KR102663215B1 - 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 원가 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 각 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 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원; 제1광원과 이격되어 배치되고 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원; 제1광원의 빔패턴용 빛과 제2광원의 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 반사각도를 가변시켜 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시키는 반사유닛; 반사유닛에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러; 반사유닛에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러; 제1반사미러를 통해 반사된 빔패턴용 빔이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계; 및 제2반사미러를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 차량 외부에 확산되도록 하는 제2광학계;를 포함한다.
차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1반사미러에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 한다.
반사유닛과 제1반사미러 사이에는 빔 패턴용 빛을 확산시키는 확산부가 마련된 것을 특징으로 한다.
반사유닛은 구동 신호가 입력됨에 따라 온오프 스위칭됨으로써 회전축을 중심으로 각도가 변화되어 입사되는 빛의 경로를 전환시키는 다수의 미세 반사경으로 구성된 DMD(Digital Micro-mirror Device)인 것을 특징으로 한다.
제1광원과 제2광원은 반사유닛의 측방에 배치되고, 제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방 또는 하방으로 이격되게 배치된 것을 특징으로 한다.
반사유닛은 입사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 반사되어 이동되도록 기울어지게 마련되고, 제2광원이 제1광원보다 상방에 배치된 경우 제1반사미러 및 제1광학계가 제2반사미러 및 제2광학계보다 상방에 배치된 것을 특징으로 한다.
반사유닛의 중심축은 가상의 수직선상에서 제1각도로 기울어지게 마련되고, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향의 반대방향으로 이동되도록 기울기 방향이 설정된 것을 특징으로 한다.
제1반사미러와 제1광학계는 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상에 배치되며, 제1반사미러는 제1광원에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 광축선상에 배치되고, 입사된 빔패턴용 빛이 제1광학계를 향해 이동되도록 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
제1반사미러는 반사유닛의 중심축상에서 수직하게 이격되어 배치되고, 제1반사미러와 제1광학계의 직선상에 대해 제1각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방으로 제2각도를 이루어 이격되게 배치된 것을 특징으로 한다.
제2반사미러와 제2광학계는 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상에 배치되며, 제2반사미러는 제2광원에서 조사된 라이다 센싱용 빛이 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 광축선상에 배치되고, 입사된 라이다 센싱용 빛이 제2광학계를 향해 이동되도록 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
제2반사미러는, 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛의 광축선상에서 하방으로 제2각도로 이격되게 배치되고, 제2각도의 1/2 만큼 기울어지게 마련된 제1반사부; 및 제1반사부에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되도록 배치되고, 제2반사미러와 제2광학계의 직선상에 대해 제2각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 제2반사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1반사부는 반사유닛의 중심축을 기준으로 굴곡면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
제2광학계는 제2반사미러에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 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 원가 절감의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 5는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
도 7은 도 6에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 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 5는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 라이다 통합 램프 장치는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원(10); 제1광원(10)과 이격되어 배치되고 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원(20); 제1광원(10)의 빔패턴용 빛과 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 반사각도를 가변시켜 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시키는 반사유닛(30); 반사유닛(30)에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러(40); 반사유닛(30)에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러(50); 제1반사미러(40)를 통해 반사된 빔패턴용 빔이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계(60); 및 제2반사미러(50)를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 차량 외부에 확산되도록 하는 제2광학계(70);를 포함한다. 여기서, 차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛(80);을 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제1광원(10), 제2광원(20), 반사유닛(30), 제1반사미러(40), 제2반사미러(50), 제1광학계(60), 제2광학계(70)로 구성되며, 각 구성들은 하나의 설치 공간에 마련되어 헤드램프와 라이다 기능이 모두 구현된다. 즉, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30), 제1반사미러(40), 제1광학계(60)를 통해 차량 외부에 투영되고, 제2광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30), 제2반사미러(50), 제2광학계(70)를 통해 차량 외부로 조사된 후 물체에 반사되어 되돌아와 수광유닛(80)에 입력되어 차량과 물체 간의 거리를 확인할 수 있다.
이를 위한, 제1광원(10)은 레이저를 조사하되 레이저 파장대가 육안으로 인식 가능한 가시광선 파장대로 이루어짐에 따라 차량 노면에 빔패턴용 빛이 투영될 수 있고, 제2광원(20)은 레이저 파장대가 905nm 파장대의 적외선이 조사되도록 이루어짐에 따라 자차와 물체 간의 센싱을 위한 라이다 센싱용 빛이 조사된다.
이러한 제1광원(10) 및 제2광원(20)에서 조사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)으로 입사된다. 여기서, 반사유닛(30)은 구동신호가 입력됨에 따라 온오프 스위칭됨으로써 각도가 변화되어 입사되는 빛의 경로를 전환시키는 반사경으로 구성된 DMD(Digital Micro-mirror Device)일 수 있다. 즉, 반사유닛(30)은 온오프 스위칭됨에 따라 중심축을 기준으로 반사경의 각도가 조절됨으로써, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시킬 수 있으며, 반사경의 각도는 제어기의 제어에 의해 이루어 질 수 있다. 이를 통해, 제1광원(10) 및 제2광원(20)에서 조사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)의 반사경 각도에 따라 이동 경로가 전환될 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)을 통해 반사된 제1광원(10)의 빔패턴용 빛은 제1반사미러(40)에 의해 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사되고, 제2광원(20)의 라이다 센신용 빛은 제2반사미러(50)를 통해 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사된다.
여기서, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛은 도로 노면을 밝힐 수 있도록 제1반사미러(40)를 통해 시인 가능한 빛으로 변환되고, 제1광학계(60)를 통과하여 차량 외부에 투영된다. 이와 더불어, 반사유닛(30)과 제1반사미러(40) 사이에는 빔 패턴용 빛을 확산시키는 확산부(90)가 마련되어 빔패턴용 빛이 노면상에 명확히 투영되도록 할 수 있다. 즉, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30)의 각도변화만큼 빛이 수평방향으로 확산되고, 확산부(90)에 의해 제1반사미러(40)의 수직길이만큼 수직방향으로 확산되며, 제1반사미러(40)에서 특정 생상으로 변환된 후 제1광학계(60)를 통해 빔패턴이 형성되어 차량 외부에 투영되는 것이다.
여기서, 제1반사미러(40)는 형광체로 구성될 수 있으며, 제1반사미러(40)에는 방열판(42)이 부착되어 빔패턴용 빛에 의해 발생되는 열이 방출되도록 할 수 있다. 이로 인해, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛이 블루 레이저를 조사하도록 구성되고, 빔패턴용 빛이 형광체로 이루어진 제1반사미러(40)에 의해 입사되어 반사시, 백생광으로 변환되도록 할 수 있다.
또한, 도 5에서 볼 수 있듯이, 제1반사미러(40)에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽(41)이 이격 배치됨으로써, 제1반사미러(40)에 의해 반사되는 빔패턴용 빛이 불투명 격벽(41) 구조에 의해 빛번짐이 제한되어 원하는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 제2반사미러(50)를 통해 차량 전방으로 이동된 후 차량 전방의 물체에 반사되어 되돌아온다. 이렇게, 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛은 수광유닛(80)에 수광되고, 이를 전기신호로 변환함으로써, 차량과 물체 사이의 거리 등을 측정할 수 있다. 이러한 수광유닛(80)은 라이다 센싱용 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 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1에서 볼 수 있듯이, 제1광원(10)과 제2광원(20)은 반사유닛(30)의 측방에 배치되고, 제2광원(20)은 제1광원(10)과 반사유닛(30)의 연결선상(A)에서 상방 또는 하방으로 이격되게 배치될 수 있다. 이렇게, 제1광원(10)과 제2광원(20)은 상방 또는 하방으로 이격 배치됨에 따라 반사유닛(30)을 통해 이동되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로가 구분될 수 있다. 여기서, 제1광원(10)과 제2광원(20)의 이격 거리는 빔패턴용 빛 또는 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 가이드하는 부품들 간의 간섭을 고려하여 설정될 수 있다.
한편, 반사유닛(30)은 입사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 반사되어 이동되도록 기울어지게 마련되고, 제2광원(20)이 제1광원(10)보다 상방에 배치된 경우 제1반사미러(40) 및 제1광학계(60)가 제2반사미러(50) 및 제2광학계(70)보다 상방에 배치될 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)은 기울어지게 마련됨에 따라 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로가 상방 또는 하방으로 이동되도록 할 수 있다. 본 발명에서는 일실시예로서, 반사유닛(30)을 통해 반사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 하방으로 이동되도록 기울기가 설정될 수 있으며, 제2광원(20)이 제1광원(10)보다 상방에 배치된 경우 반사각도가 더 커짐에 따라, 제2반사미러(50) 및 제2광학계(70)는 제1반사미러(40) 및 제1광학계(60)보다 하방에 배치되도록 할 수 있다.
이로 인해, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛과 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛이 반사유닛(30)을 통해 서로 다른 경로로 이동되더라도, 빔패턴용 빛은 제1반사미러(40)를 통해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 제2반사미러(50)를 통해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사될 수 있다.
이러한 본 발명은 제1광원(10)과 제2광원(20)의 상하 배치됨에 따라 제1반사미러(40), 제1광학계(60), 제2반사미러(50), 제2광학계(70)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.
상세하게, 도 4에서 볼 수 있듯이, 반사유닛(30)의 중심축(D)은 가상의 수직선상(B)에서 제1각도(α)로 기울어지게 마련되고, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향의 반대방향으로 이동되도록 기울기 방향이 설정될 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)은 제1광원(10)에서 조사되는 빔패턴용 빛과 제2광원(20)에서 조사되는 라이다 센싱용 빛이 하방을 향해 이동되되 차량 외부로 출사되는 방향의 반대방향으로 이동되도록 기울기 방향이 설정된다. 이로 인해, 빔패턴용 빛은 제1반사미러(40)을 의해 이동방향이 전환되어 제1광학계(60)를 통해 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 제2반사미러(50)에 의해 이동방향이 전환되어 제2광학계(70)를 통해 차량 외부로 출사된다. 이처럼, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 하방으로 이동됨과 더불어 전후방향으로 이동방향이 전환되도록 반사유닛(30), 제1반사미러(40) 및 제2반사미러(50)가 배치됨으로써, 전체 레이아웃이 축소된다.
여기서, 제1반사미러(40)와 제1광학계(60)는 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상(E)에 배치되며, 제1반사미러(40)는 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동되는 광축선상(C)에 배치되고, 입사된 빔패턴용 빛이 제1광학계(60)를 향해 이동되도록 기울어지게 마련될 수 있다.
이로 인해, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30)에 반사되어 제1반사미러(40)를 향해 이동되고, 제1반사미러(40)에 의해 이동방향이 전환되어 제1광학계(60)를 통해 차량 외부로 출사될 수 있다.
여기서, 제1반사미러(40)는 반사유닛(30)의 중심축상(D)에서 수직하게 이격되어 배치되고, 제1반사미러(40)의 수직선상(H)이 제1광학계(60)의 직선상(E)에 대해 제1각도(α)의 1/2만큼 기울어지게 마련될 수 있다. 이렇게, 제1반사미러(40)는 반사유닛(30)의 중심축상(D)에서 수직하게 이격된 위치에 배치됨에 따라, 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동된 빔패턴용 빛이 입사되도록 할 수 있다. 또한, 반사유닛(30)의 중심축이 제1각도(α)로 기울어지게 마련됨에 따라, 제1반사미러(40)는 제1각도(α)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨으로써, 제1반사미러(40)에 의해 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛의 광축이 차량 외부를 향하는 전방으로 이동되도록 할 수 있다.
한편, 제2광원(20)은 제1광원(10)과 반사유닛(30)의 연결선상(A)에서 상방으로 제2각도(β)를 이루어 이격되게 배치될 수 있다. 이렇게, 제1광원(10)과 제2광원(20)은 제2각도(β)로 이격 배치됨에 따라 반사유닛(30)을 통해 이동되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로가 구분될 수 있다.
여기서, 제2반사미러(50)와 제2광학계(70)는 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상(F)에 배치되며, 제2반사미러(50)는 제2광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛이 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동되는 광축선상(G)에 배치되고, 입사된 라이다 센싱용 빛이 제2광학계(70)를 향해 이동되도록 기울어지게 마련될 수 있다.
이로 인해, 제2광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에 의해 반사되어 제2반사미러(50)를 향해 이동되고, 제2반사미러(50)을 의해 이동방향이 전환되어 제2광학계(70)를 통해 차량 외부로 출사될 수 있다.
여기서, 제2반사미러(50)는, 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛의 광축선상(C)에서 하방으로 제2각도(β)로 이격되게 배치되고, 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동되는 라이다 센싱용 빛의 광축선상(G)에 대해 제2각도(β)의 1/2 만큼 기울어지게 마련된 제1반사부(51); 및 제1반사부(51)에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되도록 배치되고, 제2반사미러(50)와 제2광학계(70)의 직선상(F)에 대해 제1각도(α)의 1/2만큼 기울어지게 마련된 제2반사부(52);를 포함할 수 있다.
이렇게, 제2반사미러(50)는 제1반사부(51)와 제2반사부(52)로 구성될 수 있으며, 제1반사부(51)가 제2각도(β)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨에 따라 반사유닛(30)에서 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛의 이동방향이 일차적으로 전환되고, 제2반사부(52)가 제1각도(α)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨에 따라 최종적으로 라이다 센싱용 빛의 광축이 차량 외부를 향하는 전방으로 이동되도록 할 수 있다.
이와 같이, 제1반사부(51)와 제2반사부(52)는 반사유닛(30)의 설치각도 및 라이다센싱용 빛의 이동방향에 따라 기울어짐 각도가 설정됨으로써, 대각방향으로 반사되어 이동되는 라이다 센싱용 빛이 차량 외부를 향해 수평방향으로 전환되어 출사되도록 할 수 있다.
여기서, 제1반사부(51)는 반사유닛(30)의 중심축을 기준으로 굴곡면을 가지도록 형성됨으로써, 반사유닛(30)의 반사각도가 가변되는 회전반경을 수용하여 라이다 센싱용 빛이 제1반사부(51)를 통해 제2반사부(52)로 이동되어 광효율 저하가 방지되도록 할 수 있다.
이처럼, 제1반사미러(40)와 제2반사미러(50)의 설치 각도에 의해, 제2광원(20)의 설치각도에 따른 라이다 센싱용 빛의 이동방향이 차량 외부로 향하도록 조정됨으로써, 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 명확히 이동되어 물체에 원활히 도달할 수 있다.
한편, 제2광학계(70)는 제2반사미러(50)에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈(71)와, 제1확산렌즈(71)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈(72)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1확산렌즈(71)는 오목렌즈로 구성될 수 있으며, 반사유닛(30)에 의해 수평방향으로 확장된 라이다 센신용 빛을 수평방향으로 더 넓게 확산시킬 수 있다. 또한, 제2확산렌즈(72)는 볼록렌즈로 구성될 수 있으며, 제1확산렌즈(71)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산됨으로써, 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 폭넓게 확산되어 물체의 센싱이 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 다른 실시예로서, 도 6 내지 7에 도시된 바와 같이, 반사유닛(30)과 확산부(90) 사이에 집광렌즈(95)를 마련하여, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)에 의해 수평방향으로 확장되고, 집광렌즈(95)에 의해 수평방향으로 추가 확장된 후 확산부(90)에 의해 수직방향으로 확장됨으로써, 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)의 면적에 매칭되도록 할 수 있다. 또한, 제2광학계(70)의 경우 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산되도록 하는 단일 확산렌즈를 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 원가 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:제1광원 20:제2광원
30:반사유닛 40:제1반사미러
50:제2반사미러 51:제1반사부
52:제2반사부 60:제1광학계
70:제2광학계 71:제1확산렌즈
72:제2확산렌즈 80:수광유닛
90:확산부 95:집광렌즈

Claims (15)

  1. 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원;
    제1광원과 이격되어 배치되고 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원;
    제1광원의 빔패턴용 빛과 제2광원의 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 반사각도를 가변시켜 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동 경로를 전환시키는 반사유닛;
    반사유닛에서 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 빔패턴용 빛을 반사시키되 시인 가능한 빛으로 변환시켜 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제1반사미러;
    반사유닛에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되고, 라이다 센싱용 빛을 반사시켜 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되도록 하는 제2반사미러;
    제1반사미러를 통해 반사된 빔패턴용 빔이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계; 및 제2반사미러를 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 차량 외부에 확산되도록 하는 제2광학계;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,
    제1반사미러에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛과 제1반사미러 사이에는 빔 패턴용 빛을 확산시키는 확산부가 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛은 구동 신호가 입력됨에 따라 온오프 스위칭됨으로써 회전축을 중심으로 각도가 변화되어 입사되는 빛의 경로를 전환시키는 다수의 미세 반사경으로 구성된 DMD(Digital Micro-mirror Device)인 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1광원과 제2광원은 반사유닛의 측방에 배치되고,
    제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방 또는 하방으로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    반사유닛은 입사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 상방 또는 하방으로 반사되어 이동되도록 기울어지게 마련되고,
    제2광원이 제1광원보다 상방에 배치된 경우 제1반사미러 및 제1광학계가 제2반사미러 및 제2광학계보다 상방에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛의 중심축은 가상의 수직선상에서 제1각도로 기울어지게 마련되고, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향의 반대방향으로 이동되도록 기울기 방향이 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    제1반사미러와 제1광학계는 빔패턴용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상에 배치되며,
    제1반사미러는 제1광원에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 광축선상에 배치되고, 입사된 빔패턴용 빛이 제1광학계를 향해 이동되도록 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제1반사미러는 반사유닛의 중심축상(D)에서 수직하게 이격되어 배치되고, 제1반사미러와 제1광학계의 직선상에 대해 제1각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방으로 제2각도를 이루어 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    제2반사미러와 제2광학계는 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 출사되는 방향으로 직선상에 배치되며,
    제2반사미러는 제2광원에서 조사된 라이다 센싱용 빛이 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 광축선상에 배치되고, 입사된 라이다 센싱용 빛이 제2광학계를 향해 이동되도록 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    제2반사미러는,
    반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛의 광축선상에서 하방으로 제2각도로 이격되게 배치되고, 반사유닛에 의해 반사되어 이동되는 라이다 센싱용 빛의 광축선상에 대해 제2각도의 1/2 만큼 기울어지게 마련된 제1반사부; 및 제1반사부에서 반사된 라이다 센싱용 빛이 입사되도록 배치되고, 제2반사미러와 제2광학계의 직선상에 대해 제1각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 제2반사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제1반사부는 반사유닛의 중심축을 기준으로 굴곡면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    제2광학계는 제2반사미러에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
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