WO2017074092A1 - Optical output module, vehicle including same, and control method therefor - Google Patents

Optical output module, vehicle including same, and control method therefor Download PDF

Info

Publication number
WO2017074092A1
WO2017074092A1 PCT/KR2016/012232 KR2016012232W WO2017074092A1 WO 2017074092 A1 WO2017074092 A1 WO 2017074092A1 KR 2016012232 W KR2016012232 W KR 2016012232W WO 2017074092 A1 WO2017074092 A1 WO 2017074092A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scan area
light
area
rate
scanning
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/012232
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
정재욱
문영섭
이창혁
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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 엘지이노텍(주) filed Critical 엘지이노텍(주)
Priority to US15/771,924 priority Critical patent/US10676057B2/en
Priority claimed from KR1020160141697A external-priority patent/KR20170049453A/en
Publication of WO2017074092A1 publication Critical patent/WO2017074092A1/en
Priority to US16/867,724 priority patent/US11390229B2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
    • 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
    • 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
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • 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

Definitions

  • Embodiments relate to a light output module, a vehicle including the same, and a control method thereof.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • FIG. 1 is a view showing an appearance 10 of a general light output module.
  • the general light output module 10 emits a beam emitted from a plurality of light sources (not shown) toward an object in various directions using a motor (not shown), and uses a detector. To receive the back light.
  • the portion transmitting the plurality of beams 12 is mechanically moved by the rotational movement by the motor may be accompanied with various restrictions. That is, it is not easy to secure mechanical reliability of the motor part, and there is a limit in reducing the size of the light output module 10 due to the use of a motor, and it may be difficult to secure a scanning rate for a specific area.
  • a plurality of light sources and detectors are required to extend the measurement range in the vertical direction.
  • a condenser lens is required in a light receiving unit of a general light output module, efficiency may be degraded and there is a limit in obtaining various information.
  • the light output module of the embodiment may be installed in a vehicle to provide unmanned autonomous driving of the vehicle.
  • unmanned autonomous driving is a technology that drives itself to the destination by controlling steering, shifting, acceleration, and brakes according to the surrounding environment based on recognition devices such as sensors and cameras and automatic navigation devices such as GPS modules.
  • the position of an obstacle located in front of or behind the driving car should be determined.
  • the light output module installed and used in a vehicle has a problem in that it is not possible to adjust the scanning rate or to perform a proper driving according to the driving situation due to the limitation of the driving method. For example, when a car is traveling at a high speed, the distance resolution of a region of interest is greatly reduced, resulting in a decrease in resolution of location information of other cars located in front.
  • a light detection and ranging (LiDAR) measuring device for collecting ambient information while a camera device mounted on a vehicle is driving may adjust a rotation speed of a detection direction in response to a moving speed of a vehicle.
  • the present invention provides a light output module and a vehicle capable of measuring information on an object using a laser beam.
  • the embodiment provides an optical output module and a vehicle capable of efficiently obtaining information according to state information such as driving conditions of a vehicle.
  • the embodiment includes a scan area including at least one subscan area and an optical transmitter for outputting light to scan the scan area, in order to solve the above problem, and the optical transmitter is configured to scan the scan area according to a moving speed.
  • An object of the present invention is to provide an optical output module for scanning an area with at least one scanning rate.
  • the scan area may include a high speed scan area and a low speed scan area, and the high speed scan area may be located at the center of the scan area, and the low speed scan area may include an optical output module that is an area excluding the high speed scan area from the scan area.
  • the optical transmission unit may provide an optical output module that scans at the first scanning rate when scanning the high-speed scan area and scans at the second scanning rate when scanning the low-speed scan area. do.
  • the first scanning rate is to provide a light output module larger than the second scanning rate to solve the problem.
  • the first scanning rate is 15 Hz or more, and the second scanning rate provides a light output module having a frequency of 1 Hz to 10 Hz.
  • the object of the problem is to provide an optical output module having a center angle of the high-speed scan area of at least 70 ° or more.
  • the apparatus may further include a body that provides a space for a user to settle and an optical output module disposed at a position adjacent to the body to scan peripheral information of the body, wherein the optical output module emits a plurality of beams to a scan area. And a light receiver configured to scan the scan area, and a light receiver configured to measure information about the object using the back light reflected by the emitted beam after being hit by an object located inside the scan area.
  • the scan area includes at least one subscan area, and the optical transmission unit provides a vehicle for scanning the scan area with at least one scanning rate in response to the moving speed of the body.
  • the scan area may include a high speed scan area and a low speed scan area, wherein the high speed scan area is located at the center of the scan area, and the low speed scan area is an area excluding the high speed scan area from the scan area.
  • the optical transmission unit is to provide a vehicle for scanning at the first scanning rate when scanning the high-speed scan area, and scanning at the second scanning rate when scanning the low-speed scan area as a solution to the problem.
  • the first scanning rate is to provide a vehicle larger than the second scanning rate as a means of solving the problem.
  • a vehicle control method for an autonomous vehicle includes: a vehicle vehicle equipped with a vehicle light wave detection and distance measurement device, the method comprising: cognitively measuring a rate of the vehicle vehicle; Determining whether the measured rate of the vehicle is greater than a predetermined threshold rate; Adjusting and correcting a scanning rate when the measured rate of the vehicle is greater than the threshold rate; And applying a current so that the light output module in the vehicular light wave detection and distance measuring device scans at the adjusted and corrected scanning rate.
  • the method of controlling the autonomous vehicle may further include collecting information on the object by using the back light reflected and returned after the beam emitted from the light output module hits the object located inside the scan area. have.
  • the scan area may include at least one subscan area, and the scanning rate in the subscan area may be adjusted by the rate of the vehicle.
  • the rate of the vehicle may be measured directly through the light output module, or the rate of the vehicle may be provided from the vehicle.
  • the information about the object is measured by using a light transmitting unit which scans the scan area by emitting a plurality of beams to the scan area, and a back light that is reflected after the emitted beam hits an object located inside the scan area.
  • the scan area includes at least one scan area, wherein the optical transmission unit scans the at least one scan area with at least one scanning rate
  • the embodiment may scan the entire scan area or scan of the light detection and ranging (LiDAR) measuring device in response to the traveling speed of the vehicle equipped with the light detection and ranging (LiDAR) measuring device.
  • Scanning resolution roll for the region of interest corresponding to the traveling speed of the vehicle equipped with the light output module by dividing the region into at least one subscan region and scanning the at least one subscan region at different rates (different speeds). It can increase.
  • LIDAR general light detection and ranging
  • FIG. 2 is a block diagram of a LiDAR module according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of an optical receiver in a LiDAR module according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a light output module according to an embodiment installed in an automobile to measure light waves and measure a distance.
  • FIG. 5 is a view illustrating driving of an optical output module according to another embodiment installed in an automobile to detect light waves and measure distance.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control sequence according to a traveling speed of a vehicle when the light output module of the embodiment is installed in the vehicle.
  • relational terms such as “first” and “second,” “upper / upper / up” and “lower / lower / lower”, etc., as used below, may be used to refer to any physical or logical relationship between such entities or elements, or It may be used only to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.
  • LiDAR light detection and distance
  • the LiDAR module illustrated in FIG. 2 may include an optical transmitter 110A, an optical receiver 120A, a sensing unit 130, and a driving controller 140.
  • the optical transmitter 110A emits one or more beams or a plurality of beams. In the embodiment shown in FIG. 2, a plurality of beams are emitted, but one beam may be emitted.
  • the light transmitter 110A may include a first heat sink 111, at least one light source 112, a transmission optical system 114, and a beam steering unit 118. have. It may also further include a beam splitter 116.
  • At least one light source 112 serves to emit light. If the central wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 is greater than 2 ⁇ m, it may be not suitable for light wave detection and distance measurement because it is far infrared light. In addition, when the wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 is smaller than 0.2 ⁇ m, the beam emitted from the light transmitting unit 110A may not only be harmful to the human body but also may be an object (or an object or material). It may be difficult to reach a remotely located object as it is absorbed by foreign matter in the air. Accordingly, the center wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 may be 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m, but embodiments are not limited thereto.
  • the object may be an object floating in the air or placed on the ground, or may be a particle floating in the air.
  • Embodiments are not limited to the specific types of objects.
  • the wavelength distribution of the at least one light source 112 may be 1 ⁇ m or less.
  • the at least one light source 112 may be a pulsed light source device having a constant duty rate.
  • the on time of the pulse may be 1 nm or more.
  • the shape of the pulse may be a square wave, triangle wave, sawtooth wave, sine wave, delta function, sinc function (sinc function).
  • the period of the pulse may not be constant.
  • the at least one light source 112 may be a light source element having one or more spatial modes.
  • the spatial mode may be represented by the nth order of the Gaussian or Lambertian spatial mode, where n may be 1 or more.
  • the at least one light source 112 may be a light source element that can be expressed as a sum of linear polarization or circular polarization.
  • the ratio of the polarization components may be represented by 1: A based on one polarization component and A may be 1 or less.
  • the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the number of light sources 112 may be plural. In addition, when the at least one light source 112 includes a plurality of light sources, the types of the plurality of light sources may be all the same or different.
  • the first heat sink 111 may discharge heat generated by the at least one light source 112 to the outside. In some cases, the first heat sink 111 may be omitted.
  • the beam splitter 114 splits the light emitted from the at least one light source 112 into the first beam B1 and the second beam B2.
  • the first beam B1 split by the beam splitter 114 is emitted to the outside while the second beam B2 is emitted to the beam steering unit 118.
  • the intensity ratio between the first beam B1 and the second beam B2 of the light split by the beam splitter 114 may be K: 1.
  • K may be greater than zero and less than ten.
  • the beam splitter 114 may include an element using at least one of linear polarization, circular polarization, a spatial mode of the light source 112, or a wavelength of the light source 112.
  • the beam splitter 114 may include at least one of a device for spatially dividing light or a device for temporally dividing light.
  • the beam splitter 114 may be omitted.
  • the transmission optical system 114 may be disposed between the at least one light source 112 and the beam splitter 116, and may be disposed between the light source and the beam steering unit 118 when the beam splitter 114 is omitted. have.
  • the transmission optical system 114 may include a collimator 114A for collimating light emitted from the at least one light source 112. In some cases, the transmission optical system 114 may be omitted.
  • the beam steering unit 118 divides the second beam B2 divided by the beam splitter 116 into a plurality of third beams B3 [B0, B (1-1), ... B (1-N). , B (2-1), ... B (2-M)] can be emitted in different directions.
  • N may be a positive integer of 1 or more and M may be a positive integer of 1 or more.
  • the third beam B3 will be described later in detail.
  • the beam splitter 116 may be omitted to steer one beam.
  • the beam stringing unit 118 may include at least one optical element for transmission.
  • the beam steering unit 118 is illustrated as including the first and second transmission optical elements S1 and S2, but the embodiment is not limited thereto. That is, the beam steering unit 118 may include only one transmission optical element, or may include two or more transmission optical elements.
  • the beam steering unit 118 will be described as including the first and second optical elements S1 and S2 for transmission, but the embodiment is not limited thereto.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may divide the second beam B2 incident from the beam splitter 116 into a plurality of third beams B3 and emit the light in different directions.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may receive and steer a single beam when the beam splitter 116 is omitted.
  • the plurality of beams emitted from the optical transmitter 110A toward the object may include a first beam B1 and a third beam B3.
  • Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 can emit a plurality of beams B1 and B3 in different directions toward the object without being mechanically rotated by a motor or the like.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may include at least one lens.
  • at least some of the lenses S1 constituting the optical element for transmission may be driven, and the beams emitted from the beam steering unit 118 may be steered through the driving of the lenses S1.
  • Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 respectively transmits the second beam B2 to a plurality of third beams B3 in different directions in response to at least one of an electrical signal, a physical signal, and a chemical signal. It can be released by dividing by.
  • the electrical signal, the physical signal or the chemical signal may be provided in the form of the first control signal C1 from the driving controller 140 to the light transmission unit 110A. That is, there is a stimulus from the outside, and at least one of an electrical signal, a physical signal, or a chemical signal is generated from the driving controller 140 as the first control signal C1 by the stimulus, and the generated first control signal C1. ),
  • a propagation path (ie, an emission angle) of the plurality of third beams B3 emitted from each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be determined.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be implemented as an optical phase array (OPA) for transmission.
  • the optical phase array for transmission may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions from the second beam B2 split by the beam splitter 116.
  • Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2, which may be implemented as a transmission optical phase array, may be implemented in various ways as follows.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a surface on which a diffraction grating is periodically formed.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. have.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have an internal structure in which a difference in refractive index varies periodically. In this case, when the period is changed or the refractive index is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a lattice structure for polarization that periodically turns polarization on / off using liquid crystal.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a birefringent prism shape. In this case, when the angle of the prism is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a structure having an interface between a liquid such as air and oil.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may emit a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be generated.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may emit a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be generated.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a structure in which transmittance periodically changes according to the intensity of the liquid crystal. In this case, when the period is changed or the transmittance is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) mirror array.
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical System
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. have.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a medium having an electric field formed above, below, left, and right. In this case, when the intensity or frequency of the electric field is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a lens set arranged in two or more. In this case, when the individual lenses of the lens set are moved up, down, left, and right, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a set of two or more MLAs. In this case, when the individual MLA is moved up, down, left, and right, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have two or more MLA sets aligned. In this case, when the period or shape of the individual MLA is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
  • the range of the width which gives a change to the above-described period (or a pattern such as a surface) is in the range of 0.1 ⁇ m to 2 mm,
  • the range of change may be greater than 1 and less than 2.7 when the wavelength is 1000 nm, and the range of change in transmittance and reflectivity described above may be greater than 0 and less than 1, but embodiments are not limited thereto.
  • a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions may be combined by combining various aforementioned optical elements for transmission.
  • an electrical signal is applied to each of the first and second transmission optical elements S1 and S2. It can be applied at both ends.
  • the electrical signal may be a periodic voltage signal or a current signal.
  • the operating rate of the electrical signal may be 10 kHz or less.
  • first and second transmission optical elements S1 and S2 having various structures as described above, physical pressure may be applied to the first and second transmission optical elements S1 and S2.
  • the physical positions of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be changed.
  • the physical positions of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be moved in the optical axis direction or in two axis directions perpendicular to the optical axis direction.
  • a magnetic field may be used
  • a piezo (PZT) device may be used
  • VCM voice coil motor
  • link structure may be used
  • gravity and elasticity may be used.
  • the plurality of third beams B3 generated and emitted from the first and second transmission optical elements S1 and S2 implementing the beam steering unit 118 may include a zeroth beam BO emitted in an optical axis direction, N-1-1 to 1-N beams [B (1-1), ... B (1-N)] emitted or spaced in a counterclockwise direction from the optical axis direction or clockwise spaced from the optical axis direction And at least one of the M second-1 to second-M beams (B (2-1), ... B (2-M)) emitted.
  • the plurality of third beams B3 [B0, B (1-1), ... B (1-N), B (2-1), ... B (2-M)] are spaced apart from each other. Can be released. 1-1st to 1st-N beams [B (1-1), ... B (1-N)] and 2-1st to 2-M beams [B (2-1), ... B (2-M)] may be emitted spaced apart from the zeroth beam BO by a predetermined angle.
  • the 1-1 st beam B (1-1) is spaced apart from the 0 th beam BO by the 1-1 st angle [ ⁇ (1-1) T], and the 1 st-N beam [B].
  • the 2nd M beam [B (2-M)] is spaced apart from BO by 2-1st angle [theta] (2-1) T], and the 2nd M beam [B (2-M)] is the 0th beam BO and the 2nd M angle [ ⁇ ( 2-M) T].
  • the first-N or second-M beams B (1-N) and B (2-M) are larger than the zeroth beam BO. Spaced at an angle.
  • the largest separation angle ⁇ (1-N) T or ⁇ (2-M) T may be less than 90 °, but embodiments are not limited thereto.
  • the separation angle between the beams adjacent to each other may be smaller than 20 °, but the embodiment is not limited thereto.
  • the light receiving unit 120A has a different angle from one beam or a plurality of back lights emitted from the light transmitting unit 110A and reflected back after being hit by an object (not shown).
  • the information on the object may be measured (or inspected or analyzed) by using a plurality of incident incident back light.
  • the light receiver 120A may include a second heat sink 121, a light inspector 122, a light detector 124, a filter 126A, and a reception optical system 128.
  • the light detector 124 may be omitted.
  • the light detector 124 receives the plurality of rear light beams RB that are reflected back after hitting the object at different angles, and sends them to the light inspecting unit 122 at a predetermined angle.
  • the back light RB incident to the light detector 124 is the i-th back light RO incident in the optical axis direction, and i first to first to first i rays spaced apart in the counterclockwise direction from the optical axis direction.
  • i may be a positive integer of 1 or more and j may be a positive integer of 1 or more.
  • first-first to first-i back light [R (1-1), ... R (1-i)] and the second-first to second-j back light [R (2-1) , ... R (2-j)] may be incident to the 0th rear light RO at a predetermined angle.
  • the 1-1 st rear light R (1-1) is spaced apart from the 0 th rear light RO by the 1-1 angle [theta] (1-1) R, and the 1-1 i rear
  • the light R (1-i) is spaced apart from the zeroth rear light RO by the first-i angle [theta] (1-i) R, and the second-first rear light R (2-1)].
  • the second-jth rear light R (2-j) is separated from the zeroth rear light RO. It may be spaced apart by the second j angle [theta] (2-j) R].
  • the plurality of rear lights R0, R (1-1), ... R (1-i), R (2-1), ... R (2-j) are spaced apart from each other and the light detector May be incident to 124.
  • the light detector 124 may include at least one optical element for reception.
  • the light detector 124 is illustrated as including the first and second receiving optical elements D1 and D2, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the light detector 124 may include only one receiving optical element or may include three or more receiving optical elements. Similar to the transmission optical elements S1 and S2, the reception optical elements D1 and D2 may operate in response to at least one of an electrical signal, a physical signal, or a chemical signal. The electrical signal, physical signal or chemical signal may be provided in the form of a second control signal C2 from the driving controller 140 to the light receiving unit 120A.
  • Each of the first and second receiving optical elements D1 and 32 may adjust at least one of transmission and reflection efficiency for each angle.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be implemented as a receiving optical phase array OPA.
  • the receiving optical phase array may input a plurality of back lights at different angles and output the same at a predetermined angle.
  • Each of the first and second receiving optical elements D1 and D2, which may be implemented as the receiving optical phase array, may operate in various ways as follows.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a surface on which a diffraction grating is periodically formed. In this case, when at least one of the period, angle, or shape of the grating is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • a difference in refractive index of each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be changed periodically. In this case, when the period is changed or the refractive index is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a birefringent prism shape. In this case, when the angle of the prism is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a structure having an interface between a liquid such as air and oil. In this case, when an external signal is applied to change the interface or the refractive index of the liquid, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a lens set arranged in two or more. In this case, when the individual lenses are moved up, down, left, and right in the lens set, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a set of two or more MLAs. In this case, when the individual MLA is moved up, down, left, and right, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have two or more MLA sets aligned. In this case, when at least one of the period or shape of the individual MLA is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
  • the range of the width for giving a change to the above-described period (or a pattern such as a surface) is 0.1 ⁇ m to 2 mm, and the range for changing the aforementioned refractive index is a wavelength. It may be greater than 1 when the 1000nm is less than 2.7, and the above-mentioned range for changing the transmittance and reflectance may be greater than 0 and less than 1, but the embodiment is not limited thereto.
  • the light detector 124 may include a receiving optical element that operates in various ways as described above.
  • an electrical signal is provided at both ends of each of the first and second receiving optical elements D1 and D2.
  • the electrical signal may be a periodic voltage signal or a current signal.
  • the operating rate of the electrical signal may be less than 10 Hz.
  • first and second receiving optical elements D1 and D2 having various structures as described above, physical pressure may be applied to the first and second receiving optical elements D1 and D2.
  • the physical positions of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be changed.
  • the physical positions of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be moved in the optical axis direction or in two axis directions perpendicular to the optical axis direction.
  • a magnetic field may be used
  • PZT may be used
  • VCM may be used
  • a link structure may be used
  • gravity and elasticity may be used.
  • the angle at which the back light is incident may be adjusted in various ways.
  • the first-i or second-j back light R (1-i), R (2-j) is spaced apart from the zeroth beam BO at the largest angle.
  • the largest separation angle [theta] (1-i) R or [theta] (2-j) R] can be made smaller than 90 degrees, the embodiment is not limited thereto.
  • the 0th, 1-1st to 1st-i and 2-1th to 2nd-j beams may set the separation angle between the beams adjacent to each other less than 20 °, but the embodiment is not limited thereto.
  • the receiving optical system 128 may be disposed between the light inspecting unit 122 and the light detecting unit 124 to focus the light emitted from the light detecting unit 124 and provide the light to the light inspecting unit 122.
  • the receiving optical system 128 may include a collector 128A, but the embodiment is not limited thereto. In some cases, the reception optical system 128 may be omitted.
  • FIG. 3 is a block diagram of another embodiment 120B of the light receiving unit in the light output module according to the embodiment.
  • the light receiver 120B illustrated in FIG. 3 may include a second heat sink 121, a light inspector 122, a light detector 124, a filter 126B, and a reception optical system 128. Except that the shape of the filter 126B differs from the filter 126A shown in FIG. 2, the light receiver 120B shown in FIG. 3 is the same as the light receiver 120A shown in FIG. 2.
  • the filters 126A and 126B are disposed between the light detector 124 and the reception optical system 128, and selectively filter or remove noise of at least one wavelength required in the back light emitted from the light detector 124. The result may be transmitted to the light inspection unit 122 or reflected.
  • the transmissive filter 126A as shown in FIG. 2 selectively transmits and filters the desired wavelength, while the reflective filter 126A as shown in FIG. 3 may selectively reflect and filter the desired wavelength.
  • the filters 126A and 126B may be omitted.
  • the transmission or reflection efficiency of the filters 126A and 126B may be improved because the receiving optical phase array outputs the back light incident at different angles at a constant angle.
  • the range of the central wavelength of the at least one wavelength filtered by the filters 126A and 126B may be 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m, and the bandwidth of the filtered wavelength may be 1 nm or more.
  • F when the ratio of the intensity of the wavelength blocked by the filters 126A and 126B to the intensity of the selected wavelength is F: 1, F may be 0.5 or less.
  • the optical element for the filter may further include at least one central angle of incident light that maximizes transmission of the filter 126A or reflection efficiency of the filter 126B.
  • the optical element for the filter may be implemented in various forms.
  • the filter optical elements 126-1 and 126-2 may be implemented by stacking two or more thin films having two or more refractive indices.
  • the filter type optical element may be realized by forming a lattice structure on the surface to adjust the refraction or reflection angle of a specific wavelength.
  • the optical element for the filter may be implemented to select a specific wavelength by periodically changing the internal refractive index.
  • Light having a wavelength band selected by the filters 126A and 126B is transmitted or reflected to the light inspection unit 122.
  • the filter 126A is a transmission type that transmits light to the light inspection unit 122
  • the incident angle of the light incident to the transmission filter 126A is 60 ° or less
  • the transmission efficiency of the filter 126A is maximum.
  • the filter 126B reflects light and transmits the light to the light inspection unit 122
  • the angle of the light incident on the reflective filter 126B is 25 ° or more
  • the reflection efficiency of the filter 126B may be maximized. Can be.
  • the second heat sink 121 may serve to emit heat generated by the light inspecting unit 122 to the outside, and may be omitted in some cases.
  • the light inspection unit 122 may measure (or analyze) the information on the object from the back light provided from the light detection unit 124 via the filters 126A and 126B.
  • the light inspecting unit 122 may measure a time difference between the plurality of beams emitted from the light transmitting unit 110A and the back light output from the light detecting unit 124. To this end, the plurality of beams B1 and B3 emitted from the light transmitting unit 110A may convert the intensity of the back light reflected and returned to the electric signal into an electric signal. Alternatively, the plurality of beams B1 and B3 emitted from the light transmitting unit 110A may convert the intensity returned by reflecting after returning from the object to an electrical signal in chronological order. In this case, the light inspecting unit 122 may measure a time difference between the plurality of beams and the back light using an electrical signal.
  • the light inspecting unit 122 may measure a time difference based on a time of first measuring a part of the light emitted from the light transmitting unit 110A. In addition, the light inspecting unit 122 may measure a time difference based on an electrical signal synchronized with the light transmitting unit 110A.
  • the light inspection unit 122 may be implemented by arranging one or a plurality of light receiving units in a one-dimensional or two-dimensional array. In this case, a time difference of light reflected at a predetermined position may be measured using the plurality of light receiving units. Alternatively, the spatial difference of the signal and the time difference of each space may be measured through the plurality of light receiving units. In this case, the light receiving signal may be classified for each pixel of the array and converted into an electric signal.
  • an Avalanche Photo Diode APD
  • SPAPD Single Photon Avalanche Photo Diode
  • SAPD Single Avalanche Photo Diode
  • PD Photo Diode
  • QWP Quantum Well Photodiode
  • PMT Photo Multiplying Tube
  • the light inspecting unit 122 may simultaneously measure the spatial difference and the time difference between the light transmitted from the light transmitting unit 110A and the back light reflected and returned after hitting the object.
  • the light inspecting unit 122 may analyze the information on the object using at least one of the intensity of the back light or the spatial position of the object.
  • the information on the object to be inspected may include, for example, at least one of distance or position information of the object.
  • the light inspecting unit 122 may measure basic data for measuring information about an object, and transmit the measured result to an analyzing unit (not shown).
  • the analyzer may analyze information about the object using the basic data measured by the light inspector 122.
  • the light output module may further include a first housing H1.
  • the first housing H1 may have a shape surrounding the light transmitting unit 110A and the light receiving unit 120A. However, the first housing H1 may be omitted.
  • the driving controller 140 may control at least one of the light transmitting unit 110A or the light receiving unit 120A. That is, the driving controller 140 generates an electrical signal, a physical signal or a chemical signal in the form of the first and second control signals C1 and C2 and transmits the signals by the first and second control signals C1 and C2.
  • the driving of the reliable optical elements S1 and S2 and the receiving optical elements D1 and D2 can be controlled respectively.
  • each of the first and second control signals C1 and C2 generated by the driving controller 140 may be in the form of a continuous wave (CW) or a continuous pulse, and the embodiment may include the first and second control signals C1 and C2. It is not limited to the specific form of the second control signals C1 and C2.
  • the sensing unit 130 senses the first beam B1 split by the beam splitter 116, and transmits the sensed result to the driving controller 140.
  • the driving controller 140 generates the first and second control signals C1 and C2 using the sensed results received from the sensing unit 130, and generates the generated first and second control signals C1,
  • Each of the optical transmitter 110A and the optical receiver 120A may be controlled using C2).
  • the sensing unit 130 may include a photodiode 132 and a sensing optical system 134.
  • the photodiode 132 senses the first beam B1 split from the beam splitter 116, converts the first beam B1 into an electrical signal, and outputs the converted electrical signal to the driving controller 140 as a sensed result.
  • the sensing optical system 134 is disposed between the divided first beam B1 and the photodiode 132.
  • the sensing optical system 134 may include, for example, a plurality of prisms 134-1 and 134-2, but the embodiment is not limited thereto.
  • the driving controller 140 may increase the intensity of the light emitted from the light source 112 as desired.
  • the strengths of the plurality of beams B1 and B3 are weak, the intensity of the plurality of rear lights received by the light receiving units 120A and 120B may also be weak, and thus the problem of inability to accurately analyze the information of the object may be solved.
  • the light output module according to the above embodiment may further include a second housing H2.
  • the second housing H2 may have a shape surrounding the sensing unit 130. However, the second housing H2 may be omitted.
  • the plurality of beams emitted to the object include not only the third beam B3 but also the first beam B1.
  • the direction of the beam emitted to the object can be expanded than before. The expansion of the beam direction will be described below with reference to the accompanying drawings.
  • the light output module of the embodiment may be installed in a vehicle to provide unmanned autonomous driving of the vehicle.
  • unmanned autonomous driving is a technology that drives itself to the destination by controlling steering, shifting, acceleration, and brake according to the road environment based on obstacle recognition devices such as sensors and cameras and automatic navigation devices such as GPS modules without a driver.
  • the light output module installed and used in a conventional vehicle does not consider the scanning rate according to the vehicle driving situation. For example, even when the vehicle is traveling at a high speed and has the same scanning rate as when driving at a low speed, the distance resolution is greatly reduced because the light output module mounted in the vehicle moves together in response to the traveling speed. There was a problem in that the resolution of surrounding information, such as the position and obstacles of another car, which is located is reduced.
  • the present invention can provide an optical output module for solving the above problems. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a light output module according to an embodiment installed in a vehicle to measure light wave detection and distance
  • FIG. 5 is a light output module according to another embodiment installed in a car to measure light wave detection and distance.
  • the optical output module according to the embodiment may scan the front of the vehicle with the first scanning rate A when the vehicle is traveling at a low speed.
  • the area having the first scan angle ⁇ 1 may be scanned based on the center of the.
  • the scanning rate for a specific area mounted by a vehicle light detection and ranging (LiDAR) measuring device may be a time at which the beam output from the light output module stays in the specific area. It may also be the frequency of scanning a particular area.
  • LiDAR vehicle light detection and ranging
  • the first scanning rate A may be a rate having sufficient resolution when the vehicle travels below the critical rate VC when the vehicle runs at a low speed.
  • the first scanning rate A may be 1 Hz to 35 Hz, and may be provided to have the same value within the range of the first scan angle ⁇ 1.
  • the first scan angle ⁇ 1 may be provided at an angle at which the vehicle can recognize another vehicle traveling in front or rear.
  • the first scan angle ⁇ 1 may be provided at 70 ° or more.
  • FIG. 5 illustrates an optical output module according to an embodiment when the vehicle is traveling at a high speed.
  • the first scanning is a scanning rate when the vehicle is traveling at a low speed.
  • a scanning rate higher than the rate A can be provided.
  • the light output module emits a beam from the light transmission unit and collects information on the object using a plurality of rear lights that are reflected after the emitted beam hits the object.
  • a problem arises in that the first scan angle ⁇ 1 to be scanned cannot be scanned at a higher scanning rate (eg, a higher speed).
  • the peripheral information collected through the vehicle light wave detection and distance (LiDAR) measuring device may be selectively collected for each peripheral area of the vehicle in response to the driving speed of the vehicle.
  • the scan angle of the optical output module according to the embodiment may be the first scan angle ⁇ 1 as in the case of low speed driving.
  • the first scan angle ⁇ 1 may include a second scan angle ⁇ 2 which is the center angle of the region scanned at a high scanning rate and a third scan angle ⁇ 3 which is the center angle of the region scanned at a relatively low scanning rate. Can be.
  • One or more third scan angles ⁇ 3 may exist.
  • the center angle of the fast scan area for high speed scanning at a high scanning rate may be the second scan angle ⁇ 2, and the center angle of the low speed scan area for relatively low speed scanning is one or more third scan angles ⁇ 3. May be).
  • the high speed scan area may be located at the center of the entire scan area, and the low speed scan area may be located at both sides of the entire scan area except for the high speed scan area.
  • the present invention is not limited thereto, and the low speed and high speed scan areas may be set in other forms.
  • the sum of the second scan area, which is the high-speed scan area, and the third scan area, which is the low-speed scan area may be the same as the entire scan area where the center angle is the first scan angle ⁇ 1.
  • the high-speed scan area is not limited to an embodiment in which the high-speed scan area is located next to each other, and when the area of interest occurs, the generated area of interest is set as the high-speed scan area to drive at a high scanning rate, and portions other than the area of interest are low-speed scan areas. It can be set to drive at a scanning rate relatively lower than that of the fast scan area.
  • the optical output module according to the embodiment may scan with the second scanning rate B in the high speed scan area, and scan with the third scanning rate C in the low speed scan area.
  • the second scanning rate scanning the high speed scan area and the third scanning rate scanning the low speed scanning area may be different from each other.
  • the second scanning rate B may be 20 Hz or more.
  • the third scanning rate C may be smaller than the second scanning rate B because it scans the low speed scan area.
  • the third scanning rate C may be 1 Hz to 10 Hz.
  • the second scanning rate (B) and the third scanning rate (C) has been described as an example for convenience of description and may be variously modified as needed by the user, and the second scanning rate (B) is the third scanning As long as it is larger than the rate (C), this does not limit the scope of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control order according to a rate of a vehicle when the light output module of the embodiment is installed in the vehicle.
  • the optical output module of the embodiment may measure the rate of the mounted vehicle (S100).
  • the driving speed (rate) of the vehicle can be measured using various equipments, which will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains, so a description of a method or configuration for measuring a vehicle's rate will be omitted.
  • a vehicle optical wave detection and distance (LiDAR) measuring device may directly detect a driving speed of a vehicle, and a vehicle speed detection and distance (LiDAR) measuring device may receive a driving speed of the vehicle. .
  • the scanning rate may be corrected (S300), and a current may be applied to the actuator, for example, the beam steering unit 118 (S400).
  • the entire scanning area is divided into a high speed scan area and a low speed scan area so that the response rate is faster in a region of interest (i.e., a peripheral area that becomes more important in response to the vehicle traveling speed) by varying the scanning rate.
  • a region of interest i.e., a peripheral area that becomes more important in response to the vehicle traveling speed
  • the critical rate VC When the current rate of the vehicle is smaller than the critical rate VC, it may be determined that the vehicle is traveling at low speed, and the entire scanning area may be scanned at a constant rate without correcting the scanning rate.

Landscapes

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

Abstract

An embodiment relates to an optical module which comprises: a light transmitting unit for emitting a plurality of beams to a scanning area so as to scan the scanning area; and a light receiving unit for measuring information on an object located inside the scanning area, using backward light which is reflected and returned from the object after the emitted beams hit the object, wherein the scanning area includes at least one scanning area, and the light transmitting unit scans the at least one scanning area at at least one scanning rate.

Description

광출력 모듈 및 이를 포함하는 자동차 및 그 제어 방법Light output module and vehicle including same and control method thereof
실시 예는 광출력 모듈 및 이를 포함하는 자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a light output module, a vehicle including the same, and a control method thereof.
광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치는 물체를 향해 빔을 전송하고, 물체에서 부딪혀 반사되어 돌아오는 후방 광을 수신하여 물체의 거리나 위치 같은 정보를 측정, 검사 및 분석하는 장치이다.Light Detection and Ranging (LiDAR) measuring device transmits a beam toward an object and receives back light that is reflected back from the object, and then measures, inspects and analyzes information such as distance or position of the object. to be.
도 1은 일반적인 광출력 모듈의 외관(10)을 나타내는 도면이다.1 is a view showing an appearance 10 of a general light output module.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 광출력 모듈(10)는 복수 개의 광원(미도시)으로부터 방출되는 빔을 모터(미도시)를 이용하여 여러 방향으로 물체를 향해 방출하고, 디텍터(detector)를 이용하여 후방 광을 수신한다.As shown in FIG. 1, the general light output module 10 emits a beam emitted from a plurality of light sources (not shown) toward an object in various directions using a motor (not shown), and uses a detector. To receive the back light.
이때, 복수의 빔(12)을 송출하는 부분이 모터에 의해 회전운동을 하여 기구적으로 움직이므로 여러 가지 제약이 수반될 수 있다. 즉, 모터 부분의 기구적인 신뢰성 확보가 쉽지 않고, 모터를 사용함으로 인해 광출력 모듈(10)의 크기를 줄이는 데 한계가 있으며 특정영역에 대한 스캐닝레이트(scanning rate) 확보가 어려울 수 있다. 게다가, 수직 방향으로의 측정 범위를 확장하기 위해 복수의 광원과 디텍터가 요구된다. 또한, 일반적인 광출력 모듈의 수광부에 집광 렌즈가 요구되므로 효율이 저하될 수 있고 다양한 정보를 획득하는 데 한계를 갖는다.At this time, since the portion transmitting the plurality of beams 12 is mechanically moved by the rotational movement by the motor may be accompanied with various restrictions. That is, it is not easy to secure mechanical reliability of the motor part, and there is a limit in reducing the size of the light output module 10 due to the use of a motor, and it may be difficult to secure a scanning rate for a specific area. In addition, a plurality of light sources and detectors are required to extend the measurement range in the vertical direction. In addition, since a condenser lens is required in a light receiving unit of a general light output module, efficiency may be degraded and there is a limit in obtaining various information.
또한, 최근 무인 자율 주행에 대한 관심이 높아지면서 실시 예의 광출력 모듈은 자동차에 설치되어 자동차의 무인 자율 주행을 실현하도록 구비될 수 있다.In addition, recently, as interest in unmanned autonomous driving has increased, the light output module of the embodiment may be installed in a vehicle to provide unmanned autonomous driving of the vehicle.
우선, 무인 자율 주행이란 센서, 카메라와 같은 인식장치와 GPS 모듈과 같은 자동 항법 장치를 기반으로 조향, 변속, 가속, 브레이크를 주변환경에 맞춰 스스로 제어해 목적지까지 스스로 주행하는 기술이다.First, unmanned autonomous driving is a technology that drives itself to the destination by controlling steering, shifting, acceleration, and brakes according to the surrounding environment based on recognition devices such as sensors and cameras and automatic navigation devices such as GPS modules.
일반용뿐만 아니라 장애인을 위한 보조수단, 군사용, 화물운송을 비롯하여 상업용 등 광범위한 분야에서 사용될 수 있는 기술이다.It is a technology that can be used in a wide range of fields, including general purpose as well as assistive means for the disabled, military, cargo transportation and commercial.
자동차가 실제 차도에서 무인 자율 주행을 하기 위해서는 주행 중인 자동차의 전방 또는 후방에 위치하는 장애물의 위치 등을 판단할 수 있어야 한다.In order for an autonomous autonomous driving on an actual roadway, the position of an obstacle located in front of or behind the driving car should be determined.
종래 자동차에 설치되어 사용되는 광출력 모듈은 스캐닝레이트 조절을 하지 못하거나, 구동방식에 따른 제약으로 인해 주행상황에 따른 적합한 구동을 하지 못하는 문제가 있었다. 예를들어, 자동차가 고속으로 주행하는 경우 관심 영역에 대한 거리해상도가 크게 줄어들어 전방에 위치하는 다른 자동차의 위치정보 등에 대한 해상도가 저하되는 문제가 있었다.Conventionally, the light output module installed and used in a vehicle has a problem in that it is not possible to adjust the scanning rate or to perform a proper driving according to the driving situation due to the limitation of the driving method. For example, when a car is traveling at a high speed, the distance resolution of a region of interest is greatly reduced, resulting in a decrease in resolution of location information of other cars located in front.
실시 예는 차량에 탑재되는 카메라 장치가 주행 중에 주변 정보를 수집할 수 있는 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치가 차량의 이동 속도에 대응하여 탐지 방향의 회전 속도를 조절할 수 있고, 레이저 빔을 이용하여 대상에 대한 정보를 측정할 수 있는 광출력 모듈 및 자동차를 제공한다.According to an embodiment, a light detection and ranging (LiDAR) measuring device for collecting ambient information while a camera device mounted on a vehicle is driving may adjust a rotation speed of a detection direction in response to a moving speed of a vehicle. The present invention provides a light output module and a vehicle capable of measuring information on an object using a laser beam.
실시 예는 운송체의 주행상황 등의 상태정보에 따라 효율적인 정보획득이 가능한 광출력모듈 및 자동차를 제공한다.The embodiment provides an optical output module and a vehicle capable of efficiently obtaining information according to state information such as driving conditions of a vehicle.
실시 예는 전술한 문제를 해결하기 위하여, 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 포함하는 스캔영역 및 상기 스캔영역을 스캐닝하기 위해 광을 출력하는 광 전송부를 포함하며, 이동 속도에 따라 상기 광 전송부는 상기 스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트를 가지고 스캐닝하는 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The embodiment includes a scan area including at least one subscan area and an optical transmitter for outputting light to scan the scan area, in order to solve the above problem, and the optical transmitter is configured to scan the scan area according to a moving speed. An object of the present invention is to provide an optical output module for scanning an area with at least one scanning rate.
또한, 상기 스캔영역은 고속 스캔영역 및 저속 스캔영역을 포함하고, 상기 고속 스캔영역은 상기 스캔영역의 중심부에 위치하고, 상기 저속 스캔영역은 상기 스캔영역에서 고속 스캔영역을 제외한 영역인 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The scan area may include a high speed scan area and a low speed scan area, and the high speed scan area may be located at the center of the scan area, and the low speed scan area may include an optical output module that is an area excluding the high speed scan area from the scan area. What is provided is a solution to a problem.
또한, 상기 광 전송부는, 상기 고속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제1스캐닝레이트로 스캐닝하고, 상기 저속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제2스캐닝레이트로 스캐닝하는 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The optical transmission unit may provide an optical output module that scans at the first scanning rate when scanning the high-speed scan area and scans at the second scanning rate when scanning the low-speed scan area. do.
또한, 상기 제1스캐닝레이트는 상기 제2스캐닝레이트보다 큰 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.In addition, the first scanning rate is to provide a light output module larger than the second scanning rate to solve the problem.
또한, 상기 제1스캐닝레이트는 15Hz 이상이고, 상기 제2스캐닝레이트는 1Hz 내지 10Hz인 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first scanning rate is 15 Hz or more, and the second scanning rate provides a light output module having a frequency of 1 Hz to 10 Hz.
또한, 상기 고속 스캔영역의 중심각은 적어도 70°이상인 광출력 모듈을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.In addition, the object of the problem is to provide an optical output module having a center angle of the high-speed scan area of at least 70 ° or more.
또한, 사용자가 안착할 수 있는 공간을 제공하는 바디 및 상기 바디와 인접한 위치에 배치되어 상기 바디의 주변 정보를 스캐닝하는 광출력 모듈를 포함하며, 상기 광출력 모듈은, 복수의 빔을 스캔 영역으로 방출하여 상기 스캔영역을 스캐닝하는 광 전송부 및 상기 방출된 빔이 상기 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방 광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 측정하는 광 수신부를 포함하고, 상기 스캔 영역 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 포함하며, 상기 바디의 이동 속도에 대응하여 상기 광 전송부는 상기 스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트를 가지고 스캐닝하는 자동차를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The apparatus may further include a body that provides a space for a user to settle and an optical output module disposed at a position adjacent to the body to scan peripheral information of the body, wherein the optical output module emits a plurality of beams to a scan area. And a light receiver configured to scan the scan area, and a light receiver configured to measure information about the object using the back light reflected by the emitted beam after being hit by an object located inside the scan area. The scan area includes at least one subscan area, and the optical transmission unit provides a vehicle for scanning the scan area with at least one scanning rate in response to the moving speed of the body.
또한, 상기 스캔영역은 고속 스캔영역 및 저속 스캔영역을 포함하고, 상기 고속 스캔영역은 상기 스캔영역의 중심부에 위치하고, 상기 저속 스캔영역은 상기 스캔영역에서 고속 스캔영역을 제외한 영역인 자동차를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The scan area may include a high speed scan area and a low speed scan area, wherein the high speed scan area is located at the center of the scan area, and the low speed scan area is an area excluding the high speed scan area from the scan area. Let it be a solution to a problem.
또한, 상기 광 전송부는, 상기 고속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제1스캐닝레이트로 스캐닝하고, 상기 저속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제2스캐닝레이트로 스캐닝하는 자동차를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.In addition, the optical transmission unit is to provide a vehicle for scanning at the first scanning rate when scanning the high-speed scan area, and scanning at the second scanning rate when scanning the low-speed scan area as a solution to the problem.
또한, 제1스캐닝레이트는 상기 제2스캐닝레이트 보다 큰 자동차를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.In addition, the first scanning rate is to provide a vehicle larger than the second scanning rate as a means of solving the problem.
자율 주행 차량의자동차 제어 방법은 차량용 광파 탐지 및 거리 측정 장치가 탑재된 차량자동차에 있어서, 상기 차량자동차의 레이트를 인지측정하는 단계; 상기 측정된 자동차차량의 레이트가 기 설정된 임계레이트보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 상기 측정된 자동차차량의 레이트가 상기 임계레이트보다 큰 경우 스캐닝레이트를 조정보정하는 단계; 및 상기 조정보정된 스캐닝레이트로 상기 차량용 광파 탐지 및 거리 측정 장치 내 광출력 모듈이가 스캔을 하도록 전류를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.A vehicle control method for an autonomous vehicle includes: a vehicle vehicle equipped with a vehicle light wave detection and distance measurement device, the method comprising: cognitively measuring a rate of the vehicle vehicle; Determining whether the measured rate of the vehicle is greater than a predetermined threshold rate; Adjusting and correcting a scanning rate when the measured rate of the vehicle is greater than the threshold rate; And applying a current so that the light output module in the vehicular light wave detection and distance measuring device scans at the adjusted and corrected scanning rate.
또한, 자율 주행 차량의 제어 방법은 상기 광출력 모듈에서 방출된 빔이 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of controlling the autonomous vehicle may further include collecting information on the object by using the back light reflected and returned after the beam emitted from the light output module hits the object located inside the scan area. have.
또한, 상기 스캔 영역은 적어도 하나의 서브스캔영역을 포함하고, 상기 서브스캔영역에서의 상기 스캐닝레이트는 상기 차량의 레이트에 의해 조정될 수 있다.In addition, the scan area may include at least one subscan area, and the scanning rate in the subscan area may be adjusted by the rate of the vehicle.
또한, 상기 차량의 레이트는 상기 광출력 모듈을 통해 직접 측정되거나, 상기 차량의 레이트는 상기 자동차로부터 제공될 수 있다.In addition, the rate of the vehicle may be measured directly through the light output module, or the rate of the vehicle may be provided from the vehicle.
복수의 빔을 스캔 영역으로 방출하여 상기 스캔영역을 스캐닝하는 광 전송부및 상기 방출된 빔이 상기 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방 광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 측정하는 광 수신부를 포함하고, 상기 스캔 영역 적어도 하나 이상의 스캔영역을 포함하며, 상기 광 전송부는 상기 적어도 하나 이상의 스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트를 가지고 스캐닝하는 광파 탐지 및 거리 측정 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The information about the object is measured by using a light transmitting unit which scans the scan area by emitting a plurality of beams to the scan area, and a back light that is reflected after the emitted beam hits an object located inside the scan area. To provide an optical wave detection and distance measuring apparatus comprising an optical receiving unit, the scan area includes at least one scan area, wherein the optical transmission unit scans the at least one scan area with at least one scanning rate As a solution of
실시 예는 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치가 탑재된 차량의 주행 속도에 대응하여 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치의 전체 스캔 영역 또는 스캔 가능 영역을 적어도 하나 이상의 서브스캔영역으로 나누어 상이한 레이트(rate, 서로 다른 속도)로 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 스캐닝 함으로 인하여 광출력 모듈이 장착된 자동차의 주행 속도에 대응하는 관심 영역에 대한 스캐닝 해상도롤 높일 수 있다.The embodiment may scan the entire scan area or scan of the light detection and ranging (LiDAR) measuring device in response to the traveling speed of the vehicle equipped with the light detection and ranging (LiDAR) measuring device. Scanning resolution roll for the region of interest corresponding to the traveling speed of the vehicle equipped with the light output module by dividing the region into at least one subscan region and scanning the at least one subscan region at different rates (different speeds). It can increase.
도 1은 일반적인 LiDAR(Light Detection and Ranging) 모듈의 외관을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the appearance of a general light detection and ranging (LIDAR) module.
도 2는 실시 예에 의한 LiDAR 모듈의 블럭도를 나타낸다.2 is a block diagram of a LiDAR module according to an embodiment.
도 3은 실시 예에 의한 LiDAR 모듈에서 광 수신부의 다른 실시 예의 블럭도를 나타낸다.3 is a block diagram of another embodiment of an optical receiver in a LiDAR module according to an embodiment.
도 4는 자동차에 설치되어 되어 광파 탐지 및 거리를 측정하는 실시 예에 의한 광출력 모듈를 도시한 것이다.4 is a light output module according to an embodiment installed in an automobile to measure light waves and measure a distance.
도 5는 자동차에 설치되어 광파 탐지 및 거리를 측정하는 다른 실시 예에 의한 광출력 모듈의 구동을 도시한 것이다.5 is a view illustrating driving of an optical output module according to another embodiment installed in an automobile to detect light waves and measure distance.
도 6는 실시 예의 광출력 모듈가 자동차에 설치된 경우에 자동차의 주행속도에 따라 제어되는 순서를 도시한 것이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a control sequence according to a traveling speed of a vehicle when the light output module of the embodiment is installed in the vehicle.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, and the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments according to the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.Further, the relational terms such as "first" and "second," "upper / upper / up" and "lower / lower / lower", etc., as used below, may be used to refer to any physical or logical relationship between such entities or elements, or It may be used only to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.
도 2는 실시 예에 의한 광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치의 블럭도를 나타낸다.2 is a block diagram of an apparatus for detecting light detection and distance (LiDAR) according to an embodiment.
도 2에 도시된 LiDAR 모듈은 광 전송부(110A), 광 수신부(120A), 센싱부(130) 및 구동 제어부(140)를 포함할 수 있다.The LiDAR module illustrated in FIG. 2 may include an optical transmitter 110A, an optical receiver 120A, a sensing unit 130, and a driving controller 140.
먼저, 광 전송부(110A)는 하나 이상의 빔 또는 복수의 빔을 방출하는 역할을 한다. 도2에 도시된 일 실시예에서는 복수의 빔을 방출하지만 하나의 빔을 방출할 수 있다. 이를 위해, 광 전송부(110A)는 제1 히트 싱크(heat sink)(111), 적어도 하나의 광원(112), 전송 광학계(114) 및 빔 스티어링(beam steering)부(118)를 포함할 수 있다. 또한 빔 분할부(beam splitter)(116)를 더 포함할 수도 있다.First, the optical transmitter 110A emits one or more beams or a plurality of beams. In the embodiment shown in FIG. 2, a plurality of beams are emitted, but one beam may be emitted. To this end, the light transmitter 110A may include a first heat sink 111, at least one light source 112, a transmission optical system 114, and a beam steering unit 118. have. It may also further include a beam splitter 116.
적어도 하나의 광원(112)은 광을 방출하는 역할을 한다. 만일, 적어도 하나의 광원(112)으로부터 방출되는 광의 중심 파장이 2 ㎛보다 클 경우, 이는 원적외선광이므로 광파 탐지 및 거리 측정에 적합하지 않을 수 있다. 또한, 적어도 하나의 광원(112)으로부터 방출되는 광의 파장이 0.2 ㎛보다 작을 경우, 광 전송부(110A)로부터 방출된 빔이 인체에 해로울 수 있을 뿐만 아니라 대상(object)(또는, 물체 또는 물질)을 향해 진행하는 동안 공기 중에서 이물질에 흡수되어 원거리에 위치한 대상까지 도달하기 어려울 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 광원(112)으로부터 방출되는 광의 중심 파장은 0.2 ㎛ 내지 2 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.At least one light source 112 serves to emit light. If the central wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 is greater than 2 μm, it may be not suitable for light wave detection and distance measurement because it is far infrared light. In addition, when the wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 is smaller than 0.2 μm, the beam emitted from the light transmitting unit 110A may not only be harmful to the human body but also may be an object (or an object or material). It may be difficult to reach a remotely located object as it is absorbed by foreign matter in the air. Accordingly, the center wavelength of the light emitted from the at least one light source 112 may be 0.2 μm to 2 μm, but embodiments are not limited thereto.
여기서, 대상은 공중에 떠 있거나 지상에 놓여진 물체가 될 수도 있고, 공중에 부유하는 입자가 될 수도 있다. 실시 예는 특정한 대상의 종류에 국한되지 않는다.Here, the object may be an object floating in the air or placed on the ground, or may be a particle floating in the air. Embodiments are not limited to the specific types of objects.
또한, 적어도 하나의 광원(112)의 파장 분포는 1 ㎛ 이하일 수 있다.In addition, the wavelength distribution of the at least one light source 112 may be 1 μm or less.
또한, 적어도 하나의 광원(112)은 일정한 듀티 비율(duty rate)을 갖는 펄스 형태의 광원 소자일 수도 있다. 또한, 펄스의 온 타임(on time)은 1 ㎚ 이상일 수 있다. 또한, 펄스의 형태는 사각파, 삼각파, 톱니파, 사인파, 델타 함수, 사인 함수(sinc function)일 수 있다. 게다가, 펄스의 주기는 일정하지 않을 수 있다.In addition, the at least one light source 112 may be a pulsed light source device having a constant duty rate. In addition, the on time of the pulse may be 1 nm or more. In addition, the shape of the pulse may be a square wave, triangle wave, sawtooth wave, sine wave, delta function, sinc function (sinc function). In addition, the period of the pulse may not be constant.
또한, 적어도 하나의 광원(112)은 1개 이상의 공간 모드를 갖는 광원 소자일 수도 있다. 이때, 공간 모드는 가우시안(Gaussian) 또는 램버시안(Lambertian) 공간 모드의 n차로 표현될 수 있으며, 여기서, n은 1 이상일 수 있다.In addition, the at least one light source 112 may be a light source element having one or more spatial modes. In this case, the spatial mode may be represented by the nth order of the Gaussian or Lambertian spatial mode, where n may be 1 or more.
또한, 적어도 하나의 광원(112)은 선형 편광 혹은 원형 편광의 합으로 표현할 수 있는 광원 소자일 수도 있다. 이때, 편광 성분의 비는 하나의 편광 성분을 기준으로 1:A로 나타낼 수 있으며 A는 1 이하일 수 있다.In addition, the at least one light source 112 may be a light source element that can be expressed as a sum of linear polarization or circular polarization. In this case, the ratio of the polarization components may be represented by 1: A based on one polarization component and A may be 1 or less.
도 2의 경우 하나의 광원(112)만이 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 광원(112)의 개수는 복수 개일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 광원(112)이 복수 개의 광원을 포함할 경우 복수 개의 광원의 종류는 모두 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.In FIG. 2, only one light source 112 is illustrated, but the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the number of light sources 112 may be plural. In addition, when the at least one light source 112 includes a plurality of light sources, the types of the plurality of light sources may be all the same or different.
한편, 적어도 하나의 광원(112)에서 발생된 열은 광출력 모듈의 동작에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 제1 히트 싱크(111)는 적어도 하나의 광원(112)에서 발생된 열을 외부로 배출할 수 있다. 경우에 따라서, 제1 히트 싱크(111)는 생략될 수도 있다.Meanwhile, heat generated from the at least one light source 112 may adversely affect the operation of the light output module. Therefore, the first heat sink 111 may discharge heat generated by the at least one light source 112 to the outside. In some cases, the first heat sink 111 may be omitted.
한편, 빔 분할부(114)는 적어도 하나의 광원(112)에서 방출된 광을 제1 빔(B1)과 제2 빔(B2)으로 분할하는 역할을 한다. 빔 분할부(114)에서 분할된 제1 빔(B1)은 대상을 향해 외부로 방출되는 한편, 제2 빔(B2)은 빔 스티어링부(118)로 방출된다.Meanwhile, the beam splitter 114 splits the light emitted from the at least one light source 112 into the first beam B1 and the second beam B2. The first beam B1 split by the beam splitter 114 is emitted to the outside while the second beam B2 is emitted to the beam steering unit 118.
또한, 빔 분할부(114)에서 분할된 광의 제1 빔(B1)과 제2 빔(B2) 간의 세기 비율은 K:1 일 수 있다. 예를 들어, K는 0보다 크고 10보다 작을 수 있다.In addition, the intensity ratio between the first beam B1 and the second beam B2 of the light split by the beam splitter 114 may be K: 1. For example, K may be greater than zero and less than ten.
또한, 빔 분할부(114)는 선형 편광, 원형 편광, 광원(112)의 공간 모드 또는 광원(112)의 파장 중 적어도 하나의 방식을 이용하는 소자를 포함할 수도 있다.In addition, the beam splitter 114 may include an element using at least one of linear polarization, circular polarization, a spatial mode of the light source 112, or a wavelength of the light source 112.
또한, 빔 분할부(114)는 광을 공간적으로 나누는 소자 또는 시간적으로 나누는 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 빔 분할부(114)는 생략될 수 있다.In addition, the beam splitter 114 may include at least one of a device for spatially dividing light or a device for temporally dividing light. The beam splitter 114 may be omitted.
전송 광학계(114)는 적어도 하나의 광원(112)과 빔 분할부(116) 사이에 배치될 수 있으며, 빔 분할부(114)가 생략되는 경우 광원과 빔 스티어링부(118) 사이에 배치될 수 있다. 전송 광학계(114)는 적어도 하나의 광원(112)에서 방출된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터(114A)를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 전송 광학계(114)는 생략될 수도 있다.The transmission optical system 114 may be disposed between the at least one light source 112 and the beam splitter 116, and may be disposed between the light source and the beam steering unit 118 when the beam splitter 114 is omitted. have. The transmission optical system 114 may include a collimator 114A for collimating light emitted from the at least one light source 112. In some cases, the transmission optical system 114 may be omitted.
빔 스티어링부(118)는 빔 분할부(116)에서 분할된 제2 빔(B2)을 복수의 제3 빔(B3)[B0, B(1-1), ... B(1-N), B(2-1), ... B(2-M)]으로 나누어 서로 다른 방향으로 방출할 수 있다. 여기서, N은 1 이상의 양의 정수이고 M은 1 이상의 양의 정수일 수 있다. 제3 빔(B3)에 대해서는 상세히 후술된다. 빔 스티어링부(118)는 빔 분할부(116)가 생략되어 하나의 빔을 스티어링 할 수 있다.The beam steering unit 118 divides the second beam B2 divided by the beam splitter 116 into a plurality of third beams B3 [B0, B (1-1), ... B (1-N). , B (2-1), ... B (2-M)] can be emitted in different directions. Here, N may be a positive integer of 1 or more and M may be a positive integer of 1 or more. The third beam B3 will be described later in detail. In the beam steering unit 118, the beam splitter 116 may be omitted to steer one beam.
실시 예에 의하면, 빔 스트어링부(118)는 적어도 하나의 송신용 광학 소자를 포함할 수 있다. 도 2의 경우 빔 스티어링부(118)는 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)를 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 빔 스티어링부(118)는 하나의 송신용 광학 소자만을 포함할 수도 있고, 2개 이상의 송신용 광학 소자를 포함할 수도 있다. 이하, 빔 스티어링부(118)가 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)를 포함하는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.According to an embodiment, the beam stringing unit 118 may include at least one optical element for transmission. In FIG. 2, the beam steering unit 118 is illustrated as including the first and second transmission optical elements S1 and S2, but the embodiment is not limited thereto. That is, the beam steering unit 118 may include only one transmission optical element, or may include two or more transmission optical elements. Hereinafter, the beam steering unit 118 will be described as including the first and second optical elements S1 and S2 for transmission, but the embodiment is not limited thereto.
제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 빔 분할부(116)로부터 입사된 제2 빔(B2)을 복수의 제3 빔(B3)으로 나누어 서로 다른 방향으로 방출할 수 있다. 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 빔 분할부(116)가 생략된 경우 단일의 빔을 입사받고 스티어링 할 수 있다.The first and second transmission optical elements S1 and S2 may divide the second beam B2 incident from the beam splitter 116 into a plurality of third beams B3 and emit the light in different directions. The first and second transmission optical elements S1 and S2 may receive and steer a single beam when the beam splitter 116 is omitted.
광 전송부(110A)로부터 대상을 향해 방출되는 복수의 빔은 제1 빔(B1)과 제3 빔(B3)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 모터 등에 의해 기구적으로 회전하지 않고서도 복수의 빔(B1, B3)을 대상을 향해 서로 다른 방향으로 방출할 수 있다.The plurality of beams emitted from the optical transmitter 110A toward the object may include a first beam B1 and a third beam B3. Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 can emit a plurality of beams B1 and B3 in different directions toward the object without being mechanically rotated by a motor or the like.
제1 및 제2 송신용 광학소자는(S1, S2) 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우 송신용 광학소자를 구성하는 적어도 일부의 렌즈(S1)이 구동할 수 있으며 일부의 렌즈(S1)의 구동을 통해 빔 스티어링부(118)로부터 출사되는 빔이 스티어링 될 수 있다.The first and second transmission optical elements S1 and S2 may include at least one lens. In this case, at least some of the lenses S1 constituting the optical element for transmission may be driven, and the beams emitted from the beam steering unit 118 may be steered through the driving of the lenses S1.
제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호 중 적어도 하나에 응답하여, 제2 빔(B2)을 서로 다른 방향의 복수의 제3 빔(B3)으로 나누어 방출할 수 있다. 이러한 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호는 구동 제어부(140)로부터 광 전송부(110A)로 제1 제어 신호(C1)의 형태로 제공될 수 있다. 즉, 외부로부터의 자극이 있고, 이러한 자극에 의해 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호 중 적어도 하나가 제1 제어 신호(C1)로서 구동 제어부(140)로부터 발생되고, 발생된 제1 제어 신호(C1)에 의해 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각으로부터 방출되는 복수의 제3 빔(B3)의 진행 경로(즉, 방출 각도)등이 결정될 수 있다.Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 respectively transmits the second beam B2 to a plurality of third beams B3 in different directions in response to at least one of an electrical signal, a physical signal, and a chemical signal. It can be released by dividing by. The electrical signal, the physical signal or the chemical signal may be provided in the form of the first control signal C1 from the driving controller 140 to the light transmission unit 110A. That is, there is a stimulus from the outside, and at least one of an electrical signal, a physical signal, or a chemical signal is generated from the driving controller 140 as the first control signal C1 by the stimulus, and the generated first control signal C1. ), A propagation path (ie, an emission angle) of the plurality of third beams B3 emitted from each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be determined.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 전송용 광학 위상 어레이(OPA: Optical Phase Array)로 구현될 수 있다. 전송용 광학 위상 어레이는 빔 분할부(116)에서 분할된 제2 빔(B2)으로부터 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be implemented as an optical phase array (OPA) for transmission. The optical phase array for transmission may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions from the second beam B2 split by the beam splitter 116.
전송용 광학 위상 어레이로 구현될 수 있는 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 다음과 같은 다양한 방식으로 구현될 수 있다.Each of the first and second transmission optical elements S1 and S2, which may be implemented as a transmission optical phase array, may be implemented in various ways as follows.
먼저, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 회절 격자가 주기적으로 형성된 표면을 가질 수 있다. 이때, 격자의 주기, 각도 또는 형상 중 적어도 하나를 변경시킬 경우, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.First, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a surface on which a diffraction grating is periodically formed. In this case, when at least one of the period, angle, or shape of the grating is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. have.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 굴절률 차이가 주기적으로 변하는 내부 구조를 가질 수 있다. 이때, 주기를 변경시키거나 굴절률을 변경시킬 경우, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have an internal structure in which a difference in refractive index varies periodically. In this case, when the period is changed or the refractive index is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 액정을 이용하여 편광을 주기적으로 온/오프시키는 편광에 대한 격자 구조를 가질 수 있다. 이때, 격자의 간격 또는 투과율 중 적어도 하나를 조절할 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a lattice structure for polarization that periodically turns polarization on / off using liquid crystal. In this case, when adjusting at least one of the spacing or transmittance of the grating, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 복굴절 프리즘 형태를 가질 수 있다. 이때, 프리즘의 각도를 변경시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a birefringent prism shape. In this case, when the angle of the prism is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 공기와 오일(Oil)과 같은 액체의 경계면이 있는 구조를 가질 수 있다. 이때, 외부로부터 신호를 인가하여 그 경계면을 변화시키거나 액체의 굴절률을 변경시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a structure having an interface between a liquid such as air and oil. In this case, when a signal is applied from the outside to change the interface or the refractive index of the liquid, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may emit a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be generated.
또한, 홀로그램(hologram) 방식으로 매질 내부의 굴절률 혹은 밀도 분포 패턴을 변화시킬 경우, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, when the refractive index or the density distribution pattern inside the medium is changed in a hologram manner, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may emit a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be generated.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 액정의 세기(intensity)에 따라 투과율이 주기적으로 변하는 구조를 가질 수 있다. 이때, 주기를 변경하거나 투과율을 변경시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a structure in which transmittance periodically changes according to the intensity of the liquid crystal. In this case, when the period is changed or the transmittance is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 멤스(MEMS: Micro-Electro-Mechanical System) 미러 어레이(mirror array)를 가질수 있다. 이때, 각 픽셀의 동작 상태를 제어할 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) mirror array. In this case, when controlling the operation state of each pixel, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 초음파를 매질에 주사하고, 초음파의 주파수를 변경시킬 경우, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, when the ultrasound is injected into the medium and the frequency of the ultrasound is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. have.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 전기장이 상, 하, 좌, 우에 형성된 매질을 가질 수 있다. 이때, 전기장의 세기 혹은 주파수를 변경시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a medium having an electric field formed above, below, left, and right. In this case, when the intensity or frequency of the electric field is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 렌즈 세트를 가질 수 있다. 이때, 렌즈 세트의 개별 렌즈를 상, 하, 좌, 우로 이동시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a lens set arranged in two or more. In this case, when the individual lenses of the lens set are moved up, down, left, and right, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions. Can be.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 MLA(Micro Lens Array) 세트를 가질 수 있다. 이때, 개별 MLA를 상, 하, 좌, 우로 이동시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have a set of two or more MLAs. In this case, when the individual MLA is moved up, down, left, and right, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
또한, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 MLA 세트를 가질 수 있다. 이때, 개별 MLA의 주기 혹은 형상을 변경시킬 경우 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)는 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수 있다.In addition, each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may have two or more MLA sets aligned. In this case, when the period or shape of the individual MLA is changed, the first and second transmission optical elements S1 and S2 may generate a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions.
전술한 다양한 송신용 광학 소자가 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있도록, 전술한 주기(또는, 표면 등과 같은 패턴)에 변화를 부여하는 폭의 범위는 0.1 ㎛ 내지 2 ㎜이고, 전술한 굴절률에 변화를 주는 범위는 파장이 1000㎚일 때, 1 보다 크고 2.7 보다 작을 수 있고, 전술한 투과율 및 반사율에 변화를 주는 범위는 0보다 크고 1보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.In order to allow the above-described various optical elements for transmission to emit light in different directions, the range of the width which gives a change to the above-described period (or a pattern such as a surface) is in the range of 0.1 µm to 2 mm, The range of change may be greater than 1 and less than 2.7 when the wavelength is 1000 nm, and the range of change in transmittance and reflectivity described above may be greater than 0 and less than 1, but embodiments are not limited thereto.
또한, 전술한 다양한 송신용 광학 소자를 복합적으로 조합하여, 서로 다른 방향으로 방출될 복수의 제3 빔(B3)을 생성할 수도 있다.In addition, a plurality of third beams B3 to be emitted in different directions may be combined by combining various aforementioned optical elements for transmission.
또한, 전술한 바와 같이 다양한 구조를 갖는 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각을 동작시키기 위해, 전기적인 신호를 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각의 양단에 인가할 수 있다. 이때, 전기적인 신호는 주기적인 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있다. 예를 들어, 전기적인 신호의 동작 레이트는 10㎓이하일 수 있다.In addition, as described above, in order to operate each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 having various structures, an electrical signal is applied to each of the first and second transmission optical elements S1 and S2. It can be applied at both ends. In this case, the electrical signal may be a periodic voltage signal or a current signal. For example, the operating rate of the electrical signal may be 10 kHz or less.
또한, 전술한 바와 같이 다양한 구조를 갖는 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2) 각각을 동작시키기 위해, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)에 물리적 압력을 가할 수도 있고 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)의 물리적 위치를 변화시킬 수도 있다. 이때, 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)의 물리적 위치는 광축 방향으로 이동되거나 광축 방향에 수직한 두 축 방향으로 이동될 수 있다. 이를 위해, 자기장을 이용할 수도 있고, 피에조(PZT:Piezo) 소자를 이용할 수도 있고, VCM(Voice Coil Motor)을 이용할 수도 있고, 링크 구조를 이용할 수도 있고, 중력과 탄성을 이용할 수도 있다.In addition, in order to operate each of the first and second transmission optical elements S1 and S2 having various structures as described above, physical pressure may be applied to the first and second transmission optical elements S1 and S2. The physical positions of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be changed. In this case, the physical positions of the first and second transmission optical elements S1 and S2 may be moved in the optical axis direction or in two axis directions perpendicular to the optical axis direction. To this end, a magnetic field may be used, a piezo (PZT) device may be used, a voice coil motor (VCM) may be used, a link structure may be used, or gravity and elasticity may be used.
빔 스티어링부(118)를 구현하는 제1 및 제2 송신용 광학 소자(S1, S2)로부터 생성되어 방출되는 복수의 제3 빔(B3)은 광축 방향으로 방출되는 제0 빔(BO)과, 광축 방향으로부터 반시계 방향으로 이격되어 방출되는 N 개의 제1-1 내지 제1-N 빔[B(1-1), ... B(1-N)] 또는 광축 방향으로부터 시계 방향으로 이격되어 방출되는 M 개의 제2-1 내지 제2-M 빔[B(2-1), ... B(2-M)] 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plurality of third beams B3 generated and emitted from the first and second transmission optical elements S1 and S2 implementing the beam steering unit 118 may include a zeroth beam BO emitted in an optical axis direction, N-1-1 to 1-N beams [B (1-1), ... B (1-N)] emitted or spaced in a counterclockwise direction from the optical axis direction or clockwise spaced from the optical axis direction And at least one of the M second-1 to second-M beams (B (2-1), ... B (2-M)) emitted.
또한, 복수의 제3 빔(B3)[B0, B(1-1), ... B(1-N), B(2-1), ... B(2-M)]은 서로 이격되어 방출될 수 있다. 제1-1 내지 제1-N 빔[B(1-1), ... B(1-N)]과 제2-1 내지 제2-M 빔[B(2-1), ... B(2-M)] 각각은 제0 빔(BO)과 소정의 각도만큼 이격되어 방출될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 빔[B(1-1)]은 제0 빔(BO)과 제1-1 각도[θ(1-1)T]만큼 이격되고, 제1-N 빔[B(1-N)]은 제0 빔(BO)과 제1-N 각도[θ(1-N)T]만큼 이격되고, 제2-1 빔[B(2-1)]은 제0 빔(BO)과 제2-1 각도[θ(2-1)T]만큼 이격되고, 제2-M 빔[B(2-M)]은 제0 빔(BO)과 제2-M 각도[θ(2-M)T]만큼 이격될 수 있다.Further, the plurality of third beams B3 [B0, B (1-1), ... B (1-N), B (2-1), ... B (2-M)] are spaced apart from each other. Can be released. 1-1st to 1st-N beams [B (1-1), ... B (1-N)] and 2-1st to 2-M beams [B (2-1), ... B (2-M)] may be emitted spaced apart from the zeroth beam BO by a predetermined angle. For example, the 1-1 st beam B (1-1) is spaced apart from the 0 th beam BO by the 1-1 st angle [θ (1-1) T], and the 1 st-N beam [B]. (1-N)] is spaced apart from the zeroth beam BO by the first-N angle [θ (1-N) T], and the second-first beam B (2-1) is the zeroth beam ( The 2nd M beam [B (2-M)] is spaced apart from BO by 2-1st angle [theta] (2-1) T], and the 2nd M beam [B (2-M)] is the 0th beam BO and the 2nd M angle [θ ( 2-M) T].
복수의 제3 빔(B3)들이 서로 이격된 각도 중에서, 제1-N 또는 제2-M 빔[B(1-N), B(2-M)]이 제0 빔(BO)과 가장 큰 각도로 이격되어 있다. 이러한 가장 큰 이격 각도[θ(1-N)T 또는 θ(2-M)T]는 90°보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Among the angles in which the plurality of third beams B3 are spaced apart from each other, the first-N or second-M beams B (1-N) and B (2-M) are larger than the zeroth beam BO. Spaced at an angle. The largest separation angle θ (1-N) T or θ (2-M) T may be less than 90 °, but embodiments are not limited thereto.
또한, 제0, 제1-1 내지 제1-N 및 제2-1 내지 제2-M 빔[BO, B(1-1), ... B(1-N), B(2-1), ... B(2-M)] 중에서 서로 이웃하는 빔 간의 이격 각도는 20°보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Further, the 0th, 1-1st to 1st-N and 2-1st to 2-M beams [BO, B (1-1), ... B (1-N), B (2-1) ), ... B (2-M)], the separation angle between the beams adjacent to each other may be smaller than 20 °, but the embodiment is not limited thereto.
한편, 광 수신부(120A)는 광 전송부(110A)로부터 방출된 하나의 빔 또는 복수의 빔(B1, B3)이 대상(미도시)에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 복수의 후방 광을 서로 다른 각도로 입사하고, 입사된 복수의 후방 광을 이용하여 대상에 대한 정보를 측정(또는, 검사 또는 분석)할 수 있다.On the other hand, the light receiving unit 120A has a different angle from one beam or a plurality of back lights emitted from the light transmitting unit 110A and reflected back after being hit by an object (not shown). The information on the object may be measured (or inspected or analyzed) by using a plurality of incident incident back light.
실시 예에 의하면, 광 수신부(120A)는 제2 히트 싱크(121), 광 검사부(122), 광 검출부(124), 필터(126A) 및 수신 광학계(128)를 포함할 수 있다. 광 수신부(120A)에서 광 검출부(124)는 생략될 수 있다.According to an embodiment, the light receiver 120A may include a second heat sink 121, a light inspector 122, a light detector 124, a filter 126A, and a reception optical system 128. In the light receiver 120A, the light detector 124 may be omitted.
광 검출부(124)는 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 복수의 후방 광(RB)을 서로 다른 각도로 수신하여 일정한 각도로 광 검사부(122)로 보낸다. The light detector 124 receives the plurality of rear light beams RB that are reflected back after hitting the object at different angles, and sends them to the light inspecting unit 122 at a predetermined angle.
광 검출부(124)로 입사되는 후방 광(RB)은 광축 방향으로 입사되는 제0 후방 광(RO)과, 광축 방향으로부터 반시계 방향으로 이격되어 입사되는 i개의 제1-1 내지 제1-i 후방 광[R(1-1), ... R(1-i)] 또는 광축 방향으로부터 시계 방향으로 이격되어 입사되는 j개의 제2-1 내지 제2-j 후방 광[R(2-1), ... R(2-j)] 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, i는 1 이상의 양의 정수이고 j는 1 이상의 양의 정수일 수 있다.The back light RB incident to the light detector 124 is the i-th back light RO incident in the optical axis direction, and i first to first to first i rays spaced apart in the counterclockwise direction from the optical axis direction. Back light [R (1-1), ... R (1-i)] or j number of 2-1-1 to 2-j back light [R (2-1) incident in a clockwise direction from the optical axis direction ), ... R (2-j)]. Here, i may be a positive integer of 1 or more and j may be a positive integer of 1 or more.
또한, 제1-1 내지 제1-i 후방 광[R(1-1), ... R(1-i)]과 제2-1 내지 제2-j 후방 광[R(2-1), ... R(2-j)] 각각은 제0 후방 광(RO)과 소정의 각도만큼 이격되어 입사될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 후방 광[R(1-1)]은 제0 후방 광(RO)과 제1-1 각도[θ(1-1)R]만큼 이격되고, 제1-i 후방 광[R(1-i)]은 제0 후방 광(RO)과 제1-i 각도[θ(1-i)R]만큼 이격되고, 제2-1 후방 광[R(2-1)]은 제0 후방 광(RO)과 제2-1 각도[θ(2-1)R]만큼 이격되고, 제2-j 후방 광[R(2-j)]은 제0 후방 광(RO)과 제2-j 각도[θ(2-j)R]만큼 이격될 수 있다. 이와 같이, 복수의 후방 광[R0, R(1-1), ... R(1-i), R(2-1), ... R(2-j)]은 서로 이격되어 광 검출부(124)로 입사될 수 있다.Further, the first-first to first-i back light [R (1-1), ... R (1-i)] and the second-first to second-j back light [R (2-1) , ... R (2-j)] may be incident to the 0th rear light RO at a predetermined angle. For example, the 1-1 st rear light R (1-1) is spaced apart from the 0 th rear light RO by the 1-1 angle [theta] (1-1) R, and the 1-1 i rear The light R (1-i) is spaced apart from the zeroth rear light RO by the first-i angle [theta] (1-i) R, and the second-first rear light R (2-1)]. Is spaced apart from the zeroth rear light RO by a second-first angle [theta] (2-1) R, and the second-jth rear light R (2-j) is separated from the zeroth rear light RO. It may be spaced apart by the second j angle [theta] (2-j) R]. As described above, the plurality of rear lights R0, R (1-1), ... R (1-i), R (2-1), ... R (2-j) are spaced apart from each other and the light detector May be incident to 124.
또한, 광 검출부(124)는 적어도 하나의 수신용 광학 소자를 포함할 수 있다. 도 2의 경우 광 검출부(124)는 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)를 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면 광 검출부(124)는 하나의 수신용 광학 소자만을 포함할 수도 있고, 3개 이상의 수신용 광학 소자를 포함할 수도 있다. 송신용 광학 소자(S1, S2)와 마찬가지로, 수신용 광학 소자(D1, D2)는 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호 중 적어도 하나에 응답하여 동작할 수 있다. 이러한 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호는 구동 제어부(140)로부터 광 수신부(120A)로 제2 제어 신호(C2)의 형태로 제공될 수 있다. 즉, 외부로부터의 자극이 있고, 이러한 자극에 의해 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호 중 적어도 하나가 제2 제어 신호(C2)로서 구동 제어부(140)로부터 발생되고, 발생된 제2 제어 신호(C2)에 의해 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, 32) 각각은 각도별 투과 또는 반사 효율 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.In addition, the light detector 124 may include at least one optical element for reception. In FIG. 2, the light detector 124 is illustrated as including the first and second receiving optical elements D1 and D2, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the light detector 124 may include only one receiving optical element or may include three or more receiving optical elements. Similar to the transmission optical elements S1 and S2, the reception optical elements D1 and D2 may operate in response to at least one of an electrical signal, a physical signal, or a chemical signal. The electrical signal, physical signal or chemical signal may be provided in the form of a second control signal C2 from the driving controller 140 to the light receiving unit 120A. That is, there is a stimulus from the outside, and at least one of an electrical signal, a physical signal, or a chemical signal is generated from the drive controller 140 as the second control signal C2 by the stimulus, and the generated second control signal C2 is generated. Each of the first and second receiving optical elements D1 and 32 may adjust at least one of transmission and reflection efficiency for each angle.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 수신용 광학 위상 어레이(OPA)로 구현될 수 있다. 수신용 광학 위상 어레이는 서로 다른 각도로 복수의 후방 광을 입사하여 일정한 각도로 출력할 수 있다. 이러한 수신용 광학 위상 어레이로 구현될 수 있는 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 다음과 같은 다양한 방식으로 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be implemented as a receiving optical phase array OPA. The receiving optical phase array may input a plurality of back lights at different angles and output the same at a predetermined angle. Each of the first and second receiving optical elements D1 and D2, which may be implemented as the receiving optical phase array, may operate in various ways as follows.
먼저, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 회절 격자가 주기적으로 형성된 표면을 가질 수 있다. 이때, 격자의 주기, 각도 또는 형상 중 적어도 하나를 변경시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.First, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a surface on which a diffraction grating is periodically formed. In this case, when at least one of the period, angle, or shape of the grating is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각의 굴절률 차이가 주기적으로 변하는 구조를 가질 수 있다. 이때, 주기를 변경시키거나 굴절률을 변경시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, a difference in refractive index of each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be changed periodically. In this case, when the period is changed or the refractive index is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 복굴절 프리즘 형태를 가질 수 있다. 이 경우 프리즘의 각도 변경시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a birefringent prism shape. In this case, when the angle of the prism is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 공기와 오일(Oil)과 같은 액체의 경계면이 있는 구조를 가질 수 있다. 이때, 외부 신호를 인가하여 그 경계면을 변화시키거나 액체의 굴절률을 변경시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a structure having an interface between a liquid such as air and oil. In this case, when an external signal is applied to change the interface or the refractive index of the liquid, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 홀로그램 방식으로 매질 내부의 굴절률 혹은 밀도 분포 패턴을 변화시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, when the refractive index or the density distribution pattern inside the medium is changed by the hologram method, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 렌즈 세트를 가질 수 있다. 이때, 렌즈 세트에서 개별 렌즈를 상, 하, 좌, 우로 이동시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a lens set arranged in two or more. In this case, when the individual lenses are moved up, down, left, and right in the lens set, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 MLA(Micro Lens Array) 세트를 가질 수 있다. 이때, 개별 MLA를 상, 하, 좌, 우로 이동시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have a set of two or more MLAs. In this case, when the individual MLA is moved up, down, left, and right, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
또한, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각은 2개 이상으로 정렬된 MLA 세트를 가질 수 있다. 이때, 개별 MLA의 주기 혹은 형상 중 적어도 하나를 변경시킬 경우, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각이 동작할 수 있다.In addition, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may have two or more MLA sets aligned. In this case, when at least one of the period or shape of the individual MLA is changed, each of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may operate.
전술한 다양한 수신용 광학 소자가 동작할 수 있도록, 전술한 주기(또는, 표면 등과 같은 패턴)에 변화를 부여하는 폭의 범위는 0.1 ㎛ 내지 2 ㎜이고, 전술한 굴절률에 변화를 주는 범위는 파장이 1000㎚일 때 1보다 크고 2.7보다 작을 수 있고, 전술한 투과율 및 반사율에 변화를 주는 범위는 0보다 크고 1보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.In order for the various receiving optical elements described above to operate, the range of the width for giving a change to the above-described period (or a pattern such as a surface) is 0.1 μm to 2 mm, and the range for changing the aforementioned refractive index is a wavelength. It may be greater than 1 when the 1000nm is less than 2.7, and the above-mentioned range for changing the transmittance and reflectance may be greater than 0 and less than 1, but the embodiment is not limited thereto.
또한, 광 검출부(124)는 전술한 바와 같이 다양하게 동작하는 수신용 광학 소자를 복합적으로 포함할 수 있다.In addition, the light detector 124 may include a receiving optical element that operates in various ways as described above.
또한, 전술한 바와 같이 다양한 구조를 갖는 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)를 동작시키기 위해, 전기적인 신호를 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2) 각각의 양단에 인가할 수 있다. 이때, 전기적인 신호는 주기적인 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있다. 예를 들어, 전기적인 신호의 동작 레이트는 10 ㎓ 이하일 수 있다. In addition, as described above, in order to operate the first and second receiving optical elements D1 and D2 having various structures, an electrical signal is provided at both ends of each of the first and second receiving optical elements D1 and D2. Can be applied to In this case, the electrical signal may be a periodic voltage signal or a current signal. For example, the operating rate of the electrical signal may be less than 10 Hz.
또한, 전술한 바와 같이 다양한 구조를 갖는 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)를 동작시키기 위해, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)에 물리적 압력을 가할 수도 있고 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)의 물리적 위치를 변화시킬 수도 있다. 이때, 제1 및 제2 수신용 광학 소자(D1, D2)의 물리적 위치는 광축 방향으로 이동되거나 광축 방향에 수직한 두 축 방향으로 이동될 수 있다. 이를 위해, 자기장을 이용할 수도 있고, PZT를 이용할 수도 있고, VCM을 이용할 수도 있고, 링크 구조를 이용할 수도 있고, 중력과 탄성을 이용할 수도 있다.In addition, in order to operate the first and second receiving optical elements D1 and D2 having various structures as described above, physical pressure may be applied to the first and second receiving optical elements D1 and D2. The physical positions of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be changed. In this case, the physical positions of the first and second receiving optical elements D1 and D2 may be moved in the optical axis direction or in two axis directions perpendicular to the optical axis direction. To this end, a magnetic field may be used, PZT may be used, VCM may be used, a link structure may be used, and gravity and elasticity may be used.
후방 광이 입사되는 각도는 다양한 방법으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1-i 또는 제2-j 후방 광[R(1-i), R(2-j)]이 제0 빔(BO)과 가장 큰 각도로 이격되어 있다. 이러한 가장 큰 이격 각도[θ(1-i)R 또는 θ(2-j)R]를 90°보다 작게 할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The angle at which the back light is incident may be adjusted in various ways. For example, the first-i or second-j back light R (1-i), R (2-j) is spaced apart from the zeroth beam BO at the largest angle. Although the largest separation angle [theta] (1-i) R or [theta] (2-j) R] can be made smaller than 90 degrees, the embodiment is not limited thereto.
또한, 제0, 제1-1 내지 제1-i 및 제2-1 내지 제2-j 빔[RO, R(1-1), ... R(1-i), R(2-1), ... R(2-j)] 중에서 서로 이웃하는 빔 간의 이격 각도를 20°보다 작게 설정할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Further, the 0th, 1-1st to 1st-i and 2-1th to 2nd-j beams [RO, R (1-1), ... R (1-i), R (2-1) ), ... R (2-j)] may set the separation angle between the beams adjacent to each other less than 20 °, but the embodiment is not limited thereto.
또한, 수신 광학계(128)는 광 검사부(122)와 광 검출부(124) 사이에 배치되어, 광 검출부(124)로부터 출사되는 광을 포커싱하여 광 검사부(122)로 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 수신 광학계(128)는 콜렉터(collector)(128A)를 포함할 수 있으나 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 경우에 따라서, 수신 광학계(128)는 생략될 수도 있다.In addition, the receiving optical system 128 may be disposed between the light inspecting unit 122 and the light detecting unit 124 to focus the light emitted from the light detecting unit 124 and provide the light to the light inspecting unit 122. . To this end, the receiving optical system 128 may include a collector 128A, but the embodiment is not limited thereto. In some cases, the reception optical system 128 may be omitted.
도 3은 실시 예에 의한 광출력 모듈에서 광 수신부의 다른 실시 예(120B)의 블럭도를 나타낸다.3 is a block diagram of another embodiment 120B of the light receiving unit in the light output module according to the embodiment.
도 3에 도시된 광 수신부(120B)는 제2 히트 싱크(121), 광 검사부(122), 광 검출부(124), 필터(126B) 및 수신 광학계(128)를 포함할 수 있다. 필터(126B)의 형태가 도 2에 도시된 필터(126A)와 다름을 제외하면, 도 3에 도시된 광 수신부(120B)는 도 2에 도시된 광 수신부(120A)와 동일하다.The light receiver 120B illustrated in FIG. 3 may include a second heat sink 121, a light inspector 122, a light detector 124, a filter 126B, and a reception optical system 128. Except that the shape of the filter 126B differs from the filter 126A shown in FIG. 2, the light receiver 120B shown in FIG. 3 is the same as the light receiver 120A shown in FIG. 2.
필터(126A, 126B)는 광 검출부(124)와 수신 광학계(128) 사이에 배치되며, 광 검출부(124)로부터 출사되는 후방 광에서 필요한 적어도 하나의 파장을 선택적으로 필터링하거나 잡음을 제거하고, 그 결과를 광 검사부(122)로 투과시키거나 반사시켜 제공할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 투과형 필터(126A)는 원하는 파장을 선택적으로 투과시켜 필터링하는 반면, 도 3에 도시된 바와 같은 반사형 필터(126A)는 원하는 파장을 선택적으로 반사시켜 필터링할 수 있다.The filters 126A and 126B are disposed between the light detector 124 and the reception optical system 128, and selectively filter or remove noise of at least one wavelength required in the back light emitted from the light detector 124. The result may be transmitted to the light inspection unit 122 or reflected. The transmissive filter 126A as shown in FIG. 2 selectively transmits and filters the desired wavelength, while the reflective filter 126A as shown in FIG. 3 may selectively reflect and filter the desired wavelength.
경우에 따라, 필터(126A, 126B)는 생략될 수도 있다.In some cases, the filters 126A and 126B may be omitted.
수신용 광학 위상 어레이가 서로 다른 각도로 입사되는 후방 광을 일정한 각도로 출력하기 때문에 필터(126A, 126B)의 투과 또는 반사 효율이 개선될 수 있다.The transmission or reflection efficiency of the filters 126A and 126B may be improved because the receiving optical phase array outputs the back light incident at different angles at a constant angle.
또한, 필터(126A, 126B)에서 필터링되는 파장영역은 하나 또는 복수 개일 수 있다.In addition, there may be one or a plurality of wavelength regions filtered by the filters 126A and 126B.
또한, 필터(126A, 126B)에서 필터링된 적어도 하나의 파장의 중심 파장의 범위는 0.2 ㎛ 내지 2 ㎛이고, 필터링된 파장의 대역폭은 1 ㎚ 이상일 수 있다. 또한, 필터(126A, 126B)에서 차단되는 파장의 세기와 선별되는 파장의 세기의 비를 F:1이라고 할 때, F는 0.5 이하일 수 있다.In addition, the range of the central wavelength of the at least one wavelength filtered by the filters 126A and 126B may be 0.2 μm to 2 μm, and the bandwidth of the filtered wavelength may be 1 nm or more. In addition, when the ratio of the intensity of the wavelength blocked by the filters 126A and 126B to the intensity of the selected wavelength is F: 1, F may be 0.5 or less.
또한, 필터(126A)의 투과 또는 필터(126B)의 반사 효율이 최대가 되는 입사광의 중심 각도를 적어도 하나 갖는 필터용 광학 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 필터용 광학 소자는 다양한 형태로 구현될 수 있다.The optical element for the filter may further include at least one central angle of incident light that maximizes transmission of the filter 126A or reflection efficiency of the filter 126B. Here, the optical element for the filter may be implemented in various forms.
예를 들어, 2개 이상의 굴절률을 갖는 박막을 2층 이상 적층한 형태로 필터용 광학 소자(126-1, 126-2)를 구현할 수 있다. 또는, 표면에 격자 구조를 형성하여 특정 파장의 굴절 혹은 반사 각도를 조절하는 형태로 필터형 광학 소자를 구현할 수 있다. 또는, 내부 굴절률의 변화를 주기적으로 하여 특정 파장을 선별하도록 필터용 광학 소자를 구현할 수 있다.For example, the filter optical elements 126-1 and 126-2 may be implemented by stacking two or more thin films having two or more refractive indices. Alternatively, the filter type optical element may be realized by forming a lattice structure on the surface to adjust the refraction or reflection angle of a specific wavelength. Alternatively, the optical element for the filter may be implemented to select a specific wavelength by periodically changing the internal refractive index.
필터(126A, 126B)에서 선별된 파장 대역을 갖는 광이 투과 혹은 반사되어 광 검사부(122)로 보내진다. 이때, 필터(126A)가 광을 투과하여 광 검사부(122)로 전송하는 투과형일 경우, 투과형 필터(126A)로 입사되는 광의 입사 각도가 60°이하일 때, 필터(126A)의 투과 효율이 최대가 될 수 있다. 또는, 필터(126B)가 광을 반사하여 광 검사부(122)로 전송하는 반사형일 경우, 반사형 필터(126B)로 입사되는 광의 각도가 25° 이상일 때, 필터(126B)의 반사 효율이 최대될 수 있다.Light having a wavelength band selected by the filters 126A and 126B is transmitted or reflected to the light inspection unit 122. At this time, when the filter 126A is a transmission type that transmits light to the light inspection unit 122, when the incident angle of the light incident to the transmission filter 126A is 60 ° or less, the transmission efficiency of the filter 126A is maximum. Can be. Alternatively, when the filter 126B reflects light and transmits the light to the light inspection unit 122, when the angle of the light incident on the reflective filter 126B is 25 ° or more, the reflection efficiency of the filter 126B may be maximized. Can be.
제2 히트 싱크(121)는 광 검사부(122)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 역할을 수행할 수 있으며, 경우에 따라 생략될 수 있다.The second heat sink 121 may serve to emit heat generated by the light inspecting unit 122 to the outside, and may be omitted in some cases.
한편, 광 검사부(122)는 광 검출부(124)로부터 필터(126A, 126B)를 경유하여 제공된 후방 광으로부터 대상에 대한 정보를 측정(또는, 분석)할 수 있다.On the other hand, the light inspection unit 122 may measure (or analyze) the information on the object from the back light provided from the light detection unit 124 via the filters 126A and 126B.
광 검사부(122)는 광 전송부(110A)로부터 방출된 복수의 빔과 광 검출부(124)에서 출력되는 후방 광 간의 시간 차이를 측정할 수 있다. 이를 위해, 광 전송부(110A)에서 방출된 복수의 빔(B1, B3)이 대상에 부딪힌 후 반사하여 돌아온 후방 광의 세기를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 또는 광 전송부(110A)에서 방출된 복수의 빔(B1, B3)이 대상을 부딪힌 후 반사하여 돌아온 세기를 시간 순서로 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 이때, 광 검사부(122)는 전기적인 신호를 이용하여 복수의 빔과 후방 광 간의 시간 차이를 측정할 수 있다.The light inspecting unit 122 may measure a time difference between the plurality of beams emitted from the light transmitting unit 110A and the back light output from the light detecting unit 124. To this end, the plurality of beams B1 and B3 emitted from the light transmitting unit 110A may convert the intensity of the back light reflected and returned to the electric signal into an electric signal. Alternatively, the plurality of beams B1 and B3 emitted from the light transmitting unit 110A may convert the intensity returned by reflecting after returning from the object to an electrical signal in chronological order. In this case, the light inspecting unit 122 may measure a time difference between the plurality of beams and the back light using an electrical signal.
또한, 광 검사부(122)는 광 전송부(110A)에서 방출된 광의 일부를 먼저 측정한 시간을 기준으로 시간 차이를 측정할 수 있다. 또한, 광 검사부(122)는 광 전송부(110A)와 동기화된 전기 신호를 기준으로 시간 차이를 측정할 수 있다. In addition, the light inspecting unit 122 may measure a time difference based on a time of first measuring a part of the light emitted from the light transmitting unit 110A. In addition, the light inspecting unit 122 may measure a time difference based on an electrical signal synchronized with the light transmitting unit 110A.
또한, 1개 또는 복수 개의 수광부를 1차원 또는 2차원 어레이 형태로 배열하여 광 검사부(122)를 구현할 수 있다. 이 경우, 복수 개의 수광부를 이용하여 일정 위치에서 반사되는 광의 시간 차이를 측정할 수 있다. 또는, 복수 개의 수광부를 통하여 신호의 공간적 차이와 각 공간의 시간 차이를 측정할 수 있다. 이때, 어레이의 픽셀별로 수광 신호를 구분하여 전기 신호로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 수광부로서, APD(Avalanche Photo Diode), SPAPD(Single Photon Avalanche Photo Diode), SAPD(Single Avalanche Photo Diode), PD(Photo Diode), QWP(Quantum Well Photodiode), PMT(Photo Multiplying Tube) 등을 사용할 수 있다.In addition, the light inspection unit 122 may be implemented by arranging one or a plurality of light receiving units in a one-dimensional or two-dimensional array. In this case, a time difference of light reflected at a predetermined position may be measured using the plurality of light receiving units. Alternatively, the spatial difference of the signal and the time difference of each space may be measured through the plurality of light receiving units. In this case, the light receiving signal may be classified for each pixel of the array and converted into an electric signal. For example, as a light receiving unit, an Avalanche Photo Diode (APD), a Single Photon Avalanche Photo Diode (SPAPD), a Single Avalanche Photo Diode (SAPD), a Photo Diode (PD), a Quantum Well Photodiode (QWP), a Photo Multiplying Tube (PMT) Etc. can be used.
또한, 광 검사부(122)는 광 전송부(110A)로부터 전송된 광과 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아온 후방 광 간의 시간 차이와 공간적 위치를 동시에 측정할 수도 있다.In addition, the light inspecting unit 122 may simultaneously measure the spatial difference and the time difference between the light transmitted from the light transmitting unit 110A and the back light reflected and returned after hitting the object.
또한, 광 검사부(122)는 후방 광의 세기 또는 대상의 공간적 위치 중 적어도 하나를 이용하여 대상에 대한 정보를 분석할 수도 있다. 여기서, 검사되는 대상에 대한 정보란, 예를 들어 대상의 거리 또는 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the light inspecting unit 122 may analyze the information on the object using at least one of the intensity of the back light or the spatial position of the object. Here, the information on the object to be inspected may include, for example, at least one of distance or position information of the object.
또한, 광 검사부(122)는 대상에 대한 정보를 측정하기 위한 기초 데이터를 측정하고, 측정된 결과를 분석부(미도시)로 전송할 수 있다. 이 경우, 분석부는 광 검사부(122)에서 측정된 기초 데이터를 이용하여 대상에 대한 정보를 분석할 수 있다.In addition, the light inspecting unit 122 may measure basic data for measuring information about an object, and transmit the measured result to an analyzing unit (not shown). In this case, the analyzer may analyze information about the object using the basic data measured by the light inspector 122.
전술한 실시 예에 의한 광출력 모듈은 제1 하우징(H1)을 더 포함할 수 있다. 제1 하우징(H1)은 광 전송부(110A) 및 광 수신부(120A)를 에워싸는 형상을 가질 수 있다. 그러나, 제1 하우징(H1)은 생략될 수도 있다.The light output module according to the above embodiment may further include a first housing H1. The first housing H1 may have a shape surrounding the light transmitting unit 110A and the light receiving unit 120A. However, the first housing H1 may be omitted.
한편, 구동 제어부(140)는 광 전송부(110A) 또는 광 수신부(120A) 중 적어도 하나를 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 구동 제어부(140)는 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)의 형태로 전기적 신호, 물리적 신호 또는 화학적 신호를 생성하고, 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)에 의해 송신용 광학 소자(S1, S2) 및 수신용 광학 소자(D1, D2)의 구동을 각각 제어할 수 있다.The driving controller 140 may control at least one of the light transmitting unit 110A or the light receiving unit 120A. That is, the driving controller 140 generates an electrical signal, a physical signal or a chemical signal in the form of the first and second control signals C1 and C2 and transmits the signals by the first and second control signals C1 and C2. The driving of the reliable optical elements S1 and S2 and the receiving optical elements D1 and D2 can be controlled respectively.
여기서, 구동 제어부(140)에서 발생되는 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2) 각각은 연속 파(CW: Continued Wave) 또는 연속 펄스(Contiued Pulse) 형태일 수 있으며, 실시 예는 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)의 특정 형태에 국한되지 않는다.Here, each of the first and second control signals C1 and C2 generated by the driving controller 140 may be in the form of a continuous wave (CW) or a continuous pulse, and the embodiment may include the first and second control signals C1 and C2. It is not limited to the specific form of the second control signals C1 and C2.
한편, 센싱부(130)는 빔 분할부(116)에서 분할된 제1 빔(B1)을 센싱하고, 센싱된 결과를 구동 제어부(140)로 전송한다. 이 경우, 구동 제어부(140)는 센싱부(130)로부터 받은 센싱된 결과를 이용하여 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)를 생성하고, 생성된 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)를 이용하여 광 전송부(110A) 및 광 수신부(120A) 각각을 제어할 수 있다.Meanwhile, the sensing unit 130 senses the first beam B1 split by the beam splitter 116, and transmits the sensed result to the driving controller 140. In this case, the driving controller 140 generates the first and second control signals C1 and C2 using the sensed results received from the sensing unit 130, and generates the generated first and second control signals C1, Each of the optical transmitter 110A and the optical receiver 120A may be controlled using C2).
전술한 동작을 위해, 센싱부(130)는 포토 다이오드(132)와 센싱 광학계(134)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드(132)는 빔 분할부(116)로부터 분할된 제1 빔(B1)을 센싱하여 전기적인 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 센싱된 결과로서 구동 제어부(140)로 출력한다.For the above operation, the sensing unit 130 may include a photodiode 132 and a sensing optical system 134. The photodiode 132 senses the first beam B1 split from the beam splitter 116, converts the first beam B1 into an electrical signal, and outputs the converted electrical signal to the driving controller 140 as a sensed result.
센싱 광학계(134)는 분할된 제1 빔(B1)과 포토 다이오드(132) 사이에 배치된다. 이를 위해, 센싱 광학계(134)는 예를 들어, 복수 개의 프리즘(134-1, 134-2)을 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The sensing optical system 134 is disposed between the divided first beam B1 and the photodiode 132. To this end, the sensing optical system 134 may include, for example, a plurality of prisms 134-1 and 134-2, but the embodiment is not limited thereto.
전술한 바와 같이, 빔 분할부(116)에서 분할된 제1 빔(B1)을 이용하여 광 전송부(110A)와 광 수신부(120A)를 제어함으로써, 최종적으로 광 검사부(122)에서 검사되는 값의 정밀도를 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)에서 센싱된 결과를 분석한 결과, 제1 빔(B1)의 세기가 약하다고 결정될 경우 제2 빔(B2)의 세기도 약하다고 추정할 수 있다. 따라서, 제2 빔(B2)의 세기를 증가시키기 위해, 구동 제어부(140)는 광원(112)에서 방출되는 광의 세기를 원하는 만큼 증가시킬 수 있다. 따라서, 복수의 빔(B1, B3)의 세기가 약함으로 인해, 광 수신부(120A, 120B)에서 수신되는 복수의 후방 광의 세기도 약하여 대상의 정보를 정확하게 분석할 수 없는 문제점이 해소될 수 있다.As described above, by controlling the optical transmitter 110A and the optical receiver 120A by using the first beam B1 split by the beam splitter 116, the value finally inspected by the optical inspector 122. Can improve the precision. For example, as a result of analyzing the results sensed by the sensing unit 130, if it is determined that the intensity of the first beam B1 is weak, it may be estimated that the intensity of the second beam B2 is also weak. Therefore, in order to increase the intensity of the second beam B2, the driving controller 140 may increase the intensity of the light emitted from the light source 112 as desired. Therefore, since the strengths of the plurality of beams B1 and B3 are weak, the intensity of the plurality of rear lights received by the light receiving units 120A and 120B may also be weak, and thus the problem of inability to accurately analyze the information of the object may be solved.
전술한 실시 예에 의한 광출력 모듈은 제2 하우징(H2)을 더 포함할 수 있다. 제2 하우징(H2)은 센싱부(130)를 에워싸는 형상을 가질 수 있다. 그러나, 제2 하우징(H2)은 생략될 수도 있다.The light output module according to the above embodiment may further include a second housing H2. The second housing H2 may have a shape surrounding the sensing unit 130. However, the second housing H2 may be omitted.
또한, 실시 예에 의하면, 대상으로 방출하는 복수의 빔은 제3 빔(B3)뿐만 아니라 제1 빔(B1)도 포함하다. 따라서, 대상으로 방출되는 빔의 방향이 기존보다 확장될 수 있다. 이러한 빔의 방향의 확장에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.In addition, according to the embodiment, the plurality of beams emitted to the object include not only the third beam B3 but also the first beam B1. Thus, the direction of the beam emitted to the object can be expanded than before. The expansion of the beam direction will be described below with reference to the accompanying drawings.
최근 무인 자율 주행에 대한 관심이 높아지면서 실시 예의 광출력 모듈가 자동차에 설치되어 자동차의 무인 자율 주행을 실현하도록 구비될 수 있다.Recently, as interest in unmanned autonomous driving increases, the light output module of the embodiment may be installed in a vehicle to provide unmanned autonomous driving of the vehicle.
우선, 무인 자율 주행이란 운전자 없이 센서, 카메라와 같은 장애물 인식장치와 GPS 모듈과 같은 자동 항법 장치를 기반으로 조향, 변속, 가속, 브레이크를 도로환경에 맞춰 스스로 제어해 목적지까지 스스로 주행하는 기술이다.First of all, unmanned autonomous driving is a technology that drives itself to the destination by controlling steering, shifting, acceleration, and brake according to the road environment based on obstacle recognition devices such as sensors and cameras and automatic navigation devices such as GPS modules without a driver.
일반용뿐만 아니라 장애인을 위한 보조수단, 군사용, 화물운송을 비롯하여 상업용 등 광범위한 분야에서 사용될 수 있는 기술이다.It is a technology that can be used in a wide range of fields, including general purpose as well as assistive means for the disabled, military, cargo transportation and commercial.
자동차가 실제 차도에서 무인 자율 주행을 하기 위해서는 주행 중인 자동차의 전방 또는 후방에 위치하는 다른 자동차의 위치, 장애물 등을 포함하는 주변 정보를 인식하고 판단할 수 있어야 한다.In order for an autonomous autonomous driving on an actual roadway, it is necessary to be able to recognize and determine the surrounding information including the position and obstacles of other cars located in front or rear of the driving car.
종래 자동차에 설치되어 사용되는 광출력 모듈은 자동차 주행상황에 따른 스캐닝레이트를 고려하지 않고 있다. 예를 들어, 자동차가 고속으로 주행하는 경우에도 저속으로 주행하는 경우와 동일한 스캐닝레이트를 가지는 경우, 주행 속도에 대응하여 자동차에 탑재된 광출력 모듈이 함께 움직이므로 거리해상도가 크게 줄어들어 전방 또는 후방에 위치하는 다른 자동차의 위치, 장애물 등의 주변 정보에 대한 해상도가 저하되는 문제가 있었다.The light output module installed and used in a conventional vehicle does not consider the scanning rate according to the vehicle driving situation. For example, even when the vehicle is traveling at a high speed and has the same scanning rate as when driving at a low speed, the distance resolution is greatly reduced because the light output module mounted in the vehicle moves together in response to the traveling speed. There was a problem in that the resolution of surrounding information, such as the position and obstacles of another car, which is located is reduced.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 광출력 모듈를 제공할 수 있다. 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The present invention can provide an optical output module for solving the above problems. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
라이다 탐지 및 거리 측정을 통한 출력을 구성함에 있어서, 1D(Line) 또는 2D(Horizontal/Vertical) 출력시 선택적으로 동일한 프레임레이트로 구동되거나 관심영역에 따라서 가변형레이트로 구동 가능한 장치를 상술한다.In configuring the output through lidar detection and distance measurement, a device capable of being selectively driven at the same frame rate at 1D (Line) or 2D (Horizontal / Vertical) output or driving at a variable rate according to a region of interest will be described.
도 4는 자동차에 설치되어 되어 광파 탐지 및 거리를 측정하는 실시 예에 의한 광출력 모듈를 도시한 것이고, 도 5는 자동차에 설치되어 광파 탐지 및 거리를 측정하는 다른 실시 예에 의한 광출력 모듈를 도시한 것이다.4 is a light output module according to an embodiment installed in a vehicle to measure light wave detection and distance, and FIG. 5 is a light output module according to another embodiment installed in a car to measure light wave detection and distance. will be.
도 4는 자동차가 저속으로 주행하는 경우 실시 예의 광출력 모듈를 도시한 것인데, 실시 예의 광출력 모듈은 자동차가 저속으로 주행하는 경우 제1스캐닝레이트(A)로 자동차의 전방을 스캔 할 수 있고, 자동차의 중심을 기준으로 중심각이 제1스캔각도(θ1)를 갖는 영역을 스캔할 수 있다.4 illustrates an optical output module according to an embodiment when the vehicle is traveling at a low speed. The optical output module according to the embodiment may scan the front of the vehicle with the first scanning rate A when the vehicle is traveling at a low speed. The area having the first scan angle θ1 may be scanned based on the center of the.
여기서, 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR: Light Detection and Ranging) 측정 장치에 의해 탑지되는 특정 영역에 대한 스캐닝레이트(scanning rate)는 광출력모듈로부터 출력된 빔이 상기 특정 영역에 머무는 시간일 수 있고 상기 특정 영역을 스캔하는 빈도수 일 수도 있다. Here, the scanning rate for a specific area mounted by a vehicle light detection and ranging (LiDAR) measuring device may be a time at which the beam output from the light output module stays in the specific area. It may also be the frequency of scanning a particular area.
상기 제1스캐닝레이트(A)는 자동차가 저속으로 주행하는 경우, 임계레이트(VC)이하로 자동차가 주행하는 경우에 충분한 해상력을 갖는 레이트일 수 있다.The first scanning rate A may be a rate having sufficient resolution when the vehicle travels below the critical rate VC when the vehicle runs at a low speed.
예컨대, 제1스캐닝레이트(A)는 1Hz 내지 35Hz일 수 있으며, 제1스캔각도(θ1)의 범위 내에서 동일한 값을 가지도록 구비될 수 있다.For example, the first scanning rate A may be 1 Hz to 35 Hz, and may be provided to have the same value within the range of the first scan angle θ1.
상기 제1스캔각도(θ1)는 자동차가 전방 또는 후방에서 주행하는 다른 자동차를 인식할 수 있는 각도로 구비될 수 있다.The first scan angle θ1 may be provided at an angle at which the vehicle can recognize another vehicle traveling in front or rear.
예컨대, 제1스캔각도(θ1)는 70°이상으로 구비될 수 있다.For example, the first scan angle θ1 may be provided at 70 ° or more.
도 5는 자동차가 고속으로 주행하는 경우 실시 예의 광출력 모듈를 도시한 것인데, 자동차가 임계레이트(VC) 이상으로 주행하는 고속주행의 경우에는 상술한 자동차가 저속주행 하는 경우의 스캐닝 레이트인 제1스캐닝레이트(A)보다 높은 스캐닝레이트를 구비할 수 있다.FIG. 5 illustrates an optical output module according to an embodiment when the vehicle is traveling at a high speed. In the case of the high-speed driving in which the vehicle runs at or above the critical rate VC, the first scanning is a scanning rate when the vehicle is traveling at a low speed. A scanning rate higher than the rate A can be provided.
광출력 모듈은 광 전송부에서 빔을 방출하여 상기 방출된 빔이 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 복수 개의 후방 광을 이용하여 대상에 대한 정보를 수집하게 되는데, 자동차가 임계레이트(VC)이상으로 고속주행하는 경우에 스캐닝해야 하는 제1스캔각도(θ1)를 더 높은 스캐닝레이트(예, 더 빠른 속도)로 스캐닝 할 수 없는 문제가 발생한다.The light output module emits a beam from the light transmission unit and collects information on the object using a plurality of rear lights that are reflected after the emitted beam hits the object. In the case of high-speed driving, a problem arises in that the first scan angle θ1 to be scanned cannot be scanned at a higher scanning rate (eg, a higher speed).
따라서, 해상도 저하가 발생하지 않기 위해서는 자동차가 고속주행 하는 경우에는 저속주행하는 경우와 달리 보다 높은 스캐닝레이트로 동작할 필요가 있다. 하지만, 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR) 측정 장치가 동작할 수 있는 스캐닝레이트의 범위는 한정되어 있고, 자동차의 주행 속도에 대응하여 스캐닝레이트를 높일 수 있지만, 모든 영역에 대해 스캐닝 레이트를 높이는 데에는 한계가 발생할 수 있다. 따라서, 자동차의 주행 속도에 대응하여 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR) 측정 장치를 통해 수집되는 주변 정보를 자동차의 주변 영역별로 선별적으로 수집할 수 있다.Therefore, in order to prevent the resolution from occurring, it is necessary to operate at a higher scanning rate when the vehicle is driving at high speed, unlike when driving at high speed. However, the range of scanning rates in which a vehicle light detection and distance (LiDAR) measuring device can operate is limited, and the scanning rate can be increased in response to the driving speed of a vehicle, but there is a limit to increasing the scanning rate for all areas. May occur. Therefore, the peripheral information collected through the vehicle light wave detection and distance (LiDAR) measuring device may be selectively collected for each peripheral area of the vehicle in response to the driving speed of the vehicle.
특히 자동차가 고속주행을 할 경우에 저속으로 주행하는 경우에 비하여 자동차의 측면보다 전방에서 받아들여야 하는 정보가 더 중요해질 수 있다. 이에 따라 고속 주행하는 자동차에서는 차량의 주행 방향에 따른 전방 정보를 수집하는 스캐닝레이트가 높을수록 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR) 측정 장치를 통해 수집된 정보를 바탕으로 주행되는 자동차의 주행 안정성이 높아질 수 있다.In particular, when the vehicle is driving at a high speed, information to be received from the front side may be more important than when driving at a low speed. Accordingly, in a high-speed car, the higher the scanning rate for collecting forward information according to the driving direction of the vehicle, the higher the driving stability of the car driven based on the information collected through the vehicle wave detection and distance (LiDAR) measuring device. have.
실시 예의 광출력 모듈의 스캔각도는 저속주행하는 경우와 같이 제1스캔각도(θ1)일 수 있다.The scan angle of the optical output module according to the embodiment may be the first scan angle θ1 as in the case of low speed driving.
제1스캔각도(θ1)는 높은 스캐닝 레이트로 스캔을 하는 영역의 중심각인 제2스캔각도(θ2) 및 상대적으로 낮은 스캐닝 레이트로 스캔을 하는 영역의 중심각인 제3스캔각도(θ3)를 포함할 수 있다.The first scan angle θ1 may include a second scan angle θ2 which is the center angle of the region scanned at a high scanning rate and a third scan angle θ3 which is the center angle of the region scanned at a relatively low scanning rate. Can be.
제3스캔각도(θ3)는 하나 또는 둘 이상 존재할 수 있다.One or more third scan angles θ3 may exist.
환언하면, 높은 스캐닝레이트로 고속 스캔을 하는 고속 스캔 영역의 중심각은 제2스캔각도(θ2)일 수 있고, 상대적으로 저속 스캔을 하는 저속 스캔 영역의 중심각은 하나 또는 둘 이상의 제3스캔각도(θ3)일 수 있다.In other words, the center angle of the fast scan area for high speed scanning at a high scanning rate may be the second scan angle θ2, and the center angle of the low speed scan area for relatively low speed scanning is one or more third scan angles θ3. May be).
고속 스캔 영역은 전체 스캔 영역의 중심부에 위치할 수 있고, 저속 스캔 영역은 전체 스캔 영역에서 고속 스캔 영역을 제외한 양 옆에 위치할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예 일뿐 이에 한정되지 않고 다른 형태로 저속과 고속 스캔영역을 설정할 수도 있다.The high speed scan area may be located at the center of the entire scan area, and the low speed scan area may be located at both sides of the entire scan area except for the high speed scan area. However, the present invention is not limited thereto, and the low speed and high speed scan areas may be set in other forms.
즉, 고속 스캔영역인 제2스캔영역과 저속 스캔영역인 제3스캔영역의 합은 중심각이 제1스캔각도(θ1)인 전체스캔영역과 동일 할 수 있다.That is, the sum of the second scan area, which is the high-speed scan area, and the third scan area, which is the low-speed scan area, may be the same as the entire scan area where the center angle is the first scan angle θ1.
또한 고속 스캔 영역이 양 옆에 위치하는 실시예에 한정되지 않고, 관심영역이 발생한 경우 발생된 관심영역을 고속스캔영역으로 설정하여 높은 스캐닝레이트로 구동하고, 관심영역 이외의 부분을 저속스캔영역으로 설정하여 고속스캔영역보다 상대적으로 낮은 스캐닝레이트로 구동할 수 있다.In addition, the high-speed scan area is not limited to an embodiment in which the high-speed scan area is located next to each other, and when the area of interest occurs, the generated area of interest is set as the high-speed scan area to drive at a high scanning rate, and portions other than the area of interest are low-speed scan areas. It can be set to drive at a scanning rate relatively lower than that of the fast scan area.
실시 예의 광출력 모듈은 고속 스캔영역에서 제2스캐닝레이트(B)로 스캔 할 수 있고, 저속 스캔영역에서는 제3스캐닝레이트(C)로 스캔 할 수 있다.The optical output module according to the embodiment may scan with the second scanning rate B in the high speed scan area, and scan with the third scanning rate C in the low speed scan area.
즉, 고속스캔영역을 스캔하는 제2스캐닝레이트와 저속스캔영역을 스캔하는 제3스캐닝레이트는 서로 다를 수 있다.That is, the second scanning rate scanning the high speed scan area and the third scanning rate scanning the low speed scanning area may be different from each other.
예컨대, 제2스캐닝레이트(B)는 20Hz이상일 수 있다.For example, the second scanning rate B may be 20 Hz or more.
제3스캐닝레이트(C)는 저속 스캔영역을 스캐닝하기 때문에 제2스캐닝레이트(B)보다 작을 수 있다.The third scanning rate C may be smaller than the second scanning rate B because it scans the low speed scan area.
예컨대, 제3스캐닝레이트(C)는 1Hz 내지 10Hz일 수 있다.For example, the third scanning rate C may be 1 Hz to 10 Hz.
다만, 제2스캐닝레이트(B) 및 제3스캐닝레이트(C)는 설명의 편의를 위하여 일 예를 설명한 것이며 사용자에 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있으며 제2스캐닝레이트(B)가 제3스캐닝레이트(C)보다 크기만 하면 족하며 이는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.However, the second scanning rate (B) and the third scanning rate (C) has been described as an example for convenience of description and may be variously modified as needed by the user, and the second scanning rate (B) is the third scanning As long as it is larger than the rate (C), this does not limit the scope of the present invention.
이하, 자동차가 주행 중에 자동차의 레이트에 따라 실시 예의 광출력 모듈를 제어하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the light output module of the embodiment according to the rate of the vehicle while the vehicle is driving will be described.
도 6는 실시 예의 광출력 모듈가 자동차에 설치된 경우 자동차의 레이트에 따라 제어되는 순서를 도시한 것이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a control order according to a rate of a vehicle when the light output module of the embodiment is installed in the vehicle.
도 6을 참조하면, 우선, 실시 예의 광출력 모듈은 장착된 자동차의 레이트를 측정할 수 있다(S100)Referring to FIG. 6, first, the optical output module of the embodiment may measure the rate of the mounted vehicle (S100).
자동차의 주행 속도(레이트)는 다양한 장비를 이용하여 측정 할 수 있으며 이는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명한 것이기 때문에 자동차의 레이트를 측정하는 방법 내지 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 예를 들어, 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR) 측정 장치가 직접 자동차의 주행 속도를 감지할 수도 있고, 차량용 광파 탐지 및 거리(LiDAR) 측정 장치가 탑재된 차량으로부터 차량의 주행 속도를 전달받을 수도 있다.The driving speed (rate) of the vehicle can be measured using various equipments, which will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains, so a description of a method or configuration for measuring a vehicle's rate will be omitted. For example, a vehicle optical wave detection and distance (LiDAR) measuring device may directly detect a driving speed of a vehicle, and a vehicle speed detection and distance (LiDAR) measuring device may receive a driving speed of the vehicle. .
자동차의 레이트를 측정(S100)한 이후, 현재 레이트가 임계레이트(VC)보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S200).After measuring the rate of the vehicle (S100), it may be determined whether the current rate is greater than the critical rate (VC) (S200).
만약 자동차의 현재 레이트가 임계레이트(VC)보다 큰 경우 고속 주행이라 판단하고 스캐닝 레이트를 보정(S300)하고 액츄에이터 예컨대, 빔 스티어링부(118)에 전류를 인가 할 수 있다(S400).If the current rate of the vehicle is greater than the critical rate VC, it may be determined that the vehicle is driving at high speed, the scanning rate may be corrected (S300), and a current may be applied to the actuator, for example, the beam steering unit 118 (S400).
즉, 전술한 바와 같이 고속 주행인 경우 전체 스캐닝 영역을 고속 스캔영역 및 저속 스캔영역으로 나누어 스캐닝 레이트를 달리 하여 보다 관심영역(즉, 차량 주행 속도에 대응하여 보다 중요해지는 주변 영역)에 있어서 빠른 응답을 제공하기 위함이다.That is, as described above, when driving at high speed, the entire scanning area is divided into a high speed scan area and a low speed scan area so that the response rate is faster in a region of interest (i.e., a peripheral area that becomes more important in response to the vehicle traveling speed) by varying the scanning rate. To provide.
자동차의 현재 레이트가 임계레이트(VC)보다 작은 경우 저속 주행이라 판단하고 스캐닝 레이트를 보정하지 않고 일정한 레이트로 전체 스캐닝 영역을 스캔할 수 있다.When the current rate of the vehicle is smaller than the critical rate VC, it may be determined that the vehicle is traveling at low speed, and the entire scanning area may be scanned at a constant rate without correcting the scanning rate.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains should not be exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

Claims (15)

  1. 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 포함하는 스캔영역; 및A scan area including at least one subscan area; And
    상기 스캔영역을 스캐닝하기 위해 광을 출력하는 광 전송부를 포함하며,An optical transmitter for outputting light to scan the scan area;
    이동 속도에 따라 상기 광 전송부는 상기 스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트를 가지고 스캐닝하는, 광출력 모듈.And the optical transmission unit scans the scan area with at least one scanning rate according to a moving speed.
  2. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 스캔영역은,The scan area,
    고속 스캔영역 및 저속 스캔영역을 포함하고,Including a high speed scan area and a low speed scan area,
    상기 고속 스캔영역은 상기 스캔영역의 중심부에 위치하고,The high speed scan area is located at the center of the scan area,
    상기 저속 스캔영역은 상기 스캔영역에서 고속 스캔영역을 제외한 영역인 광출력 모듈.And the low speed scan area is an area excluding the high speed scan area from the scan area.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 광 전송부는,The optical transmission unit,
    상기 고속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제1스캐닝레이트로 스캐닝하고,In the case of scanning the high-speed scan area, scanning at the first scanning rate,
    상기 저속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제2스캐닝레이트로 스캐닝하는 광출력 모듈.And a second scanning rate when scanning the low speed scan area.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 제1스캐닝레이트는 상기 제2스캐닝레이트보다 큰 광출력 모듈.And the first scanning rate is larger than the second scanning rate.
  5. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 제1스캐닝레이트는 15Hz 이상이고, 상기 제2스캐닝레이트는 1Hz 내지 10Hz인 광출력 모듈.The first scanning rate is 15Hz or more, and the second scanning rate is 1Hz to 10Hz optical output module.
  6. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 고속 스캔영역의 중심각은 적어도 70°이상인 광출력 모듈.And a center angle of the high speed scan area is at least 70 °.
  7. 사용자가 안착할 수 있는 공간을 제공하는 바디; 및A body providing a space for a user to seat; And
    상기 바디와 인접한 위치에 배치되어 상기 바디의 주변 정보를 스캐닝하는 광출력 모듈을 포함하며,An optical output module disposed at a position adjacent to the body to scan peripheral information of the body;
    상기 광출력 모듈은,The optical output module,
    복수의 빔을 스캔 영역으로 방출하여 상기 스캔영역을 스캐닝하는 광 전송부; 및An optical transmitter configured to scan the scan area by emitting a plurality of beams to the scan area; And
    상기 방출된 빔이 상기 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방 광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 측정하는 광 수신부를 포함하고,It includes a light receiving unit for measuring the information on the object by using the back light reflected back after the emitted beam hit the object located inside the scan area,
    상기 스캔 영역 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 포함하며,At least one subscan area of the scan area;
    상기 바디의 이동 속도에 대응하여 상기 광 전송부는 상기 스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트를 가지고 스캐닝하는 자동차.The light transmitting unit scans the scan area with at least one scanning rate in response to the moving speed of the body.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 스캔영역은,The scan area,
    고속 스캔영역 및 저속 스캔영역을 포함하고,Including a high speed scan area and a low speed scan area,
    상기 고속 스캔영역은 상기 스캔영역의 중심부에 위치하고,The high speed scan area is located at the center of the scan area,
    상기 저속 스캔영역은 상기 스캔영역에서 고속 스캔영역을 제외한 영역인 자동차.And the low speed scan area is an area excluding the high speed scan area from the scan area.
  9. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 광 전송부는,The optical transmission unit,
    상기 고속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제1스캐닝레이트로 스캐닝하고,In the case of scanning the high-speed scan area, scanning at the first scanning rate,
    상기 저속 스캔영역을 스캐닝하는 경우 제2스캐닝레이트로 스캐닝하는 자동차.And scan at a second scanning rate when scanning the slow scan area.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    제1스캐닝레이트는 상기 제2스캐닝레이트 보다 큰 자동차.And wherein the first scanning rate is larger than the second scanning rate.
  11. 차량용 광파 탐지 및 거리 측정 장치가 탑재된 차량에 있어서,In a vehicle equipped with a vehicle light wave detection and distance measuring device,
    상기 차량의 레이트를 인지하는 단계;Recognizing a rate of the vehicle;
    상기 차량의 레이트가 기 설정된 임계레이트보다 큰지 여부를 판단하는 단계;Determining whether the rate of the vehicle is greater than a predetermined threshold rate;
    상기 차량의 레이트가 상기 임계레이트보다 큰 경우 스캐닝레이트를 조정하는 단계; 및Adjusting a scanning rate if the rate of the vehicle is greater than the threshold rate; And
    상기 조정 스캐닝레이트로 상기 차량용 광파 탐지 및 거리 측정 장치 내 광출력 모듈이 스캔을 하도록 전류를 인가하는 단계를 포함하는 자율 주행 차량의 제어 방법.And applying a current to the optical output module in the vehicular light wave detection and distance measuring device to scan at the adjusted scanning rate.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 광출력 모듈에서 방출된 빔이 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 수집하는 단계Collecting information about the object by using the back light reflected by the beam emitted from the light output module after hitting the object located inside the scan area;
    를 더 포함하는 자율 주행 차량의 제어 방법.The control method of the autonomous vehicle further comprising.
  13. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 스캔 영역은 적어도 하나의 서브스캔영역을 포함하고,The scan area includes at least one subscan area,
    상기 서브스캔영역에서의 상기 스캐닝레이트는 상기 차량의 레이트에 의해 조정되는, 자율 주행 차량의 제어 방법.And the scanning rate in the subscan area is adjusted by the rate of the vehicle.
  14. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 차량의 레이트는 상기 광출력 모듈을 통해 직접 측정되거나, 상기 차량의 레이트는 상기 자동차로부터 제공되는, 자율 주행 차량의 제어 방법.The rate of the vehicle is measured directly through the light output module or the rate of the vehicle is provided from the vehicle.
  15. 복수의 빔을 스캔 영역으로 방출하여 상기 스캔영역을 스캐닝하는 광 전송부; 및An optical transmitter configured to scan the scan area by emitting a plurality of beams to the scan area; And
    상기 방출된 빔이 상기 스캔영역 내부에 위치한 대상에 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 후방 광을 이용하여 상기 대상에 대한 정보를 측정하는 광 수신부를 포함하고,It includes a light receiving unit for measuring the information on the object by using the back light reflected back after the emitted beam hit the object located inside the scan area,
    상기 스캔 영역은 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 포함하며,The scan area includes at least one subscan area,
    상기 광 전송부는 상기 적어도 하나 이상의 서브스캔영역을 적어도 하나 이상의 스캐닝레이트로 스캐닝하는 광파 탐지 및 거리 측정 장치.And the optical transmitter scans the at least one subscan area with at least one scanning rate.
PCT/KR2016/012232 2015-10-28 2016-10-28 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor WO2017074092A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/771,924 US10676057B2 (en) 2015-10-28 2016-10-28 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor
US16/867,724 US11390229B2 (en) 2015-10-28 2020-05-06 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0150575 2015-10-28
KR20150150575 2015-10-28
KR10-2016-0141697 2016-10-28
KR1020160141697A KR20170049453A (en) 2015-10-28 2016-10-28 Apparatus for measuring Light Detection and Ranging and Vehicle including thereof and control method thereof

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/771,924 A-371-Of-International US10676057B2 (en) 2015-10-28 2016-10-28 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor
US16/867,724 Continuation US11390229B2 (en) 2015-10-28 2020-05-06 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017074092A1 true WO2017074092A1 (en) 2017-05-04

Family

ID=58630578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/012232 WO2017074092A1 (en) 2015-10-28 2016-10-28 Optical output module, vehicle including same, and control method therefor

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017074092A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960033858A (en) * 1995-03-07 1996-10-22 김주용 Automobile Collision Avoidance Device and Method
JPH1164499A (en) * 1997-08-21 1999-03-05 Mitsubishi Electric Corp Vehicle mounted radar
JP2006349694A (en) * 2006-08-10 2006-12-28 Omron Corp Object detection device and method
JP2012215521A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Denso Corp Laser radar apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960033858A (en) * 1995-03-07 1996-10-22 김주용 Automobile Collision Avoidance Device and Method
JPH1164499A (en) * 1997-08-21 1999-03-05 Mitsubishi Electric Corp Vehicle mounted radar
JP2006349694A (en) * 2006-08-10 2006-12-28 Omron Corp Object detection device and method
JP2012215521A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Denso Corp Laser radar apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017018843A1 (en) Light detection and ranging device
US10564266B2 (en) Distributed LIDAR with fiber optics and a field of view combiner
US20230336869A1 (en) Methods and apparatus for an active pulsed 4d camera for image acquisition and analysis
US11390229B2 (en) Optical output module, vehicle including same, and control method therefor
US10408940B2 (en) Remote lidar with coherent fiber optic image bundle
WO2016153233A1 (en) Lidar device
JP5589705B2 (en) Laser radar device and vehicle
WO2017073982A1 (en) Three-dimensional scanning system
JPH10221064A (en) Optical distance-measuring device
WO2020085562A1 (en) High-efficiency, non-rotating scanning lidar system having wide viewing angle structure
US20220171026A1 (en) Antireflective sticker for lidar window
EP3591436B1 (en) Lidar system and lidar method for a motor vehicle
WO2017204459A1 (en) Lidar optical apparatus having improved structure
WO2017074092A1 (en) Optical output module, vehicle including same, and control method therefor
US20220390565A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system, and moving apparatus
US20220206113A1 (en) Distance measuring system
WO2022126429A1 (en) Ranging apparatus, ranging method, and movable platform
EP4042186A1 (en) Multilayer optical devices and systems
WO2021086791A1 (en) Optical signal routing devices and systems
JP2021014992A (en) Optical device, on-vehicle system, and mobile device
WO2024136622A1 (en) System, method, and computer program product for dynamic detection threshold for lidar of an autonomous vehicle
WO2013002448A1 (en) Distance measurement apparatus for measuring a distance and coordinates using a laser
US20230266444A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system including optical apparatus, and moving apparatus including optical apparatus
EP4202479A2 (en) Split window and baffling
WO2023018146A1 (en) Scanning mirror-based lidar device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16860275

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15771924

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16860275

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1