KR20200005083A - 광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기 - Google Patents

광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기 Download PDF

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Abstract

광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기가 개시된다.
광센싱 시스템은, 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단를 가져 슬릿 형상의 출력단을 통해 광을 출광시키는 광원부와, 광원부의 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 광원부와 일체형으로 형성된 렌즈를 포함한다. 렌즈는 슬릿 형상의 출력단을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만든다.

Description

광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기{Light sensing system and electronic apparatus including the same}
광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
전자기파를 탐지 거리내 물체나 지형 등에 반사시켜 정보를 얻고 이를 이용하여 거리와 위치, 형상 등을 측정하기 위하여 레이더와 같은 센싱 기술이 발전되어 왔다. 이 기술은 군사적 용도나 항공 등에서 비행기의 위치를 파악하거나 강수량 예측, 수심 측정 등에 이용되고 있다. 이러한 기술 중 하나로 레이저를 높은 에너지 밀도의 펄스 신호로 목표물에 조사하여 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지하는 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)가 최근 많은 관심을 받고 있다.
레이저 기술은 70년대 이후 비약적 발전을 이루어 왔고, 인공위성이나 항공기 등에 장착되어 지구 대기 관측에 이용하고, 지상에서는 원거리 측정, 자동차 속도 측정 등을 위한 라이다 센서 기술에 이용 가능하다. 최근에는 자율 주행 자동차를 위한 레이저 스캐너 및 3D 영상 카메라의 핵심 기술로서 그 활용성과 중요성이 매우 증가되고 있다.
라이다 시스템에서는 물체에서 반사되어 돌아오는 광이 산란 때문에 광량이 감소하고, 광을 모으기 위한 렌즈 등의 부가적인 광부품이 필요하게 된다. 그러므로 고출력의 광원 및 광을 수신하는 수광소자가 필요한데, 선으로 방출되는 스캐닝 빔의 경우에는 단위 포인트(point) 당 광량이 더 작아지는 문제가 있어서, 출력광을 한 점으로 모은 고출력 광원이 먼거리를 센싱하는데 필수적이다. 선으로 방출되는 광원을 포인트 광원으로 만들기 위해서는 외부에 보조 렌즈 등의 광학계를 두어야 한다. 이런 경우 사용하는 렌즈에 입사하는 빔의 각도에 따라 초점 위치가 달라지는 문제가 발생하고, 광부품을 지나면서 빔의 손실 등도 발생한다.
포인트 광원을 만들기 위한 여분의 외부 렌즈가 불필요한 광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
일 유형에 따른 광센싱 시스템은, 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단를 가져 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 광을 출광시키는 광원부와; 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 상기 광원부와 일체형으로 형성되어, 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만드는 렌즈;를 포함한다.
상기 광원부는, 활성층을 가지는 액티브 광소자를 포함하며, 상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 액티브 광소자에 형성되고, 상기 렌즈는 상기 액티브 광소자의 상기 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 형성될 수 있다.
상기 광원은 상기 광원부는 별도의 광원을 더 포함하며, 상기 액티브 광소자는 상기 광원으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부로서 역할을 하도록 마련될 수 있다.
상기 액티브 광소자는 광을 발생시키는 광원으로서 역할을 하도록 마련될 수 있다.
상기 액티브 광소자는, 광을 생성하는 발광 영역과, 발광 영역에서 생성되어 진행하는 광을 증폭하여 출력하는 증폭 영역을 포함하며, 상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 증폭 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 슬릿 형상의 출력단에 상기 렌즈를 단일 구조로 구비하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 하나의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 렌즈는, 상기 슬릿 형상의 출력단의 슬릿 폭에 대해 퍼지는 광을 집속하도록 마련된 실린더형 렌즈를 구비할 수 있다.
상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 1차원이나 2차원으로 배열되어 1차원이나 2차원으로 배열된 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 상기 렌즈를 서로 이격되게 복수개 배열하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 렌즈는, 실린더형 렌즈나 볼록 렌즈를 구비하여, 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 서로 이격되게 배열된 복수의 실린더형 렌즈나 볼록렌즈가 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 광원부 및 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단에 대해 형성된 복수의 렌즈를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 배열되는 형태로 마련되고, 각 렌즈는 각 광원부에서 출사되는 광의 출사각이 복수 종류가 되도록 마련될 수 있다.
일 유형에 따른 라이다 장치는, 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단를 가져 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 광을 출광시키는 광원부와, 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 상기 광원부와 일체형으로 형성되어 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만드는 렌즈와, 상기 광원부로부터 출사되고 상기 렌즈에 의해 포커싱되거나 콜리메이팅되어 대상체를 향해 조사된 광의 반사광을 수광하는 수광부를 포함하는 광센싱 시스템과; 상기 광센싱 시스템을 제어하고, 상기 광센싱 시스템으로부터 수신된 광을 분석하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 광센싱 시스템의 광원부는, 활성층을 가지는 액티브 광소자를 포함하며, 상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 액티브 광소자에 형성되고, 상기 렌즈는 상기 액티브 광소자의 상기 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 형성될 수 있다.
상기 액티브 광소자는, 광원으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부로서 역할을 하거나, 광을 발생시키는 광원으로서 역할을 하거나, 광을 생성하는 발광 영역과, 발광 영역에서 생성되어 진행하는 광을 증폭하여 출력하는 증폭 영역을 포함하며, 상기 슬릿 형상의 출력단은 증폭 영역 상에 형성되도록 마련될 수 있다.
상기 광센싱 시스템은, 상기 슬릿 형상의 출력단에 상기 렌즈를 단일 구조로 상기 슬릿 형상의 출력단의 슬릿 폭에 대해 퍼지는 광을 집속하도록 마련된 실린더형 렌즈를 구비하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 하나의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 광센싱 시스템은, 상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 1차원이나 2차원으로 배열되어 1차원이나 2차원으로 배열된 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 광센싱 시스템은 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 상기 렌즈를 서로 이격되게 복수개 배열하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 렌즈는, 실린더형 렌즈나 볼록 렌즈를 구비하여, 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 서로 이격되게 배열된 복수의 실린더형 렌즈나 볼록렌즈가 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 광원부 및 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단에 대해 형성된 복수의 렌즈를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
광센싱 시스템은 광원부의 슬릿 형상의 출력단에 렌즈를 일체로 형성함으로써, 원거리장에서 점광원을 구현할 수 있어, 광으로 물체를 센싱할 때, 효율이 좋은 고출력 광 방출이 가능하다.
상술한 광센싱 시스템은 다양한 광학 장치, 전자 기기 등에 채용될 수 있고, 예를 들어, 라이다 장치에 채용되어 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보여준다.
도 2 내지 도 7은 다른 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보여준다.
도 8a 내지 도 8e는 실시예에 따른 광센싱 시스템의 광원부에 일체로 형성될 수 있는 렌즈의 다양한 형상을 예시적으로 보여준다.
도 9 내지 도 11은 광원부의 실시예들을 보여준다.
도 12는 실시예에 따른 광센싱 시스템의 개략적인 구성을 보인 평면도이다.
도 13은 실시예에 따른 라이다 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서, 실시예에 따른 광센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예의 광센싱 시스템은 예를 들어, 라이더 센서의 광 송신부 또는 광 송수신부에 적용될 수 있으며, 전자 기기는 예를 들어 라이더 장치일 수 있다
라이더 센서 기술의 구성은 광 송신부, 광 수신부, 신호 수집 및 데이터 처리 부분으로 나눌 수 있다. 측정 방법은 광 펄스 신호 예컨대, 레이저 펄스 신호의 반사 신호가 광 수신부에 도착하는 시간차를 이용하여 거리를 측정하는 TOF(Time-of-flight) 방식과 특정 주파수로 변조되는 레이저 빔의 반사 위상 변화량을 측정하는 phase-shift 방식을 이용한다.
광 송신부에 사용되는 소자로, 반도체 CMOS공정과 양립가능한 실리콘 포토닉스 기술을 이용하는 실리콘 기반 예컨대, Si이나 Si3N4를 이용한 위상 어레이(phases array) 소자를 적용한 라이다의 경우, 레이저 입력부와 빔 분기부분, 위상 변조 및 출력부로 크게 이루어질 수 있다. 이때 단일 파장으로 입력된 광센싱 시스템은 빔의 위상 변조에 의해 출력단의 도파로 방향과 평행하지 않은 방향(예:수직)으로 1차원적 스티어링(steering)이 가능하게 된다. 또한 다양한 파장의 레이저를 순차적으로 입력하여 출력단 도파로와 수평 방향으로의 스티어링이 가능하여 위상 변조 및 파장 변조 방식을 같이 이용하여 2차원 스캐닝을 하게 된다. 이 때 파장이 다른 레이저는 튜너블(tunable) 레이저 다이오드를 사용하여 시간적으로 파장을 가변시킬 수 있다.
또한 레이저 다이오드나 면발광 레이저 다이오드와 같은 레이저를 직접 광원으로 이용하는, 직접 광원 방식은 포인트 광원을 스캐닝하는 대신 전면으로 한꺼번에 다수의 광원을 방출하는 플래쉬 방식으로도 라이다 장치를 구현할 수 있다. 이러한 다양한 방식들도 광원의 광이 물체를 맞고 되돌아 온 반사광을 검출하기 위해서는 광 수신부에 포토다이오드가 필요하다. 포토다이오드는 광을 전기로 바꿔 광의 세기를 검출할 수 있는 소자로, 일반적인 포토다이오드가 이용될 수 있으며, 이외에 적은 광량을 검출하기 위한 아발란치 포토다이오드나 SPAD(single-photon avalanche diode) 어레이 등이 이용될 수 있다.
본 실시예의 광센싱 시스템은 반도체 반도체 광원, 또는 광증폭기가 광원과 일체형 혹은 각각의 형태로 된 소자에서 슬릿(slit) 형태의 출력단을 가지고 광이 선형으로 방출되는 경우 이 빔을 점광원으로 바꾸어 주도록 마련된다. 선형의 출력부에서 발산되는 광은 출력부의 긴폭 방향(수직 방향)으로 원거리장에서 모이고, 좁은 틈 방향 (수평 방향)으로는 넓게 퍼지는 모양을 갖게 되어 선형의 빔이 된다. 따라서, 출력단에 예를 들어, 실린더 형태의 렌즈를 직접 집적화시키면 외부로 나오는 수평 방향의 빛을 모아서 선형으로 된 빔을 점 형태로 바꾸어 줄 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보여준다.
도 1을 참조하면, 광센싱 시스템은, 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단(1a)을 가지는 광원부(1)와, 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 면(1b)에 광원부(1)와 일체형으로 형성된 렌즈(5)를 포함한다. 광원부(1)는 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 광을 출광시키며, 렌즈(5)는, 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만든다.
광원부(1)는, 광원이거나, 광원으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함할 수 있다. 이때, 슬릿 형상의 출력단(1a)은 광원부(1)에 형성되고, 렌즈(5)는 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 광원부(1)의 면(1b) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 슬릿 형상의 출력단(1a)은 광원부(1)의 소정 층 예컨대, 후술하는 상부 전극(도 9a의 19)에 좁고 긴 슬릿 형상을 형성한 것일 수 있다. 또한, 슬릿 형상의 출력단(1a)은 광원부(1)의 상부 전극(19)에 형성되는 대신에, 상부 전극(19) 위에 위치된 다른 층에 형성될 수도 있다. 잘알려져 있는 바와 같이, 폭이 좁은 곳을 통과하는 광은 회절 현상에 의해 퍼지게 된다.
따라서, 슬릿 형상의 출력단(1a)의 슬릿 길이방향(y축 방향)으로는 빔이 퍼지지 않으며, 이에 크로스하는 슬릿 폭 방향(x축 방향)으로는 빔이 넓게 퍼지게 되어, 원거리장에서 보면, 슬릿 폭 방향으로 선형의 빔이 형성될 수 있다.
본 실시예의 광센싱 시스템에 따르면, 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 면에 광원부(1)와 일체형으로 렌즈(5)가 형성된다. 이러한 렌즈(5)에 의해, 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 출사되는 광은 원거리장에서 모이게 되어 점 형태로 만들어질 수 있다.
도 1에서와 같이, 렌즈(5)는 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 단일 구조로 구비될 수 있다. 이 경우, 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 하나의 점광원을 형성할 수 있다. 도 1에서 상단의 검정 박스의 하얀 점 형태가 렌즈(5)에 의해 원거리장에서 포커싱되는 점광원(P)에 해당한다.
이때, 렌즈(5)로는 도 1에 예시한 바와 같이, 슬릿 형상의 출력단(1a)의 슬릿 폭에 대해 퍼지는 광을 집속하도록 실린더형 렌즈를 구비할 수 있다.
도 1에서와 같이, 렌즈(5) 일체형 광원부(1)는 선형의 빔을 점광원(P)_으로 쉽게 변형시켜 주어 여분의 외부 렌즈가 불필요하고, 출력광을 점으로 집속하므로 고출력 광원을 구현할 수 있으며, 광원부와 수광부의 크기 및 위치 등을 필요한 응용성에 따라 자유롭게 구성할 수 있어, 라이다와 같은 광센서에 이용되는 경우 렌즈 등의 광집적에 필요한 광부품들이 필요 없으므로, 크기가 작은 라이다 장치를 구현할 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보인 것으로, 슬릿 형상의 출력단(1a)에 단일 구조로 렌즈(5)_를 구비한 광원부(1) 및 렌즈(5)를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원 어레이로 배열되어, 1차원으로 배열된 복수의 점광원(P)을 형성하는 경우를 보여준다.
도 3은 다른 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보인 것으로, 슬릿 형상의 출력단(1a)에 단일 구조로 렌즈(5)를 구비한 광원부(1) 및 렌즈(5)의 단위가 반복적으로 2차원 어레이로 배열되어, 2차원으로 배열된 복수의 점광원(P)을 형성하는 경우를 보여준다.
도 2 및 도 3에서와 같이, 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 면(1b)에 단일 구조로 렌즈(5)를 구비한 광원부(1) 및 렌즈(5)의 단위를 반복적으로 1차원이나 2차원으로 배열하는 경우, 1차원이나 2차원으로 배열된 복수의 점광원(P)을 형성할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보인 것으로, 슬릿의 길이 방향(y축 방향)으로 렌즈(5)를 서로 이격되게 복수개 배열하여, 광원부(1)의 소정 층 예컨대, 상부 전극에 좁고 긴 슬릿 형상을 형성하여 얻어진 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 복수의 점광원(P)을 형성하도록 된 경우를 보여준다. 도 4에서는 예시적으로 슬릿의 길이 방향으로 두개의 실린더형 렌즈(5a)(5b)를 서로 이격되게 배열하여 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 2개의 점광원(Pa)(Pb)을 형성하는 경우를 보여준다.도 5는 다른 실시예에 따른 광센싱 시스템을 개략적으로 보인 것으로, 소정층 예컨대, 상부 전극에 좁고 긴 슬릿 형상을 형성하여 얻어진 슬릿 형상의 출력단(1a)을 가지는 광원부(1) 및 이 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 형성된 복수의 렌즈(5)를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원으로 배열되어, 복수의 점광원(P)의 반복적인 1차원으로 배열 즉, 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 된 예를 보여준다. 도 5에서는 예시적으로 광원부(1) 및 이 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 슬릿 길이 방향(y축 방향)으로 4개의 실린더형 렌즈(5a)(5b)(5c)(5d)를 서로 이격되게 배열되어 4개의 점광원(Pa)(Pb)(Pc)(Pd)을 형성하는 단위가 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 점광원을 형성하도록 된 예를 보여준다.
한편, 도 4에서는, 슬릿의 길이 방향으로 서로 이격되게 복수개 배열되는 렌즈(5)가 실린더형 렌즈(5a)(5b)인 경우를 예를 들어 보여주는데, 실린더형 렌즈(5a)(5b) 대신에 도 6에서와 같이, 볼록 렌즈(5a')(5b')(5c')를 형성할 수도 있다.
도 6에서는 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 3개의 볼록 렌즈(5a')(5b')(5c')가 슬릿 길이 방향(y축 방향)으로 배열되어, 원거리장에서 3개의 점광원(Pa')(Pb')(Pc')을 형성하도록 마련된 경우를 보여주는데, 이는 예시적인 것으로, 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 형성되는 볼록 렌즈(5a')(5b')(5c')의 수는 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 하나의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 대해 복수의 볼록 렌즈(5a')(5b')(5c')가 슬릿 길이 방향으로 배열된 광원부(1) 단위가 도 5의 경우 처럼 반복적으로 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 마련될 수도 있다.
도 4 내지 도 6에서와 같이, 슬릿 형상의 출력단(1a) 일부 영역에만 서로 이격되게 복수의 렌즈가 형성되는 구조의 경우, 출력광의 일부만 점광원으로 변형 가능하며, 이 경우에도 마찬가지로 외부 렌즈가 불필요하며, 빔 출사 방향과 빔 모양 제어를 쉽게 구현할 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 6에서는 복수의 렌즈에 의해 포커싱 또는 콜리메이팅되는 광의 출사각에 어떠한 특징을 부여하고 있지 않은데, 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 형성되는 각 렌즈(5)가 각 광원부(1)에서 출사되는 광의 출사각을 서로 다르게 할 수 있도록 마련될 수도 있다.
도 7은 렌즈(5)가 광원부(1)의 각각의 상대적 위치에 따라 다른 방향으로 출사각을 조절하는 형상을 가져, 점광원(P)의 형성 위치를 원하는 방향으로 보낼 수 있도록 마련된 예를 보여준다.
이상의 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 실시예에 따른 광센싱 시스템에 있어서, 광원부(1) 일체형 렌즈(5)는 폴리머, 유리 등 광의 흡수가 적은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광원부(1) 일체형 렌즈(5)는 감광성 폴리머와 같은 폴리머 물질로 패턴을 하고, 열처리 등을 통해 렌즈 형태로 만들어 줄 수 있다. 또한 이중 막으로 이루어진 패턴을 에칭하여 제작할 수도 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 모아주고자 하는 방사각도에 따라 렌즈(5) 예컨대, 실린더형 렌즈의 모양과 폭 등을 결정할 수 있으며, 이 일체화된 렌즈(5) 형상은 슬릿 형상의 출력단(1a) 일부에만 형성하여 다수의 점광원(P)을 만들 수 있다. 또한, 각각의 렌즈(5)는 필요한 방향과 방사각에 따라 각각 다른 형태로 구성될 수 있다.
이상에서는 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 형성되는 렌즈(5)가 실린더형 렌즈이거나 볼록렌즈인 경우를 예를 들어 보여주는데, 렌즈(5)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 만들고자 하는 점광원의 형상에 따라 변형될 수 있다.
실시예에 따른 광센싱 시스템에 있어서, 렌즈(5) 형상은 예를 들어, 도 8a 내지 도 8e에서와 같이, 다양한 형태의 점광원 예를 들어, 원형 점광원, 타원형 점광원 등, 만들고자 하는 점광원에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 8a 내지 도 8e는 실시예에 따른 광센싱 시스템의 광원부(1)에 일체로 형성될 수 있는 렌즈(5)의 다양한 형상을 예시적으로 보여준다.
또한, 도 2, 도 3, 도 5에서는 각각의 광원부(1)가 어레이를 이루도록 배열된 경우를 보여주는데, 광원부(1) 어레이는 단일 기판에 형성될 수도 있다.
한편, 렌즈(5) 일체형 광원부(1)는 레이저 다이오드, VCSEL, Semiconductor Optical Amplifier 등 액티브 광소자일 수 있다. 이때, 광원부(1) 물질의 예는 III-V 족 및 II-VI 족, IV 족 반도체 물질 등일 수 있으나 꼭 한정되는 것은 아니다. 또한, 그레이팅 구조가 있는 도파로형, 광결정 등이 렌즈(5) 일체형 광원부(1)에 적용될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 광원부의 실시예들을 보여준다. 도 9 내지 도 11의 광원부는 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 다양한 실시예에 따른 광센싱 시스템의 광원부(1)로 적용할 수 있다. 도 9 내지 도 11에서는 광원부의 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 면(1b) 상에 렌즈(5)가 형성된 상태를 보여준다. 도 9 내지 도 11에서는 광원부의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 형성되는 렌즈(5)가 단일 구조의 실린더형 렌즈인 경우를 예시로 보여주는데, 렌즈(5)는 전술한 바와 같이, 다양한 형태의 렌즈, 슬릿 길이 방향으로 서로 이격된 복수의 렌즈를 구비할 수 있다. 도 9 내지 도 11에서는 광원부의 슬릿 형상의 출력단(1a)이 형성된 면(1b)이 상부 전극(19)에 해당하는 경우를 보여주는데, 슬릿 형상의 출력단(1a)은 상부 전극(19) 위의 소정 층에 형성될 수도 있으며, 이 소정 층의 면에 렌즈(5)가 형성될 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 광원부는 활성층(15)을 가지는 액티브 광소자(10)(30)(50)를 포함할 수 있다.
도 9는 광원부의 액티브 광소자(10)가 광을 발생시키는 광원인 예를 보여준다. 도 10은 광원부의 액티브 광소자(30)가 증폭부인 예를 보여준다. 도 10에서 광원부는 광을 생성하는 별도의 광원(20)과, 이 별도의 광원(20)으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부로서 역할을 하는 액티브 광소자(30)를 포함할 수 있다. 도 10에서는 별도의 광원(20)이 액티브 광소자(30)와 별개로 형성된 외부 광원인 경우를 보여준다. 외부 광원으로 예를 들어, VCSEL, 레이저 다이오드나 발광 다이오드 등을 구비할 수 있다. 도 11은 광원부의 액티브 광소자(50)가 광을 발생시키는 발광 영역(50a)과 발광 영역에서 생성되어 진행하는 광을 증폭하여 출력하는 증폭 영역(50b)으로 이루어져, 광원과 증폭부가 일체로 형성된 예를 보여준다.
액티브 광소자(10)(30)(50)는 기판(11) 상에 제1층(13), 활성층(15), 제2층(17), 상부 전극(19) 등이 형성될 수 있다. 기판(11) 하부나, 제1층(13) 일측에 하부 전극(12)이 형성될 수 있다. 도 9 내지 도 11에서는 기판(11)의 하면에 하부 전극(12)이 형성된 예를 보여준다.
실시예에 따른 광원부에 따르면, 액티브 광소자(10)(30)(50)의 상부 전극(19)에 좁은 슬릿 형태가 형성되어 슬릿 형상의 출력단(1a)을 구성할 수 있다. 도 11에서와 같이, 액티브 광소자(50)가 발광 영역(50a)과 증폭 영역(50b)으로 이루어진 경우, 슬릿 형상의 출력단(1a)은 액티브 광소자(50)의 증폭 영역(50b) 상의 상부 전극(19)에 형성될 수 있다.
액티브 광소자(10)(30)(50)의 활성층(15)은 광을 생성하거나 증폭할 수 있다. 또한, 액티브 광소자(10)(30)(50)의 제1층(13)은 반사기층, 광결정, 하부 클래드층일 수 있으며, 제2층(17)은 상부 전극(19)에 형성된 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 광 출사가 가능하도록, 예를 들어, 반사기층, 상부 클래드층, 광결정, 그레이팅 등으로 이루어질 수 있다.
액티브 광소자(10)(30)(50)는 예를 들어, VCSEL 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1층(13)은 하부 브래그반사기층, 제2층(17)은 상부 브래그반사기층일 수 있다. 이때, 상부 브래그반사기층은 하부 브래그반사기층보다 작은 적층수를 가져, 광이 상부 브래그반사층과 하부 브래그반사층에 의해 공진되면서, 상부 전극(19)과 하부 전극(12) 사이에 인가되는 전류에 의해 활성층(15)에서 생성되거나 증폭되며, 제2층(17) 예컨대, 상부 브래그반사층을 통해 외부로 출력될 수 있다. 액티브 광소자(10)(30)(50)의 활성층(15)에 의해 생성되거나 증폭되는 광은 상부 전극(19)에 마련된 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 출력된다. 제2층(17)으로 상부 브래그반사기층 대신에, 예를 들어, 상부 클래드층, 광결정, 그레이팅 등을 구비할 수 있다. 또한, 제1층으로 하부 브래그반사기층 대신에 하부 클래드층, 광결정 등을 구비할 수 있다.
한편, 도 9에서와 같이 액티브 광소자(10)가 광원 자체이거나, 도 11에서와 같이 액티브 광소자(50)가 발광 영역(50a)과 증폭 영역(50b)을 구비하는 경우, 액티브 광소자(10)(50)는 발생되는 광의 파장을 바꾸어줄 수 있는 튜너블 소자로 마련될 수 있다. 또한, 도 10에서와 같이 별도의 광원(20)을 구비하는 경우, 별도의 광원(20)으로 튜너블 광원 예컨대, 튜너블 레이저를 적용하여, 액티브 광소자(30)로 입력되는 광의 파장을 바꾸어줄 수 있다. 이와 같이, 액티브 광소자(10)(50)에서 발생되는 광의 파장을 가변하거나 액티브 광소자(30)로 입력되는 광의 파장을 가변하는 경우, 광의 파장에 따라 빔 스티어링 방향을 변화시킬 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조로 설명한 바와 같이, 액티브 광소자(10)(50)에서 발생되는 광의 파장을 가변하거나 액티브 광소자(30)로 입력되는 광의 파장을 가변하는 경우, 광의 파장에 따라 빔 스티어링이 이루어질 수 있다. 또한, 도 9 내지 도 11에서와 같은 액티브 광소자(10)(30)(50)를 포함하는 광원부를 어레이로 배열함으로써, 2차원 빔 스티어링이 이루어질 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조로 설명한 바와 같이, 슬릿 형상의 출력단(1a)이 광원부(1)의 액티브 광소자(10)(30)(50)에 형성되는 경우, 좁은 슬릿 형태의 출력단(1a)에서 방출되는 빔은 슬릿 가까운 곳은 슬릿 형상의 출력단(1a) 모양과 같은 빔이 방출되나, 원거리장에서는 선형의 빔이 방출된다.
하지만, 본 실시예들에서와 같이 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 렌즈(5)를 일체로 형성하는 경우, 렌즈(5)에 의해 빔이 집속되어, 원거리장에서 선형의 빔이 점광원으로 된다. 예를 들어, 슬릿 형상의 출력단(1a)에 실린더 모양의 렌즈를 구비하여 한 축의 퍼진 광원을 모아주면, 원거리장에서 점광원을 형성할 수 있다. 이때, 점광원의 형태는 전술한 바와 같이 렌즈 형상에 따라 달라질 수 있다.
한편, 이상에서는 실시예에 따른 광센싱 시스템이 광원부(1) 및 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 렌즈(5)를 일체로 형성한 경우를 예를 들어 설명 및 도시하였는데, 이에 부가하여 실시예에 따른 광센싱 시스템은 수광부를 더 포함할 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 광센싱 시스템의 개략적인 구성을 보인 평면도로, 광원부와 수광부를 모두 포함하는 경우를 보여준다.
도 12를 참조하면, 광센싱 시스템은 복수의 렌즈 일체형 광원부(110)와 복수의 수광부(120)를 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 렌즈 일체형 광원부(110)와 복수의 수광부(120)의 배열은 복수의 수발광 단위(light receiving-emitting unit: 100)가 반복적으로 배열된 형태를 가질 수 있다. 수발광 단위(100)는 하나 이상의 렌즈 일체형 광원부(110)와 하나 이상의 수광부(120)를 포함한다. 도면에서는 하나의 렌즈 일체형 광원부(110)와 하나의 수광부(120)가 하나의 수발광 단위(100)를 구성하는 것으로 도시되었으나 이는 예시적인 것이며 이에 한정되지 않는다.
이러한 배열의 광센싱 시스템을 구현하기 위해, 복수의 렌즈 일체형 광원부(110)와 복수의 수광부(120)는 일체형으로 형성될 수 있다. 복수의 렌즈 일체형 광원부(110)와 복수의 수광부(120)는 같은 기판(101) 상에 일체형으로 집적되게(monolithically integrated) 형성될 수 있다.이때, 복수의 렌즈 일체형 광원부(110) 각각은, 도 1 내지 도 11을 설명한 바와 같은 광원부(1)와 이 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)에 렌즈(5)가 일체로 형성된 구조로서, 광원부(1)의 슬릿 형상의 출력단(1a)을 통해 출력되는 광을 렌즈(5)로 포커싱하거나 콜리메이팅하여 원거리장에서 점광원을 형성하도록 마련될 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 라이다 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.
라이다 장치(1000)는 광센싱 시스템(1100)과, 광센싱 시스템(1100)을 제어하고, 광센싱 시스템(1100)으로부터 수신된 광을 분석하는 프로세서(1300)를 포함한다.
광센싱 시스템(1100)은 전술한 실시예들에 따른 광센싱 시스템들 중 어느 하나 이들이 조합, 변경된 형태를 가질 수 있다. 이때, 광센싱 시스템(1100)은 렌즈 일체형 광원부에 부가하여 수광부를 더 포함할 수 있다.
광센싱 시스템(1100)은 렌즈 일체형 광원부를 구비하는 것으로, 대상체(OBJ)를 향해 포인트광을 조사하는 렌즈 일체형 광원부와, 대상체(OBJ)를 향해 조사된 광의 반사광을 수광하는 수광부를 포함한다. 광센싱 시스템(1100)은 도 12에 예시한 바와 같이, 렌즈 일체형 광원부를 어레이로 배열하고, 이에 대응되게 수광부를 어레이로 배열할 수 있으며, 복수의 렌즈 일체형 광원부와 복수의 수광부는 일체형으로 집적된 구조로 형성될 수 있다. 광센싱 시스템(1100)의 복수의 렌즈 일체형 광원부 및 복수의 수광부의 배열은 다양하게 변형될 수 있다.
광센싱 시스템(1100)에 구비되는 렌즈 일체형 광원부는, 대상체(OBJ)의 위치, 형상의 분석에 사용할 광을 생성하고 렌즈에 의해 원거리장에서 점광원 형태로 출사(OA1)할 수 있다. 광원부는 대상체(OBJ)의 위치, 형상 분석에 적합한 파장 대역의 광, 예를 들어, 적외선 대역 파장의 광을 생성할 수 있다. 광센싱 시스템(1100)에 구비되는 광원부의 광원은 서로 다른 파장 대역의 광을 제공하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 광원은 파장 가변이 가능한 튜너블 광원일 수 있다.
프로세서(1300)는 라이다 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 발광 제어부(1310)와 광신호 분석부(1350)를 포함할 수 있다.
발광 제어부(1310)는 광센싱 시스템(1100)의 렌즈 일체형 광원부의 광원이나 증폭부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 광원에 대해 전원 공급 제어, 온/오프 제어, 펄스파(PW)나 연속파(CW) 발생 제어 등을 수행할 수 있으며, 증폭부에 대해 전원 공급 제어, 온/오프 제어 등을 수행할 수 있다. 또한, 복수의 광센싱 시스템(1100)에 구비된 복수의 광원부들이 동시에 발광하도록(flash type) 광센싱 시스템(1100)을 제어할 수 있다. 발광 제어부(1310)는 또는, 광센싱 시스템(1100)에 구비된 복수의 광원부가 소정 시간차를 두고 발광되도록 광센싱 시스템(1100)을 제어할 수 있다. 광센싱 시스템(1100)이 파장 대역이 다른 복수 종류의 광을 제공하는 경우, 발광 제어부(1310)는 시간차를 두고 서로 다른 파장 대역의 광을 제공하도록 광센싱 시스템(1100)을 제어할 수 있다. 발광 제어부(1310)는 또한, 복수의 파장 대역 중, 필요에 따라 특정 파장 대역의 광을 발광하는 광원부를 선택하여 구동하도록 광센싱 시스템(1100)을 제어할 수 있다.
광센싱 시스템(1100)은 대상체(OBJ)로부터 반사되는 광을 센싱하는 수광부를 포함하고 있으므로, 광센싱 시스템(1100)에서 조사된 광이 대상체(OBJ)로부터 반사되는 광(OA2)을 수신할 수 있다. 수시된 광신호는 대상체(OBJ)의 존재 여부, 위치, 형상, 물성 등의 분석에 사용될 수 있다.
광신호 분석부(1350)는 광센싱 시스템(1100)에서 수신한 대상체(OBJ)로부터 광 신호를 분석하여, 대상체(OBJ)의 존재 여부, 위치, 형상, 물성 등의 분석을 수행할 수 있다. 광신호 분석부(1350)는 예를 들어, 광 비행 시간(Time of Flight) 측정을 위한 연산과 이로부터 대상체(OBJ)의 3차원 형상 판별을 수행할 수 있다. 광 신호 분석부(1350)는 또한, 대상체(OBJ)에 의한 파장 변이를 검출하는 라만 분석법에 의해 대상체(OBJ)의 종류, 성분, 농도, 물성 분석을 수행할 수도 있다.
광신호 분석부(1350)에서는 다양한 연산 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 직접 시간 측정 방법은 대상체(OBJ)에 펄스광을 투사하고 대상체(OBJ)에 반사되어 광이 돌아오는 시간을 타이머로 측정하여 거리를 구한다. 상관법(correlation)은 펄스광을 대상체(OBJ)에 투사하고 대상체(OBJ)에 반사되어 돌아오는 반사광의 밝기로부터 거리를 측정한다. 위상지연 측정 방법은 사인파와 같은 연속파(continuous wave) 광을 대상체(OBJ)에 투사하고 대상체(OBJ)에 반사되어 돌아오는 반사광의 위상차를 감지하여 거리로 환산하는 방법이다.
라이다 장치(1000)는 상기 연산에 필요한 프로그램 및 기타 데이터들이 저장되는 메모리(1500)를 포함할 수 있다.
광신호 분석부(1350)는 연산 결과, 즉, 대상체(OBJ)의 형상, 위치, 물성에 대한 정보를 다른 유닛으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 대상체(OBJ)의 3차원 형상이나 동작, 위치에 대한 정보가 필요한 자율 구동 기기에 상기한 정보가 전송될 수 있다. 또는, 대상체(OBJ)의 물성 정보, 예를 들어, 생체 정보를 활용하는 의료 기기에 상기한 정보가 전송될 수 있다. 또는, 결과가 전송되는 다른 유닛은 결과를 출력하는 디스플레이 장치나 프린터일 수도 있다. 이외에도, 스마트폰, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱(laptop), PC, 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
라이다 장치(1000)는 전방 물체에 대한 3차원 정보를 실시간으로 획득하는 센서로 활용될 수 있어 자율 구동 기기, 예를 들어, 무인자동차, 자율주행차, 로봇, 드론 등에 적용될 수 있고, 이외에도, 소형 보행 수단(자전거, 오토바이, 유모차, 보드.. 등), 사람 및 동물 보조 수단(지팡이, 헬멧, 옷, 장신구, 시계, 가방 등), 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT) 기기, 건물 보안 장치 등에 적용될 수 있다.
상술한 광센싱 시스템 및 이를 포함하는 라이다 장치는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1...광원부 1a...슬릿 형상의 출력단
5,5a,5b,5c,5d,5a',5b',5c'...렌즈 10,30,50...액티브 광소자
11...기판 12...하부 전극 13...제1층
15...활성층 17...제2층 19...상부 전극
20...광원 50a...발광 영역 50b...증폭 영역
P,Pa,Pb,Pc,Pd,Pa',Pb',Pc'...점광원

Claims (20)

  1. 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단를 가져 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 광을 출광시키는 광원부와;
    상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 상기 광원부와 일체형으로 형성되어, 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만드는 렌즈;를 포함하는 광센싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원부는,
    활성층을 가지는 액티브 광소자를 포함하며,
    상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 액티브 광소자에 형성되고, 상기 렌즈는 상기 액티브 광소자의 상기 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 형성되는 광센싱 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원부는 별도의 광원을 더 포함하며,
    상기 액티브 광소자는 상기 광원으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부로서 역할을 하는 광센싱 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 액티브 광소자는
    광을 발생시키는 광원으로서 역할을 하는 광센싱 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 액티브 광소자는,
    광을 생성하는 발광 영역과, 발광 영역에서 생성되어 진행하는 광을 증폭하여 출력하는 증폭 영역을 포함하며,
    상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 증폭 영역 상에 형성되는 광센싱 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿 형상의 출력단에 상기 렌즈를 단일 구조로 구비하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 하나의 점광원을 형성하도록 된 광센싱 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 렌즈는, 상기 슬릿 형상의 출력단의 슬릿 폭에 대해 퍼지는 광을 집속하도록 마련된 실린더형 렌즈를 구비하는 광센싱 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 1차원이나 2차원으로 배열되어 1차원이나 2차원으로 배열된 복수의 점광원을 형성하도록 된 광센싱 시스템.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 상기 렌즈를 서로 이격되게 복수개 배열하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 된 광센싱 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 렌즈는, 실린더형 렌즈나 볼록 렌즈를 구비하여, 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 서로 이격되게 배열된 복수의 실린더형 렌즈나 볼록렌즈가 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 된 광센싱 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광원부 및 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단에 대해 형성된 복수의 렌즈를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 된 광센싱 시스템.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 배열되는 형태로 마련되고, 각 렌즈는 각 광원부에서 출사되는 광의 출사각이 복수 종류가 되도록 마련된 광센싱 시스템.
  13. 좁고 긴 슬릿 형상의 출력단를 가져 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 광을 출광시키는 광원부와, 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 상기 광원부와 일체형으로 형성되어 상기 슬릿 형상의 출력단을 통해 출사되는 광을 원거리장에서 점광원으로 만드는 렌즈와, 상기 광원부로부터 출사되고 상기 렌즈에 의해 포커싱되거나 콜리메이팅되어 대상체를 향해 조사된 광의 반사광을 수광하는 수광부를 포함하는 광센싱 시스템과;
    상기 광센싱 시스템을 제어하고, 상기 광센싱 시스템으로부터 수신된 광을 분석하는 프로세서를 포함하는 라이다 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광센싱 시스템의 광원부는,
    활성층을 가지는 액티브 광소자를 포함하며,
    상기 슬릿 형상의 출력단은 상기 액티브 광소자에 형성되고, 상기 렌즈는 상기 액티브 광소자의 상기 슬릿 형상의 출력단이 형성된 면에 형성되는 라이다 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 액티브 광소자는,
    광원으로부터 입력된 광을 진행시키면서 증폭하여 출력하는 증폭부로서 역할을 하거나,
    광을 발생시키는 광원으로서 역할을 하거나,
    광을 생성하는 발광 영역과, 발광 영역에서 생성되어 진행하는 광을 증폭하여 출력하는 증폭 영역을 포함하며, 상기 슬릿 형상의 출력단은 증폭 영역 상에 형성되도록 마련된 라이다 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 광센싱 시스템은, 상기 슬릿 형상의 출력단에 상기 렌즈를 단일 구조로 상기 슬릿 형상의 출력단의 슬릿 폭에 대해 퍼지는 광을 집속하도록 마련된 실린더형 렌즈를 구비하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 하나의 점광원을 형성하도록 마련된 라이다 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광센싱 시스템은, 상기 광원부 및 렌즈의 단위가 반복적으로 1차원이나 2차원으로 배열되어 1차원이나 2차원으로 배열된 복수의 점광원을 형성하도록 된 라이다 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 광센싱 시스템은 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 상기 렌즈를 서로 이격되게 복수개 배열하여, 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 된 라이다 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 렌즈는, 실린더형 렌즈나 볼록 렌즈를 구비하여, 상기 슬릿 형상의 출력단에 슬릿의 길이 방향으로 서로 이격되게 배열된 복수의 실린더형 렌즈나 볼록렌즈가 하나의 슬릿 형상의 출력단에 대해 복수의 점광원을 형성하도록 된 라이다 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광원부 및 상기 광원부의 슬릿 형상의 출력단에 대해 형성된 복수의 렌즈를 포함하는 단위가 반복적으로 1차원으로 배열되어 2차원 배열을 가지는 복수의 점광원을 형성하도록 된 라이다 장치.
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