KR20190014313A - 다채널 라이다 센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 이미지센서로 적어도 2개의 대상체를 측정할 수 있는 다채널 라이다 센서 모듈에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은,
레이저빔을 발광하는 적어도 한 쌍의 발광부; 상기 적어도 한 쌍의 발광부 사이에 형성되며, 상기 적어도 한 쌍의 발광부에서 발광되어 대상체에 의해 반사된 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔을 수신하는 수광부를 포함한다.

Description

다채널 라이다 센서 모듈 {Multi-channel LiDAR sensor module}
본 발명은 라이다 센서 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 이미지센서로 적어도 2개의 대상체를 측정할 수 있는 다채널 라이다 센서 모듈에 관한 것이다.
레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER)는 빛의 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭해서 레이저 광을 조사한다.
라이다(Light Detection and Ranging, LiDAR)는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로써, 3차원 GIS(Geographic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 라이다 센서 모듈은 발광부(10)와 수광부(20)를 포함한다. 발광부(10)는 레이저빔을 발광하는 레이저 다이오드(11)와, 발광된 레이저빔을 집광하여 평행빔으로 변환하는 콜리메이팅 렌즈(12)를 포함하고, 수광부(20)는 장애물(A)에서 반사된 레이저빔을 집광하여 평행빔으로 변환하는 집광 렌즈(21)와 집광 렌즈(21)에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서(22)를 포함한다. 집광 렌즈(21)와 이미지센서(22) 사이에는 발광부(10)에서 송출된 파장대의 반사 레이저빔만 투과되도록 하고, 다른 파장대의 빔은 투과되지 않도록 하는 밴드패스 필터(23)가 배치된다.
이와 같이 구성되는 종래 기술의 라이다 센서 모듈의 경우, 하나의 발광부와 하나의 수광부가 하나의 라이다 센서 모듈을 구성한다. 따라서, 종래 기술의 라이다 센서 모듈은 광원 광축 상에 존재하는 하나의 대상체(A)를 감지하고, 그 거리를 측정할 수 있다.
한편, 라이다 센서 모듈은 자율주행 자동차, 자율주행 드론 등에서 주변의 장애물을 탐지하는 데 사용되고 있다. 예를 들어, 상기의 라이다 센서 모듈이 자율주행 자동차에 사용되는 경우에, 차량의 전후 좌우를 탐지하기 위해 복수개의 라이다 센서 모듈이 필요하다. 또한, 일 측 방향에 대해 상단과 하단의 탐지가 필요하기 때문에, 동일한 방향에 대해서도 적어도 2개 이상의 라이다 센서 모듈이 필요하게 된다.
이와 같이, 종래 기술의 라이다 센서 모듈은 광원 광축 상에 존재하는 하나의 대상체(A) 만을 감지/측정할 수 있기 때문에, n개의 채널이 필요한 경우에는 n개의 라이다 센서 모듈이 소요되어 비용이 증가되고, 점유 공간이 증가 된다는 문제가 있다.
1. 대한민국 특허 등록번호 제10-1296780호 2. 대한민국 특허 등록번호 제10-1491289호
본 발명은 하나의 이미지센서로 2개의 대상체를 측정할 수 있는 다채널 라이다 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은,
레이저빔을 발광하는 적어도 한 쌍의 발광부; 상기 적어도 한 쌍의 발광부 사이에 형성되며, 상기 적어도 한 쌍의 발광부에서 발광되어 대상체에 의해 반사된 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔을 수신하는 수광부를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 적어도 한 쌍의 발광부는 지면을 기준으로 수직 방향으로 배치되거나, 수평 방향으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 수광부는 상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서를 포함하고, 상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔 중 어느 하나의 반사 레이저빔은 상기 이미지 센서의 일 영역에서 수광되며, 상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔 중 나머지 반사 레이저빔은 상기 이미지 센서의 타 영역에서 수광되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 적어도 한 쌍의 발광부는 복수개의 쌍으로 구비되며, 각각의 한 쌍의 발광부는 상기 수광부 주위에 대향하여 배치되고, 상기 복수개의 쌍으로 구비된 발광부의 발광 주기는 겹쳐지지 않도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 수광부로 수신되는 반사 레이저빔의 투과율을 조절하는 광학 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 광학 필터부는 기설정된 크기 및 형상을 갖는 광학 필름이며, 상기 발광부와 상기 대상체 사이의 거리에 따라 투과율이 조절되도록 상기 광학 필름의 표면에는 투과율 기울기가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 광학 필름의 중앙의 투과율이 가장 높고, 상기 광학 필름의 중앙에서 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 수광부는 상기 반사 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서와, 상기 집광 렌즈와 이미지센서 사이에 형성된 밴드패스 필터를 포함하고, 상기 광학 필터부는 상기 밴드패스 필터의 표면 또는 상기 이미지 센서의 표면에 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 광학 필터부는 상기 밴드패스 필터의 표면 또는 상기 이미지 센서의 표면 중앙 부분에는 투과율이 가장 높도록 코팅 물질이 코팅되고, 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하도록 코팅 물질이 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈에 의하면, 하나의 수광부와 복수개의 발광부로 구성된 다채널 라이다 센서 모듈을 제공할 수 있다. 따라서, 하나의 다채널 라이다 센서 모듈로 복수개의 광원 광축 상에 존재하는 복수개의 대상체(A)를 감지하고, 그 거리를 측정할 수 있다.
또한, 하나의 다채널 라이다 센서 모듈로 복수개의 대상체(A)를 감지/측정할 수 있기 때문에, 복수개의 라이다 센서 모듈 구입에 소요되는 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있고, 복수개의 라이다 센서 모듈에 의해 발생하는 공간 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 대상체와의 거리에 따라 수광부로 수신되는 반사 레이저빔의 투과율이 조절되어 다중 영역에 대해 정밀한 측정을 수행할 수 있다.
즉, 이미지센서에 의해 수광되는 레이저빔의 광량은 대상체의 거리에 따른 차이가 최소화되어 일정 수준으로 균일하게 유지할 수 있게 되어, 근거리 영역, 원거리 영역 모두에 대해 정밀한 측정을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 응용예가 도시된 도면이다.
도 5는 복수의 발광부에서 레이저빔이 발광되는 발광 주기가 도시된 그래프이다.
도 6은 발광 주기가 T1일 때의 동작 상태가 도시된 도면이고, 도 7은 발광 주기가 T2일 때의 동작 상태가 도시된 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 다양한 응용예가 도시된 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 광학 필터부가 예시된 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은, 적어도 2개의 발광부가 하나의 수광부와 결합되어, 하나의 수광부로 적어도 2개의 발광부의 광원 광축 상에 존재하는 대상체를 감지하고 그 거리를 측정할 수 있도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은, 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 수광부(200; 210, 220)를 포함한다.
제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)는 각각의 광원 광축 상으로 레이저빔을 발광한다. 제1 발광부(110)는 광축 L1로, 제2 발광부(120)는 광축 L2로 레이저빔을 발광한다.
제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)는 각각 레이저빔을 발생하는 레이저 다이오드(111, 121)와, 콜리메이팅 렌즈(112, 122)를 포함하여 이루어진다.
레이저 다이오드(111, 121)는 레이저빔을 발생시키는 광학 소자이고, 콜리메이팅 렌즈(112, 122)는 레이저 다이오드를 통해 발생된 레이저빔을 평행빔으로 변환시키는 광학 렌즈로, 레이저 다이오드의 후방에 각각 위치한다.
제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)는 사이에는 수광부(200)가 배치된다. 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)는 지면을 기준으로 수직 방향으로 배치되거나, 수평 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 수직 방향으로 배치되는 경우에는, 동일한 방향에 대해 상단 영역과 하단 영역을 감지 측정할 수 있고, 수평 방향으로 배치되는 경우에는 동일한 고도에 대해 좌측 영역과 우측 영역을 감지 측정할 수 있다.
수광부(200)는 대상체(A)에 의해 반사된 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈(210)와 집광 렌즈(210)에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서(220)를 포함한다. 또한, 집광 렌즈(210)와 이미지센서(220) 사이에는 발광부(110, 120)에서 송출된 파장대의 반사 레이저빔만 투과되도록 하고, 다른 파장대의 빔은 투과되지 않도록 하는 밴드패스 필터(미도시)를 포함한다.
이러한 수광부(200)는 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120) 사이에 형성되며, 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)에서 각각 발광되어 각각의 광축에 있는 대상체(A)에 의해 반사된 제1 반사 레이저빔(R1) 및 제2 반사 레이저빔(R2)을 수신한다.
이때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 발광부(110)에서 송출되고 반사된 제1 반사 레이저빔(R1)과 제2 발광부(120)에서 송출되고 반사된 제2 반사 레이저빔(R2)은 집광 렌즈(210)를 거쳐서 이미지 센서(220)에 수광되는데, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)가 수직 방향으로 배치된 기하학적 구조에 의해 제1 반사 레이저빔은 이미지 센서(220)의 상부 영역에서 수광되고, 제2 반사 레이저빔은 이미지 센서(220)의 하부 영역에서 수광된다. 즉, 2개의 반사 레이저빔이 이미지 센서(220)에서 수광되는 영역이 상부 영역과 하부 영역으로 분할됨으로써, 하나의 수광부(200)로 2개의 측정 영역을 측정할 수 있는 2채널 라이다 센서 모듈을 구현할 수 있게 된다. 이미지 센서(220)에서의 수광 영역이 분할되므로, 2개의 반사 레이저빔은 서로 간섭되지 않고 수광될 수 있다.
한편, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)가 수평 방향으로 배치되면, 기하학적 구조에 의해 제1 반사 레이저빔은 이미지 센서(220)의 좌측 영역(또는 우측 영역)에서 수광되고, 제2 반사 레이저빔은 이미지 센서(220)의 우측 영역(또는 좌측 영역)에서 수광된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 응용예가 도시된 도면이고, 도 5는 복수의 발광부에서 레이저빔이 발광되는 발광 주기가 도시된 그래프이고, 도 6은 발광 주기가 T1일 때의 동작 상태가 도시된 도면이고, 도 7은 발광 주기가 T2일 때의 동작 상태가 도시된 도면이며, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 다양한 응용예가 도시된 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은 2채널에 한정되지 않고, 복수의 채널로 확장될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 수광부(200)가 중앙에 위치하고, 수광부(200)의 중심점을 기준으로 직교하는 2개의 가상선 상에 등간격으로 제1 발광부 내지 제4 발광부(110 ~ 140)를 배치하여 4채널 라이다 센서 모듈을 구현할 수 있다.
이때, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)는 이미지 센서(220)에서 수광되는 영역이 다르므로 간섭되지 않고 수광될 수 있으나, 제1 발광부(110)와 제3, 제4 발광부(130, 140), 제2 발광부(120)와 제3, 제4 발광부(130, 140)는 수광되는 영역이 겹치므로 간섭이 발생하여 정확한 측정이 어려울 수 있다.
따라서, 도 5와 같이 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)의 레이저빔 발광 주기(T1)와, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)의 레이저빔 발광 주기(T2)가 겹쳐지지 않도록 발광 주기를 제어하는 것이 바람직하다.
발광 주기가 T1일 때, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)만 동작하고, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)는 동작하지 않으므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)는, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)에 의한 간섭을 받지 않고 상하 영역을 측정할 수 있다.
유사하게, 발광 주기가 T2일 때, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)는 동작하지 않고, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)는 동작하므로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)는, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)에 의한 간섭을 받지 않고 좌우 영역을 측정할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 수광부(200)를 중심으로 수직 방향 또는 수평 방향으로 등거리로 이격하여 제1 발광부 내지 제4 발광부(110 ~ 140)를 배치하여 4채널 라이다 센서 모듈을 구현할 수 있다.
이때, 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)는 이미지 센서(220)에서 수광되는 영역이 다르므로 간섭되지 않고 수광될 수 있으나, 제1 발광부(110)와 제3 발광부(130), 제2 발광부(120)와 제4 발광부(140)는 수광되는 영역이 겹치므로 간섭이 발생하여 정확한 측정이 어려울 수 있다.
이 경우에도, 도 5와 같이 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120)의 레이저빔 발광 주기(T1)와, 제3 발광부(130)와 제4 발광부(140)의 레이저빔 발광 주기(T2)가 겹쳐지지 않도록 발광 주기를 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 하나의 수광부(200) 주위에 서로 대향하는 한 쌍의 발광부를 복수개 배치하고, 각 쌍의 발광부의 발광 주기를 제어하여 다채널 라이다 센서 모듈을 구현할 수 있다. 도 9 및 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 다양한 응용예가 도시되어 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은 n개의 수광부(200a ~ 200c)와 n+1개의 발광부(110 ~ 140)로 다채널 라이다 센서 모듈을 구현할 수 있다. 이때, 수광부와 발광부는 수직 방향 또는 수평 방향으로 교대로 배치되고, 하나의 수광부는 인접한 2개의 발광부에서 발광되어 대상체에서 반사된 반사 레이저빔을 수신할 수 있다.
이때, n개의 수광부(200a ~ 200c)가 동시에 동작하는 경우에는, 어느 하나의 수광부로 수신되는 반사 레이저빔은 인접한 수광부로 수신되는 반사 레이저빔에 의해 간섭이 생길 우려가 있다.
따라서, 서로 인접한 수광부로 수신되는 반사 레이저빔에 의한 간섭을 방지하기 위해, 도 11과 같이, 수광부(200a ~ 200c)와 발광부(110 ~ 140)가 교대로 배치되는 경우, 인접한 수광부 중 어느 하나의 수광부만 동작되도록 제어하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 수광부(200a)가 동작하는 경우에는, 수광부(200b)는 동작하지 않고, 수광부(200c)는 동작하도록 제어하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 수광부(200b)가 동작하는 경우에는, 수광부(200a) 및 수광부(200c)는 동작하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈에 의하면, 하나의 수광부와 복수개의 발광부로 구성된 다채널 라이다 센서 모듈을 제공할 수 있다.
따라서, 하나의 다채널 라이다 센서 모듈로 복수개의 광원 광축 상에 존재하는 복수개의 대상체(A)를 감지하고, 그 거리를 측정할 수 있다. 하나의 다채널 라이다 센서 모듈로 복수개의 대상체(A)를 감지/측정할 수 있기 때문에, 복수개의 라이다 센서 모듈 구입에 소요되는 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있고, 복수개의 라이다 센서 모듈에 의해 발생하는 공간 문제를 해결할 수 있게 된다.
다음으로, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈을 설명한다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈이 도시된 도면이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 광학 필터부가 예시된 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈은, 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 수광부(200), 광학 필터부(300)를 포함한다. 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 수광부(200)는 전술한 일 실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
광학 필터부(300)는 대상체(A)와의 거리에 따라 수광부(200)로 수신되는 반사 레이저빔의 투과율이 조절되도록 한다. 광학 필터부(300)는 기설정된 크기 및 형상을 갖는 광학 필름으로 형성되거나 또는 밴드패스 필터(미도시)나 이미지센서(220)의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.
광학 필터부(300)가 광학 필름으로 형성되는 경우, 발광부(110, 120)와 대상체 사이의 거리에 따라 투과율이 조절되도록 광학 필름의 표면에는 투과율 기울기가 형성된다. 즉, 광학 필름의 중앙(B)이 투과율이 가장 높고, 광학 필름의 중앙에서 외곽(C)으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하도록 투과율 기울기가 형성된다.
광학 필터부(300)가 밴드패스 필터(230)나 이미지센서(220)의 표면에 코팅되어 형성되는 경우에도, 상기와 마찬가지로 투과율 기울기가 형성되도록 코팅 물질의 농도를 다르게 하여 코팅한다. 즉, 밴드패스 필터(230)나 이미지센서(220)의 표면 중앙 부분에는 투과율이 가장 높도록 코팅 물질이 코팅되고, 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하도록 코팅 물질이 코팅된다.
광학 필터부(300)는, 도 13과 같이, 라인 형태로 투과율 기울기가 형성되거나, 도 14와 같이, 동심원 형태로 투과율 기울기가 형성될 수 있다. 발광부(110, 120)에서 송출되는 레이저빔이 라인빔인 경우, 광학 필터부(300)는, 도 13과 같은 라인 형태인 것이 바람직하고, 발광부(110, 120)에서 송출되는 레이저빔이 포인트빔인 경우, 도 14와 같은 동심원 형태인 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 라이다 센서 모듈의 동작 과정을 설명한다.
발광부(110, 120)에서 레이저빔이 송출(발광)되면 송출된 레이저빔은 대상체(또는 장애물)에 의해 반사되고, 반사된 레이저빔은 집광 렌즈(210)에 의해 집광되며, 집광된 레이저빔은 이미지센서(220)에 의해 수광된다. 밴드패스 필터는 발광부(100)에서 송출된 파장대의 반사 레이저빔만 투과되도록 한다.
이때, 광학 필터부(300)에는 중앙의 투과율이 가장 높고, 중앙에서 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하도록 투과율 기울기가 형성되어 있다. 원거리에 있는 대상체에 의해 반사된 레이저빔은 기하학적 구조상 광학 필터부(300)의 중앙 부분을 통과하고, 근거리에 있는 대상체에 의해 반사된 레이저빔은 외곽 부분을 통과한다.
중앙 부분의 투과율이 높기 때문에, 원거리에서 반사된 레이저빔은 광량은 적으나 높은 투과율만큼 통과하고, 외곽 부분의 투과율은 낮기 때문에, 근거리에서 반사된 레이저빔은 광량은 많지만 낮은 투과율만큼 통과한다.
따라서, 이미지센서(220)에 의해 수광되는 레이저빔의 광량은 대상체의 거리에 따른 차이가 최소화되어 일정 수준으로 균일하게 유지할 수 있게 되고, 근거리 영역, 원거리 영역 모두에 대해 정밀한 측정을 수행할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110 ~ 140 : 발광부 200 : 수광부
210 : 집광 렌즈 220 : 이미지 센서
300 : 광학 필터부

Claims (9)

  1. 레이저빔을 발광하는 적어도 한 쌍의 발광부;
    상기 적어도 한 쌍의 발광부 사이에 형성되며, 상기 적어도 한 쌍의 발광부에서 발광되어 대상체에 의해 반사된 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔을 수신하는 수광부
    를 포함하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 한 쌍의 발광부는 지면을 기준으로 수직 방향으로 배치되거나, 수평 방향으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광부는 상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서를 포함하고,
    상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔 중 어느 하나의 반사 레이저빔은 상기 이미지 센서의 일 영역에서 수광되며, 상기 적어도 한 쌍의 반사 레이저빔 중 나머지 반사 레이저빔은 상기 이미지 센서의 타 영역에서 수광되는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 한 쌍의 발광부는 복수개의 쌍으로 구비되며,
    각각의 한 쌍의 발광부는 상기 수광부 주위에 대향하여 배치되고,
    상기 복수개의 쌍으로 구비된 발광부의 발광 주기는 겹쳐지지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광부로 수신되는 반사 레이저빔의 투과율을 조절하는 광학 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 광학 필터부는 기설정된 크기 및 형상을 갖는 광학 필름이며,
    상기 발광부와 상기 대상체 사이의 거리에 따라 투과율이 조절되도록 상기 광학 필름의 표면에는 투과율 기울기가 형성된 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 광학 필름의 중앙의 투과율이 가장 높고, 상기 광학 필름의 중앙에서 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 수광부는 상기 반사 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와,
    상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서와,
    상기 집광 렌즈와 이미지센서 사이에 형성된 밴드패스 필터를 포함하고,
    상기 광학 필터부는 상기 밴드패스 필터의 표면 또는 상기 이미지 센서의 표면에 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 광학 필터부는 상기 밴드패스 필터의 표면 또는 상기 이미지 센서의 표면 중앙 부분에는 투과율이 가장 높도록 코팅 물질이 코팅되고, 외곽으로 갈수록 점진적으로 투과율이 감소하도록 코팅 물질이 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다채널 라이다 센서 모듈.
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