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KR20180003234A - Optical System for Transmitting and Receiving Laser - Google Patents

Optical System for Transmitting and Receiving Laser Download PDF

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KR20180003234A
KR20180003234A KR1020160082806A KR20160082806A KR20180003234A KR 20180003234 A KR20180003234 A KR 20180003234A KR 1020160082806 A KR1020160082806 A KR 1020160082806A KR 20160082806 A KR20160082806 A KR 20160082806A KR 20180003234 A KR20180003234 A KR 20180003234A
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KR
South Korea
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mirror
laser light
receiving
section
transmitting
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Application number
KR1020160082806A
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Inventor
박기환
김대원
원범식
장준환
고도경
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

실시예는 레이저 광을 송신 및 수신받는 라이다 장치에 포함되는 광학계로서, 회전축에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태로 지지되며 도달하는 레이저 광을 일정 각도로 반사시키는 단면 미러, 상기 단면 미러 상부에서 단면 미러의 표면으로 레이저 광을 조사하는 송신부, 상기 단면 미러 상부에서 배치되어, 측정대상으로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 광을 상기 단면 미러의 반사를 통해 수광하는 수신부를 포함하고, 상기 송신부에서 조사되는 레이저 광인 송신빔과 수신부로 들어가는 레이저 광인 수신빔의 이동경로가 서로 평행하도록 상기 송신부와 수신부가 정렬되며, 상기 송신부에서 조사되는 레이저 광은 상기 단면 미러의 중심부와 소정거리만큼 이격되어 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 단면 미러의 회전에 의해 상기 송신빔이 상기 단면 미러의 표면위로 접촉되는 지점이 연속적으로 변경되므로 단면 미러의 열화를 방지할 수 있다.The present invention relates to an optical system included in a Lada apparatus for transmitting and receiving laser light, including: a sectional mirror supported in a state inclined at a predetermined angle with respect to a rotation axis and reflecting a laser beam reaching at a predetermined angle; And a receiving unit arranged at the upper end of the end face mirror for receiving laser light reflected or scattered from the measurement target through reflection of the end face mirror, And the laser light emitted from the transmitter is spaced apart from the center of the end mirror by a predetermined distance so that the laser light emitted from the laser light source have. Therefore, deterioration of the end face mirror can be prevented since the point at which the transmission beam contacts the surface of the end face mirror is continuously changed by the rotation of the end face mirror.

Description

라이다 장비의 광학계{Optical System for Transmitting and Receiving Laser}Optical System for Transmitting and Receiving Laser "

본 발명은 라이다 장비의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저의 비행 시간법을 이용한 라이다 장비에서 레이저 광을 송수신하는 구조를 변경한 라이다 장비에 포함되는 광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical system of a Lada apparatus, and more particularly, to an optical system included in a Lada apparatus that changes a structure for transmitting and receiving laser light in a Lada apparatus using a laser flying time method.

라이다(Light Detecting and Ranging)는 레이저의 비행시간법을 이용하여 대상체와의 거리 또는 형상을 측정하는 장비로서, 최근 이슈가 되고 있는 자율 주행 시스템, 지능형 교통 시스템, 지리 정보 시스템 등의 여러 산업 분야에서 활용되고 있다. 도 1은 이러한 라이다 장비를 이루는 광학계의 일반적인 구성을 나타낸 단면도이다. Light Detecting and Ranging (LIDA) is a device that measures the distance or shape from a target object by using the laser flying time method. It is used in various industrial fields such as autonomous navigation system, intelligent traffic system, geographic information system . FIG. 1 is a cross-sectional view showing a general structure of an optical system constituting such a Lada apparatus.

도 1을 참조하면, 라이다 장비의 광학계는 송신빔을 내보내는 송신부(10), 되돌아오는 수신빔을 받는 수신부(11), 송신빔 및 수신빔을 반사시키는 단면 미러(12), 수신빔을 수신부(11)로 집광시키는 볼록한 형태의 집광렌즈(13), 단면 미러(12)를 회전시키는 모터(14)로 구성될 수 있다. 이러한 구조의 광학계를 포함하는 라이다 장비는 송신부(10)와 수신부(11)의 회전축이 동일하게 형성되며, 모터(14)가 단면 미러(12)를 회전시켜 송신빔의 반사 방향을 바꾸어 주면서 넓은 영역을 측정할 수 있다. 그러나, 수신빔의 경로 상에 송신부(10)가 위치하고 있어 수신빔의 일부가 가려져 송신률이 저하될 뿐만 아니라, 송신빔이 수신용 미러의 특정 부분에 지속적으로 조사되므로 열에 의해 미러의 성능이 열화되는 문제점이 있다. 1, the optical system of the Lada equipment includes a transmitting unit 10 for emitting a transmitting beam, a receiving unit 11 for receiving a returning receiving beam, a facet mirror 12 for reflecting a transmitting beam and a receiving beam, A converging lens 13 having a convex shape for converging the light beam on the endoscope 11, and a motor 14 for rotating the endoscope 12. The Lada equipment including the optical system of this structure has a configuration in which the rotation axes of the transmission unit 10 and the reception unit 11 are formed identically and the motor 14 rotates the end surface mirror 12 to change the reflection direction of the transmission beam, The area can be measured. However, since the transmission section 10 is located on the path of the reception beam, a part of the reception beam is covered and the transmission rate is lowered. In addition, since the transmission beam is continuously irradiated to a specific portion of the reception mirror, .

도 2에 개시된 라이다 장비는 도 1에서와 같이 수신빔이 송신부에 의해 가려지는 것을 방지하기 위해 송신용 단면 미러(12a)와 수신용 단면 미러(12b)를 분할하여 독립적으로 배치하고, 그 사이에 모터(14)를 마련하여 송신빔의 방향을 변화시킬 수 있는 구조이다. 이러한 구조의 광학계를 갖는 라이다 장비는 송신부(10)와 수신부(11)가 동일한 회전축을 가지지만 송신부(10)가 수신빔을 가리지 않아 수광률은 확보할 수 있다. 그러나, 도 1에 개시되는 라이다 장비에 비해 전체적인 길이가 늘어나며, 두개의 미러(12a, 12b)를 구동시키기 위한 특수 모터를 사용해야 하는 단점이 있다. 2, the transmitting end mirror 12a and the receiving end mirror 12b are divided and arranged independently so as to prevent the receiving beam from being blocked by the transmitting unit as shown in Fig. 1, And the direction of the transmission beam can be changed. The Lada equipment having such an optical system can secure the light receiving rate because the transmitter 10 and the receiver 11 have the same rotation axis but the transmitter 10 does not block the reception beam. However, the overall length is increased as compared with the Lada equipment shown in FIG. 1, and a special motor for driving the two mirrors 12a and 12b must be used.

상술한 구조의 광학계를 가지는 라이다 장비들은 공통적으로 송신빔이 단면 미러(12)의 한 지점에만 계속 조사되기 때문에 열에 의한 미러의 성능 저하가 문제가 되고 있으며, 송신빔이 닿는 미러면에 있는 먼지나 오염에 의한 검지 오류 등의 문제 또한 구조적으로 해결하기 어렵다.Since the Lada equipment having the optical system of the above structure commonly irradiates the transmission beam only to one point of the end surface mirror 12, the performance of the mirror due to heat is a problem, and the dust on the mirror surface And problems of detection error due to contamination are also difficult to solve structurally.

본 발명은 종래 라이다 장비의 송신부에서 발생되는 레이저 광이 단면 미러의 동일한 지점에 계속적으로 조사되는 것을 방지하기 위해 광학 경로를 변경한 라이다 장비의 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an optical system of a laser apparatus which changes the optical path to prevent the laser light generated in the transmission unit of the conventional laser apparatus from being continuously irradiated to the same point of the end surface mirror.

본 발명의 실시예는 레이저 광을 송신 및 수신받는 라이다 장치에 포함되는 광학계로서, 회전축에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태로 지지되며 도달하는 레이저 광을 일정 각도로 반사시키는 단면 미러; 상기 단면 미러 상부에서 단면 미러의 표면으로 레이저 광을 조사하는 송신부; 상기 단면 미러 상부에서 배치되어, 측정대상으로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 광을 상기 단면 미러의 반사를 통해 수광하는 수신부;를 포함하고, 상기 송신부에서 조사되는 레이저 광인 송신빔과 수신부로 들어가는 레이저 광인 수신빔의 이동경로가 서로 평행하도록 상기 송신부와 수신부가 정렬되며, 상기 송신부에서 조사되는 레이저 광은 상기 단면 미러의 중심부와 소정거리만큼 이격되어 접촉될 수 있다. An embodiment of the present invention is an optical system included in a Lada apparatus for transmitting and receiving laser light, comprising: a cross-sectional mirror supported in a state inclined at a predetermined angle with respect to a rotation axis, A transmitting unit for irradiating laser light onto the surface of the end surface mirror at the upper surface of the end surface mirror; And a receiving unit disposed at an upper portion of the end mirror to receive laser light reflected or scattered from the measurement object through reflection of the endoscope mirror, wherein the transmission beam, which is the laser light emitted from the transmission unit, The transmitting unit and the receiving unit are aligned such that the traveling paths of the receiving beams are parallel to each other, and the laser beam irradiated by the transmitting unit is spaced apart from the center of the sectional mirror by a predetermined distance.

그리고, 상기 단면 미러 중심의 하면에 결합되어 상기 단면 미러를 지지하면서 회전시키는 샤프트가 포함될 수 있다. The shaft may include a shaft coupled to a lower surface of the center of the end mirror to rotate while supporting the end surface mirror.

그리고, 상기 샤프트 하부와 연결되며, 상기 단면 미러를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. And a motor connected to the lower portion of the shaft and rotating the end surface mirror.

그리고, 상기 단면 미러와 상기 수신부 사이에 배치되며, 상기 단면 미러에서 수신부로 반사되는 광을 집광시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다. And a condenser lens disposed between the end face mirror and the receiver for condensing the light reflected from the end face mirror to the receiver.

그리고, 상기 단면 미러는 송신빔이 반사되는 영역과 수신빔이 반사되는 영역을 모두 포함하도록 형성될 수 있다. The cross-section mirror may be formed to include both a region where the transmission beam is reflected and a region where the reception beam is reflected.

그리고, 상기 단면 미러는 수평면에 대해 45도만큼 기울어져 반사되는 레이저 광의 경로를 90도로 변경시키는 것을 특징으로 한다. The cross-section mirror is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal plane to change the path of reflected laser light by 90 degrees.

그리고, 상기 단면 미러는 소정 길이의 가로, 세로, 두께를 가지는 유효 영역인 타원형을 포함하며, 가로 방향의 길이는 상기 집광 렌즈의 직경이며, 세로 방향의 길이는 집광 렌즈의 직경과 수신부의 폭을 합친 값으로 설정될 수 있다. The cross-sectional mirror includes an elliptical shape having a predetermined length, an effective area having a width, a length, and a thickness. The length of the cross-section mirror is a diameter of the condensing lens. The length of the cross- Can be set to a combined value.

그리고, 실시예의 라이다 장비의 광학계는 상기 단면 미러의 회전에 의해 상기 송신빔이 상기 단면 미러의 표면위로 접촉되는 지점이 연속적으로 변경되는 것을 특징으로 한다.The optical system of the Lada equipment of the embodiment is characterized in that the point at which the transmission beam contacts the surface of the end face mirror is continuously changed by the rotation of the end face mirror.

본 발명의 실시예에 따르면, 라이다 장비에 마련되는 송신부가 수신빔을 가리지 않는 구조로 형성되므로 수신빔의 수광률을 향상시킬 수 있고, 이에 측정 대상의 정보를 더욱 정확히 파악할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, since the transmitting unit provided in the RIDA equipment is formed in a structure in which the receiving beam is not blocked, the receiving rate of the receiving beam can be improved and the information of the measurement target can be more accurately grasped.

본 발명의 실시예에 따르면, 라이다 장비에 마련되는 송신부에서 발생되는 레이저 광이 단면 미러의 여러 지점에서 접촉하여 반사가 일어나게 되므로, 단면 미러의 열화에 따른 측정 오차를 줄일 수 있고 단면 미러 표면의 오염에 의한 측정 오차 또한 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the laser light generated in the transmission unit provided in the Rida apparatus is contacted at various points of the end mirror to cause reflection, the measurement error due to the deterioration of the end mirror can be reduced, Measurement errors due to contamination can also be prevented.

도 1은 종래의 라이다 장비 광학계의 일례를 나타낸 도면
도 2는 종래의 라이다 장비 광학계 다른 예를 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계를 나타낸 단면도
도 4는 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계를 나타낸 사시도
도 5는 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계에서 미러의 회전 각도에 따른 송신빔의 고도를 나타낸 도면1 is a view showing an example of a conventional Lada equipment optical system
2 is a diagram showing another example of a conventional Lada equipment optical system
3 is a cross-sectional view of the optical system of the Lada equipment according to the embodiment
4 is a perspective view showing the optical system of the Lada equipment according to the embodiment
5 is a view showing an altitude of a transmission beam according to a rotation angle of a mirror in an optical system of a radar equipment according to an embodiment

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for the sake of clarity of the present invention.

라이다(Light Detection And Ranging)는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등의 물리적 성질을 측정하는 장비를 말한다. 실시예는 상기와 같은 라이다 장비에 포함되는 광학계의 구조에 관한 것이다. Light Detection And Ranging detects the physical properties such as the distance, concentration, velocity, and shape of the object to be measured from the time, intensity, frequency, and polarization state of the scattered or reflected laser. Refers to measuring equipment. The embodiment relates to a structure of an optical system included in the above-described Lada equipment.

도 3은 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계를 나타낸 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing an optical system of the Lada equipment according to the embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계는 회전축(X2)에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태로 지지되며 도달하는 레이저 광을 일정 각도로 반사시키는 단면 미러(23), 상기 단면 미러를 지지하는 샤프트(28), 레이저 광(송신빔)을 상기 단면 미러(23)를 통해 측정대상으로 방사하는 송신부(22), 측정대상으로부터 돌아오는 레이저 광(수신빔)을 상기 단면 미러(23)를 통해 입력받는 수신부(21), 상기 샤프트(28)를 회전시키는 모터(26)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the optical system of the Lada equipment according to the embodiment includes an end surface mirror 23 which is supported in a state inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis X 2 and reflects the laser beam reaching at a predetermined angle, A transmission section 22 for radiating a laser beam (transmission beam) to an object to be measured through the section mirror 23, a laser beam (reception beam) returning from the object to be measured, A receiving unit 21 for receiving a signal through the mirror 23, and a motor 26 for rotating the shaft 28.

상기 송신부(22)는 레이저 광을 발생시키는 광원으로 측정 대상 방향으로 레이저 광(송신광)을 조사하며, 상기 수신부(21)는 측정물체로부터 반사 또는 산란된 레이저 광을(수신광) 수신하는 렌즈, 수신된 광을 전기적인 신호로 변환하는 부재를 포함할 수 있다. The transmitting unit 22 irradiates a laser beam (transmission light) in a measurement subject direction to a light source that generates laser light. The receiving unit 21 is a lens for receiving laser light reflected or scattered from a measurement object , And a member for converting the received light into an electrical signal.

상기 단면 미러(23)는 송신부(22)에서 발생되는 레이저 광을 측정대상 물체 쪽으로 반사시키거나, 물체에서 반사 또는 산란되어 되돌아오는 레이저 광을 반사시켜 수신부(21)로 이동하게 하는 역할을 한다. 단면 미러(23)와 수신부(21) 사이에는 집광 렌즈(25)가 마련될 수 있으며, 집광 렌즈(25)는 단면 미러(23)의 넓은 영역에서 반사되는 수신광을 집광하여 정보의 손실이 일어나지 않도록 한다. The end face mirror 23 serves to reflect the laser light generated by the transmitter 22 toward the object to be measured, reflect the laser light reflected or scattered by the object, and return the reflected laser light to the receiver 21. A condenser lens 25 may be provided between the end surface mirror 23 and the receiver 21. The condenser lens 25 condenses the light reflected from the wide area of the end surface mirror 23, .

단면 미러(23)는 송신빔이 반사되는 영역과 수신빔이 반사되는 영역을 포함하도록, 집광 렌즈(25)에 의해 수광되는 영역에서부터 송신빔이 반사되는 영역만큼 연장되어 형성될 수 있다. The cross-section mirror 23 may be formed by extending a region where a transmission beam is reflected from an area received by the condenser lens 25 so as to include a region where the transmission beam is reflected and a region where the reception beam is reflected.

단면 미러(23) 중심의 하면에는 샤프트(28)가 결합되어 있으며, 샤프트(28)가 모터(26)의 구동에 의해 회전하게 되면 샤프트의 회전축(X2)을 중심으로 단면 미러(23)가 360도로 회전할 수 있다. 단면 미러(23)는 레이저 광의 전달 경로를 변경해주기 위하여 소정의 각도로 기울어지도록 형성되는데, 바람직하게는 수신광 또는 송신광이 90도로 꺽일 수 있도록 수평면에 대해 45도만큼 기울어져 형성될 수 있다. A shaft 28 is coupled to a lower surface of the center of the end surface mirror 23. When the shaft 28 is rotated by driving the motor 26, the end surface mirror 23 is rotated about the rotation axis X 2 of the shaft It can rotate 360 degrees. The end surface mirror 23 is formed to be inclined at a predetermined angle to change the transmission path of the laser light. Preferably, the end surface mirror 23 may be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the horizontal surface so that the light or transmission light can be bent by 90 degrees.

실시예는 단면 미러(23)가 한 개로 형성되어 송신광과 수신광을 동시에 반사시키는 구조이지만, 반사되는 영역은 상이하게 형성된다.Although the embodiment has a structure in which the single-sided mirror 23 is formed as one and reflects the transmitted light and the received light at the same time, the reflected region is formed differently.

실시예의 라이다 장비 광학계는 단면 미러(23) 상에 위치하는 수신부(21)와 송신부(22)의 중심축이 서로 상이하게 형성될 수 있다. 여기서 중심축은 레이저 광이 이동하는 방향을 나타내는 것으로 정의한다. The radial equipment optical system of the embodiment may be configured such that the central axes of the receiving unit 21 and the transmitting unit 22 located on the end surface mirror 23 are different from each other. Here, the central axis is defined as a direction in which the laser beam moves.

송신부의 중심축 X3과 수신부의 중심축 X1은 서로 평행하면서, 소정의 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다. 다시 말하면, 송신부에서 나오는 송신빔과 수신부로 들어가는 수신빔의 경로가 서로 평행하도록 송신부와 수신부가 정렬되어 배치될 수 있다.  The central axis X3 of the transmitting part and the central axis X1 of the receiving part may be formed parallel to each other and spaced apart by a predetermined distance. In other words, the transmitting unit and the receiving unit may be arranged so that the paths of the transmitting beam from the transmitting unit and the receiving beam entering the receiving unit are parallel to each other.

종래의 도 1에 개시된 광학계는 단면 미러의 회전축에 해당하는 중심부 상부에 송신부와 수신부가 배치되었으나, 실시예의 광학계는 수신부의 중심축(X1), 단면 미러의 회전축(X2), 송신부의 중심축(X3)이 서로 평행하면서 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다. 실시예는 상기 송신부에서 조사되는 송신빔이 상기 단면 미러의 중심부에서 소정거리만큼 이격되어 상기 단면 미러에 접촉될 수 있다. 1, the optical system of the embodiment includes the central axis X1 of the receiving unit, the rotational axis X2 of the end mirror, the central axis of the transmitting unit X3 are parallel to each other and spaced apart by a predetermined distance. An embodiment may be such that a transmission beam irradiated by the transmission section is spaced a predetermined distance from the center of the end face mirror and contacted with the end face mirror.

단면 미러(23)의 상부에는 수신광을 집광하기 위한 집광 렌즈(25)가 마련되는데, 송신부(22)는 송신빔이 상기 집광 렌즈(25)에 조사되는 영역이 생기지 않도록 상기 집광 렌즈의 측면에 배치될 수 있다. A condenser lens 25 for collecting the received light is provided on the upper surface of the end surface mirror 23. The transmission unit 22 is provided on the side surface of the condenser lens so that a transmission beam is not irradiated onto the condenser lens 25. [ .

도 4는 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계를 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view showing an optical system of the Lada equipment according to the embodiment.

도 4를 참조하여 실시예의 라이다 광학계를 살펴보면, 단면 미러(23)는 소정 길이의 가로, 세로, 두께를 가지는 직육면체 형태의 반사 부재일 수 있으며, 유효 영역인 타원형을 포함하는 모든 형상으로 제작될 수 있다. Referring to FIG. 4, the cross section mirror 23 may be a rectangular parallelepiped reflective member having a predetermined length, width, length, and thickness, and may be formed in any shape including an ellipse .

직육면체로 형성되는 경우에 가로 방향의 길이는 집광 렌즈의 직경일 수 있고, 세로 방향의 길이는 집광 렌즈의 직경과 송신부의 폭을 합친 값으로 설정될 수 있다. 그리고, 단면 미러 상부에 송신부(22)와 수신부(21)가 평행한 중심축을 가지면서 배치될 수 있다. 실시예는 도시된 바와 같이 수신빔이 지나가는 광학 경로에 송신부가 배치되지 않기 때문에 수신빔의 수광률을 더욱 향상시킬 수 있다. In the case of being formed as a rectangular parallelepiped, the length in the transverse direction may be the diameter of the condenser lens, and the length in the longitudinal direction may be set to a value that is the sum of the diameter of the condenser lens and the width of the transmitter. The transmitting section 22 and the receiving section 21 may be disposed on the upper surface of the end mirror with a central axis parallel to the upper surface. The embodiment can further improve the light-receiving rate of the reception beam since the transmitter is not disposed in the optical path through which the reception beam passes, as shown in the figure.

상술한 바와 같은 광학계 구조에서 송신부(22)의 중심축(X3)는 단면 미러의 회전축(X2)과 일치하지 않게 형성된다. 라이다 장비 내부에서 송신부(22)의 위치는 고정되어 있기 때문에, 측정 방향을 변경하기 위해 모터의 회전을 통해 단면 미러(23)를 회전시키게 되면, 송신빔은 단면 미러(23)의 표면 위로 조사되는 지점의 위치가 연속적으로 변경될 수 있다. The central axis X3 of the transmitting portion 22 is formed not to coincide with the rotational axis X2 of the end surface mirror in the optical system structure as described above. Since the position of the transmitting section 22 is fixed within the radar equipment, when the end face mirror 23 is rotated through rotation of the motor to change the measurement direction, the transmission beam is irradiated onto the surface of the end face mirror 23 The position of the point to be changed can be continuously changed.

도 5는 실시예에 따른 라이다 장비의 광학계에서 단면 미러의 회전 각도에 따른 송신빔의 고도를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an altitude of a transmission beam according to a rotation angle of a cross-section mirror in an optical system of a radar equipment according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 도시된 바와 같이 모터의 회전에 따른 단면 미러(23)의 회전에 의해 송신빔이 단면 미러(23)의 표면과 접촉하는 지점이 달라지게 되며, 모터를 360도 회전시킨 후에 접촉 지점의 궤도를 단면 미러 상에 나타내면 A와 같은 원형의 궤도로 표현된다. 이를 그래프로 나타내면, 송신빔의 고도는 미러의 회전각도에 따라 정현파의 형태로 증감이 이루어지게 되지만, 증감폭은 측정거리와 대비하여 소폭으로 바뀌기 때문에 수신빔을 받는데 있어서 무시할 수 있는 오차범위에 해당된다. Referring to FIG. 5, as shown in FIG. 5, the point at which the transmission beam contacts the surface of the end surface mirror 23 is changed by the rotation of the end surface mirror 23 according to the rotation of the motor, When the trajectory of the contact point is shown on the cross-section mirror, it is represented by a circular orbit like A. In the graph, the height of the transmission beam is increased or decreased in the form of a sinusoidal wave depending on the rotation angle of the mirror. However, since the increase / decrease width changes slightly with respect to the measurement distance, it corresponds to a negligible error range do.

실시예의 라이다 광학계는 송신부가 수신빔을 가리지 않는 구조로 형성되므로 수신빔의 수광률을 향상시킬 수 있고, 이에 측정 대상의 정보를 더욱 정확히 파악할 수 있다. Since the Lada optical system of the embodiment is formed in a structure in which the transmission part does not block the reception beam, the reception ratio of the reception beam can be improved, and the information of the measurement object can be grasped more accurately.

또한, 실시예는 송신부에서 발생되는 레이저 광이 단면 미러의 여러지점에서 접촉하여 반사가 일어나게 되므로 단면 미러가 열화되는 것을 방지하여 측정 오차를 줄일 수 있다. 그리고, 여러 지점에서 송신빔이 반사되기 때문에 오염에 의한 측정 오차가 생기는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the embodiment, since the laser light generated in the transmitter is brought into contact with various points of the end mirror to cause reflection, the end mirror can be prevented from being deteriorated and the measurement error can be reduced. Since the transmission beam is reflected at various points, measurement errors due to contamination can be prevented from occurring.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications other than those described above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

21: 수신부
22: 송신부
23: 단면 미러
25: 집광 렌즈
26: 모터
28: 샤프트21: Receiver
22:
23: section mirror
25: condenser lens
26: Motor
28: Shaft

Claims (8)

레이저 광을 송신 및 수신받는 라이다 장치에 포함되는 광학계로서,
회전축에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태로 지지되며 도달하는 레이저 광을 일정 각도로 반사시키는 단면 미러;
상기 단면 미러 상부에서 단면 미러의 표면으로 레이저 광을 조사하는 송신부;
상기 단면 미러 상부에서 배치되어, 측정대상으로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 광을 상기 단면 미러의 반사를 통해 수광하는 수신부;를 포함하고,
상기 송신부에서 조사되는 레이저 광인 송신빔과 수신부로 들어가는 레이저 광인 수신빔의 이동경로가 서로 평행하도록 상기 송신부와 수신부가 정렬되며,
상기 송신부에서 조사되는 레이저 광은 상기 단면 미러의 중심부와 소정거리만큼 이격되어 접촉하는 라이다 장비의 광학계. An optical system included in a Lada apparatus for transmitting and receiving laser light,
A cross section mirror supported in a state inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis and reflecting laser light reaching at a predetermined angle;
A transmitting unit for irradiating laser light onto the surface of the end surface mirror at the upper surface of the end surface mirror;
And a receiving unit disposed at an upper portion of the end mirror to receive laser light reflected or scattered from the measurement target through reflection of the endoscope,
Wherein the transmitting unit and the receiving unit are aligned such that a traveling path of the transmitting beam, which is the laser beam irradiated by the transmitting unit, and a receiving beam, which is the laser beam entering the receiving unit, are parallel to each other,
Wherein the laser light irradiated from the transmission unit is spaced apart from the central part of the end face mirror by a predetermined distance. 제 1항에 있어서,
상기 단면 미러 중심의 하면에 결합되어 상기 단면 미러를 지지하면서 회전시키는 샤프트가 포함되는 라이다 장비의 광학계.The method according to claim 1,
And a shaft coupled to a lower surface of the center of the end mirror to rotate while supporting the end surface mirror. 제 2항에 있어서,
상기 샤프트 하부와 연결되며, 상기 단면 미러를 회전시키는 모터를 포함하는 라이다 장비의 광학계.3. The method of claim 2,
And a motor connected to a lower portion of the shaft and rotating the end surface mirror. 제 1항에 있어서,
상기 단면 미러와 상기 수신부 사이에 배치되며, 상기 단면 미러에서 수신부로 반사되는 광을 집광시키는 집광 렌즈를 포함하는 라이다 장비의 광학계.The method according to claim 1,
And a condenser lens disposed between the end face mirror and the receiver for condensing the light reflected from the end face mirror to the receiver. 제 1항에 있어서,
상기 단면 미러는 송신빔이 반사되는 영역과 수신빔이 반사되는 영역을 모두 포함하도록 형성되는 라이다 장비의 광학계.The method according to claim 1,
Wherein the cross-section mirror is formed to include both a region where the transmission beam is reflected and a region where the reception beam is reflected. 제 1항에 있어서,
상기 단면 미러는 수평면에 대해 45도만큼 기울어져 반사되는 레이저 광의 경로를 90도로 변경시키는 라이다 장비의 광학계.The method according to claim 1,
Wherein the cross-section mirror is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal plane to change the path of reflected laser light by 90 degrees. 제 4항에 있어서,
상기 단면 미러는 소정 길이의 가로, 세로, 두께를 가지는 유효 영역인 타원형을 포함하는 직육면체 형상이며, 가로 방향의 길이는 상기 집광 렌즈의 직경이며, 세로 방향의 길이는 집광 렌즈의 직경과 수신부의 폭을 합친 값으로 설정되는 라이다 장비의 광학계.5. The method of claim 4,
Wherein the length of the cross-section mirror is a diameter of the condensing lens, and the length of the cross-section mirror is a length of the condensing lens and a width of the receiving section The optical system of the Rada instrument is set to a combined value. 제 1항에 있어서,
상기 단면 미러의 회전에 의해 상기 송신빔이 상기 단면 미러의 표면위로 접촉되는 지점이 연속적으로 변경되는 라이다 장비의 광학계.The method according to claim 1,
Wherein the point at which the transmission beam contacts the surface of the section mirror is continuously changed by rotation of the section mirror.
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