KR20180052379A - Light emitting module and lidar module including the same - Google Patents

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KR20180052379A
KR20180052379A KR1020160149615A KR20160149615A KR20180052379A KR 20180052379 A KR20180052379 A KR 20180052379A KR 1020160149615 A KR1020160149615 A KR 1020160149615A KR 20160149615 A KR20160149615 A KR 20160149615A KR 20180052379 A KR20180052379 A KR 20180052379A
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김지성
이창혁
주양현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

An embodiment provides a light emitting module. The light emitting module includes: a light source; a first reflecting body having a first axis as a rotation axis and at least two reflection surfaces for reflecting light outputted from the light source wherein the reflection angles of the reflection surfaces are at least partially different from each other; and a second reflecting body having a second axis as a rotation axis and at least two reflecting surfaces for reflecting light reflected from the first reflecting body. The vertical output direction of the light reflected and outputted by the second reflecting body is changed in accordance with the rotation of the first reflecting body. The horizontal output direction of the light reflected and outputted by the second reflecting body is changed in accordance with the rotation of the second reflecting body. The angle of the light can be changed in vertical and horizontal directions.

Description

광출력 모듈 및 이를 포함하는 라이다 모듈{LIGHT EMITTING MODULE AND LIDAR MODULE INCLUDING THE SAME}[0001] LIGHT EMITTING MODULE AND LIDAR MODULE INCLUDING THE SAME [0002]

실시 예는 광출력 모듈 및 이를 포함하는 라이다 모듈에 관한 것이다.Embodiments relate to an optical output module and a ladder module including the same.

라이다(LIDAR - Light Detection And Ranging) 또는 레이다(LADAR - Laser Detection And Ranging)로 불리는 3차원 영상 센서는 목표물을 향해 펄스 레이저 광를 방출한 후, 목표물에 반사되어 돌아오는 빛 에너지를 광 수신소자(element)를 사용하여 포착하고 이를 전기적 신호로 변환함으로써, 목표물까지의 거리나 목표물의 이동속도 등을 산출할 수 있는 장치이다.A three-dimensional image sensor, called LIDAR (Light Detection And Ranging) or LADAR (Laser Detection And Ranging), emits pulsed laser light toward a target, element, and converts it into an electrical signal, whereby the distance to the target and the moving speed of the target can be calculated.

이러한 라이다 모듈은 로봇 및 무인자동차의 전방 장애물 검출용 센서, 속도 측정용 레이더 건, 항공 지오-맵핑 장치, 3차원 지상조사, 수중 스캐닝 등 다양한 분야에서 널리 적용되고 있다.Such a Rada module is widely used in a variety of fields such as a sensor for detecting obstacles in front of a robot and an unmanned vehicle, a radar gun for speed measurement, an aerial geo-mapping device, a three-dimensional ground survey, and an underwater scanning.

라이다 모듈은 송신 광학계와 수신 광학계가 분리되어 별도의 시스템으로 구성된 분리형과, 송신 광학계와 수신 광학계가 분리되어 구성된 일체형으로 나누어진다.The Lidar module is divided into a separate type consisting of a separate optical system and a separate optical system, and an integral type in which a transmitting optical system and a receiving optical system are separated from each other.

송신 광학계에서 광을 출력하는 광출력 모듈이 모터 방식으로 작동할 경우, 해상력을 확보하기 위하여 복수 개의 발광소자나 수광소자를 사용하게 되는데, 복수 개의 발광소자나 수광소자를 사용하게 되면 제작 비용이 증가하게 된다.When the optical output module that outputs light in the transmission optical system operates in the motor system, A plurality of light emitting elements or light receiving elements are used to secure a resolution. If a plurality of light emitting elements or light receiving elements are used, manufacturing cost increases.

또한, 기존의 모터 방식의 라이다 모듈의 경우, 수직 해상력을 확보하기 위하여 다각의 미러(mirror)를 사용하게 되면 시야(FOV, Field of View)의 손실이 발생한다.Also, in the case of the conventional motor type Lidar module, if a multiple mirror is used to secure a vertical resolution, a field of view (FOV) loss occurs.

실시 예는 각각 복수의 반사면을 가진 제1 반사체와 제2 반사체를 회전시켜 반사면으로부터 반사되는 광을 수직 또는 수평 방향으로 각도를 변환시켜 출력할 수 있는 광출력 모듈을 제공하고자 한다.Embodiments provide an optical output module capable of rotating first and second reflectors each having a plurality of reflection surfaces and outputting angles of the light reflected from the reflection surfaces in a vertical or horizontal direction.

실시 예는 광원; 제1 축을 회전축으로 가지고, 상기 광원으로부터 출력되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지고, 상기 반사면들의 반사각은 적어도 일부가 서로 상이한 제1 반사체; 및 제2 축을 회전축으로 가지고, 상기 제1 반사체로부터 반사되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 제2 반사체;를 포함하고, 상기 제1 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 제2 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 광출력 모듈을 제공한다.An embodiment includes a light source; A first reflector having a first axis as a rotation axis and at least two reflection surfaces for reflecting light output from the light source, the reflection angles of the reflection surfaces being at least partially different from each other; And a second reflector having a second axis as a rotation axis and having at least two reflection surfaces for reflecting the light reflected from the first reflector, wherein the second reflector is reflected by the second reflector according to the rotation of the first reflector, The output direction of the light in the vertical direction is changed and the output direction in the horizontal direction of the light reflected by the second reflector is changed in accordance with the rotation of the second reflector.

상기 제1 반사체와 제2 반사체 중 적어도 하나는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상일 수 있다.At least one of the first reflector and the second reflector may have a polygonal pyramid shape or a polygonal prism having different areas between the upper and lower surfaces.

상기 제1 반사체 내의 반사면들과 상기 제1 축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상일 수 있다.The angle formed by the reflective surfaces in the first reflector and the first axis may be at least two or more.

상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 동일할 수 있다.The first axis and the second axis may be identical to each other.

상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 평행하고, 일정 거리 이격될 수 있다.The first axis and the second axis are parallel to each other and may be spaced apart from each other by a predetermined distance.

다른 실시예는 광원; 상기 광원에서 출사된 광을 하기의 반사체 방향으로 전달하는 렌즈; 및 회전축을 가지고, 상기 렌즈로부터 전달된 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 반사체;를 포함하고, 상기 렌즈의 구동에 따라 상기 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 반사체의 회전에 따라 상기 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 광출력 모듈을 제공한다.Another embodiment includes a light source; A lens for transmitting the light emitted from the light source in the following reflector direction; And a reflector having at least two reflecting surfaces for reflecting the light transmitted from the lens, the output direction of the light reflected and output by the reflector being changed by the driving of the lens, And the output direction of the light reflected by the reflector in the left and right direction is changed according to the rotation of the reflector.

상기 반사체는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상일 수 있다.The reflector may have a polygonal pyramid shape or a polygonal prism shape having different areas of the upper surface and the lower surface.

상기 반사체 내의 반사면들과 회전축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상일 수 있다.The angle formed by the reflection surfaces in the reflector and the rotation axis may be at least two.

상기 렌즈의 중심은 상기 광원의 발광면의 중심으로부터 디센터(decenter)될 수 있다.The center of the lens may be decentered from the center of the light emitting surface of the light source.

상기 렌즈는 상기 광원의 광축으로부터 기울어질 수 있다.The lens can be tilted from the optical axis of the light source.

상기 렌즈와 상기 광원은 중심으로부터 디센터될 수 있다.The lens and the light source may be centered from the center.

상기 렌즈와 상기 광원은 중심축으로부터 디센터될 수 있다.The lens and the light source may be decentered from a central axis.

또 다른 실시예는 광원; 제1 축을 회전축으로 가지고, 상기 광원으로부터 출력되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지고, 상기 반사면들의 반사각은 적어도 일부가 서로 상이한 제1 반사체; 및 제2 축을 회전축으로 가지고, 상기 제1 반사체로부터 반사되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 제2 반사체;를 포함하고, 상기 제1 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 제2 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 출광부; 및 상기 출광부에서 출사된 광이 피사체에 반사되어 전달되는 광을 검출하는 수광소자와 상기 수광소자 상부에 배치되는 렌즈부를 포함하는 수광부;를 포함하는 라이다 모듈을 제공한다.Yet another embodiment includes a light source; A first reflector having a first axis as a rotation axis and at least two reflection surfaces for reflecting light output from the light source, the reflection angles of the reflection surfaces being at least partially different from each other; And a second reflector having a second axis as a rotation axis and having at least two reflection surfaces for reflecting the light reflected from the first reflector, wherein the second reflector is reflected by the second reflector according to the rotation of the first reflector, And the output direction of the light reflected by the second reflector is changed according to the rotation of the second reflector; And a light receiving unit including a light receiving element for detecting the light reflected from the light emitting unit and transmitted to the subject and a lens unit disposed on the light receiving unit.

상기 제1 반사체와 제2 반사체 중 적어도 하나는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상일 수 있다.At least one of the first reflector and the second reflector may have a polygonal pyramid shape or a polygonal prism having different areas between the upper and lower surfaces.

실시 예에 따른 광출력 모듈은 제1 반사체와 제2 반사체의 반사면으로부터 반사되는 광을 수직 또는 수평 방향으로 각도를 변환시켜 광을 출력하므로 단일의 발광소자와 수광소자를 이용하면서도 시야(FOV, Field of View)의 손실이 없이 수직 해상력을 확보할 수 있다.The optical output module according to the embodiment converts light reflected from the reflection surfaces of the first reflector and the second reflector into angles of the vertical or horizontal direction to output light, Field of view) without loss of vertical resolution.

또한, 선택적으로 수직 시야(FOV, Field of View)의 범위를 선택할 수 있으며, 수평 방향으로는 회전하는 제1 반사체와 제2 반사체의 반사면 개수에 따라 steering 각도를 조정할 수 있다.In addition, the range of the vertical field of view (FOV) can be selectively selected, and the steering angle can be adjusted according to the number of reflection surfaces of the first reflector and the second reflector which are rotated in the horizontal direction.

도 1은 실시예에 따른 라이다 모듈의 블럭도이고,
도 2 내지 도 9는 광출력 모듈의 제1 실시예 내지 제8 실시예를 나타낸 도면이고,
도 10a 내지 도 10d는 광출력 모듈 내의 반사체의 제1 실시예 내지 제4 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a Lidar module according to an embodiment,
2 to 9 are views showing the first to eighth embodiments of the optical output module,
10A to 10D are views showing the first to fourth embodiments of the reflector in the optical output module.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.It is also to be understood that the terms "first" and "second," "upper / upper / upper," and "lower / lower / lower" But may be used only to distinguish one entity or element from another entity or element, without necessarily requiring or implying an order.

도 1은 실시예에 따른 라이다 모듈의 블럭도이다.1 is a block diagram of a Lidar module according to an embodiment.

실시 예에 따른 라이다 모듈은 피사체(Target) 방향으로 광을 출사하는 출광부(100, Tx)와, 상기 피사체로부터 반사되어 전달되는 광을 검출하는 수광부(200, Rx)를 포함하여 이루어진다.The Lidar module according to the embodiment includes a light emitting unit 100 (Tx) for emitting light in the direction of a target and a light receiving unit 200, Rx for detecting light reflected from the subject and transmitted.

출광부는 광원을 포함하는 광출사부와 후술하는 반사체 등의 제1 광학계와 제1 구동부를 포함하여 이루어질 수 있다. 광출사부는 측정하고자 하는 피사체를 향하여 광을 방출하는 광원일 수 있는데, 특히 적외선 파장 영역의 광을 방출할 수 있다. 그리고, 출광부는 광출사부에서 방출된 광을 평행광으로 변환하는 시준기(collimator)를 포함할 수 있다.The light emitting unit may include a light emitting unit including a light source, a first optical system such as a reflector described later, and a first driving unit. The light output portion may be a light source that emits light toward a subject to be measured, and may emit light in an infrared wavelength region. The light emitting unit may include a collimator for converting light emitted from the light output unit into parallel light.

제1 광학계는 광출사부로부터 방출된 광을 피사체 방향으로 전달하는데, 상기 평행광을 포커싱시키는 집광렌즈를 포함할 수도 있고 기타 렌즈나 미러(mirror)를 포함할 수 있다.The first optical system may include a condenser lens for focusing the parallel light, and may include other lenses or mirrors, for transmitting the light emitted from the light output portion in the direction of the subject.

제1 구동부는 광출사부 및/또는 제1 광학계의 구동을 조절할 수 있다. 상세하게는 출광부 또는 광출사부에서 출사되는 광의 출사 방향을 조절할 수 있다. 또한, 제1 구동부는 제1 광학계를 구성하는 렌즈의 일부를 조절하여 광출사부에서 방출되는 광이 타겟(target) 방향으로 전달되게 제어할 수 있다.The first driving unit may adjust the driving of the light output unit and / or the first optical system. The emission direction of the light emitted from the light emitting portion or the light output portion can be adjusted in detail. The first driving unit may control a part of the lenses constituting the first optical system so that light emitted from the light output unit is transmitted in a target direction.

수광부(200)는 피사체로부터 전달되는 광의 경로를 변환하는 렌즈부와, 렌즈부로부터 광이 전달되어 검출되는 광검출부와, 광검출부를 구동하는 제2-1 구동부와 렌즈부를 구동하는 제2-2 구동부를 포함할 수 있다.The light receiving section 200 includes a lens section for converting the path of light transmitted from the subject, a light detecting section for detecting light transmitted from the lens section, a second-1 driving section for driving the light detecting section, And may include a driving unit.

제2-1 구동부와 제2-2 구동부를 포함하여 '제2 구동부'라고 할 수 있다. 또한, 제2 구동부는 제2-1 구동부와 제2-2 구동부를 모두 포함하지 않을 수도 있는데, 즉 제2 구동부는 제2-1 구동부 또는 제2-2 구동부 중 선택적으로 하나만을 포함할 수 있다.And may be referred to as a 'second driving unit' including the 2-1 driving unit and the 2-2 driving unit. Also, the second driver may not include both the second-first driver and the second-second driver, that is, the second driver may include only one of the second-first driver or the second-second driver .

그리고, 제2 구동부는 상술한 제1 구동부와 동기화될 수 있다. 여기서, 동기화된다는 의미는, 제1 구동부에서 제어하는 광출사부의 구동에 따라 제2 구동부에서 광검출부 및/또는 렌즈부를 구동할 수 있음을 뜻하며, 반드시 제1 구동부와 제2 구동부의 구동 신호가 시계열적으로 일치해야 함을 뜻하지는 않는다.The second driver may be synchronized with the first driver described above. Here, the meaning of synchronization means that the second driving unit can drive the optical detection unit and / or the lens unit according to the driving of the light output unit controlled by the first driving unit, and the driving signals of the first driving unit and the second driving unit necessarily It does not mean that it should be a thermal match.

또한, 제2 구동부와 제1 구동부가 동기화 된다는 의미는 제1 구동부의 구동과 제1 구동부의 구동이 상호 관련성이 있게 구동하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어 제1 구동부가 출광부로부터 출사되는 광을 제1 방향으로 광경로를 유도한 경우, 제2 구동부는 제1방향상의 타겟으로부터 반사된 광을 보다 많이 수광할 수 있도록 동기화 되어 구동할 수 있다.The synchronization of the second driving unit and the first driving unit may mean that the driving of the first driving unit and the driving of the first driving unit are mutually related. E.g When the first driving unit guides the light emitted from the light emitting unit in the first direction, the second driving unit can synchronously drive the light reflected from the target in the first direction to receive more light.

제2 구동부는 VCM(voice coil motor)를 이용하거나 스텝 모터(step motor) 등의 모터를 이용하거나, 또는 피에조(piezo)를 이용하여, 렌즈부나 광검출부를 구동할 수 있다.The second driving unit can drive the lens unit or the photodetector unit using a voice coil motor (VCM), a motor such as a step motor, or a piezo.

그리고, 제2 구동부는 상술한 VCM이나 스텝 모터 등의 구동 유닛 외에 광출사부의 구동하는 제1 구동부의 구동 신호를 수신하는 피드백 회로부를 포함할 수도 있다.The second driving unit may include a feedback circuit for receiving the driving signal of the first driving unit driven by the light output unit in addition to the driving unit such as the VCM or the step motor described above.

렌즈부는 단일 렌즈 또는 복수 개의 렌즈로 이루어질 수 있으며, 렌즈부가 복수 개의 렌즈로 이루어질 때 제2 구동부에서는 렌즈부를 이루는 복수 개의 렌즈 중 일부의 렌즈만을 구동할 수 있다. 렌즈부를 제2 광학계라고 할 수도 있다.The lens unit may be composed of a single lens or a plurality of lenses. When the lens unit is composed of a plurality of lenses, only a part of the plurality of lenses constituting the lens unit in the second driving unit can be driven. And the lens unit may be referred to as a second optical system.

렌즈는 PC(polycarbonate)나 PMMA(methyl methacrylate) 또는 글래스(glass) 등으로 이루어질 수 있다.The lens may be made of polycarbonate (PC), methyl methacrylate (PMMA) or glass.

광검출부는 수광소자로 이루어질 수 있으며, 수광소자는 포토 다이오드(photo diode)나 PMT(photo multipling tube)일 수 있으며, 포토 다이오드는 예를 들면 APD(Avalanche Photo Diode)나 SPAPD 또는 SAPD(Single Photon Avalanche Photo Diode)나 QWP(Quantum Well Photodiode) 등일 수 있다.The photodetector may be a photodiode or a photodiode. The photodetector may be an APD (Avalanche Photo Diode), a SPAPD or a SAPD (Single Photon Avalanche) Photo Diode) or QWP (Quantum Well Photodiode).

도 2 내지 도 9는 광출력 모듈의 제1 실시예 내지 제8 실시예를 나타낸 도면이다.2 to 9 are views showing the first to eighth embodiments of the optical output module.

도 2와 도 3을 참조하면, 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 광출력 모듈은 광원(110), 제1 반사체(150) 및 제2 반사체(160)를 포함할 수 있으며, 도 1의 출광부에 해당할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the optical output module according to the first and second embodiments may include a light source 110, a first reflector 150, and a second reflector 160, As shown in FIG.

광원(110)은 피사체를 향하여 광을 방출할 수 있고, 제1 실시예에서, 광원(110)의 광은 제1 반사체(150)로 향하여 방출될 수 있고, 제1 반사체(150)에서 반사된 광이 제2 반사체(160)로 진행할 수 있다.The light source 110 may emit light towards the subject and in the first embodiment the light from the light source 110 may be emitted towards the first reflector 150 and reflected by the first reflector 150 The light can proceed to the second reflector 160.

제1 반사체(150)의 하부에 제2 반사체(160)가 배치될 수 있고, 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160) 중 적어도 하나는, 다각뿔 형상이거나 또는 다각기둥 형상일 수 있다. 다각 기둥은 상부면과 하부면의 면적이 다르고, 측면을 이루는 사각형이 사다리꼴 형상일 수 있다.The second reflector 160 may be disposed below the first reflector 150 and at least one of the first reflector 150 and the second reflector 160 may be polygonal or pyramidal. The polygonal column has a different area between the upper surface and the lower surface, and the square forming the side surface may have a trapezoidal shape.

도 10a 내지 도 10d는 광출력 모듈 내의 반사체의 제1 실시예 내지 제4 실시예를 나타낸 도면이다.10A to 10D are views showing the first to fourth embodiments of the reflector in the optical output module.

도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이, 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160) 중 적어도 하나가 다각뿔 형상이거나 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥으로 구비되어 광원으로부터 방출된 광이 제1 반사체와 제2 반사체를 통해 다양한 각도로 출력될 수 있고, 복수의 반사면을 통해 반사되는 광의 출력 각도를 제어할 수 있다.10A to 10D, at least one of the first reflector 150 and the second reflector 160 may have a polygonal pyramid shape or may have a polygonal shape having a different area between the upper surface and the lower surface, Can be output at various angles through the first reflector and the second reflector and the output angle of the light reflected through the plurality of reflection surfaces can be controlled.

또한, 도 10a 내지 도 10d에 도시된 다각뿔과 다각기둥의 형상 외에, 제1 반사체와 제2 반사체는 원기둥이나 원뿔 등 측면이 경사를 이루는 형상일 수 있다.In addition to the polygonal pyramid and polygonal column shapes shown in Figs. 10A to 10D, the first reflector and the second reflector may have a shape such that a side of a cylinder, a cone, or the like is inclined.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 반사체(150)는 반사재질로 이루어지거나 표면에 금속이 코팅되어 광원(110)으로부터 방출된 광(L1)을 반사시킬 수 있다. 그리고, 제2 반사체(160)도 반사재질로 이루어지거나 표면에 금속이 코팅되어 제1 반사체(150)로부터 반사되어 제2 반사체(160)로 출력된 광(L2)을 제2 반사체(160)로부터 반사시킬 수 있다.2 to 5, the first reflector 150 may be formed of a reflective material or may be coated with a metal to reflect the light L1 emitted from the light source 110. FIG. The second reflector 160 may be formed of a reflective material or may be coated with a metal to reflect light L2 reflected from the first reflector 150 and output to the second reflector 160 from the second reflector 160 Can be reflected.

제1 반사체(150)는 점선으로 표시된 제1 축을 회전축으로 가지고 회전할 수 있고, 광원(110)으로부터 출력되는 광(L1)을 반사하는 반사면을 가질 수 있다.The first reflector 150 may rotate with a first axis indicated by a dotted line as a rotation axis, and may have a reflecting surface that reflects the light L1 output from the light source 110.

그리고, 제1 반사체(150)는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지고, 반사면은 광원(110)으로부터 출력된 광(L1)을 반사시킬 수 있다. 이때, 반사면들의 반사각은 적어도 일부가 서로 상이할 수 있다.The first reflector 150 has at least two reflecting surfaces, and the reflecting surface can reflect the light L1 output from the light source 110. [ At this time, the reflection angles of the reflection surfaces may be at least partially different from each other.

제1 반사체(150) 내의 반사면들과 제1 축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상일 수 있다.The angle formed by the first axis and the reflective surfaces in the first reflector 150 may be at least two.

제1 반사체(150) 내의 반사면들과 제1 축이 이루는 각도가 둘 이상이 되도록 반사면들이 구비되면 제1 반사체(150)가 제1 축을 중심으로 회전하면서 다양한 각도로 광(L2)을 반사시켜 출력할 수 있다.The first reflector 150 may reflect light L2 at various angles while the first reflector 150 rotates about the first axis if the reflectors in the first reflector 150 and the first axis have two or more angles. .

제2 반사체(160)는 실선으로 표시된 제2 축을 회전축으로 가지고 회전할 수 있고, 제1 반사체(150)의 반사면으로부터 반사되는 광(L2)을 반사시킬 수 있다.The second reflector 160 can rotate with the second axis indicated by the solid line as the rotation axis and can reflect the light L2 reflected from the reflective surface of the first reflector 150.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 반사체(160)의 제2 축은 제1 반사체(150)의 제1 축과 서로 동일할 수 있다.As shown in FIG. 2, the second axis of the second reflector 160 may be identical to the first axis of the first reflector 150.

도 3에 도시된 바와 같이, 실선으로 표시된 제2 반사체(160)의 제2 축은 점선으로 표시된 제1 반사체(150)의 제1 축과 일치하지 않을 수도 있고, 예를 들어, 제1 축과 제2 축은 서로 평행할 수 있고, 일정 거리 이격될 수 있으며, 제1 축과 제2 축의 기울기는 이에 한정하지 않는다.As shown in FIG. 3, the second axis of the second reflector 160 indicated by the solid line may not coincide with the first axis of the first reflector 150 indicated by the dashed line. For example, The two axes may be parallel to each other, may be spaced apart by a certain distance, and the inclination of the first axis and the second axis is not limited thereto.

제2 반사체(160)는 제1 반사체(150)로부터 반사되는 광(L2)을 반사하는 반사면을 가질 수 있고, 반사면들은 적어도 둘 이상이 될 수 있다.The second reflector 160 may have a reflecting surface that reflects light L2 reflected from the first reflector 150, and the reflecting surfaces may be at least two or more.

제2 반사체(160) 내의 반사면들과 제2 축이 이루는 각도가 둘 이상이 되도록 반사면들이 구비되면 제2 반사체(160)가 제2 축을 중심으로 회전하면서 다양한 각도로 광(L2)을 반사시켜 출력할 수 있다.If the reflecting surfaces are provided so that the angle formed between the reflecting surfaces in the second reflector 160 and the second axis is two or more, the second reflector 160 reflects light L2 at various angles while rotating around the second axis .

제1 실시예와 제2 실시예의 광출력 모듈은 제1 반사체(150)가 하부에 배치되고, 제2 반사체(160)는 상부에 배치될 수 있으나, 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160)가 배치되는 위치를 이에 한정하지 않는다.The first reflector 150 and the second reflector 160 may be disposed on the upper portion and the lower portion of the optical output module of the first and second embodiments, 160 are disposed.

상술한 바와 같이 구비된 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160)는 제1 반사체(150)의 회전에 따라 제2 반사체(160)에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향을 변경시킬 수 있고, 제2 반사체(160)의 회전에 따라 제2 반사체(160)의 반사면들로부터 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향을 변경시킬 수 있다.The first reflector 150 and the second reflector 160 provided as described above change the vertical direction output direction of the light reflected by the second reflector 160 according to the rotation of the first reflector 150 And the output direction of the light reflected from the reflection surfaces of the second reflector 160 and output in the left and right direction can be changed according to the rotation of the second reflector 160. [

즉, 반사각이 다른 복수의 반사면을 가진 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160)가 회전에 의하여 광 경로를 변경시켜서 하나의 발광소자와 수광소자를 사용하며 수직 해상력을 증대시킬 수 있으며, 수직 시야(FOV, Field of View) 또한 확대시킬 수 있다.That is, the first reflector 150 and the second reflector 160 having a plurality of reflection surfaces having different reflection angles change the optical path by rotation, and one light emitting element and a light receiving element are used and the vertical resolution can be increased , And the field of view (FOV) can also be enlarged.

제1 축과 제2 축이 서로 일치하지 않는 제3 실시예는 제1 반사체(150)와 제2 반사체(160)가 회전하면서 제1 축과 제2 축이 일치하는 제2 실시예보다 다양한 각도로 광을 출력할 수 있다.The third embodiment in which the first axis and the second axis do not coincide with each other is different from the second embodiment in that the first reflector 150 and the second reflector 160 rotate and the first axis and the second axis coincide with each other, Light can be output.

도 2와 도 3에서 제2 반사체(160)에서 반사된 광은 3개의 경로(a, b, c)로 달리 진행될 수 있는데, 예를 들어 제2 반사체(160)의 측면이 5개의 면으로 이루어질 경우 5개의 다른 경로로 광이 진행될 수도 있다. 즉, 360/(제2 반사체의 측면의 면의 개수)=x 라고 할 때, 제2 반사체(160)에서 x개 만큼의 경로로 광이 다른 방향으로 진행할 수 있다.2 and 3, the light reflected by the second reflector 160 can be propagated through three paths a, b, and c. For example, when the side surface of the second reflector 160 is formed of five planes The light may proceed in five different paths. That is, assuming that 360 / (the number of side surfaces of the second reflector) = x, the light can travel in x different directions in the second reflector 160.

도 4와 도 5를 참조하면, 제3 실시예와 제4 실시예에 따른 광출력 모듈은 하나의 반사체(160)가 구비되어 광출력 각도를 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, in the optical output module according to the third and fourth embodiments, one reflector 160 is provided to control the optical output angle.

제3 실시예와 제4 실시예의 반사체(160)는 제1 실시예와 제2 실시예의 제2 반사체와 동일한 구조로 구비될 수 있으며, 제3 실시예의 광출력 모듈은 하나의 광경로(L1)로 입사된 광이 반사체(160)에서 수직 방향으로 다른 경로(a, b, c)로 반사될 수 있다.The reflector 160 of the third and fourth embodiments may have the same structure as that of the second reflector of the first and second embodiments. The optical output module of the third embodiment may include one optical path L1, The light incident on the reflector 160 may be reflected in the other directions a,

그리고, 제4 실시예의 경우 예를 들면 제1 구동부 등의 작용에 의하여 입사되는 광의 경로(La, Lb, Lc)가 다를 수 있으며, 반사체(160)에서 반사되는 광의 경로(a, b, c)도 다를 수 있다.In the fourth embodiment, the paths La, Lb and Lc of light incident by the action of, for example, the first driving unit may be different, and the paths a, b and c of the light reflected by the reflector 160, May be different.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 제5 실시예 내지 제8 실시예에 따른 광출력 모듈은 광원(110), 렌즈(130) 및 반사체(160)를 포함할 수 있다.광원(110)은 레이저 다이오드(LD, Laser Diode)일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 광원(110)의 일측에 렌즈(130)가 배치될 수 있고, 제5 실시예 내지 제8 실시예에서 렌즈(130)는 광원(110)의 하부에 배치될 수 있다.6 to 9, the optical output module according to the fifth to eighth embodiments may include a light source 110, a lens 130, and a reflector 160. The light source 110 may be a laser But may be, but not limited to, a laser diode (LD). The lens 130 may be disposed on one side of the light source 110 and the lens 130 may be disposed on the lower side of the light source 110 in the fifth to eighth embodiments.

렌즈(130)는 광원(110)에서 출사된 광을 하부의 반사체(160) 방향으로 전달해 줄 수 있다.The lens 130 may transmit the light emitted from the light source 110 toward the lower reflector 160.

반사체(160)는 회전축을 가지고 회전할 수 있고, 렌즈(130)로부터 전달된 광(La, Lb, Lc)을 반사하는 반사면을 가질 수 있다. 반사체(160)는 반사면을 적어도 둘 이상 가질 수 있다.The reflector 160 can rotate with the rotation axis and can have a reflecting surface that reflects the light La, Lb, and Lc transmitted from the lens 130. [ The reflector 160 may have at least two reflecting surfaces.

반사체(160)는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상일 수 있으며, 도 10a 내지 도 10d에 도시된 형상일 수 있다.The reflector 160 may have a polygonal pyramid shape or may have a polygonal shape with different areas of the upper surface and the lower surface, and may be the shape shown in Figs. 10A to 10D.

반사체(160) 내의 반사면들과 회전축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상일 수 있다.The angle between the reflecting surfaces in the reflector 160 and the rotational axis may be at least two.

제5 실시예 내지 제8 실시예에 다른 광출력 모듈은 렌즈(130)의 구동에 따라 반사체(160)에서 반사되어 출력되는 광(a, b, c)의 상하방향의 출력방향이 변경될 수 있고, 반사체(160)의 회전에 따라 반사체(160)에서 반사되어 출력되는 광(a, b, c)의 좌우방향의 출력방향이 변경이 될 수 있다.In the optical output modules according to the fifth to eighth embodiments, the output direction of the light (a, b, c) reflected by the reflector 160 and output in the vertical direction can be changed according to driving of the lens 130 And the output direction of the light (a, b, c) reflected in the reflector 160 and outputted in the left-right direction can be changed according to the rotation of the reflector 160. [

도 6에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 광출력 모듈은 렌즈(130)가 좌우로 이동하도록 구동될 수 있고, 따라서 렌즈(130)의 중심은 광원(110)의 발광면의 중심으로부터 디센터(decenter)될 수 있다.도 7을 참조하면, 렌즈(130)는 광원(110)의 광축으로부터 기울어질 수 있도록 렌즈(130)가 회전할 수 있다.6, the optical output module according to the fifth embodiment can be driven so that the lens 130 moves to the left and right, so that the center of the lens 130 is shifted from the center of the light emitting surface of the light source 110 Referring to FIG. 7, the lens 130 may be rotated such that the lens 130 can be tilted from the optical axis of the light source 110.

도 8에 도시된 바와 같이, 렌즈(130)와 광원(110)이 모두 수평 방향으로 이동할 수 있고, 이때 렌즈(130)가 광원(110)의 중심으로부터 디센터될 수 있다.The lens 130 and the light source 110 can both move in the horizontal direction and the lens 130 can be decentered from the center of the light source 110 as shown in FIG.

도 9를 참조하면, 광원(110)의 광축이 기울어지도록 광원(110)이 회전하고, 렌즈(130)가 광축으로부터 기울어질 수 있도록 회전할 수 있으며, 이때 렌즈(130)와 광원(110)은 중심축으로부터 기울어질 수 있다.9, the light source 110 may be rotated so that the optical axis of the light source 110 is inclined and the lens 130 may be rotated so as to be tilted from the optical axis. Here, the lens 130 and the light source 110 And can be tilted from the central axis.

상술한 바와 같이, 각각 복수의 반사면을 가진 제1 반사체와 제2 반사체를 회전시켜 반사면으로부터 반사되는 광을 수직 또는 수평 방향으로 각도를 변환시켜 광을 출력하므로 단일 발광소자나 수광소자를 이용하면서도 시야(FOV, Field of View)의 손실이 없이 수직해상력을 확보할 수 있다.As described above, by rotating the first reflector and the second reflector each having a plurality of reflective surfaces to convert light reflected from the reflective surface in a vertical or horizontal direction and outputting light, a single light emitting device or a light receiving device The vertical resolution can be obtained without loss of field of view (FOV).

또한, 선택적으로 수직 FOV의 범위를 선택할 수 있으며, 수평 방향으로는 회전하는 제1 반사체와 제2 반사체의 반사면 개수에 따라 steering 각도를 조정할 수 있다.In addition, the range of the vertical FOV can be selectively selected, and the steering angle can be adjusted according to the number of reflection surfaces of the first reflector and the second reflector, which rotate in the horizontal direction.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100: 출광부(광출력 모듈) 110: 광원
130: 렌즈 150: 제1 회전축
160: 제2 회전축 200: 수광부100: light emitting unit (light output module) 110: light source
130: lens 150: first rotating shaft
160: second rotating shaft 200:

Claims (14)

광원;
제1 축을 회전축으로 가지고, 상기 광원으로부터 출력되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지고, 상기 반사면들의 반사각은 적어도 일부가 서로 상이한 제1 반사체; 및
제2 축을 회전축으로 가지고, 상기 제1 반사체로부터 반사되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 제2 반사체;를 포함하고,
상기 제1 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 제2 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 광출력 모듈.Light source;
A first reflector having a first axis as a rotation axis and at least two reflection surfaces for reflecting light output from the light source, the reflection angles of the reflection surfaces being at least partially different from each other; And
And a second reflector having a second axis as a rotation axis and having at least two reflection surfaces for reflecting light reflected from the first reflector,
The output direction of the light reflected and outputted by the second reflector is changed in accordance with the rotation of the first reflector and the direction of output in the left and right direction of the light reflected and outputted by the second reflector in accordance with the rotation of the second reflector This optical output module is changed. 제1 항에 있어서,
상기 제1 반사체와 제2 반사체 중 적어도 하나는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상인 광출력 모듈.The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first reflector and the second reflector has a polygonal pyramid shape or a polygonal prism shape having different areas between an upper surface and a lower surface. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 반사체 내의 반사면들과 상기 제1 축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상인 광출력 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein an angle between the first axis and the reflective surfaces in the first reflector is at least two. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 동일한 광출력 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first axis and the second axis are identical to each other. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 평행하고, 일정 거리 이격된 광출력 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first axis and the second axis are parallel to each other and are spaced apart from each other by a predetermined distance. 광원;
상기 광원에서 출사된 광을 하기의 반사체 방향으로 전달하는 렌즈; 및
회전축을 가지고, 상기 렌즈로부터 전달된 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 반사체;를 포함하고,
상기 렌즈의 구동에 따라 상기 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 반사체의 회전에 따라 상기 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 광출력 모듈.Light source;
A lens for transmitting the light emitted from the light source in the following reflector direction; And
And a reflector having a rotation axis and having at least two reflecting surfaces for reflecting light transmitted from the lens,
Wherein the output direction of the light reflected by the reflector is changed according to the driving of the lens and the output direction of the light reflected by the reflector and output in the left and right direction is changed in accordance with the rotation of the reflector. 제6 항에 있어서,
상기 반사체는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상인 광출력 모듈.The method according to claim 6,
Wherein the reflector has a polygonal pyramid shape or a polygonal column shape having different areas between an upper surface and a lower surface. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 반사체 내의 반사면들과 회전축이 이루는 각도는 적어도 둘 이상인 광출력 모듈.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the angle between the rotational axis and the reflective surfaces in the reflector is at least two. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 렌즈의 중심은 상기 광원의 발광면의 중심으로부터 디센터(decenter)되는 광출력 모듈.8. The method according to claim 6 or 7,
And the center of the lens is decentered from the center of the light emitting surface of the light source. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 렌즈는 상기 광원의 광축으로부터 기울어진 광출력 모듈.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the lens is tilted from an optical axis of the light source. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 렌즈와 상기 광원은 중심으로부터 디센터되는 광출력 모듈.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the lens and the light source are centered from a center. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 렌즈와 상기 광원은 중심축으로부터 디센터되는 광출력 모듈.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the lens and the light source are decentered from a central axis. 광원; 제1 축을 회전축으로 가지고, 상기 광원으로부터 출력되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지고, 상기 반사면들의 반사각은 적어도 일부가 서로 상이한 제1 반사체; 및 제2 축을 회전축으로 가지고, 상기 제1 반사체로부터 반사되는 광을 반사하는 반사면들을 적어도 둘 이상 가지는 제2 반사체;를 포함하고, 상기 제1 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 상하방향의 출력방향이 변경되고, 상기 제2 반사체의 회전에 따라 상기 제2 반사체에서 반사되어 출력되는 광의 좌우방향의 출력방향이 변경되는 출광부; 및
상기 출광부에서 출사된 광이 피사체에 반사되어 전달되는 광을 검출하는 수광소자와 상기 수광소자 상부에 배치되는 렌즈부를 포함하는 수광부;를 포함하는 라이다 모듈.Light source; A first reflector having a first axis as a rotation axis and at least two reflection surfaces for reflecting light output from the light source, the reflection angles of the reflection surfaces being at least partially different from each other; And a second reflector having a second axis as a rotation axis and having at least two reflection surfaces for reflecting the light reflected from the first reflector, wherein the second reflector is reflected by the second reflector according to the rotation of the first reflector, And the output direction of the light reflected by the second reflector is changed according to the rotation of the second reflector; And
And a light receiving unit including a light receiving element for detecting light emitted from the light emitting unit and reflected by the subject and a lens unit disposed on the light receiving element. 제13 항에 있어서,
상기 제1 반사체와 제2 반사체 중 적어도 하나는, 다각뿔 형상이거나 또는 상부면과 하부면의 면적이 다른 다각기둥 형상인 라이다 모듈.14. The method of claim 13,
Wherein at least one of the first reflector and the second reflector is a polygonal pyramid or a polygonal prism having different areas of an upper surface and a lower surface.
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