WO2021096264A2 - Laser output array and lidar device using same - Google Patents
Laser output array and lidar device using same Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021096264A2 WO2021096264A2 PCT/KR2020/015923 KR2020015923W WO2021096264A2 WO 2021096264 A2 WO2021096264 A2 WO 2021096264A2 KR 2020015923 W KR2020015923 W KR 2020015923W WO 2021096264 A2 WO2021096264 A2 WO 2021096264A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- laser
- unit
- laser output
- vcsel
- prism
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
- G01S7/4863—Detector arrays, e.g. charge-transfer gates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
Definitions
- the present invention relates to a laser output array and a lidar device using the same, and more particularly, to a design of an optic included in a laser output array and a laser output array, and a solid-state LiDAR device using the same. .
- LiDAR Light Detection and Ranging
- Lida is a device that acquires surrounding distance information using a laser, and thanks to the advantage of being able to grasp objects in three dimensions with excellent precision and resolution, it is being applied not only to automobiles, but also to various fields such as drones and aircraft.
- VICSEL Very Cavity Surface Emitting Laser
- the big cell can be used in the field of short-distance optical communication, the field of lidar that detects a distance to an object using image sensing and a laser.
- An object of the present invention is to provide a laser output device included in a solid-state LiDAR device.
- Another object of the present invention is to provide a steering component used in a laser output device included in a solid-state LiDAR device.
- Another object of the present invention is to provide a solid-state LiDAR device.
- a laser output device comprising: a first laser output unit including at least one laser output element, a second laser output unit, and a third laser output unit; and the laser output array A prism array for steering a laser output from the prism array, wherein the prism array includes a first prism element for steering a laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, and from the third laser output unit.
- the second prism element for steering the output laser the third prism element for steering the laser output from the first laser output unit and the third laser output unit, and the laser output from the second laser output unit It includes a fourth prism element for, wherein the first laser output from the first laser output unit is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and the second laser The second laser output from the output unit is irradiated in a second direction by sequentially passing through the first prism element and the fourth prism element, and the third laser output from the third laser output unit is the second prism element.
- first prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array so as to be irradiated in a third direction by sequentially passing through the third prism element, and the third prism element and the fourth prism
- the elements are formed on the second surface of the prism array, the first and second prism elements have different inclinations so that the first direction, the second direction, and the third direction are different from each other, and the third and A laser output device having different inclinations of the fourth prism elements may be provided.
- a lidar device comprising: a laser output unit for outputting a laser, and a sensor unit for obtaining a laser output from the laser output unit, wherein the laser output unit includes at least one laser output A laser output array including a first laser output unit including elements, a second laser output unit, and a third laser output unit, and a prism array for steering a laser output from the laser output array, the prism array , A first prism element for steering the laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, a second prism element for steering the laser output from the third laser output unit, the first laser output A third prism element for steering the laser output from the unit and the third laser output unit, and a fourth prism element for steering the laser output from the second laser output unit, from the first laser output unit
- the output first laser is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and the second laser output from the second laser output unit is the first prism element
- the first prism element and the second prism element are formed on a first surface of the prism array
- the third prism element and the fourth prism element are formed on a second surface of the prism array, and the first direction
- the inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the second direction and the third direction are different from each other, and the inclinations of the third and fourth prism elements are different from each other.
- the following lidar device may be provided.
- a laser output device used in a solid-state LiDAR device may be provided.
- a steering component included in a laser output device used in a solid-state LiDAR device may be provided.
- a solid-state LiDAR device may be provided.
- FIG. 1 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a lidar device according to another embodiment.
- FIG. 4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
- FIG. 5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
- FIG. 7 is a side view showing a VCSEL array and a metal contact according to an embodiment.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
- FIG. 9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
- FIG. 10 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- FIG. 11 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- FIG. 12 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- FIG. 13 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- FIG. 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.
- FIG. 18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- 19 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
- 20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary embodiment.
- 21 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
- FIG. 22 is a diagram for describing a rotating faceted mirror according to an exemplary embodiment.
- FIG. 23 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are equilateral triangles.
- 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 the upper and lower portions of the body are square.
- 25 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
- 26 is a view for explaining an irradiation portion and a light-receiving portion of a multi-faceted rotating mirror according to an exemplary embodiment.
- 27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- 29 is a diagram for describing a meta component according to an embodiment.
- FIG. 30 is a diagram for describing a meta component according to another embodiment.
- FIG. 31 is a diagram for describing an SPAD array according to an embodiment.
- FIG. 32 is a diagram for describing a histogram of SPAD according to an embodiment.
- 35 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to an embodiment.
- 36 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
- FIG. 37 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to another embodiment.
- 38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
- 39 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 40 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 41 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 42 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 43 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 44 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 45 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 46 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 47 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 48 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 49 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 50 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- 51 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- FIG. 52 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- 53 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 54 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 55 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 56 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 57 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 58 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 59 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- 60 is a diagram for describing a laser output unit and an optical unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output device comprises a first laser output unit including at least one laser output element, a second laser output unit, and a laser output array including a third laser output unit, and a laser output from the laser output array.
- a prism array for steering wherein the prism array is a first prism element for steering a laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, and steering the laser output from the third laser output unit
- the second laser is irradiated in a second direction by sequentially passing through the first prism element and the fourth prism element, and the third laser output from the third laser output unit is the second pris
- the first prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array so that the elements are sequentially passed through and irradiated in a third direction, and the third prism element and the fourth prism element are the prism array.
- the first and second prism elements are formed on the second surface of the and the inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the first direction, the second direction, and the third direction are different from each other, and the third and fourth prism elements have different inclinations.
- the slopes can be different from each other.
- first and second laser output units may be disposed along a first axis
- first and third laser output units may be disposed along a second axis.
- first and second prism elements are designed such that a length in the first axis direction is longer than a length in the second axis direction
- the third and fourth prism elements are The length may be designed to be longer than the length in the first axis direction.
- the first laser passes through the first portion of the third prism element and is irradiated in the first direction
- the third laser passes through the second portion of the third prism element and irradiates in the third direction.
- the inclination of the first portion of the third prism element may be the same as the inclination of the second portion of the third prism element.
- the position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is different from the position at which the first laser is output from the first laser output unit.
- the position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position at which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser is the third
- a position on the third prism element irradiated from the prism element may be different from a position at which the third laser is output from the third laser output unit.
- the laser output array includes at least one laser output element, further includes a fourth laser output unit for outputting a fourth laser, and the second prism unit comprises the third laser and the fourth laser. It is disposed to steer, and the fourth prism unit may be disposed to steer the second laser and the fourth laser.
- first and second laser output units are disposed along a first axis
- first and third laser output units are disposed along a second axis
- third and fourth laser output units are disposed along the first axis
- the second and fourth laser output units may be disposed along the second axis.
- a distance between the first portion and the second portion of the third prism element may be smaller than a distance between the first laser output unit and the third laser output unit.
- the first position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is a position at which the first laser is output from the first laser output unit
- the second position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position to which the second laser is output from the second laser output unit
- the third laser The third position on the third prism element irradiated from the third prism element is different from the position where the third laser is output from the third laser output unit, and the center of the first position and the third position
- the distance between the centers may be smaller than the distance between the center of the first laser output unit and the center of the third laser output unit.
- a lidar device includes a laser output unit for outputting a laser, and a sensor unit for obtaining a laser output from the laser output unit, wherein the laser output unit includes at least one laser output element.
- the first laser is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element
- the second laser output from the second laser output unit is the first prism element and the fourth prism element
- the third laser is irradiated in a second direction by sequentially passing through the elements, and the third laser output from the third laser output unit sequentially passes through the second prism element and the third prism element to be irradiated in a third direction.
- 1 prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array
- the third prism element and the fourth prism element are formed on the second surface of the prism array, the first direction
- the inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the second direction and the third direction are different from each other, and the inclinations of the third and fourth prism elements may be different from each other. have.
- first and second laser output units may be disposed along a first axis
- first and third laser output units may be disposed along a second axis.
- first and second prism elements are designed such that a length in the first axis direction is longer than a length in the second axis direction
- the third and fourth prism elements are The length may be designed to be longer than the length in the first axis direction.
- the first laser passes through the first portion of the third prism element and is irradiated in the first direction
- the third laser passes through the second portion of the third prism element and irradiates in the third direction.
- the inclination of the first portion of the third prism element may be the same as the inclination of the second portion of the third prism element.
- the position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is different from the position at which the first laser is output from the first laser output unit.
- the position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position at which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser is the third
- a position on the third prism element irradiated from the prism element may be different from a position at which the third laser is output from the third laser output unit.
- the laser output array includes at least one laser output element, further includes a fourth laser output unit for outputting a fourth laser, and the second prism unit comprises the third laser and the fourth laser. It is disposed to steer, and the fourth prism unit may be disposed to steer the second laser and the fourth laser.
- first and second laser output units are disposed along a first axis
- first and third laser output units are disposed along a second axis
- third and fourth laser output units are disposed along the first axis
- the second and fourth laser output units may be disposed along the second axis.
- a distance between the first portion and the second portion of the third prism element may be smaller than a distance between the first laser output unit and the third laser output unit.
- the first position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is a position at which the first laser is output from the first laser output unit
- the second position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position to which the second laser is output from the second laser output unit
- the third laser The third position on the third prism element irradiated from the third prism element is different from the position where the third laser is output from the third laser output unit, and the center of the first position and the third position
- the distance between the centers may be smaller than the distance between the center of the first laser output unit and the center of the third laser output unit.
- the lidar device is a device for detecting a distance to an object and a position of the object using a laser.
- 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.
- the distance and position of the object may be expressed through a coordinate system.
- the distance and position of the object are in the spherical coordinate system (r, , ⁇ ). However, it is not limited thereto, and a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, , z), etc.
- the lidar device may use a laser that is output from the lidar device and reflected from the object in order to measure the distance of the object.
- the lidar apparatus may use a time of flight (TOF) of the laser until it is sensed after the laser is output in order to measure the distance of the object.
- TOF time of flight
- the lidar device may measure the distance of the object by using a difference between a time value based on an output time of an output laser and a time value based on a sensed time of a laser reflected and sensed by the object.
- the LiDAR device may measure the distance of the object by using a difference between a time value immediately sensed by the output laser without passing through the object and a time value based on the sensed time of the laser reflected and sensed by the object.
- the actual outgoing timing of the laser beam can be used.
- an optic is disposed on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be immediately sensed by a light receiving unit without passing through an object.
- the optic may be a mirror, a lens, a prism, or a meta surface, but is not limited thereto.
- the number of optics may be one, but there may be a plurality of optics.
- a sensor unit is disposed above the laser output device, so that a laser beam output from the laser output device may be immediately sensed by the sensor unit without passing through an object.
- the sensor unit may be spaced apart from the laser output device by a distance of 1mm, 1um, 1nm, etc., but is not limited thereto.
- the sensor unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart.
- An optic may exist between the sensor unit and the laser output device, but is not limited thereto.
- the LiDAR device may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement, etc., in addition to the flight time. Not limited.
- the lidar device may be installed in a vehicle.
- the lidar device may be installed on the roof, hood, headlamp, or bumper of a vehicle.
- a plurality of lidar devices may be installed in 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.
- one lidar device may be for observing the left side and the other one for observing the right side, but is not limited thereto.
- the lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle.
- the lidar device when the lidar device is installed inside the vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto.
- the lidar device when the lidar device is installed inside the vehicle or outside the vehicle, it may be for recognizing a driver's face, but is not limited thereto.
- the lidar device may be installed on an unmanned aerial vehicle.
- the lidar device is an unmanned aerial vehicle system (UAV system), a drone, a remote piloted vehicle (RPV), an unmanned aerial vehicle system (UAVs), an unmanned aircraft system (UAS), a remote piloted air/aerial system (RPAV). Vehicle) or RPAS (Remote Piloted Aircraft System).
- UAV system unmanned aerial vehicle system
- RSV remote piloted vehicle
- UAVs unmanned aerial vehicle system
- UAS unmanned aircraft system
- RPAV remote piloted air/aerial system
- Vehicle Remote piloted air/aerial system
- RPAS Remote Piloted Aircraft System
- a plurality of lidar devices may be installed on the 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.
- one lidar device may be for observing the left side and the other one for observing the right side, but is not limited thereto.
- the lidar device according to an embodiment may be installed in a robot.
- the lidar device may be installed in a personal robot, a professional robot, a public service robot, another industrial robot, or a manufacturing robot.
- a plurality of lidar devices may be installed on the robot.
- one lidar device may be for observing the front side and the other one for observing the rear side, but is not limited thereto.
- one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, but is not limited thereto.
- the lidar device according to an embodiment may be installed in the robot.
- a lidar device when installed in a robot, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
- the lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security.
- LiDAR devices can be installed in smart factories for industrial security.
- a plurality of lidar devices may be installed in a smart factory for industrial security.
- one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto.
- one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, but is not limited thereto.
- the lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security.
- the lidar device when installed for industrial security, it may be for recognizing a person's face, but is not limited thereto.
- FIG. 1 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
- a lidar device 1000 may include a laser output unit 100.
- the laser output unit 100 may emit a laser.
- the laser output unit 100 may include one or more laser output devices.
- the laser output unit 100 may include a single laser output device, may include a plurality of laser output devices, and in the case of including a plurality of laser output devices, a plurality of laser output devices You can configure an array.
- the laser output unit 100 is a laser diode (LD), a solid-state laser, a high power laser, a light entitling diode (LED), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an external cavity diode laser (ECDL). It may include, but is not limited thereto.
- LD laser diode
- LED light entitling diode
- VCSEL vertical cavity surface emitting laser
- ECDL external cavity diode laser
- the laser output unit 100 may output a laser having a predetermined wavelength.
- the laser output unit 100 may output a laser of a 905 nm band or a laser of a 1550 nm band.
- the laser output unit 100 may output a laser in a 940 nm band.
- the laser output unit 100 may output a laser including a plurality of wavelengths between 800 nm and 1000 nm.
- some of the plurality of laser output devices may output a laser of a 905 nm band, and other parts may output a laser of a 1500 nm band.
- the lidar apparatus 1000 may include an optical unit 200.
- the optical unit may be variously expressed as a steering unit and a scan unit, but is not limited thereto.
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser.
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser so that the laser emitted from the laser output unit 100 faces the scan area.
- the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser by reflecting the laser.
- the optical unit 200 may reflect a laser emitted from the laser output unit 100 and change the flight path of the laser so that the laser faces the scan area.
- the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.
- the optical unit 200 may include various optical means to reflect a laser.
- the optics 200 may include a mirror, a resonance scanner, a MEMS mirror, a Voice Coil Motor (VCM), a polygonal mirror, a rotating mirror, or It may include a galvano mirror or the like, but is not limited thereto.
- VCM Voice Coil Motor
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser by refracting the laser.
- the optical unit 200 may refract the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser so that the laser is directed toward the scan area.
- the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.
- the optical unit 200 may include various optical means to refract a laser.
- the optical unit 200 may include, but is not limited to, a lens, a prism, a micro lens, or a liquid lens.
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser by changing the phase of the laser.
- the optical unit 200 may change the phase of the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser so that the laser faces the scan area.
- the flight path of the laser may be changed so that the laser reflected from the object located in the scan area is directed to the sensor unit.
- the optical unit 200 may include various optical means to change the phase of the laser.
- the optical unit 200 may include an optical phased array (OPA), a meta lens, or a meta surface, but is not limited thereto.
- OPA optical phased array
- meta lens a meta lens
- meta surface a meta surface
- the optical unit 200 may include one or more optical means.
- the optical unit 200 may include a plurality of optical means.
- the lidar device 100 may include a sensor unit 300.
- the sensor unit may be variously expressed as a light receiving unit and a receiving unit, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may detect a laser.
- the sensor unit may detect a laser reflected from an object located in the scan area.
- the sensor unit 300 may receive a laser, and may generate an electric signal based on the received laser.
- the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object positioned within the scan area, and generate an electric signal based on this.
- the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object located in the scan area through one or more optical means, and may generate an electric signal based on this.
- the sensor unit 300 may receive a laser reflected from an object located in the scan area through an optical filter, and may generate an electrical signal based on this.
- the sensor unit 300 may detect a laser based on the generated electrical signal.
- the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a magnitude of the generated electrical signal, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a rising edge, a falling edge, or a median value of a rising edge and a falling edge of the generated electrical signal, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may detect a laser by comparing a predetermined threshold value with a peak value of the generated electrical signal, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may include various sensor elements.
- the sensor unit 300 includes a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, APD (Avalanche Photodiode), SPAD (Single-photon avalanche diode), SiPM (Silicon Photo Multipliers), TDC (Time to Digital Converter), It may include a comparator, a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS), or a charge coupled device (CCD), but is not limited thereto.
- CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
- CCD charge coupled device
- the sensor unit 300 may be a 2D SPAD array, but is not limited thereto.
- the SPAD array may include a plurality of SPAD units, and the SPAD unit may include a plurality of SPADs (pixels).
- the sensor unit 300 may stack N histograms using a 2D SPAD array.
- the sensor unit 300 may detect a light-receiving point of a laser beam reflected from an object and received light using a histogram.
- the sensor unit 300 may use the histogram to detect a peak point of the histogram as a light-receiving point of a laser beam reflected from an object and received, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may use the histogram to detect a point where the histogram is equal to or greater than a predetermined value as a light-receiving point of the laser beam reflected from the object and received, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may include one or more sensor elements.
- the sensor unit 300 may include a single sensor element, or may include a plurality of sensor elements.
- the sensor unit 300 may include one or more optical elements.
- the sensor unit 300 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may include one or more optical filters.
- the sensor unit 300 may receive the laser reflected from the object through an optical filter.
- the sensor unit 300 may include, but is not limited to, a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, and a wedge filter.
- the lidar apparatus 1000 may include a control unit 400.
- the control unit may be variously expressed as a controller or the like in the description for the present invention, but is not limited thereto.
- control unit 400 may control the operation of the laser output unit 100, the optics unit 200, or the sensor unit 300.
- control unit 400 may control the operation of the laser output unit 100.
- control unit 400 may control the timing of the laser output from the laser output unit 100. Also, the control unit 400 may control the power of the laser output from the laser output unit 100. In addition, the control unit 400 may control a pulse width of a laser output from the laser output unit 100. In addition, the control unit 400 may control the period of the laser output from the laser output unit 100. In addition, when the laser output unit 100 includes a plurality of laser output elements, the control unit 400 may control the laser output unit 100 so that some of the plurality of laser output elements are operated.
- control unit 400 may control the operation of the optical unit 200.
- the controller 400 may control the operating speed of the optics 200.
- the rotational speed of the rotating mirror can be controlled
- the optical unit 200 includes a MEMS mirror the repetition period of the MEMS mirror can be controlled.
- control unit 400 may control the degree of operation of the optical unit 200.
- the optical unit 200 includes a MEMS mirror
- the operation angle of the MEMS mirror may be controlled, but the present invention is not limited thereto.
- control unit 400 may control the operation of the sensor unit 300.
- control unit 400 may control the sensitivity of the sensor unit 300.
- controller 400 may control the sensitivity of the sensor unit 300 by adjusting a predetermined threshold value, but is not limited thereto.
- control unit 400 may control the operation of the sensor unit 300.
- control unit 400 may control On/Off of the sensor unit 300, and when the control unit 300 includes a plurality of sensor elements, the sensor unit may operate some of the plurality of sensor elements. The operation of 300 can be controlled.
- controller 400 may determine a distance from the lidar device 1000 to an object located in the scan area based on the laser detected by the sensor unit 300.
- the controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on a time when the laser is output from the laser output unit 100 and a time when the laser is detected by the sensor unit 300 .
- the control unit 400 may output a laser from the laser output unit 100 so that the laser is immediately sensed by the sensor unit 300 without passing through the object and the laser reflected from the object is transmitted to the sensor unit 300.
- the distance to the object located in the scan area may be determined based on the viewpoint detected at.
- the timing at which the lidar apparatus 1000 transmits the trigger signal for emitting the laser beam by the control unit 400 may be a difference between the timing at which the lidar apparatus 1000 transmits the trigger signal for emitting the laser beam by the control unit 400 and the actual timing at which the laser beam is output from the laser output device. Since the laser beam is not actually output between the timing of the trigger signal and the timing of the actual light emission, accuracy may decrease if included in the flight time of the laser.
- the actual outgoing timing of the laser beam can be used.
- the laser beam output from the laser output device must be transmitted to the sensor unit 300 as soon as it is output or without passing through the object.
- an optic is disposed on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be sensed by the sensor unit 300 directly without passing through an object.
- the optic may be a mirror, a lens, a prism, or a meta surface, but is not limited thereto.
- the number of optics may be one, but there may be a plurality of optics.
- the laser beam output from the laser output device may be detected by the sensor unit 300 directly without passing through the object.
- the sensor unit 300 may be spaced apart from the laser output device by a distance such as 1mm, 1um, 1nm, etc., but is not limited thereto.
- the sensor unit 300 may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart.
- An optic may exist between the sensor unit 300 and the laser output element, but is not limited thereto.
- the laser output unit 100 may output a laser
- the control unit 400 may obtain a time point at which the laser is output from the laser output unit 100
- the laser output from the laser output unit 100 When is reflected from an object located in the scan area, the sensor unit 300 may detect a laser reflected from the object, and the control unit 400 may acquire a time point at which the laser is sensed by the sensor unit 300, The controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on the laser output timing and detection timing.
- a laser may be output from the laser output unit 100, and the laser output from the laser output unit 100 will be detected by the sensor unit 300 without passing through an object located in the scan area.
- the controller 400 may acquire a point in time when a laser that has not passed through the object is sensed.
- the sensor unit 300 may detect the laser reflected from the object, and the controller 400 may detect the laser from the sensor unit 300.
- a time point at which is sensed may be obtained, and the controller 400 may determine a distance to an object located in the scan area based on a time point when a laser is detected without passing through the object and a time point when a laser reflected from the object is detected.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.
- a lidar device 1050 may include a laser output unit 100, an optical unit 200, and a sensor unit 300.
- the laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optical unit 200.
- the laser beam passing through the optical unit 200 may be irradiated toward the object 500.
- the laser beam reflected from the object 500 may be received by the sensor unit 300.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a lidar device according to another embodiment.
- a lidar device 1150 may include a laser output unit 100, an optical unit 200, and a sensor unit 300.
- the laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optical unit 200.
- the laser beam passing through the optical unit 200 may be irradiated toward the object 500.
- the laser beam reflected from the object 500 may pass through the optical unit 200 again.
- the optical unit through which the laser beam is applied before being irradiated to the object and the optical unit through which the laser beam reflected from the object is applied may be physically the same optical unit, but may be physically different optical units.
- the laser beam passing through the optical unit 200 may be received by the sensor unit 300.
- FIG. 4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL emitter 110.
- the VCSEL emitter 110 includes an upper metal contact 10, an upper DBR layer 20, an upper Distributed Bragg reflector, an active layer 40, a quantum well, and a lower DBR layer 30, a lower Distributed Bragg reflector.
- a substrate 50 and a lower metal contact 60 may be included.
- the VCSEL emitter 110 may emit a laser beam vertically from the top surface.
- the VCSEL emitter 110 may emit a laser beam in a direction perpendicular to the surface of the upper metal contact 10.
- the VCSEL emitter 110 may emit a laser beam perpendicular to the acvite layer 40.
- the VCSEL emitter 110 may include an upper DBR layer 20 and a lower DBR layer 30.
- the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 may be formed of a plurality of reflective layers.
- a reflective layer having a high reflectivity and a reflective layer having a low reflectance may be alternately disposed.
- the thickness of the plurality of reflective layers may be a quarter of the laser wavelength emitted from the VCSEL emitter 110.
- the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 may be doped with p-type and n-type.
- the upper DBR layer 20 may be doped with a p-type
- the lower DBR layer 30 may be doped with an n-type.
- the upper DBR layer 20 may be doped with n-type and the lower DBR layer 30 may be doped with p-type.
- a substrate 50 may be disposed between the lower DBR layer 30 and the lower metal contact 60.
- the substrate 50 may also be a p-type substrate, and when the lower DBR layer 30 is doped with an n-type, the substrate 50 may also become an n-type substrate. have.
- the VCSEL emitter 110 may include an active layer 40.
- the active layer 40 may be disposed between the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30.
- the active layer 40 may include a plurality of quantum wells generating a laser beam.
- the active layer 40 may emit a laser beam.
- the VCSEL emitter 110 may include a metal contact for electrical connection with a power source or the like.
- the VCSEL emitter 110 may include an upper metal contact 10 and a lower metal contact 60.
- the VCSEL emitter 110 may be electrically connected to the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 through a metal contact.
- the upper DBR layer 20 is doped with p-type and the lower DBR layer 30 is doped with n-type
- p-type power is supplied to the upper metal contact 10 so that the upper DBR layer 20 and It is electrically connected
- n-type power is supplied to the lower metal contact 60 to be electrically connected to the lower DBR layer 30.
- n-type power is supplied to the upper metal contact 10 to provide the upper DBR. It is electrically connected to the layer 20, and p-type power is supplied to the lower metal contact 60 to be electrically connected to the lower DBR layer 30.
- the VCSEL emitter 110 may include an oxidation area. Oxidation area may be disposed on top of the active layer.
- the oxidation area may be insulating.
- electrical flow may be restricted in the oxidation area.
- electrical connections may be limited in the oxidation area.
- the oxidation area may serve as an aperture. Specifically, since the oxidation area has insulating properties, the beam generated from the active layer 40 may be emitted only in a portion other than the oxidation area.
- the laser output unit may include a plurality of VCSEL emitters 110.
- the laser output unit may turn on a plurality of VCSEL emitters 110 at once or individually.
- the laser output unit may emit laser beams of various wavelengths.
- the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 905 nm.
- the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 1550 nm.
- the wavelength to be output to the laser output unit may be changed according to the surrounding environment.
- the output wavelength may also increase.
- the output wavelength may also decrease.
- the ambient environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, ambient light amount, altitude, gravity, acceleration, and the like.
- the laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the support surface.
- the laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the emission surface.
- FIG. 5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL unit 130.
- the VCSEL unit 130 may include a plurality of VCSEL emitters 110.
- the plurality of VCSEL emitters 110 may be arranged in a honeycomb structure, but the present invention is not limited thereto.
- one honeycomb structure may include seven VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- all VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may be irradiated in the same direction.
- all 400 VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may be irradiated in the same direction.
- the VCSEL unit 130 may be distinguished by the irradiation direction of the output laser beam. For example, when all of the N VCSEL emitters 110 output a laser beam in a first direction, and all of the M VCSEL emitters 110 output a laser beam in a second direction, the N VCSEL emitters 110 ) May be classified as a first VCSEL unit, and the M VCSEL emitters 110 may be classified as a second VCSEL unit.
- the VCSEL unit 130 may include a metal contact.
- the VCSEL unit 130 may include a p-type metal and an n-type metal.
- a plurality of VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may share a metal contact.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 150. 6 illustrates an 8X8 VCSEL array, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 150 may include a plurality of VCSEL units 130.
- the plurality of VCSEL units 130 may be arranged in a matrix structure, but the present invention is not limited thereto.
- the plurality of VCSEL units 130 may be an N X N matrix, but are not limited thereto. Also, for example, the plurality of VCSEL units 130 may be an N X M matrix, but are not limited thereto.
- the VCSEL array 150 may include a metal contact.
- the VCSEL array 150 may include p-type metal and n-type metal.
- the plurality of VCSEL units 130 may share a metal contact, but they may not share the metal contact and may each have an independent metal contact.
- FIG. 7 is a side view showing a VCSEL array and a metal contact according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 151.
- 6 illustrates a 4X4 VCSEL array, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 151 may include a first metal contact 11, a wire 12, a second metal contact 13, and a VCSEL unit 130.
- the VCSEL array 151 may include a plurality of VCSEL units 130 arranged in a matrix structure.
- each of the plurality of VCSEL units 130 may be independently connected to a metal contact.
- the plurality of VCSEL units 130 share the first metal contact 11 and are connected together to the first metal contact, and the second metal contact 13 is not shared, so that they are independently connected to the second metal contact. I can.
- the plurality of VCSEL units 130 may be directly connected to the first metal contact 11 and connected to the second metal contact through a wire 12.
- the number of required wires 12 may be the same as the number of a plurality of VCSEL units 130.
- the number of wires 12 may be N * M.
- first metal contact 11 and the second metal contact 13 may be different from each other.
- first metal contact 11 may be an n-type metal
- second metal contact 13 may be a p-type metal
- first metal contact 11 may be a p-type metal
- second metal contact 13 may be an n-type metal.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 153. 7 illustrates a 4X4 VCSEL array, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 153 may include a plurality of VCSEL units 130 arranged in a matrix structure.
- the plurality of VCSEL units 130 may share metal contacts, but may not share metal contacts and may have independent metal contacts.
- the plurality of VCSEL units 130 may share the first metal contact 15 in a row unit.
- the plurality of VCSEL units 130 may share the second metal contact 17 in a column unit.
- first metal contact 15 and the second metal contact 17 may be different from each other.
- first metal contact 15 may be an n-type metal
- second metal contact 17 may be a p-type metal
- first metal contact 15 may be a p-type metal
- second metal contact 17 may be an n-type metal.
- the VCSEL unit 130 may be electrically connected to the first metal contact 15 and the second metal contact 17 through the wire 12.
- the VCSEL array 153 may operate to be addressable.
- a plurality of VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate independently of other VCSEL units.
- the VCSEL units in the first row and the first column may operate.
- the VCSEL units in the first row and the third columns and the VCSEL units in the first row and the third columns will operate. I can.
- the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate with a certain pattern.
- VCSEL unit in row 1 For example, after the operation of the VCSEL unit in row 1, column 1, VCSEL unit in row 1, column 2, VCSEL unit in row 1, column 3, VCSEL unit in row 1, column 4, VCSEL unit in row 2, column 2, VCSEL unit in column 2, etc. It operates, and can have a certain pattern lasting the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns.
- the VCSEL unit in 1 row 1 column in 2 rows 1 column, 3 rows 1 column VCSEL unit, 4 row 1 column VCSEL unit, 1 row 2 column VCSEL unit, 2 row 2 column VCSEL unit, etc. It operates as it is, and can have a certain pattern with the last VCSEL unit of 4 rows and 4 columns.
- the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate with an irregular pattern.
- the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate without having a pattern.
- the VCSEL units 130 may operate at random. When the VCSEL units 130 operate at random, interference between the VCSEL units 130 may be prevented.
- the flash method is a method in which a laser beam is spread to an object by divergence of the laser beam.
- a laser beam of high power is required to direct a laser beam to an object existing at a distance.
- the high power laser beam increases the power because a high voltage must be applied.
- since it can damage the human eye there is a limit to the distance that can be measured by a lidar using the flash method.
- the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from the laser output unit in a specific direction.
- Laser power loss can be reduced by directing the scanning method laser beam in a specific direction. Since laser power loss can be reduced, compared to the flash method, even if the same laser power is used, the distance that the lidar can measure is longer in the scanning method. In addition, compared to the flash method, since the scanning method has a lower laser power for measuring the same distance, stability to the human eye may be improved.
- Laser beam scanning can be accomplished by collimation and steering.
- laser beam scanning may be performed by performing a steering method after collimating the laser beam.
- laser beam scanning may be performed in a manner of performing a collimation after steering.
- FIG. 9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
- a lidar device 1200 may include a laser output unit 100 and an optical unit.
- the optical unit may include the BCSC 250.
- the BCSC 250 may include a collimation component 210 and a steering component 230.
- BCSC 250 may be configured as follows.
- the collimation component 210 first collimates the laser beam, and the collimated laser beam may be steered through the steering component 230.
- the steering component 230 may first steer the laser beam, and the steered laser beam may be collimated through the collimation component 210.
- the optical path of the lidar device 1200 is as follows.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be directed to the BCSC 250.
- the laser beam incident on the BCSC 250 may be collimated by the collimation component 210 and directed to the steering component 230.
- the laser beam incident on the steering component 230 may be steered and directed toward the object.
- the laser beam incident on the object 500 may be reflected by the object 500 and directed to the sensor unit.
- the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, there may be some degree of divergence as the laser beam travels straight. Due to such divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or the amount may be very small even if it is incident.
- the degree of divergence of the laser beam 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.
- the degree of divergence of the laser beam when the degree of divergence of the laser beam is large, the distance that can be measured by the LiDAR device decreases, so that a distant object may not be able to measure.
- 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.
- the collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam.
- the laser beam that has passed through the collimation component can be parallel light.
- the laser beam passing through the collimation component may have a divergence of 0.4 degrees to 1 degree.
- the amount of light incident on the object may be increased.
- the amount of light reflected from the object is also increased, so that the laser beam can be efficiently received.
- the amount of light incident on the object is increased, compared to before collimating the laser beam, it is possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power.
- FIG. 10 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- the collimation component 210 may be disposed in a direction in which a laser beam emitted from the laser output unit 100 is directed.
- the collimation component 210 may adjust the degree of divergence of the laser beam.
- the collimation component 210 may reduce the degree of divergence of the laser beam.
- the divergence angle of the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 16 degrees to 30 degrees. In this case, after the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the collimation component 210, the divergence angle of the laser beam may be 0.4 degrees to 1 degree.
- FIG. 11 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- the collimation component 210 may include a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213.
- the microlens may have a diameter of millimeters (mm), micrometers (um), nanometers (nm), picometers (pm), etc., but is not limited thereto.
- a plurality of micro lenses 211 may be disposed on the substrate 213.
- the plurality of micro lenses 211 and the substrate 213 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110.
- one of the plurality of micro lenses 211 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- the plurality of micro lenses 211 may collimate laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110.
- the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be collimated by one of the plurality of micro lenses 211.
- the divergence angle of the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be decreased after passing through one of the plurality of micro lenses 211.
- the plurality of microlenses may be a refractive index distribution lens, a micro-curved lens, an array lens, a Fresnel lens, or the like.
- a plurality of microlenses according to an exemplary embodiment may be manufactured by molding, ion exchange, diffusion polymerization, sputtering, and etching.
- the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130um to 150um.
- the diameter of the plurality of micro lenses may be 140 ⁇ m.
- the plurality of micro lenses may have a thickness of 400um to 600um.
- the thickness of the plurality of micro lenses may be 500 ⁇ m.
- FIG. 12 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- the collimation component 210 may include a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213.
- a plurality of micro lenses 211 may be disposed on the substrate 213.
- the plurality of micro lenses 211 may be disposed on the front and rear surfaces of the substrate 213.
- an optical axis of the microlens 211 disposed on the surface of the substrate 213 and the microlens 211 disposed on the rear surface of the substrate 213 may be coincident.
- FIG. 13 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
- a collimation component may include a metasurface 220.
- the metasurface 220 may include a plurality of nanopillars 221.
- the plurality of nanopillars 221 may be disposed on one side of the meta surface 220.
- the plurality of nanopillars 221 may be disposed on both sides of the meta surface 220.
- the plurality of nanopillars 221 may have a sub-wavelength dimension.
- the spacing between the plurality of nanopillars 221 may be smaller than the wavelength of the laser beam emitted from the laser output unit 100.
- the width, diameter, and height of the nanopillars 221 may be smaller than the length of the wavelength of the laser beam.
- the meta surface 220 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100.
- the meta surface 220 may refract laser beams output from the laser output unit 100 in various directions.
- the meta surface 220 may collimate a laser beam emitted from the laser output unit 100.
- the meta-surface 220 may reduce the divergence angle of the laser beam emitted from the laser output unit 100.
- a divergence angle of a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 15 to 30 degrees, and a divergence angle of the laser beam after passing through the meta surface 220 may be 0.4 to 1.8 degrees.
- the meta surface 220 may be disposed on the laser output unit 100.
- the meta surface 220 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100.
- the meta surface 220 may be deposited on the laser output unit 100.
- the plurality of nanopillars 221 may be formed on the laser output unit 100.
- the plurality of nanopillars 221 may form various nanopatterns on the laser output unit 100.
- the nanopillars 221 may have various shapes.
- the nanopillar 221 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, and a polygonal pyramid.
- the nanopillars 221 may have an irregular shape.
- FIG. 14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 230 may be disposed in a direction in which a laser beam emitted from the laser output unit 100 is directed.
- the steering component 230 may adjust the direction in which the laser beam is directed.
- the steering component 230 may adjust an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam.
- the steering component 230 may steer the laser beam such that an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam is 0 to 30 degrees.
- the steering component 230 may steer the laser beam such that an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam is -30 degrees to 0 degrees.
- 15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 231 may include a plurality of micro lenses 231 and a substrate 233.
- the plurality of micro lenses 232 may be disposed on the substrate 233.
- the plurality of micro lenses 232 and the substrate 233 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110.
- one of the plurality of micro lenses 232 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- the plurality of micro lenses 232 may steer the laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110.
- the laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may be steered by one of the plurality of micro lenses 232.
- the optical axis of the micro lens 232 and the optical axis of the VCSEL emitter 110 may not coincide.
- the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 and passed through the micro lens 232 is left Can be headed to.
- the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 and passed through the micro lens 232 Can face to the right.
- the degree of steering of the laser beam may increase.
- the angle formed by the optical axis of the laser light source and the laser beam may be larger than when the distance between the optical axis of the VCSEL emitter 110 is 1 ⁇ m.
- 17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 234 may include a plurality of micro prisms 235 and a substrate 236.
- a plurality of micro prisms 235 may be disposed on the substrate 236.
- the plurality of micro prisms 235 and the substrate 236 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110.
- the plurality of micro prisms 235 may be disposed to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- the plurality of micro prisms 235 may steer the laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110.
- the plurality of micro prisms 235 may change an angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam.
- the angle formed by the optical axis of the laser light source and the laser beam increases.
- the angle of the micro prism 235 is 0.05 degrees
- the laser beam is steered by 35 degrees
- the angle of the micro prism 235 is 0.25 degrees
- the laser beam is steered by 15 degrees.
- the plurality of micro prism 235 may be a Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism, or the like.
- the plurality of micro prisms 235 may be made of glass, plastic, or fluorspar.
- the plurality of micro prisms 235 may be manufactured by molding, etching, or the like.
- the micro prism 235 may be disposed on both sides of the substrate 236.
- a micro prism disposed on the first side of the substrate 236 steers the laser beam to the first axis
- the micro prism disposed on the second side of the substrate 236 steers the laser beam to the second axis. I can make it.
- FIG. 18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component may include a meta surface 240.
- the metasurface 240 may include a plurality of nanopillars 241.
- the plurality of nanopillars 241 may be disposed on one side of the meta surface 240.
- the plurality of nanopillars 241 may be disposed on both sides of the meta surface 240.
- the meta surface 240 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100.
- the meta surface 240 may be disposed on the laser output unit 100.
- the meta surface 240 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100.
- the meta surface 240 may be deposited on the laser output unit 100.
- the plurality of nanopillars 241 may be formed on the laser output unit 100.
- the plurality of nanopillars 241 may form various nanopatterns on the laser output unit 100.
- the nanopillars 241 may have various shapes.
- the nanopillar 241 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, and a polygonal pyramid.
- the nanopillars 241 may have an irregular shape.
- the plurality of nanopillars 241 may form various nanopatterns.
- the meta surface 240 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 based on the nano pattern.
- the nanopillars 241 may form nanopatterns based on various characteristics.
- the characteristics may include a width (Width, hereinafter W), a pitch (hereinafter P), a height (Height, hereinafter H), and the number per unit length of the nanopillars 241.
- nanopatterns formed based on various characteristics and steering of a laser beam according to the nanopatterns will be described.
- 19 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
- the metasurface 240 may include a plurality of nanopillars 241 having different widths (W).
- the plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on the width W.
- the plurality of nanopillars 241 may be arranged such that the widths W1, W2, and W3 increase in one direction.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the width W of the nanopillars 241 increases.
- the meta surface 240 has a first nanopillar 243 having a first width W1, a second nanopillar 245 having a second width W2, and a third width W3.
- a third nanopillar 247 may be included.
- the first width W1 may be larger than the second width W2 and the third width W3.
- the second width W2 may be larger than the third width W3. That is, the width W of the nanopillars 241 may decrease from the first nanopillar 243 toward the third nanopillar 247.
- the first nanopillars 243 from the first direction and the third nanopillars 247 emitted from the laser output unit 100 It may be steered in a direction between the second direction, which is a direction toward ).
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241.
- the increase/decrease rate of the width W of the nano-pillars 241 may mean a value representing an average increase/decrease of the width W of the plurality of adjacent nano-pillars 241.
- the increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241 will be calculated. I can.
- 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.
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the width (W) of the nanopillars 241.
- the steering angle ( ) May increase as the increase/decrease rate of the width W of the nanopillars 241 increases.
- the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the width W.
- the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate smaller than the first increase/decrease rate based on the width W.
- the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
- the steering angle ( ) Can range from -90 degrees to 90 degrees.
- 20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary embodiment.
- the metasurface 240 may include a plurality of nanopillars 241 having different spacings P between adjacent nanopillars 241.
- the plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on a change in the gap P between adjacent nanopillars 241.
- the meta surface 240 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 based on a nano pattern formed based on a change in the gap P between the nano pillars 241.
- the distance P between the nanopillars 241 may decrease in one direction.
- the interval P may mean a distance between the centers of two adjacent nanopillars 241.
- the first interval P1 may be defined as a distance between the center of the first nanopillar 243 and the center of the second nanopillar 245.
- the first interval P1 may be defined as the shortest distance between the first nanopillars 243 and the second nanopillars 245.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the spacing P between the nanopillars 241 decreases.
- the metasurface 240 may include a first nanopillar 243, a second nanopillar 245, and a third nanopillar 247.
- the first interval P1 may be obtained based on the distance between the first nanopillars 243 and the second nanopillars 245.
- the second interval P2 may be obtained based on the distance between the second nanopillars 245 and the third nanopillars 247.
- the first interval P1 may be smaller than the second interval P2. That is, the distance P may increase from the first nanopillar 243 toward the third nanopillar 247.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the meta surface 240, the laser beam is emitted from the first direction and the third nanopillar 247 from the laser output unit 100. It may be steered in a direction between the first direction, which is a direction toward the 1 nanopillar 243.
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the spacing P between the nanopillars 241.
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate of the gap P between the nanopillars 241.
- the increase/decrease rate of the interval P between the nanopillars 241 may mean a value representing the degree of change of the interval P between adjacent nanopillars 241 on average.
- the steering angle of the laser beam ( ) May increase as the increase/decrease rate of the gap P between the nanopillars 241 increases.
- the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the gap P.
- the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the interval P.
- the first steering angle according to the first pattern may be larger than the second steering angle according to the second pattern.
- the principle of steering a laser beam according to a change in the spacing P of the nanopillars 241 described above can be similarly applied even when the number of nanopillars 241 per unit length changes.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 is a first direction emitted from the laser output unit 100 and nanopillars per unit length ( It may be steered in a direction between the second direction in which the number of 241) increases.
- 21 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
- the metasurface 240 may include a plurality of nanopillars 241 having different heights H of the nanopillars 241.
- the plurality of nanopillars 241 may form a nanopattern based on a change in the height H of the nanopillars 241.
- the heights H1, H2, and H3 of the plurality of nanopillars 241 may increase in one direction.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the height H of the nanopillars 241 increases.
- the meta surface 240 has a first nanopillar 243 having a first height H1, a second nanopillar 245 having a second height H2, and a third height H3.
- a third nanopillar 247 may be included.
- the third height H3 may be greater than the first height H1 and the second height H2.
- the second height H2 may be greater than the first height H1. That is, the height H of the nanopillars 241 may increase from the first nanopillar 243 toward the third nanopillar 247.
- the laser beam is a first direction emitted from the laser output unit 100 and a third from the first nanopillar 243 It may be steered in a direction between the nanopillars 247 in the second direction.
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary depending on the height H of the nanopillars 241.
- the steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate of the height H of the nanopillars 241.
- the increase/decrease rate of the height (H) of the nano-pillars 241 may mean a numerical value representing an average degree of change in the height (H) of the adjacent nano-pillars 241.
- the increase/decrease rate of the height (H) of the nanopillar 241 will be calculated. I can.
- the difference between the first height H1 and the second height H2 may be different from the difference between the second height H3 and the third height H3.
- the steering angle of the laser beam ( ) May increase as the increase/decrease rate of the height H of the nanopillars 241 increases.
- the nanopillars 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the height H.
- the nanopillars 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the height H.
- the first steering angle according to the first pattern may be larger than the second steering angle according to the second pattern.
- the steering component 230 may include a mirror that reflects the laser beam.
- the steering component 230 may include a planar mirror, a multifaceted mirror, a resonant mirror, a MEMS mirror, and a galvano mirror.
- the steering component 230 may include a polygonal mirror that rotates 360 degrees along one axis and a nodding mirror that is repeatedly driven in a preset range along one axis.
- FIG. 22 is a diagram for describing a multi-faceted mirror that is a steering component according to an exemplary embodiment.
- a rotating multi-faceted mirror 600 may include a reflective surface 620 and a body, and vertically penetrates the center of the upper 615 and the lower 610 of the body. It can be rotated around the rotating shaft 630.
- the rotating multi-faceted mirror 600 may be configured with only some of the above-described configurations, and may include more components.
- the rotating multi-faceted mirror 600 may include a reflective surface 620 and a body, and the body may be composed of only the lower portion 610. In this case, the reflective surface 620 may be supported on the lower portion 610 of the body.
- the reflective surface 620 is a surface for reflecting the received laser, and may include a reflective mirror, reflective plastic, etc., but is not limited thereto.
- the reflective surface 620 may be installed on a side surface other than the upper portion 610 and the lower portion 615 of the body, and may be installed so that the rotation shaft 630 and the normal line of each reflective surface 620 are orthogonal. have. This may be for repetitively scanning the same scan area by making the same scan area of the laser irradiated from each of the reflective surfaces 620.
- the reflective surface 620 may be installed on a side surface other than the upper portion 610 and the lower portion 615 of the body, and the normal line of each reflective surface 620 has a different angle from the rotation axis 630, respectively. Can be installed This may be for expanding the scan area of the lidar device by making the scan area of the laser irradiated from each reflective surface 620 different.
- the reflective surface 620 may have a rectangular shape, but is not limited thereto, and may have various shapes such as a triangle and a trapezoid.
- the body is for supporting the reflective surface 620 and may include an upper portion 615, a lower portion 610, and a pillar 612 connecting the upper portion 615 and the lower portion 610.
- the pillar 612 may be installed to connect the center of the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body, and installed to connect each vertex of the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body It may be, or it may be installed to connect each corner of the upper portion 615 and lower portion 610 of the body, but there is no limitation on the structure for connecting and supporting the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body. .
- the body may be fastened to the driving unit 640 to receive the driving force for rotation, and may be fastened to the driving unit 640 through the lower portion 610 of the body, or through the upper portion 615 of the body. It may be fastened to the driving unit 640.
- the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body may have a polygonal shape.
- the shape of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body may be the same, but are not limited thereto, and the shapes of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body are different from each other. You may.
- the upper portion 615 and the lower portion 610 of the body may have the same size.
- the present invention is not limited thereto, and sizes of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body may be different from each other.
- the upper portion 615 and/or the lower portion 610 of the body may include an empty space through which air can pass.
- the rotating multi-faceted mirror 600 is described as a hexahedron in the form of a quadrilateral column including four reflective surfaces 620, but the reflective surfaces 620 of the rotating multi-faceted mirror 600 are necessarily four. It is not, and it is not necessarily a six-sided structure in the form of a quadrilateral column.
- the lidar device may further include an encoder.
- the lidar device may control the operation of the multi-faceted rotating mirror 600 by using the detected rotation angle.
- the encoder unit may be included in the multi-faceted rotating mirror 600 or disposed to be spaced apart from the multi-faceted rotating mirror 600.
- the required field of view (FOV) of the lidar device may be different depending on the application. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, the widest possible viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device disposed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction. Compared to that, it may require a relatively narrow viewing angle in the vertical direction. In addition, in the case of a lidar disposed on a drone, the widest viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required.
- 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, it is possible to determine the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror based on the required viewing angle of the lidar device.
- 23 to 25 are views for explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
- FIGS. 23 to 25 three, four, and five reflective surfaces are described, but the number of reflective surfaces is not determined, and when the number of reflective surfaces is different, the following description may be inferred and calculated easily.
- FIGS. 22 to 24 a case in which the upper and lower portions of the body are regular polygons will be described, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and calculated easily.
- FIG. 23 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating faceted mirror 650 in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are equilateral triangles.
- the laser 653 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 651 of the multi-faceted rotating mirror 650.
- an angle formed by the three reflective surfaces may be 60 degrees.
- the rotating facet mirror 650 rotates slightly in a clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror is positioned slightly rotated counterclockwise. The laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, when the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 23, the maximum viewing angle of the rotating facet mirror can be known.
- the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 650, the reflected laser may be reflected upwards with the incident laser 653 at an angle of 120 degrees. In addition, when reflected through the third reflective surface of the rotating multi-faceted mirror, the reflected laser may be reflected at an angle of 120 degrees downward to the incident laser.
- the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 240 degrees.
- 24 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the upper and lower portions of the body are square.
- the laser 663 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 661 of the multi-faceted rotating mirror 660.
- an angle formed by the four reflective surfaces may be 90 degrees.
- the rotating facet mirror 660 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror 660 rotates slightly counterclockwise to the position. In this case, the laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, when the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 24, the maximum viewing angle of the rotating faceted mirror 660 can be known.
- the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser may be reflected upwards with the incident laser 663 at an angle of 90 degrees. In addition, when reflected through the fourth reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser may be reflected downward to the incident laser 663 at an angle of 90 degrees.
- the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 660 may be 180 degrees.
- 24 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 the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
- the laser 673 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 671 of the multi-faceted rotating mirror 670.
- an angle formed by the five reflective surfaces may be 108 degrees each.
- the rotating mirror 670 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating mirror 670 rotates slightly counterclockwise. When positioned, the laser can be reflected downwards in the drawing. Therefore, if the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 24, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be known.
- the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected upwardly to the incident laser 673 at an angle of 72 degrees. In addition, when reflected through the 5th reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected downwards from the incident laser 673 at an angle of 72 degrees.
- the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 144 degrees.
- the rotating multi-faceted mirror when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror is N, and the upper and lower portions of the body are N-shaped, if the inner angle of the N-shaped is theta, the rotating surface
- the maximum viewing angle of the mirror can be 360 degrees -2 theta.
- the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value.
- the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.
- the rotating multi-faceted mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the lidar device, and is reflected from an object existing in the scan area. It can be used to receive the laser light to the sensor unit.
- each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scan area of the lidar device will be referred to as an irradiation part.
- a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving the laser reflected from the object present on the scan area to the sensor unit will be referred to as a light receiving portion.
- 26 is a view for explaining an irradiation portion and a light-receiving portion of a multi-faceted rotating mirror according to an exemplary embodiment.
- a laser emitted from the laser output unit 100 may have a dot-shaped irradiation area and may be incident on a reflective surface of the mirror 700 if it is rotated.
- the laser emitted from the laser output unit 100 may have an irradiation area in the form of a line or a surface.
- the irradiation portion 720 in the rotating multi-faceted mirror 700 rotates the point where the emitted laser meets the rotating multi-faceted mirror. If it is, it can be in the form of a line connected in the direction of rotation of the mirror. Accordingly, in this case, the irradiated portion 720 of the multi-faceted rotating mirror 700 may be positioned on each reflective surface in a line shape in a direction perpendicular to the rotating shaft 710 of the multi-faceted rotating mirror 700.
- the laser irradiated from the irradiated portion 720 of the rotating multi-faceted mirror 700 and irradiated to the scan area 510 of the lidar device 1000 is transferred to the object 500 on the scan area 510.
- the laser 735 reflected from the object 500 may be reflected in a larger range than the irradiated laser 725. Accordingly, the laser 735 reflected from the object 500 is parallel to the irradiated laser, and may be received by the lidar device 1000 in a wider range.
- the laser 735 reflected from the object 500 may be transmitted larger than the size of the reflective surface of the rotating mirror 700.
- the light-receiving part 730 of the rotating multi-faceted mirror 700 is a part for receiving the laser 735 reflected from the object 500 by the sensor unit 300, and is a part of the reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 700. It may be a portion of the reflective surface that is smaller than the size.
- the rotating multi-faceted mirror 700 A portion of the reflective surface of which is reflected so as to be transmitted toward the sensor unit 300 may be the light receiving portion 730. Therefore, the light-receiving part 730 of the multi-faceted rotating mirror 700 may be a part of the reflective surface extending in the direction of rotation of the multi-faceted mirror 700 to be reflected so as to be transmitted toward the sensor unit 300. have.
- the light-receiving portion 730 of the rotating multi-faceted mirror 700 is transmitted toward the condensing lens among the reflective surfaces. If the part to be reflected is rotated, it may be a part extending in the rotation direction of the mirror 700.
- the irradiation portion 720 and the light-receiving portion 730 of the rotating facet mirror 700 are described as being spaced apart, but the irradiation portion 720 and the light-receiving portion 730 of the rotating facet mirror 1550 Some of the silver may overlap, and the irradiation part 720 may be included in the light receiving part 730.
- the steering component 230 may include an optical phased array (OPA) or the like to change the phase of the emitted laser and change the irradiation direction through it, but is not limited thereto.
- OPA optical phased array
- the lidar device may include an optical unit that directs a laser beam emitted from a laser output unit to an object.
- the optical unit may include a beam collimation and steering component (BCSC) for collimating and steering a laser beam emitted from the laser output unit.
- BCSC beam collimation and steering component
- the BCSC may be composed of one component or may be composed of a plurality of components.
- 27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- the optical unit may include a plurality of components.
- it may include a collimation component 210 and a steering component 230.
- the collimation component 210 may perform a role of collimating the beam emitted from the laser output unit 100, and the steering component 230 may perform a collimation of the collimation component 210. It can play a role of steering the formed beam. As a result, the laser beam emitted from the optic may be directed in a predetermined direction.
- the collimation component 210 may be a micro lens or a meta surface.
- a micro lens array may be disposed on one side of the substrate, or a micro lens array may be disposed on both sides of the substrate.
- the laser beam may be collimated by a nano pattern formed by a plurality of nano pillars included in the meta surface.
- the steering component 230 may be a micro lens, a micro prism, or a meta surface.
- a micro lens array may be disposed on one side of the substrate, or a micro lens array may be disposed on both sides of the substrate.
- the steering component 230 When the steering component 230 is a micro prism, it can be steered by the angle of the micro prism.
- the laser beam may be steered by a nano pattern formed by a plurality of nano pillars included in the meta surface.
- the optical unit when the optical unit includes a plurality of components, correct placement may be required between the plurality of components.
- the collimation component and the steering component can be correctly arranged through an alignment mark.
- a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component can be correctly arranged through an alignment mark.
- the VCSEL array and the collimation component can be correctly arranged.
- the collimation component and the steering component can be correctly positioned.
- FIG. 28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- the optical unit may include one single component.
- it may include a meta component 270.
- the meta component 270 may collimate or steer a laser beam emitted from the laser output unit 100.
- the meta component 270 includes a plurality of meta-surfaces, collimating a laser beam emitted from the laser output unit 100 in one meta-surface, and collimating a laser beam in the other meta-surface. Can be steered. It will be described in detail in FIG. 29 below.
- the meta component 270 may collimate and steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 including one meta surface. It will be described in detail in FIG. 24 below.
- 29 is a diagram for describing a meta component according to an embodiment.
- the meta component 270 may include a plurality of meta surfaces 271 and 273.
- it may include a first meta surface 271 and a second meta surface 273.
- the first meta surface 271 may be disposed in a direction in which the laser beam is emitted from the laser output unit 100.
- the first metasurface 271 may include a plurality of nanopillars.
- the first metasurface may form a nanopattern by a plurality of nanopillars.
- the first meta-surface 271 may collimate the laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopatterns.
- the second meta-surface 273 may be disposed in a direction in which the laser beam is output from the first meta-surface 271.
- the second metasurface 273 may include a plurality of nanopillars.
- the second meta-surface 273 may form a nano pattern by a plurality of nano-pillars.
- the second meta-surface 273 may steer the laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopatterns. For example, as shown in FIG. 24, the laser beam can be steered in a specific direction by the increase/decrease rate of the width W of the plurality of nanopillars.
- the laser beam may be steered in a specific direction by the distance P, the height H, and the number per unit length of the plurality of nanopillars.
- FIG. 30 is a diagram for describing a meta component according to another embodiment.
- the meta component 270 may include one meta surface 274.
- the meta surface 275 may include a plurality of nanopillars on both sides.
- the meta-surface 275 may include a first nano-pillar set 276 on a first surface and a second nano-pillar set 278 on a second surface.
- the meta-surface 275 may be steered after collimating the laser beam emitted from the laser output unit 100 by a plurality of nano-pillars forming respective nano patterns on both sides.
- the first set of nanopillars 276 disposed on one side of the metasurface 275 may form a nanopattern.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be collimated by the nano pattern formed by the first nano-pillar set 276.
- the second nano-pillar set 278 disposed on the other side of the meta-surface 275 may form a nano pattern.
- the laser beam passing through the first nanopillar 276 may be steered in a specific direction by the nanopattern formed by the second nanopillar set 278.
- FIG. 31 is a diagram for describing an SPAD array according to an embodiment.
- the sensor unit 300 may include a SPAD array 750.
- 31 illustrates an 8X8 SPAD array, but is not limited thereto, and may be 10X10, 12X12, 24X24, 64X64, or the like.
- the SPAD array 750 may include a plurality of SPADs 751.
- the plurality of SPADs 751 may be disposed in a matrix structure, but are not limited thereto, and may be disposed in a circular, elliptical, honeycomb structure, or the like.
- a laser beam When a laser beam is incident on the SPAD array 750, photons may be detected by an avalanche phenomenon. According to an embodiment, a result of the SPAD array 750 may be accumulated in the form of a histogram.
- FIG. 32 is a diagram for describing a histogram of SPAD according to an embodiment.
- the SPAD 751 may detect photons.
- signals 766 and 767 may be generated.
- the SPAD 751 After the SPAD 751 detects a photon, it may take a recovery time to return to a state capable of detecting the photon again. If the recovery time has not elapsed after the SPAD 751 detects the photon, even if the photon enters the SPAD 751 at this time, the SPAD 751 cannot detect the photon. Thus, the resolution of the SPAD 751 may be determined by the recovery time.
- the SPAD 751 may detect photons for a predetermined time after the laser beam is output from the laser output unit. At this time, the SPAD 751 may detect photons during a cycle of a predetermined period. For example, SPAD 751 may detect photons multiple times during a cycle according to the time resolution of SPAD 751. At this time, the time resolution of the SPAD 751 may be determined by the recovery time of the SPAD 751.
- the SPAD 751 may detect photons reflected from the object and other photons. For example, the SPAD 751 may generate a signal 767 when detecting a photon reflected from an object.
- the signal 766 may be generated.
- photons other than photons reflected from the object may include sunlight or a laser beam reflected from a window.
- the SPAD 751 may detect photons for a predetermined period of time after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the SPAD 751 may detect photons during a first cycle after outputting a first laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a first detecting signal 761 after detecting a photon.
- the SPAD 751 may detect photons during a second cycle after outputting a second laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a second detecting signal 762 after detecting a photon.
- the SPAD 751 may detect photons during a third cycle after outputting a third laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a third detecting signal 763 after detecting a photon.
- the SPAD 751 may detect photons during the Nth cycle after outputting the Nth laser beam from the laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate an Nth detecting signal 764 after detecting a photon.
- the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, the third detecting signal 763, the N-th detecting signal 764, a signal 767 by photons reflected from the object or A signal 766 generated by photons other than the photons reflected from the object may be included.
- the Nth detecting signal 764 may be a photon detecting signal during the Nth cycle after outputting the Nth laser beam.
- N may be 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, etc.
- Signals by the SPAD 751 may be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram may have a plurality of histogram bins.
- the signals generated by the SPAD 751 correspond to each histogram bin and may be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram may be formed by accumulating signals by one SPAD 751 or by accumulating signals by a plurality of SPADs 751.
- a histogram 765 may be created by accumulating the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, and the third detecting signal 763 and the N-th detecting signals 764.
- the histogram 765 may include a signal due to photons reflected from the object or a signal due to other photons.
- the signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals by other photons.
- a signal due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time.
- the amount of signal caused by sunlight is small and may exist irregularly.
- a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among the accumulated histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- a signal having the highest value among the histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- a signal of a certain amount 768 or more of the histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the reception time of the photon.
- the signal extracted from the histogram 765 may be a signal at one scan point.
- one scan point may correspond to one SPAD.
- signals extracted from a plurality of histograms may be signals at one scan point.
- one scan point may correspond to a plurality of SPADs.
- a weight is applied to signals extracted from a plurality of histograms to calculate a signal at one scan point.
- the weight may be determined by the distance between SPADs.
- the signal at the first scan point has a weight of 0.8 for the signal by the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal by the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD. It can be calculated by putting a weight of 0.2 on the signal.
- the effect of accumulating the histogram several times with one histogram accumulation can be obtained. Accordingly, the effect of reducing the scan time and reducing the time to obtain the entire image can be derived.
- the laser output unit may output a laser beam in an addressable manner.
- the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
- the laser output unit outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 1 column once, then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed.
- the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.
- the SPAD array may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell unit.
- the SPAD unit in the first row and one column corresponding to the first row and one column is reflected on the object. Can be received up to N times.
- the M big cell units can be operated N times at once.
- one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.
- the sensor unit 300 may include a SiPM 780.
- the SiPM 780 may include a plurality of microcells 781 and a plurality of microcell units 782.
- the microcell may be SPAD.
- the microcell unit 782 may be an SPAD array that is a set of a plurality of SPADs.
- the SiPM 780 may include a plurality of microcell units 782.
- FIG. 33 shows the SiPM 780 in which the microcell units 782 are arranged in a 4X6 matrix, but is not limited thereto, and may be a 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 matrix, or the like.
- the microcell unit 782 may be disposed in a matrix structure, but is not limited thereto, and may be disposed in a circular, elliptical, honeycomb structure, or the like.
- a laser beam When a laser beam is incident on the SiPM 780, photons may be detected by the avalanche phenomenon. According to an embodiment, a result of the SiPM 780 may be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram by the SPAD 751 may be accumulated as N detecting signals formed by receiving the N-th laser beam of one SPAD 751.
- the histogram of the SPAD 751 may be accumulated as X*Y detecting signals formed by receiving the Y-numbered laser beam of the X SPADs 751.
- the histogram by the SiPM 780 may be formed by accumulating signals by one microcell unit 782 or by accumulating signals by a plurality of microcell units 782.
- one microcell unit 782 may output the first laser beam from the laser output unit and then detect photons reflected from the object to form a histogram.
- the histogram of the SiPM 780 may be formed by accumulating a signal generated by detecting photons reflected from an object by a plurality of microcells included in one microcell unit 782.
- the plurality of microcell units 782 may generate a histogram by detecting photons reflected from the object after outputting the first laser beam from the laser output unit.
- the histogram of the SiPM 780 may be formed by accumulating a signal generated by detecting photons reflected from an object by a plurality of microcells included in the plurality of microcell units 782.
- one SPAD 751 or a plurality of SPADs 751 may require the N-th laser beam output of the laser output unit.
- the histogram by the SiPM 780 may require only one laser beam output from one microcell unit 782 or a plurality of microcell units 782.
- the histogram of the SPAD 751 may take a longer time to accumulate the histogram than the histogram of the SiPM 780.
- the histogram by the SiPM 780 has the advantage that it is possible to quickly form a histogram with only one laser beam output.
- the SiPM 780 may detect photons.
- the microcell unit 782 may detect photons.
- signals 787 and 788 may be generated.
- a recovery time may be required before returning to a state capable of detecting the photons again.
- the recovery time has not elapsed after the microcell unit 782 detects the photons, even if the photons are incident on the microcell unit 782 at this time, the microcell unit 782 cannot detect the photons. Accordingly, the resolution of the microcell unit 782 may be determined by the recovery time.
- the microcell unit 782 may detect photons for a predetermined time after the laser beam is output from the laser output unit. At this time, the microcell unit 782 may detect photons during a cycle of a predetermined period. For example, the microcell unit 782 may detect a photon multiple times during a cycle according to the time resolution of the microcell unit 782. In this case, the time resolution of the microcell unit 782 may be determined by the recovery time of the microcell unit 782.
- the microcell unit 782 may detect photons reflected from an object and other photons. For example, when the microcell unit 782 detects a photon reflected from an object, it may generate a signal 787.
- the microcell unit 782 when the microcell unit 782 detects photons other than the photons reflected from the object, the microcell unit 782 may generate a signal 788.
- photons other than photons reflected from the object may include sunlight or a laser beam reflected from a window.
- the microcell unit 782 may detect photons for a predetermined period of time after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the first microcell 783 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the first microcell 783 may generate a first detecting signal 791 after detecting a photon.
- the second microcell 784 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the second microcell 784 may generate a first detecting signal 792 after detecting a photon.
- the third microcell 785 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the third microcell 785 may detect a photon and then generate a third detecting signal 793.
- the Nth microcell 786 included in the microcell unit 782 may detect photons during a first cycle after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the Nth microcell 786 may generate an Nth detecting signal 794 after detecting a photon.
- the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, the third detecting signal 793, the N-th detecting signal 794, a signal 787 by photons reflected from the object or A signal 788 generated by photons other than the photons reflected from the object may be included.
- the Nth detecting signal 764 may be a photon detecting signal of the Nth microcell included in the microcell unit 782.
- N may be 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, etc.
- Signals from microcells can be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram can have multiple histogram bins. Signals from the microcells correspond to histogram bins, respectively, and may be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram may be formed by accumulating signals by one microcell unit 782 or by accumulating signals by a plurality of microcell units 782.
- the histogram 795 may be created by accumulating the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, and the third detecting signal 793, the N-th detecting signals 794. .
- the histogram 795 may include a signal due to photons reflected from the object or a signal due to other photons.
- the signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals by other photons.
- a signal due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time.
- the amount of signal caused by sunlight is small and may exist irregularly.
- a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among the accumulated histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- a signal having the highest value among the histogram 795 may be extracted as a signal caused by photons reflected from the object.
- a signal of a certain amount 797 or more of the histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the reception time of the photon.
- the laser output unit may output a laser beam in an addressable manner.
- the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
- the laser output unit outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 1 column once, then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed.
- the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.
- the SiPM may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell unit.
- the microcell unit in the 1st row and 1st column corresponding to the 1st row and 1st column is reflected on the object.
- the beam can be received up to N times.
- the M big cell units can be operated N times at once.
- one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.
- Lida can be implemented in several ways. For example, there may be a flash method and a scanning method for lidar.
- the flash method is a method in which a laser beam is spread to an object by the 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 type lidar may be determined by a sensor unit or a receiver.
- the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from the laser output unit in a specific direction. Since the scanning method illuminates the laser beam to the FOV using a scanner or a steering unit, the resolution of the scanning type lidar may be determined by the scanner or the steering unit.
- the lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method.
- the combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method.
- a mixed method of a flash method and a scanning method may be a quasi-flash method or a quasi-scanning method.
- the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may mean a semi-flash type lidar rather than a complete flash type.
- one unit of the laser output unit and one unit of the receiving unit may be a flash type lidar, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the reception unit are gathered, so that the semi-flash type is not a complete flash type lidar. It can be is.
- the laser beam output from the laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi flash type lidar may pass through the steering unit, it may be a semi-flash type lidar instead of a complete flash type lidar.
- the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may overcome the disadvantages of the flash type lidar.
- a flash type radar may be vulnerable to interference between laser beams, a strong flash is required to detect an object, and there is a problem that the detection range cannot be limited.
- the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar allows laser beams to pass through a steering unit to overcome interference between laser beams, and control each laser output unit, thereby controlling the detection range. You can, and you may not need a strong flash.
- 35 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to an embodiment.
- a semi-flash lidar 800 includes a laser output unit 810, a beam collimation & steering component (BCSC) 820, a scanning unit 830, and a receiving unit 840. I can.
- BCSC beam collimation & steering component
- the semi-flash lidar 800 may include a laser output unit 810.
- the laser output unit 810 may include a big cell array.
- the laser output unit 810 may include a big cell array in which units including a plurality of big cell emitters are gathered.
- the semi-flash lidar 800 may include a BCSC 820.
- BCSC 820 may include a collimation component 210 and a steering component 230.
- the laser beam output from the laser output unit 810 is collimated by the collimation component 210 of the BCSC 820, and the collimated laser beam is the steering component 230 of the BCSC 820. ) Can be steered.
- a laser beam output from a first bixel unit included in the laser output unit 810 may be collimated by a first collimation component and steered in a first direction by a first steering component.
- the laser beam output from the second big cell unit included in the laser output unit 810 may be collimated by the second collimation component and steered in the second direction by the second steering component.
- the big cell units included in the laser output unit 810 may be steered in different directions. Therefore, unlike the flash method by diffusion of a single pulse, the laser beam of the laser output unit of the semi-flash method LiDAR can be steered in a specific direction by the BCSC. Therefore, the laser beam output from the laser output unit of the semi-flash type lidar can be directional by BCSC.
- the semi-flash lidar 800 may include a scanning unit 830.
- the scanning unit 830 may include an optical unit 200.
- the scanning unit 830 may include a mirror that reflects the laser beam.
- the scanning unit 830 may include a planar mirror, a multifaceted mirror, a resonant mirror, a MEMS mirror, and a galvano mirror.
- the scanning unit 830 may include a multifaceted mirror rotating 360 degrees along one axis and a noding mirror repeatedly driven in a preset range along one axis.
- the semi-flash type radar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method in which an entire image is acquired at once by spreading a single pulse, a semi-flash radar can scan an image of an object by a scanning unit.
- the object may be randomly scanned by laser output from the laser output unit of the semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash type radar can intensively scan only a desired region of interest among the entire FOV.
- the semi-flash lidar 800 may include a receiver 840.
- the receiving unit 840 may include a sensor unit 300.
- the receiving unit 840 may be a SPAD array 750.
- the receiving unit 840 may be a SiPM 780.
- the receiving unit 850 may include various sensor elements.
- the receiving unit 840 may include a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, an APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS, or CCD, but is not limited thereto.
- the receiving unit 840 may stack a histogram.
- the receiving unit 840 may detect a light-receiving point of a laser beam reflected from the object 850 and received by using a histogram.
- the receiving unit 840 may include one or more optical elements.
- the receiving unit 840 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.
- the receiving unit 840 may include one or more optical filters.
- the receiver 840 may receive the laser reflected from the object through an optical filter.
- the receiving unit 840 may include a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, and a wedge filter, but is not limited thereto.
- the semi-flash type lidar 800 may have a constant optical path between components.
- light output from the laser output unit 810 may be incident on the scanning unit 830 through the BCSC 820.
- light incident on the scanning unit 830 may be reflected and incident on the object 850.
- light incident on the object 850 may be reflected and again incident on the scanning unit 830.
- light incident on the scanning unit 830 may be reflected and received by the receiving unit 840.
- a lens for increasing transmission and reception efficiency may be additionally inserted into the above optical path.
- 36 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
- a semi-flash lidar 800 may include a laser output unit 810, a scanning unit 830, and a receiving unit 840.
- the laser output unit 810 may include a big cell array 811. Although only the big cell array 811 in one column is shown in FIG. 36, the big cell array 811 is not limited thereto, and the big cell array 811 may have an N X M matrix structure.
- the big cell array 811 may include a plurality of big cell units 812.
- the big cell unit 812 may include a plurality of big cell emitters.
- the big cell array 811 may include 25 big cell units 812.
- the 25 big cell units 812 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto.
- the big cell unit 812 may have a diverging angle.
- the big cell unit 812 may have a horizontal diffusion angle 813 and a vertical diffusion angle 814.
- the big cell unit 812 may have a horizontal diffusion angle 813 of 1.2 degrees and a vertical diffusion angle 814 of 1.2 degrees, but the present invention is not limited thereto.
- the scanning unit 830 may receive a laser beam output from the laser output unit 810. In this case, the scanning unit 830 may reflect the laser beam toward the object. Also, the scanning unit 830 may receive a laser beam reflected from an object. In this case, the scanning unit 830 may transmit the laser beam reflected from the object to the receiving unit 840.
- the area reflecting the laser beam toward the object and the area receiving the laser beam reflected from the object may be the same or different.
- an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be in the same reflective surface.
- the areas may be divided up and down or left and right within the same reflective surface.
- 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.
- an area reflecting a laser beam toward an object may be a first reflective surface of the scanning unit 830, and an area receiving a laser beam reflected from the object may be a second reflective surface of the scanning unit 830 .
- the scanning unit 830 may reflect the 2D laser beam output from the laser output unit 810 toward the object.
- the lidar device may scan the object in 3D due to rotation or scanning of the scanning unit 830.
- the receiving unit 840 may include a SPAD array 841. Although only one column of SPAD array 841 is shown in FIG. 36, the present invention is not limited thereto, and the SPAD array 841 may have an N X M matrix structure.
- the SPAD array 841 may include a plurality of SPAD units 842.
- the SPAD unit 842 may include a plurality of SPAD pixels 847.
- the SPAD unit 842 may include a 12 X 12 SPAD pixel 847.
- the SPAD pixel 847 may mean one SPAD element, but is not limited thereto.
- the SPAD array 841 may include 25 SPAD units 842.
- the 25 SPAD units 842 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto.
- the arrangement of the SPAD unit 842 may correspond to the arrangement of the big cell unit 812.
- the SPAD unit 842 may have a FOV capable of receiving light.
- the SPAD unit 842 may have a horizontal FOV 843 and a vertical FOV 844.
- the SPAD unit 842 may have a horizontal FOV 843 of 1.2 degrees and a vertical FOV 844 of 1.2 degrees.
- the FOV of the SPAD unit 842 may be proportional to the number of SPAD pixels 847 included in the SPAD unit 842.
- the FOV of each SPAD pixel 847 included in the SPAD unit 842 may be determined by the FOV of the SPAD unit 842.
- the SPAD unit 842 when the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the individual SPAD pixel 847 is 0.1 degrees, if the SPAD unit 842 includes the SPAD pixel 847 of NXM, the SPAD unit 842 The horizontal FOV 843 may be 0.1*N, and the vertical FOV 844 may be 0.1*M.
- the SPAD unit 842 when the horizontal FOV 843 and the vertical FOV 844 of the SPAD unit 842 are 1.2 degrees, and the SPAD unit 842 includes a 12 X 12 SPAD pixel 847, individual SPAD pixels
- the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of 847 may be 0.1 degrees (1.2/12).
- the receiving unit 840 may include a SiPM array 841. Although only one column of SiPM array 841 is shown in FIG. 36, the present invention is not limited thereto, and the SiPM array 841 may have an N X M matrix structure.
- the SiPM array 841 may include a plurality of microcell units 842.
- the microcell unit 842 may include a plurality of microcells 847.
- the microcell unit 842 may include a 12 X 12 microcell 847.
- the SiPM array 841 may include 25 microcell units 842.
- the 25 microcell units 842 may be arranged in one row, but the present invention is not limited thereto.
- the arrangement of the microcell units 842 may correspond to the arrangement of the big cell units 812.
- the microcell unit 842 may have a FOV capable of receiving light.
- the microcell unit 842 may have a horizontal FOV 843 and a vertical FOV 844.
- the microcell unit 842 may have a horizontal FOV 843 of 1.2 degrees and a vertical FOV 844 of 1.2 degrees.
- the FOV of the microcell unit 842 may be proportional to the number of microcells included in the microcell unit 842.
- the FOV of the individual microcells 847 included in the microcell unit 842 may be determined by the FOV of the microcell unit 842.
- the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the individual microcells 847 are 0.1 degrees
- the microcell unit 842 includes the microcells 847 of the NXM, the microcell unit 842 )
- the horizontal FOV 843 may be 0.1*N
- the vertical FOV 844 may be 0.1*M.
- the individual The horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the microcell 847 may be 0.1 degrees (1.2/12).
- one big cell unit 812 and a plurality of SPAD units or microcell units 842 may correspond.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the object 850, so that the SPAD unit or microcell unit 842 in the first row and the first row and the second row is reflected. ) Can be received.
- a plurality of big cell units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.
- the big cell unit 812 of the laser output unit 810 and the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiving unit 840 may correspond to each other.
- the horizontal diffusion angle and the vertical diffusion angle of the big cell unit 812 may be the same as the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of the SPAD unit or microcell unit 842.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in N rows and M columns is reflected by the scanning unit 830 and the object 850 to be received by the SPAD unit or microcell unit 842 in the N rows and M columns. I can.
- the laser beam output from the big cell unit 812 in N rows and M columns and reflected by the scanning unit 830 and the object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 842 in the N rows and M columns, and is a lidar.
- Device 800 may have resolution by means of a SPAD unit or microcell unit 842.
- the FOV to which the big cell unit 812 is irradiated is divided into the NXM area to determine the distance information of the object. I can.
- one big cell unit 812 and a plurality of SPAD units or microcell units 842 may correspond.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the object 850, so that the SPAD unit or microcell unit 842 in the first row and the first row and the second row is reflected. ) Can be received.
- a plurality of big cell units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond.
- the laser beam output from the BIXEL unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 842 in one row and one column. have.
- the plurality of big cell units 812 included in the laser output unit 810 may operate according to a certain sequence or may operate randomly.
- the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiving unit 840 may also operate in response to the operation of the big cell unit 812.
- a third row big cell unit may operate. Then, the fifth big cell unit may operate, and then the seventh big cell unit may operate.
- the third row SPAD unit or microcell unit 842 may operate. Then, the fifth SPAD unit or microcell unit 842 may operate, and then the seventh SPAD unit or microcell unit 842 may operate.
- the big cell unit of the big cell array 811 may operate randomly.
- the SPAD unit or the microcell unit 842 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operated big cell unit 812 may operate.
- FIG. 37 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to another embodiment.
- a semi-flash lidar 900 may include a laser output unit 910, a BCSC 920, and a reception unit 940.
- the semi-flash lidar 900 may include a laser output unit 910. Since the description of the laser output unit 910 may be duplicated with the laser output unit 810 of FIG. 35, a detailed description will be omitted.
- the semi-flash lidar 900 may include a BCSC 920.
- the description of the BCSC 920 may be duplicated with the BCSC 820 of FIG. 35, and a detailed description thereof will be omitted.
- the semi-flash lidar 900 may include a receiver 940. Since the description of the receiving unit 940 may be duplicated with the receiving unit 840 of FIG. 35, a detailed description will be omitted.
- the semi-flash type lidar 900 may have a constant optical path between components.
- light output from the laser output unit 910 may be incident on the object 950 through the BCSC 920.
- light incident on the object 950 may be reflected and received by the receiving unit 940.
- a lens for increasing transmission and reception efficiency may be additionally inserted into the above optical path.
- the semi-flash lidar 900 of FIG. 37 may not include a scanning unit.
- the scanning role of the scanning unit may be performed by the laser output unit 910 and the BCSC 920.
- the laser output unit 910 may include an addressable big cell array and may partially output a laser beam to an ROI by an addressable operation.
- the BCSC 920 may include a collimation component and a steering component to provide a specific direction to the laser beam to irradiate the laser beam to a desired region of interest.
- the optical path of the semi-flash lidar 900 of FIG. 37 may be simplified. By simplifying the optical path, light loss during light reception can be minimized, and the possibility of occurrence of crosstalk can be reduced.
- 38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
- a semi-flash lidar 900 may include a laser output unit 910 and a reception unit 940.
- the laser output unit 910 may include a big cell array 911.
- the big cell array 99110 may have an N X M matrix structure.
- the big cell array 911 may include a plurality of big cell units 914.
- the big cell unit 914 may include a plurality of big cell emitters.
- the big cell array 811 may include 1250 big cell units 914 having a 50 X 25 matrix structure, but is not limited thereto.
- the big cell unit 914 may have a diverging angle.
- the big cell unit 914 may have a horizontal diffusion angle 915 and a vertical diffusion angle 916.
- the big cell unit 914 may have a horizontal diffusion angle 813 of 1.2 degrees and a vertical diffusion angle 814 of 1.2 degrees, but are not limited thereto.
- the receiving unit 940 may include a SPAD array 941.
- the SPAD array 841 may have an N X M matrix structure.
- the SPAD array 941 may include a plurality of SPAD units 944.
- the SPAD unit 944 may include a plurality of SPAD pixels 947.
- the SPAD unit 944 may include a 12 X 12 SPAD pixel 947.
- the SPAD array 941 may include 1250 SPAD units 944 in a 50 X 25 matrix structure.
- the arrangement of the SPAD unit 944 may correspond to the arrangement of the big cell unit 914.
- the SPAD unit 944 may have a FOV capable of receiving light.
- the SPAD unit 944 may have a horizontal FOV 945 and a vertical FOV 946.
- the SPAD unit 944 may have a horizontal FOV 945 of 1.2 degrees and a vertical FOV 946 of 1.2 degrees.
- the FOV of the SPAD unit 944 may be proportional to the number of SPAD pixels 947 included in the SPAD unit 944.
- the FOV of the individual SPAD pixel 947 included in the SPAD unit 944 may be determined by the FOV of the SPAD unit 944.
- the SPAD unit 944 includes the SPAD pixel 947 of NXM, the SPAD unit 944
- the horizontal FOV 945 can be 0.1*N, and the vertical FOV 946 can be 0.1*M.
- the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the SPAD unit 944 is 1.2 degrees
- the SPAD unit 944 includes a 12 X 12 SPAD pixel 947
- the individual SPAD pixel may be 0.1 degrees (1.2/12).
- the receiving unit 840 may include a SiPM array 941.
- the SiPM array 841 may have an N X M matrix structure.
- the SiPM array 941 may include a plurality of microcell units 944.
- the microcell unit 944 may include a plurality of microcells 947.
- the microcell unit 944 may include a 12 X 12 microcell 947.
- the SiPM array 941 may include 1250 microcell units 944 of a 50 X 25 matrix structure.
- the arrangement of the microcell units 944 may correspond to the arrangement of the big cell units 914.
- the microcell unit 944 may have a FOV capable of receiving light.
- the microcell unit 944 may have a horizontal FOV 945 and a vertical FOV 946.
- the microcell unit 944 may have a horizontal FOV 945 of 1.2 degrees and a vertical FOV 946 of 1.2 degrees.
- the FOV of the microcell unit 944 may be proportional to the number of microcells 947 included in the microcell unit 944.
- the FOV of the individual microcells 947 included in the microcell unit 944 may be determined by the FOV of the microcell unit 944.
- the horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of the individual microcells 947 are 0.1 degrees
- the microcell unit 944 includes the microcells 947 of NXM, the microcell unit 944 )
- the horizontal FOV 945 may be 0.1*N
- the vertical FOV 946 may be 0.1*M.
- the individual The horizontal FOV 948 and the vertical FOV 949 of the microcell 947 may be 0.1 degrees (1.2/12).
- the big cell unit 914 of the laser output unit 910 and the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiving unit 940 may correspond to each other.
- the horizontal diffusion angle and the vertical diffusion angle of the big cell unit 914 may be the same as the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the SPAD unit or microcell unit 944.
- a laser beam output from the big cell unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 944 in one row and one column.
- a laser beam output from the big cell unit 914 in N rows and M columns may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the N rows and M columns.
- the laser beam output from the big cell unit 914 in N rows and M columns and reflected by the object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the N rows and M columns, and the lidar device 900 is SPAD. It may have resolution by unit or microcell unit 944.
- the FOV to which the big cell unit 914 is irradiated is divided into the NXM area to determine the distance information of the object. I can.
- one big cell unit 914 and a plurality of SPAD units or microcell units 944 may correspond.
- a laser beam output from the bixel unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or microcell unit 944 in the first row and the first row and the second row. .
- a plurality of big cell units 914 and one SPAD unit or microcell unit 944 may correspond.
- a laser beam output from the big cell unit 914 in one row and one column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or the microcell unit 944 in one row and one column.
- the plurality of big cell units 914 included in the laser output unit 910 may operate according to a certain sequence or may operate randomly.
- the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiving unit 940 may also operate in response to the operation of the big cell unit 914.
- the bigcell units of the 1st row and 1st column of the bigcell array 911 may operate. Then, the big cell units in the 1st row and 5th columns may operate, and then the bigcell units in the 1st row and 7th columns may operate.
- the SPAD unit or the microcell unit 944 in the first row and the first column of the receiving unit 940 operates, the SPAD unit or the microcell unit 944 in the first row and the third column may operate. Then, the SPAD unit or microcell unit 944 in the first row and five columns may operate, and then the SPAD unit or the microcell unit 944 in the first row and seven columns may operate.
- the big cell unit of the big cell array 911 may operate randomly.
- the SPAD unit or the microcell unit 944 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operated big cell unit 914 may operate.
- 39 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6000 may include at least some of a VCSEL array 6010, a collimation component 6020, and a steering component 6030, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6010 may include at least one or more VCSEL emitters, and may include at least one or more VCSEL units composed of at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6010 may output a laser.
- a laser may be output from a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010, and a laser may be output from a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may collimate the laser output from the VCSEL array 6010.
- the collimation component 6020 may collimate a laser output from a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto, and a VCSEL unit included in the VCSEL array 6010 It is also possible to collimate the laser output from.
- the divergence angle of the laser output from the VCSEL array 6010 may be reduced.
- the laser output from the VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010 is collimated from the collimation component 6020, and accordingly, the laser output from the VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010
- the divergence angle may be reduced to 1.2 degrees or less, but is not limited thereto.
- the laser output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6010 is collimated from the collimation component 6020, and accordingly, output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6010
- the divergence angle of the laser may be reduced to 1.2 degrees or less, but is not limited thereto.
- the reduced divergence angles are 0 degrees, 0.1 degrees, 0.2 degrees, 0.3 degrees, 0.4 degrees, 0.5 degrees, 0.6 degrees, 0.7 degrees, 0.8 degrees, 0.9 degrees, 1.0 degrees, 1.2 degrees, 1.3 degrees, 1.4 degrees, and 1.5 degrees.
- Various angles such as degrees, 1.6 degrees, 1.7 degrees, 1.8 degrees, 1.9 degrees, and 2.0 degrees may be used, but are not limited thereto.
- collimation component 6020 may be implemented as an array.
- the collimation component 6020 may include at least one or more collimation elements, and may be implemented in a form in which the at least one or more collimation elements are arranged in an array, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may include at least one or more collimation units including at least one or more collimation elements, and the at least one or more collimation units are arranged in an array. It may be, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may be formed to correspond to the VCSEL array 6010.
- the collimation component 6020 may be arranged in an array to correspond to the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may include a collimation element corresponding to a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may include a collimation unit corresponding to a VCSEL unit included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the collimation component 6020 may include a collimation element corresponding to a VCSEL unit included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may steer the laser collimated from the collimation component 6020.
- the steering component 6030 is output from the VCSEL emitter and the collimation component
- the laser collimated from 6020 may be steered at a predetermined angle, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 is a VCSEL unit including the VCSEL emitter.
- the lasers output from and collimated from the collimation component 6020 may be steered at a predetermined angle, but the present invention is not limited thereto.
- the steering component 6030 is output from the VCSEL unit and
- the laser collimated from the alignment component 6020 may be steered at a predetermined angle, but is not limited thereto.
- the predetermined angle to be steered is 0 degrees, 1 degree, 2 degrees, 3 degrees, 4 degrees, 5 degrees, 6 degrees, 7 degrees, 8 degrees, 9 degrees, 10 degrees, 20 degrees, 30 degrees, 40 degrees, Various angles such as 50 degrees, 60 degrees, 70 degrees, 80 degrees, 90 degrees, 100 degrees, 110 degrees, 120 degrees, 130 degrees, 140 degrees, 150 degrees, 160 degrees, 170 degrees, 180 degrees, etc. Not limited.
- the steering component 6030 may be implemented as an array.
- the steering component 6030 may include at least one or more steering elements, and the at least one or more steering elements may be arranged in an array, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include at least one or more steering units including at least one or more steering elements, and may be implemented in a form in which the at least one or more steering units are arranged in an array. It is not limited to this.
- the steering component 6030 may be formed to correspond to the VCSEL array 6010.
- the steering component 6030 may be arranged in an array to correspond to the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering element corresponding to a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering unit corresponding to a VCSEL unit included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering element corresponding to a VCSEL unit included in the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may be formed corresponding to the collimation component 6020.
- the steering component 6030 may be arranged in an array to correspond to the collimation component 6020, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering element corresponding to the collimation element, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering element corresponding to the collimation unit, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may include a steering unit corresponding to the collimation unit, but is not limited thereto.
- the steering component 6030 may steer the laser output from the VCSEL array 6010 in various directions.
- the steering component 6030 may steer the first laser 6001 in the first direction, the second laser 6002 may be steered in the second direction, and the third laser 6003 may be You can steer in the third direction.
- the first laser 6001 may be a laser output from the upper right portion of the VCSEL array 6010, and the second laser 6002 is the VCSEL array 6010 ), and the third laser 6003 may be a laser output from a lower right portion of the VCSEL array 6010, but is not limited thereto.
- the first direction in which the first laser 6001 is steered may mean a direction in the upper right of the field of view (FOV), and the second laser 6002 is steered in the first direction.
- the second direction may mean a right direction of the field of view (FOV)
- the third direction in which the third laser 6003 is steered may mean a direction to the lower right of the field of view (FOV), but is not limited thereto. .
- the laser output unit 6000 may be formed so that the position at which the laser is output and the direction in which the laser is steered correspond.
- the laser output unit 6000 when the laser output unit 6000 is formed to correspond to the position of the laser to be output and the direction in which the laser is steered, the laser output unit 6000 is formed with an extension line of the laser to be steered. It can have a focus area.
- the focus area may be used as an origin for distance measurement.
- FIG. 40 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6050 may include at least some of a VCSEL array 6060, a collimation component 6070, and a steering component 6080, but is not limited thereto.
- the steering component 6080 may steer the laser output from the VCSEL array 6060 in various directions.
- the steering component 6080 may steer the first laser 6051 in the first direction, the second laser 6052 may be steered in the second direction, and the third laser 6053 may be You can steer in the third direction.
- the first laser 6051 may be a laser output from an upper portion of the VCSEL array 6060
- the second laser 6052 is the VCSEL array 6060
- the laser may be output from the central portion of the
- the third laser 6053 may be a laser output from the lower portion of the VCSEL array 6060, but is not limited thereto.
- the first direction in which the first laser 6051 is steered may mean a downward direction of the field of view (FOV), and the second direction in which the second laser 6052 is steered.
- the second direction may refer to a center direction of the viewing angle (FOV)
- the third direction in which the third laser (6053) is steered may refer to an upward direction of the viewing angle (FOV), but is not limited thereto.
- the laser output unit 6050 may be formed such that a position at which the laser is output and a direction in which the laser is steered are opposite.
- the laser output unit 6050 when the laser output unit 6050 is formed so that the position of the laser to be output and the direction in which the laser is steered are opposite to each other, the laser output unit 6050 is a focus area where the steering laser is collected. Can have.
- the focus area may be used as an origin for distance measurement.
- 41 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6100 may include at least some of a VCSEL array 6110, a collimation component 6120, and a steering component 6130, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6110 may operate only a part of at least one or more VCSEL emitters included in the VCSEL array 6110.
- the VCSEL array 6110 may operate according to a predetermined group, and more specifically, the VCSEL emitters included in the VCSEL array 6110 may operate individually, including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEl unit may operate as one group, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6110 may operate at different times for each predetermined group, and more specifically, the second VCSEL emitter after the first VCSEL emitter among the VCSEL emitters included in the VCSEL array 6110 operates.
- the second VCSEL unit may be operated, or after the first VCSEL unit among the VCSEL units included in the VCSEL array 6110 operates, but is not limited thereto.
- a first laser 6101 may be output at a first time point
- a second laser 6102 may be output at a second time point
- the first laser Reference numeral 6101 may be a laser output from a first VCSEL emitter or a first VCSEL unit
- the second laser 6102 may be a laser output from a second VCSEL emitter or a second VCSEL unit, but is not limited thereto. .
- the steering component 6130 may steer the laser output from the VCSEL array 6110 in various directions.
- the steering component 6130 may steer the first laser 6101 in the first direction and the second laser 6102 in the second direction.
- the first laser 6101 may be a laser output from a first group positioned at the upper right portion of the VCSEL array 6110
- the second laser 6102 is
- the VCSEL array 6110 may be a laser output from the second group positioned at the lower right portion of the VCSEL array 6110, but is not limited thereto.
- first and second groups may mean one VCSEL emitter, and may mean a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter, but are not limited thereto.
- the timing at which the first laser 6101 and the second laser 6102 are output may be different.
- the first laser 6101 may be output from the first group at a first time point
- the second laser 6102 may be output from the second group at a second time point. It doesn't work.
- the irradiation direction of the laser output from the laser output unit 6100 may change over time.
- the first laser 6101 output at the first viewpoint may be irradiated in the upper right direction of the viewing angle
- the second laser 6102 output at the second viewpoint may be irradiated in the lower right direction of the viewing angle. have.
- designing the laser output unit 6100 so that the irradiation direction changes over time can extend the scannable range without mechanical driving, which is a lidar device in which the laser output unit 6100 is disposed.
- the laser output array may be described as a VCSEL array
- the collimation component may be described as a micro lens, but the present invention is not limited thereto, and various laser output arrays and collimation components may be used.
- FIG. 42 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6200 may include a VCSEL array 6210 and a collimation component 6220, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6210 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6210 may include a first VCSEL emitter 6211.
- the collimation component 6220 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one micro lens element, and at least one micro lens element. It may include a micro lens unit.
- the collimation component 6220 may collimate the laser output from the VCSEL array 6210.
- the overlapping description will be omitted.
- the collimation component 6220 may be formed to correspond to the VCSEL array 6210.
- the micro lens element included in the collimation component 6220 may be formed to correspond to the VCSEL emitter included in the VCSEL array 6210, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6210 and the collimation component 6220 may be arranged in a predetermined relationship.
- the first VCSEL emitter 6211 included in the VCSEL array 6210 may be formed to have a first diameter 6230, and in this case, the first diameter ( 6230 denotes the size of the first VCSEL emitter 6211, and may be for expressing the size of the first VCSEL emitter 6211, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first VCSEL emitter 6211 and the second VCSEL emitter 6212 included in the VCSEL array 6210 may be arranged to have a first interval 6250.
- the first interval 6250 may be for expressing a distance between the first VCSEL emitter 6211 and the second VCSEL emitter 6212 in one dimension.
- the first microlens element 6221 included in the collimation component 6220 may be formed to have a second diameter 6240, and in this case, 2
- the diameter 6240 refers to the size of the first microlens element 6221, and may be for expressing the size of the first microlens element 6221, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first micro-lens element 6221 corresponds to the first VCSEL emitter 6211 in order to collimate the laser output from the first VCSEL emitter 6211. Can be placed.
- the second diameter 6240 of the first microlens element 6221 is the first of the first VCSEL emitter 6211 It may be larger than the diameter 6230.
- the first diameter 6230 of the first VCSEL emitter 6211 may be 14 ⁇ m
- the second diameter 6240 of the first micro lens element 6221 may be 140 ⁇ m, but is not limited thereto. Does not.
- the second diameter 6240 of the first microlens element 6221 may correspond to the first gap 6250.
- the first gap 6250 may be 140 ⁇ m
- the second diameter 6240 may be 140 ⁇ m, but is not limited thereto.
- the first interval 6250 may be larger than the first diameter 6230 of the first VCSEL emitter 6211.
- the first diameter 6230 of the first VCSEL emitter 6211 may be 14 ⁇ m
- the first gap 6250 may be 140 ⁇ m, but is not limited thereto.
- the first interval 6250 is the first diameter 6230 of the first VCSEL emitter 6211 It can be larger than a certain amount.
- the first gap 6250 may be 5 times or more larger than the first diameter 6230 of the first VCSEL emitter 6211, but is not limited thereto.
- FIG. 43 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6300 may include a VCSEL array 6310 and a collimation component 6320, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6310 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6310 includes a first VCSEL emitter 6311, a second VCSEL emitter 6312, and a third It may include a VCSEL emitter 6313.
- the collimation component 6320 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one micro lens element, and at least one micro lens element. It may include a micro lens unit.
- the collimation component 6320 may collimate a laser output from the VCSEL array 6310.
- the above-described contents may be applied, the overlapping description will be omitted.
- the collimation component 6320 may be formed to correspond to the VCSEL array 6210.
- the micro lens element included in the collimation component 6320 may be formed to correspond to the VCSEL unit included in the VCSEL array 6310, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6310 and the collimation component 6320 may be arranged in a predetermined relationship.
- the first VCSEL emitter 6311 included in the VCSEL array 6310 may be formed to have a first diameter 6330, and in this case, the first diameter ( 6330 denotes the size of the first VCSEL emitter 6311, and may be for expressing the size of the first VCSEL emitter 6311 in one dimension, such as the length and diameter of one side.
- the first VCSEL unit may be formed to have a second diameter 6350, in which case, the second diameter 6350 means the size of the first VCSEL unit, and the first VCSEL unit It may be for expressing the size of 1 VCSEL unit in one dimension.
- the first microlens element 6321 included in the collimation component 6320 may be formed to have a third diameter 6240.
- the 3 The diameter 6340 means the size of the first microlens element 6321, and may be for expressing the size of the first microlens element 6321 in one dimension, such as the length and diameter of one side.
- the first microlens element 6321 may be disposed to correspond to the first VCSEL unit in order to collimate the laser output from the first VCSEL unit.
- the third diameter 6340 of the first microlens element 6321 is the second diameter 6350 of the first VCSEL unit.
- the second diameter 6350 of the first VCSEL unit may be 1.3 mm
- the third diameter 6340 of the first micro lens element 6321 may be 1.4 mm, but is not limited thereto. .
- 44 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6400 may include a VCSEL array 6410 and a collimation component 6420, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6410 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6410 includes a first VCSEL emitter 6411, a second VCSEL emitter 6412, and a third It may include a VCSEL emitter (6413).
- the VCSEL array 6410 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter, for example, the first VCSEL emitter 6411, the second VCSEL emitter 6412, and the third It may include a first VCSEL unit including a VCSEL emitter 6413.
- the collimation component 6420 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component ( The 6420 may include a first micro lens element 6421, a second micro lens element 6422, and a third micro lens element 6423.
- the collimation component 6420 may include a micro lens unit including at least one micro lens element, for example, the first micro lens element 6421 and the second micro lens element 6422 And a first micro lens unit including a third micro lens element 6423.
- the collimation component 6420 may collimate a laser output from the VCSEL array 6410.
- the collimation component 6420 may collimate a laser output from the VCSEL array 6410.
- a laser output from the VCSEL array 6410 and collimated through the collimation component 6420 may have a divergence angle greater than or equal to a predetermined angle.
- a laser output from the VCSEL array 6410 and collimated through the collimation component 6420 may have a divergence angle of 1.2 degrees, but is not limited thereto.
- At least one laser output from at least one or more VCSEL emitters included in the VCSEL unit may form one beam profile.
- the first, second, and third lasers output from the first, second, and third VCSEL emitters 6411, 6412, 6413 are the first, second, and third microlens elements 6421, 6422 and 6423) may be collimated, respectively, and one beam profile may be formed, but is not limited thereto.
- At least two or more lasers output from at least two or more VCSEL emitters included in the VCSEL unit may at least partially overlap, and one beam profile may be formed based on the overlapped regions.
- the first, second, and third lasers may be collimated to have a predetermined divergence angle through the first, second, and third microlens elements 6421, 6422 and 6423, and the divergence At least part of the overlap may be made due to the angle, and one beam profile may be formed based on the overlapped area, but the present invention is not limited thereto.
- 45 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6500 may include a VCSEL array 6510, a collimation component 6520, and a steering component 6530, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6510 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6510 includes a first VCSEL emitter 6511, a second VCSEL emitter 6512, and a third It may include a VCSEL emitter (6513).
- the VCSEL array 6510 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 6510 includes a first VCSEL unit including a first VCSEL emitter 6511, a second VCSEL unit including a second VCSEL emitter 6512, and a third VCSEL emitter 6513. It may include a third VCSEL unit.
- the collimation component 6520 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component 6520 may include a first micro lens element 6251, a second micro lens element 6252, and a third micro lens element 6523.
- the collimation component 6520 may include a micro lens unit including at least one micro lens element.
- the collimation component 6520 includes a first micro lens unit including the first micro lens element 6251, a second micro lens unit including the second micro lens element 6252, and the second micro lens unit 6520.
- a third micro lens unit including 3 micro lens elements 6523 may be included.
- the steering component 6530 may include a prism array, and the prism array may include at least one prism element.
- the steering component 6530 may include a first prism element 6531, a second prism element 6532, and a third prism element 6533.
- the collimation component 6520 may collimate the laser output from the VCSEL array 6510. However, since the above-described contents may be applied, the overlapping description will be omitted.
- the steering component 6530 may be output from the VCSEL array 6510 to steer the collimated laser through the collimation component 6520.
- the overlapping description will be omitted.
- the steering component 6530 may steer a laser output from a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6510.
- the first prism element 6531 included in the steering component 6530 may steer the laser output from the first VCSEL emitter, but is not limited thereto.
- the steering component 6530 may steer the laser output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6510.
- the first prism element 6531 included in the steering component 6530 may steer the laser output from the first VCSEL unit including the first VCSEL emitter 6511, but is not limited thereto. Does not.
- the steering component 6530 may steer a laser group including at least one laser output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6510 at the same angle.
- the first prism element 6531 included in the steering component 6530 includes a first laser group 6541 output from a first VCSEL unit including the first VCSEL emitter 6511. Steering can be performed at an angle, but is not limited thereto.
- the steering component 6530 may steer at least two or more laser groups output from at least two or more VCSEL units included in the VCSEL array 6510 at different angles.
- the first prism element 6531 steers the first laser group 641 output from the first VCSEL unit including the first VCSEL emitter 6511 at a first angle
- the second prism steers the second laser group 6542 output from the second VCSEL unit including the second VCSEL emitter 6512 at a second angle
- the third prism element 6533 is the third
- the third laser group 6543 output from the third VCSEL unit including the VCSEL emitter 6513 may be steered at a third angle, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6510, the collimation component 6520, and the steering component 6530 may be arranged to have a predetermined relationship.
- the first VCSEL unit including the first VCSEL emitter 6511 included in the VCSEL array 6510 may be formed to have a first diameter 6550,
- the first diameter 6550 refers to the size of the first VCSEL unit, and may be for expressing the size of the first VCSEL unit, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first micro lens unit including the first micro lens element 6251 included in the collimation component 6520 is formed to have a second diameter 6560
- the second diameter 6560 means the size of the first microlens unit, and is for expressing the size of the first microlens unit, such as the length and diameter of one side, in one dimension. I can.
- the first prism element 6531 included in the steering component 6530 may be formed to have a third diameter 6570, and in this case, the third The diameter 6570 refers to the size of the first prism element 6531, and may be for expressing the size of the first prism element 6531, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first prism element 6531 may be disposed to correspond to the first VCSEL unit in order to steer the first laser group output from the first VCSEL unit.
- the third diameter 6570 of the first prism element 6531 is larger than the first diameter 6550 of the first VCSEL unit.
- the first diameter 6550 of the first VCSEL unit may be 1.3 mm
- the third diameter 6570 of the first prism element 6531 may be 1.4 mm, but is not limited thereto.
- the first prism element 6531 is output from the first VCSEL unit to steer the first laser group collimated through the first microlens unit. It may be disposed to correspond to the first micro lens unit.
- the third diameter 6570 of the first prism element 6531 is greater than the second diameter 6560 of the first microlens unit.
- the second diameter 6560 of the first micro lens unit may be 1.4 mm
- the third diameter 6570 of the first prism element 6531 may be 1.41 mm, but is not limited thereto. .
- 46 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6600 may include a VCSEL array 6610, a collimation component 6620, and a steering component 6630, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6610 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 6610 includes a first VCSEL emitter 6611, a second VCSEL emitter 6612, and a third VCSEL emitter. It may include a VCSEL emitter (6613).
- the VCSEL array 6610 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 6610 includes a first VCSEL unit including a first VCSEL emitter 6611, a second VCSEL unit including a second VCSEL emitter 6612, and a third VCSEL emitter 6613. It may include a third VCSEL unit.
- the collimation component 6620 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component 6620 may include a first micro lens element 6621, a second micro lens element 6622, and a third micro lens element 6623.
- the collimation component 6620 may include a micro lens unit including at least one micro lens element.
- the collimation component 6620 includes a first micro lens unit including the first micro lens element 6621, a second micro lens unit including the second micro lens element 6622, and the second A third micro lens unit including 3 micro lens elements 6623 may be included.
- the steering component 6630 may include a prism array, and the prism array may include at least one prism element.
- the steering component 6630 may include a first prism element 6633, a second prism element 6632, and a third prism element 6633.
- the steering component 6630 may include a prism unit including at least one prism element.
- the steering component 6630 may include a first prism unit including the first prism element 6631, a second prism unit including the second prism element 6632, and the third prism element 6633. It may include a third prism unit including ).
- the collimation component 6620 may collimate the laser output from the VCSEL array 6610. However, since the above-described contents may be applied, the overlapping description will be omitted.
- the steering component 6630 may be output from the VCSEL array 6610 to steer the collimated laser through the collimation component 6620.
- the overlapping description will be omitted.
- the steering component 6530 may steer a laser output from a VCSEL emitter included in the VCSEL array 6610.
- the first prism element 663 included in the steering component 6630 may steer the laser output from the first VCSEL emitter, but is not limited thereto.
- the steering component 6630 may steer the laser output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6610.
- the first prism unit including the first prism element (6631) included in the steering component (6630) is a laser output from the first VCSEL unit including the first VCSEL emitter (6611) It can be steered, but is not limited thereto.
- the steering component 6630 may steer a laser group including at least one laser output from the VCSEL unit included in the VCSEL array 6610 at the same angle.
- the first prism unit including the first prism element (6631) included in the steering component (6630) is the first VCSEL unit that includes the first VCSEL emitter (6611). 1
- the laser group 6641 may be steered at the first angle, but is not limited thereto.
- the steering component 6630 may steer at least two or more laser groups output from at least two or more VCSEL units included in the VCSEL array 6610 at different angles.
- the first prism unit including the first prism element (6631) includes the first laser group (6641) output from the first VCSEL unit including the first VCSEL emitter (6611).
- the second prism unit including the second prism element (6632) is a second laser group (6642) output from the second VCSEL unit including the second VCSEL emitter (6612) Steering at a second angle
- the third prism unit including the third prism element (6633) is a third laser group (6643) output from the third VCSEL unit including the third VCSEL emitter (6613) ) Can be steered at a third angle, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6610, the collimation component 6620, and the steering component 6630 may be arranged to have a predetermined relationship.
- the first VCSEL emitter 6611 included in the VCSEL array 6610 may be formed to have a first diameter 6650, and in this case, the first diameter ( 6650 denotes the size of the first VCSEL emitter 6611, and may be for expressing the size of the first VCSEL unit, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first microlens element 6621 included in the collimation component 6620 may be formed to have a second diameter 6660, in which case, The second diameter 6660 means the size of the first microlens element 6621, and may be for expressing the size of the first microlens element 6621 in one dimension, such as a length and a diameter of one side. have.
- the first prism element 663 included in the steering component 6630 may be formed to have a third diameter 6670, and in this case, the third The diameter 6670 refers to the size of the first prism element 6631, and may be for expressing the size of the first prism element 663, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first prism element (6631) is arranged to correspond to the first VCSEL emitter (6611) to steer the laser output from the first VCSEL emitter (6611). I can.
- the third diameter 6670 of the first prism element 6631 is the first diameter 6670 of the first VCSEL emitter 6611. Can be greater than ).
- the first diameter 6650 of the first VCSEL emitter 6611 may be 14 ⁇ m
- the third diameter 6670 of the first prism element 6670 may be 140 ⁇ m, but is not limited thereto. .
- the first prism element 663 is output from the first VCSEL emitter 6611 to steer the collimated laser through the first microlens element 6261.
- it may be disposed to correspond to the first micro lens element 6261.
- the third diameter 6670 of the first prism element 663 is the second diameter 6670 of the first microlens element 6261 ( 6660).
- the second diameter 6660 of the first microlens element 6621 may be 140 ⁇ m
- the third diameter 6670 of the first prism element 663 may be 141 ⁇ m, but is not limited thereto. Does not.
- 47 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6700 may include a VCSEL array 6730.
- the VCSEL array 6730 may include at least one or more VCSEL emitters, for example, the VCSEL array 6730 may include a first VCSEL emitter 6711 and a second VCSEL emitter 6712. However, it is not limited thereto.
- the VCSEL array 6730 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 6730 includes a first VCSEL unit 6721 including the first VCSEL emitter 6711 and a second VCSEL unit 6722 including the second VCSEL emitter 6712 It can be, but is not limited thereto.
- At least one or more VCSEL emitters included in the VCSEL array 6730 may operate independently and output lasers independently.
- the first VCSEL emitter 6711 and the second VCSEL emitter 6712 included in the VCSEL array 6730 may operate independently of each other to independently output a laser, but are not limited thereto.
- At least one or more VCSEL units included in the VCSEL array 6730 may operate independently and output lasers independently.
- the first VCSEL unit 6721 and the second VCSEL unit 6722 included in the VCSEL array 6730 may operate independently of each other to independently output a laser, but are not limited thereto.
- individual VCSEL emitters included in the VCSEL unit are connected to each other to operate, so that lasers can be output at the same time.
- at least one VCSEL emitter excluding the first VCSEL emitter 6711 and the first VCSEL emitter 6711 included in the first VCSEL unit 6721 are connected to each other to operate, and simultaneously output a laser. It can be, but is not limited thereto.
- lasers output from individual VCSEL emitters included in the VCSEL unit may form a laser group.
- lasers output from at least one VCSEL emitter excluding the first VCSEL emitter 6711 and the first VCSEL emitter 6711 included in the first VCSEL unit 6721 form a first laser group
- the laser output from at least one VCSEL emitter excluding the second VCSEL emitter 6712 and the second VCSEL emitter 6712 included in the second VCSEL unit 6721 forms a second laser group. It can be, but is not limited thereto.
- the spacing between the VCSEL units included in the VCSEL array 6730 is the spacing between the VCSEL emitters included in the VCSEL unit.
- the distance between the first VCSEL unit 6721 and the second VCSEL unit 6722 may be larger than the distance between adjacent VCSEL emitters included in the first VCSEL unit 6721, but limited thereto. It doesn't work.
- the VCSEL array 6730, the collimation component, and the steering component may have a predetermined arrangement relationship, and this will be described in detail below. I will do it.
- FIG. 48 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6800 may include a VCSEL array 6810 and a collimation component 6820, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6810 may include at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 6810 may include a first VCSEL emitter 6811, a second VCSEL emitter 6812, and a third VCSEL emitter 6813.
- the VCSEL array 6810 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 6810 includes a first VCSEL unit including the first VCSEL emitter 6811 and the second VCSEL emitter 6812 and a second VCSEL including the third VCSEL emitter 6813 May contain units.
- the collimation component 6820 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component 6820 may include a first micro lens element 6821, a second micro lens element 6822 and a third micro lens element 6822.
- the collimation component 6820 may include a micro lens unit including at least one micro lens element.
- the collimation component 6820 includes a first micro lens unit and a third micro lens element 6822 including the first micro lens element 6821 and the second micro lens element 6822 It may include a second micro lens unit.
- the first VCSEL emitter 6811 and the second VCSEL emitter 6812 may be disposed to have a first gap 6830, in which case, the first gap 6830 May be for expressing a distance between the first VCSEL emitter 6811 and the second VCSEL emitter 6812 in one dimension.
- the first VCSEL unit may be formed to have a first diameter 6840, in which case, the first diameter 6840 means the size of the first VCSEL unit. , May be for expressing the size of the first VCSEL unit, such as the length and diameter of one side, in one dimension.
- the first VCSEL unit and the second VCSEL unit may be arranged to have a second interval 6850, in which case, the second interval 6850 is the first VCSEL unit. It may be for expressing the distance between the and the second VCSEL unit in one dimension.
- the first micro lens unit may be formed to have a second diameter 6860, in which case, the second diameter 6860 means the size of the first micro lens unit.
- the size of the first microlens unit such as the length and diameter of one side, may be expressed in one dimension.
- the first microlens unit and the second microlens unit may be disposed to have a third spacing 6870, wherein the third spacing 6870 is the first
- the distance between the micro lens unit and the second micro lens unit may be expressed in one dimension.
- the second interval 6850 may be greater than or equal to the first interval 6830.
- the second interval 6850 may be greater than or equal to the third interval 6870.
- the third interval 6870 may be greater than or equal to the first interval 6830.
- the second interval 6850 may be smaller than or equal to the first diameter 6840.
- the third interval 6870 may be smaller than or equal to the second diameter 6860.
- 49 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 6900 may include a VCSEL array 6910, a collimation component 6920, and a steering component 6930, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 6910 may include a first VCSEL emitter 6911, a second VCSEL emitter 6912 and a third VCSEL emitter 6913, and the first and second VCSEL emitters 6911,
- the first VCSEL unit including 6912) and the second VCSEL unit including the third VCSEL emitter 6913 may be included, and the above-described information may be applied, so a redundant description will be omitted.
- the collimation component 6920 may include a first micro lens element 6921, a second micro lens element 6922, and a third micro lens element 6923, and the first and second micro lenses
- a first micro lens unit including elements 6921 and 6922, and a second micro lens unit including the third micro lens element 6923 may be included. The description will be omitted.
- the steering component 6930 may include a prism array, and the prism array may include at least one prism element.
- the steering component 6930 may include a first prism element 6931 and a second prism element 6932.
- a first gap 6930 that is a gap between the first VCSEL emitter 6911 and the second VCSEL emitter 6912, a first diameter 6940 that is a diameter of the first VCSEL unit, and the first VCSEL unit
- a second gap 6950 that is a gap between the second VCSEL unit, a second diameter 6960 that is a diameter of the first micro lens unit, and a third gap that is a gap between the first and second micro lens units ( 6970) may be applied to the above description, and therefore, a redundant description will be omitted.
- the first prism element 6931 may be formed to have a third diameter 6980, in which case, the third diameter 6980 means the size of the first prism element 6931. , It may be for expressing the size of the first prism element 6931 in one dimension, such as the length and diameter of one side.
- first prism element 6931 and the second prism element 6932 may be disposed to have a fourth gap 6990, in which case, the fourth gap 6990 is the first prism element It may be for expressing the distance between the second prism element 6931 and the second prism element 6932 in one dimension.
- the second interval 6950 may be greater than or equal to the fourth interval 6990.
- the third interval 6970 may be greater than or equal to the fourth interval 6990.
- the fourth interval 6990 may be smaller than or equal to the first diameter 6940.
- the fourth interval 6990 may be smaller than or equal to the second diameter 6960.
- the fourth interval 6990 may be smaller than or equal to the third diameter 6980.
- the first diameter 6940 may be smaller than or equal to the second diameter 6960, and the second diameter 6960 is the third It may be less than or equal to diameter 6980.
- distances between the prism elements may be different from each other, but are not limited thereto.
- 50 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 7000 may include a prism.
- the prism has a first angle ( ) May be formed, but is not limited thereto.
- the prism may acquire the laser 7001 and steer the acquired laser 7001 at a predetermined angle.
- the laser 7001 obtained from the prism has a second angle ( ).
- the second angle ( ) Is the first angle ( ) Can be the same.
- the laser 7001 is at a third angle ( ) Can be steered.
- the third angle ( ) Can be determined by the law of refraction.
- the third angle ( ) May be determined by Equation 1 below.
- 51 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 7010 may include a prism.
- the prism has a first angle ( ) May be formed, but is not limited thereto.
- the prism may acquire the laser 70101 and steer the acquired laser 70101 at a predetermined angle.
- the laser 7011 has a constant divergence angle ( ), but is not limited thereto.
- the laser 7011 obtained from the prism may be incident on one surface of the prism at a second angle, and the divergence angle ( ) By at least a part of the laser 7011 is at a third angle ( ) May be incident on one surface of the prism, and at least another part of the laser 7011 may have a fourth angle ( ) May be incident on one surface of the prism, but is not limited thereto.
- At least a portion of the laser 7011 is at a fifth angle from the normal to one surface of the prism ( ) Can be steered.
- the fifth angle ( ) Can be determined by the law of refraction.
- the fifth angle ( ) May be determined by Equation 3 below.
- the steering laser is irradiated to the outside, and the first angle ( ) May satisfy Equation 4 below.
- FIG. 52 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- the steering component 7020 may include a prism.
- the prism may acquire the laser 7021 and steer the acquired laser 7021 at a predetermined angle.
- the laser 7021 when the laser 7021 passes through the interface, at least a portion of the laser 7021 may be reflected.
- the degree of reflection of the S-polarized portion of the laser 7021 may be determined according to Equation 5
- the degree of reflection of the P-polarized portion of the laser 7021 may be determined according to Equation 6.
- n may mean n2/n1.
- the laser 7021 steered through the prism may pass through at least two interfaces.
- the first interface may mean an interface incident on the prism from air, and the angle incident on the prism is a first angle ( ) And the refractive index of the prism is n1, the degree of reflection at the first interface may be determined by Equations 7 and 8.
- the second interface may mean an interface incident on the air from the prism, and the angle incident on the air is a second angle ( ), and when the refractive index of the prism is n1, the degree of reflection at the second interface may be determined by Equations 9 and 10.
- a third angle ( ) May be determined by Equation 11 when the refractive index of the prism is n1.
- 52(b) shows the third angle ( It is a graph showing the relationship between) and reflectance.
- the prism according to an embodiment includes the third angle (When) is 15 degrees or less, the reflectance may be less than 5%, but is not limited thereto.
- the third angle ( ) May be 15 degrees or less when the reflectance is less than 5%, and may be 25 degrees or less when the reflectance is less than 10%, but is not limited thereto.
- 53 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 7100 may include a VCSEL array 7110, a collimation component 7120, and a steering component 7130, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 7110 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 7110 includes a first VCSEL emitter 7111, a second VCSEL emitter 7112, and a third It may include a VCSEL emitter (7113).
- the VCSEL array 7110 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 7110 includes a first VCSEL unit including a first VCSEL emitter 7111, a second VCSEL unit including a second VCSEL emitter 7112, and a third VCSEL emitter 7113 It may include a third VCSEL unit.
- the collimation component 7120 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component 7120 may include a first micro lens element 7121, a second micro lens element 7122, and a third micro lens element 7123.
- the collimation component 7120 may include a micro lens unit including at least one micro lens element.
- the collimation component 7120 includes a first micro lens unit including the first micro lens element 7121, a second micro lens unit including the second micro lens element 7122, and the second micro lens unit 7120.
- a third micro lens unit including 3 micro lens elements 7123 may be included.
- the steering component 7130 may include a prism array, and the prism array may include at least one prism element.
- the steering component 7130 may include a first prism element 7131, a second prism element 7132, and a third prism element 7133.
- the collimation component 7120 may collimate the laser output from the VCSEL array 7110.
- the collimation component 7120 may collimate the laser output from the VCSEL array 7110.
- the steering component 7130 may be output from the VCSEL array 7110 and steer the collimated laser through the collimation component 7120.
- the above-described contents may be applied, the overlapping description will be omitted.
- each VCSEL emitter included in the VCSEL array 7110 may be connected to an independent electrical contact in order to be independently controlled.
- the first VCSEL emitter 7111 may be connected to a first contact 7141 and a second contact 7151
- the second VCSEL emitter 7112 may be a third contact 7142 and a fourth contact.
- the third VCSEL emitter 7113 may be connected to the fifth contact 7143 and the sixth contact 7153, but is not limited thereto.
- first, third, and fifth contacts 7141,7142,7143 may mean a P-contact
- second, fourth, and sixth contacts 7151,7152,7153 are N-contacts. It may mean, but is not limited thereto.
- each VCSEL emitter included in the VCSEL array 7110 may operate at different times.
- the first VCSEL emitter 7111 may be operated through the first contact 7141 and the second contact 7151 at a first time point to output a first laser
- the The second VCSEL emitter 7112 may be operated through the third contact 7142 and the fourth contact 7152 to output a second laser.
- the third VCSEL emitter 7113 may be operated through the contact 7153 to output a third laser, but is not limited thereto.
- FIG. 54 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 7200 may include a VCSEL array 7210, a collimation component 7220, and a steering component 7230, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 7210 may include at least one or more VCSEL emitters.
- the VCSEL array 7210 includes a first VCSEL emitter 7211, a second VCSEL emitter 7212, and a third It may include a VCSEL emitter (7213).
- the VCSEL array 7210 may include a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter.
- the VCSEL array 7210 includes a first VCSEL unit including a first VCSEL emitter 7211, a second VCSEL unit including a second VCSEL emitter 7212, and a third VCSEL emitter 7213. It may include a third VCSEL unit.
- the collimation component 7220 may include a micro lens array, and the micro lens array may include at least one or more micro lens elements.
- the collimation component 7220 may include a first micro lens element 7201, a second micro lens element 7222 and a third micro lens element 7223.
- the collimation component 7220 may include a micro lens unit including at least one micro lens element.
- the collimation component 7220 includes a first microlens unit including the first microlens element 7221, a second microlens unit including the second microlens element 7222, and the second microlens unit 7220.
- a third micro lens unit including 3 micro lens elements 7223 may be included.
- the steering component 7230 may include a prism array, and the prism array may include at least one prism element.
- the steering component 7230 may include a first prism element 7231, a second prism element 7232, and a third prism element 7233.
- the collimation component 7220 may collimate the laser output from the VCSEL array 7210.
- the collimation component 7220 may collimate the laser output from the VCSEL array 7210.
- the steering component 7230 may be output from the VCSEL array 7210 and steer the collimated laser through the collimation component 7220.
- the above-described contents may be applied, the overlapping description will be omitted.
- each VCSEL unit included in the VCSEL array 7210 may be connected to an independent electrical contact in order to be independently controlled.
- the first VCSEL emitter 7211 may be connected to a first contact 7241 and a second contact 7251
- the second VCSEL emitter 7212 may be a third contact 7242 and a fourth contact.
- the third VCSEL emitter 7213 may be connected to the fifth contact 723 and the sixth contact 7253, but is not limited thereto.
- each VCSEL unit included in the VCSEL array 7210 may share electrical contact between VCSEL emitters included in the VCSEL unit in order to be controlled for each VCSEL unit.
- each VCSEL emitter included in the first VCSEL unit may share the first contact 7241 and the second contact 7251, and each VCSEL emitter included in the second VCSEL unit They may share the third contact 7242 and the fourth contact 7252, and each VCSEL emitter included in the third VCSEL unit includes the fifth contact 723 and the sixth contact 7253 Can be shared, but is not limited thereto.
- each VCSEL emitter included in the VCSEL array 7210 may operate at different times.
- the first VCSEL emitter 7211 may be operated through the first contact 7241 and the second contact 7231 at a first time point to output a first laser.
- the second VCSEL emitter 7212 may be operated through the third contact 7242 and the fourth contact 7252 to output a second laser.
- the third VCSEL emitter 7213 may be operated through the contact 7253 to output a third laser, but is not limited thereto.
- each VCSEL unit included in the VCSEL array 7210 may operate at different times.
- the first VCSEL unit may be operated through the first contact 7241 and the second contact 7251 at a first time point to output a first laser group, and at a second time point, the third The second VCSEL unit may be operated through the contact 7242 and the fourth contact 7252 to output a second laser group, and at a third time point, the fifth contact 723 and the sixth contact 7253 ), the third VCSEL unit may be operated to output a third laser group, but is not limited thereto.
- 55 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 8000 may include a laser output element array 8010, a first prism array 8020, and a third prism array 8030. , Is not limited thereto.
- FIG. 55 may be a view of the laser output unit 8000 according to an exemplary embodiment viewed along at least one axial direction, but is not limited thereto.
- the laser output element array 8010 includes a first laser output element 8011, a second laser output element 8012, a third laser output element 8013, a fourth laser output element 8014, and a fifth laser output element. (8015) and a sixth laser output device (8016) may be included.
- the first to sixth laser output devices 8011 to 8016 may include at least one VCSEL and a VCSEL unit including at least one VCSEL, but for convenience of description, it will be described as a laser output device. do.
- first to sixth laser output devices 8011 to 8016 may respectively output a first laser, a second laser, a third laser, a fourth laser, a fifth laser, and a sixth laser.
- first to sixth laser output devices 8011 to 8016 may each include optics for collimation, but may be omitted and described for convenience of description.
- the first prism array 8020 includes a first prism element 8021, a second prism element 8022, a third prism element 8023, a fourth prism element 8024, and a fifth prism element 8025. And a sixth prism element 8026.
- first to sixth prism elements 8021 to 8026 may mean a prism unit including at least one prism element, but will be described as a prism element for convenience of description.
- first to sixth prism elements 8021 to 8026 may steer lasers output from the first to sixth laser output elements 8011 to 8016.
- the first prism element 8021 may steer the first laser output from the first laser output element 8011 in a first direction
- the second prism element 8022 may be 2
- the second laser output from the laser output element 8012 can be steered in a second direction
- the third prism element 8023 is configured to control the third laser output from the third laser output element 8013.
- Steering may be performed in a third direction
- the fourth prism element 8024 may steer the fourth laser output from the fourth laser output element 8014 in a fourth direction
- the fifth prism element The 8025 can steer the fifth laser output from the fifth laser output element 8015 in a fifth direction
- the sixth prism element 8026 is output from the sixth laser output element 8016.
- the sixth laser may be steered in the sixth direction, but is not limited thereto.
- the first to sixth directions may be different directions along at least one axial direction.
- the first to sixth directions may be different directions in a range of -10 degrees to +10 degrees along the y-axis direction, but are not limited thereto.
- the second prism array 8030 may include a seventh prism element 8031.
- the seventh prism element 8031 may mean a prism unit including at least one prism element, but will be described as a prism element for convenience of description.
- the seventh prism element 8031 may steer the laser output from the first to sixth laser output elements 8011 to 8016.
- the seventh prism element 8031 is output from the first laser output element 8011 and the first laser steered in the first direction through the first prism element 8021 is transmitted to the seventh. It can be steered in a direction, and the second laser output from the second laser output element 8012 and steered in the second direction through the second prism element 8022 can be steered in an eighth direction,
- the third laser output from the third laser output element 8013 and steered in the third direction through the third prism element 8023 may be steered in a ninth direction, and the fourth laser output element (
- the fourth laser output from 8014 and steered in the fourth direction through the fourth prism element 8024 may be steered in a tenth direction, and output from the fifth laser output element 8015
- the fifth laser steered in the fifth direction can be steered in the eleventh direction through the 5 prism element 8025, and the sixth prism element 8026 is output from the sixth laser output element 8016.
- the sixth laser steered in the sixth direction may be ste
- the seventh to twelfth directions may be the same direction according to the shape of the seventh prism element 8031, but are not limited thereto.
- first to sixth lasers may be steered through different portions of the seventh prism element 8031.
- the first laser is output from the first laser output element 8011, it is steered in the first direction through the first prism element 8021 to be the first of the seventh prism element 8031. It may be steered in the seventh direction through the portion.
- the second laser is output from the second laser output element 8012, it is steered in the second direction through the second prism element 8022 so that the seventh prism element 8031 is It may be steered in the eighth direction through the second part.
- the third laser is output from the third laser output element 8013, it is steered in the third direction through the third prism element 8023, and the seventh prism element 8031 is It may be steered in the ninth direction through the third part.
- the fourth laser is output from the fourth laser output element 8014, it is steered in the fourth direction through the fourth prism element 8024, and the seventh prism element 8031 is It may be steered in the tenth direction through the fourth part.
- the fifth laser is output from the fifth laser output element 8015, it is steered in the fifth direction through the fifth prism element 8025, and the seventh prism element 8031 is It may be steered in the eleventh direction through the fifth part.
- the sixth laser is output from the sixth laser output element 8016, it is steered in the sixth direction through the sixth prism element 8026, and the seventh prism element 8031 is It may be steered in the twelfth direction through the sixth part.
- inclinations of the first to sixth portions of the seventh prism element 8031 may be the same, but are not limited thereto.
- first to sixth prism elements 8021 to 8026 are configured to reduce the distance between the first to sixth portions of the seventh prism element 8031 for steering the first to sixth lasers. Can be designed.
- first to sixth prism elements 8021 to 8026 have a tilt of the first prism element 8023 so that the first to sixth lasers are steered in a focused shape.
- the inclination of the first to sixth prism elements 8021 to 8026 may be designed to steer each of the first to sixth lasers in the center direction, but is not limited thereto. .
- first to sixth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to seventh prism elements 8021,8022,8023,8024,8025,8026,8031, respectively.
- the first laser is output from the first laser output device 8011, it is steered in the first direction through the first prism element 8021, and through the seventh prism element 8031. Steering in the seventh direction may be irradiated in the thirteenth direction.
- the second laser is output from the second laser output element 8012, it is steered in the second direction through the second prism element 8022, and the seventh prism element 8031 Through the steering in the eighth direction may be irradiated in the 14th direction.
- the third laser is output from the third laser output element 8013, it is steered in the third direction through the third prism element 8023, and the seventh prism element 8031 Through the steering in the ninth direction may be irradiated in the fifteenth direction.
- the fourth laser is output from the fourth laser output element 8014, it is steered in the fourth direction through the fourth prism element 8024, and the seventh prism element 8031 Through the steering in the tenth direction may be irradiated in the sixteenth direction.
- the fifth laser is output from the fifth laser output element 8015, it is steered in the fifth direction through the fifth prism element 8025, and the seventh prism element 8031 Through the steering in the eleventh direction may be irradiated in the seventeenth direction.
- the sixth laser is output from the sixth laser output element 8016, it is steered in the sixth direction through the sixth prism element 8026, and the seventh prism element 8031 Through the steering in the 12th direction may be irradiated in the 18th direction.
- the thirteenth to eighteenth directions may be different directions, but are not limited thereto.
- 56 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 레이저 출력 어레이 및 이를 이용한 라이다 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 레이저 출력 어레이 및 레이저 출력 어레이에 포함되는 옵틱의 설계 및 이를 이용한 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser output array and a lidar device using the same, and more particularly, to a design of an optic included in a laser output array and a laser output array, and a solid-state 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.In recent years, LiDAR (Light Detection and Ranging) has been in the spotlight with interest in self-driving cars and driverless cars. Lida is a device that acquires surrounding distance information using a laser, and thanks to the advantage of being able to grasp objects in three dimensions with excellent precision and resolution, it is being applied not only to automobiles, but also to various fields such as drones and aircraft.
빅셀(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)은 상부 표면에 수직 방향으로 레이저 빔을 방출하는 반도체 레이저 다이오드이다. 빅셀은 단거리의 광통신 분야, 이미지 센싱 및 레이저를 이용하여 대상체와의 거리를 탐지하는 라이다 분야에서 쓰일 수 있다.VICSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is a semiconductor laser diode that emits a laser beam in a direction perpendicular to the upper surface. The big cell can be used in the field of short-distance optical communication, the field of lidar that detects a distance to an object using image sensing and a laser.
본 발명의 일 과제는 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치에 포함되는 레이저 출력 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a laser output device included in a solid-state LiDAR device.
본 발명의 다른 일 과제는 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치에 포함되는 레이저 출력 장치에 이용되는 스티어링 컴포넌트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a steering component used in a laser output device included in a solid-state LiDAR device.
본 발명의 다른 일 과제는 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solid-state LiDAR device.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to the above-described problems, and the problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings. will be.
본 발명의 일 실시예에 따르면 레이저 출력 장치로서, 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하는 제1 레이저 출력 유닛, 제2 레이저 출력 유닛 및 제3 레이저 출력 유닛을 포함하는 레이저 출력 어레이 및 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저를 스티어링하기 위한 프리즘 어레이를 포함하되, 상기 프리즘 어레이는 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제1 프리즘 엘리먼트, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제2 프리즘 엘리먼트, 상기 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제4 프리즘 엘리먼트를 포함하되, 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제1 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제2 방향으로 조사되고, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제3 레이저는 상기 제2 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제3 방향으로 조사되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제1 면에 형성되며, 상기 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제2 면에 형성되고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 서로 상이하도록 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이하며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이한 레이저 출력 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a laser output device comprising: a first laser output unit including at least one laser output element, a second laser output unit, and a third laser output unit; and the laser output array A prism array for steering a laser output from the prism array, wherein the prism array includes a first prism element for steering a laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, and from the third laser output unit. Steering the second prism element for steering the output laser, the third prism element for steering the laser output from the first laser output unit and the third laser output unit, and the laser output from the second laser output unit It includes a fourth prism element for, wherein the first laser output from the first laser output unit is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and the second laser The second laser output from the output unit is irradiated in a second direction by sequentially passing through the first prism element and the fourth prism element, and the third laser output from the third laser output unit is the second prism element. And the first prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array so as to be irradiated in a third direction by sequentially passing through the third prism element, and the third prism element and the fourth prism The elements are formed on the second surface of the prism array, the first and second prism elements have different inclinations so that the first direction, the second direction, and the third direction are different from each other, and the third and A laser output device having different inclinations of the fourth prism elements may be provided.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 라이다 장치로서, 레이저를 출력하기 위한 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부로부터 출력된 레이저를 획득하기 위한 센서부를 포함하되, 상기 레이저 출력부는, 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하는 제1 레이저 출력 유닛, 제2 레이저 출력 유닛 및 제3 레이저 출력 유닛을 포함하는 레이저 출력 어레이 및 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저를 스티어링하기 위한 프리즘 어레이를 포함하며, 상기 프리즘 어레이는, 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제1 프리즘 엘리먼트, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제2 프리즘 엘리먼트, 상기 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제4 프리즘 엘리먼트를 포함하되, 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제1 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제2 방향으로 조사되고, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제3 레이저는 상기 제2 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제3 방향으로 조사되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제1 면에 형성되며, 상기 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제2 면에 형성되고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 서로 상이하도록 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이하며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이한 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a lidar device, comprising: a laser output unit for outputting a laser, and a sensor unit for obtaining a laser output from the laser output unit, wherein the laser output unit includes at least one laser output A laser output array including a first laser output unit including elements, a second laser output unit, and a third laser output unit, and a prism array for steering a laser output from the laser output array, the prism array , A first prism element for steering the laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, a second prism element for steering the laser output from the third laser output unit, the first laser output A third prism element for steering the laser output from the unit and the third laser output unit, and a fourth prism element for steering the laser output from the second laser output unit, from the first laser output unit The output first laser is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and the second laser output from the second laser output unit is the first prism element and the first prism element. 4 It is irradiated in the second direction by passing through the prism element sequentially, and the third laser output from the third laser output unit sequentially passes through the second prism element and the third prism element to be irradiated in the third direction. The first prism element and the second prism element are formed on a first surface of the prism array, and the third prism element and the fourth prism element are formed on a second surface of the prism array, and the first direction , The inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the second direction and the third direction are different from each other, and the inclinations of the third and fourth prism elements are different from each other. The following lidar device may be provided.
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 solution means of the problem of the present invention is not limited to the above-described solution means, and solutions that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings. I will be able to.
본 발명의 일 실시예에 따르면 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치에 이용되는 레이저 출력 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a laser output device used in a solid-state LiDAR device may be provided.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치에 이용되는 레이저 출력 장치에 포함되는 스티어링 컴포넌트가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a steering component included in a laser output device used in a solid-state LiDAR device may be provided.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 솔리드 스테이트 라이다(Solid-state LiDAR) 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a solid-state LiDAR device may be provided.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a lidar device according to another embodiment.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.7 is a side view showing a VCSEL array and a metal contact according to an embodiment.
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a VCSEL array according to an embodiment.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for describing a collimation component according to an embodiment.
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 15 및 도 16는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
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 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 19은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary embodiment.
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for describing a meta surface according to an exemplary embodiment.
도 22는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for describing a rotating faceted mirror according to an exemplary embodiment.
도 23은 반사면의 수가 3개이며 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.23 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are equilateral triangles.
도 24는 반사면의 수가 4개이며 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 a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the upper and lower portions of the body are square.
도 25는 반사면의 수가 5개이며 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.25 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.26 is a view for explaining an irradiation portion and a light-receiving portion of a multi-faceted rotating mirror according to an exemplary embodiment.
도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for describing a meta component according to an embodiment.
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for describing a meta component according to another embodiment.
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for describing an SPAD array according to an embodiment.
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for describing a histogram of SPAD according to an embodiment.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for describing a SiPM according to an embodiment.
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for describing a histogram of SiPM according to an exemplary embodiment.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for describing a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 39는 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.39 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 40은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 41은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 42은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.42 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 43는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 44은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.44 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 45은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 46는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.46 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 47은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.47 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 48는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 49는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.49 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 50은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.50 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 51은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.51 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 52은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.52 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 53는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.53 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 54은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.54 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 55은 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.55 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 56는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.56 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 57은 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.57 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 58는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.58 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 59는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.59 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 60은 일 실시예에 따른 레이저 출력부 및 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.60 is a diagram for describing a laser output unit and an optical unit according to an exemplary embodiment.
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 the present specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and thus the present invention is not limited to the embodiments described in the present specification. The scope should be construed as including modifications or variations that do not depart from the spirit of the present 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 in consideration of functions in the present invention, but this varies depending on the intention of a person of ordinary skill in the art, precedents, or the emergence of new technologies. I can. However, if a specific term is defined and used in an arbitrary meaning unlike this, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in the present specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the entire contents of the present specification, not a 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 attached to the present specification are for easy explanation of the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated and displayed 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 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In the present specification, when it is determined that a detailed description of a well-known configuration or function related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted as necessary.
본 발명에 따른 레이저 출력 장치는 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하는 제1 레이저 출력 유닛, 제2 레이저 출력 유닛 및 제3 레이저 출력 유닛을 포함하는 레이저 출력 어레이 및 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저를 스티어링하기 위한 프리즘 어레이를 포함하되, 상기 프리즘 어레이는 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제1 프리즘 엘리먼트, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제2 프리즘 엘리먼트, 상기 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제4 프리즘 엘리먼트를 포함하되, 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제1 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제2 방향으로 조사되고, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제3 레이저는 상기 제2 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제3 방향으로 조사되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제1 면에 형성되며, 상기 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제2 면에 형성되고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 서로 상이하도록 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이하며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이할 수 있다.The laser output device according to the present invention comprises a first laser output unit including at least one laser output element, a second laser output unit, and a laser output array including a third laser output unit, and a laser output from the laser output array. Including a prism array for steering, wherein the prism array is a first prism element for steering a laser output from the first laser output unit and the second laser output unit, and steering the laser output from the third laser output unit A second prism element for steering, a third prism element for steering the laser output from the first laser output unit and the third laser output unit, and a fourth prism for steering the laser output from the second laser output unit Element, wherein the first laser output from the first laser output unit is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and output from the second laser output unit The second laser is irradiated in a second direction by sequentially passing through the first prism element and the fourth prism element, and the third laser output from the third laser output unit is the second prism element and the third prism element. The first prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array so that the elements are sequentially passed through and irradiated in a third direction, and the third prism element and the fourth prism element are the prism array. The first and second prism elements are formed on the second surface of the and the inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the first direction, the second direction, and the third direction are different from each other, and the third and fourth prism elements have different inclinations. The slopes can be different from each other.
여기서, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 유닛은 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제1 및 제3 레이저 출력 유닛은 제2 축을 따라 배치될 수 있다.Here, the first and second laser output units may be disposed along a first axis, and the first and third laser output units may be disposed along a second axis.
여기서, 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 제1 축 방향으로의 길이가 상기 제2 축 방향으로의 길이보다 길도록 설계되며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 제2 축 방향으로의 길이가 상기 제1 축 방향으로의 길이보다 길도록 설계될 수 있다.Here, the first and second prism elements are designed such that a length in the first axis direction is longer than a length in the second axis direction, and the third and fourth prism elements are The length may be designed to be longer than the length in the first axis direction.
여기서, 상기 제1 레이저는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 제1 부분을 통과하여 상기 제1 방향으로 조사되며, 상기 제3 레이저는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 제2 부분을 통과하여 상기 제3 방향으로 조사될 수 있다.Here, the first laser passes through the first portion of the third prism element and is irradiated in the first direction, and the third laser passes through the second portion of the third prism element and irradiates in the third direction. Can be.
여기서, 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제1 부분의 기울기는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제2 부분의 기울기와 동일할 수 있다.Here, the inclination of the first portion of the third prism element may be the same as the inclination of the second portion of the third prism element.
여기서, 상기 레이저 출력 장치의 상부에서 볼 때, 상기 제1 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제1 레이저가 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제2 레이저가 상기 제4 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제4 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제2 레이저가 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하고, 상기 제3 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제3 레이저가 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이할 수 있다.Here, when viewed from the top of the laser output device, the position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is different from the position at which the first laser is output from the first laser output unit. And, the position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position at which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser is the third A position on the third prism element irradiated from the prism element may be different from a position at which the third laser is output from the third laser output unit.
여기서, 상기 레이저 출력 어레이는 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하며, 제4 레이저를 출력하기 위한 제4 레이저 출력 유닛을 더 포함하며, 상기 제2 프리즘 유닛은 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저를 스티어링 하도록 배치되며, 상기 제4 프리즘 유닛은 상기 제2 레이저 및 상기 제4 레이저를 스티어링 하도록 배치될 수 있다.Here, the laser output array includes at least one laser output element, further includes a fourth laser output unit for outputting a fourth laser, and the second prism unit comprises the third laser and the fourth laser. It is disposed to steer, and the fourth prism unit may be disposed to steer the second laser and the fourth laser.
여기서, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 유닛은 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제1 및 제3 레이저 출력 유닛은 제2 축을 따라 배치되고, 상기 제3 및 제4 레이저 출력 유닛은 상기 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제2 및 상기 제4 레이저 출력 유닛은 상기 제2 축을 따라 배치될 수 있다.Here, the first and second laser output units are disposed along a first axis, the first and third laser output units are disposed along a second axis, and the third and fourth laser output units are disposed along the first axis. The second and fourth laser output units may be disposed along the second axis.
여기서, 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리는 상기 제1 레이저 출력 유닛과 상기 제3 레이저 출력 유닛 사이 거리 보다 작을 수 있다.Here, a distance between the first portion and the second portion of the third prism element may be smaller than a distance between the first laser output unit and the third laser output unit.
여기서, 상기 레이저 출력 장치의 상부에서 볼 때, 상기 제1 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 제1 위치는 상기 제1 레이저가 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제2 레이저가 상기 제4 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제4 프리즘 엘리먼트 상의 제2 위치는 상기 제2 레이저가 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하고, 상기 제3 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 제3 위치는 상기 제3 레이저가 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제1 위치의 중심과 상기 제3 위치의 중심 사이의 거리는 상기 제1 레이저 출력 유닛의 중심과 상기 제3 레이저 출력 유닛의 중심 사이의 거리보다 작을 수 있다.Here, when viewed from the top of the laser output device, the first position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is a position at which the first laser is output from the first laser output unit And the second position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position to which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser The third position on the third prism element irradiated from the third prism element is different from the position where the third laser is output from the third laser output unit, and the center of the first position and the third position The distance between the centers may be smaller than the distance between the center of the first laser output unit and the center of the third laser output unit.
본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 출력하기 위한 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부로부터 출력된 레이저를 획득하기 위한 센서부를 포함하되, 상기 레이저 출력부는, 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하는 제1 레이저 출력 유닛, 제2 레이저 출력 유닛 및 제3 레이저 출력 유닛을 포함하는 레이저 출력 어레이 및 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저를 스티어링하기 위한 프리즘 어레이를 포함하며, 상기 프리즘 어레이는, 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제1 프리즘 엘리먼트, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제2 프리즘 엘리먼트, 상기 제1 레이저 출력 유닛 및 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 제4 프리즘 엘리먼트를 포함하되, 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제1 방향으로 조사되며, 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제2 방향으로 조사되고, 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 제3 레이저는 상기 제2 프리즘 엘리먼트 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트를 순차적으로 통과하여 제3 방향으로 조사되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트 및 상기 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제1 면에 형성되며, 상기 제3 프리즘 엘리먼트 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 프리즘 어레이의 제2 면에 형성되고, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향이 서로 상이하도록 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이하며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트의 기울기가 서로 상이할 수 있다.A lidar device according to another embodiment of the present invention includes a laser output unit for outputting a laser, and a sensor unit for obtaining a laser output from the laser output unit, wherein the laser output unit includes at least one laser output element. A laser output array including a first laser output unit, a second laser output unit, and a third laser output unit including, and a prism array for steering a laser output from the laser output array, wherein the prism array includes: 1 laser output unit and a first prism element for steering the laser output from the second laser output unit, a second prism element for steering the laser output from the third laser output unit, the first laser output unit and A third prism element for steering the laser output from the third laser output unit and a fourth prism element for steering the laser output from the second laser output unit, the output from the first laser output unit The first laser is irradiated in a first direction by sequentially passing through the first prism element and the third prism element, and the second laser output from the second laser output unit is the first prism element and the fourth prism element. The third laser is irradiated in a second direction by sequentially passing through the elements, and the third laser output from the third laser output unit sequentially passes through the second prism element and the third prism element to be irradiated in a third direction. 1 prism element and the second prism element are formed on the first surface of the prism array, the third prism element and the fourth prism element are formed on the second surface of the prism array, the first direction, the The inclinations of the first and second prism elements are different from each other so that the second direction and the third direction are different from each other, and the inclinations of the third and fourth prism elements may be different from each other. have.
여기서, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 유닛은 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제1 및 제3 레이저 출력 유닛은 제2 축을 따라 배치될 수 있다.Here, the first and second laser output units may be disposed along a first axis, and the first and third laser output units may be disposed along a second axis.
여기서, 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트는 상기 제1 축 방향으로의 길이가 상기 제2 축 방향으로의 길이보다 길도록 설계되며, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트는 상기 제2 축 방향으로의 길이가 상기 제1 축 방향으로의 길이보다 길도록 설계될 수 있다.Here, the first and second prism elements are designed such that a length in the first axis direction is longer than a length in the second axis direction, and the third and fourth prism elements are The length may be designed to be longer than the length in the first axis direction.
여기서, 상기 제1 레이저는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 제1 부분을 통과하여 상기 제1 방향으로 조사되며, 상기 제3 레이저는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 제2 부분을 통과하여 상기 제3 방향으로 조사될 수 있다.Here, the first laser passes through the first portion of the third prism element and is irradiated in the first direction, and the third laser passes through the second portion of the third prism element and irradiates in the third direction. Can be.
여기서, 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제1 부분의 기울기는 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제2 부분의 기울기와 동일할 수 있다.Here, the inclination of the first portion of the third prism element may be the same as the inclination of the second portion of the third prism element.
여기서, 상기 라이다 장치의 상부에서 볼 때, 상기 제1 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제1 레이저가 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제2 레이저가 상기 제4 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제4 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제2 레이저가 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하고, 상기 제3 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 위치는 상기 제3 레이저가 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이할 수 있다.Here, when viewed from the top of the lidar device, the position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is different from the position at which the first laser is output from the first laser output unit. And, the position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position at which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser is the third A position on the third prism element irradiated from the prism element may be different from a position at which the third laser is output from the third laser output unit.
여기서, 상기 레이저 출력 어레이는 적어도 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함하며, 제4 레이저를 출력하기 위한 제4 레이저 출력 유닛을 더 포함하며, 상기 제2 프리즘 유닛은 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저를 스티어링 하도록 배치되며, 상기 제4 프리즘 유닛은 상기 제2 레이저 및 상기 제4 레이저를 스티어링 하도록 배치될 수 있다.Here, the laser output array includes at least one laser output element, further includes a fourth laser output unit for outputting a fourth laser, and the second prism unit comprises the third laser and the fourth laser. It is disposed to steer, and the fourth prism unit may be disposed to steer the second laser and the fourth laser.
여기서, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 유닛은 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제1 및 제3 레이저 출력 유닛은 제2 축을 따라 배치되고, 상기 제3 및 제4 레이저 출력 유닛은 상기 제1 축을 따라 배치되며, 상기 제2 및 상기 제4 레이저 출력 유닛은 상기 제2 축을 따라 배치될 수 있다.Here, the first and second laser output units are disposed along a first axis, the first and third laser output units are disposed along a second axis, and the third and fourth laser output units are disposed along the first axis. The second and fourth laser output units may be disposed along the second axis.
여기서, 상기 제3 프리즘 엘리먼트의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리는 상기 제1 레이저 출력 유닛과 상기 제3 레이저 출력 유닛 사이 거리 보다 작을 수 있다.Here, a distance between the first portion and the second portion of the third prism element may be smaller than a distance between the first laser output unit and the third laser output unit.
여기서, 상기 라이다 장치의 상부에서 볼 때, 상기 제1 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 제1 위치는 상기 제1 레이저가 상기 제1 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제2 레이저가 상기 제4 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제4 프리즘 엘리먼트 상의 제2 위치는 상기 제2 레이저가 상기 제2 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하고, 상기 제3 레이저가 상기 제3 프리즘 엘리먼트로부터 조사되는 상기 제3 프리즘 엘리먼트 상의 제3 위치는 상기 제3 레이저가 상기 제3 레이저 출력 유닛으로부터 출력된 위치와 상이하며, 상기 제1 위치의 중심과 상기 제3 위치의 중심 사이의 거리는 상기 제1 레이저 출력 유닛의 중심과 상기 제3 레이저 출력 유닛의 중심 사이의 거리보다 작을 수 있다.Here, when viewed from the top of the lidar device, the first position on the third prism element to which the first laser is irradiated from the third prism element is a position at which the first laser is output from the first laser output unit And the second position on the fourth prism element to which the second laser is irradiated from the fourth prism element is different from the position to which the second laser is output from the second laser output unit, and the third laser The third position on the third prism element irradiated from the third prism element is different from the position where the third laser is output from the third laser output unit, and the center of the first position and the third position The distance between the centers may be smaller than the distance between the center of the first laser output unit and the center of the third laser output unit.
이하에서는 본 발명의 라이다 장치를 설명한다.Hereinafter, the lidar device 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, , φ)로 표현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직교좌표계(X, Y, Z) 또는 원통 좌표계(r, , z) 등으로 표현될 수 있다.The lidar device is a device for detecting a distance to an object and a position of the object 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 position of the object may be expressed through a coordinate system. For example, the distance and position of the object are in the spherical coordinate system (r, , φ). However, it is not limited thereto, and a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, , z), etc.
또한, 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 라이다 장치에서 출력되어 대상체에서 반사된 레이저를 이용할 수 있다.In addition, the lidar device may use a laser that is output from the lidar device and reflected from the object in order 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 apparatus according to an exemplary embodiment may use a time of flight (TOF) of the laser until it is sensed after the laser is output in order to measure the distance of the object. For example, the lidar device may measure the distance of the object by using a difference between a time value based on an output time of an output laser and a time value based on a sensed time of a laser reflected and sensed by the object.
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 by using a difference between a time value immediately sensed by the output laser without passing through the object and a time value based on the sensed time of the laser reflected and sensed by the object.
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 timing at which the lidar device transmits the trigger signal for emitting the laser beam by the control unit and the actual timing at which the laser beam is output from the actual laser output device. Since the laser beam is not actually output between the timing of the trigger signal and the timing of the actual light emission, accuracy may decrease if included in the flight time of the laser.
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 the accuracy in measuring the flight time of the laser beam, the actual outgoing timing of the laser beam can be used. However, it may be difficult to determine when the laser beam actually exits. Therefore, the laser beam output from the laser output element must be transmitted to the sensor unit as soon as it is output or without passing through the object.
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 on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be immediately sensed by a light receiving unit without passing through an object. The optic may be a mirror, a lens, a prism, or a meta surface, but is not limited thereto. The number of optics may be one, but there may be a plurality of optics.
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.In addition, for example, a sensor unit is disposed above the laser output device, so that a laser beam output from the laser output device may be immediately sensed by the sensor unit without passing through an object. The sensor unit may be spaced apart from the laser output device by a distance of 1mm, 1um, 1nm, etc., but is not limited thereto. Alternatively, the sensor unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart. An optic may exist between the sensor unit and the laser output device, 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, in order to measure the distance of the object, the LiDAR device according to an embodiment may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement, etc., in addition to the flight time. 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.The 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. In addition, 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 one 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, the lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when the lidar device is installed inside the vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto. In addition, for example, when the lidar device is installed inside the vehicle or outside the vehicle, it may be for recognizing a 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.The lidar device according to an embodiment may be installed on an unmanned aerial vehicle. For example, the lidar device is an unmanned aerial vehicle system (UAV system), a drone, a remote piloted vehicle (RPV), an unmanned aerial vehicle system (UAVs), an unmanned aircraft system (UAS), a remote piloted air/aerial system (RPAV). 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 on the unmanned aerial vehicle. For example, when two lidar devices are installed on 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. In addition, for example, when two lidar devices are installed on the unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other one 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.The lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, the lidar device may be installed in a personal robot, a professional robot, a public service robot, another industrial robot, or a manufacturing robot.
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 on the robot. For example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the front side and the other one for observing the rear side, but is not limited thereto. In addition, for example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, 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, the lidar device according to an embodiment may be installed in the 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 an 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. In addition, for example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the left and the other may be for observing the right, 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, the lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security. For example, when the lidar device is installed for industrial security, it may be for recognizing a person's 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 describing a lidar device according to an exemplary 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.In this case, 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.In addition, 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, the
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 optical unit may be variously expressed as a steering unit and a scan unit, 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.In this case, 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.In addition, 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.In addition, 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.In addition, 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.In addition, 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.In the description of the present invention, the sensor unit may be variously expressed as a light receiving unit and a receiving unit, 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.In this case, 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.In addition, 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.In addition, 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.In addition, 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.In this case, 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.In addition, 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.In addition, 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.In addition, 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 for 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.In this case, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, 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.In addition, 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.In addition, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 센서부(300)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, 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.In addition, 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 timing at which 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 the accuracy in measuring the flight time of the laser beam, the actual outgoing timing of the laser beam can be used. However, it may be difficult to determine when the laser beam actually exits. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be transmitted 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 on the laser output element, a laser beam output from the laser output element by the optic may be 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.In addition, 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, a laser may be output from the
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a lidar device according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1050)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.The laser beam output from the
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating 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.The 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 optical unit through which the laser beam is applied before being irradiated to the object and the optical unit through which the laser beam reflected from the object is applied may be physically the same optical unit, but may be physically different optical units.
옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 센서부(300)에 수광될 수 있다.The laser beam passing through the
이하에서는 VCSEL을 포함하는 레이저 출력부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the laser output unit including the 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.The
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.In addition, 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.In addition, 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.In addition, 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.Further, for example, 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.The oxidation area according to an embodiment may be insulating. 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.In addition, 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 to be output to the laser output unit according to an embodiment may be changed according to the surrounding environment. For example, as the temperature of the surrounding environment increases, the output wavelength may also increase. Or, for example, as the temperature of the surrounding environment decreases, the output wavelength may also decrease. The ambient environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, ambient light amount, altitude, gravity, acceleration, and the like.
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.The
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.In addition, all
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.In addition, the
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating 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.The
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 showing a VCSEL array and a metal contact according to an 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.The
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.In addition, the
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating 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.The
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.In addition, 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.In addition, 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 an 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 operation of the VCSEL unit in
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.In addition, for example, after the operation of the VCSEL unit in 1
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, the
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 of directing a laser beam emitted from the laser output unit to an object. Among them, the flash method is a method in which a laser beam is spread to an object by divergence of the laser beam. In the flash method, a laser beam of high power is required to direct a laser beam to an object existing at a distance. The high power laser beam increases the power because a high voltage must be applied. In addition, since it can damage the human eye, there is a limit to the distance that can be measured by a lidar using the flash method.
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 the laser output unit in a specific direction. Laser power loss can be reduced by directing the scanning method laser beam in a specific direction. Since laser power loss can be reduced, compared to the flash method, even if the same laser power is used, the distance that the lidar can measure is longer in the scanning method. In addition, compared to the flash method, since the scanning method has a lower laser power for measuring the same distance, stability to the human eye may 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 can be accomplished by collimation and steering. For example, laser beam scanning may be performed by performing a steering method after collimating the laser beam. Further, for example, laser beam scanning may be performed in a manner of performing a 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 describing a lidar device according to an exemplary 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 optical 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. Although the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, there may be some degree of divergence as the laser beam travels straight. Due to such divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or the amount may be very small even if it is incident.
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 decreases, so that a distant object may not be able to measure.
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, before the laser beam is incident on the object, 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. The collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam. The laser beam that has passed through the collimation component can be parallel light. Alternatively, the laser beam passing through the collimation component may have a 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 on the object may be increased. When the amount of light incident on the object is increased, the amount of light reflected from the object is also increased, so that the laser beam can be efficiently received. In addition, when the amount of light incident on the object is increased, compared to before collimating the laser beam, it is possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing a collimation component according to an 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, the
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, the divergence angle of the laser beam emitted from the
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for describing a collimation component according to an 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, the
상기 마이크로 렌즈는 지름이 밀리미터(mm), 마이크로미터(um), 나노미터(nm), 피코미터(pm) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The microlens 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.In addition, 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.In addition, the plurality of microlenses according to an embodiment may be a refractive index distribution lens, a micro-curved lens, an array lens, a Fresnel lens, or 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, a plurality of microlenses according to an exemplary embodiment may be manufactured by 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.In addition, the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130um to 150um. For example, the diameter of the plurality of micro lenses may be 140 μm. In addition, the plurality of micro lenses may have a thickness of 400um to 600um. For example, the thickness of the plurality of micro lenses may be 500 μm.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a collimation component according to an 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, the
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 describing a collimation component according to an 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.15 and 16, the
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.The 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.In addition, 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.In this case, 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.Also, 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, the
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.In addition, 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.In this case, 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.In addition, the plurality of
이때, 마이크로 프리즘(235)의 표면을 폴리싱(polishing) 공정을 통해 매끄럽게 하여 표면 거칠기로 인한 난반사를 방지할 수 있다.At this time, 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 an 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, the 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 describing a meta surface 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, the
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.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()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 of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate 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.Based on the difference between the first width W1 and the second width W2 and the difference between the second width W2 and the third width W3, the increase/decrease rate of 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()는 나노기둥(241)의 폭(W)에 따라 달리질 수 있다.The steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the width (W) of the
구체적으로, 상기 스티어링 각도()는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.Specifically, the steering angle ( ) May increase as the increase/decrease rate 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()의 범위는 -90도에서 90도일 수 있다.Meanwhile, the steering angle ( ) Can range from -90 degrees to 90 degrees.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for describing a metasurface according to an exemplary 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, the
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 distance P between the
레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 작아지는 방향으로 스티어링될 수 있다.The 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()는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle of the laser beam ( ) May vary according to the spacing P between the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도()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 of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate of the gap P between the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도()는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle of the laser beam ( ) May increase as the increase/decrease rate of the gap 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 larger 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 principle of steering a laser beam according to a 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 describing a meta surface according to an exemplary 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()는 나노기둥(241)의 높이(H)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle of the laser beam ( ) May vary depending on the height H of the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도()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 of the laser beam ( ) May vary according to the increase/decrease rate 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.Based on the difference between the first height (H1) and the second height (H2) and the difference between the second height (H2) and the third height (H3), the increase/decrease rate of the height (H) of the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도()는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle of the laser beam ( ) May increase as the increase/decrease rate 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 larger 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-faceted 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 fastened 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.In addition, 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.In addition, 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
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.The required field of view (FOV) of the lidar device may be different depending on the application. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, the widest possible viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device disposed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction. Compared to that, it may require a relatively narrow viewing angle in the vertical direction. In addition, in the case of a lidar disposed on a drone, the widest viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required.
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.Also, 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, it is possible to determine the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror based on the required viewing angle of the lidar device.
도 23 내지 도 25는 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.23 to 25 are views for 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.In FIGS. 23 to 25, three, four, and five reflective surfaces are described, but the number of reflective surfaces is not determined, and when the number of reflective surfaces is different, the following description may be inferred and calculated easily. In addition, in FIGS. 22 to 24, a case in which the upper and lower portions of the body are regular polygons will be described, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and calculated easily.
도 23은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(650)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.23 is a top view for explaining the viewing angle of the
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, the
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 No. 1 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.Therefore, when the number of reflective surfaces of the rotating
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 a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the 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, the
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 No. 1 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.Therefore, 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 reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
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, the
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 No. 1 reflective 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.Accordingly, when the number of 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 described above, when the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror is N, and the upper and lower portions of the body are N-shaped, if the inner angle of the N-shaped is theta, the rotating 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 calculated as a maximum value, the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value. In this case, 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-faceted mirror, the rotating multi-faceted mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the lidar device, and is reflected from an object existing in the scan area. It can be used to receive the laser light 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 part of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scan area of the lidar device will be referred to as an irradiation part. In addition, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving the laser reflected from the object present on the scan area to 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 view for explaining an irradiation portion and a light-receiving portion of a multi-faceted rotating 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, a 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 irradiated
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. In this case, 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.In addition, according to an embodiment, the
일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 옵틱부를 포함할 수 있다.The lidar device according to an exemplary embodiment may include an optical unit that directs 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 optical 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, the optical unit according to an 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 an 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 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 마이크로 렌즈 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 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 마이크로 렌즈 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 optical unit includes a plurality of components, correct placement may be required between the plurality of components. At this time, the collimation component and the steering component can be correctly arranged through an alignment mark. In addition, a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component can 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 an alignment mark between the VCSEL units included in the VCSEL array or at the edge of the VCSEL array, the VCSEL array and the collimation component can be correctly arranged.
또한 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트의 사이 또는 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.In addition, for example, by inserting an alignment mark between the collimation components or at the edge portion, the collimation component and the steering component can be correctly positioned.
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, the optical unit according to an embodiment may include one single component. For example, it may include 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 describing 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, the
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 first
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 second meta-
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for describing 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, the
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 meta-
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 set of
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for describing an 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 describing 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, when 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) 쪋 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) 쪋 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, a histogram 765 may be created by accumulating 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 an object, it is necessary to extract a signal by a photon reflected from the object from the histogram 765. The signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals 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 due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time. On the other hand, the amount of signal caused by sunlight is 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.There is a high possibility that a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among 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 among the histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object. Also, for example, a signal 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, among the histogram 765, there may be various algorithms capable of extracting a signal by a photon reflected from an object.
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 photons reflected from the object from the histogram 765, distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the 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, the 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, a weight is applied to signals extracted from a plurality of histograms to calculate a signal at one scan point. In this case, the weight may be determined by the distance between 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 by the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal by the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal by the third SPAD. It can be calculated by putting a weight of 0.2 on the signal.
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 the signals extracted from a plurality of histograms are weighted and calculated as a signal at one scan point, the effect of accumulating the histogram several times with one histogram accumulation can be obtained. Accordingly, the effect of reducing the scan time and reducing 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 in an addressable manner. 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 BIXEL unit in 1 row and 1 column once, then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed. In this way, the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.
이때, SPAD 어레이는 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.In this case, the SPAD array may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell 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 case where the BIXEL unit in the first row and one column of the laser beam output sequence of the laser output unit outputs the Nth laser beam, the SPAD unit in the first row and one column corresponding to the first row and one column is reflected on the object. Can be received up to N times.
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.In addition, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SPAD must be accumulated N times, and there are M big cell units in the laser output unit, the M big cell units can be operated N times at once. Alternatively, one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for describing 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 of the
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, the histogram of 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, the histogram of 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.As 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.Accordingly, the histogram of the
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for describing a histogram of SiPM according to an exemplary 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, when 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 first microcell 783 included in 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 second microcell 784 included in 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 third microcell 785 included in 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) 쪋 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 from microcells can be accumulated in the form of a histogram. The histogram can have multiple histogram bins. Signals from the microcells correspond to histogram bins, respectively, and may be accumulated in the form of a histogram.
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 by one
예를 들어, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) 쪋 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 histogram 795 may be created by accumulating 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 an object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object from the histogram 795. The signal by photons reflected from the object may be more positive and more regular than signals 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 due to photons reflected from the object within a cycle may be regularly present at a specific time. On the other hand, the amount of signal caused by sunlight is 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.There is a high possibility that a signal with a large amount of histogram accumulated at a specific time is a signal caused by a photon reflected from the object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation among the accumulated histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
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 among the histogram 795 may be extracted as a signal caused by photons reflected from the object. In addition, for example, a signal of a certain amount 797 or more of the histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
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, among the histogram 795, there may be various algorithms capable of extracting a signal by photons reflected from an object.
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 photons reflected from the object from the histogram 795, distance information of the object may be calculated based on the generation time of the corresponding signal or the reception time of the photon.
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 in an addressable manner. 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 BIXEL unit in 1 row and 1 column once, then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 1 row and 3 columns once, and then outputs the laser beam of the BIXEL unit in 2 rows and 4 columns once. Can be printed. In this way, the laser output unit may output the laser beam of the big cell unit in row A and column B N times, and then output the laser beam of the big cell unit in column C and column D M times.
이때, SiPM은 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.In this case, the SiPM may receive a laser beam reflected from the object and returned from among the laser beams output from the corresponding big cell 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, in the case that the BICCELL unit in the 1st row and 1st column of the laser beam output sequence of the laser output unit outputs the Nth laser beam, the microcell unit in the 1st row and 1st column corresponding to the 1st row and 1st column is reflected on the object. The beam can be received up to N times.
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.In addition, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SiPM should be accumulated N times, and there are M big cell units in the laser output unit, the M big cell units can be operated N times at once. Alternatively, one M big cell unit may be operated M*N times, or M big cell units may be operated 5 times M*N/5 times.
라이다는 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 라이다에는 플래시 방식과 스캐닝 방식이 있을 수 있다.Lida can be implemented in several ways. For example, there may be a flash method and a scanning method for lidar.
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 in which a laser beam is spread to an object by the 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 type lidar may be determined by a sensor unit or a receiver.
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.In addition, as described above, the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from the laser output unit in a specific direction. Since the scanning method illuminates the laser beam to the FOV using a scanner or a steering unit, the resolution of the scanning type lidar may be determined by the scanner or the 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, the lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method. In this case, the combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method. Alternatively, a mixed method of a flash method and a 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 semi-flash type lidar rather than a complete flash type. For example, one unit of the laser output unit and one unit of the receiving unit may be a flash type lidar, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the reception unit are gathered, so that the semi-flash type is not a complete flash type lidar. It can be is.
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.In addition, for example, since the laser beam output from the laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi flash type lidar may pass through the steering unit, it may be a semi-flash type lidar instead of 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 may overcome the disadvantages of the flash type lidar. For example, a flash type radar may be vulnerable to interference between laser beams, a strong flash is required to detect an object, and there is a problem that 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 interference between laser beams, and control each laser output unit, thereby controlling the detection range. You can, and you may not need a strong flash.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for describing 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 includes 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 an 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 bixel 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, the laser beam output from the 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.In this case, 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. The semi-flash type radar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method in which an entire image is acquired at once by spreading a single pulse, a semi-flash radar can 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, the object may be randomly scanned by laser output from the laser output unit of the semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash type radar 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 receiving
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.In this case, the receiving
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 receiving
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.In addition, the receiving
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 optical 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 describing a 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 an 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 an 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 an 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, the area reflecting the laser beam toward the object and the area receiving the laser beam reflected from the object may be the same or different. For example, an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be in the same reflective surface. In this case, the areas may be divided up and down 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 reflecting 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 an embodiment, the receiving
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 an 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 an 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.In this case, 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 receiving
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 an 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 an 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 diffusion angle and the vertical diffusion 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.In addition, 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 a 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 unit of the
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for describing 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 an 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 with 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, compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35, the optical path of the
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for describing a configuration of a semi-flash 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 an 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 an 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 an 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 an embodiment, the receiving
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 an 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 an 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.In this case, 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
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 receiving
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 an 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 an 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 diffusion angle and the vertical diffusion 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, a 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 of the 1st row and 1st 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 unit of the
도 39는 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.39 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 39를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6000)는 VCSEL array(6010), 콜리메이션 컴포넌트(6020) 및 스티어링 컴포넌트(6030) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 39, the
이 때, 상기 VCSEL array(6010)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 상기 VCSEL emitter로 구성된 VCSEL unit을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6010)는 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 레이저가 출력될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit으로부터 레이저 출력될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다.In addition, the
보다 구체적으로, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력되는 레이저를 콜리메이션 할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력되는 레이저를 콜리메이션 할 수도 있다.More specifically, the
이 때, 상기 VCSEL array(6010)로부터 출력된 레이저의 다이버전스 각도가 감소될 수 있다.In this case, the divergence angle of the laser output from the
예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저가 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션되며, 이에 따라 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저의 다이버전스 각도는 1.2도 이하로 감소될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the laser output from the VCSEL emitter included in the
또한, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저가 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션되며, 이에 따라 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저의 다이버전스 각도는 1.2도 이하로 감소될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the laser output from the VCSEL unit included in the
또한, 감소된 다이버전스 각도는 0도, 0.1도, 0.2도, 0.3도, 0.4도, 0.5도, 0.6도, 0.7도, 0.8도, 0.9도, 1.0도, 1.2도, 1.3도, 1.4도, 1.5도, 1.6도, 1.7도, 1.8도, 1.9도, 2.0도 등 다양한 각도가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the reduced divergence angles are 0 degrees, 0.1 degrees, 0.2 degrees, 0.3 degrees, 0.4 degrees, 0.5 degrees, 0.6 degrees, 0.7 degrees, 0.8 degrees, 0.9 degrees, 1.0 degrees, 1.2 degrees, 1.3 degrees, 1.4 degrees, and 1.5 degrees. Various angles such as degrees, 1.6 degrees, 1.7 degrees, 1.8 degrees, 1.9 degrees, and 2.0 degrees may be used, but are not limited thereto.
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 어레이로 구현될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 적어도 하나 이상의 콜리메이션 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나 이상의 콜리메이션 엘리먼트가 어레이로 배열된 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 적어도 하나 이상의 콜리메이션 엘리먼트를 포함하는 적어도 하나 이상의 콜리메이션 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나 이상의 콜리메이션 유닛이 어레이로 배열된 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 대응되어 형성될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 대응되도록 어레이로 배열될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter에 대응되는 콜리메이션 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit에 대응되는 콜리메이션 유닛을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit에 대응되는 콜리메이션 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저가 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션 된 경우, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL emitter로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션 된 레이저를 소정의 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the laser output from the VCSEL emitter included in the
또한, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저가 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션 된 경우, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit으로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 각각 콜리메이션 된 레이저를 소정의 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, when the laser output from the VCSEL emitter included in the
또한, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저가 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션 된 경우, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL unit으로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)로부터 콜리메이션 된 레이저를 소정의 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, when the laser output from the VCSEL unit included in the
또한, 스티어링 되는 소정의 각도는 0도, 1도, 2도, 3도, 4도, 5도, 6도, 7도, 8도, 9도, 10도, 20도, 30도, 40도, 50도, 60도, 70도, 80도, 90도, 100도, 110도, 120도, 130도, 140도, 150도, 160도, 170도, 180도 등 다양한 각도가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the predetermined angle to be steered is 0 degrees, 1 degree, 2 degrees, 3 degrees, 4 degrees, 5 degrees, 6 degrees, 7 degrees, 8 degrees, 9 degrees, 10 degrees, 20 degrees, 30 degrees, 40 degrees, Various angles such as 50 degrees, 60 degrees, 70 degrees, 80 degrees, 90 degrees, 100 degrees, 110 degrees, 120 degrees, 130 degrees, 140 degrees, 150 degrees, 160 degrees, 170 degrees, 180 degrees, etc. Not limited.
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 어레이로 구현될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 적어도 하나 이상의 스티어링 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나 이상의 스티어링 엘리먼트가 어레이로 배열된 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 적어도 하나 이상의 스티어링 엘리먼트를 포함하는 적어도 하나 이상의 스티어링 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나 이상의 스티어링 유닛이 어레이로 배열된 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)에 대응되어 형성될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)에 대응되도록 어레이로 배열될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL emitter에 대응되는 스티어링 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit에 대응되는 스티어링 유닛을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)에 포함되는 VCSEL unit에 대응되는 스티어링 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)에 대응되어 형성될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 컴포넌트(6020)에 대응되도록 어레이로 배열될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 엘리먼트에 대응되는 스티어링 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 유닛에 대응되는 스티어링 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 콜리메이션 유닛에 대응되는 스티어링 유닛을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 상기 VCSEL array(6010)로부터 출력된 레이저를 다양한 방향으로 스티어링 할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6030)는 제1 레이저(6001)를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 제2 레이저(6002)를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 제3 레이저(6003)를 제3 방향으로 스티어링 할 수 있다.For example, the
이 때, 도 39에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6001)는 상기 VCSEL array(6010)의 우상측 부분으로부터 출력된 레이저 일 수 있으며, 상기 제2 레이저(6002)는 상기 VCSEL array(6010)의 우측 부분으로부터 출력된 레이저일 수 있으며, 상기 제3 레이저(6003)는 상기 VCSEL array(6010)의 우하측 부분으로부터 출력된 레이저일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, as shown in FIG. 39, the
또한, 도 39에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6001)가 스티어링 되는 상기 제1 방향은 시야각(FOV)의 우상측 방향을 의미할 수 있으며, 상기 제2 레이저(6002)가 스티어링 되는 상기 제2 방향은 시야각(FOV)의 우측 방향을 의미할 수 있고, 상기 제3 레이저(6003)가 스티어링 되는 상기 제3 방향은 시야각(FOV)의 우하측 방향을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 39, the first direction in which the
또한, 도 39에 도시된 바와 같이 상기 레이저 출력부(6000)는 레이저가 출력된 위치와 레이저가 스티어링 되는 방향이 대응되도록 형성될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 39, the
또한, 도 39에 도시된 바와 같이 상기 레이저 출력부(6000)가 출력되는 레이저의 위치와 레이저가 스티어링 되는 방향이 대응되도록 형성되는 경우, 상기 레이저 출력부(6000)는 스티어링 되는 레이저의 연장선이 형성하는 초점 영역을 가질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 39, when the
또한, 상기 초점 영역은 거리측정의 원점으로 이용될 수 있다.In addition, the focus area may be used as an origin for distance measurement.
도 40은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6050)는 VCSEL array(6060), 콜리메이션 컴포넌트(6070) 및 스티어링 컴포넌트(6080) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 40, the
이 때, 상기 VCSEL array(6050), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6070) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6080)에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, since the above-described contents may be applied to the
한편, 상기 스티어링 컴포넌트(6080)는 상기 VCSEL array(6060)로부터 출력된 레이저를 다양한 방향으로 스티어링 할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6080)는 제1 레이저(6051)를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 제2 레이저(6052)를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 제3 레이저(6053)를 제3 방향으로 스티어링 할 수 있다.For example, the
이 때, 도 40에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6051)는 상기 VCSEL array(6060)의 상측 부분으로부터 출력된 레이저 일 수 있으며, 상기 제2 레이저(6052)는 상기 VCSEL array(6060)의 중앙 부분으로부터 출력된 레이저일 수 있고, 상기 제3 레이저(6053)는 상기 VCSEL array(6060)의 하측 부분으로부터 출력된 레이저 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, as shown in FIG. 40, the
또한, 도 40에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6051)가 스티어링 되는 상기 제1 방향은 시야각(FOV)의 하측 방향을 의미할 수 있으며, 상기 제2 레이저(6052)가 스티어링 되는 상기 제2 방향은 시야각(FOV)의 중앙 방향을 의미할 수 있고, 상기 제3 레이저(6053)가 스티어링 되는 상기 제3 방향은 시야각(FOV)의 상측 방향을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 40, the first direction in which the
또한, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 레이저 출력부(6050)는 레이저가 출력된 위치와 레이저가 스티어링 되는 방향이 상반되도록 형성될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 40, the
또한, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 레이저 출력부(6050)가 출력되는 레이저의 위치와 레이저가 스티어링 되는 방향이 상반되도록 형성되는 경우, 상기 레이저 출력부(6050)는 스티어링 되는 레이저가 모이는 초점 영역을 가질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 40, when the
또한, 상기 초점 영역은 거리측정의 원점으로 이용될 수 있다.In addition, the focus area may be used as an origin for distance measurement.
도 41은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대해 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6100)는 VCSEL array(6110), 콜리메이션 컴포넌트(6120) 및 스티어링 컴포넌트(6130) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 41, the
이 때, 상기 VCSEL array(6110), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6120) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6130)에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, since the above-described contents may be applied to the
한편, 상기 VCSEL array(6110)는 상기 VCSEL array(6110)에 포함되는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter 중 일부만 동작할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 상기 VCSEL array(6110)는 소정의 그룹 별로 동작할 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 VCSEL array(6110)에 포함되는 VCSEL emitter가 개별적으로 동작할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEl unit이 하나의 그룹으로 동작할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 상기 VCSEL array(6110)는 소정의 그룹 별로 다른 시점에 동작할 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 VCSEL array(6110)에 포함되는 VCSEL emitter 중 제1 VCSEL emitter가 동작한 후 제2 VCSEL emitter가 동작할 수 있거나, 상기 VCSEL array(6110)에 포함되는 VCSEL unit 중 제1 VCSEL unit이 동작한 후 제2 VCSEL unit이 동작 할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
예를 들어, 도 41에 도시된 바와 같이 제1 시점에 제1 레이저(6101)가 출력될 수 있으며, 제2 시점에 제2 레이저(6102)가 출력될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 레이저(6101)는 제1 VCSEL emitter 또는 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저일 수 있고, 상기 제2 레이저(6102)는 제2 VCSEL emitter 또는 제2 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 41, a
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6130)는 상기 VCSEL array(6110)로부터 출력된 레이저를 다양한 방향으로 스티어링 할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6130)는 제1 레이저(6101)를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 제2 레이저(6102)를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있다.For example, the
또한, 도 41에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6101)는 상기 VCSEL array(6110)의 우상측 부분에 위치하는 제1 그룹으로부터 출력된 레이저일 수 있으며, 상기 제2 레이저(6102)는 상기 VCSEL array(6110)의 우하측 부분에 위치하는 제2 그룹으로부터 출력된 레이저 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 41, the
또한, 상기 제1 및 제2 그룹은 하나의 VCSEL emitter를 의미할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 의미할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the first and second groups may mean one VCSEL emitter, and may mean a VCSEL unit including at least one VCSEL emitter, but are not limited thereto.
또한, 도 41에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저(6101)와 상기 제2 레이저(6102)가 출력되는 시점이 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레이저(6101)는 제1 시점에 상기 제1 그룹으로부터 출력될 수 있으며, 상기 제2 레이저(6102)는 제2 시점에 상기 제2 그룹으로부터 출력될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 41, the timing at which the
또한, 상기 레이저 출력부(6100)로부터 출력되는 레이저는 시간에 따라 조사되는 방향이 변할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 출력되는 제1 레이저(6101)는 시야각의 우상측 방향으로 조사될 수 있으며, 제2 시점에 출력되는 제2 레이저(6102)는 시야각의 우하측 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the irradiation direction of the laser output from the
따라서, 이와 같이 시간에 따라 조사되는 방향이 변하도록 레이저 출력부(6100)를 설계하는 것은 기계적인 구동 없이 스캔 가능한 범위를 확장시킬 수 있으며, 이는 상기 레이저 출력부(6100)가 배치되는 라이다 장치를 솔리드 스테이트 라이다 장치(Solid-state-LiDAR device)로 구현할 수 있게 한다.Therefore, designing the
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 상세하게 기술하기로 한다. 다만, 설명의 편의를 위해 레이저 출력 어레이는 VCSEL array로 기술할 수 있으며, 콜리메이션 컴포넌트는 마이크로 렌즈로 기술할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 레이저 출력 어레이 및 콜리메이션 컴포넌트가 될 수 있다.Hereinafter, the configuration of the laser output unit according to an embodiment of the present application will be described in detail. However, for convenience of explanation, the laser output array may be described as a VCSEL array, and the collimation component may be described as a micro lens, but the present invention is not limited thereto, and various laser output arrays and collimation components may be used.
도 42은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.42 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 42을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6200)는 VCSEL array(6210) 및 콜리메이션 컴포넌트(6220)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 42, the
이 때, 상기 VCSEL array(6210)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6210)는 제1 VCSEL emitter(6211)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)는 상기 VCSEL array(6210)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.Further, referring to FIG. 42A, the
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)는 상기 VCSEL array(6210)에 대응되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)에 포함되는 마이크로 렌즈 엘리먼트는 상기 VCSEL array(6210)에 포함되는 VCSEL emitter에 대응되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 42A, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)의 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여 상기 VCSEL array(6210)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)는 소정의 관계를 가지고 배치될 수 있다.In addition, in order to increase the collimation efficiency of the
따라서, 이하에서는 상기 VCSEL array(6210)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)의 배치 관계에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Therefore, hereinafter, the arrangement relationship between the
도 42의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6210)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6211)는 제1 직경(6230)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 직경(6230)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 크기를 의미하는 것으로, 한변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Referring to (b) of FIG. 42, the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6210)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6211)와 제2 VCSEL emitter(6212)는 제1 간격(6250)을 가지도록 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 간격(6250)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)와 상기 제2 VCSEL emitter(6212) 사이의 거리를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 42, the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6220)에 포함되는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)는 제2 직경(6240)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 직경(6240)은 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)의 크기를 의미하는 것으로, 한변의 길이, 직경 등 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 42, the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)는 상기 제1 VCSEL emitter(6211)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 시키기 위하여 상기 제1 VCSEL emitter(6211)에 대응되도록 배치될 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 42, the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)의 상기 제2 직경(6240)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230)은 14um 이며, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)의 상기 제2 직경(6240)은 140um 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to (b) of FIG. 42, in order to increase collimation efficiency, the second diameter 6240 of the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6221)의 상기 제2 직경(6240)은 상기 제1 간격(6250)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격(6250)은 140um 이며, 상기 제2 직경(6240)은 140um 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 42B, in order to increase collimation efficiency, the second diameter 6240 of the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여, 상기 제1 간격(6250)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230)은 14um 이며, 상기 제1 간격(6250)은 140um일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 42B, in order to increase collimation efficiency, the
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키고, 열적 밀집도를 감소시키기 위하여, 상기 제1 간격(6250)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230) 보다 일정 이상 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격(6250)은 상기 제1 VCSEL emitter(6211)의 상기 제1 직경(6230)보다 5배 이상 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Further, referring to FIG. 42B, in order to increase collimation efficiency and reduce thermal density, the
도 43는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 43를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6300)는 VCSEL array(6310) 및 콜리메이션 컴포넌트(6320)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 43, the
이 때, 상기 VCSEL array(6310)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6310)는 제1 VCSEL emitter(6311), 제2 VCSEL emitter(6312) 및 제3 VCSEL emitter(6313)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 43의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)는 상기 VCSEL array(6310)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.Also, referring to FIG. 43A, the
또한, 도 43의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)는 상기 VCSEL array(6210)에 대응되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)에 포함되는 마이크로 렌즈 엘리먼트는 상기 VCSEL array(6310)에 포함되는 VCSEL unit에 대응되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to FIG. 43A, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)의 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여 상기 VCSEL array(6310)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)는 소정의 관계를 가지고 배치될 수 있다.In addition, in order to increase the collimation efficiency of the
따라서, 이하에서는 상기 VCSEL array(6310)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)의 배치 관계에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Therefore, hereinafter, the arrangement relationship between the
도 43의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6310)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6311)는 제1 직경(6330)를 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 직경(6330)은 상기 제1 VCSEL emitter(6311)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL emitter(6311)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Referring to (b) of FIG. 43, the
또한, 도 43의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6310)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6311), 상기 제2 VCSEL emitter(6312) 및 상기 제3 VCSEL emitter(6313)를 포함하는 제1 VCSEL unit은 제2 직경(6350)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 직경(6350)은 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 의미하는 것으로, 한변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of Figure 43, including the first VCSEL emitter (6311), the second VCSEL emitter (6312) and the third VCSEL emitter (6313) included in the
또한, 도 43의 (b)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6320)에 포함되는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)는 제3 직경(6240)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제3 직경(6340)은 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)의 크기를 의미하는 것으로, 한변의 길이, 직경 등 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Also, referring to (b) of FIG. 43, the
또한, 도 43의 (b)를 참조하면, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)는 상기 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 시키기 위하여 상기 제1 VCSEL unit에 대응 되도록 배치될 수 있다.In addition, referring to FIG. 43B, the
또한, 도 43의 (b)를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)의 상기 제3 직경(6340)은 상기 제1 VCSEL unit의 상기 제2 직경(6350) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit의 상기 제2 직경(6350)은 1.3mm 이며, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6321)의 상기 제3 직경(6340)은 1.4mm 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 43B, in order to increase collimation efficiency, the
도 44은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.44 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 44을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6400)는 VCSEL array(6410) 및 콜리메이션 컴포넌트(6420)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 44, the
이 때, 상기 VCSEL array(6410)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6410)는 제1 VCSEL emitter(6411), 제2 VCSEL emitter(6412) 및 제3 VCSEL emitter(6413)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6410)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(6411), 상기 제2 VCSEL emitter(6412) 및 상기 제3 VCSEL emitter(6413)를 포함하는 제1 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6421), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6422) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6423)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6421), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6422) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6423)을 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 44을 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)는 상기 VCSEL array(6410)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로한다.Also, referring to FIG. 44, the
또한, 도 44을 참조하면, 상기 VCSEL array(6410)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)를 통해 콜리메이션 된 레이저는 일정 각도 이상의 다이버전스 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6410)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6420)를 통해 콜리메이션 된 레이저는 1.2도의 다이버전스 각도를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 44, a laser output from the
또한, 도 44을 참조하면, VCSEL unit에 포함되는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter로부터 출력된 적어도 하나 이상의 레이저는 하나의 빔 프로파일을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 VCSEL emitter(6411,6412,6413)로부터 출력된 제1, 제2 및 제3 레이저는 상기 제1, 제2 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6421,6422,6423)로부터 각각 콜리메이션 될 수 있으며, 하나의 빔 프로파일을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to FIG. 44, at least one laser output from at least one or more VCSEL emitters included in the VCSEL unit may form one beam profile. For example, the first, second, and third lasers output from the first, second, and
또한, 도 44을 참조하면, VCSEL unit에 포함되는 적어도 둘 이상의 VCSEL emitter로부터 출력된 적어도 둘 이상의 레이저는 적어도 일부 오버랩 될 수 있으며, 상기 오버랩 된 영역을 기초로 하나의 빔 프로파일을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 레이저는 상기 제1, 제2 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6421,6422,6423)을 통해 일정 다이버전스 각도를 가지도록 콜리메이션 될 수 있으며, 상기 다이버전스 각도로 인해 적어도 일부 오버랩 될 수 있고, 상기 오버랩 된 영역을 기초로 하나의 빔 프로파일을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to FIG. 44, at least two or more lasers output from at least two or more VCSEL emitters included in the VCSEL unit may at least partially overlap, and one beam profile may be formed based on the overlapped regions. For example, the first, second, and third lasers may be collimated to have a predetermined divergence angle through the first, second, and
도 45은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 45을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6500)는 VCSEL array(6510), 콜리메이션 컴포넌트(6520) 및 스티어링 컴포넌트(6530)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 45, the
이 때, 상기 VCSEL array(6510)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6510)는 제1 VCSEL emitter(6511), 제2 VCSEL emitter(6512) 및 제3 VCSEL emitter(6513)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6510)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6510)는 제1 VCSEL emitter(6511)를 포함하는 제1 VCSEL unit, 제2 VCSEL emitter(6512)를 포함하는 제2 VCSEL unit 및 제3 VCSEL emitter(6513)를 포함하는 제3 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6521), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6522) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6523)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6521)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛, 상기 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6522)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛 및 상기 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6523)를 포함하는 제3 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 프리즘 어레이(Prism array)를 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 어레이는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 제1 프리즘 엘리먼트(6531), 제2 프리즘 엘리먼트(6532) 및 제3 프리즘 엘리먼트(6533)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)는 상기 VCSEL array(6510)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.Also, referring to FIG. 45A, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6510)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)를 통해 콜리메이션 된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, referring to FIG. 45A, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6510)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 45A, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6510)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL emitter(6511)를 포함하는 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to FIG. 45A, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6510)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 적어도 하나의 레이저를 포함하는 레이저 그룹을 동일한 각도로 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL emitter(6511)를 포함하는 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 제1 레이저 그룹(6541)을 제1 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 45A, the
또한, 도 45의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6510)에 포함되는 적어도 둘 이상의 VCSEL unit으로부터 출력된 적어도 둘 이상의 레이저 그룹을 서로 다른 각도로 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL emitter(6511)를 포함하는 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 제1 레이저 그룹(6541)을 제1 각도로 스티어링 하며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(6532)는 상기 제2 VCSEL emitter(6512)를 포함하는 제2 VCSEL unit으로부터 출력된 제2 레이저 그룹(6542)을 제2 각도로 스티어링 하고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(6533)는 상기 제3 VCSEL emitter(6513)를 포함하는 제3 VCSEL unit으로부터 출력된 제3 레이저 그룹(6543)을 제3 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 45A, the
또한, 상기 VCSEL array(6510)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)의 배치 관계에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described information may be applied to the arrangement relationship between the
한편, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)의 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 VCSEL array(6510), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 소정의 관계를 가지도록 배치될 수 있다.Meanwhile, in order to increase the steering efficiency of the
따라서, 이하에서는 상기 VCSEL array(6510), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6530)의 배치 관게에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Therefore, hereinafter, the arrangement of the
도 45의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6510)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6511)를 포함하는 상기 제1 VCSEL unit은 제1 직경(6550)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 직경(6550)은 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Referring to (b) of FIG. 45, the first VCSEL unit including the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6520)에 포함되는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6521)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛은 제2 직경(6560)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 직경(6560)은 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 45, the first micro lens unit including the first micro lens element 6251 included in the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 제3 직경(6570)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제3 직경(6570)은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 45, the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 제1 레이저 그룹을 스티어링 시키기 위하여 상기 제1 VCSEL unit에 대응 되도록 배치될 수 있다.In addition, referring to FIG. 45B, the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 상기 제3 직경(6570)은 상기 제1 VCSEL unit의 상기 제1 직경(6550)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit의 상기 제1 직경(6550)은 1.3mm 이며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 상기 제3 직경(6570)은 1.4mm 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 45B, in order to increase steering efficiency, the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)는 상기 제1 VCSEL unit 으로부터 출력되어 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛을 통해 콜리메이션 되는 상기 제1 레이저 그룹을 스티어링 시키기 위하여 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛에 대응 되도록 배치될 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 45, the
또한, 도 45의 (b)를 참조하면, 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 상기 제3 직경(6570)은 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 상기 제2 직경(6560)보다 크거나 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 상기 제2 직경(6560)은 1.4mm 이며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6531)의 상기 제3 직경(6570)은 1.41mm 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 45B, in order to increase steering efficiency, the
도 46는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.46 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 46를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6600)는 VCSEL array(6610), 콜리메이션 컴포넌트(6620) 및 스티어링 컴포넌트(6630)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 46, the
이 때, 상기 VCSEL array(6610)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6610)는 제1 VCSEL emitter(6611), 제2 VCSEL emitter(6612) 및 제3 VCSEL emitter(6613)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6610)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6610)는 제1 VCSEL emitter(6611)를 포함하는 제1 VCSEL unit, 제2 VCSEL emitter(6612)를 포함하는 제2 VCSEL unit 및 제3 VCSEL emitter(6613)를 포함하는 제3 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6622) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6623)를 포함할 수 있다.Further, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛, 상기 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6622)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛 및 상기 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6623)를 포함하는 제3 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 프리즘 어레이(Prism array)를 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 어레이는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 제1 프리즘 엘리먼트(6631), 제2 프리즘 엘리먼트(6632) 및 제3 프리즘 엘리먼트(6633)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)를 포함하는 제1 프리즘 유닛, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(6632)를 포함하는 제2 프리즘 유닛 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트(6633)를 포함하는 제3 프리즘 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)는 상기 VCSEL array(6610)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.Further, referring to FIG. 46A, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 상기 VCSEL array(6610)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)를 통해 콜리메이션 된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.Further, referring to FIG. 46A, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6530)는 상기 VCSEL array(6610)에 포함되는 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 에를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)는 상기 제1 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 46A, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 상기 VCSEL array(6610)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)를 포함하는 상기 제1 프리즘 유닛은 상기 제1 VCSEL emitter(6611)를 포함하는 상기 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 46A, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 상기 VCSEL array(6610)에 포함되는 VCSEL unit으로부터 출력된 적어도 하나의 레이저를 포함하는 레이저 그룹을 동일한 각도로 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)를 포함하는 상기 제1 프리즘 유닛은 상기 제1 VCSEL emitter(6611)를 포함하는 상기 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 제1 레이저 그룹(6641)을 제1 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to (a) of FIG. 46, the
또한, 도 46의 (a)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 상기 VCSEL array(6610)에 포함되는 적어도 둘 이상의 VCSEL unit으로부터 출력된 적어도 둘 이상의 레이저 그룹을 서로 다른 각도로 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)를 포함하는 상기 제1 프리즘 유닛은 상기 제1 VCSEL emitter(6611)를 포함하는 상기 제1 VCSEL unit으로부터 출력된 상기 제1 레이저 그룹(6641)을 상기 제1 각도로 스티어링 하며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(6632)를 포함하는 상기 제2 프리즘 유닛은 상기 제2 VCSEL emitter(6612)를 포함하는 상기 제2 VCSEL unit으로부터 출력된 제2 레이저 그룹(6642)을 제2 각도로 스티어링 하고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(6633)를 포함하는 상기 제3 프리즘 유닛은 상기 제3 VCSEL emitter(6613)를 포함하는 상기 제3 VCSEL unit으로부터 출력된 제3 레이저 그룹(6643)을 제3 각도로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to (a) of FIG. 46, the
또한, 상기 VCSEL array(6610)와 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)의 배치 관계에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described information may be applied to the arrangement relationship between the
한편, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)의 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 VCSEL array(6610), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6630)는 소정의 관계를 가지도록 배치될 수 있다.Meanwhile, in order to increase the steering efficiency of the
따라서, 이하에서는 상기 VCSEL array(6610), 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620) 및 상기 스티어링 컴포넌트(6630)의 배치 관게에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Therefore, hereinafter, the arrangement of the
도 46의 (b)를 참조하면, 상기 VCSEL array(6610)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6611)는 제1 직경(6650)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 직경(6650)은 상기 제1 VCSEL emitter(6611)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Referring to (b) of FIG. 46, the
또한, 상기 도 46의 (b)를 참조하면, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6620)에 포함되는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)는 제2 직경(6660)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 직경(6660)은 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 46, the
또한, 도 46의 (b)를 참조하면, 상기 스티어링 컴포넌트(6630)에 포함되는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)는 제3 직경(6670)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제3 직경(6670)은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Further, referring to (b) of FIG. 46, the
또한, 도 46의 (b)를 참조하면, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)는 상기 제1 VCSEL emitter(6611)로부터 출력된 레이저를 스티어링 시키기위하여 상기 제1 VCSEL emitter(6611)에 대응되도록 배치될 수 있다.In addition, referring to (b) of Figure 46, the first prism element (6631) is arranged to correspond to the first VCSEL emitter (6611) to steer the laser output from the first VCSEL emitter (6611). I can.
또한, 도 46의 (b)를 참조하면, 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 상기 제3 직경(6670)은 상기 제1 VCSEL emitter(6611)의 상기 제1 직경(6650)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(6611)의 상기 제1 직경(6650)은 14um이며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 상기 제3 직경(6670)은 140um일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 46B, in order to increase steering efficiency, the
또한, 도 46의 (b)를 참조하면, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)는 상기 제1 VCSEL emitter(6611)로부터 출력되어 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)를 통해 콜리메이션 되는 레이저를 스티어링 시키기 위하여 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)에 대응되도록 배치될 수 있다.Also, referring to (b) of FIG. 46, the
또한, 도 46의 (b)를 참조하면, 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 상기 제3 직경(6670)은 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)의 상기 제2 직경(6660)보다 크거나 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6621)의 상기 제2 직경(6660)은 140um 이며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6631)의 상기 제3 직경(6670)은 141um 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, referring to FIG. 46B, in order to increase steering efficiency, the
도 47은 일 실시예에 따른 레이저 출력부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.47 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 47을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6700)은 VCSEL array(6730)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 47, the
이 때, 상기 VCSEL array(6730)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(6730)는 제1 VCSEL emitter(6711) 및 제2 VCSEL emitter(6712)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6730)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6730)은 상기 제1 VCSEL emitter(6711)를 포함하는 제1 VCSEL unit(6721) 및 상기 제2 VCSEL emitter(6712)를 포함하는 제2 VCSEL unit(6722)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 VCSEL array(6730)에 포함되는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter는 독립적으로 동작하여, 독립적으로 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6730)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6711) 및 상기 제2 VCSEL emitter(6712)는 서로 독립적으로 동작하여 독립적으로 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, at least one or more VCSEL emitters included in the
또한, 상기 VCSEL array(6730)에 포함되는 적어도 하나 이상의 VCSEL unit은 독립적으로 동작하여, 독립적으로 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6730)에 포함되는 상기 제1 VCSEL unit(6721) 및 상기 제2 VCSEL unit(6722)는 서로 독립적으로 동작하여 독립적으로 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, at least one or more VCSEL units included in the
또한, VCSEL unit에 포함되는 개별 VCSEL emitter 들은 서로 연결되어 동작하여, 동시에 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit(6721)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6711) 및 상기 제1 VCSEL emitter(6711)를 제외한 적어도 하나의 VCSEL emitter들은 서로 연결되어 동작하며, 동시에 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, individual VCSEL emitters included in the VCSEL unit are connected to each other to operate, so that lasers can be output at the same time. For example, at least one VCSEL emitter excluding the
또한, VCSEL unit에 포함되는 개별 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저는 레이저 그룹을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit(6721)에 포함되는 상기 제1 VCSEL emitter(6711) 및 상기 제1 VCSEL emitter(6711)를 제외한 적어도 하나의 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저는 제1 레이저 그룹을 형성할 수 있으며, 상기 제2 VCSEL unit(6721)에 포함되는 상기 제2 VCSEL emitter(6712) 및 상기 제2 VCSEL emitter(6712)를 제외한 적어도 하나의 VCSEL emitter로부터 출력된 레이저는 제2 레이저 그룹을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, lasers output from individual VCSEL emitters included in the VCSEL unit may form a laser group. For example, lasers output from at least one VCSEL emitter excluding the
또한, 상기 레이저 출력부(6700)의 출력효율, 콜리메이션 효율 및 스티어링 효율을 증가시키기 위하여, 상기 VCSEL array(6730)에 포함되는 VCSEL unit 사이의 간격은 VCSEL unit에 포함되는 VCSEL emitter들 사이의 간격 보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit(6721)과 상기 제2 VCSEL unit(6722) 사이의 간격은 상기 제1 VCSEL unit(6721)에 포함되는 인접한 VCSEL emitter들 사이의 간격 보다 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in order to increase the output efficiency, collimation efficiency, and steering efficiency of the
또한, 상술한 바와 같이 VCSEL unit 사이의 간격이 인접한 VCSEL emitter 사이의 간격 보다 큰 경우 상기 VCSEL array(6730), 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트가 소정의 배치 관계를 가질 수 있으며, 이하에서는 이에 대해 상세히 기술하기로 한다.In addition, as described above, when the interval between VCSEL units is larger than the interval between adjacent VCSEL emitters, the
도 48는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 48를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6800)는 VCSEL array(6810) 및 콜리메이션 컴포넌트(6820)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 48, the
이 때, 상기 VCSEL array(6810)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6810)는 제1 VCSEL emitter(6811), 제2 VCSEL emitter(6812) 및 제3 VCSEL emitter(6813)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(6810)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(6810)는 상기 제1 VCSEL emitter(6811) 및 상기 제2 VCSEL emitter(6812)를 포함하는 제1 VCSEL unit 및 상기 제3 VCSEL emitter(6813)를 포함하는 제2 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6820)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6820)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6821), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6822) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6823)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6820)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6820)는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6821) 및 상기 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6822)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6823)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 도 48를 참조하면, 상기 제1 VCSEL emitter(6811)와 상기 제2 VCSEL emitter(6812)는 제1 간격(6830)을 가지도록 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 간격(6830)은 상기 제1 VCSEL emitter(6811)와 상기 제2 VCSEL emitter(6812) 사이의 거리를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Further, referring to FIG. 48, the
또한, 도 48를 참조하면, 상기 제1 VCSEL unit은 제1 직경(6840)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 직경(6840)은 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 VCSEL unit의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다In addition, referring to FIG. 48, the first VCSEL unit may be formed to have a
또한, 도 48를 참조하면, 상기 제1 VCSEL unit과 상기 제2 VCSEL unit은 제2 간격(6850)을 가지도록 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 간격(6850)은 상기 제1 VCSEL unit과 상기 제2 VCSEL unit 사이의 거리를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다In addition, referring to FIG. 48, the first VCSEL unit and the second VCSEL unit may be arranged to have a
또한, 도 48를 참조하면, 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛은 제2 직경(6860)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제2 직경(6860)은 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Further, referring to FIG. 48, the first micro lens unit may be formed to have a
또한, 도 48를 참조하면, 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛과 상기 제2 마이크로 렌즈 유닛은 제3 간격(6870)을 가지도록 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 제3 간격(6870)은 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛과 상기 제2 마이크로 렌즈 유닛 사이의 거리를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Also, referring to FIG. 48, the first microlens unit and the second microlens unit may be disposed to have a
또한, 도 48를 참조하면, 서로 다른 VCSEL unit으로부터 출력되는 레이저 간의 간섭을 저감시키기 위하여 상기 제2 간격(6850)은 상기 제1 간격(6830)보다 크거나 같을 수 있다.Further, referring to FIG. 48, in order to reduce interference between lasers output from different VCSEL units, the
또한, 도 48를 참조하면, 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여, 상기 제2 간격(6850)은 상기 제3 간격(6870)보다 크거나 같을 수 있다.Further, referring to FIG. 48, in order to increase collimation efficiency, the
또한, 도 48를 참조하면, 서로 다른 VCSEL unit으로부터 출력되는 레이저의 콜리메이션 효율을 증가시키기 위하여 상기 제3 간격(6870)은 상기 제1 간격(6830)보다 크거나 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 48, in order to increase the collimation efficiency of lasers output from different VCSEL units, the
또한, 도 48를 참조하면, 상기 레이저 출력부(6800)의 사이즈를 감소시키기 위하여 상기 제2 간격(6850)은 상기 제1 직경(6840)보다 작거나 같을 수 있다.Further, referring to FIG. 48, in order to reduce the size of the
또한, 도 48를 참조하면, 상기 레이저 출력부(6800)의 사이즈를 감소시키기 위하여 상기 제3 간격(6870)은 상기 제2 직경(6860)보다 작거나 같을 수 있다.Further, referring to FIG. 48, in order to reduce the size of the
도 49는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.49 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 49를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(6900)는 VCSEL array(6910), 콜리메이션 컴포넌트(6920) 및 스티어링 컴포넌트(6930)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 49, the
이 때, 상기 VCSEL array(6910)는 제1 VCSEL emitter(6911), 제2 VCSEL emitter(6912) 및 제3 VCSEL emitter(6913)를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 VCSEL emitter(6911,6912)를 포함하는 제1 VCSEL unit, 상기 제3 VCSEL emitter(6913)를 포함하는 제2 VCSEL unit을 포함할 수 있으며, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(6920)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(6921), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6922) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6923)를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(6921,6922)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛, 상기 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(6923)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있으며, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(6930)는 프리즘 어레이(Prism array)를 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 어레이는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(6930)는 제1 프리즘 엘리먼트(6931) 및 제2 프리즘 엘리먼트(6932)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제1 VCSEL emitter(6911)와 상기 제2 VCSEL emitter(6912) 사이의 간격인 제1 간격(6930), 상기 제1 VCSEL unit의 직경인 제1 직경(6940), 상기 제1 VCSEL unit과 상기 제2 VCSEL unit 사이의 간격인 제2 간격(6950), 상기 제1 마이크로 렌즈 유닛의 직경인 제2 직경(6960), 상기 제1 및 제2 마이크로 렌즈 유닛 사이의 간격인 제3 간격(6970)에 대하여는 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, a
한편, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6931)는 제3 직경(6980)을 가지도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제3 직경(6980)은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6931)의 크기를 의미하는 것으로, 한 변의 길이, 직경 등 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6931)의 크기를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.Meanwhile, the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6931)와 상기 제2 프리즘 엘리먼트(6932)는 제4 간격(6990)을 가지도록 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 제4 간격(6990)은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(6931)와 상기 제2 프리즘 엘리먼트(6932) 사이의 거리를 1차원으로 표현하기 위한 것일 수 있다.In addition, the
또한, 도 49를 참조하면, 스티어링 효율을 증가시키기 위하여, 상기 제2 간격(6950)은 상기 제4 간격(6990)보다 크거가 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 49, in order to increase steering efficiency, the
또한, 도 49를 참조하면, 콜리메이션 된 레이저의 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제3 간격(6970)은 상기 제4 간격(6990)보다 크거나 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 49, in order to increase the steering efficiency of the collimated laser, the
또한, 도 49를 참조하면, 상기 레이저 출력부(6900)의 사이즈를 감소시키기 위하여, 상기 제4 간격(6990)은 상기 제1 직경(6940)보다 작거나 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 49, in order to reduce the size of the
또한, 도 49를 참조하면, 상기 레이저 출력부(6900)의 사이즈를 감소시키기 위하여, 상기 제4 간격(6990)은 상기 제2 직경(6960)보다 작거나 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 49, in order to reduce the size of the
또한, 도 49를 참조하면, 상기 레이저 출력부(6900)의 사이즈를 감소시키기 위하여, 상기 제4 간격(6990)은 상기 제3 직경(6980)보다 작거나 같을 수 있다.Further, referring to FIG. 49, in order to reduce the size of the
또한, 도 49를 참조하면, 콜리메이션 및 스티어링 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1 직경(6940)은 상기 제2 직경(6960)보다 작거나 같을 수 있으며, 상기 제2 직경(6960)은 상기 제3 직경(6980)보다 작거나 같을 수 있다.Also, referring to FIG. 49, in order to increase collimation and steering efficiency, the
또한, 도 49를 참조하면, 각각의 프리즘 엘리먼트 사이의 거리는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to FIG. 49, distances between the prism elements may be different from each other, but are not limited thereto.
도 50은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.50 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 50을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(7000)는 프리즘을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 50, the
또한, 상기 프리즘은 제1 각도()를 가지고 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the prism has a first angle ( ) May be formed, but is not limited thereto.
또한, 상기 프리즘은 레이저(7001)를 획득할 수 있으며, 획득된 레이저(7001)를 일정 각도로 스티어링 할 수 있다.In addition, the prism may acquire the
또한, 상기 프리즘에서 획득되는 상기 레이저(7001)은 상기 프리즘의 일면에 제2 각도()로 입사될 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제2 각도()는 상기 제1 각도()와 동일 할 수 있다.At this time, the second angle ( ) Is the first angle ( ) Can be the same.
또한, 상기 레이저(7001)은 상기 프리즘의 일면에 대한 법선으로부터 제3 각도()로 스티어링 될 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제3 각도()는 굴절의 법칙에 의해 결정될 수 있다.At this time, the third angle ( ) Can be determined by the law of refraction.
보다 구체적으로, 상기 프리즘의 굴절률을 n2, 공기의 굴절률을 n3라고 하는 경우, 상기 제3 각도()는 아래의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.More specifically, when the refractive index of the prism is n2 and the refractive index of air is n3, the third angle ( ) May be determined by
수학식 1
또한, 상기 스티어링되는 레이저가 외부로 조사될 수 있도록 상기 제1 각도()는 아래의 수학식 2를 만족할 수 있다.In addition, the first angle ( ) May satisfy
수학식 2
도 51은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.51 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 51을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(7010)는 프리즘을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 51, the
또한, 상기 프리즘은 제1 각도()를 가지고 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the prism has a first angle ( ) May be formed, but is not limited thereto.
또한, 상기 프리즘은 레이저(7011)를 획득할 수 있으며, 획득된 레이저(7011)를 일정 각도로 스티어링 할 수 있다.In addition, the prism may acquire the laser 70101 and steer the acquired laser 70101 at a predetermined angle.
또한, 상기 레이저(7011)는 일정 다이버전스 각도()를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 프리즘에서 획득되는 상기 레이저(7011)는 상기 프리즘의 일면에 제2 각도로 입사될 수 있으며, 상기 레이저(7011)의 상기 다이버전스 각도()에 의해 상기 레이저(7011)의 적어도 일부는 제3 각도()로 상기 프리즘의 일면에 입사될 수 있으며, 상기 레이저(7011)의 적어도 다른 일부는 제4 각도()로 상기 프리즘의 일면에 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 제3 각도()는 가 될 수 있다.At this time, the third angle ( ) Is Can be.
또한, 상기 제4 각도()는 가 될 수 있다.In addition, the fourth angle ( ) Is Can be.
또한, 상기 레이저(7011)의 적어도 일부는 상기 프리즘의 일면에 대한 법선으로부터 제5 각도()로 스티어링 될 수 있다.In addition, at least a portion of the
이 때, 상기 제5 각도()는 굴절의 법칙에 의해 결정될 수 있다.At this time, the fifth angle ( ) Can be determined by the law of refraction.
보다 구체적으로, 상기 프리즘의 굴절률을 n2, 공기의 굴절률을 n3이라고 하는 경우, 상기 제5 각도()는 아래의 수학식 3에 의해 결정될 수 있다.More specifically, when the refractive index of the prism is n2 and the refractive index of air is n3, the fifth angle ( ) May be determined by
수학식 3
또한, 상기 스티어링되는 레이저가 외부로 조사되며, 빔 프로파일의 변화를 감소시키도록 상기 제1 각도()는 아래의 수학식 4를 만족할 수 있다.In addition, the steering laser is irradiated to the outside, and the first angle ( ) May satisfy
수학식 4
도 52은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.52 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 52을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(7020)는 프리즘을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 52, the
이 때, 상기 프리즘은 레이저(7021)를 획득할 수 있으며, 획득된 레이저(7021)를 일정 각도로 스티어링 할 수 있다.In this case, the prism may acquire the
또한, 상기 레이저(7021)가 계면을 통과하는 경우 상기 레이저(7021)의 적어도 일부는 반사될 수 있다.In addition, when the
예를 들어, 상기 레이저(7021)의 S 편광 부분은 수학식 5에 따라 반사정도가 결정될 수 있으며, 상기 레이저(7021)의 P 편광 부분은 수학식 6에 따라 반사 정도가 결정될 수 있다.For example, the degree of reflection of the S-polarized portion of the
수학식 5
수학식 6
이 때, 는 입사각을 의미할 수 있으며, 레이저가 굴절률이 n1인 매질로부터 굴절률이 n2인 매질로 진행하는 경우, n은 n2/n1을 의미할 수 있다.At this time, May mean an incidence angle, and when the laser proceeds from a medium having a refractive index of n1 to a medium having a refractive index of n2, n may mean n2/n1.
또한, 도 52에 도시된 바와 같이, 프리즘을 통해 스티어링 되는 상기 레이저(7021)은 적어도 두번의 계면을 통과할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 52, the
제1 계면은 공기로부터 프리즘으로 입사되는 계면을 의미할 수 있으며, 프리즘에 입사되는 각도가 제1 각도()이고 프리즘의 굴절률이 n1인 경우 상기 제1 계면에서의 반사 정도는 수학식 7 및 수학식 8에 의해 결정될 수 있다.The first interface may mean an interface incident on the prism from air, and the angle incident on the prism is a first angle ( ) And the refractive index of the prism is n1, the degree of reflection at the first interface may be determined by Equations 7 and 8.
수학식 7Equation 7
수학식 8Equation 8
또한, 제2 계면은 프리즘으로부터 공기로 입사되는 계면을 의미할 수 있으며, 공기에 입사되는 각도가 제2 각도()이고, 프리즘의 굴절률이 n1인 경우, 상기 제2 계면에서의 반사 정도는 수학식 9 및 수학식 10에 의해 결정될 수 있다.In addition, the second interface may mean an interface incident on the air from the prism, and the angle incident on the air is a second angle ( ), and when the refractive index of the prism is n1, the degree of reflection at the second interface may be determined by
수학식 9Equation 9
수학식 10
또한, 상기 레이저(7021)의 스티어링 각도를 의미하는 제3 각도()는 상기 프리즘의 굴절률을 n1이라 하는 경우 수학식 11에 의해 결정될 수 있다.In addition, a third angle ( ) May be determined by
수학식 11
따라서, 상술한 내용들을 종합하면 상기 제3 각도()와 반사율 사이의 관계를 도출해 낼 수 있다.Therefore, when the above contents are combined, the third angle ( ) And reflectance.
도 52의 (b)는 상기 제3 각도()와 반사율 사이의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.52(b) shows the third angle ( It is a graph showing the relationship between) and reflectance.
도 52의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 프리즘은 상기 제3 각도()가 15도 이하인 경우 반사율이 5% 미만일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.52B, the prism according to an embodiment includes the third angle ( When) is 15 degrees or less, the reflectance may be less than 5%, but is not limited thereto.
따라서, 스티어링 효율을 증가시키고 반사율이 최소화되는 조건에서 레이저를 조사하기 위하여 상기 제3 각도()는 반사율이 5% 미만이 되는 15도 이하가 될 수 있으며, 반사율이 10% 미만이 되는 25도 이하가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Therefore, in order to increase the steering efficiency and irradiate the laser under the condition that the reflectance is minimized, the third angle ( ) May be 15 degrees or less when the reflectance is less than 5%, and may be 25 degrees or less when the reflectance is less than 10%, but is not limited thereto.
도 53는 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.53 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 53를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(7100)는 VCSEL array(7110), 콜리메이션 컴포넌트(7120) 및 스티어링 컴포넌트(7130)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 53, the
이 때, 상기 VCSEL array(7110)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(7110)는 제1 VCSEL emitter(7111), 제2 VCSEL emitter(7112) 및 제3 VCSEL emitter(7113)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(7110)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(7110)는 제1 VCSEL emitter(7111)를 포함하는 제1 VCSEL unit, 제2 VCSEL emitter(7112)를 포함하는 제2 VCSEL unit 및 제3 VCSEL emitter(7113)를 포함하는 제3 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(7121), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(7122) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(7123)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(7121)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛, 상기 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(7122)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛 및 상기 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(7123)를 포함하는 제3 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(7130)는 프리즘 어레이(Prism array)를 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 어레이는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(7130)는 제1 프리즘 엘리먼트(7131), 제2 프리즘 엘리먼트(7132) 및 제3 프리즘 엘리먼트(7133)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)는 상기 VCSEL array(7110)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(7130)는 상기 VCSEL array(7110)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(7120)를 통해 콜리메이션 된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, the
또한, 상기 VCSEL array(7110)에 포함되는 각각의 VCSEL emitter는 독립적으로 제어되기 위하여 독립적인 전기적 컨택과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(7111)는 제1 컨택(7141) 및 제2 컨택(7151)과 연결될 수 있으며, 상기 제2 VCSEL emitter(7112)는 제3 컨택(7142) 및 제4 컨택(7152)과 연결될 수 있고, 상기 제3 VCSEL emitter(7113)는 제5 컨택(7143) 및 제6 컨택(7153)과 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL emitter included in the
또한, 상기 제1, 제3 및 제5 컨택(7141,7142,7143)는 P-컨택을 의미할 수 있으며, 상기 제2, 제4 및 제6 컨택(7151,7152,7153)는 N-컨택을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the first, third, and
또한, 상기 VCSEL array(7110)에 포함되는 각각의 VCSEL emitter는 서로 다른 시간에 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 상기 제1 컨택(7141) 및 상기 제2 컨택(7151)을 통해 상기 제1 VCSEL emitter(7111)가 동작되어 제1 레이저를 출력할 수 있으며, 제2 시점에 상기 제3 컨택(7142) 및 상기 제4 컨택(7152)을 통해 상기 제2 VCSEL emitter(7112)가 동작되어 제2 레이저를 출력할 수 있고, 제3 시점에 상기 제5 컨택(7143) 및 상기 제6 컨택(7153)을 통해 상기 제3 VCSEL emitter(7113)가 동작되어 제3 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL emitter included in the
도 54은 일 실시예에 따른 레이저 출력부의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.54 is a diagram for describing a configuration of a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 54을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(7200)는 VCSEL array(7210), 콜리메이션 컴포넌트(7220) 및 스티어링 컴포넌트(7230)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 54, the
이 때, 상기 VCSEL array(7210)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 VCSEL array(7210)는 제1 VCSEL emitter(7211), 제2 VCSEL emitter(7212) 및 제3 VCSEL emitter(7213)를 포함할 수 있다.In this case, the
또한, 상기 VCSEL array(7210)는 적어도 하나 이상의 VCSEL emitter를 포함하는 VCSEL unit 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 VCSEL array(7210)는 제1 VCSEL emitter(7211)를 포함하는 제1 VCSEL unit, 제2 VCSEL emitter(7212)를 포함하는 제2 VCSEL unit 및 제3 VCSEL emitter(7213)를 포함하는 제3 VCSEL unit을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens array)를 포함할 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)는 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(7221), 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(7222) 및 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(7223)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)는 적어도 하나 이상의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 포함하는 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)는 상기 제1 마이크로 렌즈 엘리먼트(7221)를 포함하는 제1 마이크로 렌즈 유닛, 상기 제2 마이크로 렌즈 엘리먼트(7222)를 포함하는 제2 마이크로 렌즈 유닛 및 상기 제3 마이크로 렌즈 엘리먼트(7223)를 포함하는 제3 마이크로 렌즈 유닛을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(7230)는 프리즘 어레이(Prism array)를 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 어레이는 적어도 하나 이상의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티어링 컴포넌트(7230)는 제1 프리즘 엘리먼트(7231), 제2 프리즘 엘리먼트(7232) 및 제3 프리즘 엘리먼트(7233)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)는 상기 VCSEL array(7210)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, the
또한, 상기 스티어링 컴포넌트(7230)는 상기 VCSEL array(7210)로부터 출력되어 상기 콜리메이션 컴포넌트(7220)를 통해 콜리메이션 된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, the
또한, 상기 VCSEL array(7210)에 포함되는 각각의 VCSEL unit은 독립적으로 제어되기 위하여 독립적인 전기적 컨택과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL emitter(7211)는 제1 컨택(7241) 및 제2 컨택(7251)과 연결될 수 있으며, 상기 제2 VCSEL emitter(7212)는 제3 컨택(7242) 및 제4 컨택(7252)과 연결될 수 있고, 상기 제3 VCSEL emitter(7213)는 제5 컨택(7243) 및 제6 컨택(7253)과 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL unit included in the
또한, 상기 VCSEL array(7210)에 포함되는 각각의 VCSEL unit은 VCSEL unit별로 제어되기 위하여 VCSEL unit 내에 포함되는 VCSEL emitter들 간에 전기적 컨택을 공유할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 VCSEL unit에 포함되는 각각의 VCSEL emitter 들은 상기 제1 컨택(7241) 및 상기 제2 컨택(7251)을 공유할 수 있으며, 상기 제2 VCSEL unit에 포함되는 각각의 VCSEL emitter 들은 상기 제3 컨택(7242) 및 상기 제4 컨택(7252)을 공유할 수 있고, 상기 제3 VCSEL unit에 포함되는 각각의 VCSEL emitter들은 상기 제5 컨택(7243) 및 상기 제6 컨택(7253)을 공유할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL unit included in the
또한, 상기 VCSEL array(7210)에 포함되는 각각의 VCSEL emitter는 서로 다른 시간에 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 상기 제1 컨택(7241) 및 상기 제2 컨택(7251)을 통해 상기 제1 VCSEL emitter(7211)가 동작되어 제1 레이저를 출력할 수 있으며, 제2 시점에 상기 제3 컨택(7242) 및 상기 제4 컨택(7252)을 통해 상기 제2 VCSEL emitter(7212)가 동작되어 제2 레이저를 출력할 수 있고, 제3 시점에 상기 제5 컨택(7243) 및 상기 제6 컨택(7253)을 통해 상기 제3 VCSEL emitter(7213)가 동작되어 제3 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL emitter included in the
또한, 상기 VCSEL array(7210)에 포함되는 각각의 VCSEL unit은 서로 다른 시간에 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 상기 제1 컨택(7241) 및 상기 제2 컨택(7251)을 통해 상기 제1 VCSEL unit이 동작되어 제1 레이저 그룹을 출력할 수 있으며, 제2 시점에 상기 제3 컨택(7242) 및 상기 제4 컨택(7252)을 통해 상기 제2 VCSEL unit이 동작되어 제2 레이저 그룹을 출력할 수 있고, 제3 시점에 상기 제5 컨택(7243) 및 상기 제6 컨택(7253)을 통해 상기 제3 VCSEL unit이 동작되어 제3 레이저 그룹을 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each VCSEL unit included in the
이하에서는 다양한 실시예에 다른 레이저 출력부를 설명하기로 한다.Hereinafter, different laser output units according to various embodiments will be described.
이 때, 상술한 설명들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, since the above descriptions may be applied, redundant descriptions will be omitted.
도 55은 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.55 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 55을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(8000)는 레이저 출력 소자 어레이(8010), 제1 프리즘 어레이(8020) 및 제3 프리즘 어레이(8030)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, referring to FIG. 55, the
이 때, 도 55은 일 실시예에 따른 상기 레이저 출력부(8000)를 적어도 하나의 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, FIG. 55 may be a view of the
상기 레이저 출력 소자 어레이(8010)는 제1 레이저 출력 소자(8011), 제2 레이저 출력 소자(8012), 제3 레이저 출력 소자(8013), 제4 레이저 출력 소자(8014), 제5 레이저 출력 소자(8015) 및 제6 레이저 출력 소자(8016)를 포함할 수 있다.The laser
이 때, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8011 내지 8016)는 적어도 하나의 VCSEL, 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL 유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In this case, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8011 내지 8016)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저, 제4 레이저, 제5 레이저 및 제6 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8011 내지 8016)는 각각 콜리메이션을 위한 옵틱을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 생략되어 설명 될 수도 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8020)는 제1 프리즘 엘리먼트(8021), 제2 프리즘 엘리먼트(8022), 제3 프리즘 엘리먼트(8023), 제4 프리즘 엘리먼트(8024), 제5 프리즘 엘리먼트(8025) 및 제6 프리즘 엘리먼트(8026)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8021 내지 8026)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the first to
또한, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8021 내지 8026)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8011 내지 8016)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the first to
보다 구체적으로, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8021)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8011)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8022)는 상기 제2 레이저 출력 소자(8012)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8023)는 상기 제3 레이저 출력 소자(8013)로부터 출력된 상기 제3 레이저를 제3 방향으로 스티어링할 수 있으며, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8024)는 상기 제4 레이저 출력 소자 (8014)로부터 출력된 상기 제4 레이저를 제4 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8025)는 상기 제5 레이저 출력 소자(8015)로부터 출력된 상기 제5 레이저를 제5 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8026)는 상기 제6 레이저 출력 소자(8016)로부터 출력된 상기 제6 레이저를 제6 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제1 내지 제6 방향은 적어도 하나의 축 방향을 따라서 서로 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제6 방향은 y축 방향을 따라서, -10도 내지 +10도 범위에서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the first to sixth directions may be different directions along at least one axial direction. For example, the first to sixth directions may be different directions in a range of -10 degrees to +10 degrees along the y-axis direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8030)는 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the
또한, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8011 내지 8016)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다In addition, the
보다 구체적으로, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8011)로 부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8021)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 된 상기 제1 레이저를 제7 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8012)로부터 출력되어 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8022)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 된 상기 제2 레이저를 제8 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8013)로부터 출력되어 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8023)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 된 상기 제3 레이저를 제9 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8014)로부터 출력되어 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8024)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 된 상기 제4 레이저를 제10 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제 5 레이저 출력 소자(8015)로부터 출력되어 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8025)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 된 상기 제5 레이저를 제11 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8016)로부터 출력되어 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8026)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 된 상기 제6 레이저를 제12 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제7 내지 제12 방향은 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the seventh to twelfth directions may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8011)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8021)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제1 부분을 통하여 상기 제7 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8012)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8022)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제2 부분을 통하여 상기 제8 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8013)로부터 출력된 후 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8023)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제3 부분을 통하여 상기 제9 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8014)로부터 출력된 후 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8024)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제4 부분을 통하여 상기 제10 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8015)로부터 출력된 후 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8025)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제5 부분을 통하여 상기 제11 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8016)로부터 출력된 후 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8026)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 제6 부분을 통하여 상기 제12 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
또한, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 상기 제1 내지 제6 부분의 기울기는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the first to sixth portions of the
또한, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8021 내지 8026)는 상기 제1 내지 제6 레이저를 스티어링 하기 위한 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)의 상기 제1 내지 제6 부분 사이의 거리를 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, the first to
예를 들어, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8021 내지 8026)는 상기 제1 내지 제6 레이저가 포커싱되는 형상으로 스티어링 되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8021)의 기울기가 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8023)의 기울기 보다 크도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8021 내지 8026)의 기울기가 상기 제1 내지 제6 레이저 각각을 중심 방향으로 스티어링 하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first to
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 각각 상기 제1 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8021,8022,8023,8024,8025,8026,8031)를 선택적으로 통과하여 서로 다른 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력소자(8011)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8021)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제7 방향으로 스티어링 되어 제13 방향으로 조사될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8012)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8022)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제8 방향으로 스티어링 되어 제14 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8013)로부터 출력된 후 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8023)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제9 방향으로 스티어링 되어 제15 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8014)로부터 출력된 후 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8024)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제10 방향으로 스티어링 되어 제16 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8015)로부터 출력된 후 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8025)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제11 방향으로 스티어링 되어 제17 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8016)로부터 출력된 후 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8026)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8031)를 통해 상기 제12 방향으로 스티어링 되어 제18 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
이 때, 상기 제13 내지 제18 방향은 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the thirteenth to eighteenth directions may be different directions, but are not limited thereto.
도 56는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.56 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 56를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(8100)는 레이저 출력 소자 어레이(8110), 제1 프리즘 어레이(8120) 및 제2 프리즘 어레이(8130)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, referring to FIG. 56, the
이 때, 도 56는 일 실시예에 따른 상기 레이저 출력부(8100)를 적어도 하나의 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으며, 도 55에 따른 상기 레이저 출력부(8000)를 상기 도 55과 다른 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, FIG. 56 may be a view of the
상기 레이저 출력 소자 어레이(8110)는 제1 레이저 출력 소자(8111), 제2 레이저 출력 소자(8112), 제3 레이저 출력 소자(8113), 제4 레이저 출력 소자(8114), 제5 레이저 출력 소자(8115), 제6 레이저 출력 소자(8116)를 포함할 수 있다.The laser
이 때, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8111 내지 8116)는 적어도 하나의 VCSEL 또는 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL 유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In this case, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8111 내지 8116)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저, 제4 레이저, 제5 레이저 및 제6 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8111 내지 8116)는 각각 콜리메이션을 위한 옵틱을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 생략되어 설명될 수도 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8120)는 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8111 내지 8116)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the
보다 구체적으로, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8111)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8112)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8113)로부터 출력된 상기 제3 레이저를 제3 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8114)로부터 출력된 상기 제4 레이저를 제4 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제5 레이저 출력 소자(8115)로부터 출력된 상기 제5 레이저를 제5 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8116)로부터 출력된 상기 제6 레이저를 제6 방향으로 스티어링 할 수 있다.More specifically, the
이때, 상기 제1 내지 제6 방향은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the first to sixth directions may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8130)는 제2 프리즘 엘리먼트(8131), 제3 프리즘 엘리먼트(8132), 제4 프리즘 엘리먼트(8133), 제5 프리즘 엘리먼트(8134), 제6 프리즘 엘리먼트(8135) 및 제7 프리즘 엘리먼트(8136)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8131 내지 8136)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the second to
또한, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8131 내지 8136)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8111 내지 8116)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the second to
보다 구체적으로, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8131)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8111)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 된 상기 제1 레이저를 제7 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8112)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 된 상기 제2 레이저를 제8 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8113)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 된 상기 제3 레이저를 제9 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8114)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 된 상기 제4 레이저를 제10 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제5 레이저 출력 소자(8115)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 된 상기 제5 레이저를 제11 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8116)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 된 상기 제6 레이저를 제12 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제7 내지 제12 방향은 적어도 하나의 축 방향을 따라서 서로 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 내지 제12 방향은 x축 방향을 따라서, -10도 내지 +10도 범위에서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the seventh to twelfth directions may be different directions along at least one axial direction. For example, the seventh to twelfth directions may be different directions in a range of -10 degrees to +10 degrees along the x-axis direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 되어 각각 서로 다른 프리즘 엘리먼트를 통해 스티어링 될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8111)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 제1 부분을 통하여 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8131)를 통하여 상기 제7 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8112)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 제2 부분을 통하여 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8132)를 통하여 상기 제8 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8113)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 제3 부분을 통하여 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8133)를 통하여 상기 제9 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8114)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 제4 부분을 통하여 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8134)를 통하여 상기 제10 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8115)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 제5 부분을 통하여 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8135)를 통하여 상기 제11 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8116)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 에릴먼트(8121)의 제6 부분을 통하여 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8136)를 통하여 상기 제12 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)의 상기 제1 내지 제6 부분의 기울기는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the first to sixth portions of the
또한, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8131 내지 8136)는 상기 제1 내지 제6 레이저가 포커싱 되는 형상으로 스티어링 되도록 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8131)의 기울기가 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8133)의 기울기 보다 크도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8131 내지 8136)의 기울기가 상기 제1 내지 제6 레이저 각각을 중심 방향으로 스티어링 하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the second to
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 각각 상기 제1 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8121,8131,8132,8133,8134,8135,8136)를 선택적으로 통과하여 서로 다른 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력소자(8111)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8131)를 통해 상기 제7 방향으로 스티어링 되어 제13 방향으로 조사될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8112)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8132)를 통해 상기 제8 방향으로 스티어링 되어 제14 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8113)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8133)를 통해 상기 제9 방향으로 스티어링 되어 제15 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8114)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8134)를 통해 상기 제10 방향으로 스티어링 되어 제16 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8115)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8135)를 통해 상기 제11 방향으로 스티어링 되어 제 17방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8116)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8121)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8136)를 통해 상기 제12 방향으로 스티어링 되어 제18 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
이 때, 상기 제13 내지 제18 방향은 서로 상이한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the thirteenth to eighteenth directions may be different directions, but are not limited thereto.
또한, 도 55 및 도 56를 통해 상술한 레이저 출력부는 서로 다른 축을 따라서 본 동일한 레이저 출력부일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Further, the laser output unit described above with reference to FIGS. 55 and 56 may be the same laser output unit viewed along different axes, but is not limited thereto.
도 57은 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.57 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 57을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(8200)는 레이저 출력 소자 어레이(8210), 제1 프리즘 어레이(8220) 및 제3 프리즘 어레이(8230)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, referring to FIG. 57, the
이 때, 도 55은 일 실시예에 따른 상기 레이저 출력부(8200)를 적어도 하나의 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, FIG. 55 may be a view of the
상기 레이저 출력 소자 어레이(8210)는 제1 레이저 출력 소자(8211), 제2 레이저 출력 소자(8212), 제3 레이저 출력 소자(8213), 제4 레이저 출력 소자(8214), 제5 레이저 출력 소자(8215) 및 제6 레이저 출력 소자(8216)를 포함할 수 있다.The laser
이 때, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8211 내지 8216)는 적어도 하나의 VCSEL 또는 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL 유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In this case, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8211 내지 8216)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저, 제4 레이저, 제5 레이저 및 제6 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8211 내지 8216)는 각각 콜리메이션을 위한 옵틱을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 생략되어 설명 될 수도 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8220)는 제1 프리즘 엘리먼트(8221), 제2 프리즘 엘리먼트(8222), 제3 프리즘 엘리먼트(8223), 제4 프리즘 엘리먼트(8224), 제5 프리즘 엘리먼트(8225) 및 제6 프리즘 엘리먼트(8226)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8221 내지 8226)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the first to sixth prism elements 821 to 8226 may mean a prism unit including at least one prism element, but will be described as a prism element for convenience of description.
또한, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8221 내지 8226)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8211 내지 8216)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the first to sixth prism elements 821 to 8226 may steer the lasers output from the first to sixth
보다 구체적으로, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8221)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8211)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8222)는 상기 제2 레이저 출력 소자(8212)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8223)는 상기 제3 레이저 출력 소자(8213)로부터 출력된 상기 제3 레이저를 제3 방향으로 스티어링할 수 있으며, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8224)는 상기 제4 레이저 출력 소자 (8214)로부터 출력된 상기 제4 레이저를 제4 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8225)는 상기 제5 레이저 출력 소자(8215)로부터 출력된 상기 제5 레이저를 제5 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8226)는 상기 제6 레이저 출력 소자(8216)로부터 출력된 상기 제6 레이저를 제6 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first prism element 821 may steer the first laser output from the first
이 때, 상기 제1 내지 제6 방향은 적어도 하나의 축 방향을 따라서 서로 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제6 방향은 y축 방향을 따라서, -10도 내지 +10도 범위에서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the first to sixth directions may be different directions along at least one axial direction. For example, the first to sixth directions may be different directions in a range of -10 degrees to +10 degrees along the y-axis direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8230)는 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the
또한, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8211 내지 8216)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다In addition, the
보다 구체적으로, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8211)로 부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8221)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 된 상기 제1 레이저를 제7 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8212)로부터 출력되어 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8222)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 된 상기 제2 레이저를 제8 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8213)로부터 출력되어 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8223)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 된 상기 제3 레이저를 제9 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8214)로부터 출력되어 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8224)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 된 상기 제4 레이저를 제10 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제 5 레이저 출력 소자(8215)로부터 출력되어 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8225)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 된 상기 제5 레이저를 제11 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8216)로부터 출력되어 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8226)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 된 상기 제6 레이저를 제12 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8211)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8221)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제1 부분을 통하여 상기 제7 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8212)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8222)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제2 부분을 통하여 상기 제8 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8213)로부터 출력된 후 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8223)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제3 부분을 통하여 상기 제9 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8214)로부터 출력된 후 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8224)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제4 부분을 통하여 상기 제10 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8215)로부터 출력된 후 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8225)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제5 부분을 통하여 상기 제11 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8216)로부터 출력된 후 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8226)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되어 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 제6 부분을 통하여 상기 제12 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
또한, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 상기 제1 내지 제6 부분의 기울기는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the first to sixth portions of the
또한, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8221 내지 8226)는 상기 제1 내지 제6 레이저를 스티어링 하기 위한 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)의 상기 제1 내지 제6 부분 사이의 거리를 증가시키도록 설계될 수 있다.In addition, the first to sixth prism elements 821 to 8226 are configured to increase the distance between the first to sixth portions of the
예를 들어, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8221 내지 8226)는 상기 제1 내지 제6 레이저가 발산되는 형상으로 스티어링 되도록 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8221)의 기울기가 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8223)의 기울기 보다 작도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 내지 제6 프리즘 엘리먼트(8221 내지 8226)의 기울기가 상기 제1 내지 제6 레이저 각각을 중심에서 발산하는 방향으로 스티어링 하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first to
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8230)의 적어도 한 변의 길이는 상기 제1 프리즘 어레이(8220)의 적어도 한 변의 길이 보다 길 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, the length of at least one side of the
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 각각 상기 제1 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8221,8222,8223,8224,8225,8226,8231)를 선택적으로 통과하여 서로 다른 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력소자(8211)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8221)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제7 방향으로 스티어링 되어 제13 방향으로 조사될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8212)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8222)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제8 방향으로 스티어링 되어 제14 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8213)로부터 출력된 후 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8223)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제9 방향으로 스티어링 되어 제15 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8214)로부터 출력된 후 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8224)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제10 방향으로 스티어링 되어 제16 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8215)로부터 출력된 후 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8225)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제11 방향으로 스티어링 되어 제17 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8216)로부터 출력된 후 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8226)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8231)를 통해 상기 제12 방향으로 스티어링 되어 제18 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
이 때, 상기 제13 내지 제18 방향은 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the thirteenth to eighteenth directions may be different directions, but are not limited thereto.
도 58는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.58 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 58를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(8300)는 레이저 출력 소자 어레이(8310), 제1 프리즘 어레이(8320) 및 제2 프리즘 어레이(8330)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, referring to FIG. 58, the
이 때, 도 58는 일 실시예에 따른 상기 레이저 출력부(8300)를 적어도 하나의 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으며, 도 57에 따른 상기 레이저 출력부(8200)를 상기 도 57과 다른 축 방향을 따라 본 도면일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, FIG. 58 may be a view of the
상기 레이저 출력 소자 어레이(8310)는 제1 레이저 출력 소자(8311), 제2 레이저 출력 소자(8312), 제3 레이저 출력 소자(8313), 제4 레이저 출력 소자(8314), 제5 레이저 출력 소자(8315), 제6 레이저 출력 소자(8316)를 포함할 수 있다.The laser
이 때, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8311 내지 8316)는 적어도 하나의 VCSEL 또는 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL 유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In this case, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8311 내지 8316)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저, 제4 레이저, 제5 레이저 및 제6 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8311 내지 8316)는 각각 콜리메이션을 위한 옵틱을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 생략되어 설명될 수도 있다.In addition, the first to sixth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8320)는 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8311 내지 8316)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the
보다 구체적으로, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8311)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8312)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8313)로부터 출력된 상기 제3 레이저를 제3 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8314)로부터 출력된 상기 제4 레이저를 제4 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제5 레이저 출력 소자(8315)로부터 출력된 상기 제5 레이저를 제5 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8316)로부터 출력된 상기 제6 레이저를 제6 방향으로 스티어링 할 수 있다.More specifically, the
이때, 상기 제1 내지 제6 방향은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the first to sixth directions may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8330)는 제2 프리즘 엘리먼트(8331), 제3 프리즘 엘리먼트(8332), 제4 프리즘 엘리먼트(8333), 제5 프리즘 엘리먼트(8334), 제6 프리즘 엘리먼트(8335) 및 제7 프리즘 엘리먼트(8336)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8331 내지 8336)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the second to
또한, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8331 내지 8336)는 상기 제1 내지 제6 레이저 출력 소자(8311 내지 8316)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the second to
보다 구체적으로, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8331)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8311)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 된 상기 제1 레이저를 제7 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8312)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 된 상기 제2 레이저를 제8 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제3 레이저 출력 소자(8313)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 된 상기 제3 레이저를 제9 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8314)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 된 상기 제4 레이저를 제10 방향으로 스티어링 할 수 있고, 상기 제5 레이저 출력 소자(8315)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 된 상기 제5 레이저를 제11 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제6 레이저 출력 소자(8316)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 된 상기 제6 레이저를 제12 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제7 내지 제12 방향은 적어도 하나의 축 방향을 따라서 서로 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 내지 제12 방향은 x축 방향을 따라서, -10도 내지 +10도 범위에서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the seventh to twelfth directions may be different directions along at least one axial direction. For example, the seventh to twelfth directions may be different directions in a range of -10 degrees to +10 degrees along the x-axis direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 되어 각각 서로 다른 프리즘 엘리먼트를 통해 스티어링 될 수 있다..In addition, the first to sixth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8311)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 제1 부분을 통하여 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8331)를 통하여 상기 제7 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8312)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 제2 부분을 통하여 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8332)를 통하여 상기 제8 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8313)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 제3 부분을 통하여 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8333)를 통하여 상기 제9 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8314)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 제4 부분을 통하여 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8334)를 통하여 상기 제10 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8315)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 제5 부분을 통하여 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8335)를 통하여 상기 제11 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8316)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 에릴먼트(8321)의 제6 부분을 통하여 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8336)를 통하여 상기 제12 방향으로 스티어링 될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)의 상기 제1 내지 제6 부분의 기울기는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the first to sixth portions of the
또한, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8331 내지 8336)는 상기 제1 내지 제6 레이저가 발산 되는 형상으로 스티어링 되도록 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8331)의 기울기가 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8333)의 기울기 보다 작도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8331 내지 8336)의 기울기가 상기 제1 내지 제6 레이저 각각을 중심에서 발산되는 방향으로 스티어링 하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the second to seventh prism elements (8331 to 8336) are steered in a shape in which the first to sixth lasers are emitted, so that the inclination of the second prism element (8331) is It may be designed to be smaller than the inclination, and the inclination of the second to
또한, 상기 제1 내지 제6 레이저는 각각 상기 제1 내지 제7 프리즘 엘리먼트(8321,8331,8332,8333,8334,8335,8336)를 선택적으로 통과하여 서로 다른 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the first to sixth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력소자(8311)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8331)를 통해 상기 제7 방향으로 스티어링 되어 제13 방향으로 조사될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8312)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8332)를 통해 상기 제8 방향으로 스티어링 되어 제14 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the second laser is output from the second
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8313)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8333)를 통해 상기 제9 방향으로 스티어링 되어 제15 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8314)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제5 프리즘 엘리먼트(8334)를 통해 상기 제10 방향으로 스티어링 되어 제16 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
또한, 예를 들어, 상기 제5 레이저는 상기 제5 레이저 출력 소자(8315)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되고, 상기 제6 프리즘 엘리먼트(8335)를 통해 상기 제11 방향으로 스티어링 되어 제17ㅍ방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fifth laser is output from the fifth
또한, 예를 들어, 상기 제6 레이저는 상기 제6 레이저 출력 소자(8316)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8321)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되고, 상기 제7 프리즘 엘리먼트(8336)를 통해 상기 제12 방향으로 스티어링 되어 제18 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the sixth laser is output from the sixth
이 때, 상기 제13 내지 제18 방향은 서로 상이한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the thirteenth to eighteenth directions may be different directions, but are not limited thereto.
또한, 도 57 및 도 58를 통해 상술한 레이저 출력부는 서로 다른 축을 따라서 본 동일한 레이저 출력부일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the laser output unit described above with reference to FIGS. 57 and 58 may be the same laser output unit viewed along different axes, but is not limited thereto.
도 59는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 설명하기 위한 도면이다.59 is a diagram for describing a laser output unit according to an exemplary embodiment.
도 59를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(8400)는 레이저 출력 소자 어레이(8410), 제1 프리즘 어레이(8420) 및 제2 프리즘 어레이(8430)를 포함할 수 있으며, 도 59에는 설명의 편의를 위해 각각의 구성 요소를 분리하여 도시하였으나, 각각의 구성요소는 분리되어 제작될 수 있으며, 적어도 둘 이상의 구성 요소는 일체로 제작될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 59, a
또한, 설명의 편의를 위해서 도 59에 도시된 바와 같이 제1 축 및 제2 축을 이용하여 설명하기로 하며, 상기 제1 축 및 제2 축은 각 구성 요소들 간의 배치를 설명하기 위한 임의의 축을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 축은 x축을 상기 제2 축은 y축을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 직교 좌표계, 원통 좌표계, 구형 좌표계 등 좌표계를 구성하는 적어도 하나의 축을 의미할 수 있다.In addition, for convenience of explanation, the description will be made using a first axis and a second axis as shown in FIG. 59, and the first axis and the second axis mean an arbitrary axis for describing the arrangement between each component. can do. For example, the first axis may refer to an x-axis and the second axis may refer to a y-axis, but the present invention is not limited thereto, and may refer to at least one axis constituting a coordinate system such as a Cartesian coordinate system, a cylindrical coordinate system, and a spherical coordinate system.
상기 레이저 출력 소자 어레이(8410)는 제1 레이저 출려 소자(8411), 제2 레이저 출력 소자(8412), 제3 레이저 출력 소자(8413) 및 제4 레이저 출력 소자(8414)를 포함할 수 있다.The laser
이 때, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8411 내지 8414)는 적어도 하나의 VCSEL 또는, 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In this case, the first to fourth
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8411 내지 8414)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저 및 제4 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to fourth
또한, 상기 제1 레이저 출력 소자 및 상기 제2 레이저 출력 소자는 상기 제2 축을 따라 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.In addition, the first laser output device and the second laser output device may be disposed along the second axis, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 레이저 출력 소자 및 상기 제3 레이저 출력 소자는 상기 제1 축을 따라 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the first laser output device and the third laser output device may be disposed along the first axis, but are not limited thereto.
또한, 상기 제2 레이저 출력소자 및 상기 제4 레이저 출력 소자는 상기 제1 축을 따라 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the second laser output device and the fourth laser output device may be disposed along the first axis, but are not limited thereto.
또한, 상기 제3 레이저 출력 소자 및 상기 제4 레이저 출력 소자는 상기 제2 축을 따라 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the third laser output device and the fourth laser output device may be disposed along the second axis, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8411 내지 8414)는 각각 콜리메이션을 위한 옵틱을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 생략되어 설명 될 수도 있다.In addition, the first to fourth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8420)는 제1 프리즘 엘리먼트(8421) 및 제2 프리즘 엘리먼트(8422)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트(8421,8422)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the first and
또한, 상기 제1 및 제2 프리즘 엘리먼트(8421,8422)는 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8411 내지 8414)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the first and
보다 구체적으로, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8411)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first direction and the second direction may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)는 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력된 상기 제3 레이저를 제3 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 상기 제4 레이저를 제4 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 제3 방향 및 상기 제4 방향은 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the third direction and the fourth direction may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)와 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 기울기는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)와 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 기울기가 서로 상이한 경우, 상기 제1 방향과 상기 제3 방향은 상기 제1 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으며, 상기 제2 방향과 상기 제4 방향은 상기 제1 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있고, 상기 제1 방향과 상기 제4 방향은 상기 제1 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으며, 상기 제2 방향과 상기 제3 방향은 상기 제1 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, when the inclinations of the
또한, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)는 상기 제2 축을 따라 배열된 상기 제1 레이저 출력 소자(8411) 및 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력된 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위하여, 상기 제2 축 방향으로의 길이가 상기 제1 축 방향으로의 길이보다 길도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the first prism element (8421) is to steer the first and second lasers output from the first laser output element (8411) and the second laser output element (8412) arranged along the second axis. For this purpose, the length in the second axial direction may be arranged to be longer than the length in the first axial direction, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)는 상기 제2 축을 따라 배열된 상기 제3 레이저 출력 소자(8413) 및 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 상기 제3 및 제4 레이저를 스티어링 하기 위하여, 상기 제2 축 방향으로의 길이가 상기 제1 축 방향으로의 길이 보다 길도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the second prism element (8422) is to steer the third and fourth lasers output from the third laser output element (8413) and the fourth laser output element (8414) arranged along the second axis. For this purpose, the length in the second axial direction may be disposed to be longer than the length in the first axial direction, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저는 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the first and second lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8411)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 제1 부분을 통하여 상기 제1 방향으로 스티어링 될 수 있으며, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 제2 부분을 통하여 상기 제2 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, the first laser may be steered in the first direction through a first portion of the
이 때, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 동일한 경우 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 상이한 경우 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 상이할 수 있다.In this case, when the shape of the first portion and the shape of the second portion of the
또한, 상기 제3 및 제4 레이저는 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the third and fourth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 제1 부분을 통하여 상기 제3 방향으로 스티어링 될 수 있으며, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 제2 부분을 통하여 상기 제4 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the third laser is output from the third
이 때, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 동일한 경우 상기 제3 방향과 상기 제4 방향이 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 상이한 경우 상기 제3 방향과 상기 제4 방향이 상이할 수 있다.In this case, if the shape of the first portion and the shape of the second portion of the
또한, 상기 제2 프리즘 어레이(8430)는 제3 프리즘 엘리먼트(8431) 및 제4 프리즘 엘리먼트(8432)를 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트(8431,8432)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.In this case, the third and
또한, 상기 제3 및 제4 프리즘 엘리먼트(8431,8432)는 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8411 내지 8414)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the third and
보다 구체적으로, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)는 상기 제1 레이저 출력 소자(8411)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통해 제1 방향으로 스티어링 된 상기 제1 레이저를 제5 방향으로 스티어링할 수 있으며, 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력되어 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)를 통해 제3 방향으로 스티어링 된 상기 제3 레이저를 제7 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
이 때, 상기 제5 방향 및 상기 제7 방향은 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the fifth direction and the seventh direction may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)는 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력되어 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통해 제2 방향으로 스티어링 된 상기 제2 레이저를 제6 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력되어 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)를 통해 제4 방향으로 스티어링 된 상기 제4 레이저를 제8 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the fourth prism element (8432) is output from the second laser output element (8412) to steer the second laser steered in the second direction through the first prism element (8421) in the sixth direction. The fourth laser output from the fourth
이 때, 상기 제6 방향 및 상기 제8 방향은 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 형상에 따라 동일한 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the sixth direction and the eighth direction may be the same direction according to the shape of the
또한, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)와 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 기울기는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, inclinations of the
또한, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)와 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 기울기가 서로 상이한 경우, 상기 제5 방향과 상기 제6 방향은 상기 제2 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으며, 상기 제7 방향과 상기 제8 방향은 상기 제2 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있고, 상기 제5 방향과 상기 제8 방향은 상기 제2 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으며, 상기 제7 방향과 상기 제6 방향은 상기 제2 축을 따라서 서로 다른 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, when the inclinations of the
또한, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)는 상기 제1 축을 따라서 배열된 상기 제1 레이저 출력 소자(8411) 및 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력된 상기 제1 및 제3 레이저를 스티어링 하기 위하여, 상기 제1 축 방향으로의 길이가 상기 제2 축 방향으로의 길이 보다 길도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)는 상기 제1 축을 따라서 배열된 상기 제2 레이저 출력 소자(8412) 및 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 상기 제2 및 제4 레이저를 스티어링 하기 위하여, 상기 제1 축 방향으로의 길이가 상기 제2 축 방향으로의 길이 보다 길도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the fourth prism element (8432) is to steer the second and fourth lasers output from the second laser output element (8412) and the fourth laser output element (8414) arranged along the first axis. For this purpose, the length in the first axis direction may be disposed to be longer than the length in the second axis direction, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 제1 및 제3 레이저는 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the first and third lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8411)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통하여 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 제1 부분을 통하여 상기 제5 방향으로 스티어링 될 수 있으며, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8421)를 통하여 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 제2 부분을 통하여 상기 제7 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
이 때, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 동일한 경우 상기 제5 방향과 상기 제7 방향이 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 상이한 경우 상기 제5 방향과 상기 제7 방향이 상이할 수 있다.In this case, when the shape of the first portion and the shape of the second portion of the
또한, 상기 제2 및 제4 레이저는 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 서로 다른 부분을 통하여 스티어링 될 수 있다.In addition, the second and fourth lasers may be steered through different portions of the
예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통하여 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 제1 부분을 통하여 상기 제6 방향으로 스티어링 될 수 있으며, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8421)를 통하여 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 제2 부분을 통하여 상기 제8 방향으로 스티어링 될 수 있다.For example, after the second laser is output from the second
이 때, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부부늬 형상이 동일한 경우 상기 제6 방향과 상기 제8 방향이 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)의 상기 제1 부분의 형상과 상기 제2 부분의 형상이 상이한 경우 상기 제6 방향과 상기 제8 방향이 상이할 수 있다.In this case, when the shape of the first portion of the
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저는 각각 상기 제1 내지 제4 프리즘 엘리먼트(8421,8422,8431,8432)를 선택적으로 통과하여 서로 다른 방향으로 조사될 수 있다.In addition, the first to fourth lasers may be irradiated in different directions by selectively passing through the first to
예를 들어, 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 출력 소자(8411)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통해 상기 제1 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)를 통해 상기 제5 방향으로 스티어링 되어 제9 방향으로 조사될 수 있다.For example, after the first laser is output from the first
또한, 예를 들어, 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 출력 소자(8412)로부터 출력된 후 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8421)를 통해 상기 제2 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)를 통해 상기 제6 방향으로 스티어링 되어 제10 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, the second laser is steered in the second direction through the
또한, 예를 들어, 상기 제3 레이저는 상기 제3 레이저 출력 소자(8413)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)를 통해 상기 제3 방향으로 스티어링 되고, 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8431)를 통해 상기 제7 방향으로 스티어링 되어 제11 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the third laser is output from the third
또한, 예를 들어, 상기 제4 레이저는 상기 제4 레이저 출력 소자(8414)로부터 출력된 후 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8422)를 통해 상기 제4 방향으로 스티어링 되고, 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8432)를 통해 상기 제8 방향으로 스티어링 되어 제12 방향으로 조사될 수 있다.In addition, for example, after the fourth laser is output from the fourth
이 때, 상기 제9 내지 제12 방향은 서로 다른방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the ninth to twelfth directions may be different directions, but are not limited thereto.
도 60은 일 실시예에 다른 레이저 출력부 및 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.60 is a diagram for describing a laser output unit and an optical unit according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 60의 (a)는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 상면에서 도시한 도면이며, 도 60의 (b)는 일 실시예에 따른 옵틱부의 사시도이다.More specifically, (a) of FIG. 60 is a view showing a laser output unit according to an embodiment from the top, and (b) of FIG. 60 is a perspective view of the optical unit according to an embodiment.
도 60을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 레이저 출력 소자 어레이 및 옵틱부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 60, the laser output unit according to an embodiment may include a laser output element array and an optical unit, but is not limited thereto.
이 때, 상기 레이저 출력 소자 어레이는 제1 레이저 출력 소자(8501), 제2 레이저 출력 소자(8502), 제3 레이저 출력 소자(8503) 및 제4 레이저 출력 소자(8504)를 포함할 수 있다.In this case, the laser output device array may include a first
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8501 내지 8504)는 적어도 하나의 VCSEL 또는 적어도 하나의 VCSEL을 포함하는 VCSEL 유닛을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 레이저 출력 소자로 기술하기로 한다.In addition, the first to fourth
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8501 내지 8504)는 각각 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저 및 제4 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the first to fourth
또한, 상기 옵틱부는 제1 프리즘 어레이(8520) 및 제2 프리즘 어레이(8530)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the optical unit may include a
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)는 제1 프리즘 엘리먼트(8521) 및 제2 프리즘 엘리먼트(8522)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 프리즘 어레이(8530)는 제3 프리즘 엘리먼트(8531) 및 제4 프리즘 엘리먼트(8532)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 제1 내지 제4 프리즘 엘리먼트(8521,8522,8531,8532)는 적어도 하나의 프리즘 엘리먼트를 포함하는 프리즘 유닛을 의미할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 프리즘 엘리먼트로 기술하기로 한다.Further, the first to
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8501 내지 8504) 및 상기 제1 내지 제4 프리즘 엘리먼트(8521,8522,8531,8532)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents may be applied to the first to fourth
도 60의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력 소자 어레이는 각각 레이저 출력 소자에서 출력되는 레이저가 상기 옵틱부를 통해 스티어링 되도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 60A, the laser output device array according to an embodiment may be arranged such that lasers output from each laser output device are steered through the optics.
예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제1 레이저 출력 소자(8501)에서 출력된 제1 레이저가 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521) 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)를 순차적으로 통하여 스티어링 되기 위하여, 상기 제1 레이저 출력 소자(8501)는 상면에서 볼 때, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521)와 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)가 교차하는 영역에 적어도 일부 포함되도록 배치될 수 있다.For example, referring to (a) of FIG. 60, the first laser output from the first
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제2 레이저 출력 소자(8502)에서 출력된 레이저가 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521) 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)를 순차적으로 통하여 스티어링 되기 위하여, 상기 제2 레이저 출력 소자(8502)는 상면에서 볼 때, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521)와 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)가 교차하는 영역에 적어도 일부 포함되도록 배치될 수 있다.In addition, for example, referring to (a) of FIG. 60, the laser output from the second
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제3 레이저 출력 소자(8503)에서 출력된 레이저가 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522) 및 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)를 순차적으로 통하여 스티어링 되기 위하여, 상기 제3 레이저 출력 소자(8503)는 상면에서 볼 때, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522)와 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)가 교차하는 영역에 적어도 일부 포함되도록 배치될 수 있다.In addition, for example, referring to (a) of FIG. 60, the laser output from the third
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제4 레이저 출력 소자(8504)에서 출력된 레이저가 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522) 및 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)를 순차적으로 통하여 스티어링 되기 위하여, 상기 제4 레이저 출력 소자(8504)는 상면에서 볼 때, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522)와 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)가 교차하는 영역에 적어도 일부 포함되도록 배치될 수 있다.In addition, for example, referring to (a) of FIG. 60, the laser output from the fourth
또한, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8501 내지 8504)로부터 출력된 상기 제1 내지 제4 레이저는 상면에서 볼 때, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력 소자(8501 내지 8504)가 배치된 위치로부터 이동된 위치에서 조사될 수 있다.In addition, the first to fourth lasers output from the first to fourth
예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제1 레이저는 상면에서 볼 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(8501)가 배치된 제1 위치에서 출력되며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521)를 통해 스티어링 되어 상기 제3 레이저 출력 소자(8503) 방향으로 이동된 제5 위치에서 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)를 통과하여 조사될 수 있다.For example, referring to (a) of FIG. 60, the first laser is output from a first position where the first
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제2 레이저는 상면에서 볼 때, 상기 제2 레이저 출력 소자(8502)가 배치된 제2 위치에서 출력되며, 상기 제1 프리즘 엘리먼트(8521)를 통해 스티어링 되어 상기 제4 레이저 출력 소자(8504) 방향으로 이동된 제6 위치에서 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)를 통과하여 조사될 수 있다.Further, for example, referring to (a) of FIG. 60, the second laser is output at a second position in which the second
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제3 레이저는 상면에서 볼 때, 상기 제3 레이저 출력 소자(8503)가 배치된 제3 위치에서 출력되며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522)를 통해 스티어링 되어 보다 중심 방향으로 이동된 제7 위치에서 상기 제3 프리즘 엘리먼트(8531)를 통과하여 조사될 수 있다.In addition, for example, referring to (a) of FIG. 60, when viewed from the top, the third laser is output at a third position in which the third
또한, 예를 들어, 도 60의 (a)를 참조하면, 상기 제4 레이저는 상면에서 볼 때, 상기 제4 레이저 출력 소자(8504)가 배치된 제4 위치에서 출력되며, 상기 제2 프리즘 엘리먼트(8522)를 통해 스티어링 되어 보다 중심 방향으로 이동된 제8 위치에서 상기 제4 프리즘 엘리먼트(8532)를 통과하여 조사될 수 있다.Further, for example, referring to (a) of FIG. 60, the fourth laser is output at a fourth position in which the fourth
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520) 및 상기 제2 프리즘 어레이(8530)는 상기 제1 내지 제4 레이저가 상기 제1 프리즘 어레이(8520) 및 상기 제2 프리즘 어레이(8530)를 순차적으로 통과하도록 배치될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 도 60의 (b)를 참조하면, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)는 상기 제2 프리즘 어레이(8530)와 일체로 형성되되, 상기 제2 프리즘 어레이(8530)의 하부에 배치될 수 있다.For example, referring to (b) of FIG. 60, the
또한, 예를 들어, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)는 상기 제2 프리즘 어레이(8530)와 일체로 형성되되, 상기 레이저 출력 소자 어레이와 보다 가깝도록 배치될 수 있다.Also, for example, the
또한, 도 60의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 프리즘 어레이(8520)와 상기 제2 프리즘 어레이(8530)의 형상은 동일하나, 배치가 다르도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 설계될 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 60, the
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)와 상기 제2 프리즘 어레이(8530)를 포함하는 상기 옵틱부는 N가지의 기울기와 M개의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다.In addition, the optical unit including the
예를 들어, 도 60의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 옵틱부는 5가지의 기울기와 20개의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in (b) of FIG. 60, the optical unit may include five inclinations and 20 prism elements, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)와 상기 제2 프리즘 어레이(8530)를 포함하는 상기 옵틱부는 N가지의 기울기와 4N개의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있다.In addition, the optical unit including the
예를 들어, 도 60의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 옵틱부는 5가지의 기울기와 20개의 프리즘 엘리먼트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in (b) of FIG. 60, the optical unit may include five inclinations and 20 prism elements, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)와 상기 제2 프리즘 어레이(8530)를 포함하는 상기 옵틱부는 N가지의 기울기와 M개의 프리즘 엘리먼트를 이용하여, N*M가지의 서로 다른 방향으로 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the optical unit including the
예를 들어, 도 60의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 옵틱부는 5가지의 기울기와 20개의 프리즘 엘리먼트를 이용하여 100가지의 서로 다른 방향으로 레이저를 스티어링 할 수 있다.For example, as shown in (b) of FIG. 60, the optical unit may steer the laser in 100 different directions using 5 different inclinations and 20 prism elements.
또한, 상기 제1 프리즘 어레이(8520)와 상기 제2 프리즘 어레이(8530)를 포함하는 상기 옵틱부는 N가지의 기울기와 4N개의 프리즘 엘리먼트를 이용하여, 4N^2 가지의 서로 다른 방향으로 레이저를 스티어링 할 수 있다.In addition, the optical unit including the
예를 들어, 도 60의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 옵틱부는 5가지의 기울기와 20개의 프리즘 엘리먼트를 이용하여 100가지의 서로 다른 방향으로 레이저를 스티어링 할 수 있다.For example, as shown in (b) of FIG. 60, the optical unit may steer the laser in 100 different directions using 5 different inclinations and 20 prism elements.
따라서, 일 실시예에 따른 옵틱부는 많은 수의 레이저를 서로 다른 방향으로 스티어링 하기 위해 필요한 프리즘 엘리먼트의 수 및 프리즘 엘리먼트의 기울기 종류의 개수를 감소시킬 수 있다.Accordingly, the optical unit according to an exemplary embodiment may reduce the number of prism elements required to steer a large number of lasers in different directions and the number of tilt types of the prism elements.
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 마찬가지이다The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions 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. -A hardware device 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 not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, 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 by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.
전술한 바와 같이, 상기 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서, 관련된 사항을 기술하였다.As described above, in the best mode for carrying out the invention, related matters have been described.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962934863P | 2019-11-13 | 2019-11-13 | |
| US62/934,863 | 2019-11-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021096264A2 true WO2021096264A2 (en) | 2021-05-20 |
| WO2021096264A3 WO2021096264A3 (en) | 2021-07-08 |
Family
ID=75911390
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2020/015923 Ceased WO2021096264A2 (en) | 2019-11-13 | 2020-11-12 | Laser output array and lidar device using same |
| PCT/KR2020/015926 Ceased WO2021096266A2 (en) | 2019-11-13 | 2020-11-12 | Vcsel array and lidar device using same |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2020/015926 Ceased WO2021096266A2 (en) | 2019-11-13 | 2020-11-12 | Vcsel array and lidar device using same |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR20210059591A (en) |
| WO (2) | WO2021096264A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115453496A (en) * | 2022-10-19 | 2022-12-09 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | Resonant MEMS laser radar |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11788891B2 (en) * | 2021-06-11 | 2023-10-17 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method and system for active line scan imaging |
| WO2022270879A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 주식회사 에스오에스랩 | Method for manufacturing lidar device, and active align device for implementing method for manufacturing lidar device |
| CN120233370A (en) * | 2021-09-15 | 2025-07-01 | 上海禾赛科技有限公司 | Light emitting device, light detecting device, and laser radar |
| WO2023085466A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 주식회사 에스오에스랩 | Lidar data processing method |
| CN116359885A (en) * | 2021-12-28 | 2023-06-30 | 上海禾赛科技有限公司 | Laser radar detection method and laser radar |
| KR102606969B1 (en) * | 2022-10-14 | 2023-11-30 | 주식회사 인포웍스 | Mla+prism integral optical device for fmcw lidar multi-channel transmission and reception and fmcw lidar system using the same |
| KR102597480B1 (en) * | 2022-12-15 | 2023-11-02 | 주식회사 에스오에스랩 | A method for generating lidar data and a lidar devcie using the same |
| KR20240105605A (en) * | 2022-12-28 | 2024-07-08 | 주식회사 에스오에스랩 | A lidar device with improved short-range measurement performance |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2510389B1 (en) * | 2009-12-08 | 2017-07-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical constructions incorporating a light guide and low refractive index films |
| US9594159B2 (en) * | 2013-07-15 | 2017-03-14 | Texas Instruments Incorporated | 2-D object detection in radar applications |
| JP6563022B2 (en) * | 2015-01-29 | 2019-08-21 | ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドHeptagon Micro Optics Pte. Ltd. | Apparatus for generating patterned illumination |
| KR102474708B1 (en) * | 2015-11-27 | 2022-12-06 | 삼성전자주식회사 | Beam steering apparatus and system comprising the same |
| KR102407344B1 (en) * | 2016-04-01 | 2022-06-13 | 한국전자기술연구원 | Scanning lidar device having extended horizential view |
| US10761195B2 (en) * | 2016-04-22 | 2020-09-01 | OPSYS Tech Ltd. | Multi-wavelength LIDAR system |
| US10274599B2 (en) | 2016-06-01 | 2019-04-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | LIDAR systems with expanded fields of view on a planar substrate |
| EP3859396A1 (en) * | 2016-09-20 | 2021-08-04 | Innoviz Technologies Ltd. | Lidar systems and methods |
| WO2019010320A1 (en) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Ouster, Inc. | Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array |
| JP6865492B2 (en) * | 2017-07-28 | 2021-04-28 | オプシス テック リミテッド | VCSEL array LIDAR transmitter with small angle divergence |
| KR102404742B1 (en) * | 2017-11-13 | 2022-06-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Light control member and display device |
| US20190146067A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Continental Automotive Systems, Inc. | Flash lidar sensor assembly |
| DE102017222969A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-19 | Ibeo Automotive Systems GmbH | Method for improved near and far detection of a LIDAR receiving unit |
-
2020
- 2020-05-22 KR KR1020200061856A patent/KR20210059591A/en not_active Withdrawn
- 2020-11-12 WO PCT/KR2020/015923 patent/WO2021096264A2/en not_active Ceased
- 2020-11-12 WO PCT/KR2020/015926 patent/WO2021096266A2/en not_active Ceased
- 2020-11-12 KR KR1020200151369A patent/KR102816316B1/en active Active
- 2020-11-12 KR KR1020200151368A patent/KR102709362B1/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115453496A (en) * | 2022-10-19 | 2022-12-09 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | Resonant MEMS laser radar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021096264A3 (en) | 2021-07-08 |
| KR20210059591A (en) | 2021-05-25 |
| KR102816316B1 (en) | 2025-06-05 |
| WO2021096266A2 (en) | 2021-05-20 |
| KR20210059645A (en) | 2021-05-25 |
| KR20210058718A (en) | 2021-05-24 |
| KR102709362B1 (en) | 2024-09-24 |
| WO2021096266A3 (en) | 2021-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021096264A2 (en) | Laser output array and lidar device using same | |
| WO2021235778A1 (en) | Lidar device | |
| WO2021040250A1 (en) | Vcsel array and lidar device using same | |
| WO2019135494A1 (en) | Lidar device | |
| WO2019135493A1 (en) | Lidar device | |
| WO2021045529A1 (en) | Lidar device | |
| WO2022102856A1 (en) | Lidar device | |
| WO2019117656A1 (en) | Light emitting stacked structure and display device having the same | |
| WO2017191928A1 (en) | Cleaning robot and control method therefor | |
| WO2018174539A1 (en) | Semiconductor element package and autofocusing device | |
| WO2021107524A1 (en) | Camera actuator and camera module including same | |
| WO2022164289A1 (en) | Method for generating intensity information having extended expression range by reflecting geometric characteristic of object, and lidar apparatus performing same method | |
| WO2020242020A1 (en) | Wireless optical charging system and charging method thereof | |
| WO2021177692A1 (en) | Distance measuring camera apparatus | |
| WO2018139877A1 (en) | Semiconductor device | |
| WO2018110981A1 (en) | Optical transmission module | |
| WO2017086622A1 (en) | Image forming device and light-emitting element included in same | |
| WO2024128546A1 (en) | Lidar device used to generate high-resolution lidar data | |
| WO2021235640A1 (en) | Lidar device | |
| WO2023101038A1 (en) | Lidar device | |
| WO2019216724A1 (en) | Surface emitting laser package and light emitting device comprising same | |
| WO2023127990A1 (en) | Lidar apparatus | |
| WO2018164538A1 (en) | Scanner | |
| WO2024096421A1 (en) | Lidar device comprising laser detection array and laser output array | |
| WO2025170263A1 (en) | Lidar device comprising laser emitting assembly and laser detecting assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20886938 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20886938 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |