KR20210059591A - An optic and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
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
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
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, )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, ) 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
이때, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 레이저를 출사할 수 있다.In this case, the
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
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
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
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
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
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
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
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
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
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
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
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
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 제어부(400)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
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
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the
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
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the
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
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
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
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
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
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
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
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
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
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
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
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)를 포함할 수 있다.The
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
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
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
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 active 레이어(40)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30) 사이에 배치될 수 있다.The
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
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
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
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
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
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 oxidation area를 포함할 수 있다. Oxidation area는 active layer의 상부에 배치될 수 있다.The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 일정한 패턴을 가지고 동작할 수 있다.According to an embodiment, the
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
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
메타표면(240)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
복수의 나노기둥(241)은 나노기둥(241)의 높이(H)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다.The plurality of
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
상기 반사면(620)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사 가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
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
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
또한 상기 반사면(620)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.In addition, the
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
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
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
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
또한 상기 몸체의 상부(615) 및/또는 하부(610)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.In addition, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
콜리메이션 컴포넌트(210)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
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
콜리메이션 컴포넌트(210)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 콜리메이션될 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 마이크로 프리즘이 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
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
스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 프리즘인 경우, 마이크로 프리즘의 각도에 의해 스티어링 시킬 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 스티어링될 수 있다.When the
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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-
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
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
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 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
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)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
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
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
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
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)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)에 의한 히스토그램과 SPAD(751)에 의한 히스토그램은 몇가지 차이점이 있다.There are several differences between the histogram of the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(800)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(900)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
그러나, 제4 버(10324)도 제2 중간체(10313)를 폴리싱함으로써 제거가 될 수도 있다.However, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 : 옵틱10311: substrate
10312: first intermediate
10313: second intermediate
10314: polished second intermediate
10315: third intermediate
10316: polished third intermediate
10317: mold
10318: Optics
Claims (16)
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.
상기 옵틱은 프리즘인
옵틱 제작 방법.
The method of claim 1,
The optic is a prism
How to make optics.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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