KR20200095258A - Optical apparatus and lidar apparatus having same - Google Patents

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KR20200095258A
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Abstract

Disclosed are a Lidar optical device and a Lidar device including the same. The Lidar optical device includes a mirror block disposed adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module, and a rotating unit rotating the mirror block. The mirror block includes a first mirror which reflecting the laser beam of the laser transmission module at a first angle, a second mirror reflecting at a second angle greater than the first angle, a third mirror reflecting at a third angle greater than the second angle, a fourth mirror reflecting at a fourth angle greater than the third angle, a fifth mirror reflecting at a fifth angle greater than the fourth angle, a sixth mirror reflecting at a sixth angle greater than the fifth angle, a seventh mirror reflecting at a seventh angle greater than the sixth angle, and an eighth mirror reflecting at an eighth angle greater than the seventh angle. The first to eighth mirrors are disposed on each of eight outer surfaces of the mirror block in a form of an octagonal column.

Description

라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치{OPTICAL APPARATUS AND LIDAR APPARATUS HAVING SAME}A lidar optical device and a lidar device having the same TECHNICAL FIELD

본 발명은 라이다 광학 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 미러들을 구비한 미러 블럭을 구비하는 라이다 광학 장치와 이를 이용하는 라이다 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lidar optical device, and more particularly, to a lidar optical device including a mirror block having a plurality of mirrors and a lidar device using the same.

최근 들어, 자동차 또는 이동형 로봇 등에서 주변의 지형 또는 물체를 감지하기 위하여 레이저(laser) 레이더 장치인 라이다(LIDAR: LIght Detection And Ranging)가 많이 사용되고 있다.Recently, in order to detect surrounding terrain or objects in automobiles or mobile robots, LIDAR (Light Detection And Ranging), which is a laser radar device, has been widely used.

이러한 라이다는, 펄스 레이저광을 대기 중에 발사하고 대기 중의 반사체 또는 산란체로부터의 반사광을 이용하여 거리, 물체 또는 대기현상 등을 측정하는 장치로서 반사광의 시간을 클럭 펄스로 계산하며 통상 그 진동수 30㎒로 5m, 150㎒로 1m의 분해능을 가진다.Such a radar is a device that emits pulsed laser light into the atmosphere and measures distances, objects, or atmospheric phenomena using the reflected light from a reflector or scatterer in the atmosphere, and calculates the time of the reflected light as a clock pulse. It has a resolution of 5m at ㎒ and 1m at 150 ㎒.

이와 같이 라이다는 주변 영역으로 레이저광을 조사하고 주변 물체 또는 지형에 반사되어 되돌아오는 반사광의 시간과 강도 등을 이용함으로써, 측정 대상물의 거리와 속도, 형상을 측정하거나 주변의 물체나 지형을 정밀하게 스캔한다.In this way, the radar irradiates the laser light to the surrounding area and uses the time and intensity of the reflected light reflected back from the surrounding object or terrain to measure the distance, speed and shape of the object to be measured, or to accurately measure the surrounding object or terrain. Scan it.

이러한 라이다는 로봇 및 무인자동차의 전방 장애물 검출용 센서, 속도측정용 레이더 건, 항공 지오-맵핑장치, 3차원 지상조사, 수중 스캐닝 등 다양한 분야에서도 널리 적용되고 있다.Such a radar is widely applied in various fields, such as sensors for detecting obstacles in front of robots and unmanned vehicles, radar guns for speed measurement, aerial geo-mapping devices, three-dimensional ground surveys, and underwater scanning.

그런데, 기존의 라이다는 화각에 상응하게 빔 폭이 넓은 레이저를 방출하고 화각 내의 모든 방향으로부터 동시에 반사광을 획득하여 반사체와의 거리를 획득하기 때문에, 출력이 매우 높은 레이저 모듈을 필요로 하며, 따라서 매우 가격이 비싸다는 문제점이 있다. 또한, 출력이 높은 레이저 모듈은 크기가 크고, 라이다 장치의 전체적인 크기를 키우는 요인으로 작용하게 된다.However, the conventional radar emits a laser with a wide beam width corresponding to the angle of view and acquires the distance to the reflector by simultaneously acquiring reflected light from all directions within the angle of view, and thus requires a laser module with a very high output. There is a problem that it is very expensive. In addition, a laser module having a high output has a large size and acts as a factor to increase the overall size of the lidar device.

특히, 전방향 스캔(Panoramic Scanning) 기능을 구비한 라이다 장치 대부분은 송신 광학계와 수신 광학계를 포함하여 장치 전체가 회전 동작하도록 구성된다. 그런데 장치 전체를 회전시키게 되는 경우 시스템 크기는 더욱 커지게 되는데, 이는 미관상으로도 좋지 않을 뿐만 아니라, 가격 및 소비전력 상승의 문제를 더욱 심화시키게 된다.Particularly, most of the lidar devices with a panoramic scanning function are configured to rotate the entire device including the transmission optical system and the reception optical system. However, when the entire device is rotated, the size of the system becomes larger. This is not only aesthetically pleasing, but also intensifies the problem of increasing price and power consumption.

또한, 종래의 스캐닝 라이다의 경우, 레이저의 반사, 굴절각을 산란시키기 위해 반사 미러(Mirror)의 각도를 변경할 필요가 있다. 이러한 구조에 의해 종래의 스캐닝 라이다는 특정 관심영역에 대한 집중 스캔 성능이 좋지 않고, 다양한 레이저 패턴의 조사가 불가하며, 다수의 레이저 발광부 및 수광부의 사용으로 제조비용이 고가화되고, 구조가 복잡한 단점이 있다.In addition, in the case of the conventional scanning lidar, it is necessary to change the angle of the reflection mirror in order to scatter the reflection and refraction angles of the laser. Due to this structure, the conventional scanning radar has poor intensive scanning performance for a specific region of interest, and it is impossible to irradiate various laser patterns, and the manufacturing cost is increased due to the use of a plurality of laser light emitting units and light receiving units. There are drawbacks.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 미러들을 구비한 미러 블럭을 회전 구동시킴으로써 라이다 장치의 성능을 유지하거나 향상시키면서 그 구조와 구동을 단순화할 수 있는 있는 라이다 광학 장치를 제공하는데 있다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to simplify the structure and drive while maintaining or improving the performance of the lidar device by rotating and driving a mirror block having a plurality of mirrors. It is intended to provide a lidar optical device.

본 발명의 다른 목적은 하나의 모터와 하나의 미러 블럭과 하나의 레이저 모듈 어셈블리를 사용하여 전방향 스캔을 효과적으로 수행할 수 있는 라이다 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a lidar device capable of effectively performing omnidirectional scanning using one motor, one mirror block, and one laser module assembly.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 라이다(LIDAR: light detection and ranging radar) 광학 장치는, 레이저 광을 송신 및 수신하는 라이다 장치의 광학 장치로서, 레이저 송신모듈과 레이저 수신모듈을 구비한 레이저 모듈 어셈블리와 인접하게 배치되는 미러 블럭과, 상기 미러 블럭을 회전시키는 회전유닛을 포함하며, 상기 미러 블럭은 상기 레이저 송신모듈의 레이저빔을 제1 각도로 반사하는 제1 미러와, 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 반사하는 제2 미러와, 상기 제2 각도보다 큰 제3 각도로 반사하는 제3 미러와, 상기 제3 각도보다 큰 제4 각도로 반사하는 제4 미러와, 상기 제4 각도보다 큰 제5 각도로 반사하는 제5 미러와, 상기 제5 각도보다 큰 제6 각도로 반사하는 제6 미러와, 상기 제6 각도보다 큰 제7 각도로 반사하는 제7 미러와, 상기 제7 각도보다 큰 제8 각도로 반사하는 제8 미러를 구비하고, 상기 제1 내지 제8 미러들은 상기 미러 블럭의 8각형 기둥 형태의 8개의 외표면들 각각에 배치된다.A light detection and ranging radar (LIDAR) optical device according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem is an optical device of a lidar device that transmits and receives laser light, and includes a laser transmission module and a laser reception. A mirror block disposed adjacent to a laser module assembly having a module, and a rotation unit rotating the mirror block, wherein the mirror block includes a first mirror that reflects the laser beam of the laser transmission module at a first angle. , A second mirror reflecting at a second angle greater than the first angle, a third mirror reflecting at a third angle greater than the second angle, and a fourth mirror reflecting at a fourth angle greater than the third angle And, a fifth mirror reflecting at a fifth angle greater than the fourth angle, a sixth mirror reflecting at a sixth angle greater than the fifth angle, and a seventh mirror reflecting at a seventh angle greater than the sixth angle A mirror and an eighth mirror reflecting at an eighth angle greater than the seventh angle are provided, and the first to eighth mirrors are disposed on each of eight outer surfaces of the mirror block in the form of an octagonal column.

일실시예에서, 상기 미러 블럭은 내부 중공부를 구비하는 8각형 기둥 형태를 구비하고, 상기 회전유닛은 상기 내부 중공부에 삽입된다.In one embodiment, the mirror block has an octagonal column shape having an inner hollow portion, and the rotation unit is inserted into the inner hollow portion.

일실시예에서, 상기 제1 내지 제8 미러들은 사각판 형태를 구비하며, 상기 상기 제1 내지 제8 미러들은 반사판 형태로 상기 미러 블럭 몸체의 표면에 부착되거나, 상기 미러 블럭 몸체의 표면에 코팅된다.In one embodiment, the first to eighth mirrors have a square plate shape, and the first to eighth mirrors are attached to the surface of the mirror block body in the form of a reflector, or coated on the surface of the mirror block body. do.

일실시예에서, 상기 제1 내지 제8 미러들은 사각 평판 형태를 구비하고, 수평선과 직교하며 상기 제1 내지 제8 미러들 각각을 관통하는 수직 방향에 대하여 상기 제1 내지 제8 미러들 각각의 반사면은 서로 다른 경사각을 가지며, 상기 제1 미러에서 상기 제8 미러까지의 각 반사면의 경사각들은 상기 회전유닛에 의한 상기 미러 블럭의 회전축을 중심으로 하는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 단계적으로 작아지거나 커진다.In one embodiment, the first to eighth mirrors have a rectangular plate shape, and each of the first to eighth mirrors with respect to a vertical direction perpendicular to a horizontal line and passing through each of the first to eighth mirrors The reflective surfaces have different inclination angles, and the inclination angles of each reflective surface from the first mirror to the eighth mirror are gradually small in a clockwise or counterclockwise direction around the rotation axis of the mirror block by the rotation unit. Lose or grow.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 라이다 광학 장치는, 레이저 광을 송신 및 수신하는 라이다 장치의 광학 장치로서, 레이저 송신모듈과 레이저 수신모듈을 구비한 레이저 모듈 어셈블리와 인접하게 배치되는 미러 블럭, 및 상기 미러 블럭을 회전시키는 회전유닛을 포함하며, 상기 미러 블럭은 상기 레이저 송신모듈의 레이저빔을 서로 다른 각도들로 각각 반사하는 복수의 미러들을 구비하고, 상기 복수의 미러들은 다각형 기둥 형태의 미러 블럭의 복수의 측면들 상에 각각 배치된다.A lidar optical device according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem is an optical device of a lidar device that transmits and receives laser light, and is adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module. A mirror block arranged to be arranged, and a rotation unit for rotating the mirror block, wherein the mirror block includes a plurality of mirrors respectively reflecting a laser beam of the laser transmission module at different angles, and the plurality of mirrors Are disposed on a plurality of side surfaces of the mirror block in the form of a polygonal column.

일실시예에서, 상기 회전유닛은 상기 미러 블럭의 내부 중공부에 삽입 배치된다.In one embodiment, the rotation unit is inserted and disposed in the inner hollow portion of the mirror block.

일실시예에서, 상기 미러 블럭은 원에 내접 또는 외접하도록 배치되는 5개 이상 내지 20개 이하의 미러들을 구비한다.In one embodiment, the mirror block includes 5 or more to 20 or less mirrors arranged to be inscribed or circumscribed to a circle.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 라이다 장치는, 전술한 실시예들 중 어느 하나의 라이다 광학 장치; 및 상기 라이다 광학 장치로 레이저빔을 전송하는 제1 및 제2 레이저 발신모듈들과 상기 라이다 광학 장치에서 반사되어 오는 레이저빔을 수신하는 제1 및 제2 레이저 수신모듈들을 구비한 레이저 모듈 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 및 제2 레이저 발신모듈들은 상기 라이다 광학 장치의 미러 블럭에 탑재되는 복수의 미러들 중 어느 하나의 미러 상에서, 및 수평선과 직교하는 수직 라인을 포함하는 평면이 상기 어느 하나의 미러의 반사면과 교차하는 경우에 형성되는 직선 라인 상에서 상하 방향으로 일정 간격 서로 이격되는 레이저빔들을 조사한다.A lidar device according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem, the lidar optical device of any one of the above-described embodiments; And first and second laser transmitting modules for transmitting a laser beam to the lidar optical device, and first and second laser receiving modules for receiving a laser beam reflected from the lidar optical device. It includes, wherein the first and second laser transmission modules are on any one of a plurality of mirrors mounted on the mirror block of the lidar optical device, and a plane including a vertical line orthogonal to a horizontal line is any of the Laser beams spaced apart from each other at regular intervals in the vertical direction are irradiated on a straight line formed when crossing the reflection surface of one mirror.

본 발명에 따른 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치를 사용하면, 복수의 미러들을 구비하는 미러 블럭을 회전시켜 라이다 장치의 주변을 효과적으로 스캔하고, 사람이나 사물을 감지하거나 사람이나 사물과의 거리를 측정할 수 있다.When the lidar optical device and the lidar device having the same according to the present invention are used, a mirror block including a plurality of mirrors is rotated to effectively scan the periphery of the lidar device, and detect a person or object, or Can measure the distance.

또한, 본 발명에 의하면, 단일 회전유닛을 사용하여 장치를 단순화하여 상대적으로 복잡도가 낮은 구동 제어 알고리즘을 사용할 수 있고 그에 의해 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that a drive control algorithm with relatively low complexity can be used by simplifying the device using a single rotating unit, thereby improving efficiency.

또한, 본 발명에 의하면, 스캔하고자 하는 영역으로 방출하는 레이저를 스캔 영역의 서로 다른 구역 내 레이저 주사 라인별로 구분하면서 상하 방향에서 서로 다른 스캔 구역을 담당하도록 복수의 레이저 모듈들을 설치함으로써 단순한 구조로 넓은 영역에 대한 스캔과 빠른 스캔을 가능케 한다.In addition, according to the present invention, a plurality of laser modules are installed to cover different scan areas in the vertical direction while dividing the laser emitted to the area to be scanned by laser scanning lines in different areas of the scan area. It enables scans and quick scans of areas.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 라이다 장치에서 상부 케이스를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 라이다 장치를 다른 측면에서 본 사시도이다.
도 4는 도 2의 라이다 장치에 대한 좌측면도이다.
도 5는 도 2의 라이다 장치에서 하부 케이스의 일부를 제거한 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 6은 도 2의 라이다 장치의 평면도로서 그 작동 상태의 일례를 예시한 도면이다.
도 7은 도 6의 라이다 장치에 채용할 수 있는 라이다 광학 장치를 A-A선에 의해 절단한 횡단면도이다.
도 8은 도 2의 라이다 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 2의 라이다 장치의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 8 및 도 9의 라이다 장치에 의한 스캔 영역을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 도 8 및 도 9의 라이다 장치에 의한 다른 해상도의 스캔 영역을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 스캔 영역에 대한 예시도이다.
1 is a perspective view of a lidar device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which the upper case is removed from the lidar device of FIG. 1.
3 is a perspective view of the lidar device of FIG. 2 viewed from another side.
4 is a left side view of the lidar device of FIG. 2.
5 is a right side view showing a state in which a part of the lower case is removed from the lidar device of FIG. 2.
6 is a plan view showing an example of the operating state of the lidar device of FIG. 2.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of a lidar optical device that can be employed in the lidar device of FIG. 6.
8 is a diagram for explaining the principle of operation of the lidar device of FIG. 2.
9 is a diagram for describing an operating state of the LiDAR device of FIG. 2.
10 is an exemplary diagram for describing a scan area by the LiDAR device of FIGS. 8 and 9.
FIG. 11 is an exemplary diagram for explaining a scan area of different resolution by the LiDAR device of FIGS. 8 and 9.
12 is an exemplary view of a scan area for explaining an operating principle of a lidar device according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 명세서에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms and words used in this specification should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor is based on the principle that the concept of terms can be appropriately defined in order to describe his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In addition, since the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이 상부케이스(110)와 하부케이스(130)를 구비하고, 상부케이스(110)의 적어도 일면부에 배치되어 내부의 레이저빔을 외부로 전달하고 외부에서 반사되는 레이저빔을 내부에 전달하는 윈도우(120)를 구비한다.The lidar device 100 according to the present embodiment includes an upper case 110 and a lower case 130 as shown in FIGS. 1 to 6, and is disposed on at least one surface of the upper case 110 to be It includes a window 120 for transmitting the laser beam to the outside and for transmitting the laser beam reflected from the outside to the inside.

하부케이스(130)는 바닥 플레이트와 바닥 플레이트에 수직으로 세워져 하부가 개방된 상자 형태의 상부케이스(110)의 내측에 삽입되도록 설치되는 벽 프레임(131)을 구비한다. 벽 프레임(131)은 사각 판 형상의 바닥 플레이트의 네 측면 가장자리에 세워지고, 그 중에 윈도우(120) 측에 세워지는 벽 프레임(131)은 대부분 제거되어 장치 내부가 윈도우(120)를 통해 외부에 개방되도록 설치된다.The lower case 130 includes a bottom plate and a wall frame 131 that is vertically installed on the bottom plate and is installed to be inserted into the box-shaped upper case 110 in which the lower part is open. The wall frame 131 is erected on the four side edges of the square plate-shaped bottom plate, of which the wall frame 131 erected on the window 120 side is mostly removed, so that the inside of the device is removed to the outside through the window 120 It is installed to be open.

또한, 라이다 장치(100)는, 하부케이스(130) 상에 설치되는 레이저 모듈 어셈블리(10), 미러 블럭(20) 및 회전유닛(30)을 구비한다.In addition, the lidar device 100 includes a laser module assembly 10, a mirror block 20, and a rotation unit 30 installed on the lower case 130.

레이저 모듈 어셈블리(10)는 제1 레이저 모듈과 제2 레이저 모듈을 구비한다. 제1 레이저 모듈과 제2 레이저 모듈은 다각형 미러 블럭(20)의 상부에 배치되는 제1 미러들(21)의 서로 다른 영역에 레이저를 조사하도록 설치된다. 제1 레이저 모듈과 제2 레이저 모듈은, 발광점을 일치시킬 때, 서로 평행하거나 서로 예각을 이루며 미러 블럭(20)의 표면상의 적어도 어느 하나의 미러를 향해 레이저 광을 방출하도록 설치된다.The laser module assembly 10 includes a first laser module and a second laser module. The first laser module and the second laser module are installed to irradiate a laser to different regions of the first mirrors 21 disposed on the polygonal mirror block 20. When the first laser module and the second laser module coincide with each other, the first laser module and the second laser module are installed to be parallel to each other or at an acute angle to each other to emit laser light toward at least one mirror on the surface of the mirror block 20.

제1 또는 제2 레이저 모듈은 펄스 레이저빔을 방출하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드와 적어도 하나 이상의 복수의 포토 다이오드를 구비한다. 여기서, 레이저 다이오드는 레이서 송신모듈에 대응하고, 포토 다이오드는 레이저 수신모듈에 대응한다.The first or second laser module includes at least one laser diode and at least one plurality of photodiodes emitting pulsed laser beams. Here, the laser diode corresponds to the racer transmission module, and the photodiode corresponds to the laser reception module.

미러 블럭(20)은 미러 블럭 몸체의 외측면 표면에 방사 방향으로 배치되는 복수의 미러들(21a 내지 21h)을 구비한다. 복수의 미러들(21a 내지 21h)은 제1 레이저 모듈 및 제2 레이저 모듈의 전면 상에서 제1 레이저 모듈의 제1 레이저빔과 제2 레이저 모듈의 제2 레이저빔을 반사하여 신호 송출과 신호 수신을 위한 레이저빔의 반사를 담당한다. 복수의 미러들(21a 내지 21h) 각각은 다각형 기둥 형태의 미러 블럭(20)의 측면들의 각 표면상에 부착되거나 코팅된 구조로 배치될 수 있다.The mirror block 20 includes a plurality of mirrors 21a to 21h disposed in a radial direction on the outer surface of the mirror block body. The plurality of mirrors 21a to 21h reflect the first laser beam of the first laser module and the second laser beam of the second laser module on the front surfaces of the first and second laser modules to transmit and receive signals. It is responsible for the reflection of the laser beam. Each of the plurality of mirrors 21a to 21h may be attached or coated on each surface of the side surfaces of the mirror block 20 in the form of a polygonal column.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이 복수의 미러들(21)이 어느 하나의 미러 예컨대 제1 미러(21a)에서 반시계 방향으로 기재된 순서대로 순차적으로 배치되는 제2 내지 제8 미러(21b 내지 21h)를 구비한다고 할 때, 제1 내지 제8 미러들 각각은 사각 평판 형태를 구비하고, 수평선과 직교하며 제1 내지 제8 미러들 각각을 관통하는 수직 방향에 대하여 상기 제1 내지 제8 미러들 각각의 반사면이 서로 다른 경사각을 가지며, 상기 제1 미러에서 제8 미러까지의 각 반사면의 경사각들이 회전유닛에 의한 미러 블럭의 회전축을 중심으로 하는 반시계 방향으로 단계적으로 작아지거나 커지도록 배치된다. 이러한 구성에서 제1 내지 제8 미러들의 배치는 반시계 방향으로 한정되지 않고, 시계 방향으로 배치될 수 있음은 물론이다.In addition, as shown in FIG. 7, a plurality of mirrors 21 are sequentially arranged in the order described in the counterclockwise direction from any one mirror, for example, the first mirror 21a, the second to eighth mirrors 21b to 21h. ), each of the first to eighth mirrors has a rectangular plate shape, the first to eighth mirrors with respect to a vertical direction perpendicular to the horizontal line and passing through each of the first to eighth mirrors Each reflective surface has a different inclination angle, and the inclination angles of each reflective surface from the first mirror to the eighth mirror are arranged to gradually decrease or increase in a counterclockwise direction centered on the rotation axis of the mirror block by the rotating unit. do. It goes without saying that the arrangement of the first to eighth mirrors in this configuration is not limited to the counterclockwise direction, but may be arranged clockwise.

또한, 미러 블럭(20)은 사각 평판 형태의 8개 미러들을 구비하는 것으로 한정되지 않고, 5각 기둥 형태나 20각 기둥 형태 등과 같은 다각형 기둥 형태의 각 외부 측면의 평평한 표면에 부착되는 복수의 미러들을 구비할 수 있다.In addition, the mirror block 20 is not limited to having 8 mirrors in the shape of a square plate, and a plurality of mirrors attached to the flat surface of each outer side of a polygonal column shape such as a pentagonal column shape or a 20-angle column shape. Can be equipped with.

위의 설명에서, 복수의 미러들(21a 내지 21h)이 설치되는 미러 블럭(20)은 다각 기둥 형태로 다각형 미러 블럭으로 지칭될 수 있다. 이러한 미러 블럭(20)은 그 내부 중공부를 구비하고, 내부 중공부에 삽입되어 나사, 너트, 볼트 등의 체결수단에 의해 결합되는 회전유닛(40)에 의해 회전하도록 설치된다. 전술한 구성에 의하면, 단일 모터 등의 회전유닛(40)을 통해 미러 블럭(20)을 회전하는 것만으로 간단하게 라이다 광학 장치를 구성할 수 있으므로 장치의 부품을 줄이고 구조를 단순화할 수 있다.In the above description, the mirror block 20 on which the plurality of mirrors 21a to 21h is installed may be referred to as a polygonal mirror block in the form of a polygonal column. The mirror block 20 is installed to rotate by a rotating unit 40 having an inner hollow portion thereof and inserted into the inner hollow portion and coupled by fastening means such as screws, nuts, and bolts. According to the above-described configuration, since the lidar optical device can be configured simply by rotating the mirror block 20 through the rotation unit 40 such as a single motor, the components of the device can be reduced and the structure can be simplified.

미러 블럭(20)의 복수의 미러들(21a 내지 21h)은 미러 블럭 몸체의 외주면의 종단면에 대응하는 원에 내접하거나 외접하도록 배치되는 5개 이상 내지 20개 이하의 미러들을 구비할 수 있으며, 8개 내지 12개의 미러들을 구비하는 것이 바람직하다.The plurality of mirrors 21a to 21h of the mirror block 20 may have 5 or more to 20 or less mirrors arranged to be inscribed or circumscribed to a circle corresponding to the longitudinal section of the outer circumferential surface of the mirror block body. It is desirable to have from four to twelve mirrors.

제1 미러들(21)이나 제2 미러들(22) 중 적어도 하나는 평면, 곡면 또는 비구면 형태를 가질 수 있다. 제1 미러들(21) 및 제2 미러들(22)의 반사면의 형태에 따라 레이저 모듈들의 배치나 레이저 광의 발광 각도가 조절될 수 있다.At least one of the first mirrors 21 and the second mirrors 22 may have a flat, curved, or aspherical shape. The arrangement of the laser modules or the emission angle of the laser light may be adjusted according to the shape of the reflective surfaces of the first mirrors 21 and the second mirrors 22.

전술한 미러 블럭(20)의 복수의 미러들(21a 내지 21h)의 수직 경사각을 예시하면 다음의 표 1과 같다.The vertical inclination angles of the plurality of mirrors 21a to 21h of the above-described mirror block 20 are illustrated in Table 1 below.

제1미러NoNo. 1 mirror 21a21a 21b21b 21c21c 21d21d 21e21e 21f21f 21g21g 21h21h 경사각(")Inclination angle (") 1.21.2 1.5251.525 1.851.85 2.1752.175 2.52.5 2.8252.825 3.153.15 3.4753.475

회전유닛(40)은 도 5 내지 7에 도시한 바와 같이 하부케이스(130)의 바닥 플레이트 상에 중첩되는 지지판과 지지판상에서 수직 상부로 연장하는 모터지지부(31)를 구비한다. 모터지지부(31)는 미러 블럭(20)의 내부 중공부에서 모터 등의 회동유닛 혹은 회전유닛(40)을 안착시켜 지지하도록 구성된다.The rotation unit 40 includes a support plate overlapping on the bottom plate of the lower case 130 and a motor support 31 extending vertically upward from the support plate, as shown in FIGS. 5 to 7. The motor support part 31 is configured to seat and support a rotating unit such as a motor or a rotating unit 40 in an inner hollow part of the mirror block 20.

회전유닛(40)의 상부에 돌출되는 회전축(42)은 미러 블럭(20)의 상부 중심부를 관통하도록 배치된다. 이때, 모터지지부(31)의 일부는 회전유닛(40)을 포위하여 지지하며 미러 블럭(20) 상부 내측까지 연장되고, 체결 수단(50)에 의해 미러 유닛(20)과 밀착 고정된다. 이러한 구성에 의하면, 미러 블럭(20)은 회전유닛(40)의 회전축(42)에 결합하여 실질적인 요동없이 안정적으로 회전 운동할 수 있게 된다.The rotation shaft 42 protruding from the top of the rotation unit 40 is disposed to pass through the upper center of the mirror block 20. At this time, a part of the motor support part 31 surrounds and supports the rotation unit 40 and extends to the inside of the upper portion of the mirror block 20, and is closely fixed to the mirror unit 20 by the fastening means 50. According to this configuration, the mirror block 20 is coupled to the rotation shaft 42 of the rotation unit 40 so as to be able to stably rotate without substantial shaking.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이 미러 블럭(20)에서 복수의 미러들 중 어느 하나의 미러(제1 미러; 21a)의 제1 경사각(B°)은 복수의 미러들 중 다른 하나의 미러(제 5 미러; 21e)의 제5 경사각(C°)보다 작고, 상기 두 미러들(21a, 21e) 사이의 미러들(21b, 21c, 21d)의 제2 내지 제4 경사각들은 제1 경사각과 제5 경사각 사이에서 점진적으로 혹은 단계적으로 커질 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7, the first inclination angle (B°) of one of the plurality of mirrors (first mirror; 21a) of the mirror block 20 is the other one of the plurality of mirrors ( The fifth mirror; smaller than the fifth inclination angle (C°) of 21e, and the second to fourth inclination angles of the mirrors 21b, 21c, and 21d between the two mirrors 21a and 21e are It can be increased gradually or step by step between 5 inclination angles.

또한, 전술한 미러 블럭(20)의 구성에 더하여, 본 발명의 라이다 장치(100)는 레이저 모듈 어셈블리(10)가 미러 블럭(20)을 포함하는 라이다 광학 장치로 레이저빔을 전송하는 제1 및 제2 레이저 발신모듈들과 라이다 광학 장치에서 반사되어 오는 레이저빔을 수신하는 제1 및 제2 레이저 수신모듈들을 구비하도록 구성함으로써, 스캔 범위를 확장하거나 스캔 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, in addition to the above-described configuration of the mirror block 20, the lidar device 100 of the present invention includes a laser module assembly 10 that transmits a laser beam to a lidar optical device including the mirror block 20. By configuring the first and second laser transmitting modules and the first and second laser receiving modules to receive the laser beam reflected from the lidar optical device, it is possible to expand a scan range or improve a scan speed.

여기서, 제1 및 제2 레이저 발신모듈들은 미러 블럭에 탑재되는 복수의 미러들 중 어느 하나의 미러 상에서, 및 수평선과 직교하는 수직 라인을 포함하는 평면이 상기 어느 하나의 미러의 반사면과 교차하는 경우에 형성되는 직선 라인 상에서 상하 방향으로 일정 간격 서로 이격되는 레이저빔들을 조사하도록 설치될 수 있다.Here, the first and second laser transmission modules are on any one of a plurality of mirrors mounted on the mirror block, and a plane including a vertical line orthogonal to a horizontal line crosses the reflection surface of the one mirror. It may be installed to irradiate laser beams spaced apart from each other at predetermined intervals in the vertical direction on the straight line formed in the case.

본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 도 8에 도시한 바와 같이 레이저 모듈 어셈블리(10)와 미러 블록(20)을 사용하여 간단하게 레이저의 발신 및 수신을 수행하여 장치 주변의 물체를 인식하거나 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 이때, 미러 블럭(20)만 회전하게 되므로 장치 내에서 회전 구동하는 부품을 최소화할 수 있고, 특히 미러 블럭(20)을 플라스틱 미러 블럭 몸체의 다각형 기둥 블럭 몸체의 측면측 외표면에 미러들을 그것들의 경사각이 조금씩 변경되도록 형성하는 설계만으로 간단히 제조할 수 있으므로, 장치 전체적으로 구조를 단순화하여 장치의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The lidar device 100 according to the present embodiment recognizes objects around the device by simply transmitting and receiving lasers using the laser module assembly 10 and the mirror block 20 as shown in FIG. 8. Or you can measure the distance to the object. At this time, since only the mirror block 20 rotates, it is possible to minimize the parts that rotate in the device. In particular, the mirror block 20 is attached to the outer surface of the side surface of the polygonal column block body of the plastic mirror block body. Since it can be manufactured simply by designing that the inclination angle is changed little by little, the overall structure of the device can be simplified and durability and reliability of the device can be improved.

더욱이 본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 도 9 및 10에 도시한 바와 같이 레이저 모듈 어셈블리(10) 내 제1 레이저 모듈(10a)과 제2 레이저 모듈(10b)의 레이저빔 방출 각도를 동일하게 하거나 적어도 어느 하나의 레이저 모듈을 약간 회전시켜 예각 범위에서 레이저빔 방출 각도를 갖도록 설치될 수 있다. 이때, 각 레이저 모듈(10a; 10b)은 액추에이터(14)의 길이가 길어지거나 짧아지는 직선 운동에 대하여 회전중심지지부(13)를 중심으로 약간 회동하도록 설치될 수 있다. 액추에이터(14)는 소정의 바(bar)를 직선 운동시킬 수 있는 압전소자, 유압유닛, 공압유닛, 기어구조 등이 사용될 수 있다. 물론, 레이저 모듈은 전술한 회동 구조 외에 회전중심부에 모터를 직접 설치하는 것이 가능하나, 그 경우 모터의 개수가 증가하여 구조가 복잡해지고 비용이 증가할 수 있다.In addition, the lidar device 100 according to the present embodiment has a laser beam emission angle of the first laser module 10a and the second laser module 10b in the laser module assembly 10 as shown in FIGS. 9 and 10. The same or at least one of the laser modules may be installed to have a laser beam emission angle in an acute angle range by slightly rotating. At this time, each laser module (10a; 10b) may be installed so as to rotate slightly about the rotation center support (13) for the linear motion of the length of the actuator 14 becomes longer or shorter. As the actuator 14, a piezoelectric element capable of linearly moving a predetermined bar, a hydraulic unit, a pneumatic unit, a gear structure, or the like may be used. Of course, in the laser module, it is possible to directly install a motor in the center of rotation in addition to the above-described rotational structure, but in that case, the number of motors may increase, resulting in a complicated structure and increased cost.

한편, 전술한 라이다 장치는 도 10에 도시한 바와 같이 미러 블럭(20)의 각 미러에 수직 방향 또는 상하 방향에서 서로 다른 영역들(Sa, Sb, Sc, Sd)에 동시에 레이저빔을 조사하는 복수의 레이저 수신 모듈들을 구비할 수 있다.Meanwhile, the above-described LiDAR device irradiates a laser beam to different regions (Sa, Sb, Sc, Sd) simultaneously in a vertical direction or an up-down direction to each mirror of the mirror block 20 as shown in FIG. A plurality of laser receiving modules may be provided.

또한, 본 발명의 라이다 장치는 제1 레이저 모듈(10a)와 제2 레이저 모듈(10b) 및 복수의 미러들(21a 내지 21h)에 의해 도 11에 도시한 바와 같은 스캔 영역을 구비할 수 있다. 그 경우, 제1 레이저 모듈(10a)은 미러들을 통해 제1 스캔 영역(Sa)을 스캔하고, 제1 레이저 모듈(10a)이 일정 각도 회동된 후에 다시 미러들을 통해 제3 스캔 영역(Sc)을 스캔하도록 동작할 수 있다.In addition, the lidar apparatus of the present invention may have a scan area as shown in FIG. 11 by the first laser module 10a and the second laser module 10b and a plurality of mirrors 21a to 21h. . In that case, the first laser module 10a scans the first scan area Sa through the mirrors, and after the first laser module 10a is rotated by a certain angle, the third scan area Sc is again formed through the mirrors. It can be operated to scan.

이와 유사하게, 제2 레이저 모듈(10b)은 도 11에 도시한 바와 같이 미러들을 통해 제2 스캔 영역(Sb)을 스캔하고, 제2 레이저 모듈(10b)이 일정 각도 회동된 후에 다시 미러들을 통해 제4 스캔 영역(Sd)을 스캔하도록 동작할 수 있다. 그 경우, 제1 레이저 모듈(10a)와 제2 레이저 모듈(10b)의 회동 방향은 서로 반대 방향(예컨대, 시계 방향과 시계 반대 방향)일 수 있다.Similarly, the second laser module 10b scans the second scan area Sb through the mirrors as shown in FIG. 11, and then again through the mirrors after the second laser module 10b is rotated by a certain angle. It may operate to scan the fourth scan area Sd. In that case, the rotation directions of the first laser module 10a and the second laser module 10b may be opposite to each other (eg, clockwise and counterclockwise).

각 스캔 영역에서 8개의 라인들 각각(이하 간략히 주사선이라 함)은 미러 블럭의 수평 방향에서 미러 블럭의 외표면에 구비되는 8개의 미러들에 의해 형성된다. 물론, 미러 블럭에 서로 다른 경사각을 가지는 미러들의 개수를 증가시키면, 수직 방향의 주사선 개수를 증가시킬 수 있다(도 10 및 도 11 참조). 또한, 레이저 발신모듈의 발신 주기를 증가시키면 주사선 자체의 밀도 혹은 해상도를 높일 수 있다.Each of the eight lines in each scan area (hereinafter, simply referred to as a scanning line) is formed by eight mirrors provided on the outer surface of the mirror block in the horizontal direction of the mirror block. Of course, by increasing the number of mirrors having different inclination angles in the mirror block, the number of scanning lines in the vertical direction can be increased (see FIGS. 10 and 11). In addition, if the transmission period of the laser transmission module is increased, the density or resolution of the scanning line itself can be increased.

이와 같이, 본 실시예에 따른 라이다 광학 장치(100)는 점진적으로 커지거나 작아지는 경사각을 가진 복수의 미러들을 구비한 미러 블록(20)을 회전시켜 레이저의 반사 각도를 변경하여 하나의 수평 라인에 해당하는 주사선 상에서 레이저빔의 발신 및 수신을 수행하면서 서로 다른 레이저빔 방출 위치나 레이저빔 방출 각도를 가진 다수의 레이저 발신모듈을 이용함으로써 스캐닝의 각도 및 분해능을 변화시킬 수 있고 원하는 해상도를 얻을 수 있다.In this way, the lidar optical device 100 according to the present exemplary embodiment rotates the mirror block 20 including a plurality of mirrors having an inclination angle that gradually increases or decreases to change the reflection angle of the laser to form one horizontal line. The scanning angle and resolution can be changed and the desired resolution can be obtained by using multiple laser transmission modules with different laser beam emission positions or laser beam emission angles while transmitting and receiving laser beams on the scanning line corresponding to. have.

한편, 전술한 실시예에서는 제1 내지 제4 스캔 영역들이 동일한 해상도를 가지는 것으로 설명하였지만, 본 발명을 그러한 구성으로 한정되지 않고, 적어도 어느 하나 이상의 스캔 영역의 해상도가 다른 스캔 영역의 해상도와 다르게 구현될 수 있다. 예를 들면, 도 12에 도시한 바와 같이, 제3 스캔 영역(Sc)의 해상도(S2)는 제1 스캔 영역(Sa)의 해상도(S1)와 상이하다. 이러한 구성은 제3 스캔 영역(Sc)의 스캐닝 동작시에 해당 레이저 발신모듈의 레이저빔 발신 주기를 제1 스캔 영역(Sa)의 스캐닝 동작시의 레이저빔 발신 주기와 다르게 구성하고 동작제어함으로써 구현될 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that the first to fourth scan areas have the same resolution, but the present invention is not limited to such a configuration, and the resolution of at least one or more scan areas is implemented differently from the resolution of other scan areas. Can be. For example, as shown in FIG. 12, the resolution S2 of the third scan area Sc is different from the resolution S1 of the first scan area Sa. This configuration can be implemented by configuring the laser beam transmission period of the corresponding laser transmission module during the scanning operation of the third scan area (Sc) different from the laser beam transmission period during the scanning operation of the first scan area (Sa) and controlling the operation. I can.

또 한편으로, 전술한 실시예에서는 제어유닛에 대하여 특별히 언급하지 않았지만, 본 실시예에 따른 라이다 광학 장치 또는 이를 구비하는 라이다 장치(100)는 제어유닛을 더 구비할 수 있다. 그 경우, 제어유닛은 모터 등의 회전유닛(40)의 온오프 동작이나 회전 속도를 제어하거나, 레이저 모듈 어셈블리(10)의 발신 및 수신 동작을 제어하고, 수신된 신호를 외부의 장치에 전달하도록 구현될 수 있다. 그 경우, 제어유닛은 레이저 발신모듈의 레이저빔 발신 타이밍과 미러 블록(20)의 회전 위치를 미리 설정된 위치와 타이밍으로 동기화하여 제어 동작을 수행하도록 이루어진다.On the other hand, although the control unit is not specifically mentioned in the above-described embodiment, the lidar optical device according to the present embodiment or the lidar device 100 including the same may further include a control unit. In that case, the control unit controls the on-off operation or rotation speed of the rotation unit 40 such as a motor, controls the transmission and reception operation of the laser module assembly 10, and transmits the received signal to an external device. Can be implemented. In that case, the control unit is configured to synchronize the laser beam transmission timing of the laser transmission module and the rotation position of the mirror block 20 to a preset position and timing to perform a control operation.

전술한 제어유닛은 논리회로, 프로그래밍 로직 컨트롤러, 마이컴, 마이크로프로세서 등에서 선택되는 적어도 어느 하나의 장치로 구현될 수 있고, 통신모듈을 구비하거나 통신모듈에 결합할 수 있다. 통신모듈은 인트라넷, 인터넷, 차량 네트워크 등으로 통해 외부 장치와 통신하며, 레이저 스캐닝을 통해 감지한 타겟이나 타켓과의 거리 등과 관련된 신호 혹은 데이터를 외부 장치에 전송할 수 있다. 이러한 제어유닛은 레이저 모듈 어셈블리(10)의 케이스 내에 탑재될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The above-described control unit may be implemented as at least one device selected from a logic circuit, a programming logic controller, a microcomputer, a microprocessor, and the like, and may have a communication module or be coupled to a communication module. The communication module communicates with an external device through an intranet, the Internet, a vehicle network, etc., and can transmit a signal or data related to the distance to a target or target detected through laser scanning to the external device. Such a control unit may be mounted in the case of the laser module assembly 10, but is not limited thereto.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 라이다 장치(100)는 전원 공급을 위한 배선이나 어댑터 또는 전원공급수단을 구비할 수 있다. 전원공급수단은 내부전원 또는 재충전 가능한 전원장치를 구비할 수 있고, 그 경우 라이다 장치는 착탈식 장치로 사용하도록 구현될 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawings, the lidar device 100 may be provided with a wiring for supplying power, an adapter, or a power supply means. The power supply means may have an internal power supply or a rechargeable power supply, in which case the lidar device may be implemented for use as a removable device.

전술한 본 발명의 라이다 장치를 사용하면, 레이저 모듈에서 발신되는 레이저빔을 원하는 타겟 범위로 효과적으로 반사하여 방출할 수 있고, 외부에서 반사되어 오는 레이저빔을 효과적으로 수신하여 레이저빔에 의한 타겟 감지나 타겟 측정을 효과적으로 수행할 수 있다. 즉, 회전하는 미러 블럭은 미러 블럭 표면의 미러들을 통해 외부케이스 내측에서 윈도우를 통해 방출되는 레이저빔의 입사각과 반사각을 효과적으로 조정할 수 있도록 하며, 일정 각도 회동 운동하는 레이저 모듈들은 미러 블럭의 미러들의 서로 다른 영역을 이용하여 효과적으로 레이저 스캐닝 동작을 수행할 수 있게 된다.Using the lidar device of the present invention described above, it is possible to effectively reflect and emit a laser beam emitted from a laser module to a desired target range, and to effectively receive a laser beam reflected from the outside to detect a target by a laser beam or Target measurement can be performed effectively. That is, the rotating mirror block enables effective adjustment of the incident angle and reflection angle of the laser beam emitted through the window from the inside of the outer case through the mirrors on the mirror block surface, and the laser modules rotating at a certain angle are It is possible to effectively perform a laser scanning operation by using another area.

전술한 구성에 의하면, 라이다 장치에서 레이저 모듈들과 미러 블럭과 회전유닛의 결합 구조에 의해 레이저빔의 반사 및 산란 각도를 효과적으로 제어하면서 공간적인 데이터를 확보할 수 있는 공간 스캔 성능을 극대화할 수 있는 장점이 있다.According to the above-described configuration, it is possible to maximize the spatial scanning performance to secure spatial data while effectively controlling the reflection and scattering angle of the laser beam by the combination structure of the laser modules, the mirror block and the rotating unit in the lidar device. There is an advantage.

본 발명은 전술한 실시예 외에 다양한 변형이 가능함은 당연하다. 본 발명의 라이다 장치는 일반적으로 차량에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 라이다 광학 장치와 이를 구비하는 라이다 장치는 차량뿐만 아니라 로봇, 선박, 헬기, 드론 등 이동이 가능한 이동체에 적용이 가능하고, 아울러 건물, 기둥, 탑 등의 이동이 제한된 고정체에도 제한 없이 적용될 수 있다.It is natural that the present invention can be variously modified in addition to the above-described embodiments. The lidar device of the present invention may be generally applied to a vehicle, but the present invention is not limited thereto. That is, the lidar optical device and the lidar device having the same according to the present invention can be applied not only to vehicles, but also to moving objects such as robots, ships, helicopters, drones, etc., and movement of buildings, columns, towers, etc. is restricted. It can be applied to a fixture without limitation.

전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.As described above, in the detailed description of the present invention, preferred embodiments have been described, but a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention will not depart from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that the present invention can be variously modified and changed.

Claims (8)

레이저 광을 송신 및 수신하는 라이다(LIDAR: light detection and ranging radar)의 광학 장치로서,
레이저 송신모듈과 레이저 수신모듈을 구비한 레이저 모듈 어셈블리와 인접하게 배치되는 미러 블럭과, 상기 미러 블럭을 회전시키는 회전유닛을 포함하며,
상기 미러 블럭은 상기 레이저 송신모듈의 레이저빔을 제1 각도로 반사하는 제1 미러와, 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 반사하는 제2 미러와, 상기 제2 각도보다 큰 제3 각도로 반사하는 제3 미러와, 상기 제3 각도보다 큰 제4 각도로 반사하는 제4 미러와, 상기 제4 각도보다 큰 제5 각도로 반사하는 제5 미러와, 상기 제5 각도보다 큰 제6 각도로 반사하는 제6 미러와, 상기 제6 각도보다 큰 제7 각도로 반사하는 제7 미러와, 상기 제7 각도보다 큰 제8 각도로 반사하는 제8 미러를 구비하고, 상기 제1 내지 제8 미러들은 상기 미러 블럭의 8각형 기둥 형태의 8개의 외표면들 각각에 배치되는 라이다 광학 장치.
As an optical device for light detection and ranging radar (LIDAR) that transmits and receives laser light,
A mirror block disposed adjacent to a laser module assembly having a laser transmitting module and a laser receiving module, and a rotating unit rotating the mirror block,
The mirror block includes a first mirror reflecting the laser beam of the laser transmission module at a first angle, a second mirror reflecting at a second angle greater than the first angle, and a third angle greater than the second angle. A third mirror reflecting, a fourth mirror reflecting at a fourth angle greater than the third angle, a fifth mirror reflecting at a fifth angle greater than the fourth angle, and a sixth angle greater than the fifth angle And a sixth mirror reflecting by, a seventh mirror reflecting at a seventh angle greater than the sixth angle, and an eighth mirror reflecting at an eighth angle greater than the seventh angle, and the first to eighth Mirrors are arranged on each of the eight outer surfaces of the octagonal column shape of the mirror block.
청구항 1에 있어서,
상기 미러 블럭은 내부 중공부를 구비하는 8각형 기둥 형태를 구비하고, 상기 회전유닛은 상기 내부 중공부에 삽입되는, 라이다 광학 장치.
The method according to claim 1,
The mirror block has an octagonal column shape having an inner hollow portion, and the rotation unit is inserted into the inner hollow portion, a lidar optical device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제8 미러들은 사각판 형태를 구비하며, 상기 상기 제1 내지 제8 미러들은 반사판 형태로 상기 미러 블럭 몸체의 표면에 부착되거나, 상기 미러 블럭 몸체의 표면에 코팅되는, 라이다 광학 장치.
The method according to claim 1,
The first to eighth mirrors have a rectangular plate shape, and the first to eighth mirrors are attached to the surface of the mirror block body in the form of a reflecting plate, or coated on the surface of the mirror block body. Device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제8 미러들은 사각 평판 형태를 구비하고, 수평선과 직교하며 상기 제1 내지 제8 미러들 각각을 관통하는 수직 방향에 대하여 상기 제1 내지 제8 미러들 각각의 반사면은 서로 다른 경사각을 가지며, 상기 제1 미러에서 상기 제8 미러까지의 각 반사면의 경사각들은 상기 회전유닛에 의한 상기 미러 블럭의 회전축을 중심으로 하는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 단계적으로 작아지거나 커지는, 라이다 광학 장치.
The method according to claim 1,
The first to eighth mirrors have a rectangular flat plate shape, and a reflective surface of each of the first to eighth mirrors is different from each other in a vertical direction perpendicular to a horizontal line and passing through each of the first to eighth mirrors. It has an inclination angle, and the inclination angles of each reflective surface from the first mirror to the eighth mirror gradually decrease or increase in a clockwise or counterclockwise direction about a rotation axis of the mirror block by the rotation unit. Optical device.
레이저 광을 송신 및 수신하는 라이다(LIDAR: light detection and ranging radar)의 광학 장치로서,
레이저 송신모듈과 레이저 수신모듈을 구비한 레이저 모듈 어셈블리와 인접하게 배치되는 미러 블럭; 및
상기 미러 블럭을 회전시키는 회전유닛을 포함하며,
상기 미러 블럭은 상기 레이저 송신모듈의 레이저빔을 서로 다른 각도들로 각각 반사하는 복수의 미러들을 구비하고, 상기 복수의 미러들은 다각형 기둥 형태의 미러 블럭의 복수의 측면들 상에 각각 배치되는 라이다 광학 장치.
As an optical device for light detection and ranging radar (LIDAR) that transmits and receives laser light,
A mirror block disposed adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module; And
It includes a rotation unit for rotating the mirror block,
The mirror block includes a plurality of mirrors each reflecting a laser beam of the laser transmission module at different angles, and the plurality of mirrors are a liner disposed on a plurality of side surfaces of a polygonal pillar-shaped mirror block. Optical device.
청구항 5에 있어서,
상기 회전유닛은 상기 미러 블럭의 내부 중공부에 삽입 배치되는 라이다 광학 장치.
The method according to claim 5,
The rotating unit is a lidar optical device that is inserted and disposed in an inner hollow portion of the mirror block.
청구항 5에 있어서,
상기 미러 블럭은 원에 내접 또는 외접하도록 배치되는 5개 이상 내지 20개 이하의 미러들을 구비하는 라이다 광학 장치.
The method according to claim 5,
The mirror block is a lidar optical device having 5 or more to 20 or less mirrors arranged to be inscribed or circumscribed to a circle.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 라이다 광학 장치; 및
상기 라이다 광학 장치로 레이저빔을 전송하는 제1 및 제2 레이저 발신모듈들과, 상기 라이다 광학 장치에서 반사되어 오는 레이저빔을 수신하는 제1 및 제2 레이저 수신모듈들을 구비한 레이저 모듈 어셈블리를 포함하며,
상기 제1 및 제2 레이저 발신모듈들은 상기 라이다 광학 장치의 미러 블럭에 탑재되는 복수의 미러들 중 어느 하나의 미러 상에서, 및 수평선과 직교하는 수직 라인을 포함하는 평면이 상기 어느 하나의 미러의 반사면과 교차하는 경우에 형성되는 직선 라인 상에서 상하 방향으로 일정 간격 서로 이격되는 레이저빔들을 조사하는, 라이다 장치.
The lidar optical device of any one of claims 1 to 7; And
A laser module assembly comprising first and second laser transmitting modules for transmitting a laser beam to the lidar optical device, and first and second laser receiving modules for receiving a laser beam reflected from the lidar optical device Including,
The first and second laser transmission modules are on any one of a plurality of mirrors mounted on the mirror block of the lidar optical device, and a plane including a vertical line orthogonal to a horizontal line is of the one of the mirrors. A lidar device that irradiates laser beams spaced apart from each other at regular intervals in the vertical direction on a straight line formed when crossing the reflective surface.
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