KR101919735B1 - A optical system capable of adjusting a beam angle, a Lidar sensor and adjustable emitting angle method - Google Patents

A optical system capable of adjusting a beam angle, a Lidar sensor and adjustable emitting angle method Download PDF

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KR101919735B1
KR101919735B1 KR1020180082480A KR20180082480A KR101919735B1 KR 101919735 B1 KR101919735 B1 KR 101919735B1 KR 1020180082480 A KR1020180082480 A KR 1020180082480A KR 20180082480 A KR20180082480 A KR 20180082480A KR 101919735 B1 KR101919735 B1 KR 101919735B1
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정종택
윤재준
정태원
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(주)카네비컴
정종택
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Abstract

Disclosed are an optical system capable of adjusting a luminous beam angle, a lidar sensor, and a luminous angle adjustment method thereof. The optical system capable of adjusting a luminous beam angle comprises: a first lens unit in which a diffusion pattern is formed on one surface; and a second lens unit arranged to face the first lens unit, wherein a converging pattern is formed on one surface thereof.

Description

발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법{A optical system capable of adjusting a beam angle, a Lidar sensor and adjustable emitting angle method}Technical Field [0001] The present invention relates to an optical system capable of adjusting a light beam angle, a Lidar sensor, and a method of adjusting an angle of the Lidar sensor and an adjustable emitting angle method,
본 발명은 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an optical system capable of adjusting the angle of a light beam, a Lidar sensor, and a method of adjusting the angle of light emission.
일반적으로 레이저 센서의 발광 빔을 멀리 전송하기 위해서는 발광 빔을 평행광으로 변환해야 한다. 즉, 빔이 공간을 비행할 때 빔 퍼짐이 적을수록 에너지의 손실이 적기 때문에 멀리까지 보낼 수 있다. 그러나, 넓은 범위에서 물체를 측정하기 위해서는 발광 빔을 의도적으로 펼치게 된다.  Generally, in order to transmit a light emitting beam of a laser sensor far away, the light emitting beam must be converted into parallel light. That is, when the beam travels through the space, the smaller the beam spread, the less energy is lost, so it can be transmitted far. However, in order to measure an object over a wide range, the light beam is intentionally spread.
일반적으로 발광되는 레이저 빔은 가우시안 분포를 가지게 되므로 중심부의 광의 세기가 가장자리보다 강하게 나타난다. 평행광 효과를 위해 렌즈를 사용하게 되는데 이 때에도 중심부의 빔이 강하게 나타나므로 평행광 변환된 빔의 전체적인 광세기를 균일하게 하기 위해 플라이아이 렌즈가 사용된다. Generally, since the emitted laser beam has a Gaussian distribution, the light intensity at the center portion is stronger than the edge. A lens is used for the collimated light effect, and a fly-eye lens is used to uniformize the overall light intensity of the collimated light beam because the center beam is strong.
그러나, 플라이 아이 렌즈를 이용하여 발광 빔의 퍼짐을 만들 경우 렌즈의 굴절률에 따른 발광 각도가 고정되게 되므로 용도에 따라 발광 각도를 가변하기 어려운 문제점이 발생한다. However, when the spreading of the light emitting beam is performed using the fly-eye lens, the light emitting angle depending on the refractive index of the lens is fixed, so that it is difficult to vary the light emitting angle depending on the application.
본 발명은 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an optical system capable of adjusting the angle of a light beam, a Lidar sensor, and a method of adjusting the angle of light emission.
또한, 본 발명은 속도 또는 감시 대상 영역(면적)에 따라 발광 각도를 가변할 수 있는 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention provides an optical system capable of adjusting a light emission beam angle, which can vary the light emission angle according to a speed or a monitored area (area), a Lidar sensor, and a method of adjusting the light emission angle.
본 발명의 일 측면에 따르면, 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided an optical system, Lidar sensor, capable of adjusting a light beam angle.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일면에 확산 패턴이 형성된 제1 렌즈부; 및 상기 제1 렌즈부와 대면하도록 배치되며, 일면에 수렴 패턴이 형성된 제2 렌즈부를 포함하는 광학계가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first lens unit having a diffusion pattern formed on one surface thereof; And a second lens unit disposed to face the first lens unit and having a converging pattern formed on one surface thereof.
상기 확산 패턴과 상기 수렴 패턴은 동일한 패턴으로 형성되거나, 상기 확산 패턴과 상기 수렴 패턴은 상이한 패턴으로 형성될 수 있다. The diffusion pattern and the convergence pattern may be formed in the same pattern, or the diffusion pattern and the convergence pattern may be formed in different patterns.
상기 확산 패턴 및 상기 수렴 패턴은 각각 플라이아이 렌즈로 형성될 수 있다. The diffusion pattern and the convergent pattern may be formed of fly-eye lenses, respectively.
상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 조절하는 조절 부재를 더 포함할 수 있다. And an adjustment member for adjusting the distance between the first lens unit and the second lens unit.
상기 조절 부재는 리니어 모터, 에어 튜브 또는 전기전자적으로 간격 조절이 가능한 장치를 포함하되, 상기 광학계가 탑재된 장치로부터 입력되는 환경에 기반하여 상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 조절할 수 있다. Wherein the adjusting member includes a linear motor, an air tube, or an electrically and electronically space-adjustable device, wherein an interval between the first lens unit and the second lens unit is Can be adjusted.
상기 환경은, 상기 장치의 속도, 시간, 일조량, 습도, 계절, 주야 정보 중 적어도 하나이다. The environment is at least one of a speed, a time, an amount of sunshine, humidity, season, and day / night information of the apparatus.
상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부를 포함하는 제1 렌즈군과 일정 거리 이격되어 배치되는 제2 렌즈군을 더 포함하되, 상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부를 포함할 수 있다. And a second lens unit disposed at a predetermined distance from the first lens unit including the first lens unit and the second lens unit, wherein the second lens unit includes the first lens unit and the second lens unit, .
상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이의 거리를 조절하는 조절부재를 더 포함할 수 있다. And an adjusting member for adjusting a distance between the first lens group and the second lens group.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 라이다 센서에 있어서, 빔을 발광하는 발광 모듈; 및 타겟에 의해 반사된 빔을 수광하는 수광 모듈을 포함하되, 상기 발광 모듈은 상기 라이다 센서가 탑재된 장치로부터 입력되는 환경 정보에 기초하여 복수의 발광 렌즈 사이의 거리를 조절하여 발광 빔 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서가 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a lidar sensor comprising: a light emitting module for emitting a beam; And a light receiving module for receiving the beam reflected by the target, wherein the light emitting module adjusts the distance between the plurality of light emitting lenses based on the environmental information input from the apparatus on which the Lidar sensor is mounted, And the LIDAR sensor can be provided.
상기 발광 모듈은, 광을 발광하는 발광부; 복수의 발광 렌즈; 및 상기 탑재된 장치로부터 입력되는 환경 정보에 기초하여 복수의 발광 렌즈 사이의 거리를 조절하여 발광 빔 각도를 조절하는 발광 각도 조절 부재를 포함할 수 있다.The light emitting module includes: a light emitting portion that emits light; A plurality of emission lenses; And a light emission angle adjusting member for adjusting a light emission beam angle by adjusting a distance between the plurality of light emission lenses based on environmental information input from the mounted apparatus.
상기 발광 모듈은, 상기 발광부와 상기 복수의 발광 렌즈 사이에 위치되며, 상기 발광부에 의해 발광된 광을 평행광으로 변환하는 광 변환부를 더 포함할 수 있다. The light emitting module may further include a light converting unit positioned between the light emitting unit and the plurality of light emitting lenses and converting light emitted by the light emitting unit into parallel light.
상기 복수의 발광 렌즈 중 어느 하나의 일면에는 확산 패턴이 형성되며, 상기 복수의 발광 렌즈 중 다른 하나의 일면에는 수렴 패턴이 형성될 수 있다.A diffusion pattern may be formed on one surface of one of the plurality of light emitting lenses, and a converging pattern may be formed on one surface of the other of the plurality of light emitting lenses.
상기 수광 모듈은, 복수의 수광 렌즈; 상기 복수의 수광 렌즈 사이의 간격을 조절하여 수광 각도를 조절하는 수광 각도 조절 부재; 및 상기 수광 각도 조절 부재에 의해 수광 각도가 조절된 상기 복수의 수광 렌즈를 통해 상기 광을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. The light receiving module includes: a plurality of light receiving lenses; A light receiving angle adjusting member for adjusting a light receiving angle by adjusting an interval between the plurality of light receiving lenses; And a light receiving unit that receives the light through the plurality of light receiving lenses whose light receiving angles are adjusted by the light receiving angle adjusting member.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 라이다 센서의 발광 각도 조절 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of adjusting the light emission angle of a Lidar sensor.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 센서의 발광 각도 조절 방법에 있어서, 상기 라이다 센서가 탭재된 장치로부터 환경 정보를 입력받는 단계; 상기 환경 정보에 기초하여 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 조절하여 발광 각도를 조절하는 단계; 및 상기 발광 각도가 조절된 복수의 발광 렌즈를 통해 광을 조사하는 단계를 포함하는 발광 각도 조절 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of adjusting an emission angle of a lidar sensor, the method comprising: receiving environmental information from a device having the lidar sensor; Adjusting an emission angle by adjusting an interval between the plurality of emission lenses based on the environmental information; And a step of irradiating light through the plurality of emission lenses whose emission angle is adjusted.
상기 환경 정보가 속도인 경우, 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 빨라지면, 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절하는 단계; 및 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 느려지는 경우, 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다.Adjusting the distance between the light emitting lenses to be narrower when the environment information is speed, and when the speed information is faster than the previous speed information; And adjusting the distance between the light emitting lenses to be widened when the speed information is slower than the previous speed information.
상기 환경 정보가 검색 대상 면적인 경우, 상기 검색 대상 면적이 넓어지면, 상기 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절하는 단계; 및 상기 검색 대상 면적이 좁아지면, 상기 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다. Adjusting the distance between the plurality of luminous lenses to be narrowed when the environment information is the area to be searched and the area to be searched is widened; And adjusting the distance between the plurality of luminous lenses to be widened when the area to be searched is narrowed.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법을 제공함으로써, 속도 및 감시 대상 영역 중 적어도 하나에 따라 발광 각도를 가변할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an optical system capable of adjusting the angle of a light beam, a Lidar sensor, and a method of controlling the light emission angle thereof can vary the light emission angle according to at least one of a speed and a monitored area.
이를 통해, 본 발명은 각각의 발광 각도별 광학계를 별도로 구비할 필요 없어 제조 단가를 낮출 수 있는 이점이 있으며, 면적을 최소화할 수 있는 이점이 있다. Accordingly, the present invention eliminates the necessity of separately providing an optical system for each light emission angle, which is advantageous in that the manufacturing cost can be reduced and the area can be minimized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴과 수렴 패턴을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 패턴과 수렴 패턴의 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴 또는 수렴 패턴의 형상을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학계를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 상세 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 발광 및 수광을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 각도를 가변하는 방법을 나타낸 순서도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention; Fig.
FIG. 2 is a view for explaining a diffusion pattern and a convergence pattern according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIGS. 3 and 4 are exemplary views of a diffusion pattern and a convergence pattern according to another embodiment of the present invention; FIG.
5 is a view for explaining a shape of a diffusion pattern or a converging pattern according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing an optical system according to another embodiment of the present invention.
7 is a view schematically illustrating the structure of a lidar sensor according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a detailed structure of a lidar sensor according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining light emission and light reception of a Lydia sensor according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of varying the angle of light emission according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴과 수렴 패턴을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 패턴과 수렴 패턴의 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴 또는 수렴 패턴의 형상을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 2 is a view for explaining a diffusion pattern and a convergence pattern according to an embodiment of the present invention, and Figs. 3 and 4 are diagrams for explaining the diffusing pattern and the convergence pattern according to an embodiment of the present invention. Fig. FIG. 4 is a view illustrating a diffusion pattern and a convergence pattern according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view illustrating a shape of a diffusion pattern or a convergence pattern according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계(100)는 제1 렌즈부(110a), 제2 렌즈부(110b) 및 광 각도 조절 부재(120)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an optical system 100 according to an embodiment of the present invention includes a first lens unit 110a, a second lens unit 110b, and a light angle adjusting member 120.
제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)는 서로 대면하도록 배치된다. 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)는 서로 이격되어 배치된다. 제1 렌즈부(110a)의 일면에는 확산 패턴이 형성된다. 예를 들어, 제1 렌즈부(110a)의 출사면에 확산 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 제2 렌즈부(110b)의 일면에는 수렴 패턴이 형성된다. 예를 들어, 제2 렌즈부(110b)의 입사면에는 수렴 패턴이 형성될 수 있다. 여기서, 확산 패턴과 수렴 패턴은 동일할 수도 있으며, 상이할 수도 있다. The first lens portion 110a and the second lens portion 110b are arranged to face each other. The first lens unit 110a and the second lens unit 110b are disposed apart from each other. A diffusion pattern is formed on one surface of the first lens portion 110a. For example, a diffusion pattern may be formed on the exit surface of the first lens portion 110a. A converging pattern is formed on one surface of the second lens portion 110b. For example, a converging pattern may be formed on the incident surface of the second lens portion 110b. Here, the diffusion pattern and the convergence pattern may be the same or different.
본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 확산 패턴과 수렴 패턴의 형상이 동일한 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하고 있으나, 확산 패턴과 수렴 패턴의 형상은 서로 상이할 수도 있음은 당연하다. 도 2에는 확산 패턴(110a)과 수렴 패턴(110b)가 도시되어 있다. In this specification, it is assumed that the diffusion pattern and the convergence pattern have the same shape in order to facilitate understanding and explanation, but it is natural that the shapes of the diffusion pattern and the convergence pattern may be different from each other. FIG. 2 shows a diffusion pattern 110a and a convergence pattern 110b.
예를 들어, 제1 렌즈부(110a)의 출사면과 제2 렌즈부(110b)의 입사면은 플라이아이 렌즈로 확산 패턴과 수렴 패턴이 각각 형성될 수도 있다. For example, a diffusing pattern and a converging pattern may be formed on the exit surface of the first lens portion 110a and the incident surface of the second lens portion 110b, respectively, by a fly-eye lens.
보다 상세히 설명하면, 제1 렌즈부(110a) 및 제2 렌즈부(110b) 중 어느 하나의 출사면은 플라이아이 렌즈로 형성될 수 있다. 또한, 제1 렌즈부(110a) 및 제2 렌즈부(110b) 중 다른 하나의 입사면은 플라이아이 렌즈로 형성될 수 있다. More specifically, any one of the exit surfaces of the first lens portion 110a and the second lens portion 110b may be formed of a fly's eye lens. The incident surface of the other of the first lens portion 110a and the second lens portion 110b may be formed of a fly's eye lens.
예를 들어, 제1 렌즈부(110a)의 출사면은 플라이아이 렌즈로 형성되며, 제2 렌즈부(110b)의 입사면은 플라이아이 렌즈로 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 렌즈부(110a)의 출사면과 제2 렌즈부(110b)의 입사면이 각각 플라이아이 렌즈로 형성되는 경우, 제1 렌즈부(110a)의 입사면과 제2 렌즈부(110b)의 출사면이 서로 대면하는 구조로 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)가 배치될 수 있다. For example, the exit surface of the first lens portion 110a may be formed of a fly-eye lens, and the entrance surface of the second lens portion 110b may be formed of a fly-eye lens. In this way, when the exit surface of the first lens portion 110a and the entrance surface of the second lens portion 110b are formed of fly-eye lenses, the entrance surface of the first lens portion 110a and the entrance surface of the second lens portion 110b The first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be disposed such that the exit surfaces of the first lens unit 110a and the second lens unit 110b face each other.
다른 예를 들어, 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)는 확산 패턴과 수렴 패턴이 상이한 패턴으로 형성될 수도 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)는 서로 상이한 패턴으로 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)의 형상은 동일하며, 직경이 상이한 것으로 도시되어 있다. For example, the first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be formed in a pattern in which the diffusion pattern and the convergent pattern are different from each other. As shown in FIGS. 3 and 4, the first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be formed in different patterns. 3 and 4, the shapes of the first lens unit 110a and the second lens unit 110b are the same and are shown to have different diameters.
그러나, 구현 방법에 따라 제1 렌즈부(110a)의 확산 패턴과 제2 렌즈부(110b)의 수렴 패턴은 그 형상 및 크기가 각기 상이할 수도 있음은 당연하다. 또한, 본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 제1 렌즈부(110a)의 확산 패턴과 제2 렌즈부(110b)의 수렴 패턴이 각기 반원 형상으로 형성되는 것을 가정하여 도시하고 있으나, 반원 이외에도 다양한 형상으로 형성될 수도 있음은 당연하다. However, it is a matter of course that the diffusing pattern of the first lens unit 110a and the converging pattern of the second lens unit 110b may be different in shape and size depending on the implementation method. In this specification, it is assumed that the diffusing pattern of the first lens portion 110a and the converging pattern of the second lens portion 110b are each formed in a semicircular shape in order to facilitate understanding and explanation. However, It is of course also possible to form them in various shapes.
또한, 제1 렌즈부(110a)이 일면에 형성되는 확산 패턴과 제2 렌즈부(110b)의 일면에 형성되는 수렴 패턴이 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 반원 형상의 곡면 형상으로 형성되는 경우, 광이 확산 패턴과 수렴 패턴을 통과할때의 반사 효율을 위해 각각의 형상(즉, 반원과 반원) 사이는 곡면없이 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 제1 렌즈부(110a)의 일면을 식각 공정을 통해 확산 패턴이 형성되며, 제2 렌즈부(110b) 또한 식각 공정을 통해 수렴 패턴이 형성된다. 이러한 식각 공정 특성상 이상적인 패턴의 형상과 형상 사이에 곡면 없이 날카롭게 형성하기 위해서는 미세 공정이 소요되어야 하며, 그 비용이 매우 높아지는 문제점이 있다. 따라서, 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b)는 도 5에 도시된 바와 같이 패턴의 형상과 형상 사이가 미세한 곡면으로 형성될 수 있다. In addition, the diffusion pattern formed on one surface of the first lens portion 110a and the converging pattern formed on one surface of the second lens portion 110b are formed into a curved surface shape of a semicircular shape as shown in Figs. 1 to 4 , It is preferable that the shape between each shape (i.e., the semicircle and the semicircle) is formed without a curved surface for the reflection efficiency when the light passes through the diffusion pattern and the convergent pattern. However, a diffusing pattern is formed on one surface of the first lens portion 110a through the etching process, and a convergent pattern is formed on the second lens portion 110b through the etching process. Due to the nature of such an etching process, it is necessary to perform a fine process in order to form a curved shape between the shape and shape of an ideal pattern without a curved surface, and the cost is very high. Accordingly, the first lens portion 110a and the second lens portion 110b may be formed as a fine curved surface between the shape and the shape of the pattern as shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학계와 같이 각도 조절이 가능한 복수의 렌즈부를 통해 빔의 발산 각도를 조절하여 타겟으로 조사할 수 있다. The angle of divergence of the beam can be adjusted through a plurality of lens units which can be adjusted in angle, such as an optical system according to an embodiment of the present invention, to illuminate the target.
광 각도 조절 부재(120)는 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격(거리)를 조절한다. 이때, 광 각도 조절 부재(120)는 당해 광학계가 탑재되는 장치(예를 들어, 자동차)의 속도에 연동되어 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격을 자동으로 조절할 수 있다. The optical angle adjusting member 120 adjusts the distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b. At this time, the optical angle adjusting member 120 automatically adjusts the interval between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b in conjunction with the speed of the apparatus (for example, an automobile) on which the optical system is mounted .
예를 들어, 광 각도 조절 부재(120)는 리니어 모터 또는 에어 튜브를 구비할 수 있다. 물론, 광 조절 부재(120)는 리니어 모터 또는 에어 튜브 이외에도 전기적 또는 전자적으로 간격 조절이 가능한 장치일 수도 있다. 따라서, 광 각도 조절 부재(120)는 광학계로 입력되는 환경 정보에 기초하여 리니어 모터, 에어 튜브 또는 전기적/전자적으로 간격 조절이 가능한 장치를 조절하여 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격(거리)를 조절할 수 있다. 여기서, 환경 정보는 상기 광학계가 탑재되는 장치의 전압, 전류, 속도, 일조량, 날씨, 주야 정보, 습도, 시간, 검사 대상 면적 등일 수 있다. 이를 위해, 도 1에는 별도로 도시되어 있지 않으나, 당해 광학계가 탑재된 장치의 제어부와 연동될 수 있음은 당연하다. 예를 들어, 광학계가 탑재된 장치가 차량인 경우, 광학계는 차량의 ECU와 연동되며, 해당 ECU로부터 차량에 대한 환경 정보를 입력받을 수 있다. 이에 따라, 광학계는 차량으로부터 입력된 환경 정보에 기초하여 리니어 모터 또는 에어 튜브를 조절하여 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격(거리)를 조절할 수 있다.For example, the light angle regulating member 120 may include a linear motor or an air tube. Of course, the light conditioning member 120 may be a device that can be electrically or electronically spaced apart in addition to a linear motor or air tube. Accordingly, the optical angle adjusting member 120 adjusts a linear motor, an air tube, or an electrically / electronically adjustable device based on the environmental information input to the optical system, thereby adjusting the distance between the first lens unit 110a and the second lens unit (Distance) between the electrodes 110a and 110b. Here, the environmental information may be voltage, current, speed, daylight, weather, day / night information, humidity, time, area to be inspected, etc. of the apparatus on which the optical system is mounted. To this end, it is obvious that it is not shown separately in Fig. 1 but can be interlocked with the control unit of the apparatus on which the optical system is mounted. For example, when the apparatus on which the optical system is mounted is a vehicle, the optical system is interlocked with the ECU of the vehicle, and environmental information on the vehicle can be input from the ECU. Accordingly, the optical system can adjust the distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b by adjusting the linear motor or the air tube based on the environmental information input from the vehicle.
이와 같이, 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격(거리)를 조절함으로써 발광부에 의해 발산된 빔의 각도를 조절할 수 있다. Thus, by adjusting the distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b, the angle of the beam emitted by the light emitting unit can be adjusted.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(110a)와 제2 렌즈부(110b) 사이의 간격(거리)에 따라 발산되는 빔의 각도를 60도, 40도 및 20도 중 어느 하나로 조절할 수 있다. For example, according to an embodiment of the present invention, the angle of the beam emitted according to the distance (distance) between the first lens portion 110a and the second lens portion 110b is set to 60 degrees, 40 degrees, and 20 degrees Or the like.
예를 들어, 광 각도 조절 부재(120)는 입력된 속도가 이전 입력된 속도보다 빠르면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절할 수 있다. 또한, 광 각도 조절 부재(120)는 입력된 속도가 이전 입력된 속도보다 느리면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절할 수 있다. For example, when the input speed is faster than the previously input speed, the light angle adjusting member 120 can be adjusted so that the interval between the plurality of light emitting lenses is narrowed. Further, if the input speed is slower than the previously input speed, the optical angle adjusting member 120 can be adjusted to widen the interval between the plurality of light emitting lenses.
다른 예를 들어, 광 각도 조절 부재(120)는 입력된 환경 정보가 일조량인 경우, 일조량이 적을수록(일조량이 기준치 이하인 경우 또는 밤인 경우) 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절할 수 있다. 이를 통해, 광학계는 발산되는 빔의 각도를 넓게 하여 발광 빔이 퍼지도록 할 수 있다. 또한, 일조량이 많을수록(일조량이 기준치를 초과하거나 낮인 경우) 광 각도 조절 부재(120)는 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절할 수 있다. 이를 통해, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절할 수 있다. In another example, the light angle adjusting member 120 can be adjusted so that the interval between the plurality of light emitting lenses becomes narrower when the amount of the sunshine is small (when the amount of sunshine is below the reference value or at night) when the input environmental information is a sunshine amount. This allows the optical system to widen the angle of the diverging beam so that the emitting beam can be spread. In addition, as the amount of sunshine increases (when the amount of sunshine exceeds or falls below the reference value), the optical angle adjusting member 120 can be adjusted to widen the interval between the plurality of light emitting lenses. Thus, the distance between the plurality of luminous lenses can be adjusted to be narrowed.
또 다른 예를 들어, 광학계가 차량의 전면과 후면에 각각 구비되는 경우를 가정하기로 한다. 이때, 차량의 전면에 위치된 광학계를 제1 광학계라 칭하며, 후면에 배치된 광학계를 제2 광학계라 칭하기로 한다. As another example, it is assumed that the optical system is provided on the front and rear surfaces of the vehicle, respectively. At this time, the optical system located on the front surface of the vehicle is referred to as a first optical system, and the optical system disposed on the rear surface is referred to as a second optical system.
이와 같은 경우, 차량 전면에 배치되는 제1 광학계에 구비된 제1 렌즈부와 제2 렌즈부 사이의 간격은 제1 간격(거리)으로 조절될 수 있다. 또한, 차량 후면에 배치되는 제2 광학계에 구비되는 제1 렌즈부와 제2 렌즈부 사이의 간격은 제2 간격(거리)으로 조절될 수 있다. 여기서, 제1 간격(거리)는 제2 간격(거리)보다 더 좁은 간격일 수 있다.In this case, the distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the first optical system disposed on the front surface of the vehicle can be adjusted to a first distance (distance). The distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the second optical system disposed on the rear surface of the vehicle can be adjusted to a second distance (distance). Here, the first distance (distance) may be smaller than the second distance (distance).
즉, 차량 전면의 경우 보다 넓은 영역을 감지할 수 있도록 제1 광학계에 구비된 제1 렌즈부와 제2 렌즈부 사이의 간격을 좁게 조절하여 발산되는 빔의 각도를 넓게 하여 발광 빔이 퍼지도록 할 수 있다. 또한, 차량 후면에 배치되는 제2 광학계는 상대적으로 제1 광학계보다 좁은 영역을 감지하도록 제2 광학계에 구비되는 제1 렌즈부와 제2 렌즈부 사이의 간격을 넓게 조절하여 발산되는 빔의 각도를 좁게 할 수도 있다. That is, the distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the first optical system is narrowed so that a wider area can be detected in the case of the front surface of the vehicle, so that the angle of the divergent beam is widened, . Further, the second optical system disposed on the rear surface of the vehicle controls the distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the second optical system so as to detect an area narrower than the first optical system, It may be narrowed.
도 1에서는 발산되는 빔(발광 빔)의 각도 조절이 가능한 복수의 렌즈를 구비하며, 렌즈 사이의 간격(거리)를 속도 및 감시 영역 중 적어도 하나에 따라 조절할 수 있는 광학계의 구성에 대해 설명하였다. 이하, 도 2에서는 도 1에서 설명한 광학계를 발광 모듈에 포함하는 라이다 센서의 구조에 대해 설명하기로 한다.In FIG. 1, the configuration of an optical system having a plurality of lenses capable of adjusting the angle of a divergent beam (light emitting beam) and capable of adjusting the distance (distance) between the lenses according to at least one of the velocity and the surveillance region has been described. Hereinafter, the structure of the ladder sensor including the optical system shown in Fig. 1 in the light emitting module will be described with reference to Fig.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학계의 구조를 도시한 도면이다. 도 6에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학계는 제1 렌즈군(610)과 제2 렌즈군(620)을 포함하며, 제1 렌즈군(610)과 제2 렌즈군(620) 사이에는 제1 렌즈군(610)과 제2 렌즈군(620)사이의 거리(간격)을 조절하기 위한 조절 부재(630)를 포함한다. 물론, 제1 렌즈군(610)과 제2 렌즈군(620)는 도 1에서 설명한 바와 같은 광학계의 구조와 동일하다. 본 발명의 일 실시예에 다른 광학계는 도 1에서 설명한 광학계가 복수로 배치되며, 복수의 광학계 사이의 거리를 조절하기 위한 별도의 조절 부재(630)이 구비될 수 있다. 조절 부재(630)는 입력되는 환경 정보에 기초하여 제1 렌즈군(610)과 제2 렌즈군(620) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 여기서, 환경 정보는 이미 전술한 바와 같다. 6 is a view showing a structure of an optical system according to another embodiment of the present invention. 6, the optical system according to another embodiment of the present invention includes a first lens group 610 and a second lens group 620, and includes a first lens group 610 and a second lens group 620) includes an adjusting member 630 for adjusting the distance (interval) between the first lens group 610 and the second lens group 620. Of course, the structures of the first lens group 610 and the second lens group 620 are the same as those of the optical system as described in Fig. In the optical system according to an embodiment of the present invention, a plurality of the optical systems described in FIG. 1 are arranged, and a separate adjusting member 630 for adjusting the distance between the plurality of optical systems may be provided. The adjustment member 630 can adjust the distance between the first lens group 610 and the second lens group 620 based on the input environmental information. Here, the environmental information has already been described above.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 상세 구조를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 발광 및 수광을 설명하기 위해 도시한 도면이다. FIG. 7 is a view schematically showing the structure of a ladder sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a view showing a detailed structure of a ladder sensor according to an embodiment of the present invention, 1 is a diagram illustrating light emission and light reception of a Lidar sensor according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서(700)는 발광 모듈(710) 및 수광 모듈(720)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7, the LIDAR sensor 700 includes a light emitting module 710 and a light receiving module 720 according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하여 발광 모듈(710)과 수광 모듈(720)의 상세 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. The detailed structure of the light emitting module 710 and the light receiving module 720 will be described in more detail with reference to FIG.
발광 모듈(710)은 복수의 발광 렌즈(710a, 710b), 발광 각도 조절부재(720), 광 변환부(730) 및 발광부(740)를 포함하여 구성된다. The light emitting module 710 includes a plurality of light emitting lenses 710a and 710b, a light emitting angle adjusting member 720, a light converting unit 730, and a light emitting unit 740.
복수의 발광 렌즈(710a, 710b)는 상호 이격되며, 서로 대면하도록 배치된다. 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)는 복수의 발광 렌즈(710a, 710b) 사이의 거리(간격)에 따라 발광 각도가 조절된 광을 조사할 수 있다. The plurality of luminous lenses 710a and 710b are spaced from each other and arranged to face each other. The plurality of light emission lenses 710a and 710b can irradiate light whose light emission angle is adjusted according to the distance (interval) between the plurality of light emission lenses 710a and 710b.
편의상 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)는 제1 발광 렌즈(710a)와 제2 발광 렌즈(710b)로 통칭하여 설명하기로 한다.For convenience, the plurality of emission lenses 710a and 710b will be collectively referred to as a first emission lens 710a and a second emission lens 710b.
제1 발광 렌즈(710a)는 최종 광을 출사하기 위한 수단이다.The first luminous lens 710a is a means for emitting the final light.
제2 발광 렌즈(710b)는 발광부(740)에 의해 발광된 광이 입사되는 렌즈이다. The second luminous lens 710b is a lens through which light emitted by the light emitting portion 740 is incident.
제1 발광 렌즈(710a)와 제2 발광 렌즈(710b)는 서로 이격되며 상호 대면하도록 배치된다. 또한, 제1 발광 렌즈(710a)와 제2 발광 렌즈(710b)의 각 일면은 플라이아이 렌즈일 수 있다. The first luminescent lens 710a and the second luminescent lens 710b are spaced from each other and arranged to face each other. Further, one surface of each of the first luminescent lens 710a and the second luminescent lens 710b may be a fly-eye lens.
예를 들어, 제1 발광 렌즈(710a)의 출사면(광이 출사되는 면)은 플라이아이 렌즈로 구성된다. 또한, 제2 발광 렌즈(710b)의 입사면(광이 입사되는 면)은 플라이아이 렌즈로 구성될 수 있다.For example, the exit surface (the surface from which light is emitted) of the first luminous lens 710a is constituted by a fly-eye lens. In addition, the incident surface (surface on which the light is incident) of the second luminous lens 710b may be constituted by a fly-eye lens.
이와 같은 경우, 제1 발광 렌즈(710a)의 입사면과 제2 발광 렌즈(710b)의 출사면이 서로 대면하도록 배치될 수 있다. In this case, the light-emitting surface of the first light-emitting lens 710a and the light-emitting surface of the second light-emitting lens 710b face each other.
따라서, 발광부(740)에 의해 발광된 빔은 제2 발광 렌즈(710b)의 입사면을 통해 입사된 후 제2 발광 렌즈(710b)의 입사면에 형성된 플라이아이 렌즈에 의해 초점이 모아진 후 제1 발광 렌즈(710a)의 출사면에 형성된 플라이아이 렌즈에 의해 발광 빔의 각도가 조절될 수 있다. Therefore, the beam emitted by the light-emitting portion 740 is incident through the incident surface of the second light-emitting lens 710b, focused by the fly-eye lens formed on the incident surface of the second light-emitting lens 710b, The angle of the light emission beam can be adjusted by the fly-eye lens formed on the exit surface of the one luminous lens 710a.
플라이아이 렌즈의 형상 및 기능 자체는 이미 당업자에게는 자명한 사항이므로 플라이아이 렌즈의 형상 및 기능에 대해서는 별도의 설명을 생략하기로 한다. Since the shape and function of the fly-eye lens itself are obvious to those skilled in the art, a detailed description of the shape and function of the fly-eye lens will be omitted.
발광 각도 조절부재(720)는 복수의 발광 렌즈(710a, 710b) 사이의 간격(거리)를 조절하여 발광 각도를 조절한다. The emission angle adjusting member 720 adjusts the emission angle by adjusting the distance (distance) between the plurality of emission lenses 710a and 710b.
이때, 발광 각도 조절부재(720)는 당해 라이다 센서가 탑재된 장치로부터 입력되는 속도 및 검색 대상 범위 중 적어도 하나에 따라 제1 발광 렌즈(710a) 및 제2 발광 렌즈(710b) 사이의 간격(거리)를 조절할 수 있다. The light emission angle adjusting member 720 may be spaced apart from the first light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b in accordance with at least one of a speed input from the device on which the LR sensor is mounted and a search object range Distance) can be adjusted.
이미 전술한 바와 같이, 제1 발광 렌즈(710a) 및 제2 발광 렌즈(710b) 사이의 간격(거리)가 조절됨에 따라 발광 각도가 조절된 광이 출사될 수 있다. 이로 인해, 라이다 센서(700)에 의해 감시되는 영역이 달라질 수 있다. As described above, the distance (distance) between the first luminescent lens 710a and the second luminescent lens 710b is adjusted, so that the light having the adjusted emission angle can be emitted. Therefore, the area monitored by the Ridar sensor 700 can be changed.
발광 각도 조절부재(720)는 도 1에서 전술한 바와 같이 리니어 모터 또는 에어 튜브(밴드)를 포함할 수 있다. 즉, 리니어 모터 또는 에어 튜브를 제어함으로써 제1 발광 렌즈(710a)와 제2 발광 렌즈(710b) 사이의 간격(거리)를 조절하여 최종 출사되는 발광 빔의 각도를 조절할 수 있다. The light emitting angle adjusting member 720 may include a linear motor or an air tube (band) as described above with reference to FIG. That is, by controlling the linear motor or the air tube, the distance (distance) between the first emission lens 710a and the second emission lens 710b can be adjusted to adjust the angle of the finally emitted emission beam.
광 변환부(730)는 발광부(740)에 의해 발광된 빔을 평행광으로 변환하여 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)로 출력한다. 일반적으로 발광부(740)에 의해 발광된 빔을 멀리 전송하기 위해서는 발광빔을 평행광으로 변환해야 한다. 즉, 빔이 공간을 비행할 때 빔 퍼짐이 적을수록 에너지 손실이 적기 때문에 멀리까지 보낼 수 있다. The light converting unit 730 converts the beam emitted by the light emitting unit 740 into parallel light and outputs the parallel light to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Generally, in order to transmit a beam emitted by the light emitting portion 740 away, the light emitting beam must be converted into parallel light. That is, when the beam travels through the space, the smaller the beam spread, the less the energy loss is, so the far can be transmitted.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환부(730)는 발광부(740)에 의해 발광된 빔을 평행광으로 변환하여 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)로 전달할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 모듈(710)은 발광부(740)에 의해 발광된 빔의 퍼짐 현상을 방지하여 최대한 멀리까지 빔을 전송할 수 있다. Accordingly, the light converting unit 730 according to an embodiment of the present invention can convert the beam emitted by the light emitting unit 740 into parallel light and transmit the parallel light to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Accordingly, the light emitting module 710 according to an embodiment of the present invention can prevent the spread of the beam emitted by the light emitting unit 740, and transmit the beam as far as possible.
이러한 광 변환부(730)는 발광부(740)의 상부에 위치되며, 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)의 하부(전단)에 위치될 수 있다. 여기서, 광 변환부(730)는 실린더리컬 렌즈(Cylinder lens)일 수 있다. The light converting unit 730 may be disposed on the upper portion of the light emitting unit 740 and may be positioned below the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Here, the light converting unit 730 may be a cylindrical lens.
발광부(740)는 발광 수단이다. 예를 들어, 발광부(740)는 LED일 수 있다. The light emitting portion 740 is a light emitting means. For example, the light emitting portion 740 may be an LED.
발광부(740)에 의해 발광된 빔은 광 변환부(730)에 의해 평행광으로 변환되어 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)로 전달될 수 있다. 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)로 전달된 빔은 각도가 조절되어 출력될 수 있다. 여기서, 각도는 복수의 발광 렌즈(710a, 710b)에 구비된 복수의 렌즈 사이의 간격(거리)에 의해 결정될 수 있다. The beam emitted by the light emitting unit 740 may be converted into parallel light by the light converting unit 730 and transmitted to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. The beams transmitted to the plurality of emission lenses 710a and 710b can be output with an adjusted angle. Here, the angle can be determined by the distance (distance) between the plurality of lenses provided in the plurality of light emission lenses 710a and 710b.
이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Since this is the same as described above, redundant description will be omitted.
수광 모듈(720)은 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b)를 포함한다. 편의상 복수의 수광 렌즈 중 어느 하나를 제1 수광 렌즈(750a)라 칭하기로 하며, 다른 하나를 제2 수광 렌즈(750b)라 칭하기로 한다.The light receiving module 720 includes a plurality of light receiving lenses 750a and 750b and a plurality of light receiving lenses 750a and 750b. For the sake of convenience, any one of the plurality of light receiving lenses will be referred to as a first light receiving lens 750a, and the other will be referred to as a second light receiving lens 750b.
또한, 수광 모듈(720)은 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b) 사이의 간격(거리)를 조절하는 수광 각도 조절 부재(760)를 포함할 수 있다. 수광 모듈(720)에 포함되는 수광 각도 조절 부재(760)는 발광 모듈(710)에 포함된 발광 각도 조절부재(720)와 달리 최초 튜닝된 이후에는 별도로 수광 렌즈(750a, 750b) 사이의 간격(거리)를 조절하지 않을 수 있다.The light receiving module 720 may include a light receiving angle adjusting member 760 for adjusting the distance (distance) between the light receiving lenses 750a and 750b and the plurality of light receiving lenses 750a and 750b. The light receiving angle regulating member 760 included in the light receiving module 720 is different from the light emitting angle regulating member 720 included in the light emitting module 710 by the interval between the light receiving lenses 750a and 750b Distance) may not be adjusted.
또한, 수광 모듈(720)은 수광 각도 조절을 위한 수광 각도 조절 부재(760)를 포함한다. 수광 각도 조절 부재(760)는 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b) 사이의 간격(거리)를 조절하여 수광 각도를 조절할 수 있다. 수광 각도 조절 부재(760)는 예를 들어, 링(ring)을 포함할 수 있다. 즉, 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b) 사이의 간격(거리)를 조절하기 위해 복수의 링(ring)이 사용될 수 있다. Further, the light receiving module 720 includes a light receiving angle adjusting member 760 for adjusting the light receiving angle. The light receiving angle adjusting member 760 can adjust the light receiving angle by adjusting the distance (distance) between the plurality of light receiving lenses 750a and 750b and the light receiving lenses 750a and 750b. The light receiving angle regulating member 760 may include, for example, a ring. That is, a plurality of rings can be used to adjust the distance (distance) between the plurality of light-receiving lenses 750a and 750b and the light-receiving lenses 750a and 750b.
즉, 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b) 사이에 위치되는 링(ring)의 개수를 조절함으로써 수광 각도를 조절할 수 있다. 본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 수광 각도 조절을 위해 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b) 사이에 링(ring)의 개수를 조절하는 것을 가정하여 설명하고 있으나, 구현 방법에 따라 링 이외에도 에어 밴드(튜브) 등으로 구현될 수도 있다. That is, the light receiving angle can be adjusted by adjusting the number of rings located between the light receiving lenses 750a and 750b and the plurality of light receiving lenses 750a and 750b. In the present specification, it is assumed that the number of rings is adjusted between a plurality of light receiving lenses 750a and 750b to adjust the angle of receiving light to facilitate understanding and explanation, Depending on the implementation method, it may be implemented as an air band (tube) in addition to the ring.
수광부(770)는 수광 각도가 조절된 수광 렌즈(750a, 750b)복수의 수광 렌즈(750a, 750b)를 통해 집적되는 광을 수광한다. 이는 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.The light receiving unit 770 receives the light integrated through the plurality of light receiving lenses 750a and 750b and the light receiving lenses 750a and 750b whose light receiving angles are adjusted. It will be obvious to those skilled in the art that the detailed description of the operation will be omitted.
도 9에는 발광 모듈(710)을 통해 광을 조사한 후 수광 모듈(720)을 통해 수광하는 일 예가 도시되어 있다. 발광 모듈(710)에 포함된 복수의 발광 렌즈(710a, 710b) 사이의 간격(거리)를 차량의 환경 정보(예를 들어, 차량의 속도나 검색 대상 영역(면적))에 따라 자동 또는 수동으로 조절함으로써 발광 각도를 가변하여 조절할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계(100) 및 라이다 센서(700)는 발광 각도별로 광학계를 따로 구비할 필요 없이 용도에 적합하도록 자동으로 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 자동으로 조절하여 발광 각도를 가변할 수 있는 이점이 있다. 9 shows an example in which light is radiated through the light emitting module 710 and then is received through the light receiving module 720. FIG. The distance (distance) between the plurality of light emission lenses 710a and 710b included in the light emitting module 710 can be automatically or manually determined according to the environment information of the vehicle (for example, the speed of the vehicle or the area to be searched The light emission angle can be varied and adjusted. Accordingly, the optical system 100 and the Lidar sensor 700 according to an embodiment of the present invention can automatically adjust the interval between the plurality of luminous lenses so as to be suitable for use without having to separately provide an optical system for each luminous angle There is an advantage that the light emission angle can be varied.
도 10 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 각도를 가변하는 방법을 나타낸 순서도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of varying a light emission angle according to an exemplary embodiment of the present invention.
단계 1010에서 라이다 센서(700)는 당해 라이다 센서(700)가 탑재된 장치(예를 들어, 차량)의 속도를 입력받는다. In step 1010, the Lydia sensor 700 receives the speed of the device (e.g., vehicle) on which the Lydia sensor 700 is mounted.
단계 1015에서 라이다 센서(700)는 입력된 속도에 따라 복수의 발광 렌즈 사이의 간격(거리)를 조절하여 발광 각도를 가변한다.In step 1015, the Lidar sensor 700 adjusts the light emission angle by adjusting the distance (distance) between the plurality of light emission lenses according to the input speed.
예를 들어, 라이다 센서(700)는 입력된 속도가 이전 입력된 속도보다 빠르면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절할 수 있다. 또한, 라이다 센서(700)는 입력된 속도가 이전 입력된 속도보다 느리면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절할 수 있다. For example, if the input speed is faster than the previously input speed, the Lidar sensor 700 can be adjusted to narrow the interval between the plurality of luminescent lenses. In addition, if the input speed is slower than the previously input speed, the Lidar sensor 700 can be adjusted to widen the interval between the plurality of luminescent lenses.
또한, 라이다 센서(700)는 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 조절하여 발광 각도를 조절함에 있어, 인공 지능 알고리즘을 적용할 수 있다. 즉, 라이다 센서(700)는 인공 지능 알고리즘에 환경 정보에 따른 복수의 발광 렌즈 사이의 간격 조절을 학습한 후 학습된 인공 지능 알고리즘을 기반으로 신규 환경 정보에 따른 최적의 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 조절되도록 할 수 있다. In addition, an artificial intelligence algorithm can be applied to adjust the light emission angle by adjusting the interval between the plurality of light emission lenses. In other words, the RIDAR sensor 700 learns the adjustment of the spacing between the plurality of luminous lenses according to the environment information in the artificial intelligence algorithm, and then, based on the learned artificial intelligence algorithm, The interval can be adjusted.
단계 1020에서 라이다 센서(700)는 가변된 발광 각도로 광을 조사한 후 타겟을 통해 반사된 광을 수광한다. In step 1020, the Lidar sensor 700 irradiates light with a variable emission angle, and then receives light reflected through the target.
도 10에서는 차량의 속도에 따라 라이다 센서(700)에 구비된 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 자동으로 조절하여 발광 각도를 가변하는 것을 가정하여 설명하고 있다. 다른 예를 들어, 라이다 센서(700)는 검색 대상 면적과 같이 다른 환경 정보에 따라 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 자동으로 조절하여 발광 각도를 가변할 수도 있다. 즉, 라이다 센서(700)는 검색 대상 면적이 넓으면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절할 수 있다. 또한, 라이다 센서(700)는 검색 대상 면적이 좁으면, 복수의 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절할 수 있다. In FIG. 10, it is assumed that the light emission angle is varied by automatically adjusting the interval between the plurality of light emission lenses provided in the LIDAR sensor 700 according to the speed of the vehicle. In another example, the LIDAR sensor 700 may automatically vary the light emission angle by automatically adjusting the interval between the plurality of light-emitting lenses according to other environmental information such as a search target area. That is, when the area to be searched is large, the Lidar sensor 700 can be adjusted so that the interval between the plurality of luminescent lenses becomes narrow. Further, if the area to be searched is narrow, the Lidar sensor 700 can be adjusted so that the interval between the plurality of luminescent lenses becomes wider.
본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The apparatus and method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on a computer-readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be known and available to those of ordinary skill in the computer software arts. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100: 광학계
110a, 110b: 렌즈부
120: 광 각도 조절 부재
100: Optical system
110a, 110b:
120: light angle adjusting member

Claims (18)

  1. 일면에 확산 패턴이 형성된 제1 렌즈부와 상기 제1 렌즈부와 대면하도록 배치되며, 일면에 수렴 패턴이 형성된 제2 렌즈부를 포함하는 제1 렌즈군; 및
    상기 제1 렌즈군과 일정 거리 이격되어 배치되는 제2 렌즈군을 포함하되,
    상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학계.
    A first lens unit including a first lens unit having a diffusion pattern formed on one surface thereof and a second lens unit facing the first lens unit and having a converging pattern formed on one surface thereof; And
    And a second lens group disposed at a predetermined distance from the first lens group,
    And the second lens group includes the first lens unit and the second lens unit.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 확산 패턴과 상기 수렴 패턴은 동일한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학계.
    The method according to claim 1,
    Wherein the diffusion pattern and the converging pattern are formed in the same pattern.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 확산 패턴과 상기 수렴 패턴은 상이한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학계.
    The method according to claim 1,
    Wherein the diffusing pattern and the converging pattern are formed in different patterns.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 확산 패턴 및 상기 수렴 패턴은 각각 플라이아이 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학계.
    The method according to claim 1,
    Wherein the diffusion pattern and the converging pattern are fly-eye lenses, respectively.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 조절하는 조절 부재를 더 포함하는 광학계.
    The method according to claim 1,
    And an adjusting member for adjusting an interval between the first lens unit and the second lens unit.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 조절 부재는 리니어 모터, 에어 튜브 또는 전기/전자적으로 간격 조절이 가능한 장치를 포함하되,
    상기 광학계가 탑재된 장치로부터 입력되는 환경에 기반하여 상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 광학계.
    6. The method of claim 5,
    The adjustment member includes a linear motor, an air tube or an electrically / electronically spaced device,
    Wherein an interval between the first lens unit and the second lens unit is adjusted based on an environment input from an apparatus on which the optical system is mounted.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 환경은,
    상기 장치의 전압, 전류, 속도, 시간, 일조량, 습도, 계절, 주야 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 광학계.
    The method according to claim 6,
    Preferably,
    Wherein at least one of the voltage, the current, the speed, the time, the amount of sunshine, the humidity, the season, and the day / night information of the apparatus is at least one of information.
  8. 삭제delete
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이의 거리를 조절하는 조절부재를 더 포함하는 특징으로 하는 광학계.


    The method according to claim 1,
    And an adjusting member for adjusting a distance between the first lens group and the second lens group.


  10. 삭제delete
  11. 삭제delete
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