KR20210095717A - 근접 조명 모듈 - Google Patents

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KR20210095717A
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웨이모 엘엘씨
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Abstract

본 개시내용은 환경의 넓은 시야를 조명하고 이미징하도록 구성되는 광학 시스템들, 차량들 및 방법들에 관한 것이다. 예시적인 광학 시스템은 광축 및 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 갖는 카메라를 포함한다. 광학 시스템은 또한 복수의 조명 모듈들을 포함하고, 각각의 조명 모듈은 개개의 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스, 및 적어도 하나의 광-방출기 디바이스에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트를 포함한다. 보조 광학 엘리먼트는 광학 시스템의 환경의 일부를 조명하기 위해 적어도 170도의 방위각 범위를 갖는 발광 패턴을 제공하도록 구성된다.

Description

근접 조명 모듈
<관련 출원들에 대한 상호 참조>
본 출원은 2018년 12월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제62/785,038호의 우선권을 주장하는 특허 출원이며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
종래의 이미징 시스템들은 전자 모션 픽처들을 취득하도록 구성될 수 있다. 이러한 이미징 시스템들은 비디오 카메라들, 스마트폰들, 웹캠들, 비디오 능력들이 있는 DSLR(digital single lens reflex) 카메라들 등을 포함할 수 있다.
일부 시나리오들에서, 이러한 이미징 시스템들은 인공 광원들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 인공 광원들은 주어진 장면에서 주 또는 보조 광원 역할을 할 수 있다. 인공 광원들은 간헐적 광원들(예를 들어, 전자 플래시 유닛) 및/또는 연속적 광원들(예를 들어, 발광 다이오드 패널)을 포함할 수 있다.
본 개시내용은 일반적으로 넓은 시야에 걸쳐 적절하게 조명되는 이미지들을 제공하도록 구성되는 조명 모듈들을 갖는 이미징 시스템들에 관한 것이다.
제1 양태에서는, 광학 시스템이 제공된다. 광학 시스템은 적어도 하나의 카메라를 포함한다. 적어도 하나의 카메라는 광축 및 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함한다. 광학 시스템은 또한 복수의 조명 모듈들을 포함한다. 각각의 조명 모듈은 개개의 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스, 및 적어도 하나의 광-방출기 디바이스에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트(secondary optical element)를 포함한다. 보조 광학 엘리먼트는 광학 시스템의 환경의 일부를 조명하기 위해 적어도 170도의 방위각 범위를 갖는 발광 패턴을 제공하도록 구성된다.
제2 양태에서는, 차량이 제공된다. 차량은 카메라를 포함한다. 카메라는 광축 및 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함한다. 차량은 또한 차량의 환경의 제1 부분을 조명하도록 구성되는 제1 조명 모듈, 및 차량의 환경의 제2 부분을 조명하도록 구성되는 제2 조명 모듈을 포함한다. 각각의 조명 모듈은 개개의 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스를 포함한다. 조명 모듈들은 적어도 하나의 광-방출기 디바이스에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트를 또한 포함한다. 보조 광학 엘리먼트는 차량의 환경의 일부를 조명하기 위해 적어도 170도의 방위각 범위를 갖는 발광 패턴을 제공하도록 구성된다.
제3 양태에서는, 방법이 제공된다. 방법은 차량의 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 발광 패턴에 따라 환경으로 광을 방출하게 하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성된다. 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 보조 광학 엘리먼트에 광학적으로 커플링된다. 보조 광학 엘리먼트는 발광 패턴을 제공하기 위해 방출된 광과 상호 작용하도록 구성된다. 발광 패턴은 적어도 170도의 방위각 범위를 포함한다. 방법은 또한 차량의 카메라로 하여금 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 단계를 포함한다. 카메라는 광축 및 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함한다. 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 복수의 조명 모듈들을 각각의 개개의 방출 축이 광축에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 카메라에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물을 통해 카메라에 커플링된다. 조명 강도가 미리 결정된 거리에서 카메라의 시야 내에서 적어도 70% 균일하다.
다른 양태들, 실시예들 및 구현들은 첨부된 도면들을 적절하게 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템을 예시한다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템을 예시한다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 도 2a의 광학 시스템을 예시한다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템을 예시한다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른 도 3a의 광학 시스템을 예시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 차량을 예시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 차량을 예시한다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 차량을 예시한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 방법을 예시한다.
예시적인 방법들, 디바이스들 및 시스템들이 본 명세서에 설명되어 있다. "예" 및 "예시적인"이라는 단어들은 본 명세서에서 "예, 사례 또는 예시로서 역할하는"을 의미하는 것으로 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 "예" 또는 "예시적인" 것으로서 설명되는 임의의 실시예 또는 특징은 반드시 다른 실시예들 또는 특징들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 본 명세서에서 제시되는 대상의 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 명세서에에서 설명되는 예시적인 실시예들은 제한하는 것을 의미하지 않는다. 본 명세서에서 일반적으로 설명되고 도면들에 예시되는 본 개시내용의 양태들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에서 고려된다.
또한, 문맥상 달리 암시하지 않는 한, 도면들 각각에 예시되는 특징들은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 도면들은 일반적으로 하나 이상의 전체 실시예의 컴포넌트 양태들로서 보여져야 하며, 모든 예시된 특징들이 각각의 실시예에 필요한 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다.
I. 개요
본 개시내용은 카메라 및 조명 모듈을 포함하는 광학 시스템에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 광학 시스템은 반-자율 또는 완전-자율 주행 차량들과 함께 사용될 수 있다. 그러나, 다른 이미징 애플리케이션들도 본 개시내용의 범위 내에서 고려된다.
일부 실시예들에서, 카메라는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는, 예를 들어, APS-C 포맷 센서일 수 있다. 다른 센서 사이즈 포맷들도 가능하고 고려된다.
조명 모듈은 환경을 향해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈은 하나 이상의 광-방출기 디바이스를 포함할 수 있고, 근거리(예를 들어, 최대 3미터 거리)에서 장면을 균일하게 조명하는 데 이용될 수 있다. 이러한 시스템은 낮은 주변 광 조건들에서 객체들을 검출하고 분류할 수 있기 위해 장면에 조명을 제공하고 장면의 이미징을 제공하도록 동작 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 시스템은 광학 시스템으로부터 대략 3미터 떨어진 범위에서 비교적 작은 객체들(예를 들어, 높이가 30-50cm 이하)을 분류하도록 구성될 수 있다. 실제 애플리케이션의 예로서, 광학 시스템은 야간 시나리오들을 포함하여 다양한 조명 조건들 하에서 보행자들, 자전거타는 사람들 등 및 광학 시스템 근처의 기타 객체들을 검출하도록 구성될 수 있다.
차량 맥락에서, 여러 광학 시스템들(조명 모듈들 및 카메라들)이 임의의 폐색들 없이 전체 360도 방위각 시야를 커버하기 위해 상이한 위치들 및/또는 상이한 배향(orientation)들에서 주어진 차량 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 각각 190도 방위각 시야를 갖는 2개의 광학 시스템이 차량 주변의 전체 방위각 시야를 커버하기 위해 차량 상에 배열될 수 있다(예를 들어, 측면 당 하나의 광학 시스템).
일부 실시예들에서, 광학 시스템들은 길이 및 폭이 50-100밀리미터 x 20-50밀리미터 사이일 수도 있고 또는 그 반대일 수도 있다. 광학 시스템들은 대략 20-50밀리미터의 깊이를 가질 수 있다. 광학 시스템은 하나 이상의 차원에서 상이한 사이즈를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
광-방출기 디바이스들은 적외선(예를 들어, 800-1000나노미터), 자외선 및/또는 가시 파장들의 광을 방출하도록 구성되는 디바이스들을 포함할 수 있다. 광-방출기 디바이스들은 레이저 다이오드들, VCSEL(vertical cavity surface-emitting laser)들 및/또는 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED)들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 광 방출기들도 고려되고 가능하다. 일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들은 방출 광의 특성들(예를 들어, 광 패턴, 광 강도, 파장 등)을 형성, 포커싱 또는 다른 방식으로 수정하도록 구성되는 보조 광학 엘리먼트(예를 들어, 렌즈)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 보조 광학 엘리먼트는 방출 광 패턴을 넓히도록 구성되는 굴절 또는 회절 광학 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 시나리오들에서, LED는 130도 범위의 방위각을 갖는 원뿔 내에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 보조 광학 엘리먼트는 방출 원뿔을 170도 범위의 방위각 또는 그 이상을 갖도록 확산 또는 분산시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 조명 모듈은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 적어도 하나의 LED는 가시광을 방출하도록 동작 가능할 수 있고, 적어도 하나의 LED는 적외선 광 또는 가시 파장들이 아닌 다른 파장을 방출하도록 동작 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들은 간헐적 조명(intermittent illumination)을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들은 장면에 연속적인 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
조명 모듈은 카메라의 광축으로부터 멀어지게 각을 이루는 광-방출기 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 광-방출기 디바이스의 방출 축은 카메라의 광축으로부터 5-20도 각도 멀어지게 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광-방출기 디바이스들이 카메라의 광축 주위에 대략 동일한 간격들로 배치될 수 있다. 예를 들어, 2개의 광-방출기 디바이스가 카메라의 광축으로부터 대략 10밀리미터에 배치될 수 있으며, 카메라 외부 표면의 각각의 측면 상에 (예를 들어, 카메라의 우측 및 좌측에, 또는 카메라의 위 및 아래에) 하나씩 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들은 카메라의 외부 부분(예를 들어, 렌즈 개구)을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸고/싸거나 에워쌀 수 있다.
일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들은 외부 범위(예를 들어, 외부/최종 카메라 렌즈 엘리먼트)에 대해 리세스될 수 있다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스는 최종 카메라 렌즈 엘리먼트로부터 5밀리미터 내지 20밀리미터 리세스될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들 및/또는 조명 모듈은 청소를 용이하게 하고/하거나 내구성을 향상시키기 위해 편평하거나 만곡된 외부 창을 포함할 수 있다. 외부 창은 친수성 또는 소수성 코팅을 포함할 수 있다.
카메라에 대한 광-방출기 디바이스들의 이러한 배열은 주어진 장면 내에서 조명의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 배열들은 카메라의 성능을 감소시킬 수 있는 미광의 양을 감소시키거나 제거할 수 있다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스들로부터 방출되는 광선들은 카메라에 직접 입사되지 않는다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 조명 모듈은 브래킷, 슬롯 또는 조명 모듈 및/또는 카메라의 교체 가능한 대체물을 제공하도록 구성되는 다른 타입의 물리적 부착 구조물을 포함할 수 있는 모듈식 부착 구조물을 통해 카메라에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈들은 모듈식 부착 구조물을 통해 카메라의 좌측 및 우측에 커플링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모듈식 부착 구조물은 카메라 렌즈 개구에 대해 대칭일 수 있다. 즉, 조명 모듈들은 교체 가능한 방식으로 모듈식 부착 구조물에 부착될 수 있다. 즉, 단일 조명 모듈이 카메라 렌즈에 대해 복수의 상이한 위치들(예를 들어, 우측/좌측, 우측/좌측/상부/바닥 등)에서 모듈식 부착 구조물에 임의적으로 커플링될 수 있다. 모듈식 부착 구조물은, 예를 들어, 카메라에 부착되는 백플레인 및 모듈식 부착 구조물에 부착할 조명 모듈들을 위한 복수의 부착 위치들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 조명 모듈(들) 및 대응하는 광-방출기 디바이스들은 차량이 미리 결정된 저속 임계 값 미만의 속도에서 동작하고 있을 때 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 즉, 광-방출기 디바이스들은 차량이 저속들(예를 들어, 시간당 25마일 미만)에서 동작하고 있을 때 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조명 모듈 및/또는 광-방출기 디바이스들의 동작 모드는 차량 에너지 사용 및/또는 시스템 온도와 같은 다른 고려 사항들에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈은, 시스템 온도가 미리 결정된 시스템 온도 임계 값보다 높을 때, 더 낮은 시간 해상도에서 디스에이블될 수도 있고 동작할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 조명은 주어진 범위(예를 들어, 3미터)에서 시야에 걸쳐 적어도 70% 균일할 수 있다.
일부 실시예들에서, 조명 모듈은 카메라의 다양한 동작들과 함께 동작할 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈은 카메라가 비디오를 능동적으로 캡처하고 있는 동안에만 광을 방출할 수 있다. 다른 실시예들에서, 조명 모듈은 카메라와 연관된 하나 이상의 초점면 셔터와 동기화하여 간헐적인 광 펄스들을 방출할 수 있다.
II. 예시적인 광학 시스템들
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템(100)을 예시한다. 광학 시스템(100)은 카메라(110)를 포함한다. 카메라(110)는 광축(114) 및 광축(114)을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트(112)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 카메라(110)는 초점면 어레이 또는 다른 타입의 멀티-엘리먼트 광 검출기 센서와 같은 이미지 센서(116)를 포함한다. 예를 들어, 이미지 센서(116)는 복수의 CCD(charge-coupled device) 엘리먼트들 및/또는 복수의 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 카메라(110)는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다.
이미지 센서(116)는 이미지 센서 포맷에 따라 구성될 수 있다(예를 들어, 사이즈 조정 또는 치수 조정될 수 있다). 예를 들어, 이미지 센서(116)는 풀 프레임(예를 들어, 35밀리미터) 포맷 센서를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이미지 센서(116)는 APS-C(예를 들어, 28.4mm 대각선) 또는 1인치(예를 들어, 15.86mm 대각선) 포맷들과 같은 "크롭 센서" 포맷들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이미지 센서는 1/2.8" 포맷(예를 들어, ~6.5mm 대각선)을 포함할 수 있다. 다른 이미지 센서 포맷들도 본 개시내용의 범위 내에서 고려되고 가능하다. 다수의 카메라들 및/또는 다수의 이미지 센서들을 갖는 실시예들이 본 개시내용의 맥락 내에서 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다.
광학 시스템(100)은 복수의 조명 모듈들(120)을 포함한다. 각각의 조명 모듈(120)은 개개의 방출 축(126)을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122)를 포함한다. 광-방출기 디바이스(122)는 발광 다이오드, 다이오드 레이저 또는 다른 타입의 광원(예를 들어, 백열등 또는 형광 광원)을 포함할 수 있다. 광-방출기 디바이스(122)는 적외선 파장 대역뿐만 아니라 다른 파장 대역들(예를 들어, 가시 스펙트럼(약 400-700나노미터) 및/또는 자외선 스펙트럼(약 10-400나노미터))에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈들(120)은 카메라(110)의 광축(114) 주위에 배열될 수 있는 링과 같은 형상일 수 있다(예를 들어, 링 라이트와 유사함). 이러한 시나리오들에서, 이러한 링형 조명 모듈(120)과 연관된 개개의 광-방출기 디바이스들(122)은 카메라(110)의 광축(114) 주위의 다양한 위치들에 배열될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 카메라(110)에 대한 조명 모듈들(120) 및 광-방출기 디바이스들(122)의 다른 위치들 및/또는 배열들도 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스(122)는 850나노미터의 파장에서 또는 그 주변에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스(122)는 850nm LUXEON 적외선 LED(1000mA에서 1050mW의 방사성 전력(radiometric power))를 포함할 수 있다. 이러한 광-방출기 디바이스(122)는 대략 150도의 빔 발산 각도를 가질 수 있다. 예로서, 광-방출기 디바이스(122)는 표면 장착 패키지를 포함할 수 있고, 치수가 대략 5x5x1.6mm일 수 있다. 그러나, 다른 패키지 포맷들 및 디바이스 사이즈들도 고려되고 가능하다.
각각의 조명 모듈(120)은 또한 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122)에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트(124)를 포함한다. 보조 광학 엘리먼트(124)는 광학 시스템(100)의 환경의 일부를 조명하기 위해 적어도 170도의 방위각 범위를 갖는 발광 패턴을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 보조 광학 엘리먼트(124)는 반구형 또는 하프-볼 렌즈(예를 들어, Edmund TECHSPEC N-BK7 Half-Ball Lens)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 발산 렌즈들도 가능하고 고려된다. 일부 실시예들에서, 보조 광학 엘리먼트(124)는 평면-볼록 렌즈, 프리즘 렌즈, 원통형 렌즈, 원뿔형 렌즈 및/또는 다른 타입의 비-반구형(예를 들어, 타원형) 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 맞춤형 보조 광학 렌즈들도 고려된다. 이러한 맞춤형 보조 광학 렌즈들은 원하는 수평 시야, 원하는 수직 시야 및 광 방출기 사이즈에 기초하여 직경 및 형상이 다양할 수 있다.
일부 실시예들에서, 조명 모듈(들)(120)은 하나 이상의 반사기(128)를 포함할 수 있다. 반사기들(128)은, 예를 들어, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122)로부터 방출되는 발광 패턴을 수정 및/또는 강화하도록 구성되는 하나 이상의 광학 반사 표면을 포함할 수 있다. 반사기들(128)은 알루미늄, 금, 및/또는 크롬과 같은 고 반사성 재료의 표면 코팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사기들(128)은 카메라(110)의 시야 내에서 발광 균일성을 향상시키고/시키거나 시야 내에서 광 강도를 증가 또는 최대화시키도록 구성될 수 있다. 예로서, 반사기들(128)은 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122) 주위에 배열되는 3차원적으로 만곡된(예를 들어, 포물선형) 반사 표면을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 반사기들(128)은 상이한 형상을 갖는 반사 표면을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들은 조명 모듈(120)로부터 원하는 스펙트럼 출력을 획득하기 위해 이용될 수 있는 상이한 타입들의 광-방출기 디바이스들(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적외선 LED들은 다양한 컬러들(예를 들어, 다른 가능한 것들 중에서, 적색, 녹색, 청색)의 가시 LED들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 보조 광학 엘리먼트(124)는 다양한 광-방출기 디바이스들(122)의 방출된 광의 다양한 스펙트럼을 "혼합"하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 조명 모듈(120)에 의해 방출되는 광의 스펙트럼 방출, 듀티 사이클 및/또는 방출 강도는 인간들에 의해 관찰 가능한 원하는 스펙트럼 출력 특성을 달성하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 원하는 스펙트럼 출력 특성은 조명 모듈(120)로부터 방출되는 광이 인간에 의해 "백색 광"인 것으로 관찰 가능하다는 것을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 조명 모듈(120)의 스펙트럼 출력은 실질적으로 오직 적색 광에 대한 인간 관찰을 피하도록 조정될 수 있는데, 이 적색 광은 주행 시나리오에서 타인들에 의해 관찰될 때 산만할 수 있고/있거나 원치않는 신호(예를 들어, 의도하지 않게 시그널링이 느려지거나 중지됨)를 내포할 수 있다. 즉, 다양한 컬러들의 LED들을 "혼합"함으로써, 조명 모듈(120)의 스펙트럼 출력은 다른 인간 운전자들에 대한 부주의한 경고 신호들을 피하도록 조정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들은 광-방출기 디바이스들(122) 또는 보조 광학 엘리먼트(124) 중 적어도 하나에 하나 이상의 광학 염료를 통합하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 염료(들)는 보조 광학 엘리먼트(124) 내에 분산되고/되거나 보조 광학 엘리먼트(124)의 하나 이상의 표면 상에 코팅될 수 있다. 광학 염료(들)는 제1 광학 파장에서 광을 흡수하고 제2 광학 파장에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예로서, 보조 광학 엘리먼트(124)는 광(예를 들어, UV 광)을 가시 스펙트럼 내의 하나 이상의 파장으로 하향 변환하도록 구성되는 루모겐 페릴렌-기반 염료(Lumogen perylene-based dye)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 종래의 무기 염료들 또는 안료들, 발색단들 및/또는 착색제들도 본 개시내용과 관련하여 고려되고 가능하다.
일부 시나리오들에서, 광학 시스템(100)은 또한 하우징(160)을 포함한다. 하우징(160)은 광학 시스템(100)의 외부 표면, 및/또는 외부 커버, 보호 쉘 및/또는 코팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(160)은 시트, 돔, 원통 또는 다른 형상으로 형성된 아크릴 재료를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 광-방출기 디바이스(122)의 외부 표면은 광축(114)에 수직이고 카메라(110)의 외부 렌즈 엘리먼트(112)와 교차하는 평면에 대해 0밀리미터 내지 50밀리미터 리세스된다. 외부 렌즈 엘리먼트(112)에 대해 광-방출기 디바이스(122)를 리세스함으로써, 카메라(110)에 의해 수신되는 미광 조명의 양이 감소될 수 있다.
일부 예들에서, 시스템(100)은 하나 이상의 광 차단 엘리먼트(162)를 포함할 수 있다. 광 차단 엘리먼트들(162)은, 예를 들어, 배플들, 잉크, 애퍼처들, 정지 부들, 또는 다른 광학적으로-불투명한 구조물들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 광 차단 엘리먼트들(162)은 보조 광학 엘리먼트(124) 내부에 및/또는 이에 인접하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 차단 엘리먼트들(162)은 보조 광학 엘리먼트(124)와 카메라(110) 사이에 배열될 수 있다. 다른 가능성들 중에서, 차단 엘리먼트들(162)은 카메라(110)의 외부 렌즈 엘리먼트(112) 주위에서 렌즈 후드의 형태를 취할 수 있다. 카메라(110) 및 광-방출기 디바이스(122)에 대한 차단 엘리먼트들(162)의 다른 "중개자(go-between)" 또는 "고보(gobo)" 배열들도 가능하고 고려된다. 이러한 시나리오들에서, 차단 엘리먼트들(162)은 광-방출기 디바이스(들)(122)로부터의 광이 카메라(110)에 직접 입사되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 차단 엘리먼트들(162)은 렌즈 플레어, 방출 광 "오염" 및 광학 고스팅(optical ghosting)을 감소시키거나 최소화하고/하거나, 다르게는 카메라(110)의 이미지 품질을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 복수의 조명 모듈들(120)은 제1 조명 모듈 및 제2 조명 모듈(예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b))을 포함할 수 있다. 제1 조명 모듈(120a)과 제2 조명 모듈(120b)은 조명 모듈들(120a-b)의 개개의 방출 축들(126a-b)이 광축에 대해 반대 방향들로 기울어지도록 카메라(110)의 광축(114)에 대해 서로 반대로 배열될 수 있다. 달리 말하면, 카메라(110)의 포인팅 각도(예를 들어, 광축(114))는 개개의 조명 모듈들(120)의 포인팅 각도들(예를 들어, 방출 축(126a) 및 방출 축(126b))과 상이할 수 있다. 본 명세서에에서 설명되는 실시예들은 카메라(110)의 좌측 및 우측에 배열될 수 있는 2개의 조명 모듈을 포함하지만, 상이한 수의 조명 모듈들이 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들은 카메라(110)의 좌측, 우측, 위 및 아래에 각각 배열될 수 있는 4개의 조명 모듈을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b)은 각각 광축(114)에 대해 5도 내지 20도 범위 내의 경사각을 가질 수 있다. 즉, 개개의 방출 축들(126a 및 126b)은 카메라(110)의 광축(114)으로부터 5 내지 20도 기울어질 수 있다. 다른 경사각들(예를 들어, 0 내지 30도 또는 10 내지 45도)도 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 조명 모듈들의 방출 축들을 광축(114)으로부터 각을 이루게 함으로서, 카메라(110)에 의해 수신되는 미광 조명 광의 양이 더욱 감소될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 발광 패턴은 광학 시스템(100)으로부터 미리 결정된 거리(예를 들어, 3미터)에서 조명 모듈들(예를 들어, 제1 조명 모듈(120a) 및/또는 제2 조명 모듈(120b))의 시야 내에서 적어도 70% 균일한 조명 강도를 제공할 수 있다. 다양한 예들에서, 미리 결정된 거리는 제한없이 5센티미터 내지 50미터까지의 거리일 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 거리는 3미터, 10미터, 30미터 또는 다른 거리가 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈(120)은 미리 결정된 방출 패턴으로 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 방출 패턴은 광학 시스템(100) 내의 다양한 광학 엘리먼트들(예를 들어, 외부 렌즈 엘리먼트(112))에서의 광 감소를 보상하도록 선택되거나 구성될 수 있다. 즉, 조명 모듈(120)은 상대적 조명 레벨이 카메라(110)의 시야에 걸쳐 실질적으로 일정하거나 동일한 양으로 유지되도록 광을 방출할 수 있다. 특정 예에서, 일부 실시예들에서, 카메라(110)의 외부 렌즈 엘리먼트(112)는 시야의 중앙 부분에 비해 시야의 가장자리들로부터 더 적은 광을 투과시킬 수 있다. 따라서, 조명 모듈(120)은 카메라(110)의 시야의 가장자리들 근처 영역들에서 더 높은 광 강도를 제공함으로써 이 효과를 보상할 수 있다. 다른 타입들의 미리 결정된 방출 패턴들도 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 광학 시스템은 복수의 조명 모듈들(120)을 각각의 개개의 방출 축(126)이 광축(114)에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 카메라(110)에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물(130)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 복수의 조명 모듈들(120)의 각각의 조명 모듈(예를 들어, 조명 모듈들(120a 및 120b))은 모듈식 부착 구조물(130) 상의 복수의 장착 위치들(132) 각각에 교체 가능하게 커플링하도록 구성된다. 모듈식 부착 구조물(130)은 적어도 하나의 정합 표면(registration surface)(134)을 포함한다. 적어도 하나의 정합 표면(134)은 알려진 또는 원하는 배향, 알려진 또는 원하는 물리적 정렬 포지션, 및/또는 알려진 또는 원하는 광학 정렬 포지션 중 적어도 하나에 따라 조명 모듈(120)을 위치결정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈(120a) 및 조명 모듈(120b)은 물리적으로 커플링될 수 있고/있거나 단일 조명 모듈에 통합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 차량과 관련된 시나리오들에서, 모듈식 부착 구조물(130)은 차량에 직접 부착될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모듈식 부착 구조물(130)은 차량 브래킷 또는 다른 타입의 차량 구조물일 수 있다.
일부 예들에서, 모듈식 부착 구조물(130)은 유리하게는 조명 모듈이 고장나는 시나리오들에서 또는 상이한 타입들의 조명 모듈들이 필요한 경우에 조명 모듈들(120) 중 하나 이상이 카메라(110)에 교체 가능하게 부착되는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 상이한 조명 강도 레벨들 및/또는 상이한 조명 패턴들을 갖는 조명 모듈들이 상이한 이미징 시나리오들 및/또는 애플리케이션들에서 사용될 수 있다.
또한, 일부 실시예들에서, 모듈식 부착 구조물(130)은 상이한 카메라(110)를 교체 가능하게 부착하기 위해 하나 이상의 마운트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 타입들 및/또는 포맷들의 카메라들이 특정 이미징 시나리오들 및/또는 애플리케이션에 기초하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 넓은 수평(예를 들어, 방위각) 시야(예를 들어, 190도 원뿔 각도)를 갖는 카메라가 제1 시나리오에서 모듈식 부착 구조물(130)에 부착될 수 있고, 더 좁은 수평 시야(예를 들어, 120도 원뿔 각도)를 갖는 카메라가 제2 시나리오에서 부착될 수 있다. 상이한 수직(예를 들어, 고도각) 시야를 갖는 카메라들을 이용하는 것도 가능하다는 것이 이해될 것이다. 상이한 카메라들(110) 및/또는 상이한 조명 모듈들(120)을 교체 가능하게 커플링하는 다른 방법들도 가능하다.
일부 시나리오들에서, 광학 시스템(100)은 또한 제어기(150)를 포함한다. 제어기(150)는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field-programmable gate array)(FPGA), 애플리케이션 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit)(ASIC) 또는 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED) 구동기 회로 중 적어도 하나를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(150)는 하나 이상의 프로세서(152) 및 메모리(154)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(152)는 범용 프로세서 또는 특수 목적 프로세서(예를 들어, 디지털 신호 프로세서 등)일 수 있다. 하나 이상의 프로세서(152)는 메모리(154)에 저장되는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 프로세서(152)는 본 명세서에서 설명되는 기능 및 동작들 중 적어도 일부를 제공하기 위해 프로그램 명령어들을 실행할 수 있다.
메모리(154)는 하나 이상의 프로세서(152)에 의해 판독 또는 액세스될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하거나 이러한 형태를 취할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서(152) 중 적어도 하나와 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있는 광학, 자기, 유기 또는 기타 메모리 또는 디스크 스토리지와 같은 휘발성 및/또는 비-휘발성 저장 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(154)는 단일 물리적 디바이스(예를 들어, 하나의 광학, 자기, 유기 또는 다른 메모리 또는 디스크 저장 유닛)를 사용하여 구현될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서, 메모리(154)는 2개 이상의 물리적 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다.
언급된 바와 같이, 메모리(154)는 광학 시스템(100)의 동작들과 관련된 컴퓨터 판독 가능 프로그램 명령어들을 포함할 수 있다. 이와 같이, 메모리(154)는 본 명세서에서 설명되는 기능의 일부 또는 전부를 수행하거나 용이하게 하는 프로그램 명령어들을 포함할 수 있다. 제어기(150)는 동작들을 수행하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 제어기(150)는 메모리(154)에 저장되는 명령어들을 실행하는 프로세서(152)를 통해 동작들을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 조명 모듈들(120) 및 광-방출기 디바이스들(122) 자체는 다양한 방식들로 제어될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈들(120) 및 광-방출기 디바이스들(122)은 카메라(110)의 다양한 동작들과 동기화될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조명 모듈들(120) 및/또는 개별 광-방출기 디바이스들(122)은 연속(DC) 모드 또는 펄스 모드에서 동작될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 제어기(150)는 조명 모듈들(120)에 의해 방출되는 광의 하나 이상의 특성을 조정하기 위한 동작들을 수행할 수 있다.
동작들은 적어도 하나의 조명 모듈(120)의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122)로 하여금 발광 패턴에 따라 광을 방출하게 하는 동작을 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 광은 실질적으로 850nm(예를 들어, 845nm 내지 855nm 또는 840nm 내지 860nm)의 파장을 갖는 광을 포함한다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈(120)은 가시광(예를 들어, 390nm 내지 700nm)을 방출하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조명 모듈(120)은 가시광 및 적외선 광을 동시에 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 조명 모듈(120)은 가시광 및 적외선 광 방출기 디바이스들을 함께(예를 들어, 동시에 또는 동기식으로) 또는 개별적으로(예를 들어, 비동기식으로) 트리거할 수 있다. 다른 발광 파장들 및/또는 파장 범위들도 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 동작들은 카메라(110)로 하여금 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 동작을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작들은 환경에 대한 정보를 제공하기 위해 카메라(110)를 사용하여 복수의 이미지들을 캡처하는 동작을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지들은 환경 내의 객체들 및/또는 장애물들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 동작들은 제1 동작 모드에서 광학 시스템(100)을 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 동작 모드는 "정상" 또는 "표준" 동작 모드를 포함할 수 있다.
이러한 시나리오에서, 동작들은 광학 시스템(100)의 동작 온도를 나타내는 정보를 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 이러한 정보는 온도계, 서미스터, 열전대 및/또는 대역 갭 온도 센서와 같은 온도 센서로부터 획득될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 온도 센서는 카메라(110) 및/또는 조명 모듈(들)(120)의 온도를 감지할 수 있다.
이러한 예시적인 실시예들에서, 동작들은 광학 시스템(100)이 상승된 온도에서 동작하고 있다고 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상승된 온도는 미리 결정된 임계 온도(예를 들어, 30℃, 40℃, 60℃ 또는 다른 임계 온도)보다 높은 광학 시스템(100)의 동작 온도를 포함할 수 있다.
예를 들어, 동작들은, 광학 시스템(100)이 상승된 온도에서 동작하고 있다는 결정에 응답하여, 제2 동작 모드에서 광학 시스템(100)을 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 즉, 광학 시스템(100)이 임계 온도보다 높은 온도에서 동작하고 있는 시나리오들에서, 광학 시스템(100)은 제2 동작 모드에서 동작하도록 조정될 수 있다.
이러한 시나리오들에서, 제2 동작 모드에서 광학 시스템(100)을 동작시키는 동작은 감소된 조명 레이트(예를 들어, 공칭 펄스 레이트 또는 듀티 사이클의 75%, 50% 또는 25%)에서 복수의 조명 모듈들(120)을 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 모듈들(120)의 듀티 사이클 및/또는 조명의 시작은 카메라(110)의 노출 시간에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈들(120)의 듀티 사이클은 카메라(110)의 노출 시간 및/또는 프레임 레이트에 동기화될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 듀티 사이클은 부적절하게 또는 불충분하게 조명된 이미지지들을 피하도록 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제2 동작 모드는 감소된 조명 강도(예를 들어, 제1 동작 모드 동안 제공되는 조명 강도의 50%)에서 복수의 조명 모듈들(120)을 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 또한, 제2 동작 모드는 복수의 조명 모듈들(120)의 감소된 세트 및/또는 복수의 광-방출기 디바이스들(122)의 감소된 세트를 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 동작 모드는 제1 동작 모드보다 더 적은 열을 발생시키도록 구성되는 동작 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈들(120)은 더 적은 열을 출력하도록 동작될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 동작 모드는 냉각 핀들, 액체 냉각 시스템들, 히트 싱크들 등과 같은 다양한 열 관리 디바이스들의 냉각 레이트를 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 동작들은 카메라(110)와 연관된 하나 이상의 초점면 셔터 시간에 기초하여 카메라(110) 및 복수의 조명 모듈들(120)을 동기식으로 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 즉, 조명 모듈들(120)은 카메라(110)의 셔터가 이미지 캡처 동안 물리적으로 또는 "디지털적으로" 개방되어 있는 동안에만 실질적으로 조명을 제공하기 위해 카메라(110)와 동기화될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조명 모듈들(120)은 제어기(150) 및/또는 외부 컴퓨팅 디바이스에 의해 카메라(110)와 동기화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 동기화는 주어진 이미지의 상이한 부분들이 매우 상이한 광 레벨들에 의해 조명되는 "롤링 셔터(rolling shutter)" 효과들을 피하는 데 도움이 될 수 있다.
조명 모듈들(120)이 카메라(110)와 동기화되어 동작되는 경우들에서, 카메라(110)의 개개의 이미지 센서(116)는 전역적 셔터형 이미지 센서(global shutter-type image sensor)(예를 들어, 전체 시야로부터 광을 동시에 캡처하는 이미지 센서) 또는 롤링 셔터형 이미지 센서(rolling shutter-type image sensor)(예를 들어, 라인별 방식과 같이 순차적 방식으로 시야의 일부들을 스캔하는 이미지 센서)일 수 있다. 전역적 셔터형 이미지 센서들의 경우, 이미지 캡처가 이미지 센서(116)에서 트리거되는 것과 동시에 조명 모듈들(120)이 장면을 조명하도록 트리거될 수 있다. 조명 모듈들(120)로부터 제공되는 조명은 노출 시간이 경과된 후에 종료될 수 있다. 롤링 셔터형 이미지 센서의 경우, 조명 모듈들(120)은 이미지 캡처가 트리거될 때 장면 조명을 시작하도록 트리거될 수 있지만, 조명 레벨이 일반적으로 이미지 센서의 모든 행들이 스캔될 때까지 유지될 것이다. 이러한 시나리오들에서, 조명 모듈들(120)은 노출 시간 + (행들의 수 * 행당 판독 시간)(잠재적으로는 + 일부 버퍼링 시간) 동안 온 상태로 유지될 수 있다(예를 들어, 조명될 수 있다).
일부 실시예들에서, 제어기(150)는 조명 모듈(120) 및/또는 특정 광-방출기 디바이스(122)에 제공되는 전류 및/또는 전압 신호를 조정하여 그들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈(120)에 입력되는 전류 및/또는 전압 입력을 조정함으로써, 방출된 광 강도가 제어 가능하게 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(150)는 일관된 전체 발광 패턴을 유지하면서 조명 모듈들(120)의 전체 광 강도를 조정하도록 동작 가능할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제어기(150)는 실질적으로 항상 발광 패턴을 유지하도록 동작될 수 있다. 조명 모듈들(120)을 제어하는 다른 방법들도 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다.
조명 모듈(120) 및/또는 특정 광-방출기 디바이스들(122)의 광 강도 출력은 연속(DC) 모드 또는 펄스-폭 변조(pulse-width modulation)(PWM) 모드에 의해 제어될 수 있다. PWM 모드가 롤링 셔터형 이미지 센서와 함께 이용되는 경우, 개개의 광-방출기 디바이스들(122)의 변조 주파수는 모든 이미지 센서 픽셀들이 그들 개개의 노출 및 판독 시간들 동안 조명되도록 충분히 높아야 한다.
다수의 카메라들(110)을 포함하는 시스템의 경우, 조명 강도는 카메라별로 제어될 수 있다. 배경으로서, 객체가 카메라로부터 가까울수록, 일반적으로 조명 모듈들(120)로부터 더 많은 광을 수신하게 될 것이다. 예를 들어, 객체가 1미터에 있고 객체가 3미터에 있는 경우, 카메라의 동적 범위가 (HDR 모드에서도) 충분하지 않아 2개의 객체를 채도 또는 노출 부족 없이 적절하게 노출할 수 없는 경우들이 있다. 그러나, 카메라(110)는 조명 강도를 동적으로 제어함으로써, 제1 조명 강도 하에서 노출이 잘되는 1m 객체에서 제1 이미지를 캡처하고, 제2 조명 강도 하에서 노출이 잘되는 3m 객체에서 제2 이미지를 캡처할 수 있다. 이 제어는 강도가 수정 가능하지 않을 때 카메라 설정들을 변경함으로써 또한 수행될 수 있다(예를 들어, 이득 및/또는 노출 시간 변경).
조명 강도는 "개-루프" 방식으로 제어될 수 있지만, 일부 실시예들은 "폐-루프" 조명 강도 제어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 강도를 변경하기 위한 조정량을 결정하기 위해 이전 이미지들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 이전 이미지 내의 타겟 객체가 노출 과다 또는 노출 부족인 경우, 제어기(150)는 조명 모듈들(120)에 의해 제공되는 조명 강도를 조정하기 위해 연속 전압/전류 신호 및/또는 펄스-폭 변조 신호를 조정하여 후속 이미지들에서 타겟 객체를 적절하게 노출하도록 할 수 있다. 피드백을 이용하여 조명 강도를 변경하는 다른 방법들도 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 카메라(110)는 10Hz(예를 들어, 초당 10프레임)에서 동작할 수 있고, 일부 경우들에서는, 항상 실행될 수 있다. 본 개시내용의 범위 내에서, 카메라(110)로부터의 이미지들은 특정 타겟 객체들을 검출하기 위해 여러 방식들로 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는, 인식 모듈이 보행자들, 차량들, 장애물들 또는 다른 중요한 객체들을 검출하기 위해 카메라(110)에 의해 캡처되는 이미지들에 대해 하나 이상의 이미지 분류기 루틴을 실행할 수 있다. 이러한 카메라들 및 광학 시스템들은 자율 주행 차량들 및/또는 머신 비전과 같은 다양한 애플리케이션들을 보강하는 데 도움이 될 수 있다. 예로서, 카메라(110)에 의해 캡처되는 이미지들은 객체들을 식별하고 자율 주행 차량이 안전하게 진행할 수 있는지를 이해하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 시스템들 및 방법들은 자율 주행 차량의 인식 모듈이 초목과 보행자 간을 구별하는 데 도움이 될 수 있다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템(200)의 측면도 또는 단면도를 예시한다. 광학 시스템(200)은 도 1을 참조하여 예시되고 설명된 광학 시스템(100)과 유사하거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 광학 시스템(200)은 외부 렌즈 엘리먼트(112) 및 이미지 센서(116)를 갖는 카메라(110)를 포함한다.
광학 시스템(200)은 또한 제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 조명 모듈(120a)은 2개의 광-방출기 디바이스(122a 및 122b) 및 보조 광학 엘리먼트(124a 및 124b)를 포함한다. 또한, 제2 조명 모듈(120b)은 2개의 발광 디바이스(122c 및 122d) 및 보조 광학 엘리먼트들(124c 및 124d)을 포함한다.
제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b)은 모듈식 부착 구조물(130)을 통해 카메라(110)에 부착될 수 있다. 모듈식 부착 구조물(130)은, 예를 들어, 정합 표면들(134a 및 134b) 및/또는 장착 위치들(132a 및 132b)을 포함할 수 있다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 도 2a의 광학 시스템(200)을 예시한다. 구체적으로, 도 2b는 광-방출기 디바이스들(122a-d)의 개개의 방출 각도들을 예시한다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스(122a)는 방출 원뿔(125a)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122b)는 방출 원뿔(125b)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122c)는 방출 원뿔(125c)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122d)는 방출 원뿔(125d)을 갖는다. 또한, 도 2b는 카메라(110)의 시야(115)를 예시한다. 일부 실시예들에서, 방출 원뿔들(125a-d)은 170도보다 클 수 있지만, 다른 원뿔 각도들도 가능하고 고려된다. 또한, 도 2b는 "대칭적인" 방출 원뿔들을 예시하지만, 상이한 배열들 및 상이한 타입들의 방출 원뿔들도 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 방출 원뿔들은 더 넓은 방위각 시야를 조명하기 위해 비대칭(예를 들어, 고도각보다 방위각에서 더 넓은 각도 커버리지를 갖는 평평한 원뿔 형상)일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 각각 비대칭 방출 원뿔을 갖는 복수의 광-방출기 디바이스들(122) 및/또는 조명 모듈들(120)이 카메라(110)에 대해 실질적으로 대칭적인 발광 패턴을 제공하도록 결합될 수 있다. 하나의 이러한 시나리오에서는, 개별적으로 비대칭적인 발광 패턴들을 갖는 3개의 조명 모듈(120)이 카메라(110)의 광축(114) 주위에 대칭적인 발광 패턴을 제공하도록 배열될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템(300)을 예시한다. 광학 시스템(300)은 도 1, 도 2a 및 도 2b와 관련하여 예시되고 설명된 광학 시스템들(100 및 200)과 다양한 측면들에서 유사하거나 동일할 수 있다. 그러나, 광학 시스템(200)과 대조적으로, 광학 시스템(300)은 (도 3b에 도시된 바와 같이) 카메라(110)의 광축(114)에 실질적으로 평행한 방출 축들(126a 및 126b)을 갖는 조명 모듈들(120a 및 120b)을 포함할 수 있다. 즉, 광-방출기 디바이스들(122a-d)은 (도 3a에 도시된 바와 같이) 카메라(110) 및/또는 외부 렌즈 엘리먼트(112)에 의해 정의되는 평면(304)에 평행할 수 있는 평면(302)을 따라 실질적으로 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들(122a-d)은 0 내지 50mm 이상일 수 있는 리세스 거리(306)만큼 평면(304)으로부터 리세스될 수 있다. 다른 리세스 거리들도 고려되고 가능하다. 일부 예들에서, 리세스 거리(306)는 카메라(110)의 시야 범위에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 리세스 거리(306)는 매우 넓은 시야 카메라(예를 들어, 220도 방위각 범위)에 대해 50mm가 되도록 선택될 수 있다. 본 명세서에에서 설명되는 바와 같이, 외부 렌즈 엘리먼트(112)로부터 광-방출기 디바이스들(122a-d)을 리세스하면 카메라(110)에 의해 수신되는 미광 조명 광의 양을 감소시킬 수 있다.
도 3b는 광-방출기 디바이스들(122a-d)의 개개의 방출 각도들을 도시한다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스(122a)는 방출 원뿔(125a)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122b)는 방출 원뿔(125b)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122c)는 방출 원뿔(125c)을 갖고, 광-방출기 디바이스(122d)는 방출 원뿔(125d)을 갖는다. 또한, 도 3b는 카메라(110)의 시야(115)를 예시한다. 일부 실시예들에서, 방출 원뿔들(125a-d)은 170도보다 더 클 수 있지만, 다른 원뿔 각도들도 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 광학 시스템(100)은 아래에서 설명되는 바와 같이 차량에 부착되거나 다른 방식으로 장착될 수 있다.
III. 예시적인 차량들
도 4는 예시적인 실시예에 따른 차량(400)을 예시한다. 일부 실시예들에서, 차량(400)은 반-자율 또는 완전-자율 주행 차량일 수 있다. 도 4는 차량(400)이 자동차(예를 들어, 승용차)인 것으로 예시하지만, 차량(400)은 센서들 및 그것의 환경에 대한 기타 정보를 사용하여 그것의 환경 내에서 탐색할 수 있는 또 다른 타입의 자율 주행 차량, 로봇 또는 드론을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
차량(400)은 하나 이상의 센서 시스템(402, 404, 406, 408 및 410)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 시스템들(402, 404, 406, 408 및 410)은 주어진 평면(예를 들어, x-y 평면)에 대해 일정 범위의 각도들에 걸쳐 배열되는 복수의 광-방출기 디바이스들을 갖는 LIDAR 센서들을 포함할 수 있다.
센서 시스템들(402, 404, 406, 408 및 410) 중 하나 이상은 광 펄스들로 차량(400) 주변의 환경을 조명하기 위해 주어진 평면에 수직인 축(예를 들어, z-축)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 반사된 광 펄스들의 다양한 양태들(예를 들어, 경과된 비행 시간, 편광 등)을 검출하는 것에 기초하여, 환경에 대한 정보가 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 센서 시스템들(402, 404, 406, 408 및 410)은 차량(400)의 환경 내의 물리적 객체들과 관련될 수 있는 개개의 포인트 클라우드 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 차량(400) 및 센서 시스템들(402 및 404)은 특정 특징들을 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 다른 타입들의 센서 시스템들도 본 개시내용의 범위 내에서 고려된다는 것이 이해될 것이다.
예시적인 실시예는 복수의 광-방출기 디바이스들을 갖는 시스템을 포함할 수 있다. 시스템은 LIDAR 디바이스의 송신 블록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 차량(예를 들어, 승용차, 트럭, 오토바이, 골프 카트, 항공 차량, 보트 등)의 LIDAR 디바이스일 수도 있고 또는 그 일부일 수도 있다. 복수의 광-방출기 디바이스들의 각각의 광-방출기 디바이스는 개개의 빔 고도각을 따라 광 펄스들을 방출하도록 구성된다. 개개의 빔 고도각들은 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 기준 각도 또는 기준 평면에 기초할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기준 평면은 차량(400)의 모션 축에 기초할 수 있다.
다수의 광-방출기 디바이스들을 갖는 LIDAR 시스템들이 본 명세서에서 설명되고 예시되지만, 더 적은 수의 광-방출기 디바이스들(예를 들어, 단일 광-방출기 디바이스)을 갖는 LIDAR 시스템들도 본 명세서에서 고려된다. 예를 들어, 레이저 다이오드에 의해 방출되는 광 펄스들은 시스템의 환경에 대해 제어 가능하게 지향될 수 있다. 광 펄스들의 방출 각도는, 예를 들어, 기계식 스캐닝 미러 및/또는 회전 모터와 같은 스캐닝 디바이스에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 디바이스들은 주어진 축을 중심으로 왕복 모션으로 회전할 수 있고/있거나 수직 축을 중심으로 회전할 수 있다. 다른 실시예에서, 광-방출기 디바이스는 스피닝 프리즘 미러를 향해 광 펄스들을 방출할 수 있으며, 스피닝 프리즘 미러는 각각의 광 펄스와 상호 작용할 때 프리즘 미러 각도의 각도에 기초하여 광 펄스들이 환경으로 방출되도록 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스캐닝 광학기들(scanning optics) 및/또는 다른 타입들의 전기-광학-기계 디바이스(electro-opto-mechanical device)들도 환경에 대한 광 펄스들을 스캔하는 것이 가능하다.
일부 실시예들에서, 단일 광-방출기 디바이스는 본 명세서에에서 설명되는 바와 같이 가변 샷 스케줄에 따라 및/또는 샷당 가변 전력으로 광 펄스들을 방출할 수 있다. 즉, 각각의 레이저 펄스 또는 샷의 방출 전력 및/또는 타이밍은 샷의 개개의 고도각에 기초할 수 있다. 또한, 가변 샷 스케줄은 LIDAR 시스템으로부터 또는 LIDAR 시스템을 지원하는 주어진 차량의 표면(예를 들어, 전방 범퍼)으로부터 주어진 거리에서 원하는 수직 간격을 제공하는 것에 기초할 수 있다. 예로서, 광-방출기 디바이스로부터의 광 펄스들이 하방으로 지향될 때에는, 타겟까지 예상되는 최대 거리가 더 짧아지기 때문에, 샷당 전력(power-per-shot)이 감소될 수 있다. 반대로, 기준 평면 위의 고도각에서 광-방출기 디바이스에 의해 방출되는 광 펄스들은 더 먼 거리들을 이동하는 펄스들을 적절하게 검출하도록 충분한 신호 대 잡음을 제공하기 위해 상대적으로 더 높은 샷당 전력을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 샷당 전력/에너지는 동적 방식으로 각각의 샷에 대해 제어될 수 있다. 다른 실시예들에서, 샷당 전력/에너지는 여러 펄스들의 연속적인 세트(예를 들어, 10개의 광 펄스)에 대해 제어될 수 있다. 즉, 광 펄스 트레인의 특성들이 펄스별로 및/또는 여러 펄스별로 변경될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광-방출기 디바이스들(122)의 스펙트럼 방출은 LIDAR 센서들에 의해 이용되는 파장 또는 파장들을 피하도록 구성 및/또는 선택될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 센서들은 905nm 및/또는 1050nm와 같은 다양한 적외선 파장들을 이용할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 광-방출기 디바이스들(122)은 두 가지 타입의 센서 시스템들 사이의 크로스토크 또는 광 간섭을 최소화하거나 제거하기 위해 상이한 파장(예를 들어, 850nm)에서 광을 방출하도록 선택될 수 있다. 또한, 광-방출기 디바이스들(122)로부터 방출되는 광의 시간적 특성들은 LIDAR 광 펄스들의 것과 구별 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광-방출기 디바이스들(122)은 LIDAR 감지에 이용되는 수 나노초 범위 레이저 다이오드 펄스들에 비해 실질적으로 더 긴 "턴-온" 시간들(예를 들어, 마이크로초들 또는 밀리초들)에서 광 펄스들을 방출할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광-방출기 디바이스들(122)의 듀티 사이클(예를 들어, 20% 듀티 사이클 초과)은 LIDAR 레이저 다이오드 펄스들(예를 들어, 5% 듀티 사이클 미만)과 구별 가능할 수 있다.
도 4는 차량(400)에 부착된 다양한 LIDAR 센서들을 예시하지만, 차량(400)은 아래에서 설명되는 바와 같이 복수의 카메라들 및 대응하는 조명 모듈들과 같은 다른 타입들의 센서들을 통합할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 추가적으로 또는 임의적으로, 조명 모듈들(120)로부터의 광 방출들 및/또는 LIDAR 광 펄스들은 지역, 연방 및/또는 국제 안구 안전 협약들, 법률들 및/또는 규정들을 준수하도록 시스템 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 조정 및/또는 규제될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 도 4의 차량(400)을 예시한다. 일부 실시예들에서, 차량(400)은 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및/또는 도 3b를 참조하여 예시되고 설명된 광학 시스템(100)의 하나 이상의 사례를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(400)은 카메라(예를 들어, 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및/또는 도 3b에 예시된 카메라(110))를 포함할 수 있다. 이러한 예들에서, 카메라(110)는 광축(114) 및 광축(114)을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트(112)를 포함한다. 차량(400)은 또한 차량(400)의 환경의 제1 부분을 조명하도록 구성되는 제1 조명 모듈(예를 들어, 조명 모듈(120a))을 포함할 수 있다. 차량(400)은 차량(400)의 환경의 제2 부분을 조명하도록 구성될 수 있는 제2 조명 모듈(예를 들어, 조명 모듈(120b))을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 실시예들에서, 각각의 조명 모듈(120)은 개개의 방출 축(예를 들어, 방출 축(126a 또는 126b))을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(예를 들어, 광-방출기 디바이스들(122a-b 및/또는 122c-d))를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 조명 모듈(120)은 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122)에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트(124)를 포함할 수 있으며, 여기서 보조 광학 엘리먼트(124)는 차량(400)의 환경의 일부를 조명하기 위해 적어도 170도의 방위각 범위를 갖는 발광 패턴을 제공하도록 구성된다. 상이한 방위각 범위들을 갖는 발광 패턴들이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 발광 패턴은 30도, 45도, 90도, 120도, 270도 또는 360도의 방위각 범위를 가질 수 있다. 다른 방위각 범위들도 가능하고 고려된다.
제1 조명 모듈(120a)과 제2 조명 모듈(120b)은 제1 조명 모듈(120a)과 제2 조명 모듈(120b)의 개개의 방출 축들(126)이 광축(114)에 대해 반대 방향들로 기울어지도록 카메라(110)의 광축(114)에 대해 서로 반대로 배열될 수 있다. 예를 들어, 방출 축(126a)은 광축(114)으로부터 5도 멀어지게 기울어질 수 있다. 이러한 시나리오에서, 방출 축(126b)은 광축(114)으로부터 반대 방향으로 5도 기울어질 수 있다.
다른 경사각들도 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b)은 광축에 대해 5도 내지 20도 또는 0도 내지 45도 범위 내의 경사각을 가질 수 있다.
본 명세서에에서 설명되는 바와 같이, 조명 모듈들(120)에 의해 제공되는 발광 패턴은 광학 시스템(100)으로부터 미리 결정된 거리(예를 들어, 5, 10, 20 또는 30미터)에서 조명 모듈들(120)의 시야 내에서 적어도 70% 균일한 조명 강도를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 차량(400)은 복수의 조명 모듈들(120)을 각각의 개개의 방출 축(126)이 광축(114)에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 카메라(110)에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물(130)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예로서, 제1 조명 모듈(120a) 및 제2 조명 모듈(120b) 각각은 모듈식 부착 구조물(130) 상의 복수의 장착 위치들(132) 각각에 교체 가능하게 커플링하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 모듈식 부착 구조물(130)은 적어도 하나의 정합 표면(134)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 정합 표면(134)은 알려진 또는 원하는 배향, 알려진 또는 원하는 물리적 정렬 포지션 및/또는 알려진 또는 원하는 광학 정렬 포지션 중 적어도 하나에 따라 조명 모듈(120)을 위치결정하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에에서 설명되는 일부 실시예들에서, 차량(400)은 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있는 제어기(예를 들어, 제어기(150))를 포함할 수 있다. 제어기는 동작들을 수행하기 위해 메모리에 저장되는 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 동작들은 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 발광 패턴에 따라 광을 방출하게 하는 동작을 포함할 수 있다. 광은 850nm의 파장을 갖는 광(예를 들어, 840nm 내지 860nm의 파장(들)을 갖는 광)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 동작들은 카메라(예를 들어, 카메라(110))로 하여금 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 동작을 포함할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 차량(400)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 차량(400)은 제1 광학 시스템(100a) 및 제2 광학 시스템(100b)을 포함할 수 있다. 제1 광학 시스템(100a)은 차량(400)의 좌측에 부착될 수 있고, 제2 광학 시스템(100b)은 차량(400)의 우측에 부착될 수 있다. 개개의 광학 시스템들의 다른 배열들도 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 광학 시스템들은 전면/후면 배열로 장착될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 2개의 광학 시스템이 예시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 광학 시스템들이 차량(400)과 함께 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 6에 예시된 바와 같이, 광학 시스템들(100a 및 100b)의 개개의 시야는 방위각이 중첩될 수 있어서, 2개의 광학 시스템이 차량(400) 주위에 360도 이미징을 제공할 수 있게 된다. 즉, 광학 시스템(100a)과 연관된 시야(610a) 및 광학 시스템(100b)과 연관된 시야(610b)는 차량(400)의 전방 수 미터 및 차량(400)의 후방 수 미터에서 중첩될 수 있다. 이러한 방식으로, 2개의 카메라 시스템은 차량(400) 주위에 360도 방위각 커버리지를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광학 시스템들(100a 및/또는 100b)의 특정 동작들은 차량(400)의 동작들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 동작들은, 차량(400)이 임계 속도(예를 들어, 시간당 25마일) 미만에서 동작하고 있는 동안, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122) 또는 적어도 하나의 조명 모듈(120)이 발광 패턴에 따라 광을 방출하도록 동작시키는 동작을 포함할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 동작들은 또한, 차량(400)이 임계 속도 이상에서 동작하고 있는 동안, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스(122) 및 적어도 하나의 조명 모듈(120)의 동작을 중단시키는 동작을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 속도는 시간당 10 내지 30마일의 속도일 수 있다.
위에서 설명된 예시적인 실시예들은 차량들에 관한 것이지만, 광학 시스템들 및 방법들이 다른 맥락들에서 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 설명된 광학 시스템들은 보안 애플리케이션들(예를 들어, 감시 및/또는 안전 애플리케이션들)에 이용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광학 시스템들 및 방법들은 다른 가능성들 중에서 사진, 비디오그래피, 원격 모니터링의 맥락 내에서 적용될 수 있다.
IV. 예시적인 방법들
도 7은 예시적인 실시예에 따른 방법(700)을 예시한다. 방법(700)은 본 명세서에서 명시적으로 예시되거나 달리 개시된 것들보다 더 적거나 더 많은 단계들 또는 블록들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 방법(700)의 개개의 단계들 또는 블록들은 임의의 순서로 수행될 수 있고, 각각의 단계 또는 블록은 1회 이상 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(700)의 블록들 또는 단계들의 일부 또는 전부는 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 4, 도 5 및 도 6과 관련하여 예시되고 설명되는 광학 시스템(100) 및/또는 차량(400)의 제어기(150) 및/또는 기타 엘리먼트들에 의해 수행될 수 있다.
블록(702)은 차량의 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 발광 패턴에 따라 환경으로 광을 방출하게 하는 단계를 포함한다. 발광 패턴은 공간 조명 패턴 및/또는 시간 패턴(예를 들어, 2kHz 광 펄스 방출 레이트)에 대응할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공간 조명 패턴은 넓은 각도 범위(예를 들어, 170도 원뿔 각도)에 걸쳐 실질적으로 균일한 조명 강도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 강도는 방출 원뿔 각도에 걸쳐 적어도 70% 균일할 수 있다.
적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성된다. 이러한 시나리오들에서, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 보조 광학 엘리먼트에 광학적으로 커플링된다. 보조 광학 엘리먼트는 발광 패턴을 제공하기 위해 방출된 광과 상호 작용하도록 구성된다. 발광 패턴은 적어도 170도의 방위각 범위를 포함한다.
블록(704)은 차량의 카메라로 하여금 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 단계를 포함한다. 카메라는 광축 및 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함한다. 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 복수의 조명 모듈들을 각각의 개개의 발광 축이 광축에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 카메라에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물을 통해 카메라에 커플링된다. 이러한 예들에서, (예를 들어, 방출된 광의) 조명 강도는 미리 결정된 거리(예를 들어, 3미터)에서 조명 모듈들의 시야 내에서 적어도 70% 균일하다.
조명 모듈들의 시야에 걸친 상대적 조명 균일성은 카메라에 의해 캡처되는 이미지들에 기초하여 향상된 이미징 성능 및 객체 인식을 제공할 수 있다. ~170도 원뿔에 걸쳐 균일한 조명 강도를 제공하면 조명 광을 더 좁은 원뿔에서 집중시키는 대신 시야 전체에 더 고르게 분산시킴으로써 역반사기(retroreflector)들의 부정적인 영향들을 감소시키는 데 추가로 도움이 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방법은, 차량이 임계 속도 미만에서 동작하고 있는 동안, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 또는 적어도 하나의 조명 모듈이 발광 패턴에 따라 광을 방출하도록 동작시키는 단계를 포함할 수 있다. 광은 약 850nm의 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 방법은, 차량이 임계 속도 이상에서 동작하고 있는 동안, 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 및 적어도 하나의 조명 모듈의 동작을 중단시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 속도는 시간당 10 내지 30마일일 수 있다. 그러나, 다른 임계 속도들도 가능하고 고려된다.
도면들에 도시된 특정 배열들은 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 다른 실시예들은 주어진 도면에 도시된 각각의 엘리먼트를 더 많거나 더 적게 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 예시된 엘리먼트들 중 일부는 결합되거나 생략될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예는 도면들에 예시되지 않은 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
정보 프로세싱을 나타내는 단계 또는 블록은 본 명세서에서 설명되는 방법 또는 기술의 특정 로직 기능들을 수행하도록 구성될 수 있는 회로망에 대응할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 정보 프로세싱을 나타내는 단계 또는 블록은 모듈, 세그먼트 또는 프로그램 코드의 일부(관련된 데이터 포함)에 대응할 수 있다. 프로그램 코드는 방법 또는 기술에서 특정 로직 기능들 또는 동작들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램 코드 및/또는 관련된 데이터는 디스크, 하드 드라이브 또는 기타 저장 매체를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM)와 같이 짧은 시간 기간들 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 더 긴 시간 기간들 동안 프로그램 코드 및/또는 데이터를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어, 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 광학 또는 자기 디스크, 컴팩트-디스크 판독 전용 메모리(compact-disc read only memory)(CD-ROM)와 같은 보조 또는 영구 장기 스토리지를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비-휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 유형의(tangible) 저장 디바이스로 간주될 수 있다.
다양한 예들 및 실시예들이 개시되었지만, 다른 예들 및 실시예들도 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다양한 개시된 예들 및 실시예들은 예시의 목적들을 위한 것으로서 제한하려는 의도가 아니며, 진정한 범위는 다음의 청구 범위에 의해 나타내어진다.

Claims (20)

  1. 광학 시스템으로서,
    카메라 - 상기 카메라는 광축 및 상기 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함함 -; 및
    복수의 조명 모듈들
    을 포함하고, 각각의 조명 모듈은,
    개개의 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스; 및
    상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트(secondary optical element) - 상기 보조 광학 엘리먼트는 상기 광학 시스템의 환경의 일부를 조명하기 위해 발광 패턴을 제공하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 광학 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 하우징을 추가로 포함하고, 각각의 광-방출기 디바이스의 외부 표면은 상기 광축에 수직이고 상기 카메라의 외부 렌즈 엘리먼트와 교차하는 평면에 대해 0밀리미터 내지 50밀리미터 리세스되는, 광학 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 조명 모듈들은 제1 조명 모듈 및 제2 조명 모듈을 포함하고, 상기 제1 조명 모듈과 상기 제2 조명 모듈은 상기 제1 조명 모듈과 상기 제2 조명 모듈의 개개의 방출 축들이 상기 광축에 대해 반대 방향들로 기울어지도록 상기 카메라의 광축에 대해 서로 반대로 배열되는, 광학 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 조명 모듈 및 상기 제2 조명 모듈은 각각 상기 광축에 대해 5도 내지 20도 범위 내의 경사각을 갖는, 광학 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 발광 패턴은 적어도 170도의 방위각 범위를 갖고, 상기 발광 패턴은 상기 광학 시스템으로부터 미리 결정된 거리에서 상기 카메라의 시야 내에서 적어도 70% 균일한 조명 강도를 제공하는, 광학 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 조명 모듈들을 각각의 개개의 방출 축이 상기 광축에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 상기 카메라에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물을 추가로 포함하고, 상기 복수의 조명 모듈들의 각각의 조명 모듈은 상기 모듈식 부착 구조물 상의 복수의 장착 위치들 각각에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되고, 상기 모듈식 부착 구조물은 적어도 하나의 정합 표면(registration surface)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 정합 표면은 알려진 배향(orientation), 알려진 물리적 정렬 포지션 및/또는 알려진 광학 정렬 포지션 중 적어도 하나에 따라 조명 모듈을 위치결정하도록 구성되는, 광학 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어기를 추가로 포함하고, 상기 제어기는 동작들을 수행하기 위해 상기 메모리에 저장되는 명령어들을 실행하도록 구성되고, 상기 동작들은,
    상기 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 상기 발광 패턴에 따라 광을 방출하게 하는 동작 - 상기 광은 850nm의 파장을 갖는 광을 포함함 -; 및
    상기 카메라로 하여금 상기 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 동작
    을 포함하는, 광학 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동작들은,
    제1 동작 모드에서 상기 광학 시스템을 동작시키는 동작;
    상기 광학 시스템의 동작 온도를 나타내는 정보를 수신하는 동작;
    상기 광학 시스템이 상승된 온도에서 동작하고 있다고 결정하는 동작 - 상기 상승된 온도는 미리 결정된 임계 온도보다 높은 상기 광학 시스템의 동작 온도를 포함함 -; 및
    상기 광학 시스템이 상승된 온도에서 동작하고 있다는 결정에 응답하여, 제2 동작 모드에서 상기 광학 시스템을 동작시키는 동작
    을 추가로 포함하는, 광학 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 동작 모드에서 광학 시스템을 동작시키는 동작은,
    감소된 조명 레이트에서 상기 복수의 조명 모듈들을 동작시키는 동작;
    감소된 조명 강도에서 상기 복수의 조명 모듈들을 동작시키는 동작; 또는
    상기 복수의 조명 모듈들의 감소된 세트 또는 상기 복수의 광-방출기 디바이스들의 감소된 세트를 동작시키는 동작
    중 적어도 하나를 포함하는, 광학 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 동작들은,
    상기 카메라와 연관된 하나 이상의 초점면 셔터 시간에 기초하여 상기 카메라 및 상기 복수의 조명 모듈들을 동기식으로 동작시키는 동작
    을 추가로 포함하는, 광학 시스템.
  11. 차량으로서,
    카메라 - 상기 카메라는 광축 및 상기 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함함 -;
    상기 차량의 환경의 제1 부분을 조명하도록 구성되는 제1 조명 모듈; 및
    상기 차량의 환경의 제2 부분을 조명하도록 구성되는 제2 조명 모듈
    을 포함하고, 각각의 조명 모듈은,
    개개의 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 광-방출기 디바이스; 및
    상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스에 광학적으로 커플링되는 보조 광학 엘리먼트 - 상기 보조 광학 엘리먼트는 상기 차량의 환경의 일부를 조명하기 위해 발광 패턴을 제공하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 차량.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 조명 모듈과 상기 제2 조명 모듈은 상기 제1 조명 모듈과 상기 제2 조명 모듈의 개개의 방출 축들이 상기 광축에 대해 반대 방향들로 기울어지도록 상기 카메라의 광축에 대해 서로 반대로 배열되는, 차량.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 조명 모듈 및 상기 제2 조명 모듈은 각각 상기 광축에 대해 5도 내지 20도 범위 내의 경사각을 갖는, 차량.
  14. 제11항에 있어서, 상기 발광 패턴은 적어도 170도의 방위각 범위를 갖고, 상기 발광 패턴은 상기 광학 시스템으로부터 미리 결정된 거리에서 상기 카메라의 시야 내에서 적어도 70% 균일한 조명 강도를 제공하는, 차량.
  15. 제11항에 있어서, 상기 복수의 조명 모듈들을 각각의 개개의 방출 축이 상기 광축에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 상기 카메라에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물을 추가로 포함하고, 상기 제1 조명 모듈 및 상기 제2 조명 모듈 각각은 상기 모듈식 부착 구조물 상의 복수의 장착 위치들 각각에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는, 차량.
  16. 제15항에 있어서, 상기 모듈식 부착 구조물은 적어도 하나의 정합 표면을 포함하고, 상기 적어도 하나의 정합 표면은 알려진 배향, 알려진 물리적 정렬 포지션 및/또는 알려진 광학 정렬 포지션 중 적어도 하나에 따라 조명 모듈을 위치결정하도록 구성되는, 차량.
  17. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기를 추가로 포함하고, 상기 제어기는 동작들을 수행하기 위해 상기 메모리에 저장되는 명령어들을 실행하고, 상기 동작들은,
    상기 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 상기 발광 패턴에 따라 광을 방출하게 하는 동작 - 상기 광은 850nm의 파장을 갖는 광을 포함함 -; 및
    상기 카메라로 하여금 상기 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 동작
    을 포함하는, 차량.
  18. 제17항에 있어서, 상기 동작들은,
    상기 차량이 임계 속도 미만에서 동작하고 있는 동안, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 또는 상기 적어도 하나의 조명 모듈이 상기 발광 패턴에 따라 광을 방출하도록 동작시키는 동작; 및
    상기 차량이 임계 속도 이상에서 동작하고 있는 동안, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 및 상기 적어도 하나의 조명 모듈의 동작을 중단시키는 동작 - 상기 임계 속도는 시간당 10 내지 30마일임 -
    을 추가로 포함하는, 차량.
  19. 방법으로서,
    차량의 적어도 하나의 조명 모듈의 적어도 하나의 광-방출기 디바이스로 하여금 발광 패턴에 따라 환경으로 광을 방출하게 하는 단계 - 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 방출 축을 따라 광을 방출하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 보조 광학 엘리먼트에 광학적으로 커플링되고, 상기 보조 광학 엘리먼트는 발광 패턴을 제공하기 위해 상기 방출된 광과 상호 작용하도록 구성됨 -; 및
    상기 차량의 카메라로 하여금 상기 환경의 일부의 적어도 하나의 이미지를 캡처하게 하는 단계 - 상기 카메라는 광축 및 상기 광축을 따라 배치되는 외부 렌즈 엘리먼트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스는 상기 복수의 조명 모듈들을 각각의 개개의 방출 축이 상기 광축에 대해 0이 아닌 경사각을 형성하도록 상기 카메라에 교체 가능하게 커플링하도록 구성되는 모듈식 부착 구조물을 통해 상기 카메라에 커플링되고, 조명 강도가 미리 결정된 거리에서 상기 조명 모듈들의 시야 내에서 적어도 70% 균일함 -
    를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 차량이 임계 속도 미만에서 동작하고 있는 동안, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 또는 상기 적어도 하나의 조명 모듈이 상기 발광 패턴에 따라 광을 방출하도록 동작시키는 단계 - 상기 발광 패턴은 적어도 170도의 방위각 범위를 포함하고, 상기 광은 850nm의 파장을 갖는 광을 포함함 -; 및
    상기 차량이 임계 속도 이상에서 동작하고 있는 동안, 상기 적어도 하나의 광-방출기 디바이스 및 상기 적어도 하나의 조명 모듈의 동작을 중단시키는 단계 - 상기 임계 속도는 시간당 10 내지 30마일임 -
    를 추가로 포함하는, 방법.
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SG (1) SG11202106196VA (ko)
WO (1) WO2020139885A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022003639T5 (de) 2021-07-21 2024-05-23 Ykk Corporation Fahrzeugsitz-Montagegerät

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11202106196VA (en) * 2018-12-26 2021-07-29 Waymo Llc Close-in illumination module
WO2020215003A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 Lumileds Holding B.V. Illumination and detection system with infrared light for vehicles
US11662434B2 (en) * 2019-07-29 2023-05-30 Ford Global Technologies, Llc Depth sensor
US11642085B2 (en) * 2020-10-06 2023-05-09 Nec Corporation Of America Automated health check device and methods
US11627252B2 (en) * 2021-03-26 2023-04-11 Samsara Inc. Configuration of optical sensor devices in vehicles based on thermal data
WO2023143985A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Wide field-of-view time-of-flight camera and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120176526A1 (en) * 2007-07-26 2012-07-12 Stephen Thomas Peacock Camera light
KR20130097851A (ko) * 2012-02-27 2013-09-04 김도현 비젼기능을 가지는 ｌｅｄ 조명장치 및 ｌｅｄ 조명 시스템
KR20140092220A (ko) * 2013-01-15 2014-07-23 후지쯔 가부시끼가이샤 생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법
KR20160059681A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 에스엘 주식회사 차량용 램프
KR20170084502A (ko) * 2016-01-12 2017-07-20 주식회사 비케이테크놀로지 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3375656B2 (ja) * 1992-02-28 2003-02-10 本田技研工業株式会社 車両用周囲監視装置
JPH09113968A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Fuji Photo Film Co Ltd カメラ
JP2000207696A (ja) * 1999-01-18 2000-07-28 Sharp Corp 車載カメラ装置
JP3593950B2 (ja) * 1999-05-26 2004-11-24 株式会社デンソー 二次元コード読取装置
JP4366026B2 (ja) * 2001-03-23 2009-11-18 キヤノン株式会社 アクセサリ装着装置およびカメラシステム
JP4035296B2 (ja) * 2001-06-25 2008-01-16 京都電機器株式会社 照明装置
US9955551B2 (en) 2002-07-12 2018-04-24 Yechezkal Evan Spero Detector controlled illuminating system
JP4542787B2 (ja) * 2004-01-06 2010-09-15 Ｈｏｙａ株式会社 照明装置
KR100588190B1 (ko) * 2004-03-25 2006-06-08 주식회사 팬택앤큐리텔 이동 통신 단말기에서의 플래시 밝기 조절장치
US7509043B2 (en) 2004-05-25 2009-03-24 Nikon Corporation Illuminating device for photographing and camera
GB2421584A (en) 2004-12-21 2006-06-28 Sharp Kk Optical device with converging and diverging elements for directing light
JP5571419B2 (ja) * 2010-03-24 2014-08-13 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯
JP5604146B2 (ja) * 2010-03-25 2014-10-08 富士通テン株式会社 車載照明装置、画像処理装置、画像表示システム及び照明方法
US9142157B2 (en) * 2011-01-20 2015-09-22 Apple Inc. Methods for enhancing longevity in electronic device displays
US10819955B2 (en) 2011-04-01 2020-10-27 Latecoere Aircraft provided with a surveillance system
JP5761143B2 (ja) * 2011-11-02 2015-08-12 株式会社リコー 撮像ユニット、撮像ユニットを搭載した車両
US9669755B2 (en) 2011-11-08 2017-06-06 GM Global Technology Operations LLC Active vision system with subliminally steered and modulated lighting
US9227555B2 (en) * 2012-03-27 2016-01-05 Ip Consulting Llc Adaptive external vehicle illumination system
EP2657881B1 (de) * 2012-04-27 2014-06-11 Sick Ag Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Beleuchtungsbereichs
CN105874883B (zh) 2013-09-10 2019-06-18 飞利浦灯具控股公司 用于编码光源的自动化投用的方法和装置
KR102246882B1 (ko) 2014-01-28 2021-04-30 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
US20160047888A1 (en) 2014-08-15 2016-02-18 Richard D. Roberts Vehicle positioning
WO2016188760A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Philips Lighting Holding B.V. Determining the position of a portable device relative to a luminaire
CN105306796A (zh) * 2015-10-10 2016-02-03 安霸半导体技术（上海）有限公司 具有定期红外照明和全局快门cmos传感器的夜视设备
KR101777518B1 (ko) * 2016-04-07 2017-09-11 엘지전자 주식회사 인테리어 카메라 장치, 이를 포함하는 차량 운전 보조장치 및 이를 포함하는 차량
JP2018129259A (ja) 2017-02-10 2018-08-16 株式会社小糸製作所 ランプ装置
JP6822230B2 (ja) * 2017-03-09 2021-01-27 株式会社リコー 撮像装置および撮像方法
DE102017107903A1 (de) 2017-04-12 2018-10-18 Sick Ag 3D-Lichtlaufzeitkamera und Verfahren zur Erfassung dreidimensionaler Bilddaten
JP2019061112A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 アイシン精機株式会社 カメラモジュール
CN109901134A (zh) * 2017-12-08 2019-06-18 浙江舜宇智能光学技术有限公司 广角tof模组及其应用
SG11202106196VA (en) * 2018-12-26 2021-07-29 Waymo Llc Close-in illumination module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120176526A1 (en) * 2007-07-26 2012-07-12 Stephen Thomas Peacock Camera light
KR20130097851A (ko) * 2012-02-27 2013-09-04 김도현 비젼기능을 가지는 ｌｅｄ 조명장치 및 ｌｅｄ 조명 시스템
KR20140092220A (ko) * 2013-01-15 2014-07-23 후지쯔 가부시끼가이샤 생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법
KR20160059681A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 에스엘 주식회사 차량용 램프
KR20170084502A (ko) * 2016-01-12 2017-07-20 주식회사 비케이테크놀로지 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022003639T5 (de) 2021-07-21 2024-05-23 Ykk Corporation Fahrzeugsitz-Montagegerät

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