KR102663208B1 - 차량의 라이다 통합 램프 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있는 차량의 라이다 통합 램프 장치가 소개된다.

Description

차량의 라이다 통합 램프 장치 {LIDAR NTEGRATED LAMP DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 헤드램프와 라이다가 하나의 공간에서 기능이 구현되는 차량의 라이다 통합 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시에 주행 방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하기 위한 용도 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 헤드램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등이다.
또한, 최근에는 자율주행 차량의 구현을 위한 라이다가 구비되며, 라이다는 레이저광선을 조사하여 센서로부터 목표물까지 빛이 송수신되는 시간을 측정함으로써, 차량과 목표물 간의 거리를 감지하도록 구성된다.
이러한 라이다는 차량에 설치되는 위치가 헤드램프의 설치 위치와 유사하지만, 라이다와 헤드램프는 각기 서로 다른 위치에 설치됨에 따라 헤드램프와 라이다의 설치공간이 각기 확보되어야 한다. 또한, 헤드램프와 라이다가 각기 설치되어야 함에 따라, 설치 공간이 증대되고 구성 부품이 증가되며 헤드램프와 라이다의 최적 설치 위치가 동일할 경우 어느 하나의 기능을 손해보더라도 그 위치를 변경해야 하는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 10-2009-0096994 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되는 차량의 라이다 통합 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치는 서로 마주하도록 배치되어 마주보는 방향으로 각각 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛을 조사하는 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원; 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시켜, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 서로 반대되는 일측 또는 타측방향으로 각기 이동되도록 하는 반사유닛; 반사유닛의 일측에 마련되어 반사유닛에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러; 및 반사유닛의 타측에 마련되어 반사유닛에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러;를 포함한다.
차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
반사유닛은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경이 구비됨으로써, 반사경의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되는 것을 특징으로 한다.
반사경 및 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원의 온/오프 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 제어부는 반사경의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 빔패턴용 광원이 온 되도록 하고, 반사경의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 라이다 센싱용 광원이 온 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 빔패턴용 광원이 오프되도록 하는 것을 특징으로 한다.
반사유닛의 반사경은 기울어지게 마련되어 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 이동되도록 하고, 반사경의 기울어짐 방향에 따라 제1반사미러와 제2반사미러의 위치가 반사유닛을 중심으로 상측 또는 하측에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
반사경의 회전축은 반사경을 통과하는 가상의 수직선상에서 설치각도를 이루어 기울어지게 마련되고, 제1반사미러는 반사유닛의 일측에 마련되며, 제2반사미러는 반사유닛의 타측에 마련됨으로써, 빔패턴용 빛은 반사경에 반사되어 일측으로 이동된 후 제2반사미러에 의해 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 반사경에 반사되어 타측으로 이동된 후 제1반사미러에 의해 일측으로 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사되는 것을 특징으로 한다.
제1반사미러는 반사경의 회전축에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제1반사미러를 통과하는 가상의 수평선상에 대해 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
제2반사미러는 반사경의 회전축에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제2반사미러를 통과하는 가상의 수평선상에 대해 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
제1반사미러를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제1광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1광학계는 제1반사미러에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 것을 특징으로 한다.
제2반사미러에 의해 시인 가능한 빛으로 변환된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제2광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
반사유닛과 제2반사미러 사이에는 빔패턴용 빛을 확산시키는 확산부가 마련된 것을 특징으로 한다.
제2반사미러의 단면에는 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 라이다 통합 램프 장치는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 도면.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 광원 제어를 설명하기 위한 도면.
도 8 내지 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 5 내지 7은 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 광원 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 8 내지 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 라이다 통합 램프 장치는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주하도록 배치되어 마주보는 방향으로 각각 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛을 조사하는 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20); 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20) 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시켜, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 서로 반대되는 일측 또는 타측방향으로 각기 이동되도록 하는 반사유닛(30); 반사유닛(30)의 일측에 마련되어 반사유닛(30)에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러(40); 및 반사유닛(30)의 타측에 마련되어 반사유닛(30)에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러(50);를 포함한다.
여기서, 차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛(60);을 더 포함할 수 있다.
또한, 제1반사미러(40)를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제1광학계(80);를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2반사미러(50)에 의해 시인 가능한 빛으로 변환된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제2광학계(90);를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 빔패턴용 광원(10), 라이다 센싱용 광원(20), 반사유닛(30), 제1반사미러(40), 제2반사미러(50)로 구성되며, 각 구성들은 하나의 설치 공간에 마련되어 헤드램프와 라이다 기능이 모두 구현된다. 즉, 빔패턴용 광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30), 제2반사미러(50), 제2광학계(90)에 의해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30), 제1반사미러(40), 제1광학계(80)에 의해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사되며 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛이 수광유닛(60)에 입력되어 차량과 물체 간의 거리를 확인할 수 있다.
이를 위한, 빔패턴용 광원(10)은 레이저를 조사하되 레이저 파장대가 육안으로 인식 가능한 가시광선 파장대로 이루어짐에 따라 차량 노면에 빔패턴용 빛이 투영될 수 있고, 라이다 센싱용 광원(20)은 레이저 파장대가 905nm 파장대의 적외선이 조사되도록 이루어짐에 따라 자차와 물체 간의 센싱을 위한 라이다 센싱용 빛이 조사된다.
이러한 빔패턴용 광원(10) 및 라이다 센싱용 광원(20)에서 조사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)으로 입사된다. 여기서, 반사유닛(30)은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경(31)이 구비됨으로써, 반사경(31)의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되도록 할 수 있다. 즉, 반사유닛(30)은 빛을 반사시키는 반사경(31)이 구비되고, 반사경(31)은 미러로 구성될 수 있으며, 360도 회전되어 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로를 전환시켜 빛의 조사각을 변화시킨다. 여기서, 반사유닛(30)의 경우 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20) 사이에 마련됨에 따라 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 서로 다른 경로에서 입사되고, 반사경(31)에 의해 반사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 서로 중첩되지 않는 반대방향으로 이동경로가 전환된다. 이러한 반사유닛(30)의 경우 반사경(31)이 설치되는 케이스(32)가 빛의 이동경로에 간섭되지 않도록 기울어지게 설치될 수 있으며, 반사경(31)에 상단 또는 하단에 배치되도록 할 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)을 통해 반사된 빔패턴용 빛은 제2반사미러(50)에 의해 이동방향이 방향이 전환되어 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 제1반사미러(40)에 의해 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사된다.
여기서, 빔패턴용 광원(10)의 빔패턴용 빛은 도로 노면을 밝힐 수 있도록 제2반사미러(50)를 통해 시인 가능한 빛으로 변환되고, 제2광학계(90)를 통과하여 차량 외부로 투영될 수 있다. 이와 더불어, 반사유닛(30)과 제2반사미러(50) 사이에는 빔 패턴용 빛을 확산시키는 확산부(35)가 마련되어 빔패턴용 빛이 노면상에 원활히 투영되도록 할 수 있다. 즉, 빔패턴용 광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30)에 구비된 반사경(31)의 회전각도 변화에 따라 빛이 수평방향으로 확산되고, 확산부(35)에 의해 제2반사미러(50)의 수직길이만큼 수직방향으로 확산되며, 제2반사미러(50)에서 특정 생상으로 변환된 후 제2광학계(90)를 통해 빔패턴이 형성되어 차량 외부에 투영되는 것이다.
여기서, 제2반사미러(50)는 형광체로 구성될 수 있으며, 제2반사미러(50)에는 방열판(52)이 부착되어 빔패턴용 빛에 의해 발생되는 열이 방출되도록 할 수 있다. 이는, 빔패턴용 광원(10)의 빔패턴용 빛이 블루 레이저를 조사하도록 구성하여 형광체로 이루어진 제2반사미러(50)에 의해 반사시 백생광으로 변환되도록 할 수 있다.
또한, 도 4에서 볼 수 있듯이, 제2반사미러(50)에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽(51)이 이격 배치됨으로써, 제2반사미러(50)에 의해 반사되는 빔패턴용 빛이 불투명 격벽(51) 구조에 의해 빛번짐이 제한되어 원하는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 라이다 센싱용 광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 제1반사미러(40)를 통해 차량 전방으로 이동된 후 차량 전방의 물체에 반사되어 되돌아온다. 이렇게, 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛은 수광유닛(60)에 수광되고, 이를 전기신호로 변환함으로써, 차량과 물체 사이의 거리 등을 측정하도록 한다. 이러한 수광유닛(60)은 라이다 센신용 빛을 인식하기 위한 스캐너로 구성될 수 있으며, 포토 다이오드를 통해 라이다 센싱용 빛을 검출하고 이를 전기신호로 변환 할 수 있다
이와 같이, 본 발명은 차량에서 헤드램프 장착 공간에 라이다가 함께 구성됨으로써, 라이다가 마련되기 위한 별도의 공간이 축소되고, 부품수가 감소됨에 따라 원가가 절감된다.
상술한 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20)의 상하 배치됨에 따라 제1반사미러(40), 제1광학계(80), 제2반사미러(50), 제2광학계(90)의 위치가 상하방향으로 반대되게 배치될 수 있으며, 하기 서술할 실시예에서 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
한편, 본 발명에서는 반사경(31) 및 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20)의 온/오프 상태를 제어하는 제어부(70);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(70)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
이러한 제어부(70)는 반사경(31)의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경(31)의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 빔패턴용 광원(10)이 온 되도록 하고, 반사경(31)의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 라이다 센싱용 광원(20)이 온 되도록 할 수 있다.
즉, 반사유닛(30)의 반사경(31)은 360도 회전되는데, 제어부(70)에는 반사경(31)의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정됨으로써, 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20)의 온/오프 상태를 제어함에 따라 원하는 조사각 만큼만 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 조사되도록 할 수 있다.
일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빛 반사영역에서 램프조사각 영역이 ①이라 하고, 라이다조사각 영역이 ③이라 가정하였을 때, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빔패턴용 빛의 조사각이 기설정된 램프조사각 영역에 따른 ①에 진입할 경우 빔패턴용 광원(10)을 온 동작시키고, 반사경(31)의 회전각도에 따른 라이다 센싱용 빛의 조사각이 기설정된 라이다조사각 영역에 따른 ③에 진입할 경우 라이다 센싱용 광원(20)을 온 동작시키며, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빔패턴용 빛의 조사각 및 라이다 센시용 빛의 조사각이 ②, ④에 진입할 경우 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원(20)이 오프되도록 한다. 이로 인해, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사경(31)에 의해 반사시, 특정 영역으로 한정되어 이동경로가 결정되고, 그에 따른 조사각으로 빛이 이동될 수 있다.
이러한 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역은 다양하게 설정될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 라이다조사각 영역을 더 크게 확보하여 수평각 확산을 위한 별도의 렌즈를 삭제할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 라이다조사각 영역을 측방으로 확대하여 라이다의 센싱 범위가 전방을 포함하여 측방까지 확대됨으로써, 차량 주변의 물체 감지가 원활히 수행되도록 할 수 있다.
한편, 제어부(70)는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 빔패턴용 광원(10)이 오프되도록 할 수 있다. 즉, 전방에 마주오는 차량이 있는 상황에서 마주오는 차량에 대해 암부영역을 형성시, 제어부(70)는 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하고, 암부생성각에서는 빔패턴용 광원(10)이 오프되도록 함으로써, 암부가 형성되도록 할 수 있다.
한편, 도 1에서 볼 수 있듯이, 반사유닛(30)의 반사경(31)은 기울어지게 마련되어 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 이동되도록 하고, 반사경(31)의 기울어짐 방향에 따라 제1반사미러(40)와 제2반사미러(50)의 위치가 반사유닛(30)을 중심으로 상측 또는 하측에 이격되어 배치될 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)은 기울어지게 마련됨에 따라 반사경(31)의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로가 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다. 본 발명에서는 일실시예로서, 도 1에서 볼 수 있듯이, 반사경(31)이 기울어지게 마련됨에 따라 반사유닛(30)을 통해 반사된 빔패턴용 빛은 하방으로 이동되고, 반사유닛(30)을 통해 반사된 라이다 센싱용 빛은 상방으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 제2반사미러(50)와 제2광학계(90)는 반사유닛(30)의 하방에 배치되고, 제1반사미러(40)와 제1광학계(80)는 반사유닛(30)의 상방에 배치될 수 있다.
이로 인해, 빔패턴용 광원(10)의 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에 의해 서로 다른 경로로 이동되어 빛의 중첩이 회피된다.
상세하게, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반사경(31)의 회전축(a1)은 반사경(31)을 통과하는 가상의 수직선상(a)에서 설치각도(θ)를 이루어 기울어지게 마련되고, 제1반사미러(40)는 반사유닛(30)의 일측에 마련되며, 제2반사미러(50)는 반사유닛(30)의 타측에 마련됨으로써, 빔패턴용 빛은 반사경(31)에 반사되어 일측으로 이동된 후 제1반사미러(40)에 의해 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 반사경(31)에 반사되어 타측으로 이동된 후 제2반사미러(50)에 의해 일측으로 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사되도록 할 수 있다.
본 발명에서 반사유닛(30)은 기울어지게 마련되고, 반사유닛(30)을 중심으로 대칭되게 배치된 빔패턴용 광원(10)과 라이다 센싱용 광원(20)이 반사경(31)을 향해 빛을 조사하도록 구성됨으로써, 반사경(31)의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 다른 방향을 향해 이동된다.
즉, 제1반사미러(40)의 경우 반사유닛(30)의 상방에서 일측에 마련되고, 제2반사미러(50)의 경우 반사유닛(30)의 하방에서 타측에 마련됨으로써, 반사유닛(30)의 반사경(31)에 반사된 라이다 센싱용 빛이 일측으로 이동되어 제1반사미러(40)를 통해 차량 외부로 출사되고, 반사유닛(30)의 반사경(31)에 반사된 빔패턴용 빛이 타측으로 이동되어 제2반사미러(50)에서 반사된 후 다시 일측으로 이동방향이 전환되어 제2광학계(90)를 통해 차량 외부로 출사될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1반사미러(40)는 반사경(31)의 회전축(a1)에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제1반사미러(40)의 수직선상(b)이 반사경(31)을 통과하는 수직선상(a)에 대해 설치각도(θ)의 1/2만큼 기울어지게 마련될 수 있다.
이렇게, 제1반사미러(40)는 반사경(31)의 회전축상에서 직각을 이루도록 이격되어 배치됨으로써, 라이다 센싱용 광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛이 반사경(31)에 반사되어 이동되는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 반사경(31)이 설치각도(θ)로 기울어지게 설치됨에 따라, 제1반사미러(40)는 제1반사미러(40)의 수직선상(b)이 반사경(31)을 통과하는 수직선상(a)에 대해 설치각도(θ)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨으로써, 반사유닛(30)에서 반사되어 이동되는 라이다 센싱용 빛이 제1반사미러(40)에 의해 반사시 수평방향으로 방향전환되어 라이다 센싱용 빛의 광축이 제1광학계(80)를 통과하여 차량 외부를 향해 이동되도록 할 수 있다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 제2반사미러(50)는 반사경(31)의 회전축(a1)에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제2반사미러(50)의 수직선상(c)이 설치각도(θ)의 1/2만큼 기울어지게 마련될 수 있다.
여기서, 제2반사미러(50)는 반사유닛(30)을 중심으로 제1반사미러(40)의 반대편에 위치될 수 있으며, 반사경(31)의 회전축(a1)상에서 직각을 이루도록 이격되어 배치됨으로써, 빔패턴용 광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사경(31)에 반사되어 이동되는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 반사경(31)이 설치각도(θ)로 기울어지게 설치됨에 따라, 제2반사미러(50)는 제2반사미러(50)의 수직선상(c)이 설치각도(θ)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨으로써, 반사유닛(30)에서 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛이 제2반사미러(50)에 의해 반사시 수평방향으로 방향전환되어 빔패턴용용 빛의 광축이 제2광학계(90)를 통과하여 차량 외부를 향해 이동되도록 할 수 있다.
한편, 제1광학계(80)는 제1반사미러(40)에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈(81)와, 제1확산렌즈(81)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈(82)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1확산렌즈(81)는 오목렌즈로 구성될 수 있으며, 반사유닛(30)에 의해 수평방향으로 확장된 라이다 센신용 빛을 수평방향으로 더 넓게 확산시킬 수 있다. 또한, 제2확산렌즈(82)는 볼록렌즈로 구성될 수 있으며, 제1확산렌즈(81)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산됨으로써, 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 폭넓게 확산되어 물체의 센싱이 명확히 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 일실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 다른 실시예로서, 도 8 내지 9에 도시된 바와 같이, 반사유닛(30)과 확산부(35) 사이에 집광렌즈(37)를 마련하여, 빔패턴용 광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)에 의해 수평방향으로 확장되고, 집광렌즈(37)에 의해 수평방향으로 추가 확장된 후 확산부(35)에 의해 수직방향으로 확장됨으로써, 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)의 반사경(31) 면적에 매칭되도록 할 수 있다. 또한, 제1광학계(80)의 경우 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산되도록 하는 확산렌즈만을 구성하여, 구조가 단순화되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 라이다 통합 램프 장치는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:빔패턴용 광원 20:라이다 센싱용 광원
30:반사유닛 31:반사경
35:확산부 37:집광렌즈
40:제1반사미러 50:제2반사미러
60:수광유닛 70:제어부
80:제1광학계 81:제1확산렌즈
82:제2확산렌즈 90:제2광학계

Claims (14)

  1. 서로 마주하도록 배치되어 마주보는 방향으로 각각 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛을 조사하는 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원;
    빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시켜, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 서로 반대되는 일측 또는 타측방향으로 각기 이동되도록 하는 반사유닛;
    반사유닛의 일측에 마련되어 반사유닛에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러; 및
    반사유닛의 타측에 마련되어 반사유닛에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러;를 포함하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경이 구비됨으로써, 반사경의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    반사경 및 빔패턴용 광원과 라이다 센싱용 광원의 온/오프 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    제어부는 반사경의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 빔패턴용 광원이 온 되도록 하고, 반사경의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 라이다 센싱용 광원이 온 되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  5. 청구항 4 있어서,
    제어부는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 빔패턴용 광원이 오프되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    반사유닛의 반사경은 기울어지게 마련되어 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 이동되도록 하고, 반사경의 기울어짐 방향에 따라 제1반사미러와 제2반사미러의 위치가 반사유닛을 중심으로 상측 또는 하측에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    반사경의 회전축은 반사경을 통과하는 가상의 수직선상에서 설치각도를 이루어 기울어지게 마련되고, 제1반사미러는 반사유닛의 일측에 마련되며, 제2반사미러는 반사유닛의 타측에 마련됨으로써, 빔패턴용 빛은 반사경에 반사되어 일측으로 이동된 후 제2반사미러에 의해 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 반사경에 반사되어 타측으로 이동된 후 제1반사미러에 의해 일측으로 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사되는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제1반사미러는 반사경의 회전축에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제1반사미러의 수직선상이 반사경을 통과하는 수직선상에 대해 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    제2반사미러는 반사경의 회전축에서 직각을 이루어 이격되게 배치되고, 제2반사미러의 수직선상이 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제1반사미러를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제1광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제1광학계는 제1반사미러에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    제2반사미러에 의해 시인 가능한 빛으로 변환된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제2광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛과 제2반사미러 사이에는 빔패턴용 빛을 확산시키는 확산부가 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    제2반사미러의 단면에는 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009018726A (ja) 2007-07-12 2009-01-29 Koito Mfg Co Ltd 車両用照明装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532049A (ja) 2005-02-25 2008-08-14 アーデーツエー・オートモテイブ・デイスタンス・コントロール・システムズ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 自動車用センサ
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