KR20170029205A - 회전 스캐닝 장치 - Google Patents

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KR20170029205A
KR20170029205A KR1020150126229A KR20150126229A KR20170029205A KR 20170029205 A KR20170029205 A KR 20170029205A KR 1020150126229 A KR1020150126229 A KR 1020150126229A KR 20150126229 A KR20150126229 A KR 20150126229A KR 20170029205 A KR20170029205 A KR 20170029205A
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정영대
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한화테크윈 주식회사
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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치는 모터축이 회전할 수 있도록 구동력을 제공하는 모터; 상기 모터축과 결합하여 상기 모터축과 함께 회전하는 회전반경 조절부; 레이저를 이용하여 물체를 스캔하는 스캐닝부; 및 상기 회전반경 조절부와 상기 스캐닝부를 연결하여, 상기 회전반경 조절부의 회전에 따라 상기 스캐닝부에 회전력을 전달하는 커넥터를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

Description

회전 스캐닝 장치{Rotational Scanning Device}
본 발명은 회전 스캐닝 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 라이다(LIDAR)를 이용하여 전방향의 특정 영역만을 회전하며 스캐닝함으로써 스캐닝 시간을 절약하고 고해상도의 데이터를 추출하는 회전 스캐닝 장치에 관한 것이다.
라이다(LIght Detection And Ranging,　LIDAR,　레이저 레이더)는 레이저　펄스를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 대상물 위치좌표를 측정하는　레이더　시스템이다.　라이다는 물체판별 정확성은 다소 떨어지나, 높은 에너지 밀도와 짧은 주기의 펄스 신호를 생성할 수 있는 능력을 활용하여 보다 정밀한 대기 중의 물성 관측 및 거리 측정 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
최근에는 3차원 위치정보가 시각적인 요소뿐만 아니라 고정밀의 신뢰성 있는 정보를 요구하고 있는데, 라이다는 항공사진과는 달리 기상조건에 영향을 덜 받으며 주야에 관계없이 데이터 획득이 가능한 장점을 지니고 있어 매우 유용하고 다양한 위치 정보를 제공할 수 있는 최적으로 소스로서 각광 받고 있다. 이에 공간정보를 기반으로 하고 있는 고고학, 지리학, 지질학, 지형학, 지진학, 해양학, 원격탐사, 스피드 건, 자율이동로봇 등과 같은 여러 가지 응용 분야에서도 라이다가 중요한 기술로서 활용되고 있다.
이러한 3차원 데이터를 얻기 위해 2D laser scanner를 활용할 수도 있지만, 실시간으로 3D 영상을 구현하기 위해서 보다 빠른 데이터 수집을 하도록 360도로 선회하면서 전방향을 스캐닝하는 전방향 스캔 라이다(Panoramic Scan LIDAR)가 있다. 이러한 전방향 스캔 라이다는 360도 회전을 하면서 동시에 상하 방향으로도 스캐닝을 수행한다.
그러나 라이다가 종래의 360도 회전방식으로 자신의 주위 전체를 회전하며 스캐닝하는 것은 오랜 시간이 소모되며, 구조가 복잡해지고 진동에 취약하게 되는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 최근에는 라이다가 회동하여 전방향만을 스캐닝하는 기술들이 제안되었다. 그러나 상기 기술들은 라이다가 상하로만 스캐닝하도록 회동하어 필요한 영역을 충분히 스캐닝할 수가 없거나, 다수의 모터가 작동하여 스캐닝함으로써 원을 그리는 동작이 부자연스럽고 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.
한국특허등록 제 1449931 호 한국공개공보 제 2014-0091342 호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 라이다가 전방향의 특정 영역만을 회전하며 스캐닝함으로써 스캐닝 시간을 절약하고 고해상도의 데이터를 추출하는 회전 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.
또한, 회전시 하나의 모터만을 사용하여 단순한 구조로써 자연스러운 회전을 구현하는 회전 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치는 모터축이 회전할 수 있도록 구동력을 제공하는 모터; 상기 모터축과 결합하여 상기 모터축과 함께 회전하는 회전반경 조절부; 레이저를 이용하여 물체를 스캔하는 스캐닝부; 및 상기 회전반경 조절부와 상기 스캐닝부를 연결하여, 상기 회전반경 조절부의 회전에 따라 상기 스캐닝부에 회전력을 전달하는 커넥터를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
라이다가 전방향의 특정 영역만을 회전하며 스캐닝함으로써 스캐닝 시간을 단축하여 신속하게 데이터를 추출할 수 있다. 그리고 기존의 라이다보다 같은 시간동안 더욱 많은 횟수의 스캐닝이 가능하여 고해상도의 데이터를 추출할 수 있다.
또한, 회전시 하나의 모터만을 사용하여 구조가 단순해져 고장의 위험성이 감소하고, 고장시 수리가 간편하며 자연스러운 회전을 구현할 수 있다.
모터와 라이다를 연결하는 커넥터의 길이가 변화함으로써 스캐닝하는 원의 반경을 조절할 수 있고, 모터가 회전하면서 동시에 반경을 변화하여 나선을 그리도록 스캐닝 하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)의 사시도이다.
도 2는 일반적인 라이다의 기본 원리를 나타낸 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13) 및 모터(14)의 조립도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(12)의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝부(11) 및 받침대(15)의 조립도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)와 커넥터 연결부(122)가 결합한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝부(11)와 커넥터 연결부(122)가 결합한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할 경우의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에 가까운 쪽에 위치할 경우의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할 경우의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에 가까운 쪽에 위치할 경우의 측면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우의 측면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)는 모터(14), 모터(14)의 회전에 따라 함께 회전하는 회전반경 조절부(13), 레이저를 대상에 조사하여 대상 물체(2)를 스캐닝하는 스캐닝부(11), 회전반경 조절부(13)와 스캐닝부(11)를 연결하는 커넥터(12)로 구성된다. 여기서 스캐닝부(11)는 라이다(LIDAR)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 대상 물체(2)를 스캐닝하여 정보를 획득할 수 있는 장치들을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모터(14)는 회전자가 중심부에서 회전하며 전기에너지를 회전운동에너지로 변환하는 일반적으로 공지된 모터(14)이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)는 받침대(15)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 받침대(15)는 바닥에 고정된 채로 스캐닝부(11)에 결합될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 결합형태를 가질 수 있다.
이하에서는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 일반적인 라이다의 기본 원리를 나타낸 참고도이다.
라이다의 구성은 분야에 따라 다양하게 구성되지만 기본적인 구성은 도 2에 도시된 바와 같이 레이저를 발생하여 스캔하려는 영역에 레이저를 송신하는 레이저 송신부(111), 반사되어 되돌아오는 상기 송신한 레이저를 검출하는 레이저 검출부(112), 신호 및 데이터의 송수신 및 처리하기 위한 제어부(113), 레이저 송신부(111)와 레이저 검출부(112)로 송수신되는 레이저를 굴절시켜 진행방향을 조절하는 렌즈(114)로 구성된다.
라이다는 레이저 신호의 변조 방법에 따라 time-of-flight(TOF) 방식과 phase-shift 방식으로 구분될 수 있다. TOF 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 송신부(111)가 레이저 펄스 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체(2)들로부터의 반사 펄스 신호들이 레이저 검출부(112)에 도착하는 시간을 측정함으로써 거리를 계산하는 방식이다. Phase-shift 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 신호의 위상 변화량을 측정하여 시간 및 거리를 계산하는 방식이다.
레이저 광원은 250nm부터 11μm까지의 파장 영역에서 특정 파장을 가지거나 파장이 가변될 수도 있으며, 최근에는 소형, 저전력을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드가 많이 사용된다. 레이저의 파장은 대기, 구름, 비 등에 대한 투과성과 안구보호에 직접적인 영향을 주므로 사용 분야에 따라 파장의 선택이 중요하다. 라이다의 성능을 결정하는 데에 있어서 기본적으로 레이저 출력, 파장, 스펙트럼 특성, 펄스 폭 및 모양 뿐만 아니라 수신기의 수신감도 및 다이내믹 레인지, 그리고 광학필터 및 렌즈(114)의 특성 또한 주요 요인이다. 이와 함께 수신기의 측정 각도를 나타내는 Field Of View(FOV), 측정 범위를 선택하기 위한 Field Stop, 레이저빔과 수신기의 FOV overlap 특성 등도 중요한 요소이다.
기존의 라이다 기술들은 기상 관측 및 거리 측정을 목적으로 주로 연구되었으며, 최근에는 위성에서의 기상관측, 무인 로봇 센서 및 3차원 영상 모델링을 위한 기술들이 연구되고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13) 및 모터(14)의 조립도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회전반경 조절부(13)의 중심부가 모터축(141)과 결합함으로써 회전반경 조절부(13)와 모터(14)가 결합한다. 따라서 모터축(141)이 회전하면 회전반경 조절부(13)는 모터축(141)의 회전력을 전달받아 회전한다. 회전반경 조절부(13)의 회전축은 회전반경 조절부(13)의 중심과 일치하지 않을 수 있으나, 모터(14)의 하중 부담을 감소하기 위해 회전반경 조절부(13)의 회전축과 중심은 일치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)는 원반의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 회전반경 조절부(13)는 파라볼라 형태를 가질 수도 있고 긴 로드의 형태를 가지는 것도 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)에는 홈(131)이 회전반경 조절부(13)의 대략 중심부근에서부터 반경방향으로 길게 형성된다. 하기에 기술할 바 커넥터(12)의 일단에 형성된 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 홈(131)에 삽입됨으로써 회전반경 조절부(13)와 커넥터(12)가 연결된다. 그리고 회전반경 조절부(13)의 홈(131)이 형성된 방향으로 커넥터 연결부(122)가 슬라이딩함으로써 스캐닝부(11)의 스캔반경이 변할 수 있다. 여기서 스캔반경이란 스캐닝부(11)가 회전하면서 전방을 스캔하는 경우, 스캔영역이 그리는 원의 반경을 말한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(12)의 사시도이다.
커넥터(12)는 스캐닝부(11)가 회전할 수 있도록 회전반경 조절부(13)와 스캐닝부(11)를 연결하여 회전반경 조절부(13)의 회전력을 스캐닝부(11)에 전달한다.
커넥터(12)의 형태는 회전반경 조절부(13)의 회전력을 스캐닝부(11)에 전달할 수 있다면 다양한 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 긴 막대의 형태를 가진다. 이 경우, 커넥터(12)는 커넥터 몸통(121)과 커넥터 연결부(122)로 구성된다.
커넥터 몸통(121)의 양단에는 커넥터 연결부(122)가 각각 형성된다. 커넥터 몸통(121)의 일단에 형성된 커넥터 연결부(122)는 회전반경 조절부(13)와 커넥터(12)를 직접 연결하고, 커넥터 몸통(121)의 타단에 형성된 커넥터 연결부(122)는 스캐닝부(11)와 커넥터(12)를 직접 연결한다. 커넥터 연결부(122)는 회전반경 조절부(13) 및 스캐닝부(11)에 연결될 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 연결부(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 둥근 볼(ball)의 형태를 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 커넥터 연결부(122)가 각각 회전반경 조절부(13) 및 스캐닝부(11)에 형성된 홈(115, 131)에 삽입되어 자유롭게 회전하면서, 동시에 커넥터 연결부(122)가 홈(115, 131)에서 쉽게 이탈하는 것을 방지하기 위해 커넥터 연결부(122)와 커넥터 몸통(121) 사이에는 폭이 가는 네크(neck, 123)가 형성된다. 또한, 회전반경 조절부(13) 및 스캐닝부(11)의 홈(115, 131)은 내부에서의 폭(h1)보다 표면에서의 폭(h2)이 더 좁게 형성되어 커넥터 연결부(122)가 홈(115, 131)에서 쉽게 이탈하지 않게 된다. 여기서, 내부에서의 폭(h1)은 커넥터 연결부(122), 즉 볼의 직경에 대응되고, 표면에서의 폭(h2)는 네크(123)의 직경에 대응된다.
상기 기술한 바, 도 3에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)에는 홈(131)이 회전반경 조절부(13)의 대략 중심부근에서부터 반경방향으로 길게 형성되고, 커넥터(12)의 일단에 형성된 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 홈(131)에 삽입됨으로써 회전반경 조절부(13)와 커넥터(12)가 연결된다. 그리고 회전반경 조절부(13)의 홈(131)이 형성된 방향으로 커넥터 연결부(122)가 슬라이딩함으로써 스캐닝부(11)의 스캔반경이 변할 수 있다. 이 때, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 회전부의 중심에서부터 먼 쪽에 위치하는 경우와 가까운 쪽에 위치하는 경우는 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 다르다.
구체적으로 설명하면, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 먼 쪽에 위치할수록, 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 멀고, 반대로 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽에 위치할수록, 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 가깝다. 따라서 커넥터 몸통(121)은 스캐닝부(11)가 스캔반경이 변할 수 있도록 길이가 변한다.
커넥터 몸통(121)은 길이가 변할 수 있도록 전체적으로 탄성을 가진 재질로 제조될 수도 있으나, 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 커넥터 몸통(121)은 외부 몸통(1211)과 내부 몸통(1212)으로 구성되고, 내부 몸통(1212)이 외부 몸통(1211)의 내부에 삽입되어 슬라이딩운동을 함으로써 길이가 변할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝부(11) 및 받침대(15)의 조립도이다.
스캐닝부(11)에는, 스캐닝부(11)가 회전하면서 대상 물체(2)를 스캔하도록 지지하는 받침대(15)가 결합된다. 스캐닝부(11)가 회전반경 조절부(13)의 회전에 따라 함께 회전하기 위해서 최소한 2의 자유도를 가져야 한다. 받침대(15)는 스캐닝부(11)와 결합하여, 스캐닝부(11)가 최소한 2개의 축을 중심으로 팬 및 틸트를 하도록 스캐닝부(11)를 지지한다. 도 5에 도시된 바와 같이 받침대(15)는 바닥에 고정되며, 스캐닝부(11)의 양 측면에 홈이 형성되어 받침대(15)에서 양측에 돌출된 연결부가 삽입됨으로써 상호간에 연결될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 결합형태를 가질 수 있으며, 스캐닝부(11)와 받침대(15)가 일체형으로 제작될 수도 있다.
커넥터 연결부(122)는 스캐닝부(11)의 후면과 결합될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 5에 도시된 바와 같이, 스캐닝부(11) 후면에 형성된 스캐닝부(11) 홈(115)에 커넥터 연결부(122)가 삽입되어 연결된다. 그러나, 이에 제한되지 않고 다양한 결합형태를 가지는 것이 바람직하며, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 스캐닝부(11)에 커넥터(12)가 고정된 형태, 즉 일체형으로 제작될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전반경 조절부(13) 및 스캐닝부(11)의 홈(115)은 내부에서의 폭(h1)보다 표면에서의 폭(h2)이 더 좁게 형성되어 커넥터 연결부(122)가 홈(115)에서 쉽게 이탈하지 않게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)와 커넥터 연결부(122)가 결합한 모습을 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝부(11)와 커넥터 연결부(122)가 결합한 모습을 나타낸 단면도이다.
상기 기술한 바 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 회전반경 조절부(13)와 스캐닝부(11)의 내부에서의 홈(115, 131)의 폭(h1)은 커넥터 연결부(122)의 직경에 대응하여 커넥터 연결부(122)가 상기 홈(131)에 삽입되어 내부에 안착되기 용이하나, 표면에서의 홈(115, 131)의 폭(h2)은 커넥터 연결부(122)의 직경보다 더 좁게 형성된다. 그러나, 커넥터 연결부(122)가 홈(115, 131)의 내부에서 회전하면서 커넥터의 네크(123)가 일정한 범위 내에서 운동하므로, 표면에서의 홈(115, 131)의 폭(h2)은 최소한 커넥터 네크(123)의 운동에 장애가 되지 않도록 과도하게 좁지 않아야 한다.
회전반경 조절부(13) 및 스캐닝부(11)의 홈(131)이 상기와 같이 형성됨으로써 커넥터 연결부(122)가 홈(131)에서 쉽게 이탈하지 않으며 커넥터 연결부(122)가 용이하게 회전할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 측단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 측단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 회전반경 조절부(13)에는 홈(131)이 회전반경 조절부(13)의 대략 중심부근에서부터 반경방향으로 길게 형성된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 홈(131)은 도 8에 도시된 바와 같이, 중심부로부터 가까운 위치부터 먼 위치까지 형성되는 깊이가 일정하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 홈(131)은 도 8에 도시된 바와 같이, 중심부로부터 가까운 위치일수록 형성되는 깊이가 깊어진다. 상기 기술한 바, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 먼 쪽에 위치할수록, 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 멀고, 반대로 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽에 위치할수록, 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 가깝다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)는 상기 거리가 변하는 것에 대응하여 커넥터(12)의 길이 또한 변하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)는 커넥터(12)의 길이 변화가 없더라도 커넥터(12)의 일단이 회전반경 조절부(13)의 홈(131)의 형성방향을 따라 슬라이딩을 하면 본 발명의 구현이 가능하다.
이 경우, 스캐닝부(11)의 회전은 스캐닝부(11)와 받침대(15)가 연결되는 부분을 중심으로 회전하므로, 커넥터(12)의 길이가 변하지 않으면서 스캐닝부(11)가 원활하게 회전하기 위해서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전반경 조절부(13)의 홈(131)은 스캐닝부(11)와 받침대(15)가 연결되는 부분을 중심으로 곡률이 일정하게 유지되도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할 경우의 측면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에 가까운 쪽에 위치할 경우의 측면도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우의 측면도이다.
상기 기술한 바, 회전반경 조절부(13)의 홈(131)이 형성된 방향으로 커넥터 연결부(122)가 슬라이딩함으로써 스캐닝부(11)의 스캔반경이 변한다. 구체적으로 설명하면, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할수록, 도 10에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 멀어져 커넥터 몸통(121)의 길이가 길어지고, 스캐닝부(11)가 수평으로부터 기울어진 기울기가 가파르므로 스캐닝부(11)의 스캔반경이 커진다.
반대로 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽에 위치할수록, 도 11에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 가까워져 커넥터 몸통(121)의 길이가 짧아지고, 스캐닝부(11)가 수평으로부터 기울어진 기울기가 완만하므로 스캐닝부(11)의 스캔반경이 작아진다.
도 12에 도시된 바와 같이, 모터(14)가 회전하는 도중에 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 중심으로부터 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우 스캔반경이 변화한다. 특히, 모터(14)의 회전속도와 커넥터 연결부(122)의 슬라이딩 운동속도가 일정하면 나선의 스캔영역을 그리며 스캐닝하게 된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할 경우의 측면도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에 가까운 쪽에 위치할 경우의 측면도이며, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 스캐닝 장치(1)에 있어서, 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우의 측면도이다.
커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심으로부터 먼 쪽에 위치할수록, 도 13에 도시된 바와 같이 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 멀어져 커넥터 연결부(122)가 위치하는 회전반경 조절부(13)의 홈(131)의 깊이가 얕아지고, 스캐닝부(11)가 수평으로부터 기울어진 기울기가 가파르므로 스캐닝부(11)의 스캔반경이 커진다.
반대로 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽에 위치할수록, 회전반경 조절부(13)로부터 스캐닝부(11)까지의 거리가 가까워져 커넥터 연결부(122)가 위치하는 회전반경 조절부(13)의 홈(131)의 깊이가 깊어지고, 도 14에 도시된 바와 같이 스캐닝부(11)가 수평으로부터 기울어진 기울기가 완만하므로 스캐닝부(11)의 스캔반경이 작아진다.
도 15에 도시된 바와 같이, 모터(14)가 회전하는 도중에 커넥터 연결부(122)가 회전반경 조절부(13)의 중심에서 가까운 쪽과 중심으로부터 먼 쪽을 슬라이딩 운동하며 이동할 경우 스캔반경이 변화한다. 특히, 모터(14)의 회전속도와 커넥터 연결부(122)의 슬라이딩 운동속도가 일정하면 나선의 스캔영역을 그리며 스캐닝하게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 회전 스캐닝 장치 2: 물체
11: 스캐닝부 12: 커넥터
13: 회전반경 조절부 14: 모터
15: 받침대 111: 레이저 송신부
112: 레이저 검출부 113: 제어부
121: 커넥터 몸통 122: 커넥터 연결부
123: 커넥터 네크 131: 회전반경 조절부 홈
141: 모터축

Claims (6)

  1. 모터축이 회전할 수 있도록 구동력을 제공하는 모터;
    상기 모터축과 결합하여 상기 모터축과 함께 회전하는 회전반경 조절부;
    레이저를 이용하여 물체를 스캔하는 스캐닝부; 및
    상기 회전반경 조절부와 상기 스캐닝부를 연결하여, 상기 회전반경 조절부의 회전에 따라 상기 스캐닝부에 회전력을 전달하는 커넥터를 포함하는 회전 스캐닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스캐닝부는 라이다(LIDAR)인, 회전 스캐닝 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 막대 형상이고, 상기 회전반경 조절부에는 중심에서부터 반경 방향으로 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 커넥터의 일단에 형성된 커넥터 연결부가 상기 슬롯 내에 삽입되어, 상기 커넥터 연결부가 상기 슬롯 내에서 반경 방향으로 슬라이딩 운동을 함으로써 상기 스캐닝부의 스캔반경이 조절되는, 회전 스캐닝 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 커넥터 연결부의 슬라이딩 운동이 원활하도록 길이가 가변될 수 있도록 구성된, 회전 스캐닝 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 슬롯은,
    상기 회전반경 조절부의 중심에 가까울수록 깊이가 깊어지는, 회전 스캐닝 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스캐닝부가 상하 및 좌우로 회전 가능하도록 지지하는 받침대를 더 포함하는 회전 스캐닝 장치.
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