KR20210063250A - Lidar 센서 - Google Patents

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KR20210063250A
KR20210063250A KR1020200156279A KR20200156279A KR20210063250A KR 20210063250 A KR20210063250 A KR 20210063250A KR 1020200156279 A KR1020200156279 A KR 1020200156279A KR 20200156279 A KR20200156279 A KR 20200156279A KR 20210063250 A KR20210063250 A KR 20210063250A
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lidar sensor
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light receiving
receiving unit
scanning
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KR1020200156279A
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알프 노이슈타트
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 LiDAR 센서(1)에 관한 것이며, 이 LiDAR 센서(1)는, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 방향으로 스캐닝 빔(3)을 방출하도록 설계된 광 송신 유닛(2)을 포함하고, 스캐닝 빔이 LiDAR 센서(1)의 주변에서 반사된 후에 반사된 스캐닝 빔(6)을 수신하도록 설계된 광 수신 유닛(5)을 포함하며, 이 경우 광 수신 유닛(5)은 이 광 수신 유닛(5)의 광축(7)을 따라 정렬된 1차 수신 방향을 가지며, 제1 미러 표면(9) 및 제2 미러 표면(10)을 포함하는 편향 광학 장치(8)를 포함하며, 이 경우 광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 제1 미러 표면(9)을 향해 정렬되어 있고, 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은 제2 미러 표면(10)을 향해 정렬되어 있으며, 이 경우 광 송신 유닛(2)은 광 수신 유닛(5)과 함께 LiDAR 센서(1)의 광 경로에서 편향 광학 장치(8)의 공통 제1 측면에 배열되어 있으며, 그리고 LiDAR 센서(1)의 광 경로에서 편향 광학 장치(8)의 제2 측면에 배열되어 있고, 스캐닝 빔(3)을 이용해서 LiDAR 센서(1)의 주변을 스캐닝하기 위하여 편향 광학 장치(8)에 의해 반사된 스캐닝 빔(3)을 상이한 방향으로 편향시키도록 그리고 반사된 스캐닝 빔(6)을 역으로 편향 광학 장치(8)로 편향시키도록 설계된 스캐닝 유닛(11)을 포함한다.

Description

LIDAR 센서{LIDAR SENSOR}
본 발명은, 광 송신 유닛, 광 수신 유닛 및 스캐닝 유닛을 갖는 LIDAR 센서에 관한 것이다.
지금까지 자동차 분야에서는 실질적으로 운전자 지원 시스템을 위해 설계된 LiDAR 센서가 있었다. 이와 같은 LiDAR 센서는 전방을 향하는 시야를 갖는 경우가 많다. 이 경우, LiDAR 센서는 수평 시야는 넓지만, 중심축에서 멀어짐에 따라 유효 범위(coverage)가 급격히 감소한다.
자율 주행을 위해 LiDAR 센서를 사용하는 경우에는, 테스트 차량에서 활성 회전자를 구비한 시스템이 사용된다. 이와 같은 시스템은 당연히 매우 큰 수평 개방각 및 이 개방각에 걸쳐 일정한 유효 범위를 갖는다. 그러나 이와 같은 시스템은 차량에서의 연속 사용에 있어서 여러 단점을 갖고 있다. 따라서, 전자 장치의 일부는 회전하고, 다른 일부는 정지해 있다. 이로 인해, 고정자와 회전자 간의 에너지 및 데이터 전송을 포함하여 훨씬 더 많은 전자 장치가 필요하게 된다. 이는 비용을 상승시키고 서비스 수명을 단축시킨다. 또한, 차량에 의해 야기되는 진동으로 인한, LiDAR 센서의 안정성에 대한 요구가 중량 회전자 구조를 야기하게 된다. 그렇기 때문에, 대형 베어링 및 매우 강력한 모터가 요구된다. 또한, 회전자의 전자 장치는 LiDAR 센서 내의 공기를 통해서만 냉각될 수 있다. 그렇기 때문에, 전자 부품의 주어진 한계 온도에서는, LiDAR 센서의 허용 하우징 온도가 대부분 낮다. 하지만, 높은 전력 소비와 더불어 차량 측에서의 냉각에 대한 요건이 매우 까다롭다. 또한, LiDAR 센서는 구조적으로 매우 크다. 이 점이 차량 내에 통합되기가 어렵게 만든다.
또한, 활성 회전자를 구비한 이와 같은 LiDAR 센서에서는, 스캐닝 시스템의 소스가 센서 중심축 상에 놓여 있다. 그렇기 때문에, LiDAR 센서를 차량에 설치해야 하는 경우에는, 차체에서 LiDAR 센서만큼의 영역이 비워져야 한다.
본 발명에 따른 LIDAR 센서는 광 송신 유닛, 광 수신 유닛, 편향 광학 장치 및 스캐닝 유닛을 포함한다. 광 송신 유닛은, 광 송신 유닛의 광축의 방향으로 스캐닝 빔을 방출하도록 설계된다. 광 수신 유닛은, LIDAR 센서의 주변에서 스캐닝 빔이 반사된 후에 이 반사된 스캐닝 빔을 수신하도록 설계되며, 이 경우 광 수신 유닛은 이 광 수신 유닛의 광축을 따라 정렬된 1차 수신 방향을 갖는다. 편향 광학 장치는 제1 미러 표면 및 제2 미러 표면을 포함하며, 이 경우 광 송신 유닛의 광축은 제1 미러 표면을 향해 정렬되고, 광 수신 유닛의 광축은 제2 미러 표면을 향해 정렬되며, 이 경우 광 송신 유닛은 광 수신 유닛과 함께 LIDAR 센서의 광 경로에서 편향 광학 장치의 공통의 제1 측면에 배치된다. 스캐닝 유닛은 LiDAR 센서의 광 경로 내에서 편향 광학 장치의 제2 측면에 배치되며; 스캐닝 빔을 이용해서 LiDAR 센서의 주변을 스캐닝하기 위해, 편향 광학 장치에 의해 반사된 스캐닝 빔을 상이한 방향으로 편향시키고 반사된 스캐닝 빔을 역으로 편향 광학 장치로 편향시키도록 설계된다.
광 송신 유닛은 특히, 스캐닝 빔을 방출하는 레이저이다. 이때, 광 송신 유닛의 광축은, 스캐닝 빔의 중심 전파 방향을 정의하는 방향이다. 광 수신 유닛은, 특히 광이 광 송신 유닛으로부터 방출되는 파장에서 광을 수신하도록 설계된 광학 센서이다. 광 수신 유닛은, 광 수신 유닛의 광축을 따라 정렬된 1차 수신 방향을 갖는다. 이는, 이 방향으로부터 입사되는 광을 검출하기 위하여, 광 수신 유닛이 특정 방향으로 정렬될 수 있음을 의미한다. 그 방향은 1차 수신 방향이다. 광 수신 유닛의 광축은 정렬은 상기 1차 수신 방향에 상응한다. 광 송신 유닛 및/또는 광 수신 유닛이 광 송신 유닛 또는 광 수신 유닛의 활성 송신 영역 또는 활성 수신 영역 앞에 배치된 렌즈를 포함하는 경우, 광 송신 유닛 또는 광 수신 유닛의 광축은 그 앞에 배치된 렌즈의 광축에 상응한다.
반사된 스캐닝 빔은, 스캐닝 빔이 LiDAR 센서의 주변에서 산란된 후에 상기 스캐닝 빔으로부터 유도된다. 따라서, 반사된 스캐닝 빔은 스캐닝 빔의 반사된 부분이다.
편향 광학 장치는, 방출된 스캐닝 빔 및 수신되어 반사된 스캐닝 빔의 파형에 영향을 미치기에 적합한 하나 또는 복수의 광학 요소를 포함한다. 즉, 편향 광학 장치는 제1 미러 표면 및 제2 미러 표면을 갖는다. 제1 미러 표면은 바람직하게 제1 미러의 표면이고, 제2 미러 표면은 바람직하게 제2 미러의 표면이다. 하지만, 제1 미러 표면 및 제2 미러 표면이 개별 미러의 공통 미러 표면의 상이한 부분인 옵션도 있다. 광 송신 유닛은 광 수신 유닛과 함께 LIDAR 센서의 광 경로 내에서 편향 광학 장치의 공통의 제1 측에 배치된다. 이는, 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛이 하나의 공통 측으로부터 편향 광학 장치로 향해 있음을 의미한다. 이때, 광 경로는 광 송신 경로 또는 광 수신 경로이다. 특히, 광 경로는 광 송신 경로와 광 수신 경로의 조합이다. 이때, 공통 측은 하나의 공통 방향에 의해 정의되며, 이 공통 방향으로부터 스캐닝 빔이 출발하여 편향 광학 장치에 충돌하고, 반사된 스캐닝 빔이 이 방향으로 투사되어 광 수신 유닛에 충돌하게 된다. LIDAR 센서의 광 경로는, 스캐닝 빔이 LIDAR 센서로부터 방출되는 지점이자, 반사된 스캐닝 빔이 LIDAR 센서 내로 입사되는 지점까지 이르는, 편향 광학 장치 및 스캐닝 유닛을 통한 광 수신 유닛과 광 송신 유닛 간의 연결이다.
스캐닝 유닛은 LIDAR 센서의 광 경로 내에서 편향 광학 장치의 제2 측에 배치되어 있다. 이는, 스캐닝 빔이 광 송신 유닛으로부터 편향 광학 장치의 제1 미러 표면을 거쳐 스캐닝 유닛으로 투사된다는 것을 의미한다. 반대로, 반사된 스캐닝 빔은 스캐닝 유닛으로부터 편향 광학 장치의 제2 미러 표면으로 투사되고, 그곳으로부터 광 수신 유닛으로 반사된다. 스캐닝 유닛은 특히 회전 미러 시스템 또는 진동 미러이다.
광 송신 유닛 및 광 수신 유닛이 동일한 방향으로부터 편향 광학 장치를 향함으로써, 광 송신 유닛에 의해 스캐닝 빔으로서 방출되는 광이 광 수신 유닛 내로 직접 반사되고, 이로 인해 광 수신 유닛이 일정 시간 블라인드되는(blinded) 현상이 발생할 수 있다. 그렇기 때문에, 광 수신 유닛은 재생 시간이 특히 짧은 수신 유닛, 특히 SPAD를 기반으로 하는 수신기인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, LIDAR 센서의 송신 경로와 수신 경로가 특히 컴팩트하게 서로 교차될 수 있다. 이로써 특히 컴팩트한 LIDAR 센서가 구현된다. 나아가, 스캐닝 유닛에 대한 광 수신 유닛과 광 송신 유닛의 본 발명에 따른 상대 배치에 의해 특히 컴팩트한 시스템이 구현되는데, 그 이유는 이와 같은 LIDAR 센서의 베이스 표면이 특히 작기 때문이다. 그래서, 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛의 광축이 직접 스캐닝 유닛을 향할 수 없다. 따라서, 상기 스캐닝 유닛은 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛 옆에 배치될 수 있고, 스캐닝 빔 또는 반사된 스캐닝 빔은 편향 광학 장치를 통해 스캐닝 유닛으로 편향된다.
송신 유닛에서 출발하여 광 송신 유닛의 광축이 추종되는 경우, 스캐닝 빔이스캐닝 유닛 상으로 특정 방향으로 편향되는 방식으로, 방출되는 스캐닝 빔 및 반사된 스캐닝 빔의 광 경로가 편향 광학 장치에 의해 편향된다. 그에 상응하게, 반사된 스캐닝 빔이 특정 방향으로부터 유래하여 스캐닝 유닛에 의해 편향 광학 장치로 반사되는 경우에는, 상기 반사된 스캐닝 빔이 편향 광학 장치에 의해 광 수신 유닛의 광축으로 편향된다.
따라서, 특히 넓은 수평 시야(field of view)를 갖는 LiDAR 센서가 생성된다. 이때, 시야는, iDAR 센서의 주변에서 LiDAR 센서의 스캐닝 빔에 의해 스캐닝되는 범위이다. LiDAR 센서의 스캐닝 빔은 수평 방향으로 시야를 통과하는데, 그 이유는 스캐닝 빔이 스캐닝 유닛에 의해 상기 방향으로 이동하기 때문이다. 따라서, 수평 방향은 특히 스캐닝 유닛의 회전축에 수직인 방향이다. 수평 시야가 특히 넓은 이유는, 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛이 편향 광학 장치 때문에 시야를 제한하지 않는 방식으로 배치될 수 있기 때문이다. 따라서, 특히 넓은 시야가 가능해지며, 이 경우 비교적 넓은 수직 시야에서는 거의 일정한 유효 범위가 가능해진다.
회전하는 미러를 갖는 LiDAR 센서는 지금까지 유효 범위가 일정한 설계를 위해서는 적합하지 않았는데, 그 이유는 수신기(또는 전자 증폭 장치)가 복구 시간이 길고 센서의 근거리 음장에서 넓은 데드 존(dead zone)에 대해 센서에서 송신/수신 결합을 야기함에 따라, 기존의 기술에서는 광 송신 영역과 광 수신 영역이 엄격하게 분리되어야 했기 때문이다. 본 발명에 따른 LiDAR 센서에 의해서는 높은 유효 범위가 보장되며, 이 경우 레이저 등급 1의 요건 및 제한을 보장하기 위해 큰 송신 애퍼처가 가능해질 뿐만 아니라, 타깃으로부터 가급적 많은 광을 수신하기 위해 큰 수신 애퍼처도 가능해진다. 이 경우, 큰 수직 시야에 의해 송신 영역 및 수신 영역을 위해 필요한 설치 공간이 구조적으로 불필요하게 커지는 현상이 방지되는데, 그 이유는 지금까지는 송신 영역과 수신 영역의 분리를 위해 많은 공간이 필요했기 때문이다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 보여준다.
바람직하게, 광 송신 유닛의 광축은 광 수신 유닛의 광축에 대해 평행하게 놓인다. 이는, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛이 동일한 방향으로 정렬됨으로써, LIDAR 센서의 특히 컴팩트한 디자인이 가능해짐을 의미한다.
또한, 광 송신 유닛의 광축과 제1 미러 표면 사이의 입사각이 45°이거나 45°보다 작으며, 그리고/또는 광 수신 유닛의 광축과 제2 미러 표면 사이의 입사각이 45°이거나 45°보다 작은 것이 바람직하다. 특히 입사각이 45°보다 작은 경우, 스캐닝 유닛은 많은 부분이 광 송신 유닛 및/또는 광 수신 유닛에 중첩되도록 배치될 수 있다. 따라서, LIDAR 센서의 하우징 내에서 필요한 설치 공간이 줄어든다. 이는 특히, 광 송신 유닛의 광축과 제1 미러 표면 사이의 입사각이 45°보다 작은 동시에 광 수신 유닛의 광축과 제2 미러 표면 사이의 입사각이 45°보다 작고, 이와 동시에 광 송신 유닛과 광 수신 유닛의 광축이 서로 평행하게 놓여 있는 경우에 적용된다. 이때, 입사각은, 미러 표면들 중 하나에 서 있는 수직선과 각각 미러 표면을 향하는 광축 사이에서 나타나는 각이다.
스캐닝 유닛의 회전축이, 광 송신 유닛 내 광축이 제1 미러 표면에 충돌하는 지점에서 출발하여, 광 송신 유닛의 광축의 방향을 따라, 상기 광 송신 유닛도 놓여 있는, 제1 미러 표면의 측에 배치되며, 그리고/또는 광 수신 유닛의 광축이 제2 미러 표면에 충돌하는 지점에서 출발하여, 광 수신 유닛의 광축의 방향을 따라, 상기 광 수신 유닛도 배치되어 있는, 제1 미러 표면의 측에 배되는 것이 바람직하다. 이는, 달리 표현하면, 광 송신 유닛으로부터 출발하는 스캐닝 빔뿐만 아니라 광 수신 유닛으로 역으로 송신되는 반사된 스캐닝 빔도, 스캐닝 유닛에 충돌하기 위해 편향 광학 장치의 개별 미러 표면에서 예각으로 반사되도록, 스캐닝 유닛의 회전축이 배치되어 있음을 의미한다. 이 경우, 편향 광학 장치와 스캐닝 유닛 사이의 거리에 따라, 스캐닝 유닛이 LIDAR 센서 내의 광축을 따라 광 송신 유닛 또는 광 수신 유닛의 일 측으로 이동될 수 있다. 따라서, LIDAR 센서의 하우징 형상은, 최대한 컴팩트한 LIDAR 센서를 생성하기 위해 최적화될 수 있다.
또한, 광 송신 유닛의 광축 및/또는 광 수신 유닛의 광축이 스캐닝 유닛의 회전 평면에 대해 평행하게 정렬되는 것이 바람직하다. 이때, 회전 평면은 LIDAR 센서의 시야가 연장되는 평면이다. 따라서, 회전 평면은 스캐닝 유닛의 회전축에 대해 수직인 평면이며, 이 경우 스캐닝 유닛은 특히 회전 미러 시스템 또는 진동 미러 시스템이다. 이때, 광 송신 유닛의 광축 및 광 수신 유닛의 광축은 전형적으로 서로 평행하게 놓여 있는 스캐닝 유닛의 상이한 회전 평면들 내에 배치된다. 특히, 이때 스캐닝 유닛의 회전축은 스캐닝 유닛의 광축 및/또는 수신 유닛의 광축에 대해 수직이다.
더욱 바람직하게, 광 스캐닝 유닛은 라인 레이저이며, 이 경우 라인 레이저의 레이저 라인은 스캐닝 유닛의 회전축에 대해 평행하게 정렬되어 있다. 이는, 스캐닝 빔이 라인의 빔 형상을 가짐을 의미하며, 이 경우 스캐닝 빔은 스캐닝 빔의 라인 형상의 정렬에 대해 직각으로 이동된다. 따라서, LIDAR 센서의 주변 영역이 스캐닝될 수 있으며, 이때 스캐닝 유닛의 회전축 둘레로 스캐닝 유닛을 통과하는 스캐닝 빔의 이동은 여러 평면 내 지점들을 검출하기에 충분하다. 이때, 스캐닝 유닛의 반사 영역은 방출되는 스캐닝 빔 및 반사되는 스캐닝 빔에 의해 공통으로 이용될 수 있다. 이는, 달리 표현하면, 스캐닝 유닛의 미러가 광 송신 유닛에 의해 충분히 조사되는 점, 즉, 반사된 스캐닝 빔을 편향 유닛으로 편향시키기 위해 이용되는 스캐닝 유닛의 영역에도 라인 형상의 스캐닝 빔이 조사되는 점을 의미한다. 즉, 광 수신 유닛으로 광을 충분히 역편향시키기 위해 특히 큰 미러 표면이 이용된다.
또한, LIDAR 센서의 광 송신 경로와 광 수신 경로가 스캐닝 유닛과 편향 광학 장치 사이에서 교차되는 것이 바람직하다. 이는, 스캐닝 빔의 경로가 반사된 스캐닝 빔의 경로와 교차하는 것이 바람직함을 의미한다. 이러한 방식으로, LIDAR 센서의 특히 컴팩트한 구조가 가능해진다.
또한, 광 송신 유닛의 광축이 스캐닝 유닛의 회전축의 방향으로 광 수신 유닛의 광축에 대해 오프셋되는 것이 바람직하다. 이는, 달리 표현하면, 광 송신 유닛의 광축과 광 수신 유닛의 광축이, 모두 스캐닝 유닛의 회전축에 대해 수직으로 서 있는 서로 다른 평면 내에 배치됨을 의미한다. 따라서, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛이 LIDAR 센서의 상이한 평면 내에 배치된다. 따라서, 회전축이 LIDAR 센서의 수직축이라고 간주하면, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛은 서로 상하로 배치된다. 따라서, LIDAR 센서의 베이스 표면이 최소화될 수 있다. 대안적으로, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛은 LIDAR 센서의 공통 평면 내에 나란히 배열된다. 이로써, 광 송신 유닛의 광축과 광 수신 유닛의 광축이 특히 스캐닝 유닛의 회전축에 수직인 공통 평면 내에 배치된다.
또한, 스캐닝 유닛의 회전축까지의 광 송신 유닛의 광축의 최소 거리가 스캐닝 유닛의 회전축까지의 광 수신 유닛의 광축의 최소 거리와 같지 않은 것이 바람직하다. 이는, 광 송신 유닛이 바람직하게는 광 수신 유닛보다 스캐닝 유닛으로부터 더 멀리 또는 더 가까이 떨어져 있음을 의미한다. 이때, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛은 바람직하게 서로 상하로 배열된다. 이는, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛의 광축을 관찰할 때, 스캐닝 유닛의 회전축이 LIDAR 센서의 수직축으로 간주되는 경우, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛이 바람직하게 서로 대각으로 오프셋되어 있음을 의미한다. 특히, 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛이 원통형 구조를 갖고 있고, 이때 원통 형상이 개별 광축을 원통 축으로서 갖는 경우, 광 송신 유닛과 광 수신 유닛이 서로 매우 가까이 배열될 수 있음으로써, LIDAR 센서의 구조적 크기가 최소화된다. 광 송신 유닛과 광 수신 유닛은 바람직하게 서로 직접 인접하여 배열된다.
또한, LIDAR 센서가, LIDAR 센서의 뷰잉 윈도우를 세척하도록 설계된 세척 유닛을 구비하고, 이때 세척 유닛은 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛에서 볼 때 편향 광학 장치의 후방에 배치되는 것이 바람직하다. 광 송신 유닛으로부터 방출된 스캐닝 빔은 먼저 편향 광학 장치에 의해 편향됨에 따라 상기 영역에 닿지 않기 때문에, 스캐닝 빔의 중단을 피하기 위해 뷰잉 윈도우의 상기 영역을 비워둘 수 없다. 따라서, 상기 영역은, 세척 유닛이 필요치 않을 때 세척 유닛을 배치해두기에 특히 적합하다. 이때, 세척 유닛은 특히 와이퍼 유닛, 예를 들어 와이퍼 블레이드이다.
또한, LIDAR 센서가 뷰잉 윈도우를 갖는 하우징을 구비하고, 이 경우 스캐닝 빔은 뷰잉 윈도우를 통해 LIDAR 센서의 주변으로 방출되고, 이때 뷰잉 윈도우는 곡률을 가지며, 스캐닝 유닛의 회전축은, 스캐닝 유닛의 회전 원주가 뷰잉 윈도우의 곡률 내에 놓여 있는 공간으로 연장되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 뷰잉 윈도우의 곡률 내에 있는 공간은, 뷰잉 윈도우의 2개 지점을 서로 직접 연결하는 직선과 뷰잉 윈도우 사이에서 나타나는 공간이다. 따라서, 뷰잉 윈도우는 스캐닝 유닛 둘레에 걸쳐 만곡되고, 이로 인해 LIDAR 센서의 하우징 내에서 필요한 설치 공간이 더욱 줄어들 수 있다.
또한, LiDAR 센서의 유효 범위가 이 센서의 시야에 걸쳐 가변적이며, 특히 LiDAR 센서의 유효 범위가 시야의 중앙 영역에서보다 시야의 측면 영역에서 더 작은 것이 바람직하다. 이때, 측면 영역은 특히 시야의 수평 방향에서의 측면 영역이다. 이러한 방식으로, LiDAR 센서가 특히 컴팩트하게 구현될 수 있게 된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 LIDAR 센서의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 LIDAR 센서 내에서 스캐닝 빔의 광 경로 및 반사된 스캐닝 빔의 광 경로의 개략도이다.
도 3은 정면에서 바라본 LIDAR 센서의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LIDAR 센서의 또 다른 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 LIDAR 센서(1)를 보여준다. 이 경우, LIDAR 센서(1)는 XY 평면을 재현하는 평면도로 도시되어 있다. LIDAR 센서(1)는 광 송신 유닛(2), 광 수신 유닛(5), 편향 광학 장치(8) 및 스캐닝 유닛(11)을 포함한다. 광 송신 유닛(2), 광 수신 유닛(5), 편향 광학 장치(8) 및 스캐닝 유닛(11)은 LIDAR 센서의 하우징(15)에 배열되어 있다. 하우징(15)의 일 측면은 뷰잉 윈도우(14)를 구비한다.
광 송신 유닛(2)은, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 방향으로 스캐닝 빔(3)을 방출하도록 설계되어 있다. 본 실시예에서, 광 송신 유닛(2)은 라인 레이저이며, 이 경우 라인 레이저의 레이저 라인은 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)에 대해 평행하게 정렬되어 있고, 스캐닝 빔(3)으로서 방출된다. 이는, 도 1에 도시된 LIDAR 센서(1)의 도해에서, 광 송신 유닛(2)에 의해 생성된 레이저 라인이 도 1에 도시된 투영면에 수직으로 서 있는 Z축에 상응하는 LIDAR 센서의 수직축을 따라 정렬되어 있음을 의미한다. 여기에 기술된 실시예에서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 라인 레이저에 의해 방출되는 레이저 라인의 중심에 놓여 있다. 따라서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 광 송신 유닛(2)의 1차 송신 방향이다.
광 수신 유닛(5)은, 반사된 스캐닝 빔(6)을 수신하도록 설계된다. 광 수신 유닛(5)은 바람직하게 SPAD 기반 센서이다. 이때, 반사된 스캐닝 빔(6)은, 방출된 스캐닝 빔(3)이 LIDAR 센서의 주변에서 반사되어 LIDAR 센서로 역으로 투사된 후에 반사된, 상기 방출된 스캐닝 빔(3)의 부분이다. 광 수신 유닛은, 광 수신 유닛의 광축을 따라 정렬된 1차 수신 방향을 갖는다. 광 수신 유닛(5)은, 수신된 광 신호, 여기에서는 반사된 스캐닝 빔(6)을 전기 신호로 변환하는 광학 센서이다. 광 수신 유닛(5)은 예를 들어 포토 센서이다. 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은 그 위치가 광 수신 유닛(5)의 1차 수신 방향에 상응한다. 본 실시예에서, 광 수신 유닛의 전면에는 렌즈가 배치되어 있다. 렌즈는 예를 들어 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈이다. 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은, 광 수신 유닛(5)의 입구에 배치된 렌즈의 광축에 상응한다.
광 송신 유닛(2)의 광축(4)뿐만 아니라 광 수신 유닛(5)의 광축(7)도 가상의 축일 뿐이며, LIDAR 센서(1)의 구조적 요소는 아니라는 점에 유의한다. 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)은, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)이 광 수신 유닛(5)의 광축(7)에 대해 평행하게 놓이도록 배열된다. 이때, 광 송신 유닛(2)과 광 수신 유닛(5)은 서로 직접 인접하여 배열된다. 이 경우, 도 1에 도시된 예에서, 광축(4, 7)은 X 방향뿐만 아니라 Z 방향으로도 서로 오프셋되어 있다.
편향 광학 장치(8)는 제1 미러 표면(9) 및 제2 미러 표면(10)을 갖는다. 이 경우, 제1 미러 표면(9)은 제1 미러의 표면이고, 제2 미러 표면(10)은 제2 미러의 표면이다. 이는, 본 실시예에서 편향 광학 장치(8)가 별도의 미러 표면(9, 10)을 갖는 2개의 별도의 미러를 구비하고 있음을 의미한다. 또 다른 실시예에서 LIDAR 센서(1)는, 제1 미러 표면(9) 및 제2 미러 표면(10)이 하나의 공통 미러 상에 배열되도록 설계될 수 있다.
광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 제1 미러 표면(9)을 향하고, 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은 제2 미러 표면(10)을 향한다. 이는, LIDAR 센서의 광 송신 경로 및 광 수신 경로가 편향 광학 장치(8)에 의해서 편향됨을 의미한다. 이로써, 광 송신 유닛(2)에 의해 방출된 스캐닝 빔(3)은 제1 미러 표면(9)에서 반사되어 스캐닝 유닛(11)으로 투사된다. 상응하는 방식으로, 스캐닝 유닛(11)으로부터 유래하여 반사된 스캐닝 빔(6)은 제2 미러 표면(10)에서 반사되어 광 수신 유닛(5)으로 투사된다. 광 송신 유닛(2)은 광 수신 유닛(5)과 함께 LIDAR 센서(1)의 광 경로 내에서 편향 광학 장치(8)의 공통의 제1 측에 배치된다. 이때, 광 경로는 광 송신 경로와 광 수신 경로의 조합이다. 광 송신 유닛(2)이 광 수신 유닛(5)과 함께 LIDAR 센서(1)의 광 경로 내에서 편향 광학 장치(8)의 공통의 제1 측에 배치됨으로써, 이들 유닛은 하나의 공통 방향으로부터 편향 광학 장치(8)를 바라보게 된다. 이는, 광축(4, 7)이 각각 관련 광 유닛(2, 5)으로부터 출발하여 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)을 따르고, 그 이후 이들 광축은 공통 방향으로부터 편향 광학 장치(8)에 충돌한다는 것을 의미한다. 이 경우, 공통 방향은 특히, 스캐닝 빔(3)의 광 경로와 반사된 스캐닝 빔의 광 경로가 편향 광학 장치(8)와 광 송신 유닛(2) 또는 광 수신 유닛(5) 사이에서 나란히 연장되는 경우, 즉, 상기 두 광 경로가 광 송신 유닛(2)의 광축(4)에 대해 수직으로 서 있거나 광 수신 유닛(7)의 광축(7)에 대해 수직으로 서 있는 평면과 교차할 때, 공통 방향으로서 간주될 수 있다.
스캐닝 유닛(11)은, LIDAR 센서(1)의 광 경로 내에 배치되어 있는 동시에 편향 광학 장치(8)의 제2 측에 배치되어 있다. 따라서, LIDAR 센서(1)의 광 경로는 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)에서 시작하여 편향 광학 장치(8)를 거쳐 스캐닝 유닛(11)으로 진행하고, 그곳으로부터 뷰잉 윈도우(14)를 거쳐 LIDAR 센서(1)의 주변으로 진행한다. 스캐닝 유닛(11)은, 본 실시예에서 2개의 개별 회전 미러, 여기서는 제1 회전 미러(11a) 및 제2 회전 미러(11b)를 포함하는 회전 미러 시스템이다. 스캐닝 유닛(11)의 회전 미러(11a, 11b)는 회전축(12)을 중심으로 회전한다. 이때, 회전 미러(11a, 11b)는 회전축(12)에 대해 평행하게 정렬된다. 스캐닝 유닛(11)의 회전 미러 시스템의 회전에 의해 스캐닝 빔(3)은 상이한 방향으로, 예를 들면 120°의 시야를 검출하기 위하여 -60° 내지 +60°의 각도 범위에서, 방출된다. 스캐닝 유닛(11)의 회전 미러 시스템의 회전 미러(11a, 11b)의 위치에 따라, 스캐닝 빔(3)이 송출된 영역과 동일한 영역으로부터, 반사된 스캐닝 빔(6)이 수신되고, 이로써 스캐닝 빔(3)은 객체에서 산란된다.
제1 미러 및 이로써 제1 미러 표면(9)은, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)과 제1 미러 표면(9) 사이에서 45° 미만의 입사각(α)이 도출되도록 광 송신 유닛(2) 앞에 배치된다. 대안적인 실시예들에서는 입사각(α)이 45°이다. 상응하는 방식으로, 제2 미러 표면(10)을 갖는 제2 미러는, 광 수신 유닛(5)의 광축(7)과 제2 미러 표면(10) 사이에서 45° 미만의 입사각(β)이 도출되도록, 광 수신 유닛(5) 앞에 배치되어 있다. 대안적인 실시예들에서는 입사각(β)이 45°이다. 그렇기 때문에, 도 1에서는, 스캐닝 빔(3) 및 반사된 스캐닝 빔(6)이 편향 광학 장치(8)에 의해서 90° 미만의 각도만큼 편향된다는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 스캐닝 유닛(11)이 광축(4, 7)의 방향으로 광 송신 유닛(2) 및/또는 광 수신 유닛(5)을 향해 이동할 수 있게 된다. 따라서, 미러 표면(14)은 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)에 더 가까이 접근할 수 있고, 이로 인해 특히 컴팩트한 LIDAR 센서(1)가 형성된다. 이는, 달리 표현하면, 스캐닝 유닛의 회전축(12)이, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)이 제1 미러 표면(9)에 충돌하는 지점에서 출발하여, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 방향을 따라, 상기 광 송신 유닛(2)도 놓여 있는, 제1 미러 표면(9)의 일 측에 배치됨을 의미한다. 이는 동시에, 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)이, 광 수신 유닛(5)의 광축(7)이 제2 미러 표면(10)에 충돌하는 지점에서 출발하여, 광 수신 유닛의 광축(7)의 방향을 따라, 상기 광 수신 유닛도 배치되어 있는, 제1 미러 표면(10)의 측에 배치됨을 의미한다.
광 송신 유닛(2)의 광축(4)과 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은 스캐닝 유닛(11)의 회전 평면에 대해 평행하게 정렬된다. 스캐닝 유닛(11)의 회전 평면은 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)에 대해 수직으로 서 있고, 도 1에서는 XY 평면에 대해 평행한 평면에 상응한다. 스캐닝 유닛(11) 및 광 송신 유닛(2)은 LIDAR 센서(1) 내의 동일한 평면에서 수직축을 따라, 그리고 이로써 LIDAR 센서(1)의 회전축(12)을 따라 배열된다. 스캐닝 유닛(11) 및 광 수신 유닛(5)은 LIDAR 센서(1) 내의 동일한 평면에서 수직축을 따라, 그리고 이로써 LIDAR 센서(1)의 회전축(12)을 따라 배열된다. 이 경우, 광 송신 유닛(2)은 회전축(12)을 따라 광 수신 유닛(5)의 위쪽에 놓이고, 스캐닝 유닛(11)은 광 스캐닝 유닛(2)의 옆에 놓일 뿐만 아니라 광 수신 유닛(5) 옆에도 놓인다.
LIDAR 센서(1)의 광 송신 경로 및 광 수신 경로는 적어도 스캐닝 유닛(11)과 편향 광학 장치(8) 사이에서 서로 교차되어 있다. 이는, 방출된 스캐닝 빔(3) 및 수신된 스캐닝 빔(6)이 스캐닝 유닛(11)과 편향 광학 장치(8) 사이에서 LIDAR 센서(1)의 공통 공간 영역을 통과함을 의미한다. 이와 관련해서는 도 2를 참조한다.
도 2는, LIDAR 센서(1)의 광 경로의 개략도이다. 본 도면에는 LIDAR 센서(1)의 광 경로가 펼쳐져 있으며, 이는 LIDAR 센서(1)의 광 송신 경로와 광 수신 경로가 교차되어 있음을 보여준다. 스캐닝 빔(3)이 광 송신 유닛(2)에서 출발하여 제1 미러 표면(9)으로 투사되고, 그곳으로부터 스캐닝 유닛(11)으로, 특히 스캐닝 유닛(11)의 회전 미러(11a, 11b) 중 하나로 투사되는 점을 알 수 있다. 스캐닝 유닛(11)에서 출발하여 스캐닝 빔(3)은 뷰잉 윈도우(14)를 거쳐 LIDAR 센서(1)의 주변으로 송출된다.
또한, 반사된 스캐닝 빔(6)이 스캐닝 유닛(11)으로부터 제2 미러 표면(10)으로 그리고 그곳으로부터 광 수신 유닛(5)으로 투사되는 점도 알 수 있다. 이 경우, 스캐닝 빔(3) 및 반사된 스캐닝 빔(6)이 스캐닝 유닛(11)의 회전 미러 시스템의 미러의 동일한 영역을 이용한다는 것을 알 수 있다. 편향 광학 장치(8)와 스캐닝 유닛(11) 사이에서는, 스캐닝 빔(3) 및 반사된 스캐닝 빔(6)이 LIDAR 센서(1) 내부에서 동일한 영역을 통과한다. 따라서, 광 송신 경로, 즉, 스캐닝 빔(3)에 의해 통과되는 영역과 광 수신 경로, 즉, 반사된 스캐닝 빔(6)에 의해 통과되는 영역이 서로 교차되어 있다.
유의할 점은, 광 송신 경로, 즉, 스캐닝 빔(3)이 뒤따르는 경로뿐만 아니라 광 수신 경로, 즉, 반사된 스캐닝 빔(6)이 뒤따르는 경로도 또 다른 광학 요소, 특히 렌즈를 포함할 수 있다는 점이다. 즉, 도 1에서는 예를 들어 제1 렌즈(17) 및 제2 렌즈(18)가 광 송신 경로 내에 배치되어 있다. 이때, 제1 렌즈(17)는 편향 광학 장치(8)와 광 송신 유닛(2) 사이에 배치되어 있고, 제2 렌즈(18)는 편향 광학 장치(8)와 스캐닝 유닛(11) 사이에 배치되어 있다. 유의할 점은, 또 다른 실시예에서는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 제2 렌즈(18)만 LIDAR 센서(1) 내에 배치된다는 것이다. 또한, 광 송신 유닛(2)뿐만 아니라 광 수신 유닛(5)도, 예를 들어 광 수신 유닛(5)이 수렴 렌즈 또는 수신 대물렌즈(19)를 포함하는 도 2에 도시된 바와 같이, 또 다른 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 렌즈뿐만 아니라 복수의 렌즈도 LIDAR 센서(1)의 광 경로 내에서 편향 광학 장치(8)의 앞에 또는 뒤에, 이로써 광 송신 경로 또는 광 수신 경로 내에 배치될 수 있다.
도 2는, 송신 영역과 수신 영역의 교차 상태를 보여준다. 제2 렌즈(18)의 평면 내에, 그리고 이 평면 아래에 놓인, 수신 편향 미러라고도 불리는 제2 미러 내에 수신 애퍼처가 놓여 있다. 상기 평면에서부터 앞유리까지, 최대 수직 입사각을 가진 영역이 비워져 있어야 한다. 교차에 의해, 광 수신 유닛(5)의 하부 에지부터 광 송신 유닛(2)의 상부 에지까지 이르는 영역만이 관련된다. 분리될 경로를 갖는 시스템에서는 송신기가 멀리 위쪽으로 이동되어야 하기 때문에, 앞유리 상의 송신기의 하부 에지가 앞유리 상의 수신기의 상부 에지 위쪽에 놓이게 된다.
광 수신 유닛(5)에 대한 광 송신 유닛(2)의 배치가 도 3에 재차 상세하게 도시되어 있다. 여기서 도 3은, 도 1에 공지된 LIDAR 센서(1)를 제2 시점에서 바라본 모습을 보여주며, 이때 XZ 평면이 재현되어 있다. 광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)의 방향으로 광 수신 유닛(5)의 광축(7)에 대해 오프셋되어 있다. 따라서, 도 3에서는 광 송신 유닛(2)이 광 수신 유닛(5) 위쪽에 배치되어 있으며, 이때 광 송신 유닛(2)뿐만 아니라 광 수신 유닛(5)도 스캐닝 유닛(11) 옆에 배치되어 있다.
그와 동시에, 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)에 대한 광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 최소 거리는 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)에 대한 광 수신 유닛(5)의 광축(7)의 최소 거리와 동일하지 않다. 이는, 달리 표현하면, 광 송신 유닛(2)이 광 수신 유닛(5)보다 스캐닝 유닛(11)으로부터 더 멀리 떨어져 있음을 의미한다. 따라서, 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)은 LIDAR 센서(1)의 XZ 평면 내에서 서로에 대해 오프셋되어 배치되어 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 센서(1)의 하우징(15) 내 설치 공간이 최적으로 활용될 수 있는데, 그 이유는 특히, 광 송신 유닛 및 광 수신 유닛(5)이 원통 형상을 갖거나 적어도 실질적으로 원통 형상을 갖는 경우에는, 광 수신 유닛(5)의 높이에 광 송신 유닛(2)의 높이를 더한 공통 높이보다 낮은 전체 설치 높이가 필요하기 때문이다.
도 3은 또한 LiDAR 센서(1)를 정면에서 바라본 모습을 보여준다. 수신 측에서 편향 미러, 즉, 제2 미러를 사용함으로써, 비교적 큰 수신 대물렌즈(19)의 간섭 없이, 렌즈 시스템이 수신 애퍼처에 매우 가깝게 접근할 수 있다. 레이저가 수신 대물렌즈(19)의 상부 측면에 배치될 수 있음으로써, 전체 폭뿐만 아니라 전체 높이도 최적화될 수 있다.
LIDAR 센서(1)는 선택적으로 LIDAR 센서(1)의 뷰잉 윈도우(14)를 세척하도록 설계된 세척 유닛(13)을 구비하며, 이 경우 세척 유닛(13)은 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)에서 보았을 때 편향 광학 장치(8)의 후방에 배치된다. 방출된 스캐닝 빔(3)이 편향 광학 장치(8)에 의해 편향됨으로써, 광 송신 유닛(2)에서 바라보았을 때 편향 광학 장치(8)의 후방에, 스캐닝 과정에서 스캐닝 빔(3)에 의해 통과되지 않는 데드 스페이스(dead space)가 도출된다. 그렇기 때문에, 세척 유닛(13), 특히 와이퍼 유닛이 필요치 않을 때 상기 유닛을 배치해둘 수 있는 위치를 상기 영역에서 찾는 것이 바람직하다.
선택적으로, LiDAR 센서(1)의 유효 범위는 그 시야에 걸쳐 가변적이다. 이때, LiDAR 센서(1)의 유효 범위는 시야의 중앙 영역에서보다 시야의 측면 영역에서 더 작다. 이 경우, 측면 영역은 특히 시야의 수평 방향으로의 측면 영역이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LIDAR 센서(1)를 보여준다. 본 발명의 또 다른 실시예는 전술한 본 발명의 실시예들에 실질적으로 상응한다. 여기서는 이전 실시예들에서와 마찬가지로, LIDAR 센서(1)가 뷰잉 윈도우(14)를 갖는 하우징(15)을 구비한다. 스캐닝 빔(3)은 뷰잉 윈도우(14)를 통과해서 LIDAR 센서(1)의 주변으로 방출된다. 하지만, 이 경우 뷰잉 윈도우(14)는, 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)이 회전하는 방향으로 만곡된 곡률을 갖도록 형성되어 있다. 이때, 회전축(12)이 반드시 곡률 중심일 필요는 없다. 스캐닝 유닛(11)과 뷰잉 윈도우(14)는, 스캐닝 유닛(11)의 회전 원주(16)가 뷰잉 윈도우(14)의 곡률 내에 놓인 공간으로 연장되도록 서로 배치되어 있다. 따라서, 뷰잉 윈도우(14)의 외측 단부들을 연결하는 라인이 스캐닝 유닛(11)의 회전 원주(16)와 교차한다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 LiDAR 센서(1)는, 송신 및 수신 경로를 교차시키기 위해, SPAD를 기반으로 하는 집적 수신기의 짧은 복구 시간을 이용한다. 이렇게 함으로써 상당한 공간이 절약된다. 추가로, 애퍼처는 폭이 작은 직사각형으로 만들어진다. 송신 애퍼처와 수신 애퍼처는 동일한 폭을 갖는다.
스캐닝 유닛(11)의 미러의 폭을 최적화하기 위하여, 광 주축이 LiDAR 센서(1)의 Y축으로부터 소정의 각도만큼 회전된다. 회전 미러(11a, 11b)의 폭은 애퍼처 폭/sin(입사각)이다. 입사각은, 최대 수평 스캔 각도 및 주축의 회전에 의해 정의된다.
주축의 회전을 가능하게 하고 LiDAR 센서(1)의 폭을 최소화하기 위해, 송신 및 수신 유닛(2, 5)의 광축(4, 7)은 X축 방향으로 설계된다. 각각 하나의 고정 편향 미러를 사용해서, 광 송신 유닛/수신 유닛(2, 5)으로부터 광 주축으로 편향이 이루어진다.
송신 애퍼처의 높이를 최적화하기 위하여, 마지막 (산란) 렌즈는 수신기의 편향 미러, 다시 말해 제2 미러와 일직선으로 놓여 있다. 선택적으로는, 송신기와 수신기에 대해 공통인 편향 미러도 사용될 수 있다. 그러나 이와 같은 사용은 송신 영역과 수신 영역 사이에서 비교적 큰 거리를 야기할 수 있다. 그렇기 때문에, 광 송신 유닛(2)은 광 수신 유닛(5)의 중심축의 약간 측면에 배치된다.
앞유리 방향으로의 빔 경로 및 이로써 뷰잉 윈도우(14)에 가급적 간섭이 덜 작용하도록 하기 위해, 스캐닝 유닛(11)의 미러를 위한 각도 센서가 하우징 벽에 매우 가깝게 배치된다. LiDAR 센서(1)의 높이를 최적화하기 위해, 모서리에서의 유효 범위(큰 수평 및 수직 개방각)가 약간 줄어드는 것은 감수될 수 있다.
송신 및 수신 편향 미러의 배치, 즉, 편향 광학 장치(8)의 제1 및 제2 미러의 배치는, LiDAR 센서(1)의 시야 내에 놓여 있지 않은 앞유리 영역이 존재하도록 한다. 이 영역에 창유리 와이퍼를 세워둘 수 있으며, 이 영역에서 창유리의 히터 옵션에 컨택할 수 있다.
전술한 실시예들의 LiDAR 센서는 예를 들어 다음과 같은 특성을 갖고 있다:
수평 시야 120°
수직 시야 21°
수평 발산 < +-0.1°
애퍼처 폭 16㎜
광 주축의 회전: 6°
송신기 애퍼처 높이 34㎜
수신기 애퍼처 높이 28㎜
송신 애퍼처 하부 에지로부터 수신 애퍼처 상부 에지까지의 거리 2㎜
앞유리(광학적으로 투명한 영역)의 높이 94㎜
상기 개시 내용에 더하여, 도 1 내지 도 4의 개시 내용이 명시적으로 참조된다.

Claims (11)

  1. LiDAR 센서(1)로서,
    Figure pat00001
    광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 방향으로 스캐닝 빔(3)을 방출하도록 설계된 광 송신 유닛(2)과,
    Figure pat00002
    스캐닝 빔(3)이 LiDAR 센서(1)의 주변에서 반사된 후에 반사된 스캐닝 빔(6)을 수신하도록 설계된 광 수신 유닛(5)으로서, 상기 광 수신 유닛(5)의 광축(7)을 따라 정렬된 1차 수신 방향을 갖는 광 수신 유닛(5)과,
    Figure pat00003
    제1 미러 표면(9) 및 제2 미러 표면(10)을 포함하는 편향 광학 장치(8)로서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)은 제1 미러 표면(9)을 향해 정렬되고, 광 수신 유닛(5)의 광축(7)은 제2 미러 표면(10)을 향해 정렬되며, 이때 광 송신 유닛(2)은 광 수신 유닛(5)과 함께 LiDAR 센서(1)의 광 경로 내에서 편향 광학 장치(8)의 공통의 제1 측에 배치되는, 편향 광학 장치와,
    Figure pat00004
    LiDAR 센서(1)의 광 경로 내에서 편향 광학 장치(8)의 제2 측에 배치되며; 편향 광학 장치(8)에 의해 반사된 스캐닝 빔(3)을 이용해서 LiDAR 센서(1)의 주변을 스캐닝하기 위해, 상기 스캐닝 빔(3)을 상이한 방향들로 편향시키고, 반사된 스캐닝 빔(6)을 역으로 편향 광학 장치(8)로 편향시키도록 설계된; 스캐닝 유닛(11)을 포함하는, LiDAR 센서(1).
  2. 제1항에 있어서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)이 광 수신 유닛(5)의 광축(7)에 대해 평행하게 놓인 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Figure pat00005
    광 송신 유닛(2)의 광축(4)과 제1 미러 표면(9) 사이의 입사각(α)이 45°이거나 45°보다 작으며, 그리고/또는
    Figure pat00006
    광 수신 유닛(5)의 광축(7)과 제2 미러 표면(10) 사이의 입사각(β)이 45°이거나 45°보다 작은 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4) 및/또는 광 수신 유닛(5)의 광축(7)이 스캐닝 유닛(11)의 회전 평면에 대해 평행하게 정렬된 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 광 스캐닝 유닛(2)은 라인 레이저이며, 이 라인 레이저의 레이저 라인이 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)에 대해 평행하게 정렬된 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, LiDAR 센서(1)의 송신 경로와 수신 경로가 스캐닝 유닛(11)과 편향 광학 장치(8) 사이에서 교차되는 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 광 송신 유닛(2)의 광축(4)이 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)의 방향으로 광 수신 유닛(5)의 광축(7)에 대해 오프셋된 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)까지의 광 송신 유닛(2)의 광축(4)의 최소 거리가 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)까지의 광 수신 유닛(5)의 광축(7)의 최소 거리와 같지 않은 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, LiDAR 센서(1)가, LiDAR 센서(1)의 뷰잉 윈도우(14)를 세척하도록 설계된 세척 유닛(13)을 구비하며, 이 세척 유닛(13)은 광 송신 유닛(2) 및 광 수신 유닛(5)에서 볼 때 편향 광학 장치(8)의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, LiDAR 센서(1)가 뷰잉 윈도우(14)를 갖는 하우징(15)을 구비하며, 이때 스캐닝 빔은 뷰잉 윈도우를 통해 LiDAR 센서(1)의 주변으로 방출되고, 이때 뷰잉 윈도우(14)는 곡률을 가지며, 스캐닝 유닛(11)의 회전축(12)은, 스캐닝 유닛(11)의 회전 원주(16)가 뷰잉 윈도우(14)의 곡률 내에 놓여 있는 공간으로 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, LiDAR 센서(1)의 유효 범위가 이 센서의 시야에 걸쳐 가변적이며, 특히 LiDAR 센서(1)의 유효 범위가 시야의 중앙 영역에서보다 시야의 측면 영역에서 더 작은 것을 특징으로 하는, LiDAR 센서(1).
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