and the light reflecting unit 200. The control unit 600 can change the position, direction, or combination of the light reflection units 200 so that the transmission light axis of the irradiated light and the light axis of the light reception unit 400 can correspond to each other.

또한, 제어부(600)는 광수신부(400)의 광축을 변경시킴으로써, 조사된 광의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축을 대응시킬 수 있다. 또한, 제어부(600)는 광수신부(400)의 수신 범위를 조정할 수 있다.Further, the control unit 600 can change the optical axis of the light receiving unit 400 to match the transmission optical axis of the irradiated light with the optical axis of the light receiving unit 400. [ In addition, the control unit 600 can adjust the reception range of the light reception unit 400. [

전술한 예에 한정되지 않고, 제어부(600)는 라이다 광학장치(1000)에 포함된 모듈들이 다양한 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.The control unit 600 can control the modules included in the Lydia optics apparatus 1000 to perform various operations.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 라이다 광학장치(1000)가 구비된 대상체 감지 센서(미도시)가 제공될 수 있다. 대상체 감지 센서(미도시)는 라이다 광학장치(1000)와 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an object detection sensor (not shown) equipped with the above-described Lydar optical device 1000 may be provided. The object detection sensor (not shown) may include a Lidar optical device 1000 and a control unit (not shown).

대상체 감지 센서(미도시)는 라이다 광학장치(1000)를 이용하여 대상체의 다양한 특성을 획득할 수 있다. 예를 들어, 대상체 감지 센서(미도시)는 레이저를 목표물에 비추고, 대상체로부터 산란된 광신호를 감지함으로써 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.The object detection sensor (not shown) can acquire various characteristics of the object by using the Lydia optical device 1000. For example, an object detection sensor (not shown) irradiates a laser to a target and detects a scattered optical signal from the object to detect the distance to the object, the direction of the object, the velocity of the object, the temperature of the object, A 3D image of the object, and a concentration characteristic of the object, but is not limited thereto.

대상체 감지 센서의 제어부는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 대상체 감지 센서의 제어부는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 제어하여, 라이다 광학장치(1000)가 전술한 동작을 수행하도록 허용함으로서, 대상체의 3D 이미지를 획득할 수 있다. The control unit of the object detection sensor can control the LIDAR optical apparatus 1000 provided. For example, the control unit of the object detection sensor may control the Lidar optics 1000 provided, thereby allowing the Lidar optics 1000 to perform the operations described above, thereby obtaining a 3D image of the object.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 라이다 광학장치(1000)가 구비된 이동체(vehicle)가 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a vehicle equipped with the above-described Lydia optics 1000 may be provided.

이동체(vehicle)는 자동차, 드론(drone), 우주선, 오토바이, 헬리콥터 등 이동할 수 있는 모든 디바이스를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The vehicle may include, but is not limited to, any mobile device such as a car, a drone, a spacecraft, a motorcycle, a helicopter, or the like.

이동체는 라이다 광학장치를 제어하는 제어부와 라이다 광학장치(1000)를 구비할 수 있다. The moving body may include a control unit for controlling the Lada optical apparatus and a Lada optical apparatus 1000.

이동체의 제어부는 라이다 광학장치(1000)가 전술한 동작을 수행하도록 제어함으로써, 대상체의 3D 이미지를 획득할 수 있다.The control unit of the moving object can acquire the 3D image of the object by controlling the LADIA optics apparatus 1000 to perform the above-described operation.

이동체는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 이동체는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 이용하여 대상체와의 거리 정보 및 대상체의 방향 정보를 획득하고, 획득한 정보들에 기초하여 속도 및 방향을 조절함으로써, 자율 주행을 수행할 수 있다.The moving body can perform autonomous driving using the Lydia optics 1000 provided. For example, the moving object acquires the distance information with respect to the object and the direction information of the object using the provided LADIR optical apparatus 1000, and adjusts the speed and direction based on the obtained information to perform autonomous travel can do.

또한, 이동체는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 이용하여 주변의 대상체 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 이동체는 구비된 라이다 광학장치(1000)를 이용하여 주변의 대상체에 대한 3D 이미지를 생성하고, 생성된 3D 이미지를 사용자게 보여줄 수 있다.In addition, the moving object can transmit surrounding object information to the user by using the Lydia optical apparatus 1000 provided. For example, the moving object can generate a 3D image of a surrounding object using the provided Lada optical apparatus 1000, and display the generated 3D image to a user.

도 3 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.Figure 3 illustrates by way of example a Lada optical apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광송신부(100)는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)는 레이저를 조사할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the optical transmitter 100 may irradiate light. For example, the optical transmitter 100 can irradiate a laser.

광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광수신부(400)의 광축의 방향은 상이할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광수신부(400)의 광축사이의 각도는 90도일 수 있고, 미리 설정된 각도일수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 may be different from the optical axis of the optical receiver 400. [ For example, the angle between the optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 and the optical axis of the light receiving unit 400 may be 90 degrees, and may be a predetermined angle, but is not limited thereto.

광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 대응시킬 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축의 방향은 일치할 수 있다. 또한, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축은 일치할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The light reflecting portion 200 can match the optical axis of the light receiving portion 400 with the transmission optical axis of the irradiated light by reflecting the irradiated light. For example, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 and the direction of the optical axis of the light reception portion 400 may coincide with each other. In addition, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 may coincide with the optical axis of the light reception portion 400, but is not limited thereto.

광반사부(200)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 광수신부(400)에 인접하게 배치될 수 있다. 도 3을 참조할 때, 광반사부(200)는 광수신부(400)와 대상체 사이에 위치할 수 있다. 이 경우 광반사부(200)는 광수신부(400)에 인접하게 배치될 수 있다.The light reflection part 200 may be disposed at various positions. For example, the light reflection portion 200 may be disposed adjacent to the light reception portion 400. [ Referring to FIG. 3, the light reflection part 200 may be positioned between the light reception part 400 and the object. In this case, the light reflection portion 200 may be disposed adjacent to the light reception portion 400.

광반사부(200)는 다양한 렌즈로 구성될 수 있고, 다양한 미러로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3a를 참조할 때, 광반사부(200)는 사경 미러로 구성될 수 있고, 도 3b를 참조할 때, 광반사부(200)는 프리즘 미러로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The light reflection part 200 may be composed of various lenses and may be composed of various mirrors, but is not limited thereto. For example, referring to FIG. 3A, the light reflection unit 200 may be a quadrature mirror. Referring to FIG. 3B, the light reflection unit 200 may be a prism mirror. It does not.

광송신부(100)에 의해 조사된 레이저는 광반사부(200)에 의해 반사됨으로써, 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축은 대응될 수 있다. 또한, 반사된 레이저는 대상체에 의해 산란됨으로써, 광신호를 발생시킬 수 있다. 광신호는 광수신부(400)를 투과할 수 있고, 광신호가 광수신부(400)를 투과하는 때, 광신호는 광감지부(300) 방향으로 집속(focusing)될 수 있다.The laser beam irradiated by the optical transmission unit 100 is reflected by the light reflection unit 200 so that the transmission axis of the laser beam and the optical axis of the light reception unit 400 can correspond to each other. Further, the reflected laser beam is scattered by the object, so that the optical signal can be generated. The optical signal can be transmitted through the light receiving unit 400 and the optical signal can be focused in the direction of the optical sensing unit 300 when the optical signal is transmitted through the light receiving unit 400.

광감지부(300)는 집속된 광신호를 감지할 수 있고, 감지된 광신호에 대한 정보를 제어부(600)에 전송할 수 있다.The light sensing unit 300 can sense the focused optical signal and can transmit information about the sensed optical signal to the controller 600. [

광수신부(400)의 광시야각은 조절될 수 있다. 광시야각의 조절으로 인해, 광수신부(400)의 수신 범위는 조절될 수 있다. 광수신부(400)의 수신 범위가 축소됨으로써, 광수신부(400)의 생산 비용이 낮아지며, 광수신부(400)의 감지 거리가 증가될 수 있다.The wide viewing angle of the light receiving portion 400 can be adjusted. Due to the adjustment of the wide viewing angle, the reception range of the light receiver 400 can be adjusted. As the reception range of the light reception unit 400 is reduced, the production cost of the light reception unit 400 is reduced, and the detection distance of the light reception unit 400 can be increased.

이 경우, 광수신부(400)의 수신 범위는 광수신부(400)의 광축과 대응되는 송신 광축을 중심으로 결정될 수 있다. In this case, the reception range of the light reception section 400 can be determined around the transmission optical axis corresponding to the optical axis of the light reception section 400.

예를 들어, 광송신부(100)에 의해 조사된 광의 송신 광축은 광반사부(200)에 의해 변경됨으로써 광수신부(400)의 광축과 대응될 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)의 수신 범위는 광수신부(400)의 광축과 대응되는 송신 광축을 중심으로 결정될 수 있다. For example, the transmission optical axis of the light irradiated by the optical transmission unit 100 can be matched with the optical axis of the light reception unit 400 by being changed by the light reflection unit 200. In this case, the reception range of the light reception section 400 can be determined around the transmission optical axis corresponding to the optical axis of the light reception section 400.

제어부(600)의 이미지 생성부(610)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.The image generator 610 of the control unit 600 may generate a 3D image of a target object by using the information about the optical signal.

또한, 제어부(600)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 라이다 광학장치와 대상체 사이의 거리, 대상체의 속도, 대상체의 온도, 대상체의 물질 분포 및 농도 특성 등에 대한 정보를 생성할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the control unit 600 can generate information about the object using the information about the optical signal. For example, the controller 600 may generate information on the distance between the Lada optic device and the object, the velocity of the object, the temperature of the object, the material distribution of the object, and the concentration characteristics, but is not limited thereto.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.Figure 4 illustrates by way of example a Lada optical device in accordance with another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광송신부(100)는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)는 레이저를 조사할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the optical transmitter 100 may irradiate light. For example, the optical transmitter 100 can irradiate a laser.

광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광감지부(300)의 광축의 방향은 상이할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광감지부(300)의 광축은 직각일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 may be different from the optical axis of the optical sensing unit 300. For example, the optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 and the optical axis of the optical sensing unit 300 may be orthogonal, but are not limited thereto.

광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광감지부(300)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 대응시킬 수 있다. The light reflecting unit 200 can reflect the irradiated light so that the optical axis of the light sensing unit 300 can correspond to the transmission optical axis of the irradiated light.

예를 들어, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광감지부(300)의 광축의 방향은 일치할 수 있다. For example, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 and the optical axis of the light sensing portion 300 may coincide with each other.

또한, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축은 일치할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 may coincide with the optical axis of the light reception portion 400, but is not limited thereto.

광반사부(200)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 광수신부(400)에 인접하게 배치될 수 있다. 도 4를 참조할 때, 광반사부(200)는 광수신부(400)와 광감지부(300)사이에 위치할 수 있으며, 이 경우 광수신부(400)에 인접하게 배치될 수 있다.The light reflection part 200 may be disposed at various positions. For example, the light reflection portion 200 may be disposed adjacent to the light reception portion 400. [ 4, the light reflection unit 200 may be disposed between the light receiving unit 400 and the light sensing unit 300, and may be disposed adjacent to the light receiving unit 400 in this case.

광송신부(100)에 의해 조사된 레이저는 광반사부(200)에 의해 반사됨으로써, 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축은 대응될 수 있다. 또한, 반사된 레이저는 대상체에 의해 산란될 수 있다. 레이저는 대상체에 의해 산란됨으로써, 광신호를 발생시킬 수 있다. 광신호는 광수신부(400)를 투과할 수 있고, 광신호가 광수신부(400)를 투과하는 때, 광신호는 광감지부(300) 방향으로 집속될 수 있다.The laser beam irradiated by the optical transmission unit 100 is reflected by the light reflection unit 200 so that the transmission axis of the laser beam and the optical axis of the light reception unit 400 can correspond to each other. Also, the reflected laser can be scattered by the object. The laser is scattered by the object, so that the optical signal can be generated. The optical signal can be transmitted through the optical reception unit 400 and the optical signal can be focused toward the optical sensing unit 300 when the optical signal is transmitted through the optical reception unit 400.

광감지부(300)는 투과된 광신호를 감지할 수 있고, 감지된 광신호에 대한 정보를 제어부(600)에 전송할 수 있다.The light sensing unit 300 can sense the transmitted optical signal and can transmit information on the sensed optical signal to the controller 600. [

광수신부(400)의 광시야각은 조절될 수 있다. 광시야각의 조절으로 인해, 광수신부(400)의 수신 범위는 조절될 수 있다. 예를 들어, 광수신부(400)의 광시야각은 감소될 수 있고, 이로 인해 광수신부(400)의 크기는 축소될 수 있다. 광수신부(400)의 크기가 축소됨으로써, 광수신부(400)의 생산 비용이 낮아지며, 광수신부(400)의 감지 거리가 증가될 수 있다.The wide viewing angle of the light receiving portion 400 can be adjusted. Due to the adjustment of the wide viewing angle, the reception range of the light receiver 400 can be adjusted. For example, the wide viewing angle of the light receiving portion 400 can be reduced, and the size of the light receiving portion 400 can be reduced thereby. As the size of the light receiving portion 400 is reduced, the production cost of the light receiving portion 400 is reduced and the sensing distance of the light receiving portion 400 can be increased.

이 경우, 광수신부(400)의 수신 범위는 광수신부(400)의 광축과 대응되는 송신 광축을 중심으로 결정될 수 있다. In this case, the reception range of the light reception section 400 can be determined around the transmission optical axis corresponding to the optical axis of the light reception section 400.

예를 들어, 광송신부(100)에 의해 조사된 광의 송신 광축은 광반사부(200)에 의해 변경됨으로써 광수신부(400)의 광축과 대응될 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)의 수신 범위는 광수신부(400)의 광축과 대응되는 송신 광축을 중심으로 결정될 수 있다. For example, the transmission optical axis of the light irradiated by the optical transmission unit 100 can be matched with the optical axis of the light reception unit 400 by being changed by the light reflection unit 200. In this case, the reception range of the light reception section 400 can be determined around the transmission optical axis corresponding to the optical axis of the light reception section 400.

제어부(600)의 이미지 생성부(610)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.The image generator 610 of the control unit 600 may generate a 3D image of a target object by using the information about the optical signal.

또한, 제어부(600)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 라이다 광학장치와 대상체 사이의 거리, 대상체의 속도, 대상체의 온도, 대상체의 물질 분포 및 농도 특성 등에 대한 정보를 생성할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the control unit 600 can generate information about the object using the information about the optical signal. For example, the controller 600 may generate information on the distance between the Lada optic device and the object, the velocity of the object, the temperature of the object, the material distribution of the object, and the concentration characteristics, but is not limited thereto.

도 5 는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.5 illustrates an exemplary Lada optical device in accordance with another embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 라이다 광학장치(1000)는 광송신부(100), 광반사부(200), 편광변경부(500), 광수신부(400) 및 광감지부(300)를 포함할 수 있다.The LIDAR optical device 1000 according to an embodiment of the present invention includes an optical transmitter 100, a light reflector 200, a polarization changer 500, a light receiver 400, and a light detector 300 can do.

광송신부(100)는 다양한 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)는 특정 위상을 갖는 레이저를 조사할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The optical transmitter 100 can irradiate various light. For example, the optical transmitter 100 may irradiate a laser having a specific phase, but is not limited thereto.

광반사부(200)는 조사된 광을 반사할 수 있고, 광을 반사할 수 있는 다양한 부재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광반사부(200)는 편광 광선 분리기(polarizing beam splitter)로 구성될 수 있다. The light reflection portion 200 may be composed of various members capable of reflecting the irradiated light and reflecting the light. For example, the light reflection portion 200 may be formed of a polarizing beam splitter.

이 경우, 광반사부(200)는 특정 편광 방향의 광을 반사시킬 수 있고, 다른 특정 편광 방향의 광은 투과시킬 수 있다.In this case, the light reflection portion 200 can reflect light in a specific polarization direction, and can transmit light in another specific polarization direction.

예를 들어, 광송신부(100)에 의해 조사된 레이저는 제 1 편광 방향을 갖고, 광반사부(200)는 제 1 편광 방향을 갖는 레이저를 반사시킬 수 있다. 또한, 대상체로부터 산란된 광신호는 제 2 편광 방향을 갖고, 광반사부(200)는 제 2 편광 방향을 갖는 광신호를 투과시킬 수 있다.For example, the laser irradiated by the light transmitting section 100 has a first polarization direction, and the light reflection section 200 can reflect a laser having a first polarization direction. Further, the optical signal scattered from the object has the second polarization direction, and the light reflection portion 200 can transmit the optical signal having the second polarization direction.

광반사부(200)는 조사된 광을 반사함으로써, 광수신부(400)의 광축과 조사된 광의 송신 광축을 대응시킬 수 있다. The light reflecting portion 200 can match the optical axis of the light receiving portion 400 with the transmission optical axis of the irradiated light by reflecting the irradiated light.

예를 들어, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축의 방향은 대응될 수 있다. For example, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 and the direction of the optical axis of the light reception portion 400 may correspond to each other.

또한, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축의 방향은 일치할 수 있다. Further, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 and the direction of the optical axis of the light reception portion 400 may coincide with each other.

또한, 광반사부(200)에 의해 반사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축은 일치할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the transmission optical axis of the laser reflected by the light reflection portion 200 may coincide with the optical axis of the light reception portion 400, but is not limited thereto.

광반사부(200)에 의해 반사된 레이저는 편광변경부(500)를 투과할 수 있다. 레이저가 편광변경부(500)를 투과하는 경우, 레이저의 편광 형태는 변경될 수 있다. 예를 들어, 편광변경부(500)는 광반사부(200)로부터 인입되고, 특정 방향의 편광을 갖는 레이저의 선형편광을 원형편광으로 변경시킬 수 있다. The laser beam reflected by the light reflecting portion 200 can pass through the polarization changing portion 500. When the laser passes through the polarization changing portion 500, the polarization state of the laser can be changed. For example, the polarization changing unit 500 can change the linear polarization of a laser that is introduced from the light reflection unit 200 and has polarization in a specific direction to circular polarization.

원형편광의 레이저는 대상체로 조사될 수 있다. A circularly polarized laser can be irradiated to the object.

조사된 레이저는 대상체에 의해 산란될 수 있다. 대상체로부터 산란된 레이저는 광신호를 발생시킬 수 있다. 광신호는 광수신부(400)를 투과할 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)를 투과하는 광신호는 광수신부(400)에 의해 광감지부(300)방향으로 집속될 수 있다.The irradiated laser can be scattered by the object. A laser scattered from the object can generate an optical signal. The optical signal can be transmitted through the light receiving portion 400. In this case, the optical signal transmitted through the light receiving portion 400 can be focused by the light receiving portion 400 in the direction of the light sensing portion 300.

대상체로부터 산란된 광신호는 편광변경부(500)를 투과할 수 있다. The optical signal scattered from the object can be transmitted through the polarization changing unit 500.

편광변경부(500)는 광수신부(400)를 통해 인입된 광신호의 편광을 선형편광으로 변경시킬 수 있다. 이 경우, 편광변경부(500)는 광신호의 편광을 미리 결정된 방향의 선형편광으로 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 편광변경부(500)는 대상체로부터 산란된 광신호의 편광을 광반사부(200)를 투과할 수 있는 방향의 선형편광으로 변경시킬 수 있다.The polarization changing unit 500 may change the polarization of the optical signal input through the light receiving unit 400 to linearly polarized light. In this case, the polarization changing unit 500 can change the polarization of the optical signal into a linearly polarized light in a predetermined direction. For example, the polarization changing unit 500 can change the polarization of the optical signal scattered from the object to linearly polarized light in a direction through which the light reflecting unit 200 can pass.

광반사부(200)를 투과한 광신호는 광감지부(300)에 의해 감지될 수 있다. 광감지부(300)는 광신호를 감지하고, 감지된 광신호에 대한 정보를 제어부(600)의 이미지 생성부(610)에 전송할 수 있다. 제어부(600)의 이미지 생성부(610)는 수신한 광신호에 대한 정보를 이용하여, 라이다 광학장치 주변의 대상체에 대한 3D이미지를 생성할 수 있다.The optical signal transmitted through the light reflection unit 200 can be detected by the optical sensing unit 300. The light sensing unit 300 senses an optical signal and transmits information about the sensed optical signal to the image generator 610 of the controller 600. [ The image generator 610 of the control unit 600 can generate a 3D image of a target object in the vicinity of the optical device using the information on the received optical signal.

도 6 은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광수신부의 수신 범위에 대해 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a reception range of a light receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광수신부(400)의 수신 범위는 조절될 수 있다. 예를 들어, 광수신부(400)의 수신 범위는 광시야각의 조절에 따라 조절될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reception range of the light reception unit 400 can be adjusted. For example, the reception range of the light reception unit 400 can be adjusted according to the adjustment of the wide viewing angle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광수신부(400)의 수신 범위는 광수신부(300)의 광축과 대응되는 송신 광축에 기초하여 결정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reception range of the light reception section 400 may be determined based on the transmission optical axis corresponding to the optical axis of the light reception section 300.

예를 들어, 광송신부(100)에 의해 조사된 레이저의 송신 광축과 광수신부(400)의 광축이 대응되는 경우, 광수신부(400)의 광축은 광송신부(100)에 의해 조사된 레이저의 송신 광축에 기초하여 결정될 수 있다.For example, when the transmission optical axis of the laser irradiated by the optical transmission unit 100 corresponds to the optical axis of the light reception unit 400, the optical axis of the optical reception unit 400 corresponds to the transmission of the laser irradiated by the optical transmission unit 100 Can be determined based on the optical axis.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광수신부(400)의 감지 범위는 다양한 방법으로 축소될 수 있다. 예를 들어, 광수신부(400)의 광시야각(FOV)이 감소됨으로써, 광수신부(400)의 감지범위는 감소될 수 있다. 이 경우, 광수신부(400)에 포함된 렌즈의 크기가 감소됨으로써, 광시야각(FOV)이 감소될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 광수신부(300)의 광시야각이 감소될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the detection range of the light receiving unit 400 can be reduced in various ways. For example, by reducing the wide viewing angle (FOV) of the light receiving portion 400, the detection range of the light receiving portion 400 can be reduced. In this case, the optical viewing angle FOV can be reduced by reducing the size of the lens included in the light receiving portion 400, and the optical viewing angle of the light receiving portion 300 can be reduced in various ways without being limited thereto.

도 6(a)를 참조할 때, 기존의 라이다 광학장치의 광수신부(400)의 수신 범위(620)는 조사된 레이저의 송신 광축(660)과 관련없이 항상 넓은 영역이었다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치(1000)의 수신 범위(640)는 조사된 레이저의 송신 광축(630)을 중심으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6A, the reception range 620 of the light receiving portion 400 of the conventional Lada optical device is always wide regardless of the transmission optical axis 660 of the irradiated laser. In contrast, the receive range 640 of the ladder optics 1000 according to an embodiment of the present invention may be centered around the transmit optical axis 630 of the irradiated laser.

광수신부(400)의 수신 범위(640)가 조사된 레이저의 송신 광축(630)을 중심으로 형성됨으로써, 라이다 광학장치(1000)의 신호대 잡음비는 증가할 수 있다. 또한, 신호대 잡음비의 증가로 인해, 라이다 광학장치(1000)의 최대관측거리는 증가될 수 있다.The signal-to-noise ratio of the LIDAR optical apparatus 1000 can be increased by forming the reception range 640 of the light reception unit 400 around the transmission optical axis 630 of the irradiated laser. In addition, due to the increase in the signal-to-noise ratio, the maximum observation distance of the Lidar optics 1000 can be increased.

또한, 광수신부(400)의 크기가 축소 됨으로서, 광수신부(400)가 감지하는 노이즈의 양은 감소될 수 있고, 노이즈의 양의 감소로 인해 광감지부(300)의 빠른 동작이 가능할 수 있다.In addition, since the size of the light receiving unit 400 is reduced, the amount of noise detected by the light receiving unit 400 can be reduced, and the light sensing unit 300 can be operated at a faster speed due to the reduction of the amount of noise.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 광반사부(200)가 생략된 라이다 광학장치를 예시적으로 도시한다.Figure 7 illustrates, by way of example, a ladder optics in which a light reflector 200 is omitted, in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광송신부(100)는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광송신부(100)는 레이저를 조사할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the optical transmitter 100 may irradiate light. For example, the optical transmitter 100 can irradiate a laser.

광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광수신부(400)의 광축은 대응될 수 있다.The optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 and the optical axis of the optical receiver 400 may correspond to each other.

예를 들어, 광송신부(100)가 조사한 광의 광축의 방향과 광수신부(400)의 광축의 방향은 일치할 수 있고, 광송신부(100)가 조사한 광의 광축과 광수신부(400)의 광축은 일치할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.For example, the direction of the optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 may coincide with that of the optical receiver 400, and the optical axis of the light irradiated by the optical transmitter 100 may coincide with the optical axis of the light receiver 400 But is not limited thereto.

도 7(a)(b)를 참조할때, 광송신부(100)는 광수신부(400)의 중심부에 위치할 수 있다. 광송신부(100)가 광수신부(400)의 중심부에 위치함으로써, 광송신부(100)의 광축과 광수신부(400)의 광축은 대응될 수 있다.Referring to FIGS. 7A and 7B, the optical transmitter 100 may be located at the center of the optical receiver 400. The optical axis of the light transmission unit 100 and the optical axis of the light reception unit 400 can correspond to each other by positioning the optical transmission unit 100 at the center of the light reception unit 400. [

광송신부(100)에 의해 조사된 레이저는 대상체에 의해 산란될 수 있다. 레이저는 대상체에 의해 산란됨으로써, 광신호를 발생시킬 수 있다. 광신호는 광수신부(400)를 투과할 수 있고, 광신호가 광수신부(400)를 투과하는 때, 광신호는 광감지부(300) 방향으로 집속될 수 있다.The laser irradiated by the optical transmitter 100 can be scattered by the object. The laser is scattered by the object, so that the optical signal can be generated. The optical signal can be transmitted through the optical reception unit 400 and the optical signal can be focused toward the optical sensing unit 300 when the optical signal is transmitted through the optical reception unit 400.

광감지부(300)는 투과된 광신호를 감지할 수 있고, 감지된 광신호에 대한 정보를 제어부(600)에 전송할 수 있다.The light sensing unit 300 can sense the transmitted optical signal and can transmit information on the sensed optical signal to the controller 600. [

제어부(600)의 이미지 생성부(610)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 3D 이미지를 생성할 수 있다.The image generator 610 of the control unit 600 may generate a 3D image of a target object by using the information about the optical signal.

또한, 제어부(600)는 광신호에 대한 정보를 이용하여, 대상체에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 라이다 광학장치와 대상체 사이의 거리, 대상체의 속도, 대상체의 온도, 대상체의 물질 분포 및 농도 특성 등에 대한 정보를 생성할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the control unit 600 can generate information about the object using the information about the optical signal. For example, the controller 600 may generate information on the distance between the Lada optic device and the object, the velocity of the object, the temperature of the object, the material distribution of the object, and the concentration characteristics, but is not limited thereto.

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.One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. The computer-readable recording medium may also include temporary recording media and non-temporary recording media.

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. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.

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.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

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.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

Claims (10)

레이저를 생성하고, 생성된 레이저를 조사하는 광송신부;
타겟으로부터 산란된 광신호를 집속시키는(focusing) 광수신부;
상기 광수신부에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광감지부; 및
상기 광송신부에 의해 조사된 레이저를 반사함으로써, 상기 광수신부의 광축과 상기 레이저의 송신 광축을 대응시키는 광반사부;
를 포함하는,
라이다 광학장치.An optical transmitter for generating a laser and irradiating the generated laser;
A light receiving portion that focuses an optical signal scattered from a target;
A light sensing unit for sensing an optical signal focused by the light receiving unit; And
A light reflecting portion for reflecting the laser beam irradiated by the light transmitting portion so as to correspond the optical axis of the light receiving portion to the transmission optical axis of the laser;
/ RTI >
Lidar optics. 제 1 항에 있어서,
상기 광반사부는 상기 광수신부의 광축과 상기 레이저의 송신 광축을 일치시키는,
라이다 광학장치.The method according to claim 1,
Wherein the light reflection portion is formed to coincide the optical axis of the light reception portion and the transmission optical axis of the laser,
Lidar optics. 제 1 항에 있어서,
상기 광반사부는 사경 미러 또는 프리즘 미러에 의해 구성되는,
라이다 광학장치.The method according to claim 1,
Wherein the light reflection part is constituted by a quadrature mirror or a prism mirror,
Lidar optics. 제 1 항에 있어서,
상기 광반사부는 상기 광수신부와 상기 타겟 사이에 위치하는,
라이다 광학장치.The method according to claim 1,
Wherein the light reflecting portion is disposed between the light receiving portion and the target,
Lidar optics. 제 1 항에 있어서,
상기 광반사부는 상기 광수신부와 상기 광감지부 사이에 위치하는,
라이다 광학장치.The method according to claim 1,
Wherein the light reflection portion is disposed between the light reception portion and the light sensing portion,
Lidar optics. 제 1 항에 있어서,
상기 라이다 광학장치는 레이저 및 광신호의 편광 형태를 변경시키는 편광 변경부;
를 더 포함하고,
상기 편광 변경부는 상기 광수신부와 상기 광반사부 사이에 위치하고,
상기 광반사부는 상기 레이저의 편광 방향에 따라 상기 레이저를 반사 또는 투과시키고,
상기 광반사부는 상기 광신호의 편광 방향에 따라 상기 광신호를 반사 또는 투과시키는,
라이다 광학장치.The method according to claim 1,
The LIDAR optical device includes a polarization changing unit changing a polarization state of a laser and an optical signal;
Further comprising:
Wherein the polarization changing portion is located between the light receiving portion and the light reflecting portion,
The light reflection part reflects or transmits the laser according to the polarization direction of the laser,
Wherein the light reflection part reflects or transmits the optical signal according to a polarization direction of the optical signal,
Lidar optics. 제 6 항에 있어서,
상기 광송신부에 의해 조사된 레이저는 상기 광반사부에 의해 반사되는 편광을 갖고 있어서 상기 광반사부에 의해 반사되고,
상기 반사된 레이저는 상기 편광변경부에 의해 편광의 형태가 변경된 이후에 상기 타겟에 조사되고,
상기 타겟으로부터 산란된 광신호는 상기 편광 변경부에 의해 편광 형태가 변경되어 상기 광반사부를 투과하는,
라이다 광학장치.The method according to claim 6,
Wherein the laser irradiated by the light transmitting portion has a polarized light reflected by the light reflecting portion and is reflected by the light reflecting portion,
The reflected laser beam is irradiated onto the target after the shape of polarization is changed by the polarization changing portion,
Wherein the optical signal scattered from the target is changed in polarization type by the polarization changing portion and transmitted through the light reflecting portion,
Lidar optics. 제 1 항에 있어서, 상기 라이다 광학장치는 이미지 생성부를 더 포함하고,
상기 이미지 생성부는 상기 광감지부에 의해 감지된 광신호에 기초하여 상기 타겟에 대한 3D이미지를 생성하는,
라이다 광학장치.The apparatus of claim 1, wherein the Lidar optics further comprises an image generator,
Wherein the image generating unit generates a 3D image for the target based on an optical signal sensed by the light sensing unit,
Lidar optics. 레이저를 이용하여 대상체를 감지하는 대상체 감지 센서에 있어서
라이다 광학장치; 및
상기 라이다 광학장치를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 라이다 광학장치는:
레이저를 생성하고, 생성된 레이저를 조사하는 광송신부;
타겟으로부터 산란된 광신호를 집속시키는 광수신부;
상기 광수신부에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광감지부; 및
상기 광송신부에 의해 조사된 레이저를 반사함으로써, 상기 광수신부의 광축과 상기 레이저의 송신 광축을 대응시키는 광반사부;
를 포함하는,
대상체 감지 센서.A target object detection sensor for detecting a target object using a laser
Lidar optics; And
A control unit for controlling the Lidar optics;
Lt; / RTI >
Said Lidar optics comprising:
An optical transmitter for generating a laser and irradiating the generated laser;
A light receiver for focusing an optical signal scattered from the target;
A light sensing unit for sensing an optical signal focused by the light receiving unit; And
A light reflecting portion for reflecting the laser beam irradiated by the light transmitting portion so as to correspond the optical axis of the light receiving portion to the transmission optical axis of the laser;
/ RTI >
Object detection sensor. 이동체(vehicle)에 있어서,
레이저를 이용하여 대상체를 감지하는 라이다 광학장치; 및
상기 라이다 광학장치를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 라이다 광학장치는:
레이저를 생성하고, 생성된 레이저를 조사하는 광송신부;
타겟으로부터 산란된 광신호를 집속시키는 광수신부;
상기 광수신부에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광감지부; 및
상기 광송신부에 의해 조사된 레이저를 반사함으로써, 상기 광수신부의 광축과 상기 레이저의 송신 광축을 대응시키는 광반사부;
를 포함하는,
이동체(vehicle).
In a vehicle,
A lidar optic device for sensing a target object using a laser; And
A control unit for controlling the Lidar optics;
Lt; / RTI >
Said Lidar optics comprising:
An optical transmitter for generating a laser and irradiating the generated laser;
A light receiver for focusing an optical signal scattered from the target;
A light sensing unit for sensing an optical signal focused by the light receiving unit; And
A light reflecting portion for reflecting the laser beam irradiated by the light transmitting portion so as to correspond the optical axis of the light receiving portion to the transmission optical axis of the laser;
/ RTI >
A vehicle.
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