KR20200107659A - Optical apparatus and lidar apparatus having same - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a lidar optical device having a new structure in which a two-dimensional rotating structure of an optical device is divided and simplified, and a lidar device including the same. The lidar optical device, which transmits and receives laser light, includes: a mirror module disposed adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module; a first actuator for pushing or pulling one side of a rear surface of the mirror module to rotate the mirror module in a horizontal direction; a mirror housing for accommodating the mirror module and a first rotation unit; a support frame for supporting the mirror housing on the lower case at a predetermined interval and forming a rotation axis in the vertical direction of the mirror housing at a support point of the mirror housing; a second actuator for pushing or pulling one side of a bottom surface of the mirror housing on a lower case to rotate the mirror housing in a vertical direction; and an upper case which covers the mirror module, the mirror housing, the support frame, and the second actuator, and is coupled to the lower case.

Description

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

본 발명은 라이다 광학 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학 장치의 2차원 회동 구조를 구분하여 단순화시킨 새로운 구조의 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lidar optical device, and more particularly, to a lidar optical device having a new structure in which a two-dimensional rotating structure of the optical device is divided and simplified, and a lidar device having 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 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, 3D 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 very high output. There is a problem that it is very expensive. In addition, a laser module with 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 having 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, which is not good in terms of aesthetics, but also intensifies the problem of price and power consumption increase.

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, 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.

공개특허공보 제10-2019-0012340호(2019.02.11)Unexamined Patent Publication No. 10-2019-0012340 (2019.02.11)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광학 장치 부분의 2차원 회동 구조를 분리하여 단순화시킴으로써 장치의 성능을 유지하거나 향상시키면서 그 구조와 구동을 단순화할 수 있는 있는 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 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 device by separating and simplifying the two-dimensional rotating structure of the optical device. It is to provide a lidar optical device and a lidar device having the same.

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(LIDAR: light detection and ranging radar)의 광학 장치로서, 레이저 송신모듈과 레이저 수신모듈을 구비한 레이저 모듈 어셈블리와 인접하게 배치되는 미러 모듈; 상기 미러 모듈의 배면 일측을 밀거나 당겨 상기 미러 모듈을 수평 방향에서 회동시키는 제1 액추에이터; 상기 미러 모듈과 상기 제1 회전유닛을 수납하는 미러 하우징; 상기 미러 하우징을 하부 케이스 상에 일정 간격 이격하여 지지하며 상기 미러 하우징의 지지점에서 상기 미러 하우징의 상하 방향에서의 회동축을 형성하는 지지프레임; 상기 하부 케이스 상에서 상기 미러 하우징의 저면 일측을 밀거나 당겨 상기 미러 하우징을 수직 방향에서 회동시키는 제2 액추에이터; 및 상기 미러 모듈, 상기 미러 하우징, 상기 지지프레임 및 상기 제2 액추에이터를 덮으며 상기 하부 케이스와 결합하는 상부 케이스를 포함한다.A light detection and ranging radar (LIDAR) optical device according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem is a light detection and ranging radar (LIDAR) optical device that transmits and receives laser light. A mirror module disposed adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module; A first actuator that pushes or pulls one side of the rear surface of the mirror module to rotate the mirror module in a horizontal direction; A mirror housing accommodating the mirror module and the first rotation unit; A support frame supporting the mirror housing on a lower case at a predetermined interval and forming a rotation axis in the vertical direction of the mirror housing at a support point of the mirror housing; A second actuator for rotating the mirror housing in a vertical direction by pushing or pulling one side of the bottom surface of the mirror housing on the lower case; And an upper case that covers the mirror module, the mirror housing, the support frame, and the second actuator and is coupled to the lower case.

일실시예에서, 상기 제1 액추에이터 또는 상기 제2 액추에이터는 보이스 코일 모터이다.In one embodiment, the first actuator or the second actuator is a voice coil motor.

일실시예에서, 상기 미러 모듈의 미러는 오목 반사 미러를 포함하고, 상기 오목 반사 미러의 곡면의 최대 깊이는 상기 곡면의 임의의 가장자리 점과 상기 최대 깊이의 저점을 연결하는 직선 경사 성분과 상기 오목 반사 미러가 평평한 주면을 가질 때 상기 주면과 직교하는 수직 성분과 이루는 각이 80°이상이고 90°보다 작다.In one embodiment, the mirror of the mirror module includes a concave reflection mirror, and the maximum depth of the curved surface of the concave reflection mirror is a linear inclination component connecting an arbitrary edge point of the curved surface and a low point of the maximum depth and the concave When the reflection mirror has a flat main surface, an angle formed by a vertical component orthogonal to the main surface is 80° or more and less than 90°.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 라이다(LIDAR) 장치는, 전술한 실시예들 중 어느 하나의 라이다 광학 장치; 상기 라이다 광학 장치로 레이저빔을 전송하는 레이저 발신모듈; 및 상기 라이다 광학 장치에서 반사되어 오는 레이저빔을 수신하는 레이저 수신모듈을 포함한다.A lidar (LIDAR) device according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, the lidar optical device of any one of the above-described embodiments; A laser transmission module for transmitting a laser beam to the lidar optical device; And a laser receiving module for receiving a laser beam reflected from the lidar optical device.

일실시예에서, 상기 레이저 발신모듈은 펄스 레이저 다이오드 어레이 렌즈들을 구비하고, 상기 레이저 수신모듈은 APD(avalanche photodiode)디텍터 어레이를 구비하고, 상기 레이저 발신모듈과 상기 레이저 수신모듈은 단일 칩 어레이 타입의 통합 모듈로 이루어진다.In one embodiment, the laser transmission module includes pulsed laser diode array lenses, the laser reception module includes an APD (avalanche photodiode) detector array, and the laser transmission module and the laser reception module are of a single chip array type. It consists of an integrated module.

본 발명에 따른 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치를 사용하면, 광학 장치 부분의 2차원 회동 구조를 분리하여 단순화시킴으로써 장치의 성능을 유지하거나 향상시키면서 그 구조와 구동을 단순화할 수 있으며, 이를 통해 라이다 장치의 주변을 효과적으로 스캔하여 사물이나 타겟을 감지하거나 사물이나 타겟과의 거리를 측정할 수 있다.Using the lidar optical device and the lidar device having the same according to the present invention, it is possible to simplify the structure and drive while maintaining or improving the performance of the device by separating and simplifying the two-dimensional rotating structure of the optical device part, Through this, it is possible to effectively scan the periphery of the lidar device to detect an object or target or measure the distance to the object or target.

즉, 본 발명에 의하면, 액추에이터의 동작에 따라 X-축과 Y-축 상에서 각각 슬라이딩 직선운동하는 구동바에 의해 미러가 회전축을 중심으로 X축 회전 방향과 Y축 회전 방향의 일정 각도 범위 내에서 회동하도록 구성함으로써 상대적으로 복잡도가 매우 낮은 구동 제어 알고리즘을 사용할 수 있고 그에 의해 장치의 동작 신뢰도와 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.That is, according to the present invention, the mirror rotates within a certain angular range of the X-axis rotation direction and the Y-axis rotation direction around the rotation axis by the driving bars that slide linearly on the X-axis and Y-axis according to the operation of the actuator. By configuring so that it is possible to use a drive control algorithm having a relatively low complexity, thereby improving the operation reliability and efficiency of the device.

또한, 본 발명에 의하면, 레이저 발광모듈과 레이저 수광모듈을 단일 칩 어레이 타입으로 형성함으로써 제품의 소형화 및 제조 원가의 절감 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, by forming the laser light emitting module and the laser light receiving module in a single chip array type, it is possible to obtain a product miniaturization and manufacturing cost reduction effect.

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 장치의 평면도로서, 미러 하우징의 상부면을 제거한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2의 라이다 장치의 우측면도로서 일측의 지지프레임이 제거된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 라이다 장치에 채용되는 레이저 모듈 어셈블리의 정면도이다.
도 6은 도 5의 레이저 모듈 어셈블리의 A-A선에 의한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 장치에 채용할 수 있는 미러 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 3의 라이다 장치의 수평 방향에서의 회동 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 10 및 도 11은 도 4의 라이다 장치의 수직 방향에서의 회동 동작을 설명하기 위한 우측면도들이다.
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.
3 is a plan view of the lidar device of FIG. 2, showing a state in which the upper surface of the mirror housing is removed.
FIG. 4 is a right side view of the lidar device of FIG. 2 and is a view showing a state in which a support frame on one side is removed.
5 is a front view of a laser module assembly employed in the lidar device of FIG. 2.
6 is a cross-sectional view taken along line AA of the laser module assembly of FIG. 5.
7 is a view for explaining a mirror structure that can be employed in the lidar device according to another embodiment of the present invention.
8 and 9 are plan views illustrating a rotation operation of the LiDAR device of FIG. 3 in a horizontal direction.
10 and 11 are right side views for explaining a rotation operation of the LiDAR device of FIG. 4 in a vertical direction.

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. 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.The terms or words used in this specification are not limited to their usual or dictionary meanings and should not be interpreted, and the inventor is based on the principle that the concept of terms can be appropriately defined in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In addition, 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, so various alternatives that can be replaced at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

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 장치의 평면도로서, 미러 하우징의 상부면을 제거한 상태를 나타낸 평면도이다. 그리고 도 4는 도 2의 라이다 장치의 우측면도로서 일측의 지지프레임이 제거된 상태를 나타내는 도면이다.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 plan view of the lidar device of FIG. 2, showing a state in which the upper surface of the mirror housing is removed. And FIG. 4 is a right side view of the LiDAR device of FIG. 2, showing a state in which a support frame on one side is removed.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 하부케이스(10)와 상부케이스(20)를 구비한다. 상부케이스(20)는 적어도 일면부에 배치되어 내부의 레이저빔(B)을 외부로 전달하고 외부에서 반사되는 레이저빔(B)을 내부에 전달하는 윈도우(30)를 구비한다. 하부케이스(10)는 바닥 플레이트(11)와 바닥 플레이트(11) 상부면에 수직으로 세워져 수납 공간을 형성하는 벽 프레임(12)을 구비한다. 벽 프레임(12)은 사각 판 형상의 바닥 플레이트(11)의 주면 상에 설치되고 평면상에서 볼 때 대략 4각형의 내부 공간을 갖도록 사각 링 형태로 설치될 수 있다.Referring to FIG. 1, the lidar device 100 according to the present embodiment includes a lower case 10 and an upper case 20. The upper case 20 is disposed on at least one side and includes a window 30 that transmits the internal laser beam B to the outside and the laser beam B reflected from the outside. The lower case 10 includes a bottom plate 11 and a wall frame 12 that is vertically erected on an upper surface of the bottom plate 11 to form a storage space. The wall frame 12 may be installed on the main surface of the square plate-shaped bottom plate 11 and may be installed in a rectangular ring shape so as to have an approximately quadrangular inner space when viewed in plan view.

또한, 라이다 장치(100)는, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 하부케이스(10) 상에 설치되고, 하부케이스(10)와 상부케이스(20)로 이루어지는 케이스 내에 수납되는 레이저 모듈 어셈블리(40), 미러 모듈(50), 제1 액추에이터(60), 미러 하우징(70), 지지프레임(80), 및 제2 액추에이터(90)를 구비한다.In addition, the lidar device 100, as shown in Figures 2 to 4, is installed on the lower case 10, the laser module accommodated in the case consisting of the lower case 10 and the upper case 20 An assembly 40, a mirror module 50, a first actuator 60, a mirror housing 70, a support frame 80, and a second actuator 90 are provided.

레이저 모듈 어셈블리(40)는 제1 레이저 모듈(41)과 제2 레이저 모듈(42)을 구비한다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 레이저 모듈들(41, 42)은 일방향에서 일렬로 배치되거나 혹은 수직방향에서 상하로 배치될 수 있고, 특히 단일 칩 어레이(one chip array) 타입으로 형성되어 장치의 소형화 및 제조원가의 절감효과에 기여할 수 있다.The laser module assembly 40 includes a first laser module 41 and a second laser module 42. In this embodiment, the first and second laser modules 41 and 42 may be arranged in a line in one direction or vertically in a vertical direction. In particular, the first and second laser modules 41 and 42 are formed in a single chip array type. It can contribute to miniaturization and reduction of manufacturing cost.

미러 모듈(50)은 레이저 모듈 어셈블리(40)의 발광면 및 수광면과 소정의 각도 범위에서 비스듬히 마주하도록 배치된다. 미러 모듈(50)은 단일 평면 혹은 곡면 형태의 미러 구조를 구비할 수 있다. 미러 모듈(50)은 미러(51)가 미러 프레임(52)에 고정되거나 지지되는 구조를 구비하고, 또한 미러 모듈(50)은 미러 프레임(52)의 상부 및/또는 하부가 미러 하우징(70)에 회동가능하게 결합되는 구조를 구비한다. 미러 모듈(50)이 미러 하우징(70)의 내부 공간(71)에서 회동가능한 결합 구조를 갖고 설치되도록 하기 위해, 미러 프레임(52) 또는 미러 하우징(70)은 서로를 연결하는 적어도 하나 이상의 회동 암 형태의 결합돌기(55)를 구비할 수 있다. 이러한 미러 모듈(50)은 제1 레이저 모듈(41)의 레이저빔이나 레이저광을 반사하여 장치 외부로 전달하고, 외부 물체 등에 반사되어 장치 외부로부터 입사되는 레이저빔이나 레이저광을 반사하여 제2 레이저 모듈(42)로 전달한다.The mirror module 50 is disposed so as to obliquely face the light emitting surface and the light receiving surface of the laser module assembly 40 in a predetermined angle range. The mirror module 50 may have a single plane or curved mirror structure. The mirror module 50 has a structure in which the mirror 51 is fixed or supported on the mirror frame 52, and the mirror module 50 has an upper portion and/or a lower portion of the mirror frame 52 as the mirror housing 70 It has a structure that is rotatably coupled to. In order for the mirror module 50 to be installed with a rotatable coupling structure in the inner space 71 of the mirror housing 70, the mirror frame 52 or the mirror housing 70 is at least one pivoting arm connecting each other. It may be provided with a coupling protrusion 55 in the form. The mirror module 50 reflects the laser beam or laser light of the first laser module 41 and transmits it to the outside of the device, and reflects the laser beam or laser light incident from the outside of the device by reflecting it to an external object, etc. It passes to the module 42.

제1 액추에이터(60)는 미러 모듈(50)의 후면 또는 배면에 설치되고, 미러 모듈(50)과 함께 미러 하우징(70)의 내부 공간의 바닥측 혹은 일측 내벽 상에 배치될 수 있다. 제1 액추에이터(60)는 미러 모듈(50)의 일측 후면을 밀었다가 당기는 동작을 반복하도록 설치된다. 이를 위해, 제1 액추에이터(60)는 제1 액추에이터(60)의 이동 가능한 일부분의 돌출 길이가 길어지거나 짧아지는 직선 운동을 위하여 나머지 부분에 설치되는 압전소자, 유압유닛, 공압유닛, 기어구조 등을 구비할 수 있다.The first actuator 60 may be installed on the rear or rear surface of the mirror module 50 and may be disposed on the bottom side or one inner wall of the inner space of the mirror housing 70 together with the mirror module 50. The first actuator 60 is installed to repeat an operation of pushing and pulling one rear side of the mirror module 50. To this end, the first actuator 60 includes a piezoelectric element, a hydraulic unit, a pneumatic unit, a gear structure, etc. that are installed in the remaining portions for a linear motion in which the protruding length of the movable part of the first actuator 60 becomes longer or shorter. Can be equipped.

또한, 미러 모듈(50)의 후면이나 제1 액추에이터(60) 사이에는 직선운동 암 형태의 결합부재(65)가 배치될 수 있다. 결합부재(65)는 상호 연결을 위한 적어도 하나 이상의 구성부(65a)를 포함하여 미러 모듈(50) 및 제1 액추에이터(60) 중 적어도 어느 일측 이상에 결합될 수 있다. 또한, 제1 액추에이터(60)에 결합하는 결합부재(65)의 일단은 제1 액추에이터(60)의 종류나 구조에 따라 나사 구조, 래크 구조, 캠 구조, 링크 구조, 피스톤 구조 또는 이들의 조합을 구비하거나 이러한 구조들 중 하나에 연결될 수 있다.In addition, a linear motion arm type coupling member 65 may be disposed between the rear surface of the mirror module 50 or the first actuator 60. The coupling member 65 may include at least one or more constituent portions 65a for mutual connection, and may be coupled to at least one or more of the mirror module 50 and the first actuator 60. In addition, one end of the coupling member 65 coupled to the first actuator 60 may have a screw structure, a rack structure, a cam structure, a link structure, a piston structure, or a combination thereof depending on the type or structure of the first actuator 60. It may have or be connected to one of these structures.

전술한 제1 액추에이터(60)에 의하면, 미러 모듈(50)은 일방향 혹은 수직 방향으로 연장하는 적어도 하나의 결합돌기(55)를 중심축으로 하여 소정 각도 범위에서 회전 혹은 회동 운동할 수 있으며, 그러한 동작에 의해 일방향과 직교하는 타방향으로 혹은 상기 수직 방향과 직교하는 수평 방향으로 나가거나 들어오는 여러 각도의 레이저빔들을 소정의 수평 분해능을 가지고 반사할 수 있다.According to the above-described first actuator 60, the mirror module 50 can rotate or rotate in a predetermined angle range with the at least one coupling protrusion 55 extending in one or vertical direction as a central axis, and such By the operation, laser beams of various angles exiting or entering in another direction orthogonal to one direction or in a horizontal direction orthogonal to the vertical direction may be reflected with a predetermined horizontal resolution.

미러 하우징(70)은 일면 혹은 전면이 개방되고 내부에 빈 공간을 구비하는 사각 박스 형태를 가진다. 미러 하우징(70)은 내부 공간의 전면 측에 배치되는 미러 모듈(50)과 내부 공간의 배면 측에 배치되는 제1 액추에이터(60)를 수납한다. 미러 하우징(70)은 제1 액추에이터(60)의 배면 측에 위치하는 배면벽(72)에 체결부재(76)가 관통하는 홀(74)을 구비할 수 있다. 체결부재(76)는 미러 하우징(70)의 배면벽(72)에 제1 액추에이터(60)를 고정한다. 체결부재(76)는 볼트, 나사, 핀 등의 형태를 구비할 수 있다. 한편, 체결부재(76)는 제1 액추에이터(60)의 배면에 돌출되는 돌기와, 이 돌기가 배면벽(72)을 관통하여 외부로 돌출될 때, 돌기의 말단부에 체결되는 너트나 핀의 조합으로 변형되어 구현될 수 있다.The mirror housing 70 has a square box shape with one side or front side open and an empty space therein. The mirror housing 70 accommodates the mirror module 50 disposed on the front side of the inner space and the first actuator 60 disposed on the rear side of the inner space. The mirror housing 70 may include a hole 74 through which the fastening member 76 passes in the rear wall 72 positioned on the rear side of the first actuator 60. The fastening member 76 fixes the first actuator 60 to the rear wall 72 of the mirror housing 70. The fastening member 76 may have a shape such as a bolt, screw, or pin. On the other hand, the fastening member 76 is a combination of a protrusion protruding from the rear surface of the first actuator 60 and a nut or pin fastened to the distal end of the protrusion when the protrusion passes through the rear wall 72 and protrudes to the outside. It can be modified and implemented.

지지프레임(80)은 하부케이스(11)의 벽 프레임(12)에 의해 둘러싸인 공간의 바닥면에 고정 설치되고, 하부케이스(11)의 바닥면 상에서 일정 높이만큼 돌출된 한 쌍의 벽이나 기둥 형태를 구비할 수 있다. 지지프레임(80)은 미러 하우징(70)을 일정 높이에서 지지하고, 미러 하우징(70)이 일정 높이에 매달려 상하 방향으로 일정 각도 범위에서 회전 혹은 회동 운동을 반복할 수 있도록 설치된다.The support frame 80 is fixedly installed on the floor surface of the space surrounded by the wall frame 12 of the lower case 11, and is in the form of a pair of walls or columns protruding from the floor surface of the lower case 11 by a certain height. It can be provided. The support frame 80 is installed to support the mirror housing 70 at a predetermined height, and the mirror housing 70 is suspended from a predetermined height and rotates or rotates repeatedly in a predetermined angle range in the vertical direction.

이를 위해, 지지프레임(80)과 미러 하우징(70) 사이에는 수직 방향에서 회전하는 축부재(75)가 배치될 수 있다. 축부재(75)는 미러 하우징(70)의 측벽 전방 부근의 외측에 돌출하도록 설치되는 돌기 형태를 구비할 수 있다. 이 경우, 돌기 형태의 축부재(75)는 지지프레임(80)의 대응 홈부에 삽입되거나 대응 개구부를 관통하도록 설치될 수 있다. 한편, 또 다른 구현 예에서, 축부재(75)는 미러 모듈(50)의 측면에 대응하는 지지프레임(80)의 내측면에 돌출하도록 설치되는 돌기 형태를 구비할 수 있고, 그 경우 돌기 형태의 축부재(75)는 미러 하우징(70)의 대응 홈부에 삽입되거나 대응 개구부를 관통하도록 설치될 수 있다.To this end, a shaft member 75 rotating in a vertical direction may be disposed between the support frame 80 and the mirror housing 70. The shaft member 75 may have a protrusion shape installed to protrude outward near the front sidewall of the mirror housing 70. In this case, the protrusion-shaped shaft member 75 may be inserted into the corresponding groove of the support frame 80 or installed to penetrate the corresponding opening. On the other hand, in another embodiment, the shaft member 75 may have a protrusion shape installed to protrude from the inner surface of the support frame 80 corresponding to the side surface of the mirror module 50, and in that case, The shaft member 75 may be inserted into a corresponding groove of the mirror housing 70 or installed to pass through the corresponding opening.

제2 액추에이터(90)는 하부케이스(11)의 바닥면이나, 지지프레임(80)이 U-자 형태를 구조로 바닥면을 가지는 경우, 하부케이스(11)의 바닥면 상에 체결부재 등에 의해 고정되는 지지프레임(80)의 바닥면 상에 설치될 수 있다. 제2 액추에이터(90)는 축부재(75)를 회전축으로 하여 미러 하우징(70)을 수직 방향에서 일정 각도로 회동 왕복 운동시키기 위해 미러 하우징(70)의 하부 후방 부분에 설치될 수 있다. 제2 액추에이터(90)는 미러 하우징(70)과 연결되는 연결 부재나 연결구조(95)를 구비할 수 있다.When the second actuator 90 has a bottom surface of the lower case 11 or a bottom surface of the support frame 80 in a U-shaped structure, the second actuator 90 is formed on the bottom surface of the lower case 11 by a fastening member or the like. It may be installed on the bottom surface of the fixed support frame (80). The second actuator 90 may be installed at a lower rear portion of the mirror housing 70 to rotate and reciprocate the mirror housing 70 at a predetermined angle in the vertical direction using the shaft member 75 as a rotation axis. The second actuator 90 may include a connection member or a connection structure 95 connected to the mirror housing 70.

연결구조(95)는 바 형태, 손잡이 형태, 고리 형태 등의 조합에 의해 두 부재들을 서로 연결하기 위한 다양한 형태나 구조를 사용하여 구현될 수 있다. 일례로, 연결구조(95)는 모터 하우징(70)의 후방 바닥면에 돌출되는 링형 고리와 제2 액추에이터(90)의 일단에서 연장하여 링형 고리에 걸리거나 결합하는 걸쇠를 포함할 수 있다. 이러한 연결구조(95)의 형태나 구조는 전술한 결합부재(65)를 대체하여 적용될 수 있으며, 그 역도 가능하다.The connection structure 95 may be implemented using various shapes or structures for connecting the two members to each other by a combination of a bar shape, a handle shape, and a ring shape. As an example, the connection structure 95 may include a ring-shaped ring protruding from the rear bottom surface of the motor housing 70 and a clasp extending from one end of the second actuator 90 to be hooked or coupled to the ring-shaped ring. The shape or structure of the connection structure 95 can be applied in place of the coupling member 65 described above, and vice versa.

한편, 전술한 제1 액추에이터(60)와 제2 액추에이터(90) 중 적어도 어느 하나 이상은 보이스 코일 모터(voice coil motor)로 구현될 수 있다. 보이스 코일 모터는 자계 중에 위치하는 코일(보이스 코일)에 흘러가는 전류에 비례하여 코일 블럭이나 자계 블럭이 상대적으로 직선 운동을 하도록 이루어진 리니어 모터의 일종이다. 이러한 보이스 코일 모터를 사용하여 미러 블럭(50)의 상하 방향 및 좌우 방향에서의 독립적인 회동 운동은 고정밀 및 고균일하게 수행되고, 부드럽고 매끈한 고속 동작할 수 있게 된다. 그리고, 회전 모터의 구성이 아니므로, 상대적으로 장치의 수명을 크게 향상시킬 수 있다.Meanwhile, at least one of the above-described first actuator 60 and second actuator 90 may be implemented as a voice coil motor. The voice coil motor is a type of linear motor that makes a coil block or a magnetic field block relatively linear motion in proportion to the current flowing through a coil (voice coil) located in a magnetic field. By using such a voice coil motor, independent rotational motion of the mirror block 50 in the vertical and horizontal directions is performed with high precision and high uniformity, and smooth and smooth high-speed operation is possible. In addition, since it is not a rotary motor, it is possible to significantly improve the life of the device.

또한, 미러 모듈(50)의 X축 운동과 Y축 운동 각각에 보이스 코일 모터를 사용하면, 제2 액추에이터(90)의 1 사이클 작동에 따라 제1 액추에이터(60)의 소정 횟수(n) 사이클 작동하도록 설정할 수 있고, 이러한 설정을 통해 미러 모듈(50)의 동작을 간편하고 용이하게 제어할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 용도 등에 따라서 레이저빔을 이용한 검출 장치의 분해능을 설정하거나 조정하는데 있어서 설계 자유도를 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, when a voice coil motor is used for each of the X-axis and Y-axis motions of the mirror module 50, the first actuator 60 operates a predetermined number of times (n) cycles according to one cycle operation of the second actuator 90. It can be set so that, through such a setting, the operation of the mirror module 50 can be controlled simply and easily. According to this configuration, there is an advantage in that the degree of freedom in design can be greatly improved in setting or adjusting the resolution of a detection device using a laser beam according to a use or the like.

전술한 미러 모듈(50)의 미러(51)는, 평평한 전면을 가진 미러를 기준으로 할 때, 소정의 수직 기준면에 대하여 수직 경사각은 ±3.475°범위에서 수직 회동 작동될 수 있다.When the mirror 51 of the above-described mirror module 50 is based on a mirror having a flat front surface, the vertical inclination angle with respect to a predetermined vertical reference plane may be vertically rotated in the range of ±3.475°.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 라이다 장치는 레이저 모듈 어셈블리(40)의 케이스 내에 제어유닛을 탑재하거나 외부의 제어유닛이나 이에 대응하는 기능을 수행하는 구성부에 연결되는 배선이나 커넥터 혹은 통신모듈을 구비할 수 있다. 그 경우, 제어유닛은 제1 및 제2 레이저 모듈들(41, 42)에 각각 연결되어 레이저빔의 방출과 수신을 제어할 수 있고, 제1 및 제2 액추에이터들(60, 90)에 연결되어 각 액추에이터의 동작을 동기화하여 제어할 수 있다. 전술한 제어유닛은 논리회로, 프로그래밍 로직 컨트롤러, 마이컴, 마이크로프로세서 등에서 선택되는 적어도 어느 하나의 장치로 구현될 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, the lidar device mounts the control unit in the case of the laser module assembly 40 or connects to an external control unit or a component that performs a function corresponding thereto. Can be equipped. In that case, the control unit is connected to the first and second laser modules 41 and 42, respectively, to control the emission and reception of the laser beam, and is connected to the first and second actuators 60 and 90, respectively. The operation of each actuator can be synchronized and controlled. 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.

상기의 통신모듈은 인트라넷, 인터넷, 차량 네트워크 등을 통해 외부의 컴퓨팅 장치와 신호 및 데이터를 송수신하도록 구현될 수 있다. 통신모듈은 통신서브시스템을 포함할 수 있으며, 레이저 스캐닝을 통해 감지한 타겟이나 타켓과의 거리 등과 관련된 신호 혹은 데이터를 외부 장치에 전송할 수 있고, 외부 장치로부터 제어신호를 수신할 수 있다.The communication module may be implemented to transmit and receive signals and data to and from an external computing device through an intranet, the Internet, or a vehicle network. The communication module may include a communication subsystem, and may transmit a signal or data related to a target or distance to a target detected through laser scanning to an external device, and receive a control signal from the external device.

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.

도 5는 도 2의 라이다 장치에 채용되는 레이저 모듈 어셈블리의 정면도이다. 그리고 도 6은 도 5의 레이저 모듈 어셈블리의 A-A선에 의한 횡단면도이다.5 is a front view of a laser module assembly employed in the lidar device of FIG. 2. And FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of the laser module assembly of FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 모듈 어셈블리(40)는 고정프레임(45)에 고정될 수 있다. 고정프레임(45)는 하부케이스(11)의 바닥면에서 소정 높이를 갖도록 하부케이스(11)에 고정될 수 있다. 레이저 모듈 어셈블리(40)는 제1 레이저 모듈(41) 및 제2 레이저 모듈(42)을 구비한다.5 and 6, the laser module assembly 40 according to the present embodiment may be fixed to the fixing frame 45. The fixing frame 45 may be fixed to the lower case 11 so as to have a predetermined height from the bottom surface of the lower case 11. The laser module assembly 40 includes a first laser module 41 and a second laser module 42.

제1 레이저 모듈(41)은 펄스 레이저 다이오드(pulsed laser diode, PLD) 어레이 칩(41a)과 PLD 어레이 칩(41a)의 발광면 상에 설치되는 제1 렌즈(41b)를 구비할 수 있다. 제2 레이저 모듈(42)은 애벌런치 광 다이오드(avalanche photodiode, APD) 어레이 칩(42a)과 APD 어레이 칩(42a)의 수광면 상에 설치되는 제2 렌즈(42b)를 구비할 수 있다. 각 어레이 칩에는 복수의 발광유닛들 또는 복수의 수광유닛들이 구비될 수 있다. 그 경우, 각 렌즈(41b, 42b)는 대응 발광유닛에 대하여 렌즈유닛이 배열되는 다중 렌즈 형태를 구비할 수 있다.The first laser module 41 may include a pulsed laser diode (PLD) array chip 41a and a first lens 41b installed on a light emitting surface of the PLD array chip 41a. The second laser module 42 may include an avalanche photodiode (APD) array chip 42a and a second lens 42b installed on a light-receiving surface of the APD array chip 42a. Each array chip may be provided with a plurality of light emitting units or a plurality of light receiving units. In this case, each of the lenses 41b and 42b may have a multi-lens shape in which the lens units are arranged with respect to the corresponding light emitting unit.

본 실시예에서는 제1 및 제2 레이저 모듈들(41, 42)은 일방향에서 일렬로 배치되거나 혹은 수직방향에서 상하로 배치되고, 단일 칩 어레이(one chip array) 구조로 형성되어 장치의 소형화 및 제조원가의 절감효과에 기여할 수 있다. 단일 칩 어레이 구조는 단일 기판(43)을 포함한다.In this embodiment, the first and second laser modules 41 and 42 are arranged in a row in one direction or vertically arranged in a vertical direction, and are formed in a single chip array structure to reduce the size and manufacturing cost of the device. Can contribute to the reduction effect of The single chip array structure includes a single substrate 43.

또한, 제1 레이저 모듈(41)과 제2 레이저 모듈(42) 각각은 투명캡(44)에 의해 진공 패키징될 수 있다. 투명캡(44)은 발광명 혹은 수광면에 대응하는 부분에서 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 볼록한 형태를 구비할 수 있다. 이러한 구성의 경우, 수직 방향에서 복수의 수평 라인들에 대하여 스캐닝 동작을 수행할 수 있어 스캐닝 속도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.In addition, each of the first laser module 41 and the second laser module 42 may be vacuum packaged by the transparent cap 44. The transparent cap 44 may have a shape having the largest thickness at the center and convex outward at a portion corresponding to the light emitting name or the light receiving surface. In this configuration, a scanning operation can be performed on a plurality of horizontal lines in a vertical direction, so that a scanning speed can be greatly improved.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 장치에 채용할 수 있는 미러 구조를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a mirror structure that can be employed in the lidar device according to another embodiment of the present invention.

도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 라이다 장치의 미러 모듈(50)의 미러는 평평한 반사면(Rf)를 기준으로 안쪽으로 오목하게 들어간 오목 반사면(Ra)을 구비하거나, 바깥쪽으로 볼록하게 나온 볼록 반사면(Rb)를 구비할 수 있다. 이러한 미러의 반사면 구조는 라이다 장치의 용도, 분해능, 감지 거리 등에 따라 선택될 수 있으며, 그에 의해 용도나 사용 장소에 따른 맞춤형 라이다 장치를 제공하는데 적절하게 이용될 수 있다.7A and 7B, the mirror of the mirror module 50 of the lidar device according to the present embodiment is a concave reflective surface that is recessed inward with respect to the flat reflective surface Rf. (Ra) may be provided, or a convex reflective surface Rb protruding outward may be provided. The reflective surface structure of such a mirror may be selected according to the purpose of the lidar device, resolution, sensing distance, and the like, and thereby may be appropriately used to provide a custom lidar device according to the purpose or location of use.

도 8 및 도 9는 도 3의 라이다 장치의 수평 방향에서의 회동 동작을 설명하기 위한 평면도들이다. 그리고 도 10 및 도 11은 도 4의 라이다 장치의 수직 방향에서의 회동 동작을 설명하기 위한 우측면도들이다.8 and 9 are plan views illustrating a rotation operation of the LiDAR device of FIG. 3 in a horizontal direction. In addition, FIGS. 10 and 11 are right side views for explaining a rotation operation of the LiDAR device of FIG. 4 in a vertical direction.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 제1 액추에이터(60)의 동작에 따라 미러 모듈(50)을 소정의 수직축을 기준으로 일정 각도 범위에서 왕복 회전 운동시킬 수 있다. 그 경우, 레이저 모듈 어셈블리(40)와의 레이저빔에 대한 반사 각도가 변하며 일정 범위의 수평 라인에 대한 레이저빔 조사와 반사 레이저빔의 수신 동작을 수행할 수 있게 된다.8 and 9, the lidar device 100 according to the present embodiment moves the mirror module 50 reciprocally and rotates at a certain angle range with respect to a predetermined vertical axis according to the operation of the first actuator 60. I can make it. In this case, the angle of reflection of the laser beam with respect to the laser module assembly 40 is changed, and it is possible to perform laser beam irradiation and reception of the reflected laser beam for a predetermined range of horizontal lines.

한편, 라이다 장치(100)는 도 9에 도시한 바와 같이 미러 모듈(50)의 수평 방향에서 최대 회전 각도 혹은 그에 근접한 각도로 회전될 때, 레이저빔의 조사 동작이나 레이저빔의 수신 동작을 정지하고, 이러한 정지 구간 혹은 정지 구간에 대응하는 정지 시간 동안 제2 액추에이터(90)가 미러 모듈(50)을 수직 방향에서 미리 설정된 각도만큼 회동시키도록 설정될 수 있다.On the other hand, when the lidar device 100 is rotated at or near the maximum rotation angle in the horizontal direction of the mirror module 50 as shown in FIG. 9, the irradiation operation of the laser beam or the reception operation of the laser beam is stopped. And, the second actuator 90 may be set to rotate the mirror module 50 by a preset angle in the vertical direction during the stop period or the stop time corresponding to the stop period.

다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 제2 액추에이터(90)의 동작에 따라 미러 하우징(70)을 소정의 수평축을 기준으로 일정 각도 범위에서 왕복 회전 운동시킬 수 있다. 그 경우, 라이다 장치(100)는 레이저 모듈 어셈블리(40)와 미러 모듈(50) 간의 레이저빔에 대한 반사 각도가 변하며 레이저빔이 미러(51)의 어느 하나의 수평 라인 상에서 다른 하나의 수평 라인 상으로 수직 이동하는 방식으로 이동된 수평 라인 상에서의 레이저빔 조사와 반사 레이저빔의 수신 동작을 수행할 수 있도록 이루어진다.Next, referring to FIGS. 10 and 11, the lidar device 100 according to the present embodiment moves the mirror housing 70 in a certain angle range with respect to a predetermined horizontal axis according to the operation of the second actuator 90. It can be reciprocated and rotated. In that case, the lidar device 100 changes the reflection angle of the laser beam between the laser module assembly 40 and the mirror module 50, and the laser beam is a horizontal line on one horizontal line of the mirror 51 It is configured to perform the laser beam irradiation and reception of the reflected laser beam on the horizontal line moved in a vertically moving manner.

전술한 구성에 의하면, 본 실시예에 라이다 장치(100)는 제2 액추에이터(90)의 동작에 의해 선택되는 수직 방향에서의 여러 라인들 중 특정 위치에 위치하는 제1 라인 상에서 레이저빔이 조사 혹은 반사되도록 정렬되고, 제1 액추에이터(60)의 동작에 의해 제1 라인을 따라 수평 방향에서 레이저빔이 조사 혹은 반사되도록 이루어질 수 있다.According to the above configuration, according to the present embodiment, the lidar device 100 is irradiated with a laser beam on a first line located at a specific position among several lines in a vertical direction selected by the operation of the second actuator 90 Alternatively, it may be aligned to be reflected, and the laser beam may be irradiated or reflected in a horizontal direction along the first line by the operation of the first actuator 60.

전술한 라이다 장치의 구성에 의하면, 장치에서 회전 유닛을 생략할 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있으며, 소형화, 경량화, 고성능화, 장수명화 면에서 우수하고, 저렴한 제조 비용을 특징을 가질 수 있다.According to the configuration of the lidar device described above, the rotating unit can be omitted from the device, the manufacturing process can be simplified, and it is excellent in terms of miniaturization, weight reduction, high performance, long life, and low manufacturing cost. .

본 발명은 전술한 실시예 외에 다양한 변형이 가능함은 당연하다. 본 발명의 라이다 장치는 차량, 로봇, 선박, 헬기, 드론, 청소기 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 can be applied to moving objects such as vehicles, robots, ships, helicopters, drones, vacuum cleaners, etc., and can also be applied to fixed bodies with limited movement of buildings, columns, towers, etc. 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 those of ordinary skill in the technical field of the present invention will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that various modifications and changes can be made to the present invention.

Claims (5)

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 모듈;
상기 미러 모듈의 배면 일측을 밀거나 당겨 상기 미러 모듈을 수평 방향에서 회동시키는 제1 액추에이터;
상기 미러 모듈과 상기 제1 액추에이터를 수납하는 미러 하우징;
상기 미러 하우징을 하부 케이스 상에 일정 간격 이격하여 지지하며 상기 미러 하우징의 지지점에서 상기 미러 하우징의 상하 방향에서의 회동축을 형성하는 지지프레임;
상기 하부 케이스 상에서 상기 미러 하우징의 저면 일측을 밀거나 당겨 상기 미러 하우징을 수직 방향에서 회동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 미러 모듈, 상기 미러 하우징, 상기 지지프레임 및 상기 제2 액추에이터를 덮으며 상기 하부 케이스와 결합하는 상부 케이스;
를 포함하는 라이다 광학 장치.
As an optical device for light detection and ranging radar (LIDAR) that transmits and receives laser light,
A mirror module disposed adjacent to a laser module assembly including a laser transmission module and a laser reception module;
A first actuator that pushes or pulls one side of the rear surface of the mirror module to rotate the mirror module in a horizontal direction;
A mirror housing accommodating the mirror module and the first actuator;
A support frame for supporting the mirror housing on a lower case at a predetermined interval and forming a rotation axis in the vertical direction of the mirror housing at a support point of the mirror housing;
A second actuator for rotating the mirror housing in a vertical direction by pushing or pulling one side of the bottom surface of the mirror housing on the lower case; And
An upper case covering the mirror module, the mirror housing, the support frame, and the second actuator and coupled to the lower case;
Lidar optical device comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 액추에이터 또는 상기 제2 액추에이터는 보이스 코일 모터인, 라이다 광학 장치.
The method according to claim 1,
The lidar optical device, wherein the first actuator or the second actuator is a voice coil motor.
청구항 1에 있어서,
상기 미러 모듈의 미러는 오목 또는 볼록 반사 미러를 포함하고,
상기 오목 또는 볼록 반사 미러는 상기 곡면의 임의의 가장자리 점과 최대 깊이의 저점 또는 고점을 연결하는 직선 경사 성분과 상기 오목 또는 볼록 반사 미러가 평평한 주면을 가질 때 상기 주면과 직교하는 수직 성분과 이루는 각이 80°이상이고 90°보다 작은, 라이다 광학 장치.
The method according to claim 1,
The mirror of the mirror module includes a concave or convex reflective mirror,
The concave or convex reflective mirror is an angle formed by a linear inclination component connecting an arbitrary edge point of the curved surface and a low or high point of the maximum depth, and a vertical component orthogonal to the main surface when the concave or convex reflective mirror has a flat main surface. It is more than 80° and less than 90°, a lidar optical device.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 라이다 광학 장치;
상기 라이다 광학 장치로 레이저빔을 전송하는 레이저 발신모듈; 및
상기 라이다 광학 장치에서 반사되어 오는 레이저빔을 수신하는 레이저 수신모듈;을 포함하는 라이다 장치,
The lidar optical device of any one of claims 1 to 3;
A laser transmission module for transmitting a laser beam to the lidar optical device; And
A lidar device comprising; a laser receiving module for receiving a laser beam reflected from the lidar optical device,
청구항 4에 있어서,
상기 레이저 발신모듈은 펄스 레이저 다이오드 어레이 렌즈들을 구비하고,
상기 레이저 수신모듈은 APD(avalanche photodiode)디텍터 어레이를 구비하고,
상기 레이저 발신모듈과 상기 레이저 수신모듈은 단일 칩 어레이 타입의 통합 모듈인, 라이다 장치.
The method of claim 4,
The laser transmission module includes pulsed laser diode array lenses,
The laser receiving module has an APD (avalanche photodiode) detector array,
The laser transmitting module and the laser receiving module are integrated modules of a single chip array type, a lidar device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190012340A (en) 2017-07-27 2019-02-11 주식회사 엠쏘텍 Irrotational omnidirectional lidar apparatus

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