KR20230034273A - Optic module for reducing noise and lidar device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 렌즈 어셈블리 및 렌즈 어셈블리를 포함하는 라이다 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 필터층 및 렌즈층을 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이를 이용한 라이다 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lens assembly and a lidar device including a lens assembly, and more particularly, to a lens assembly including a filter layer and a lens layer and a lidar device using the same.
근래에, 자율주행자동차 및 무인자동차에 대한 관심과 함께 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)가 각광받고 있다. 라이다는 레이저를 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 장치로서, 정밀도 및 해상도가 뛰어나며 사물을 입체로 파악할 수 있다는 장점 덕분에, 자동차뿐만 아니라 드론, 항공기 등 다양한 분야에 적용되고 있는 추세이다.Recently, LiDAR (Light Detection and Ranging) is in the spotlight with interest in autonomous vehicles and unmanned vehicles. LIDAR is a device that obtains surrounding distance information using lasers. It has excellent precision and resolution, and thanks to its advantage of being able to grasp objects in three dimensions, it is being applied to various fields such as drones and aircraft as well as automobiles.
한편, 라이다 장치의 측정 거리 및 정확도를 향상시키기 위하여 라이다 장치에 획득되는 외부광 노이즈를 줄이는 것이 중요하다.On the other hand, it is important to reduce external light noise acquired by the lidar device in order to improve the measurement distance and accuracy of the lidar device.
본 발명의 일 과제는 획득되는 복수개의 레이저를 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키기 위한 렌즈 어셈블리에 관한 것이다One object of the present invention relates to a lens assembly for reducing noise caused by external light while distributing a plurality of obtained lasers to different detectors.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 복수개의 레이저를 제1 파장으로 출력하기 위한 레이저 출력 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 시야각 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위한 제1 렌즈 어셈블리(first lens assembly)를 포함하는 송신모듈, 상기 복수개의 레이저를 감지하기 위한 적어도 둘 이상의 디텍터를 포함하는 레이저 디텍팅 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배하기 위한 제2 렌즈 어셈블리(second lens assembly)를 포함하는 수신모듈을 포함하되, 상기 제2 렌즈 어셈블리는, 제1 렌즈층, 제2 렌즈층, 제3 렌즈층 및 제4 렌즈층을 포함하는 적어도 4개의 렌즈층 및 상기 적어도 4개의 렌즈층 사이에 배치되는 제1 갭층 및 제2 갭층을 포함하는 적어도 2개의 갭층을 포함하되, 상기 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 제2 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray) 중 적어도 일부가 상기 제1 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도 범위가 되며, 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도 범위가 되되, 상기 (a)도가 상기 (b)도 보다 작도록 설계되며, 상기 제1 갭층에 위치하며, 상기 (0)도로 입사하는 빛에 대해 제1 중심 파장을 가지고, 상기 (a)도로 입사하는 빛에 대해 제2 중심 파장을 가지며, 상기 (b)도로 입사하는 빛에 대해 제3 중심 파장을 가지도록 설계되는 필터층을 더 포함하고, 상기 제2 렌즈 어셈블리에 포함되는 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 적어도 (상기 제1 중심 파장 - 상기 제2 중심 파장)nm 이상이 되도록 설계되며, 상기 제2 렌즈 어셈블리에 포함되는 상기 적어도 4개의 렌즈층 및 상기 필터층은 상기 복수개의 레이저를 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계되고, 상기 레이저 출력 어레이의 상기 제1 파장은 상기 제1 중심 파장보다 작되 상기 제2 중심 파장보다 크도록 설계될 수 있다.A lidar device according to an embodiment includes a laser output array for outputting a plurality of lasers with a first wavelength and a first lens assembly for irradiating the plurality of lasers at different angles within a viewing angle range. A transmission module for detecting the plurality of lasers, a laser detecting array including at least two or more detectors for detecting the plurality of lasers, and a second lens assembly for distributing the plurality of lasers to at least two or more different detectors. It includes a receiving module, wherein the second lens assembly includes at least four lens layers including a first lens layer, a second lens layer, a third lens layer, and a fourth lens layer, and between the at least four lens layers. At least two gap layers including a first gap layer and a second gap layer disposed, wherein at least of a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the second lens assembly at different angles in the viewing angle range An angle at which a portion is incident on the cross section of the first gap layer ranges from (0) degrees to (a) degrees, and an angle incident on the cross section of the second gap layer ranges from (0) degrees to (b) degrees, The (a) degree is designed to be smaller than the (b) degree, is located in the first gap layer, has a first center wavelength for light incident at the (0) degree, and is incident on the light incident at the (a) degree and a filter layer designed to have a second central wavelength for light incident thereto and a third central wavelength for light incident in (b), wherein the bandwidth of the filter layer included in the second lens assembly is at least (The first central wavelength - the second central wavelength) is designed to be more than nm, and the at least four lens layers and the filter layer included in the second lens assembly distribute the plurality of lasers to different detectors, but external designed to reduce noise caused by light, and the first wavelength of the laser output array is smaller than the first center wavelength and It can be designed to be greater than the second central wavelength.
다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 복수개의 레이저를 서로 다른 방향으로 출력하기 위한 레이저 출력 유닛을 포함하는 송신 모듈, 상기 복수개의 레이저를 감지하기 위한 적어도 둘 이상의 디텍터를 포함하는 레이저 디텍팅 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배하기 위한 수신 렌즈 어셈블리를 포함하는 수신 모듈을 포함하되, 상기 수신 렌즈 어셈블리는 복수개의 렌즈층 및 상기 복수개의 렌즈층 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터층을 포함하며, 상기 수신 렌즈 어셈블리의 입사 동공(entrance pupil)으로 30도 각도로 입사되어 제1 디텍터로 수광되는 빛에 대한 제1 투과 대역의 중심 파장은 0도 각도로 입사되어 제2 디텍터로 수광되는 빛에 대한 제2 투과 대역의 중심 파장으로부터 15nm 이하로 시프트(shift)될 수 있다.A lidar device according to another embodiment includes a transmission module including a laser output unit for outputting a plurality of lasers in different directions, a laser detecting array including at least two or more detectors for detecting the plurality of lasers, and A receiving module including a receiving lens assembly for distributing the plurality of lasers to at least two or more different detectors, wherein the receiving lens assembly comprises a plurality of lens layers and at least one filter layer disposed between the plurality of lens layers. The central wavelength of the first transmission band for light incident at an angle of 30 degrees into the entrance pupil of the receiving lens assembly and received by the first detector is incident at an angle of 0 degrees and received by the second detector. It may shift (shift) to 15 nm or less from the center wavelength of the second transmission band for the light to be.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present invention are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. You will be able to.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수개의 레이저를 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키기 위한 렌즈 어셈블리가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lens assembly for reducing noise caused by external light while distributing a plurality of lasers to different detectors may be provided.
본 발명의 효과들이 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 19은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 반사면의 수가 3개이며 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 24는 반사면의 수가 4개이며 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 25는 반사면의 수가 5개이며 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 일 실시예에 따라 렌즈 어셈블리로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)의 입사 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 43은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 44는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 45는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 46 및 47은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 48은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 49는 도 48에 도시된 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 필터층의 설계 및 레이저 출력 어레이의 파장 설계에 대하여 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
3 is a diagram showing a lidar device according to another embodiment.
4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
6 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
11 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
19 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
22 is a diagram for explaining a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
23 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are in the form of an equilateral triangle.
24 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and upper and lower portions of a body are square.
25 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and upper and lower portions of a body are in the shape of a regular pentagon.
26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
29 is a diagram for explaining a meta component according to an embodiment.
30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
33 is a diagram for explaining a SiPM according to an embodiment.
34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
36 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
37 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to another embodiment.
38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
44 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
49 is a diagram for explaining a design of a filter layer included in the lidar device according to an embodiment shown in FIG. 48 and a wavelength design of a laser output array.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분양에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in this specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those skilled in the art distribution to which the present invention belongs, so the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the The scope should be construed to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as general terms that are currently widely used as much as possible in consideration of the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of those skilled in the art, precedents, or the emergence of new technologies to which the present invention belongs. can However, in the case where a specific term is defined and used in an arbitrary meaning, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not the simple name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings accompanying this specification are intended to easily explain the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.If it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention in this specification may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted if necessary.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치로서 복수개의 레이저를 제1 파장으로 출력하기 위한 레이저 출력 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 시야각 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위한 제1 렌즈 어셈블리(first lens assembly)를 포함하는 송신모듈 및 상기 복수개의 레이저를 감지하기 위한 적어도 둘 이상의 디텍터를 포함하는 레이저 디텍팅 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배하기 위한 제2 렌즈 어셈블리(second lens assembly)를 포함하는 수신모듈을 포함하되, 상기 제2 렌즈 어셈블리는, 제1 렌즈층, 제2 렌즈층, 제3 렌즈층 및 제4 렌즈층을 포함하는 적어도 4개의 렌즈층 및 상기 적어도 4개의 렌즈층 사이에 배치되는 제1 갭층 및 제2 갭층을 포함하는 적어도 2개의 갭층을 포함하되, 상기 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 제2 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray) 중 적어도 일부가 상기 제1 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도 범위가 되며, 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도 범위가 되되, 상기 (a)도가 상기 (b)도 보다 작도록 설계되며, 상기 제1 갭층에 위치하며, 상기 (0)도로 입사하는 빛에 대해 제1 중심 파장을 가지고, 상기 (a)도로 입사하는 빛에 대해 제2 중심 파장을 가지며, 상기 (b)도로 입사하는 빛에 대해 제3 중심 파장을 가지도록 설계되는 필터층을 더 포함하고, 상기 제2 렌즈 어셈블리에 포함되는 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 적어도 (상기 제1 중심 파장 - 상기 제2 중심 파장)nm 이상이 되도록 설계되며, 상기 제2 렌즈 어셈블리에 포함되는 상기 적어도 4개의 렌즈층 및 상기 필터층은 상기 복수개의 레이저를 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계되고, 상기 레이저 출력 어레이의 상기 제1 파장은 상기 제1 중심 파장보다 작되 상기 제2 중심 파장보다 크도록 설계되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to one embodiment, a laser output array for outputting a plurality of lasers with a first wavelength as a lidar device and a first lens assembly for irradiating the plurality of lasers at different angles within a viewing angle range A transmission module including a laser detecting array including at least two or more detectors for detecting the plurality of lasers, and a second lens assembly for distributing the plurality of lasers to at least two or more different detectors. A receiving module including a receiving module, wherein the second lens assembly includes at least four lens layers including a first lens layer, a second lens layer, a third lens layer, and a fourth lens layer, and between the at least four lens layers. A plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident on the second lens assembly at different angles in the viewing angle range, including at least two gap layers including a first gap layer and a second gap layer disposed on An angle at which at least a portion is incident on the cross section of the first gap layer ranges from (0) degrees to (a) degrees, and an angle incident on the cross section of the second gap layer ranges from (0) degrees to (b) degrees. , The (a) degree is designed to be smaller than the (b) degree, is located in the first gap layer, has a first center wavelength for light incident at the (0) degree, and is incident at the (a) degree And further comprising a filter layer designed to have a second central wavelength for and a third central wavelength for light incident to (b), wherein the bandwidth of the filter layer included in the second lens assembly is It is designed to be at least (the first central wavelength - the second central wavelength) nm or more, and the at least four lens layers and the filter layer included in the second lens assembly distribute the plurality of lasers to different detectors, It is designed to reduce noise caused by external light, and the first wavelength of the laser output array is smaller than the first central wavelength. However, a lidar device designed to be greater than the second central wavelength may be provided.
여기서, 상기 레이저 출력 어레이의 상기 제1 파장은 (상기 제3 중심 파장 + 대역폭/2)nm 보다 크도록 설계될 수 있다.Here, the first wavelength of the laser output array may be designed to be greater than (the third central wavelength + bandwidth/2) nm.
여기서, 상기 필터층의 대역폭은 적어도 ((상기 제1 중심 파장 - 제1 파장)*2)nm 가 되도록 설계될 수 있다.Here, the bandwidth of the filter layer may be designed to be at least ((the first central wavelength - the first wavelength) * 2) nm.
여기서, 상기 필터층의 대역폭은 적어도 ((상기 제1 중심 파장 - 제1 파장)*2)nm 이하가 되도록 설계될 수 있다.Here, the bandwidth of the filter layer may be designed to be at least ((the first central wavelength - the first wavelength) * 2) nm or less.
여기서, 상기 필터층의 대역폭은 적어도 ((상기 제1 중심 파장 - 제1 파장)*2)nm 이상이 되도록 설계될 수 있다.Here, the bandwidth of the filter layer may be designed to be at least ((the first central wavelength - the first wavelength) * 2) nm or more.
여기서, 상기 필터층은 상기 (0)도로 조사되는 빛에 대한 투과대역이 상기 (a)도로 조사되는 빛에 대한 투과 대역과 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있다.Here, the filter layer may be designed such that a transmittance band for light irradiated at the (0) degree overlaps at least a portion of a transmittance band for light irradiated with the (a) degree.
여기서, 상기 필터층은 상기 (0)도로 조사되는 빛에 대한 투과 대역이 상기 (b)도로 조사되는 빛에 대한 투과 대역과 오버랩되지 않도록 설계될 수 있다.Here, the filter layer may be designed such that a transmittance band for light irradiated with the (0) degree does not overlap with a transmittance band for light irradiated with the (b) degree.
여기서, 상기 필터층은 상기 (0)도로 조사되는 빛에 대한 투과 대역과 상기 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있다.Here, the filter layer may be designed such that at least one wavelength band is shared between a transmission band for light irradiated at the (0) degree and a transmission band for light incident at the (a) degree.
여기서, 상기 필터층은 상기 (0)도로 조사되는 빛에 대한 투과 대역과 상기 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하지 않도록 설계될 수 있다.Here, the filter layer may be designed such that at least one wavelength band is not shared between a transmission band for light irradiated at the (0) degree and a transmission band for light incident at the (b) degree.
여기서, 상기 제1 렌즈 어셈블리와 상기 제2 렌즈 어셈블리 각각에 포함되는 렌즈층의 개수가 동일할 수 있다.Here, the number of lens layers included in each of the first lens assembly and the second lens assembly may be the same.
여기서, 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 레이저 출력 소자로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 렌즈 어셈블리를 통해 제1 방향으로 조사되며, 상기 제1 레이저는 상기 제2 렌즈 어셈블리를 통해 상기 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 제1 디텍터로 수신되고, 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 제2 레이저 출력 소자로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 렌즈 어셈블리를 통해 제2 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저는 상기 제2 렌즈 어셈블리를 통해 상기 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 제2 디텍터로 수신될 수 있다.Here, a first laser output from a first laser output element included in the laser output array is irradiated in a first direction through the first lens assembly, and the first laser is irradiated through the second lens assembly to the laser beam. A second laser received by a first detector included in the tecting array and output from a second laser output device included in the laser output array is irradiated in a second direction through the first lens assembly, and the second laser is It may be received by a second detector included in the laser detecting array through the second lens assembly.
여기서, 상기 제1 디텍터로 수신되는 외부광의 파장 대역은 상기 제2 디텍터로 수신되는 외부광의 파장 대역과 상이할 수 있다.Here, a wavelength band of external light received by the first detector may be different from a wavelength band of external light received by the second detector.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치로서, 복수개의 레이저를 서로 다른 방향으로 출력하기 위한 레이저 출력 유닛을 포함하는 송신 모듈 및 상기 복수개의 레이저를 감지하기 위한 적어도 둘 이상의 디텍터를 포함하는 레이저 디텍팅 어레이 및 상기 복수개의 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배하기 위한 수신 렌즈 어셈블리를 포함하는 수신 모듈을 포함하되, 상기 수신 렌즈 어셈블리는 복수개의 렌즈층 및 상기 복수개의 렌즈층 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터층을 포함하며, 상기 수신 렌즈 어셈블리의 입사 동공(entrance pupil)으로 30도 각도로 입사되어 제1 디텍터로 수광되는 빛에 대한 제1 투과 대역의 중심 파장은 0도 각도로 입사되어 제2 디텍터로 수광되는 빛에 대한 제2 투과 대역의 중심 파장으로부터 15nm 이하로 시프트(shift)되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a lidar device comprising a transmission module including a laser output unit for outputting a plurality of lasers in different directions and at least two detectors for detecting the plurality of lasers A receiving module including a laser detecting array and a receiving lens assembly for distributing the plurality of lasers to at least two or more different detectors, wherein the receiving lens assembly is disposed between the plurality of lens layers and the plurality of lens layers and at least one filter layer, wherein the center wavelength of the first transmission band for the light incident at an angle of 30 degrees into the entrance pupil of the receiving lens assembly and received by the first detector is incident at an angle of 0 degrees, A LiDAR device may be provided with a shift of 15 nm or less from the center wavelength of the second transmission band for light received by the second detector.
여기서, 상기 송신 모듈은 상기 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 복수개의 레이저를 서로 다른 방향으로 스티어링하기 위한 송신 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다.Here, the transmission module may include transmission lens assemblies for steering the plurality of lasers output from the laser output unit in different directions.
여기서, 상기 송신 렌즈 어셈블리와 상기 수신 렌즈 어셈블리 각각에 포함되는 렌즈층의 개수는 동일할 수 있다.Here, the number of lens layers included in each of the transmission lens assembly and the reception lens assembly may be the same.
여기서, 상기 레이저 출력 유닛은 복수개의 레이저 출력 소자를 포함하는 어레이로 형성될 수 있다.Here, the laser output unit may be formed as an array including a plurality of laser output devices.
여기서, 상기 레이저 출력 유닛에 포함되는 제1 레이저 출력 소자로부터 출력된 제1 레이저는 상기 송신 렌즈 어셈블리를 통해 제1 방향으로 조사되며, 상기 제1 레이저는 상기 수신 렌즈 어셈블리를 통해 상기 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 제1 디텍터로 수신되고, 상기 레이저 출력 유닛에 포함되는 제2 레이저 출력 소자로부터 출력된 제2 레이저는 상기 송신 렌즈 어셈블리를 통해 제2 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저는 상기 수신 렌즈 어셈블리를 통해 상기 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 제2 디텍터로 수신될 수 있다.Here, a first laser output from a first laser output element included in the laser output unit is irradiated in a first direction through the transmission lens assembly, and the first laser is emitted through the reception lens assembly to the laser detecting array. A second laser received by a first detector included in and output from a second laser output device included in the laser output unit is irradiated in a second direction through the transmission lens assembly, and the second laser is emitted through the reception lens. Through the assembly, it may be received by a second detector included in the laser detecting array.
이하에서는 본 발명의 라이다 장치를 설명한다.Hereinafter, the lidar apparatus of the present invention will be described.
라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리 및 대상체의 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력할 수 있고, 출력된 레이저가 대상체에서 반사된 경우 반사된 레이저를 수신하여 대상체와 라이다 장치의 거리 및 대상체의 위치를 측정할 수 있다. 이때, 대상체의 거리 및 위치는 좌표계를 통해 표현될 수 있다. 예를 들어, 대상체의 거리 및 위치는 구좌표계(r, θ, φ)로 표현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직교좌표계(X, Y, Z) 또는 원통 좌표계(r, θ, z) 등으로 표현될 수 있다.A lidar device is a device for detecting a distance to and a position of an object by using a laser. For example, the lidar device may output a laser, and when the output laser is reflected from the object, the reflected laser may be received to measure the distance between the object and the lidar device and the position of the object. In this case, the distance and location of the object may be expressed through a coordinate system. For example, the distance and position of the object may be expressed in a spherical coordinate system (r, θ, φ). However, it is not limited thereto, and may be expressed in a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, θ, z).
또한, 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 라이다 장치에서 출력되어 대상체에서 반사된 레이저를 이용할 수 있다.In addition, the lidar device may use laser output from the lidar device and reflected from the object to measure the distance of the object.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 레이저가 출력된 후 감지되기 까지 레이저의 비행 시간 (TOF : Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 출력된 레이저의 출력 시간에 기초한 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여, 대상체의 거리를 측정할 수 있다.The lidar device according to an embodiment may use time of flight (TOF) of the laser from output to detection to measure the distance of the target object. For example, the lidar device may measure the distance of the object using a difference between a time value based on the output time of the laser and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
또한, 라이다 장치는 출력된 레이저가 대상체를 거치지 않고 바로 감지된 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여 대상체의 거리를 측정할 수 있다.In addition, the LIDAR device may measure the distance of the object using a difference between a time value in which the output laser is detected directly without passing through the object and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
라이다 장치가 제어부에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the time when the lidar device sends a trigger signal for emitting the laser beam by the control unit and the actual time when the laser beam is output from the laser output device. Since the laser beam is not actually output between the time point of the trigger signal and the time point of actual light emission, accuracy may decrease when included in the laser flight time.
레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 센서부로 전달되어야 한다.In order to improve precision in measuring the time-of-flight of the laser beam, the actual light emission point of the laser beam may be used. However, it may be difficult to determine the actual emission time point of the laser beam. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be directly transmitted to the sensor unit without passing through the target object immediately or after being output.
예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 수광부에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the light receiver without passing through the target object. The optic may be a mirror, lens, prism, metasurface, etc., but is not limited thereto. The optic may be one, but may be plural.
또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 센서부가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부에 감지될 수 있다. 상기 센서부는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 센서부는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 센서부와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, since the sensor unit is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device may be directly sensed by the sensor unit without passing through the target object. The sensor unit may be spaced apart from the laser output device at a distance of 1 mm, 1 um, 1 nm, etc., but is not limited thereto. Alternatively, the sensor unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart from it. An optic may be present between the sensor unit and the laser output element, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 비행 시간 외에도 삼각 측량법(Triangulation method), 간섭계 방법(Interferometry method), 위상 변화 측정법(Phase shift measurement) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the lidar device according to an embodiment may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement method, and the like in addition to flight time to measure the distance of an object. Not limited.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 차량의 루프, 후드, 헤드램프 또는 범퍼 등에 설치될 수 있다.LiDAR device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, the lidar device may be installed on the roof, hood, headlamp or bumper of a vehicle.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부에 설치되는 경우, 주행 중 운전자의 제스쳐를 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부 또는 차량 외부에 설치되는 경우, 운전자의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when a lidar device is installed inside a vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto. Also, for example, when the lidar device is installed inside or outside the vehicle, it may be for recognizing the driver's face, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 무인항공기 시스템(UAV System), 드론(Drone), RPV(Remote Piloted Vehicle), UAVs(Unmanned Aerial Vehicle System), UAS(Unmanned Aircraft System), RPAV(Remote Piloted Air/Aerial Vehicle) 또는 RPAS(Remote Piloted Aircraft System) 등에 설치될 수 있다.LiDAR device according to an embodiment may be installed in an unmanned aerial vehicle. For example, lidar devices include UAV Systems, Drones, Remote Piloted Vehicles (RPVs), Unmanned Aerial Vehicle Systems (UAVs), Unmanned Aircraft Systems (UAS), and Remote Piloted Air/Aerials (RPAVs). Vehicle) or RPAS (Remote Piloted Aircraft System).
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of LiDAR devices according to an embodiment may be installed in an unmanned aerial vehicle. For example, when two lidar devices are installed in an unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in an unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 개인용 로봇, 전문 로봇, 공공 서비스 로봇, 기타 산업용 로봇 또는 제조업용 로봇 등에 설치될 수 있다.A lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, lidar devices may be installed in personal robots, professional robots, public service robots, other industrial robots, or manufacturing robots.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in the robot. For example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the left side and the other one may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 로봇에 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, when a lidar device is installed in a robot, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다.In addition, the lidar device according to one embodiment may be installed for industrial security. For example, LiDAR devices can be installed in smart factories for industrial security.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a smart factory for industrial security. For example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security. For example, when a lidar device is installed for industrial security, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
이하에서는 라이다 장치의 구성요소들의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the components of the lidar device will be described in detail.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
이때, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 레이저를 출사할 수 있다.At this time, the
또한, 레이저 출력부(100)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함할 수도 있고, 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.Also, the
또한, 레이저 출력부(100)는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, High power laser, Light entitling diode(LED), Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 레이저 출력부(100)는 일정 파장의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 905nm대역의 레이저 또는 1550nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 940nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 800nm 내지 1000nm 사이의 복수 개의 파장을 포함하는 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 복수 개의 레이저 출력 소자의 일부는 905nm 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 다른 일부는 1500nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , a
상기 옵틱부는 본 발명에 대한 설명에 있어서, 스티어링부, 스캔부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the description of the present invention, the optic unit may be variously expressed as a steering unit, a scanning unit, etc., but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사함으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 반사하여, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사하기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 미러(mirror), 공진 스캐너(Resonance scanner), 멤스 미러(MEMS mirror), VCM(Voice Coil Motor), 다면 미러(Polygonal mirror), 회전 미러(Rotating mirror) 또는 갈바노 미러(Galvano mirror) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 굴절시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 렌즈(lens), 프리즘(prism), 마이크로렌즈(Micro lens) 또는 액체 렌즈(Microfluidie lens) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저의 위상을 변화시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 OPA(Optical Phased Array), 메타 렌즈(Meta lens) 또는 메타 표면(Metasurface) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 하나 이상의 광학 수단을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 옵틱부(200)는 복수 개의 광학 수단을 포함할 수 있다.Also, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
상기 센서부는 본 발명에 대한 설명에 있어서 수광부, 수신부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The sensor unit may be variously expressed as a light receiving unit or a receiving unit in the description of the present invention, but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서부는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 레이저를 수신할 수 있으며, 수신된 레이저를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 하나 이상의 광학수단을 통해 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 생성된 전기 신호를 기초로 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 크기를 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 rising edge, falling edge 또는 rising edge와 falling edge의 중앙값을 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 센서부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 피크 값을 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD(Avalanche Photodiode), SPAD(Single-photon avalanche diode), SiPM(Silicon PhotoMultipliers), TDC(Time to Digital Converter), Comparator, CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
예를 들어, 센서부(300)는 2D SPAD array일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, SPAD array는 복수 개의 SPAD unit을 포함하고, SPAD unit은 복수 개의 SPAD(pixel)을 포함할 수 있다.For example, the
이때, 센서부(300)는 2D SPAD array를 이용하여 N번의 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 히스토그램의 피크(peak) 지점을 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점으로 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 센서부(300)는 히스토그램을 이용하여, 히스토그램이 미리 정해진 값 이상인 지점을 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광시점으로 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 단일 센서 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자를 포함할 수도 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 제어부(400)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
상기 제어부는 본 발명을 위한 설명에 있어너 컨트롤러 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The control unit may be variously expressed as a controller or the like in the description of the present invention, but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 또는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100)의 동작을 제어할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 출력 시점을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 파워를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 펄스 폭(Pulse Width)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 주기를 제어할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 제어부(400)는 복수 개의 레이저 출력 소자 중 일부가 동작되도록 레이저 출력부(100)를 제어할 수 있다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작을 제어할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200) 동작 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로 옵틱부(200)가 회전 미러를 포함하는 경우 회전 미러의 회전 속도를 제어할 수 있으며, 옵틱부(200)가 멤스 미러(MEMS mirror)를 포함하는 경우 사이 멤스 미러의 반복 주기를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작 정도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 옵틱부(200)가 멤스 미러를 포함하는 경우 멤스 미러의 동작 각도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 센서부(300)의 민감도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 미리 정해진 문턱 값을 조절하여 센서부(300)의 민감도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 센서부(300)의 On/Off를 제어할 수 있으며, 제어부(300)가 복수 개의 센서 소자를 포함하는 경우 복수 개의 센서 소자 중 일부의 센서 소자가 동작되도록 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)에서 감지된 레이저에 기초하여 라이다 장치(1000)로부터 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점과 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력되어 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점 및 대상체에서 반사된 레이저가 센서부(300)에서 감지된 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.For example, the
라이다 장치(1000)가 제어부(400)에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the time when the
레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 센서부(300)로 전달되어야 한다.In order to improve precision in measuring the time-of-flight of the laser beam, the actual light emission point of the laser beam may be used. However, it may be difficult to determine the actual emission time point of the laser beam. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be directly transferred to the
예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the
또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 센서부(300)가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 센서부(300)에 감지될 수 있다. 상기 센서부(300)는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 센서부(300)는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 센서부(300)와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, since the
구체적으로, 레이저 출력부(100)는 레이저를 출력할 수 있고, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점을 획득할 수 있으며, 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 경우 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있으며, 제어부(400)는 레이저의 출력 시점 및 감지 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.Specifically, the
또한, 구체적으로, 레이저 출력부(100)에서 레이저를 출력할 수 있고, 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체를 거지치 않고 바로 센서부(300)에 의해 감지될 수 있고, 제어부(400)는 대상체를 거치지 않은 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있다. 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 경우 센서부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 센서부(300)에서 레이저가 감지된 시점을 획득할 수 있으며, 제어부(400)는 대상체를 거치지 않은 레이저의 감지 시점 및 대상체에서 반사된 레이저의 감지 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.In addition, specifically, the
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1100)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저 빔은 옵틱부(200)를 거칠 수 있다. 또한 옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 대상체(500)를 향해 조사될 수 있다. 또한 대상체(500)에서 반사된 레이저 빔은 센서부(300)에 수광될 수 있다.A laser beam output from the
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a lidar device according to another embodiment.
도 3을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치(1150)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , a
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 센서부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저 빔은 옵틱부(200)를 거칠 수 있다. 또한 옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 대상체(500)를 향해 조사될 수 있다. 또한 대상체(500)에서 반사된 레이저 빔은 다시 옵틱부(200)를 거칠 수 있다.A laser beam output from the
이때, 대상체에 조사되기 전 레이저 빔이 거친 옵틱부와 대상체에 반사된 레이저 빔이 거치는 옵틱부는 물리적으로 동일한 옵틱부일 수 있으나, 물리적으로 다른 옵틱부일 수도 있다.In this case, the optic unit through which the laser beam is rough before being irradiated onto the target object and the optic unit through which the laser beam reflected on the target object passes may be physically the same optical unit, or may be physically different optical units.
옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 센서부(300)에 수광될 수 있다.A laser beam passing through the
이하에서는 VCSEL을 포함하는 레이저 출력부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a laser output unit including a VCSEL will be described in detail.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10), 상부 DBR 레이어(20, upper Distributed Bragg reflector), active 레이어(40, quantum well), 하부 DBR 레이어(30, lower Distributed Bragg reflector), 기판(50, substrate) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상단 표면에서 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10)의 표면과 수직인 방향으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 acvite 레이어(40)에 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. In addition, the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 복수 개의 반사층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 반사층은 반사율이 높은 반사층과 반사율이 낮은 반사층이 교대로 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 반사층의 두께는 VCSEL emitter(110)에서 방출되는 레이저 파장의 4분의 1일 수 있다.The
또한, 일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 p형 및 n형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 p형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 n형으로 도핑될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 n형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 p형으로 도핑될 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따르면 하부 DBR 레이어(30)와 하부 메탈 컨택(60) 사이에는 substrate(50)가 배치될 수 있다. 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 p형 substrate가 될 수 있고, 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 n형 substrate가 될 수 있다.Also, according to an embodiment, a
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 active 레이어(40)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30) 사이에 배치될 수 있다.The
일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 레이저 빔을 생성하는 복수 개의 퀀텀 웰(Quantum well)을 포함할 수 있다. Active 레이어(40)는 레이저 빔을 방출시킬 수 있다.The
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 전원 등과의 전기적 연결을 위해 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.The
또한 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 통해 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 p형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 p형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 n형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 n형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 n형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 p형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, for example, when the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 oxidation area를 포함할 수 있다. Oxidation area는 active layer의 상부에 배치될 수 있다.The
일 실시예에 따른 oxidation area는 절연성을 띌 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 흐름이 제한될 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 연결이 제한될 수 있다.An oxidation area according to an embodiment may have insulating properties. For example, electrical flow may be restricted in the oxidation area. For example, electrical connections may be limited in the oxidation area.
또한 일 실시예에 따른 oxidation area는 aperture의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, oxidation area는 절연성을 가지므로, oxidation area가 아닌 부분에서만 active layer(40)로부터 생성된 빔이 방출될 수 있다.Also, the oxidation area according to an embodiment may serve as an aperture. Specifically, since the oxidation area has insulating properties, the beam generated from the
일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may include a plurality of
또한, 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)들을 한번에 on시킬 수 있거나, 개별적으로 on시킬 수 있다.In addition, the laser output unit according to an embodiment may turn on a plurality of
일 실시예에 따른 레이저 출력부는 다양한 파장의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 파장이 905nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또한 예를 들어, 레이저 출력부는 1550nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may emit laser beams of various wavelengths. For example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 905 nm. Also, for example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 1550 nm.
또한 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 출력되는 파장이 주변 환경에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 증가할수록, 출력되는 파장도 증가할 수 있다. 또는 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 감소할수록, 출력되는 파장도 감소할 수 있다. 상기 주변 환경이란, 온도, 습도, 압력, 먼지의 농도, 주변 광량, 고도, 중력, 가속도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wavelength output from the laser output unit according to an embodiment may be changed by the surrounding environment. For example, as the temperature of the surrounding environment increases, the output wavelength of the laser output unit may also increase. Alternatively, for example, as the temperature of the surrounding environment decreases, the output wavelength of the laser output unit may also decrease. The surrounding environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, amount of ambient light, altitude, gravity, and acceleration.
레이저 출력부는 지지면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또는, 레이저 출력부는 상기 출사면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the support surface. Alternatively, the laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the emission surface.
도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110)들은 허니콤(honeycomb)구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 1개의 허니콤 구조에는 VCSEL emitter(110) 7개가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)에 포함된 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 400개의 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다.Also, all of the
또한, VCSEL unit(130)은 출력된 레이저 빔의 조사 방향에 의해 구별될 수 있다. 예를 들어, N개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제1 방향으로 레이저 빔을 출력하고, M개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제2 방향으로 레이저 빔을 출력하는 경우, 상기 N개의 VCSEL emitter(110)들은 제1 VCSEL unit으로 구별되고, 상기 M개의 VCSEL emitter(110)들은 제2 VCSEL unit으로 구별될 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)은 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 복수 개의 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 공유할 수 있다.Also, the
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(150)를 포함할 수 있다. 도 6은 8X8 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 6 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A
예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X N 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X M 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the plurality of
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(150)는 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 각각 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. In addition, the
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(151)를 포함할 수 있다. 도 6은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. VCSEL array(151)는 제1 메탈 컨택(11), 와이어(12), 제2 메탈 컨택(13) 및 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(151)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 각각 메탈 컨택에 독립적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)을 공유하여 제1 메탈 컨택에는 함께 연결되고, 제2 메탈 컨택(13)은 공유하지 않아 제2 메탈 컨택에는 독립적으로 연결될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)에는 직접적으로 연결되고, 제2 메탈 컨택에는 와이어(12)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 필요한 와이어(12)의 개수는 복수 개의 VCSEL unit(130)의 개수와 같을 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(151)가 N X M 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 경우, 와이어(12)의 개수는 N * M 개가 될 수 있다.A
또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(11)과 제2 메탈 컨택(13)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(11)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(11)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 n형 메탈일 수 있다.Also, the
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(153)를 포함할 수 있다. 도 7은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 8 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 행(row) 단위로 제1 메탈 컨택(15)을 공유할 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 열(column) 단위로 제2 메탈 컨택(17)을 공유할 수 있다.A
또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(15)과 제2 메탈 컨택(17)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(15)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(15)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 n형 메탈일 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(15) 및 제2 메탈 컨택(17)과 와이어(12)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 어드레서블(addressable)하게 동작할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(153)에 포함된 복수의 VCSEL unit(130)들은 다른 VCSEL unit과 상관 없이 독립적으로 동작할 수 있다.The
예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다. 또한 예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열 및 3열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit 및 1행 3열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다.For example, when power is supplied to the
일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 일정한 패턴을 가지고 동작할 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 1행 2열의 VCSEL unit, 1행 3열의 VCSEL unit, 1행 4열의 VCSEL unit, 2행 1열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.For example, after the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, the VCSEL unit of 1 row and 3 columns, the VCSEL unit of 1 row and 4 columns, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates, and can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
또한 예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 2행 1열의 VCSEL unit, 3행 1열의 VCSEL unit, 4행 1열의 VCSEL unit, 1행 2열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.Also, for example, after the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, the VCSEL unit of 3 rows and 1 column, the VCSEL unit of 4 rows and 1 column, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates as it is, and it can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
다른 일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 불규칙한 패턴을 가지고 동작할 수 있다. 또는, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 패턴을 가지지 않고 동작할 수 있다.According to another embodiment, the
예를 들어, VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 수 있다. VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 경우, VCSEL unit(130)들간의 간섭이 방지될 수 있다.For example,
레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 그 중 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식에서 원거리에 존재하는 대상체에 레이저 빔을 향하게 하기 위해서는 높은 파워의 레이저 빔이 필요하다. 높은 파워의 레이저 빔은 높은 전압을 인가해야 하므로 전력이 커진다. 또한, 사람의 눈에도 데미지를 줄 수 있어 플래시 방식을 사용하는 라이다가 측정할 수 있는 거리에는 한계가 있다.There may be various methods for directing a laser beam emitted from a laser output unit to an object. Among them, the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam. In the flash method, a high-power laser beam is required to direct a laser beam to a target that exists at a distance. Since a high-power laser beam needs to apply a high voltage, the power increases. In addition, since it can damage a person's eyes, there is a limit to the distance that lidar using the flash method can measure.
스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 함으로써 레이저 파워 손실을 줄일 수 있다. 레이저 파워 손실을 줄일 수 있으므로, 플래시 방식과 비교했을 때 동일한 레이저 파워를 사용하더라도 라이다가 측정할 수 있는 거리는 스캐닝 방식이 더 길다. 또한, 플래시 방식과 비교했을 때 동일 거리 측정을 위한 레이저 파워는 스캐닝 방식이 더 낮으므로, 사람의 눈에 대한 안정성이 향상될 수 있다.The scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction. Laser power loss can be reduced by directing a scanning laser beam in a specific direction. Since the loss of laser power can be reduced, compared to the flash method, the distance that can be measured by lidar is longer in the scanning method even when using the same laser power. In addition, compared to the flash method, since the laser power for measuring the same distance is lower in the scanning method, stability to the human eye can be improved.
레이저 빔 스캐닝은 콜리메이션과 스티어링으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 레이저 빔을 콜리메이션 한 후 스티어링을 하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 스티어링을 한 후 콜리메이션을 하는 방식으로 이루어질 수 있다.Laser beam scanning may consist of collimation and steering. For example, laser beam scanning may be performed by collimating the laser beam and then steering the laser beam. Also, for example, laser beam scanning may be performed in a manner of performing collimation after steering.
이하에서는 BCSC(Beam Collimation and Steering component)를 포함하는 옵틱부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of an optical unit including a beam collimation and steering component (BCSC) will be described in detail.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)는 레이저 출력부(100), 옵틱부를 포함할 수 있다. 이때, 옵틱부는 BCSC(250)을 포함할 수 있다. 또한, BCSC(250)는 콜리메이션 컴포넌트(210, Collimation component) 및 스티어링 컴포넌트(230, Steering component)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a
일 실시예에 따른 BCSC(250)는 다음과 같이 구성될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)가 먼저 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다. 또는, 스티어링 컴포넌트(230)가 먼저 레이저 빔을 스티어링 시키고, 스티어링 된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거쳐 콜리메이션될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)의 광 경로는 다음과 같다. 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔은 BCSC(250)로 향할 수 있다. BCSC(250)로 입사된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해서 콜리메이션되어 스티어링 컴포넌트(230)로 향할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)로 입사된 레이저 빔은 스티어링되어 대상체로 향할 수 있다. 대상체(500)로 입사된 레이저 빔은 대상체(500)에 의해 반사되어 센서부로 향할 수 있다.In addition, the light path of the
레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔은 직진성(Directivity)을 갖는다고 하더라도, 레이저 빔이 직진함에 따라 어느 정도의 발산(divergence)이 있을 수 있다. 이러한 발산에 의해, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔이 대상체에 입사되지 않거나, 입사되더라도 그 양이 매우 적을 수 있다. Even if the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, a certain degree of divergence may occur as the laser beam travels straight. Due to this divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or even if it is incident, the amount may be very small.
레이저 빔의 발산 정도가 큰 경우, 대상체에 입사되는 레이저 빔의 양이 적어지고, 대상체에서 반사되어 센서부로 향하는 레이저 빔도 그 발산에 의해 양이 매우 적어져, 원하는 측정 결과를 얻지 못할 수 있다. 또는, 레이저 빔의 발산 정도가 큰 경우, 라이다 장치가 측정할 수 있는 거리가 줄어들어, 원거리의 대상체는 측정을 못할 수 있다.When the degree of divergence of the laser beam is large, the amount of the laser beam incident on the object is reduced, and the amount of the laser beam reflected from the object and directed to the sensor unit is also very small due to the divergence, so that a desired measurement result may not be obtained. Alternatively, when the degree of divergence of the laser beam is large, the distance that can be measured by the lidar device is reduced, and thus a distant object may not be measured.
따라서, 대상체로 레이저 빔을 입사시키기 전에, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일수록 라이다 장치의 효율이 향상될 수 있다. 본원 발명의 콜리메이션 컴포넌트는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 평행광이 될 수 있다. 또는 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 발산 정도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.Therefore, the efficiency of the LIDAR device may be improved as the degree of divergence of the laser beam emitted from the laser output unit is reduced before the laser beam is incident to the target object. The collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam. A laser beam passing through the collimation component may become collimated light. Alternatively, the laser beam passing through the collimation component may have a degree of divergence of 0.4 degrees to 1 degree.
레이저 빔의 발산 정도를 줄일 경우, 대상체로 입사되는 광량은 증가될 수 있다. 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 대상체에서 반사되는 광량도 증가되어 레이저 빔의 수신이 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 레이저 빔을 콜리메이션 하기 전과 비교했을 때, 같은 레이저 빔 파워로 더 먼 거리에 있는 대상체도 측정이 가능할 수 있다.When the degree of divergence of the laser beam is reduced, the amount of light incident to the object may be increased. When the amount of light incident on the object increases, the amount of light reflected from the object also increases, so that the laser beam can be received efficiently. In addition, when the amount of light incident on the target object is increased, it is possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power compared to before the collimation of the laser beam.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 조절할 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다.Referring to FIG. 10 , a
예를 들어, 레이저 출력부(100)에서 방출되는 레이저 빔의 발산 각도는 16도 내지 30도일 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거친 후에는, 레이저 빔의 발산 각도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.For example, a divergence angle of a laser beam emitted from the
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11 , a
상기 마이크로 렌즈는 지름이 밀리미터(mm), 마이크로미터(um), 나노미터(nm), 피코미터(pm) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The micro lens may have a diameter of millimeters (mm), micrometers (um), nanometers (nm), picometers (pm), etc., but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나에 의해 콜리메이션 될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔의 발산 각도는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나를 거친 후 감소될 수 있다.Also, the plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 굴절률 분포형 렌즈, 미소곡면 렌즈, 어레이 렌즈 및 프레넬 렌즈 등이 될 수 있다.Also, the plurality of micro lenses according to an embodiment may be a refractive index distribution type lens, a microcurved surface lens, an array lens, a Fresnel lens, and the like.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 몰딩, 이온 교환, 확산 중합, 스퍼터링 및 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.In addition, the plurality of micro lenses according to an embodiment may be manufactured by methods such as molding, ion exchange, diffusion polymerization, sputtering, and etching.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 직경이 130um 내지 150um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 직경은 140um일 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 두께가 400um 내지 600um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 두께는 500um 일 수 있다.Also, the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130 um to 150 um. For example, the diameter of the plurality of micro lenses may be 140um. Also, the plurality of micro lenses may have a thickness of 400 um to 600 um. For example, the thickness of the plurality of micro lenses may be 500um.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213)의 표면 및 배면 상에 배치될 수 있다. 이때, 기판(213)의 표면에 배치된 마이크로 렌즈(211)와 기판(213)의 배면에 배치된 마이크로 렌즈(211)의 광축(optical axis)은 일치될 수 있다.A plurality of
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트는 메타표면(220, metasurface)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , a collimation component according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 메타표면(220)은 복수의 나노기둥(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 양면에 배치될 수 있다.The
복수의 나노기둥(221)은 서브-파장(sub-wavelength)치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 나노기둥(221)사이의 간격은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 파장보다 작을 수 있다. 또는, 나노기둥(221)의 폭, 직경 및 높이는 레이저 빔의 파장의 길이보다 작을 수 있다.The plurality of
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다. 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 다양한 방향으로 출력되는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 또한, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도를 줄일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도는 15도 내지 30도이고, 메타표면(220)을 거친 후의 레이저 빔의 발산각도는 0.4도 내지 1.8도일 수 있다.The
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The
또는, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the
나노기둥(221)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(221)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(221)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The
도 14는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔이 향하는 방향을 조절할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the
예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 0도 내지 30도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다. 또는, 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 -30도 내지 0도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다.For example, the
도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(231)는 복수 개의 마이크로 렌즈(231) 및 기판(233)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 15 and 16 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 기판(233) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 및 기판(233)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나에 의해 스티어링 될 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축은 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 오른쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 왼쪽으로 향할 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 15를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 왼쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 오른쪽으로 향할 수 있다.At this time, the optical axis of the
또한, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 멀어질수록, 레이저 빔의 스티어링 정도가 커질 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 1um인 경우보다 10um인 경우에 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 더 커질 수 있다.In addition, as the distance between the optical axis of the
도 17은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(234)는 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 기판(236) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 변화시킬 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 작을수록, 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 증가한다. 예를 들어, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.05도인 경우 레이저 빔이 35도 스티어링 되고, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.25도인 경우, 레이저 빔이 15도 스티어링 된다.At this time, as the angle of the
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism 등이 될 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 유리, 플라스틱 또는 형석 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 몰딩, 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 프리즘(235)의 표면을 폴리싱(polishing) 공정을 통해 매끄럽게 하여 표면 거칠기로 인한 난반사를 방지할 수 있다.In this case, irregular reflection due to surface roughness may be prevented by smoothing the surface of the
일 실시예에 따르면, 마이크로 프리즘(235)은 기판(236)의 양면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판(236)의 제1 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제1 축으로 스티어링 시키고, 기판(236)의 제2 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제2 축으로 스티어링 시킬 수 있다.According to one embodiment, the
도 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트는 메타표면(240)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18 , a steering component according to an embodiment may include a
메타표면(240)은 복수의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 양면에 배치될 수 있다.The
메타표면(240)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The
메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The
또는, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the
나노기둥(241)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(241)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(241)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The
복수의 나노기둥(241)은 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 상기 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of
나노기둥(241)은 다양한 특성에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 상기 특성은 나노기둥(241)의 폭(Width, 이하 W), 간격(Pitch, 이하 P), 높이(Height, 이하 H) 및 단위 길이 당 개수를 포함할 수 있다.The
이하에서는, 다양한 특성에 기초하여 형성되는 나노패턴 및 그에 따른 레이저 빔의 스티어링에 대하여 설명한다.Hereinafter, nanopatterns formed based on various characteristics and steering of a laser beam according to the nanopatterns will be described.
도 19는 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining a metasurface according to an exemplary embodiment.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 폭(W)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19 , a
복수의 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 나노기둥(241)은 일 방향으로 갈수록 그 폭(W1, W2, W3)이 증가하도록 배치될 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 나노기둥(241)의 폭(W)이 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.A nanopattern may be formed based on the width W of the plurality of
예를 들어, 메타표면(240)은 제1 폭(W1)을 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 폭(W2)을 갖는 제2 나노기둥(245), 제3 폭(W3)을 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2) 및 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 제2 폭(W2)은 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 폭(W)이 감소할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사된 레이저 빔이 메타표면(240)을 거칠 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the
한편, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이란 인접한 복수의 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Meanwhile, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the width W of the
제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이 및 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 산출될 수 있다.The rate of increase in the width W of the
제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이는 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이와 다를 수 있다.The difference between the first width W1 and the second width W2 may be different from the difference between the second width W2 and the third width W3.
레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)에 따라 달리질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the width W of the
구체적으로, 상기 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.Specifically, the steering angle θ may increase as the rate of change of the width W of the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 상기 제1 증감률보다 작은 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링 각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링 각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
한편, 상기 스티어링 각도(θ)의 범위는 -90도에서 90도일 수 있다.Meanwhile, the range of the steering angle θ may be -90 degrees to 90 degrees.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 20 , a
복수의 나노기둥(241)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 형성되는 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of
일 실시예에 따르면, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)은 일 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서, 상기 간격(P)이란 인접한 두 나노기둥(241)의 중심간의 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)의 중심과 제2 나노기둥(245)의 중심간의 거리로 정의될 수 있다. 또는, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)과 제2 나노기둥(245)의 최단거리로 정의될 수 있다.According to an embodiment, the spacing P between the
레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 작아지는 방향으로 스티어링될 수 있다.A laser beam emitted from the
메타표면(240)은 제1 나노기둥(243), 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 나노기둥(243) 및 제2 나노기둥(245) 사이의 거리에 기초하여 제1 간격(P1)이 획득될 수 있다. 마찬가지로, 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247) 사이의 거리에 기초하여 제2 간격(P2)이 획득될 수 있다. 이때, 제1 간격(P1)은 제2 간격(P2)보다 작을 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 상기 간격(P)이 커질 수 있다.The
이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거지는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제1 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.At this time, when the laser beam emitted from the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the distance P between the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the distance P between the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the rate of change of the spacing P between the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
한편, 이상에서 설명한 나노기둥(241)의 간격(P)의 변화에 따른 레이저 빔의 스티어링 원리는 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.Meanwhile, the steering principle of the laser beam according to the change in the spacing P of the
예를 들어, 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 증가하는 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, when the number of
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 나노기둥(241)의 높이(H)가 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21 , the
복수의 나노기둥(241)은 나노기둥(241)의 높이(H)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다.The plurality of
일 실시예에 따르면, 복수의 나노기둥(241)의 높이(H1, H2, H3)는 일 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.According to an embodiment, the heights H1 , H2 , and H3 of the plurality of
예를 들어, 메타표면(240)은 제1 높이(H1)를 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 높이(H2)를 갖는 제2 나노기둥(245) 및 제3 높이(H3)를 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제3 높이(H3)은 제1 높이(H1) 및 제2 높이(H2)보다 클 수 있다. 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거치는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the height H of the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241)의 높이(H) 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the height H of the
제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이 및 제2 높이(H2)와 제3 높이(H3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 산출될 수 있다. 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이는 제2 높이(H3)와 제3 높이(H3)의 차이와 다를 수 있다.The rate of increase in the height H of the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the rate of change of the height H of the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러(resonant mirror), 멤스 미러(MEMS mirror) 및 갈바노 미러(galvano mirror)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또는, 스티어링 컴포넌트(230)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러(polygonal mirror) 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러(nodding mirror)를 포함할 수 있다.Alternatively, the
도 22는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트인 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for describing a multi-sided mirror that is a steering component according to an exemplary embodiment.
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(600)는 반사면(620), 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615)와 하부(610)를 중심을 수직으로 관통하는 회전축(630)을 중심으로 회전할 수 있다. 다만 상기 회전 다면 미러(600)는 상술한 구성 중 일부만으로 구성될 수 있으며, 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(600)는 반사면(620) 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체는 하부(610)만으로 구성 될 수 있다. 이 때 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 하부(610)에 지지될 수 있다.Referring to FIG. 22, a rotating
상기 반사면(620)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사 가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 회전축(630)과 상기 각 반사면(620)의 법선이 직교하도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 동일하게 하여 동일한 스캔영역을 반복적으로 스캔 하기 위함일 수 있다.In addition, the
또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 각 반사면(620)의 법선이 상기 회전축(630)과 각각 상이한 각도를 가지도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 상이하게 하여 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키기 위함일 수 있다.In addition, the
또한 상기 반사면(620)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.In addition, the
또한 상기 몸체는 상기 반사면(620)을 지지하기 위한 것으로 상부(615), 하부(610) 및 상부(615)와 하부(610)를 연결하는 기둥(612)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기둥(612)은 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 중심을 연결하도록 설치될 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 꼭지점을 연결하도록 설치될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 모서리를 연결하도록 설치될 수도 있으나, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)를 연결하여 지지하기 위한 구조에 한정은 없다. In addition, the body is for supporting the
또한 상기 몸체는 회전하기 위한 구동력을 전달받기 위해서 구동부(640)에 체결될 수 있으며, 상기 몸체의 하부(610)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있다.In addition, the body may be coupled to the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 다각형의 형태일 수 있다. 이 때, 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태가 서로 상이할 수도 있다.Also, the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 크기가 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 크기가 서로 상이할 수도 있다.Also, the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및/또는 하부(610)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.In addition, the
도 22에서는 상기 회전 다면 미러(600)가 4개의 반사면(620)을 포함하는 4각 기둥 형태의 육면체로 설명이 되어 있으나, 상기 회전 다면 미러(600)의 반사면(620)이 반드시 4개인 것은 아니며, 반드시 4각 기둥 형태의 6면체인 것은 아니다.In FIG. 22, the rotating
또한 상기 회전 다면 미러(600)의 회전 각도를 탐지하기 위하여, 라이다 장치는 인코더부를 더 포함할 수 있다. 또한 라이다 장치는 상기 탐지된 회전 각도를 이용하여 상기 회전 다면 미러(600)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 인코더부는 상기 회전 다면 미러(600)에 포함될 수도 있고, 상기 회전 다면 미러(600)와 이격되어 배치될 수도 있다. In addition, in order to detect the rotation angle of the rotating
라이다 장치는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다.LiDAR devices may have different FOVs required depending on their use. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, a wide viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device placed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction is required. In comparison, a relatively narrow viewing angle in the vertical direction may be required. In addition, lidar deployed on drones may require the widest possible angle of view in vertical and horizontal directions.
또한 라이다 장치의 스캔영역은 회전 다면 미러의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 시야각이 결정될 수 있다. 따라서 요구되는 라이다 장치의 시야각에 기초하여 회전 다면 미러의 반사면의 수를 결정 할 수 있다.In addition, the scan area of the lidar device may be determined based on the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror, and accordingly, the viewing angle of the lidar device may be determined. Therefore, the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror can be determined based on the viewing angle of the lidar device required.
도 23 내지 도 25는 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.23 to 25 are views explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
도 23 내지 도 25에는 반사면이 3개, 4개, 5개인 경우에 대하여 설명하나, 상기 반사면의 수는 정해져 있지 않으며, 반사면의 수가 다른 경우 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있을 것이다. 또한 도 22 내지 도 24에는 몸체의 상부 및 하부가 정다각형인 경우에 대하여 설명하나, 몸체의 상부 및 하부가 정다각형이 아닌 경우에도 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있다.23 to 25 describe the case of three, four, or five reflective surfaces, but the number of reflective surfaces is not determined, and if the number of reflective surfaces is different, it can be easily calculated by inferring the description below. 22 to 24 describe the case where the upper and lower portions of the body are regular polygons, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and easily calculated.
도 23은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(650)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.FIG. 23 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating
도 23을 참조하면, 레이저(653)는 상기 회전 다면 미러(650)의 회전축(651)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(650)의 상부는 정삼각형 형태이므로 3개의 반사면이 이루는 각도는 각 60도 일 수 있다. 그리고 도 23을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(650)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 23을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 23 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(650)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(653)와 위쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러의 3번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저와 아래쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflective surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(650)의 상기 반사면의 수가 3개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 240도 일 수 있다.Accordingly, when the number of reflective surfaces of the rotational
도 24는 상기 반사면의 수가 4개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and upper and lower portions of the body are square.
도 24를 참조하면, 레이저(663)는 상기 회전 다면 미러(660)의 회전축(661)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(660)의 상부는 정사각형 형태 이므로 4개의 반사면이 이루는 각도는 각 90도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면 상기 회전 다면 미러(660)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(660)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(660)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 위쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(660)의 4번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 아래쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflective surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(660)의 상기 반사면의 수가 4개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각은 180도 일 수 있다.Accordingly, when the number of reflective surfaces of the rotating
도 24는 상기 반사면의 수가 5개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflection surfaces is five and upper and lower portions of the body are in the shape of a regular pentagon.
도 24를 참조하면, 레이저(673)는 상기 회전 다면 미러(670)의 회전축(671)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(670)의 상부는 정오각형 형태 이므로 5개의 반사면이 이루는 각도는 각 108도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면, 상기 회전 다면 미러(670)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(670)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(670)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 위쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(670)의 5번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 아래쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflection surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(670)의 상기 반사면의 수가 5개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 144도 일 수 있다.Therefore, when the number of the reflective surfaces of the rotating
결과적으로 상술한 도 23 내지 도 25를 참조하면, 상기 회전 다면 미러의 반사면의 수가 N개이고, 상기 몸체의 상부 및 하부가 N각형인 경우, 상기 N각형의 내각을 세타라 하면, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 360도-2세타가 될 수 있다.As a result, referring to FIGS. 23 to 25, when the number of reflective surfaces of the rotational multifaceted mirror is N and the upper and lower portions of the body are N-gonal, if the interior angle of the N-gonal is setta, the rotational surface The maximum viewing angle of the mirror can be 360 degrees - 2 theta.
다만, 상술한 상기 회전 다면 미러의 시야각은 최대값을 계산한 것일 뿐이므로 라이다 장치에서 상기 회전 다면 미러에 의해 결정되는 시야각은 상기 계산한 최대값보다 작을 수 있다. 또한 이 때 라이다 장치는 상기 회전 다면 미러의 각 반사면의 일부분만을 스캐닝에 이용할 수 있다.However, since the above-described viewing angle of the rotating multi-faceted mirror is only a calculated maximum value, the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value. Also, at this time, the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.
라이다 장치의 스캐닝부가 회전 다면 미러를 포함하는 경우 회전 다면 미러는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사하기 위해 이용될 수 있으며, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위해 이용될 수 있다.When the scanning unit of the LIDAR device includes a rotating multi-sided mirror, the rotating multi-sided mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the LIDAR device, and reflect the object on the scan area. It can be used to receive the laser to the sensor unit.
여기서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역으로 조사하기 위해 이용되는 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 조사부분으로 지칭하기로 한다. 또한 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위한 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 수광부분으로 지칭하기로 한다. Here, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scanning area of the LIDAR device will be referred to as an irradiation portion. In addition, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving laser reflected from an object existing on the scan area into the sensor unit will be referred to as a light receiving portion.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
도 26을 참조하면, 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 점 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(700)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 26에는 표현되지 않았으나, 상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 선 또는 면 형태의 조사영역을 가질 수 있다.Referring to FIG. 26 , the laser emitted from the
상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 점 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)에서 조사부분(720)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 이은 선 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(700)의 회전축(710)과 수직한 방향의 선 형태로 위치할 수 있다.When the laser emitted from the
또한 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)에서 조사되어, 라이다 장치(1000)의 스캔영역(510)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(510)상에 존재하는 대상체로(500)부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저(725)보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저와 평행하며, 더 넓은 범위로 라이다 장치(1000)로 수광 될 수 있다.In addition, the laser irradiated from the
이 때, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)를 센서부(300)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. At this time, the
예를 들어, 도 26에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)가 상기 회전 다면 미러(700)를 통해서 센서부(300)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면 중 상기 센서부(300)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(730)이 될 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 반사면 중 상기 센서부(300)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다. For example, as shown in FIG. 26, when the
또한 상기 회전 다면 미러(700)와 상기 센서부(300) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.In addition, when a condensing lens is further included between the rotating
다만 도 26에서는 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)과 수광부분(730)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1550)의 조사부분(720)과 수광부분(730)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(720)이 상기 수광부분(730)의 내부에 포함 될 수도 있다.However, in FIG. 26, the
또한 일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Also, according to one embodiment, the
일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 옵틱부를 포함할 수 있다.A lidar device according to an embodiment may include an optic unit for directing a laser beam emitted from a laser output unit to an object.
상기 옵틱부는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고 스티어링 시키는 BCSC(Beam Collimation and Steering Component)를 포함할 수 있다. 상기 BCSC는 하나의 컴포넌트로 구성될 수도 있고, 복수개의 컴포넌트로 구성될 수도 있다.The optic unit may include a Beam Collimation and Steering Component (BCSC) for collimating and steering a laser beam emitted from the laser output unit. The BCSC may be composed of one component or may be composed of a plurality of components.
도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 27을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 복수 개의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컴포넌트(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27 , an optical unit according to an exemplary embodiment may include a plurality of components. For example, it may include a
일 실시예에 따르면, 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 빔을 콜리메이션 시키는 역할을 수행할 수 있고, 스티어링 컴포넌트(230)는 콜리메이션 컴포넌트(210)에서 방출된 콜리메이션된 빔을 스티어링 시키는 역할을 수행할 수 있다. 결과적으로, 옵틱부에서 방출되는 레이저 빔은 미리 정해진 방향으로 향하게 될 수 있다.According to one embodiment, the
콜리메이션 컴포넌트(210)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
콜리메이션 컴포넌트(210)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있다.When the
콜리메이션 컴포넌트(210)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 콜리메이션될 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 마이크로 프리즘이 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 프리즘인 경우, 마이크로 프리즘의 각도에 의해 스티어링 시킬 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 스티어링될 수 있다.When the
일 실시예에 따르면, 옵틱부가 복수개의 컴포넌트를 포함하는 경우, 복수개의 컴포넌트들 사이에 올바른 배치가 필요할 수 있다. 이때, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다. 또한, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 PCB(Printed Circuit Board), VCSEL array, 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.According to an embodiment, when the optic unit includes a plurality of components, correct arrangement between the plurality of components may be required. At this time, the collimation component and the steering component may be correctly arranged through an alignment mark. In addition, a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component may be correctly arranged through an alignment mark.
예를 들어, VCSEL array에 포함된 VCSEL unit들 사이 또는 VCSEL array의 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 VCSEL array와 콜리메이션 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.For example, by inserting alignment marks between VCSEL units included in the VCSEL array or at the edge of the VCSEL array, the VCSEL array and collimation component can be correctly placed.
또한 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트의 사이 또는 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.Also, for example, the collimation component and the steering component may be correctly arranged by inserting an alignment mark between the collimation components or at an edge portion of the collimation components.
도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 하나의 단일 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28 , an optical unit according to an exemplary embodiment may include one single component. For example, a
일 실시예에 따르면, 메타 컴포넌트(270)는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수도 있고, 스티어링 시킬 수도 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면을 포함하여, 하나의 메타표면에서는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 다른 하나의 메타표면에서는 콜리메이션된 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 29에서 구체적으로 설명한다.For example, the
또는 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면을 포함하여 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 24에서 구체적으로 설명한다.Alternatively, for example, the
도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for explaining a meta component according to an embodiment.
도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면(271, 273)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 메타표면(271) 및 제2 메타표면(273)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29 , a
제1 메타표면(271)은 레이저 출력부(100)에서 레이저 빔이 출사되는 방향에 배치될 수 있다. 제1 메타표면(271)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제1 메타표면은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 메타표면(271)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다.The
제2 메타표면(273)은 제1 메타표면(271)에서 레이저 빔이 출력되는 방향에 배치될 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 복수 개의 나노기둥의 폭(W)의 증감률에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 나노기둥들의 간격(P), 높이(H) 및 단위 길이 당 개수 등에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다.The
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
도 30을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면(274)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 30 , a
메타표면(275)은 양면에 복수의 나노기둥을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타표면(275)은 제1 면에 제1 나노기둥세트(276)를 포함하고, 제2 면에 제2 나노기둥세트(278)를 포함할 수 있다.The
메타표면(275)은 양면에 각각의 나노패턴을 형성하는 복수의 나노기둥에 의해, 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킨 후 스티어링시킬 수 있다.The
예를 들어, 메타표면(275)의 일측에 배치된 제1 나노기둥세트(276)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 나노기둥세트(276)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다. 메타표면(275)의 타측에 배치된 제2 나노기둥세트(278)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 나노기둥세트(278)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 제1 나노기둥(276)을 거친 레이저 빔이 특정 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the first nanopillar set 276 disposed on one side of the
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
도 31을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 SPAD 어레이(750)를 포함할 수 있다. 도 31은 8X8 SPAD 어레이를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 등이 될 수 있다.Referring to FIG. 31 , the
일 실시예에 따른 SPAD 어레이(750)는 복수의 SPAD(751)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SPAD(751)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The
SPAD 어레이(750)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치(avalanche) 현상에 의해 광자를 디텍팅(detecting)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(750)에 의한 결과를 히스토그램(histogram)의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
도 32를 참조하면, 일 실시예에 따른 SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766, 767)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 32 , the
SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간(recovery time)이 필요할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 SPAD(751)에 입사가 되더라도, SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, SPAD(751)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 사이클동안 SPAD(751)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)의 타임 레졸루션은 SPAD(751)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(767)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 첫번째 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(761)를 생성할 수 있다. For example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 두번째 레이저 빔을 출력한 후 제2 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제2 디텍팅 신호(762)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 세번째 레이저 빔을 출력한 후 제3 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제3 디텍팅 신호(763)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 N번째 레이저 빔을 출력한 후 제N 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제N 디텍팅 신호(764)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
이때, 제1 디텍팅 신호(761), 제2 디텍팅 신호(762), 제3 디텍팅 신호(763) ?? 제N 디텍팅 신호(764)에는 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호(767) 또는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자에 의한 신호(766)가 포함될 수 있다.At this time, the first detecting
이때, 제N 디텍팅 신호(764)는 N번째 레이저 빔을 출력한 후 제N 사이클 동안의 광자 디텍팅 신호일 수 있다. 예를 들어, N은 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300 등이 될 수 있다.In this case, the
SPAD(751)에 의한 신호들은 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다. 히스토그램은 복수의 히스토그램 빈(bin)을 가질 수 있다. SPAD(751)에 의한 신호들은 각각 히스토그램 빈에 대응되어 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다.Signals by the
예를 들어, 히스토그램은 하나의 SPAD(751)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 SPAD(751)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.For example, the histogram may be formed by accumulating signals by one
예를 들어, 제1 디텍팅 신호(761), 제2 디텍팅 신호(762), 제3 디텍팅 신호(763) ?? 제N 디텍팅 신호(764)들을 축적하여 히스토그램(765)을 만들 수 있다. 이때, 히스토그램(765)은 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호 또는 이외의 광자에 의한 신호를 포함할 수 있다.For example, the first detecting
대상체의 거리 정보를 획득하기 위해서는, 히스토그램(765)에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출할 필요가 있다. 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 이외의 광자에 의한 신호보다 양이 많고 규칙적일 수 있다.In order to obtain distance information of the object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object in the histogram 765 . A signal generated by photons reflected from the object may be more quantitative and more regular than a signal generated by other photons.
이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time. On the other hand, signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(765) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.A signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
예를 들어, 히스토그램(765) 중 단순히 가장 높은 값의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램(765) 중 일정량(768) 이상의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.For example, a signal having the highest value in the histogram 765 may be simply extracted as a signal generated by a photon reflected from an object. Also, for example, signals of a
위에서 설명한 방법 외에도, 히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있다.In addition to the method described above, various algorithms capable of extracting signals by photons reflected from the object from the histogram 765 may exist.
히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by a photon reflected from the object from the histogram 765 , distance information of the object may be calculated based on a generation time of the corresponding signal or a reception time of the photon.
예를 들어, 히스토그램(765)에서 추출한 신호는 하나의 스캔 포인트(scan point)에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 하나의 SPAD에 대응될 수 있다.For example, a signal extracted from the histogram 765 may be a signal at one scan point. In this case, one scan point may correspond to one SPAD.
다른 예를 들어, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들은 하나의 스캔 포인트에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 복수의 SPAD에 대응될 수 있다.For another example, signals extracted from a plurality of histograms may be signals at one scan point. In this case, one scan point may correspond to a plurality of SPADs.
다른 일 실시예에 따르면, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출할 수 있다. 이때, 가중치는 SPAD 사이의 거리에 의해 정해질 수 있다.According to another embodiment, signals extracted from a plurality of histograms may be weighted and calculated as a signal at one scan point. At this time, the weight may be determined by the distance between the SPADs.
예를 들어, 제1 스캔 포인트에서의 신호는 제1 SPAD에 의한 신호에 0.8의 가중치, 제2 SPAD에 의한 신호에 0.6의 가중치, 제3 SPAD에 의한 신호에 0.4의 가중치, 제4 SPAD에 의한 신호에 0.2의 가중치를 두어 산출될 수 있다.For example, the signal at the first scan point has a weight of 0.8 for the signal of the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal of the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal of the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal of the fourth SPAD. It can be calculated by giving the signal a weight of 0.2.
복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출하는 경우, 한번의 히스토그램 축적으로 여러 번 히스토그램을 축적한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 스캔 시간이 감소되고, 전체 이미지를 얻는 시간이 감소되는 효과가 도출될 수 있다.When signals extracted from a plurality of histograms are weighted and calculated as signals at one scan point, the effect of accumulating histograms multiple times can be obtained by accumulating the histogram once. Therefore, the effect of reducing the scan time and the time to obtain the entire image can be derived.
또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저 출력부는 어드레서블(addressable)하게 레이저 빔을 출력할 수 있다. 또는 레이저 출력부는 빅셀 유닛별로 어드레서블하게 레이저 빔을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the laser output unit may output a laser beam addressably. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the big cell unit in the first row and
이때, SPAD 어레이는 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.At this time, the SPAD array may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 SPAD 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, in the laser output unit's laser beam output sequence, when a vixel unit in one row and
또한 예를 들어, SPAD의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.Also, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SPAD needs to be accumulated N times and there are M number of big cell units of the laser output unit, the M number of big cell units can be operated N times at once. Alternatively, M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for explaining a SiPM according to an embodiment.
도 33을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서부(300)는 SiPM(780)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 복수의 마이크로셀(microcell, 781) 및 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀은 SPAD일 수 있다. 또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)는 복수의 SPAD의 집합인 SPAD 어레이일 수 있다.Referring to FIG. 33 , the
일 실시예에 따른 SiPM(780)는 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 도 33은 마이크로셀 유닛(782)이 4X6 매트릭스로 배치된 SiPM(780)을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 매트릭스 등이 될 수 있다. 또한, 마이크로셀 유닛(782)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The
SiPM(780)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치 현상에 의해 광자를 디텍팅할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SiPM(780)에 의한 결과를 히스토그램의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the
SiPM(780)에 의한 히스토그램과 SPAD(751)에 의한 히스토그램은 몇가지 차이점이 있다.There are several differences between the histogram by the SiPM (780) and the histogram by the SPAD (751).
위에서 설명한 바와 같이, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751)가 N번 레이저 빔을 받아서 형성된 N개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다. 또한, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 X개의 SPAD(751)가 Y번 레이저 빔을 받아서 형성된 X*Y개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다.As described above, the histogram by the
반면, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.On the other hand, the histogram by the
일 실시예에 따르면, 하나의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to an embodiment, one
예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, a histogram by the
다른 일 실시예에 따르면, 복수의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to another embodiment, the plurality of
예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, a histogram by the
SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751) 또는 복수의 SPAD(751)가 레이저 출력부의 N번 레이저 빔 출력이 필요할 수 있다. 그러나 SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782) 또는 복수의 마이크로셀 유닛(782)이 1번의 레이저 빔 출력만을 필요로 할 수 있다.For the histogram by the
따라서, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 SiPM(780)에 의한 히스토그램보다 히스토그램을 축적하기까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다. SiPM(780)에 의한 히스토그램은 1번의 레이저 빔 출력만으로 히스토그램을 빠른 시간 내에 형성할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, the histogram by the
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
도 34를 참조하면, 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787, 788)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 34 , the
마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간이 필요할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 마이크로셀 유닛(782)에 입사가 되더라도, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, 마이크로셀 유닛(782)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)은 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 사이클동안 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션은 마이크로셀 유닛(782)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(788)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제1 마이크로셀(783)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제1 마이크로셀(783)은 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(791)를 생성할 수 있다.For example, the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제2 마이크로셀(784)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제2 마이크로셀(784)은 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(792)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제3 마이크로셀(785)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제3 마이크로셀(785)은 광자를 디텍팅한 후 제3 디텍팅 신호(793)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제N 마이크로셀(786)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제N 마이크로셀(786)은 광자를 디텍팅한 후 제N 디텍팅 신호(794)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
이때, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) ?? 제N 디텍팅 신호(794)에는 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호(787) 또는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자에 의한 신호(788)가 포함될 수 있다.At this time, the first detecting
이때, 제N 디텍팅 신호(764)는 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 N번째 마이크로셀의 광자 디텍팅 신호일 수 있다. 예를 들어, N은 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300 등이 될 수 있다.In this case, the
마이크로셀들에 의한 신호들은 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다. 히스토그램은 복수의 히스토그램 빈을 가질 수 있다. 마이크로셀들에 의한 신호들은 각각 히스토그램 빈에 대응되어 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다.Signals by microcells can be accumulated in the form of a histogram. A histogram can have multiple histogram bins. Signals by the microcells may be accumulated in the form of a histogram corresponding to each histogram bin.
예를 들어, 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.For example, the histogram may be formed by accumulating signals from one
예를 들어, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) ?? 제N 디텍팅 신호(794)들을 축적하여 히스토그램(795)을 만들 수 있다. 이때, 히스토그램(795)은 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호 또는 이외의 광자에 의한 신호를 포함할 수 있다.For example, the first detecting
대상체의 거리 정보를 획득하기 위해서는, 히스토그램(795)에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출할 필요가 있다. 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 이외의 광자에 의한 신호보다 양이 많고 규칙적일 수 있다.In order to obtain distance information of the object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object in the
이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time. On the other hand, signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(795) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.A signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated
예를 들어, 히스토그램(795) 중 단순히 가장 높은 값의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램(795) 중 일정량(797) 이상의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.For example, a signal having the highest value in the
위에서 설명한 방법 외에도, 히스토그램(795) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있다.In addition to the method described above, various algorithms capable of extracting signals by photons reflected from the object from the
히스토그램(795) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by a photon reflected from the object from the
또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저 출력부는 어드레서블(addressable)하게 레이저 빔을 출력할 수 있다. 또는 레이저 출력부는 빅셀 유닛별로 어드레서블하게 레이저 빔을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the laser output unit may output a laser beam addressably. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the big cell unit in the first row and
이때, SiPM은 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.At this time, the SiPM may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 마이크로셀 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, when a vixel unit in one row and
또한 예를 들어, SiPM의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.Also, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SiPM needs to be accumulated N times and there are M vixel units of the laser output unit, the M vixel units may be operated N times at once. Alternatively, M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
라이다는 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 라이다에는 플래시 방식과 스캐닝 방식이 있을 수 있다.Lidar can be implemented in several ways. For example, LiDAR may have a flash method and a scanning method.
전술한 바와 같이, 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식은 단일 레이저 펄스를 FOV에 조명하여 대상체의 거리 정보를 수집하므로, 플래시 방식 라이다의 분해능(resolution)은 센서부 또는 수신부에 의해 정해질 수 있다.As described above, the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam. Since the flash method collects distance information of an object by illuminating a single laser pulse to the FOV, the resolution of the flash method lidar may be determined by the sensor unit or the receiver unit.
또한 전술한 바와 같이, 스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식은 스캐너 또는 스티어링부를 이용하여 레이저 빔을 FOV에 조명하므로, 스캐닝 방식 라이다의 분해능은 스캐너 또는 스티어링부에 의해 정해질 수 있다.Also, as described above, the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction. Since the scanning method uses a scanner or steering unit to illuminate the FOV with a laser beam, the resolution of the scanning lidar can be determined by the scanner or steering unit.
일 실시예에 따르면, 라이다가 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식으로 구현될 수 있다. 이때, 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 세미 플래시(semi-flash) 방식 또는 세미 스캐닝(semi-scanning) 방식이 될 수 있다. 또는 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 콰지 플래시(quasi-flash) 방식 또는 콰지 스캐닝(quasi-scanning) 방식이 될 수 있다.According to an embodiment, lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method. In this case, a combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method. Alternatively, the mixed method of the flash method and the scanning method may be a quasi-flash method or a quasi-scanning method.
상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 완전한 플래시 방식이 아닌 준 플래시 방식 라이다를 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부의 유닛 하나와 수신부의 유닛 하나는 플래시 방식 라이다일 수 있으나, 레이저 출력부의 복수의 유닛들과 수신부의 복수의 유닛들이 모여, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may mean a quasi-flash type lidar that is not a complete flash type lidar. For example, one unit of the laser output unit and one unit of the receiver may be a flash type LiDAR, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the receiver are gathered, and a semi-flash type lidar is not a complete flash type lidar. it can be
또한 예를 들어, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔은 스티어링부를 거칠 수 있으므로, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.Also, for example, since a laser beam output from a laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may pass through a steering unit, it may be a quasi-flash type lidar rather than a complete flash type lidar.
상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 플래시 방식 라이다의 단점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 플래시 방식 라이다는 레이저 빔간의 간섭 현상에 취약할 수 있고, 대상체 감지를 위해서는 강한 플래시가 필요하고 또한 감지 범위를 제한할 수 없는 문제가 존재했다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar can overcome the disadvantages of the flash type lidar. For example, a flash-type lidar may be vulnerable to interference between laser beams, and a strong flash is required to detect an object, and the detection range cannot be limited.
그러나, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 레이저 빔들이 스티어링부를 거쳐, 레이저 빔간의 간섭 현상을 극복할 수 있고, 레이저 출력 유닛 하나하나를 제어할 수 있어, 감지 범위를 제어할 수 있고, 강한 플래시가 필요하지 않을 수 있다.However, the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar allows laser beams to pass through a steering unit to overcome an interference phenomenon between laser beams, and to control each laser output unit, so that the detection range can be controlled. and may not require a strong flash.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 35를 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), BCSC(Beam Collimation & Steering Component, 820), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 35 , a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이를 포함할 수 있다. 이때 레이저 출력부(810)는 복수의 빅셀 이미터를 포함하는 유닛들이 모인 빅셀 어레이를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 BCSC(820)를 포함할 수 있다. 예를 들어, BCSC(820)는 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컨포넌트(230)를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)에서 출력된 레이저 빔이 BCSC(820)의 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해 콜리메이션되고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 BCSC(820)의 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다.According to one embodiment, the laser beam output from the
예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제1 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제1 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제1 스티어링 컴포넌트에 의해 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, a laser beam output from a first big cell unit included in the
또한 예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제2 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제2 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제2 스티어링 컴포넌트에 의해 제2 방향으로 스티어링될 수 있다.Also, for example, a laser beam output from a second big cell unit included in the
이때, 레이저 출력부(810)에 포함된 빅셀 유닛들은 각각 다른 방향으로 스티어링될 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의한 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 빔은 BCSC에 의해 특정 방향으로 스티어링될 수 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부로부터 출력된 레이저 빔은 BCSC에 의해 방향성을 갖을 수 있다.At this time, the big cell units included in the
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 스캐닝부(830)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
예를 들어, 스캐닝부(830)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러, 멤스 미러 및 갈바노 미러를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 스캐닝부(830)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러를 포함할 수 있다.For example, the
세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부를 포함할 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의해 한번에 전체 이미지를 획득하는 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부에 의해 대상체의 이미지를 스캔할 수 있다. A semi-flash type lidar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method that acquires an entire image at once by spreading a single pulse, a semi-flash type lidar may scan an image of an object by a scanning unit.
또한, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 출력에 의해 대상체를 랜덤 스캔할 수도 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다는 전체 FOV 중 원하는 관심 영역만을 집중적으로 스캔할 수 있다.In addition, a target object may be randomly scanned by laser output from a laser output unit of a semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash lidar can intensively scan only a desired region of interest among the entire FOV.
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 수신부(840)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 센서부(300)를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SPAD 어레이(750)일 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SiPM(780)일 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
수신부(850)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토 다이오드, APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS 또는 CCD 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
이때, 수신부(840)는 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 히스토그램을 이용하여, 대상체(850)로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.At this time, the
일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 수신부(840)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(800)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the semi-flash type lidar 800 may have a constant light path between components.
예를 들어, 레이저 출력부(810)에서 출력된 광은 BCSC(820)를 거쳐 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)로 입사된 광은 반사되어 대상체(850)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(850)에 입사된 광은 반사되어 다시 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)에 입사된 광은 반사되어 수신부(840)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 36을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 36 , a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이(811)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열(column)의 빅셀 어레이(811)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 빅셀 어레이(811)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(811)는 복수의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(812)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 25개의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 빅셀 유닛(812)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(812)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 수평(horizontal) 확산 각도(813) 및 수직(vertical) 확산 각도(814)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신부(840)로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일 반사면 내에 있을 수 있다. 이때, 상기 영역들은 동일 반사면 내에 상하 또는 좌우로 구분될 수 있다.In this case, an area that reflects the laser beam toward the object and an area that receives the laser beam reflected from the object may be the same or different. For example, an area for reflecting a laser beam toward an object and an area for receiving a laser beam reflected from the object may be on the same reflection surface. At this time, the areas may be divided vertically or left and right within the same reflective surface.
또한 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 다른 반사면일 수 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역은 스캐닝부(830)의 제1 반사면이고, 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 스캐닝부(830)의 제2 반사면일 수 있다.Also, for example, an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be different reflective surfaces. For example, an area that reflects a laser beam toward an object may be a first reflective surface of the
일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 2D 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 이때, 라이다 장치는 스캐닝부(830)의 회전 또는 스캐닝으로 인해 대상체를 3D로 스캔할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SPAD 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SPAD 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(841)는 복수의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(842)은 복수의 SPAD pixel(847)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD pixel(847)은 SPAD 소자 하나를 의미하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 25개의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 SPAD 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, SPAD 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, SPAD 유닛(842)의 FOV는 SPAD 유닛(842)에 포함된 SPAD pixel(847)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(842)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(842)에 포함된 개별 SPAD pixel(847)의 FOV가 정해질 수 있다.At this time, the FOV of the
예를 들어, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(842)이 N X M의 SPAD pixel(847)을 포함한다면, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, SPAD 유닛(842)이 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SiPM 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the
일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(841)는 복수의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(842)은 복수의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 25개의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 마이크로셀 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, 마이크로셀 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV는 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 마이크로셀의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 개별 마이크로셀(847)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the
예를 들어, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(842)이 N X M의 마이크로셀(847)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(842)이 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)의 빅셀 유닛(812)과 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 빅셀 유닛(812)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the
예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.For example, the laser beam output from the
또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.Also, for example, the laser beam output from the
이때, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력되어 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광되고, 라이다 장치(800)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the
예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(847)을 포함한다면, 빅셀 유닛(812)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(812)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)도 빅셀 유닛(812)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of
예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 제1 행 빅셀 유닛이 동작한 다음, 제3 행 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 제7 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after the first row big cell unit of the
이때, 수신부(840)의 제1 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작한 다음, 제3 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작하고, 그 다음 제7 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.In this case, after the first row SPAD unit or
또한 예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(812)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell units of the
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 37을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910), BCSC(920) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 37 , a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910)를 포함할 수 있다. 레이저 출력부(910)에 대한 설명은 도 35의 레이저 출력부(810)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 BCSC(920)를 포함할 수 있다. BCSC(920)에 대한 설명은 도 35의 BCSC(820)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 수신부(940)를 포함할 수 있다. 수신부(940)에 대한 설명은 도 35의 수신부(840)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(900)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 레이저 출력부(910)에서 출력된 광은 BCSC(920)를 거쳐 대상체(950)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(950)에 입사된 광은 반사되어 수신부(940)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the
도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)는 스캐닝부를 포함하지 않을 수 있다. 스캐닝부의 스캔 역할을 레이저 출력부(910) 및 BCSC(920)에 의해 이뤄질 수 있다.Compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35 , the
예를 들어, 레이저 출력부(910)는 어드레서블(addressable) 빅셀 어레이를 포함하여, 어드레서블한 동작에 의해 관심 영역에 대해 부분적으로 레이저 빔을 출력할 수 있다.For example, the
또한 예를 들어, BCSC(920)는 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 포함하여, 원하는 관심 영역에 레이저 빔을 조사하도록 레이저 빔에 특정 방향성을 제공할 수 있다.Also, for example, the
또한, 도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)의 광 경로는 단순해질 수 있다. 광 경로를 단순화함으로써, 수광시 광 손실을 최소화할 수 있고, 크로스토크(crosstalk)의 발생 가능성을 감소시킬 수 있다.In addition, when compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35, the light path of the
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flesh lidar according to another embodiment.
도 38을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 38 , a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)는 빅셀 어레이(911)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이99110)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(911)는 복수의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(914)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(914)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 수평(horizontal) 확산 각도(915) 및 수직(vertical) 확산 각도(916)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 수신부(940)는 SPAD 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(941)는 복수의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)은 복수의 SPAD pixel(947)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, SPAD 유닛(944)의 FOV는 SPAD 유닛(944)에 포함된 SPAD pixel(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(944)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(944)에 포함된 개별 SPAD pixel(947)의 FOV가 정해질 수 있다.At this time, the FOV of the
예를 들어, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(944)이 N X M의 SPAD pixel(947)을 포함한다면, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV (948) and vertical FOV (949) of individual SPAD pixels (947) are 0.1 degree, if the
또한 예를 들어, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, SPAD 유닛(944)이 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the
일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(941)는 복수의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)은 복수의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SiPM 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV는 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 마이크로셀(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 개별 마이크로셀(947)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the
예를 들어, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(944)이 N X M의 마이크로셀(947)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(944)이 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)의 빅셀 유닛(914)과 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 빅셀 유닛(914)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the
예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.For example, a laser beam output from the
또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.Also, for example, the laser beam output from the
이때, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력되어 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광되고, 라이다 장치(900)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the
예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(947)을 포함한다면, 빅셀 유닛(914)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(914)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(914)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(914)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)도 빅셀 유닛(914)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of
예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 1행 1열의 빅셀 유닛이 동작한 다음, 1행 3열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after the big cell units in one row and one column of the
이때, 수신부(940)의 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작한 다음, 1행 3열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.At this time, after the SPAD unit or
또한 예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(914)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell units of the
도 39는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 39를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3000)는 송신 모듈(3010) 및 수신 모듈(3020)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 39 , a
또한, 상기 송신 모듈(3010)은 레이저 출력 어레이(3011) 및 제1 렌즈 어셈블리(3012)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 상술한 레이저 출력부등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 복수개의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 제1 파장으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으며, 복수개의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 제1 파장은 오차 범위를 포함하는 파장 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 파장은 5nm 오차 범위의 940nm 파장으로 935nm 부터 945nm 파장 범위를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first wavelength may be a wavelength range including an error range. For example, the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 동일 시점에 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 제1 시점에 제1 레이저를 출력할 수 있거나, 제2 시점에 제1 및 제2 레이저를 출력할 수 있는 등 동일 시점에 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 적어도 4개의 렌즈층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 복수개의 레이저를 (x)도 내지 (y)도 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위해 상기 복수개의 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제1 레이저를 (x)도로 조사하기 위해 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제2 레이저를 (y)도로 조사하기 위해 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 수신 모듈(3020)은 레이저 디텍팅 어레이(3021) 및 제2 렌즈 어셈블리(3022)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상술한 센서부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 적어도 하나 이상의 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 복수개의 레이저를 감지할 수 있다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 복수개의 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 복수개의 디텍터 각각은 서로 다른 레이저를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제1 디텍터는 제1 방향에서 수신되는 제1 레이저를 수신할 수 있으며, 제2 디텍터는 제2 방향에서 수신되는 제2 레이저를 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the plurality of detectors included in the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 제1 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있으며, 제2 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함된 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함된 제2 디텍터로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)와 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021) 적어도 일부 매칭될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)에 포함되는 제1 레이저 출력 소자로부터 출력된 제1 레이저는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제1 디텍터에서 감지될 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)에 포함되는 제2 레이저 출력 소자로부터 출력된 제2 레이저는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제2 디텍터에서 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, at least a part of the
도 40은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3100)은 레이저 디텍팅 어레이(3110) 및 렌즈 어셈블리(3120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 40 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 제1 렌즈층(3121), 제2 렌즈층(3122), 제3 렌즈층(3123) 및 제4 렌즈층(3124)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층 들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.At this time, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층 들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일 할 수 있다.In addition, each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 제1 갭층(3125), 제2 갭층(3126) 및 제3 갭층(3127)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 상기 렌즈 층들과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 갭층들은 공기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers. For example, each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
이 때, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In this case, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3125)은 상기 제1 렌즈층(3121) 및 상기 제2 렌즈층(3122) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3126)은 상기 제2 렌즈층(3122) 및 상기 제3 렌즈층(3123) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3127)은 상기 제3 렌즈층(3123) 및 상기 제4 렌즈층(3124) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the first gap layer 3125 may refer to a space or material between the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3125)은 상기 제1 렌즈층(3121) 및 상기 제2 렌즈층(3122) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3126)은 상기 제2 렌즈층(3122) 및 상기 제3 렌즈층(3123) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3127)은 상기 제3 렌즈층(3123) 및 상기 제4 렌즈층(3124) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the first gap layer 3125 may be positioned between the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)는 각각의 경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 제1 광경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)에 포함되는 제1 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 제2 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 제3 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 제4 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 제5 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제1 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제2 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제3 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제4 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제5 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제1 차이값일 수 있다.Also, a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제6 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제7 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제8 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제9 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제10 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제2 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제11 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제12 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제13 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제14 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제15 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제3 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제16 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제17 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제18 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제19 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제20 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, an angle at which a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제4 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
또한, 상기 제1 내지 상기 제4 차이값은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 차이값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 작을 수 있으며, 상기 제4 차이 값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the first to fourth difference values may be different from each other. For example, the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values, and the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
도 41은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3200)은 레이저 디텍팅 어레이(3210) 및 렌즈 어셈블리(3220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 41 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 41에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 제1 렌즈층(3221), 제2 렌즈층(3222), 제3 렌즈층(3223) 및 제4 렌즈층(3224)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.In this case, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층 들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일할 수 있다.In addition, each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 41에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 제1 갭층(3225), 제2 갭층(3226) 및 제3 갭층(3227)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In this case, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3225)은 상기 제1 렌즈층(3221) 및 상기 제2 렌즈층(3222) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3226)은 상기 제2 렌즈층(3222) 및 상기 제3 렌즈층(3223) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3227)은 상기 제3 렌즈층(3223) 및 상기 제4 렌즈층(3224) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3225)은 상기 제1 렌즈층(3221) 및 상기 제2 렌즈층(3222) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3226)은 상기 제2 렌즈층(3222) 및 상기 제3 렌즈층(3223) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3227)은 상기 제3 렌즈층(3223) 및 상기 제4 렌즈층(3224) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(llight ray)는 각각의 경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 제1 광경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)에 포함되는 제2 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 제2 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 제3 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 제4 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 제5 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제1 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제2 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 사익 제1 갭층(3225)의 단면으로 제3 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제4 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제5 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제1 차이값일 수 있다.Also, a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제6 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제7 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제8 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제9 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제10 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제2 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제11 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제12 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제13 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제14 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제15 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제3 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제16 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제17 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제18 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제19 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제20 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, an angle at which a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제4 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
또한, 상기 제1 내지 상기 제4 차이값은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 차이값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 작을 수 있으며, 상기 제4 차이 값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the first to fourth difference values may be different from each other. For example, the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values, and the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
도 42는 일 실시예에 따라 렌즈 어셈블리로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)의 입사 각도를 설명하기 위한 도면이다.42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 42의 (a)는 상술한 제2 갭층(3126,3226)의 단면으로 입사되는 각각의 라이트 레이(light ray)의 각도를 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 42의 (b)는 상술한 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이의 단면으로 입사되는 각각의 라이트 레이(light ray)의 각도를 예시적으로 나타낸 도면이다.More specifically, (a) of FIG. 42 is a view showing the angle of each light ray incident on the cross section of the above-described second gap layers 3126 and 3226 by way of example, and (b) of FIG. 42 is a view exemplarily showing the angle of each light ray incident to the cross section between the above-described laser detecting array and the lens assembly.
도 42의 (a)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 소정의 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 제2 라이트 레이(R2)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있고, 제3 라이트 레이(R3)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있으며, 제4 라이트 레이(R4)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있고, 제5 라이트 레이(R5)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to (a) of FIG. 42 , an incident angle of a light ray of parallel light incident on a lens assembly at a predetermined angle to an end face of at least one gap layer included in the lens assembly can be known. For example, the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree, and the second light ray R2 ) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees, and the third light ray R3 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees, The fourth light ray R4 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees, and the fifth light ray R5 may be incident on the cross section of the at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees. It may enter the road, but is not limited thereto.
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 다양한 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리에 15도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 6.99도로 입사될 수 있고, 상기 렌즈 어셈블리에 30도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 13.0도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to (a) of FIG. 42 , angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly can be known. For example, the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree, and the lens assembly may be incident at an angle of 15 degrees. A first light ray R1 of parallel light incident at an angle may be incident on an end surface of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 6.99 degrees, and a first light ray of parallel light incident at an angle of 30 degrees to the lens assembly. (R1) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 13.0 degrees, but is not limited thereto.
또한, 서술하지는 않았으나, 상기 렌즈 어셈블리에 3도, 6도, 9도, 12도, 15도, 18도, 21도, 24도, 27도, 30도 등 다양한 각도로 입사되는 평행광의 제1 내지 제5 라이트 레이(R1~R5)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다.In addition, although not described, the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees. Angles at which the fifth light rays R1 to R5 are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly may be known.
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면으로 (a)도 내지 (b)도 범위에서 입사될 수 있음을 알 수 있다.In addition, referring to (a) of FIG. 42, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of (x) to (y) degrees are the lens assembly It can be seen that the cross section of at least one gap layer included in may be incident in the range of (a) to (b) degrees.
예를 들어, 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면으로 0도 내지 13도 범위에서 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees is 0 degrees to the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly to 13 degrees, but is not limited thereto.
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 소정의 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 제2 라이트 레이(R2)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있고, 제3 라이트 레이(R3)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있으며, 상기 제4 라이트 레이(R4)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있고, 상기 제5 라이트 레이(R5)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to (b) of FIG. 42 , an incident angle of a light ray of parallel light incident on the lens assembly at a predetermined angle to a cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known. For example, a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 0 degree, and the second light ray R2 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, the third light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, and the fourth light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees The light ray R4 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, and the fifth light ray R5 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees. may, but is not limited thereto.
이 때, 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면은 상기 레이저 디텍팅 어레이와 평행한 단면을 의미할 수 있다.In this case, a cross section between the lens assembly and the laser detecting array may mean a cross section parallel to the laser detecting array.
또한, 도42의 (b)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 다양한 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리에 15도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 1.16도로 입사될 수 있고, 상기 렌즈 어셈블리에 30도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 5.12도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to (b) of FIG. 42 , angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known. For example, a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degrees may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 0 degrees, and the lens assembly at an angle of 15 degrees. The first light ray R1 of parallel light incident to may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 1.16 degrees, and the first light ray R1 of parallel light incident to the lens assembly at an angle of 30 degrees. ) may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 5.12 degrees, but is not limited thereto.
또한, 서술하지는 않았으나, 상기 렌즈 어셈블리에 3도, 6도, 9도, 12도, 15도, 18도, 21도, 24도, 27도, 30도 등 다양한 각도로 입사되는 평행광의 제1 내지 제5 라이트 레이(R1~R5)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다.In addition, although not described, the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees. Incident angles of the fifth light rays R1 to R5 to the cross section between the lens assembly and the laser detecting array may be known.
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면으로 (a)도 내지 (b)도 범위에서 입사될 수 있음을 알 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 42, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of (x) to (y) degrees are the lens assembly It can be seen that the cross section between the and the laser detecting array can be incident in the range of (a) to (b) degrees.
예를 들어, 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면으로 0도 내지 28.90도 범위에서 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees are 0 degrees to 30 degrees in cross section between the lens assembly and the laser detecting array. It may be incident in the range of 28.90 degrees, but is not limited thereto.
또한, 상기 필터층이 상기 제2 갭층에 위치하는 경우 상기 필터층이 상기 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이에 위치할 때 보다 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 작아질 수 있다.In addition, when the filter layer is positioned on the second gap layer, an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be smaller than when the filter layer is positioned between the laser detecting array and the lens assembly.
예를 들어, 상기 필터층이 상기 제2 갭층에 위치하는 경우 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 0도 내지 13도가 될 수 있으며, 상기 필터층이 상기 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이에 위치하는 경우 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 0도 내지 28.90도가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the filter layer is positioned on the second gap layer, an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degree to 13 degree, and the filter layer may be the laser detecting array and lens assembly When positioned between the filter layers, the angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degrees to 28.90 degrees, but is not limited thereto.
도 43은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 43을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3300)은 레이저 디텍팅 어레이(3310) 및 렌즈 어셈블리(3320)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 43 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3310)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 제1 렌즈층(3321), 제2 렌즈층(3322), 제3 렌즈층(3323) 및 제4 렌즈층(3324)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.In this case, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일할 수 있다.In addition, each of the lens layers may have different thicknesses, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 제1 갭층(3325), 제2 갭층(3326) 및 제3 갭층(3327)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 상기 렌즈층들과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 갭층들은 공기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers. For example, each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
또한, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In addition, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3325)은 상기 제1 렌즈층(3321) 및 상기 제2 렌즈층(3322) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3326)은 상기 제2 렌즈층(3322) 및 상기 제3 렌즈층(3323) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3327)은 상기 제3 렌즈층(3323) 및 상기 제4 렌즈층(3324) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3325)은 상기 제1 렌즈층(3321) 및 상기 제2 렌즈층(3322) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3326)은 상기 제2 렌즈층(3322) 및 상기 제3 렌즈층(3323) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3327)은 상기 제3 렌즈층(3323) 및 상기 제4 렌즈층(3324) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 하나의 필터층(3330)을 포함할 수 있다.Also, the
이 때, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상술한 광학 필터의 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the contents of the above-described optical filter may be applied to at least one of the filter layers 3330, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 포함되는 적어도 하나의 갭층에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터층(3330)은 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 포함되는 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, at least one
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리(3320)로 입사되는 평행광들의 라이트 레이(light ray)가 단면으로 입사하는 각도들의 차이가 적은 갭층에 위치할 수 있다.In addition, at least one
예를 들어, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 제1 내지 제3 갭층 (3325 내지 3327)중 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리(3320)로 입사되는 평행광들의 라이트 레이(light ray)들이 단면으로 입사하는 각도의 최대값과 최소값이 가장 작은 단면을 가지는 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least one of the filter layers 3330 is a cross-section of light rays of parallel lights incident to the
또한, 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 내지 제3 갭층(3325 내지 3327)의 단면으로 입사되는 각도의 분포는 각각의 갭층들 마다 상이할 수 있다.In addition, the distribution of angles at which light rays of parallel light incident on the
예를 들어, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3325)의 단면으로 (a)도 내지 (b)도로 입사되며, 상기 제2 갭층(3326)의 단면으로 (c)도 내지 (d)도로 입사되고, 상기 제3 갭층(3327)의 단면으로 (e)도 내지 (f)도로 입사될 수 있다.For example, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident on the
이 때, 상기 (c)도와 상기 (d)도의 차이는 상기 (a)도와 상기 (b)도의 차이 보다 작을 수 있으며, 상기 (e)도와 상기 (f)도의 차이 보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the difference between (c) and (d) may be smaller than the difference between (a) and (b), and may be smaller than the difference between (e) and (f), but is not limited thereto. don't
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 도 43에 도시된 바와 같이 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으며, (0)도로 입사되는 빛에 대하여 제1 중심 파장을 가지고, 상기 (d)도로 입사되는 빛에 대하여 제2 중심 파장을 가지는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.In addition, at least one
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 (f)도로 입사되는 빛에 대하여 제3 중심 파장을 가지는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.In addition, at least one
이하에서는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Hereinafter, the bandwidth and center wavelength of the filter layer will be described in more detail.
도 44는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.44 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 44를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 44 , a filter layer according to an embodiment may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
이 때, 상기 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키는 대역폭(Bandwidth)을 가질 수 있으며, 상기 대역폭(Bandwidth)은 반치전폭(Full Width Half Max)으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 대역폭으로 이해될 수 있다.In this case, the filter layer may have a bandwidth that transmits at least a portion of the light incident to the filter layer, and the bandwidth may be understood as a full width half max, but is not limited thereto. It can be commonly understood as the bandwidth of a band pass filter for light.
또한, 상기 필터층으로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층의 중심 파장은 투과율이 최대 투과율의 50%인 파장 사이의 중심 파장으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 중심 파장으로 이해될 수 있다.In addition, the center wavelength of the filter layer for light incident to the filter layer may be understood as a center wavelength between wavelengths having a transmittance of 50% of the maximum transmittance, but is not limited thereto, and is typically a center wavelength of a band pass filter for light. can be understood as
또한, 상기 필터층의 중심 파장은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.Also, the central wavelength of the filter layer may be changed according to an angle of light incident on the filter layer.
예를 들어, 도 44에 도시된 바와 같이, 상기 필터층으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제1 중심파장일 수 있으며, 상기 필터층으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제2 중심파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 44 , a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident to the filter layer at (a) degree, the filter layer The center wavelength of may be the second center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 중심파장은 상기 제2 중심 파장보다 높은 파장일 수 있다.Also, the first central wavelength may be a higher wavelength than the second central wavelength.
또한, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치할 때, 상기 필터층은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 각도에 기초하여 설계될 수 있다.In addition, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in a viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle incident on the cross section is (0) to (a) degrees, the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength, but is not limited thereto. don't
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle of incidence to the cross section of the gap layer is from (0) to (a) degrees, the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the cross section of the gap layer is (0) to (a) degrees, the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
따라서, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치하는 경우, 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 복수개의 라이트 레이(light ray)들의 각도의 분포가 좁을 수록 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)를 좁게 설계할 수 있다.Therefore, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the narrower the angle distribution of the plurality of light rays incident on the cross section of the gap layer where the filter layer is located, the bandwidth of the filter layer ) can be narrowly designed.
이 때, 상기 복수개의 라이트 레이(light ray)들의 각도의 분포는 상기 복수개의 라이트 레이(light ray)에 포함되는 적어도 일부의 라이트 레이가 상기 갭층의 단면으로 입사되는 최소 각도와 최대 각도의 차이로 정의 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the angle distribution of the plurality of light rays is a difference between a minimum angle and a maximum angle at which at least some of the light rays included in the plurality of light rays are incident on the cross section of the gap layer. can be defined, but is not limited thereto.
또한, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)이 좁게 설계되는 경우, 상술한 렌즈 어셈블리를 포함하는 라이다 장치 등에서 출력된 레이저 외의 외부광에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다.In addition, when the bandwidth of the filter layer is designed to be narrow, it is possible to reduce noise caused by external light other than laser output from a LiDAR device including the above-described lens assembly.
도 45는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 45를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 45 , a filter layer according to an embodiment may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
이 때, 상기 필터층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the filter layer, overlapping descriptions will be omitted.
상기 필터층의 중심 파장은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.A central wavelength of the filter layer may be changed according to an angle of light incident on the filter layer.
예를 들어, 도 45에 도시된 바와 같이, 상기 필터층으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제1 중심파장일 수 있으며, 상기 필터층으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제2 중심파장일 수 있고, 상기 필터층으로 (b)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제3 중심파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 45 , a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident at (a) degree to the filter layer, the filter layer may have a first center wavelength. The center wavelength of may be a second center wavelength, and the center wavelength of the filter layer for light incident at (b) degree to the filter layer may be a third center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 중심 파장은 상기 제2 중심 파장 보다 높은 파장일 수 있으며, 상기 제2 중심 파장은 상기 제3 중심 파장 보다 높은 파장일 수 있다.Also, the first central wavelength may be a wavelength higher than the second central wavelength, and the second central wavelength may be a wavelength higher than the third central wavelength.
또한, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치할 때, 상기 필터층은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 각도에 기초하여 설계될 수 있다.In addition, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하여, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있다.For example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the end face is (0) to (a) degrees, the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle of incidence to the cross section of the gap layer is from (0) to (a) degrees, the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the cross section of the gap layer is (0) to (a) degrees, the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제3 중심 파장의 차이값 이하가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The bandwidth of the filter layer may be designed to be less than or equal to the difference between the first center wavelength and the third center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 오버랩 되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The filter layer may be designed such that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not overlap, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The filter layer may be designed so that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not share at least one wavelength band, but is not limited thereto.
도 46 및 47은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 46 및 47을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3400)은 레이저 디텍팅 어레이(3410) 및 렌즈 어셈블리(3420)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 46 and 47 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
상기 렌즈 어셈블리(3420)는 적어도 둘 이상의 렌즈층 및 적어도 하나 이상의 필터층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 46 및 도47에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 제1 렌즈층(3421), 제2 렌즈층(3422), 제3 렌즈층(3423), 제4 렌즈층(3424) 및 필터층(3430)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
이 때, 상기 필터층(3430)은 상기 제1 내지 제4 렌즈층(3421 내지 3424) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 46 및 도47에 도시된 바와 같이 상기 필터층(3430)은 상기 제2 렌즈층(3422) 및 상기 제3 렌즈층(3423) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈층(3421 내지 3424) 및 상기 필터층(3430)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above contents can be applied to the first to
상기 렌즈 어셈블리(3420)는 적어도 둘 이상의 렌즈층 및 적어도 하나 이상의 필터층이 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3420)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광을 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 포함되는 제1 디텍터(3411)로 분배할 수 있으며, 도 47에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광을 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 포함되는 제2 디텍터(3412)로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 46, the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층(3430)이 위치하는 상기 제2 갭층(3426)의 단면으로 입사되는 각도가 (a)도 내지 (b)도인 경우 상기 (a)도 내지 (b)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, as shown in FIG. 46, in the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층(3430)이 위치하는 상기 제2 갭층(3426)의 단면으로 입사되는 각도가 (c)도 내지 (d)도인 경우 상기 (c)도 내지 (d)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, as shown in FIG. 47, the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46 및 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3420)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, as shown in FIGS. 46 and 47 , the
보다 구체적으로, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46 및 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광을 상기 제1 디텍터로 분배하되 상기 (a)도 내지 (b)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 노이즈를 차단할 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광을 상기 제2 디텍터로 분배하되 상기 (c)도 내지 (d)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 노이즈를 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, as shown in FIGS. 46 and 47, the
도 48은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 48을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3500)는 송신 모듈(3600) 및 수신 모듈(3700)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 48 , a
또한, 상기 송신 모듈(3600)은 레이저 출력 어레이(3610) 및 제1 렌즈 어셈블리(3620)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 상술한 레이저 출력부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 복수개의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 제1 파장으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으며, 복수개의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 제1 파장은 오차 범위를 포함하는 파장 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 파장은 5nm 오차 범위의 940nm 파장으로 935nm 부터 945nm 파장 범위를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first wavelength may be a wavelength range including an error range. For example, the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 적어도 둘 이상의 렌즈 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 제1 렌즈층(3621), 제2 렌즈층(3622), 제3 렌즈층(3623) 및 제4 렌즈층(3624)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 복수개의 레이저를 (x)도 내지 (y)도 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위해 상기 복수개의 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제1 레이저를 (x)도로 조사하기 위해 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제2 레이저를 (y)도로 조사하기 위해 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 수신 모듈(3700)은 레이저 디텍팅 어레이(3710) 및 제2 렌즈 어셈블리(3720)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 상술한 센서부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 적어도 하나 이상의 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 복수개의 레이저를 감지할 수 있다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 복수개의 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 복수개의 디텍터 각각은 서로 다른 레이저를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제1 디텍터는 제1 방향에서 수신되는 제1 레이저를 수신 할 수 있으며, 제2 디텍터는 제2 방향에서 수신되는 제2 레이저를 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the plurality of detectors included in the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 제5 렌즈층(3721), 제6 렌즈층(3722), 제7 렌즈층(3723) 및 제8 렌즈층(3724)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 렌즈층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents may be applied to the at least two or more lens layers, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 제1 갭층(3725), 제2 갭층(3726) 및 제3 갭층(3727)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 갭층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the at least two or more gap layers, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 하나 이상의 필터층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 필터층(3730)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 조사된 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 조사된 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함된 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함된 제2 디텍터로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 송신 모듈(3600)은 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 레이저를 출력 할 수 있으며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 송신 모듈(3600)은 제1 파장의 제1 레이저를 0도로 출력할 수 있으며, 상기 제1 파장의 제2 레이저를 30도로 출력할 수 있고, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 0도로 출력되어 대상체로부터 반사된 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 30도로 출력되어 대상체로부터 반사된 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제2 디텍터로 분배할 수 있다.For example, the
이 때, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 필터층(3730)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으며, 상기 제1 파장은 상기 투과 대역에 포함될 수 있어, 외부광에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다.In this case, the
이하에서는 상기 필터층의 설계 및 레이저 출력 어레이의 파장 설계에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the design of the filter layer and the wavelength design of the laser output array will be described.
도 49는 도 48에 도시된 일 실시예에 따른 라이다 장치(3500)에 포함되는 필터층(3730)의 설계 및 레이저 출력 어레이(3610)의 파장 설계에 대하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 49 is a diagram for explaining a design of a
이 때, 설명의 편의를 위해서 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 시야각 범위에서 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray) 중 적어도 일부가 상기 필터층(3730)이 위치하는 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)의 상기 제2 갭층(3726)의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도이며, 상기 필터층(3730)이 위치하지 않는 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)의 상기 제3 갭층(3727)의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)로 설계되었다고 가정할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 방법으로 설계될 수 있다.At this time, for convenience of description, the
도 49를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 49 , the
이 때, 상기 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키는 대역폭(Bandwidth)을 가질 수 있으며, 상기 대역폭(Bandwidth)은 반치전폭(Full Width Half Max)으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 대역폭으로 이해될 수 있다.In this case, the
또한, 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 중심 파장은 투과율이 최대 투과율의 50%인 파장 사이의 중심 파장으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 중심 파장으로 이해될 수 있다.In addition, the center wavelength of the
또한, 상기 필터층(3730)의 중심 파장은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.In addition, the central wavelength of the
예를 들어, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 제1 중심파장을 가지도록 설계될 수 있으며, 상기 필터층(3730)으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 제2 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있고, 상기 필터층(3730)으로 (b)도로 입사되는 빛에 대하여 제3 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 49 , the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있다.Also, as shown in FIG. 49 , the bandwidth of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제3 중심 파장의 차이값 이하가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, as shown in FIG. 49 , the bandwidth of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 오버랩 되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 출력 어레이(3610)의 출력 파장은 제1 파장이 되도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 파장은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the output wavelength of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 출력 어레이(3610)의 출력 파장은 제1 파장이 되도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 파장은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 투과 대역에 포함되며, (a)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 투과 대역에 포함되되 (b)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)에 포함되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the output wavelength of the
또한, 상기 필터층(3730)의 대역폭은 적어도 상기 (제1 중심 파장 - 상기 제1 파장)nm의 두 배가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the bandwidth of the
상술한 내용들은 필터층 및 레이저 출력 어레이의 파장에 대한 일 실시예일 뿐 이에 한정되지 않으며, 필터층과 레이저 출력어레이의 파장은 필터층의 대역폭을 감소시키되 레이저 출력 어레이에서 출력된 레이저를 가능한 손실없이 수광할 수 있도록 다양한 방법으로 설계될 수 있다.The foregoing is only one embodiment of the wavelength of the filter layer and the laser output array, but is not limited thereto, and the wavelength of the filter layer and the laser output array reduces the bandwidth of the filter layer, but the laser output from the laser output array can be received without loss as much as possible. It can be designed in a variety of ways.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (1)
레이저 이미팅 어레이 및 송신 렌즈 어셈블리를 포함하는 송신 모듈; 및
레이저 디텍팅 어레이 및 수신 렌즈 어셈블리를 포함하는 수신 모듈;을 포함하되,
상기 레이저 이미팅 어레이는 제1 레이저 이미팅 유닛 및 제2 레이저 이미팅 유닛을 포함하며,
상기 레이저 디텍팅 어레이는 제1 레이저 디텍팅 유닛 및 제2 레이저 디텍팅 유닛을 포함하고,
상기 송신 렌즈 어셈블리는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함하되,
상기 적어도 둘 이상의 렌즈층은 상기 제1 레이저 이미팅 유닛으로부터 출력된 제1 레이저가 제1 방향으로 스티어링 되며, 상기 제2 레이저 이미팅 유닛으로부터 출력된 제2 레이저가 제2 방향으로 스티어링 되도록 배치되며,
상기 수신 렌즈 어셈블리는 복수개의 렌즈층 및 상기 복수개의 렌즈층 사이에 배치되는 필터층을 포함하되,
상기 복수개의 렌즈층 및 상기 필터층은 상기 제1 레이저 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 송신 렌즈 어셈블리를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링된 상기 제1 레이저의 적어도 일부가 대상체로부터 반사되어 상기 제1 레이저 디텍팅 유닛으로 수신되며, 상기 제2 레이저 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 송신 렌즈 어셈블리를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링된 상기 제2 레이저의 적어도 일부가 대상체로부터 반사되어 상기 제2 레이저 디텍팅 유닛으로 수신되도록 배치되는
라이다 장치.As a lidar device,
a transmission module including a laser emission array and a transmission lens assembly; and
A receiving module including a laser detecting array and a receiving lens assembly; including,
The laser emitting array includes a first laser emitting unit and a second laser emitting unit,
The laser detecting array includes a first laser detecting unit and a second laser detecting unit,
The transmission lens assembly includes at least two or more lens layers,
The at least two or more lens layers are disposed so that the first laser output from the first laser emitting unit is steered in a first direction and the second laser output from the second laser emitting unit is steered in a second direction, ,
The receiving lens assembly includes a plurality of lens layers and a filter layer disposed between the plurality of lens layers,
The plurality of lens layers and the filter layer are configured to reflect at least a portion of the first laser beam output from the first laser emitting unit and steered in the first direction through the transmission lens assembly to be reflected from the target object, thereby performing the first laser detecting operation. unit, and at least a portion of the second laser outputted from the second laser emitting unit and steered in the second direction through the transmission lens assembly is reflected from an object and received by the second laser detecting unit. placed
lidar device.
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Date | Code | Title | Description |
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A107 | Divisional application of patent | ||
E902 | Notification of reason for refusal |