KR20180080974A - 레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180080974A
KR20180080974A KR1020170113417A KR20170113417A KR20180080974A KR 20180080974 A KR20180080974 A KR 20180080974A KR 1020170113417 A KR1020170113417 A KR 1020170113417A KR 20170113417 A KR20170113417 A KR 20170113417A KR 20180080974 A KR20180080974 A KR 20180080974A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
reflection mirror
light receiving
lens
hole
Prior art date
Application number
KR1020170113417A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101963966B1 (ko
Inventor
정종택
윤재준
정태원
석 영 정
Original Assignee
(주)카네비컴
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 (주)카네비컴 filed Critical (주)카네비컴
Publication of KR20180080974A publication Critical patent/KR20180080974A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101963966B1 publication Critical patent/KR101963966B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements

Landscapes

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

Abstract

송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치가 개시된다. 송수광 모듈은, 수광 렌즈-상기 수광 렌즈는 일 영역이 관통된 홀이 형성됨; 상기 홀 내부에 위치되며, 광을 발광하는 발광부; 및 상기 수광 렌즈에 의해 집적된 광을 수광하는 수광부를 포함한다.

Description

레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치{Laser transmit and receiving module and integrated apparatus including the same}
본 발명은 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.
최근, 지능형 자동차 및 스마트카 분야에서는 돌발상황에 대한 차량의 능동적 대처기능을 요구하고 있다. 즉, 보행자의 급작스런 출현을 인지하거나, 어두운 야간에 조명의 범위를 벗어난 곳에 대한 장애물을 사전에 감지하거나, 우천시 전조등 조명의 약화로 인한 장애물을 감지하거나, 또는 도로 파손을 사전에 감지하는 등, 운전자와 보행자의 안전을 위협하는 상황을 사전에 확인할 필요가 있다.
이러한 요구에 대해, 윈드실드 또는 차량의 전방에 설치되어, 자체 출사광을 기반으로 차량이 움직이는 경우 전방의 물체를 확인하여 사전에 운전자에게 경고함을 물론, 차량 스스로가 정지 또는 회피하는데 기초가 되는 영상을 차량의 전자제어유닛(electronic control unit; ECU)에 전달하고, ECU는 이 영상을 이용하여 각종 제어를 수행하게 되는데, 이러한 영상을 획득하는 것을 스캐너(scanner)라 한다.
종래 스캐너로서는, 레이더(radio detection and ranging; RADAR) 장비와 카메라를 이용한 영상 정보가 사용되었다. 레이더는 마이크로파(극초단파, 10cm 내지 100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, 차량용 스캐너에 이용되고 있으나, 전파의 회절현상이나 빔 포밍 등의 문제로 인하여 방위 분해능이 좋지 못하다는 단점이 있어 다양한 차종에 보급이 용이하지 않은 문제점이 있으며, 카메라를 이용하는 경우 야간이나 우천시 상대적으로 인식률이 저하되는 현상이 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 라이더(light detection and ranging; LiDAR)를 이용한 스캐너가 개발되고 있다. 라이더는, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리 또는 대기현상 등을 측정하는 장치로서, 레이저 레이더라고도 한다. 반사광의 시간측정은 빛이 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하고 빔 폭 조절이 용이해 고 분해능 구현도 가능하게 된다. 이러한 라이더에는 송, 수광부에 렌즈 또는 반사경이 별도로 구비되며, 광 각의 송신 및 수신을 위한 개별적인 미러를 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명은 레이저 송수신을 위한 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 레이저 송수신을 위한 모듈을 일체화하며, 하나의 레이저광을 이용하여 정밀하게 면 단위 스캔이 가능한 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일체형 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수광 렌즈-상기 수광 렌즈는 일 영역이 관통된 홀이 형성됨; 상기 홀 내부에 위치되며, 광을 발광하는 발광부; 및 상기 수광 렌즈에 의해 집적된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 송수광 모듈이 제공될 수 있다.
상기 발광부의 전단에 위치되며, 상기 광을 콜리메이션하는 발광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 홀은 상기 수광 렌즈의 중앙을 관통하여 형성될 수 있다.
일단이 상기 수광 렌즈와 결합되고 타단이 상기 수광부에 결합되는 집광 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈; 적어도 두면을 가지며, 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및 상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 반사 미러의 각 면은 서로 다른 기울기를 가지며, 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 서로 다른 기울기를 가지는 각 면을 통해 상기 광이 서로 다른 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치가 제공될 수 있다.
상기 송수광 모듈은, 수광 렌즈-상기 수광 렌즈는 일 영역이 관통된 홀이 형성됨; 상기 홀 내부에 위치되며, 광을 발광하는 발광부; 및 상기 수광 렌즈에 의해 집적된 광을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.
상기 홀이 상기 수광 렌즈의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 상기 홀의 위치에 상응하는 상기 반사 미러의 위치에 상기 광의 송신 영역과 수신 영역을 구분하기 위한 분리 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 분리 부재는 상기 반사 미러의 각면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 분리 부재는 상기 수광 렌즈에 형성된 상기 홀의 위치 및 크기에 따라 상기 반사 미러상의 결합 위치가 결정될 수 있다.
상기 반사 미러는 평면 형상을 가지되, 상기 평면은 서로 다른 기울기를 가질 수 있다.
상기 반사 미러는 각기둥 형상을 가지되, 상기 각기둥의 각 측면은 서로 다른 기울기를 가질 수 있다.
상기 반사 미러의 각 측면들의 모서리는 일정 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈; 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및 상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 반사 미러의 면은 서로 다른 기울기로 형성되어 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 상기 광이 다른 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 일체형 송수광 장치의 동작 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일체형 송수광 장치의 동작 방법에 있어서, 하나의 광을 발광하는 단계; 서로 다른 기울기를 가지는 반사 미러의 회전에 따라 상기 광을 각기 다른 각도로 반사시켜 상기 타겟으로 송신하는 단계; 상기 타겟에 의해 상기 반사 미러를 통해 수신되는 광을 수광하는 단계; 상기 수광된 광의 세기를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 광의 세기에 따라 상이한 시각 정보를 외부 디스플레이 장치가 출력하도록 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는 일체형 송수광 장치의 동작 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치를 제공함으로써, 레이저 송수신을 위한 모듈을 일체화하며, 하나의 레이저광을 이용하여 정밀하게 면 단위 스캔이 가능하며, 수광부와 발광부가 별도의 미러를 구비할 필요가 없으며 수광 성능을 개선할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치(100)는 기판(110), 송수광 모듈(120), 반사 미러(130) 및 회전 부재(140)를 포함하여 구성된다.
도 1에는 도시되어 있지 않으나, 일체형 송수광 장치(100)는 컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수도 있음은 당연하다.
기판(110)의 일면에 송수광 모듈(120)이 배치된다.
송수광 모듈(120)은 광을 발광하거나 수광하기 위한 수단이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수광 모듈(120)은 수광 렌즈(210), 발광 렌즈(220), 발광부(230) 및 수광부(240)를 포함하여 구성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 송수광 모듈(120)은 하우징을 포함하며, 하우징 내부에 수광 렌즈(210) 및 수광부(240)을 포함할 수 있다.
수광 렌즈(210)는 반사 미러(130)를 통해 전달되는 광을 집적하여 수광부(240)로 전달하기 위한 수단이다.
또한, 하기에서 보다 상세히 설명되겠지만, 수광 렌즈(210)과 수광부(240)는 일정 간격 이격되어 설치되며, 수광 렌즈(210)에 의해 집광된 광을 효율적으로 수광부(240)로 전달하기 위한 집광 부재(250)를 더 포함할 수 있다.
즉, 수광 렌즈(210)의 일면은 하우징 밖으로 돌출되도록 배치될 수 있으며, 수광 렌즈(210)의 타면은 하우징 내부에 위치될 수 있다.
이때, 수광 렌즈(210)의 양단에는 집광 부재(250)가 결합되며, 집광 부재(250)는 수광 렌즈(210)에 의해 집광된 광을 수광부(240)로 전달하기 위한 통로 역할을 수행할 수 있다.
집광 렌즈(250)는 도 2에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(210)의 양단에 연결된 부분의 직경이 수광부(240) 양단에 연결된 부분이 직경이 더 작은 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 렌즈(210)의 일 영역에는 홀(215)가 형성된다. 도 2에서는 수광 렌즈(210)의 중앙에 홀(215)이 형성된 것으로 도시되어 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 홀은 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 위치될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 홀이 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 수광 렌즈(210)의 중앙에 형성되는 것에 비해 수광 렌즈(210)를 보다 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 홀이 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 수광 렌즈(210)는 상단 또는 하단의 일부가 절단된 형태로 형성될 수 있다. 이로 인해, 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 발광부(230) 및 발광 렌즈(220)가 해당 부분에 위치될 수 있도록 별도의 케이스가 위치될 수 있다. 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 발광 부재로 통칭하기로 한다.
즉, 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에는 발광 부재가 위치될 수 있으며, 발광 부재는 발광부(230)과 발광 렌즈(220)을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에서 보여지는 바와 같이, 발광부(230)는 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성된 홀 내부에 위치된다. 이로 인해, 수광 렌즈(210)의 일 영역 내부에 발광부(230)이 위치되는 형상이다. 따라서, 발광부(230)와 컨트롤러(미도시)를 연결하는 라인(선)에 의해 수광 렌즈(210)의 후단에 가려지는 영역이 발생하게 되며, 해당 가려지는 영역은 광을 수광하지 못하게 된다.
도 2와 같이 수광 렌즈(210)의 중앙에 홀(215)가 형성되며, 해당 홀(215) 내부에 발광부(230)와 발광 렌즈(220)가 위치되는 경우, 도 3과 같이 수광 렌즈(210)의 상단이나 하단에 발광 부재가 위치하는 것에 비해 발광부(230)와 컨트롤러를 연결하는 선에 의해 가려지는 영역이 더 많이 발생하게 된다.
이로 인해, 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 홀(215)이 형성되는 경우, 발광부(230)를 제어하기 위해 연결되는 선에 의해 가려지는 영역을 최소화할 수 있어 수광 렌즈(210)를 보다 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
또한, 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성되는 홀(215)의 직경은 발광 부재(발광 렌즈(220) 및 발광부(23))를 수용할 수 있을 정도의 크기이면 충분하다.
이미 전술한 바와 같이, 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성된 홀(215) 내부에는 발광부(230)가 위치된다.
여기서, 발광부(230)은 광을 방출하기 위한 수단이다. 예를 들어, 발광부(230)는 레이저일 수 있다.
발광부(230)의 전단에는 발광 렌즈(220)가 배치될 수 있다. 발광 렌즈(220)는 발광부(230)에서 방출된 광을 콜리메이션할 수 있다. 즉, 발광 렌즈(220)는 광을 콜리메이션하기 위한 수단이다.
발광부(230)와 발광 렌즈(220)는 모두 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성된 홀(215)내에 위치될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성된 홀(215) 내부에 발광부(230)이 배치되며, 해당 홀(215)의 입구를 덮도록 발광 렌즈(220)가 위치될 수 있다.발광 렌즈(220)의 크기 및 모양은 수광 렌즈(210)의 일 영역에 형성된 홀(215)의 크기 및 모양과 동일하거나 홀(215)보다 약간 작게 형성될 수도 있다.
또한, 도 1에서는 송수광 모듈(120)이 반사 부재(130)를 대면하도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 송수광 모듈(120)는 반사 부재(130)과 직교하는 방향에 배치될 수도 있다. 즉, 송수광 모듈(120)는 반사 부재(130) 위에 기판(110)을 대면하도록 배치될 수도 있다.
수광 렌즈(210)의 후단에는 집광 부재(250)가 결합된다. 집광 부재(250)는 수광 렌즈(210)에 의해 모아진 광을 집광하기 위한 수단이다.
집광 부재(250)의 일단에는 수광 렌즈(210)가 배치되며, 집광 부재(250)의 타단에는 집광된 광을 수광하기 위한 수광부(240)가 배치된다.
수광부(240)는 수광 렌즈(210)로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 집광 부재(217)는 수광 렌즈(210)에 의해 모아진 광을 효과적으로 집광할 수 있도록 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 송수광 모듈(120)에 일정 간격 이격되어 반사 미러(130)가 배치된다.
반사 미러(130)는 송수광 모듈(120)을 통해 발광되는 광을 반사하여 송신하거나 반사 미러(130)로 입사된 광을 반사하여 송수광 모듈(120)로 전달하기 위한 수단이다.
예를 들어, 송수광 모듈(120)에 의해 발광된 광은 반사 미러(130)를 통해 반사되어 타겟으로 송신된다. 그리고 타겟에 의해 반사된 광은 반사 미러(130)를 통해 다시 반사되어 송수광 모듈(120)로 수광되게 된다.
이러한 반사 미러(130)는 적어도 두면을 가지는 다면체 형상으로 형성될 수 있다.
반사 미러(130)의 각각의 면은 각기 상이한 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 반사 미러(130)가 제1 면과 제2 면을 가지는 것을 가정하기로 한다.
반사 미러(130)의 제1 면을 기준으로 기판(110)으로부터 일정 각도가 기울어진 경우, 반사 미러(130)의 제2 면은 반사 미러(130)의 제1 면을 배면하여 맞닿아 있으므로 제1 면과는 상이한 경사를 가지게 된다.
즉, 반사 미러(130)의 제1 면이 기판(110)으로부터 A각도로 기울어져 있다고 가정하면, 제2 면은 180-A 각도로 기울어지게 된다. 이와 같이, 반사 미러(130)의 각 면은 각기 상이한 기울기로 기울어지게 된다.
반사 미러(130)의 각 면의 기울기가 각기 상이하게 기울어짐에 따라 반사 미러(130)의 각 면을 통해 반사되는 광의 반사 각도 또한 상이하게 된다.
이와 같이, 반사 미러(130)를 구성하는 각 면의 기울기가 서로 다르게 형성됨으로써, 반사 미러(130)을 회전시킴에 따라 발광부(230)에 의해 하나의 광이 발광되더라도 각기 다른 반사 각도로 광을 전달할 수 있게 된다.
또한, 반사 미러(130)가 기판(110) 저면을 통해 회전 부재(140)와 결합됨에 따라 회전됨으로 인해 반사 미러(130)의 입사되는 광의 위치에 따라 각기 다른 각도로 광이 반사될 수 있다.
여기서, 회전 부재(140)는 도 1 내지 도 3에는 도시되어 있지 않으나 컨트롤러와 결합될 수 있다. 이로 인해, 컨트롤러의 제어에 따라 회전 부재(140)는 동작되어 반사 미러(130)를 특정 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(140)는 모터일 수 있다.
회전 부재(140)는 반사 미러(130)를 동일한 속도로 회전시킬 수도 있으며, 상이한 속도로 회전시킬 수 있다.
또한, 구현 방법에 따라 회전 부재(140)는 제1 시점에서는 반사 미러(130)를 제1 방향으로 회전시킬 수도 있으며, 제2 시점에서는 반사 미러(130)를 제2 방향으로 회전시킬 수도 있다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
다시 정리하면, 반사 미러(130)를 구성하는 각 면이 기판(110)에 대해 서로 다른 각도로 기울어진 상태에서 회전 부재(140)에 의해 회전됨에 따라 반사 미러(130)로 입사되는 광은 입사 시점에 맞닿는 반사 미러(130)의 위치에 따라 상이한 반사 각도로 반사될 수 있다.
이로 인해, 발광부(230)에서는 하나의 광을 조사하더라도 반사 미러(130)에 의해 각기 다른 반사 각도로 광을 송신하거나 수신할 수 있어 면 단위로 스캔하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 이점도 있다.
예를 들어, 발광부(230)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(130)가 제1 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(130)의 제1 면에 입사된 경우 광은 제1 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(230)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(130)가 제2 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(130)의 제1 면에 입사되는 경우, 광은 제2 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(230)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(130)가 제3 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(130)의 제2 면에 입사되는 경우, 광은 제3 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(230)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(130)가 제4 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(130)의 제2 면에 입사되는 경우, 광은 제4 각도로 반사될 수 있다.
이와 같이, 발광부(230)에서 하나의 광이 발광되더라도 반사 미러(130)의 각 면의 기울기 및 반사 미러(130)의 회전에 따라 각기 상이한 각도로 반사될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치(100)는 하나의 광을 조사하더라도 각기 다른 위치로 광을 송신할 수 있어 타겟을 보다 효과적으로 스캔할 수 있는 이점이 있다.
도 2에는 발광부(230)가 수광 렌즈(210)의 중앙에 형성된 홀(215)에 배치된 경우, 반사 미러(130)를 도시한 도면이다.
수광 렌즈(210)의 중앙에 홀(215)이 형성되고, 해당 홀(215)에 발광부(230) 및 발광 렌즈(220)가 위치되는 경우 반사 미러(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광의 송수광을 구분하기 위한 별도의 부재를 필요로 하지 않는다.
상술한 바와 같이, 수광 렌즈(210)의 일 영역에 홀(215)을 형성하고, 해당 홀 내(215)에 발광부(230) 및 발광 렌즈(220)가 배치되는 경우, 발광 렌즈(220)를 교체함으로써 원하는 모양의 빔 포밍이 가능케 할 수 있는 이점도 있다.
그러나, 수광 렌즈(210)의 상단 또는 하단에 홀이 형성되고, 해당 홀에 발광부(230) 및 발광 렌즈(220)가 위치되는 경우, 반사 미러(130)는 송수광 영역 구분을 위한 분리 부재(310)와 결합된다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(210)의 상단에 지름이 K인 크기로 홀이 형성되고, 해당 홀 내부에 발광부 및 발광 렌즈(220)가 위치된다고 가정하기로 한다.
이때, 반사 미러(130)의 상단으로부터 K만큼 이격된 거리에 분리 부재(310)가 결합될 수 있다. 여기서, 분리 부재(310)는 반사 미러(130)에서 송수광 모듈(120)을 통해 송신 또는 수신되는 광의 영역을 구분하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 분리 부재(310)는 반사 미러(130)의 표면에서 돌출되도록 형성될 수 있다.
다시 정리하면, 분리 부재(310)는 반사 미러(130)의 상단 또는 하단에서 반사 미러(130)의 상단 또는 하단에 형성된 홀의 지름과 같은 길이만큼 이격된 위치에 형성되며, 반사 미러(130)의 표면에서 일정 길이만큼 돌출되도록 형성될 수 있다.
반사 미러(130)가 복수의 면을 포함하는 경우, 분리 부재(310)는 각각의 면에 모두 형성될 수 있음은 당연하다.
또한, 도 1 내지 도 3에서는 반사 미러(130)의 형상이 두개의 면을 가지는 다각형 형상인 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하였다.
반사 미러(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성될 수도 있다.
도 4에서는 반사 미러(130)의 하단의 직경이 반사 미러(130)의 상단 직경보다 큰 원기둥 형상인 것으로 도시되어 있으나, 반사 미러(130)는 하단의 직경이 반사 미러(130)의 상단 직경보다 작은 원기둥 형상으로 형성될 수도 있음은 당연하다.
또 다른 예를 들어, 반사 미러(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 다면체(예를 들어, 6면체) 형상으로 형성될 수도 있다.
보다 상세하게 반사 미러(130)는 회전 부재(140)가 결합되는 각기둥의 저면과 저면에 배면하는 상면을 가지지 않는 형태로 구성될 수 있다. 물론, 반사 미러(130)는 저면과 상면을 포함할 수도 있다. 다만, 반사 미러(130)가 저면과 상면을 포함하더라도 광의 송수신을 위한 반사 기능은 수행하지 않을 수 있다.
반사 미러(130)의 저면과 상면을 제외한 나머지 사면(편의상, 측면들이라 칭하기로 함)들이 광의 송수신을 위한 반사 기능을 수행할 수 있다. 이때, 반사 미러(130)의 측면들은 각기 상이한 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 광은 기울기가 상이한 측면들에 의해 각기 다른 각도로 반사될 수 있다.
또한, 반사 미러(130)가 회전됨에 따라 광은 각 측면으로 입사되는 각이 상이해질 수 있으며 이로 인해 반사되는 각도 또한 달라질 수 있다. 결과적으로, 반사 미러(130)는 각 측면들의 기울기와 반사 미러(130)의 회전에 따른 입사 각도에 따라 각기 다른 각도로 반사될 수 있다.
이러한 반사 미러(130)가 다면체 형상으로 형성되는 경우, 반사 미러(130)의 측면들에만 광을 반사하기 위한 부재들이 부착되거나 도포될 수도 있다. 이로 인해, 송수광 모듈(120)을 통해 하나의 광이 발광되더라도 각기 상이한 각도로 반사시켜 타겟을 정밀하게 스캔하도록 할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이, 반사 미러(130)가 각기둥 형상으로 형성되는 경우 각 측면들간의 모서리에서의 반사 효율이 낮아지는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사 미러(130)를 다수의 측면을 가지는 각기둥 형상으로 형성함에 있어 각 모서리가 곡률을 가지도록 형성할 수 있다.
이를 통해 반사 미러(130)의 측면들의 모서리에서 발생하는 광 송신 및 수신 왜곡을 현저하게 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1에는 도시되어 있지 않으나, 컨트롤러(미도시)는 수광부(240)에 의해 수광된 수신광의 세기를 검출할 수 있다. 이와 같이, 수광부(240)에 의해 수광된 광의 세기를 검출함으로써, 해당 일체형 송수광 장치(100)와 연결된 디스플레이장치(미도시)상에 이미지 색상을 다르게 디스플레이할 수도 있다.
또한, 컨트롤러는 반사 미러(130)의 회전 각도를 검출할 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(150)는 입력되는 펄스신호를 입력받아 일정 각도로 움직일 수 있다. 따라서, 회전 부재(150)에 입력되는 펄스신호를 이용하여 회전 각도를 검출할 수도 있다. 회전 부재(150)에 반사 미러(130)가 결합되어 있으므로, 회전 부재(150)의 회전 각도를 검출함으로써 반사 미러(130)의 회전 각도를 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 710에서 일체형 송수광 장치(100)는 하나의 광을 발광한다.
단계 715에서 일체형 송수광 장치(100)는 반사 미러를 회전시킴에 따라 광을 서로 다른 각도로 반사시켜 타겟으로 송신한다. 예를 들어, 일체형 송수광 장치(100)는 회전 부재에 의해 서로 다른 기울기를 가지는 복수의 측면을 가지는 반사 미러는 광을 서로 다른 각도로 반사시킬 수 있다. 이로 인해, 일체형 송수광 장치(100)는 하나의 광을 서로 다른 각도로 반사시켜 타겟으로 송신함으로 보다 정밀하게 타겟을 스캔할 수 있는 이점이 있다.
단계 720에서 일체형 송수광 장치(100)는 타겟에 의해 반사 미러를 통해 수신되는 광을 수광한다.
단계 725에서 일체형 송수광 장치(100)는 수광된 광의 세기를 검출한다.
단계 730에서 일체형 송수광 장치(100)는 검출된 광의 세기에 따라 상이한 시각 정보를 외부 디스플레이 장치가 출력하도록 제어 신호를 전송한다.
이를 통해, 일체형 송수광 장치(100)와 연결된 외부 디스플레이는 검출된 광의 세기에 따라 서로 다른 시각 정보(예를 들어, 색상 등)를 표출할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 일체형 송수광 장치
110: 기판
120: 송수광 모듈
130: 반사 미러
140: 회전 부재

Claims (13)

  1. 수광 렌즈-상기 수광 렌즈는 일 영역이 관통된 홀이 형성됨;
    상기 홀 내부에 위치되며, 광을 발광하는 발광부; 및
    상기 수광 렌즈에 의해 집적된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 송수광 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부의 전단에 위치되며, 상기 광을 콜리메이션(평행광효과)하는 발광 렌즈를 더 포함하는 송수광 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 수광 렌즈의 중앙을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 송수광 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    일단이 상기 수광 렌즈와 결합되고 타단이 상기 수광부에 결합되는 집광 부재를 더 포함하는 송수광 모듈.
  5. 광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈;
    적어도 두면을 가지며, 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및 상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되,
    상기 반사 미러의 각 면은 서로 다른 기울기를 가지며, 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 서로 다른 기울기를 가지는 각 면을 통해 상기 광이 서로 다른 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 송수광 모듈은,
    수광 렌즈-상기 수광 렌즈는 일 영역이 관통된 홀이 형성됨;
    상기 홀 내부에 위치되며, 광을 발광하는 발광부; 및
    상기 수광 렌즈에 의해 집적된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 홀이 상기 수광 렌즈의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 상기 홀의 위치에 상응하는 상기 반사 미러의 위치에 상기 광의 송신 영역과 수신 영역을 구분하기 위한 분리 부재를 더 포함하는 일체형 송수광 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 분리 부재는 상기 반사 미러의 각면으로부터 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 분리 부재는 상기 수광 렌즈에 형성된 상기 홀의 위치 및 크기에 따라 상기 반사 미러상의 결합 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 반사 미러는 평면 형상을 가지되, 상기 평면의 각 측면은 서로 다른 기울기를 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 반사 미러의 각 측면들의 모서리는 일정 곡률을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  12. 광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈;
    상부와 하부의 기울기가 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및
    상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되,
    상기 반사 미러는 상단 및 하단의 직경이 상이한 원기둥 형상으로 형성되되, 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 상기 광이 다른 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 일체형 송수광 장치.
  13. 일체형 송수광 장치의 동작 방법에 있어서,
    하나의 광을 발광하는 단계;
    서로 다른 기울기를 가지는 반사 미러의 회전에 따라 상기 광을 각기 다른 각도로 반사시켜 상기 타겟으로 송신하는 단계;
    상기 타겟에 의해 상기 반사 미러를 통해 수신되는 광을 수광하는 단계;
    상기 수광된 광의 세기를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 광의 세기에 따라 상이한 시각 정보를 외부 디스플레이 장치가 출력하도록 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는 일체형 송수광 장치의 동작 방법.


KR1020170113417A 2017-01-05 2017-09-05 레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치 KR101963966B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001784 2017-01-05
KR20170001784 2017-01-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180080974A true KR20180080974A (ko) 2018-07-13
KR101963966B1 KR101963966B1 (ko) 2019-04-01

Family

ID=62913536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170113417A KR101963966B1 (ko) 2017-01-05 2017-09-05 레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101963966B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101962910B1 (ko) * 2018-08-13 2019-07-31 (주)패스넷 광펄스를 이용한 횡단보도 보행자 감지장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005309961A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Sony Corp 監視装置及び画像表示装置
US7202467B2 (en) * 2003-11-05 2007-04-10 Eads Astrium Gmbh System for the optical detection of a distant object using a rotating mirror
JP2010066101A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Ihi Corp レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法
KR20130140554A (ko) * 2012-06-14 2013-12-24 한국전자통신연구원 레이저 레이더 시스템 및 목표물 영상 획득 방법
JP2014109686A (ja) * 2012-12-03 2014-06-12 Hokuyo Automatic Co 偏向装置、光走査装置及び走査式測距装置
JP2015114162A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 マスプロ電工株式会社 ミリ波撮像装置
JP5798202B2 (ja) * 2013-01-24 2015-10-21 ジック アーゲー 光電センサおよび監視領域内の物体の検出方法
JP5806764B2 (ja) * 2013-07-18 2015-11-10 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法
JP2016109679A (ja) * 2014-12-08 2016-06-20 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法
JP6032416B2 (ja) * 2012-12-10 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202467B2 (en) * 2003-11-05 2007-04-10 Eads Astrium Gmbh System for the optical detection of a distant object using a rotating mirror
JP2005309961A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Sony Corp 監視装置及び画像表示装置
JP2010066101A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Ihi Corp レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法
KR20130140554A (ko) * 2012-06-14 2013-12-24 한국전자통신연구원 레이저 레이더 시스템 및 목표물 영상 획득 방법
JP2014109686A (ja) * 2012-12-03 2014-06-12 Hokuyo Automatic Co 偏向装置、光走査装置及び走査式測距装置
JP6069628B2 (ja) * 2012-12-03 2017-02-01 北陽電機株式会社 偏向装置、光走査装置及び走査式測距装置
JP6032416B2 (ja) * 2012-12-10 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ
JP5798202B2 (ja) * 2013-01-24 2015-10-21 ジック アーゲー 光電センサおよび監視領域内の物体の検出方法
JP5806764B2 (ja) * 2013-07-18 2015-11-10 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法
JP2015114162A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 マスプロ電工株式会社 ミリ波撮像装置
JP2016109679A (ja) * 2014-12-08 2016-06-20 ジック アーゲー 光電センサ及び物体検出方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 특허공보 특허 제 6032416호(2016.11.30.) 1부. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101962910B1 (ko) * 2018-08-13 2019-07-31 (주)패스넷 광펄스를 이용한 횡단보도 보행자 감지장치
WO2020036394A1 (ko) * 2018-08-13 2020-02-20 (주)패스넷 광펄스를 이용한 횡단보도 보행자 감지장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101963966B1 (ko) 2019-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101665938B1 (ko) 미러 회전 방식의 다채널 라이더 스캐너 광학계
CN107209265B (zh) 光探测和测距装置
US10649072B2 (en) LiDAR device based on scanning mirrors array and multi-frequency laser modulation
KR102235710B1 (ko) 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
EP0997746B1 (en) Radar
KR101909327B1 (ko) 송수광 렌즈를 공유하는 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR102210101B1 (ko) 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
KR102407344B1 (ko) 확장된 수평 시야각을 가지는 스캐닝 라이다 장치
KR101903960B1 (ko) 라이다 장치
KR20160078043A (ko) 2차원 라이더 스캐너의 광학계 및 제어장치
KR20170078031A (ko) 스캐닝 수직 영역이 가변되는 스캐닝 라이다
US20200166614A1 (en) Laser scanner and motor vehicle comprising a laser scanner
JP6737296B2 (ja) 対象物検出装置
US8879049B2 (en) Object sensing device
US20220260686A1 (en) Attaching a glass mirror to a rotating metal motor frame
US20210156971A1 (en) Lidar sensor
KR101963966B1 (ko) 레이저 송수광 모듈 및 이를 포함하는 장치
CN115480254A (zh) 一种检测方法及装置
JPH11326498A (ja) 車両用光レーダ装置
KR102084302B1 (ko) 광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법
US20220099806A1 (en) Position capturing device for a light signal redirection device of an optical measurement apparatus for capturing objects, light signal redirection device, measurement apparatus and method for operating a position capturing device
KR20210057298A (ko) 듀얼 파장을 이용한 라이다 장치
US20240107635A1 (en) Radiant heater for defogging lidar aperture window
US11871130B2 (en) Compact perception device
EP4050368A1 (en) Sensor device and housing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant