KR20210122641A - 광 출력 조절이 가능한 광 출력장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는, 지지부에 의해 고정되고, 광원부를 포함하는 광원에서 전달되는 광을 확산시키는 제1 확산부; 조절부에 의해 고정되고, 제1 확산부를 통과한 빛을 설정된 방사각으로 확산시키는 제2 확산부; 본체부; 및 제어장치를 포함하고, 상기 본체부 내부의 코일은 상기 조절부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하며, 상기 제어장치는 광원부의 설정된 영역의 출력을 제어하는, 광 출력장치를 제공할 수 있다.

Description

광 출력 조절이 가능한 광 출력장치 {A light output device with adjustable light output}
본 실시예는 복수의 광 출력장치의 사이의 거리를 조절하거나 광 출력을 조절하여 광을 제어하는 광 출력장치에 관한 것이다.
3차원 정보를 파악하기 위한 방법으로 스테레오 비전(Stereo Vision) 방식, 구조광(Structured Light) 방식, 비행시간(Time of Flight) 방식이 대표적으로 활용되고 있다.
스테레오 비전(Stereo Vision) 방식은, 하나의 사물에 대해 서로 다른 장소에서 촬영한 두 이미지를 활용하여 3차원 정보를 계산하는 방식이다. 삼각측량 방식이라고도 하며, 2차원 이미지를 사용하여 3차원 깊이 정보를 파악한다는 특징이 있다.
구조광(Structured Light) 방식은, 구조화된 광 패턴을 물체에 투영시킨 후 물체의 표면에서 패턴의 굴곡을 인식하여 3차원 정보를 계산하는 방식이다. 스테레오 비전 방식과 달리, 물체에 빔을 주사하기 위하여 프로젝터를 사용한다는 특징이 있다.
비행시간(TOF, Time of Flight) 방식은, 일정한 펄스를 가진 레이저를 반복적으로 발생시키고 물체에 반사되어 되돌아오는 펄스의 도착 시간을 계산하여 거리를 측정하는 방식이다. 구조광 방식과 마찬가지로 물체에 빔을 주사하기 위한 프로젝터가 요구된다. 송신부에서 송출된 펄스가 물체에서 반사되어 수신부까지 돌아오는 시간을 직접 계산하는 직접측정 방식과 수신된 펄스의 위상 차이를 계산하는 간접측정 방식이 있으나, 간접측정 방식이 널리 활용되고 있다.
앞서 언급한 3차원 정보를 파악하기 위한 방법들 중 구조광(Structured Light) 방식과 비행시간(Time of Flight) 방식은 스테레오 비전(Stereo Vision) 방식과 달리 송신부에서 나온 빔을 물체에 주사하는 과정이 추가적으로 수행되므로 광원이 구성에 포함된다. 또한 광원에서 나온 광을 물체에 적절하게 도달시키기 위해서는 일정한 각도로 빔을 방사시켜야 하는데, 광 다양한 확산장치가 제시되고 있다. 구체적으로, 광 확산장치로서 디퓨저(Diffuser) 또는 프리즘(Prism) 등이 널리 사용되고 있으나, 이를 포함하여 다양한 광 확산장치를 활용하여 빔의 각도를 적절하게 조절할 수 있다.
그런데, 종래의 광 확산장치는 일정한 형태의 디퓨저 또는 프리즘을 사용하는 것이 일반적이고, 제조 당시에 형성된 표면의 특성에 따라 방사각이 정해지게 된다. 이 경우 물체와 광원의 거리에 상관없이 초기에 설정된 방사각에 따라 빔이 물체에 전달되므로 검출 가능한 영역이 제한되고, 빔을 주사하는 과정에서 빔의 중앙부에서 멀어질수록 전달 효율성이 떨어지는 문제가 발생한다. 또한 종래의 광 확산장치에는 하나의 광 확산장치가 사용되고 있으므로 다양한 방사각을 가지도록 각도를 조절할 수 없다는 한계가 있다.
한편, 종래의 광 출력장치에서 광원은 레이저가 주로 사용되는데, 광 출력장치는 광을 출력하기 위한 레이저 소자를 동시에 제어하므로 각 레이저 소자의 출력을 개별적으로 제어할 수 없다. 특히, 광원의 중심부로부터 멀어질수록 물체에 도달하는 광이 적어지고, 결과적으로 광 출력장치의 전력 효율을 감소시키는 주요한 원인으로 지적되고 있다.
또한 종래의 광 출력장치에서는 송신되는 레이저 빔의 세기 분포를 고려하지 않고 광을 조사하므로, 수신부에서 받아드리는 빔의 세기도 물체의 위치별로 차이가 나게 된다. 이러한 송신부에서의 빔의 세기 차이는 수신부에서 인식하는 전하량의 차이를 발생시킨다. 따라서 물체에서 광이 조사되는 영역에 따라 반사광의 세기가 달라지게 되므로, 물체의 정확한 거리를 계산할 수 없다는 문제점이 발생한다. 특히, 반사광의 세기가 수신부 센서가 측정할 수 있는 기준치보다 높은 경우, 수신부에서 전하량이 포화되게 되므로 물체의 정확한 거리를 측정할 수 없게 된다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 확산부 사이의 거리를 조절하여 방사각을 조절하는 광 출력장치를 제공하는 것이다. 본 실시예의 목적은, 다른 측면에서, 레이저 소자의 출력을 개별적으로 조절하여 전력의 효율성을 증대시키는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1 실시예는, 지지부에 의해 고정되고, 광원부를 포함하는 광원에서 전달되는 광을 확산시키는 제1 확산부; 조절부에 의해 고정되고, 제1 확산부를 통과한 빛을 설정된 방사각으로 확산시키는 제2 확산부; 본체부; 및 제어장치를 포함하고, 상기 본체부 내부의 코일은 상기 조절부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하며, 상기 제어장치는 광원부의 설정된 영역의 출력을 제어하는, 광 출력장치를 제공할 수 있다.
또한 제2 실시예는, 조절부에 의해 고정되고, 광원부를 포함하는 광원에서 전달되는 광을 설정된 방사각으로 확산시키는 확산부; 본체부; 및 제어장치를 포함하고, 상기 본체부 내부의 코일은 상기 조절부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하며, 상기 제어장치는 광원부의 설정된 영역의 출력을 제어하는, 광 출력장치를 제공할 수 있다.
그리고 제3 실시예는, 제어장치가 광 출력을 최적화 하는 방법에 있어서, 수신부 신호 입력 단계; 수신부 신호 분석 단계; 출력 조절비율 산정 단계; 및 송신부 신호 조절 단계로 이루어진, 광 출력 최적화 방법을 제공할 수 있다.
광 출력장치에서 광원부의 설정된 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되어 있고, 상기 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절될 수 있다.
광 출력장치에서 제2 영역의 출력은 상기 제1 영역의 출력보다 낮을 수 있다.
광 출력장치에서 광원은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성될 수 있다.
광 출력장치에서 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자로 구성될 수 있다.
광 출력장치에서 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓을 수 있다.
광 출력장치에서 광원부의 설정된 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되어 있고, 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절될 수 있다.
광 출력장치에서 제2 영역의 출력은 제1 영역의 출력보다 낮을 수 있다.
광 출력장치에서 광원은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성될 수 있다.
광 출력장치에서 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자로 구성될 수 있다.
광 출력장치에서 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓을 수 있다.
광 출력장치는 수신부를 더 포함할 수 있다.
광 출력장치에서 제어장치는 수신부의 신호을 입력받고 분석할 수 있다.
광 출력장치에서 제어장치는 출력의 조절비율을 산정하여 광원부의 설정된 영역의 출력을 조절할 수 있다.
광 출력장치에서 설정된 영역의 출력은 일정한 세기를 가질 수 있다.
광 출력장치에서 제어장치는 광원부의 출력을 수신부의 포화범위 내로 조절할 수 있다.
광 출력장치에서 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리에 대응하여 광원부 출력 영역을 조절할 수 있다.
광 출력 최적화 방법은 수신부 포화 판단 단계를 더 포함할 수 있다.
광 출력 최적화 방법에서 출력 조절비율 산정 단계는 입사된 전하량 분포를 기초로 함수를 도출할 수 있다.
광 출력 최적화 방법에서 상기 출력 조절비율은 출력의 분포를 균일하게 만들기 위한 비율로 설정되어 있을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 광 출력장치에 의해 소비전력을 효율적으로 사용할 수 있고 정확한 거리 계산이 가능할 수 있게 된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제1 예시 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제2 예시 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 확대도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제3 예시 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제4 예시 단면도이다.
도 6은 광원의 제1 예시 상면도이다.
도 7은 광원의 제2 예시 상면도이다.
도 8은 확산부의 제1 예시 상면도이다.
도 9는 확산부의 형태를 예시한 상면도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 광 출력장치의 제1 예시 단면도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 광 출력장치의 제2 예시 단면도이다.
도 12는 단일한 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제1 예시 도면이다.
도 13은 단일한 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제2 예시 도면이다.
도 14는 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제1 예시 도면이다.
도 15는 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제2 예시 도면이다.
도 16은 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제3 예시 도면이다.
도 17은 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제4 예시 도면이다.
도 18은 광원에서 조사된 광이 수신부에 도달하는 과정을 예시한 도면이다.
도 19는 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 경우 수신부에서 거리를 측정하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 20은 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 경우 수신부에서 거리가 정확하게 측정되지 않는 원리를 설명하는 도면이다.
도 21은 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 22은 제3 실시예에 따른 광 출력 최적화 방법의 제1 예시 흐름도이다.
도 23는 제3 실시예에 따른 광 출력 최적화 방법은 제2 예시 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, a, b 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 “연결”, "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 구성요소 중 "광" 또는 "빔"은 발명의 본질을 해하지 않는 범위 내에서 동일한 의미로 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 구성요소 중 "광원", "광원부" 또는 "광원부"는 발명의 본질을 해하지 않는 범위 내에서 동일한 의미로 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 구성요소 중 "광 확산장치" 또는 "확산부"는 발명의 본질을 해하지 않는 범위 내에서 동일한 의미로 해석될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제1 예시 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광 출력장치(100)은 제1 확산부(20), 제2 확산부(30), 덮개(40), 지지부(50), 조절부(60), 본체부(70), 코일(80), 자석(90)을 포함할 수 있다.
제1 확산부(20)는 지지부(50)에 의해 고정되고, 광원부(12)를 포함하는 광원(10)에서 전달되는 광을 확산시킬 수 있다. 제1 확산부(20)의 표면에 형성된 요철은 다양한 형상, 재질을 가질 수 있고 광을 확산시키는 각도는 이러한 형상, 재질 등에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
제2 확산부(30)은 조절부(60)에 의해 고정되고, 제1 확산부를 통과한 빛을 설정된 방사각으로 확산시킬 수 있다. 제2 확산부(30)의 표면에 형성된 요철은 다양한 형상, 재질을 가질 수 있고 광을 확산시키는 각도는 이러한 형상, 재질 등에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
본체부(70)는 덮개(40)와 결합되어 있으며, 본체부(70) 내부에는 코일(80)이 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따라, 코일(80)은 조절부(60) 내부에 고정된 자석(90)과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절할 수 있다.
제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하기 위해 전류가 흐르는 코일(Coil)과 자기장이 발생하는 자석(Magnet) 사이에 발생하는 전자기력을 이용할 수 있고, 기계적 방식 또는 회로적 방식 등 확산부의 움직임을 발생시키고 제어할 수 있는 것이면 제한되지 않는다.
자석에 의해 자기장이 형성된 곳에 위치하는 코일에서 전류가 흐르는 경우에 전자기력이 발생할 수 있고 제2 확산부를 광 경로방향을 기준으로 위 방향 또는 아래 방향으로 밀어낼 수 있다. 전류의 방향을 제어하여 제2 확산부의 움직임의 방향을 제어할 수 있고, 기 설정된 기준에 따라 제어될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 본체부(70)는 압전소자(미도시) 또는 회전장치(미도시)를 사용하여 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리 또는 방향을 조절할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 본체부(70)은 제2 확산부가 광 경로와 수평 또는 수직한 방향의 움직일 수 있도록 하는 구동장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 광 출력장치(100)은 VCM(Voice Coil Motor)을 포함할 수 있고, 페로 마그넷(Ferro Magnet)과 페로 마그넷 바(Ferro Magnet Bar)를 사용하여 제2 확산부의 움직임을 발생시킬 수 있다.
제어장치(미도시)는 광원부(12)의 설정된 영역의 출력을 제어할 수 있다.
광원부(12)의 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 설정되어 구분되어 있을 수 있고, 제어장치(미도시)에 의해 상기 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절될 수 있다.
광원부(12)의 설정된 영역 중 제2 영역의 출력은 상기 제1 영역의 출력보다 낮도록 조절될 수 있다.
광원(10)은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성될 수 있다.
광원(10) 중 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자로 구성될 수 있다.
광원(10) 중 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓을 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제2 예시 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제2 확산부(30), 조절부(60), 자석(90)의 위치는 위, 아래로 조정될 수 있다.
제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 거리는 코일(80)과 자석(90)의 상호작용에 의해서 조절되며, 보다 구체적으로, 전류가 흐르는 코일(80)에 의해 전자기력이 발생하고 자석(90)과 전자기력의 상호작용에 의해 제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 거리가 조절된다. 코일(80)에 흐르는 전류의 세기, 방향에 따라 제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 정확한 거리 및 움직임의 방향이 정해진다. 예시적으로, 코일(80)에 의한 전자기장의 증폭은 압전 효과(피에조 효과)에 따라 거리를 조절할 수 있다. 이 경우 제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 거리가 조절되고, 광 출력장치(100)을 통과한 광(1)의 방향이 최종적으로 정해질 수 있다.
광(1)의 방향은 제1 확산부(20)과 제2 확산부(30)의 표면의 형태에 따라 원거리용 확산 각 또는 근거리용 확산 각으로 다양하게 정해질 수 있으며, 그 방사각은 제한되지 않는다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 광원부(12)에서 나온 빔은 제1 확산부(20)에 도달하기 전에 방사각을 형성하며 퍼질 수 있다. 제1 확산부(20)에 도달한 빔은 확산되어 광이 도달하는 영역을 넓게 만들 수 있다. 제1 확산부(20)을 통과하여 제2 확산부(30)에 도달한 빔은 재차 확산되어 광이 도달하는 영역을 더 넓게 만들 수 있다.
광원부(12)에서 나온 빔은 제1 확산부(20)에 도달하기 전에 방사각을 형성하며 퍼질 수 있고, 제1 확산부(20)에 도달한 빔은 확산되어 광이 도달하는 영역을 좁게 만들 수 있다. 제1 확산부(20)을 통과하여 제2 확산부(30)에 도달한 빔은 재차 확산되어 광이 도달하는 영역을 더 좁게 만들 수 있다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제3 예시 단면도이다.
도 4를 참조하면, 광원(10)에서 광원부(12)는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분될 수 있고, 각각의 영역의 출력은 제어장치(미도시)에 의해 개별적으로 제어될 수 있다.
제2 영역의 출력은 제1 영역의 출력보다 낮을 수 있고, 예시적으로, 제2 영역의 출력이 발생하지 않기 위해 해당 영역의 전원은 꺼져있는 상태일 수 있다.
광원부(12)의 영역은 2개 이상의 영역으로 구분될 수 있고, 필요에 따라 제어장치(미도시)는 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있다.
각 소자를 개별적으로 제어함에 따라 구동 모드에 따른 효율적 전력 사용을 도모할 수 있다.
일 실시예에 따라, 광 출력장치(100)이 원거리 모드 또는 근거리 모드로 구동되는 경우, 원거리 모드에서는 광 출력을 높게 설정할 필요가 있고, 근거리 모드에서는 광 출력을 상대적으로 원거리 모드보다 낮게 제어할 필요가 있다. 광원(10)의 광원부(12)는 복수의 영역으로 구분될 수 있고, 기 설정된 기준에 따라 복수의 영역 중 일부의 영역만 개별적으로 제어되어 효율적인 전력 사용을 도모할 수 있다.
예시적으로, 원거리 모드에서는 광원부(12)의 모든 영역의 소자가 사용되어 최대 출력을 발생시킬 수 있도록 제어될 수 있다. 필요에 따라 원거리 모드에서도 피사체의 위치에 따라 출력의 세기를 조절할 필요가 있다.
다른 예시적으로, 근거리 모드에서는 광원부(12)의 일부 영역의 소자가 사용되어 최소 출력을 발생시킬 수 있도록 제어될 수 있다. 필요에 따라 근거리 모드에서도 피사체의 위치에 따라 출력의 세기를 조절할 필요가 있다.
광원부의 영역(12)을 구분하고, 개별 소자의 전류를 각각 제어하는 경우 보다 효율적이고 정밀한 거리 측정이 가능할 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광 출력장치의 제4 예시 단면도이다.
도 5를 참조하면, 도4의 제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 거리가 코일(80) 및 자석(90)의 상호작용에 의해 조절할 수 있다. 이 경우 광원부(12)의 출력을 제어함과 동시에 제2 확산부(30)과 제1 확산부(20)의 거리를 동시에 제어하여 전력의 효율성을 극대화 할 수 있고, 물체의 거리에 따른 효율적인 전력 사용을 도모할 수 있다.
도 6은 광원의 제1 예시 상면도이다.
도 7은 광원의 제2 예시 상면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 광원(10)은 복수의 광원부(12)로 형성될 수 있고, 각각의 소자는 제어장치에 의해 개별적으로 조절될 수 있다. 광원부 소자(12a)의 출력은 광원부 소자(12b)의 출력보다 낮을 수 있고, 예시적으로, 광원부 소자(12a)의 출력이 발생하지 않기 위해 해당 영역의 전원은 꺼져있는 상태일 수 있다.
예시적으로, 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Lasor)이 5 x 5 형태의 배치를 가지는 25개의 어퍼처를 포함하여 개구별로 각 소자의 출력을 제어하는 경우 보다 효율적이고 정밀한 거리 측정이 가능할 수 있다.
광원부(12)의 구분된 영역 내의 소자의 출력을 개별적으로 제어할 수 있고, 광원부 소자(12a) 또는 광원부 소자(12b)의 전류가 0인 경우에 꺼짐 상태(OFF)로 정의할 수 있으며, 전류가 0이 아닌 상태를 켜짐 상태(ON)으로 정의할 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 모드에서는 광원부 소자(12a)가 꺼짐 상태(OFF)일 수 있고, 광원부 소자(12b)만이 켜짐 상태(ON)에 있을 수 있다. 출력되는 광원부 소자의 수를 제어하면서 전력 사용량을 줄일 수 있다.
다른 실시예에 따른 근거리 모드에서는 켜짐 상태(ON)의 개별 소자의 출력 세기를 정밀하게 제어할 수 있다. 제1 거리에 존재하는 피사체, 제2 거리에 존재하는 피사체의 각각의 거리에 따라 광원부 소자(12)의 출력 세기를 기 설정된 기준에 따라 정밀 조정할 수 있다. 예시적으로 제1 거리가 제2 거리보다 먼 경우에는, 제1 거리에서 출력되는 광의 세기를 제2 거리에서 출력되는 광의 세기보다 더 크게 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 원거리 모드에서는 광원부 소자(12) 모두가 켜짐 상태(ON)에 있을 수 있다. 원거리 피사체의 거리 정보를 획득하기 위해서는 더 많은 광량이 요구되는 것이 일반적이다.
다른 실시예에 따른 원거리 모드에서는 켜짐 상태(ON)의 개별 소자의 출력 세기를 정밀하게 제어할 수 있다. 제3 거리에 존재하는 피사체, 제4 거리에 존재하는 피사체의 각각의 거리에 따라 광원부 소자(12)의 출력 세기를 기 설정된 기준에 따라 정밀 조정할 수 있다. 예시적으로 제3 거리가 제4 거리보다 먼 경우에는, 제3 거리에서 출력되는 광의 세기를 제4 거리에서 출력되는 광의 세기보다 더 크게 제어할 수 있다.
광원부(12) 내의 개별 소자의 제어 또는 복수의 광원부(12) 제어를 위한 회로적 설계는 공지의 기술에 따라 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)가 설계될 수 있고, 와이어 본딩(Wire bonding) 또는 플립칩(Flip Chip) 방식의 설계도 포함될 수 있다.
광원(10)은 복수의 광원부(12)를 포함할 수 있으며, 광원부 영역의 형태 또는 각 소자의 개수와 배열은 다양하게 정해질 수 있고, 본 실시예에 제한되지 않는다.도 8은 확산부의 제1 예시 상면도이다.
도 9는 확산부의 형태를 예시한 상면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 확산부(30)의 형태 및 크기는 제한되지 않는다.
제2 확산부(30a)는 제1 영역(32a)과 제2 영역(32b)로 구분될 수 있다. 각 영역의 재질 및 형태는 필요에 따라 다르게 구성될 수 있다.
제2 확산부(30b)는 단일한 영역(32b)으로 구성될 수 있다. 단일한 재질로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 중심과 외각의 방사각도를 조절하기 위해서 패턴을 달리 할 수 있다.
제2 확산부(30c)는 개방된 형태를 가질 수 있다. 예시적으로, 단일한 영역(32c)의 크기를 제2 확산부(30c)보다 작게하여 단일한 영역(32c)를 제외한 나머지 영역은 개방되어 있을 수 있다.
필요에 따라 제2 확산부(30)은 디퓨저(diffuser) 또는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
필요에 따라 제2 확산부(30)는 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)가 더 포함될 수 있고, 하나의 확산부 내에 상기 전술된 광학 소자 또는 광학 장치가 포함되어 설계될 수 있다.
제2 확산부(20)의 영역은 제1 확산부와의 상대적 거리에 기초한 거리 측정 영역, 피사체의 위치, 피사체와 광 출력장치의 거리, 캐리어(미도시) 또는 홀더(미도시)의 물리적 설계 등을 고려하여 정해질 수 있다.
도 10은 제2 실시예에 따른 광 출력장치의 제1 예시 단면도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 광 출력장치의 제2 예시 단면도이다.
도 10 및 도11을 참조하면, 광 출력장치(200)은 확산부(130), 덮개(140), 조절부(160), 본체부(170), 코일(180), 자석(190)을 포함할 수 있다.
확산부(130)은 조절부(160)에 의해 고정되고, 확산부(130)를 통과한 빛을 설정된 방사각으로 확산시킬 수 있다. 확산부(130)의 표면에 형성된 요철은 다양한 형상, 재질을 가질 수 있고 광을 확산시키는 각도는 이러한 형상, 재질 등에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
본체부(170)는 덮개(140)와 결합되어 있으며, 본체부(170) 내부에는 코일(180)이 형성되어 있을 수 있다.
코일(180)은 조절부(160) 내부에 고정된 자석(190)과의 상호작용에 의해 확산부(130)와 광원(110) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
제어장치(미도시)는 광원부(112)의 설정된 영역의 출력을 제어할 수 있다.
광원부(112)의 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 설정되어 구분되어 있을 수 있고, 제어장치(미도시)에 의해 상기 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절될 수 있다.
광원부(112)의 설정된 영역 중 제2 영역의 출력은 상기 제1 영역의 출력보다 낮도록 조절될 수 있다.
광원(110)은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성될 수 있다.
광원(110) 중 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자로 구성될 수 있다.
광원(110) 중 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓을 수 있다.
확산부(130), 조절부(160), 자석(190)의 위치는 위, 아래로 조정될 수 있다.
확산부(130)과 광원(110)의 거리는 코일(180)과 자석(190)의 상호작용에 의해서 조절되며, 보다 구체적으로, 전류가 흐르는 코일(180)에 의해 전자기력이 발생하고 자석(190)과 전자기력의 상호작용에 의해 확산부(130)와 광원(110)의 거리가 조절된다. 코일(180)에 흐르는 전류의 세기, 방향에 따라 확산부(10)와 광원(110)의 정확한 거리 및 움직임의 방향이 정해진다. 예시적으로, 코일(180)에 의한 전자기장의 증폭은 압전 효과(피에조 효과)에 따라 거리를 조절할 수 있다. 이 경우 확산부(130)와 광원(110)의 거리가 조절되고, 광 출력장치(200)을 통과한 광(101)의 방향이 최종적으로 정해질 수 있다.
광(101)의 방향은 확산부(130)의 표면의 형태에 따라 원거리용 확산 각 또는 근거리용 확산 각으로 다양하게 정해질 수 있으며, 그 방사각은 제한되지 않는다.
도 12는 단일한 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제1 예시 도면이다.
도 13은 단일한 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제2 예시 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 단일한 레이저 광원에서 조사되는 빔의 세기를 위치별로 확인할 수 있다. 실시예에 따르면, 광원의 중심부에서 광의 세기가 가장 높게 측정되고 광원의 외각으로 갈수록 광의 세기가 낮게 측정될 수 있다. 위치별 광의 세기를 나타낸 그래프(301)을 통해서 구체적인 상관관계를 확인할 수 있다.
도 13을 참조하면, 광원에서의 거리별로 그래프(301)의 형태가 달라짐을 확인할 수 있다. 광원에서의 거리가 0 또는 무한대인 경우에는 도 12에서 확인한 그래프의 형태와 달라질 수 있다. 예시적으로 광원에서의 거리가 0인 경우에는 직선 형태이며, 광원에서의 거리가 무한대인 경우에는 직선 형태에 가까워질 수 있다.
위치별 광의 세기를 나타낸 그래프(301)은 광 출력장치의 내부의 광원부의 위치 또는 배치에 따라 달라질 수 있다.
도 14는 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제1 예시 도면이다.
도 14를 참조하면, 단일한 레이저 광원(12)이 아닌 복수의 레이저 소자가 배치되어 있는 광원 전체(10)에서 빔의 세기를 위치별로 확인할 수 있다. 실시예에 따르면, 광원의 중심부에서 광의 세기가 가장 높게 측정되고 광원의 외각으로 갈수록 광의 세기가 낮게 측정될 수 있다. 위치별 광의 세기를 나타낸 그래프(401)을 통해서 구체적인 상관관계를 확인할 수 있다.
도 15는 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제2 예시 도면이다.
도15를 참조하면, 단일한 레이저 광원에서 조사되는 광의 세기를 위상에 따라 나타낼 수 있다.
광원(10)은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성될 수 있고, 일 실시예에 따르면, 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자로 구성될 수 있다. 또한 상기 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓도록 다양한 소자를 활용할 수 있다. 이 경우 외각 영역에서 광의 세기가 저하되는 현상을 보완할 수 있다.
예시적으로, 중앙부의 제1 광원부는 원거리용으로 활용될 수 있으며, 제2 광원부는 제1 광원부와 복합적으로 방사되여 두 빔의 형태가 복잡된 형태의 빔을 함께 방사할 수 있다.
제1 광원부에서 방사되는 빔와 제2 광원부에서 방사되는 빔의 형태를 적절히 변형 또는 조합하여 목표로 하는 광의 출력의 세기 또는 범위를 정의할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 광원 내의 광원부의 영역을 복수의 영역으로 구분하는 경우 N개(N은 2 이상의 자연수임)의 영역으로 구분하는 경우, 방사되는 빔의 형태를 더욱 정밀하게 제어할 수 있다. 광원부의 복수의 영역에 존재하는 개별 소자 각각을 제어할 수 있고, 이 경우 출력되는 광의 세기를 목표하는 강도로 조절할 수 있다.
예시적으로, 복합적으로 방사되는 빔의 형태를 플랫(Flat)하게 제어할 수 있고, 일정한 오차 범위 내의 균일한 세기를 가지는 광을 출력할 수 있다.
예시적으로, 중앙부의 제1 광원부는 가우시안(Gaussian) 형태 또는 평면(Flat) 형태의 그래프를 나타낼 수 있다.
예시적으로, 중앙부의 제2 광원부는 박쥐(Bat) 형태의 그래프를 나타낼 수 있다.
도 16은 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제3 예시 도면이다.
도 17은 광원에서 조사되는 광의 세기를 위치별로 예시한 제4 예시 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 위치별 광의 세기를 다른 형태로 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 레이저 소자의 출력을 개별적으로 제어할 수 있고, 그래프(401)에서 광의 세기가 강한 영역(405)의 출력을 조절할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 위치별 광의 세기 그래프(401a)를 그래프(401b)와 같은 형태로 바꾸기 위하여 출력을 제어할 수 있고, 위치별 광의 세기 그래프(401a)를 그래프(401c)와 같은 형태로 바꿀 수도 있다.
예시적으로, 그래프(401a)의 중앙부를 조절하여 입사된 센서의 전하량 포화를 방지할 수 있다.
예시적으로, 그래프(401a)의 주변부를 조절하여 물체가 근거리에 위치한 경우의 거리를 정확하게 계산할 수 있다.
예시적으로, 일정거리의 평면에 반사되어 입사된 전하량의 분포를 역으로 하는 함수를 계산식으로 하여 중앙부의 특정 영역이나 경게부의 분포를 균질화시켜 거리별 물체의 정량적 깊이를 보정할 수 있다.
도 18은 광원에서 조사된 광이 수신부에 도달하는 과정을 예시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 송신부에서 발산되는 빔(401)은 물체에 반사되고, 반사광(402)이 수신부에 전달될 수 있다. 예시적으로, 송신부에서 발산되는 빔(401)의 위치별 세기 그래프의 형태를 변형시켜 반사광(402)이 수신부에 전달되는 위치별 세기 그래프의 형태를 변형시킬 수 있다.
도 19는 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 경우 수신부에서 거리를 측정하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 19를 참조하면, TOF 방식에 따라 일정한 펄스(501)를 가진 레이저를 반복적으로 발생시키고 물체에 주사한다. 물체에 반사되어 되돌아 오는 펄스(502)의 도착 시간을 계산하여 거리를 측정할 수 있다. 제어 유닛(미도시)은 수신부에서 센서의 셔터를 개폐하는데, 송신부의 광원이 켰다 꺼질 때 동일한 순간에 개폐된 수신부 셔터에 의해 펄스(506)가 측정된다. 제어 유닛(미도시)는 수신부에서 센서의 셔터는 송신부 광원이 꺼지는 시점에 개폐될 수 있고, 이 경우 또 다른 펄스(507)가 측정된다.
물체의 거리는 펄스(506) 중 일부 영역(509)를 계산하여 측정될 수 있다.
도 20은 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 경우 수신부에서 거리가 정확하게 측정되지 않는 원리를 설명하는 도면이다.
도 20을 참조하면, 물체의 거리는 펄스(506a) 중 일부 영역(509a)를 계산하여 측정될 수 있다.
펄스(506b)는 펄스(506a)에 비해 높은 전하량을 가지는 경우를 예시한 것이다. 일 실시예에 따르면, 물체의 위치별로 조사되는 광의 세기가 달라지므로 반사광의 세기도 물체의 위치별로 달라지게 된다. 이 경우 물체의 중앙부의 반사광의 세기가 주변부보다 커지므로 중앙부 반사광에 의해 수신부에서 측정되는 전하량은 주변부 반사광에 의해 수신부에서 측정되는 전하량보다 커지게 된다.
기준선(510)은 펄스(506a) 대비 펄스(506b)가 상대적으로 높은 세기의 광을 받게 되어 생기는 차이(B)를 나타내기 위한 것이다.
펄스(506c)는 펄스(506a)에 비해 높은 전하량을 가지는 경우를 예시한 것이다. 일 실시예에 따르면, 반사광의 세기가 수신부 센서가 측정할 수 있는 기준치보다 높은 경우, 수신부에서 전하량이 포화되게 되므로 물체의 정확한 거리를 측정할 수 없게 된다.
기준선(520)은 수신부 센서가 측정할 수 있는 기준치를 나타내기 위한 것이다. 일 실시예에 따르면, 기준치와 실제 반사광의 세기의 차이(D)만큼 물체의 거리 측정에 오차가 발생한다.
도 21은 TOF 방식을 사용하여 거리를 측정하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 21을 참조하면, 송신부(601)에서 발생시킨 광은 물체(602)에 도달하고 물체에서 반사된 광은 수신부(603)에서 측정될 수 있다. 수신부(603)에서 측정된 반사광을 기초로 제어장치(604)는 송신부에서 광 출력을 제어할 수 있다.
송신부(601)의 종류는 광을 발생시킬 수 있는 것이면 그 종류는 제한되지 않는다. 예시적으로, 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 공진 공동 발광 다이오드(RCLED, Resonant Cavity Light Emitting Diode) 또는 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)일 수 있다.
수신부(603)의 종류는 광을 측정할 수 있는 것이면 그 종류는 제한되지 않는다.
예시적으로, 전하결합소자(CCD, Charge-Coupled Device), 상보형 금속 산화 반도체(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)일 수 있다.
제어장치(604)는 수신부의 신호를 받아들여 송신부를 제어할 수 있는 것이면 그 종류는 제한되지 않는다.
도 22은 제3 실시예에 따른 광 출력 최적화 방법의 제1 예시 흐름도이다.
도 23는 제3 실시예에 따른 광 출력 최적화 방법은 제2 예시 흐름도이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 수신부의 신호를 기초로 송신부에서 광 출력을 최적화 하는 방법은 수신부 신호 입력 단계(611), 수신부 신호 분석 단계(613), 수신부 포화 판단 단계(614), 출력 조절비율 산정 단계(615), 송신부 신호 조절 단계(617)를 포함할 수 있다.
수신부 신호 입력 단계(611)에서는 수신부(603)에서 수신한 광을 기초로 신호를 제어장치(604)에 입력할 수 있다. 수신부(603)에서 수신한 광을 기초로 발생시킨 신호의 종류는 광의 특성을 나타낼 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 예시적으로, 수신부에서 측정한 신호의 종류는 전하량일 수 있다.
예시적으로, 측정된 전하량을 기초로 수신부에서 전류 발생량이 정의될 수 있다. 전하량이 많을수록 큰 전류를 발생시킬 수 있고, 전류의 크기를 계산하여 수신부의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
수신부 신호 분석 단계(613)에서는 수신부(603) 신호를 제어장치(604)에 입력하고, 제어장치(604)에서는 수신부 신호를 분석할 수 있다.
수신부 신호 분석 단계(613)에서는 수신부의 전하량 또는 전류 데이터에 기초하여 거리데이터를 계산할 수 있다.
수신부 포화 판단 단계(614)에서 제어장치(604)는 수신부 신호가 전하량인 경우 전하량의 포화 여부를 판단할 수 있다. 제어장치(604)는 광원부의 출력을 수신부의 포화범위 내로 조절하기 위하여 전하량의 포화 여부를 우선적으로 판단할 수 있다.
출력 조절비율 산정 단계(615)에서 제어장치(604)는 입사된 전하량 분포를 기초로 함수를 도출할 수 있다. 상기 출력 조절비율은 출력의 분포를 균일하게 만들기 위한 비율로 설정되어 있을 수 있다.
예시적으로, 일정거리의 평면에 반사되어 입사된 전하량의 분포를 역으로 하는 함수를 계산식으로 하여 중앙부의 특정 영역이나 경계부의 분포를 균질화시켜 거리별 물체의 정량적 깊이를 보정할 수 있다.
송신부 신호 조절 단계(617)에서 제어장치(604)는 출력 조절비율 산정 단계(615)에서 산정한 비율대로 광원부의 설정된 영역의 출력을 조절할 수 있다. 예시적으로, 광 출력장치에서 설정된 영역의 출력은 일정한 세기를 가질 수 있다.
송신부 신호 조절 단계(617)에서 출력 조절 비율은 수신부의 신호를 기초로 계산된 것일 수 있고, 송신부 내부의 신호를 기초로 계산된 것일 수 있다.
수신부의 신호를 기초로 계산된 데이터를 기초로 손신부의 신호를 조절하는 경우 피드백(Feed-back) 구조를 형성할 수 있다.
1: 광
10: 광원
12: 광원부
12a: off 상태인 레이저 소자
12b: on 상태인 레이저 소자
20: 제1 확산부
30: 제2 확산부
32: 제2 확산부의 제2 영역
34: 제2 확산부의 제1 영역
40: 덮개
50: 지지부
60: 조절부
70: 본체부
80: 코일
90: 자석
100: 광 출력장치
101: 레이저 광
110: 광원
112: 광원부
130: 확산부
140: 덮개
160: 조절부
170: 본체부
180: 코일
190: 자석
200: 광 출력장치
301: 단일 광원의 위치별 광 세기 그래프
401: 광원의 위치별 광 세기 그래프
403: 제2 조사각을 가지는 광원의 위치별 광 세기 그래프
405: 광 세기 초과 영역
501: 송신부 펄스
502: 수신부 펄스
506: 제1 측정 단계 펄스
507: 제2 측정 단계 펄스
601: 송신부
602: 물체
603: 수신부
604: 제어장치
611: 수신부 신호 입력 단계
613: 수신부 신호 분석 단계
615: 출력 조절비율 산정 단계
617: 송신부 신호 조절 단계
614: 수신부 포화 판단 단계

Claims (22)

  1. 지지부에 의해 고정되고, 광원부에서 전달되는 광을 확산시키는 제1 확산부;
    조절부에 의해 고정되고, 제1 확산부를 통과한 빛을 설정된 방사각으로 확산시키는 제2 확산부; 및
    본체부를 포함하고,
    상기 본체부 내부의 코일은 상기 조절부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하며,
    상기 광원부는 제어신호에 따라 출력이 제어되는, 광 출력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 확산부를 통과한 빛이 제1 확산부를 통과하는, 광 출력장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부 내부에 코일을 포함하고,
    상기 지지부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리를 조절하는, 광 출력장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부의 설정된 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되어 있고,
    상기 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절되는, 광 출력장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부의 설정된 영역은 N개의 영역(N은 1 이상의 자연수임)으로 구분되어 있고,
    상기 N개의 영역의 출력은 개별적으로 조절되는, 광 출력장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 영역의 출력은 상기 제1 영역의 출력보다 낮은, 광 출력장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성된, 광 출력장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓은, 광 출력장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 소자, 할로겐 램프 소자, 레이저 소자 중 어느 하나로 구성된, 광 출력장치.
  10. 조절부에 의해 고정되고, 광원부에서 전달되는 광을 설정된 방사각으로 확산시키는 확산부; 및
    본체부로 구성되고,
    상기 본체부 내부의 코일은 상기 조절부 내부에 고정된 자석과의 상호작용에 의해 확산부와 광원 사이의 거리를 조절하며,
    상기 광원부는 제어신호에 따라 출력이 제어되는, 광 출력장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광원부의 설정된 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되어 있고,
    상기 제1 영역의 출력과 제2 영역의 출력은 개별적으로 조절되는, 광 출력장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 영역의 출력은 제1 영역의 출력보다 낮은, 광 출력장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광원은 제1 광원부 및 제2 광원부로 구성된, 광 출력장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광원부는 제1 광원부의 지향각보다 넓은, 광 출력장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 광원부는 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 소자, 할로겐 램프 소자, 레이저 소자 중 어느 하나로 구성된, 광 출력장치.
  16. 제1항, 제2항, 제3항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    수신부를 더 포함하는, 광 출력장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수신부의 신호을 입력받고 분석할 수 있는, 광 출력장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수신부의 신호를 기초로 출력의 조절비율을 산정하여 광원부의 설정된 영역의 출력을 조절하는, 광 출력장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 설정된 영역의 출력은 일정한 세기를 가지는, 광 출력장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제어장치는 광원부의 출력을 수신부의 포화범위 내로 조절하는, 광 출력장치.
  21. 제1항, 제2항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부 내부의 코일과 상기 조절부 내부의 자석을 통해 움직임을 발생시키지 않고,
    상기 본체부 또는 상기 조절부에는 압전소자가 포함되어 있어 압력에 의해 움직임을 발생시키는, 광 출력장치.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 확산부와 제2 확산부 사이의 거리에 대응하여 광원부 출력 영역을 조절하는, 광 출력장치.
KR1020200134149A 2020-03-30 2020-10-16 광 출력 조절이 가능한 광 출력장치 KR102476950B1 (ko)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0821872A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Nec Corp レーザ・レーダ装置
JP2002250970A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Ricoh Co Ltd 画像表示装置
KR20140145481A (ko) * 2013-06-13 2014-12-23 주식회사 만도 차량용 tof 카메라
KR101538395B1 (ko) * 2015-02-16 2015-07-23 주식회사 나무가 방사각의 조절이 가능한 광 확산장치 조합모듈, 3ｄ 카메라 및 방사각을 최적화하는 방법
KR20190067641A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 한국광기술원 Led/ld 광원의 조도 가변이 용이한 광원 제어 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0821872A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Nec Corp レーザ・レーダ装置
JP2002250970A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Ricoh Co Ltd 画像表示装置
KR20140145481A (ko) * 2013-06-13 2014-12-23 주식회사 만도 차량용 tof 카메라
KR101538395B1 (ko) * 2015-02-16 2015-07-23 주식회사 나무가 방사각의 조절이 가능한 광 확산장치 조합모듈, 3ｄ 카메라 및 방사각을 최적화하는 방법
KR20190067641A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 한국광기술원 Led/ld 광원의 조도 가변이 용이한 광원 제어 장치

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