WO2023048533A1

WO2023048533A1 - 라이다 센서

Info

Publication number: WO2023048533A1
Application number: PCT/KR2022/014378
Authority: WO
Inventors: 박성주; 김창수; 이재영; 김주영; 천무웅; 고재근; 조상수
Original assignee: 주식회사 유진로봇
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2023-03-30

Abstract

본 실시예들은 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 송수신 모듈, 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 송수신 모듈로부터 송신 광을 전달받아 대상체를 향해 반사하고, 대상체로부터 반사된 수신 광을 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리, 송수신 모듈의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현되는 회전 모듈 어셈블리 및 송수신 모듈 및 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 라이다 센서를 제안한다.

Description

라이다 센서

본 발명은 라이다 센서에 관한 것으로, 특히 송수신 모듈이 회전을 통해 주변의 객체까지의 거리를 감지할 수 있는, 3D 라이더 센서에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서는 피사체에 빛, 예를 들어 레이저를 조사한 후, 피사체로부터 반사된 빛을 분석하여 피사체의 물성, 예를 들어 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 측정할 수 있는 원격 탐지 장치 중 하나이다.

라이더 센서는, 자율 주행차, 이동 로봇, 청소 로봇, 거리 측정기 등 다양한 분야에서 사용되어 왔다. 라이더 센서는 적용 분야에서 요구되는 스펙에 따라, 사이즈, 회전속도, 광원의 스펙 등을 다르게 하고 있으나, 회전형 타입의 라이더 센서가 갖는 동작원리는 기본적으로 공통된다.

다만, 송신되는 광과, 수신되는 광을 통한 정확한 거리 측정을 위해서는 빛의 왕복 운동 시간인 ToF(Time of Flight)을 이용하며, 정확한 송신/수신되는 시간을 필요로 하게 되나, 난반사되어 늦게 수신되는 빛에 따른 노이즈 발생으로 인해 최종적인 거리 측정에 왜곡이 발생되는 문제가 있다.

또한, 종래의 레이저 다이오드(Laser Diode)의 고속 펄싱(Pulsing)은 제2 경통의 바이어스 불안정(Bias Instability)을 야기하며, 신호 노이즈(Signal Noise를 만들어내는 문제가 있다. 또한, 발광한 빛이 바로 제2 경통쪽으로 새게 되면, 제2 경통에는 의도치 않은 빛으로 인해 활성화가 발생하는 문제가 있다.

또한, 송출되는 광과, 수신되는 광간의 간섭을 억제하는 것이 중요하여 종래 기술에서도 이를 위한 다양한 방법들이 제시되었지만, 소형 라이더 센서 측면에서는 충분한 성능이 보장되지 않는 한계가 있었다. 라이다 센서는 대상체와의 거리를 측정하는 경우 거리값, 수평 각도, 수직 각도 값을 통해 물체의 3차원 공간 상 위치를 계산할 수 있으나, 고속으로 수평 회전을 수행하는 경우 정확한 각도 분해능을 산출하기 어려운 문제가 있다.

본 발명의 실시예들은 원하지 않는 방향으로 송신 또는 수신되는 광을 막기 위해 배플을 사용하여 송신 또는 수신되는 광의 광로에 의한 노이즈를 최소화시키는데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 실시예들은 송신 또는 수신되는 광 사이를 차폐 조립부를 이용하여 격리하여 빛의 샘을 차폐하여 방사에 의한 노이즈를 최소화시키는데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 실시예들은 단차 또는 빛의 반사율을 이용하여 라이다를 통해 송신되는 송신 광의 수평 각도를 정밀하게 측정하는데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 송수신 모듈; 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리; 상기 송수신 모듈의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현되는 회전 모듈 어셈블리; 및 상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 라이다 센서를 제공한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 송신 광이 이동하는 통로를 제공하며, 전면에 송신 렌즈가 조립되는 제1 경통; 상기 제1 경통의 일측면에서 이격 배치되며, 상기 수신 광이 이동하는 통로를 제공하고, 전면에 수신 렌즈가 조립되는 제2 경통; 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 후면에 조립되며, 상기 송신 광을 송신하고, 상기 수신 광을 전달받아 상기 대상체까지의 거리 정보를 획득하는 회로기판; 및 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 일 측면에서 조립되며, 상기 송신 광 및 상기 수신 광에 의한 노이즈를 제거하는 배플을 포함한다.

바람직하게는, 상기 배플은, 상기 제1 경통에 조립되며, 상기 송신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 송광 배플; 및 상기 제2 경통에 조립되며, 상기 수신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 수광 배플을 포함하고, 상기 배플은 상기 제2 경통 및 상기 제1 경통의 하측면 각각에 형성된 조립 홈에 슬라이딩 방식으로 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송광 배플은, 제1 송광 홈을 포함하는 제1 송광 조립부; 및 상기 제1 송광 홈보다 홈의 면적이 작게 형성되는 제2 송광 홈을 포함하는 제2 송광 조립부를 포함하고, 상기 제1 송광 조립부가 상기 제2 송광 조립부보다 전면에 배치되도록 상기 제1 경통에 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 송광 홈 및 상기 제2 송광 홈은, 기 설정된 방향으로만 상기 송신 광이 이동하도록 상기 송신 렌즈 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현되고, 상기 제1 송광 홈은 가장자리 또는 구석이 비스듬하게 깎여 사면 또는 둥그런 모양으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 수광 배플은, 수광 홈을 포함하는 수광 조립부; 및 상기 수광 조립부의 후단에 이격된 위치에 배치되도록 상기 제2 경통에 조립되며, 기 설정된 주파수 성분을 갖는 상기 수신 광만을 통과시키는 밴드 패스 필터를 포함하고, 상기 수광 홈은 기 설정된 방향으로만 상기 수신 광이 이동하도록 상기 수신 렌즈 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 수광 조립부는, 상기 수신 광의 수광 범위에 따라 기 설정된 크기로 설계되며, 상기 회로기판과 이격된 위치에 형성되는 상기 수광 홈을 기준으로 상기 회로기판이 구비되는 방향 또는 상기 수광 렌즈가 구비되는 방향으로 계단 형상의 경사가 형성되며, 상기 수광 홈은 상기 회로기판과의 거리가 7mm 내지 9mm로 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송광 배플은, 송광 홈을 포함하는 복수의 송광 조립부를 포함하고, 상기 복수의 송광 조립부가 상기 제1 경통에 일직선상에 위치하도록 조립되며, 상기 수광 배플은 수광 홈을 형성하는 복수의 수광 조립부를 포함하며, 상기 복수의 수광 조립부가 상기 제2 경통에 일직선상에 위치하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 송신 광 및 수신 광의 시야각에 따라 상기 배플이 조립되기 위한 복수의 홈을 형성하는 상기 제1 경통 또는 상기 제2 경통의 적어도 일 측면을 둘러싸는 쉴드부를 더 포함하고, 상기 쉴드부는 상기 제1 경통 또는 제2 경통의 적어도 일 측면과 일정 거리 이격되도록 둘러싸며, 상기 복수의 홈 중 상기 배플이 조립되지 않는 홈을 따라 송신 또는 수신되는 광이 외부로 이동하는 것을 제한하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2 경통은, 상기 배플 및 상기 수신 렌즈 사이의 내측에 길이 방향으로 형성되는 홈에 배치되는 흡수체를 더 포함하고, 상기 흡수체는 수신되는 광 중 상기 흡수체가 형성되는 방향으로 이동하는 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 리플랙터 어셈블리는, 상기 송수신 모듈이 하단 일측에 조립되는 미러 하우징; 상기 미러 하우징의 하단 일측에서, 상기 송수신 모듈과 대응되는 위치에 구비되는 제1 반사부; 상기 미러 하우징에 형성되는 조립 홈에 조립되어 상기 미러 하우징에 고정되는 미러 홀더부; 상기 제2 반사부의 반사 방향을 조정하도록 상기 미러 홀더부로 회전 구동력 제공하는 미러 구동부; 및 상기 미러 홀더부의 일측면에 고정되어 상기 미러 홀더부의 동작에 의해 회전하며, 상기 송신 광을 상기 대상체를 향해 반사하고 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 전달받는 제2 반사부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 미러 홀더부는, 상기 미러 하우징에 조립되어 고정되도록, 상기 미러 하우징의 조립 홈에 상기 미러 홀더부가 조립된 상태에서 상기 미러 홀더부의 양 끝단에 각각 조립되는 베어링; 상기 베어링의 외측에 조립되어 고정되는 제2 기어; 및 상기 제2 기어의 외측에 맞닿도록 조립되어, 상기 제2 기어를 고정시키는 고정 링을 포함하고, 상기 제2 기어 및 상기 고정 링은 상기 양 끝단에 각각 조립되는 베어링 중 하나의 끝단에만 조립되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 미러 구동부는, 상기 제2 기어와 연결되는 제1 기어를 포함하고, 상기 제1 기어를 통해 기 설정된 각도 범위 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 미러 홀더부가 회전하는 각도 범위를 제한하며, 상기 미러 홀더부로 회전 구동력을 제공하여 상기 미러 홀더부에 고정된 상기 제2 반사부를 회전시키고, 상기 미러 구동부의 회전 축과 상기 미러 홀더부의 회전 축은 서로 대응되도록 상기 미러 하우징에 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 반사부는, 상기 송수신 모듈을 통해 상기 송신 광을 전달받아 상기 제2 반사부로 전달하고, 상기 제2 반사부를 통해 상기 수신 광을 전달받아 상기 송수신 모듈로 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 상기 송신 광이 이동하는 통로와 상기 수신 광이 이동하는 통로 사이에 위치하는 차폐 조립부를 포함하는 송수신 모듈; 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리; 상기 송수신 모듈을 회전시키는 회전 모듈 어셈블리; 및 상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 라이다 센서를 제안한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 송신 광이 이동하는 통로를 제공하며, 전면에 송신 렌즈가 조립되는 제1 경통; 상기 제1 경통의 일측면에서 이격 배치되며, 상기 수신 광이 이동하는 통로를 제공하고, 전면에 수신 렌즈가 조립되는 제2 경통; 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 후면에 조립되며, 상기 송신 광을 송신하고, 상기 수신 광을 전달받아 상기 대상체까지의 거리 정보를 획득하는 회로기판; 및 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 사이에 조립되며, 상기 제1 경통을 통과하는 송신 광이 상기 제2 경통으로, 또는 상기 제2 경통을 통과하는 수신 광이 상기 제1 경통으로의 이동을 제한하는 차폐 조립부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 차폐 조립부는, 상기 제1 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제1 경통의 외측으로 방사되는 상기 송신 광을 흡수하는 제1 차폐부; 상기 제2 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제2 경통의 외측으로 방사되는 상기 수신 광을 흡수하는 제2 차폐부; 및 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부 사이에 구비되어, 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부를 분리시키는 분리부를 포함하고, 상기 차폐 조립부는 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 마주보는 측면 사이에 형성되는 제1 차폐 조립홈에 조립되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 차폐부는, 상기 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제1 절삭부가 형성되고, 상기 회로기판이 구비되는 일측단에 일부 돌출된 제1 돌출부가 형성되며, 상기 제1 차폐 조립홈에 조립 시, 상기 제1 절삭부를 통해 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통이 연결되는 연결 라인의 하단에 조립되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2 차폐부는, 상기 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제2 절삭부가 형성되고, 상기 회로기판이 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제3 절삭부가 형성되며, 상기 회로기판이 구비되는 상기 제3 절삭부의 반대측단에 일부 돌출된 제2 돌출부가 형성되고, 상기 제1 차폐 조립홈에 조립 시, 상기 제2 절삭부를 통해 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통이 연결되는 연결 라인의 하단에 조립되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분리부는, 상기 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제4 절삭부가 형성되고, 상기 회로기판이 구비되는 일측단에 일부 돌출된 제3 돌출부 및 상기 제3 돌출부가 돌출된 방향으로 상기 제3 돌출부에 일부 돌출되는 제4 돌출부가 형성되고, 상기 제1 차폐 조립홈에 조립 시, 상기 제4 절삭부를 통해 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통이 연결되는 연결 라인의 하단에 조립되어 고정되며, 상기 제4 돌출부가 상기 회전 모듈 어셈블리와 맞닿도록 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분리부는, 상기 제2 차폐부와 맞닿도록 조립 시, 상기 제2 차폐부의 상기 제3 절삭부에 의해 상측 끝단에 상기 제2 경통이 구비되는 방향으로 일부 노출되도록 형성되는 상부 납땜부; 및 상기 분리부와 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부가 적어도 일부 맞닿도록 조립 시 상기 제4 돌출부를 통해 상기 회로기판의 접지부로 상기 송신 광 또는 상기 수신 광을 전달하는 하부 납땜부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 분리부는, 상기 회로기판과 조립 시, 상기 상부 납땜부 및 상기 하부 납땜부가 상기 회로기판을 관통하여 외측으로 돌출되도록 조립되어 고정되며, 상기 상부 납땜부 및 상기 하부 납땜부는 동심원 형태로 방사되는 상기 송신 광 또는 상기 수신광을 하부 끝단에서 차폐하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부는, 전자 방해 잡음(EMI, Electro Magnetic Interference) 및 광에 의한 빛을 차단하는 시트로 구현되고, 상기 분리부는 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부를 지지하고 고정하는 부도체로 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 일 측면에 형성된 조립 홈에 슬라이딩 방식으로 조립되며, 상기 송신 광 및 상기 수신 광에 의한 노이즈를 제거하는 배플을 더 포함하고, 상기 배플은 상기 제1 경통에 조립되며, 상기 송신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 송광 배플; 및 상기 제2 경통에 조립되며, 상기 수신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 수광 배플을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송광 배플은, 바람직하게는, 제1 송광 홈을 포함하는 제1 송광 조립부; 및 상기 제1 송광 홈보다 홈의 면적이 작게 형성되는 제2 송광 홈을 포함하는 제2 송광 조립부를 포함하고, 상기 제1 송광 조립부가 상기 제2 송광 조립부보다 전면에 배치되도록 상기 제1 경통에 조립되며, 상기 수광 배플은, 수광 홈을 포함하는 수광 조립부; 및 상기 수광 조립부의 후단에 이격된 위치에 배치되도록 상기 제2 경통에 조립되며, 기 설정된 주파수 성분을 갖는 상기 수신 광만을 통과시키는 밴드 패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하는 송수신 모듈; 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리; 상기 송수신 모듈을 회전시키며, 센서부를 통해 송신한 광이 반사되어 수신되는 반사 광의 수광량 차이를 기반으로 회전 수 및 회전 각도를 생성하는 회전 모듈 어셈블리; 및 상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 라이다 센서를 제안한다.

바람직하게는, 상기 회전 모듈 어셈블리는, 적어도 하나의 층으로 구현되어 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되고, 상기 송수신 모듈이 조립되는 반대 측면에 센서부가 고정되는 기판 조립체; 상기 센서부가 고정되는 기판 조립체의 측면과 이격되도록 조립되며, 전자파를 차폐하는 차폐 시트; 및 상기 고정 모듈에 적어도 일부가 맞닿도록 고정되며, 상기 기판 조립체 및 상기 수신 시트가 내측에 조립되어 회전하는 회전 프레임을 포함한다.

바람직하게는, 상기 기판 조립체는, 상기 송수신 모듈이 조립되도록 적어도 하나의 조립 돌출부를 포함하는 제1 기판; 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판; 및 상기 제2 기판에 적층되며, 상기 전력 전송 조립체로부터 전력을 전달받는 제3 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2 기판은, 데이터를 양 방향으로 송수신하기 위한 송수신기를 더 포함하고, 상기 송신 광 및 상기 수신 광과 상기 센서부를 통해 송수신되는 광의 간섭을 차폐하도록 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 회전 프레임의 내측에 적어도 일부가 유입되어 상기 센서부와 대응되도록 고정되는 슬릿 고정부를 더 포함하고, 상기 슬릿 고정부는, 상기 고정 모듈에 고정되는 고정부; 및 상기 고정부의 일측면에 조립되며, 상기 센서부에 의해 송신된 광을 반사하는 적어도 하나의 슬릿을 포함한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 슬릿은, 복수 개가 구비되는 경우 면적이 서로 같거나, 또는 일부 상이하도록 구현되어 상기 고정부의 일측면을 따라 일정 간격을 형성하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 슬릿은, 상기 고정부와의 높낮이에 따른 경계를 기반으로 상기 회전 모듈 어셈블리의 회전 각도 및 회전수를 산출하도록 상기 고정부와 높낮이를 형성하도록 조립되며, 상기 기판 조립체는 상기 적어도 하나의 슬릿 또는 상기 고정부의 경계에 의해 반사되는 수광량의 차이를 이용하여 산출된 상기 회전 모듈 어셈블리의 회전수 및 회전 각도를 기반으로 각도분해능을 획득하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 회전 모듈 어셈블리는, 상기 회전 프레임 및 상기 슬릿 고정부의 내측에 형성되는 홀을 관통하여 연결되도록 조립되는 전력 전송 조립체를 더 포함하고, 상기 전력 전송 조립체는, 상기 회전 프레임의 내측을 관통하도록 조립되어 고정되고, 전력을 수신하여 상기 기판 조립체로 전달하는 전력 수신부; 및 상기 회전 프레임의 내측을 관통하여 상기 전력 수신부와 조립되어 고정되며, 상기 전력 수신부로 상기 전력을 송신하는 전력 송신부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 회전 모듈 어셈블리는, 상기 회전 모듈 어셈블리의 중심 축을 고정시키며, 상기 중심 축의 자중과 상기 중심 축에 걸리는 하중을 지지하는 베어링을 더 포함하고, 상기 베어링은 상기 슬릿 고정부와 상기 회전 프레임의 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 고정 모듈에 적어도 일부가 맞닿도록 고정되며, 상기 회전 프레임에 연결되어 상기 회전 프레임을 회전하는 회전 구동부를 더 포함하고, 상기 회전 구동부는 상기 회전 프레임과 회전 연결부를 통해 연결되어 동력을 전달하여 상기 회전 프레임을 회전시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 송신 광이 이동하는 통로를 제공하며, 전면에 송신 렌즈가 조립되는 제1 경통; 상기 제1 경통의 일측면에서 이격 배치되며, 상기 수신 광이 이동하는 통로를 제공하고, 전면에 수신 렌즈가 조립되는 제2 경통; 및 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 후면에 조립되며, 상기 송신 광을 송신하고, 상기 수신 광을 전달받아 상기 대상체까지의 거리 정보를 획득하는 회로기판을 포함한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 일 측면 각각에 형성된 조립 홈에 슬라이딩 방식으로 조립되며, 상기 송신 광 및 상기 수신 광에 의한 노이즈를 제거하는 배플을 더 포함하고, 상기 배플은 상기 제1 경통에 조립되며, 상기 송신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 송광 배플; 및 상기 제2 경통에 조립되며, 상기 수신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 수광 배플을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송수신 모듈은, 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 사이에 조립되며, 상기 제1 경통을 통과하는 송신 광이 상기 제2 경통으로, 또는 상기 제2 경통을 통과하는 수신 광이 상기 제1 경통으로의 이동을 제한하는 차폐 조립부를 더 포함하고, 상기 차폐 조립부는, 상기 제1 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제1 경통의 외측으로 방사되는 상기 송신 광을 흡수하는 제1 차폐부; 상기 제2 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제2 경통의 외측으로 방사되는 상기 수신 광을 흡수하는 제2 차폐부; 및 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부 사이에 구비되어, 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부를 분리시키는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은 이동체에 있어서, 송신 광을 송신하고 반사된 수신 광을 수신하고, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 라이다 센서; 및 상기 거리를 기반으로 상기 이동체를 이동하도록 구현된 이동 장치를 포함하며, 상기 라이다 센서는, 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 송수신 모듈; 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리; 상기 송수신 모듈의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현되는 회전 모듈 어셈블리; 및 상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 이동체를 제안한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 제2 경통으로 입사되는 광에 포함되는 노이즈를 저감시킴으로써, ToF 산출의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 발광하는 빛이 제1 경통 또는 제2 경통의 외측으로 새게되어 발생하는 활성화를 차단하고 전자 방해 잡음(EMI, Electro Magnetic Interference)을 차폐할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 라이다 센서가 고속으로 수평 회전하는 경우 센서를 사용하여 타겟 물체의 빛 반사율의 대비를 통해 세밀한 각도 분해능을 형성할 수 있는 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 내부 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 측단면을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 외부 형상을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 제1 경통 및 제2 경통을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 배플을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈에 적용되는 쉴드부를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈에 적용되는 흡수체를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 리플랙터 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수광구 모듈에서 제2 경통 PD의 크기에 따른 수광 범위 레이아웃을 나타낸 참고도이다.

도 12 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제2 경통의 구조 및 그에 따른 광의 분포를 나타낸 도면이다.

도 17 및 도 18은 일 실시예에 따른 송수광부 모듈 구조에 따른 반사광 경로를 나타낸 실험 결과이다.

도 19 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제2 경통의 구조 및 그에 따른 광을 분포를 나타낸 도면이다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 일부를 자세히 나타내는 도면이다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 조립부의 형상을 자세히 나타내는 도면이다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈이 라이다 센서에 적용된 적용된 형상을 나타내는 도면이다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 모듈 어셈블리 및 고정 모듈을 나타내는 도면이다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 모듈 어셈블리의 기판 조립체를 나타내는 도면이다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 모듈 어셈블리의 슬릿 고정부를 나타내는 도면이다.

도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 모듈 어셈블리의 단면을 나타내는 도면이다.

도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 모듈 어셈블리의 내측 조립 형상을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 발명은 라이다 센서에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 라이다 센서는 거리 측정 장치 또는 이동체에 적용될 수 있다. 즉, 라이다 센서는 소형 가전 등에 거리 측정이 필요한 제품 또는 드론, 자동차 등의 이동체에 적용이 가능하다. 이동체는 라이다 센서 및 이동 장치를 포함한다. 이동체는 로봇 청소기, 물류 로봇, 장난감 자동차, 산업용 또는 군사용 목적 등으로 이용 가능한 이동 로봇 등이 있을 수 있다.

라이다 센서는 레이저 신호를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하고, 빛의 속도를 이용하여 반사체의 거리를 측정하는 장치이다. 레이저 신호는 포토 다이오드를 통하여 전기적인 신호로 변경된다. 레이저 신호는 기 설정된 파장 대역을 가질 수 있다.

라이다 센서는 타임 오브 플라이트(Time of Flight, TOF) 방식으로 동작하여 거리를 측정할 수 있다. 타임 오브 플라이트 방식은 레이저가 펄스 또는 구형파 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 또는 구형파 신호들이 수신기에 도착하는 시간을 측정함으로써, 측정 대상과 거리 측정 장치 사이의 거리를 측정한다.

라이다 센서(1)는 거리 측정 시 거리값, 수평 각도, 수직 각도 값을 통해 대상체의 3차원 공간 상의 위치를 계산할 수 있으며, 고속으로 수평 회전하는 경우 센서를 사용하여 타겟 물체의 빛 반사율의 대비를 통해 세밀한 각도 분해능을 형성할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 라이다 센서(1)는 광 송수신부(10), 회전 모듈 어셈블리(20) 및 고정 모듈(30)을 포함한다. 라이다 센서(1)는 도 1 및 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

광 송수신부(10)은 송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거할 수 있다.

광 송수신부(10)은 송수신 모듈(100) 및 리플랙터 어셈블리(200)를 포함한다.

송수신 모듈(100)은 광원을 통해 송신 광을 송신하고, 대상체로부터 반사된 수신 광을 전달받을 수 있다.

송수신 모듈(100)은 제1 경통(110), 제2 경통(120), 회로기판(130), 배플(140) 및 차폐 조립부(150)를 포함한다.

제1 경통(110)은 송신 광이 이동하는 통로를 제공하며, 전면에 송신 렌즈(112)가 조립될 수 있다.

송신 렌즈(112)는 종 배율 렌즈로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 경통(120)은 제1 경통(110)의 일측면에서 이격 배치되며, 수신 광이 이동하는 통로를 제공하고, 전면에 수신 렌즈(122)가 조립될 수 있다.

수신 렌즈(122)는 횡 배율 렌즈로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 경통(120)은 흡수체(128)를 더 포함할 수 있다.

흡수체(128)는 배플(140) 및 전면에 조립되는 렌즈 사이의 내측에 형성되는 홈에 형성될 수 있다.

흡수체(128)는 수신되는 광 중 흡수체(128)가 형성되는 방향으로 이동하는 광을 흡수할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 흡수체(128)는 제2 경통(120)뿐만 아니라 제1 경통(110)에도 적용될 수 있다.

회로기판(130)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 후면에 조립되며, 송신 광을 송신하고, 수신 광을 전달받아 대상체까지의 거리 정보를 획득할 수 있다.

배플(140)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 일 측면에서 조립되며, 송신 광 및 수신 광에 의한 노이즈를 제거할 수 있다.

배플(140)은 송광 배플(141) 및 수광 배플(145)을 포함할 수 있다.

배플(140)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 하측면 각각에 형성된 조립 홈에 슬라이딩 방식으로 조립될 수 있다.

송광 배플(141)은 제1 경통(110)에 조립되며, 송신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.

송광 배플(141)은 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)를 포함한다.

제1 송광 조립부(142)는 제1 송광 홈을 포함한다.

제2 송광 조립부(144)는 제2 송광 홈을 포함한다.

제1 송광 홈 및 제2 송광 홈은 기 설정된 방향으로만 송신 광이 이동하도록 상기 송신 렌즈 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현될 수 있다. 제1 송광 홈은 가장자리 또는 구석이 비스듬하게 깎여 사면 또는 둥그런 모양으로 형성될 수 있다.

송광 배플(141)은 제1 송광 조립부(142)가 제2 송광 조립부(144)보다 전면에 배치되도록 제1 경통(110)에 조립될 수 있다.

제1 송광 홈은 제2 송광 홈보다 홈의 면적이 크게 형성될 수 있다.

수광 배플(145)은 제2 경통(120)에 조립되며, 수신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.

수광 배플(145)은 수광 조립부(146) 및 밴드 패스 필터(148)를 포함한다.

수광 조립부(146)는 수광 홈을 포함할 수 있다.

수광 홈은 기 설정된 방향으로만 수신 광이 이동하도록 수신 렌즈(122) 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현될 수 있다.

수광 조립부(146)는 수신 광의 수광 범위에 따라 기 설정된 크기로 설계되며, 회로기판(130)과 이격된 위치에 형성되는 수광 홈을 기준으로 회로기판(130)이 구비되는 방향 또는 수광 렌즈가 구비되는 방향으로 계단 형상의 경사가 형성될 수 있다. 이때, 수광 홈은 회로기판(130)과의 거리가 7mm 내지 9mm로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 경사면은 수광 홈을 기준으로 회로기판(130)이 구비되는 방향으로 직경이 넓어지도록 구현되며 내려가는 계단 형상의 경사가 구현될 수 있고, 수광 렌즈가 구비되는 방향으로 직경이 넓어지도록 구현되며 내려가는 계단 형상의 경사가 구현될 수 있다. 이때, 수신되는 수신 광은 계단 형상으로 형성된 경사를 따라 수광 홈을 통과하여 회로기판(130)으로 전달될 수 있다.

송광 배플(141)은 송광 홈을 포함하는 복수의 송광 조립부를 포함하고, 복수의 송광 조립부가 제1 경통(110)에 일직선상에 위치하도록 조립될 수 있다. 수광 배플(145)은 수광 홈을 형성하는 복수의 수광 조립부를 포함하며, 복수의 수광 조립부가 제2 경통(120)에 일직선상에 위치하도록 조립될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송광 홈(aperture) 또는 수광 홈(aperture)은 복수 개가 형성될수록 원하지 않는 방향의 광을 막기 용이하며, 면은 되도록이면 울퉁불퉁한 거친면으로 형성될 수 있다.

밴드 패스 필터(148)는 수광 조립부(146)의 후단에 이격된 위치에 배치되도록 제2 경통(120)에 조립되며, 기 설정된 주파수 성분을 갖는 수신 광만을 통과시킬 수 있다.

차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 사이에 조립되며, 제1 경통(110)를 통과하는 송신 광이 제2 경통(120)으로, 또는 제2 경통(120)을 통과하는 수신 광이 제1 경통(110)로의 이동을 제한할 수 있다.

차폐 조립부(150)는 제1 차폐부(152), 제2 차폐부(154) 및 분리부(156)를 포함한다.

차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 마주보는 측면 사이에 형성되는 제1 차폐 조립홈(151)에 조립되어 고정될 수 있다.

제1 차폐부(152)는 제1 경통(110)의 일측과 맞닿도록 조립되며, 제1 경통(110)의 외측으로 방사되는 송신 광을 흡수할 수 있다.

제1 차폐부(152)는 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제1 절삭부가 형성되고, 회로기판(130)이 구비되는 일측단에 일부 돌출된 제1 돌출부가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 차폐부(152)는 제1 차폐 조립홈(151)에 조립 시, 제1 절삭부를 통해 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)이 연결되는 연결 라인(121)의 하단에 조립되어 고정될 수 있다.

제2 차폐부(154)는 제2 경통(120)의 일측과 맞닿도록 조립되며, 제2 경통(120)의 외측으로 방사되는 수신 광을 흡수할 수 있다.

제2 차폐부(154)는 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제2 절삭부가 형성되고, 회로기판(130)이 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제3 절삭부가 형성되며, 회로기판(130)이 구비되는 상기 제3 절삭부의 반대측단에 일부 돌출된 제2 돌출부가 형성될 수 있다. 제2 차폐부(154)는 제1 차폐 조립홈(151)에 조립 시, 제2 절삭부를 통해 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)이 연결되는 연결 라인(121)의 하단에 조립되어 고정될 수 있다.

제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154)는 전자 방해 잡음(EMI, Electro Magnetic Interference) 및 광에 의한 빛을 차단하는 시트로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154)는 페라이트 시트로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

분리부(156)는 제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154) 사이에 구비되어, 제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154)를 분리시킬 수 있다.

분리부(156)는 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제4 절삭부가 형성되고, 회로기판(130)이 구비되는 일측단에 일부 돌출된 제3 돌출부 및 제3 돌출부가 돌출된 방향으로 제3 돌출부에 일부 돌출되는 제4 돌출부가 형성될 수 있다. 분리부(156)는 제1 차폐 조립홈(151)에 조립 시, 제4 절삭부를 통해 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)이 연결되는 연결 라인(121)의 하단에 조립되어 고정되며, 제4 돌출부가 회전 모듈 어셈블리(20)와 맞닿도록 고정될 수 있다.

분리부(156)는 상부 납땜부(158) 및 하부 납땜부(159)를 포함한다.

상부 납땜부(158)는 제2 차폐부(154)와 맞닿도록 조립 시, 제2 차폐부(154)의 제3 절삭부에 의해 상측 끝단에 제2 경통(120)이 구비되는 방향으로 일부 노출되도록 형성될 수 있다.

하부 납땜부(159)는 분리부(156)와 제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154)가 적어도 일부 맞닿도록 조립 시 제4 돌출부를 통해 회로기판(130)의 접지부로 송신 광 또는 수신 광을 전달할 수 있다.

상부 납땜부(158) 및 하부 납땜부(159)는 동심원 형태로 방사되는 송신 광 또는 수신광을 하부 끝단에서 차폐할 수 있다.

분리부(156)는 회로기판(130)과 조립 시, 상부 납땜부(158) 및 하부 납땜부(159)가 회로기판(130)을 관통하여 외측으로 돌출되도록 조립되어 고정될 수 있다.

분리부(156)는 제1 차폐부(152) 및 제2 차폐부(154)를 지지하고 고정하는 부도체로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

하부 납땜부(159)는 송수신 모듈(100)과 회전 모듈 어셈블리(20)가 이격되도록 하측으로 돌출된 부분을 통해 상기 회전 모듈 어셈블리(20)와 고정될 수 있다.

리플랙터 어셈블리(200)는 송수신 모듈(100)이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 송수신 모듈(100)로부터 송신 광을 전달받아 대상체를 향해 반사하고, 대상체로부터 반사된 수신 광을 송수신 모듈(100)로 전달할 수 있다.

리플랙터 어셈블리(200)는 미러 하우징(210), 제1 반사부(220), 미러 홀더부(230) 및 제2 반사부(240)를 포함한다.

미러 하우징(210)은 송수신 모듈(100)이 하단 일측에 조립될 수 있다.

제1 반사부(220)는 미러 하우징(210)의 하단 일측에서, 송수신 모듈(100)과 대응되는 위치에 구비될 수 있다.

제1 반사부(220)는 송수신 모듈(100)을 통해 송신 광을 전달받아 제2 반사부(240)로 전달하고, 제2 반사부(240)를 통해 수신 광을 전달받아 송수신 모듈(100)로 전달할 수 있다.

미러 홀더부(230)는 미러 하우징(210)의 상단에 형성되는 조립 홈에 조립되어 미러 하우징(210)에 고정될 수 있다.

미러 홀더부(230)는 베어링(232), 제2 기어(234) 및 고정 링(236)을 포함한다.

베어링(232)은 미러 하우징(210)에 조립되어 고정되도록, 미러 하우징(210)의 조립 홈에 미러 홀더부(230)가 조립된 상태에서 미러 홀더부(230)의 양 끝단에 조립될 수 있다.

제2 기어(234)는 베어링의 외측에 조립되어 고정될 수 있다.

고정 링(236)은 제2 기어(234)의 외측에 맞닿도록 조립되어, 제2 기어(234)를 고정시킬 수 있다.

제2 기어(234) 및 고정 링(236)은 양 끝단에 각각 조립되는 베어링(232) 중 하나의 끝단에만 조립되어 고정될 수 있다.

제2 반사부(240)는 미러 홀더부(230)의 일측면에 고정되어 미러 홀더부(230)의 동작에 의해 회전하며, 송신 광을 대상체를 향해 반사하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 전달받을 수 있다.

리플랙터 어셈블리(200)은 미러 구동부(250)를 더 포함한다.

미러 구동부(250)는 제2 반사부(240)의 반사 방향을 조정하도록 미러 홀더부(230)로 회전 구동력 제공할 수 있다.

미러 구동부(250)는 제2 기어(234)와 연결되는 제1 기어(252)를 포함하고, 제1 기어(252)를 통해 미러 홀더부(230)로 회전 구동력을 제공하여 미러 홀더부(230)에 고정된 제2 반사부(240)를 회전시킬 수 있다.

제1 기어(252)는 기 설정된 각도 범위 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전함에 따라 미러 홀더부(230)가 회전하는 각도 범위를 제한할 수 있다.

미러 구동부(250)의 회전 축과 미러 홀더부(230)의 회전 축은 서로 대응되도록 미러 하우징(210)에 조립될 수 있다.

회전 모듈 어셈블리(20)는 광 송수신부(10)의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현될 수 있다.

고정 모듈(30)은 송수신 모듈(100), 리플랙터 어셈블리(200) 및 회전 모듈 어셈블리(20)를 지지할 수 있다.

도 1을 참고하면, 케이블(40)은 고정 모듈(30)의 일측면에서 연결될 수 있다. 케이블(40)는 MCU 및 WPT TX part를 포함하며, 모터 구동 및 기타 기능과 무선전력기능으로 상부 파트에 전력 공급하도록 구현될 수 있다. 또한, 케이블(40)는 라이다 센서(1)의 공간 측정 정보(range, intensity, horizontal/vertical angle)를 이더넷 통신으로 외부로 전달할 수 있다.

라이다 센서(1)는 하단에 구비되는 회전 모듈 어셈블리(20) 및 고정 모듈(30)의 상단에 광 송수신부(10)이 구비되어 동작을 수행할 수 있다.

도 3을 참고하면, 회전 모듈 어셈블리(20)는 회전부(22), 회전 구동부(24) 및 회전 연결부(26)을 포함한다.

회전부(22)는 광 송수신부(10)이 부착되어 회전할 수 있다.

회전 모듈 어셈블리(20)는 회전 구동부(24)를 통해 생성되는 회전 구동력을 회전 연결부(26)를 통해 회전부(22)로 전달하여 회전부(22)가 회전할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 연결부(26)는 기 설정된 회전비로 회전 구동력을 전달하기 위해 사용할 수 있다.

라이다 센서(1)는 회전 구동부(24)가 회전하여 풀리를 회전시키고, 풀리를 통해 벨트(26)가 동력을 전달받아 회전 모듈 어셈블리(20)를 회전할 수 있다.

회전 구동부(24)는 회전부(22)와 회전 연결부(26)를 통해 연결되어 동력을 전달하여 회전부(22)를 회전시킬 수 있다. 구체적으로, 회전 구동부(24)는 회전 프레임(2300)과 회전 연결부(26)를 통해 연결되어 동력을 전달할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

고정 모듈(30)은 광 송수신부(10) 및 회전 모듈 어셈블리(20)를 지지할 수 있다.

송수신 모듈(100)은 리플랙터 어셈블리(200)와 일정 거리 이격된 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어, 송수신 모듈(100)은 리플랙터 어셈블리(200)의 하단 일측면의 빈 공간에 조립되어 위치하며, 적어도 일부분이 맞닿거나, 맞닿지 않도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 송수신 모듈(100)은 리플랙터 어셈블리(200)의 제1 반사부(220)와 송신 광 또는 수신 광을 통해 상호작용이 일어날 수 있는 위치에 구현될 수 있다.

도 3을 참고하면, 송수신 모듈(100)은 리플랙터 어셈블리(200)의 제1 반사부(220)와 대응되는 위치에 구현되어, 송신 광을 제1 반사부(220)로 전달할 수 있으며, 제1 반사부(220)에 전달된 수신 광을 전달받을 수 있다.

제2 반사부(240)는 제1 반사부(220)와 상호작용을 수행할 수 있도록 서로 대응되는 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 제2 반사부(240)는 제1 반사부(220)에서 반사된 송신 광을 전달받을 수 있는 위치에 구비됨과 동시에 대상체를 향해 반사가 이루어지는 위치에 구비될 수 있다.

도 3을 참고하면, 제2 반사부(240)는 제1 반사부(220)의 상단에 이격된 위치에 고정될 수 있으며, 방향이 조절 가능하도록 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 반사부(240)는 미러 구동부(250)와 일직선상에 구비될 수 있다. 구체적으로, 제2 반사부(240)가 고정되는 미러 홀더부(230)의 축 중심과 미러 구동부(250)의 축 중심이 일직선상에 위치하도록 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

미러 구동부(250)는 미러 홀더부(230)와 제1 기어(252)를 통해 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 기어(252)는 미러 홀더부(230)에 조립되는 제2 기어(234)와 맞닿아 조립될 수 있으며, 미러 구동부(250)에 의해 회전함에 따라 제2 기어(234)를 회전시켜 미러 홀더부(230)를 회전시킴에 따라 미러 홀더부(230)에 고정된 제2 반사부(240)를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기어(252)는 미러 구동부(250)에 의해 기 설정된 각도 범위 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전할 수 있으며, 맞물린 제2 기어(234)도 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시킬 수 있다. 이를 통해 제2 반사부(240)는 기 설정된 각도 범위 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 기 설정된 각도는 제1 기어(252) 및 제2 기어(234)의 톱니 비율에 따라 결정될 수 있다. 제1 기어(252)의 톱니의 개수와 제2 기어(234)의 톱니의 개수는 M 대 N(여기서 M과 N은 자연수)으로 설정되어 미러 구동부(250)의 회전 속도에 따라 미러 홀더부(230)에 조립된 제2 반사부(240)의 이동 속도가 조절될 수 있다.

리플랙터 어셈블리(200)은 미러 구동부(250)가 회전함에 따라 미러 홀더부(230)가 회전할 수 있다. 이때, 미러 구동부(250) 및 미러 홀더부(230)는 상하 회전을 수행할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 라이다 센서(1)는 수직으로 송광/수광되지 않는 빛을 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 밖으로 나가게 하여, 최종적으로 수신 광을 오염 시키지 않게 할 수 있다.

도 4를 참고하면, 라이다 센서(1)는 광 송수신부(10) 및 회전 모듈 어셈블리(20)를 외부로부터 보호하기 위해 보호 하우징(12)을 더 포함할 수 있다.

보호 하우징(12)은 고정 모듈(30)의 상단에서 내측에 광 송수신부(10) 및 회전 모듈 어셈블리(20)가 구비되도록, 이를 둘러싸는 형태로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

[송수광 시 노이즈 광을 최소화하는 라이다 센서]

[발명의 구성]

라이다 센서(1)의 광 송수신부(10)의 송수신 모듈(100)은 광을 송신/수신 시 원하지 않는 곳으로 오고 가는 빛을 제거하는 경통 구조로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송수신 모듈(100)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 각각 한 개씩 포함할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 경통(110) 및 제2 경통(120)은 수평으로 대응되는 위치에 구비될 수 있으며, 전면에 렌즈가 조립되고, 후면에 회로기판(130)이 조립될 수 있다. 예를 들어, 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)은 회로기판(130)과 나사(102)를 통해 나사 체결 방식으로 서로 조립되어 고정될 수 있으며, 렌즈는 전면에 형성된 홈에 조립후, 본딩하여 고정될 수 있다.

회로기판(130)은 제1 경통(110)과 대응되는 위치에 광원을 포함할 수 있다. 광원은 송신 광을 송신하며, 제1 경통(110)을 통과하여 리플랙터 어셈블리(200)을 통해 대상체를 향해 송신할 수 있다.

회로기판(130)은 제2 경통(120)과 대응되는 위치에서 수신 광을 전달받아 대상체에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회로기판(130)은 광원의 출력 및 펄스 반복률, 대상체에 대한 거리 정보를 계산할 수 있다.

회로기판(130)은 이미터(Emitter)(132), 디텍터(Detector)(134) 및 그라운드(136)를 포함할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이미터(132)는 송신 광을 송신할 수 있으며, 제1 경통(110)과 조립되어 제1 경통(110)을 통해 형성된 통로를 따라 송신 광을 송신할 수 있다.

디텍터(134)는 수신 광을 수신할 수 있으며, 제2 경통(120)과 조립되어 제2 경통(120)을 통해 형성된 통로를 따라 수신되는 수신 광을 수신할 수 있다.

그라운드(136)는 이미터(132) 및 디텍터(134)의 하단에 각각 복수개 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

배플(140)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 하측면에 슬라이딩 방식으로 조립되어 고정될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

배플(140)은 탈착 가능하도록 구현되어 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)과 분리될 수 있다.

송수신 모듈(100)은 송광 렌즈(112), 수광 렌즈(122), 회로기판(130) 및 배플(140)이 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 홈에 맞추어 조립되는 구조로 구현될 수 있다. 구체적으로, 송광 렌즈(112) 및 수광 렌즈(122)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 전면 홈에 조립 후 본딩되어 고정될 수 있다. 또한, 회로기판(130)은 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 후면에 나사 체결 방식으로 조립되어 고정될 수 있다.

따라서, 송수신 모듈(100)은 원하지 않는 방향의 수광을 막기 위해, 배플(140)의 위치를 최적화 시키고, 배플(140)의 구멍의 크기를 최소화, 배플(140)의 형상을 변형하여 노이즈를 최소화할 수 있다.

제1 경통(110) 및 제2 경통(120)은 하측면에 배플(140)이 고정되는 조립 홈을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 경통(110)은 송광 조립 홈(114)을 포함하며, 제2 경통(120)은 제1 수광 조립 홈(124) 및 제2 수광 조립 홈(126)을 포함한다.

송광 조립 홈(114)은 수광 조립부(146) 및 밴드 패스 필터(148)를 포함하는 송광 배플(141)이 조립되어 고정되는 홈으로서, 송광 배플(141)의 외측과 같은 형상으로 형성될 수 있다.

제1 수광 조립 홈(124)은 제1 수광 조립부(146)가 조립되어 고정되는 홈으로서, 제1 수광 조립부(146)의 외측과 같은 형상으로 형성될 수 있다.

제2 수광 조립 홈(126)은 밴드 패스 필터(148)가 조립되어 고정되는 홈으로서, 밴드 패스 필터(148)의 외측과 같은 형상으로 형성될 수 있다.

제1 경통(110)과 제2 경통(120)은 사이에 빈 틈을 형성할 수 있다. 여기서, 빈 틈은 제1 차폐 조립홈(151)이며, 제1 차폐 조립홈(151)에 차폐 조립부(150)가 조립될 수 있다.

제1 차폐 조립홈(151)은 제2 경통(120)에 형성되는 연결 라인(121)을 통해 제1 경통(110)과 연결되는 사이 빈 틈을 나타내며, 연결 라인(121)의 길이에 의해 폭이 결정될 수 있다. 이때, 연결 라인(121)은 제2 경통(120)에 형성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 경통(110)에 형성되어 제2 경통(120)과 연결될 수 있다.

도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 송광 배플을 나타내는 도면이고, 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 배플을 나타내는 도면이다.

도 7의 (a)를 참고하면, 송광 배플(141)은 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)를 포함한다. 구체적으로, 송광 배플(141)은 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)가 서로 이격되도록 구현되며, 이를 연결하는 배플 연결부(143)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송광 배플(141)은 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)를 연결하는 배플 연결부(143)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)가 각각 분리되어 제1 경통(110)에 조립될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배플 연결부(143)는 확장 가능하도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 배플 연결부(143)는 제1 경통(110)의 송광 조립 홈(114)에 조립 시 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144) 간의 간격을 조절하기 위해 확장 가능하도록 구현되며, 이에 따라 하나의 송광 배플(141)에 따라 복수의 제1 경통(110)에 적용될 수 있다. 이를 통해 송광 배플(141)은 제1 경통(110)에 적용 시 송광 조립 홈(114)의 크기에 따라 확장 가능하도록 구현될 수 있으며, 송광 배플(141)의 구멍 크기에 따라 제1 경통(110)에 조립 시 확장을 통해 별도의 추가적인 제작 없이 조립될 수 있다. 이때, 배플 연결부(143)는 슬라이딩 방식으로 확장될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7의 (a)를 참고하면, 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)는 상단이 일부 돌출된 형상으로 구현될 수 있다. 이때, 제1 송광 조립부(142) 및 제2 송광 조립부(144)의 상단이 일부 돌출된 형상은 제1 경통(110)에 조립되는 경우, 제1 경통(110)에 조립되는 위치에 형성되는 홈에 조립되어 고정될 수 있도록 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 송광 조립부(142)의 제1 송광 홈이 제2 송광 조립부(144)의 제2 송광 홈보다 크게 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 송광 홈 및 제2 송광 홈은 송광 렌즈(112)의 외측 형태와 같은 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 송광 홈 및 제2 송광 홈은 통과하는 송신 광의 방향성 및 직진성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 송광 홈 및 제2 송광 홈은 송신광의 이동을 제한하도록 구현될 수 있으며, 타원 형태로 형성될 수 있고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 송광 홈 및 제2 송광 홈은 송신 광이 유입되어 유출되는 방향으로 직경이 넓어지는 C-cut 형상으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7의 (b)를 참고하면, 수광 배플(145)은 수광 조립부(146) 및 밴드 패스 필터(148)를 포함한다. 구체적으로, 수광 배플(144)은 수광 조립부(146) 및 밴드 패스 필터(148)가 서로 이격되도록 제2 경통(120)에 조립될 수 있다.

수광 조립부(146)는 상단이 일부 돌출된 형상으로 구현될 수 있다. 이때, 수광 조립부(146)의 상단이 일부 돌출된 형상은 제2 경통(120)에 조립되는 경우, 제2 경통(120)에 조립되는 위치에 형성되는 홈에 조립되어 고정될 수 있도록 구현될 수 있다.

수광 조립부(146)의 수광 홈은 수광 렌즈(122)의 외측 형태와 같은 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수광 홈은 통과하는 송신 광의 방향성 및 직진성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 수광 홈은 수신광의 이동을 제한하도록 구현될 수 있으며, 타원 형태로 형성될 수 있고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

수광 홈은 수신 광이 유입되어 유출되는 방향으로 직경이 넓어지는 C-cut 형상으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송광 배플(141) 및 수광 배플(145)은 도 6의 제2 경통(110) 및 제1 경통(120)에 슬라이딩 방식으로 조립되어 고정될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배플(140)은 원하지 않는 방향의 송광을 막기 위해 송광 홈(aperture) 또는 수광 홈(aperture)에 C-cut을 넣어 중앙으로만 빛이 향하게 할 수 있다. 이때, 송광 홈(aperture) 또는 수광 홈(aperture)에 적용되는 형상은 C-cut으로 한정되는 것은 아니다.

도 8을 참고하면, 송수신 모듈(100)은 쉴드부(160)를 더 포함할 수 있다.

쉴드부(160)는 송신 광 및 수신 광의 시야각에 따라 배플(140)이 조립되기 위한 복수의 홈을 형성하는 제1 경통(110) 또는 제2 경통(120)의 적어도 일 측면을 둘러싸도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 쉴드부(160)는 제1 경통(110) 또는 제2 경통(120)을 일체로 감싸도록 구현되거나, 각각을 감싸도록 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

쉴드부(160)는 제1 경통(110) 또는 제2 경통(120)의 적어도 일 측면과 일정 거리 이격되도록 둘러싸며, 복수의 홈 중 배플(140)이 조립되지 않는 홈을 따라 송신 또는 수신되는 광이 외부로 이동하는 것을 제한할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 쉴드부(160)는 배플(140)이 조립되기 위한 복수의 홈 중 배플(140)이 조립되고 남은 홈에 의해 광이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해 그 홈을 막기 위해 조립되도록 구현될 수 있다. 이때, 쉴드부(160)는 배플(140)이 조립되고 남은 홈만 막도록 홈과 같은 형상으로 구현되어 조립되거나, 또는 제1 경통(110) 또는 제2 경통(120)의 적어도 일 측면을 모두 막도록 구현될 수 있다. 이때, 쉴드부(160)는 슬라이딩 방식으로 조립되도록 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 측면과 측면을 연결하도록 블록 형식으로 조립되도록 구현될 수도 있다.

도 9를 참고하면, 흡수체(128)는 제2 경통(120)의 내측에 형성될 수 있다. 구체적으로, 흡수체(128)는 내측의 마주보는 일 부분에 적용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡수체(128)는 제2 경통(120)의 렌즈 뒤쪽에 홈에 적용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 경통(120)은 노이즈의 광 경로에 광 흡수 물질인 흡수체(128)를 배치시킴에 따라 노이즈를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 흡수체(128)는 제1 경통(110)에 더 적용될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 리플랙터 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도 10을 참고하면, 리플랙터 어셈블리(200)은 미러 하우징(210), 제1 반사부(220), 미러 홀더부(230) 및 제2 반사부(240)를 포함한다.

리플랙터 어셈블리(200)는 미러 홀더부(230)에 제2 반사부(240)가 접착 조립될 수 있다.

미러 홀더부(230)는 미러 하우징(210)의 상단에 형성되는 조립 홈에 조립된 후, 양쪽 끝단에 베어링(232)을 조립 후, 제2 기어(234)를 조립하고, 고정 링(236)을 조립하여 미러 하우징(210)에 고정될 수 있다. 이때, 미러 홀더부(230)는 한쪽 끝단에 마그넷(238)이 조립될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

리플랙터 어셈블리(200)은 미러 하우징(210)에 제1 반사부(220)가 접착 조립될 수 있다. 이때, 제1 반사부(220)는 송수신 모듈(100)과 대응되는 위치에 구비될 수 있으며, 송수신 모듈(100)로부터 송신되는 송신 광을 전달받고, 대상체에 의한 반사된 수신 광을 송수신 모듈(100)로 전달할 수 있다.

리플랙터 어셈블리(200)은 미러 구동부(250)를 더 포함한다. 미러 구동부(250)는 미러 하우징(210) 조립 후, 제2 기어(234)에 조립될 수 있다. 구체적으로, 미러 구동부(250)는 미러 구동부(250)의 제1 기어(252)와 제2 기어(234)가 맞닿도록 조립될 수 있으며, 제1 기어(252)를 통해 제2 기어(234)에 회전 구동력을 제공할 수 있다.

도 11은 본 발명의 송수신 모듈에서 제2 경통 PD의 크기에 따른 수광 범위 레이아웃을 나타낸 참고도이다.

도 11에 도시된 송수신 모듈의 제1 경통과 제2 경통은 송광/수광 시 원하지 않는 방향으로 확산되는 광을 제거하기 위한 구조로 형성될 수 있다. 이때, 제1 경통과 제2 경통은 도 6과 같이 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

라이다 센서는 송광 및 수광되는 각도가 일치해야겠지만, 실제의 송수신 모듈의 경우, 다른 각도에서 이동하는 광에 따른 노이즈 신호가 존재할 수 있다. 이때, 라이다 센서의 제1 경통 및 제2 경통은 정확한 TOF와 빛의 세기를 측정하기 위해서는 목표하는 방향으로 송광 또는 수광이 될 수 있도록 하는 구조를 가질 필요가 있다.

수직으로 송광, 수광 되지 않는 빛을 제1 경통 및 제2 경통 밖으로 나가게 하여, 최종적으로 수광 신호를 오염시키지 않는 것이 중요하다. 도 11에 도시된 바와 같이, 원하지 않는 방향의 송광을 막기 위해, 제1 경통 및 제2 경통에 적용되는 배플의 개구부(Aperture)에 C-cut을 넣어 중앙으로만 빛이 향하게 구성하였다.

라이다 센서는 원하지 않는 방향의 수광을 막기 위해, 제1 경통 및 제2 경통의 배플의 위치를 최적화시키고, 배플 구멍의 크기를 최소화하며, 배플 형상을 변형하여 노이즈를 최소화할 수 있다.

구체적으로, 제1 경통은 송광 배플이 적용되는 개구부(Aperture)의 제1 송광 홈을 포함하는 제1 송광 조립부와 제2 송광 홈을 포함하는 제2 송광 조립부를 포함할 수 있다. 제1 경통에서, 광 경로를 제공하는 제1 송광 조립부와 제2 송광 조립부 각각 제1 송광 홈과 제2 송광 홈은 원, 타원, 트랙형 등으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 송광 홈의 크기는 제2 송광 홈의 크기에 비해 크게 구현되는 것이 바람직하다. 이때, 제1 송광 홈을 형성하는 제1 송광 조립부는 송광 렌즈쪽에 위치한다.

도 11의 (b) 및 도 12의 (c)를 참고하면, 송수광 모듈의 제2 경통은 광원(a)과 이격된 위치에 구현되며, 단면 A-A에 따른 단면이 단축의 종축(b), 단면 B-B에 따른 단면이 장축의 횡축(c)으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원(a)은 (0.5mm 내지 1.5 mm) x (0.5mm 내지 1.5 mm)로 구현될 수 있고, 종축(b)이 6mm 내지 8mm로 구현되고, 횡축(c)이 9mm 내지 11mm로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 광원(a)은 1mm x 1mm로 구현되고, 종축(b)은 7mm로 구현되며, 횡축(c)은 10.2mm로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

기존의 제1 경통의 시뮬레이션에 따른 결과를 분석한 결과에서, 미광(Stray Light)의 광량은 제1 경통의 반사 100%의 시뮬레이션결과와 시뮬레이션에 이용된 광원의 각도 분포에 의한 상대적인 값일 수 있으며, 제1 경통 및 기구물에 의한 노이즈 신호가 20°~27° 부근에서 발생되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 실제 반사율은 보다 작은 광량이겠지만 문제가 되는 24°각도와 비슷한 경향을 보일 수 있다.

따라서, 도 11을 참고하면, 제2 경통의 노이즈 감소를 위한 시뮬레이션(Simulation) 접근 방향으로 개구부(Aperture)의 크기를 수광 범위 배치(layout)에 맞추어 최소화할 수 있으며, 개구부(Aperture)의 위치를 최적화하고, 배플의 구조를 변경함에 따라 제2 경통의 노이즈를 감소시킬 수 있다.

이에, 제2 경통의 노이즈 감소를 위한 제2 경통의 다양한 형상은 이하의 도 12 내지 도 16을 참고하여 자세히 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기존의 제1 경통에 적용되는 배플의 형상을 수정한 경우, 송신 광을 분포를 나타내는 도면이다.

도 12를 참고하면, 송신 광의 분포는 모든 면에서 100% 반사로 설정한 것이다. 이때, 미광(Stray Light)에 의한 광량은 실제보다 과장시켜 확인한다.

미광(Stray Light)은 정규적 굴절 또는 반사 이외의 원인으로 생기는 바람직하지 않은 빛을 나타낸다.

기존의 제1 경통의 시뮬레이션에 따른 결과를 분석한 결과는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 작은 광량이지만, ±15 ° 근처에는 빛이 존재할 수 있다. 또한, 문제가 되는 24°에서 발생하는 노이즈와 ±15 ° 근처 빛은 측정 오차 등을 감안하여 각도 차이가 있을 수 있다고 판단된다. 또한, 라이다 센서의 효율이 좋은 경우, 작은 광량이라도 가까운 곳에서 반사되는 문제가 될 수 있다.

도 12를 참고하면, 제1 경통은 개구부(Aperture)를 2개 포함하도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 개구부(a)와 제2 개구부(b)를 포함할 수 있다.

이때, 제1 경통의 노이즈 감소 방안으로서, 제2 개구부(b)에 C-cut 을 추가하면 반사 면적이 적어져 ±15 °근처 빛이 감소함을 확인할 수 있다.

또한, 제1 경통의 반사율 50% 시뮬레이션 결과는 배플(Baffle)에 의한 다중 반사에 의한 노이즈 감소 확인할 수 있다.

도 13의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 경통의 구조를 나타내고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 13을 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 위치를 변경한 것으로서, 광원에 가까운 위치(c)에 구현될 수 있다. 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 2.6mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø3.2로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 3mm ~ 5mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 4mm로 구현될 수 있다.

도 13의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 14의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 경통의 구조를 나타내고, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 14를 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 위치를 변경한 것으로서, 광원에 가까운 위치(c)에 구현될 수 있다. 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 3.2mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø4.2로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 5mm ~ 7mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 6mm로 구현될 수 있다.

도 14의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 15의 (a)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 경통의 구조를 나타내고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 15를 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 위치를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 이격된 위치(c)에 구현될 수 있다. 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 4mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø5.4로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 7mm ~ 9mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 8mm로 구현될 수 있다.

도 15의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 16의 (a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제2 경통의 구조를 나타내고, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 16을 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 위치를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 이격된 위치(c)면서, 수광 렌즈가 가까운 위치에 구현될 수 있다. 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 5.3mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø7.6으로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 11mm ~ 13mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 12mm로 구현될 수 있다.

도 16의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 도 13 내지 도 16에서, 제2 경통의 수광 배플이 광원보다 먼 위치에 구현됨에 따라 종축(a)과 횡축(b)이 더 크게 구현되는 경우의 메인(Main) 신호와 미광(Stray Light)을 확인하였다.

도 13 내지 도 16을 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 수광 홈의 위치를 최적화한 결과를 확인하면 수광 홈의 위치에 따라 노이즈 각도가 변화하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제2 경통의 끝단으로부터 8mm 부근에서 노이즈가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

또한, 노이즈 발생 광 경로 분석하면, 제2 경통의 일부에 흡수체를 적용하여 노이즈가 제거되는 흡수체의 위치를 파악할 수 있으며, 흡수체의 위치에 반사되는 경로를 추적할 수 있다.

본 발명의 송수광 모듈은 송광/수광 시 소자로 향하지 않는, 난반사 되는 빛을 제거하는 기구물이다. 본 장치는, 정확한 거리 측정을 위해서, 빛의 왕복운동 시간인 ToF(Time of Flight)을 측정한다. 정확한 ToF 측정을 위해서는, 정확한 발광 시간/수광 시간을 필요로 한다. 정확한 발광 수광 시간을 알기 위해서는, 발광소자 -> 타겟물체 -> 수광소자로 들어오는 가장 다이렉트한 빛의 광로가 이상적이다. 실제는 난반사되어 더 늦게 들어오는 빛이 존재하며, 이는 실제 시그널에 노이즈가 되어, 최종적인 거리 측정에 왜곡을 발생 시킨다. 이를 위해 발수광 소자 중앙으로만 빛이 송광/수광되길 원하며, 그 외에 사이드(Side) 빛은 제거되는 것이 필요하다. 상기 실시예에 따르면, 제2 경통 모듈에 입사되는 광의 노이즈를 효과적으로 줄임으로써, 센서의 정확도를 높일 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경통의 -18°부근의 반사광 경로를 나타내는 도면이고, 도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경통의 36°부근의 반사광 경로를 나타내는 도면이다. 이때, 제2 경통은 도 15의 제2 경통의 구조가 적용될 수 있다.

도 17 및 도 18을 참고하면, 노이즈 발생 광 경로를 분석한 결과를 확인하면, 도 15에 따른 제2 경통의 경우에서 제2 경통의 상단 수광 렌즈 근처 부근의 반사광이 -23° 노이즈를 경통 하단부의 반사광이 +30° 의 노이즈를 만드는 것으로 확인할 수 있다.

노이즈 감소시키기 위해, 노이즈 광 경로의 제2 경통의 위치에 흡수 물질을 배치시킬 수 있다. 또한, 노이즈를 퍼트려 광량을 줄이는 방식으로 배플의 형태나 기구 표면의 형태를 변경할 수도 있다.

이에, 제2 경통의 노이즈 감소를 위한 제2 경통의 배플의 다양한 형상은 이하의 도 19 내지 도 22를 참고하여 자세히 설명한다.

도 19의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 경통의 배플의 형태를 나타내고, 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 19를 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 형태를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 떨어진 위치(c)에 구현될 수 있다. 여기서, 제2 경통은 도 15의 제2 경통의 구조와 위치가 적용된 것으로, 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 4mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø5.4로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 7mm ~ 9mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 8mm로 구현될 수 있다. 또한, 제2 경통의 수광 배플은 경사면(d)이 추가된 형태로 구현될 수 있다.

도 19의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 36° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 20의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 경통의 배플의 형태를 나타내고, 도 20의 (b)는 도 20의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 20을 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 형태를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 떨어진 위치(c)에 구현될 수 있다. 여기서, 제2 경통은 도 15의 제2 경통의 구조와 위치가 적용된 것으로, 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 4mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø5.4로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 7mm ~ 9mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 8mm로 구현될 수 있다. 또한, 제2 경통의 수광 배플은 경사면(d)에 스텝(Step)이 추가된 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 경사면(d)에 스텝(Step)은 수광 렌즈쪽으로 갈수록 지름이 넓어지면서 계단 형태로 구현될 수 있다.

도 20의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 21의 (a)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 경통의 배플의 형태를 나타내고, 도 21의 (b)는 도 21의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 21을 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 형태를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 떨어진 위치(c)에 구현될 수 있다. 여기서, 제2 경통은 도 15의 제2 경통의 구조와 위치가 적용된 것으로, 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 4mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø5.4로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 7mm ~ 9mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 8mm로 구현될 수 있다. 또한, 제2 경통의 수광 배플은 도 19에 따른 제2 경통의 배플 형태에 광원이 위치하는 쪽의 경사면(d)에 스텝(Step)이 추가된 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 광원이 위치하는 쪽의 경사면(d)에 스텝(Step)이 추가된 형태는 광원쪽으로 갈수록 지름이 넓어지면서 계단 형태를 나타낼 수 있다.

도 21의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

도 22의 (a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제2 경통의 배플의 형태를 나타내고, 도 22의 (b)는 도 22의 (a)에 따른 광의 분포를 나타내는 도면이다.

도 22를 참고하면, 제2 경통의 수광 배플의 형태를 변경한 것으로서, 광원에서 일정 거리 떨어진 위치(c)에 구현될 수 있다. 여기서, 제2 경통은 도 15의 제2 경통의 구조와 위치가 적용된 것으로, 예를 들어, 수광 배플의 수광 홈은 종축(a)이 4mm로 구현되고, 횡축(b)의 지름이 ø5.4로 구현될 수 있다. 이때, 수광 배플은 광원에서 7mm ~ 9mm 떨어진 위치(c)에 위치하도록 구현될 수 있으며, 바람직하게는 8mm로 구현될 수 있다. 또한, 제2 경통의 수광 배플은 5mm 위치에 수광 홈을 추가된 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제2 경통은 광원에서, 5mm 및 8mm 떨어진 위치에 각각 수광 홈이 추가될 수 있다.

도 22의 (b)를 참고하면, 상술한 제2 경통의 수광 배플에 따른 광의 분포는 메인(Main) 신호가 0 °인 경우에 가장 강하게 나타났으며, 그 주위로 미광(Stray Light)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 대략적으로, 미광(Stray Light)은 0°내지 ± 50° 근처에서 빛이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 라이다 센서는 제1 경통에 수광 홈이 형성되는 수광 배플에 C-cut을 추가하는 경우, ±15°근처의 노이즈를 감소시킬 수 있다. 또한, 라이다 센서는 제2 경통의 내부에 광을 흡수하는 흡수 물질을 배치하여 노이즈를 감소시킬 수 있으며, 제2 경통에 적용되는 수광 배플의 형태나 표면 형태를 변경하여 노이즈를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 8mm 위치의 수광 홈, 수광 홈에서 수광 렌즈 쪽 경사면 계단식 형태의 조합에서 노이즈가 가장 낮은 결과를 보임을 확인할 수 있다. 또한, 표면 형태를 더 세분화하여 노이즈 퍼짐을 제거하는데에 도움이 될 수 있다.

[전자 방해 잡음 및 빛샘을 차폐하여 노이즈를 제거하는 라이다 센서]

[발명의 구성]

제2 차폐 조립홈(138)은 이미터(132) 및 디텍터(134)가 형성되는 사이에 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

종래의 레이저 다이오드(Laser Diode)의 고속 펄싱(Pulsing)은 제2 경통의 바이어스 불안정(Bias Instability)을 야기하며, 신호 노이즈(Signal Noise를 만들어내는 문제가 있다. 또한, 발광한 빛이 바로 제2 경통쪽으로 새게 되면, 제2 경통에는 의도치 않은 빛으로 인해 활성화가 발생하는 문제가 있다.

이에 따라 본 발명의 송수신 모듈(100)의 차폐 조립부(150)는 상술한 종래의 방사 노이즈에 따른 전자 방해 잡음(EMI, Electro Magnetic Interference)을 차폐하고, 활성화에 의해 발생하는 형상을 원천적으로 차단할 수 있다.

송수신 모듈(100)은 차폐 조립부(150)를 통해 방사 노이즈를 제거할 수 있다.

차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 분리하는 격판, 패라이트 시트, 그라운드 연결을 통해, 방사 노이즈를 제거할 수 있다.

또한, 차폐 조립부(150)는 회로기판(130) 간 격리를 통해 빛샘을 차폐할 수 있다.

또한, 차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120) 사이에 형성되는 제1 차폐 조립홈(151)에 의해 제1 경통(110) 및 제2 경통(120) 사이에 고정될 수 있다. 이때, 여기서, 제1 차폐 조립홈(151)은 차폐 조립부(150)의 폭과 같은 폭으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 차폐 조립부(150)의 폭과 같거나 크도록 형성될 수 있다.

회로기판(130)은 차폐 조립부(150)가 관통되어 고정되기 위한 제2 차폐 조립홈(138)을 포함한다. 여기서, 제2 차폐 조립홈(138)은 차폐 조립부(150)의 폭과 같은 폭으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 차폐 조립부(150)의 폭과 같거나 크도록 형성될 수 있다.

도 24의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 구성 일부를 분해한 형상을 나타내는 도면이고, 도 24의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경통 및 제2 경통에 차폐 조립부가 적용된 형상을 나타내는 도면이다.

도 24의 (a)를 참고하면, 송수신 모듈(100)은 제1 경통(110), 제2 경통(120), 회로기판(130) 및 차폐 조립부(150)를 포함한다. 이때, 송수신 모듈(100)은 회전 모듈 어셈블리(20)의 송수신 조립 지지부(23)의 상단에 조립되어 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예예 따르면, 송수신 모듈(100)은 송수신 조립 지지부(23)의 상단에 형성된 돌출된 형상들 사이에 구비될 수 있다. 구체적으로, 송수신 모듈(100)은 송수신 조립 지지부(23)에 형성된 복수의 원형 홀에 회로기판(130)의 그라운드(138)가 조립되어 고정될 수 있으며, 회로기판(130)의 제2 차폐 조립홈(138)을 기준으로 제1 경통(110)이 구비되는 상측면과 제2 경통(120)이 구비되는 상측면의 사이로 길이 방향의 홈이 형성될 수 있다.

제1 경통(110), 제2 경통(120) 및 회로기판(130)은 나사(102)를 통해 나사 체결 방식으로 서로 조립되어 고정될 수 있다. 구체적으로, 제1 경통(110), 제2 경통(120) 및 회로기판(130)은 각각에 형성되는 나사체결홈에 나사(102)가 체결되어 서로 고정될 수 있으며, 나사체결홈은 회로기판(130)과 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)이 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

차폐 조립부(150)는 제1 차폐부(152), 제2 차폐부(154) 및 분리부(156)를 포함한다. 구체적으로, 차폐 조립부(150)는 제1 차폐부(152), 제2 차폐부(154) 및 분리부(156)가 서로 조립되어 회로기판(130)에 형성되는 제2 차폐 조립홈(138)과 제1 경통(110) 및 제2 경통(120) 사이에 형성되는 제1 차폐 조립홈(151)의 조립되어 고정될 수 있다.

도 24의 (b)를 참고하면, 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)은 사이에 차폐 조립부(150)가 조립되도록 제1 차폐 조립홈(151)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐 조립홈(151)은 제1 경통(110)과 제2 경통(120)이 연결 라인(121)에 의해 사이가 일정 거리 이격되도록 연결되며, 연결 라인(121)에 의해 이격된 틈을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차폐 조립부(150)는 제1 차폐 조립홈(151)에 슬라이딩 방식으로 탈착 가능하도록 구현될 수 있다. 이때, 차폐 조립부(150)는 제1 차폐부(152), 제2 차폐부(154) 및 분리부(156) 각각에 형성되는 제1 절삭부, 제2 절삭부 및 제4 절삭부가 연결 라인(121)과 조립되도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 연결 라인(121)은 제1 절삭부, 제2 절삭부 및 제4 절삭부의 형상과 같게 형성되어 제1 경통(110)과 제2 경통(120)을 연결하도록 형성될 수 있으며, 차폐 조립부(150)와 빈틈이 없도록 조립되어 차폐 조립부(150)를 제1 경통(110)과 제2 경통(120) 사이에 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예예 따르면, 송수신 모듈(100)은 제1 기판(2020)의 상단에 형성된 돌출된 형상들 사이에 구비될 수 있다. 구체적으로, 송수신 모듈(100)은 제1 기판(2020)에 형성된 복수의 원형 홀에 회로기판(130)의 그라운드(138)가 조립되어 고정될 수 있으며, 회로기판(130)의 제2 차폐 조립홈(138)을 기준으로 제1 경통(110)이 구비되는 상측면과 제2 경통(120)이 구비되는 상측면의 사이로 길이 방향의 홈이 형성될 수 있다.

제1 경통(110)과 제2 경통(120)은 사이에 빈 틈을 형성할 수 있다. 여기서, 빈 틈은 제1 차폐 조립홈(151)이며, 제1 차폐 조립홈(151)에 차폐 조립부(150)가 조립될 수 있다. 구체적으로, 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)은 사이에 차폐 조립부(150)가 조립되도록 제1 차폐 조립홈(151)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐 조립홈(151)은 제1 경통(110)과 제2 경통(120)이 연결 라인에 의해 사이가 일정 거리 이격되도록 연결되며, 연결 라인에 의해 이격된 틈을 나타낸다.

제1 차폐 조립홈(151)은 제2 경통(120)에 형성되는 연결 라인을 통해 제1 경통(110)과 연결되는 사이 빈 틈을 나타내며, 연결 라인의 길이에 의해 폭이 결정될 수 있다. 이때, 연결 라인은 제2 경통(120)에 형성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 경통(110)에 형성되어 제2 경통(120)과 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차폐 조립부(150)는 제1 차폐 조립홈(151)에 슬라이딩 방식으로 탈착 가능하도록 구현될 수 있다. 이때, 차폐 조립부(150)는 제1 차폐부(152), 제2 차폐부(154) 및 분리부(156) 각각에 형성되는 제1 절삭부, 제2 절삭부 및 제4 절삭부가 연결 라인과 조립되도록 구현될 수 있다. 구체적으로, 연결 라인은 제1 절삭부, 제2 절삭부 및 제4 절삭부의 형상과 같게 형성되어 제1 경통(110)과 제2 경통(120)을 연결하도록 형성될 수 있으며, 차폐 조립부(150)와 빈틈이 없도록 조립되어 차폐 조립부(150)를 제1 경통(110)과 제2 경통(120) 사이에 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 차폐부(152)는 8개의 면을 형성할 수 있으며, 제2 차폐부(154)는 10개의 면을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 절삭부는 제2 절삭부보다 절삭된 면적이 더 넓도록 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

분리부(156)는 10개의 면을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 절삭부, 제2 절삭부 및 제4 절삭부는 서로 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 돌출부, 제2 돌출부 및 제3 돌출부는 서로 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차폐 조립부(150)는 전기아연도금강판으로 구현될 수 있다. 여기서, 전기아연도금강판은 냉연강판 또는 열연강판 표면에 아연 피복을 입혀 내식성을 높인 강판을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차폐 조립부(150)는 회로기판(130)을 관통하도록 조립되어 고정될 수 있다. 구체적으로, 차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 분리하도록 제1 경통(110) 및 제2 경통(120) 사이에 조립될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 분리하도록 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)의 사이에서 조립되어 회로기판(130)의 중심에 형성된 조립 홈에 관통되어 고정될 수 있으며, 이를 통해 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 분리하여 노이즈 제거를 수행할 수 있다.

상부 납땜부(158)는 동심원 형태로 퍼지는 방사를 회로기판(130)의 끝단에서 막을 수 있다.

하부 납땜부(159)는 상부 납땜부(158)와 같이 동심원 형태로 퍼지는 방사를 회로기판(130)의 끝단에서 막을 수 있으며, 회로기판(130)의 접지(GND, Ground)에 바로 연결 시켜 방사파를 바로 접지로 연결 시켜줄 수 있다.

상부 납땜부(158)는 제2 경통(120)과 마주보는 방향의 측면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상부 납땜부(158)는 분리부(156)가 제2 차폐부(154)와 맞닿도록 조립 시 제2 차폐부(154)와 조립되는 방향으로 일부 노출된 형상으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상부 납땜부(158)는 회로기판(130)을 기준으로 송수신 모듈(100)이 구비되는 반대 측면에 형성될 수 있다.

도 25의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 조립부의 제1 차폐부를 나타내는 도면이고, 도 25의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 조립부의 제2 차폐부를 나타내는 도면이고, 도 25의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 조립부의 분리부를 나타내는 도면이다.

도 25의 (a)를 참고하면, 제1 차폐부(152)는 8개의 면을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 차폐부(152)의 일측단이 일부 절삭된 제1 절삭부는 면(1521)과 면(1522)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 절삭부는 서로 인접한 면(1520)과 면(1523)이 서로 만나는 부분이 절삭된 형태로 형성되어, 면(1521)과 면(1522)을 형성할 수 있다.

제1 차폐부(152)의 일측단이 일부 돌출된 제1 돌출부는 면(1524), 면(1525)과 면(1526)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 돌출부는 서로 인접한 면(1524)과 면(1527)이 서로 만나는 부분에서 일부 돌출된 형태로 형성되어 면(1524), 면(1525)과 면(1526)을 형성할 수 있다.

도 25의 (b)를 참고하면, 제2 차폐부(154)는 10개의 면을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 차폐부(152)의 일측단이 일부 절삭된 제2 절삭부는 면(1541)과 면(1542)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 절삭부는 서로 인접한 면(1540)과 면(1543)이 서로 만나는 부분이 절삭된 형태로 형성되어, 면(1541)과 면(1542)을 형성할 수 있다.

제2 차폐부(152)의 일측단이 일부 절삭된 제3 절삭부는 면(1544)과 면(1545)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제3 절삭부는 서로 인접한 면(1543)과 면(1546)이 서로 만나는 부분이 절삭된 형태로 형성되어, 면(1544)과 면(1545)을 형성할 수 있다.

제1 차폐부(152)의 일측단이 일부 돌출된 제2 돌출부는 면(1546), 면(1547)과 면(1548)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 돌출부는 서로 인접한 면(1546)과 면(1549)이 서로 만나는 부분에서 일부 돌출된 형태로 형성되어 면(1546), 면(1547)과 면(1548)을 형성할 수 있다.

도 25의 (c)를 참고하면, 분리부(156)는 10개의 면을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

분리부(156)의 일측단이 일부 절삭된 제4 절삭부는 면(1561)과 면(1562)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제4 절삭부는 서로 인접한 면(1560)과 면(1563)이 서로 만나는 부분이 절삭된 형태로 형성되어, 면(1561)과 면(1562)을 형성할 수 있다.

분리부(156)의 일측단이 일부 돌출된 제3 돌출부는 면(1568), 면(1567)과 면(1564)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제3 돌출부는 서로 인접한 면(1569)과 면(1564)이 서로 만나는 부분에서 일부 돌출된 형태로 형성되어 면(1568), 면(1567)과 면(1564)을 형성할 수 있다.

제3 돌출부의 일측단이 일부 돌출된 제4 돌출부는 면(1566), 면(1565)과 면(1564)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제4 돌출부는 서로 인접한 면(1567)과 면(1564)이 서로 만나는 부분에서 일부 돌출된 형태로 형성되어 면(1566), 면(1565)과 면(1564)을 형성할 수 있다.

도 26을 참고하면, 차폐 조립부(150)는 회로기판(130)을 관통하도록 조립되어 고정될 수 있다. 구체적으로, 차폐 조립부(150)는 제1 경통(110) 및 제2 경통(120)을 분리하도록 제1 경통(110) 및 제2 경통(120) 사이에 조립될 수 있다.

도 26을 참고하면, 상부 납땜부(158)는 제2 경통(120)과 마주보는 방향의 측면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상부 납땜부(158)는 분리부(156)가 제2 차폐부(154)와 맞닿도록 조립 시 제2 차폐부(154)와 조립되는 방향으로 일부 노출된 형상으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상부 납땜부(158)는 회로기판(130)을 기준으로 송수신 모듈(100)이 구비되는 반대 측면에 형성될 수 있다.

[단차와 빛반사율을 이용하여 수평 각도를 측정하는 라이다 센서]

[발명의 구성]

회전 모듈 어셈블리(20)는 송수신 모듈(100)을 회전시키며, 수광량의 차이를 인식하여 산출한 회전수 및 회전 각도를 기반으로 각도분해능을 획득할 수 있다.

각도분해능은 동일 거리에 존재하는 두 목표물을 서서히 근접시킬 때 레이다가 두 목표물을 판별하여 얻은 최소의 각도 차를 나타낸다.

도 27은 회전 모듈 어셈블리(20)의 회전부(22)와 고정 모듈(30)을 분해한 분해도를 나타낸다.

도 27을 참고하면, 회전부(22)는 기판 조립체(2000), 수신 시트(2100), 전력 전송 조립체(2200), 회전 프레임(2300), 슬릿 고정부(2400) 및 베어링(2500)을 포함한다.

기판 조립체(2000)는 적어도 하나의 층으로 구현되어 송수신 모듈(100)이 일측에 조립되고, 송수신 모듈(100)이 조립되는 반대 측면에 센서부(2062)가 고정될 수 있다.

기판 조립체(2000)는 제1 기판(2020), 제2 기판(2040) 및 제3 기판(2060)을 포함한다.

제1 기판(2020)은 송수신 모듈이 조립되도록 적어도 하나의 조립 돌출부를 포함할 수 있다.

제2 기판(2040)은 제1 기판에 적층될 수 있다.

제2 기판(2040)은 데이터를 양 방향으로 송수신하기 위한 송수신기를 더 포함할 수 있다.

제2 기판(2040)은 송신 광 및 수신 광과 센서부(2062)를 통해 송수신되는 광의 간섭을 차폐하도록 구현될 수 있다.

제3 기판(2060)은 제2 기판(2040)에 적층되며, 전력 전송 조립체(2200)로부터 전력을 전달할 수 있다.

기판 조립체(2000)는 적어도 하나의 슬릿(2440) 또는 고정부(2420)의 경계에 의해 반사되는 수광량를 이용하여 산출된 회전 모듈 어셈블리(20)의 회전수 및 회전 각도를 기반으로 각도분해능을 획득할 수 있다.

수신 시트(2100)는 센서부(2062)가 고정되는 기판 조립체(2000)의 측면과 이격되도록 조립될 수 있다.

전력 전송 조립체(2200)는 회전 프레임(2300) 및 슬릿 고정부(2400)의 내측에 형성되는 홀을 관통하여 연결되도록 조립될 수 있다.

전력 전송 조립체(2200)는 전력 수신부(2220) 및 전력 송신부(2240)를 포함한다.

전력 수신부(2220)는 회전 프레임(2300)의 내측을 관통하도록 조립되어 고정되고, 전력을 수신하여 기판 조립체(2000)로 전달할 수 있다.

전력 송신부(2240)는 회전 프레임(2300)의 내측을 관통하여 전력 수신부(2220)와 조립되어 고정되며, 전력 수신부(2220)로 전력을 송신할 수 있다.

회전 프레임(2300)은 고정 모듈(30)에 적어도 일부가 맞닿도록 고정되며, 기판 조립체(2000) 및 수신 시트(2100)가 내측에 조립되어 회전할 수 있다.

슬릿 고정부(2400)는 회전 프레임(2300)의 내측에 적어도 일부가 유입되어 센서부(2062)와 대응되도록 고정될 수 있다.

슬릿 고정부(2400)는 고정부(2420) 및 슬릿(2440)을 포함한다.

슬릿 고정부(2400)는 고정 모듈(30)의 상단에 고정되고, 회전 프레임(2300)은 회전 가능하도록 구현될 수 있다. 이때, 회전 프레임(2300)은 밸트 구조를 통해 회전이 수행될 수 있다.

고정부(2420)는 고정 모듈(30)에 고정될 수 있다.

슬릿(2440)은 고정부(2420)의 일측면에 조립되며, 센서부(2062)에 의해 송신된 광을 반사할 수 있다. 슬릿(2440)은 고정부(2420)의 일측면에 적어도 하나 조립될 수 있다.

슬릿(2440)은 복수 개가 구비되는 경우 면적이 서로 같거나, 또는 일부 상이하도록 구현되어 고정부(2420)의 일측면을 따라 일정 간격을 형성하도록 조립될 수 있다.

슬릿(2440)은 고정부(2420)와의 높낮이에 따른 경계를 기반으로 회전 모듈 어셈블리(20)의 회전 각도 및 회전수를 산출하도록 고정부(2420)와 높낮이를 형성하도록 조립될 수 있다.

베어링(2500)은 회전 모듈 어셈블리(20)의 중심 축을 고정시키며, 중심 축의 자중과 중심 축에 걸리는 하중을 지지할 수 있다.

베어링(2500)은 슬릿 고정부(2400)와 회전 프레임(2300)의 사이에 구비될 수 있다.

도 28을 참고하면, 기판 조립체(2000)는 제1 기판(2020), 제2 기판(2040) 및 제3 기판(2060)을 포함한다.

제1 기판(2020)은 송수신 모듈(100)이 상측면에 조립될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(2020)은 상단에 SRA, jT 등의 부품이 가장자리 측에 조립되며, 그 사이에 송수신 모듈(100)이 조립될 수 있다.

구체적으로, 제1 기판(2020)은 회로기판(130)의 그라운드(136)가 조립되어 고정될 수 있도록 복수의 원형 홀이 형성될 수 있으며, 회로기판(130)에 형성되는 제2 차폐 조립홈(138)을 기준으로 송수신 모듈(100)의 제1 경통(110)과 제2 경통(120)이 구비되는 사이에 길이 방향의 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 길이 방향의 홈은 제1 경통(110)과 제2 경통(120) 사이의 이격된 거리 만큼의 폭으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기판(2020)은 Amp 보드로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 제1 기판(2020)은 Laser Diode 고속 Pulsing, Laser 신호 수광 후 미세한 신호를 증폭하여 TDC(Time-to-digital Converter)에 전달할 수 있다.

제1 기판(2020)은 제2 기판(2040) 및 제3 기판(2060)과 조립되어 고정되도록 고정 홈을 적어도 2개 포함할 수 있다.

제2 기판(2040)은 제1 기판(2020) 및 제3 기판(2060) 사이에 조립될 수 있다.

제2 기판(2040)은 제1 기판(2020) 및 제3 기판(2060)과 조립되어 고정되도록 고정 홈을 적어도 2개 포함할 수 있다. 이때, 제2 층 기판(2040)에 형성되는 고정 홈은 외측으로 일부 개방된 형태로 형성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(2040)은 MCU 보드로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 제2 기판(2040)은 상부파트(Laser Diode, Photodiode, Step Motor)의 모든 기능을 제어할 수 있으며, TDC가 MCU로 빛의 왕복시간(Time-of-flight)과 돌아온 빛의 세기(Intensity)를 전달할 수 있다. 제2 기판(2040)은 빛의 왕복시간(Time-of-flight)과 돌아온 빛의 세기(Intensity)를 기반으로 거리값을 계산할 수 있다. 여기서, 상부파트는 송수신 모듈(100) 및 리플랙터 어셈블리(200)를 나타낼 수 있다.

제3 기판(2060)은 제1 기판(2020) 및 제2 기판(2040)과 조립되어 고정되도록 고정 홈을 적어도 2개 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 기판(2060)은 WPT 보드로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 제3 기판(2060)은 무선 전력을 공급 받을 수 있다. 예를 들어, 제3 기판(2060)은 3.3V, 5V, 30V를 생성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 기판(2020), 제2 기판(2040) 및 제3 기판(2060)은 고정 홈이 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 제1 기판(2020) 및 제3 기판(2060)의 양 측에서 나사 체결 방식으로 조립되어 고정될 수 있다.

제3 기판(2060)은 일측단에 센서부(2062)가 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예예 따르면, 센서부(2062)는 포토인터럽터 센서(Photointerruptor Sensor)로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 포토인터럽터 센서(Photointerruptor Sensor)는 발광 소자와 수광 소자를 1개의 패키지에 마주보도록 배열하고, 그 사이를 검출물이 통과할 때 빛이 차단되는 현상을 통해 물체의 유무를 검출할 수 있다.

도 29를 참고하면, 슬릿 고정부(2400)는 고정부(2420) 및 슬릿(2440)을 포함한다.

구체적으로, 슬릿 고정부(2400)는 고정부(2420)의 상단에 복수의 슬릿(2440)이 조립되도록 구현될 수 있다. 이때, 슬릿(2440)은 복수개가 조립되는 경우 간격과 면적이 서로 동일하게 구현되거나, 간격 또는 면적이 서로 상이하게 구현될 수 있다. 따라서, 슬릿(2440)의 형상은 필요에 의해 변경 가능하도록 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬릿(2440)은 하얀색으로 형성될 수 있고, 고정부(2420)는 검은색으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

슬릿(2440)은 고정부(2420)의 상단을 따라 조립되며 일정 높이를 형성할 수 있다. 이에 따라, 슬릿 고정부(2400)는 슬릿(2440)과 고정부(2420)의 서로 다른 간격과 높낮이와 색상의 차이를 기반으로 회전 수 및 세부 각도를 산출할 수 있도록 구현될 수 있다.

구체적으로, 회전 수는 센서부(2062)에서 반사된 슬릿(2440)의 개수를 기반으로 산출할 수 있으며, 세부 각도는 슬릿(2440)과 고정부(2420)의 경계를 기반으로 산출할 수 있다.

따라서, 슬릿 고정부(2400)는 고정부(2420) 및 슬릿(2440)이 서로 다른 높낮이를 형성함에 따라 에러율이 감소되는 효과를 도출할 수 있다.

도 30을 참고하면, 회전 모듈 어셈블리(20)는 고정 모듈(30)의 상단에 조립될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

기판 조립체(2000)의 제3 기판(2060)에 고정된 센서부(2062)는 슬릿 고정부(2400)와 대응되는 위치에 조립될 수 있다.

전력 전송 조립체(2200)는 고정 모듈(30)의 상단에 고정되며, 회전 프레임(2300)의 일부를 관통하도록 고정될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 31을 참고하면, 센서부(2062)에 의해 송신된 광은 검은색으로 형성되는 고정부(2420)에 송신되는 경우 반사가 이루어지지 않아 0이 도출되며, 하얀색으로 형성되는 슬릿(2440)에 송신되는 경우 반사가 이루어져 1이 도출될 수 있다.

베어링(2500)은 고정부(2420)와 회전 프레임(2300)의 사이에 형성될 수 있다. 구체적으로, 고정부(2420)는 내측에서 외측 방향으로 홈이 형성될 수 있으며, 형성된 홈에 베어링(2500)이 조립되어 고정될 수 있다.

회전 모듈 어셈블리(20)는 슬릿 고정부(2400)의 고정부(2420)와 슬릿(2440)의 단차와 색상의 차이가 기구적으로 정확한 지점에 있도록 구현될 수 있으며, 센서부(2062)가 상술한 단차와 색상, 반사율로 인한 수광양의 차이를 인식할 수 있다.

따라서, 라이다 센서(1)는 거리 측정 시, 거리값, 수평 각도, 수직 각도 값을 통해 물체의 3차원 공간 상 위치를 계산하게 된다. 고속으로 수평 회전 시, photointerruptor sensor를 사용하여, 타겟 물체의 빛 반사율의 대비를 통해 세밀한 각도 분해능을 얻을 수 있다. 의도한 기구 단차와 색깔이, 기구적으로 정확한 지점에 있어야 하고, PI sensor가 해당 단차/색깔/반사율로 인한 수광양 차이를 인식하도록 동작할 수 있다.

빛 반사율의 대비는 기구적 높이 단차와 재질의 색깔과 반사율로 구현 가능하다. 예를 들어, 2% 반사지, 재귀 반사지가 있다. 또한, 슬릿이 늘어날 수록, 기구적으로 구현할 수 있는 한도내에서 각도분해능이 개선된다. 빛 반사량을 Photointerruptor 로 확인 후 각도 보정에 적용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 송수신 모듈;

상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리;

상기 송수신 모듈의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현되는 회전 모듈 어셈블리; 및

상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 라이다 센서.
제1항에 있어서,

상기 송수신 모듈은,

상기 송신 광이 이동하는 통로를 제공하며, 전면에 송신 렌즈가 조립되는 제1 경통;

상기 제1 경통의 일측면에서 이격 배치되며, 상기 수신 광이 이동하는 통로를 제공하고, 전면에 수신 렌즈가 조립되는 제2 경통;

상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 후면에 조립되며, 상기 송신 광을 송신하고, 상기 수신 광을 전달받아 상기 대상체까지의 거리 정보를 획득하는 회로기판; 및

상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 일 측면에서 조립되며, 상기 송신 광 및 상기 수신 광에 의한 노이즈를 제거하는 배플을 포함하는 라이다 센서.
제2항에 있어서,

상기 배플은,

상기 제1 경통에 조립되며, 상기 송신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 송광 배플; 및

상기 제2 경통에 조립되며, 상기 수신 광이 통과하는 적어도 하나의 홈이 형성되는 수광 배플을 포함하고,

상기 배플은 상기 제2 경통 및 상기 제1 경통의 하측면 각각에 형성된 조립 홈에 슬라이딩 방식으로 조립되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제3항에 있어서,

상기 송광 배플은,

제1 송광 홈을 포함하는 제1 송광 조립부; 및 상기 제1 송광 홈보다 홈의 면적이 작게 형성되는 제2 송광 홈을 포함하는 제2 송광 조립부를 포함하고,

상기 제1 송광 조립부가 상기 제2 송광 조립부보다 전면에 배치되도록 상기 제1 경통에 조립되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제4항에 있어서,

상기 제1 송광 홈 및 상기 제2 송광 홈은,

기 설정된 방향으로만 상기 송신 광이 이동하도록 상기 송신 렌즈 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현되고, 가장자리 또는 구석이 비스듬하게 깎여 사면 또는 둥그런 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제3항에 있어서,

상기 수광 배플은,

수광 홈을 포함하는 수광 조립부; 및

상기 수광 조립부의 후단에 이격된 위치에 배치되도록 상기 제2 경통에 조립되며, 기 설정된 주파수 성분을 갖는 상기 수신 광만을 통과시키는 밴드 패스 필터를 포함하고,

상기 수광 홈은 기 설정된 방향으로만 상기 수신 광이 이동하도록 상기 수신 렌즈 방향으로 지름이 증가함에 따른 경사가 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제6항에 있어서,

상기 수광 조립부는,

상기 수신 광의 수광 범위에 따라 기 설정된 크기로 설계되며, 상기 회로기판과 이격된 위치에 형성되는 상기 수광 홈을 기준으로 상기 회로기판이 구비되는 방향 또는 상기 수광 렌즈가 구비되는 방향으로 계단 형상의 경사가 형성되며,

상기 수광 홈은 상기 회로기판과의 거리가 7mm 내지 9mm로 구현되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제3항에 있어서,

상기 송광 배플은,

송광 홈을 포함하는 복수의 송광 조립부를 포함하고, 상기 복수의 송광 조립부가 상기 제1 경통에 일직선상에 위치하도록 조립되며,

상기 수광 배플은 수광 홈을 형성하는 복수의 수광 조립부를 포함하며, 상기 복수의 수광 조립부가 상기 제2 경통에 일직선상에 위치하도록 조립되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제2항에 있어서,

상기 송수신 모듈은,

상기 송신 광 및 수신 광의 시야각에 따라 상기 배플이 조립되기 위한 복수의 홈을 형성하는 상기 제1 경통 또는 상기 제2 경통의 적어도 일 측면을 둘러싸는 쉴드부를 더 포함하고,

상기 쉴드부는 상기 제1 경통 또는 제2 경통의 적어도 일 측면과 일정 거리 이격되도록 둘러싸며, 상기 복수의 홈 중 상기 배플이 조립되지 않는 홈을 따라 송신 또는 수신되는 광이 외부로 이동하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제2항에 있어서,

상기 제2 경통은,

상기 배플 및 상기 수신 렌즈 사이의 내측에 길이 방향으로 형성되는 홈에 배치되는 흡수체를 더 포함하고,

상기 흡수체는 수신되는 광 중 상기 흡수체가 형성되는 방향으로 이동하는 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제2항에 있어서,

상기 리플랙터 어셈블리는,

상기 송수신 모듈이 하단 일측에 조립되는 미러 하우징;

상기 미러 하우징의 하단 일측에서, 상기 송수신 모듈과 대응되는 위치에 구비되는 제1 반사부;

상기 미러 하우징에 형성되는 조립 홈에 조립되어 상기 미러 하우징에 고정되는 미러 홀더부;

상기 제2 반사부의 반사 방향을 조정하도록 상기 미러 홀더부로 회전 구동력 제공하는 미러 구동부; 및

상기 미러 홀더부의 일측면에 고정되어 상기 미러 홀더부의 동작에 의해 회전하며, 상기 송신 광을 상기 대상체를 향해 반사하고 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 전달받는 제2 반사부를 포함하는 라이다 센서.
제11항에 있어서,

상기 미러 홀더부는,

상기 미러 하우징에 조립되어 고정되도록, 상기 미러 하우징의 조립 홈에 상기 미러 홀더부가 조립된 상태에서 상기 미러 홀더부의 양 끝단에 각각 조립되는 베어링;

상기 베어링의 외측에 조립되어 고정되는 제2 기어; 및

상기 제2 기어의 외측에 맞닿도록 조립되어, 상기 제2 기어를 고정시키는 고정 링을 포함하고,

상기 제2 기어 및 상기 고정 링은 상기 양 끝단에 각각 조립되는 베어링 중 하나의 끝단에만 조립되어 고정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제12항에 있어서,

상기 미러 구동부는,

상기 제2 기어와 연결되는 제1 기어를 포함하고, 상기 제1 기어를 통해 기 설정된 각도 범위 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 미러 홀더부가 회전하는 각도 범위를 제한하며, 상기 미러 홀더부로 회전 구동력을 제공하여 상기 미러 홀더부에 고정된 상기 제2 반사부를 회전시키고,

상기 미러 구동부의 회전 축과 상기 미러 홀더부의 회전 축은 서로 대응되도록 상기 미러 하우징에 조립되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제11항에 있어서,

상기 제1 반사부는,

상기 송수신 모듈을 통해 상기 송신 광을 전달받아 상기 제2 반사부로 전달하고, 상기 제2 반사부를 통해 상기 수신 광을 전달받아 상기 송수신 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제2항에 있어서,

상기 송수신 모듈은,

상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 사이에 조립되며, 상기 제1 경통을 통과하는 송신 광이 상기 제2 경통으로, 또는 상기 제2 경통을 통과하는 수신 광이 상기 제1 경통으로의 이동을 제한하는 차폐 조립부를 더 포함하고,

상기 차폐 조립부는,

상기 제1 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제1 경통의 외측으로 방사되는 상기 송신 광을 흡수하는 제1 차폐부;

상기 제2 경통의 일측과 맞닿도록 조립되며, 상기 제2 경통의 외측으로 방사되는 상기 수신 광을 흡수하는 제2 차폐부; 및

상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부 사이에 구비되어, 상기 제1 차폐부 및 상기 제2 차폐부를 분리시키는 분리부를 포함하고,

상기 차폐 조립부는 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통의 마주보는 측면 사이에 형성되는 제1 차폐 조립홈에 조립되어 고정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제15항에 있어서,

상기 제1 차폐부는,

상기 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제1 절삭부가 형성되고, 상기 회로기판이 구비되는 일측단에 일부 돌출된 제1 돌출부가 형성되며, 상기 제1 차폐 조립홈에 조립 시, 상기 제1 절삭부를 통해 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통이 연결되는 연결 라인의 하단에 조립되어 고정되고,

상기 제2 차폐부는, 상기 전면에 렌즈가 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제2 절삭부가 형성되고, 상기 회로기판이 구비되는 일측단이 일부 절삭된 제3 절삭부가 형성되며, 상기 회로기판이 구비되는 상기 제3 절삭부의 반대측단에 일부 돌출된 제2 돌출부가 형성되고, 상기 제1 차폐 조립홈에 조립 시, 상기 제2 절삭부를 통해 상기 제1 경통 및 상기 제2 경통이 연결되는 연결 라인의 하단에 조립되어 고정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제1항에 있어서,

상기 회전 모듈 어셈블리는,

적어도 하나의 층으로 구현되어 상기 송수신 모듈이 일측에 조립되고, 상기 송수신 모듈이 조립되는 반대 측면에 센서부가 고정되는 기판 조립체;

상기 센서부가 고정되는 기판 조립체의 측면과 이격되도록 조립되며, 전자파를 차폐하는 차폐 시트; 및

상기 고정 모듈에 적어도 일부가 맞닿도록 고정되며, 상기 기판 조립체 및 상기 수신 시트가 내측에 조립되어 회전하는 회전 프레임을 포함하는 라이다 센서.
제17항에 있어서,

상기 기판 조립체는,

상기 송수신 모듈이 조립되도록 적어도 하나의 조립 돌출부를 포함하는 제1 기판;

상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판; 및

상기 제2 기판에 적층되며, 상기 전력 전송 조립체로부터 전력을 전달받는 제3 기판을 포함하고,

상기 제2 기판은, 데이터를 양 방향으로 송수신하기 위한 송수신기를 더 포함하고, 상기 송신 광 및 상기 수신 광과 상기 센서부를 통해 송수신되는 광의 간섭을 차폐하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
제17항에 있어서,

상기 회전 프레임의 내측에 적어도 일부가 유입되어 상기 센서부와 대응되도록 고정되는 슬릿 고정부를 더 포함하고,

상기 슬릿 고정부는, 상기 고정 모듈에 고정되는 고정부; 및 상기 고정부의 일측면에 조립되며, 상기 센서부에 의해 송신된 광을 반사하는 적어도 하나의 슬릿을 포함하며,

상기 적어도 하나의 슬릿은, 복수 개가 구비되는 경우 면적이 서로 같거나, 또는 일부 상이하도록 구현되어 상기 고정부의 일측면을 따라 일정 간격을 형성하도록 조립되고, 상기 고정부와의 높낮이에 따른 경계를 기반으로 상기 회전 모듈 어셈블리의 회전 각도 및 회전수를 산출하도록 상기 고정부와 높낮이를 형성하도록 조립되며,

상기 기판 조립체는 상기 적어도 하나의 슬릿 또는 상기 고정부의 경계에 의해 반사되는 수광량의 차이를 이용하여 산출된 상기 회전 모듈 어셈블리의 회전수 및 회전 각도를 기반으로 각도분해능을 획득하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서.
이동체에 있어서,

송신 광을 송신하고 반사된 수신 광을 수신하고, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 라이다 센서; 및

상기 이동체를 이동하도록 구현된 이동 장치를 포함하며,

상기 라이다 센서는,

송신 광을 송신하고 대상체로부터 반사된 수신 광을 수신하며, 기 설정된 방향으로 이동하는 송신 광 또는 수신 광을 제거하는 송수신 모듈;

상기 송수신 모듈이 일측에 조립되도록 빈 공간이 형성되며, 상기 송수신 모듈로부터 상기 송신 광을 전달받아 상기 대상체를 향해 반사하고, 상기 대상체로부터 반사된 수신 광을 상기 송수신 모듈로 전달하는 리플랙터 어셈블리;

상기 송수신 모듈의 하부에 연결되고, 회전력을 발생시켜 회전이 가능하도록 구현되는 회전 모듈 어셈블리; 및

상기 송수신 모듈 및 상기 회전 모듈 어셈블리를 지지하는 고정 모듈을 포함하는 이동체.