KR20200056369A - Lidar Sensor Assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 라이다 센서 조립체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가림영역을 제거함에 따라 광수신 효율을 향상시키고, 부품수를 줄일 수 있는 라이다 센서 조립체에 관한 것이다.This disclosure relates to a lidar sensor assembly. More specifically, the present invention relates to a lidar sensor assembly capable of improving light reception efficiency and reducing the number of parts by removing the occlusion area.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present disclosure and does not constitute a prior art.
차량의 기술이 발전됨에 따라 자율주행(autonomous driving)뿐만 아니라 자율주차(autonomous parking)와 같은 기능 등이 요구되고 있다. 이러한 기능을 수행하기 위해서 라이다 센서(LiDAR sensor)의 필요성이 증가되고 있다. With the development of vehicle technology, functions such as autonomous driving as well as autonomous driving are required. The need for LiDAR sensors is increasing to perform these functions.
라이다 센서는 대개 차량의 범퍼에 장착되어 차량의 전후방을 감지하여 사물이나 구조물 등을 감지한다. 라이다 센서는 글라스나 차체의 구조물 내부에 설치된다. 라이다 센서는 광을 이용하여 타겟을 탐지한다.The lidar sensor is usually mounted on the bumper of the vehicle to detect the front and rear of the vehicle to detect objects or structures. The lidar sensor is installed inside the structure of the glass or body. The lidar sensor uses light to detect the target.
라이다 센서는 광을 송신하는 송신광학계와, 입사되는 광을 수신하는 수신광학계를 포함한다. 송신광학계는 레이저 발생기, 송신경통, 송신렌즈 및 송신 반사경 등을 포함하고, 수신광학계는 수신렌즈, 반사미러 및 레이저 검출기 등을 포함한다.The lidar sensor includes a transmission optical system that transmits light and a reception optical system that receives incident light. The transmission optical system includes a laser generator, a transmission barrel, a transmission lens and a transmission reflector, and the reception optical system includes a reception lens, a reflection mirror, and a laser detector.
그러나, 종래의 라이다 센서에서는 수신렌즈를 통과한 광이 반사미러에 의해 반사됨에 따라 검출기에 수신되는 초점거리(focal length)가 형성된다. 라이다 센서의 크기를 감소시키기 위해 광경로를 꺽어주는 반사미러가 설치되므로, 부품수가 증가되는 문제점이 있다.However, in the conventional lidar sensor, the focal length received by the detector is formed as the light passing through the receiving lens is reflected by the reflection mirror. In order to reduce the size of the lidar sensor, a reflection mirror is installed to break the optical path, so there is a problem that the number of parts is increased.
또한, 수신광학계의 수신영역의 일부가 송신광학계의 송신경통과 송신반사경 등에 의해 가려지는 가림영역(blockage area)이 발생되므로, 라이다 센서의 광수신 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요구된다.Further, since a part of the reception area of the reception optical system is blocked by a transmission path and a transmission reflector of the transmission optical system, a blocking area is generated, so that the light reception efficiency of the lidar sensor may be deteriorated. Therefore, there is a need to improve this.
본 개시의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0009177호(2015. 01. 26 등록, 발명의 명칭: 라이다 센서 시스템)에 개시되어 있다.Background art of the present disclosure is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0009177 (2015. 01. 26 registration, the name of the invention: Lidar sensor system).
본 개시는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 개시의 목적은 가림영역을 제거함에 따라 광수신 효율을 향상시키고, 부품수를 줄일 수 있는 라이다 센서 조립체를 제공하는 것이다.The present disclosure was created to improve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a lidar sensor assembly capable of improving photoreception efficiency and reducing the number of parts by removing the occlusion area.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 센싱광을 조사하는 광원부; 타겟으로부터 반사된 입사광을 반사시키는 스캐너측 반사면을 포함하는 스캐너부; 스캐너측 반사면으로부터 반사되는 입사광이 투과되는 수광 렌즈; 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 광검출부를 포함하되, 센싱광은 스캐너측 반사면을 포함하는 가상면을 관통하고, 가상면을 관통한 센싱광은 타겟을 향하도록 구성된 라이다 센서 조립체를 제공한다.According to an embodiment of the present disclosure, a light source unit that irradiates sensing light; A scanner unit including a scanner-side reflective surface that reflects incident light reflected from the target; A light receiving lens through which incident light reflected from the scanner-side reflective surface is transmitted; A light receiving reflector for reflecting incident light transmitted through the light receiving lens; And a photodetector to which incident light reflected from the light-reflecting mirror is incident, the sensing light penetrating the virtual surface including the scanner-side reflective surface, and the sensing light penetrating the virtual surface facing the target. to provide.
본 개시에 따르면, 광원부와 스캐너부가 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있다.According to the present disclosure, since the light source unit and the scanner unit are integrated into one optical module, the number of parts of the lidar sensor assembly can be reduced.
또한, 본 개시에 따르면, 광원부 또는 송광 반사경에 의한 가림영역이 수광 렌즈에서 완전히 제거될 수 있으므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센서 조립체의 최대 검출거리를 증가시킬 수 있다.In addition, according to the present disclosure, since the obstruction area by the light source unit or the transmission reflector can be completely removed from the light receiving lens, it is possible to increase the light reception efficiency. As the light reception efficiency increases, the maximum detection distance of the lidar sensor assembly can be increased.
또한, 본 개시에 따르면, 송광광학계에서 광 통로의 거리를 단축시킬 수 있으므로, 라이다 센서 조립체를 소형화할 수 있다.Further, according to the present disclosure, since the distance of the optical path in the transmission optical system can be shortened, the lidar sensor assembly can be miniaturized.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 개시의 제4 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a lidar sensor assembly according to a first embodiment of the present disclosure.
2 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a first embodiment of the present disclosure.
3 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a second embodiment of the present disclosure.
4 is a configuration diagram illustrating a lidar sensor assembly according to a third embodiment of the present disclosure.
5 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a third embodiment of the present disclosure.
6 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a fourth embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible, even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present disclosure, when it is determined that a detailed description of related known configurations or functions may obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description will be omitted.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiment according to the present disclosure, codes such as first, second, i), ii), a), and b) may be used. These symbols are only for distinguishing the components from other components, and the essence or order or order of the components is not limited by the symbols. When a part in the specification refers to 'include' or 'equipment' a component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless explicitly stated to the contrary. .
먼저, 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에 관해 설명하기로 한다.First, the lidar sensor assembly according to the first embodiment of the present disclosure will be described.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a lidar sensor assembly according to a first embodiment of the present disclosure, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a first embodiment of the present disclosure.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따른 라이다 센서 조립체는 광원부(light source unit, 10), 스캐너부(scanner, 20), 수광 렌즈(light receiving lens, 30), 수광 반사경(received light reflector, 40) 및 광검출부(light detecting unit, 50)를 포함한다.1 and 2, the lidar sensor assembly according to the first embodiment of the present disclosure includes a light source unit (10), a scanner unit (scanner, 20), a light receiving lens (30), It includes a received light reflector (40) and a light detecting unit (50).
라이다 센서 조립체는 송신광학계와 수신광학계를 포함한다. 송신광학계는 광원부(10)와 스캐너부(20)를 포함하고, 수신광학계는 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40) 및 광검출부(50)를 포함한다. 도 1에서 센싱광(sensing light)은 점선으로 도시하고, 입사광은 실선으로 도시하였다.The lidar sensor assembly includes a transmitting optical system and a receiving optical system. The transmission optical system includes a
광원부(10)는 센싱을 위한 센싱광(light for sensing)을 조사한다. 광원부(10)는 경통(barrel, 11), 광원(light source, 13) 및 송광 렌즈부(light transmitting lens unit, 15)를 포함한다.The
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)로부터 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다. The
광원(13)은 센싱광을 송광 반사경(21) 측으로 조사하도록 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)로부터 조사되는 센싱광을 시준(collimate)하여 송광 반사경(21)으로 투과시키도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.The
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다. 제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈(crystal), 유리(glass), 투명한 합성수지(synthetic resine)와 같은 광학물질로 제조된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 경통(11)의 내부에 설치되고, 제2 송광 렌즈(15b)에는 제1 송광 렌즈(15a)를 투과하는 센싱광이 입사된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)가 경통(11)의 내부에 설치되므로, 수광 렌즈(30)에서 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다.The
스캐너부(20)는 광원부(10)로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시키며, 광원부(10)는 스캐너부(20)의 내부에 배치된다. 스캐너부(20)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층이 형성될 수 있다. 스캐너부(20)가 광원부(10)와 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 본 개시의 스캐너부(20)가 광원부(10)와 일체로 구성되는 것으로 한정될 필요는 없다. 즉, 스캐너부(20)와 광원부(10)는 별개의 부재이며, 서로 조립되는 방식일 수도 있다.The
또한, 광원부(10)가 스캐너부(20)의 내부에 배치되므로, 수광 렌즈(30)에서 센싱 광학부(10)에 의해 수신가림 영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광원부(10)와 스캐너부(20) 사이의 광 통로(optical path)의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 라이다 센서 조립체의 크기를 감소시킬 수 있다.In addition, since the
스캐너부(20)는 송광 반사경(transmitted light reflector, 21), 스캐너 반사경(scanner reflector, 23), 스캐너 구동부(scanner driving unit, 25), 및 스캐너측 반사면(scanner-side reflection surface, 27)을 포함한다.The
송광 반사경(21)은 광원부(10)로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시킨다. 송광 반사경(21)은 광원부(10), 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40)과 일직선상에 배치된다. 송광 반사경(21)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다.The transmitted
스캐너 반사경(23)은 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30)로 반사시키고, 스캐너 반사경(23) 내부에는 송광 반사경(21) 및 광원부(10)가 배치될 수 있다. 스캐너 반사경(23)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층(미도시)이 형성된다. 스캐너 반사경(23) 내부에 송광 반사경(21) 및 광원부(10)가 배치되므로, 수광 렌즈(30)에서 스캐너 반사경(23)에 의해 수신 가림영역을 제거할 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센서 조립체의 최대 검출거리(maximum detection range)를 보다 증가시킬 수 있다. 또한, 스캐너 반사경(23), 송광 반사경(21) 및 광원부(10)가 하나의 광학모듈로 통합되므로 라이다 센서 조립체의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.The
스캐너 구동부(25)는 스캐너 반사경(23)을 회전시키도록 스캐너 반사경(23)에 연결된다. 스캐너 구동부(25)가 스캐너 반사경(23)을 회전시키므로, 스캐너 반사경(23)의 각도에 따라 센싱광과 입사광의 반사 각도가 변경될 수 있다.The
스캐너 구동부(25)로는 모터부가 적용될 수 있다. 모터부에는 인코더(encoder, 미도시)가 포함되거나 인코더와 연결될 수 있다. 인코더가 모터부의 회전수, 회전속도, 회전각도 등을 측정하여 제어부(미도시)에 제공한다.A motor unit may be applied to the
스캐너측 반사면(27)은 스캐너 반사경(23)의 일면에 형성될 수 있으며, 타겟으로부터 반사된 입사광을 반사시킬 수 있다.The scanner-side
센싱광은 스캐너측 반사면(27)을 포함하는 가상면(virtual plane, VP)을 관통하고, 가상면(VP)을 관통한 센싱광은 타겟을 향할 수 있다.The sensing light penetrates a virtual plane (VP) including the scanner-side
수광 렌즈(30)에는 스캐너부(20)에서 반사되는 입사광이 투과된다. 수광 렌즈(30)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다. 수광 렌즈(30)에는 입사광이 반사되는 것을 방지하도록 무반사 코팅층(anti-reflective coating layer)이 형성될 수 있다.The incident light reflected from the
수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30)를 투과한 입사광을 반사시킨다. 수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30) 및 스캐너 반사경(23)과 일직선 상에 배치될 수 있다.The
광검출부(50)에는 수광 반사경(40)에서 반사되는 입사광이 입사된다. 광검출부(50)에서는 입사광이 입사됨에 따라 타겟의 위치 및 거리 등을 검출할 수 있다.The incident light reflected from the
라이다 센서 조립체는 수광 반사경(40)과 광검출부(50) 사이에 설치되는 간섭 필터(interference filter, 53)를 더 포함한다. 간섭 필터(53)는 특정 파장의 광을 걸러준다. 간섭 필터(53)가 광검출부(50)에 일정한 파장대의 광을 입사시키므로, 광검출부(50)에서 타겟의 위치 및 거리 등이 정확하게 검출될 수 있다.The lidar sensor assembly further includes an interference filter (53) installed between the light receiving reflector (40) and the photodetector (50). The
다음으로, 본 개시의 제2 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에 관해 설명하기로 한다. 제2 실시예는 광원부를 제외하고 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호에 관해서는 동일한 참조번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.Next, a lidar sensor assembly according to a second embodiment of the present disclosure will be described. Since the second embodiment is substantially the same as the first embodiment except for the light source unit, the same reference number is assigned to the same reference number, and a description thereof is omitted.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.3 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a second embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 본 개시의 제2 실시예에 따른 라이다 센서 조립체의 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)로부터 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.The
광원(13)은 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)로부터 조사되는 센싱광을 시준하도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.The
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다.The
제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 적어도 하나 이상 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다.At least one
제2 송광 렌즈(15b)는 스캐너 반사경(23)과 일체로 형성되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과한 센싱광이 입사되도록 적어도 하나 이상 설치된다. 제2 송광 렌즈(15b), 스캐너 반사경(23) 및 송광 반사경(21)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등과 같은 광학재료로 가공될 수 있다. 제2 송광 렌즈(15b), 스캐너 반사경(23) 및 송광 반사경(21)이 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 수신 렌즈(30)에서 경통(11)과 송광 반사경(21)에 의해 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 송광 렌즈(15b)와 송광 반사경(21) 사이의 거리를 줄일 수 있으므로, 라이다 센서 조립체의 크기를 감소시킬 수 있다.The
다음으로, 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에 관해 설명하기로 한다.Next, a lidar sensor assembly according to a third embodiment of the present disclosure will be described.
도 4는 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a lidar sensor assembly according to a third embodiment of the present disclosure, and FIG. 5 is a configuration diagram showing a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a third embodiment of the present disclosure.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 개시의 제3 실시예에 따른 라이다 센서 조립체는 광원부(10), 스캐너부(20), 수광 렌즈(30), 수광 반사경(40) 및 광검출부(50)를 포함한다.4 and 5, the lidar sensor assembly according to the third embodiment of the present disclosure includes a
광원부(10)는 센싱광을 조사한다. 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.The
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)로부터 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.The
광원(13)은 센싱광을 송광 반사경(21) 측으로 조사하도록 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)로부터 조사되는 센싱광을 시준하여 스캐너부(20)의 스캐너 반사경(23)에 입사시키도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.The
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다. 제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제2 송광 렌즈(15b)는 경통(11)의 내부에 설치되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과하는 센싱광을 스캐너 반사경(23)에 입사시킨다. 제2 송광 렌즈(15b)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다. 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)가 경통(11)의 내부에 설치되므로, 수광 렌즈(30)에서 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 가림영역을 형성하는 것을 방지할 수 있다.The
스캐너부(20)는 광원부(10)로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시킨다. 스캐너부(20)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층이 형성될 수 있다. 스캐너부(20)가 광원부(10)와 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 본 개시의 스캐너부(20)가 광원부(10)와 일체로 구성되는 것으로 한정될 필요는 없다. 즉, 스캐너부(20)와 광원부(10)는 별개의 부재이며, 서로 조립되는 방식일 수도 있다.The
또한, 광원부(10)가 스캐너부(20)의 내부에 배치되므로, 수신 렌즈(30)에서 수신가림 영역을 완전히 제거할 수 있다. 또한, 광원부(10)와 스캐너부(20) 사이의 광 통로의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 라이다 센서 조립체의 크기를 감소시킬 수 있다.In addition, since the
스캐너부(20)는 스캐너 반사경(23) 및 스캐너 구동부(25)를 포함한다. The
스캐너 반사경(23)은 광원부(10)로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(30) 측으로 반사시키며, 광원부(10)는 스캐너 반사경(23) 내부에 배치된다. 스캐너 반사경(23)에는 광반사 효율을 향상시키도록 반사층(미도시)이 형성된다.The
스캐너 반사경(23)이 광원부(10)로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키므로, 센싱광을 타겟에 반사시키기 위한 송광 반사경(제1 실시예의 도면 부호 21)을 설치하지 않아도 된다. 따라서, 라이다 센서 조립체의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.Since the
또한, 스캐너 반사경(23) 내부에 광원부(10)가 배치되므로, 수신 렌즈(30)에서 수신 가림영역을 완전히 제거할 수 있다. 또한 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센서 조립체의 최대 검출거리를 증가시킬 수 있다. 또한, 스캐너 반사경(23)과 광원부(10)가 하나의 광학모듈로 통합되므로 라이다 센서 조립체의 부품수와 크기를 감소시킬 수 있다.In addition, since the
스캐너 구동부(25)는 스캐너 반사경(23)을 회전시키도록 스캐너 반사경(23)에 연결된다. 스캐너 구동부(25)가 스캐너 반사경(23)을 회전시키므로, 스캐너 반사경(23)의 각도에 따라 센싱광과 입사광의 반사 각도가 변경될 수 있다.The
스캐너 구동부(25)로는 모터부가 적용될 수 있다. 모터부에는 인코더(미도시)가 포함되거나 인코더와 연결될 수 있다. 인코더가 모터부의 회전수, 회전속도, 회전각도 등을 측정하여 제어부에 제공한다.A motor unit may be applied to the
수광 렌즈(30)는 스캐너부(20)에서 반사되는 입사광이 투과된다. 수광 렌즈(30)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 광학재료로 가공될 수 있다. 수광 렌즈(30)에는 입사광이 반사되는 것을 방지하도록 무반사 코팅층(Anti-Reflective Caoting)이 형성될 수 있다. The
수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30)를 투과한 입사광을 반사시킨다. 수광 반사경(40)은 수광 렌즈(30) 및 스캐너 반사경(23)과 일직선 상에 배치될 수 있다.The
광검출부(50)에는 수광 반사경(40)에서 반사되는 입사광이 입사된다. 광검출부(50)에서는 입사광이 입사됨에 따라 타겟의 위치 및 거리 등을 검출할 수 있다.The incident light reflected from the
라이다 센서 조립체는 수광 반사경(40)과 광검출부(50) 사이에 설치되는 간섭 필터(53)를 더 포함한다. 간섭 필터(53)는 특정 파장의 광을 걸러준다. 간섭 필터(53)가 광검출부(50)에 일정한 파장대의 광을 입사시키므로, 광검출부(50)에서 타겟의 위치 및 거리 등이 정확하게 검출될 수 있다.The lidar sensor assembly further includes an
다음으로, 본 개시의 제4 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에 관해 설명하기로 한다. 제4 실시예는 광원부(10)를 제외하고 제3 실시예와 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호에 관해서는 동일한 참조번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.Next, a lidar sensor assembly according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described. Since the fourth embodiment is substantially the same as the third embodiment except for the
도 6은 본 개시의 제4 실시예에 따른 라이다 센서 조립체에서 광원부와 스캐너부를 도시한 구성도이다.6 is a configuration diagram illustrating a light source unit and a scanner unit in a lidar sensor assembly according to a fourth embodiment of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 본 개시의 제4 실시예에 따른 라이다 센서 조립체의 광원부(10)는 경통(11) 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
경통(11)은 원통형으로 형성될 수 있다. 경통(11)은 광원(13)로부터 조사되는 센싱광이 주변으로 퍼지는 것을 방지한다.The
광원(13)은 경통(11)의 내부에 설치된다. 송광 렌즈부(15)는 광원(13)로부터 조사되는 센싱광을 시준하도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.The
송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다.The
제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 적어도 하나 이상 설치된다. 제1 송광 렌즈(15a)는 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지와 같은 광학물질로 제조된다.At least one
제2 송광 렌즈(15b)는 스캐너 반사경(23)과 일체로 형성되고, 제1 송광 렌즈(15a)를 투과한 센싱광이 입사되도록 적어도 하나 이상 설치된다. 제2 송광 렌즈(15b)와 스캐너 반사경(23)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 동일한 광학재료로 가공될 수 있다. 제2 송광 렌즈(15b)와 스캐너 반사경(23)이 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 경통(11)과 제2 송광 렌즈(15b)에 의해 수신 렌즈(30)에서 수신 가림영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 송광 반사경(21)의 설치를 생략할 수 있으므로, 라이다 센서 조립체의 크기를 감소시킬 수 있다.The
상기와 같이, 광원부(10)와 스캐너부(20)가 하나의 광학모듈로 통합되므로, 라이다 센서 조립체의 부품수를 줄일 수 있다. As described above, since the
또한, 광원부(10) 또는 송광 반사경(21)에 의한 가림영역이 수광 렌즈(30)에서 완전히 제거될 수 있으므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센서 조립체의 최대 검출거리를 증가시킬 수 있다.In addition, since the occluded area by the
또한, 송광광학계에서 광 통로의 거리를 단축시킬 수 있으므로, 라이다 센서 조립체를 소형화할 수 있다.In addition, since the distance of the light path in the transmission optical system can be shortened, the lidar sensor assembly can be miniaturized.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs may be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.
10: 광원부
11: 경통
13: 광원
15: 송광 렌즈부
15a: 제1 송광 렌즈
15b: 제2 송광 렌즈
20: 스캐너부
21: 송광 반사경
23: 스캐너 반사경
25: 스캐너 구동부
30: 수광 렌즈
40: 수광 반사경
50: 광검출부
53: 간섭 필터10: light source unit 11: tube
13: light source 15: transmitting lens unit
15a: first transmitting
20: scanner unit 21: transmission reflector
23: scanner reflector 25: scanner driver
30: light receiving lens 40: light receiving reflector
50: photodetector 53: interference filter
Claims (5)
타겟으로부터 반사된 입사광(received light)을 반사시키는 스캐너측 반사면(scanner-side reflection surface)을 포함하는 스캐너부(scanner);
상기 스캐너측 반사면으로부터 반사되는 입사광이 투과되는 수광 렌즈(light receiving lens);
상기 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경(received light reflector); 및
상기 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 광검출부(light detecting unit)를 포함하되,
상기 센싱광은 상기 스캐너측 반사면을 포함하는 가상면(virtual plane)을 관통하고, 상기 가상면을 관통한 센싱광은 상기 타겟을 향하도록 구성된 라이다 센서 조립체(lidar sensor assembly).A light source unit that irradiates light for sensing;
A scanner unit including a scanner-side reflection surface that reflects incident light reflected from the target;
A light receiving lens through which incident light reflected from the scanner-side reflective surface is transmitted;
A received light reflector reflecting incident light transmitted through the light receiving lens; And
It includes a light detecting unit (light detecting unit) to which the incident light reflected from the light receiving mirror is incident,
The sensing light penetrates a virtual plane including the scanner-side reflective surface, and the sensing light penetrating the virtual surface is configured to face the target.
상기 광원부는 상기 스캐너부의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서 조립체.According to claim 1,
The light source unit is a lidar sensor assembly, characterized in that disposed within the scanner unit.
상기 센싱광의 경로 중 적어도 일부는 상기 스캐너부의 내부를 통과하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서 조립체.According to claim 1,
A lidar sensor assembly characterized in that at least a part of the path of the sensing light passes through the inside of the scanner unit.
상기 스캐너부는,
상기 스캐너측 반사면을 포함하고, 타겟으로부터 반사되는 입사광을 상기 수광 렌즈 측으로 반사시키는 스캐너 반사경(scanner reflector); 및
상기 스캐너 반사경을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경에 연결되는 스캐너 구동부(scanner driving unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서 조립체.According to claim 1,
The scanner unit,
A scanner reflector including the scanner-side reflective surface and reflecting incident light reflected from a target toward the light-receiving lens; And
And a scanner driving unit connected to the scanner reflector to rotate the scanner reflector.
상기 스캐너부는 상기 광원부로부터 조사되는 센싱광을 타켓에 반사시키는 송광 반사경(transmitted light reflector)를 더 포함하되,
상기 송광 반사경는 상기 스캐너 반사경의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서 조립체.
The method of claim 4,
The scanner unit further includes a transmitted light reflector that reflects the sensing light irradiated from the light source unit to a target.
The transmission reflector is a lidar sensor assembly, characterized in that disposed inside the scanner reflector.
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