KR102452341B1 - 물체 검출을 위한 라이다 센서 - Google Patents

물체 검출을 위한 라이다 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR102452341B1
KR102452341B1 KR1020197027059A KR20197027059A KR102452341B1 KR 102452341 B1 KR102452341 B1 KR 102452341B1 KR 1020197027059 A KR1020197027059 A KR 1020197027059A KR 20197027059 A KR20197027059 A KR 20197027059A KR 102452341 B1 KR102452341 B1 KR 102452341B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electromagnetic radiation
lidar sensor
micro
deflected
mirror
Prior art date
Application number
KR1020197027059A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190116444A (ko
Inventor
지크바르트 보가쳐
얀 슈파베르트
라이너 슈닛처
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20190116444A publication Critical patent/KR20190116444A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102452341B1 publication Critical patent/KR102452341B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4812—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서, 및 라이다 센서를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 라이다 센서는, 전자기 방사선을 방출하기 위한 광원(101), 방출 전자기 방사선(105)을 하나 이상의 각도(109)만큼 주변 환경으로 편향시키기 위한 편향 미러(104), 물체에 의해 반사된 전자기 방사선(106)을 수신하기 위한 광학 수신기(102), 및 수신 전자기 방사선(106)을 광학 수신기(102)로 편향시키기 위한 미러(103)를 구비한다. 이 경우, 미러(103)는 홀(107)을 구비하며, 이 홀(107)은 광원(101)의 메인 방사 축(108) 상에 배열되어 있다. 본 발명의 핵심은, 편향 미러(104)가 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성되어 있다는 데 있다.

Description

물체 검출을 위한 라이다 센서
본 발명은, 독립 청구항들의 전제부에 따른, 라이다 센서 및 라이다 센서를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래 기술에는, 예를 들어 차량의 주변 환경 내 스캐닝 공간 내부에 있는 물체를 검출하는 것을 가능하게 하는 다양한 센서 장치가 공지되어 있다. 이와 같은 센서 장치에는, 차량의 주변 환경을 스캔하는 라이다 센서(LIDAR: Light Detection And Ranging)가 속한다. 라이다 센서에 의해서 방출된 전자기 방사선은 주변 환경 내 물체에 의해 반사되거나 역산란되고, 라이다 센서의 광학 수신기에 의해서 수신된다. 상기 수신된 방사선을 참조하여, 주변 환경 내 물체의 위치 및 거리가 결정될 수 있다.
DE 10 2008 055 159 A1호에는, 진동하는 마이크로 기계식 미러에 의해 편향되는 레이저 빔을 이용한 레이저 스캐닝에 의해서, 검출 필드 내에 있는 장치의 주변 환경의 기하학적 구조를 기록하기 위한 장치가 공지되어 있다. 이 장치에서는, 마이크로 기계식 미러의 진동 진폭 및/또는 진동 주파수의 조정에 의해서 수직 및 수평 방향으로의 검출 필드가 사전에 설정될 수 있다.
라이다 센서를 차량의 특정 영역 내에 또는 특정 영역 상에 공간 절약 방식으로 설치하기 위해서는, 지금까지 공지된 해결책보다 더 적은 전체 체적 또는 더 낮은 전체 높이를 갖는 라이다 센서가 장점이 될 수 있을 것이다. 또한, 특히 차량에 사용하기 위한 기계적으로 견고한 라이다 센서에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은, 적어도, 전자기 방사선을 방출하기 위한 하나 이상의 광원, 방출 전자기 방사선을 하나 이상의 각도만큼 주변 환경으로 편향시키기 위한 편향 미러, 물체에 의해 반사된 전자기 방사선을 수신하기 위한 광학 수신기, 및 수신 전자기 방사선을 광학 수신기로 편향시키기 위한 미러를 갖는, 주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서로부터 출발한다. 미러는 홀을 구비하며, 이 경우 홀은 광원의 메인 방사 축 상에 배열되어 있다.
본 발명에 따라, 편향 미러는 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성되어 있다.
편향 미러는, 진동하는 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성될 수 있다. 편향 미러는, 또한 정적인 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성될 수도 있다.
방출 전자기 방사선의 빔 경로 내에서는, 미러가 광원과 편향 미러 사이에 배열될 수 있다. 수신 전자기 방사선의 빔 경로 내에서는, 미러가 편향 미러와 광학 수신기 사이에 배열될 수 있다.
편향 미러는 축을 따라 진동 방식으로 운동할 수 있다. 편향 미러는 또한 축을 따라 정적으로 운동할 수도 있다. 이와 같은 경우들에서는, 1차원 편향 미러가 다루어진다. 편향 미러는 대안적으로 2개의 축들을 따라 진동 방식으로 운동할 수 있다. 편향 미러는 대안적으로 2개의 축들을 따라 정적으로 운동할 수도 있다. 이와 같은 경우들에서는, 2차원 편향 미러가 다루어진다.
본 발명의 장점은, 적은 전체 체적, 특히 낮은 전체 높이를 갖는 라이다 센서가 실현될 수 있다는 데 있다. 편향 미러에 충돌하는 방출 전자기 방사선뿐만 아니라 편향 미러에 충돌하는 수신 전자기 방사선까지도 작은 빔 직경을 가질 수 있다. 이로 인해, 상응하는 높이의 샘플링 주파수를 갖는 소형 편향 미러가 사용될 수 있다. 충분히 기계적으로 견고한 라이다 센서가 실현될 수 있다. 홀을 갖는 미러를 통해, 방출 전자기 방사선의 빔 경로와 수신 전자기 방사선의 빔 경로가 서로 동축으로 연장될 수 있다. 방출 전자기 방사선 및 수신 전자기 방사선의 빔 경로 내에서의 광학적 손실이 가능한 한 방지될 수 있다. 다른 무엇보다, 수신 전자기 방사선은, 미러에 의해서 가능한 한 손실 없이 광학 수신기로 편향될 수 있다. 라이다 센서는, 충분히 크고 충분히 민감한 광학 수신기를 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 광원에 의해 메인 방사 축을 따라 방출되는 전자기 방사선이 편향 미러에 의해서 하나 이상의 각도만큼, 편향된 방출 전자기 방사선으로서 주변 환경으로 편향되는 것이 제안되어 있으며, 이 경우 하나 이상의 각도는 편향 미러의 배향에 의존한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 라이다 센서가 마이크로 광학 요소들의 필드를 더 구비하는 것이 제안되었다. 편향 미러 및 필드는, 하나 이상의 각도가 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소에 할당되도록 배열되어 있다. 각각의 요소에는 다양한 크기의 복수의 각도가 할당될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 라이다 센서가 광 수렴 요소를 더 구비하며, 이 광 수렴 요소는 마이크로 광학 요소들의 필드에 대해 거리를 두고 배열되어 있다. 편향된 방출 전자기 방사선이 각각의 마이크로 광학 요소에 충돌할 때, 상기 각각의 마이크로 광학 요소는 상기 편향된 방출 전자기 방사선을 발산 빔으로 확장시킨다. 광 수렴 요소는 발산 빔을 스캐닝 빔으로 변형시킨다. 본 실시예의 장점은, 방출 전자기 방사선의 총 출력이 증가된 경우에도 눈의 안전이 보장될 수 있다는 데 있다. 스캐닝 빔의 빔 직경은 사람 눈의 동공 직경보다 클 수 있다. 산란 입자에 대한 민감도는 낮게 유지될 수 있다.
편향 미러에서 편향된 방출 전자기 방사선은 주변 환경을 직접 스캐닝하지 않으며, 오히려 마이크로 광학 요소들의 필드를 스캐닝한다. 스캐닝 빔이 송출되는 방향은, 광 수렴 요소의 광학 축에 대한 각각 충돌되는 마이크로 광학 요소의 위치에 의존한다. 그렇기 때문에, 라이다 센서의 개방 각도는, 편향 미러에서의 전자기 방사선이 최대로 편향되는 각도보다 훨씬 더 클 수 있다. 이와 같은 방식으로, 넓은 개방 각을 갖는 스캐닝이 가능해진다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 마이크로 광학 요소들이 마이크로 렌즈들 또는 반사 요소들 또는 광 회절 요소들인 것이 제안되었다.
수렴 요소는, 마이크로 광학 요소들의 필드가 자신의 초점 평면에 놓여 있는 광학 렌즈일 수 있다. 이로 인해, 발산 빔은, 빔들이 거의 평행한 스캐닝 빔으로 변형된다. 대안적으로는, 렌즈 대신에 오목 미러도 생각할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 광 수렴 요소가 동시에 광학 수신기의 대물부를 형성하는 것이 제안되었다. 이로 인해, 수신 전자기 방사선은 방출 전자기 방사선과 동축이 될 수 있다. 이렇게 함으로써, 수신 전자기 방사선을 평가하는 경우에 역설 오류(paradox error)가 고려될 필요가 없다. 편향 미러와 광학 수신기 사이의 수신 전자기 방사선의 빔 경로 내에 배열된 미러에 의해서는, 수신 전자기 방사선이 광학 수신기로 편향될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 편향된 방출 전자기 방사선을 마이크로 광학 요소들의 필드로 편향시키는 미러 유닛이 광 수렴 요소의 광학 축 상에 배열되어 있는 것이 제안되었다. 이러한 미러 유닛에 의해서는, 수신 전자기 방사선도 마찬가지로 편향 미러로 편향될 수 있다. 본 실시예의 장점은, 라이다 센서의 빔 경로가 조정될 수 있다는 데 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서는, 미러 유닛이 만곡된 형태로 형성되어 있는 것이 제안되었다. 본 실시예의 장점은, 수차(aberration)가 보상될 수 있다는 데 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서는, 광학 수신기가 2개 이상의 검출기 요소들을 구비하는 것이 제안되었으며, 이 경우 2개 이상의 검출기 요소들은 라인 형태로 또는 매트릭스로서 배열되어 있다. 본 실시예의 장점은, 수신 전자기 방사선의 위치 및 출력을 참조하여, 주변 환경에서 검출된 물체의 측정된 거리의 타당성 검사가 실행될 수 있다는 데 있다. 이와 같은 가능성은, 편향 미러가 전자기 방사선의 통과 시간에 상응하게, 수신 전자기 방사선의 이동을 야기한다는 사실에 의해서 나타난다.
본 발명에 따라, 주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서를 제어하기 위한 방법이 또한 청구된다. 이 방법은 다음과 같은 단계들, 즉 미러의 홀을 통해 전자기 방사선을 방출하기 위한 광원을 제어하는 단계, 방출 전자기 방사선을 하나 이상의 각도만큼 주변 환경으로 편향시키기 위한 편향 미러를 제어하는 단계, 및 물체에 의해 반사된 전자기 방사선을 광학 수신기를 이용해서 수신하는 단계를 포함한다. 이 경우, 편향 미러는 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 하나 이상의 각도만큼 편향된 방출 전자기 방사선이 필드의 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소에 충돌하도록, 편향 미러의 제어가 이루어지는 것이 제안되었다.
이하에서는, 본 발명의 두 가지 실시예들이, 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 도면부에서,
도 1은 본 발명에 따른 라이다 센서의 개략도를 도시하며,
도 2는 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 센서의 개략도를 도시한다.
도 1에 도시된 라이다 센서는, 스펙트럼의 가시 영역에서 또는 선택적으로 적외선 영역에서도 전자기 방사선(105)을 방출하는 레이저를 광원(101)으로서 구비한다. 라이다 센서는 미러(103)를 더 포함한다. 미러(103)는 자신의 미러 표면의 중심에 홀(107)을 구비한다. 미러(103)는 라이다 센서의 광원(101)과 편향 미러(104) 사이에 배열되어 있다. 미러(103)는, 홀(107)이 광원(101)의 메인 방사 축(108) 상에 배열되도록 배열되어 있다. 광원(101)에 의해서 메인 방사 축(108)을 따라 방출되는 전자기 방사선(105)은, 홀(107)을 통해 가능한 한 손실 없이 편향 미러(104)로 지향된다.
편향 미러(104)는 마이크로 기계식 편향 미러이다. 이중 화살표에 의해서 지시된 바와 같이, 편향 미러(104)는 축을 따라 진동 방식으로 또는 정적으로 운동한다. 제1 축에 대해 직각으로 연장되는 제2 축을 중심으로 편향 미러(104)가 진동 방식으로 또는 정적으로 운동하는 것도 가능하다. 편향 미러(104)는, 방출 전자기 방사선(105)을, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 주변 환경으로 편향시킨다. 이 경우, 편향 미러(104)의 제어는, 방출 전자기 방사선(105)이 제1 배향에서는 하나 이상의 각도만큼, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 주변 환경으로 편향되는 방식으로 이루어진다. 도 1에는, 상기 하나의 각도(109)가 표기되어 있다. 편향 미러의 제2 배향에서는, 방출 전자기 방사선(105)이 제1 각도와는 상이한 하나 이상의 또 다른 각도만큼, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 주변 환경으로 편향될 수 있다.
편향된 방출 전자기 방사선(105-1)이 주변 환경에서 물체에 충돌하면, 전자기 방사선은 물체에 의해 반사되며 그리고/또는 역산란된다. 반사된 그리고/또는 역산란된 전자기 방사선(106)은 라이다 센서에 의해서 수신된다. 전자기 방사선(106)은, 편향 미러(104) 및 앞에서 이미 기술된 미러(103)를 통해 광학 수신기(102) 상에 입사된다. 미러(103)는, 편향 미러(104)와 광학 수신기(102) 사이의 수신 전자기 방사선의 빔 경로를 따라 배열되어 있다. 광학 수신기(102)는, 예를 들어 라인 형태로 또는 매트릭스로서 배열된 검출기 요소들을 구비한다.
도 2는, 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 센서를 보여준다. 이 라이다 센서에서는, 광원(101)에 의해 메인 방사 축(108)을 따라 그리고 가능한 한 손실 없이 홀(107)을 통해 라이다 센서의 편향 미러(104)로 지향된 방출 전자기 방사선(105)이, 편향 미러(104)에 의해서, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 마이크로 광학 요소들(203)의 필드(202)로 가이드 된다. 본 예에서는, 마이크로 광학 요소로서 광 회절 요소(203)가 제공되어 있다. 하지만, 선택적으로는 광 굴절 요소 또는 광 반사 요소도 제공될 수 있다.
방출 전자기 방사선(105)이, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 편향되는 하나 이상의 각도는, 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)에 할당되어 있다. 도 2에 도시된 각도(109)는 마이크로 광학 요소(203-1)에 할당되어 있다. 각각의 요소(203)에 다양한 크기의 복수의 각도가 할당될 수 있다. 예를 들어, 방출 전자기 방사선(105)이, 상기 각도(109)의 크기와 약간 상이한 크기를 갖는 각도만큼 편향 미러(104)에 의해서 편향되면, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은 똑같이 마이크로 광학 요소(203-1)에 충돌하게 된다. 상기 각도(109)의 크기와 또 다른 편향 각도의 크기의 차이가 사전에 설정된 값을 초과하면, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은 예를 들어 인접한 마이크로 광학 요소(203-2)에 충돌한다.
광 회절 요소들(203) 중, 편향된 전자기 방사선(105-1)이 충돌하는 광 회절 요소는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)을 발산 빔(205)으로 확장시킨다. 발산 빔(205)은 렌즈(204) 형태의 광 수렴 요소에 충돌한다. 필드(202)와 렌즈(204) 사이의 거리(y)는 렌즈(204)의 초점 거리에 대략 상응한다. 렌즈(204)는, 발산 빔(205)을 거의 평행한 스캐닝 빔(206)으로 변형시킨다. 스캐닝 빔(206)의 빔 직경은, 방출 전자기 방사선(105)의 빔의 빔 직경보다 크다. 스캐닝 빔(206)의 빔 직경은, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)의 빔의 빔 직경보다 크다.
스캐닝 빔(206)의 방출 방향은, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)이 곧바로 충돌하는 광 수렴 요소(204)의 광학 축에 대한 마이크로 광학 요소(203)의 위치에 의존한다. 이와 같은 방식으로, 편향 미러(104)는 간접적으로 스캐닝 빔(206)의 편향도 야기한다. 스캐닝 빔(206)은 라이다 센서의 주변 환경을 스쳐서 지나간다. 스캐닝 빔(206)이 스쳐 지나가는 각도 범위는 렌즈(204)의 초점 거리에 의존한다. 상기 각도 범위는, 편향 미러(104)가 운동하는 각도 범위의 2배보다 훨씬 더 클 수 있다.
편향 미러(104)와 필드(202) 사이에 또 다른 미러 유닛(201)이 제공되어 있다. 미러 유닛(201)은 필드(202)와 거리(x)를 두고 배열되어 있다. 상기 또 다른 미러 유닛(201)은, 만곡된 미러로서 수차를 보상하도록 형성되어 있다. 미러 유닛(201)은, 편향 미러(104)에 의해 편향된 전자기 방사선(105)이 렌즈(204)의 광학 축을 따라 필드(202) 상에 입사되도록, 상기 편향 미러에 의해 편향된 전자기 방사선(105)을 편향시킨다.

Claims (11)

  1. 주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서이며, 상기 라이다 센서는
    전자기 방사선(105)을 방출하기 위한 광원(101),
    방출 전자기 방사선(105)을 하나 이상의 각도(109)만큼 주변 환경으로 편향시키기 위한 편향 미러(104),
    물체에 의해 반사된 전자기 방사선(106)을 수신하기 위한 광학 수신기(102), 및
    수신 전자기 방사선(106)을 광학 수신기(102)로 편향시키기 위한 미러(103)를 구비하며, 미러(103)는 홀(107)을 구비하며,
    홀(107)은 광원(101)의 메인 방사 축(108) 상에 배치된,
    라이다 센서에 있어서,
    편향 미러(104)는 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성되어 있고,
    라이다 센서는 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)의 필드(202)를 더 구비하고,
    편향 미러(104) 및 필드(202)는, 하나 이상의 각도(109)가 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)에 대응되도록 배치되고,
    방출 전자기 방사선(105)이 편향 미러(104)에 의해 상기 하나 이상의 각도(109)로 편향된 경우에는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은 상기 하나 이상의 각도(109)가 대응되는 미소 광학 소자(203-1)와 충돌하고, 상기 하나 이상의 각도(109)의 값과 다른 편향 각도의 값의 차가 소정값을 초과하는 경우에는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은, 상기 미소 광학 소자(203-1)에 인접하여 배치된 미소 광학 소자(203-2)와 충돌하고,
    라이다 센서는 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)의 필드(202)에 대해 거리(y)를 두고 배치된 광 수렴 요소(204)를 더 구비하고,
    각각의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)는 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)과 충돌할 때, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)을 발산 빔(205)으로 확장시키며, 그리고
    광 수렴 요소(204)는 발산 빔(205)을 스캐닝 빔(206)으로 변형시키는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  2. 제1항에 있어서, 광원(101)에 의해 메인 방사 축(108)을 따라 방출되는 전자기 방사선(105)은 편향 미러(104)에 의해서 하나 이상의 각도(109)만큼, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)으로서 주변 환경으로 편향되며, 상기 하나 이상의 각도는 편향 미러의 배향에 의존하는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)은 마이크로 렌즈들 또는 반사 요소들 또는 광 회절 요소들인 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  4. 제1항에 있어서, 광 수렴 요소(204)는 동시에 광학 수신기(102)의 대물부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 광 수렴 요소(204)의 광학 축 상에는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)을 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)의 필드(202)로 편향시키는 미러 유닛(201)이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  6. 제5항에 있어서, 미러 유닛(201)은 만곡된 미러로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 수신기(102)는 2개 이상의 검출기 요소들을 구비하며, 상기 2개 이상의 검출기 요소들은 행열 형태로서 또는 매트릭스로서 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서.
  8. 주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서를 제어하기 위한 방법으로서,
    미러(103)의 홀(107)을 통해 전자기 방사선(105)을 방출하기 위한 광원(101)을 제어하는 단계,
    방출 전자기 방사선(105)을 하나 이상의 각도(109)만큼 주변 환경으로 편향시키기 위한 편향 미러(104)를 제어하는 단계, 및
    물체에 의해 반사된 전자기 방사선(106)을 광학 수신기(102)를 이용해서 수신하는 단계를 포함하는,
    주변 환경 내 물체를 검출하기 위한 라이다 센서를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    편향 미러(104)는 마이크로 기계식 편향 미러로서 형성되어 있고,
    라이다 센서는 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)의 필드(202)를 더 구비하고,
    편향 미러(104) 및 필드(202)는, 하나 이상의 각도(109)가 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)에 대응되도록 배치되고,
    방출 전자기 방사선(105)이 편향 미러(104)에 의해 상기 하나 이상의 각도(109)로 편향된 경우에는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은 상기 하나 이상의 각도(109)가 대응되는 미소 광학 소자(203-1)와 충돌하고, 상기 하나 이상의 각도(109)의 값과 다른 편향 각도의 값의 차가 소정값을 초과하는 경우에는, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)은, 상기 미소 광학 소자(203-1)에 인접하여 배치된 미소 광학 소자(203-2)와 충돌하고,
    라이다 센서는 마이크로 광학 요소들(203-1, 203-2)의 필드(202)에 대해 거리(y)를 두고 배치된 광 수렴 요소(204)를 더 구비하고,
    각각의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)는 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)과 충돌할 때, 편향된 방출 전자기 방사선(105-1)을 발산 빔(205)으로 확장시키며, 그리고
    광 수렴 요소(204)는 발산 빔(205)을 스캐닝 빔(206)으로 변형시키는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서를 제어하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 하나 이상의 각도(109)만큼 편향된 방출 전자기 방사선(105)이 필드(202)의 정확하게 하나의 마이크로 광학 요소(203-1, 203-2)에 충돌하도록, 편향 미러(104)의 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 라이다 센서를 제어하기 위한 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020197027059A 2017-02-20 2018-02-07 물체 검출을 위한 라이다 센서 KR102452341B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202634.0A DE102017202634A1 (de) 2017-02-20 2017-02-20 Lidar-Sensor zur Erfassung eines Objektes
DE102017202634.0 2017-02-20
PCT/EP2018/053000 WO2018149704A1 (de) 2017-02-20 2018-02-07 Lidar-sensor zur erfassung eines objektes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190116444A KR20190116444A (ko) 2019-10-14
KR102452341B1 true KR102452341B1 (ko) 2022-10-07

Family

ID=61188806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197027059A KR102452341B1 (ko) 2017-02-20 2018-02-07 물체 검출을 위한 라이다 센서

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11493603B2 (ko)
EP (1) EP3583444B1 (ko)
JP (1) JP6993420B2 (ko)
KR (1) KR102452341B1 (ko)
CN (1) CN110300900B (ko)
DE (1) DE102017202634A1 (ko)
WO (1) WO2018149704A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020066429A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 富士フイルム株式会社 光学素子および光偏向装置
CN116997840A (zh) * 2021-03-17 2023-11-03 株式会社小糸制作所 光反射装置、传感器装置以及照明装置
TWI829200B (zh) * 2022-06-17 2024-01-11 大陸商信泰光學（深圳）有限公司 光學裝置（八）
DE102022210980A1 (de) 2022-10-18 2024-04-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optisches Element und LiDAR-Vorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011144454A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Iee International Electronics & Engineering S.A. Scanning 3d imager
US20160146927A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 Microsoft Corporation Multiple pattern illumination optics for time of flight system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19752888C2 (de) 1997-11-28 2003-07-03 Fraunhofer Ges Forschung Mikrooptischer Laserscanner und Abtastverfahren
DE102006027063A1 (de) * 2006-06-10 2007-12-13 Sick Ag Scanner
EP1965225A3 (en) * 2007-02-28 2009-07-15 Denso Wave Incorporated Laser radar apparatus for three-dimensional detection of objects
JP2008256465A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Nikon Corp 計測装置
DE102008055159A1 (de) 2008-12-29 2010-07-01 Robert Bosch Gmbh Adaptive Winkel- und Leistungsanpassung bei 3D-Mikrospiegel-Lidar
JP5857711B2 (ja) * 2011-12-15 2016-02-10 株式会社リコー 光学測定装置
JP2015059850A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
US10067222B2 (en) * 2014-08-01 2018-09-04 Funai Electric Co., Ltd. Laser rangefinder
JP6891402B2 (ja) * 2015-06-22 2021-06-18 株式会社リコー 光偏向装置、画像形成装置、画像表示装置、物体装置、及び光偏向装置の調整方法
KR102422783B1 (ko) * 2015-08-03 2022-07-19 엘지이노텍 주식회사 광파 탐지 및 거리 측정 장치
US10571574B1 (en) * 2016-02-15 2020-02-25 Red Creamery, LLC Hybrid LADAR with co-planar scanning and imaging field-of-view
CN106371102B (zh) * 2016-10-08 2019-08-27 中国科学院光电技术研究所 基于自适应光学的逆合成孔径激光雷达信号接收系统
CN106291510A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 深圳市镭神智能系统有限公司 一种基于时间飞行法的激光雷达光学系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011144454A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Iee International Electronics & Engineering S.A. Scanning 3d imager
US20160146927A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 Microsoft Corporation Multiple pattern illumination optics for time of flight system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020509366A (ja) 2020-03-26
KR20190116444A (ko) 2019-10-14
WO2018149704A1 (de) 2018-08-23
CN110300900A (zh) 2019-10-01
US11493603B2 (en) 2022-11-08
EP3583444A1 (de) 2019-12-25
DE102017202634A1 (de) 2018-08-23
US20190383909A1 (en) 2019-12-19
JP6993420B2 (ja) 2022-02-15
EP3583444B1 (de) 2023-09-27
CN110300900B (zh) 2023-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10996322B2 (en) Lidar sensor
KR102452341B1 (ko) 물체 검출을 위한 라이다 센서
US9618622B2 (en) Optical object-detection device having a MEMS and motor vehicle having such a detection device
EP2940489B1 (en) Object detection device and sensing apparatus
CN103038664B (zh) 主动照明扫描成像器
EP3842831A1 (en) Scanning lidar system
US9086273B1 (en) Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
US10634785B2 (en) Optoelectronic sensor and method of detecting object information
US7187445B2 (en) Method and apparatus for optically scanning a scene
EP2696166A2 (en) Optical measurement device and vehicle
JP6903145B2 (ja) 物体を検出するためのライダーセンサ
US11500069B2 (en) Optical system for detecting a scanning field
US20190162858A1 (en) Detector designs for improved resolution in lidar systems
JP6341500B2 (ja) レーザレーダ装置
US20180120557A1 (en) Scanning device and scanning method
US20200150418A1 (en) Distance measurement device and mobile body
US9036159B2 (en) Device for generating an optical dot pattern
US20190178990A1 (en) Optical set-up for a lidar system, lidar system and operating device
US11486967B2 (en) Module for a lidar sensor and lidar sensor
JP6920538B2 (ja) 走査装置及び測定装置
KR20200006999A (ko) 간소화된 검출을 이용한 라이다 장치 및 그 방법
US11536948B2 (en) Micromechanical light deflection device
CN111610532B (zh) 光电传感器和用于检测对象的方法
WO2017176410A1 (en) Time-of-flight detector with single-axis scan
CN117120870A (zh) 用于具有用于在焦点区域中聚焦的接收元件的车辆的激光雷达传感器、包括激光雷达传感器的车辆以及用于操作激光雷达传感器的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant