KR102046258B1 - 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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KR102046258B1 KR1020180105919A KR20180105919A KR102046258B1 KR 102046258 B1 KR102046258 B1 KR 102046258B1 KR 1020180105919 A KR1020180105919 A KR 1020180105919A KR 20180105919 A KR20180105919 A KR 20180105919A KR 102046258 B1 KR102046258 B1 KR 102046258B1
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정종택
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Abstract

Disclosed are an optical system capable of adjusting a light emitting beam angle, a lidar sensor, and a light emitting angle adjustment method thereof. The optical system capable of adjusting a light emitting beam angle comprises: 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.

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}A optical system capable of adjusting a beam angle, a Lidar sensor and 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 emission beam angle, a lidar sensor and a method of adjusting the emission angle thereof.

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.  In general, in order to transmit the light beam of the laser sensor far away, it is necessary to convert the light beam to parallel light. In other words, when the beam is flying through space, the smaller the beam spreads, the less energy is lost and thus can be sent farther. However, in order to measure an object in a wide range, the light emitting beam is intentionally spread out.

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. In general, since the emitted laser beam has a Gaussian distribution, the intensity of light at the center is stronger than the edges. In this case, the lens is used for the parallel light effect. In this case, since the beam in the center part appears strong, a fly's eye lens is used to uniformize the overall light intensity of the parallel light converted beam.

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 light emitting beam is spread using the fly's eye lens, the light emitting angle is fixed according to the refractive index of the lens, and thus, it is difficult to vary the light emitting angle according to the use.

본 발명은 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서 및 이의 발광 각도 조절 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an optical system capable of adjusting an emission beam angle, a lidar sensor, and a method of adjusting an emission angle thereof.

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 is to provide an optical system capable of adjusting the light emission beam angle that can vary the light emission angle according to the speed or area to be monitored (area), a lidar sensor and a method of adjusting the light emission angle thereof.

본 발명의 일 측면에 따르면, 발광 빔 각도 조절이 가능한 광학계, 라이다 센서가 제공된다. According to one aspect of the invention, there is provided an optical system, a lidar sensor capable of adjusting the light emission 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 one embodiment of the invention, the first lens unit is formed with a diffusion pattern on one surface; And an optical system including 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 convergence pattern may each be formed of a fly's eye lens.

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 조절하는 조절 부재를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include an adjusting member configured to adjust a gap 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. The adjustment member may include a linear motor, an air tube, or an electronically adjustable device, and adjust the distance between the first lens unit and the second lens unit based on an environment input from the device on which the optical system is mounted. I can regulate it.

상기 환경은, 상기 장치의 속도, 시간, 일조량, 습도, 계절, 주야 정보 중 적어도 하나이다. The environment is at least one of speed, time, sunshine, humidity, season, day and night information of the device.

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 group spaced apart from the first lens group including the first lens unit and the second lens unit by a predetermined distance, wherein the second lens group includes the first lens unit and the second lens unit. It may include.

상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이의 거리를 조절하는 조절부재를 더 포함할 수 있다. It may further include an adjustment member for adjusting the 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, a lidar sensor, the light emitting module for emitting a beam; And a light receiving module that receives a beam reflected by a target, wherein the light emitting module adjusts a distance between the plurality of light emitting lenses based on environmental information input from a device equipped with the lidar sensor to adjust the light beam angle. A lidar sensor may be provided that adjusts.

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 unit for emitting light; A plurality of light emitting lenses; And an emission angle adjusting member configured to adjust an emission beam angle by adjusting a distance between a plurality of emission lenses based on environment information input from the mounted device.

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 conversion unit positioned between the light emitting unit and the plurality of light emitting lenses and converting the 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 convergence 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 a distance between the plurality of light receiving lenses; And a light receiving unit configured to receive the light through the plurality of light receiving lenses whose light receiving angle is 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, a method of adjusting the light emission angle of a lidar sensor is provided.

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, a method of adjusting an emission angle of a lidar sensor, the method comprising: receiving environmental information from a device in which the lidar sensor is tapped; Adjusting a light emission angle by adjusting a distance between a plurality of light emitting lenses based on the environment information; And irradiating light through a plurality of light emitting lenses whose light emission angles are 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.If the speed information is faster than the previous speed information, adjusting the distance between the light emitting lenses to be narrow when the environmental information is speed; And when the speed information is slower than the previous speed information, it may include adjusting to widen the interval between the light emitting lenses.

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 space between the plurality of light emitting lenses to be narrowed when the area to be searched is widened when the environment information is a area to be searched; And adjusting the width of the plurality of light emitting lenses to widen when the search target area 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. By providing an optical system capable of adjusting the light emission beam angle, a lidar sensor, and a light emission angle adjustment method thereof according to an embodiment of the present invention, the light emission angle may be changed according to at least one of the speed and the monitoring target 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. Through this, the present invention does not need to provide an optical system for each light emitting angle separately, there is an advantage that can lower the manufacturing cost, there is an advantage that can minimize the area.

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. 1 is a view schematically showing the configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a diffusion pattern and a convergence pattern according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are exemplary diagrams of a diffusion pattern and a convergence pattern according to another embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a shape of a diffusion pattern or a convergence 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 showing 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.
FIG. 9 is a view illustrating light emission and light reception of a lidar sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
10 is a flowchart illustrating a method of varying an emission angle according to an 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 forms unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit 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. 1 is a view schematically showing the configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a diffusion pattern and a convergence pattern according to an embodiment of the present invention, Figure 3 and 4 is a diagram 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, the optical system 100 according to the exemplary embodiment 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 unit 110a and the second lens unit 110b are disposed to face each other. The first lens unit 110a and the second lens unit 110b are spaced apart from each other. A diffusion pattern is formed on one surface of the first lens unit 110a. For example, a diffusion pattern may be formed on the exit surface of the first lens unit 110a. In addition, a convergence pattern is formed on one surface of the second lens unit 110b. For example, a convergence pattern may be formed on the incident surface of the second lens unit 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 the present specification, for the convenience of understanding and explanation, the shape of the diffusion pattern and the convergence pattern is assumed to be the same, and the description thereof will be mainly performed. However, the shapes of the diffusion pattern and the convergence pattern may be different. 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 diffusion pattern and a converging pattern may be formed on the emission surface of the first lens unit 110a and the incident surface of the second lens unit 110b as fly fly lenses.

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. In more detail, the exit surface of any one of the first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be formed of a fly's eye lens. In addition, the incident surface of the other of the first lens unit 110a and the second lens unit 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 emission surface of the first lens unit 110a may be formed of a fly's eye lens, and the incident surface of the second lens unit 110b may be formed of a fly's eye lens. As such, when the exit surface of the first lens unit 110a and the incident surface of the second lens unit 110b are each formed of a fly's eye lens, the incident surface of the first lens unit 110a and the second lens unit ( The first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be disposed in such a manner that the emission surfaces of 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 another example, the first lens unit 110a and the second lens unit 110b may be formed in patterns having different diffusion patterns and convergence patterns. As illustrated 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 first lens unit 110a and the second lens unit 110b have the same shape and 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, the shape and size of the diffusion pattern of the first lens unit 110a and the convergence pattern of the second lens unit 110b may be different depending on the implementation method. In addition, in the present specification, for convenience of understanding and description, the diffusion pattern of the first lens unit 110a and the convergence pattern of the second lens unit 110b are assumed to be formed in semi-circular shapes, respectively. Naturally, it may be formed 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, a diffusion pattern formed on one surface of the first lens unit 110a and a convergence pattern formed on one surface of the second lens unit 110b are formed in a semicircular curved shape as illustrated in FIGS. 1 to 4. In this case, it is preferable that each shape (i.e., semicircle and semicircle) is formed without a curved surface for reflection efficiency when light passes through the diffusion pattern and the convergence pattern. However, a diffusion pattern is formed on one surface of the first lens unit 110a through an etching process, and a convergence pattern is also formed on the second lens unit 110b through an etching process. Due to the characteristics of the etching process, a fine process is required to form a sharp shape without a curved surface between shapes and shapes of an ideal pattern, and there is a problem in that the cost is very high. Thus, as shown in FIG. 5, the first lens unit 110a and the second lens unit 110b may have a fine curved surface between the shape and the shape of the pattern.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학계와 같이 각도 조절이 가능한 복수의 렌즈부를 통해 빔의 발산 각도를 조절하여 타겟으로 조사할 수 있다. Like the optical system according to an embodiment of the present invention, the beam may be irradiated to the target by adjusting the divergence angle of the beam through a plurality of lens parts capable of angle adjustment.

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 light angle adjusting member 120 adjusts a distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b. At this time, the light angle adjusting member 120 is automatically linked to the speed of the device (for example, a vehicle) on which the optical system is mounted to automatically adjust the distance between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b. Can be.

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 adjusting member 120 may include a linear motor or an air tube. Of course, the light adjusting member 120 may be a device that can be electrically or electronically adjustable in addition to the linear motor or the air tube. Accordingly, the light angle adjusting member 120 adjusts the linear motor, the air tube, or an electrically / electronically adjustable device based on the environmental information input to the optical system to adjust the first lens unit 110a and the second lens unit ( The distance (distance) between 110b) can be adjusted. Here, the environmental information may be voltage, current, speed, amount of sunshine, weather, day and night information, humidity, time, inspection target area, etc. of the device on which the optical system is mounted. To this end, although not separately shown in FIG. 1, it is natural that the optical system may be linked with a control unit of the device. For example, when the apparatus in which the optical system is mounted is a vehicle, the optical system may be interlocked with the ECU of the vehicle and receive environmental information about the vehicle from the ECU. Accordingly, the optical system may 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. As such, the angle of the beam emitted by the light emitting unit may be adjusted by adjusting the distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b.

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 by the distance (distance) between the first lens unit 110a and the second lens unit 110b is 60 degrees, 40 degrees, and 20 degrees. You can adjust with either.

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 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be narrowed. In addition, when the input speed is slower than the previously input speed, the light angle adjusting member 120 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be wider.

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. For another example, when the input environmental information is the amount of sunshine, the light angle adjusting member 120 may adjust the interval between the plurality of light emitting lenses to be narrower as the amount of sunshine is smaller (when the amount of sunshine is below the reference value or at night). Through this, the optical system can widen the angle of the emitted beam to spread the light emitting beam. In addition, as the amount of sunshine increases (when the amount of sunshine exceeds or decreases the reference value), the light angle adjusting member 120 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to increase. Through this, the distance between the plurality of light emitting 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, assume that the optical system is provided on the front and rear of the vehicle, respectively. In this case, the optical system located on the front side of the vehicle is referred to as a first optical system, and the optical system disposed on the back side 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 may be adjusted to the first interval (distance). In addition, 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 may be adjusted to a second interval (distance). Here, the first interval (distance) may be a narrower interval than the second interval (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, in the case of the front surface of the vehicle, the distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the first optical system is narrowly adjusted to detect a wider area so that the light beam is spread by widening the angle of the emitted beam. Can be. In addition, the second optical system disposed on the rear surface of the vehicle adjusts the distance between the first lens unit and the second lens unit provided in the second optical system so as to detect a relatively narrower area than the first optical system, thereby adjusting the angle of the beam emitted. You can also narrow it.

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, a configuration of an optical system including a plurality of lenses capable of adjusting angles of emitted beams (light-emitting beams), and the distance (distance) between the lenses may be adjusted according to at least one of a speed and a surveillance area is described. Hereinafter, the structure of the lidar sensor including the optical system described with reference to FIG. 1 in the light emitting module will be described.

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 diagram showing the structure of an optical system according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, an 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 ( An adjusting member 630 is provided between the 620 to adjust the distance (interval) between the first lens group 610 and the second lens group 620. Of course, the first lens group 610 and the second lens group 620 have the same structure as that of the optical system described with reference to FIG. 1. In another embodiment of the present invention, a plurality of optical systems described with reference to FIG. 1 may be disposed, and a separate adjusting member 630 may be provided to adjust the distance between the plurality of optical systems. The adjusting member 630 may 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. 7 is a view schematically showing the structure of a lidar sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a view showing a detailed structure of a lidar sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is FIG. 5 is a diagram illustrating light emission and light reception of a lidar sensor according to an exemplary 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 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light emitting module 710 and a light receiving module 720.

도 8을 참조하여 발광 모듈(710)과 수광 모듈(720)의 상세 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. A detailed structure of the light emitting module 710 and the light receiving module 720 will be described with reference to FIG. 8.

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 emission angle adjusting member 720, a light converter 730, and a light emitter 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 light emitting lenses 710a and 710b are spaced apart from each other and disposed to face each other. The plurality of light emitting lenses 710a and 710b may emit light whose light emission angle is adjusted according to the distance (interval) between the light emitting 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 light emitting lenses 710a and 710b will be collectively described as a first light emitting lens 710a and a second light emitting lens 710b.

제1 발광 렌즈(710a)는 최종 광을 출사하기 위한 수단이다.The first light emitting 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 light emitting lens 710b is a lens to which light emitted by the light emitter 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 light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b are spaced apart from each other and disposed to face each other. In addition, each surface of the first light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b may be a fly's 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 emission surface (the surface from which light is emitted) of the first light emitting lens 710a is configured as a fly's eye lens. In addition, the incident surface (the surface on which light is incident) of the second light emitting lens 710b may be configured as a fly's 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 incident surface of the first light emitting lens 710a and the exit surface of the second light emitting lens 710b may be disposed to 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 part 740 is incident through the incident surface of the second light emitting lens 710b and then focused after being focused by the fly's eye lens formed on the incident surface of the second light emitting lens 710b. The angle of the emission beam may be adjusted by the fly's eye lens formed on the emission surface of the first emission 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's eye lens are obvious to those skilled in the art, a separate description of the shape and function of the fly's eye lens will be omitted.

발광 각도 조절부재(720)는 복수의 발광 렌즈(710a, 710b) 사이의 간격(거리)를 조절하여 발광 각도를 조절한다. The light emission angle adjusting member 720 adjusts the light emission angle by adjusting a distance (distance) between the light emitting 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. At this time, the light emission angle adjusting member 720 is a distance between the first light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b according to at least one of the speed input from the device equipped with the lidar sensor and the search target range ( Distance).

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, as the distance (distance) between the first light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b is adjusted, light with the adjusted light emission angle may be emitted. As a result, the area monitored by the lidar sensor 700 may vary.

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 emission angle adjusting member 720 may include a linear motor or an air tube (band) as described above with reference to FIG. 1. That is, by controlling the linear motor or the air tube, the distance (distance) between the first light emitting lens 710a and the second light emitting lens 710b may be adjusted to adjust the angle of the light emitting beam that is finally emitted.

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 converter 730 converts the beam emitted by the light emitter 740 into parallel light and outputs the parallel light to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. In general, in order to transmit the beam emitted by the light emitter 740 far, it is necessary to convert the light beam into parallel light. In other words, when the beam is flying through space, the smaller the beam spreads, the less energy is lost and thus can be sent farther.

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. Therefore, the light conversion unit 730 according to an embodiment of the present invention may convert the beam emitted by the light emission unit 740 into parallel light and transmit the same to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Through this, 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 to 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 converter 730 may be positioned above the light emitter 740 and may be positioned below the front ends of the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Here, the light converter 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 light emitting means. For example, the light emitter 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 emitter 740 may be converted into parallel light by the light converter 730 and transferred to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b. Beams transmitted to the plurality of light emitting lenses 710a and 710b may be output by adjusting an angle. Here, the angle may be determined by the distance (distance) between the plurality of lenses provided in the plurality of light emitting lenses 710a and 710b.

이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Since this is the same as already 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. For convenience, 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.In addition, the light receiving module 720 may include a light receiving angle adjusting member 760 that adjusts a distance (distance) between the plurality of light receiving lenses 750a and 750b. The light receiving angle adjusting member 760 included in the light receiving module 720 is different from the light emitting angle adjusting member 720 included in the light emitting module 710 after the initial tuning, and separately between the light receiving lenses 750a and 750b. Distance).

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. In addition, 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 may adjust the light receiving angle by adjusting an interval (distance) between the plurality of light receiving lenses 750a and 750b. The light receiving angle adjusting member 760 may include, for example, a ring. That is, a plurality of rings may be used to adjust the distance (distance) between the plurality of 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 may be adjusted by adjusting the number of rings positioned between the plurality of light receiving lenses 750a and 750b. In the present specification, for convenience of understanding and description, it is assumed that the number of rings is adjusted between the plurality of light receiving lenses 750a and 750b to adjust the light receiving angle. In addition to the ring, it may be implemented by an air band (tube) according to the implementation method.

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 of which the light receiving angles are adjusted. Since this is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof 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 illustrates an example of receiving light through the light receiving module 720 after irradiating light through the light emitting module 710. The distance (distance) between the plurality of light emitting lenses 710a and 710b included in the light emitting module 710 may be automatically or manually adjusted according to the environment information of the vehicle (for example, the speed of the vehicle or the search target area (area)). By adjusting, the light emission angle can be adjusted. Through this, the optical system 100 and the lidar sensor 700 according to an embodiment of the present invention automatically adjust the interval between the plurality of light emitting lenses to suit the purpose without having to separately provide an optical system for each light emission 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 an emission angle according to an 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 lidar sensor 700 receives a speed of a device (eg, a vehicle) on which the lidar 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 operation 1015, the lidar sensor 700 adjusts an interval (distance) between the plurality of light emitting lenses according to the input speed to change the light emission angle.

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, when the input speed is faster than the previously input speed, the lidar sensor 700 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be narrowed. In addition, if the input speed is slower than the previously input speed, the lidar sensor 700 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be wider.

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, the lidar sensor 700 may apply an artificial intelligence algorithm to adjust the light emission angle by adjusting the distance between the plurality of light emitting lenses. That is, the Lidar sensor 700 learns the artificial intelligence algorithm to adjust the spacing between the plurality of light emitting lenses according to the environmental information, and then, based on the learned artificial intelligence algorithm, between the optimal plurality of light emitting lenses according to the new environmental information. The spacing can be adjusted.

단계 1020에서 라이다 센서(700)는 가변된 발광 각도로 광을 조사한 후 타겟을 통해 반사된 광을 수광한다. In operation 1020, the lidar sensor 700 emits light at a variable emission angle and 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 changed by automatically adjusting a distance between a plurality of light emitting lenses provided in the lidar sensor 700 according to the speed of the vehicle. For another example, the lidar sensor 700 may vary the light emission angle by automatically adjusting the distance between the plurality of light emitting lenses according to other environmental information such as a search target area. That is, if the area to be searched is wide, the lidar sensor 700 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be narrower. In addition, if the area to be searched is narrow, the lidar sensor 700 may adjust the gap between the plurality of light emitting lenses to be 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.Apparatus and method according to an embodiment of the present invention is implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like. The program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks such as floppy disks. Hardware devices specially 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 not only machine code generated by a compiler, but also 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 device 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.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

100: 광학계
110a, 110b: 렌즈부
120: 광 각도 조절 부재 100: optical system
110a and 110b: lens unit
120: light angle adjustment member

Claims (13)

광학계에 있어서,
일면에 확산 패턴이 형성된 제1 렌즈부;
상기 제1 렌즈부와 대면하도록 배치되며, 일면에 수렴 패턴이 형성된 제2 렌즈부; 및
상기 광학계가 탑재되는 장치로부터 수신되는 환경 정보에 따라 상기 광학계를 통해 조사되는 발광 빔 각도를 자동으로 가변 조절하도록 상기 환경 정보에 기초하여 상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이의 간격을 자동으로 가변 조절하는 조절 부재를 포함하되,
상기 조절 부재는, 상기 환경 정보가 속도인 경우, 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 빨라지면, 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절하고, 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 느려지는 경우, 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절하는 것을 특징으로 하는 광학계.
In the optical system,
A first lens unit having a diffusion pattern formed on one surface thereof;
A second lens unit disposed to face the first lens unit and having a converging pattern formed on one surface thereof; And
The distance between the first lens unit and the second lens unit is automatically adjusted based on the environment information to automatically variably adjust the light emission beam angle irradiated through the optical system according to environment information received from a device on which the optical system is mounted. Including a control member to variably adjust to,
The adjusting member adjusts the interval between the light emitting lenses to be narrower when the speed information becomes faster than the previous speed information when the environment information is the speed, and when the speed information becomes slower than the previous speed information, between the light emitting lenses. Optical system, characterized in that for adjusting the interval between the wide.
제1 항에 있어서,
상기 확산 패턴과 상기 수렴 패턴은 동일한 패턴 또는 상이한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학계.
The method of claim 1,
And the diffusion pattern and the convergence pattern are formed in the same pattern or in a different pattern.
제1 항에 있어서,
상기 확산 패턴 및 상기 수렴 패턴은 각각 플라이아이 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학계.
The method of claim 1,
The diffusion pattern and the convergence pattern are optical systems, characterized in that each fly eye lens.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 조절 부재는 리니어 모터, 에어 튜브 또는 전기/전자적으로 간격 조절이 가능한 장치를 포함하되,
상기 환경 정보는 상기 장치의 전압, 전류, 속도, 시간, 일조량, 습도, 계절, 주야 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 광학계.
The method of claim 1,
The adjusting member may include a linear motor, an air tube or an electrically / electronically adjustable device,
The environmental information is at least one of voltage, current, speed, time, amount of sunshine, humidity, season, day and night information of the device.
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 조절하되, 상기 환경 정보가 속도인 경우, 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 빨라지면, 발광 렌즈 사이의 간격이 좁아지도록 조절하고, 상기 속도 정보가 이전 속도 정보보다 느려지는 경우, 발광 렌즈 사이의 간격이 넓어지도록 조절하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
In the lidar sensor,
Light emitting module for emitting a beam; And
A light receiving module for receiving a beam reflected by the target,
The light emitting module adjusts a light emission beam angle by adjusting a distance between a plurality of light emitting lenses based on environment information input from a device on which the lidar sensor is mounted, and when the environment information is speed, the speed information is transferred. When the speed information is faster than the speed information, the distance between the light emitting lenses is adjusted to be narrow, and when the speed information is slower than the previous speed information, the rider sensor is characterized in that the distance between the light emitting lenses is widened.
제6 항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
The method of claim 6,
The light emitting module,
Light emitting unit for emitting light;
A plurality of light emitting lenses; And
And a light emitting angle adjusting member for adjusting a light emitting beam angle by adjusting a distance between a plurality of light emitting lenses based on environmental information input from the mounted device.
제7 항에 있어서,
상기 발광 모듈은,
상기 발광부와 상기 복수의 발광 렌즈 사이에 위치되며, 상기 발광부에 의해 발광된 광을 평행광으로 변환하는 광 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
The method of claim 7, wherein
The light emitting module,
And a light conversion unit positioned between the light emitting unit and the plurality of light emitting lenses and converting the light emitted by the light emitting unit into parallel light.
제6 항에 있어서,
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 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
The method of claim 6,
The light receiving module,
A plurality of light receiving lenses;
A light receiving angle adjusting member for adjusting a light receiving angle by adjusting a distance between the plurality of light receiving lenses; And
And a light receiving unit configured to receive the beam through the plurality of light receiving lenses whose light receiving angle is adjusted by the light receiving angle adjusting member.
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 포함하되,
상기 발광 각도를 조절하는 단계는,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 각도 조절 방법.

In the method of adjusting the light emission angle of the lidar sensor,
Receiving environmental information from a device in which the lidar sensor is tapped;
Adjusting a light emission angle by adjusting a distance between a plurality of light emitting lenses based on the environment information; And
Irradiating light through a plurality of light emitting lenses whose light emission angle is adjusted,
Adjusting the light emission angle,
If the speed information is faster than the previous speed information, adjusting the distance between the light emitting lenses to be narrow when the environmental information is speed; And
If the speed information is slower than the previous speed information, the light emitting angle adjustment method comprising the step of adjusting the interval between the light emitting lens is widened.

삭제delete 제10 항에 있어서,
상기 발광 각도를 조절하는 단계는,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 각도 조절 방법.
The method of claim 10,
Adjusting the light emission angle,
Adjusting the space between the plurality of light emitting lenses to be narrowed when the area to be searched is widened when the environment information is a area to be searched; And
And adjusting the area of the plurality of light emitting lenses to be wider when the area to be searched is narrowed.
제10 항에 있어서,
상기 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 조절하여 발광 각도를 조절하는 단계는,
인공 지능 알고리즘을 이용하여 상기 환경 정보에 따른 상기 복수의 발광 렌즈 사이의 간격 조절을 학습하되, 입력되는 환경 정보를 상기 학습된 인공 지능 알고리즘에 적용하여 상기 복수의 발광 렌즈 사이의 간격을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 발광 각도 조절 방법.

The method of claim 10,
Adjusting the light emission angle by adjusting the interval between the plurality of light emitting lenses,
Learning to adjust the spacing between the plurality of light emitting lenses according to the environment information using an artificial intelligence algorithm, by applying the input environmental information to the learned artificial intelligence algorithm to automatically adjust the spacing between the plurality of light emitting lenses Light emission angle adjustment method characterized in that.

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