KR20210059591A - An optic and method for producing the same - Google Patents

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KR20210059591A
KR20210059591A KR1020200061856A KR20200061856A KR20210059591A KR 20210059591 A KR20210059591 A KR 20210059591A KR 1020200061856 A KR1020200061856 A KR 1020200061856A KR 20200061856 A KR20200061856 A KR 20200061856A KR 20210059591 A KR20210059591 A KR 20210059591A
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burr
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laser
laser beam
slope
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KR1020200061856A
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임찬묵
정훈일
정창모
장준환
이준역
김용우
정상민
이화수
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주식회사 에스오에스랩
주식회사 옵토전자
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Abstract

The present invention relates to a method for producing an optical device, which uses a plurality of intermediate bodies to produce an optical device and comprises the following steps of: patterning a substrate to form a first intermediate body, wherein the first intermediate body has a first surface with a first gradient and includes a first burr and a second burr on the first surface; forming a second intermediate body based on the first intermediate body, wherein the second intermediate body has a second surface with a second gradient and includes a third burr and a fourth burr on the second surface; polishing the second intermediate body in order to remove the third burr, wherein the third burr is based on the first burr; forming a third intermediate body based on the second intermediate body where the third burr is removed, wherein the third intermediate body has a third surface with the first gradient and includes a fifth burr on the third surface; polishing the third intermediate body in order to remove the fifth burr, wherein the fifth burr is based on the fourth burr; forming a mold based on the third intermediate body where the fifth burr is removed; and producing an optical device having surfaces with the first gradient or the second gradient based on the mold. According to the present invention, the surface roughness of an optical device can be made uniform.

Description

옵틱 및 그 제작 방법{AN OPTIC AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}Optics and their manufacturing method {AN OPTIC AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 옵틱에 관한 것으로, 보다 상세하게는 옵틱 제작시 발생할 수 있는 버(burr)를 제거하기 위한 효율적인 방법에 관한 것이다.The present invention relates to optics, and more particularly, to an efficient method for removing burrs that may occur during manufacture of optics.

옵틱을 제작하는 과정에서, 버(burr)가 발생할 수 있다. 옵틱의 표면 조도를 불균일하게 하는 버의 제거 방법은 옵틱 제작 방법에 있어서 필수적일 수 있다. 버가 제거된 옵틱은 균일한 표면 조도를 가져, 원하는 방향으로 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.In the process of manufacturing optics, burrs may occur. A method of removing burrs that makes the surface roughness of the optics non-uniform may be essential in the method of manufacturing the optics. The optic from which the burrs have been removed has a uniform surface roughness and can refract the laser beam in a desired direction.

본 발명의 일 과제는 옵틱의 표면 조도를 균일하게 하는 방법에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a method of making the surface roughness of an optic uniform.

본 발명의 일 과제는 옵틱의 표면에 존재하는 버를 효율적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a method of efficiently removing burrs existing on the surface of an optic.

일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서, 기판을 패터닝하여 제1 중간체- 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제3 버가 제거된 상기 제2 중간체에 기초하여 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버를 포함함 -를 형성하는 단계, 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제5 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계, 및 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In the optical manufacturing method according to an embodiment, in the method of manufacturing optics using a plurality of intermediates, a first intermediate body by patterning a substrate-the first intermediate body includes a first surface having a first slope, and the first Forming a first burr and a second burr on the first surface, the second intermediate based on the first intermediate, the second intermediate comprising a second surface having a second slope, Forming a third burr and a fourth burr on the second surface-polishing the second intermediate to remove the third burr-the third burr is based on the first burr , A third intermediate based on the second intermediate from which the third burrs have been removed-the third intermediate includes a third surface having the first slope, and includes a fifth burr on the third surface- Forming, polishing the third intermediate to remove the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr -, a mold based on the third intermediate from which the fifth burr has been removed And forming an optic including a surface having the first slope or the second slope based on the mold.

다른 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서, 기판을 패터닝하여 제1 중간체를 형성하는 단계, 상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제1 버를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제1 버가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버를 포함함 -를 형성하는 단계, 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제2 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제3 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계, 및 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In another exemplary embodiment, in a method of manufacturing an optic using a plurality of intermediates, the method of manufacturing an optic according to another embodiment includes the steps of forming a first intermediate by patterning a substrate, a second intermediate based on the first intermediate-the second The intermediate comprises a first surface having a first slope, and a first burr and a second burr are included on the first surface, the second intermediate body to remove the first burr Polishing, the third intermediate based on the second intermediate from which the first burrs have been removed-the third intermediate includes a second surface having a second slope, and a third burr is formed on the second surface. Polishing the third intermediate to remove the third burr, wherein the third burr is based on the second burr, wherein the third burr is removed from the third intermediate. Forming a mold based on the mold, and manufacturing an optic including a surface having the first slope or the second slope based on the mold.

일 실시예에 따른 옵틱은 기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되는 옵틱으로서, 상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고, 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고, 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고, 상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고, 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고, 상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고, 상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함할 수 있다.An optic according to an embodiment is an optic manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates, and a mold, wherein the plurality of intermediates include a first intermediate formed by patterning the substrate, a second intermediate formed based on the first intermediate, and the It includes a third intermediate formed on the basis of the second intermediate, the first intermediate includes a first surface having a first slope, a first burr and a second burr are included on the first surface, , The second intermediate body includes a second surface having a second slope, and a third burr and a fourth burr are included on the second surface, and the third intermediate body is the third burr by a primary polishing process. -The third burr is based on the first burr-is formed on the basis of the second intermediate body from which-is removed, the third intermediate body comprises a third surface having the first slope, on the third surface A fifth burr is included, and the mold is formed on the basis of the third intermediate from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-has been removed by a secondary polishing process, and the optics It may include a surface having the first slope or the second slope based on the mold.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체를 향해 레이저를 조사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔을 스티어링 시키는 옵틱, 및 상기 레이저 출력부에서 조사된 레이저가 상기 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저를 수광하는 레이저 수광부를 포함하고, 상기 옵틱은 기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되되, 상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고, 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고, 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고, 상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고, 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고, 상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고, 상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함할 수 있다.In the lidar apparatus according to an embodiment, a laser output unit for irradiating a laser toward an object, an optic for steering a laser beam output from the laser output unit, and a laser irradiated from the laser output unit are reflected back to the object. It includes a laser light receiving unit for receiving the coming laser, and the optics are manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates, and a mold, wherein the plurality of intermediates are a first intermediate formed by patterning the substrate, and formed based on the first intermediate. A second intermediate and a third intermediate formed on the basis of the second intermediate, wherein the first intermediate includes a first surface having a first slope, and a first burr and a first burr on the first surface 2 burrs are included, and the second intermediate body includes a second surface having a second slope, a third burr and a fourth burr are included on the second surface, and the third intermediate body is subjected to a primary polishing process. The third burr-the third burr is based on the first burr-is formed on the basis of the removed second intermediate, the third intermediate includes a third surface having the first slope, the A fifth burr is included on the third surface, and the mold is formed on the basis of the third intermediate from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-has been removed by a secondary polishing process, , The optic may include a surface having the first slope or the second slope based on the mold.

본 발명의 일 실시예에 따르면 옵틱의 표면 조도를 균일하게 하는 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of making the surface roughness of an optic uniform may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면 옵틱의 표면에 존재하는 버를 효율적으로 제거하는 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of efficiently removing burrs existing on the surface of an optic may be provided.

도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 19은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 반사면의 수가 3개이며 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 24는 반사면의 수가 4개이며 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 25는 반사면의 수가 5개이며 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 옵틱 또는 중간체의 표면에 존재하는 버를 나타낸 도면이다.
도 40은 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 41은 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 43은 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 44는 다른 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 45는 다른 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 일 실시예에 따른 버(burr)의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 일 실시예에 따른 버(burr)의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 48은 일 실시예에 따른 버(burr)들의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a lidar device according to another embodiment.
4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
7 is a side view showing a VCSEL array and a metal contact according to an embodiment.
8 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
10 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
11 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
12 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
13 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
19 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary embodiment.
21 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
22 is a diagram for describing a rotating faceted mirror according to an exemplary embodiment.
23 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are equilateral triangles.
24 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the upper and lower portions of the body are square.
25 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
26 is a view for explaining an irradiation portion and a light receiving portion of a multi-faceted rotating mirror according to an exemplary embodiment.
27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
29 is a diagram for describing a meta component according to an embodiment.
30 is a diagram for describing a meta component according to another embodiment.
31 is a diagram for describing an SPAD array according to an embodiment.
32 is a diagram for describing a histogram of SPAD according to an embodiment.
33 is a diagram for describing a SiPM according to an embodiment.
34 is a diagram for describing a histogram of SiPM according to an exemplary embodiment.
35 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to an embodiment.
36 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
37 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to another embodiment.
38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
39 is a view showing burrs present on the surface of an optical or intermediate body.
40 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic according to an exemplary embodiment.
41 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic according to an exemplary embodiment.
42 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic including a polishing process according to an exemplary embodiment.
43 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic including a polishing process according to an exemplary embodiment.
44 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic including a polishing process according to another exemplary embodiment.
45 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic including a polishing process according to another exemplary embodiment.
46 is a diagram for describing a positional relationship of a burr according to an exemplary embodiment.
47 is a diagram for describing a shape of a burr according to an exemplary embodiment.
48 is a diagram for describing a correlation between burrs according to an exemplary embodiment.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분양에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in the present specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and thus the present invention is not limited to the embodiments described in the present specification. The scope should be construed as including modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as general terms that are currently widely used in consideration of functions in the present invention, but this varies depending on the intention of a person of ordinary skill in the art, precedents, or the emergence of new technologies. I can. However, if a specific term is defined and used in an arbitrary meaning unlike this, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in the present specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the entire contents of the present specification, not a simple name of the term.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to the present specification are for easy explanation of the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated and displayed as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In the present specification, when it is determined that a detailed description of a well-known configuration or function related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted as necessary.

일 실시예에 따르면, 복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서, 기판을 패터닝하여 제1 중간체- 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제3 버가 제거된 상기 제2 중간체에 기초하여 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버를 포함함 -를 형성하는 단계, 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제5 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계, 및 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포하는 옵틱 제작 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment, in a method of manufacturing an optic using a plurality of intermediates, a first intermediate body by patterning a substrate-the first intermediate body includes a first surface having a first slope, and on the first surface Including a first burr and a second burr-forming a second intermediate body based on the first intermediate body-the second intermediate body includes a second surface having a second slope, and the second Forming a third burr and a fourth burr on the surface-polishing the second intermediate to remove the third burr-the third burr is based on the first burr, the second burr 3 Forming a third intermediate based on the second intermediate from which the burrs have been removed-the third intermediate includes a third surface having the first slope, and includes a fifth burr on the third surface. Step, polishing the third intermediate to remove the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-forming a mold based on the third intermediate from which the fifth burr has been removed An optical manufacturing method may be provided, including the step of, and manufacturing an optic including a surface having the first slope or the second slope based on the mold.

여기서, 상기 옵틱은 프리즘일 수 있다.Here, the optic may be a prism.

여기서, 상기 제1 표면에 대한 상기 제1 버의 싸인값은 상기 제2 버의 싸인값보다 작을 수 있다.Here, a sine value of the first burr with respect to the first surface may be smaller than a sine value of the second burr.

여기서, 상기 제1 표면에 대한 상기 제1 버의 코사인값은 상기 제2 버의 코사인값보다 작을 수 있다.Here, a cosine value of the first burr with respect to the first surface may be smaller than a cosine value of the second burr.

여기서, 상기 제2 표면에 대한 상기 제3 버의 싸인값은 상기 제4 버의 싸인값보다 클 수 있다.Here, a sine value of the third burr with respect to the second surface may be greater than a sine value of the fourth burr.

여기서, 상기 제2 표면에 대한 상기 제3 버의 코사인값은 상기 제4 버의 코사인값보다 클 수 있다.Here, a cosine value of the third burr with respect to the second surface may be greater than a cosine value of the fourth burr.

여기서, 상기 제1 중간체의 하부 베이스로부터 상기 제1 버의 수직 위치는 상기 제2 버의 수직 위치보다 작을 수 있다.Here, the vertical position of the first burr from the lower base of the first intermediate body may be smaller than the vertical position of the second burr.

여기서, 상기 제2 중간체의 하부 베이스로부터 상기 제3 버의 수직 위치는 상기 제4 버의 수직 위치보다 클 수 있다.Here, the vertical position of the third burr from the lower base of the second intermediate body may be greater than the vertical position of the fourth burr.

여기서, 상기 제1 버는 상기 제1 표면상에 요(凹)부 및 철(凸)부 중 어느 하나의 형태이고, 상기 제3 버는 상기 제2 표면상에 다른 하나의 형태일 수 있다.Here, the first burr may have one of a concave portion and a convex portion on the first surface, and the third burr may have another shape on the second surface.

여기서, 상기 제1 기울기의 절대값은 상기 제2 기울기의 절대값과 동일할 수 있다.Here, the absolute value of the first slope may be the same as the absolute value of the second slope.

여기서, 상기 기판의 재질과 상기 제2 중간체의 재질은 다를 수 있다.Here, a material of the substrate and a material of the second intermediate may be different.

여기서, 상기 제2 중간체는 니켈(nickel), 크롬(chromium) 또는 티타늄(titanium) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the second intermediate may include at least one of nickel, chromium, and titanium.

여기서, 상기 제1 기울기와 상이한 제4 기울기를 가지는 표면을 갖는 옵틱이 형성되도록, 상기 제1 중간체는 상기 제4 기울기를 가지는 제4 표면을 포함할 수 있다.Here, the first intermediate may include a fourth surface having the fourth inclination so that an optic having a surface having a fourth inclination different from the first inclination is formed.

다른 일 실시예에 따르면, 복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서, 기판을 패터닝하여 제1 중간체를 형성하는 단계, 상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계, 상기 제1 버를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제1 버가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버를 포함함 -를 형성하는 단계, 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제2 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계, 상기 제3 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계, 및 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포함하는 옵틱 제작 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment, in a method of manufacturing an optic using a plurality of intermediates, the step of forming a first intermediate by patterning a substrate, a second intermediate based on the first intermediate-the second intermediate 1 comprising a first surface having an inclination, and including a first burr and a second burr on the first surface, polishing the second intermediate to remove the first burr Step, A third intermediate based on the second intermediate from which the first burrs have been removed-The third intermediate includes a second surface having a second slope, and includes a third burr on the second surface- Forming, polishing the third intermediate to remove the third burr-the third burr is based on the second burr -, a mold based on the third intermediate from which the third burr has been removed A method of manufacturing optics may be provided, including forming an optic, and fabricating an optic including a surface having the first tilt or the second tilt based on the mold.

일 실시예에 따르면, 기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되는 옵틱으로서, 상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고, 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고, 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고, 상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고, 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고, 상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고, 상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱이 제공될 수 있다.According to an embodiment, as an optic manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates, and a mold, the plurality of intermediates include a first intermediate formed by patterning the substrate, a second intermediate formed based on the first intermediate, and the second intermediate. 2 It includes a third intermediate formed on the basis of the intermediate, the first intermediate includes a first surface having a first slope, a first burr and a second burr are included on the first surface, The second intermediate body includes a second surface having a second slope, a third burr and a fourth burr are included on the second surface, and the third intermediate body is the third burr- The third burr is formed on the basis of the second intermediate body from which-based on the first burr-is removed, and the third intermediate body comprises a third surface having the first slope, and a first burr is formed on the third surface. 5 burrs are included, and the mold is formed on the basis of the third intermediate body from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-is removed by a secondary polishing process, and the optic is the mold An optic including a surface having the first slope or the second slope based on may be provided.

일 실시예에 따르면, 대상체를 향해 레이저를 조사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔을 스티어링 시키는 옵틱, 및 상기 레이저 출력부에서 조사된 레이저가 상기 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저를 수광하는 레이저 수광부를 포함하고, 상기 옵틱은 기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되되, 상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고, 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고, 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고, 상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고, 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고, 상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고, 상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment, a laser output unit that irradiates a laser toward an object, an optic that steers a laser beam output from the laser output unit, and a laser that is reflected from the laser output unit and returns to the object A laser light receiving unit for receiving light, wherein the optics are manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates, and a mold, wherein the plurality of intermediates are a first intermediate formed by patterning the substrate, and a second intermediate formed based on the first intermediate And a third intermediate formed on the basis of the second intermediate, wherein the first intermediate includes a first surface having a first slope, and a first burr and a second burr are formed on the first surface. And the second intermediate body includes a second surface having a second slope, and a third burr and a fourth burr are included on the second surface, and the third intermediate body is subjected to the first polishing process. The third burr-the third burr is based on the first burr-is formed on the basis of the second intermediate body from which the third burr has been removed, and the third intermediate body comprises a third surface having the first slope, and the third surface A fifth burr is included on the top, and the mold is formed on the basis of the third intermediate body from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-is removed by a secondary polishing process, and the optics A lidar device including a surface having the first slope or the second slope based on the mold may be provided.

이하에서는 본 발명의 라이다 장치를 설명한다.Hereinafter, the lidar device of the present invention will be described.

라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리 및 대상체의 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력할 수 있고, 출력된 레이저가 대상체에서 반사된 경우 반사된 레이저를 수신하여 대상체와 라이다 장치의 거리 및 대상체의 위치를 측정할 수 있다. 이때, 대상체의 거리 및 위치는 좌표계를 통해 표현될 수 있다. 예를 들어, 대상체의 거리 및 위치는 구좌표계(r, θ,

Figure pat00001
Figure pat00002
)로 표현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직교좌표계(X, Y, Z) 또는 원통 좌표계(r, θ, z) 등으로 표현될 수 있다.The lidar device is a device for detecting a distance to an object and a location of the object using a laser. For example, the lidar device may output a laser, and when the output laser is reflected from the object, the reflected laser may be received to measure the distance between the object and the lidar device and the position of the object. In this case, the distance and position of the object may be expressed through a coordinate system. For example, the distance and position of the object are in the spherical coordinate system (r, θ,
Figure pat00001
Figure pat00002
) Can be expressed. However, the present invention is not limited thereto, and may be expressed in a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, θ, z).

또한, 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 라이다 장치에서 출력되어 대상체에서 반사된 레이저를 이용할 수 있다.In addition, the lidar device may use a laser that is output from the lidar device and reflected from the object in order to measure the distance of the object.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 레이저가 출력된 후 감지되기 까지 레이저의 비행 시간 (TOF : Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 출력된 레이저의 출력 시간에 기초한 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여, 대상체의 거리를 측정할 수 있다.The lidar apparatus according to an exemplary embodiment may use a time of flight (TOF) of the laser until it is sensed after the laser is output in order to measure the distance of the object. For example, the lidar device may measure the distance of the object by using a difference between a time value based on an output time of an output laser and a time value based on a sensed time of a laser reflected and sensed by the object.

또한, 라이다 장치는 출력된 레이저가 대상체를 거치지 않고 바로 감지된 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여 대상체의 거리를 측정할 수 있다.In addition, the LiDAR device may measure the distance of the object by using a difference between a time value immediately sensed by the output laser without passing through the object and a time value based on the sensed time of the laser reflected and sensed by the object.

라이다 장치가 제어부에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the timing at which the lidar device transmits the trigger signal for emitting the laser beam by the control unit and the actual timing at which the laser beam is output from the actual laser output device. Since the laser beam is not actually output between the timing of the trigger signal and the timing of the actual light emission, accuracy may decrease if included in the flight time of the laser.

레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 센서부로 전달되어야 한다.In order to improve the accuracy in measuring the flight time of the laser beam, the actual outgoing timing of the laser beam can be used. However, it may be difficult to determine when the laser beam actually exits. Therefore, the laser beam output from the laser output element must be transmitted to the sensor unit as soon as it is output or without passing through the object.

예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 수광부에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be immediately sensed by a light receiving unit without passing through an object. The optic may be a mirror, a lens, a prism, or a meta surface, but is not limited thereto. The number of optics may be one, but there may be a plurality of optics.

또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 센서부가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부에 감지될 수 있다. 상기 센서부는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 센서부는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 센서부와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, a sensor unit is disposed above the laser output device, so that a laser beam output from the laser output device may be immediately sensed by the sensor unit without passing through an object. The sensor unit may be spaced apart from the laser output device by a distance of 1mm, 1um, 1nm, etc., but is not limited thereto. Alternatively, the sensor unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart. An optic may exist between the sensor unit and the laser output device, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 비행 시간 외에도 삼각 측량법(Triangulation method), 간섭계 방법(Interferometry method), 위상 변화 측정법(Phase shift measurement) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in order to measure the distance of the object, the LiDAR device according to an embodiment may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement, etc., in addition to the flight time. Not limited.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 차량의 루프, 후드, 헤드램프 또는 범퍼 등에 설치될 수 있다.The lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, the lidar device may be installed on the roof, hood, headlamp, or bumper of a vehicle.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. In addition, for example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other one for observing the right side, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부에 설치되는 경우, 주행 중 운전자의 제스쳐를 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부 또는 차량 외부에 설치되는 경우, 운전자의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when the lidar device is installed inside the vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto. In addition, for example, when the lidar device is installed inside the vehicle or outside the vehicle, it may be for recognizing a driver's face, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 무인항공기 시스템(UAV System), 드론(Drone), RPV(Remote Piloted Vehicle), UAVs(Unmanned Aerial Vehicle System), UAS(Unmanned Aircraft System), RPAV(Remote Piloted Air/Aerial Vehicle) 또는 RPAS(Remote Piloted Aircraft System) 등에 설치될 수 있다.The lidar device according to an embodiment may be installed on an unmanned aerial vehicle. For example, the lidar device is an unmanned aerial vehicle system (UAV system), a drone, a remote piloted vehicle (RPV), an unmanned aerial vehicle system (UAVs), an unmanned aircraft system (UAS), a remote piloted air/aerial system (RPAV). Vehicle) or RPAS (Remote Piloted Aircraft System).

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed on the unmanned aerial vehicle. For example, when two lidar devices are installed on an unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. In addition, for example, when two lidar devices are installed on the unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other one for observing the right side, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 개인용 로봇, 전문 로봇, 공공 서비스 로봇, 기타 산업용 로봇 또는 제조업용 로봇 등에 설치될 수 있다.The lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, the lidar device may be installed in a personal robot, a professional robot, a public service robot, another industrial robot, or a manufacturing robot.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed on the robot. For example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the front side and the other one for observing the rear side, but is not limited thereto. In addition, for example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 로봇에 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the lidar device according to an embodiment may be installed in the robot. For example, when a lidar device is installed in a robot, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다.In addition, the lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security. For example, LiDAR devices can be installed in smart factories for industrial security.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a smart factory for industrial security. For example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. In addition, for example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security. For example, when the lidar device is installed for industrial security, it may be for recognizing a person's face, but is not limited thereto.

이하에서는 라이다 장치의 구성요소들의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the components of the lidar device will be described in detail.

도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a lidar device 1000 according to an embodiment may include a laser output unit 100.

이때, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 레이저를 출사할 수 있다.In this case, the laser output unit 100 according to an embodiment may emit a laser.

또한, 레이저 출력부(100)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함할 수도 있고, 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.In addition, the laser output unit 100 may include one or more laser output devices. For example, the laser output unit 100 may include a single laser output device, may include a plurality of laser output devices, and in the case of including a plurality of laser output devices, a plurality of laser output devices You can configure an array.

또한, 레이저 출력부(100)는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, High power laser, Light entitling diode(LED), Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the laser output unit 100 is a laser diode (LD), a solid-state laser, a high power laser, a light entitling diode (LED), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an external cavity diode laser (ECDL). It may include, but is not limited thereto.

또한, 레이저 출력부(100)는 일정 파장의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 905nm대역의 레이저 또는 1550nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 940nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 800nm 내지 1000nm 사이의 복수 개의 파장을 포함하는 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 복수 개의 레이저 출력 소자의 일부는 905nm 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 다른 일부는 1500nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the laser output unit 100 may output a laser having a predetermined wavelength. For example, the laser output unit 100 may output a laser of a 905 nm band or a laser of a 1550 nm band. Also, for example, the laser output unit 100 may output a laser in a 940 nm band. Also, for example, the laser output unit 100 may output a laser including a plurality of wavelengths between 800 nm and 1000 nm. In addition, when the laser output unit 100 includes a plurality of laser output devices, some of the plurality of laser output devices may output a laser of a 905 nm band, and other parts may output a laser of a 1500 nm band.

다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the lidar apparatus 1000 according to an exemplary embodiment may include an optical unit 200.

상기 옵틱부는 본 발명에 대한 설명에 있어서, 스티어링부, 스캔부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the description of the present invention, the optical unit may be variously expressed as a steering unit and a scan unit, but is not limited thereto.

이때, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In this case, the optical unit 200 according to an embodiment may change the flight path of the laser. For example, the optical unit 200 may change the flight path of the laser so that the laser emitted from the laser output unit 100 faces the scan area. Also, for example, the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사함으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 반사하여, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the optical unit 200 according to an embodiment may change the flight path of the laser by reflecting the laser. For example, the optical unit 200 may reflect a laser emitted from the laser output unit 100 and change the flight path of the laser so that the laser faces the scan area. Also, for example, the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사하기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 미러(mirror), 공진 스캐너(Resonance scanner), 멤스 미러(MEMS mirror), VCM(Voice Coil Motor), 다면 미러(Polygonal mirror), 회전 미러(Rotating mirror) 또는 갈바노 미러(Galvano mirror) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the optical unit 200 according to an exemplary embodiment may include various optical means to reflect a laser. For example, the optics 200 may include a mirror, a resonance scanner, a MEMS mirror, a Voice Coil Motor (VCM), a polygonal mirror, a rotating mirror, or It may include a galvano mirror or the like, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 굴절시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the optical unit 200 according to an embodiment may change the flight path of the laser by refracting the laser. For example, the optical unit 200 may refract the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser so that the laser is directed toward the scan area. Also, for example, the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 렌즈(lens), 프리즘(prism), 마이크로렌즈(Micro lens) 또는 액체 렌즈(Microfluidie lens) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the optical unit 200 according to an exemplary embodiment may include various optical means to refract a laser. For example, the optical unit 200 may include, but is not limited to, a lens, a prism, a micro lens, a microfluidie lens, and the like.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저의 위상을 변화시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the optical unit 200 according to an embodiment may change the flight path of the laser by changing the phase of the laser. For example, the optical unit 200 may change the phase of the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser so that the laser faces the scan area. Also, for example, the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 OPA(Optical Phased Array), 메타 렌즈(Meta lens) 또는 메타 표면(Metasurface) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the optical unit 200 according to an embodiment may include various optical means to change the phase of the laser. For example, the optical unit 200 may include an optical phased array (OPA), a meta lens, or a meta surface, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 하나 이상의 광학 수단을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 옵틱부(200)는 복수 개의 광학 수단을 포함할 수 있다.In addition, the optical unit 200 according to an exemplary embodiment may include one or more optical means. In addition, for example, the optical unit 200 may include a plurality of optical means.

다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the lidar device 100 according to an embodiment may include a sensor unit 300.

상기 센서부는 본 발명에 대한 설명에 있어서 수광부, 수신부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the description of the present invention, the sensor unit may be variously expressed as a light receiving unit and a receiving unit, but is not limited thereto.

이때, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서부는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.In this case, the sensor unit 300 according to an embodiment may detect a laser. For example, the sensor unit may detect a laser reflected from an object located in the scan area.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 레이저를 수신할 수 있으며, 수신된 레이저를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 하나 이상의 광학수단을 통해 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may receive a laser, and may generate an electric signal based on the received laser. For example, the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object positioned within the scan area, and generate an electric signal based on this. In addition, for example, the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object located in the scan area through one or more optical means, and may generate an electric signal based on this. In addition, for example, the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object located in the scan area through an optical filter, and may generate an electrical signal based on this.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 생성된 전기 신호를 기초로 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 크기를 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 rising edge, falling edge 또는 rising edge와 falling edge의 중앙값을 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 피크 값을 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may detect a laser based on the generated electrical signal. For example, the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a magnitude of the generated electrical signal, but is not limited thereto. Also, for example, the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a rising edge, a falling edge, or a median value of a rising edge and a falling edge of the generated electrical signal, but is not limited thereto. Also, for example, the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a peak value of the generated electrical signal, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD(Avalanche Photodiode), SPAD(Single-photon avalanche diode), SiPM(Silicon PhotoMultipliers), TDC(Time to Digital Converter), Comparator, CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may include various sensor elements. For example, the sensor unit 300 includes a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, APD (Avalanche Photodiode), SPAD (Single-photon avalanche diode), SiPM (Silicon Photo Multipliers), TDC (Time to Digital Converter), It may include a comparator, a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS), or a charge coupled device (CCD), but is not limited thereto.

예를 들어, 센서부(300)는 2D SPAD array일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, SPAD array는 복수 개의 SPAD unit을 포함하고, SPAD unit은 복수 개의 SPAD(pixel)을 포함할 수 있다.For example, the sensor unit 300 may be a 2D SPAD array, but is not limited thereto. Also, for example, the SPAD array may include a plurality of SPAD units, and the SPAD unit may include a plurality of SPADs (pixels).

이때, 센서부(300)는 2D SPAD array를 이용하여 N번의 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.In this case, the sensor unit 300 may stack N histograms using a 2D SPAD array. For example, the sensor unit 300 may detect a light-receiving point of a laser beam reflected from an object and received light using a histogram.

예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 히스토그램의 피크(peak) 지점을 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점으로 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 히스토그램이 미리 정해진 값 이상인 지점을 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광시점으로 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the sensor unit 300 may use the histogram to detect a peak point of the histogram as a light-receiving point of a laser beam reflected from an object and received, but is not limited thereto. In addition, for example, the sensor unit 300 may use the histogram to detect a point where the histogram is equal to or greater than a predetermined value as a light-receiving point of the laser beam reflected from the object and received, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 단일 센서 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자를 포함할 수도 있다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may include one or more sensor elements. For example, the sensor unit 300 may include a single sensor element, or may include a plurality of sensor elements.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may include one or more optical elements. For example, the sensor unit 300 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the sensor unit 300 according to an embodiment may include one or more optical filters. The sensor unit 300 may receive the laser reflected from the object through an optical filter. For example, the sensor unit 300 may include, but is not limited to, a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, and a wedge filter.

다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 제어부(400)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the lidar apparatus 1000 according to an embodiment may include a control unit 400.

상기 제어부는 본 발명을 위한 설명에 있어너 컨트롤러 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The control unit may be variously expressed as a controller or the like in the description for the present invention, but is not limited thereto.

이때, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 또는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.In this case, the control unit 400 according to an embodiment may control the operation of the laser output unit 100, the optics unit 200, or the sensor unit 300.

또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the control unit 400 according to an embodiment may control the operation of the laser output unit 100.

예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 출력 시점을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 파워를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 펄스 폭(Pulse Width)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 주기를 제어할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 제어부(400)는 복수 개의 레이저 출력 소자 중 일부가 동작되도록 레이저 출력부(100)를 제어할 수 있다.For example, the control unit 400 may control the timing of the laser output from the laser output unit 100. Also, the control unit 400 may control the power of the laser output from the laser output unit 100. In addition, the control unit 400 may control a pulse width of a laser output from the laser output unit 100. In addition, the control unit 400 may control the period of the laser output from the laser output unit 100. In addition, when the laser output unit 100 includes a plurality of laser output elements, the control unit 400 may control the laser output unit 100 so that some of the plurality of laser output elements are operated.

또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the control unit 400 according to an embodiment may control the operation of the optical unit 200.

예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200) 동작 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로 옵틱부(200)가 회전 미러를 포함하는 경우 회전 미러의 회전 속도를 제어할 수 있으며, 옵틱부(200)가 멤스 미러(MEMS mirror)를 포함하는 경우 사이 멤스 미러의 반복 주기를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the controller 400 may control the operating speed of the optics 200. Specifically, when the optical unit 200 includes a rotating mirror, the rotational speed of the rotating mirror can be controlled, and when the optical unit 200 includes a MEMS mirror, the repetition period of the MEMS mirror can be controlled. However, it is not limited thereto.

또한, 예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작 정도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 옵틱부(200)가 멤스 미러를 포함하는 경우 멤스 미러의 동작 각도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the control unit 400 may control the degree of operation of the optical unit 200. Specifically, when the optical unit 200 includes a MEMS mirror, the operation angle of the MEMS mirror may be controlled, but the present invention is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the control unit 400 according to an embodiment may control the operation of the sensor unit 300.

예를 들어, 제어부(400)는 센서부(300)의 민감도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 미리 정해진 문턱 값을 조절하여 센서부(300)의 민감도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the control unit 400 may control the sensitivity of the sensor unit 300. Specifically, the controller 400 may control the sensitivity of the sensor unit 300 by adjusting a predetermined threshold value, but is not limited thereto.

또한, 예를 들어, 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 센서부(300)의 On/Off를 제어할 수 있으며, 제어부(300)가 복수 개의 센서 소자를 포함하는 경우 복수 개의 센서 소자 중 일부의 센서 소자가 동작되도록 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.Also, for example, the control unit 400 may control the operation of the sensor unit 300. Specifically, the control unit 400 may control On/Off of the sensor unit 300, and when the control unit 300 includes a plurality of sensor elements, the sensor unit may operate some of the plurality of sensor elements. The operation of 300 can be controlled.

또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)에서 감지된 레이저에 기초하여 라이다 장치(1000)로부터 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.In addition, the controller 400 according to an exemplary embodiment may determine a distance from the lidar device 1000 to an object located in the scan area based on the laser detected by the sensor unit 300.

예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점과 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력되어 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점 및 대상체에서 반사된 레이저가 센서부(300)에서 감지된 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.For example, the controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on a time when the laser is output from the laser output unit 100 and a time when the laser is detected by the sensor unit 300 . In addition, for example, the control unit 400 may output a laser from the laser output unit 100 so that the laser is immediately sensed by the sensor unit 300 without passing through the object and the laser reflected from the object is transmitted to the sensor unit 300. The distance to the object located in the scan area may be determined based on the viewpoint detected at.

라이다 장치(1000)가 제어부(400)에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the timing at which the lidar apparatus 1000 transmits the trigger signal for emitting the laser beam by the control unit 400 and the actual timing at which the laser beam is output from the laser output device. Since the laser beam is not actually output between the timing of the trigger signal and the timing of the actual light emission, accuracy may decrease if included in the flight time of the laser.

레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 센서부(300)로 전달되어야 한다.In order to improve the accuracy in measuring the flight time of the laser beam, the actual outgoing timing of the laser beam can be used. However, it may be difficult to determine when the laser beam actually exits. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be transmitted to the sensor unit 300 as soon as it is output or without passing through the object.

예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be sensed by the sensor unit 300 directly without passing through an object. The optic may be a mirror, a lens, a prism, or a meta surface, but is not limited thereto. The number of optics may be one, but there may be a plurality of optics.

또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 센서부(300)가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에 감지될 수 있다. 상기 센서부(300)는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 센서부(300)는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 센서부(300)와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, since the sensor unit 300 is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device may be detected by the sensor unit 300 directly without passing through the object. The sensor unit 300 may be spaced apart from the laser output device by a distance of 1 mm, 1 um, 1 nm, or the like, but is not limited thereto. Alternatively, the sensor unit 300 may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart. An optic may exist between the sensor unit 300 and the laser output element, but is not limited thereto.

구체적으로, 레이저 출력부(100)는 레이저를 출력할 수 있고, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점을 획득할 수 있으며, 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 경우 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있으며, 제어부(400)는 레이저의 출력 시점 및 감지 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.Specifically, the laser output unit 100 may output a laser, the control unit 400 may obtain a time point at which the laser is output from the laser output unit 100, and the laser output from the laser output unit 100 When is reflected from an object located in the scan area, the sensor unit 300 may detect a laser reflected from the object, and the control unit 400 may acquire a time point at which the laser is sensed by the sensor unit 300, The controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on the laser output timing and detection timing.

또한, 구체적으로, 레이저 출력부(100)에서 레이저를 출력할 수 있고, 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체를 거지치 않고 바로 센서부(300)에 의해 감지될 수 있고, 제어부(400)는 대상체를 거치지 않은 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있다. 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 경우 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있으며, 제어부(400)는 대상체를 거치지 않은 레이저의 감지 시점 및 대상체에서 반사된 레이저의 감지 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.In addition, specifically, a laser may be output from the laser output unit 100, and the laser output from the laser output unit 100 will be detected by the sensor unit 300 without passing through an object located in the scan area. In addition, the control unit 400 may acquire a point in time when a laser that has not passed through the object is sensed. When the laser output from the laser output unit 100 is reflected from an object located in the scan area, the sensor unit 300 may detect the laser reflected from the object, and the controller 400 may detect the laser from the sensor unit 300. A time point at which is sensed may be obtained, and the controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on a time point when a laser is detected without passing through the object and a time point when a laser reflected from the object is sensed.

도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1100)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a lidar device 1100 according to an exemplary embodiment may include a laser output unit 100, an optical unit 200, and a sensor unit 300.

레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the laser output unit 100, the optical unit 200, and the sensor unit 300 have been described in FIG. 1, detailed descriptions will be omitted below.

레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저 빔은 옵틱부(200)를 거칠 수 있다. 또한 옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 대상체(500)를 향해 조사될 수 있다. 또한 대상체(500)에서 반사된 레이저 빔은 센서부(300)에 수광될 수 있다.The laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optical unit 200. In addition, the laser beam passing through the optical unit 200 may be irradiated toward the object 500. In addition, the laser beam reflected from the object 500 may be received by the sensor unit 300.

도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a lidar device according to another embodiment.

도 3을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치(1150)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a lidar device 1150 according to another embodiment may include a laser output unit 100, an optical unit 200, and a sensor unit 300.

레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the laser output unit 100, the optical unit 200, and the sensor unit 300 have been described in FIG. 1, detailed descriptions will be omitted below.

레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저 빔은 옵틱부(200)를 거칠 수 있다. 또한 옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 대상체(500)를 향해 조사될 수 있다. 또한 대상체(500)에서 반사된 레이저 빔은 다시 옵틱부(200)를 거칠 수 있다.The laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optical unit 200. In addition, the laser beam passing through the optical unit 200 may be irradiated toward the object 500. In addition, the laser beam reflected from the object 500 may pass through the optical unit 200 again.

이때, 대상체에 조사되기 전 레이저 빔이 거친 옵틱부와 대상체에 반사된 레이저 빔이 거치는 옵틱부는 물리적으로 동일한 옵틱부일 수 있으나, 물리적으로 다른 옵틱부일 수도 있다.In this case, the optical unit through which the laser beam is applied before being irradiated to the object and the optical unit through which the laser beam reflected from the object is applied may be physically the same optical unit, but may be physically different optical units.

옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 센서부(300)에 수광될 수 있다.The laser beam passing through the optical unit 200 may be received by the sensor unit 300.

이하에서는 VCSEL을 포함하는 레이저 출력부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the laser output unit including the VCSEL will be described in detail.

도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the laser output unit 100 according to an embodiment may include a VCSEL emitter 110.

일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10), 상부 DBR 레이어(20, upper Distributed Bragg reflector), active 레이어(40, quantum well), 하부 DBR 레이어(30, lower Distributed Bragg reflector), 기판(50, substrate) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.The VCSEL emitter 110 according to an embodiment includes an upper metal contact 10, an upper DBR layer 20, an upper Distributed Bragg reflector, an active layer 40, a quantum well, and a lower DBR layer 30, lower Distributed Bragg reflector. , A substrate 50 and a lower metal contact 60 may be included.

또한, 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상단 표면에서 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10)의 표면과 수직인 방향으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 acvite 레이어(40)에 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. In addition, the VCSEL emitter 110 according to an embodiment may emit a laser beam vertically from the top surface. For example, the VCSEL emitter 110 may emit a laser beam in a direction perpendicular to the surface of the upper metal contact 10. Also, for example, the VCSEL emitter 110 may emit a laser beam perpendicular to the acvite layer 40.

일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)를 포함할 수 있다.The VCSEL emitter 110 according to an embodiment may include an upper DBR layer 20 and a lower DBR layer 30.

일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 복수 개의 반사층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 반사층은 반사율이 높은 반사층과 반사율이 낮은 반사층이 교대로 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 반사층의 두께는 VCSEL emitter(110)에서 방출되는 레이저 파장의 4분의 1일 수 있다.The upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 according to an embodiment may be formed of a plurality of reflective layers. For example, in the plurality of reflective layers, a reflective layer having a high reflectivity and a reflective layer having a low reflectance may be alternately disposed. In this case, the thickness of the plurality of reflective layers may be a quarter of the laser wavelength emitted from the VCSEL emitter 110.

또한, 일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 p형 및 n형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 p형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 n형으로 도핑될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 n형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 p형으로 도핑될 수 있다.In addition, the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 according to an embodiment may be doped with p-type and n-type. For example, the upper DBR layer 20 may be doped with a p-type, and the lower DBR layer 30 may be doped with an n-type. Alternatively, for example, the upper DBR layer 20 may be doped with n-type and the lower DBR layer 30 may be doped with p-type.

또한, 일 실시예에 따르면 하부 DBR 레이어(30)와 하부 메탈 컨택(60) 사이에는 substrate(50)가 배치될 수 있다. 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 p형 substrate가 될 수 있고, 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 n형 substrate가 될 수 있다.In addition, according to an embodiment, a substrate 50 may be disposed between the lower DBR layer 30 and the lower metal contact 60. When the lower DBR layer 30 is doped with a p-type, the substrate 50 may also be a p-type substrate, and when the lower DBR layer 30 is doped with an n-type, the substrate 50 may also become an n-type substrate. have.

일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 active 레이어(40)를 포함할 수 있다.The VCSEL emitter 110 according to an embodiment may include an active layer 40.

일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30) 사이에 배치될 수 있다.The active layer 40 according to an embodiment may be disposed between the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30.

일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 레이저 빔을 생성하는 복수 개의 퀀텀 웰(Quantum well)을 포함할 수 있다. Active 레이어(40)는 레이저 빔을 방출시킬 수 있다.The active layer 40 according to an embodiment may include a plurality of quantum wells generating a laser beam. The active layer 40 may emit a laser beam.

일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 전원 등과의 전기적 연결을 위해 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.The VCSEL emitter 110 according to an embodiment may include a metal contact for electrical connection with a power source or the like. For example, the VCSEL emitter 110 may include an upper metal contact 10 and a lower metal contact 60.

또한 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 통해 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the VCSEL emitter 110 according to an embodiment may be electrically connected to the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 through a metal contact.

예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 p형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 p형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 n형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.For example, when the upper DBR layer 20 is doped with p-type and the lower DBR layer 30 is doped with n-type, p-type power is supplied to the upper metal contact 10 so that the upper DBR layer 20 and It is electrically connected, and n-type power is supplied to the lower metal contact 60 to be electrically connected to the lower DBR layer 30.

또한 예를 들어, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 n형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 n형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 p형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, for example, for example, when the upper DBR layer 20 is doped with n-type and the lower DBR layer 30 is doped with p-type, n-type power is supplied to the upper metal contact 10 to provide the upper DBR. It is electrically connected to the layer 20, and p-type power is supplied to the lower metal contact 60 to be electrically connected to the lower DBR layer 30.

일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 oxidation area를 포함할 수 있다. Oxidation area는 active layer의 상부에 배치될 수 있다.The VCSEL emitter 110 according to an embodiment may include an oxidation area. Oxidation area may be disposed on top of the active layer.

일 실시예에 따른 oxidation area는 절연성을 띌 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 흐름이 제한될 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 연결이 제한될 수 있다.The oxidation area according to an embodiment may be insulating. For example, electrical flow may be restricted in the oxidation area. For example, electrical connections may be limited in the oxidation area.

또한 일 실시예에 따른 oxidation area는 aperture의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, oxidation area는 절연성을 가지므로, oxidation area가 아닌 부분에서만 active layer(40)로부터 생성된 빔이 방출될 수 있다.In addition, the oxidation area according to an embodiment may serve as an aperture. Specifically, since the oxidation area has insulating properties, the beam generated from the active layer 40 may be emitted only in a portion other than the oxidation area.

일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may include a plurality of VCSEL emitters 110.

또한, 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)들을 한번에 on시킬 수 있거나, 개별적으로 on시킬 수 있다.In addition, the laser output unit according to an embodiment may turn on a plurality of VCSEL emitters 110 at once or individually.

일 실시예에 따른 레이저 출력부는 다양한 파장의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 파장이 905nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또한 예를 들어, 레이저 출력부는 1550nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may emit laser beams of various wavelengths. For example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 905 nm. Also, for example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 1550 nm.

또한 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 출력되는 파장이 주변 환경에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 증가할수록, 출력되는 파장도 증가할 수 있다. 또는 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 감소할수록, 출력되는 파장도 감소할 수 있다. 상기 주변 환경이란, 온도, 습도, 압력, 먼지의 농도, 주변 광량, 고도, 중력, 가속도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wavelength to be output to the laser output unit according to an exemplary embodiment may be changed according to the surrounding environment. For example, as the temperature of the surrounding environment increases, the output wavelength may also increase. Or, for example, as the temperature of the surrounding environment decreases, the output wavelength may also decrease. The ambient environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, ambient light amount, altitude, gravity, acceleration, and the like.

레이저 출력부는 지지면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또는, 레이저 출력부는 상기 출사면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the support surface. Alternatively, the laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the emission surface.

도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the laser output unit 100 according to an embodiment may include a VCSEL unit 130.

일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110)들은 허니콤(honeycomb)구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 1개의 허니콤 구조에는 VCSEL emitter(110) 7개가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The VCSEL unit 130 according to an embodiment may include a plurality of VCSEL emitters 110. For example, the plurality of VCSEL emitters 110 may be arranged in a honeycomb structure, but the present invention is not limited thereto. At this time, one honeycomb structure may include seven VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.

또한 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)에 포함된 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 400개의 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다.In addition, all VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 according to an embodiment may be irradiated in the same direction. For example, all 400 VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may be irradiated in the same direction.

또한, VCSEL unit(130)은 출력된 레이저 빔의 조사 방향에 의해 구별될 수 있다. 예를 들어, N개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제1 방향으로 레이저 빔을 출력하고, M개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제2 방향으로 레이저 빔을 출력하는 경우, 상기 N개의 VCSEL emitter(110)들은 제1 VCSEL unit으로 구별되고, 상기 M개의 VCSEL emitter(110)들은 제2 VCSEL unit으로 구별될 수 있다.In addition, the VCSEL unit 130 may be distinguished by the irradiation direction of the output laser beam. For example, when all of the N VCSEL emitters 110 output a laser beam in a first direction, and all of the M VCSEL emitters 110 output a laser beam in a second direction, the N VCSEL emitters 110 ) May be classified as a first VCSEL unit, and the M VCSEL emitters 110 may be classified as a second VCSEL unit.

또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)은 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 복수 개의 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 공유할 수 있다.In addition, the VCSEL unit 130 according to an embodiment may include a metal contact. For example, the VCSEL unit 130 may include a p-type metal and an n-type metal. In addition, for example, a plurality of VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may share a metal contact.

도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(150)를 포함할 수 있다. 도 6은 8X8 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 6, the laser output unit 100 according to an embodiment may include a VCSEL array 150. 6 illustrates an 8X8 VCSEL array, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The VCSEL array 150 according to an embodiment may include a plurality of VCSEL units 130. For example, the plurality of VCSEL units 130 may be arranged in a matrix structure, but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X N 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X M 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the plurality of VCSEL units 130 may be an N X N matrix, but are not limited thereto. Also, for example, the plurality of VCSEL units 130 may be an N X M matrix, but are not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(150)는 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 각각 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. In addition, the VCSEL array 150 according to an embodiment may include a metal contact. For example, the VCSEL array 150 may include p-type metal and n-type metal. In this case, the plurality of VCSEL units 130 may share a metal contact, but they may not share the metal contact and may each have an independent metal contact.

도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.7 is a side view showing a VCSEL array and a metal contact according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(151)를 포함할 수 있다. 도 6은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. VCSEL array(151)는 제1 메탈 컨택(11), 와이어(12), 제2 메탈 컨택(13) 및 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the laser output unit 100 according to an embodiment may include a VCSEL array 151. 6 illustrates a 4X4 VCSEL array, but is not limited thereto. The VCSEL array 151 may include a first metal contact 11, a wire 12, a second metal contact 13, and a VCSEL unit 130.

일 실시예에 따른 VCSEL array(151)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 각각 메탈 컨택에 독립적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)을 공유하여 제1 메탈 컨택에는 함께 연결되고, 제2 메탈 컨택(13)은 공유하지 않아 제2 메탈 컨택에는 독립적으로 연결될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)에는 직접적으로 연결되고, 제2 메탈 컨택에는 와이어(12)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 필요한 와이어(12)의 개수는 복수 개의 VCSEL unit(130)의 개수와 같을 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(151)가 N X M 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 경우, 와이어(12)의 개수는 N * M 개가 될 수 있다.The VCSEL array 151 according to an embodiment may include a plurality of VCSEL units 130 arranged in a matrix structure. In this case, each of the plurality of VCSEL units 130 may be independently connected to a metal contact. For example, the plurality of VCSEL units 130 share the first metal contact 11 and are connected together to the first metal contact, and the second metal contact 13 is not shared, so that they are independently connected to the second metal contact. I can. In addition, for example, the plurality of VCSEL units 130 may be directly connected to the first metal contact 11 and connected to the second metal contact through a wire 12. In this case, the number of required wires 12 may be the same as the number of a plurality of VCSEL units 130. For example, when the VCSEL array 151 includes a plurality of VCSEL units 130 arranged in an N X M matrix structure, the number of wires 12 may be N * M.

또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(11)과 제2 메탈 컨택(13)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(11)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(11)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 n형 메탈일 수 있다.In addition, the first metal contact 11 and the second metal contact 13 according to an exemplary embodiment may be different from each other. For example, the first metal contact 11 may be an n-type metal, and the second metal contact 13 may be a p-type metal. Conversely, the first metal contact 11 may be a p-type metal, and the second metal contact 13 may be an n-type metal.

도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(153)를 포함할 수 있다. 도 7은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 8, the laser output unit 100 according to an embodiment may include a VCSEL array 153. 7 illustrates a 4X4 VCSEL array, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 행(row) 단위로 제1 메탈 컨택(15)을 공유할 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 열(column) 단위로 제2 메탈 컨택(17)을 공유할 수 있다.The VCSEL array 153 according to an embodiment may include a plurality of VCSEL units 130 arranged in a matrix structure. In this case, the plurality of VCSEL units 130 may share metal contacts, but may not share metal contacts and may have independent metal contacts. For example, the plurality of VCSEL units 130 may share the first metal contact 15 in a row unit. In addition, for example, the plurality of VCSEL units 130 may share the second metal contact 17 in a column unit.

또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(15)과 제2 메탈 컨택(17)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(15)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(15)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 n형 메탈일 수 있다.In addition, the first metal contact 15 and the second metal contact 17 according to an exemplary embodiment may be different from each other. For example, the first metal contact 15 may be an n-type metal, and the second metal contact 17 may be a p-type metal. Conversely, the first metal contact 15 may be a p-type metal, and the second metal contact 17 may be an n-type metal.

또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(15) 및 제2 메탈 컨택(17)과 와이어(12)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the VCSEL unit 130 according to an embodiment may be electrically connected to the first metal contact 15 and the second metal contact 17 through the wire 12.

일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 어드레서블(addressable)하게 동작할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(153)에 포함된 복수의 VCSEL unit(130)들은 다른 VCSEL unit과 상관 없이 독립적으로 동작할 수 있다.The VCSEL array 153 according to an embodiment may operate to be addressable. For example, a plurality of VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate independently of other VCSEL units.

예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다. 또한 예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열 및 3열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit 및 1행 3열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다.For example, when power is supplied to the first metal contacts 15 in the first row and the second metal contacts 17 in the first row, the VCSEL units in the first row and the first column may operate. In addition, for example, if power is supplied to the first metal contact 15 in the first row and the second metal contact 17 in the first and third columns, the VCSEL units in the first row and the third columns and the VCSEL units in the first row and the third columns will operate. I can.

일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 일정한 패턴을 가지고 동작할 수 있다.According to an embodiment, the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate with a certain pattern.

예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 1행 2열의 VCSEL unit, 1행 3열의 VCSEL unit, 1행 4열의 VCSEL unit, 2행 1열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.For example, after the operation of the VCSEL unit in row 1, column 1, VCSEL unit in row 1, column 2, VCSEL unit in row 1, column 3, VCSEL unit in row 1, column 4, VCSEL unit in row 2, column 2, VCSEL unit in column 2, etc. It operates, and can have a certain pattern lasting the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns.

또한 예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 2행 1열의 VCSEL unit, 3행 1열의 VCSEL unit, 4행 1열의 VCSEL unit, 1행 2열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.In addition, for example, after the operation of the VCSEL unit in 1 row 1 column, the VCSEL unit in 2 rows 1 column, 3 rows 1 column VCSEL unit, 4 row 1 column VCSEL unit, 1 row 2 column VCSEL unit, 2 row 2 column VCSEL unit, etc. It operates as it is, and can have a certain pattern with the last VCSEL unit of 4 rows and 4 columns.

다른 일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 불규칙한 패턴을 가지고 동작할 수 있다. 또는, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 패턴을 가지지 않고 동작할 수 있다.According to another embodiment, the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate with an irregular pattern. Alternatively, the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate without having a pattern.

예를 들어, VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 수 있다. VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 경우, VCSEL unit(130)들간의 간섭이 방지될 수 있다.For example, the VCSEL units 130 may operate at random. When the VCSEL units 130 operate at random, interference between the VCSEL units 130 may be prevented.

레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 그 중 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식에서 원거리에 존재하는 대상체에 레이저 빔을 향하게 하기 위해서는 높은 파워의 레이저 빔이 필요하다. 높은 파워의 레이저 빔은 높은 전압을 인가해야 하므로 전력이 커진다. 또한, 사람의 눈에도 데미지를 줄 수 있어 플래시 방식을 사용하는 라이다가 측정할 수 있는 거리에는 한계가 있다.There may be various methods of directing a laser beam emitted from the laser output unit to an object. Among them, the flash method is a method in which a laser beam is spread to an object by the divergence of the laser beam. In the flash method, a laser beam of high power is required to direct a laser beam to an object existing at a distance. The high power laser beam increases the power because a high voltage must be applied. In addition, since it can damage the human eye, there is a limit to the distance that can be measured by a lidar using the flash method.

스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 함으로써 레이저 파워 손실을 줄일 수 있다. 레이저 파워 손실을 줄일 수 있으므로, 플래시 방식과 비교했을 때 동일한 레이저 파워를 사용하더라도 라이다가 측정할 수 있는 거리는 스캐닝 방식이 더 길다. 또한, 플래시 방식과 비교했을 때 동일 거리 측정을 위한 레이저 파워는 스캐닝 방식이 더 낮으므로, 사람의 눈에 대한 안정성이 향상될 수 있다.The scanning method is a method of directing a laser beam emitted from the laser output unit in a specific direction. Laser power loss can be reduced by directing the scanning method laser beam in a specific direction. Since laser power loss can be reduced, compared to the flash method, even if the same laser power is used, the distance that the lidar can measure is longer in the scanning method. In addition, compared to the flash method, since the scanning method has a lower laser power for measuring the same distance, stability to the human eye may be improved.

레이저 빔 스캐닝은 콜리메이션과 스티어링으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 레이저 빔을 콜리메이션 한 후 스티어링을 하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 스티어링을 한 후 콜리메이션을 하는 방식으로 이루어질 수 있다.Laser beam scanning can be accomplished by collimation and steering. For example, laser beam scanning may be performed by performing a steering method after collimating the laser beam. Further, for example, laser beam scanning may be performed in a manner of performing a collimation after steering.

이하에서는 BCSC(Beam Collimation and Steering component)를 포함하는 옵틱부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of an optical unit including a beam collimation and steering component (BCSC) will be described in detail.

도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.

도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)는 레이저 출력부(100), 옵틱부를 포함할 수 있다. 이때, 옵틱부는 BCSC(250)을 포함할 수 있다. 또한, BCSC(250)는 콜리메이션 컴포넌트(210, Collimation component) 및 스티어링 컴포넌트(230, Steering component)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, a lidar device 1200 according to an exemplary embodiment may include a laser output unit 100 and an optical unit. In this case, the optical unit may include the BCSC 250. In addition, the BCSC 250 may include a collimation component 210 and a steering component 230.

일 실시예에 따른 BCSC(250)는 다음과 같이 구성될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)가 먼저 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다. 또는, 스티어링 컴포넌트(230)가 먼저 레이저 빔을 스티어링 시키고, 스티어링 된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거쳐 콜리메이션될 수 있다.BCSC 250 according to an embodiment may be configured as follows. The collimation component 210 first collimates the laser beam, and the collimated laser beam may be steered through the steering component 230. Alternatively, the steering component 230 may first steer the laser beam, and the steered laser beam may be collimated through the collimation component 210.

또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)의 광 경로는 다음과 같다. 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔은 BCSC(250)로 향할 수 있다. BCSC(250)로 입사된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해서 콜리메이션되어 스티어링 컴포넌트(230)로 향할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)로 입사된 레이저 빔은 스티어링되어 대상체로 향할 수 있다. 대상체(500)로 입사된 레이저 빔은 대상체(500)에 의해 반사되어 센서부로 향할 수 있다.In addition, the optical path of the lidar device 1200 according to an embodiment is as follows. The laser beam emitted from the laser output unit 100 may be directed to the BCSC 250. The laser beam incident on the BCSC 250 may be collimated by the collimation component 210 and directed to the steering component 230. The laser beam incident on the steering component 230 may be steered and directed toward the object. The laser beam incident on the object 500 may be reflected by the object 500 and directed to the sensor unit.

레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔은 직진성(Directivity)을 갖는다고 하더라도, 레이저 빔이 직진함에 따라 어느 정도의 발산(divergence)이 있을 수 있다. 이러한 발산에 의해, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔이 대상체에 입사되지 않거나, 입사되더라도 그 양이 매우 적을 수 있다. Although the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, there may be some degree of divergence as the laser beam travels straight. Due to such divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or the amount may be very small even when incident.

레이저 빔의 발산 정도가 큰 경우, 대상체에 입사되는 레이저 빔의 양이 적어지고, 대상체에서 반사되어 센서부로 향하는 레이저 빔도 그 발산에 의해 양이 매우 적어져, 원하는 측정 결과를 얻지 못할 수 있다. 또는, 레이저 빔의 발산 정도가 큰 경우, 라이다 장치가 측정할 수 있는 거리가 줄어들어, 원거리의 대상체는 측정을 못할 수 있다.When the degree of divergence of the laser beam is large, the amount of the laser beam incident on the object is reduced, and the amount of the laser beam reflected from the object and directed to the sensor unit is also very small due to the divergence, so that a desired measurement result may not be obtained. Alternatively, when the degree of divergence of the laser beam is large, the distance that can be measured by the LiDAR device decreases, so that a distant object may not be able to measure.

따라서, 대상체로 레이저 빔을 입사시키기 전에, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일수록 라이다 장치의 효율이 향상될 수 있다. 본원 발명의 콜리메이션 컴포넌트는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 평행광이 될 수 있다. 또는 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 발산 정도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.Therefore, before the laser beam is incident on the object, the efficiency of the lidar device may be improved as the degree of divergence of the laser beam emitted from the laser output unit is reduced. The collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam. The laser beam that has passed through the collimation component can be parallel light. Alternatively, the laser beam passing through the collimation component may have a divergence of 0.4 degrees to 1 degree.

레이저 빔의 발산 정도를 줄일 경우, 대상체로 입사되는 광량은 증가될 수 있다. 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 대상체에서 반사되는 광량도 증가되어 레이저 빔의 수신이 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 레이저 빔을 콜리메이션 하기 전과 비교했을 때, 같은 레이저 빔 파워로 더 먼 거리에 있는 대상체도 측정이 가능할 수 있다.When the degree of divergence of the laser beam is reduced, the amount of light incident on the object may be increased. When the amount of light incident on the object is increased, the amount of light reflected from the object is also increased, so that the laser beam can be efficiently received. In addition, when the amount of light incident on the object is increased, compared to before collimating the laser beam, it may be possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power.

도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 조절할 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다.Referring to FIG. 10, the collimation component 210 according to an exemplary embodiment may be disposed in a direction in which a laser beam emitted from the laser output unit 100 is directed. The collimation component 210 may adjust the degree of divergence of the laser beam. The collimation component 210 may reduce the degree of divergence of the laser beam.

예를 들어, 레이저 출력부(100)에서 방출되는 레이저 빔의 발산 각도는 16도 내지 30도일 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거친 후에는, 레이저 빔의 발산 각도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.For example, the divergence angle of the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 16 degrees to 30 degrees. At this time, after the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the collimation component 210, the divergence angle of the laser beam may be 0.4 degrees to 1 degree.

도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the collimation component 210 according to an embodiment may include a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213.

상기 마이크로 렌즈는 지름이 밀리미터(mm), 마이크로미터(um), 나노미터(nm), 피코미터(pm) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The microlens may have a diameter of millimeters (mm), micrometers (um), nanometers (nm), picometers (pm), and the like, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of micro lenses 211 according to an embodiment may be disposed on the substrate 213. The plurality of micro lenses 211 and the substrate 213 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110. In this case, one of the plurality of micro lenses 211 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나에 의해 콜리메이션 될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔의 발산 각도는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나를 거친 후 감소될 수 있다.In addition, the plurality of micro lenses 211 according to an embodiment may collimate laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110. In this case, the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be collimated by one of the plurality of micro lenses 211. For example, the divergence angle of the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be decreased after passing through one of the plurality of micro lenses 211.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 굴절률 분포형 렌즈, 미소곡면 렌즈, 어레이 렌즈 및 프레넬 렌즈 등이 될 수 있다.In addition, the plurality of microlenses according to an embodiment may be a refractive index distribution lens, a micro-curved lens, an array lens, a Fresnel lens, or the like.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 몰딩, 이온 교환, 확산 중합, 스퍼터링 및 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.In addition, a plurality of microlenses according to an exemplary embodiment may be manufactured by molding, ion exchange, diffusion polymerization, sputtering, and etching.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 직경이 130um 내지 150um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 직경은 140um일 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 두께가 400um 내지 600um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 두께는 500um 일 수 있다.In addition, the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130um to 150um. For example, the diameter of the plurality of micro lenses may be 140 μm. In addition, the plurality of micro lenses may have a thickness of 400um to 600um. For example, the thickness of the plurality of micro lenses may be 500 μm.

도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.

도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the collimation component 210 according to an embodiment may include a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213.

일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213)의 표면 및 배면 상에 배치될 수 있다. 이때, 기판(213)의 표면에 배치된 마이크로 렌즈(211)와 기판(213)의 배면에 배치된 마이크로 렌즈(211)의 광축(optical axis)은 일치될 수 있다.A plurality of micro lenses 211 according to an embodiment may be disposed on the substrate 213. For example, the plurality of micro lenses 211 may be disposed on the front and rear surfaces of the substrate 213. In this case, an optical axis of the microlens 211 disposed on the surface of the substrate 213 and the microlens 211 disposed on the rear surface of the substrate 213 may be coincident.

도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.

도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트는 메타표면(220, metasurface)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, a collimation component according to an embodiment may include a metasurface 220.

일 실시예에 따른 메타표면(220)은 복수의 나노기둥(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 양면에 배치될 수 있다.The metasurface 220 according to an embodiment may include a plurality of nanopillars 221. For example, the plurality of nanopillars 221 may be disposed on one side of the meta surface 220. In addition, for example, the plurality of nanopillars 221 may be disposed on both sides of the meta surface 220.

복수의 나노기둥(221)은 서브-파장(sub-wavelength)치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 나노기둥(221)사이의 간격은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 파장보다 작을 수 있다. 또는, 나노기둥(221)의 폭, 직경 및 높이는 레이저 빔의 파장의 길이보다 작을 수 있다.The plurality of nanopillars 221 may have a sub-wavelength dimension. For example, the spacing between the plurality of nanopillars 221 may be smaller than the wavelength of the laser beam emitted from the laser output unit 100. Alternatively, the width, diameter, and height of the nanopillars 221 may be smaller than the length of the wavelength of the laser beam.

메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다. 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 다양한 방향으로 출력되는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The meta surface 220 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100. The meta surface 220 may refract laser beams output from the laser output unit 100 in various directions.

메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 또한, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도를 줄일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도는 15도 내지 30도이고, 메타표면(220)을 거친 후의 레이저 빔의 발산각도는 0.4도 내지 1.8도일 수 있다.The meta surface 220 may collimate a laser beam emitted from the laser output unit 100. In addition, the meta-surface 220 may reduce the divergence angle of the laser beam emitted from the laser output unit 100. For example, a divergence angle of a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 15 to 30 degrees, and a divergence angle of the laser beam after passing through the meta surface 220 may be 0.4 to 1.8 degrees.

메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The meta surface 220 may be disposed on the laser output unit 100. For example, the meta surface 220 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100.

또는, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the meta surface 220 may be deposited on the laser output unit 100. The plurality of nanopillars 221 may be formed on the laser output unit 100. The plurality of nanopillars 221 may form various nanopatterns on the laser output unit 100.

나노기둥(221)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(221)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(221)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The nanopillars 221 may have various shapes. For example, the nanopillar 221 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, and a polygonal pyramid. In addition, the nanopillars 221 may have an irregular shape.

도 14는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.

도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔이 향하는 방향을 조절할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 14, the steering component 230 according to an exemplary embodiment may be disposed in a direction in which a laser beam emitted from the laser output unit 100 is directed. The steering component 230 may adjust the direction in which the laser beam is directed. The steering component 230 may adjust an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam.

예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 0도 내지 30도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다. 또는, 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 -30도 내지 0도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다.For example, the steering component 230 may steer the laser beam such that an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam is 0 to 30 degrees. Alternatively, for example, the steering component 230 may steer the laser beam such that an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam is -30 degrees to 0 degrees.

도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.

도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(231)는 복수 개의 마이크로 렌즈(231) 및 기판(233)을 포함할 수 있다.15 and 16, the steering component 231 according to an exemplary embodiment may include a plurality of micro lenses 231 and a substrate 233.

일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 기판(233) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 및 기판(233)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The plurality of micro lenses 232 according to an embodiment may be disposed on the substrate 233. The plurality of micro lenses 232 and the substrate 233 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110. In this case, one of the plurality of micro lenses 232 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나에 의해 스티어링 될 수 있다.In addition, the plurality of micro lenses 232 according to an embodiment may steer the laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110. In this case, the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be steered by one of the plurality of micro lenses 232.

이때, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축은 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 오른쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 왼쪽으로 향할 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 15를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 왼쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 오른쪽으로 향할 수 있다.In this case, the optical axis of the micro lens 232 and the optical axis of the VCSEL emitter 110 may not coincide. For example, referring to FIG. 14, when the optical axis of the VCSEL emitter 110 is to the right of the optical axis of the micro lens 232, the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 and passed through the micro lens 232 is left Can be headed to. In addition, for example, referring to FIG. 15, when the optical axis of the VCSEL emitter 110 is to the left of the optical axis of the micro lens 232, the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 and passed through the micro lens 232 Can face to the right.

또한, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 멀어질수록, 레이저 빔의 스티어링 정도가 커질 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 1um인 경우보다 10um인 경우에 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 더 커질 수 있다.Also, as the distance between the optical axis of the microlens 232 and the optical axis of the VCSEL emitter 110 increases, the degree of steering of the laser beam may increase. For example, when the distance between the optical axis of the microlens 232 and the optical axis of the VCSEL emitter 110 is 10 μm, the angle formed by the optical axis of the laser light source and the laser beam may be greater than when the distance between the optical axis of the VCSEL emitter 110 is 1 μm.

도 17은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.

도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(234)는 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17, the steering component 234 according to an embodiment may include a plurality of micro prisms 235 and a substrate 236.

일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 기판(236) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of micro prisms 235 according to an embodiment may be disposed on the substrate 236. The plurality of micro prisms 235 and the substrate 236 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110. In this case, the plurality of micro prisms 235 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 변화시킬 수 있다.In addition, the plurality of micro prisms 235 according to an embodiment may steer the laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110. For example, the plurality of micro prisms 235 may change an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam.

이때, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 작을수록, 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 증가한다. 예를 들어, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.05도인 경우 레이저 빔이 35도 스티어링 되고, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.25도인 경우, 레이저 빔이 15도 스티어링 된다.In this case, as the angle of the micro prism 235 decreases, the angle formed by the optical axis of the laser light source and the laser beam increases. For example, when the angle of the micro prism 235 is 0.05 degrees, the laser beam is steered by 35 degrees, and when the angle of the micro prism 235 is 0.25 degrees, the laser beam is steered by 15 degrees.

또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism 등이 될 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 유리, 플라스틱 또는 형석 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 몰딩, 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.In addition, the plurality of micro prism 235 according to an embodiment may be a Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism, or the like. In addition, the plurality of micro prisms 235 may be made of glass, plastic, or fluorspar. In addition, the plurality of micro prisms 235 may be manufactured by molding, etching, or the like.

이때, 마이크로 프리즘(235)의 표면을 폴리싱(polishing) 공정을 통해 매끄럽게 하여 표면 거칠기로 인한 난반사를 방지할 수 있다.At this time, by smoothing the surface of the micro prism 235 through a polishing process, it is possible to prevent diffuse reflection due to surface roughness.

일 실시예에 따르면, 마이크로 프리즘(235)은 기판(236)의 양면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판(236)의 제1 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제1 축으로 스티어링 시키고, 기판(236)의 제2 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제2 축으로 스티어링 시킬 수 있다.According to an embodiment, the micro prism 235 may be disposed on both sides of the substrate 236. For example, a micro prism disposed on the first side of the substrate 236 steers the laser beam to the first axis, and the micro prism disposed on the second side of the substrate 236 steers the laser beam to the second axis. I can make it.

도 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.

도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트는 메타표면(240)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18, the steering component according to an embodiment may include a meta surface 240.

메타표면(240)은 복수의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 양면에 배치될 수 있다.The metasurface 240 may include a plurality of nanopillars 241. For example, the plurality of nanopillars 241 may be disposed on one side of the meta surface 240. In addition, for example, the plurality of nanopillars 241 may be disposed on both sides of the meta surface 240.

메타표면(240)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The meta surface 240 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100.

메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The meta surface 240 may be disposed on the laser output unit 100. For example, the meta surface 240 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100.

또는, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the meta surface 240 may be deposited on the laser output unit 100. The plurality of nanopillars 241 may be formed on the laser output unit 100. The plurality of nanopillars 241 may form various nanopatterns on the laser output unit 100.

나노기둥(241)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(241)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(241)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The nanopillars 241 may have various shapes. For example, the nanopillar 241 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, and a polygonal pyramid. In addition, the nanopillars 241 may have an irregular shape.

복수의 나노기둥(241)은 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 상기 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of nanopillars 241 may form various nanopatterns. The meta surface 240 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 based on the nano pattern.

나노기둥(241)은 다양한 특성에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 상기 특성은 나노기둥(241)의 폭(Width, 이하 W), 간격(Pitch, 이하 P), 높이(Height, 이하 H) 및 단위 길이 당 개수를 포함할 수 있다.The nanopillars 241 may form nanopatterns based on various characteristics. The characteristics may include a width (Width, hereinafter W), a pitch (hereinafter P), a height (Height, hereinafter H), and the number per unit length of the nanopillars 241.

이하에서는, 다양한 특성에 기초하여 형성되는 나노패턴 및 그에 따른 레이저 빔의 스티어링에 대하여 설명한다.Hereinafter, nanopatterns formed based on various characteristics and steering of a laser beam according thereto will be described.

도 19는 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.

도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 폭(W)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19, the metasurface 240 according to an exemplary embodiment may include a plurality of nanopillars 241 having different widths (W).

복수의 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 나노기둥(241)은 일 방향으로 갈수록 그 폭(W1, W2, W3)이 증가하도록 배치될 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 나노기둥(241)의 폭(W)이 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.The plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on the width W. For example, the plurality of nanopillars 241 may be arranged such that the widths W1, W2, and W3 increase in one direction. In this case, the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the width W of the nanopillars 241 increases.

예를 들어, 메타표면(240)은 제1 폭(W1)을 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 폭(W2)을 갖는 제2 나노기둥(245), 제3 폭(W3)을 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2) 및 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 제2 폭(W2)은 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 폭(W)이 감소할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사된 레이저 빔이 메타표면(240)을 거칠 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the meta surface 240 has a first nanopillar 243 having a first width W1, a second nanopillar 245 having a second width W2, and a third width W3. A third nanopillar 247 may be included. The first width W1 may be larger than the second width W2 and the third width W3. The second width W2 may be larger than the third width W3. That is, the width W of the nanopillars 241 may decrease as the first nanopillar 243 goes toward the third nanopillar 247. At this time, when the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the meta-surface 240, the first nanopillars 243 from the first direction and the third nanopillars 247 emitted from the laser output unit 100 It may be steered in a direction between the second direction, which is a direction toward ).

한편, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이란 인접한 복수의 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Meanwhile, the steering angle θ of the laser beam may vary according to an increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241. Here, the increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241 may mean a numerical value representing an average increase/decrease of the width W of the plurality of adjacent nanopillars 241.

제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이 및 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 산출될 수 있다.Based on the difference between the first width W1 and the second width W2 and the difference between the second width W2 and the third width W3, the increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241 will be calculated. I can.

제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이는 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이와 다를 수 있다.The difference between the first width W1 and the second width W2 may be different from the difference between the second width W2 and the third width W3.

레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)에 따라 달리질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary depending on the width W of the nanopillars 241.

구체적으로, 상기 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.Specifically, the steering angle θ may increase as the increase/decrease rate of the width W of the nanopillar 241 increases.

예를 들어, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 상기 제1 증감률보다 작은 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the width W. In addition, the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate smaller than the first increase/decrease rate based on the width W.

이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링 각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링 각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.

한편, 상기 스티어링 각도(θ)의 범위는 -90도에서 90도일 수 있다.Meanwhile, the range of the steering angle θ may be from -90° to 90°.

도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary embodiment.

도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 20, the metasurface 240 according to an embodiment may include a plurality of nanopillars 241 having different spacings P between adjacent nanopillars 241.

복수의 나노기둥(241)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 형성되는 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on a change in the gap P between adjacent nanopillars 241. The meta surface 240 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 based on a nano pattern formed based on a change in the gap P between the nano pillars 241.

일 실시예에 따르면, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)은 일 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서, 상기 간격(P)이란 인접한 두 나노기둥(241)의 중심간의 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)의 중심과 제2 나노기둥(245)의 중심간의 거리로 정의될 수 있다. 또는, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)과 제2 나노기둥(245)의 최단거리로 정의될 수 있다.According to an embodiment, the distance P between the nanopillars 241 may decrease in one direction. Here, the interval P may mean a distance between the centers of two adjacent nanopillars 241. For example, the first interval P1 may be defined as a distance between the center of the first nanopillar 243 and the center of the second nanopillar 245. Alternatively, the first interval P1 may be defined as the shortest distance between the first nanopillars 243 and the second nanopillars 245.

레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 작아지는 방향으로 스티어링될 수 있다.The laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the spacing P between the nanopillars 241 decreases.

메타표면(240)은 제1 나노기둥(243), 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 나노기둥(243) 및 제2 나노기둥(245) 사이의 거리에 기초하여 제1 간격(P1)이 획득될 수 있다. 마찬가지로, 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247) 사이의 거리에 기초하여 제2 간격(P2)이 획득될 수 있다. 이때, 제1 간격(P1)은 제2 간격(P2)보다 작을 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 상기 간격(P)이 커질 수 있다.The metasurface 240 may include a first nanopillar 243, a second nanopillar 245, and a third nanopillar 247. In this case, the first interval P1 may be obtained based on the distance between the first nanopillars 243 and the second nanopillars 245. Likewise, the second interval P2 may be obtained based on the distance between the second nanopillars 245 and the third nanopillars 247. In this case, the first interval P1 may be smaller than the second interval P2. That is, the distance P may increase from the first nanopillar 243 toward the third nanopillar 247.

이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거지는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제1 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.At this time, when the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the meta surface 240, the laser beam is emitted from the first direction and the third nanopillar 247 from the laser output unit 100. It may be steered in a direction between the first direction, which is a direction toward the 1 nanopillar 243.

상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the distance P between the nanopillars 241.

구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to an increase/decrease rate of the spacing P between the nanopillars 241. Here, the increase/decrease rate of the interval P between the nanopillars 241 may mean a numerical value representing an average degree of change in the interval P between adjacent nanopillars 241.

상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the increase/decrease rate of the gap P between the nanopillars 241 increases.

예를 들어, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the gap P. In addition, the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the interval P.

이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be larger than the second steering angle according to the second pattern.

한편, 이상에서 설명한 나노기둥(241)의 간격(P)의 변화에 따른 레이저 빔의 스티어링 원리는 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.Meanwhile, the principle of steering a laser beam according to a change in the spacing P of the nanopillars 241 described above can be similarly applied even when the number of nanopillars 241 per unit length changes.

예를 들어, 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 증가하는 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, when the number of nanopillars 241 per unit length varies, the laser beam emitted from the laser output unit 100 is a first direction emitted from the laser output unit 100 and nanopillars per unit length ( It may be steered in the inter-direction of the second direction in which the number of 241) increases.

도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.

도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 나노기둥(241)의 높이(H)가 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21, the metasurface 240 according to an embodiment may include a plurality of nanopillars 241 having different heights H of the nanopillars 241.

복수의 나노기둥(241)은 나노기둥(241)의 높이(H)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다.The plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on a change in the height H of the nanopillars 241.

일 실시예에 따르면, 복수의 나노기둥(241)의 높이(H1, H2, H3)는 일 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.According to an embodiment, the heights H1, H2, and H3 of the plurality of nanopillars 241 may increase in one direction. The laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the height H of the nanopillars 241 increases.

예를 들어, 메타표면(240)은 제1 높이(H1)를 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 높이(H2)를 갖는 제2 나노기둥(245) 및 제3 높이(H3)를 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제3 높이(H3)은 제1 높이(H1) 및 제2 높이(H2)보다 클 수 있다. 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거치는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the meta surface 240 has a first nanopillar 243 having a first height H1, a second nanopillar 245 having a second height H2, and a third height H3. A third nanopillar 247 may be included. The third height H3 may be greater than the first height H1 and the second height H2. The second height H2 may be greater than the first height H1. That is, the height H of the nanopillars 241 may increase from the first nanopillar 243 toward the third nanopillar 247. At this time, when the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the meta-surface 240, the laser beam is a first direction emitted from the laser output unit 100 and a third from the first nanopillar 243 It may be steered in a direction between the second direction, which is a direction toward the nanopillars 247.

상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the height H of the nanopillars 241.

구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241)의 높이(H) 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to an increase/decrease rate of the height H of the nanopillars 241. Here, the increase/decrease rate of the height (H) of the nano-pillars 241 may mean a numerical value representing an average degree of change in the height (H) of the adjacent nano-pillars 241.

제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이 및 제2 높이(H2)와 제3 높이(H3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 산출될 수 있다. 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이는 제2 높이(H3)와 제3 높이(H3)의 차이와 다를 수 있다.Based on the difference between the first height (H1) and the second height (H2) and the difference between the second height (H2) and the third height (H3), the increase/decrease rate of the height (H) of the nanopillar 241 will be calculated. I can. The difference between the first height H1 and the second height H2 may be different from the difference between the second height H3 and the third height H3.

상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the increase/decrease rate of the height H of the nanopillar 241 increases.

예를 들어, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the height H. In addition, the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the height H.

이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be larger than the second steering angle according to the second pattern.

일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러(resonant mirror), 멤스 미러(MEMS mirror) 및 갈바노 미러(galvano mirror)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the steering component 230 may include a mirror that reflects the laser beam. For example, the steering component 230 may include a planar mirror, a multifaceted mirror, a resonant mirror, a MEMS mirror, and a galvano mirror.

또는, 스티어링 컴포넌트(230)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러(polygonal mirror) 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러(nodding mirror)를 포함할 수 있다.Alternatively, the steering component 230 may include a polygonal mirror that rotates 360 degrees along one axis and a nodding mirror that is repeatedly driven in a preset range along one axis.

도 22는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트인 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for describing a multi-faceted mirror that is a steering component according to an exemplary embodiment.

도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(600)는 반사면(620), 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615)와 하부(610)를 중심을 수직으로 관통하는 회전축(630)을 중심으로 회전할 수 있다. 다만 상기 회전 다면 미러(600)는 상술한 구성 중 일부만으로 구성될 수 있으며, 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(600)는 반사면(620) 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체는 하부(610)만으로 구성 될 수 있다. 이 때 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 하부(610)에 지지될 수 있다.Referring to FIG. 22, a rotating multi-faceted mirror 600 according to an embodiment may include a reflective surface 620 and a body, and vertically penetrates the center of the upper 615 and the lower 610 of the body. It can be rotated around the rotating shaft 630. However, the rotating multi-faceted mirror 600 may be configured with only some of the above-described configurations, and may include more components. For example, the rotating multi-faceted mirror 600 may include a reflective surface 620 and a body, and the body may be composed of only the lower portion 610. In this case, the reflective surface 620 may be supported on the lower portion 610 of the body.

상기 반사면(620)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사 가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The reflective surface 620 is a surface for reflecting the received laser, and may include a reflective mirror, reflective plastic, etc., but is not limited thereto.

또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 회전축(630)과 상기 각 반사면(620)의 법선이 직교하도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 동일하게 하여 동일한 스캔영역을 반복적으로 스캔 하기 위함일 수 있다.In addition, the reflective surface 620 may be installed on a side surface other than the upper portion 610 and the lower portion 615 of the body, and may be installed so that the rotation shaft 630 and the normal line of each reflective surface 620 are orthogonal. have. This may be for repetitively scanning the same scan area by making the scan area of the laser irradiated from each of the reflective surfaces 620 the same.

또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 각 반사면(620)의 법선이 상기 회전축(630)과 각각 상이한 각도를 가지도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 상이하게 하여 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키기 위함일 수 있다.In addition, the reflective surface 620 may be installed on a side surface other than the upper portion 610 and the lower portion 615 of the body, and the normal line of each reflective surface 620 has a different angle from the rotation axis 630, respectively. Can be installed This may be for expanding the scan area of the lidar device by making the scan area of the laser irradiated from each reflective surface 620 different.

또한 상기 반사면(620)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.In addition, the reflective surface 620 may have a rectangular shape, but is not limited thereto, and may have various shapes such as a triangle and a trapezoid.

또한 상기 몸체는 상기 반사면(620)을 지지하기 위한 것으로 상부(615), 하부(610) 및 상부(615)와 하부(610)를 연결하는 기둥(612)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기둥(612)은 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 중심을 연결하도록 설치될 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 꼭지점을 연결하도록 설치될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 모서리를 연결하도록 설치될 수도 있으나, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)를 연결하여 지지하기 위한 구조에 한정은 없다. In addition, the body is for supporting the reflective surface 620 and may include an upper portion 615, a lower portion 610, and a pillar 612 connecting the upper portion 615 and the lower portion 610. At this time, the pillar 612 may be installed to connect the center of the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body, and installed to connect each vertex of the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body It may be, or it may be installed to connect each corner of the upper portion 615 and lower portion 610 of the body, but there is no limitation on the structure for connecting and supporting the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body. .

또한 상기 몸체는 회전하기 위한 구동력을 전달받기 위해서 구동부(640)에 체결될 수 있으며, 상기 몸체의 하부(610)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있다.In addition, the body may be fastened to the driving unit 640 to receive the driving force for rotation, and may be fastened to the driving unit 640 through the lower portion 610 of the body, or through the upper portion 615 of the body. It may be fastened to the driving unit 640.

또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 다각형의 형태일 수 있다. 이 때, 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태가 서로 상이할 수도 있다.In addition, the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body may have a polygonal shape. In this case, the shape of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body may be the same, but are not limited thereto, and the shapes of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body are different from each other. You may.

또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 크기가 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 크기가 서로 상이할 수도 있다.In addition, the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body may have the same size. However, the present invention is not limited thereto, and sizes of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body may be different from each other.

또한 상기 몸체의 상부(615) 및/또는 하부(610)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.In addition, the upper portion 615 and/or the lower portion 610 of the body may include an empty space through which air can pass.

도 22에서는 상기 회전 다면 미러(600)가 4개의 반사면(620)을 포함하는 4각 기둥 형태의 육면체로 설명이 되어 있으나, 상기 회전 다면 미러(600)의 반사면(620)이 반드시 4개인 것은 아니며, 반드시 4각 기둥 형태의 6면체인 것은 아니다.In FIG. 22, the rotating multi-faceted mirror 600 is described as a hexahedron in the form of a quadrilateral column including four reflective surfaces 620, but the reflective surfaces 620 of the rotating multi-faceted mirror 600 are necessarily four. It is not, and it is not necessarily a six-sided structure in the form of a quadrilateral column.

또한 상기 회전 다면 미러(600)의 회전 각도를 탐지하기 위하여, 라이다 장치는 인코더부를 더 포함할 수 있다. 또한 라이다 장치는 상기 탐지된 회전 각도를 이용하여 상기 회전 다면 미러(600)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 인코더부는 상기 회전 다면 미러(600)에 포함될 수도 있고, 상기 회전 다면 미러(600)와 이격되어 배치될 수도 있다. In addition, in order to detect the rotation angle of the multi-faceted mirror 600, the lidar device may further include an encoder. In addition, the lidar device may control the operation of the multi-faceted rotating mirror 600 by using the detected rotation angle. In this case, the encoder unit may be included in the multi-faceted rotating mirror 600 or disposed to be spaced apart from the multi-faceted rotating mirror 600.

라이다 장치는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다.The required field of view (FOV) of the lidar device may be different depending on the application. For example, in the case of a fixed type lidar device for 3D mapping, the widest possible viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device disposed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction. Compared to that, it may require a relatively narrow viewing angle in the vertical direction. In addition, in the case of a lidar disposed on a drone, the widest viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required.

또한 라이다 장치의 스캔영역은 회전 다면 미러의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 시야각이 결정될 수 있다. 따라서 요구되는 라이다 장치의 시야각에 기초하여 회전 다면 미러의 반사면의 수를 결정 할 수 있다.In addition, the scan area of the lidar device may be determined based on the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror, and accordingly, the viewing angle of the lidar device may be determined. Therefore, it is possible to determine the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror based on the required viewing angle of the lidar device.

도 23 내지 도 25는 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.23 to 25 are views for explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.

도 23 내지 도 25에는 반사면이 3개, 4개, 5개인 경우에 대하여 설명하나, 상기 반사면의 수는 정해져 있지 않으며, 반사면의 수가 다른 경우 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있을 것이다. 또한 도 22 내지 도 24에는 몸체의 상부 및 하부가 정다각형인 경우에 대하여 설명하나, 몸체의 상부 및 하부가 정다각형이 아닌 경우에도 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있다.In FIGS. 23 to 25, three, four, and five reflective surfaces are described, but the number of reflective surfaces is not determined, and when the number of reflective surfaces is different, the following description may be inferred and calculated easily. In addition, in FIGS. 22 to 24, a case in which the upper and lower portions of the body are regular polygons will be described, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and calculated easily.

도 23은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(650)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.23 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating faceted mirror 650 in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are equilateral triangles.

도 23을 참조하면, 레이저(653)는 상기 회전 다면 미러(650)의 회전축(651)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(650)의 상부는 정삼각형 형태이므로 3개의 반사면이 이루는 각도는 각 60도 일 수 있다. 그리고 도 23을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(650)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 23을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 23, the laser 653 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 651 of the multi-faceted rotating mirror 650. Here, since the upper portion of the rotating faceted mirror 650 has an equilateral triangle shape, an angle formed by the three reflective surfaces may be 60 degrees. And referring to FIG. 23, when the rotating facet mirror 650 rotates slightly in a clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror is positioned slightly rotated counterclockwise. The laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, when the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 23, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be known.

예를 들어, 상기 회전 다면 미러(650)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(653)와 위쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러의 3번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저와 아래쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 650, the reflected laser may be reflected upwards with the incident laser 653 at an angle of 120 degrees. In addition, when reflected through the third reflective surface of the rotating multi-faceted mirror, the reflected laser may be reflected at an angle of 120 degrees downward to the incident laser.

따라서 상기 회전 다면 미러(650)의 상기 반사면의 수가 3개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 240도 일 수 있다.Therefore, when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror 650 is three, and the upper and lower portions of the body have an equilateral triangle shape, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 240 degrees.

도 24는 상기 반사면의 수가 4개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the upper and lower portions of the body are square.

도 24를 참조하면, 레이저(663)는 상기 회전 다면 미러(660)의 회전축(661)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(660)의 상부는 정사각형 형태 이므로 4개의 반사면이 이루는 각도는 각 90도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면 상기 회전 다면 미러(660)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(660)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24, the laser 663 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 661 of the multi-faceted rotating mirror 660. Here, since the upper portion of the rotating faceted mirror 660 has a square shape, an angle formed by the four reflective surfaces may be 90 degrees. And referring to FIG. 24, when the rotating facet mirror 660 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror 660 rotates slightly counterclockwise to the position. In this case, the laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, when the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 24, the maximum viewing angle of the rotating faceted mirror 660 can be known.

예를 들어, 상기 회전 다면 미러(660)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 위쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(660)의 4번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 아래쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser may be reflected upwards with the incident laser 663 at an angle of 90 degrees. In addition, when reflected through the fourth reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser may be reflected downward to the incident laser 663 at an angle of 90 degrees.

따라서 상기 회전 다면 미러(660)의 상기 반사면의 수가 4개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각은 180도 일 수 있다.Therefore, when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror 660 is four, and the upper and lower portions of the body have a square shape, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 660 may be 180 degrees.

도 24는 상기 반사면의 수가 5개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.

도 24를 참조하면, 레이저(673)는 상기 회전 다면 미러(670)의 회전축(671)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(670)의 상부는 정오각형 형태 이므로 5개의 반사면이 이루는 각도는 각 108도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면, 상기 회전 다면 미러(670)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(670)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24, the laser 673 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 671 of the multi-faceted rotating mirror 670. Here, since the upper portion of the rotating faceted mirror 670 has a regular pentagon shape, an angle formed by the five reflective surfaces may be 108 degrees each. And, referring to FIG. 24, when the rotating mirror 670 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating mirror 670 rotates slightly counterclockwise. When positioned, the laser can be reflected downwards in the drawing. Therefore, if the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 24, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be known.

예를 들어, 상기 회전 다면 미러(670)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 위쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(670)의 5번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 아래쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected upwardly to the incident laser 673 at an angle of 72 degrees. In addition, when reflected through the 5th reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected downwards from the incident laser 673 at an angle of 72 degrees.

따라서 상기 회전 다면 미러(670)의 상기 반사면의 수가 5개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 144도 일 수 있다.Accordingly, when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror 670 is 5, and the upper and lower portions of the body have a regular pentagonal shape, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 144 degrees.

결과적으로 상술한 도 23 내지 도 25를 참조하면, 상기 회전 다면 미러의 반사면의 수가 N개이고, 상기 몸체의 상부 및 하부가 N각형인 경우, 상기 N각형의 내각을 세타라 하면, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 360도-2세타가 될 수 있다.As a result, referring to FIGS. 23 to 25 described above, when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror is N, and the upper and lower portions of the body are N-shaped, if the inner angle of the N-shaped is theta, the rotating surface The maximum viewing angle of the mirror can be 360 degrees -2 theta.

다만, 상술한 상기 회전 다면 미러의 시야각은 최대값을 계산한 것일 뿐이므로 라이다 장치에서 상기 회전 다면 미러에 의해 결정되는 시야각은 상기 계산한 최대값보다 작을 수 있다. 또한 이 때 라이다 장치는 상기 회전 다면 미러의 각 반사면의 일부분만을 스캐닝에 이용할 수 있다.However, since the above-described viewing angle of the rotating multi-faceted mirror is only calculated as a maximum value, the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value. In this case, the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.

라이다 장치의 스캐닝부가 회전 다면 미러를 포함하는 경우 회전 다면 미러는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사하기 위해 이용될 수 있으며, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위해 이용될 수 있다.When the scanning unit of the lidar device includes a rotating multi-faceted mirror, the rotating multi-faceted mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the lidar device, and is reflected from an object existing in the scan area. It can be used to receive the laser light to the sensor unit.

여기서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역으로 조사하기 위해 이용되는 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 조사부분으로 지칭하기로 한다. 또한 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위한 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 수광부분으로 지칭하기로 한다. Here, a part of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scan area of the lidar device will be referred to as an irradiation part. In addition, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving the laser reflected from the object present on the scan area to the sensor unit will be referred to as a light receiving portion.

도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.26 is a view for explaining an irradiation portion and a light receiving portion of a multi-faceted rotating mirror according to an embodiment.

도 26을 참조하면, 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 점 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(700)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 26에는 표현되지 않았으나, 상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 선 또는 면 형태의 조사영역을 가질 수 있다.Referring to FIG. 26, a laser emitted from the laser output unit 100 may have a dot-shaped irradiation area and may be incident on a reflective surface of the mirror 700 if it is rotated. However, although not shown in FIG. 26, the laser emitted from the laser output unit 100 may have an irradiation area in the form of a line or a surface.

상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 점 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)에서 조사부분(720)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 이은 선 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(700)의 회전축(710)과 수직한 방향의 선 형태로 위치할 수 있다.When the laser emitted from the laser output unit 100 has an irradiation area in the form of a dot, the irradiation portion 720 in the rotating multi-faceted mirror 700 rotates the point where the emitted laser meets the rotating multi-faceted mirror. If it is, it can be in the form of a line connected in the direction of rotation of the mirror. Accordingly, in this case, the irradiated portion 720 of the multi-faceted rotating mirror 700 may be positioned on each reflective surface in a line shape in a direction perpendicular to the rotating shaft 710 of the multi-faceted rotating mirror 700.

또한 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)에서 조사되어, 라이다 장치(1000)의 스캔영역(510)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(510)상에 존재하는 대상체로(500)부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저(725)보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저와 평행하며, 더 넓은 범위로 라이다 장치(1000)로 수광 될 수 있다.In addition, the laser irradiated from the irradiated portion 720 of the rotating multi-faceted mirror 700 and irradiated to the scan area 510 of the lidar device 1000 is transferred to the object 500 on the scan area 510. The laser 735 reflected from the object 500 may be reflected in a larger range than the irradiated laser 725. Accordingly, the laser 735 reflected from the object 500 is parallel to the irradiated laser, and may be received by the lidar device 1000 in a wider range.

이 때, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)를 센서부(300)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. In this case, the laser 735 reflected from the object 500 may be transmitted larger than the size of the reflective surface of the rotating mirror 700. However, the light-receiving part 730 of the rotating multi-faceted mirror 700 is a part for receiving the laser 735 reflected from the object 500 by the sensor unit 300, and is a part of the reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 700. It may be a portion of the reflective surface that is smaller than the size.

예를 들어, 도 26에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)가 상기 회전 다면 미러(700)를 통해서 센서부(300)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면 중 상기 센서부(300)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(730)이 될 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 반사면 중 상기 센서부(300)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다. For example, as shown in FIG. 26, when the laser 735 reflected from the object 500 is transmitted toward the sensor unit 300 through the rotating multi-faceted mirror 700, the rotating multi-faceted mirror 700 A portion of the reflective surface of which is reflected so as to be transmitted toward the sensor unit 300 may be the light receiving portion 730. Therefore, the light-receiving part 730 of the multi-faceted rotating mirror 700 may be a part of the reflective surface extending in the direction of rotation of the multi-faceted mirror 700 to be reflected so as to be transmitted toward the sensor unit 300. have.

또한 상기 회전 다면 미러(700)와 상기 센서부(300) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.In addition, when a condensing lens is further included between the rotating multi-faceted mirror 700 and the sensor unit 300, the light-receiving portion 730 of the rotating multi-faceted mirror 700 is transmitted toward the condensing lens among the reflective surfaces. If the part to be reflected is rotated, it may be a part extending in the rotation direction of the mirror 700.

다만 도 26에서는 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)과 수광부분(730)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1550)의 조사부분(720)과 수광부분(730)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(720)이 상기 수광부분(730)의 내부에 포함 될 수도 있다.However, in FIG. 26, the irradiation portion 720 and the light-receiving portion 730 of the rotating facet mirror 700 are described as being spaced apart, but the irradiation portion 720 and the light-receiving portion 730 of the rotating facet mirror 1550 Some of the silver may overlap, and the irradiation part 720 may be included in the light receiving part 730.

또한 일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.In addition, according to an embodiment, the steering component 230 may include an optical phased array (OPA) or the like to change the phase of the emitted laser and change the irradiation direction through it, but is not limited thereto.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 옵틱부를 포함할 수 있다.The lidar device according to an exemplary embodiment may include an optical unit that directs a laser beam emitted from a laser output unit to an object.

상기 옵틱부는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고 스티어링 시키는 BCSC(Beam Collimation and Steering Component)를 포함할 수 있다. 상기 BCSC는 하나의 컴포넌트로 구성될 수도 있고, 복수개의 컴포넌트로 구성될 수도 있다.The optical unit may include a beam collimation and steering component (BCSC) for collimating and steering a laser beam emitted from the laser output unit. The BCSC may be composed of one component or may be composed of a plurality of components.

도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.

도 27을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 복수 개의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컴포넌트(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27, the optical unit according to an embodiment may include a plurality of components. For example, it may include a collimation component 210 and a steering component 230.

일 실시예에 따르면, 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 빔을 콜리메이션 시키는 역할을 수행할 수 있고, 스티어링 컴포넌트(230)는 콜리메이션 컴포넌트(210)에서 방출된 콜리메이션된 빔을 스티어링 시키는 역할을 수행할 수 있다. 결과적으로, 옵틱부에서 방출되는 레이저 빔은 미리 정해진 방향으로 향하게 될 수 있다.According to an embodiment, the collimation component 210 may perform a role of collimating the beam emitted from the laser output unit 100, and the steering component 230 may perform a collimation of the collimation component 210. It can play a role of steering the formed beam. As a result, the laser beam emitted from the optic may be directed in a predetermined direction.

콜리메이션 컴포넌트(210)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The collimation component 210 may be a micro lens or a meta surface.

콜리메이션 컴포넌트(210)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있다.When the collimation component 210 is a micro lens, a micro lens array may be disposed on one side of the substrate, or a micro lens array may be disposed on both sides of the substrate.

콜리메이션 컴포넌트(210)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 콜리메이션될 수 있다.When the collimation component 210 is a meta surface, the laser beam may be collimated by a nano pattern formed by a plurality of nano pillars included in the meta surface.

스티어링 컴포넌트(230)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 마이크로 프리즘이 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The steering component 230 may be a micro lens, a micro prism, or a meta surface.

스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있다.When the steering component 230 is a micro lens, a micro lens array may be disposed on one side of the substrate, or a micro lens array may be disposed on both sides of the substrate.

스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 프리즘인 경우, 마이크로 프리즘의 각도에 의해 스티어링 시킬 수 있다.When the steering component 230 is a micro prism, it can be steered by the angle of the micro prism.

스티어링 컴포넌트(230)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 스티어링될 수 있다.When the steering component 230 is a meta surface, the laser beam may be steered by a nano pattern formed by a plurality of nano pillars included in the meta surface.

일 실시예에 따르면, 옵틱부가 복수개의 컴포넌트를 포함하는 경우, 복수개의 컴포넌트들 사이에 올바른 배치가 필요할 수 있다. 이때, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다. 또한, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 PCB(Printed Circuit Board), VCSEL array, 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.According to an embodiment, when the optical unit includes a plurality of components, correct placement may be required between the plurality of components. At this time, the collimation component and the steering component can be correctly arranged through an alignment mark. In addition, a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component can be correctly arranged through an alignment mark.

예를 들어, VCSEL array에 포함된 VCSEL unit들 사이 또는 VCSEL array의 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 VCSEL array와 콜리메이션 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.For example, by inserting an alignment mark between the VCSEL units included in the VCSEL array or at the edge of the VCSEL array, the VCSEL array and the collimation component can be correctly arranged.

또한 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트의 사이 또는 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.In addition, for example, by inserting an alignment mark between the collimation components or at the edge portion, the collimation component and the steering component can be correctly positioned.

도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.

도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 하나의 단일 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28, the optical unit according to an embodiment may include one single component. For example, it may include a meta component 270.

일 실시예에 따르면, 메타 컴포넌트(270)는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수도 있고, 스티어링 시킬 수도 있다.According to an embodiment, the meta component 270 may collimate or steer a laser beam emitted from the laser output unit 100.

예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면을 포함하여, 하나의 메타표면에서는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 다른 하나의 메타표면에서는 콜리메이션된 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 29에서 구체적으로 설명한다.For example, the meta component 270 includes a plurality of meta-surfaces, collimating a laser beam emitted from the laser output unit 100 in one meta-surface, and collimating a laser beam in the other meta-surface. Can be steered. It will be described in detail in FIG. 29 below.

또는 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면을 포함하여 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 24에서 구체적으로 설명한다.Alternatively, for example, the meta component 270 may collimate and steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 including one meta surface. It will be described in detail in FIG. 24 below.

도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for describing a meta component according to an embodiment.

도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면(271, 273)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 메타표면(271) 및 제2 메타표면(273)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29, the meta component 270 according to an embodiment may include a plurality of meta surfaces 271 and 273. For example, it may include a first meta surface 271 and a second meta surface 273.

제1 메타표면(271)은 레이저 출력부(100)에서 레이저 빔이 출사되는 방향에 배치될 수 있다. 제1 메타표면(271)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제1 메타표면은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 메타표면(271)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다.The first meta surface 271 may be disposed in a direction in which the laser beam is emitted from the laser output unit 100. The first metasurface 271 may include a plurality of nanopillars. The first metasurface may form a nanopattern by a plurality of nanopillars. The first meta-surface 271 may collimate the laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopatterns.

제2 메타표면(273)은 제1 메타표면(271)에서 레이저 빔이 출력되는 방향에 배치될 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 복수 개의 나노기둥의 폭(W)의 증감률에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 나노기둥들의 간격(P), 높이(H) 및 단위 길이 당 개수 등에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다.The second meta-surface 273 may be disposed in a direction in which the laser beam is output from the first meta-surface 271. The second metasurface 273 may include a plurality of nanopillars. The second meta-surface 273 may form a nano pattern by a plurality of nano-pillars. The second meta-surface 273 may steer the laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopatterns. For example, as shown in FIG. 24, the laser beam can be steered in a specific direction by the increase/decrease rate of the width W of the plurality of nanopillars. In addition, the laser beam may be steered in a specific direction by the distance P, the height H, and the number per unit length of the plurality of nanopillars.

도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for describing a meta component according to another embodiment.

도 30을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면(274)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 30, the meta component 270 according to an embodiment may include one meta surface 274.

메타표면(275)은 양면에 복수의 나노기둥을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타표면(275)은 제1 면에 제1 나노기둥세트(276)를 포함하고, 제2 면에 제2 나노기둥세트(278)를 포함할 수 있다.The meta surface 275 may include a plurality of nanopillars on both sides. For example, the meta-surface 275 may include a first nano-pillar set 276 on a first surface and a second nano-pillar set 278 on a second surface.

메타표면(275)은 양면에 각각의 나노패턴을 형성하는 복수의 나노기둥에 의해, 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킨 후 스티어링시킬 수 있다.The meta-surface 275 may be steered after collimating the laser beam emitted from the laser output unit 100 by a plurality of nano-pillars forming respective nano patterns on both sides.

예를 들어, 메타표면(275)의 일측에 배치된 제1 나노기둥세트(276)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 나노기둥세트(276)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다. 메타표면(275)의 타측에 배치된 제2 나노기둥세트(278)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 나노기둥세트(278)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 제1 나노기둥(276)을 거친 레이저 빔이 특정 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the first set of nanopillars 276 disposed on one side of the metasurface 275 may form a nanopattern. The laser beam emitted from the laser output unit 100 may be collimated by the nano pattern formed by the first nano-pillar set 276. The second nano-pillar set 278 disposed on the other side of the meta-surface 275 may form a nano pattern. The laser beam passing through the first nanopillar 276 may be steered in a specific direction by the nanopattern formed by the second nanopillar set 278.

도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for describing an SPAD array according to an embodiment.

도 31을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 SPAD 어레이(750)를 포함할 수 있다. 도 31은 8X8 SPAD 어레이를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 등이 될 수 있다.Referring to FIG. 31, the sensor unit 300 according to an embodiment may include a SPAD array 750. 31 illustrates an 8X8 SPAD array, but is not limited thereto, and may be 10X10, 12X12, 24X24, 64X64, or the like.

일 실시예에 따른 SPAD 어레이(750)는 복수의 SPAD(751)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SPAD(751)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The SPAD array 750 according to an embodiment may include a plurality of SPADs 751. For example, the plurality of SPADs 751 may be disposed in a matrix structure, but are not limited thereto, and may be disposed in a circular, elliptical, honeycomb structure, or the like.

SPAD 어레이(750)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치(avalanche) 현상에 의해 광자를 디텍팅(detecting)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(750)에 의한 결과를 히스토그램(histogram)의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the SPAD array 750, photons may be detected by an avalanche phenomenon. According to an embodiment, a result of the SPAD array 750 may be accumulated in the form of a histogram.

도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for describing a histogram of SPAD according to an embodiment.

도 32를 참조하면, 일 실시예에 따른 SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766, 767)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 32, the SPAD 751 according to an embodiment may detect photons. When the SPAD 751 detects a photon, signals 766 and 767 may be generated.

SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간(recovery time)이 필요할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 SPAD(751)에 입사가 되더라도, SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, SPAD(751)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the SPAD 751 detects a photon, it may take a recovery time to return to a state capable of detecting the photon again. If the recovery time has not elapsed after the SPAD 751 detects the photon, even if the photon enters the SPAD 751 at this time, the SPAD 751 cannot detect the photon. Thus, the resolution of the SPAD 751 may be determined by the recovery time.

일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 사이클동안 SPAD(751)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)의 타임 레졸루션은 SPAD(751)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the SPAD 751 may detect photons for a predetermined time after the laser beam is output from the laser output unit. At this time, the SPAD 751 may detect photons during a cycle of a predetermined period. For example, SPAD 751 may detect photons multiple times during a cycle according to the time resolution of SPAD 751. At this time, the time resolution of the SPAD 751 may be determined by the recovery time of the SPAD 751.

일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(767)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the SPAD 751 may detect photons reflected from the object and other photons. For example, the SPAD 751 may generate a signal 767 when detecting a photon reflected from an object.

또한 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, when the SPAD 751 detects photons other than the photons reflected from the object, the signal 766 may be generated. In this case, photons other than photons reflected from the object may include sunlight or a laser beam reflected from a window.

일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the SPAD 751 may detect photons for a predetermined period of time after outputting a laser beam from the laser output unit.

예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 첫번째 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(761)를 생성할 수 있다. For example, the SPAD 751 may detect photons during a first cycle after outputting a first laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a first detecting signal 761 after detecting a photon.

또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 두번째 레이저 빔을 출력한 후 제2 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제2 디텍팅 신호(762)를 생성할 수 있다.Also, for example, the SPAD 751 may detect photons during a second cycle after outputting a second laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a second detecting signal 762 after detecting a photon.

또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 세번째 레이저 빔을 출력한 후 제3 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제3 디텍팅 신호(763)를 생성할 수 있다.Also, for example, the SPAD 751 may detect photons during a third cycle after outputting a third laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a third detecting signal 763 after detecting a photon.

또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 N번째 레이저 빔을 출력한 후 제N 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제N 디텍팅 신호(764)를 생성할 수 있다.Also, for example, the SPAD 751 may detect photons during the Nth cycle after outputting the Nth laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate an Nth detecting signal 764 after detecting a photon.

이때, 제1 디텍팅 신호(761), 제2 디텍팅 신호(762), 제3 디텍팅 신호(763) ?? 제N 디텍팅 신호(764)에는 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호(767) 또는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자에 의한 신호(766)가 포함될 수 있다.At this time, the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, and the third detecting signal 763? The Nth detecting signal 764 may include a signal 767 due to photons reflected from the object or a signal 766 due to photons other than photons reflected from the object.

이때, 제N 디텍팅 신호(764)는 N번째 레이저 빔을 출력한 후 제N 사이클 동안의 광자 디텍팅 신호일 수 있다. 예를 들어, N은 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300 등이 될 수 있다.In this case, the Nth detecting signal 764 may be a photon detecting signal during the Nth cycle after outputting the Nth laser beam. For example, N may be 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, etc.

SPAD(751)에 의한 신호들은 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다. 히스토그램은 복수의 히스토그램 빈(bin)을 가질 수 있다. SPAD(751)에 의한 신호들은 각각 히스토그램 빈에 대응되어 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다.Signals by the SPAD 751 may be accumulated in the form of a histogram. The histogram may have a plurality of histogram bins. The signals generated by the SPAD 751 correspond to each histogram bin and may be accumulated in the form of a histogram.

예를 들어, 히스토그램은 하나의 SPAD(751)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 SPAD(751)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.For example, the histogram may be formed by accumulating signals by one SPAD 751 or by accumulating signals by a plurality of SPADs 751.

예를 들어, 제1 디텍팅 신호(761), 제2 디텍팅 신호(762), 제3 디텍팅 신호(763) ?? 제N 디텍팅 신호(764)들을 축적하여 히스토그램(765)을 만들 수 있다. 이때, 히스토그램(765)은 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호 또는 이외의 광자에 의한 신호를 포함할 수 있다.For example, the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, the third detecting signal 763 ?? The histogram 765 may be created by accumulating the Nth detecting signals 764. In this case, the histogram 765 may include a signal due to photons reflected from the object or a signal due to other photons.

대상체의 거리 정보를 획득하기 위해서는, 히스토그램(765)에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출할 필요가 있다. 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 이외의 광자에 의한 신호보다 양이 많고 규칙적일 수 있다.In order to obtain distance information of an object, it is necessary to extract a signal by a photon reflected from the object from the histogram 765. The signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals by other photons.

이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time. On the other hand, the amount of signal caused by sunlight is small and may exist irregularly.

특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(765) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.There is a high possibility that a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among the accumulated histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.

예를 들어, 히스토그램(765) 중 단순히 가장 높은 값의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램(765) 중 일정량(768) 이상의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.For example, a signal having the highest value among the histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object. Also, for example, a signal of a certain amount 768 or more of the histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.

위에서 설명한 방법 외에도, 히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있다.In addition to the method described above, among the histogram 765, there may be various algorithms capable of extracting a signal by photons reflected from an object.

히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by photons reflected from the object from the histogram 765, distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the reception time of the photon.

예를 들어, 히스토그램(765)에서 추출한 신호는 하나의 스캔 포인트(scan point)에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 하나의 SPAD에 대응될 수 있다.For example, the signal extracted from the histogram 765 may be a signal at one scan point. In this case, one scan point may correspond to one SPAD.

다른 예를 들어, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들은 하나의 스캔 포인트에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 복수의 SPAD에 대응될 수 있다.For another example, signals extracted from a plurality of histograms may be signals at one scan point. In this case, one scan point may correspond to a plurality of SPADs.

다른 일 실시예에 따르면, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출할 수 있다. 이때, 가중치는 SPAD 사이의 거리에 의해 정해질 수 있다.According to another embodiment, a weight is applied to signals extracted from a plurality of histograms to calculate a signal at one scan point. In this case, the weight may be determined by the distance between SPADs.

예를 들어, 제1 스캔 포인트에서의 신호는 제1 SPAD에 의한 신호에 0.8의 가중치, 제2 SPAD에 의한 신호에 0.6의 가중치, 제3 SPAD에 의한 신호에 0.4의 가중치, 제4 SPAD에 의한 신호에 0.2의 가중치를 두어 산출될 수 있다.For example, the signal at the first scan point has a weight of 0.8 for the signal by the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal by the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD. It can be calculated by putting a weight of 0.2 on the signal.

복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출하는 경우, 한번의 히스토그램 축적으로 여러 번 히스토그램을 축적한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 스캔 시간이 감소되고, 전체 이미지를 얻는 시간이 감소되는 효과가 도출될 수 있다.When the signals extracted from a plurality of histograms are weighted and calculated as a signal at one scan point, the effect of accumulating the histogram several times with one histogram accumulation can be obtained. Accordingly, the effect of reducing the scan time and reducing the time to obtain the entire image can be derived.

또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저 출력부는 어드레서블(addressable)하게 레이저 빔을 출력할 수 있다. 또는 레이저 출력부는 빅셀 유닛별로 어드레서블하게 레이저 빔을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the laser output unit may output a laser beam in an addressable manner. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.

예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 1 column once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed. In this way, the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.

이때, SPAD 어레이는 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.In this case, the SPAD array may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell unit.

예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 SPAD 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, in the case where the BIXEL unit in the first row and one column of the laser beam output sequence of the laser output unit outputs the Nth laser beam, the SPAD unit in the first row and one column corresponding to the first row and one column is reflected on the object. Can be received up to N times.

또한 예를 들어, SPAD의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.In addition, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SPAD must be accumulated N times, and there are M big cell units in the laser output unit, the M big cell units can be operated N times at once. Alternatively, one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.

도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for describing a SiPM according to an embodiment.

도 33을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 SiPM(780)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 복수의 마이크로셀(microcell, 781) 및 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀은 SPAD일 수 있다. 또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)는 복수의 SPAD의 집합인 SPAD 어레이일 수 있다.Referring to FIG. 33, the sensor unit 300 according to an embodiment may include a SiPM 780. The SiPM 780 according to an embodiment may include a plurality of microcells 781 and a plurality of microcell units 782. For example, the microcell may be SPAD. Also, for example, the microcell unit 782 may be an SPAD array that is a set of a plurality of SPADs.

일 실시예에 따른 SiPM(780)는 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 도 33은 마이크로셀 유닛(782)이 4X6 매트릭스로 배치된 SiPM(780)을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 매트릭스 등이 될 수 있다. 또한, 마이크로셀 유닛(782)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The SiPM 780 according to an embodiment may include a plurality of microcell units 782. FIG. 33 shows the SiPM 780 in which the microcell units 782 are arranged in a 4X6 matrix, but is not limited thereto, and may be a 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 matrix, or the like. Further, the microcell unit 782 may be disposed in a matrix structure, but is not limited thereto, and may be disposed in a circular, elliptical, honeycomb structure, or the like.

SiPM(780)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치 현상에 의해 광자를 디텍팅할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SiPM(780)에 의한 결과를 히스토그램의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the SiPM 780, photons may be detected by the avalanche phenomenon. According to an embodiment, a result of the SiPM 780 may be accumulated in the form of a histogram.

SiPM(780)에 의한 히스토그램과 SPAD(751)에 의한 히스토그램은 몇가지 차이점이 있다.There are several differences between the histogram of the SiPM 780 and the histogram of the SPAD 751.

위에서 설명한 바와 같이, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751)가 N번 레이저 빔을 받아서 형성된 N개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다. 또한, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 X개의 SPAD(751)가 Y번 레이저 빔을 받아서 형성된 X*Y개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다.As described above, the histogram by the SPAD 751 may be accumulated as N detecting signals formed by receiving the N-th laser beam of one SPAD 751. In addition, the histogram of the SPAD 751 may be accumulated as X*Y detecting signals formed by receiving the Y-numbered laser beam of the X SPADs 751.

반면, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.On the other hand, the histogram by the SiPM 780 may be formed by accumulating signals by one microcell unit 782 or by accumulating signals by a plurality of microcell units 782.

일 실시예에 따르면, 하나의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to an embodiment, one microcell unit 782 may output the first laser beam from the laser output unit and then detect photons reflected from the object to form a histogram.

예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, the histogram of the SiPM 780 may be formed by accumulating a signal generated by detecting photons reflected from an object by a plurality of microcells included in one microcell unit 782.

다른 일 실시예에 따르면, 복수의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to another embodiment, the plurality of microcell units 782 may generate a histogram by detecting photons reflected from the object after outputting the first laser beam from the laser output unit.

예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, the histogram of the SiPM 780 may be formed by accumulating a signal generated by detecting photons reflected from an object by a plurality of microcells included in the plurality of microcell units 782.

SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751) 또는 복수의 SPAD(751)가 레이저 출력부의 N번 레이저 빔 출력이 필요할 수 있다. 그러나 SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782) 또는 복수의 마이크로셀 유닛(782)이 1번의 레이저 빔 출력만을 필요로 할 수 있다.As for the histogram by the SPAD 751, one SPAD 751 or a plurality of SPADs 751 may require the N-th laser beam output of the laser output unit. However, the histogram by the SiPM 780 may require only one laser beam output from one microcell unit 782 or a plurality of microcell units 782.

따라서, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 SiPM(780)에 의한 히스토그램보다 히스토그램을 축적하기까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다. SiPM(780)에 의한 히스토그램은 1번의 레이저 빔 출력만으로 히스토그램을 빠른 시간 내에 형성할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the histogram of the SPAD 751 may take a longer time to accumulate the histogram than the histogram of the SiPM 780. The histogram by the SiPM 780 has the advantage that it is possible to quickly form a histogram with only one laser beam output.

도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for describing a histogram of SiPM according to an exemplary embodiment.

도 34를 참조하면, 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787, 788)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 34, the SiPM 780 according to an embodiment may detect photons. For example, the microcell unit 782 may detect photons. When the microcell unit 782 detects a photon, signals 787 and 788 may be generated.

마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간이 필요할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 마이크로셀 유닛(782)에 입사가 되더라도, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, 마이크로셀 유닛(782)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the microcell unit 782 detects the photons, a recovery time may be required before returning to a state capable of detecting the photons again. When the recovery time has not elapsed after the microcell unit 782 detects the photons, even if the photons are incident on the microcell unit 782 at this time, the microcell unit 782 cannot detect the photons. Accordingly, the resolution of the microcell unit 782 may be determined by the recovery time.

일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)은 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 사이클동안 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션은 마이크로셀 유닛(782)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the microcell unit 782 may detect photons for a predetermined time after the laser beam is output from the laser output unit. At this time, the microcell unit 782 may detect photons during a cycle of a predetermined period. For example, the microcell unit 782 may detect a photon multiple times during a cycle according to the time resolution of the microcell unit 782. In this case, the time resolution of the microcell unit 782 may be determined by the recovery time of the microcell unit 782.

일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the microcell unit 782 may detect photons reflected from an object and other photons. For example, when the microcell unit 782 detects a photon reflected from an object, it may generate a signal 787.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(788)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, when the microcell unit 782 detects photons other than the photons reflected from the object, the microcell unit 782 may generate a signal 788. In this case, photons other than photons reflected from the object may include sunlight or a laser beam reflected from a window.

일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the microcell unit 782 may detect photons for a predetermined period of time after outputting a laser beam from the laser output unit.

예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제1 마이크로셀(783)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제1 마이크로셀(783)은 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(791)를 생성할 수 있다.For example, the first microcell 783 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit. In this case, the first microcell 783 may generate a first detecting signal 791 after detecting a photon.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제2 마이크로셀(784)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제2 마이크로셀(784)은 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(792)를 생성할 수 있다.Also, for example, the second microcell 784 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit. In this case, the second microcell 784 may generate a first detecting signal 792 after detecting a photon.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제3 마이크로셀(785)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제3 마이크로셀(785)은 광자를 디텍팅한 후 제3 디텍팅 신호(793)를 생성할 수 있다.Also, for example, the third microcell 785 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit. In this case, the third microcell 785 may detect a photon and then generate a third detecting signal 793.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제N 마이크로셀(786)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제N 마이크로셀(786)은 광자를 디텍팅한 후 제N 디텍팅 신호(794)를 생성할 수 있다.Also, for example, the Nth microcell 786 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit. In this case, the Nth microcell 786 may generate an Nth detecting signal 794 after detecting a photon.

이때, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) ?? 제N 디텍팅 신호(794)에는 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호(787) 또는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자에 의한 신호(788)가 포함될 수 있다.At this time, the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, and the third detecting signal 793? The Nth detecting signal 794 may include a signal 787 due to photons reflected from the object or a signal 788 due to photons other than photons reflected from the object.

이때, 제N 디텍팅 신호(764)는 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 N번째 마이크로셀의 광자 디텍팅 신호일 수 있다. 예를 들어, N은 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300 등이 될 수 있다.In this case, the Nth detecting signal 764 may be a photon detecting signal of the Nth microcell included in the microcell unit 782. For example, N may be 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, etc.

마이크로셀들에 의한 신호들은 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다. 히스토그램은 복수의 히스토그램 빈을 가질 수 있다. 마이크로셀들에 의한 신호들은 각각 히스토그램 빈에 대응되어 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다.Signals from microcells can be accumulated in the form of a histogram. The histogram can have multiple histogram bins. Signals generated by the microcells correspond to histogram bins and may be accumulated in the form of a histogram.

예를 들어, 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.For example, the histogram may be formed by accumulating signals by one microcell unit 782 or by accumulating signals by a plurality of microcell units 782.

예를 들어, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) ?? 제N 디텍팅 신호(794)들을 축적하여 히스토그램(795)을 만들 수 있다. 이때, 히스토그램(795)은 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호 또는 이외의 광자에 의한 신호를 포함할 수 있다.For example, the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, and the third detecting signal 793? The histogram 795 may be created by accumulating the Nth detecting signals 794. In this case, the histogram 795 may include a signal due to photons reflected from the object or a signal due to other photons.

대상체의 거리 정보를 획득하기 위해서는, 히스토그램(795)에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출할 필요가 있다. 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 이외의 광자에 의한 신호보다 양이 많고 규칙적일 수 있다.In order to obtain distance information of an object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object from the histogram 795. The signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals by other photons.

이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time. On the other hand, the amount of signal caused by sunlight is small and may exist irregularly.

특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(795) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.There is a high possibility that a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among the accumulated histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.

예를 들어, 히스토그램(795) 중 단순히 가장 높은 값의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램(795) 중 일정량(797) 이상의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.For example, a signal having the highest value among the histogram 795 may be extracted as a signal caused by photons reflected from the object. In addition, for example, a signal of a certain amount 797 or more of the histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.

위에서 설명한 방법 외에도, 히스토그램(795) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있다.In addition to the method described above, among the histogram 795, there may be various algorithms capable of extracting a signal by a photon reflected from an object.

히스토그램(795) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by photons reflected from the object from the histogram 795, distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the reception time of the photon.

또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저 출력부는 어드레서블(addressable)하게 레이저 빔을 출력할 수 있다. 또는 레이저 출력부는 빅셀 유닛별로 어드레서블하게 레이저 빔을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the laser output unit may output a laser beam in an addressable manner. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.

예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 1 column once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed. In this way, the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.

이때, SiPM은 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.In this case, the SiPM may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell unit.

예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 마이크로셀 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, in the case that the BICCELL unit in the 1st row and 1st column of the laser beam output sequence of the laser output unit outputs the Nth laser beam, the microcell unit in the 1st row and 1st column corresponding to the 1st row 1st column is reflected on the object The beam can be received up to N times.

또한 예를 들어, SiPM의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.In addition, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SiPM should be accumulated N times, and there are M big cell units in the laser output unit, the M big cell units can be operated N times at once. Alternatively, one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.

라이다는 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 라이다에는 플래시 방식과 스캐닝 방식이 있을 수 있다.Lida can be implemented in several ways. For example, there may be a flash method and a scanning method for lidar.

전술한 바와 같이, 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식은 단일 레이저 펄스를 FOV에 조명하여 대상체의 거리 정보를 수집하므로, 플래시 방식 라이다의 분해능(resolution)은 센서부 또는 수신부에 의해 정해질 수 있다.As described above, the flash method is a method in which a laser beam is spread to an object by the divergence of the laser beam. Since the flash method collects distance information of an object by illuminating a single laser pulse to the FOV, the resolution of the flash type lidar may be determined by a sensor unit or a receiver.

또한 전술한 바와 같이, 스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식은 스캐너 또는 스티어링부를 이용하여 레이저 빔을 FOV에 조명하므로, 스캐닝 방식 라이다의 분해능은 스캐너 또는 스티어링부에 의해 정해질 수 있다.In addition, as described above, the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from the laser output unit in a specific direction. Since the scanning method illuminates the laser beam to the FOV using a scanner or a steering unit, the resolution of the scanning type lidar may be determined by the scanner or the steering unit.

일 실시예에 따르면, 라이다가 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식으로 구현될 수 있다. 이때, 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 세미 플래시(semi-flash) 방식 또는 세미 스캐닝(semi-scanning) 방식이 될 수 있다. 또는 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 콰지 플래시(quasi-flash) 방식 또는 콰지 스캐닝(quasi-scanning) 방식이 될 수 있다.According to an embodiment, the lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method. In this case, the combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method. Alternatively, a mixed method of a flash method and a scanning method may be a quasi-flash method or a quasi-scanning method.

상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 완전한 플래시 방식이 아닌 준 플래시 방식 라이다를 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부의 유닛 하나와 수신부의 유닛 하나는 플래시 방식 라이다일 수 있으나, 레이저 출력부의 복수의 유닛들과 수신부의 복수의 유닛들이 모여, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may mean a semi-flash type lidar rather than a complete flash type. For example, one unit of the laser output unit and one unit of the receiving unit may be a flash type lidar, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the reception unit are gathered, so that the semi-flash type is not a complete flash type lidar It can be is.

또한 예를 들어, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔은 스티어링부를 거칠 수 있으므로, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.In addition, for example, since the laser beam output from the laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi flash type lidar may pass through the steering unit, it may be a semi-flash type lidar instead of a complete flash type lidar.

상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 플래시 방식 라이다의 단점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 플래시 방식 라이다는 레이저 빔간의 간섭 현상에 취약할 수 있고, 대상체 감지를 위해서는 강한 플래시가 필요하고 또한 감지 범위를 제한할 수 없는 문제가 존재했다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may overcome the disadvantages of the flash type lidar. For example, a flash type radar may be vulnerable to interference between laser beams, a strong flash is required to detect an object, and there is a problem that the detection range cannot be limited.

그러나, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 레이저 빔들이 스티어링부를 거쳐, 레이저 빔간의 간섭 현상을 극복할 수 있고, 레이저 출력 유닛 하나하나를 제어할 수 있어, 감지 범위를 제어할 수 있고, 강한 플래시가 필요하지 않을 수 있다.However, the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar allows laser beams to pass through a steering unit to overcome interference between laser beams, and control each laser output unit, thereby controlling the detection range. You can, and you may not need a strong flash.

도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to an embodiment.

도 35를 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), BCSC(Beam Collimation & Steering Component, 820), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 35, a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a laser output unit 810, a beam collimation & steering component (BCSC) 820, a scanning unit 830, and a receiving unit 840. I can.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이를 포함할 수 있다. 이때 레이저 출력부(810)는 복수의 빅셀 이미터를 포함하는 유닛들이 모인 빅셀 어레이를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a laser output unit 810. For example, the laser output unit 810 may include a big cell array. In this case, the laser output unit 810 may include a big cell array in which units including a plurality of big cell emitters are gathered.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 BCSC(820)를 포함할 수 있다. 예를 들어, BCSC(820)는 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컨포넌트(230)를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a BCSC 820. For example, BCSC 820 may include a collimation component 210 and a steering component 230.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)에서 출력된 레이저 빔이 BCSC(820)의 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해 콜리메이션되고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 BCSC(820)의 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다.According to an embodiment, the laser beam output from the laser output unit 810 is collimated by the collimation component 210 of the BCSC 820, and the collimated laser beam is the steering component 230 of the BCSC 820. ) Can be steered.

예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제1 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제1 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제1 스티어링 컴포넌트에 의해 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, a laser beam output from a first bixel unit included in the laser output unit 810 may be collimated by a first collimation component and steered in a first direction by a first steering component.

또한 예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제2 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제2 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제2 스티어링 컴포넌트에 의해 제2 방향으로 스티어링될 수 있다.Also, for example, the laser beam output from the second big cell unit included in the laser output unit 810 may be collimated by the second collimation component and steered in the second direction by the second steering component.

이때, 레이저 출력부(810)에 포함된 빅셀 유닛들은 각각 다른 방향으로 스티어링될 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의한 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 빔은 BCSC에 의해 특정 방향으로 스티어링될 수 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부로부터 출력된 레이저 빔은 BCSC에 의해 방향성을 갖을 수 있다.In this case, the big cell units included in the laser output unit 810 may be steered in different directions. Therefore, unlike the flash method by diffusion of a single pulse, the laser beam of the laser output unit of the semi-flash method LiDAR can be steered in a specific direction by BCSC. Therefore, the laser beam output from the laser output unit of the semi-flash type lidar can be directional by BCSC.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 스캐닝부(830)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a scanning unit 830. For example, the scanning unit 830 may include an optical unit 200. For example, the scanning unit 830 may include a mirror that reflects the laser beam.

예를 들어, 스캐닝부(830)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러, 멤스 미러 및 갈바노 미러를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 스캐닝부(830)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러를 포함할 수 있다.For example, the scanning unit 830 may include a planar mirror, a multifaceted mirror, a resonant mirror, a MEMS mirror, and a galvano mirror. In addition, for example, the scanning unit 830 may include a multifaceted mirror rotating 360 degrees along one axis and a noding mirror repeatedly driven in a preset range along one axis.

세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부를 포함할 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의해 한번에 전체 이미지를 획득하는 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부에 의해 대상체의 이미지를 스캔할 수 있다. The semi-flash type radar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method in which an entire image is acquired at once by spreading a single pulse, a semi-flash radar can scan an image of an object by a scanning unit.

또한, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 출력에 의해 대상체를 랜덤 스캔할 수도 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다는 전체 FOV 중 원하는 관심 영역만을 집중적으로 스캔할 수 있다.In addition, the object may be randomly scanned by laser output from the laser output unit of the semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash type radar can intensively scan only a desired region of interest among the entire FOV.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 수신부(840)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 센서부(300)를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SPAD 어레이(750)일 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SiPM(780)일 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a receiver 840. For example, the receiving unit 840 may include a sensor unit 300. Also, for example, the receiving unit 840 may be a SPAD array 750. Also, for example, the receiving unit 840 may be a SiPM 780.

수신부(850)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토 다이오드, APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS 또는 CCD 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The receiving unit 850 may include various sensor elements. For example, the receiving unit 840 may include a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, an APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS, or CCD, but is not limited thereto.

이때, 수신부(840)는 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 히스토그램을 이용하여, 대상체(850)로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.In this case, the receiving unit 840 may stack a histogram. For example, the receiving unit 840 may detect a light-receiving point of a laser beam reflected from the object 850 and received by using a histogram.

일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The receiving unit 840 according to an embodiment may include one or more optical elements. For example, the receiving unit 840 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.

또한, 일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 수신부(840)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the receiving unit 840 according to an embodiment may include one or more optical filters. The receiver 840 may receive the laser reflected from the object through an optical filter. For example, the receiving unit 840 may include a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, and a wedge filter, but is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(800)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the semi-flash type lidar 800 may have a constant optical path between components.

예를 들어, 레이저 출력부(810)에서 출력된 광은 BCSC(820)를 거쳐 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)로 입사된 광은 반사되어 대상체(850)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(850)에 입사된 광은 반사되어 다시 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)에 입사된 광은 반사되어 수신부(840)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the laser output unit 810 may be incident on the scanning unit 830 through the BCSC 820. In addition, light incident on the scanning unit 830 may be reflected and incident on the object 850. In addition, light incident on the object 850 may be reflected and again incident on the scanning unit 830. In addition, light incident on the scanning unit 830 may be reflected and received by the receiving unit 840. A lens for increasing transmission and reception efficiency may be additionally inserted into the above optical path.

도 36은 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.

도 36을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 36, a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a laser output unit 810, a scanning unit 830, and a receiving unit 840.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이(811)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열(column)의 빅셀 어레이(811)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 빅셀 어레이(811)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to an embodiment, the laser output unit 810 may include a big cell array 811. Although only the big cell array 811 in one column is shown in FIG. 36, the big cell array 811 is not limited thereto, and the big cell array 811 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(811)는 복수의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(812)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 25개의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 빅셀 유닛(812)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the big cell array 811 may include a plurality of big cell units 812. In this case, the big cell unit 812 may include a plurality of big cell emitters. For example, the big cell array 811 may include 25 big cell units 812. In this case, the 25 big cell units 812 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(812)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 수평(horizontal) 확산 각도(813) 및 수직(vertical) 확산 각도(814)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the big cell unit 812 may have a diverging angle. For example, the big cell unit 812 may have a horizontal diffusion angle 813 and a vertical diffusion angle 814. For example, the big cell unit 812 may have a horizontal diffusion angle 813 of 1.2 degrees and a vertical diffusion angle 814 of 1.2 degrees, but the present invention is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신부(840)로 전달할 수 있다.According to an embodiment, the scanning unit 830 may receive a laser beam output from the laser output unit 810. In this case, the scanning unit 830 may reflect the laser beam toward the object. Also, the scanning unit 830 may receive a laser beam reflected from an object. In this case, the scanning unit 830 may transmit the laser beam reflected from the object to the receiving unit 840.

이때, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일 반사면 내에 있을 수 있다. 이때, 상기 영역들은 동일 반사면 내에 상하 또는 좌우로 구분될 수 있다.In this case, the area reflecting the laser beam toward the object and the area receiving the laser beam reflected from the object may be the same or different. For example, an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be in the same reflective surface. In this case, the areas may be divided up and down or left and right within the same reflective surface.

또한 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 다른 반사면일 수 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역은 스캐닝부(830)의 제1 반사면이고, 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 스캐닝부(830)의 제2 반사면일 수 있다.Also, for example, an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be different reflective surfaces. For example, an area reflecting a laser beam toward an object may be a first reflective surface of the scanning unit 830, and an area receiving a laser beam reflected from the object may be a second reflective surface of the scanning unit 830 .

일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 2D 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 이때, 라이다 장치는 스캐닝부(830)의 회전 또는 스캐닝으로 인해 대상체를 3D로 스캔할 수 있다.According to an embodiment, the scanning unit 830 may reflect the 2D laser beam output from the laser output unit 810 toward the object. In this case, the lidar device may scan the object in 3D due to rotation or scanning of the scanning unit 830.

일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SPAD 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SPAD 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to an embodiment, the receiving unit 840 may include a SPAD array 841. Although only one column of SPAD array 841 is shown in FIG. 36, the present invention is not limited thereto, and the SPAD array 841 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(841)는 복수의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(842)은 복수의 SPAD pixel(847)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD pixel(847)은 SPAD 소자 하나를 의미하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the SPAD array 841 may include a plurality of SPAD units 842. In this case, the SPAD unit 842 may include a plurality of SPAD pixels 847. For example, the SPAD unit 842 may include a 12 X 12 SPAD pixel 847. In this case, the SPAD pixel 847 may mean one SPAD element, but is not limited thereto.

또한 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 25개의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 SPAD 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, SPAD 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the SPAD array 841 may include 25 SPAD units 842. In this case, the 25 SPAD units 842 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto. In this case, the arrangement of the SPAD unit 842 may correspond to the arrangement of the big cell unit 812.

일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to an embodiment, the SPAD unit 842 may have a FOV capable of receiving light. For example, the SPAD unit 842 may have a horizontal FOV 843 and a vertical FOV 844. For example, the SPAD unit 842 may have a horizontal FOV 843 of 1.2 degrees and a vertical FOV 844 of 1.2 degrees.

이때, SPAD 유닛(842)의 FOV는 SPAD 유닛(842)에 포함된 SPAD pixel(847)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(842)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(842)에 포함된 개별 SPAD pixel(847)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the SPAD unit 842 may be proportional to the number of SPAD pixels 847 included in the SPAD unit 842. Alternatively, the FOV of each SPAD pixel 847 included in the SPAD unit 842 may be determined by the FOV of the SPAD unit 842.

예를 들어, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(842)이 N X M의 SPAD pixel(847)을 포함한다면, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the individual SPAD pixel 847 is 0.1 degrees, if the SPAD unit 842 includes the SPAD pixel 847 of NXM, the SPAD unit 842 The horizontal FOV 843 may be 0.1*N, and the vertical FOV 844 may be 0.1*M.

또한 예를 들어, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, SPAD 유닛(842)이 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the horizontal FOV 843 and the vertical FOV 844 of the SPAD unit 842 are 1.2 degrees, and the SPAD unit 842 includes 12 X 12 SPAD pixels 847, individual SPAD pixels The horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of 847 may be 0.1 degrees (1.2/12).

다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SiPM 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the receiving unit 840 may include a SiPM array 841. Although only one column of SiPM array 841 is shown in FIG. 36, the present invention is not limited thereto, and the SiPM array 841 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(841)는 복수의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(842)은 복수의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the SiPM array 841 may include a plurality of microcell units 842. In this case, the microcell unit 842 may include a plurality of microcells 847. For example, the microcell unit 842 may include a 12 X 12 microcell 847.

또한 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 25개의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 마이크로셀 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, 마이크로셀 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the SiPM array 841 may include 25 microcell units 842. In this case, the 25 microcell units 842 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto. Also, at this time, the arrangement of the microcell units 842 may correspond to the arrangement of the big cell units 812.

일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to an embodiment, the microcell unit 842 may have a FOV capable of receiving light. For example, the microcell unit 842 may have a horizontal FOV 843 and a vertical FOV 844. For example, the microcell unit 842 may have a horizontal FOV 843 of 1.2 degrees and a vertical FOV 844 of 1.2 degrees.

이때, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV는 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 마이크로셀의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 개별 마이크로셀(847)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the microcell unit 842 may be proportional to the number of microcells included in the microcell unit 842. Alternatively, the FOV of the individual microcells 847 included in the microcell unit 842 may be determined by the FOV of the microcell unit 842.

예를 들어, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(842)이 N X M의 마이크로셀(847)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the individual microcells 847 are 0.1 degrees, if the microcell unit 842 includes the microcells 847 of the NXM, the microcell unit 842 ), the horizontal FOV 843 may be 0.1*N, and the vertical FOV 844 may be 0.1*M.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(842)이 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the horizontal FOV 843 and the vertical FOV 844 of the microcell unit 842 are 1.2 degrees, and the microcell unit 842 includes a 12×12 microcell 847, the individual The horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the microcell 847 may be 0.1 degrees (1.2/12).

다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one big cell unit 812 and a plurality of SPAD units or microcell units 842 may correspond. For example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the object 850, so that the SPAD unit or microcell unit 842 in the first row and the first row and the second row is reflected. ) Can be received.

또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of big cell units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond. For example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)의 빅셀 유닛(812)과 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the big cell unit 812 of the laser output unit 810 and the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiving unit 840 may correspond to each other.

예를 들어, 빅셀 유닛(812)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal diffusion angle and the vertical diffusion angle of the big cell unit 812 may be the same as the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the SPAD unit or microcell unit 842.

예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.For example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.

또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.In addition, for example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in N rows and M columns is reflected by the scanning unit 830 and the object 850 to be received by the SPAD unit or microcell unit 842 in the N rows and M columns. I can.

이때, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력되어 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광되고, 라이다 장치(800)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the big cell unit 812 in N rows and M columns and reflected by the scanning unit 830 and the object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 842 in the N rows and M columns, and is a lidar. Device 800 may have resolution by means of a SPAD unit or microcell unit 842.

예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(847)을 포함한다면, 빅셀 유닛(812)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or microcell unit 842 includes SPAD pixels or microcells 847 in N rows and M columns, the FOV to which the big cell unit 812 is irradiated is divided into the NXM area to determine the distance information of the object. I can.

다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one big cell unit 812 and a plurality of SPAD units or microcell units 842 may correspond. For example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the object 850, so that the SPAD unit or microcell unit 842 in the first row and the first row and the second row is reflected. ) Can be received.

또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of big cell units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond. For example, the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(812)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)도 빅셀 유닛(812)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of big cell units 812 included in the laser output unit 810 may operate according to a certain sequence or may operate randomly. In this case, the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiving unit 840 may also operate in response to the operation of the big cell unit 812.

예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 제1 행 빅셀 유닛이 동작한 다음, 제3 행 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 제7 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after a first row big cell unit of the big cell array 811 operates, a third row big cell unit may operate. Then, the fifth big cell unit may operate, and then the seventh big cell unit may operate.

이때, 수신부(840)의 제1 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작한 다음, 제3 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작하고, 그 다음 제7 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.In this case, after the first row SPAD unit or microcell unit 842 of the receiving unit 840 operates, the third row SPAD unit or microcell unit 842 may operate. Then, the fifth SPAD unit or microcell unit 842 may operate, and then the seventh SPAD unit or microcell unit 842 may operate.

또한 예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(812)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell unit of the big cell array 811 may operate randomly. In this case, the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operated big cell unit 812 may operate.

도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to another embodiment.

도 37을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910), BCSC(920) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 37, a semi-flash lidar 900 according to another embodiment may include a laser output unit 910, a BCSC 920, and a reception unit 940.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910)를 포함할 수 있다. 레이저 출력부(910)에 대한 설명은 도 35의 레이저 출력부(810)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The semi-flash lidar 900 according to an embodiment may include a laser output unit 910. Since the description of the laser output unit 910 may be duplicated with the laser output unit 810 of FIG. 35, a detailed description will be omitted.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 BCSC(920)를 포함할 수 있다. BCSC(920)에 대한 설명은 도 35의 BCSC(820)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The semi-flash lidar 900 according to an embodiment may include a BCSC 920. The description of the BCSC 920 may be duplicated with the BCSC 820 of FIG. 35, and a detailed description thereof will be omitted.

일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 수신부(940)를 포함할 수 있다. 수신부(940)에 대한 설명은 도 35의 수신부(840)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The semi-flash lidar 900 according to an embodiment may include a receiver 940. Since the description of the receiving unit 940 may be duplicated with the receiving unit 840 of FIG. 35, a detailed description will be omitted.

일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(900)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the semi-flash type lidar 900 may have a constant optical path between components.

예를 들어, 레이저 출력부(910)에서 출력된 광은 BCSC(920)를 거쳐 대상체(950)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(950)에 입사된 광은 반사되어 수신부(940)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the laser output unit 910 may be incident on the object 950 through the BCSC 920. In addition, light incident on the object 950 may be reflected and received by the receiving unit 940. A lens for increasing transmission and reception efficiency may be additionally inserted into the above optical path.

도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)는 스캐닝부를 포함하지 않을 수 있다. 스캐닝부의 스캔 역할을 레이저 출력부(910) 및 BCSC(920)에 의해 이뤄질 수 있다.Compared with the semi-flash lidar 800 of FIG. 35, the semi-flash lidar 900 of FIG. 37 may not include a scanning unit. The scanning role of the scanning unit may be performed by the laser output unit 910 and the BCSC 920.

예를 들어, 레이저 출력부(910)는 어드레서블(addressable) 빅셀 어레이를 포함하여, 어드레서블한 동작에 의해 관심 영역에 대해 부분적으로 레이저 빔을 출력할 수 있다.For example, the laser output unit 910 may include an addressable big cell array and may partially output a laser beam to an ROI by an addressable operation.

또한 예를 들어, BCSC(920)는 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 포함하여, 원하는 관심 영역에 레이저 빔을 조사하도록 레이저 빔에 특정 방향성을 제공할 수 있다.Also, for example, the BCSC 920 may include a collimation component and a steering component to provide a specific direction to the laser beam to irradiate the laser beam to a desired region of interest.

또한, 도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)의 광 경로는 단순해질 수 있다. 광 경로를 단순화함으로써, 수광시 광 손실을 최소화할 수 있고, 크로스토크(crosstalk)의 발생 가능성을 감소시킬 수 있다.In addition, compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35, the optical path of the semi-flash lidar 900 of FIG. 37 may be simplified. By simplifying the optical path, light loss during light reception can be minimized, and the possibility of occurrence of crosstalk can be reduced.

도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.

도 38을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 38, a semi-flash lidar 900 according to an embodiment may include a laser output unit 910 and a reception unit 940.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)는 빅셀 어레이(911)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이99110)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to an embodiment, the laser output unit 910 may include a big cell array 911. For example, the big cell array 99110 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(911)는 복수의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(914)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the big cell array 911 may include a plurality of big cell units 914. In this case, the big cell unit 914 may include a plurality of big cell emitters. For example, the big cell array 811 may include 1250 big cell units 914 having a 50 X 25 matrix structure, but is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(914)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 수평(horizontal) 확산 각도(915) 및 수직(vertical) 확산 각도(916)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the big cell unit 914 may have a diverging angle. For example, the big cell unit 914 may have a horizontal diffusion angle 915 and a vertical diffusion angle 916. For example, the big cell unit 914 may have a horizontal diffusion angle 813 of 1.2 degrees and a vertical diffusion angle 814 of 1.2 degrees, but are not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 수신부(940)는 SPAD 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to an embodiment, the receiving unit 940 may include a SPAD array 941. For example, the SPAD array 841 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(941)는 복수의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)은 복수의 SPAD pixel(947)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the SPAD array 941 may include a plurality of SPAD units 944. In this case, the SPAD unit 944 may include a plurality of SPAD pixels 947. For example, the SPAD unit 944 may include a 12 X 12 SPAD pixel 947.

또한 예를 들어, SPAD 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the SPAD array 941 may include 1250 SPAD units 944 in a 50 X 25 matrix structure. In this case, the arrangement of the SPAD unit 944 may correspond to the arrangement of the big cell unit 914.

일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to an embodiment, the SPAD unit 944 may have a FOV capable of receiving light. For example, the SPAD unit 944 may have a horizontal FOV 945 and a vertical FOV 946. For example, the SPAD unit 944 may have a horizontal FOV 945 of 1.2 degrees and a vertical FOV 946 of 1.2 degrees.

이때, SPAD 유닛(944)의 FOV는 SPAD 유닛(944)에 포함된 SPAD pixel(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(944)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(944)에 포함된 개별 SPAD pixel(947)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the SPAD unit 944 may be proportional to the number of SPAD pixels 947 included in the SPAD unit 944. Alternatively, the FOV of the individual SPAD pixel 947 included in the SPAD unit 944 may be determined by the FOV of the SPAD unit 944.

예를 들어, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(944)이 N X M의 SPAD pixel(947)을 포함한다면, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of the individual SPAD pixel 947 are 0.1 degrees, if the SPAD unit 944 includes the SPAD pixel 947 of NXM, the SPAD unit 944 The horizontal FOV 945 can be 0.1*N, and the vertical FOV 946 can be 0.1*M.

또한 예를 들어, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, SPAD 유닛(944)이 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the SPAD unit 944 is 1.2 degrees, and the SPAD unit 944 includes a 12 X 12 SPAD pixel 947, the individual SPAD pixel The horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of 947 may be 0.1 degrees (1.2/12).

다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the receiving unit 840 may include a SiPM array 941. For example, the SiPM array 841 may have an N X M matrix structure.

일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(941)는 복수의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)은 복수의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the SiPM array 941 may include a plurality of microcell units 944. In this case, the microcell unit 944 may include a plurality of microcells 947. For example, the microcell unit 944 may include a 12 X 12 microcell 947.

또한 예를 들어, SiPM 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the SiPM array 941 may include 1250 microcell units 944 of a 50 X 25 matrix structure. In this case, the arrangement of the microcell units 944 may correspond to the arrangement of the big cell units 914.

일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to an embodiment, the microcell unit 944 may have a FOV capable of receiving light. For example, the microcell unit 944 may have a horizontal FOV 945 and a vertical FOV 946. For example, the microcell unit 944 may have a horizontal FOV 945 of 1.2 degrees and a vertical FOV 946 of 1.2 degrees.

이때, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV는 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 마이크로셀(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 개별 마이크로셀(947)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the microcell unit 944 may be proportional to the number of microcells 947 included in the microcell unit 944. Alternatively, the FOV of the individual microcells 947 included in the microcell unit 944 may be determined by the FOV of the microcell unit 944.

예를 들어, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(944)이 N X M의 마이크로셀(947)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of the individual microcells 947 are 0.1 degrees, if the microcell unit 944 includes the microcells 947 of NXM, the microcell unit 944 ), the horizontal FOV 945 may be 0.1*N, and the vertical FOV 946 may be 0.1*M.

또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(944)이 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the microcell unit 944 is 1.2 degrees, and the microcell unit 944 includes a 12 X 12 microcell 947, the individual The horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of the microcell 947 may be 0.1 degrees (1.2/12).

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)의 빅셀 유닛(914)과 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the big cell unit 914 of the laser output unit 910 and the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiving unit 940 may correspond to each other.

예를 들어, 빅셀 유닛(914)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal diffusion angle and the vertical diffusion angle of the big cell unit 914 may be the same as the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the SPAD unit or microcell unit 944.

예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.For example, a laser beam output from the big cell unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 944 in one row and one column.

또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.Also, for example, a laser beam output from the big cell unit 914 in N rows and M columns may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the N rows and M columns.

이때, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력되어 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광되고, 라이다 장치(900)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the big cell unit 914 in N rows and M columns and reflected by the object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the N rows and M columns, and the lidar device 900 is SPAD. It may have resolution by unit or microcell unit 944.

예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(947)을 포함한다면, 빅셀 유닛(914)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or microcell unit 944 includes SPAD pixels or microcells 947 in N rows and M columns, the FOV to which the big cell unit 914 is irradiated is divided into the NXM area to determine distance information of the object. I can.

다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(914)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one big cell unit 914 and a plurality of SPAD units or microcell units 944 may correspond. For example, a laser beam output from the bixel unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the first row and the first row and the second row. .

또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(914)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of big cell units 914 and one SPAD unit or microcell unit 944 may correspond. For example, a laser beam output from the big cell unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 944 in one row and one column.

일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(914)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)도 빅셀 유닛(914)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of big cell units 914 included in the laser output unit 910 may operate according to a certain sequence or may operate randomly. In this case, the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiving unit 940 may also operate in response to the operation of the big cell unit 914.

예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 1행 1열의 빅셀 유닛이 동작한 다음, 1행 3열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after the big cell units of the 1st row and 1st column of the bigcell array 911 operate, the bigcell units of the 1st row and 3rd columns may operate. Then, the big cell units in the 1st row and 5th columns may operate, and then the bigcell units in the 1st row and 7th columns may operate.

이때, 수신부(940)의 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작한 다음, 1행 3열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.At this time, after the SPAD unit or microcell unit 944 in the first row and the first column of the receiving unit 940 operates, the SPAD unit or the microcell unit 944 in the first row and the third column may operate. Then, the SPAD unit or microcell unit 944 in the first row and five columns may operate, and then the SPAD unit or the microcell unit 944 in the first row and seven columns may operate.

또한 예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(914)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell unit of the big cell array 911 may operate randomly. In this case, the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operated big cell unit 914 may operate.

이하에서는 옵틱부의 옵틱을 제작하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the optics of the optical unit will be described.

이하에서 설명하는 옵틱 제작 방법에 의해 제작된 옵틱은 프리즘, 프리즘 어레이, 마이크로 프리즘, 마이크로 프리즘 어레이가 될 수 있다. 또한, 이하의 옵틱 제작 방법에 의해 제작된 옵틱은 기울기를 가지는 복수의 서브 옵틱을 포함하는 옵틱일 수 있다.Optics manufactured by the optical manufacturing method described below may be a prism, a prism array, a micro prism, or a micro prism array. In addition, the optics manufactured by the following optical manufacturing method may be an optic including a plurality of sub-optics having a slope.

도 39는 옵틱 또는 중간체의 표면에 존재하는 버를 나타낸 도면이다.39 is a view showing burrs present on the surface of an optical or intermediate body.

도 39를 참조하면, 옵틱 또는 옵틱 제작 과정에서 형성되는 중간체들은 표면에 버를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 39, the optics or intermediates formed in the process of manufacturing the optics may include burrs on the surface.

옵틱 제작 과정에서 중간체의 표면에 포함된 버를 제거하지 않는다면, 결과물인 옵틱은 표면에 버를 포함할 수 있다.If the burrs included on the surface of the intermediate body are not removed during the optical manufacturing process, the resulting optic may include burrs on the surface.

옵틱이 표면에 버를 포함하는 경우, 옵틱의 표면 조도는 불균일할 수 있다. 옵틱의 표면 조도가 불균일할 경우, 옵틱을 통한 레이저의 굴절 방향이 기설정된 방향과 상이해질 수 있다.When the optic includes burrs on the surface, the surface roughness of the optic may be non-uniform. When the surface roughness of the optics is non-uniform, the refraction direction of the laser through the optics may be different from a preset direction.

예를 들어 옵틱이 프리즘인 경우, 프리즘이 표면에 버를 포함하여 불균일한 표면 조도를 갖게 되면, 프리즘으로 입사하는 레이저 빔은 기설정된 방향과 상이한 방향으로 굴절될 수 있다.For example, when the optic is a prism, when the prism has a non-uniform surface roughness including burrs on the surface, the laser beam incident on the prism may be refracted in a direction different from a preset direction.

또한 예를 들어 옵틱이 프리즘인 경우, 버를 포함하는 표면에 입사된 레이저 빔이 굴절되는 방향과 버를 포함하지 않는 표면에 입사된 레이저 빔이 굴절되는 방향은 상이할 수 있다.In addition, for example, when the optic is a prism, a direction in which a laser beam incident on a surface including a burr is refracted and a direction in which a laser beam incident on a surface not including a burr is refracted may be different.

그러므로, 옵틱을 거친 레이저 빔이 기설정된 방향으로 출력되기 위해서는, 옵틱의 표면 조도가 균일하여야 할 수 있다. 옵틱의 표면 조도는 버를 제거함으로써 균일해질 수 있다.Therefore, in order for the laser beam that has passed through the optic to be output in a predetermined direction, the surface roughness of the optic may need to be uniform. The surface roughness of the optic can be made uniform by removing the burrs.

버는 폴리싱 공정에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 버는 정반 드레싱에 의해 제거될 수 있다. 또한 예를 들어, 버는 공전, 자전 또는 이들의 결합에 의해 구동되는 정반에 의해 연마될 수 있다. 또한 예를 들어, 버는 옵틱 또는 중간체의 상부 또는 하부에 위치하는 정반의 드레싱에 의해 제거될 수 있다.Burrs can be removed by a polishing process. For example, burrs can be removed by means of a platen dressing. Also, for example, the burr can be polished by a platen driven by revolution, rotation, or a combination thereof. Also, for example, the burr can be removed by dressing of a platen located above or below the optics or intermediate.

일 실시예에 따르면, 버가 기울기를 갖는 표면에 포함되는 경우, 상기 표면의 상부에 위치하는 버가 하부에 위치하는 버보다 쉽게 제거될 수 있다.According to an embodiment, when a burr is included in a surface having an inclination, a burr positioned on the upper surface may be removed more easily than a burr positioned at the lower portion.

다른 일 실시예에 따르면, 옵틱 또는 중간체가 복수의 기울어진 표면을 갖는 경우, 기울어진 표면들 사이의 골(valley)에 위치하는 버보다 기울어진 표면의 피크(peak)에 위치하는 버가 쉽게 제거될 수 있다.According to another embodiment, when the optical or intermediate body has a plurality of inclined surfaces, burrs located at the peaks of the inclined surfaces are more easily removed than burrs located in the valleys between the inclined surfaces. Can be.

예를 들어, 옵틱 또는 중간체가 복수의 프리즘을 갖는 경우, 프리즘들 사이의 골에 위치하는 버보다 프리즘의 피크에 위치하는 버가 쉽게 제거될 수 있다.For example, when the optical or intermediate body has a plurality of prisms, burrs located at the peaks of the prisms can be removed more easily than burs located at the valleys between the prisms.

도 40은 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.40 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic according to an exemplary embodiment.

도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10110), 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10120) 및 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 40, the method of manufacturing an optic according to an embodiment includes forming an intermediate by patterning a substrate (S10110), forming a mold based on the intermediate (S10120), and manufacturing an optic based on the mold. It may include (S10130).

일 실시예에 따르면, 옵틱 제작 장치는 S10110 내지 S10130 중 적어도 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 옵틱 제작 장치는 물리적으로 하나의 장치일 수도 있고, 복수의 장치일 수 있다.According to an embodiment, the optical manufacturing apparatus may perform at least one or more steps of S10110 to S10130. In this case, the optical manufacturing device may be physically a single device or a plurality of devices.

기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10110)는 증착(deposition), 리소그래피(lithography) 및 식각(etching)하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 기판의 재질은 유리(glass), 플라스틱(plastic), 형석(fluorite) 및 아크릴 등과 같이 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또는 상기 기판은 유리와 유사한 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 1mm 내지 2mm 두께의 유리일 수 있다.The step of forming an intermediate by patterning the substrate (S10110) may include deposition, lithography, and etching. The material of the substrate may include a transparent material such as glass, plastic, fluorite, and acrylic. Alternatively, the substrate may include a material having a refractive index similar to that of glass. For example, the substrate may be glass having a thickness of 1 mm to 2 mm.

상기 중간체는 프리즘, 프리즘 어레이, 마이크로 프리즘, 마이크로 프리즘 어레이의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 중간체는 기울기가 다른 프리즘을 포함하는 프리즘 어레이일 수 있다. 이때, 기울기가 다른 프리즘들 사이에 깊은 골(valley)이 생길 수 있다. 또는 기울기가 같은 프리즘들 사이에도 깊은 골이 생길 수 있다.The intermediate may have a shape of a prism, a prism array, a micro prism, and a micro prism array. For example, the intermediate may be a prism array including prisms having different inclinations. At this time, deep valleys may occur between prisms having different inclinations. Alternatively, deep valleys may be formed between prisms with the same inclination.

중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10120)는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 몰드를 형성하는 단계는 중간체와 모양이 반전된 몰드를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간체가 오목한 형태인 경우, 몰드는 중간체와 모양이 반전된 볼록한 형태일 수 있다.Forming a mold based on the intermediate (S10120) may be performed by an electroforming method. In addition, forming the mold may include forming a mold in which the intermediate body and the shape are inverted. For example, when the intermediate body has a concave shape, the mold may have a convex shape in which the shape of the intermediate body is reversed.

또한 예를 들어, 중간체가 직각 삼각형 형태인 경우, 몰드도 직각 삼각형 형태일 수 있다. 이때, 중간체의 피크점(peak point)은 몰드의 골(valley)이 되고, 중간체의 골은 몰드의 피크점이 될 수 있다.In addition, for example, when the intermediate body has a right-angled triangle shape, the mold may also have a right-angled triangle shape. At this time, the peak point of the intermediate body may be a valley of the mold, and the valley of the intermediate body may be a peak point of the mold.

상기 몰드 또는 상기 중간체는 플라스틱, 유리, 금속 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드는 니켈(nickel), 크롬(chromium) 또는 티타늄(titanium)을 포함할 수 있다.The mold or the intermediate may include plastic, glass, metal, or ceramic. For example, the mold may include nickel, chromium, or titanium.

몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10130)는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 옵틱을 제작하는 단계는 몰드와 모양이 반전된 옵틱을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰드가 오목한 형태인 경우, 옵틱은 몰드와 모양이 반전된 볼록한 형태일 수 있다.The step of manufacturing the optics based on the mold (S10130) may be performed by an electroforming method. In addition, the step of manufacturing the optic may include forming the mold and the optic in which the shape is reversed. For example, when the mold has a concave shape, the optic may have a convex shape in which the mold and the shape are reversed.

또한 예를 들어, 몰드가 직각 삼각형 형태인 경우, 옵틱도 직각 삼각형 형태일 수 있다. 이때, 몰드의 피크점은 옵틱의 골이되고, 몰드의 골은 옵틱의 피크점이 될 수 있다.In addition, for example, when the mold has a right-angled triangle shape, the optics may also have a right-angled triangle shape. At this time, the peak point of the mold may be a valley of the optic, and the valley of the mold may be a peak of the optic.

상기 옵틱은 상기 기판과 동일한 재질일 수도 있고, 다른 재질일 수도 있다. 예를 들어, 상기 옵틱의 재질은 유리, 플라스틱, 형석 및 아크릴 등과 같이 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또는 상기 옵틱은 유리와 유사한 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다.The optic may be of the same material as the substrate or may be of a different material. For example, the material of the optic may include a transparent material such as glass, plastic, fluorspar, and acrylic. Alternatively, the optic may include a material having a refractive index similar to that of glass.

도 41은 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic according to an exemplary embodiment.

도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 기판(10111)을 패터닝하여 중간체(10112)를 형성하는 단계, 중간체(10112)에 기초하여 몰드(10113)를 형성하는 단계 및 몰드(10113)에 기초하여 옵틱(10114)을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 41, in the method of manufacturing an optic according to an embodiment, the steps of forming an intermediate body 10112 by patterning a substrate 10111, forming a mold 10113 based on the intermediate body 10112, and a mold 10113 ) Based on the manufacturing of the optics 10114 may be included.

일 실시예에 따르면, 중간체(10112)는 기판(10111)을 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 중간체(10112)는 상이한 기울기를 가진 복수의 프리즘을 포함하는 프리즘 어레이일 수 있다. 또한 이때, 중간체(10112)가 포함하는 복수의 프리즘들의 폭(width)은 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the intermediate body 10112 may be formed by etching the substrate 10111. In this case, the intermediate body 10112 may be a prism array including a plurality of prisms having different inclinations. In this case, the width of the plurality of prisms included in the intermediate body 10112 may be the same, but is not limited thereto.

도 41에 도시된 중간체(10112)는 중간체(10112)가 포함하는 프리즘들의 기울기가 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 커지는 형태이나, 이에 한정되지 않고 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 기울기가 작아질 수도 있고, 프리즘이 순서에 상관 없이 각자의 기울기를 가질 수도 있다.The intermediate body 10112 shown in FIG. 41 has a shape in which the inclination of the prisms included in the intermediate body 10112 increases from left to right, but is not limited thereto, and the inclination may decrease from left to right. Regardless, they can have their own slopes.

또한, 기판(10111)을 패터닝하여 형성된 물체는 복수의 중간체(10112)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3개 이상의 중간체(10112)가 연속된 형태일 수 있고, 2개의 중간체(10112)가 연속된 형태일 수 있다. 이때, 패터닝에 의해 형성된 물체는 1개의 중간체(10112) 및 1개의 중간체(10112)가 좌우 반전된 중간체가 연속된 형태일 수 있다.In addition, an object formed by patterning the substrate 10111 may include a plurality of intermediate bodies 10112. For example, three or more intermediates 10112 may be in a continuous form, and two intermediates 10112 may be in a continuous form. In this case, the object formed by patterning may have a continuous form in which one intermediate body 10112 and one intermediate body 10112 are left and right inverted.

일 실시예에 따르면, 몰드(10113)은 중간체(10112)를 기초로 형성될 수 있다. 이때, 몰드(10113)의 형태와 중간체(10112)의 형태는 반전될 수 있다. 예를 들어, 중간체(10112)의 피크는 몰드(10113)의 골이 될 수 있다. 또한 예를 들어, 중간체(10112)의 골은 몰드(10113)의 피크가 될 수 있다.According to an embodiment, the mold 10113 may be formed based on the intermediate body 10112. In this case, the shape of the mold 10113 and the shape of the intermediate body 10112 may be reversed. For example, the peak of the intermediate body 10112 may be a valley of the mold 10113. Also, for example, the valley of the intermediate body 10112 may be a peak of the mold 10113.

일 실시예에 따르면, 옵틱(10114)은 몰드(10113)를 기초로 형성될 수 있다. 이때, 옵틱(10114)의 형태와 몰드(10113)의 형태는 반전될 수 있다. 예를 들어, 몰드(10113)의 피크는 옵틱(10114)의 골이 될 수 있다. 또한 예를 들어, 몰드(10113)의 골은 옵틱(10114)의 피크가 될 수 있다.According to an embodiment, the optics 10114 may be formed based on the mold 10113. In this case, the shape of the optic 10114 and the shape of the mold 10113 may be reversed. For example, the peak of the mold 10113 may be a valley of the optic 10114. Also, for example, the valley of the mold 10113 may be a peak of the optic 10114.

이때, 옵틱(10114)의 형태와 중간체(10112)의 형태는 동일할 수 있다. 예를 들어, 중간체(10112)의 피크는 옵틱(10114)의 피크가 될 수 있다. 또한 예를 들어, 중간체(10112)의 골은 옵틱(10114)의 골이 될 수 있다.In this case, the shape of the optic 10114 and the shape of the intermediate body 10112 may be the same. For example, the peak of the intermediate 10112 may be the peak of the optic 10114. Also, for example, the bone of the intermediate body 10112 may be the bone of the optic 10114.

도 42는 일 실시예에 따른 폴리싱(polishing) 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.42 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic including a polishing process according to an exemplary embodiment.

도 42를 참조하면, 상기 옵틱 제작 방법(S10110, S10120, S10130)에 폴리싱 공정이 추가될 수 있다. 폴리싱 공정을 함으로써, 중간체 또는 몰드의 표면 조도가 균일해질 수 있다.Referring to FIG. 42, a polishing process may be added to the optical manufacturing methods S10110, S10120, and S10130. By performing the polishing process, the surface roughness of the intermediate or mold can be made uniform.

일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법은 기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10210), 중간체를 폴리싱하는 단계(S10220), 폴리싱된 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10230) 및 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10240)를 포함할 수 있다.An optical manufacturing method including a polishing process according to an embodiment includes forming an intermediate by patterning a substrate (S10210), polishing the intermediate (S10220), forming a mold based on the polished intermediate (S10230), and It may include manufacturing an optic based on the mold (S10240).

일 실시예에 따르면, 옵틱 제작 장치는 S10210 내지 S10240 중 적어도 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 옵틱 제작 장치는 물리적으로 하나의 장치일 수도 있고, 복수의 장치일 수 있다.According to an embodiment, the optical manufacturing apparatus may perform at least one or more steps of S10210 to S10240. In this case, the optical manufacturing device may be physically a single device or a plurality of devices.

기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10210)은 도 40의 기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10110)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The step of forming the intermediate by patterning the substrate (S10210) may overlap with the step of forming the intermediate by patterning the substrate of FIG. 40 (S10110), and a detailed description thereof will be omitted.

중간체를 폴리싱하는 단계(S10220)는 기판을 패터닝하는 과정에서 중간체가 포함하고 있는 버(burr)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버를 제거하는 단계는 요(凹)부 및 철(凸)부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Polishing the intermediate (S10220) may include removing burrs included in the intermediate during the process of patterning the substrate. For example, removing the burr may include removing the concave portion and the convex portion.

폴리싱 공정은 기계적 연마(mechanical polishing), 전해 연마(electrolytic polising), 화학적 연마(chemical polishing) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The polishing process may include mechanical polishing, electrolytic polishing, chemical polishing, or a combination thereof.

폴리싱된 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10230)는 도 40의 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10120)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다The step of forming a mold based on the polished intermediate (S10230) may be duplicated with the step of forming a mold based on the intermediate of FIG. 40 (S10120), and a detailed description thereof will be omitted.

몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10240)는 도 40의 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10130)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The step of manufacturing the optics based on the mold (S10240) may be duplicated with the step of manufacturing the optics (S10130) based on the mold of FIG. 40, and a detailed description thereof will be omitted.

도 43은 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic including a polishing process according to an exemplary embodiment.

도 43을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 기판(10211)을 패터닝하여 중간체(10212)를 형성하는 단계, 중간체(10212)를 폴리싱하는 단계, 폴리싱된 중간체(10213)에 기초하여 몰드(10214)를 형성하는 단계 및 몰드(10214)에 기초하여 옵틱(10215)을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 43, the method of manufacturing an optic according to an embodiment includes forming an intermediate body 10212 by patterning a substrate 10211, polishing the intermediate body 10212, and a mold based on the polished intermediate body 10213. It may include forming the optics 10215 based on the mold 10214 and forming the 10214.

일 실시예에 따르면, 기판(10211)에 의해 형성된 중간체(10212)는 복수의 버(10216)들을 포함할 수 있다. 이때, 버(10216)의 형태는 오목한 형태일 수도 있고, 볼록한 형태일 수도 있다.According to an embodiment, the intermediate body 10212 formed by the substrate 10211 may include a plurality of burrs 10216. At this time, the shape of the bur 10216 may be a concave shape or a convex shape.

버(10216)들을 포함한 중간체(10212)에 의해 몰드를 제작하고, 상기 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 경우, 상기 옵틱의 표면에 버들을 포함할 수 있다. 옵틱의 표면에 버가 있는 경우, 옵틱의 표면 조도가 균일하지 않을 수 있다. 옵틱의 표면 조도가 균일하지 않을 경우, 레이저가 원하는 방향으로 굴절되지 않을 수 있다.When a mold is manufactured by the intermediate body 10212 including the burrs 10216 and an optic is manufactured based on the mold, the burrs may be included on the surface of the optic. If there are burrs on the surface of the optic, the surface roughness of the optic may not be uniform. If the surface roughness of the optic is not uniform, the laser may not be refracted in a desired direction.

따라서, 버들을 제거함으로써 옵틱의 표면 조도를 균일하게 할 필요가 있다. 그러므로, 기판(10211)에 의해 형성된 중간체(10212)의 표면 조도는 폴리싱 공정에 의해 균일해질 수 있다.Therefore, it is necessary to make the surface roughness of the optic uniform by removing the burrs. Therefore, the surface roughness of the intermediate body 10212 formed by the substrate 10211 can be made uniform by the polishing process.

중간체(10212)를 폴리싱 함으로써 버(10216)들이 제거될 수 있다. 버(10216)들이 제거된 중간체(10213)가 형성될 수 있다. 그러나, 중간체(10213)에도 제거되지 않은 버를 포함할 수도 있다. 제거되지 않은 버를 제거하는 방법에 대해서는 후술한다.Burrs 10216 can be removed by polishing intermediate 10212. The intermediate body 10213 from which the burrs 10216 are removed may be formed. However, the intermediate body 10213 may also include burrs that are not removed. A method of removing the unremoved burr will be described later.

일 실시예에 따르면, 버(10216)들이 제거된 중간체(10213)에 기초하여 몰드(10214)를 형성할 수 있다. 몰드(10214)의 형태와 중간체(10213)의 형태는 반전될 수 있다. 자세한 설명은 도 41과 중복될 수 있어 생략한다.According to an embodiment, the mold 10214 may be formed based on the intermediate body 10213 from which the burrs 10216 are removed. The shape of the mold 10214 and the shape of the intermediate body 10213 may be reversed. A detailed description may be repeated with FIG. 41 and will be omitted.

일 실시예에 따르면, 몰드(10214)에 기초하여 옵틱(10215)을 제작할 수 있다. 이때, 몰드(10214)에 폴리싱을 하는 단계가 추가될 수도 있다.According to an embodiment, the optic 10215 may be manufactured based on the mold 10214. In this case, a step of polishing the mold 10214 may be added.

몰드(10214)의 형태와 옵틱(10215)의 형태는 반전될 수 있다. 또한, 중간체(10213)의 형태와 옵틱(10215)의 형태는 동일할 수 있다. 자세한 설명은 도 41과 중복될 수 있어 생략한다.The shape of the mold 10214 and the shape of the optic 10215 may be reversed. In addition, the shape of the intermediate body 10213 and the shape of the optic 10215 may be the same. A detailed description may be repeated with FIG. 41 and will be omitted.

도 44는 다른 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.44 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an optic including a polishing process according to another exemplary embodiment.

도 44를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 기판을 패터닝하여 제1 중간체를 형성하는 단계(S10310), 제1 중간체에 기초하여 제2 중간체를 형성하는 단계(S10320), 제2 중간체를 폴리싱하는 단계(S10330), 폴리싱된 제2 중간체에 기초하여 제3 중간체를 형성하는 단계(S10340), 제3 중간체를 폴리싱하는 단계(S10350), 폴리싱된 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10360) 및 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10370)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 44, in the method of manufacturing an optic according to another embodiment, the step of forming a first intermediate by patterning a substrate (S10310), forming a second intermediate based on the first intermediate (S10320), and the second Polishing the intermediate (S10330), forming a third intermediate based on the polished second intermediate (S10340), polishing the third intermediate (S10350), forming a mold based on the polished third intermediate It may include a step (S10360) and a step (S10370) of manufacturing an optic based on the mold.

일 실시예에 따르면, 옵틱 제작 장치는 S10310 내지 S10370 중 적어도 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 옵틱 제작 장치는 물리적으로 하나의 장치일 수도 있고, 복수의 장치일 수 있다.According to an embodiment, the optical manufacturing apparatus may perform at least one or more steps of S10310 to S10370. In this case, the optical manufacturing device may be physically a single device or a plurality of devices.

도 44의 옵틱 제작 방법은 도 40의 옵틱 제작 방법과 달리 복수의 중간체를 형성할 수 있다. 복수의 중간체를 형성하여 폴리싱 공정을 반복함으로써 몰드 및 옵틱의 표면 조도를 도 40의 경우보다 균일하게 할 수 있다.The optical manufacturing method of FIG. 44 may form a plurality of intermediate bodies unlike the optical manufacturing method of FIG. 40. By forming a plurality of intermediates and repeating the polishing process, the surface roughness of the mold and optics can be made more uniform than that of FIG. 40.

기판을 패터닝하여 제1 중간체를 형성하는 단계(S10310)는 도 40의 기판을 패터닝하여 중간체를 형성하는 단계(S10110)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The step of forming the first intermediate by patterning the substrate (S10310) may overlap with the step of forming the intermediate by patterning the substrate of FIG. 40 (S10110), and a detailed description thereof will be omitted.

제1 중간체에 기초하여 제2 중간체를 형성하는 단계(S10320)는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 제2 중간체를 형성하는 단계는 제1 중간체와 모양이 반전된 제2 중간체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1 중간체를 폴리싱하는 공정이 추가될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.The step of forming the second intermediate body based on the first intermediate body (S10320) may be performed by an electroforming method. In addition, the step of forming the second intermediate may include forming a second intermediate whose shape is inverted with the first intermediate. In this case, a process of polishing the first intermediate may be added, but is not limited thereto.

제2 중간체를 폴리싱하는 단계(S10330)는 제2 중간체가 포함하고 있는 버를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 중간체의 표면에 포함된 요(凹)부 및 철(凸)부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Polishing the second intermediate (S10330) may include removing burrs included in the second intermediate. For example, it may include removing the concave portion and the iron portion included in the surface of the second intermediate body.

폴리싱된 제2 중간체에 기초하여 제3 중간체를 형성하는 단계(S10340)는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 제3 중간체를 형성하는 단계는 제2 중가체와 모양이 반전된 제3 중간체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제3 중간체의 모양은 제1 중간체의 모양과 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The step of forming the third intermediate body based on the polished second intermediate body (S10340) may be performed by electroforming. In addition, forming the third intermediate may include forming a third intermediate in which the shape of the second intermediate body is inverted. In this case, the shape of the third intermediate may be the same as the shape of the first intermediate, but is not limited thereto.

제3 중간체를 폴리싱하는 단계(S10350)는 제3 중간체가 포함하고 있는 버를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 중간체의 표면에 포함된 요(凹)부 및 철(凸)부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Polishing the third intermediate (S10350) may include removing burrs included in the third intermediate. For example, it may include removing the concave portion and the iron portion included in the surface of the third intermediate.

폴리싱된 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10360)는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 몰드를 형성하는 단계(S10360)는 도 40의 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계(S10120)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다Forming a mold based on the polished third intermediate (S10360) may be performed by an electroforming method. The step of forming the mold (S10360) may be duplicated with the step of forming the mold (S10120) based on the intermediate body of FIG. 40, and a detailed description will be omitted.

몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10370)에는 몰드를 폴리싱하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 옵틱을 제작하는 단계(S10370)는 도 40의 몰드에 기초하여 옵틱을 제작하는 단계(S10130)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The step of manufacturing the optics based on the mold (S10370) may additionally include polishing the mold. The step of manufacturing the optic (S10370) may be duplicated with the step (S10130) of manufacturing the optic based on the mold of FIG. 40, and a detailed description thereof will be omitted.

도 45는 다른 일 실시예에 따른 폴리싱 공정을 포함한 옵틱 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for describing a method of manufacturing an optic including a polishing process according to another exemplary embodiment.

도 45를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 옵틱 제작 방법은 기판(10311)을 패터닝하여 제1 중간체(10312)를 형성하는 단계, 제1 중간체(10312)에 기초하여 제2 중간체(10313)를 형성하는 단계, 제2 중간체(10313)를 폴리싱하는 단계, 폴리싱된 제2 중간체(10314)에 기초하여 제3 중간체(10315)를 형성하는 단계, 제3 중간체(10315)를 폴리싱하는 단계, 폴리싱된 제3 중간체(10316)에 기초하여 몰드(10317)를 형성하는 단계 및 몰드(10317)에 기초하여 옵틱(10318)을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 45, in a method of fabricating an optic according to another embodiment, the step of forming a first intermediate body 10312 by patterning a substrate 10311, and forming a second intermediate body 10313 based on the first intermediate body 10312 Forming, polishing the second intermediate (10313), forming a third intermediate (10315) based on the polished second intermediate (10314), polishing the third intermediate (10315), polished It may include forming a mold 10317 based on the third intermediate body 10316 and manufacturing an optic 10318 based on the mold 10317.

상이한 기울기를 가지는 복수의 서브 옵틱을 포함하는 옵틱을 제작할 경우, 기울기가 큰 서브 옵틱이 가지는 골(valley) 상에 있는 버는 쉽게 제거하기 힘들 수 있다. 그러므로, 전기 주조 방식을 통해 복수의 중간체를 형성하여 골을 피크로 반전시킴으로써, 피크 상에 있는 버를 제거하는 형태로 버를 제거할 수 있다.When an optic including a plurality of sub-optics having different inclinations is manufactured, burrs on a valley of a sub-optic having a large inclination may be difficult to remove easily. Therefore, by forming a plurality of intermediate bodies through the electroforming method and inverting the valleys to peaks, the burrs can be removed in the form of removing burrs on the peaks.

즉, 본 명세서에서 설명하는 옵틱 제작 방법은 복수의 중간체를 형성하여 폴리싱 공정을 반복함으로써 제거하기 어려운 버를 쉽게 제거하고, 몰드 및 옵틱의 표면 조도를 균일하게 할 수 있다.That is, in the optical fabrication method described in the present specification, by repeating the polishing process by forming a plurality of intermediate bodies, burrs that are difficult to remove can be easily removed, and the surface roughness of the mold and the optic can be made uniform.

일 실시예에 따르면, 제1 중간체(10312)는 표면에 제1 버(10321) 및 제2 버(10322)를 포함할 수 있다. 제1 중간체(10312)에 기초하여 형성된 제2 중간체((10313)는 표면에 제3 버(10323) 및 제4 버(10324)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first intermediate body 10312 may include a first burr 10321 and a second burr 10322 on a surface. The second intermediate body 10313 formed based on the first intermediate body 10312 may include a third burr 10323 and a fourth burr 10324 on a surface.

이때, 제3 버(10323)는 제1 버(10321)에 기초하고, 제4 버(10324)는 제2 버(10322)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 제1 버(10321)가 요(凹)부인 경우, 제3 버(10323)는 철(凸)부일 수 있고, 제1 버(10321)가 철(凸)부인 경우, 제3 버(10323)는 요(凹)부일 수 있다.In this case, the third burr 10323 may be based on the first burr 10321, and the fourth burr 10324 may be based on the second burr 10322. For example, when the first burr 10321 is a concave portion, the third burr 10323 may be an iron portion, and when the first burr 10321 is an iron portion, a third burr (10323) may be a concave.

또한 예를 들어, 제2 버(10322)가 요(凹)부인 경우, 제4 버(10324)는 철(凸)부일 수 있고, 제2 버(10322)가 철(凸)부인 경우, 제4 버(10324)는 요(凹)부일 수 있다.Also, for example, when the second burr 10322 is a concave portion, the fourth burr 10324 may be an iron portion, and when the second burr 10322 is an iron portion, the fourth burr 10322 Burr 10324 may be a concave (凹).

이때, 제3 버(10323)는 제4 버(10324)보다 제거되기 쉬운 위치일 수 있다. 예를 들어, 제3 버(10323)는 제4 버(10324)보다 제2 중간체(10313)의 피크와 가까운 위치이고, 제4 버(10324)는 제3 버(10323)보다 제2 중간체(10313)의 골과 가까운 위치일 수 있다.In this case, the third burr 10323 may be a position that is easier to remove than the fourth burr 10324. For example, the third burr 10323 is a position closer to the peak of the second intermediate body 10313 than the fourth burr 10324, and the fourth burr 10324 is the second intermediate body 10313 than the third burr 10323 ) May be close to the goal.

또한 예를 들어, 제3 버(10323)의 제3 버(10323)가 위치한 표면측에 대한 싸인값은 제4 버(10324)의 제4 버(10324)가 위치한 표면측에 대한 싸인값보다 클 수 있다.In addition, for example, the sign value for the surface side where the third burr 10323 of the third burr 10323 is located is greater than the sign value for the surface side where the fourth burr 10324 of the fourth burr 10324 is located. I can.

또한 예를 들어, 제3 버(10323)의 제3 버(10323)가 위치한 표면측에 대한 코사인값은 제4 버(10324)의 제4 버(10324)가 위치한 표면측에 대한 코사인값보다 클 수 있다.In addition, for example, the cosine value of the surface side where the third burr 10323 of the third burr 10323 is located is greater than the cosine value of the surface side where the fourth burr 10324 of the fourth burr 10324 is located. I can.

또한 예를 들어, 제2 중간체(10313)의 하부 베이스(10326)로부터 제3 버(10323)의 수직 위치는 제4 버(10324)의 수직 위치보다 클 수 있다. 이때, 제2 중간체(10313)의 하부 베이스(10326)는 기울기가 일정한 면 또는 편평한 면일 수 있다. 또한 제2 중간체(10313)의 하부 베이스(10326)는 제2 중간체(10313)의 피크가 생성되는 반대면일 수 있다.In addition, for example, the vertical position of the third burr 10323 from the lower base 10326 of the second intermediate body 10313 may be greater than the vertical position of the fourth burr 10324. In this case, the lower base 10326 of the second intermediate body 10313 may be a surface having a constant slope or a flat surface. In addition, the lower base 10326 of the second intermediate body 10313 may be an opposite surface on which the peak of the second intermediate body 10313 is generated.

이때, 하부 베이스(10326)와 제2 중간체(10313)의 골(valley)들간의 수직 간격은 제2 중간체(10313)에 포함되는 서브 옵틱들의 기울기에 따라 다를 수 있다.In this case, the vertical distance between the valleys of the lower base 10326 and the second intermediate body 10313 may be different according to the slope of the sub-optics included in the second intermediate body 10313.

예를 들어, 도 45에 도시된 제2 중간체(10313)의 서브 옵틱들 중 가장 왼쪽에 위치한 가장 기울기가 작은 서브 옵틱의 골과 하부 베이스(10326)와의 수직 간격보다, 가장 오른쪽에 위치한 가장 기울기가 큰 서브 옵틱의 골과 하부 베이스(10326)와의 수직 간격이 더 작을 수 있다.For example, among the sub-optics of the second intermediate body 10313 shown in FIG. 45, the most inclination located at the right is greater than the vertical distance between the valley and the lower base 10326 of the sub-optic with the smallest inclination located at the leftmost. The vertical gap between the bone of the large sub-optic and the lower base 10326 may be smaller.

즉, 도 45에 도시된 제2 중간체(10313)의 서브 옵틱들의 골과 하부 베이스(10326)와의 수직 간격은 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 작아질 수 있다. 그러나, 제2 중간체(10313)의 형상은 도 45에 도시된 제2 중간체(10313)에 한정되지 않는다.That is, the vertical distance between the valleys of the sub-optics of the second intermediate body 10313 shown in FIG. 45 and the lower base 10326 may decrease from left to right. However, the shape of the second intermediate body 10313 is not limited to the second intermediate body 10313 shown in FIG. 45.

또한 예를 들어, 제3 버(10323)의 제3 버(10323)가 위치한 표면측에 대한 정사영값은 제4 버(10324)의 제4 버(10324)가 위치한 표면측에 대한 정사영값보다 클 수 있다.Also, for example, the orthogonal projection value of the third burr 10323 on the surface side where the third burr 10323 is located is greater than the orthogonal projection value on the surface side where the fourth burr 10324 of the fourth burr 10324 is located. I can.

제4 버(10324)는 제3 버(10323)보다 제2 중간체(10313)의 골과 가까운 위치에 있고, 제2 중간체(10313)는 복수의 서브 중간체들을 포함하고 있어, 제4 버(10324)는 폴리싱 공정에 의해 쉽게 제거되지 않을 수 있다.The fourth bur (10324) is located closer to the bone of the second intermediate body (10313) than the third bur (10323), the second intermediate body (10313) includes a plurality of sub intermediate bodies, the fourth bur (10324) May not be easily removed by the polishing process.

따라서, 제2 중간체(10313)에서 제3 버(10323)는 제거하기 쉽고, 제4 버(10324)는 제거하기 어려우므로, 제3 버(10323)는 제2 중간체(10313)를 폴리싱함으로써 제거하고, 제4 버(10324)는 전기 주조 방식에 의해 다른 중간체를 형성하여 폴리싱함으로써 제거할 수 있다.Therefore, since the third burr 10323 is easy to remove from the second intermediate body 10313 and the fourth burr 10324 is difficult to remove, the third burr 10323 is removed by polishing the second intermediate body 10313 , The fourth burr 10324 can be removed by polishing by forming another intermediate body by an electroforming method.

그러나, 제4 버(10324)도 제2 중간체(10313)를 폴리싱함으로써 제거가 될 수도 있다.However, the fourth burr 10324 may also be removed by polishing the second intermediate body 10313.

일 실시예에 따르면, 제2 중간체(10313)를 폴리싱하는 단계는 제3 버(10323)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제4 버(10324)보다 제2 중간체(10313)의 피크와 가깝게 위치하는 제3 버(10323)가 제거될 수 있다. 또한 이때, 제3 버(10323)보다 제2 중간체(10313)의 골과 가깝게 위치하는 제4 버(10324)는 제거되지 않을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, polishing the second intermediate body 10313 may include removing the third burr 10323. In this case, the third burr 10323 positioned closer to the peak of the second intermediate body 10313 than the fourth burr 10324 may be removed. In this case, the fourth burr 10324 positioned closer to the valley of the second intermediate body 10313 than the third burr 10323 may not be removed, but is not limited thereto.

폴리싱된 제2 중간체(10314)에 기초하여 제3 중간체(10315)를 형성하는 단계는 전기 주조 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 폴리싱된 제2 중간체(10314)는 표면에 제4 버(10324)를 포함할 수 있다. 이때, 폴리싱된 제2 중간체(10314)는 제3 버(10323)가 제거된 표면을 가질 수 있다.The step of forming the third intermediate body 10315 based on the polished second intermediate body 10314 may be performed by electroforming. In this case, the polished second intermediate body 10314 may include a fourth burr 10324 on the surface. In this case, the polished second intermediate body 10314 may have a surface from which the third burr 10323 is removed.

일 실시예에 따르면, 제3 중간체(10315)는 표면에 제5 버(10325)를 포함할 수 있다. 이때, 제5 버(10325)는 제4 버(10324)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 제4 버(10324)가 요(凹)부인 경우, 제5 버(10325)는 철(凸)부일 수 있고, 제4 버(10324)가 철(凸)부인 경우, 제5 버(10325)는 요(凹)부일 수 있다.According to an embodiment, the third intermediate body 10315 may include a fifth burr 10325 on its surface. In this case, the fifth burr 10325 may be based on the fourth burr 10324. For example, when the fourth burr 10324 is a concave portion, the fifth burr 10325 may be an iron portion, and when the fourth burr 10324 is an iron portion, the fifth burr (10325) may be a concave.

이때, 제5 버(10325)는 제4 버(10324)보다 제거되기 쉬운 위치일 수 있다. 예를 들어, 제5 버(10325)는 제3 중간체(10315)의 골보다 피크와 가까운 위치일 수 있다.In this case, the fifth burr 10325 may be a position that is easier to remove than the fourth burr 10324. For example, the fifth burr 10325 may be a position closer to the peak than the valley of the third intermediate body 10315.

또한 예를 들어, 제5 버(10325)의 제3 중간체(10315)의 하부 베이스(10327)로부터의 수직 위치는 제4 버(10324)의 제2 중간체(10314)의 하부 베이스(10326)로부터의 수직 위치보다 클 수 있다.Also, for example, the vertical position from the lower base 10327 of the third intermediate body 10315 of the fifth burr 10325 is from the lower base 10326 of the second intermediate body 10314 of the fourth burr 10324 May be larger than the vertical position.

제3 중간체(10315)를 폴리싱하는 단계는 제5 버(10325)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 폴리싱으로 인해 제5 버(10325)가 제거된 제3 중간체(10316)에 기초하여 몰드(10317)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 몰드(10317)를 폴리싱 하는 공정이 추가적으로 이루어질 수 있다.Polishing the third intermediate body 10315 may include removing the fifth burr 10325. The mold 10317 may be formed based on the third intermediate body 10316 from which the fifth burr 10325 has been removed due to polishing. In this case, a process of polishing the mold 10317 may be additionally performed.

몰드(10317)에 기초하여 옵틱(10318)을 제작하는 단계를 포함할 수 있다. 작된 옵틱(10318)은 복수의 중간체를 폴리싱하는 과정을 거쳐, 표면 조도가 균일할 수 있다. 제작된 옵틱(10318)은 표면 조도가 균일하여, 레이저 빔이 입사될 경우 원하는 방향으로 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.It may include the step of manufacturing the optics 10318 based on the mold 10317. The manufactured optic 10318 may have a uniform surface roughness through a process of polishing a plurality of intermediates. The fabricated optic 10318 has a uniform surface roughness, so that when the laser beam is incident, the laser beam can be refracted in a desired direction.

도 46은 일 실시예에 따른 버(burr)의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.46 is a diagram for describing a positional relationship of a burr according to an exemplary embodiment.

도 46을 참조하면, 일 실시예에 따른 제N+1 중간체(10420)는 제N 중간체(10410)에 기초하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제N+1 중간체(10420)는 전기 주조 방식에 의해 제N 중간체(10410)에 기초하여 형성된 것일 수 있다.Referring to FIG. 46, the N+1th intermediate 10420 according to an embodiment may be formed based on the Nth intermediate 10410. For example, the N+1th intermediate 10420 may be formed based on the Nth intermediate 10410 by an electroforming method.

예를 들어, 제N 중간체(10410)는 기판을 패터닝하여 형성된 중간체일 수 있다. 또한 예를 들어, 제N+1 중간체(10420)는 옵틱을 제작하기 위한 몰드일 수 있다.For example, the Nth intermediate 10410 may be an intermediate formed by patterning a substrate. Also, for example, the N+1th intermediate body 10420 may be a mold for manufacturing an optic.

일 실시예에 따르면, 제N 중간체(10410)는 표면에 제1 버(10421) 및 제2 버(10422)를 포함할 수 있다. 또한 제N+1 중간체(10420)는 표면에 제3 버(10423) 및 제4 버(10424)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the Nth intermediate body 10410 may include a first burr 10421 and a second burr 10422 on a surface. In addition, the N+1th intermediate body 10420 may include a third burr 10423 and a fourth burr 10424 on the surface.

이때, 제3 버(10423)는 제1 버(10421)에 기초하여 형성된 것일 수 있다. 또한 이때, 제4 버(10424)는 제2 버(10422)에 기초하여 형성된 것일 수 있다.In this case, the third burr 10423 may be formed based on the first burr 10421. In addition, at this time, the fourth burr 10424 may be formed based on the second burr 10422.

이때, 제2 버(10422)는 제1 버(10421)에 비해 제N 중간체(10410)의 피크와 가까운 위치일 수 있다. 또한 이때, 제1 버(10421)는 제2 버(10422)에 비해 제N 중간체(10410)의 골과 가까운 위치일 수 있다. 따라서, 제2 버(10422)는 제1 버(10421)보다 제거되기 쉬운 위치일 수 있다.In this case, the second burr 10422 may be a position closer to the peak of the Nth intermediate body 10410 compared to the first burr 10421. In addition, at this time, the first burr 10421 may be a position closer to the bone of the Nth intermediate body 10410 compared to the second burr 10422. Accordingly, the second burr 10422 may be a position that is easier to remove than the first burr 10421.

반면, 제3 버(10423)는 제4 버(10424)에 비해 제N+1 중간체(10420)의 피크와 가까운 위치일 수 있다. 또한 이때, 제4 버(10424)는 제3 버(10423)에 비해 제N+1의 골과 가까운 위치일 수 있다. 따라서, 제3 버(10423)는 제4 버(10424)보다 제거되기 쉬운 위치일 수 있다.On the other hand, the third burr 10423 may be located closer to the peak of the N+1th intermediate 10420 compared to the fourth burr 10424. In this case, the fourth burr 10424 may be located closer to the N+1th bone than the third burr 10423. Accordingly, the third burr 10423 may be a position that is easier to remove than the fourth burr 10424.

위와 같이, 제N 중간체(10410)에서 제거되기 쉬운 위치에 있는 제2 버(10422)가 제N+1 중간체(10420)에서는 제거되기 어려운 위치에 있는 제4 버(10424)가 될 수 있다.As described above, the second burr 10422 at a position that is easily removed from the Nth intermediate body 10410 may be the fourth burr 10424 at a position that is difficult to remove from the N+1th intermediate body 10420.

또한, 제N 중간체(10410)에서 제거되기 어려운 위치에 있는 제1 버(10421)가 제N+1 중간체(10420)에서는 제거되기 쉬운 위치에 있는 제3 버(10423)가 될 수 있다.In addition, the first burr 10421 located at a position that is difficult to be removed from the Nth intermediate body 10410 may be a third burr 10423 located at a position that is easily removed from the N+1th intermediate body 10420.

즉, 복수의 중간체를 형성하면서 버의 위치를 반전시켜 폴리싱을 함으로써, 최종 몰드 및 옵틱의 표면 조도를 균일하게 할 수 있다.That is, by performing polishing by reversing the positions of the burrs while forming a plurality of intermediate bodies, the surface roughness of the final mold and optics can be made uniform.

도 47은 일 실시예에 따른 버(burr)의 형태를 설명하기 위한 도면이다.47 is a diagram for describing a shape of a burr according to an exemplary embodiment.

도 47을 참조하면, 일 실시예에 따른 제N+1 중간체(10520)는 제N 중간체(10510)에 기초하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제N+1 중간체(10520)는 전기 주조 방식에 의해 제N 중간체(10510)에 기초하여 형성된 것일 수 있다.Referring to FIG. 47, the N+1th intermediate 10520 according to an embodiment may be formed based on the Nth intermediate 10510. For example, the N+1th intermediate 10520 may be formed based on the Nth intermediate 10510 by an electroforming method.

예를 들어, 제N 중간체(10510)는 기판을 패터닝하여 형성된 중간체일 수 있다. 또한 예를 들어, 제N+1 중간체(10520)는 옵틱을 제작하기 위한 몰드일 수 있다.For example, the Nth intermediate 10510 may be an intermediate formed by patterning a substrate. Also, for example, the N+1th intermediate body 10520 may be a mold for manufacturing an optic.

일 실시예에 따르면, 제N 중간체(10510)는 표면에 제1 요(凹)버(10521) 및 제1 철(凸)버(10522)를 포함할 수 있다. 제N 중간체(10510)에 기초하여 형성된 제N+1 중간체(10520)는 표면에 제2 요(凹)버(10523) 및 제2 철(凸)버(10524)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the Nth intermediate body 10510 may include a first concave burr 10521 and a first iron burr 10522 on a surface. The N+1th intermediate body 10520 formed on the basis of the Nth intermediate body 10510 may include a second concave burr 10523 and a second iron burr 10524 on a surface.

이때, 제2 요(凹)버(10523)는 제1 철(凸)버(10422)에 기초하여 형성된 것일 수 있다. 또한 이때, 제2 철(凸)버(10524)는 제1 요(凹)버(10521)에 기초하여 형성된 것일 수 있다.In this case, the second concave burr 10523 may be formed based on the first convex burr 10422. In addition, at this time, the second iron (凸) burr (10524) may be formed based on the first concave (凹) bur (10521).

즉, 복수의 중간체를 형성하는 과정에서, 이전 버의 형태가 요(凹)부였다면, 다음 버의 형태는 철(凸)부가 될 수 있다. 또한 이전 버의 형태가 철(凸)부였다면, 다음 버의 형태는 요(凹)부가 될 수 있다.That is, in the process of forming a plurality of intermediate bodies, if the shape of the previous bur was the concave portion, the shape of the next bur may be the iron portion. Also, if the shape of the previous bur was a convex portion, the shape of the next bur could be a concave portion.

도 48은 일 실시예에 따른 버(burr)들의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for describing a correlation between burrs according to an exemplary embodiment.

도 48을 참조하면, 일 실시예에 따른 중간체는 복수의 엘리먼트(10610)들을 포함할 수 있다. 도 48은 중간체에 포함된 하나의 엘리먼트(10610)를 도시하고 있다.Referring to FIG. 48, the intermediate body according to an embodiment may include a plurality of elements 10610. 48 shows one element 10610 included in the intermediate.

엘리먼트(10610)는 제1 버(10621) 및 제2 버(10631)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 버(10621)는 제2 버(10631)보다 엘리먼트(10610)의 피크에 가깝고, 제2 버(10631)는 제1 버(10621)보다 엘리먼트(10610)의 골과 가까울 수 있다. 또한, 제1 버(10621)는 제2 버(10631)에 비해 상부에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 버(10621)는 제2 버(10631)보다 제거되기 쉬운 위치에 있을 수 있다.The element 10610 may include a first burr 10621 and a second burr 10632. In this case, the first burr 10621 may be closer to the peak of the element 10610 than the second burr 10631, and the second burr 10631 may be closer to the valley of the element 10610 than the first burr 10621. In addition, the first burr 10621 may be positioned above the second burr 10631. Accordingly, the first burr 10621 may be in a position that is easier to remove than the second burr 10631.

일 실시예에 따르면, 제1 버(10621)의 제1 버(10621)가 위치한 표면측에 대한 싸인값(10622)은 제2 버(10631)의 제2 버(10631)가 위치한 표면측에 대한 싸인값(10632)보다 클 수 있다. 즉, 엘리먼트(10610)의 하부 베이스로부터 제1 버(10621)의 수직 위치는 제2 버(10631)의 수직 위치보다 클 수 있다.According to an embodiment, the sine value 10622 for the surface side of the first burr 10621 where the first burr 10621 is located is with respect to the surface side where the second burr 10631 of the second burr 10631 is located. It may be greater than the sign value 10632. That is, the vertical position of the first burr 10621 from the lower base of the element 10610 may be greater than the vertical position of the second burr 10631.

또한 일 실시예에 따르면, 제1 버(10621)의 제1 버(10621)가 위치한 표면측에 대한 코사인값(10623)은 제2 버(10631)의 제2 버(10631)가 위치한 표면측에 대한 코사인값(10633)보다 클 수 있다. 즉, 제1 버(10621)의 표면측에 대한 정사영은 제2 버(10631)의 표면측에 대한 정사영보다 길 수 있다.In addition, according to an embodiment, the cosine value 10623 of the surface side where the first burr 10621 of the first burr 10621 is located is on the surface side where the second burr 10631 of the second burr 10631 is located. It may be greater than the cosine value of 10633. That is, the orthogonal projection on the surface side of the first burr 10621 may be longer than the orthogonal projection on the surface side of the second burr 10631.

위와 같이, 버의 엘리먼트(10610)의 하부 베이스로부터 수직 위치가 클수록, 표면측에 대한 싸인값 및 코사인값이 클수록 또는 표면측에 대한 정사영값이 클수록 제거되기 쉬운 위치에 있는 버일 수 있다.As described above, the larger the vertical position from the lower base of the element 10610 of the burr, the larger the sine value and the cosine value on the surface side, or the larger the orthogonal projection value on the surface side, the more easily the burr may be removed.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings as described above, various modifications and variations can be made from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.

10311 : 기판
10312 : 제1 중간체
10313 : 제2 중간체
10314 : 폴리싱된 제2 중간체
10315 : 제3 중간체
10316 : 폴리싱된 제3 중간체
10317 : 몰드
10318 : 옵틱
10311: substrate
10312: first intermediate
10313: second intermediate
10314: polished second intermediate
10315: third intermediate
10316: polished third intermediate
10317: mold
10318: Optics

Claims (16)

복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서,
기판을 패터닝하여 제1 중간체- 상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계;
상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함됨 -를 형성하는 단계;
상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계;
상기 제3 버가 제거된 상기 제2 중간체에 기초하여 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버를 포함함 -를 형성하는 단계;
상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계;
상기 제5 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계; 및
상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포함하는
옵틱 제작 방법.
In the method of manufacturing an optic using a plurality of intermediates,
Patterning the substrate to form a first intermediate, the first intermediate comprising a first surface having a first slope, and including a first burr and a second burr on the first surface;
Forming a second intermediate based on the first intermediate, the second intermediate including a second surface having a second slope, and including third and fourth burrs on the second surface;
Polishing the second intermediate to remove the third burr-the third burr is based on the first burr;
A third intermediate based on the second intermediate from which the third burrs have been removed-the third intermediate includes a third surface having the first slope, and includes a fifth burr on the third surface. Forming;
Polishing the third intermediate to remove the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr;
Forming a mold based on the third intermediate from which the fifth burr has been removed; And
Including the step of manufacturing an optic including a surface having the first slope or the second slope based on the mold
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 옵틱은 프리즘인
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The optic is a prism
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 표면에 대한 상기 제1 버의 싸인값은 상기 제2 버의 싸인값보다 작은
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The sine value of the first burr with respect to the first surface is smaller than the sine value of the second burr
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 표면에 대한 상기 제1 버의 코사인값은 상기 제2 버의 코사인값보다 작은
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The cosine value of the first burr with respect to the first surface is smaller than the cosine value of the second burr
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제2 표면에 대한 상기 제3 버의 싸인값은 상기 제4 버의 싸인값보다 큰
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The sine value of the third burr with respect to the second surface is greater than the sine value of the fourth burr
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제2 표면에 대한 상기 제3 버의 코사인값은 상기 제4 버의 코사인값보다 큰
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The cosine value of the third burr with respect to the second surface is greater than the cosine value of the fourth burr
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 중간체의 하부 베이스로부터 상기 제1 버의 수직 위치는 상기 제2 버의 수직 위치보다 작은
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The vertical position of the first bur from the lower base of the first intermediate body is smaller than the vertical position of the second bur
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제2 중간체의 하부 베이스로부터 상기 제3 버의 수직 위치는 상기 제4 버의 수직 위치보다 큰
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The vertical position of the third burr from the lower base of the second intermediate body is greater than the vertical position of the fourth burr
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 버는 상기 제1 표면상에 요(凹)부 및 철(凸)부 중 어느 하나의 형태이고, 상기 제3 버는 상기 제2 표면상에 다른 하나의 형태인
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The first burr is one of a concave portion and a convex portion on the first surface, and the third burr is another shape on the second surface.
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 기울기의 절대값은 상기 제2 기울기의 절대값과 동일한
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The absolute value of the first slope is the same as the absolute value of the second slope
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 기판의 재질과 상기 제2 중간체의 재질은 다른
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The material of the substrate and the material of the second intermediate are different
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제2 중간체는 니켈(nickel), 크롬(chromium) 또는 티타늄(titanium) 중 적어도 하나를 포함하는
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The second intermediate includes at least one of nickel, chromium, and titanium.
How to make optics.
제1항에 있어서,
상기 제1 기울기와 상이한 제4 기울기를 가지는 표면을 갖는 옵틱이 형성되도록, 상기 제1 중간체는 상기 제4 기울기를 가지는 제4 표면을 포함하는
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The first intermediate body includes a fourth surface having the fourth slope such that an optic having a surface having a fourth slope different from the first slope is formed.
How to make optics.
복수의 중간체를 이용하여 옵틱을 제작하는 방법에 있어서,
기판을 패터닝하여 제1 중간체를 형성하는 단계;
상기 제1 중간체를 기초로 제2 중간체- 상기 제2 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함됨 -를 형성하는 단계;
상기 제1 버를 제거하기 위해 상기 제2 중간체를 폴리싱하는 단계;
상기 제1 버가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 제3 중간체- 상기 제3 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버를 포함함 -를 형성하는 단계;
상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제2 버에 기초함 -를 제거하기 위해 상기 제3 중간체를 폴리싱하는 단계;
상기 제3 버가 제거된 상기 제3 중간체에 기초하여 몰드를 형성하는 단계; 및
상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는 옵틱을 제작하는 단계를 포함하는
옵틱 제작 방법.
In the method of manufacturing an optic using a plurality of intermediates,
Patterning the substrate to form a first intermediate;
Forming a second intermediate based on the first intermediate-the second intermediate includes a first surface having a first slope, and includes a first burr and a second burr on the first surface step;
Polishing the second intermediate to remove the first burr;
Forming a third intermediate based on the second intermediate from which the first burrs have been removed-the third intermediate includes a second surface having a second slope, and includes a third burr on the second surface The step of doing;
Polishing the third intermediate to remove the third burr-the third burr is based on the second burr;
Forming a mold based on the third intermediate from which the third burrs have been removed; And
Including the step of manufacturing an optic including a surface having the first slope or the second slope based on the mold
How to make optics.
기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되는 옵틱으로서,
상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고,
상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고,
상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고,
상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고,
상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고,
상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고,
상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는
옵틱.
As an optic manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates and a mold,
The plurality of intermediates include a first intermediate formed by patterning the substrate, a second intermediate formed based on the first intermediate, and a third intermediate formed based on the second intermediate,
The first intermediate body includes a first surface having a first slope, a first burr and a second burr on the first surface,
The second intermediate body includes a second surface having a second slope, a third burr and a fourth burr on the second surface,
The third intermediate is formed on the basis of the second intermediate from which the third burr-the third burr is based on the first burr-has been removed by a primary polishing process,
The third intermediate includes a third surface having the first slope, and a fifth burr is included on the third surface,
The mold is formed on the basis of the third intermediate body from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-has been removed by a secondary polishing process,
The optic includes a surface having the first slope or the second slope based on the mold
Optics.
대상체를 향해 레이저를 조사하는 레이저 출력부;
상기 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔을 스티어링 시키는 옵틱; 및
상기 레이저 출력부에서 조사된 레이저가 상기 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저를 수광하는 레이저 수광부를 포함하고,
상기 옵틱은 기판, 복수의 중간체 및 몰드를 기초로 제작되되,
상기 복수의 중간체는 상기 기판을 패터닝하여 형성된 제1 중간체, 상기 제1 중간체를 기초로 형성된 제2 중간체 및 상기 제2 중간체를 기초로 형성된 제3 중간체를 포함하고,
상기 제1 중간체는 제1 기울기를 갖는 제1 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 제1 버(burr) 및 제2 버가 포함되고,
상기 제2 중간체는 제2 기울기를 갖는 제2 표면을 포함하고, 상기 제2 표면상에 제3 버 및 제4 버가 포함되고,
상기 제3 중간체는 1차 폴리싱 공정에 의해 상기 제3 버- 상기 제3 버는 상기 제1 버에 기초함 -가 제거된 상기 제2 중간체를 기초로 형성되고,
상기 제3 중간체는 상기 제1 기울기를 갖는 제3 표면을 포함하고, 상기 제3 표면상에 제5 버가 포함되고,
상기 몰드는 2차 폴리싱 공정에 의해 상기 제5 버- 상기 제5 버는 상기 제4 버에 기초함 -가 제거된 상기 제3 중간체를 기초로 형성되고,
상기 옵틱은 상기 몰드를 기초로 상기 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 갖는 표면을 포함하는
라이다 장치.
A laser output unit that irradiates a laser toward the object;
An optic for steering the laser beam output from the laser output unit; And
And a laser light receiving unit configured to receive a laser reflected from the object and returned by the laser irradiated from the laser output unit,
The optics are manufactured based on a substrate, a plurality of intermediates and a mold,
The plurality of intermediates include a first intermediate formed by patterning the substrate, a second intermediate formed based on the first intermediate, and a third intermediate formed based on the second intermediate,
The first intermediate body includes a first surface having a first slope, a first burr and a second burr on the first surface,
The second intermediate body includes a second surface having a second slope, a third burr and a fourth burr on the second surface,
The third intermediate is formed on the basis of the second intermediate from which the third burr-the third burr is based on the first burr-has been removed by a primary polishing process,
The third intermediate includes a third surface having the first slope, and a fifth burr is included on the third surface,
The mold is formed on the basis of the third intermediate body from which the fifth burr-the fifth burr is based on the fourth burr-has been removed by a secondary polishing process,
The optic includes a surface having the first slope or the second slope based on the mold
Lida device.
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