KR102508988B1 - 라이다 센싱장치 - Google Patents

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Abstract

라이다 센싱장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 라이다 센싱장치는: 센싱광을 조사하는 센싱 광원부; 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시키며, 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너부; 스캐너부에서 반사되는 입사광이 투과되는 수광 렌즈; 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 광검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

라이다 센싱장치{LIDAR SENSING DEVICE}
본 발명은 라이다 센싱장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가림영역을 제거함에 따라 광수신 효율을 향상시키고, 부품수를 줄일 수 있는 라이다 센싱장치에 관한 것이다.
차량의 기술이 발전됨에 따라 자율주행 뿐만 아니라 자율주차와 같은 기능 등이 요구되고 있다. 이러한 기능을 수행하기 위해서 라이다 센서(LIDAR SENSOR)의 필요성이 증가되고 있다.
라이다 센서는 차량의 범퍼에 장착되어 차량의 전후방을 감지하여 사물이나 구조물 등을 감지한다. 라이다 센서는 글라스나 차체의 구조물 내부에 설치된다. 라이다 센서는 빛을 이용하여 타겟을 탐지한다.
라이다 센서는 광를 송신하는 송신광학계와, 입사되는 광을 수신하는 수신광학계를 포함한다. 송신광학계는 레이저 발생기, 송신경통, 송신렌즈 및 송신 반사경을 포함하고, 수신광학계는 수신렌즈, 반사미러 및 레이저 검출기를 포함한다.
그러나, 종래의 라이다 센서에서는 수신렌즈를 통과한 광이 반사미러에 의해 반사됨에 따라 검출기에 수신되는 초점거리(focal length)가 형성된다. 라이다 센서의 크기를 감소시키기 위해 광경로를 꺽어주는 반사미러가 설치되므로, 부품수가 증가되는 문제점이 있다.
또한, 수신광학계의 수신영역의 일부가 송신광학계의 송신경통과 송신반사경 등에 의해 가려지는 가림영역이 발생되므로, 라이다 센서의 광수신 효율이 감소될 수 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0009177호(2015. 01. 26 등록, 발명의 명칭: 라이다 센서 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 가림영역을 제거함에 따라 광수신 효율을 향상시키고, 부품수를 줄일 수 있는 라이다 센싱장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 라이다 센싱장치는: 센싱광을 조사하는 센싱 광원부; 상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시키며, 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너부; 상기 스캐너부에서 반사되는 입사광이 투과되는 수광 렌즈; 상기 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및 상기 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 광검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스캐너부는 상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키는 송광 반사경; 타겟에서 반사되는 입사광을 상기 수광 렌즈 측으로 반사시키고, 상기 송광 반사경 및 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너 반사경; 및 상기 스캐너 반사경을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경에 연결되는 스캐너 구동부를 포함할 수 있다.
상기 센싱 광원부는 상기 스캐너 반사경에 일체로 형성되는 경통; 센싱광을 상기 송광 반사경 측으로 조사하도록 상기 경통의 내부에 설치되는 광원; 및 상기 광원에서 조사되는 센싱광을 시준하여 상기 송광 반사경으로 투과시키도록 상기 광원의 출력측에 배치되는 송광 렌즈부를 포함할 수 있다.
상기 송광 렌즈부는 상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및 상기 경통의 내부에 설치되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과하는 센싱광이 입사되는 제2 송광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 송광 렌즈부는 상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및 상기 스캐너 반사경과 일체로 형성되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과한 센싱광이 입사되는 제2 송광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 스캐너부는 상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 상기 수광 렌즈 측으로 반사시키며, 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너 반사경; 및 상기 스캐너 반사경을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경에 연결되는 스캐너 구동부를 포함할 수 있다.
상기 센싱 광원부는 상기 스캐너 반사경에 일체로 형성되는 경통; 센싱광을 타겟 측으로 조사하도록 상기 경통의 내부에 설치되는 광원; 및 상기 광원에서 조사되는 센싱광을 시준하도록 상기 광원의 출력측에 배치되는 송광 렌즈부를 포함할 수 있다.
상기 송광 렌즈부는 상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및 상기 경통의 내부에 설치되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과하는 센싱광을 상기 스캐너 반사경에 입사시키는 제2 송광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 송광 렌즈부는 상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및 상기 스캐너 반사경과 일체로 형성되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과한 센싱광을 상기 스캐너 반사경에 입사시키는 제2 송광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 라이다 센싱장치는 상기 수광 반사경과 상기 광검출부 사이에 설치되는 간섭 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 센싱 광원부와 스캐너부가 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 센싱 광원부 또는 송광 반사경에 의한 가림영역이 수광 렌즈에서 완전히 제거될 수 있으므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센싱장치의 최대 검출거리를 보다 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 송광광학계에서 광통로의 거리를 단축시킬 수 있으므로, 라이다 센싱장치를 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 라이다 센싱장치의 일 실시예를 설명한다. 라이다 센싱장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 센싱장치는 센싱 광원부(10), 스캐너부(20), 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40) 및 광검출부(50)를 포함한다.
라이다 센싱장치는 송신광학계와 수신광학계를 포함한다. 송신광학계는 센싱 광원부(10)와 스캐너부(20)를 포함하고, 수신광학계는 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40) 및 광검출부(50)를 포함한다. 도 1에서 센싱광은 점선으로 도시하고, 입사광은 실선으로 도시하였다.
센싱 광원부(10)는 센싱광을 조사한다. 센싱 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)에서 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.
광원(13)은 센싱광을 송광 반사경(21) 측으로 조사하도록 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)에서 조사되는 센싱광을 시준(collimination)하여 송광 반사경(21)으로 투과시키도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다. 제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 경통(11)의 내부에 설치되고, 제2 송광 렌즈(15b)에는 제1 송광 렌즈(15a)를 투과하는 센싱광이 입사된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)가 경통(11)의 내부에 설치되므로, 수광 렌즈(30)에서 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
스캐너부(20)는 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시키며, 센싱 광원부(10)와 일체로 형성된다. 스캐너부(20)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층이 형성될 수 있다. 스캐너부(20)가 센싱 광원부(10)와 일체로 형성되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 센싱 광원부(10)가 스캐너부(20)와 통합되므로, 수광 렌즈(30)에서 센싱 광학부(10)에 의해 수신가림 영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 센싱 광원부(10)와 스캐너부(20) 사이의 광통로의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 라이다 센싱장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
스캐너부(20)는 송광 반사경(21), 스캐너 반사경(23) 및 스캐너 구동부(25)를 포함한다.
송광 반사경(21)은 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시킨다. 송광 반사경(21)은 센싱 광원부(10), 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40)과 일직선상에 배치된다. 송광 반사경(21)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다.
스캐너 반사경(23)은 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30)로 반사시키고, 송광 반사경(21) 및 센싱 광원부(10)와 일체로 형성된다. 스캐너 반사경(23)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층(미도시)이 형성된다. 스캐너 반사경(23)이 송광 반사경(21) 및 센싱 광원부(10)와 일체로 형성되므로, 수광 렌즈(30)에서 스캐너 반사경(23)에 의해 수신 가림영역을 제거할 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센싱장치의 최대 검출거리를 보다 증가시킬 수 있다. 또한, 스캐너 반사경(23), 송광 반사경(21) 및 센싱 광원부(10)가 하나의 광학모듈로 통합되므로 라이다 센싱장치의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.
스캐너 구동부(25)는 스캐너 반사경(23)을 회전시키도록 스캐너 반사경(23)에 연결된다. 스캐너 구동부(25)가 스캐너 반사경(23)을 회전시키므로, 스캐너 반사경(23)의 각도에 따라 센싱광과 입사광의 반사 각도가 변경될 수 있다.
스캐너 구동부(25)로는 모터부가 적용될 수 있다. 모터부에는 엔코더(미도시)가 포함되거나 엔코더와 연결될 수 있다. 엔코더가 모터부의 회전수, 회전속도, 회전각도 등을 측정하여 제어부에 제공한다.
수광 렌즈(30)에는 스캐너부(20)에서 반사되는 입사광이 투과된다. 수광 렌즈(30)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다. 수광 렌즈(30)에는 입사광이 반사되는 것을 방지하도록 무반사 코팅층(Anti-Reflective Caoting)이 형성될 수 있다.
수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30)를 투과한 입사광을 반사시킨다. 수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30) 및 스캐너 반사경(23)과 일직선 상에 배치될 수 있다.
광검출부(50)에는 수광 반사경(40)에서 반사되는 입사광이 입사된다. 광검출부(50)에서는 입사광이 입사됨에 따라 타겟의 위치 및 거리 등을 검출할 수 있다.
라이다 센싱장치는 수광 반사경(40)과 광검출부(50) 사이에 설치되는 간섭 필터(53)를 더 포함한다. 간섭 필터(53)는 특정 파장의 광을 걸러준다. 간섭 필터(53)가 광검출부(50)에 일정한 파장대의 광을 입사시키므로, 광검출부(50)에서 타겟의 위치 및 거리 등이 정확하게 검출될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 센싱장치에 관해 설명하기로 한다. 제2 실시예는 센싱 광원부를 제외하고 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로, 동일한 도번에 관해서는 동일한 도번을 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 센싱장치의 센싱 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)에서 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.
광원(13)은 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)에서 조사되는 센싱광을 시준하도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다.
제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 적어도 하나 이상 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다.
제2 송광 렌즈(15b)는 스캐너 반사경(23)과 일체로 형성되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과한 센싱광이 입사되도록 적어도 하나 이상 설치된다. 제2 송광 렌즈(15b), 스캐너 반사경(23) 및 송광 반사경(21)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등과 같은 광학재료로 가공될 수 있다. 제2 송광 렌즈(15b), 스캐너 반사경(23) 및 송광 반사경(21)이 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 수신 렌즈(30)에서 경통(11)과 송광 반사경(21)에 의해 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 송광 렌즈(15b)와 송광 반사경(21) 사이의 거리를 줄일 수 있으므로, 라이다 센싱장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치에 관해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 센싱장치는 센싱 광원부(10), 스캐너부(20), 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40) 및 광검출부(50)를 포함한다.
센싱 광원부(10)는 센싱광을 조사한다. 센싱 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)에서 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.
광원(13)은 센싱광을 송광 반사경(21) 측으로 조사하도록 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)에서 조사되는 센싱광을 시준하여 스캐너부(20)의 스캐너 반사경(23)에 입사시키도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다. 제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 경통(11)의 내부에 설치되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과하는 센싱광을 스캐너 반사경(23)에 입사시킨다. 제2 송광 렌즈(15b)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)가 경통(11)의 내부에 설치되므로, 수광 렌즈(30)에서 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 가림영역을 형성하는 것을 방지할 수 있다.
스캐너부(20)는 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시킨다. 스캐너부(20)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층이 형성될 수 있다. 스캐너부(20)가 센싱 광원부(10)와 일체로 형성되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 센싱 광원부(10)가 스캐너부(20)와 통합되므로, 수신 렌즈(30)에서 수신가림 영역을 완전히 제거할 수 있다. 또한, 센싱 광원부(10)와 스캐너부(20) 사이의 광통로의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 라이다 센싱장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
스캐너부(20)는 스캐너 반사경(23) 및 스캐너 구동부(25)를 포함한다.
스캐너 반사경(23)은 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시키며, 센싱 광원부(10)와 일체로 형성된다. 스캐너 반사경(23)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층(미도시)이 형성된다.
스캐너 반사경(23)이 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키므로, 센싱광을 타겟에 반사시키기 위한 송광 반사경(제1 실시예의 도면 부호 21)을 설치하지 않아도 된다. 따라서, 라이다 센싱장치의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 스캐너 반사경(23)이 센싱 광원부(10)와 일체로 형성되므로, 수신 렌즈(30)에서 수신 가림영역을 완전히 제거할 수 있다. 또한 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센싱장치의 최대 검출거리를 보다 증가시킬 수 있다. 또한, 스캐너 반사경(23)과 센싱 광원부(10)가 하나의 광학모듈로 통합되므로 라이다 센싱장치의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.
스캐너 구동부(25)는 스캐너 반사경(23)을 회전시키도록 스캐너 반사경(23)에 연결된다. 스캐너 구동부(25)가 스캐너 반사경(23)을 회전시키므로, 스캐너 반사경(23)의 각도에 따라 센싱광과 입사광의 반사 각도가 변경될 수 있다.
스캐너 구동부(25)로는 모터부가 적용될 수 있다. 모터부에는 엔코더(미도시)가 포함되거나 엔코더와 연결될 수 있다. 엔코더가 모터부의 회전수, 회전속도, 회전각도 등을 측정하여 제어부에 제공한다.
수광 렌즈(30)는 스캐너부(20)에서 반사되는 입사광이 투과된다. 수광 렌즈(30)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다. 수광 렌즈(30)에는 입사광이 반사되는 것을 방지하도록 무반사 코팅층(Anti-Reflective Caoting)이 형성될 수 있다.
수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30)를 투과한 입사광을 반사시킨다. 수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30) 및 스캐너 반사경(23)과 일직선 상에 배치될 수 있다.
광검출부(50)에는 수광 반사경(40)에서 반사되는 입사광이 입사된다. 광검출부(50)에서는 입사광이 입사됨에 따라 타겟의 위치 및 거리 등을 검출할 수 있다.
라이다 센싱장치는 수광 반사경(40)과 광검출부(50) 사이에 설치되는 간섭 필터(53)를 더 포함한다. 간섭 필터(53)는 특정 파장의 광을 걸러준다. 간섭 필터(53)가 광검출부(50)에 일정한 파장대의 광을 입사시키므로, 광검출부(50)에서 타겟의 위치 및 거리 등이 정확하게 검출될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 센싱장치에 관해 설명하기로 한다. 제4 실시예는 센싱 광원부(10)를 제외하고 제3 실시예와 실질적으로 동일하므로, 동일한 도번에 관해서는 동일한 도번을 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 센싱장치에서 센싱 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 센싱장치의 센싱 광원부(10)는 경통(11) 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)에서 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.
광원(13)은 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)에서 조사되는 센싱광을 시준하도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다.
제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 적어도 하나 이상 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다.
제2 송광 렌즈(15b)는 스캐너 반사경(23)과 일체로 형성되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과한 센싱광이 입사되도록 적어도 하나 이상 설치된다. 제2 송광 렌즈(15b)와 스캐너 반사경(23)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 동일한 광학재료로 가공될 수 있다. 제2 송광 렌즈(15b)와 스캐너 반사경(23)이 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 경통(11)과 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 렌즈(30)에서 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 송광 반사경(21)의 설치를 생략할 수 있으므로, 라이다 센싱장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
상기와 같이, 센싱 광원부(10)와 스캐너부(20)가 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센싱장치의 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 센싱 광원부(10) 또는 송광 반사경(21)에 의한 가림영역이 수광 렌즈(30)에서 완전히 제거될 수 있으므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센싱장치의 최대 검출거리를 보다 증가시킬 수 있다.
또한, 송광광학계에서 광통로의 거리를 단축시킬 수 있으므로, 라이다 센싱장치를 소형화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 센싱 광원부 11: 경통
13: 광원 15: 송광 렌즈부
15a: 제1 송광 렌즈 15b: 제2 송광 렌즈
20: 스캐너부 21: 송광 반사경
23: 스캐너 반사경 25: 스캐너 구동부
30: 수광 렌즈 40: 수광 반사경
50: 광검출부 53: 간섭 필터

Claims (10)

  1. 센싱광을 조사하는 센싱 광원부;
    상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시키며, 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너부;
    상기 스캐너부에서 반사되는 입사광이 투과되는 수광 렌즈;
    상기 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및
    상기 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 광검출부를 포함하되,
    상기 수광 반사경은,
    상기 타겟으로부터 반사되어 입사된 입사광이 반사되는 상기 스캐너부의 스캐너 반사면의 반사면적과 동일한 반사면적의 수광 반사면을 형성하고,
    상기 수광 반사면은, 상기 수광 렌즈를 투과하여 입사되는 입사광의 모든 입사각도에 대응되도록 상기 스캐너 반사면의 반사각에 대응하는 각도를 기반으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스캐너부는,
    상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키는 송광 반사경;
    타겟에서 반사되는 입사광을 상기 수광 렌즈 측으로 반사시키고, 상기 송광 반사경 및 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너 반사경; 및
    상기 스캐너 반사경을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경에 연결되는 스캐너 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센싱 광원부는,
    상기 스캐너 반사경에 일체로 형성되는 경통;
    센싱광을 상기 송광 반사경 측으로 조사하도록 상기 경통의 내부에 설치되는 광원; 및
    상기 광원에서 조사되는 센싱광을 시준하여 상기 송광 반사경으로 투과시키도록 상기 광원의 출력측에 배치되는 송광 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 송광 렌즈부는,
    상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및
    상기 경통의 내부에 설치되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과하는 센싱광이 입사되는 제2 송광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 송광 렌즈부는,
    상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및
    상기 스캐너 반사경과 일체로 형성되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과한 센싱광이 입사되는 제2 송광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스캐너부는,
    상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 상기 수광 렌즈 측으로 반사시키며, 상기 센싱 광원부와 일체로 형성되는 스캐너 반사경; 및
    상기 스캐너 반사경을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경에 연결되는 스캐너 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 센싱 광원부는,
    상기 스캐너 반사경에 일체로 형성되는 경통;
    센싱광을 타겟 측으로 조사하도록 상기 경통의 내부에 설치되는 광원; 및
    상기 광원에서 조사되는 센싱광을 시준하도록 상기 광원의 출력측에 배치되는 송광 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 송광 렌즈부는,
    상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및
    상기 경통의 내부에 설치되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과하는 센싱광을 상기 스캐너 반사경에 입사시키는 제2 송광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 송광 렌즈부는,
    상기 경통의 내부에 설치되는 제1 송광 렌즈; 및
    상기 스캐너 반사경과 일체로 형성되고, 상기 제1 송광 렌즈를 투과한 센싱광을 상기 스캐너 반사경에 입사시키는 제2 송광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수광 반사경과 상기 광검출부 사이에 설치되는 간섭 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센싱장치.
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