KR20100107164A - 거리 측정 장치 - Google Patents

거리 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100107164A
KR20100107164A KR1020090025316A KR20090025316A KR20100107164A KR 20100107164 A KR20100107164 A KR 20100107164A KR 1020090025316 A KR1020090025316 A KR 1020090025316A KR 20090025316 A KR20090025316 A KR 20090025316A KR 20100107164 A KR20100107164 A KR 20100107164A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
mirror
reflected
optical
sensor
Prior art date
Application number
KR1020090025316A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101018203B1 (ko
Inventor
김홍기
김주홍
신동익
노정은
이백규
보리스 키릴로프
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020090025316A priority Critical patent/KR101018203B1/ko
Priority to US12/555,980 priority patent/US8081299B2/en
Publication of KR20100107164A publication Critical patent/KR20100107164A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101018203B1 publication Critical patent/KR101018203B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 거리 측정 장치는 거리측정을 위한 기준광을 조사하는 광원; 상기 기준광을 반사하여 주변 장애물에 조사하고, 상기 장애물에서 반사된 반사광이 상기 기준광과 동일한 광경로를 따라 반대방향으로 진행하도록 반사하는 하부 반사미러; 상기 하부 반사미러의 상부측에 위치하여 상기 기준광을 평행광으로 변환하고, 상기 반사광을 집광하는 센서렌즈; 상기 센서렌즈의 상부측에 위치하여 상기 반사광의 광경로를 변경시키는 상부 반사미러; 및 상기 상부 반사미러에 의해 광경로가 변경된 상기 반사광을 수광하는 광센서;를 포함하며, 상기 상부 반사미러는 상기 센서렌즈를 통과하여 집광되는 반사광을 그 진행방향과 반대방향으로 재반사시켜 상기 반사광의 초점이 상기 하부 반사미러와 상부 반사미러 사이에 형성되는 광경로상에 위치하도록 할 수 있다.

Description

거리 측정 장치{Distance Measuring Apparatus}
본 발명은 거리 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에서 조사된 빛이 물체에 의해 반사되어 수광되는 시간 간격을 이용하여 물체에 대한 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 광과 같은 빛을 이용하여 물체와의 거리를 측정하는 거리 측정 장치는 빛의 주행시간(TOF, Time Of Flight)을 측정하는 방식과 원거리 물체와 근거리 물체에서 반사되는 빛의 각도가 다른점을 이용하는 피에스디(PSD, Position Sensitive Device) 방식을 이용하여 물체거리를 측정한다.
빛의 주행시간을 측정하여 거리를 측정하는 방식은 광원에서 거리측정을 위한 기준광을 조사한 시점과, 상기 기준광이 피측정체에 반사된 반사광을 광센서에서 검출한 시점 간의 차이에 해당하는 빛의 주행시간(TOF, Time Of Flight)을 측정하여 거리를 측정한다.
종래의 빛을 이용한 거리 측정 장치는 광원에서 방출되는 기준광의 방향과 측정 대상물체에서 반사되어 광센서로 입사되는 반사광의 방향이 서로 직각을 이루 도록 설치된다.
예를 들어, 종래의 거리 측정 장치는 광원과, 광원으로부터 방출된 기준광을 직각 방향으로 경로변환 하는 제1 미러와, 상기 제1 미러에서 경로변환된 기준광을 측정 대상으로 다시 경로변환하고 상기 측정 대상에서 반사한 반사광을 수광하여 상기 제1 미러 방향으로 경로변환하는 제2 미러와, 상기 제2 미러에 의해 경로변환된 반사광을 수광하는 광센서를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때 상기 제1 미러는 광센서와 제2 미러 사이에 설치될 수 있다.
이러한 종래의 거리 측정 장치의 구조는, 광원에서 방출되는 기준광과 광센서에서 수광하는 반사광의 진행방향이 서로 다른 방향이 되므로, 상하좌우 모두 충분한 집광거리 확보를 위해 일정 크기 이상의 광경로를 필요로 하게 되기 때문에 거리 측정 장치의 사이즈가 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 광신호처리를 위한 반사광의 광경로를 변경함으로써 광경로의 제한된 공간을 반사광이 왕복진행하는 구조를 통해 장치의 사이즈를 소형화할 수 있는 거리 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치는 거리측정을 위한 기준광을 조사하는 광원; 상기 기준광을 반사하여 주변 장애물에 조사하고, 상기 장애물에서 반사된 반사광이 상기 기준광과 동일한 광경로를 따라 반대방향으로 진행하도록 반사하는 하부 반사미러; 상기 하부 반사미러의 상부측에 위치하여 상기 기준광을 평행광으로 변환하고, 상기 반사광을 집광하는 센서렌즈; 상기 센서렌즈의 상부측에 위치하여 상기 반사광의 광경로를 변경시키는 상부 반사미러; 및 상기 상부 반사미러에 의해 광경로가 변경된 상기 반사광을 수광하는 광센서;를 포함하며, 상기 상부 반사미러는 상기 센서렌즈를 통과하여 집광되는 반사광을 그 진행방향과 반대방향으로 재반사시켜 상기 반사광의 초점이 상기 하부 반사미러와 상부 반사미러 사이에 형성되는 광경로상에 위치하도록 할 수 있다.
또한, 상기 상부 반사미러, 센서렌즈 그리고 하부 반사미러는 상기 기준광 및 반사광과 동일한 광축을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 광원 및 광센서는 상기 센서렌즈와 상부 반사미러 사이에 위치하 여 상기 상부 반사미러 및 센서렌즈와 동일한 광축선상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 광센서는 상기 광경로를 따라서 상기 반사광의 초점이 맺히는 위치에 배치되어 상기 반사광을 수광할 수 있다.
또한, 상기 광원 및 광센서는 상기 광경로를 기준으로 서로 마주하도록 배치되어 상기 광원과 광센서 사이의 광축이 상기 하부 반사미러와 상부 반사미러 사이의 광축과 서로 직교할 수 있다.
또한, 상기 광원에서 조사되는 상기 기준광의 광경로를 상기 광축방향으로 변경하고, 상기 상부 반사미러에서 반사된 반사광의 광경로를 상기 광센서 방향으로 재변경하는 경로 변경부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 경로 변경부는 상기 센서렌즈의 상부면에 광축을 따라 고정되며, 상기 광원 및 광센서와 동일한 광축선상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 경로 변경부는 상기 센서렌즈의 상부면에 대해 경사진 반사면을 가지는 프리즘을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사면은 내측면이 상기 광원에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러로 반사하고, 외측면이 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광을 상기 광센서로 반사하도록 양 측면에 미러면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 경로 변경부는 양 측면에 미러면이 형성되는 양면 미러를 포함하며, 상기 센서렌즈의 상부면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 구비될 수 있다.
또한, 상기 양면 미러는 일측면이 상기 광원에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러로 반사하고, 타측면이 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광을 상 기 광센서로 반사할 수 있다.
또한, 상기 경로 변경부는 상기 광원에서 조사되는 기준광이 상기 하부 반사미러를 향하도록 안내하고, 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광이 상기 광센서를 향하도록 안내하는 한쌍의 광섬유(optical fiber)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부 반사미러는 회전축을 따라 회전구동하며, 상기 회전축과 힌지결합되어 틸팅구동할 수 있다.
본 발명에 따른 거리 측정 장치는 반사광의 광경로를 변경함으로써 광경로의 제한된 공간을 반사광이 왕복진행하는 구조를 통해 장치의 사이즈를 소형화할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 거리 측정 장치의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시한 거리 측정 장치에서 회전반사부를 나타내는 확대단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치는 광원(10), 하부 반사미러(30), 센서렌즈(40), 상부 반사미러(50), 광센서(60) 를 포함하여 구성된다.
상기 광원(10)은 주변 장애물(O)의 거리를 측정하는 기준광을 생성하여 조사하며, 상기 광원(10)은 빛의 시간을 측정하기 위하여 단파장의 레이저 빔을 방출하는 펄스 레이저 다이오드인 것이 바람직하나 발광소자(LED)를 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 기준광을 평행광으로 변환하기 위해 상기 광원(10)의 전면에는 콜리메이션 렌즈(11)가 배치될 수 있다.
상기 콜리메이션 렌즈(11)는 적어도 일측이 구면 또는 비구면일 수 있으며, 표면에는 무반사 코팅(anti-reflection coating)을 하여 빛의 반사를 줄이도록 할 수 있다.
상기 콜리메이션 렌즈(11)를 통과한 기준광은 소정 범위의 광경로를 따라 평행하게 이동한다.
상기 하부 반사미러(30)는 상기 이동하는 기준광을 반사하여 주변 장애물(O)에 조사하고, 상기 장애물(O)에서 반사된 반사광이 상기 기준광과 동일한 광경로를 따라 반대방향으로 진행하도록 재반사한다.
즉, 상기 기준광은 상기 장애물(O)에서 반사되고, 상기 반사된 반사광은 상기 하부 반사미러(30)에 의하여 광경로가 상기 기준광과 동일한 광경로 방향으로 변경되어 상기 반사광을 수광하는 광센서(60)를 향해 진행한다.
상기 하부 반사미러(30)는 45°의 기울기를 가지며 배치되어 고정될 수 있으며, 도 3에서와 같이 수직방향의 광축을 따라 회전하는 회전축(31)에 의해 회전구 동하는 한편, 상기 회전축(31)과 힌지축(32)을 통해 힌지결합되어 틸팅구동하는 것도 가능하다.
이를 통해 수평방향뿐만 아니라 수직방향까지 레이저 등의 기준광을 조사하여 입체적으로 스캐닝함으로써 주변의 장애물과의 거리를 검출하여 3차원의 공간적인 데이터의 확보가 가능하게 한다.
상기 하부 반사미러(30)의 반사면은 금, 은, 알루미늄 등의 금속 코팅 또는 유전체 코팅으로 이루어질 수 있다.
상기 센서렌즈(40)는 상기 하부 반사미러(30)의 상부측에 위치하여 상기 기준광을 평행광으로 변환하고, 상기 반사광을 집광하여 상기 광센서(60)가 상기 반사광을 검출하도록 한다.
도면에서와 같이, 상기 센서렌즈(40)는 기준광이 들어오는 상부면이 평면이고, 상기 하부 반사미러(30)와 대향하는 하부면이 볼록면인 구조를 가진다.
그러나, 양 측면이 모두 볼록면인 구조를 가지는 것도 가능하며, 적어도 일측면이 구면 또는 비구면일 수 있다.
그리고, 상기 센서렌즈(40)의 표면에는 무반사 코팅(anti-reflection coating)을 하여 빛의 반사를 줄이도록 하는 것이 바람직하다.
상기 상부 반사미러(50)는 상기 센서렌즈(40)의 상부측에 위치하여 상기 반사광의 광경로를 변경시킨다.
도면에서와 같이, 상기 상부 반사미러(50)는 반사면이 상기 기준광 및 반사광의 광축에 대해 직각을 이루며, 상기 하부 반사미러(30)를 향하도록 배치된다.
따라서, 상기 상부 반사미러(50)는 상기 센서렌즈(40)를 통과하여 집광되는 반사광을 그 진행방향과 반대방향으로 재반사시켜 상기 반사광의 초점(f)이 상기 하부 반사미러(30)와 상부 반사미러(50) 사이에 형성되는 광경로상에 위치하도록 한다.
즉, 반사광의 상기 광경로는 상기 상부 반사미러(50)에 의해 거리가 L1인 상기 하부 반사미러(30)와 상부 반사미러(50) 사이의 공간으로 한정되며, 상기 센서렌즈(40)를 통해 집광되어 초점(f)을 맺는 상기 반사광의 집광거리 중 상기 상부 반사미러(50)에서 초점(f)까지의 거리 L2는 상기 상부 반사미러(50)에 의해 반사되어 상기 광경로에 포함된다.
이 경우, 상기 반사광은 상기 광경로의 제한된 공간에서 L2만큼의 거리를 왕복진행하게 되어 거리 측정 장치의 (수직방향)크기를 결정하는 요소인 반사광의 집광거리는 상기 광경로의 범위내로 제한될 수 있다.
따라서, 상기 상부 반사미러(50)의 위치를 조정하여 상기 광경로의 거리를 단축 또는 연장함으로써 장치의 크기를 소형화할 수 있음은 물론, 다양한 크기로 설계하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 반사광이 상기 광경로에서 왕복진행하도록 상기 상부 반사미러(50), 센서렌즈(40) 그리고 하부 반사미러(30)는 도면에서와 같이 상기 기준광 및 반사광과 동일한 광축을 따라 배치된다.
상기 광센서(60)는 상기 상부 반사미러(50)에 의해 광경로가 변경된 상기 반사광을 수광하여 주변 장애물(O)과의 거리를 측정한다.
상기 광센서(60)는 광전 다이오드(photo diode) 또는 APD(Avalanche Photo Diode)일 수 있으며, 전면에는 반사광을 집광하는 집광렌즈(61)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 집광렌즈(61)의 적어도 일측면은 구면 또는 비구면일 수 있으며, 표면에는 무반사 코팅(anti-reflection coating)을 하여 빛의 반사를 줄일 수 있다.
도면에서와 같이 상기 광센서(60)는 상기 광원(10)의 상부측에 위치하며, 상기 광원과 함께 상기 센서렌즈(40)와 상부 반사미러(50) 사이에 배치된다.
이때, 상기 광원(10)과 광센서(60)는 상기 상부 반사미러(50), 센서렌즈(40) 그리고 하부 반사미러(30)와 동일한 광축선상에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 광센서(60)는 상기 광경로를 따라서 상기 반사광의 초점(f)이 맺히는 위치에 배치되어 집광된 상기 반사광을 수광한다.
따라서, 상기 센서렌즈(40)를 통과하여 상기 상부 반사미러(50)에 의해 반사된 상기 반사광은 상기 광센서(60)로 집광되어 거리측정을 위한 신호로 변환되며, 상기 광센서(60)와 연결된 연산부(미도시)로 전송된다.
한편, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 단면도이며, 도 6은 도 4에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 평면도이다.
그리고, 도 7은 도 4에 도시한 거리 측정 장치에서 경로 변경부의 다른 실시 예를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 4에 도시한 거리 측정 장치에서 경로 변경부의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 거리 측정 장치는 도 1 내지 도 3의 실시예와 같이 광원(10), 광센서(60), 상부 반사미러(50), 센서렌즈(40), 하부 반사미러(30)를 포함할 수 있다.
도면에서와 같이, 상기 상부 반사미러(50), 센서렌즈(40), 하부 반사미러(30)의 기능 및 배치구조는 도 1 내지 도 3의 실시예의 기능 및 배치구조와 동일하다 할 것이나, 상기 광원(10)과 광센서(60)는 다른 광축상에 배치된다는 점에서 차이가 있다.
즉, 상기 광원(10) 및 광센서(60)는 상기 상부 반사미러(50) 및 하부 반사미러(30) 사이의 광경로를 기준으로 서로 마주하도록 배치되어 상기 광원(10)과 광센서(60) 사이의 광축이 상기 상부 반사미러(50)와 하부 반사미러(30) 사이의 광축과 서로 직교하는 구조를 가진다.
이 경우, 양 광축의 광경로를 변경시켜 동일한 광축상에 배치되도록 할 필요가 있는데, 이를 위해 본 실시예에서는 경로 변경부(20)를 더 포함한다.
도면과 같이, 상기 경로 변경부(20)는 상기 센서렌즈(40)의 상부면에 광축을 따라 고정되며, 상기 광원(10) 및 광센서(60)와 동일한 광축선상에 배치된다.
그리고, 상기 경로 변경부(20)는 상기 광원(10)에서 조사되는 상기 기준광의 광경로를 상기 하부 반사미러(30)의 광축방향으로 변경하고, 상기 상부 반사미러(50)에서 반사된 반사광의 광경로를 상기 광센서(60) 방향으로 재변경한다.
따라서, 상기 경로 변경부(20)는 상기 광원(10)과 광센서(60) 사이의 광축 및 상기 상부 반사미러(50)와 하부 반사미러(30) 사이의 광축을 따라 배치되어 양 광축이 서로 교차하는 지점에서 광경로를 변경한다.
도 4 내지 도 6에서와 같이 상기 경로 변경부(20)는 상기 센서렌즈(40)의 상부면에 대해 45°의 각도로 경사진 반사면(21)을 가지는 프리즘(prism)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 반사면(21)은 내측면이 상기 광원에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러(30)로 반사하고, 외측면이 상기 상부 반사미러(50)에서 반사되는 반사광을 상기 광센서(60)로 반사하도록 양 측면에 미러면(21a,21b)이 형성된다.
따라서, 상기 광원(10)에서 방출되는 기준광의 광경로는 수평방향에서 상기 반사면(21)의 내측 미러면(21a)을 통해 수직방향으로 변경되어 하부측에 위치하는 하부 반사미러(30)를 향해 진행한다.
그리고, 상기 상부 반사미러(50)에서 반사되는 반사광의 광경로는 수직방향에서 상기 반사면(21)의 외측 미러면(21b)을 통해 다시 수평방향으로 변경되어 광센서(60)로 집광된다.
즉, 상기 반사광의 광경로는 상기 상부 반사미러(50)에 의해 거리가 L1인 상기 하부 반사미러(30)와 상부 반사미러(50) 사이의 공간으로 한정되지만, 상기 반사광은 상기 상부 반사미러(50)에서 상기 경로 변경부(20)까지의 거리인 L2만큼 상기 광경로를 왕복진행하게 된다.
따라서, 상기 반사광은 수직방향의 광경로인 L1+L2와 수평방향의 광경로(경 로 변경부에서 광센서 사이)인 L3를 더한 거리(L1+L2+L3)를 이동하게 되어 광신호처리를 위한 충분한 집광거리를 확보할 수 있다.
여기서 상기 반사면(21)의 양측 미러면(21a,21b)은 금, 은, 알루미늄 등의 금속 코팅 또는 유전체 코팅으로 이루어질 수 있다.
상기 프리즘은 접착제(미도시) 등을 통해 상기 센서렌즈(40)의 상부면에 안정적으로 고정될 수 있으며, 광축 정렬(optical alignment)이 용이하다는 장점이 있다.
한편, 도 7에서와 같이 상기 경로 변경부(22)는 양 측면에 미러면(22a,22b)이 형성되는 양면 미러를 포함하며, 상기 센서렌즈(40)의 상부면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 구비될 수 있다.
그리고, 상기 프리즘에서와 같이 상기 양면 미러의 일측면(22a)은 상기 광원(10)에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러(30)로 반사하고, 타측면(22b)은 상기 상부 반사미러(50)에서 반사되는 반사광을 상기 광센서(60)로 재반사한다.
한편, 도 8에서와 같이 상기 경로 변경부(24)는 상기 광원(10)에서 조사되는 기준광이 상기 하부 반사미러(30)를 향하도록 안내하고, 상기 상부 반사미러(50)에서 반사되는 반사광이 상기 광센서(60)를 향하도록 안내하는 한쌍의 광섬유(optical fiber)(24a,24b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 광원(10)과 광센서(60)가 동일한 광축상에 배치될 필요가 없으며, 원하는 위치에 각각 배치하는 것이 가능하여 장치의 설계변경은 물론 소형화에 용이하다는 장점이 있다.
이와 같이, 광원(10) 및 광센서(60)가 종방향으로 광경로와 동일한 광축상에 배치되지 않고 횡방향으로 광경로의 광축과 직교하는 구조로 배치되는 경우 광경로의 길이를 더욱더 단축시키는 것이 가능하여 장치의 소형화에 보다 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 거리 측정 장치에서 회전반사부를 나타내는 확대단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시한 거리 측정 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 4에 도시한 거리 측정 장치에서 경로 변경부의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 4에 도시한 거리 측정 장치에서 경로 변경부의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 광원 11: 콜리메이션 렌즈
20: 경로 변경부 30: 하부 반사미러
31: 회전축 40: 센서렌즈
50: 상부 반사미러` 60: 광센서

Claims (13)

  1. 거리측정을 위한 기준광을 조사하는 광원;
    상기 기준광을 반사하여 주변 장애물에 조사하고, 상기 장애물에서 반사된 반사광이 상기 기준광과 동일한 광경로를 따라 반대방향으로 진행하도록 반사하는 하부 반사미러;
    상기 하부 반사미러의 상부측에 위치하여 상기 기준광을 평행광으로 변환하고, 상기 반사광을 집광하는 센서렌즈;
    상기 센서렌즈의 상부측에 위치하여 상기 반사광의 광경로를 변경시키는 상부 반사미러; 및
    상기 상부 반사미러에 의해 광경로가 변경된 상기 반사광을 수광하는 광센서;
    를 포함하며,
    상기 상부 반사미러는 상기 센서렌즈를 통과하여 집광되는 반사광을 그 진행방향과 반대방향으로 재반사시켜 상기 반사광의 초점이 상기 하부 반사미러와 상부 반사미러 사이에 형성되는 광경로상에 위치하도록 하는 거리 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 반사미러, 센서렌즈 그리고 하부 반사미러는 상기 기준광 및 반사 광과 동일한 광축을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원 및 광센서는 상기 센서렌즈와 상부 반사미러 사이에 위치하여 상기 상부 반사미러 및 센서렌즈와 동일한 광축선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 광경로를 따라서 상기 반사광의 초점이 맺히는 위치에 배치되어 상기 반사광을 수광하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원 및 광센서는 상기 광경로를 기준으로 서로 마주하도록 배치되어 상기 광원과 광센서 사이의 광축이 상기 하부 반사미러와 상부 반사미러 사이의 광축과 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원에서 조사되는 상기 기준광의 광경로를 상기 광축방향으로 변경하고, 상기 상부 반사미러에서 반사된 반사광의 광경로를 상기 광센서 방향으로 재변경하는 경로 변경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경로 변경부는 상기 센서렌즈의 상부면에 광축을 따라 고정되며, 상기 광원 및 광센서와 동일한 광축선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 경로 변경부는 상기 센서렌즈의 상부면에 대해 경사진 반사면을 가지는 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반사면은 내측면이 상기 광원에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러로 반사하고, 외측면이 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광을 상기 광센서 로 반사하도록 양 측면에 미러면이 형성되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 경로 변경부는 양 측면에 미러면이 형성되는 양면 미러를 포함하며, 상기 센서렌즈의 상부면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 양면 미러는 일측면이 상기 광원에서 조사되는 기준광을 상기 하부 반사미러로 반사하고, 타측면이 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광을 상기 광센서로 반사하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 경로 변경부는 상기 광원에서 조사되는 기준광이 상기 하부 반사미러를 향하도록 안내하고, 상기 상부 반사미러에서 반사되는 반사광이 상기 광센서를 향하도록 안내하는 한쌍의 광섬유(optical fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하부 반사미러는 회전축을 따라 회전구동하며, 상기 회전축과 힌지결합되어 틸팅구동하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
KR1020090025316A 2009-03-25 2009-03-25 거리 측정 장치 KR101018203B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090025316A KR101018203B1 (ko) 2009-03-25 2009-03-25 거리 측정 장치
US12/555,980 US8081299B2 (en) 2009-03-25 2009-09-09 Distance measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090025316A KR101018203B1 (ko) 2009-03-25 2009-03-25 거리 측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100107164A true KR20100107164A (ko) 2010-10-05
KR101018203B1 KR101018203B1 (ko) 2011-02-28

Family

ID=42783794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090025316A KR101018203B1 (ko) 2009-03-25 2009-03-25 거리 측정 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8081299B2 (ko)
KR (1) KR101018203B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013094791A1 (ko) * 2011-12-22 2013-06-27 엘지전자 주식회사 거리 측정 장치
KR20170078031A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 전자부품연구원 스캐닝 수직 영역이 가변되는 스캐닝 라이다
KR20170135415A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 전자부품연구원 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR20180025259A (ko) * 2016-08-30 2018-03-08 한양대학교 산학협력단 ToF 카메라 장치
KR20180032709A (ko) * 2016-09-22 2018-04-02 전자부품연구원 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
KR20180127599A (ko) * 2017-05-19 2018-11-29 전자부품연구원 라이다 장치 및 이를 포함하는 라이다 시스템
KR20190044158A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 전자부품연구원 라이다 장치 및 이를 포함하는 라이다 시스템
KR20190044995A (ko) * 2017-10-23 2019-05-02 주식회사 유진로봇 이동성 거울을 이용한 광 송수신기, 3차원 거리 측정 장치, 및 이동체
WO2019139340A1 (ko) * 2018-01-09 2019-07-18 엘지전자 주식회사 차량용 라이다 장치
WO2020085561A1 (ko) * 2018-10-22 2020-04-30 전자부품연구원 고효율 무회전 스캐닝 라이다 장치
WO2023084501A1 (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 주식회사 오토닉스 레이저 스캐너

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9092136B1 (en) * 2011-06-08 2015-07-28 Rockwell Collins, Inc. Projected button display system
JP6009753B2 (ja) * 2011-10-26 2016-10-19 株式会社トプコン 画像測定装置
US9049433B1 (en) 2012-01-06 2015-06-02 John H. Prince High-speed railroad inspection using coordinated 3D cameras
CA2863197A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
US9605952B2 (en) 2012-03-08 2017-03-28 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
US9587977B2 (en) * 2012-08-31 2017-03-07 Nikon Corporation Boresight error monitor for laser radar integrated optical assembly
US10034109B2 (en) * 2015-04-09 2018-07-24 Audera Acoustics Inc. Acoustic transducer systems with position sensing
US10718359B2 (en) 2015-08-21 2020-07-21 Quality Manufacturing Inc. Devices and systems for producing rotational actuation
US10502618B2 (en) 2016-12-03 2019-12-10 Waymo Llc Waveguide diffuser for light detection using an aperture
DE102017101945A1 (de) * 2017-02-01 2018-08-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Messanordnung mit einem optischen Sender und einem optischen Empfänger
US10890650B2 (en) 2017-09-05 2021-01-12 Waymo Llc LIDAR with co-aligned transmit and receive paths
USD842723S1 (en) 2017-09-27 2019-03-12 Bushnell Inc. Rangefinder
USD875200S1 (en) 2018-01-03 2020-02-11 Bushnell Inc. Rangefinder display device
USD926606S1 (en) 2017-11-01 2021-08-03 Bushnell Inc. Rangefinder
CN107861111A (zh) * 2017-12-25 2018-03-30 杭州隆硕科技有限公司 旋转激光测距传感器
CN116558431B (zh) * 2023-07-11 2023-10-20 江苏永钢集团有限公司 一种棒材测径装置及其测径方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055683A (en) * 1989-12-15 1991-10-08 Mccracken William L Line scanner
FR2691261B1 (fr) * 1992-05-13 1994-08-19 Aerospatiale Dispositif optique d'émission-réception à balayage.
DE19607345A1 (de) 1996-02-27 1997-08-28 Sick Ag Laserabstandsermittlungsvorrichtung
JP4446087B2 (ja) * 2004-03-01 2010-04-07 独立行政法人情報通信研究機構 光検出装置及びこれを用いた光検出システム
JP2006047079A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Topcon Corp 距離測定装置
JP2008298520A (ja) 2007-05-30 2008-12-11 Nec Corp 走査型距離計測装置
JP2009008404A (ja) 2007-06-26 2009-01-15 Nikon-Trimble Co Ltd 距離測定装置
US7746449B2 (en) * 2007-11-14 2010-06-29 Rosemount Aerospace Inc. Light detection and ranging system
US7894044B1 (en) * 2008-03-11 2011-02-22 Oceanit Laboratories, Inc. Laser for coherent LIDAR

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013094791A1 (ko) * 2011-12-22 2013-06-27 엘지전자 주식회사 거리 측정 장치
US9429420B2 (en) 2011-12-22 2016-08-30 Lg Electronics Inc. Distance measurement apparatus
KR20170078031A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 전자부품연구원 스캐닝 수직 영역이 가변되는 스캐닝 라이다
KR20170135415A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 전자부품연구원 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR20180025259A (ko) * 2016-08-30 2018-03-08 한양대학교 산학협력단 ToF 카메라 장치
KR20180032709A (ko) * 2016-09-22 2018-04-02 전자부품연구원 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
KR20180127599A (ko) * 2017-05-19 2018-11-29 전자부품연구원 라이다 장치 및 이를 포함하는 라이다 시스템
KR20190044158A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 전자부품연구원 라이다 장치 및 이를 포함하는 라이다 시스템
KR20190044995A (ko) * 2017-10-23 2019-05-02 주식회사 유진로봇 이동성 거울을 이용한 광 송수신기, 3차원 거리 측정 장치, 및 이동체
WO2019139340A1 (ko) * 2018-01-09 2019-07-18 엘지전자 주식회사 차량용 라이다 장치
US11500068B2 (en) 2018-01-09 2022-11-15 Lg Electronics Inc. Lidar apparatus for vehicle
WO2020085561A1 (ko) * 2018-10-22 2020-04-30 전자부품연구원 고효율 무회전 스캐닝 라이다 장치
WO2023084501A1 (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 주식회사 오토닉스 레이저 스캐너

Also Published As

Publication number Publication date
US20100245799A1 (en) 2010-09-30
US8081299B2 (en) 2011-12-20
KR101018203B1 (ko) 2011-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101018203B1 (ko) 거리 측정 장치
CN114660616B (zh) 使用旋转凹面镜和光束转向设备的组合的2D扫描高精度LiDAR
US8570502B2 (en) Scanning mirror device
KR101990447B1 (ko) 근거리 원거리 겸용 라이다 센서
JP5732956B2 (ja) 距離測定装置
KR20180036936A (ko) 거리 측정 센서 조립체
US8384884B2 (en) Range finder
US10067222B2 (en) Laser rangefinder
CN110235025B (zh) 距离探测装置
JP6460445B2 (ja) レーザレンジファインダ
JP2012255738A (ja) 光学式測定装置
KR100953749B1 (ko) 거리 측정 광학 장치
JP2021067540A (ja) 測量装置
KR100976338B1 (ko) 광섬유를 이용한 양방향 광모듈 및 이를 이용한 레이저거리 측정장치
JP2012242245A (ja) ラマン散乱光検出装置
JP6388383B2 (ja) レーザレンジファインダ
JP5585874B2 (ja) レーザレーダ装置
JP2007064803A (ja) レーザーレーダー装置
EP2103899A2 (en) Optical displacement measuring apparatus and multifunctional optical displacement measuring apparatus
JP7314661B2 (ja) 光走査装置、物体検出装置及びセンシング装置
KR100976299B1 (ko) 양방향 광모듈 및 이를 이용한 레이저 거리 측정장치
CN221124870U (zh) 距离测量装置
JP6732442B2 (ja) 光波距離測定装置
KR20240022691A (ko) 라이다 장치
CN117368936A (zh) 距离测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee