WO2023127990A1 - Lidar apparatus - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lidar device including an optic unit and an optic unit, and more particularly, to a lidar device including a sub-optic unit and a transmission optic.
- the present invention relates to a lidar device, and more particularly, to a lidar device having a distance resolution higher than the resolution of a preset clock using a delay generator.
- LIDAR Light Detection and Ranging
- a bi-axial lidar device unlike a co-axial lidar device, it may be difficult to detect an object located within a certain distance according to the arrangement of the transmission module and the reception module.
- the performance of the distance resolution may vary depending on the resolution of a preset clock for detecting the signal obtained from the detecting unit.
- One object of the present invention is to provide a lidar device that minimizes a dead zone.
- One object of the present invention is to provide a lidar device having a distance resolution higher than the resolution of a preset clock, but measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles.
- a lidar device includes a transmission module including an emitter array and a first optic unit - in this case, the emitter array includes a first emission unit, a detector array ( Detector array) and a reception module including a second optic unit, and a sub-optic unit disposed on an optical path guided by the first laser output from the first optic unit, ,
- the sub-optical part includes a diffuser for diffusing at least a part of the first laser, the size of the diffuser is smaller than the diameter of the first optical part, and the first light emitted from the first emission unit
- the diameter of 1 laser - the diameter of the first laser is defined as the diameter on the surface where the diffuser is disposed - may be smaller than that.
- a lidar device uses a laser detecting array including a first detecting unit, a delay generator for obtaining a detecting signal from the first detecting unit and outputting a delay signal, and a preset clock.
- a signal detecting unit detecting the delay signal output from the delay generating unit, a memory unit storing histogram data based on a result detected by the signal detecting unit, and the first device based on the histogram data stored in the memory unit.
- a data processing unit that calculates a distance value for one detecting unit, wherein the delay generation unit outputs a delay signal by applying a first delay value to a first cycle and applies a second delay value to a second cycle. to output a delay signal, and the first delay value and the second delay value may be different from each other.
- a lidar device obtains a detection signal from a laser detecting array including a first detecting unit, and at least one delay value among first to Nth delay values.
- a delay generation unit for outputting the applied delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and a histogram data stored based on the result detected by the signal detection unit
- a memory unit and a data processor configured to calculate a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, wherein the delay generator generates the first to Nth delays for each of the M cycles.
- a value is applied, but the number of cycles to which the same delay value is applied may be M/N.
- a lidar device includes a laser detecting array including a first detecting unit, a delay generator for obtaining a detecting signal from the first detecting unit and outputting a delay signal, and a preset clock
- a signal detecting unit detecting the delay signal output from the delay generating unit using a memory unit storing histogram data based on a result detected by the signal detecting unit and the histogram data stored in the memory unit using
- a data processing unit calculating a distance value for the first detecting unit, wherein when the lidar device operates in a first mode, the delay generation unit applies the same delay value to the plurality of cycles, When the lidar device operates in the second mode, the delay generation unit may apply at least two or more different delay values to the plurality of cycles.
- a lidar device minimizing a dead zone may be provided.
- a lidar device having a distance resolution higher than a preset clock resolution may be provided while measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 3 is a diagram showing 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 showing a VCSEL array according to an embodiment.
- FIG. 7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
- FIG. 9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- FIG. 12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- FIG. 13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary 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 explaining a metasurface according to an exemplary embodiment.
- 20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
- 21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
- FIG. 22 is a diagram for explaining a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
- 23 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and upper and lower portions of a body are in the form of an equilateral triangle.
- 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 upper and lower portions of a body are square.
- 25 is a top view for explaining the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflection surfaces is five and the upper and lower portions of the body are in the shape of a regular pentagon.
- 26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
- 27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- 29 is a diagram for explaining a meta component according to an embodiment.
- FIG. 30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
- FIG. 31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
- 32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
- SiPM 34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
- 35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
- 36 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
- FIG. 37 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to another embodiment.
- 38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
- 39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- 40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- 41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- FIG. 42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
- 43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- 45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
- 46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- FIG. 48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 49 is a view for explaining a design of a filter layer included in the lidar device according to an embodiment shown in FIG. 48 and a wavelength design of a laser output array.
- 50 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
- 51 and 52 are diagrams for explaining a transmission module included in a lidar device according to an embodiment.
- 53 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
- FIG. 54 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
- 55 and 56 are diagrams for explaining a sub-optic unit according to an exemplary embodiment.
- 57 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
- 58 is a diagram for explaining various embodiments of a laser irradiated through a transmission module.
- 59 is a diagram for explaining various embodiments of arrangement of sub-optic units.
- 60 is a diagram for explaining an interference phenomenon with an external device according to an embodiment.
- 61 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to an exemplary embodiment.
- 62 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to an embodiment.
- 63 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to another embodiment.
- 64 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to another embodiment.
- 65 is a diagram for explaining the timing of the laser output signal of the laser output unit and the timing of the received signal of the detecting unit.
- 66 is a diagram for explaining a histogram according to timing of a laser output signal of a laser output unit.
- 67 is a diagram for explaining a control method of a lidar device according to an embodiment.
- 68 is a diagram for explaining a situation assumed to explain the invention according to an embodiment.
- 69 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
- 70 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
- 71 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- 72 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
- 73 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
- 74 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
- 75 is a diagram for explaining the size of a delay value according to an exemplary embodiment.
- 76 is a diagram for explaining an operation mode of a lidar device according to an embodiment.
- 77 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
- 78 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
- 79 is a diagram for explaining a data processing unit according to an embodiment.
- FIG. 80 is a diagram for explaining an operation of a data processing unit according to an exemplary embodiment.
- a transmission module including an emitter array and a first optic unit - in this case, the emitter array includes a first emission unit
- a reception module including a detector array and a second optic unit and a first laser output from the first emission unit are disposed on an optical path guided by the first optic unit a sub-optical unit, wherein the sub-optical unit includes a diffuser for diffusing at least a portion of the first laser, the size of the diffuser is smaller than the diameter of the first optical unit, and the first emission unit
- the diameter of the first laser output from - the diameter of the first laser is defined as the diameter on the surface on which the diffuser is disposed - may be provided with a smaller lidar device.
- the sub optic unit may further include a steering component.
- the diffuser included in the sub-optic part may be disposed to diffuse a portion of the first laser beam steered from the steering component included in the sub-optic part.
- a size of the steering component included in the sub-optic unit may be smaller than a pupil diameter of the first optical unit and smaller than a diameter of the first laser output from the first emission unit.
- the steering component may steer a portion of the first laser in a direction in which the reception module is located based on the center of the transmission module.
- the steering component may be disposed closer to the first optical unit than to the diffuser.
- the angle of view of the diffuser may be greater than that of the first optical unit.
- the size of the diffuser may be smaller than the diameter of the outermost lens of the first optical part.
- the center of the diffuser may be aligned with the center of the first optical unit.
- the diffuser may be disposed in an area where lasers output from the emission array overlap optical sights guided by the first optical unit.
- the lidar device may include a window, and the sub-optical unit may be disposed in the window.
- the lidar device further includes a sub-optic mount, and the sub-optic unit is positioned on the sub-optic mount, and the sub-optic mount may be mounted on the first optical unit.
- the sub-optical part may be integrally formed with the first optical part.
- the sub optic part may be formed as a part of an outermost lens of the first optical part.
- the emitter array includes a plurality of emitting units, each of the plurality of emitting units includes at least one vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and the detector array includes a plurality of emitters.
- a detecting unit may be included, and each of the plurality of detecting units may include at least one single photon avalanche diode (SPAD).
- a lidar device for measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and histogram data based on the result detected by the signal detection unit.
- a memory unit for storing and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, wherein the delay generator generates a first delay value for a first cycle.
- a lidar device may be provided to output a delay signal by applying a delay signal, output a delay signal by applying a second delay value for a second cycle, and wherein the first delay value and the second delay value are different from each other.
- the number of cycles to which the first delay value is applied may be two or more among the plurality of cycles, and the number of cycles to which the second delay value is applied among the plurality of cycles may be two or more.
- all of the preset clocks may be the same for the plurality of cycles.
- the first delay value and the second delay value may be smaller than a unit length of a time bin of the histogram data.
- the second delay value may be twice the first delay value.
- the number of cycles to which the first delay value is applied may be equal to the number of cycles to which the second delay value is applied.
- a difference between the first delay value and the second delay value may be smaller than a unit length of a time bin of the histogram data.
- the data processor may extract valid data based on the histogram data, and calculate a distance value with respect to the first detecting unit based on the extracted valid data.
- the data processing unit may calculate a center time value based on the counting values and time bin values included in the valid data, and may calculate a distance value to the first detecting unit based on the center time value.
- a lidar device for measuring a distance using histogram data for M cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal to which at least one delay value from first to Nth delay values is applied, and signal detection for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock.
- a memory unit for storing histogram data based on a result detected by the signal detection unit and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit; ,
- the delay generation unit applies the first to Nth delay values for each of the M cycles, and the number of cycles to which the same delay value is applied may be M / N individual lidar devices.
- the M cycles may be 128 cycles
- the N delay values may be 16 delay values
- the number of cycles to which the same delay value is applied may be 8.
- a lidar device for measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and histogram data based on the result detected by the signal detection unit.
- a memory unit for storing and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, but when the LIDAR device operates in a first mode, the The delay generator applies the same delay value to the plurality of cycles, and when the LIDAR device operates in the second mode, the delay generator applies at least two or more different delay values to the plurality of cycles.
- This device may be provided.
- the delay value applied by the delay generator is different from at least two values applied by the delay generator when the lidar device operates in the second mode. It may be equal to one of the delay values.
- At least two different delay values applied by the delay generator include a first delay value and a second delay value
- the first delay value is When the lidar device operates in the first mode, it is smaller than the delay value applied by the delay generator, and the second delay value is applied by the delay generator when the lidar device operates in the first mode. may be greater than the delay value.
- the detector array includes a plurality of detecting units, and each of the plurality of detecting units may include at least one single photon avalanche diode (SPAD).
- SPAD single photon avalanche diode
- a lidar device is a device for detecting a distance to and a position of an object by 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 location of the object may be expressed through a coordinate system.
- the distance and position of the object may be expressed in a spherical coordinate system (r, ⁇ , ⁇ ). However, it is not limited thereto, and may be expressed in a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, ⁇ , z).
- the lidar device may use laser output from the lidar device and reflected from the object to measure the distance of the object.
- the lidar device may use time of flight (TOF) of the laser from output to detection to measure the distance of the target object.
- TOF time of flight
- the lidar device may measure the distance of the object using a difference between a time value based on the output time of the laser and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
- the LIDAR device may measure the distance of the object using a difference between a time value in which the output laser is detected directly without passing through the object and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
- the actual light emission point of the laser beam may be used.
- the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the light receiver without passing through the target object.
- the optic may be a mirror, lens, prism, metasurface, etc., but is not limited thereto.
- the optic may be one, but may be plural.
- the laser beam output from the laser output device may be directly sensed by the detector unit without passing through the target object.
- the detector unit may be spaced apart from the laser output device at a distance of 1 mm, 1 um, 1 nm, etc., but is not limited thereto.
- the detector unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart from it.
- An optic may be present between the detector unit and the laser output element, but is not limited thereto.
- the lidar device may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement method, and the like in addition to flight time to measure the distance of an object. Not limited.
- 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 may be for observing the right side, but is not limited thereto.
- a lidar device may be installed in a vehicle.
- a lidar device when a lidar device is installed inside a vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto. Also, for example, when the lidar device is installed inside or outside the vehicle, it may be for recognizing the driver's face, but is not limited thereto.
- LiDAR device may be installed in an unmanned aerial vehicle.
- lidar devices include UAV Systems, Drones, Remote Piloted Vehicles (RPVs), Unmanned Aerial Vehicle Systems (UAVs), Unmanned Aircraft Systems (UAS), and Remote Piloted Air/Aerials (RPAVs). Vehicle) or RPAS (Remote Piloted Aircraft System).
- a plurality of LiDAR devices may be installed in an unmanned aerial vehicle.
- one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto.
- one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
- a lidar device may be installed in a robot.
- lidar devices may be installed in personal robots, professional robots, public service robots, other industrial robots, or manufacturing robots.
- a plurality of lidar devices may be installed in the robot.
- one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto.
- one lidar device may be for observing the left side and the other one may be for observing the right side, but is not limited thereto.
- a lidar device may be installed in a 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 one 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 side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
- a lidar device may be installed for industrial security.
- a lidar device when installed for industrial security, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 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, or in the case of including a plurality of laser output devices, the plurality of laser output devices may be a single laser output device. Arrays can be formed.
- the laser output unit 100 includes a laser diode (LD), a solid-state laser, a high power laser, a light entitling diode (LED), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and an external cavity diode laser (ECDL) etc., 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 laser of a certain wavelength.
- the laser output unit 100 may output a 905 nm band laser or a 1550 nm band laser.
- the laser output unit 100 may output a laser of a 940 nm band.
- the laser output unit 100 may output lasers including a plurality of wavelengths between 800 nm and 1000 nm.
- some of the plurality of laser output devices may output lasers in the 905 nm band and other parts may output lasers in the 1500 nm band.
- a lidar device 1000 may include an optic unit 200 .
- the optic unit may be variously expressed as a steering unit, a scanning unit, etc., but is not limited thereto.
- the optical unit 200 may change the flight path of the laser.
- the optic unit 200 may change the flight path of the laser beam emitted from the laser output unit 100 toward the scan area.
- a laser flight path may be changed so that a laser reflected from an object located in the scan area is directed toward the detector unit.
- the optic unit 200 may change the flight path of the laser by reflecting the laser.
- the optic unit 200 may reflect the laser emitted from the laser output unit 100 and change the flight path of the laser to direct the laser to the scan area.
- a laser flight path may be changed so that a laser reflected from an object located in the scan area is directed toward the detector unit.
- the optic unit 200 may include various optical means to reflect the laser beam.
- the optic unit 200 may include a mirror, a resonance scanner, a MEMS mirror, a voice coil motor (VCM), a polygonal mirror, a rotating mirror, or A galvano mirror or the like may be included, but is not limited thereto.
- VCM voice coil motor
- a polygonal mirror a rotating mirror
- a galvano mirror or the like may be included, but is not limited thereto.
- the optic unit 200 may change the flight path of the laser by refracting the laser.
- the optic unit 200 may refract the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser to direct the laser to the scan area.
- a laser flight path may be changed so that a laser reflected from an object located in the scan area is directed toward the detector unit.
- the optic unit 200 may include various optical means to refract the laser beam.
- the optic unit 200 may include a lens, a prism, a micro lens, or a microfluidie lens, but is not limited thereto.
- the optic unit 200 may change the flight path of the laser by changing the phase of the laser.
- the optic unit 200 may change the phase of the laser emitted from the laser output unit 100 to change the flight path of the laser to direct the laser to the scan area.
- a laser flight path may be changed so that a laser reflected from an object located in the scan area is directed toward the detector unit.
- the optic unit 200 may include various optical means to change the phase of the laser.
- the optic unit 200 may include, but is not limited to, an optical phased array (OPA), a meta lens, or a metasurface.
- OPA optical phased array
- meta lens a meta lens
- metasurface a metasurface
- the optic unit 200 may include one or more optical means. Also, for example, the optic unit 200 may include a plurality of optical means.
- the lidar apparatus 100 may include a detector unit 300.
- the detector unit may be variously expressed as a light receiving unit or a receiving unit in the description of the present invention, but is not limited thereto.
- the detector unit 300 may detect the laser.
- the detector unit may detect laser reflected from an object located within the scan area.
- the detector unit 300 may receive a laser beam and generate an electrical signal based on the received laser beam.
- the detector unit 300 may receive a laser reflected from an object located within a scan area and generate an electrical signal based on the received laser beam.
- the detector unit 300 may receive a laser reflected from an object located within the scan area through one or more optical means, and generate an electrical signal based thereon.
- the detector unit 300 may receive laser reflected from an object located within the scan area through an optical filter and generate an electrical signal based on the received laser beam.
- the detector unit 300 may detect the laser based on the generated electrical signal. For example, the detector unit 300 may detect the laser by comparing a predetermined threshold value with the magnitude of the generated electrical signal, but is not limited thereto. Also, for example, the detector unit 300 may detect laser by comparing a predetermined threshold with a rising edge, a falling edge, or a median value of a rising edge and a falling edge of a generated electrical signal, but is not limited thereto. Also, for example, the detector unit 300 may detect laser by comparing a predetermined threshold value with a peak value of the generated electrical signal, but is not limited thereto.
- the detector unit 300 may include various sensor elements.
- the detector unit 300 may include a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, an avalanche photodiode (APD), a single-photon avalanche diode (SPAD), a silicon photomultipliers (SiPM), a time to digital converter (TDC), A comparator, a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) or a charge coupled device (CCD) may be included, but is not limited thereto.
- APD avalanche photodiode
- APD avalanche photodiode
- SPAD single-photon avalanche diode
- SiPM silicon photomultipliers
- TDC time to digital converter
- a comparator a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) or a charge coupled device (CCD) may be included, but is not limited thereto.
- CMOS complementary metal-oxide-
- the detector unit 300 may be a 2D SPAD array, but is not limited thereto.
- a SPAD array may include a plurality of SPAD units, and a SPAD unit may include a plurality of SPADs (pixels).
- the detector unit 300 may accumulate N number of histograms using a 2D SPAD array. For example, the detector unit 300 may use a histogram to detect a light reception time of a laser beam reflected from an object and received light.
- the detector unit 300 may use a histogram to detect a peak point of the histogram as a light reception point of a laser beam reflected from an object and received, but is not limited thereto. Also, for example, the detector unit 300 may use a histogram to detect a point where the histogram is equal to or greater than a predetermined value as a light reception point of a laser beam reflected from an object and received, but is not limited thereto.
- the detector unit 300 may include one or more sensor elements.
- the detector unit 300 may include a single sensor element or may include a plurality of sensor elements.
- the detector unit 300 may include one or more optical elements.
- the detector unit 300 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.
- the detector unit 300 may include one or more optical filters.
- the detector unit 300 may receive the laser reflected from the target object through an optical filter.
- the detector unit 300 may include a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, a wedge filter, and the like, but is not limited thereto.
- 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 of the present invention, but is not limited thereto.
- the controller 400 may control the operation of the laser output unit 100, the optic unit 200, or the detector unit 300.
- controller 400 may control the operation of the laser output unit 100 .
- control unit 400 may control the output 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 . Also, the control unit 400 may control the pulse width of the laser output from the laser output unit 100 . Also, the control unit 400 may control the cycle of the laser output from the laser output unit 100 . Also, when the laser output unit 100 includes a plurality of laser output devices, the controller 400 may control the laser output unit 100 to operate some of the plurality of laser output devices.
- controller 400 may control the operation of the optical unit 200 .
- the controller 400 may control the operating speed of the optical unit 200 .
- the rotation speed of the rotation mirror can be controlled
- the optic unit 200 includes a MEMS mirror the repetition period of the MEMS mirror can be controlled. may, but is not limited thereto.
- the controller 400 may control the degree of operation of the optical unit 200 .
- the optic unit 200 includes the MEMS mirror
- the operating angle of the MEMS mirror may be controlled, but is not limited thereto.
- controller 400 may control the operation of the detector unit 300 .
- the controller 400 may control the sensitivity of the detector unit 300 .
- the controller 400 may control the sensitivity of the detector unit 300 by adjusting a predetermined threshold value, but is not limited thereto.
- the controller 400 may control the operation of the detector unit 300 .
- the controller 400 can control On/Off of the detector unit 300, and when the controller 300 includes a plurality of sensor elements, the detector unit operates some of the sensor elements among 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 within the scan area based on the laser detected by the detector unit 300 .
- the controller 400 may determine the distance to an object located within the scan area based on the time when the laser is output from the laser output unit 100 and the time when the laser is sensed by the detector 300. .
- the controller 400 controls the time when the laser is output from the laser output unit 100 and the laser is detected by the detector unit 300 directly without passing through the object, and the laser reflected from the object is detected by the detector unit 300.
- a distance to an object located in the scan area may be determined based on a viewpoint detected at .
- the lidar device 1000 sends a trigger signal for emitting a laser beam by the control unit 400 and the actual time when the laser beam is output from the laser output device. Since the laser beam is not actually output between the time point of the trigger signal and the time point of actual light emission, accuracy may decrease when included in the laser flight time.
- the actual light emission point of the laser beam may be used. However, it may be difficult to determine the actual emission time point of the laser beam. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be directly transmitted to the detector unit 300 without passing through the target object immediately or after being output.
- the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the detector unit 300 without passing through the target object.
- the optic may be a mirror, lens, prism, metasurface, etc., but is not limited thereto.
- the optic may be one, but may be plural.
- the laser beam output from the laser output device may be directly sensed by the detector unit 300 without passing through the target object.
- the detector unit 300 may be separated from the laser output device at a distance of 1 mm, 1 um, 1 nm, etc., but is not limited thereto.
- the detector unit 300 may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart from it.
- An optic may be present between the detector unit 300 and the laser output device, 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 unit 100 may output the laser.
- the detector unit 300 can detect the laser reflected from the object
- the controller 400 can obtain a time point at which the laser was detected by the detector unit 300
- the controller 400 may determine the distance to the object located in the scan area based on the output time and detection time of the laser.
- the laser output unit 100 can output a laser, and the laser output from the laser output unit 100 can be directly detected by the detector unit 300 without passing through an object located in the scan area. and the controller 400 may obtain a point in time at which the laser that did not pass through the object was detected.
- the detector unit 300 can detect the laser reflected from the object, and the controller 400 can detect the laser reflected from the detector unit 300.
- the point of time at which L is detected may be obtained, and the controller 400 may determine the distance to the object located within the scan area based on the point of time of detecting the laser that has not passed through the object and the point of time of detecting the laser reflected from the object.
- FIG. 2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 1100 may include a laser output unit 100, an optic unit 200, and a detector unit 300.
- a laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optic unit 200 . Also, the laser beam passing through the optic unit 200 may be irradiated toward the target object 500 . In addition, the laser beam reflected from the target object 500 may be received by the detector unit 300 .
- FIG. 3 is a diagram showing a lidar device according to another embodiment.
- a lidar device 1150 may include a laser output unit 100 , an optic unit 200 and a detector unit 300 .
- a laser beam output from the laser output unit 100 may pass through the optic unit 200 . Also, the laser beam passing through the optic unit 200 may be irradiated toward the target object 500 . Also, the laser beam reflected from the target object 500 may pass through the optic unit 200 again.
- the optic unit through which the laser beam is rough before being irradiated onto the target object and the optic unit through which the laser beam reflected on the target object passes may be physically the same optical unit, or may be physically different optical units.
- a laser beam that has passed through the optic unit 200 may be received by the detector 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.
- VCSEL emitter 110 includes an upper metal contact 10, an upper DBR layer (20, upper Distributed Bragg reflector), an active layer (40, quantum well), and a lower DBR layer (30, 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 include a plurality of reflective layers.
- a reflective layer having a high reflectance and a reflective layer having a low reflectance may be alternately disposed.
- the thickness of the plurality of reflective layers may be 1/4 of the wavelength of the laser emitted from the VCSEL emitter 110 .
- the upper DBR layer 20 and the lower DBR layer 30 may be doped with p-type or n-type.
- the upper DBR layer 20 may be doped with p-type and the lower DBR layer 30 may be doped with n-type.
- the upper DBR layer 20 may be doped with an n-type, and the lower DBR layer 30 may be doped with a 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 become a p-type substrate, and when the lower DBR layer 30 is doped with n-type, the substrate 50 may also become an n-type substrate. there is.
- 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 laser beams.
- 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 metal contacts.
- p-type power is supplied to the upper metal contact 10 to and electrically connected to the lower DBR layer 30 by supplying n-type power to the lower metal contact 60 .
- n-type power is supplied to the upper metal contact 10 so that the upper DBR layer 30 is doped with n-type. It is electrically connected to the layer 20, and p-type power is supplied to the lower metal contact 60 so that it can be electrically connected to the lower DBR layer 30.
- the VCSEL emitter 110 may include an oxidation area. Oxidation area may be disposed above the active layer.
- An oxidation area according to an embodiment may have insulating properties. For example, electrical flow may be restricted in the oxidation area. For example, electrical connections may be limited in the oxidation area.
- the oxidation area may serve as an aperture. Specifically, since the oxidation area has insulating properties, the beam generated from the active layer 40 can 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 output from the laser output unit may be changed by the surrounding environment.
- the surrounding environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, amount of ambient light, altitude, gravity, and acceleration.
- 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.
- VCSEL unit 130 may include a plurality of VCSEL emitters 110.
- a plurality of VCSEL emitters 110 may be arranged in a honeycomb structure, but is not limited thereto.
- one honeycomb structure may include seven VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- all of the VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may be radiated in the same direction.
- all 400 VCSEL emitters 110 included in the VCSEL unit 130 may be radiated in the same direction.
- the VCSEL unit 130 can be distinguished by the irradiation direction of the output laser beam. For example, when all N VCSEL emitters 110 output laser beams in a first direction and all M VCSEL emitters 110 output laser beams in a second direction, the N VCSEL emitters 110 ) may be distinguished as a first VCSEL unit, and the M number of VCSEL emitters 110 may be distinguished 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 showing a VCSEL array according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 150. 6 shows an 8X8 VCSEL array, but is not limited thereto.
- a VCSEL array 150 may include a plurality of VCSEL units 130.
- a plurality of VCSEL units 130 may be arranged in a matrix structure, but is not limited thereto.
- the plurality of VCSEL units 130 may be an N X N matrix, but is not limited thereto. Also, for example, the plurality of VCSEL units 130 may be an N X M matrix, but is not limited thereto.
- the VCSEL array 150 may include a metal contact.
- the VCSEL array 150 may include a p-type metal and an n-type metal.
- the plurality of VCSEL units 130 may share a metal contact, but may have independent metal contacts without sharing a metal contact.
- FIG. 7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 151.
- 6 shows 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 .
- a VCSEL array 151 may include a plurality of VCSEL units 130 arranged in a matrix structure. At this time, each of the plurality of VCSEL units 130 may be independently connected to the metal contact. For example, the plurality of VCSEL units 130 share the first metal contact 11 and are connected together to the first metal contact, but do not share the second metal contact 13 and are independently connected to the second metal contact. can Also, for example, 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 . At this time, the number of required wires 12 may be equal to the number of the plurality of VCSEL units 130. For example, when the VCSEL array 151 includes a plurality of VCSEL units 130 arranged in an N ⁇ M matrix structure, 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 showing a VCSEL array according to an embodiment.
- the laser output unit 100 may include a VCSEL array 153. 7 shows a 4X4 VCSEL array, but is not limited thereto.
- a 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 have independent metal contacts without sharing metal contacts.
- the plurality of VCSEL units 130 may share the first metal contact 15 in units of rows.
- 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 in an addressable manner.
- a plurality of VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate independently regardless of other VCSEL units.
- the VCSEL units in one row and one column can operate. Also, for example, if power is supplied to the first metal contact 15 in row 1 and the second metal contact 17 in columns 1 and 3, the VCSEL unit in row 1 and column 1 and the VCSEL unit in row 1 and column 3 may operate.
- the VCSEL units 130 included in the VCSEL array 153 may operate with a certain pattern.
- the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, the VCSEL unit of 1 row and 3 columns, the VCSEL unit of 1 row and 4 columns, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates, and can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
- the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, the VCSEL unit of 3 rows and 1 column, the VCSEL unit of 4 rows and 1 column, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates as it is, and it can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
- 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 a pattern.
- VCSEL units 130 may operate randomly. When the VCSEL units 130 operate randomly, interference between the VCSEL units 130 can be prevented.
- the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam.
- a high-power laser beam is required to direct a laser beam to a target that exists at a distance. Since a high-power laser beam needs to apply a high voltage, the power increases. In addition, since it can damage a person's eyes, there is a limit to the distance that lidar using the flash method can measure.
- the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction.
- Laser power loss can be reduced by directing a scanning laser beam in a specific direction. Since the loss of laser power can be reduced, compared to the flash method, the distance that can be measured by lidar is longer in the scanning method even when using the same laser power. In addition, compared to the flash method, since the laser power for measuring the same distance is lower in the scanning method, stability to the human eye can be improved.
- Laser beam scanning may consist of collimation and steering.
- laser beam scanning may be performed by collimating the laser beam and then steering the laser beam.
- laser beam scanning may be performed in a manner of performing collimation after steering.
- FIG. 9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 1200 may include a laser output unit 100 and an optic unit.
- the optic unit may include the BCSC 250.
- the BCSC 250 may include a collimation component 210 and a steering component 230.
- the 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 light path of the lidar device 1200 is as follows.
- a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be directed to the BCSC 250 .
- a laser beam incident to the BCSC 250 may be collimated by the collimation component 210 and directed to the steering component 230 .
- a laser beam incident to the steering component 230 may be steered and directed toward an object.
- a laser beam incident to the object 500 may be reflected by the object 500 and directed to the detector unit.
- the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, a certain degree of divergence may occur as the laser beam travels straight. Due to this divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or even if it is incident, the amount may be very small.
- 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 toward the detector is also very small due to the divergence, so that desired measurement results may not be obtained.
- the degree of divergence of the laser beam is large, the distance that can be measured by the lidar device is reduced, and thus a distant object may not be measured.
- the efficiency of the LIDAR device may be improved as the degree of divergence of the laser beam emitted from the laser output unit is reduced before the laser beam is incident to the target object.
- the collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam.
- a laser beam passing through the collimation component may become collimated light.
- the laser beam passing through the collimation component may have a degree of divergence of 0.4 degrees to 1 degree.
- the amount of light incident to the object may be increased.
- the amount of light reflected from the object also increases, so that the laser beam can be received efficiently.
- the amount of light incident on the target object is increased, it is possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power compared to before the collimation of the laser beam.
- FIG. 10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- a 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.
- a divergence angle of a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 16 degrees to 30 degrees. At this time, 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 explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- a collimation component 210 may include a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213 .
- the micro lens 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 .
- a plurality of micro lenses 211 and a substrate 213 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110 .
- one of the plurality of micro lenses 211 may be arranged 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 .
- a divergence angle of a laser beam emitted from one of the plurality of VCSEL emitters 110 may decrease after passing through one of the plurality of micro lenses 211 .
- the plurality of micro lenses according to an embodiment may be a refractive index distribution type lens, a microcurved surface lens, an array lens, a Fresnel lens, and the like.
- the plurality of micro lenses according to an embodiment may be manufactured by methods such as molding, ion exchange, diffusion polymerization, sputtering, and etching.
- the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130 um to 150 um.
- the diameter of the plurality of micro lenses may be 140um.
- the plurality of micro lenses may have a thickness of 400 um to 600 um.
- the thickness of the plurality of micro lenses may be 500um.
- FIG. 12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- a 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 .
- a plurality of micro lenses 211 may be disposed on the front and rear surfaces of the substrate 213 .
- the optical axes of the micro lenses 211 disposed on the surface of the substrate 213 and the micro lenses 211 disposed on the rear surface of the substrate 213 may coincide.
- FIG. 13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
- a collimation component may include a metasurface 220.
- the metasurface 220 may include a plurality of nanocolumns 221 .
- the plurality of nanocolumns 221 may be disposed on one side of the metasurface 220 .
- the plurality of nanocolumns 221 may be disposed on both sides of the metasurface 220 .
- the plurality of nanocolumns 221 may have sub-wavelength dimensions. For example, an interval between the plurality of nanocolumns 221 may be smaller than a wavelength of a laser beam emitted from the laser output unit 100 . Alternatively, the width, diameter, and height of the nanocolumns 221 may be smaller than the wavelength of the laser beam.
- the metasurface 220 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100 .
- the metasurface 220 may refract laser beams output from the laser output unit 100 in various directions.
- the metasurface 220 may collimate the laser beam emitted from the laser output unit 100 .
- the metasurface 220 may reduce a divergence angle of a laser beam emitted from the laser output unit 100 .
- the divergence angle of the laser beam emitted from the laser output unit 100 may be 15 degrees to 30 degrees, and the divergence angle of the laser beam after passing through the metasurface 220 may be 0.4 degrees to 1.8 degrees.
- the metasurface 220 may be disposed on the laser output unit 100 .
- the metasurface 220 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100 .
- the metasurface 220 may be deposited on the laser output unit 100 .
- a plurality of nanocolumns 221 may be formed on top of the laser output unit 100 .
- the plurality of nanocolumns 221 may form various nanopatterns on the laser output unit 100 .
- the nanocolumns 221 may have various shapes.
- the nanocolumn 221 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, or a polygonal pyramid.
- the nanocolumns 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 can adjust the direction the laser beam is directed.
- the steering component 230 may adjust an angle between an optical axis of a laser light source and a 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 between 0 degrees and 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.
- a steering component 231 may include a plurality of micro lenses 231 and a substrate 233 .
- a plurality of micro lenses 232 may be disposed on the substrate 233 .
- a plurality of micro lenses 232 and a substrate 233 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110 .
- one of the plurality of micro lenses 232 may be arranged to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- the plurality of micro lenses 232 may steer laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110 . At this time, a 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 passing through the micro lens 232 is on the left side.
- the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 and passing through the micro lens 232 is on the left side.
- the laser beam emitted from the VCSEL emitter 110 passes through the micro lens 232. can be directed to the right.
- the steering degree of the laser beam may increase.
- the angle between the optical axis of the laser light source and the laser beam may be greater than when the distance is 1um.
- 17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- a 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 .
- a plurality of micro prisms 235 and a substrate 236 may be disposed on the plurality of VCSEL emitters 110 .
- the plurality of micro prisms 235 may be arranged to correspond to one of the plurality of VCSEL emitters 110, but is not limited thereto.
- the plurality of micro prisms 235 may steer laser beams emitted from the plurality of VCSEL emitters 110 .
- the plurality of micro prisms 235 may change an angle between an optical axis of a laser light source and a laser beam.
- the angle between 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 prisms 235 may be Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism, and the like. Also, the plurality of micro prisms 235 may be made of glass, plastic, or fluorite. In addition, the plurality of micro prisms 235 may be manufactured by molding, etching, or the like.
- irregular reflection due to surface roughness may be prevented by smoothing the surface of the microprism 235 through a polishing process.
- the micro prisms 235 may be disposed on both sides of the substrate 236 .
- microprisms disposed on the first surface of the substrate 236 steer the laser beam along a first axis
- microprisms disposed on the second surface of the substrate 236 steer the laser beam along a second axis. can make it
- FIG. 18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
- a steering component may include a metasurface 240 .
- the metasurface 240 may include a plurality of nanocolumns 241 .
- the plurality of nanocolumns 241 may be disposed on one side of the metasurface 240 .
- the plurality of nanocolumns 241 may be disposed on both sides of the metasurface 240 .
- the metasurface 240 may refract the laser beam by adjusting the phase of the laser beam emitted from the laser output unit 100 .
- the metasurface 240 may be disposed on the laser output unit 100 .
- the metasurface 240 may be disposed on the emission surface side of the laser output unit 100 .
- the metasurface 240 may be deposited on the laser output unit 100 .
- a plurality of nanocolumns 241 may be formed on top of the laser output unit 100 .
- the plurality of nanocolumns 241 may form various nanopatterns on the laser output unit 100 .
- the nanocolumns 241 may have various shapes.
- the nanocolumn 241 may have a shape such as a cylinder, a polygonal column, a cone, or a polygonal pyramid.
- the nanocolumns 241 may have an irregular shape.
- the plurality of nanopillars 241 may form various nanopatterns.
- the metasurface 240 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 based on the nanopattern.
- the nanocolumns 241 may form nanopatterns based on various characteristics.
- the characteristics may include a width (W), a pitch (P), a height (H), and the number per unit length of the nanocolumns 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 explaining a metasurface according to an exemplary embodiment.
- a metasurface 240 may include a plurality of nanocolumns 241 having different widths W.
- a nanopattern may be formed based on the width W of the plurality of nanocolumns 241 .
- the plurality of nanocolumns 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 nanocolumns 241 increases.
- the metasurface 240 includes first nanocolumns 243 having a first width W1, second nanocolumns 245 having a second width W2, and a third width W3.
- a third nanocolumn 247 may be included.
- the first width W1 may be greater than the second and third widths W2 and W3.
- the second width W2 may be greater than the third width W3. That is, the width W of the nanocolumn 241 may decrease from the first nanocolumn 243 to the third nanocolumn 247 side.
- the first direction emitted from the laser output unit 100 and the first nanocolumn 243 from the third nanocolumn 247 ) may be steered in a direction between the second direction, which is the direction toward.
- the steering angle ⁇ of the laser beam may vary according to the rate of change of the width W of the nanocolumn 241 .
- the increase/decrease rate of the width W of the nanocolumns 241 may mean a numerical value representing the average degree of increase/decrease of the width W of a plurality of adjacent nanocolumns 241 .
- the rate of increase in the width W of the nanocolumns 241 is calculated 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 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 nanocolumns 241 .
- the steering angle ⁇ may increase as the rate of change of the width W of the nanocolumn 241 increases.
- the nanocolumn 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the width W of the nanocolumn 241 .
- the nanocolumn 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate smaller than the first increase/decrease rate based on the width W of the nanocolumn 241 .
- the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
- the range of the steering angle ⁇ may be -90 degrees to 90 degrees.
- 20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
- a metasurface 240 may include a plurality of nanocolumns 241 having different intervals P between adjacent nanocolumns 241 .
- the plurality of nanocolumns 241 may form a nanopattern based on a change in the spacing P between adjacent nanocolumns 241 .
- the metasurface 240 may steer the laser beam emitted from the laser output unit 100 based on the nanopattern formed based on the change in the spacing P between the nanocolumns 241 .
- the spacing P between the nanocolumns 241 may decrease in one direction.
- the distance P may mean a distance between centers of two adjacent nanocolumns 241 .
- the first interval P1 may be defined as a distance between the center of the first nanocolumn 243 and the center of the second nanocolumn 245 .
- the first interval P1 may be defined as the shortest distance between the first nanocolumns 243 and the second nanocolumns 245 .
- a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the distance P between the nanocolumns 241 decreases.
- the metasurface 240 may include first nanopillars 243 , second nanopillars 245 , and third nanopillars 247 .
- the first interval P1 may be obtained based on the distance between the first nanocolumn 243 and the second nanocolumn 245 .
- the second interval P2 may be obtained based on the distance between the second nanocolumn 245 and the third nanocolumn 247 .
- the first interval P1 may be smaller than the second interval P2. That is, the distance P may increase from the first nanocolumn 243 toward the third nanocolumn 247.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the metasurface 240, the laser beam is emitted from the first direction from the laser output unit 100 and the third nanocolumn 247. It can be steered in a direction between the first direction, which is the direction toward the 1 nanocolumn 243 .
- the steering angle ⁇ of the laser beam may vary according to the distance P between the nanocolumns 241 .
- the steering angle ⁇ of the laser beam may vary according to the rate of change of the distance P between the nanocolumns 241 .
- the increase/decrease rate of the spacing P between the nanocolumns 241 may mean a numerical value representing an average degree of change in the spacing P between adjacent nanocolumns 241 .
- the steering angle ⁇ of the laser beam may increase as the rate of change of the spacing P between the nanocolumns 241 increases.
- the nanocolumns 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on the spacing P.
- the nanocolumns 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the spacing P.
- the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
- the steering principle of the laser beam according to the change in the spacing P of the nanocolumns 241 described above can be similarly applied even when the number of nanocolumns 241 per unit length is changed.
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 is divided into the first direction and the nanocolumns per unit length ( 241) may be steered in a direction between the second direction in which the number increases.
- 21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
- the metasurface 240 may include a plurality of nanocolumns 241 having different heights H of the nanocolumns 241 .
- the plurality of nanocolumns 241 may form nanopatterns based on changes in the height H of the nanocolumns 241 .
- the heights H1 , H2 , and H3 of the plurality of nanocolumns 241 may increase in one direction.
- a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be steered in a direction in which the height H of the nanocolumns 241 increases.
- the metasurface 240 has a first nanocolumn 243 having a first height H1, a second nanocolumn 245 having a second height H2, and a third height H3.
- a third nanocolumn 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 nanocolumn 241 may increase from the first nanocolumn 243 toward the third nanocolumn 247 .
- the laser beam emitted from the laser output unit 100 passes through the metasurface 240, the laser beam is emitted in the first direction from the laser output unit 100 and in the third direction from the first nanocolumn 243. It may be steered in a direction between the second direction, which is the direction toward the nanocolumn 247 .
- the steering angle ⁇ of the laser beam may vary according to the height H of the nanocolumns 241 .
- the steering angle ⁇ of the laser beam may vary according to the rate of change of the height H of the nanocolumns 241 .
- the increase/decrease rate of the height H of the nanocolumns 241 may mean a numerical value representing an average degree of change in the height H of adjacent nanocolumns 241 .
- the rate of increase in the height H of the nanocolumns 241 is calculated 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 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 rate of change of the height H of the nanocolumn 241 increases.
- the nanocolumn 241 may form a first pattern having a first increase/decrease rate based on its height H.
- the nanocolumn 241 may form a second pattern having a second increase/decrease rate based on the height H of the nanocolumn 241 .
- the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
- the steering component 230 may include a mirror that reflects the laser beam.
- steering component 230 may include planar mirrors, multi-sided mirrors, resonant mirrors, MEMS mirrors, and galvano mirrors.
- 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-sided 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 upper part 615 and the lower part 610 of the body through the center. It can rotate about the rotation axis 630 that does.
- the rotating multi-faceted mirror 600 may be composed of only some of the above-described components, and may include more components.
- the rotating multi-faceted mirror 600 may include a reflective surface 620 and a body, and the body may include only the lower portion 610. At this time, the reflective surface 620 may be supported on the lower part 610 of the body.
- the reflective surface 620 is a surface for reflecting the received laser beam and may include a reflective mirror or reflective plastic, but is not limited thereto.
- the reflective surface 620 may be installed on a side surface of the body except for the upper part 610 and the lower part 615, and may be installed so that the rotation axis 630 and the normal line of each reflective surface 620 are orthogonal. there is. This may be to repeatedly scan the same scan area by making the scan area of the laser irradiated from each of the reflective surfaces 620 the same.
- the reflective surface 620 may be installed on a side surface of the body except for the upper part 610 and the lower part 615, and the normal line of each reflective surface 620 has a different angle from the rotation axis 630, respectively. may be installed. This may be to expand the scan area of the lidar device by making the scan area of the laser irradiated from each of the reflective surfaces 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 reflection surface 620 and may include an upper part 615, a lower part 610, and a pillar 612 connecting the upper part 615 and the lower part 610.
- the pillar 612 may be installed to connect the centers of the upper part 615 and the lower part 610 of the body, and installed to connect each vertex of the upper part 615 and the lower part 610 of the body. It may be installed to connect each corner of the upper part 615 and the lower part 610 of the body, but the structure for connecting and supporting the upper part 615 and lower part 610 of the body is not limited. .
- the body may be coupled to the driving unit 640 in order to receive driving force for rotation, and may be coupled to the driving unit 640 through the lower part 610 of the body, or through the upper part 615 of the body. It may also be fastened to the driving unit 640 .
- the upper part 615 and the lower part 610 of the body may have a polygonal shape.
- the upper part 615 of the body and the lower part 610 of the body may have the same shape, but are not limited thereto, and the upper part 615 of the body and the lower part 610 of the body may have different shapes. You may.
- the upper part 615 and the lower part 610 of the body may have the same size.
- the size of the upper portion 615 of the body and the lower portion 610 of the body may be different from each other without being limited thereto.
- the upper part 615 and/or lower part 610 of the body may include an empty space through which air may pass.
- the rotating multi-sided mirror 600 is described as a hexahedron in the form of a quadrangular column including four reflective surfaces 620, but the reflective surfaces 620 of the rotating multi-sided mirror 600 are necessarily four. It is not necessarily a hexahedron in the form of a quadrangular prism.
- the lidar device may further include an encoder unit.
- the LIDAR device may control the operation of the rotating multi-faceted mirror 600 using the detected rotation angle.
- the encoder unit may be included in the rotating multi-sided mirror 600 or may be disposed spaced apart from the rotating multi-sided mirror 600 .
- LiDAR devices may have different FOVs required depending on their use. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, a wide viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device placed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction is required. In comparison, a relatively narrow viewing angle in the vertical direction may be required. In addition, lidar deployed on drones may require the widest possible angle of view in vertical and horizontal directions.
- the scan area of the lidar device may be determined based on the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror, and accordingly, the viewing angle of the lidar device may be determined. Therefore, the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror can be determined based on the viewing angle of the lidar device required.
- 23 to 25 are views explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
- 23 to 25 describe the case of three, four, or five reflective surfaces, but the number of reflective surfaces is not determined, and if the number of reflective surfaces is different, it can be easily calculated by inferring the description below.
- 22 to 24 describe the case where the upper and lower portions of the body are regular polygons, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and easily calculated.
- FIG. 23 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 650 in which the number of reflection surfaces is three and the upper and lower portions of the body are in the form of an equilateral triangle.
- a laser 653 may be incident in a direction coincident with a rotation axis 651 of the rotation multi-faceted mirror 650 .
- the angle formed by the three reflection surfaces may be 60 degrees.
- the rotating multi-sided mirror 650 is slightly rotated clockwise and positioned, the laser is reflected upward on the drawing, and the rotating multi-sided mirror is slightly rotated counterclockwise. The laser may be reflected to a lower part on the drawing. Therefore, by calculating the path of the reflected laser with reference to FIG. 23, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be found.
- the reflected laser when reflected through the first reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 650, the reflected laser may be reflected upward at an angle of 120 degrees with the incident laser 653.
- the reflected laser beam when reflected through the third reflective surface of the rotating multi-faceted mirror, the reflected laser beam may be reflected downward at an angle of 120 degrees with respect to the incident laser beam.
- the maximum viewing angle of the rotational multi-faceted mirror may be 240 degrees.
- 24 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and upper and lower portions of the body are square.
- a laser 663 may be incident in a direction coincident with a rotational axis 661 of the rotating multi-faceted mirror 660 .
- the angle formed by the four reflective surfaces may be 90 degrees.
- the rotating multi-sided mirror 660 rotates slightly clockwise and is positioned, the laser is reflected upward on the drawing, and the rotating multi-sided mirror 660 rotates slightly counterclockwise to position In this case, the laser may be reflected to the lower part on the drawing. Therefore, by calculating the path of the reflected laser with reference to FIG. 24 , the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 660 can be found.
- the reflected laser when reflected through the first reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser may be reflected upward at an angle of 90 degrees to the incident laser 663.
- the reflected laser beam when reflected through the fourth reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 660, the reflected laser beam may be reflected downward at an angle of 90 degrees with the incident laser beam 663.
- the maximum viewing angle of the rotating multi-sided 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 reflection surfaces is five and upper and lower portions of the body are in the shape of a regular pentagon.
- a laser 673 may be incident in a direction coincident with a rotational axis 671 of the rotating multi-faceted mirror 670 .
- the angle formed by the five reflection surfaces may be 108 degrees.
- the rotating multi-sided mirror 670 rotates clockwise slightly and is positioned, the laser is reflected upward on the drawing, and the rotating multi-sided mirror 670 rotates slightly counterclockwise to When positioned, the laser can be reflected to the lower part on the drawing. Therefore, by calculating the path of the reflected laser with reference to FIG. 24, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be found.
- the reflected laser when reflected through the first reflection surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected upward at an angle of 72 degrees with the incident laser 673. In addition, when reflected through the 5th reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 670, the reflected laser may be reflected downwardly with 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 viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value. Also, at this time, the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.
- the rotating multi-sided mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the LIDAR device, and reflect the object on the scan area. It can be used to receive the laser beam to the detector unit.
- each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scanning area of the LIDAR device will be referred to as an irradiation portion.
- a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving laser reflected from an object existing on the scan area into the detector unit will be referred to as a light receiving portion.
- 26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
- the laser emitted from the laser output unit 100 may have a dot-shaped irradiation area and may be incident on the reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 700 .
- the laser emitted from the laser output unit 100 may have a line or planar irradiation area.
- the irradiation part 720 of the rotating multi-sided mirror 700 determines the point where the emitted laser meets the rotating multi-sided mirror. It may be in the form of lines connected in the direction of rotation of the multi-sided mirror. Therefore, in this case, the irradiation part 720 of the rotational multi-faceted mirror 700 may be positioned in a line form in a direction perpendicular to the rotational axis 710 of the rotational multi-faceted mirror 700 on each reflection surface.
- the laser irradiated from the irradiation part 720 of the rotating multi-sided mirror 700 and irradiated to the scan area 510 of the lidar device 1000 is directed to the target object existing on the scan area 510 (500) , and the laser 735 reflected from the object 500 may be reflected in a greater range than the irradiated laser 725. Therefore, the laser 735 reflected from the object 500 is parallel to the irradiated laser beam and can be received by the LIDAR device 1000 in a wider range.
- the laser 735 reflected from the target object 500 may be transmitted larger than the size of the reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 700 .
- the light-receiving part 730 of the rotating multi-sided mirror 700 is a part for receiving the laser 735 reflected from the object 500 to the detector unit 300, and the reflective surface of the rotating multi-sided mirror 700 It may be a part of the reflective surface smaller than the size.
- the rotating multi-sided mirror 700 Among the reflective surfaces of the light-receiving portion 730, a portion that reflects light so as to be transmitted toward the detector unit 300 may be a light-receiving portion 730. Therefore, the light-receiving portion 730 of the rotating multi-sided mirror 700 may be a portion obtained by extending a portion of the reflective surface that is reflected so as to be transmitted toward the detector unit 300 in the direction of rotation of the rotating multi-sided mirror 700. there is.
- the light receiving portion 730 of the rotating multi-faceted mirror 700 is transmitted toward the condensing lens among the reflective surfaces.
- the reflective portion may be a portion extending in the direction of rotation of the rotating multi-faceted mirror 700 .
- the irradiation part 720 and the light receiving part 730 of the rotating multi-sided mirror 700 are described as being spaced apart, but the irradiating part 720 and the light receiving part 730 of the rotating multi-faceted mirror 1550 A part of silver may overlap, and the irradiation part 720 may be included in the light receiving part 730.
- the steering component 230 may include, but is not limited to, an optical phased array (OPA) in order to change the phase of the emitted laser and thereby change the irradiation direction.
- OPA optical phased array
- a lidar device may include an optic unit for directing a laser beam emitted from a laser output unit to an object.
- the optic unit may include a Beam Collimation and Steering Component (BCSC) for collimating and steering a laser beam emitted from the laser output unit.
- 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.
- an 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 serve to collimate the beam emitted from the laser output unit 100, and the steering component 230 collimates the beam emitted from the collimation component 210. It can play a role of steering the mapped beam. As a result, a laser beam emitted from the optic unit may be directed in a predetermined direction.
- the collimation component 210 may be a micro lens or a metasurface.
- an optical array may be disposed on one side of the substrate or an optical array may be disposed on both sides of the substrate.
- the laser beam may be collimated by a nanopattern formed by a plurality of nanocolumns included in the metasurface.
- the steering component 230 may be a micro lens, a micro prism, or a metasurface.
- an optical array may be disposed on one side of the substrate or an optical array may be disposed on both sides of the substrate.
- steering may be performed by an angle of the microprism.
- a laser beam may be steered by a nanopattern formed by a plurality of nanocolumns included in the metasurface.
- the optic unit when the optic unit includes a plurality of components, correct arrangement between the plurality of components may be required. At this time, the collimation component and the steering component may be correctly arranged through an alignment mark.
- a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component may be correctly arranged through an alignment mark.
- the VCSEL array and collimation component can be correctly placed.
- the collimation component and the steering component may be correctly arranged by inserting an alignment mark between the collimation components or at an edge portion of the collimation components.
- FIG. 28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
- an optical unit may include one single component.
- a meta component 270 may be included.
- 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, one meta surface collimates the laser beam emitted from the laser output unit 100, and the other meta surface collimates the collimated laser beam. can be steered. It will be specifically described in FIG. 29 below.
- the meta component 270 may collimate and steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 by including one metasurface. It will be specifically described in FIG. 24 below.
- 29 is a diagram for explaining a meta component according to an embodiment.
- a meta component 270 may include a plurality of meta surfaces 271 and 273.
- a first metasurface 271 and a second metasurface 273 may be included.
- the first metasurface 271 may be disposed in a direction in which a laser beam is emitted from the laser output unit 100 .
- the first metasurface 271 may include a plurality of nanocolumns.
- the first metasurface may form a nanopattern by a plurality of nanocolumns.
- the first metasurface 271 may collimate the laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopattern.
- the second metasurface 273 may be disposed in a direction in which a laser beam is output from the first metasurface 271 .
- the second metasurface 273 may include a plurality of nanocolumns.
- the second metasurface 273 may form a nanopattern by a plurality of nanocolumns.
- the second metasurface 273 may steer a laser beam emitted from the laser output unit 100 by the formed nanopattern. For example, as shown in FIG. 24 , a laser beam may be steered in a specific direction according to an increase/decrease rate of the width W of a plurality of nanocolumns.
- the laser beam may be steered in a specific direction according to the spacing P, the height H, and the number per unit length of the plurality of nanocolumns.
- FIG. 30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
- a meta component 270 may include one meta surface 274.
- the metasurface 275 may include a plurality of nanocolumns on both sides.
- the metasurface 275 may include a first set of nanopillars 276 on a first surface and a second set of nanopillars 278 on a second surface.
- the metasurface 275 may be steered after collimating a laser beam emitted from the laser output unit 100 by means of a plurality of nano-columns forming respective nano-patterns on both sides.
- the first nanopillar set 276 disposed on one side of the metasurface 275 may form a nanopattern.
- a laser beam emitted from the laser output unit 100 may be collimated by the nanopattern formed by the first nanopillar set 276 .
- the second nanopillar set 278 disposed on the other side of the metasurface 275 may form a nanopattern.
- a laser beam passing through the first nanopillar 276 may be steered in a specific direction by the nanopattern formed by the second set of nanopillars 278 .
- FIG. 31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
- the detector unit 300 may include a SPAD array 750.
- 31 shows 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 arranged in a matrix structure, but are not limited thereto and may be arranged in a circular, elliptical, or honeycomb structure.
- the SPAD array 750 When a laser beam is incident on the SPAD array 750, photons can be detected by an avalanche phenomenon. According to one embodiment, the result by the SPAD array 750 may be accumulated in the form of a histogram.
- 32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
- the SPAD 751 may detect photons.
- signals 766 and 767 may be generated.
- recovery time may be required until it returns to a state in which photons can be detected again. If the recovery time does not pass after the SPAD 751 detects the photon, even if the photon is incident on the SPAD 751 at this time, the SPAD 751 cannot detect the photon. Therefore, the resolution of SPAD 751 can 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 certain period of cycle. For example, the SPAD 751 may detect photons several times during a cycle according to the time resolution of the 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 an object and other photons. For example, the SPAD 751 may generate a signal 767 when detecting a photon reflected from an object.
- the SPAD 751 may generate a signal 766 when detecting a photon other than a photon reflected from an object.
- photons other than the photon reflected from the object may include sunlight, a laser beam reflected from a window, and the like.
- the SPAD 751 may detect photons during a predetermined time cycle after outputting a laser beam from a laser output unit.
- the SPAD 751 may detect photons during a first cycle after outputting a first laser beam from a laser output unit. In this case, the SPAD 751 may generate a first detecting signal 761 after detecting photons.
- the SPAD 751 may output a second laser beam from the laser output unit and then detect photons during the second cycle. In this case, the SPAD 751 may generate a second detecting signal 762 after detecting photons.
- the SPAD 751 may output a third laser beam from the laser output unit and then detect photons during the third cycle. In this case, the SPAD 751 may generate a third detecting signal 763 after detecting photons.
- the SPAD 751 may output the Nth laser beam from the laser output unit and then detect photons during the Nth cycle. At this time, the SPAD 751 may generate an Nth detecting signal 764 after detecting photons.
- the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, the third detecting signal 763, and the Nth detecting signal 764 include a signal 767 by photons reflected from the object or A signal 766 by photons other than 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 can 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.
- a histogram may have a plurality of histogram bins.
- Signals by the SPAD 751 may be accumulated in the form of a histogram corresponding to each histogram bin.
- the histogram may be formed by accumulating signals by one SPAD 751 or by accumulating signals by a plurality of SPADs 751 .
- the histogram 765 may be created by accumulating the first detecting signal 761, the second detecting signal 762, the third detecting signal 763, and the Nth detecting signal 764.
- the histogram 765 may include a signal by photons reflected from the object or a signal by other photons.
- a signal generated by photons reflected from the object may be more quantitative and more regular than a signal generated by other photons.
- a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time.
- signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
- a signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- a signal having the highest value in the histogram 765 may be simply extracted as a signal generated by a photon reflected from an object.
- signals of a predetermined amount 768 or more in the histogram 765 may be extracted as signals by photons reflected from the object.
- distance information of the object may be calculated based on a generation time of the corresponding signal or a reception time of the photon.
- a 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.
- signals extracted from a plurality of histograms may be weighted and calculated as a signal at one scan point. At this time, the weight may be determined by the distance between the SPADs.
- the signal at the first scan point has a weight of 0.8 for the signal of the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal of the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal of the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal of the fourth SPAD. It can be calculated by giving the signal a weight of 0.2.
- the laser output unit may output a laser beam addressably.
- 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 big cell unit in the first row and column 1 once, then outputs the laser beam of the big cell unit in the 1st row and column 3 once, and then outputs the laser beam of the big cell unit in the 2nd row and 4th column once.
- 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 row C and column D M times.
- the SPAD array may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
- the laser beam reflected from the object by the SPAD unit in one row and column 1 corresponding to the first row and column 1 can be received up to N times.
- the M number of big cell units can be operated N times at once.
- M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
- the detector unit 300 may include a SiPM 780.
- the SiPM 780 may include a plurality of microcells 781 and a plurality of microcell units 782 .
- a microcell can be a SPAD.
- the microcell unit 782 may be a SPAD array that is a set of a plurality of SPADs.
- the SiPM 780 may include a plurality of microcell units 782 .
- 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, or 64X64 matrix.
- the microcell units 782 may be arranged in a matrix structure, but are not limited thereto and may be arranged in a circular, elliptical, or honeycomb structure.
- results obtained by the SiPM 780 may be accumulated in the form of a histogram.
- the histogram by the SPAD 751 may be accumulated with N detecting signals formed by one SPAD 751 receiving N laser beams.
- the histogram by the SPAD 751 may be an accumulation of X*Y detection signals formed by X number of SPADs 751 receiving laser beam Y.
- the histogram by the SiPM 780 may be formed by accumulating signals from one microcell unit 782 or by accumulating signals from a plurality of microcell units 782.
- one microcell unit 782 may form a histogram by outputting laser beam 1 from the laser output unit and then detecting photons reflected from the object.
- a histogram by the SiPM 780 may be formed by accumulating signals 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 form a histogram by detecting photons reflected from the object after outputting a laser beam once from the laser output unit.
- a histogram by the SiPM 780 may be formed by accumulating signals 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 N laser beam output from 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 by the SPAD 751 may take longer to accumulate than the histogram by the SiPM 780.
- the histogram by the SiPM 780 has the advantage of being able to quickly form a histogram with only one laser beam output.
- SiPM 34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
- 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 until it returns to a state in which photons can be detected again. If the recovery time does not pass after the microcell unit 782 detects the photon, even if the photon is incident on the microcell unit 782 at this time, the microcell unit 782 cannot detect the photon. 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 certain period of cycle. For example, the microcell unit 782 may detect photons multiple times during a cycle depending on the time resolution of the microcell unit 782 . At this time, 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, the microcell unit 782 may generate a signal 787 when detecting a photon reflected from an object.
- the microcell unit 782 may generate a signal 788 when detecting a photon other than a photon reflected from an object.
- photons other than the photon reflected from the object may include sunlight, a laser beam reflected from a window, and the like.
- the microcell unit 782 may detect photons during a predetermined time cycle after outputting a laser beam from the laser output unit.
- the first microcell 783 included in the microcell unit 782 may output a laser beam from the laser output unit and then detect photons during the first cycle.
- the first microcell 783 may generate a first detecting signal 791 after detecting photons.
- the second microcell 784 included in the microcell unit 782 may output a laser beam from the laser output unit and then detect photons during the first cycle.
- the second microcell 784 may generate a first detecting signal 792 after detecting photons.
- the third microcell 785 included in the microcell unit 782 may output a laser beam from the laser output unit and then detect photons during the first cycle.
- the third microcell 785 may generate a third detecting signal 793 after detecting photons.
- the Nth microcell 786 included in the microcell unit 782 may output a laser beam from the laser output unit and then detect photons during the first cycle.
- the Nth microcell 786 may generate an Nth detecting signal 794 after detecting photons.
- the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, the third detecting signal 793, and the Nth detecting signal 794 include a signal 787 by photons reflected from the object or A signal 788 by photons other than 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 can be 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, etc.
- Signals by microcells can be accumulated in the form of a histogram.
- a histogram can have multiple histogram bins.
- Signals by the microcells may be accumulated in the form of a histogram corresponding to each histogram bin.
- the histogram may be formed by accumulating signals from one microcell unit 782 or by accumulating signals from a plurality of microcell units 782 .
- the histogram 795 may be created by accumulating the first detecting signal 791, the second detecting signal 792, the third detecting signal 793, and the Nth detecting signal 794.
- the histogram 795 may include a signal by photons reflected from the object or a signal by other photons.
- a signal generated by photons reflected from the object may be more quantitative and more regular than a signal generated by other photons.
- a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time.
- signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
- a signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated histogram 795 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
- a signal having the highest value in the histogram 795 may be simply extracted as a signal by a photon reflected from an object.
- signals of a predetermined amount 797 or more in the histogram 795 may be extracted as signals by photons reflected from the object.
- distance information of the object may be calculated based on a generation time of the corresponding signal or a reception time of the photon.
- the laser output unit may output a laser beam addressably.
- 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 big cell unit in the first row and column 1 once, then outputs the laser beam of the big cell unit in the 1st row and column 3 once, and then outputs the laser beam of the big cell unit in the 2nd row and 4th column once.
- 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 row C and column D M times.
- the SiPM may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
- the microcell unit in one row and column 1 corresponding to the first row and column 1 outputs the reflected laser beam to the target object.
- the beam can be received up to N times.
- the M vixel units may be operated N times at once.
- M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
- Lidar can be implemented in several ways.
- LiDAR may have a flash method and a scanning method.
- the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam. Since the flash method collects distance information of an object by illuminating a single laser pulse to the FOV, the resolution of the flash method lidar may be determined by the detector unit or the receiver unit.
- the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction. Since the scanning method uses a scanner or steering unit to illuminate the FOV with a laser beam, the resolution of the scanning lidar can be determined by the scanner or steering unit.
- lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method.
- a combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method.
- the mixed method of the flash method and the 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 quasi-flash type lidar that is not a complete flash type lidar.
- one unit of the laser output unit and one unit of the receiver may be a flash type LiDAR, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the receiver are gathered, and a semi-flash type lidar is not a complete flash type lidar. it can be
- a laser beam output from a laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may pass through a steering unit, it may be a quasi-flash type lidar rather than a complete flash type lidar.
- the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar can overcome the disadvantages of the flash type lidar.
- a flash-type lidar may be vulnerable to interference between laser beams, and a strong flash is required to detect an object, and the detection range cannot be limited.
- the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar allows laser beams to pass through a steering unit to overcome an interference phenomenon between laser beams, and to control each laser output unit, so that the detection range can be controlled. and may not require a strong flash.
- 35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
- a semi-flash lidar 800 may include a laser output unit 810, a Beam Collimation & Steering Component (BCSC) 820, a scanning unit 830, and a receiving unit 840.
- 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 collimated by the steering component 230 of the BCSC 820. ) can be steered through.
- a laser beam output from a first big cell 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.
- a laser beam output from a second big cell unit included in the laser output unit 810 may be collimated by a second collimation component and steered in a second direction by a 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 type 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 may have directionality by means of the BCSC.
- the semi-flash lidar 800 may include a scanning unit 830 .
- the scanning unit 830 may include the optical unit 200 .
- the scanning unit 830 may include a mirror that reflects a laser beam.
- the scanning unit 830 may include a flat mirror, a multi-sided mirror, a resonant mirror, a MEMS mirror, and a galvano mirror. Also, for example, the scanning unit 830 may include a multi-sided mirror that rotates 360 degrees along one axis and a nodding mirror that repeatedly drives within a preset range along one axis.
- a semi-flash type lidar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method that acquires an entire image at once by spreading a single pulse, a semi-flash type lidar may scan an image of an object by a scanning unit.
- a target object may be randomly scanned by laser output from a laser output unit of a semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash lidar can intensively scan only a desired region of interest among the entire FOV.
- the semi-flash lidar 800 may include a receiver 840.
- the receiver 840 may include the detector unit 300 .
- the receiver 840 may be the SPAD array 750 .
- the receiver 840 may be the SiPM 780.
- the receiver 850 may include various sensor elements.
- the receiver 840 may include a PN photodiode, phototransistor, PIN photodiode, APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS, or CCD, but is not limited thereto.
- the receiver 840 may build a histogram. For example, the receiver 840 may detect a light receiving time point of a laser beam reflected from the target object 850 and received light using the histogram.
- the receiver 840 may include one or more optical elements.
- the receiver 840 may include an aperture, a micro lens, a converging lens, or a diffuser, but is not limited thereto.
- the receiver 840 may include one or more optical filters.
- the receiver 840 may receive the laser reflected from the object through an optical filter.
- the receiver 840 may include a band pass filter, a dichroic filter, a guided-mode resonance filter, a polarizer, a wedge filter, and the like, but is not limited thereto.
- the semi-flash type lidar 800 may have a constant light path between components.
- light output from the laser output unit 810 may be incident to the scanning unit 830 via the BCSC 820 .
- light incident to the scanning unit 830 may be reflected and incident to the target object 850 .
- light incident on the object 850 may be reflected and then incident on the scanning unit 830 again.
- light incident on the scanning unit 830 may be reflected and received by the receiving unit 840 .
- a lens for increasing light transmission/reception efficiency may be additionally inserted into the above optical path.
- 36 is a diagram for explaining the 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 receiver 840.
- the laser output unit 810 may include a big cell array 811 . Although only one column of big cell array 811 is shown in FIG. 36, it 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 . At this time, 25 big cell units 812 may be arranged in one row, but 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 are not limited thereto.
- the scanning unit 830 may receive a laser beam output from the laser output unit 810 . At this time, the scanning unit 830 may reflect the laser beam toward the target object. Also, the scanning unit 830 may receive a laser beam reflected from an object. In this case, the scanning unit 830 may transfer the laser beam reflected from the object to the receiving unit 840 .
- an area that reflects the laser beam toward the object and an area that receives the laser beam reflected from the object may be the same or different.
- an area for reflecting a laser beam toward an object and an area for receiving a laser beam reflected from the object may be on the same reflection surface.
- the areas may be divided vertically 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 that reflects a laser beam toward an object may be a first reflective surface of the scanning unit 830, and an area that receives a laser beam reflected from an 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 target object.
- the lidar device may scan the object in 3D due to rotation or scanning of the scanning unit 830 .
- the receiver 840 may include a SPAD array 841 .
- 36 shows only one row of SPAD arrays 841, but 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 12 X 12 SPAD pixels 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 .
- 25 SPAD units 842 may be arranged in one row, but is not limited thereto.
- the arrangement of the SPAD units 842 may correspond to the arrangement of the big cell units 812 .
- the SPAD unit 842 may have an 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 individual SPAD pixels 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 each SPAD pixel 847 are 0.1 degree, if the SPAD unit 842 includes N X M SPAD pixels 847, the SPAD unit 842 The horizontal FOV 843 may be 0.1*N, and the vertical FOV 844 may be 0.1*M.
- the horizontal FOV 843 and the vertical FOV 844 of the SPAD unit 842 are 1.2 degrees and the SPAD unit 842 includes 12 X 12 SPAD pixels 847, individual SPAD pixels
- the horizontal FOV 845 and vertical FOV 846 of (847) may be 0.1 degrees (1.2/12).
- the receiver 840 may include the SiPM array 841. Although only one row of SiPM arrays 841 are 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 12 X 12 microcells 847 .
- the SiPM array 841 may include 25 microcell units 842 .
- 25 microcell units 842 may be arranged in one row, but is not limited thereto.
- the arrangement of the micro cell units 842 may correspond to the arrangement of the big cell units 812 .
- the microcell unit 842 may have an FOV capable of receiving light.
- 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 an individual microcell 847 included in the microcell unit 842 may be determined by the FOV of the microcell unit 842 .
- the microcell unit 842 when the horizontal FOV 845 and the vertical FOV 846 of each microcell 847 are 0.1 degrees, if the microcell unit 842 includes N X M microcells 847, the microcell unit 842 The horizontal FOV 843 of ) may be 0.1 * N, and the vertical FOV 844 may be 0.1 * M.
- the horizontal FOV 843 and the vertical FOV 844 of the microcell unit 842 are 1.2 degrees and the microcell unit 842 includes 12 X 12 microcells 847, individual The horizontal FOV 845 and vertical FOV 846 of the microcell 847 may be 0.1 degrees (1.2/12).
- one big cell unit 812 may correspond to a plurality of SPAD units or micro cell units 842 .
- the laser beam output from the big cell unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and is reflected by the SPAD unit or micro cell unit 842 in one row and one column and one row and two columns. ) can be received.
- a plurality of vixel units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond.
- the laser beam output from the big cell unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and be received by the SPAD unit or micro cell unit 842 in one row and one column. there is.
- the big cell unit 812 of the laser output unit 810 and the SPAD unit or micro cell unit 842 of the receiver 840 may correspond.
- the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the big cell unit 812 may be the same as the horizontal FOV 845 and vertical FOV 846 of the SPAD unit or micro cell unit 842 .
- the laser beam output from the big cell unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and be received by the SPAD unit or micro cell unit 842 in one row and one column. there is.
- the laser beam output from the big cell unit 812 in row N and column M is reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and received by the SPAD unit or micro cell unit 842 in row N and column M.
- the laser beam output from the vixel unit 812 in row N and column M and reflected by the scanning unit 830 and the object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 842 in row N and column M, and
- the device 800 may have resolution by means of a SPAD unit or microcell unit 842 .
- the FOV to be irradiated by the big cell unit 812 is divided into N X M areas to determine the distance information of the object.
- one big cell unit 812 may correspond to a plurality of SPAD units or micro cell units 842 .
- the laser beam output from the big cell unit 812 in one row and one column is reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and is reflected by the SPAD unit or micro cell unit 842 in one row and one column and one row and two columns. ) can be received.
- a plurality of vixel units 812 and one SPAD unit or microcell unit 842 may correspond.
- the laser beam output from the big cell unit 812 in one row and one column may be reflected by the scanning unit 830 and the target object 850 and be received by the SPAD unit or micro cell unit 842 in one row and one column. there is.
- the plurality of big cell units 812 included in the laser output unit 810 may operate according to a predetermined sequence or may operate randomly.
- the SPAD unit or the micro cell unit 842 of the receiver 840 may also operate corresponding to the operation of the big cell unit 812 .
- the third row big cell unit can 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.
- 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 units of the big cell array 811 may operate randomly.
- the SPAD unit or microcell unit 842 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operating big cell unit 812 may operate.
- FIG. 37 is a diagram for explaining 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 receiver 940.
- the semi-flash lidar 900 may include a laser output unit 910 .
- a description of the laser output unit 910 may be duplicated with that of the laser output unit 810 of FIG. 35 , and thus a detailed description thereof will be omitted.
- the semi-flash lidar 900 may include a BCSC 920.
- a description of the BCSC 920 may be duplicated with that of the BCSC 820 of FIG. 35, so a detailed description thereof will be omitted.
- the semi-flash lidar 900 may include a receiver 940.
- a description of the receiving unit 940 may be duplicated with that of the receiving unit 840 of FIG. 35, so a detailed description thereof will be omitted.
- the semi-flash type lidar 900 may have a constant light path between components.
- light output from the laser output unit 910 may be incident to the target object 950 via the BCSC 920 .
- light incident on the object 950 may be reflected and received by the receiver 940 .
- a lens for increasing light transmission/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 partially output a laser beam to a region of interest by an addressable operation.
- the BCSC 920 may include a collimation component and a steering component to provide a specific directionality to the laser beam to irradiate the laser beam to a desired region of interest.
- the light path of the semi-flash lidar 900 of FIG. 37 can be simplified.
- simplifying the light path light loss during light reception can be minimized, and the possibility of crosstalk can be reduced.
- 38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flesh lidar according to another embodiment.
- a semi-flash lidar 900 may include a laser output unit 910 and a receiver 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 in 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 spread angle 915 and a vertical spread 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 receiver 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 12 X 12 SPAD pixels 947.
- the SPAD array 941 may include 1250 SPAD units 944 in a 50 X 25 matrix structure.
- the arrangement of the SPAD units 944 may correspond to the arrangement of the big cell units 914 .
- the SPAD unit 944 may have an FOV capable of receiving light.
- SPAD unit 944 can have horizontal FOV 945 and 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 individual SPAD pixels 947 included in the SPAD unit 944 may be determined by the FOV of the SPAD unit 944 .
- the horizontal FOV (948) and vertical FOV (949) of individual SPAD pixels (947) are 0.1 degree
- the SPAD unit 944 includes N X M SPAD pixels (947)
- the horizontal FOV 945 may be 0.1*N
- the vertical FOV 946 may be 0.1*M.
- the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the SPAD unit 944 are 1.2 degrees and the SPAD unit 944 includes 12 X 12 SPAD pixels 947, individual SPAD pixels
- the horizontal FOV 948 and vertical FOV 949 of (947) may be 0.1 degrees (1.2/12).
- the receiver 840 may include the 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 12 X 12 microcells 947 .
- the SiPM array 941 may include 1250 microcell units 944 in a 50 X 25 matrix structure.
- the arrangement of the micro cell units 944 may correspond to the arrangement of the big cell units 914 .
- the microcell unit 944 may have an FOV capable of receiving light.
- microcell unit 944 may have horizontal FOV 945 and 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 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 each microcell 947 are 0.1 degrees
- the microcell unit 944 includes N X M microcells 947, the microcell unit 944 )
- the horizontal FOV 945 may be 0.1*N
- the vertical FOV 946 may be 0.1*M.
- the horizontal FOV 945 and the vertical FOV 946 of the microcell unit 944 are 1.2 degrees and the microcell unit 944 includes 12 X 12 microcells 947, individual The horizontal FOV 948 and 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 micro cell unit 944 of the receiver 940 may correspond.
- the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the big cell unit 914 may be the same as the horizontal FOV 945 and vertical FOV 946 of the SPAD unit or micro cell 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 micro cell unit 944 in one row and one column.
- the laser beam output from the big cell unit 914 in the N row and M column may be reflected by the object 850 and received by the SPAD unit or the micro cell unit 944 in the N row and M column.
- the laser beam output from the vixel unit 914 in row N and column M and reflected by the target object 850 is received by the SPAD unit or microcell unit 944 in row N and column M, and the lidar device 900 is SPAD It may have resolution by unit or microcell unit 944.
- the big cell unit 914 divides the irradiated FOV into N X M areas to determine the distance information of the object.
- one big cell unit 914 may correspond to a plurality of SPAD units or micro cell units 944 .
- the 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 units or microcell units 944 in one row and one column and one row and two columns. .
- a plurality of vixel 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 micro cell 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 predetermined sequence or may operate randomly.
- the SPAD unit or the micro cell unit 944 of the receiver 940 may also operate corresponding to the operation of the big cell unit 914 .
- the big cell units in one row and one column of the big cell array 911 may operate.
- the big cell unit in 1 row and 5 columns may operate, and then the big cell unit in 1 row and 7 columns may operate.
- the SPAD unit or microcell unit 944 in one row and one column of the receiver 940 operates, the SPAD unit or microcell unit 944 in one row and three columns may operate. Next, the SPAD unit or microcell unit 944 in 1 row and 5 columns may operate, and then the SPAD unit or microcell unit 944 in 1 row and 7 columns may operate.
- the big cell units of the big cell array 911 may operate randomly.
- the SPAD unit or microcell unit 944 of the receiver existing at a position corresponding to the position of the randomly operating big cell unit 914 may operate.
- 39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 3000 may include a transmission module 3010 and a reception module 3020.
- the transmission module 3010 may include a laser output array 3011 and a first lens assembly 3012, but is not limited thereto.
- the laser output array 3011 may be applied with the above-described laser output unit, a redundant description thereof will be omitted.
- the laser output array 3011 may output at least one laser.
- the laser output array 3011 may output a plurality of lasers, but is not limited thereto.
- the laser output array 3011 may output at least one laser with a first wavelength.
- the laser output array 3011 may output at least one laser with a wavelength of 940 nm, or may output a plurality of lasers with a wavelength of 940 nm, but is not limited thereto.
- the first wavelength may be a wavelength range including an error range.
- the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
- the laser output array 3011 may output at least one laser at the same time.
- the laser output array 3011 outputs at least one laser at the same time, such as outputting a first laser at a first time or outputting first and second lasers at a second time. can do.
- the first lens assembly 3012 may include at least two or more lens layers.
- the first lens assembly 3012 may include at least four lens layers, but is not limited thereto.
- the first lens assembly 3012 may steer the laser output from the laser output array 3011 .
- the first lens assembly 3012 may steer the first laser output from the laser output array 3011 in a first direction, and may steer the second laser output from the laser output array 3011 in a first direction. Steering may be performed in the second direction, but is not limited thereto.
- the first lens assembly 3012 may steer the plurality of lasers to irradiate the plurality of lasers output from the laser output array 3011 at different angles within the range of (x) degrees to (y) degrees.
- the first lens assembly 3012 may steer the first laser in a first direction to irradiate the first laser output from the laser output array 3011 at (x) degree, and the laser output The second laser may be steered in the second direction to irradiate the second laser output from the array 3011 at (y) degree, but is not limited thereto.
- the receiving module 3020 may include a laser detecting array 3021 and a second lens assembly 3022, but is not limited thereto.
- the laser detecting array 3021 may be applied to the above-described detector unit and the like, so redundant description will be omitted.
- the laser detecting array 3021 may detect at least one laser.
- the laser detecting array 3021 may detect a plurality of lasers.
- the laser detecting array 3021 may include a plurality of detectors.
- the laser detecting array 3021 may include a first detector and a second detector, but is not limited thereto.
- each of the plurality of detectors included in the laser detecting array 3021 may receive a different laser.
- a first detector included in the laser detecting array 3021 may receive a first laser beam received in a first direction
- a second detector may receive a second laser beam received in a second direction. may, but is not limited thereto.
- the laser detecting array 3021 may detect at least a portion of the laser emitted from the transmission module 3010 .
- the laser detecting array 3021 may detect at least a portion of the first laser emitted from the transmission module 3010 and may detect at least a portion of the second laser, but is not limited thereto. .
- the second lens assembly 3022 may transmit the laser irradiated from the transmission module 3010 to the laser detecting array 3021 .
- the second lens assembly 3022 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 3010 is reflected from an object located in the first direction. It can be transmitted to the array 3021, and when the second laser irradiated in the second direction is reflected from an object located in the second direction, the second laser can be transmitted to the laser detecting array 3021, but is limited thereto. It doesn't work.
- the second lens assembly 3022 may distribute the laser irradiated from the transmission module 3010 to at least two or more different detectors.
- the second lens assembly 3022 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 3010 is reflected from an object located in the first direction. It can be distributed to the first detector included in the array 3021, and when the second laser irradiated in the second direction is reflected from the object located in the second direction, the second laser is transmitted to the laser detecting array 3021. It may be distributed to the second detector included in, but is not limited thereto.
- the laser output array 3011 and the laser detecting array 3021 may be matched.
- a first laser output from a first laser output device included in the laser output array 3011 may be detected by a first detector included in the laser detecting array 3021
- the laser output array A second laser output from a second laser output device included in 3011 may be detected by a second detector included in the laser detecting array 3021, but is not limited thereto.
- 40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- a receiving module 3100 may include a laser detecting array 3110 and a lens assembly 3120.
- the lens assembly 3120 may include at least two or more lens layers.
- the lens assembly 3120 includes a first lens layer 3121, a second lens layer 3122, a third lens layer 3123, and a fourth lens layer 3124. It may include, but is not limited to.
- each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
- each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
- the lens assembly 3120 may include at least two or more gap layers.
- the lens assembly 3120 may include a first gap layer 3125, a second gap layer 3126, and a third gap layer 3127, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers.
- each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
- each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers.
- the first gap layer 3125 may refer to a space or material between the first lens layer 3121 and the second lens layer 3122
- the second gap layer 3126 may refer to the first lens layer 3121 and the second lens layer 3122. It may mean a space or material between the second lens layer 3122 and the third lens layer 3123
- the third gap layer 3127 is the third lens layer 3123 and the fourth lens layer 3124 ), but may mean a space or material between, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers.
- the first gap layer 3125 may be positioned between the first lens layer 3121 and the second lens layer 3122
- the second gap layer 3126 may be the second lens layer ( 3122) and the third lens layer 3123
- the third gap layer 3127 may be located between the third lens layer 3123 and the fourth lens layer 3124, Not limited to this.
- a light ray of parallel light incident to the lens assembly 3120 may be received by the laser detecting array 3110 along each path.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil is along a first optical path.
- Light may be received by a first detector included in the laser detecting array 3110, and a second light ray R2 incident to a second part of the incident pupil is received by the first detector along a second optical path.
- the third light ray R3 incident to the third part of the incident pupil may be received by the first detector along a third optical path
- a light ray R4 may be received by the first detector along a fourth optical path
- a fifth light ray R5 incident to a fifth portion of the entrance pupil may be received by the first detector along a fifth optical path. It may receive light, but is not limited thereto.
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3120 are incident to the end surface of the first gap layer 3125 may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil of the lens assembly 3120 with respect to parallel light incident at 0 degrees is the first gap layer 3125
- the second light ray R2 incident to the second part of the entrance pupil may be incident at a second angle to the end face of the first gap layer 3125
- a third light ray R3 incident to the third portion of the incident pupil may be incident at a third angle to the cross section of the first gap layer 3125
- a fourth light incident to the fourth portion of the incident pupil The ray R4 may be incident on the end face of the first gap layer 3125 at a fourth angle
- the fifth light ray R5 incident on a fifth part of the entrance pupil may be incident on the cross section of the first gap layer 3125. It may be incident at a fifth angle to the cross section, but
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3120 are incident to the end surface of the second gap layer 3126 may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil of the lens assembly 3120 with respect to parallel light incident at 0 degrees is the second gap layer 3126
- the second light ray R2 incident to the second part of the entrance pupil may be incident at a seventh angle to the cross section of the second gap layer 3126
- a third light ray R3 incident to the third portion of the incident pupil may be incident to the cross section of the second gap layer 3126 at an eighth angle
- a fourth light incident to the fourth portion of the incident pupil A ray R4 may be incident on the cross section of the second gap layer 3126 at a ninth angle
- a fifth light ray R5 incident on a fifth portion of the incident pupil may be incident on the cross section of the second gap layer 3126. It may be incident at a 10th angle to the cross section,
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3120 are incident to the end surface of the third gap layer may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil of the lens assembly 3120 with respect to parallel light incident at 0 degrees is a cross-section of the third gap layer.
- the second light ray R2 incident to the second part of the entrance pupil may be incident to the cross section of the third gap layer at a twelfth angle
- a third light ray R3 incident as a part may be incident at a 13th angle to the cross section of the third gap layer
- a fourth light ray R4 incident as a fourth part of the incident pupil may be incident on the third gap layer.
- a fifth light ray R5 incident on the fifth portion of the entrance pupil may be incident on the cross section of the third gap layer at a 14th angle, but is not limited thereto. .
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
- an angle at which a light ray of parallel light incident to the lens assembly 3120 is incident to a cross section between the laser detecting array 3110 and the lens assembly 3120 may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil is the laser detecting array ( 3110) and the lens assembly 3120 may be incident at a 16th angle
- the second light ray R2 incident to the second part of the incident pupil may be incident on the laser detecting array 3110 and the second light ray R2.
- a third light ray R3 that may be incident at a seventeenth angle to a cross section between the lens assembly 3120 and incident to a third portion of the entrance pupil is the laser detecting array 3110 and the lens assembly 3120.
- the fourth light ray R4 incident to the fourth portion of the entrance pupil is a cross-section between the laser detecting array 3110 and the lens assembly 3120.
- the fifth light ray R5 incident to the fifth portion of the entrance pupil is a cross section between the laser detecting array 3110 and the lens assembly 3120 at a twentieth angle. It may be entered as, but is not limited thereto.
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
- first to fourth difference values may be different from each other.
- the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values
- the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
- 41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- a receiving module 3200 may include a laser detecting array 3210 and a lens assembly 3220.
- the lens assembly 3220 may include at least two or more lens layers.
- the lens assembly 3220 includes a first lens layer 3221, a second lens layer 3222, a third lens layer 3223, and a fourth lens layer 3224. It may include, but is not limited to.
- each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
- each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
- the lens assembly 3220 may include at least two or more gap layers.
- the lens assembly 3220 may include a first gap layer 3225, a second gap layer 3226, and a third gap layer 3227, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
- each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers.
- the first gap layer 3225 may refer to a space or material between the first lens layer 3221 and the second lens layer 3222
- the second gap layer 3226 may refer to the first lens layer 3221 and the second lens layer 3222. It may mean a space or material between the second lens layer 3222 and the third lens layer 3223
- the third gap layer 3227 is the third lens layer 3223 and the fourth lens layer 3224 ), but may mean a space or material between, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers.
- the first gap layer 3225 may be positioned between the first lens layer 3221 and the second lens layer 3222
- the second gap layer 3226 may be the second lens layer ( 3222) and the third lens layer 3223
- the third gap layer 3227 may be located between the third lens layer 3223 and the fourth lens layer 3224, Not limited to this.
- light rays of parallel light incident to the lens assembly 3220 may be received by the laser detecting array 3210 along each path.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil is along a first optical path.
- Light may be received by a second detector included in the laser detecting array 3210, and the second light ray R2 incident to the second part of the incident pupil is received by the second detector along a second optical path.
- the third light ray R3 incident to the third portion of the entrance pupil may be received by the second detector along a third optical path, and the fourth light ray R3 incident to the fourth portion of the entrance pupil may be received by the second detector along a third optical path.
- a light ray R4 may be received by the second detector along a fourth optical path, and a fifth light ray R5 incident to a fifth portion of the incident pupil may be received by the second detector along a fifth optical path. It may receive light, but is not limited thereto.
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3220 are incident to the end surface of the first gap layer 3225 may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil is the first gap layer 3225 ) at a first angle
- a second light ray R2 incident on a second portion of the entrance pupil may be incident at a second angle at a cross section of the first gap layer 3225
- the third light ray R3 incident to the third part of the incident pupil may be incident at a third angle to the cross section of the first gap layer 3225
- the fourth light incident to the fourth part of the incident pupil A ray R4 may be incident at a fourth angle to the cross section of the first gap layer 3225
- a fifth light ray R5 incident to a fifth portion of the incident pupil may be incident on the first gap layer 3225. It may be incident at a fifth angle to the cross section, but
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3220 are incident to the end surface of the second gap layer 3226 may be at least partially different.
- the first light ray R1 incident to the first part of the entrance pupil is the second gap layer 3226
- the second light ray R2 incident to the second part of the entrance pupil may be incident at a seventh angle to the cross section of the second gap layer 3226
- a third light ray R3 incident on the third portion of the incident pupil may be incident on the cross section of the second gap layer 3226 at an eighth angle
- a fourth light ray incident on the fourth portion of the incident pupil A ray R4 may be incident at a ninth angle to the cross section of the second gap layer 3226
- a fifth light ray R5 incident to a fifth portion of the incident pupil may be incident on the cross section of the second gap layer 3226. It may be incident at a 10th angle to
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
- angles at which light rays of parallel light incident to the lens assembly 3220 are incident to the end surface of the third gap layer 3227 may be at least partially different.
- the first light ray R1 incident to the first part of the entrance pupil is the third gap layer 3227
- the second light ray R2 incident to the second part of the entrance pupil may be incident at a 12th angle to the cross section of the third gap layer 3227
- the third light ray R3 incident to the third portion of the incident pupil may be incident at a thirteenth angle to the cross section of the third gap layer 3227
- the fourth light incident to the fourth portion of the incident pupil Ray R4 may be incident at a 14th angle to the cross section of the third gap layer 3227
- a fifth light ray R5 incident to a fifth portion of the incident pupil may be incident on the cross section of the third gap layer 3227.
- the cross section may be incident at a 15th angle
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
- an angle at which a light ray of parallel light incident to the lens assembly 3220 is incident to a cross section between the laser detecting array 3210 and the lens assembly 3220 may be at least partially different.
- a first light ray R1 incident to a first part of the entrance pupil is the laser detecting array ( 3210) and the lens assembly 3220 may be incident at a 16th angle
- the second light ray R2 incident to the second part of the incident pupil may be incident on the laser detecting array 3210 and the second light ray R2.
- a third light ray R3 that may be incident at a seventeenth angle to a cross section between the lens assemblies 3220 and incident to a third part of the entrance pupil is the laser detecting array 3210 and the lens assembly 3220 ) may be incident at an 18th angle
- the fourth light ray R4 incident to the fourth part of the entrance pupil is a cross-section between the laser detecting array 3210 and the lens assembly 3220
- the fifth light ray R5 incident to the fifth portion of the entrance pupil is a cross section between the laser detecting array 3210 and the lens assembly 3220 at a twentieth angle. It may be entered as, but is not limited thereto.
- the first portion may be a center portion of the entrance pupil
- the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction
- the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction
- the fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction
- the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
- sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
- a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
- first to fourth difference values may be different from each other.
- the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values
- the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
- FIG. 42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
- FIG. 42 is a view showing the angle of each light ray incident on the cross section of the above-described second gap layers 3126 and 3226 by way of example, and (b) of FIG. 42 is a view exemplarily showing the angle of each light ray incident to the cross section between the above-described laser detecting array and the lens assembly.
- an incident angle of a light ray of parallel light incident on a lens assembly at a predetermined angle to an end face of at least one gap layer included in the lens assembly can be known.
- the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree
- the second light ray R2 ) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees
- the third light ray R3 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees
- the fourth light ray R4 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees
- the fifth light ray R5 may be incident on the cross section of the at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees. It may enter the road, but is not limited thereto.
- angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly can be known.
- the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree, and the lens assembly may be incident at an angle of 15 degrees.
- a first light ray R1 of parallel light incident at an angle may be incident on an end surface of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 6.99 degrees, and a first light ray of parallel light incident at an angle of 30 degrees to the lens assembly.
- (R1) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 13.0 degrees, but is not limited thereto.
- the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees.
- Angles at which the fifth light rays R1 to R5 are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly may be known.
- At least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of (x) to (y) degrees are the lens assembly It can be seen that the cross section of at least one gap layer included in may be incident in the range of (a) to (b) degrees.
- At least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees is 0 degrees to the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly to 13 degrees, but is not limited thereto.
- an incident angle of a light ray of parallel light incident on the lens assembly at a predetermined angle to a cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known.
- a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 0 degree
- the second light ray R2 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees
- the third light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees
- the fourth light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees
- the light ray R4 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees
- the fifth light ray R5 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87
- a cross section between the lens assembly and the laser detecting array may mean a cross section parallel to the laser detecting array.
- angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known.
- a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degrees may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 0 degrees, and the lens assembly at an angle of 15 degrees.
- the first light ray R1 of parallel light incident to may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 1.16 degrees, and the first light ray R1 of parallel light incident to the lens assembly at an angle of 30 degrees.
- the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees. Incident angles of the fifth light rays R1 to R5 to the cross section between the lens assembly and the laser detecting array may be known.
- At least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees are 0 degrees to 30 degrees in cross section between the lens assembly and the laser detecting array. It may be incident in the range of 28.90 degrees, but is not limited thereto.
- an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be smaller than when the filter layer is positioned between the laser detecting array and the lens assembly.
- an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degree to 13 degree
- the filter layer may be the laser detecting array and lens assembly
- the angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degrees to 28.90 degrees, but is not limited thereto.
- 43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- a receiving module 3300 may include a laser detecting array 3310 and a lens assembly 3320.
- the lens assembly 3320 may include at least two or more lens layers.
- the lens assembly 3320 includes a first lens layer 3321, a second lens layer 3322, a third lens layer 3323, and a fourth lens layer 3324. It may include, but is not limited to.
- each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
- each of the lens layers may have different thicknesses, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
- the lens assembly 3320 may include at least two or more gap layers.
- the lens assembly 3320 may include a first gap layer 3325, a second gap layer 3326, and a third gap layer 3327, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers.
- each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
- each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers.
- the first gap layer 3325 may refer to a space or material between the first lens layer 3321 and the second lens layer 3322
- the second gap layer 3326 may refer to the first lens layer 3321 and the second lens layer 3322. It may mean a space or material between the second lens layer 3322 and the third lens layer 3323
- the third gap layer 3327 is the third lens layer 3323 and the fourth lens layer 3324 ), but may mean a space or material between, but is not limited thereto.
- each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers.
- the first gap layer 3325 may be positioned between the first lens layer 3321 and the second lens layer 3322
- the second gap layer 3326 may be the second lens layer ( 3322) and the third lens layer 3323
- the third gap layer 3327 may be located between the third lens layer 3323 and the fourth lens layer 3324, Not limited to this.
- the lens assembly 3320 may include at least one filter layer 3330.
- At least one filter layer 3330 may be positioned in at least one gap layer included in the lens assembly 3320 .
- the filter layer 3330 may be positioned on the second gap layer 3326 included in the lens assembly 3320, but is not limited thereto.
- At least one filter layer 3330 may be positioned in a gap layer having a small difference in incident angles of light rays of parallel lights incident to the lens assembly 3320 in the viewing angle range.
- At least one of the filter layers 3330 is a cross-section of light rays of parallel lights incident to the lens assembly 3320 in the viewing angle range among the first to third gap layers 3325 to 3327.
- the maximum and minimum angles of incidence may be located in the second gap layer 3326 having the smallest cross section, but are not limited thereto.
- the distribution of angles at which light rays of parallel light incident on the lens assembly 3320 at different angles in the viewing angle range are incident on the end faces of the first to third gap layers 3325 to 3327 are respectively It may be different for each gap layer.
- a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly 3320 at different angles in the range of (x) degrees to (y) degrees form the cross-section of the first gap layer 3325. is incident at (a) to (b) degrees, incident at (c) to (d) degrees to the cross section of the second gap layer 3326, and (e) to (e) to (d) degrees to the cross section of the third gap layer 3327 (f) may enter the road.
- the difference between (c) and (d) may be smaller than the difference between (a) and (b), and may be smaller than the difference between (e) and (f), but is not limited thereto.
- At least one filter layer 3330 may be positioned on the second gap layer 3326 as shown in FIG. 43, has a first center wavelength for light incident at (0) degrees, and has the (d ) may be designed as a band pass filter having a second central wavelength for incident light.
- At least one filter layer 3330 may be designed as a band pass filter having a third central wavelength for light incident at the degree (f).
- a filter layer may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
- the filter layer may have a bandwidth that transmits at least a portion of the light incident to the filter layer, and the bandwidth may be understood as a full width half max, but is not limited thereto. It can be commonly understood as the bandwidth of a band pass filter for light.
- the center wavelength of the filter layer for light incident to the filter layer may be understood as a center wavelength between wavelengths having a transmittance of 50% of the maximum transmittance, but is not limited thereto, and is typically a center wavelength of a band pass filter for light.
- a center wavelength between wavelengths having a transmittance of 50% of the maximum transmittance but is not limited thereto, and is typically a center wavelength of a band pass filter for light.
- the central wavelength of the filter layer may be changed according to the angle of light incident on the filter layer.
- a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident to the filter layer at (a) degree, the filter layer
- the center wavelength of may be the second center wavelength, but is not limited thereto.
- the first central wavelength may be a higher wavelength than the second central wavelength.
- the filter layer when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in a viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located.
- the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength, but is not limited thereto.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located.
- the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located.
- the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
- the filter layer when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the narrower the angle distribution of the plurality of light rays incident on the cross section of the gap layer where the filter layer is located, the bandwidth of the filter layer ) can be narrowly designed.
- the angle distribution of the plurality of light rays is a difference between a minimum angle and a maximum angle at which at least some of the light rays included in the plurality of light rays are incident on the cross section of the gap layer.
- the bandwidth of the filter layer is designed to be narrow, it is possible to reduce noise caused by external light other than laser output from a LiDAR device including the above-described lens assembly.
- 45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
- a filter layer may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
- a central wavelength of the filter layer may be changed according to an angle of light incident on the filter layer.
- a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident at (a) degree to the filter layer, the filter layer may have a first center wavelength.
- the center wavelength of may be a second center wavelength, and the center wavelength of the filter layer for light incident at (b) degree to the filter layer may be a third center wavelength, but is not limited thereto.
- the first central wavelength may be a wavelength higher than the second central wavelength
- the second central wavelength may be a wavelength higher than the third central wavelength
- the filter layer when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located.
- the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located.
- the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
- the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located.
- the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
- a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located.
- the bandwidth of the filter layer may be designed to be less than or equal to the difference between the first center wavelength and the third center wavelength, but is not limited thereto.
- the filter layer may be designed such that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not overlap, but is not limited thereto.
- the filter layer may be designed so that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not share at least one wavelength band, but is not limited thereto.
- 46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
- a receiving module 3400 may include a laser detecting array 3410 and a lens assembly 3420.
- the lens assembly 3420 may include at least two lens layers and at least one filter layer.
- the lens assembly 3420 includes a first lens layer 3421, a second lens layer 3422, a third lens layer 3423, and a fourth lens layer ( 3424) and a filter layer 3430, but are not limited thereto.
- the filter layer 3430 may be positioned between the first to fourth lens layers 3421 to 3424 .
- the filter layer 3430 may be positioned between the second lens layer 3422 and the third lens layer 3423, but is not limited thereto.
- the lens assembly 3420 may include at least two lens layers and at least one filter layer integrally formed, but is not limited thereto.
- the lens assembly 3420 may be designed to reduce noise caused by external light while distributing a plurality of parallel lights incident to the lens assembly 3420 at different angles in the viewing angle range to different detectors.
- the lens assembly 3420 transmits parallel light incident to the lens assembly 3420 at 0 degree to the first detector 3411 included in the laser detecting array 3410.
- the parallel light incident at 30 degrees to the lens assembly 3420 can be distributed to the second detector 3412 included in the laser detecting array 3410, Not limited to this.
- a plurality of light rays of parallel light incident on the lens assembly 3420 at 0 degrees are located at the filter layer 3430.
- the angle incident on the cross section of the second gap layer 3426 is (a) to (b) degrees
- the wavelength band other than the transmission band of the filter layer 3430 corresponding to the (a) to (b) degrees Light may be blocked, but is not limited thereto.
- the lens assembly 3420 has a plurality of light rays of parallel light incident at 30 degrees to the lens assembly 3420, where the filter layer 3430 is located.
- the angle incident on the cross section of the second gap layer 3426 is (c) to (d) degrees
- the wavelength band other than the transmission band of the filter layer 3430 corresponding to the (c) to (d) degrees Light may be blocked, but is not limited thereto.
- the lens assembly 3420 is incident on the lens assembly 3420 at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees. It may be designed to distribute a plurality of parallel lights to different detectors but reduce noise caused by external light, but is not limited thereto.
- the lens assembly 3420 distributes the parallel light incident on the lens assembly 3420 at 0 degree to the first detector, but the (a) to ( It is possible to block noise in a wavelength band other than the transmission band of the filter layer 3430 corresponding to FIG. b), and distribute parallel light incident at 30 degrees to the lens assembly 3420 to the second detector, but also in (c) Noise in a wavelength band other than the transmission band of the filter layer 3430 corresponding to (d) may be blocked, but is not limited thereto.
- FIG. 48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 3500 may include a transmission module 3600 and a reception module 3700.
- the transmission module 3600 may include a laser output array 3610 and a first lens assembly 3620, but is not limited thereto.
- the laser output array 3610 may output one or more lasers.
- the laser output array 3610 may output a plurality of lasers, but is not limited thereto.
- the laser output array 3610 may output one or more lasers with a first wavelength.
- the laser output array 3610 may output at least one laser with a wavelength of 940 nm, or may output a plurality of lasers with a wavelength of 940 nm, but is not limited thereto.
- the first wavelength may be a wavelength range including an error range.
- the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
- the first lens assembly 3620 may include at least two or more lens layers.
- the first lens assembly 3620 includes a first lens layer 3621, a second lens layer 3622, a third lens layer 3623, and a fourth lens layer ( 3624), but is not limited thereto.
- the first lens assembly 3620 may steer the laser output from the laser output array 3610 .
- the first lens assembly 3620 may steer the first laser output from the laser output array 3610 in a first direction, and may steer the second laser output from the laser output array 3610 in a first direction. Steering may be performed in the second direction, but is not limited thereto.
- the first lens assembly 3620 may steer the plurality of lasers to irradiate the plurality of lasers output from the laser output array 3610 at different angles within the range of (x) degrees to (y) degrees.
- the first lens assembly 3620 may steer the first laser in a first direction to irradiate the first laser output from the laser output array 3610 at (x) degree
- the second laser may be steered in the second direction to irradiate the second laser output from the output array 3610 at (y) degree, but is not limited thereto.
- the receiving module 3700 may include a laser detecting array 3710 and a second lens assembly 3720, but is not limited thereto.
- the laser detecting array 3710 may be applied with the above-described detector unit, so duplicate descriptions will be omitted.
- the laser detecting array 3710 may detect at least one laser.
- the laser detecting array 3710 may detect a plurality of lasers.
- the laser detecting array 3710 may include a plurality of detectors.
- the laser detecting array 3710 may include a first detector and a second detector, but is not limited thereto.
- each of the plurality of detectors included in the laser detecting array 3710 may receive a different laser.
- a first detector included in the laser detecting array 3710 may receive a first laser beam received in a first direction
- a second detector may receive a second laser beam received in a second direction. may, but is not limited thereto.
- the second lens assembly 3720 may include at least two or more lens layers.
- the second lens assembly 3720 includes a fifth lens layer 3721, a sixth lens layer 3722, a seventh lens layer 3723, and an eighth lens layer 3724. ), but is not limited thereto.
- the second lens assembly 3720 may include at least two or more gap layers.
- the second lens assembly 3720 may include a first gap layer 3725, a second gap layer 3726, and a third gap layer 3727, but is not limited thereto. .
- the second lens assembly 3720 may include at least one filter layer.
- the second lens assembly 3720 may include a filter layer 3730, but is not limited thereto.
- the second lens assembly 3720 may transfer the laser irradiated from the transmission module 3600 to the laser detecting array 3710 .
- the second lens assembly 3720 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 3600 is reflected from an object located in the first direction. It can be transmitted to the array 3710, and when the second laser irradiated in the second direction is reflected from an object located in the second direction, the second laser can be transmitted to the laser detecting array 3710, but is limited thereto. It doesn't work.
- the second lens assembly 3720 may distribute the laser irradiated from the transmission module 3600 to at least two or more different detectors. For example, the second lens assembly 3720 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 3600 is reflected from an object located in the first direction. It can be distributed to the first detector included in the array 3710, and when the second laser irradiated in the second direction is reflected from the object located in the second direction, the second laser is transmitted to the laser detecting array 3710. It may be distributed to the second detector included in, but is not limited thereto.
- the transmission module 3600 may output laser at different angles in the viewing angle range, and the second lens assembly 3720 is incident to the second lens assembly 3720 at different angles in the viewing angle range. It may be designed to reduce noise caused by external light while distributing a plurality of parallel lights to different detectors.
- the transmission module 3600 may output a first laser of a first wavelength at 0 degree, output a second laser of the first wavelength at 30 degrees, and the second lens assembly 3720 may distribute the first laser output from the transmission module 3600 at 0 degree and reflected from the object to the first detector included in the laser detecting array 3710, and the second lens assembly 3720 The second laser output from the transmission module 3600 at 30 degrees and reflected from the object may be distributed to a second detector included in the laser detecting array 3710 .
- the second lens assembly 3720 may block light in a wavelength band other than the transmission band of the filter layer 3730, and the first wavelength may be included in the transmission band, reducing noise caused by external light. can make it
- FIG. 49 is a diagram for explaining a design of a filter layer 3730 included in the lidar device 3500 and a wavelength design of a laser output array 3610 according to an embodiment shown in FIG. 48 .
- the second lens assembly 3720 includes at least a portion of a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the second lens assembly 3720 in the viewing angle range, the filter layer ( 3730) is positioned, the angle incident on the end face of the second gap layer 3726 of the second lens assembly 3720 is (0) to (a) degrees, and the filter layer 3730 is not located. It may be assumed that the angle incident on the end face of the third gap layer 3727 of the two-lens assembly 3720 is designed to be (0) to (b), but is not limited thereto and can be designed in various ways.
- the filter layer 3730 may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of the light incident to the filter layer 3730 while blocking other portions.
- the filter layer 3730 may have a bandwidth that transmits at least a portion of the light incident to the filter layer 3730, and the bandwidth may be understood as a full width half max. It may be, but is not limited thereto, and may be commonly understood as a bandwidth of a band pass filter for light.
- the center wavelength of the filter layer 3730 for light incident to the filter layer 3730 may be understood as a center wavelength between wavelengths having a transmittance of 50% of the maximum transmittance, but is not limited thereto, and typically for light It can be understood as the center wavelength of a bandpass filter.
- the central wavelength of the filter layer 3730 may be changed according to the angle of light incident to the filter layer 3730 .
- the filter layer 3730 may be designed to have a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer 3730, and the filter layer 3730 ( It may be designed to have a second central wavelength for light incident with a) and may be designed to have a third central wavelength with respect to light incident with (b) to the filter layer 3730, but is not limited thereto. don't
- the bandwidth of the filter layer 3730 may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength.
- the filter layer 3730 may be designed so that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (a) degree overlap at least partially. Not limited.
- the filter layer 3730 may be designed so that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (a) degree share at least one wavelength band. may, but is not limited thereto.
- the bandwidth of the filter layer 3730 may be designed to be equal to or less than the difference between the first center wavelength and the third center wavelength, but is not limited thereto.
- the filter layer 3730 may be designed so that the transmission band for light incident at (0) degree and the transmission band for light incident at (b) degree do not overlap, but are limited to this. It doesn't work.
- the output wavelength of the laser output array 3610 may be designed to be a first wavelength, and the first wavelength is located between the first central wavelength and the second central wavelength. It can, but is not limited to this.
- the output wavelength of the laser output array 3610 may be designed to be a first wavelength, and the first wavelength is the filter layer 3730 for light incident at (0) degree. It is included in the transmission band of (a) and included in the transmission band of the filter layer 3730 for light incident at (a), but may be designed not to be included in the filter layer 3730 for light incident at (b), Not limited to this.
- the bandwidth of the filter layer 3730 may be designed to be at least twice the (first central wavelength - the first wavelength) nm, but is not limited thereto.
- the wavelength of the filter layer and the laser output array is not limited thereto, and the wavelength of the filter layer and the laser output array reduces the bandwidth of the filter layer, but the laser output from the laser output array can be received without loss as much as possible. It can be designed in a variety of ways.
- 50 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
- a lidar apparatus 5000 may include a transmission module 5010 and a reception module 5020.
- the transmission module 5010 may include a laser output array 5011 and a first optical unit 5012, but is not limited thereto.
- the laser output array 5011 may output at least one laser.
- the laser output array 5011 may output a plurality of lasers, but is not limited thereto.
- the laser output array 5011 may output at least one laser with a first wavelength.
- the laser output array 5011 may output one or more lasers in a 940 nm wavelength band, and may output a plurality of lasers in a 940 nm wavelength band, but is not limited thereto.
- wavelength bands of the plurality of lasers output from the laser output array 5011 may be partially different from each other, but may be included within a certain wavelength band range.
- a wavelength band of the plurality of lasers output from the laser output array 5011 may be included in a wavelength range of 935 nm to 945 nm, but is not limited thereto.
- a wavelength band of the plurality of lasers output from the laser output array 5011 may be included in a wavelength range of 930 nm to 940 nm, but is not limited thereto.
- the first optical unit 5012 may steer the laser output from the laser output array 5011 .
- the first optical unit 5012 may steer the first laser output from the laser output array 5011 in a first direction, and may steer the second laser output from the laser output array 5011 in a first direction. Steering may be performed in the second direction, but is not limited thereto.
- the first optical unit 5012 is to steer the plurality of lasers to irradiate the plurality of lasers output from the laser output array 5011 at different angles within the range of (x) degrees to (y) degrees.
- the first optical unit 5012 may steer the first laser in a first direction in order to irradiate the first laser output from the laser output array 5011 at (x) degree.
- the second laser may be steered in the second direction to irradiate the second laser output from the output array 5011 at (y) degree, but is not limited thereto.
- the irradiation area of the lasers output from the laser output array 5011 and steered through the first optical unit 5012 can be defined as an Emitting FOV (Emitting Field of View), and in FIG.
- Emitting FOV emitting Field of View
- the irradiation area of the lasers output from the laser output array 5011 and steered through the first optical unit 5012 is expressed in a two-dimensional diagram.
- the emitting FOV 5013 may be understood as an irradiation area of a plurality of lasers output from the laser output array 5011 and steered through the first optical unit 5012 .
- the receiving module 5020 may include a laser detecting array 5021 and a second optical unit 5022, but is not limited thereto.
- the laser detecting array 5021 may detect at least one laser.
- the laser detecting array 5021 may detect a plurality of lasers.
- the laser detecting array 5021 may include a plurality of detectors.
- the laser detecting array 5021 may include a first detector and a second detector, but is not limited thereto.
- each of the plurality of detectors included in the laser detecting array 5021 may receive a different laser.
- a first detector included in the laser detecting array 5021 may receive a first laser beam received in a first direction
- a second detector may receive a second laser beam received in a second direction.
- the second optical unit 5022 may transfer the laser irradiated from the transmission module 5010 to the laser detecting array 5021 .
- the second optic unit 5022 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 5010 is reflected from an object located in the first direction. It can be transmitted to the array 5021, and when the second laser irradiated in a second direction is reflected from an object located in the second direction, the second laser can be transmitted to the laser detecting array 5021, but is limited thereto. It doesn't work.
- the second optic unit 5022 may distribute lasers emitted from the transmission module 5010 and received from different directions to at least two or more different detectors. For example, the second optic unit 5022 detects the first laser when the first laser irradiated in a first direction from the transmission module 5010 is reflected from an object located in the first direction. It can be distributed to the first detector included in the array 5021, and when the second laser irradiated in the second direction is reflected from the object located in the second direction, the second laser is transmitted to the laser detecting array 5021. It may be distributed to the second detector included in, but is not limited thereto.
- an area where a plurality of detectors included in the laser detecting array 5021 can acquire light can be defined as a detecting FOV (Detecting Field of View), and in FIG. 50, the laser detecting An area where a plurality of detectors included in the array 5021 can obtain light is represented by a two-dimensional diagram.
- the detecting FOV 5023 may be understood as an area in which a plurality of detectors included in the laser detecting array 5021 may acquire light through the second optical unit 5022 .
- a dead zone in which it is difficult to measure a distance to an object within the maximum measurement distance range may occur.
- a dead zone 5030 generated in a lidar device 5000 may be an area in which the emitting FOV 5013 and the detecting FOV 5023 do not overlap.
- the emitting FOV 5013 and the detecting FOV 5023 do not overlap, so that the emitting FOV 5013 It may be an area in which the reflected laser is not received by the laser detecting array 5021, but is not limited thereto.
- the dead zone 5030 generated in the lidar device 5000 according to an embodiment occurs in a short-distance area, the concept of the minimum measurement distance may be applied to the lidar device 5000 according to an embodiment.
- the lidar apparatus 5000 may have a first minimum measurement distance 5040, and it is difficult to obtain distance information about an object located within the first minimum measurement distance 5040 range.
- 51 and 52 are diagrams for explaining a transmission module included in a lidar device according to an embodiment.
- a transmission module 5100 included in a lidar device may include a laser output array 5110, a first optical unit 5120, and a sub-optic unit 5130.
- the laser output array 5110 may include a plurality of emission units.
- a first emission unit, a second emission unit, and a third emission unit are referenced. to be explained as
- the first emitting unit can output a first laser 5121
- the second emitting unit can output a second laser 5122
- the third emitting unit can output a third laser 5122. 5123 can be output.
- the first laser 5121 output from the first emission unit may be steered in a first direction through the first optical unit 5120, and the first laser 5121 output from the second emission unit may be steered in a first direction.
- the second laser 5122 can be steered in a second direction through the first optical unit 5120, and the third laser 5123 output from the third emission unit is directed toward the first optical unit 5120. It can be steered in the third direction through.
- the sub optic unit 5130 may be configured to diffuse at least a portion of the laser outputted from the laser output array 5110 and steered through the first optical unit 5120 .
- the sub-optic unit 5130 is output from the first emission unit included in the laser output array 5110 and is steered in a first direction through the first optical unit 5120. It may be arranged to diffuse at least a portion of the first laser 5121, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 is output from the second emission unit included in the laser output array 5110 and emits light in a second direction through the first optical unit 5120. It may be arranged to diffuse at least a portion of the second laser 5122 that is steered to , but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 is output from the third emission unit included in the laser output array 5110 and emits light in a third direction through the first optical unit 5120. It may be arranged to diffuse at least a part of the third laser 5123 that is steered as , but is not limited thereto.
- the reason why the sub optic unit 5130 according to an embodiment is arranged to diffuse at least a part of the laser output from the laser output array 5110 and steered through the first optical unit 5120 is to measure a long distance. It may be to reduce the minimum measurement distance and dead zone of the lidar device by diffusing only a part of the laser for the laser, but to minimize the reduction in the irradiation efficiency of the laser for long-distance measurement, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 may be disposed on an optical path along which lasers output from the laser output array 5110 are guided by the first optical unit 5120 .
- the first laser 5121 output from the first emission unit included in the laser output array 5110 is directed toward the first optical unit 5120. ), but may be disposed on an optical path guided by, but is not limited thereto.
- the second laser 5122 output from the second emission unit included in the laser output array 5110 is directed toward the first optical unit. It may be disposed on the optical path guided by 5120, but is not limited thereto.
- the third laser 5123 output from the third emission unit included in the laser output array 5110 is directed toward the first optical unit. It may be disposed on the optical path guided by 5120, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 may be designed to have a diameter smaller than that of the pupil of the first optical unit 5120 in order to diffuse only a portion of the laser output from the laser output array 5110. there is.
- the length of one side of the sub optic part 5130 may be designed to be smaller than the diameter of the pupil of the outermost lens of the first optic part 5120, but is not limited thereto. don't
- the sub optic unit 5130 in order to diffuse only a part of the laser output from the laser output array 5110, the sub optic unit 5130 according to an embodiment has a diameter smaller than the diameter of each of the laser output from the laser output array 5110. can be designed
- the diameter of each of the lasers output from the laser output array 5110 may be defined as the diameter of each of the lasers on the surface where the sub-optic part 5130 is disposed.
- the sub optic unit 5130 generates the first laser 5121 output from the first emission unit included in the laser output array 5110. It may be designed to be smaller than the diameter of, but is not limited thereto.
- the diameter of the first laser 5121 may be defined as the diameter of the first laser 5121 on the surface where the sub-optic part 5130 is disposed.
- the sub optic unit 5130 generates the second laser (output from the second emission unit included in the laser output array 5110). 5122), but is not limited thereto.
- the diameter of the second laser 5122 may be defined as the diameter of the second laser 5122 on the surface where the sub optic part 5130 is disposed.
- the sub optic unit 5130 generates the third laser (output from the third emission unit included in the laser output array 5110). 5123), but is not limited thereto.
- the diameter of the third laser 5123 may be defined as the diameter of the third laser 5123 on the surface where the sub-optic part 5130 is disposed.
- the sub optic unit 5130 may have a field of view (FOV) different from the emission FOV formed by the first optical unit 5120 .
- FOV field of view
- the FOV of the sub optic part 5130 may be greater than the FOV of the first optic part 5120, but is not limited thereto.
- the FOV of the sub optic part 5130 may be different from the direction of the FOV of the first optic part 5120, but is not limited thereto.
- the sub optic part 5130 may be arranged to have an asymmetric FOV based on the center of the laser output array 5110 .
- the sub optic part 5130 may be arranged to diffuse at least a portion of the laser beam 17 degrees above and 5 degrees below the center of the laser output array 5110, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 is 17 degrees in a direction in which a receiving module (not shown) is located based on the center of the laser output array 5110, in a direction in which a receiving module (not shown) is not located. It may be arranged to diffuse at least a portion of the laser at 5 degrees, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 has a degree of spreading the laser in the direction where the receiving module (not shown) is located based on the center of the laser output array 5110. It may be arranged to be larger than the degree of diffusing the laser in a direction not limited thereto, but is not limited thereto.
- the sub optic part 5130 may be disposed to have an asymmetric FOV with respect to the center of the first optical part 5120 .
- the sub optic part 5130 may be arranged to diffuse at least a part of the laser beam upward by 17 degrees and downward by 5 degrees from the center of the first optical part 5120, but is not limited thereto.
- the sub optic part 5130 is 17 degrees in the direction where the receiving module (not shown) is located based on the center of the first optical part 5120, and the direction where the receiving module (not shown) is not located It may be arranged to diffuse at least a part of the laser at 5 degrees, but is not limited thereto.
- the sub-optical part 5130 spreads the laser in the direction in which the receiving module (not shown) is located based on the center of the first optical part 5120. It may be arranged to be greater than the degree of diffusing the laser in a non-located direction, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 may include a diffuser to diffuse at least a portion of the lasers output from the laser output array 5110 .
- the center of the sub optic part 5130 may be aligned with the center of the first optical part 5120, but is not limited thereto.
- the sub optic unit 5130 may be disposed in an area where optical paths guided by the first optical unit 5120 overlap with lasers output from the laser output array 5110, but is not limited thereto. .
- 53 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
- the laser 5200 irradiated through the transmission module is output from the laser output array and steered through the first optical unit and the laser output array described above. It may include lasers steered through the above-described first optic unit and diffused through the above-described sub-optic unit.
- the first to seventh emission units located in the N-th column included in the laser output array and the first to seventh lasers output from the first to seventh emission units are used. Let's explain.
- lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic unit, and the first to seventh point lasers (5210 to 5270 respectively) ) as the scan area.
- the point laser may refer to a laser having a divergence angle of less than a certain range.
- a point laser may refer to a laser having a divergence angle of 1.5 degrees or less. It is not limited to numerical values, and may include the concept of a point laser within a range that a person skilled in the art can understand.
- the lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic part, at least some of them are emitted through the sub-optic part. It can be diffused and irradiated to the scan area as a line or plane laser 5280.
- the line or plane laser may mean a laser having a line or plane shape, but is not limited thereto, and may include the concept of a line or plane laser within a range that can be understood by a person skilled in the art. there is.
- the divergence angle is less than a certain range, and the loss of energy density according to the propagation of the laser may be small, and thus, it may be usefully used to measure the distance to a target located at a long distance.
- FIG. 54 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
- FIG. 54 is a drawing for explanation based on the lidar device described through FIGS. 51 to 53.
- a lidar device 5300 may include a transmission module 5310 and a reception module 5320.
- the transmission module 5310 may include a laser output array 5311 and a first optical unit 5312, but is not limited thereto.
- the first optical unit 5312 may be understood as a concept including the above-described first optical unit and the above-described sub-optic unit.
- the first optic unit 5312 may be understood as an integrated concept including a bulk optic (the above-described first optic unit) and a sub-optic unit for steering a laser.
- an irradiation area of lasers output from the laser output array 5311 and steered or diffused through the first optical unit 5312 may be defined as an Emitting FOV (Emitting Field of View).
- the irradiation area of the lasers output from the laser output array 5311 and steered or diffused through the first optical unit 5312 is schematically expressed in two dimensions.
- the emitting FOV 5013 may be understood as an irradiation area of a plurality of lasers outputted from the laser output array 5311 and steered or diffused through the first optical unit 5312 .
- the receiving module 5320 may include a laser detecting array 5321 and a second optical unit 5322, but is not limited thereto.
- an area where a plurality of detectors included in the laser detecting array 5321 can obtain light can be defined as a detecting FOV (Detecting Field of View), and in FIG. 54, the laser detecting An area where a plurality of detectors included in the array 5321 can acquire light is represented by a two-dimensional diagram.
- the detecting FOV 5323 may be understood as an area in which a plurality of detectors included in the laser detecting array 5321 may acquire light through the second optical unit 5322 .
- a dead zone in which it is difficult to measure a distance to an object within the maximum measurement distance range may occur.
- a dead zone 5330 generated in a lidar device 5300 may be an area in which the emitting FOV 5313 and the detecting FOV 5323 do not overlap.
- the emission FOV 5313 and the detecting FOV 5323 do not overlap, so that the emission FOV 5313 It may be an area in which the reflected laser is not received by the laser detecting array 5321, but is not limited thereto.
- the concept of the minimum measurement distance may be applied to the lidar device 5300 according to an embodiment.
- the lidar device 5300 may have a first minimum measurement distance 5340, and it is difficult to obtain distance information about an object located within the first minimum measurement distance 5340 range.
- the second minimum measurement distance 5350 shown in FIG. 54 may be the minimum measurement distance of the lidar device according to the embodiment described with reference to FIG. 50, and referring to FIG. 54, according to an embodiment
- the first minimum measurement distance 5340 that is the minimum measurement distance of the lidar device including the sub-optic unit may be smaller than the second minimum measurement distance 5350 that is the minimum measurement distance of the lidar device that does not include the sub-optic unit.
- a dead zone 5330 of a lidar device including a sub-optic unit according to an embodiment is a dead zone of a lidar device not including a sub-optic unit according to an embodiment shown in FIG. 50 may be smaller than
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Abstract
Description
본 발명은 옵틱부 및 옵틱부를 포함하는 라이다 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서브 옵틱부 및 송신 옵틱을 포함하는 라이다 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lidar device including an optic unit and an optic unit, and more particularly, to a lidar device including a sub-optic unit and a transmission optic.
또한, 본 발명은 라이다 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 딜레이 생성부를 이용하여 기 설정된 클락의 분해능보다 높은 거리 분해능을 가지는 라이다 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a lidar device, and more particularly, to a lidar device having a distance resolution higher than the resolution of a preset clock using a delay generator.
근래에, 자율주행자동차 및 무인자동차에 대한 관심과 함께 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)가 각광받고 있다. 라이다는 레이저를 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 장치로서, 정밀도 및 해상도가 뛰어나며 사물을 입체로 파악할 수 있다는 장점 덕분에, 자동차뿐만 아니라 드론, 항공기 등 다양한 분야에 적용되고 있는 추세이다.Recently, LiDAR (Light Detection and Ranging) is in the spotlight with interest in autonomous vehicles and unmanned vehicles. LIDAR is a device that obtains surrounding distance information using lasers. It has excellent precision and resolution, and thanks to its advantage of being able to grasp objects in three dimensions, it is being applied to various fields such as drones and aircraft as well as automobiles.
한편, Bi-axial 라이다 장치의 경우 Co-axial 라이다 장치와 상이하게 송신 모듈과 수신 모듈의 배치에 따라서 일정 거리 이내에 위치한 대상체는 감지하기 어려울 수 있다.Meanwhile, in the case of a bi-axial lidar device, unlike a co-axial lidar device, it may be difficult to detect an object located within a certain distance according to the arrangement of the transmission module and the reception module.
따라서, 위와 같은 최소 측정 거리를 최소화하고 라이다 장치의 데드존을 최소화하는 것이 중요한 실정이다.Therefore, it is important to minimize the minimum measurement distance as described above and to minimize the dead zone of the LIDAR device.
또한, 디텍팅 유닛으로부터 획득된 신호를 감지하여 거리를 측정하는 라이다 장치의 경우, 디텍팅 유닛으로부터 획득된 신호를 감지하기 위한 기 설정된 클락의 분해능에 따라 거리 분해능의 성능이 달라질 수 있다.In addition, in the case of a LIDAR device that measures a distance by detecting a signal obtained from the detecting unit, the performance of the distance resolution may vary depending on the resolution of a preset clock for detecting the signal obtained from the detecting unit.
그러나, 기 설정된 클락의 분해능이 높은 경우 하나의 거리를 측정하기 위한 히스토그램 데이터 등의 용량이 커질 수 있다.However, when the resolution of the preset clock is high, the capacity of histogram data for measuring one distance may increase.
따라서, 합리적인 범위에서 기 설정된 클락의 분해능을 설정하되, 기 설정된 클락의 분해능 보다 높은 거리 분해능을 가지는 라이다 장치의 제작이 필요하다.Therefore, while setting the resolution of the preset clock within a reasonable range, it is necessary to manufacture a lidar device having a higher distance resolution than the resolution of the preset clock.
본 발명의 일 과제는 데드존(Dead zone)을 최소화하는 라이다 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a lidar device that minimizes a dead zone.
본 발명의 일 과제는 복수개의 사이클에 대한 히스토그램 데이터를 이용하여 거리를 측정하되, 기 설정된 클락의 분해능 보다 높은 거리 분해능을 가지는 라이다 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a lidar device having a distance resolution higher than the resolution of a preset clock, but measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles.
본 발명의 해결하고자 하는 과제들이 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 problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. will be.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 이미터 어레이(Emitter array) 및 제1 옵틱부를 포함하는 트랜스미션 모듈(Transmission module) - 이 때, 상기 이미터 어레이는 제1 이미팅 유닛을 포함함, 디텍터 어레이(Detector array) 및 제2 옵틱부를 포함하는 리셉션 모듈(Reception module) 및 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 제1 레이저가 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치되는 서브 옵틱부를 포함하되, 상기 서브 옵틱부는 적어도 상기 제1 레이저의 일부를 확산시키기 위한 디퓨져(Diffuser)를 포함하며, 상기 디퓨저의 크기는 상기 제1 옵틱부의 직경보다 작으며, 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저의 직경 - 상기 제1 레이저의 직경은 상기 디퓨저가 배치된 면에서의 직경으로 정의함- 보다 작을 수 있다.A lidar device according to an embodiment includes a transmission module including an emitter array and a first optic unit - in this case, the emitter array includes a first emission unit, a detector array ( Detector array) and a reception module including a second optic unit, and a sub-optic unit disposed on an optical path guided by the first laser output from the first optic unit, , The sub-optical part includes a diffuser for diffusing at least a part of the first laser, the size of the diffuser is smaller than the diameter of the first optical part, and the first light emitted from the first emission unit The diameter of 1 laser - the diameter of the first laser is defined as the diameter on the surface where the diffuser is disposed - may be smaller than that.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 딜레이 생성부는 제1 사이클에 대해 제1 딜레이 값을 적용하여 딜레이 신호를 출력하며, 제2 사이클에 대해 제2 딜레이 값을 적용하여 딜레이 신호를 출력하고, 상기 제1 딜레이 값 및 상기 제2 딜레이 값은 서로 상이할 수 있다.A lidar device according to an embodiment uses a laser detecting array including a first detecting unit, a delay generator for obtaining a detecting signal from the first detecting unit and outputting a delay signal, and a preset clock. A signal detecting unit detecting the delay signal output from the delay generating unit, a memory unit storing histogram data based on a result detected by the signal detecting unit, and the first device based on the histogram data stored in the memory unit. A data processing unit that calculates a distance value for one detecting unit, wherein the delay generation unit outputs a delay signal by applying a first delay value to a first cycle and applies a second delay value to a second cycle. to output a delay signal, and the first delay value and the second delay value may be different from each other.
다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 제1 내지 제N 딜레이 값 중 적어도 하나의 딜레이 값이 적용된 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 딜레이 생성부는 M개의 사이클 각각에 대하여 상기 제1 내지 제N 딜레이 값을 적용하되, 동일한 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 M/N 개일 수 있다.A lidar device according to another embodiment obtains a detection signal from a laser detecting array including a first detecting unit, and at least one delay value among first to Nth delay values. A delay generation unit for outputting the applied delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and a histogram data stored based on the result detected by the signal detection unit A memory unit and a data processor configured to calculate a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, wherein the delay generator generates the first to Nth delays for each of the M cycles. A value is applied, but the number of cycles to which the same delay value is applied may be M/N.
또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 라이다 장치가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부는 상기 복수개의 사이클에 대해 동일한 딜레이 값을 적용하며, 상기 라이다 장치가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부는 상기 복수개의 사이클에 대해 적어도 둘 이상의 서로 다른 딜레이 값을 적용할 수 있다.A lidar device according to another embodiment includes a laser detecting array including a first detecting unit, a delay generator for obtaining a detecting signal from the first detecting unit and outputting a delay signal, and a preset clock A signal detecting unit detecting the delay signal output from the delay generating unit using a memory unit storing histogram data based on a result detected by the signal detecting unit and the histogram data stored in the memory unit using A data processing unit calculating a distance value for the first detecting unit, wherein when the lidar device operates in a first mode, the delay generation unit applies the same delay value to the plurality of cycles, When the lidar device operates in the second mode, the delay generation unit may apply at least two or more different delay values to the plurality of cycles.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present invention are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. You will be able to.
본 발명의 일 실시예에 따르면 데드존(Dead zone)을 최소화하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lidar device minimizing a dead zone may be provided.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수개의 사이클에 대한 히스토그램 데이터를 이용하여 거리를 측정하되, 기 설정된 클락의 분해능 보다 높은 거리 분해능을 가지는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lidar device having a distance resolution higher than a preset clock resolution may be provided while measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles.
본 발명의 효과들이 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing 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 showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary 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 explaining a metasurface according to an exemplary embodiment.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 22는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for explaining a rotating multi-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 the viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is three and upper and lower portions of a body are in the form of an equilateral triangle.
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 a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and upper and lower portions of a body are square.
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 reflection surfaces is five and the upper and lower portions of the body are in the shape of a regular pentagon.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
도 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 explaining a meta component according to an embodiment.
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for explaining a SiPM according to an embodiment.
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 39는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 40은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 41은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 42는 일 실시예에 따라 렌즈 어셈블리로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)의 입사 각도를 설명하기 위한 도면이다.42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
도 43은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 44는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.44 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 45는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 46 및 47은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 48은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 49는 도 48에 도시된 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 필터층의 설계 및 레이저 출력 어레이의 파장 설계에 대하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 49 is a view for explaining a design of a filter layer included in the lidar device according to an embodiment shown in FIG. 48 and a wavelength design of a laser output array.
도 50은 일 실시예에 따른 라이다 장치 및 라이다 장치의 데드존(Dead zone) 과 최소측정거리를 설명하기 위한 도면이다.50 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
도 51 및 도 52는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 송신 모듈에 대하여 설명하기 위한 도면이다.51 and 52 are diagrams for explaining a transmission module included in a lidar device according to an embodiment.
도 53은 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에 대해 설명하기 위한 도면이다.53 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
도 54는 일 실시예에 따른 라이다 장치 및 라이다 장치의 데드존(Dead zone)과 최소측정거리를 설명하기 위한 도면이다.54 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
도 55 및 도 56은 일 실시예에 따른 서브 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.55 and 56 are diagrams for explaining a sub-optic unit according to an exemplary embodiment.
도 57은 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에 대해 설명하기 위한 도면이다.57 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
도 58은 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저의 다양한 실시예들에 대해 설명하기 위한 도면이다.58 is a diagram for explaining various embodiments of a laser irradiated through a transmission module.
도 59는 서브 옵틱부의 배치에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.59 is a diagram for explaining various embodiments of arrangement of sub-optic units.
도 60는 일 실시예에 따른 외부 장치와의 간섭 현상을 설명하기 위한 도면이다.60 is a diagram for explaining an interference phenomenon with an external device according to an embodiment.
도 61은 일 실시예에 따른 디텍팅부의 복수의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋을 설명하기 위한 도면이다.61 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to an exemplary embodiment.
도 62은 일 실시예에 따른 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.62 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to an embodiment.
도 63는 다른 일 실시예에 따른 디텍팅부의 복수의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋을 설명하기 위한 도면이다.63 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to another embodiment.
도 64은 다른 일 실시예에 따른 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.64 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to another embodiment.
도 65는 레이저 출력부의 레이저 출력 신호의 타이밍과 디텍팅부의 수신 신호의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.65 is a diagram for explaining the timing of the laser output signal of the laser output unit and the timing of the received signal of the detecting unit.
도 66는 레이저 출력부의 레이저 출력 신호의 타이밍에 따른 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.66 is a diagram for explaining a histogram according to timing of a laser output signal of a laser output unit.
도 67은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.67 is a diagram for explaining a control method of a lidar device according to an embodiment.
도 68은 일 실시예에 따라 발명을 설명하기 위해 가정된 상황을 설명하기 위한 도면이다.68 is a diagram for explaining a situation assumed to explain the invention according to an embodiment.
도 69는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제1 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.69 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
도 70은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.70 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 71은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.71 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 72는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제1 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.72 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
도 73은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.73 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 74는 일 실시예에 따른 딜레이 생성부를 설명하기 위한 도면이다.74 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
도 75는 일 실시예에 따른 딜레이 값의 크기를 설명하기 위한 도면이다.75 is a diagram for explaining the size of a delay value according to an exemplary embodiment.
도 76은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 동작 모드에 대하여 설명하기 위한 도면이다.76 is a diagram for explaining an operation mode of a lidar device according to an embodiment.
도 77은 일 실시예에 따른 딜레이 생성부를 설명하기 위한 도면이다.77 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
도 78은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.78 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 79는 일 실시예에 따른 데이터 처리부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.79 is a diagram for explaining a data processing unit according to an embodiment.
도 80은 일 실시예에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.80 is a diagram for explaining an operation of a data processing unit according to an exemplary embodiment.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in this specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention belongs, so the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the The scope should be construed to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as general terms that are currently widely used as much as possible in consideration of the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of those skilled in the art, precedents, or the emergence of new technologies to which the present invention belongs. can However, in the case where a specific term is defined and used in an arbitrary meaning, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not the simple name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings accompanying this specification are intended to easily explain the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.If it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention in this specification may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted if necessary.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치로서, 이미터 어레이(Emitter array) 및 제1 옵틱부를 포함하는 트랜스미션 모듈(Transmission module) - 이 때, 상기 이미터 어레이는 제1 이미팅 유닛을 포함함, 디텍터 어레이(Detector array) 및 제2 옵틱부를 포함하는 리셉션 모듈(Reception module) 및 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 제1 레이저가 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치되는 서브 옵틱부를 포함하되, 상기 서브 옵틱부는 적어도 상기 제1 레이저의 일부를 확산시키기 위한 디퓨져(Diffuser)를 포함하며, 상기 디퓨저의 크기는 상기 제1 옵틱부의 직경보다 작으며, 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저의 직경 - 상기 제1 레이저의 직경은 상기 디퓨저가 배치된 면에서의 직경으로 정의함- 보다 작은 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, as a lidar device, a transmission module including an emitter array and a first optic unit - in this case, the emitter array includes a first emission unit A reception module including a detector array and a second optic unit and a first laser output from the first emission unit are disposed on an optical path guided by the first optic unit a sub-optical unit, wherein the sub-optical unit includes a diffuser for diffusing at least a portion of the first laser, the size of the diffuser is smaller than the diameter of the first optical unit, and the first emission unit The diameter of the first laser output from - the diameter of the first laser is defined as the diameter on the surface on which the diffuser is disposed - may be provided with a smaller lidar device.
여기서, 상기 서브 옵틱부는 스티어링 컴포넌트를 더 포함할 수 있다.Here, the sub optic unit may further include a steering component.
여기서, 상기 서브 옵틱부에 포함되는 상기 디퓨저는 상기 서브 옵틱부에 포함되는 상기 스티어링 컴포넌트로부터 스티어링된 상기 제1 레이저의 일부를 확산시키도록 배치될 수 있다.Here, the diffuser included in the sub-optic part may be disposed to diffuse a portion of the first laser beam steered from the steering component included in the sub-optic part.
여기서, 상기 서브 옵틱부에 포함되는 상기 스티어링 컴포넌트의 크기는 상기 제1 옵틱부의 동공 직경보다 작으며, 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저의 직경보다 작을 수 있다.Here, a size of the steering component included in the sub-optic unit may be smaller than a pupil diameter of the first optical unit and smaller than a diameter of the first laser output from the first emission unit.
여기서, 상기 스티어링 컴포넌트는 상기 제1 레이저의 일부를 상기 트랜스미션 모듈의 중심을 기준으로 상기 리셉션 모듈이 위치한 방향으로 스티어링 할 수 있다.Here, the steering component may steer a portion of the first laser in a direction in which the reception module is located based on the center of the transmission module.
여기서, 상기 스티어링 컴포넌트는 상기 디퓨저보다 상기 제1 옵틱부에 가깜도록 배치될 수 있다.Here, the steering component may be disposed closer to the first optical unit than to the diffuser.
여기서, 상기 디퓨저의 화각은 상기 제1 옵틱부의 화각 보다 클 수 있다.Here, the angle of view of the diffuser may be greater than that of the first optical unit.
여기서, 상기 디퓨저의 크기는 상기 제1 옵틱부의 최외곽 렌즈의 직경보다 작을 수 있다.Here, the size of the diffuser may be smaller than the diameter of the outermost lens of the first optical part.
여기서, 상기 디퓨저의 중심은 상기 제1 옵틱부의 중심과 얼라인될 수 있다.Here, the center of the diffuser may be aligned with the center of the first optical unit.
여기서, 상기 디퓨저는 상기 이미팅 어레이로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경들이 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.Here, the diffuser may be disposed in an area where lasers output from the emission array overlap optical sights guided by the first optical unit.
여기서, 상기 라이다 장치는 윈도우를 포함하며, 상기 서브 옵틱부는 상기 윈도우에 배치될 수 있다.Here, the lidar device may include a window, and the sub-optical unit may be disposed in the window.
여기서, 상기 라이다 장치는 서브 옵틱 마운트를 더 포함하며, 상기 서브 옵틱부는 상기 서브 옵틱 마운트에 위치하되, 상기 서브 옵틱 마운트는 상기 제1 옵틱부에 장착될 수 있다.Here, the lidar device further includes a sub-optic mount, and the sub-optic unit is positioned on the sub-optic mount, and the sub-optic mount may be mounted on the first optical unit.
여기서, 상기 서브 옵틱부는 상기 제1 옵틱부와 일체로 형성될 수 있다.Here, the sub-optical part may be integrally formed with the first optical part.
여기서, 상기 서브 옵틱부는 상기 제1 옵틱부의 최외곽렌즈의 일부로서 형성될 수 있다.Here, the sub optic part may be formed as a part of an outermost lens of the first optical part.
여기서, 상기 이미터 어레이는 복수개의 이미팅 유닛(Emitting unit)을 포함하며, 상기 복수개의 이미팅 유닛 각각은 적어도 하나의 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)를 포함하며, 상기 디텍터 어레이는 복수개의 디텍팅 유닛(Detecting unit)을 포함하며, 상기 복수개의 디텍팅 유닛 각각은 적어도 하나의 적어도 하나의 SPAD(Single Photon Avalanche Diode)를 포함할 수 있다.Here, the emitter array includes a plurality of emitting units, each of the plurality of emitting units includes at least one vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and the detector array includes a plurality of emitters. A detecting unit may be included, and each of the plurality of detecting units may include at least one single photon avalanche diode (SPAD).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 사이클에 대한 히스토그램 데이터를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 딜레이 생성부는 제1 사이클에 대해 제1 딜레이 값을 적용하여 딜레이 신호를 출력하며, 제2 사이클에 대해 제2 딜레이 값을 적용하여 딜레이 신호를 출력하고, 상기 제1 딜레이 값 및 상기 제2 딜레이 값은 서로 상이한 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lidar device for measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and histogram data based on the result detected by the signal detection unit. A memory unit for storing and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, wherein the delay generator generates a first delay value for a first cycle. A lidar device may be provided to output a delay signal by applying a delay signal, output a delay signal by applying a second delay value for a second cycle, and wherein the first delay value and the second delay value are different from each other.
여기서, 상기 복수의 사이클 중에서 상기 제1 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 둘 이상이며, 상기 복수의 사이클 중에서 상기 제2 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 둘 이상일 수 있다.Here, the number of cycles to which the first delay value is applied may be two or more among the plurality of cycles, and the number of cycles to which the second delay value is applied among the plurality of cycles may be two or more.
여기서, 상기 복수의 사이클에 대해서 상기 기 설정된 클락은 모두 동일할 수 있다.Here, all of the preset clocks may be the same for the plurality of cycles.
여기서, 상기 제1 딜레이 값 및 상기 제2 딜레이 값은 상기 히스토그램 데이터의 타임빈의 단위 길이보다 작을 수 있다.Here, the first delay value and the second delay value may be smaller than a unit length of a time bin of the histogram data.
여기서, 상기 제2 딜레이 값은 상기 제1 딜레이 값의 두배일 수 있다.Here, the second delay value may be twice the first delay value.
여기서, 상기 제1 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 상기 제2 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수와 동일할 수 있다.Here, the number of cycles to which the first delay value is applied may be equal to the number of cycles to which the second delay value is applied.
여기서, 상기 제1 딜레이 값과 상기 제2 딜레이 값의 차이는 상기 히스토그램 데이터의 타임빈의 단위 길이보다 작을 수 있다.Here, a difference between the first delay value and the second delay value may be smaller than a unit length of a time bin of the histogram data.
여기서, 상기 데이터 처리부는 상기 히스토그램 데이터를 기초로 유효 데이터를 추출하며, 추출된 상기 유효 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출할 수 있다.Here, the data processor may extract valid data based on the histogram data, and calculate a distance value with respect to the first detecting unit based on the extracted valid data.
여기서, 상기 데이터 처리부는 상기 유효데이터에 포함되는 카운팅 값들 및 타임빈 값을 기초로 중심 시간 값을 산출하며, 중심 시간 값을 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출할 수 있다.Here, the data processing unit may calculate a center time value based on the counting values and time bin values included in the valid data, and may calculate a distance value to the first detecting unit based on the center time value.
본 발명의 일 실시예에 따르면, M개의 사이클에 대한 히스토그램 데이터를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 제1 내지 제N 딜레이 값 중 적어도 하나의 딜레이 값이 적용된 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 딜레이 생성부는 M개의 사이클 각각에 대하여 상기 제1 내지 제N 딜레이 값을 적용하되, 동일한 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 M/N 개인 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lidar device for measuring a distance using histogram data for M cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal to which at least one delay value from first to Nth delay values is applied, and signal detection for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock. A memory unit for storing histogram data based on a result detected by the signal detection unit and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit; , The delay generation unit applies the first to Nth delay values for each of the M cycles, and the number of cycles to which the same delay value is applied may be M / N individual lidar devices.
여기서, 상기 M개의 사이클은 128개의 사이클이며, 상기 N개의 딜레이 값은 16개의 딜레이 값이고, 동일한 딜레이 값이 적용된 사이클의 개수는 8개일 수 있다.Here, the M cycles may be 128 cycles, the N delay values may be 16 delay values, and the number of cycles to which the same delay value is applied may be 8.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 사이클에 대한 히스토그램 데이터를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 디텍팅 유닛을 포함하는 레이저 디텍팅 어레이, 상기 제1 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 딜레이 생성부, 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부로부터 출력된 상기 딜레이 신호를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장하는 메모리부 및 상기 메모리부에 저장된 상기 히스토그램 데이터를 기초로 상기 제1 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출하는 데이터 처리부를 포함하되, 상기 라이다 장치가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부는 상기 복수개의 사이클에 대해 동일한 딜레이 값을 적용하며, 상기 라이다 장치가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부는 상기 복수개의 사이클에 대해 적어도 둘 이상의 서로 다른 딜레이 값을 적용하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a lidar device for measuring a distance using histogram data for a plurality of cycles, comprising: a laser detecting array including a first detecting unit; detecting from the first detecting unit; A delay generation unit for obtaining a signal and outputting a delay signal, a signal detection unit for detecting the delay signal output from the delay generation unit using a preset clock, and histogram data based on the result detected by the signal detection unit. A memory unit for storing and a data processing unit for calculating a distance value for the first detecting unit based on the histogram data stored in the memory unit, but when the LIDAR device operates in a first mode, the The delay generator applies the same delay value to the plurality of cycles, and when the LIDAR device operates in the second mode, the delay generator applies at least two or more different delay values to the plurality of cycles. This device may be provided.
여기서, 상기 라이다 장치가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부에서 적용되는 딜레이 값은 상기 라이다 장치가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부에서 적용되는 적어도 둘 이상의 서로 다른 딜레이 값 중 하나의 딜레이 값과 동일할 수 있다.Here, when the lidar device operates in the first mode, the delay value applied by the delay generator is different from at least two values applied by the delay generator when the lidar device operates in the second mode. It may be equal to one of the delay values.
여기서, 상기 라이다 장치가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부에서 적용되는 적어도 둘 이상의 서로 다른 딜레이 값은 제1 딜레이 값 및 제2 딜레이 값을 포함하며, 상기 제1 딜레이 값은 상기 라이다 장치가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부에서 적용되는 딜레이 값 보다 작으며, 상기 제2 딜레이 값은 상기 라이다 장치가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 딜레이 생성부에서 적용되는 딜레이 값 보다 클 수 있다.Here, when the lidar device operates in the second mode, at least two different delay values applied by the delay generator include a first delay value and a second delay value, and the first delay value is When the lidar device operates in the first mode, it is smaller than the delay value applied by the delay generator, and the second delay value is applied by the delay generator when the lidar device operates in the first mode. may be greater than the delay value.
여기서, 상기 디텍터 어레이는 복수개의 디텍팅 유닛(Detecting unit)을 포함하며, 상기 복수개의 디텍팅 유닛 각각은 적어도 하나의 적어도 하나의 SPAD(Single Photon Avalanche Diode)를 포함할 수 있다.Here, the detector array includes a plurality of detecting units, and each of the plurality of detecting units may include at least one single photon avalanche diode (SPAD).
이하에서는 본 발명의 라이다 장치를 설명한다.Hereinafter, the lidar apparatus of the present invention will be described.
라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리 및 대상체의 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력할 수 있고, 출력된 레이저가 대상체에서 반사된 경우 반사된 레이저를 수신하여 대상체와 라이다 장치의 거리 및 대상체의 위치를 측정할 수 있다. 이때, 대상체의 거리 및 위치는 좌표계를 통해 표현될 수 있다. 예를 들어, 대상체의 거리 및 위치는 구좌표계(r, θ, φ)로 표현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직교좌표계(X, Y, Z) 또는 원통 좌표계(r, θ, z) 등으로 표현될 수 있다.A lidar device is a device for detecting a distance to and a position of an object by using a laser. For example, the lidar device may output a laser, and when the output laser is reflected from the object, the reflected laser may be received to measure the distance between the object and the lidar device and the position of the object. In this case, the distance and location of the object may be expressed through a coordinate system. For example, the distance and position of the object may be expressed in a spherical coordinate system (r, θ, φ). However, it is not limited thereto, and may be expressed in a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) or a cylindrical coordinate system (r, θ, z).
또한, 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 라이다 장치에서 출력되어 대상체에서 반사된 레이저를 이용할 수 있다.In addition, the lidar device may use laser output from the lidar device and reflected from the object to measure the distance of the object.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 레이저가 출력된 후 감지되기 까지 레이저의 비행 시간 (TOF : Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 출력된 레이저의 출력 시간에 기초한 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여, 대상체의 거리를 측정할 수 있다.The lidar device according to an embodiment may use time of flight (TOF) of the laser from output to detection to measure the distance of the target object. For example, the lidar device may measure the distance of the object using a difference between a time value based on the output time of the laser and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
또한, 라이다 장치는 출력된 레이저가 대상체를 거치지 않고 바로 감지된 시간 값과 대상체에서 반사되어 감지된 레이저의 감지된 시간에 기초한 시간 값의 차이를 이용하여 대상체의 거리를 측정할 수 있다.In addition, the LIDAR device may measure the distance of the object using a difference between a time value in which the output laser is detected directly without passing through the object and a time value based on the detected time of the laser reflected from the object and detected.
라이다 장치가 제어부에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the time when the lidar device sends a trigger signal for emitting the laser beam by the control unit and the actual time when the laser beam is output from the laser output device. Since the laser beam is not actually output between the time point of the trigger signal and the time point of actual light emission, accuracy may decrease when included in the laser flight time.
레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 디텍터부로 전달되어야 한다.In order to improve precision in measuring the time-of-flight of the laser beam, the actual light emission point of the laser beam may be used. However, it may be difficult to determine the actual emission time point of the laser beam. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be directly transmitted to the detector unit without passing through the target object immediately or after being output.
예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 수광부에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the light receiver without passing through the target object. The optic may be a mirror, lens, prism, metasurface, etc., but is not limited thereto. The optic may be one, but may be plural.
또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 디텍터부가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 디텍터부에 감지될 수 있다. 상기 디텍터부는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 디텍터부는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 디텍터부와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, since the detector unit is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device may be directly sensed by the detector unit without passing through the target object. The detector unit may be spaced apart from the laser output device at a distance of 1 mm, 1 um, 1 nm, etc., but is not limited thereto. Alternatively, the detector unit may be disposed adjacent to the laser output device without being spaced apart from it. An optic may be present between the detector unit and the laser output element, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 대상체의 거리를 측정하기 위해 비행 시간 외에도 삼각 측량법(Triangulation method), 간섭계 방법(Interferometry method), 위상 변화 측정법(Phase shift measurement) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the lidar device according to an embodiment may use a triangulation method, an interferometry method, a phase shift measurement method, and the like in addition to flight time to measure the distance of an object. Not limited.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 차량의 루프, 후드, 헤드램프 또는 범퍼 등에 설치될 수 있다.LiDAR device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, the lidar device may be installed on the roof, hood, headlamp or bumper of a vehicle.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 차량의 루프에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed on the roof of a vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 차량에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부에 설치되는 경우, 주행 중 운전자의 제스쳐를 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 라이다 장치가 차량 내부 또는 차량 외부에 설치되는 경우, 운전자의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed in a vehicle. For example, when a lidar device is installed inside a vehicle, it may be for recognizing a driver's gesture while driving, but is not limited thereto. Also, for example, when the lidar device is installed inside or outside the vehicle, it may be for recognizing the driver's face, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 무인항공기 시스템(UAV System), 드론(Drone), RPV(Remote Piloted Vehicle), UAVs(Unmanned Aerial Vehicle System), UAS(Unmanned Aircraft System), RPAV(Remote Piloted Air/Aerial Vehicle) 또는 RPAS(Remote Piloted Aircraft System) 등에 설치될 수 있다.LiDAR device according to an embodiment may be installed in an unmanned aerial vehicle. For example, lidar devices include UAV Systems, Drones, Remote Piloted Vehicles (RPVs), Unmanned Aerial Vehicle Systems (UAVs), Unmanned Aircraft Systems (UAS), and Remote Piloted Air/Aerials (RPAVs). Vehicle) or RPAS (Remote Piloted Aircraft System).
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 무인 비행체에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 무인 비행체에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of LiDAR devices according to an embodiment may be installed in an unmanned aerial vehicle. For example, when two lidar devices are installed in an unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in an unmanned aerial vehicle, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 개인용 로봇, 전문 로봇, 공공 서비스 로봇, 기타 산업용 로봇 또는 제조업용 로봇 등에 설치될 수 있다.A lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, lidar devices may be installed in personal robots, professional robots, public service robots, other industrial robots, or manufacturing robots.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 로봇에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in the robot. For example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in the robot, one lidar device may be for observing the left side and the other one may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 로봇에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 로봇에 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed in a robot. For example, when a lidar device is installed in a robot, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다.In addition, the lidar device according to one embodiment may be installed for industrial security. For example, LiDAR devices can be installed in smart factories for industrial security.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 라이다 장치가 산업 보안을 위해 스마트 공장에 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 전방을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 후방을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 라이다 장치 2개가 스마트 공장에 설치되는 경우, 하나의 라이다 장치는 좌측을 관측하기 위한 것이고, 나머지 하나는 우측을 관측하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of lidar devices according to an embodiment may be installed in a smart factory for industrial security. For example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the front and the other may be for observing the rear, but is not limited thereto. Also, for example, when two lidar devices are installed in a smart factory, one lidar device may be for observing the left side and the other may be for observing the right side, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치가 산업 보안을 위해 설치되는 경우, 사람의 얼굴을 인식하기 위한 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a lidar device according to an embodiment may be installed for industrial security. For example, when a lidar device is installed for industrial security, it may be for recognizing a human face, but is not limited thereto.
이하에서는 라이다 장치의 구성요소들의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the components of the lidar device will be described in detail.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 레이저 출력부(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
이때, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 레이저를 출사할 수 있다.At this time, the
또한, 레이저 출력부(100)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함할 수도 있고, 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.Also, the
또한, 레이저 출력부(100)는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, High power laser, Light entitling diode(LED), Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 레이저 출력부(100)는 일정 파장의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 905nm대역의 레이저 또는 1550nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 940nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 출력부(100)는 800nm 내지 1000nm 사이의 복수 개의 파장을 포함하는 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 복수 개의 레이저 출력 소자의 일부는 905nm 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 다른 일부는 1500nm 대역의 레이저를 출력할 수 있다.In addition, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , a
상기 옵틱부는 본 발명에 대한 설명에 있어서, 스티어링부, 스캔부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the description of the present invention, the optic unit may be variously expressed as a steering unit, a scanning unit, etc., but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 디텍터부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사함으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 반사하여, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 디텍터부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 반사하기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 미러(mirror), 공진 스캐너(Resonance scanner), 멤스 미러(MEMS mirror), VCM(Voice Coil Motor), 다면 미러(Polygonal mirror), 회전 미러(Rotating mirror) 또는 갈바노 미러(Galvano mirror) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저를 굴절시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 디텍터부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저를 굴절시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 렌즈(lens), 프리즘(prism), 마이크로렌즈(Micro lens) 또는 액체 렌즈(Microfluidie lens) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시킴으로써 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저의 위상을 변화시켜, 레이저가 스캔 영역을 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 디텍터부를 향하도록 레이저의 비행 경로를 변경할 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 레이저의 위상을 변화시키기 위하여 다양한 광학 수단들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옵틱부(200)는 OPA(Optical Phased Array), 메타 렌즈(Meta lens) 또는 메타 표면(Metasurface) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 옵틱부(200)는 하나 이상의 광학 수단을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 옵틱부(200)는 복수 개의 광학 수단을 포함할 수 있다.Also, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 디텍터부(300)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
상기 디텍터부는 본 발명에 대한 설명에 있어서 수광부, 수신부 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The detector unit may be variously expressed as a light receiving unit or a receiving unit in the description of the present invention, but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 레이저를 수신할 수 있으며, 수신된 레이저를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 디텍터부(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, 디텍터부(300)는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있으며, 이를 기초로 전기 신호를 생성할 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 생성된 전기 신호를 기초로 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 크기를 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 디텍터부(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, 디텍터부(300)는 미리 정해진 문턱 값과 생성된 전기 신호의 피크 값을 비교하여 레이저를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD(Avalanche Photodiode), SPAD(Single-photon avalanche diode), SiPM(Silicon PhotoMultipliers), TDC(Time to Digital Converter), Comparator, CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
예를 들어, 디텍터부(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, 디텍터부(300)는 2D SPAD array를 이용하여 N번의 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 히스토그램을 이용하여, 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 디텍터부(300)는 히스토그램을 이용하여, 히스토그램의 피크(peak) 지점을 대상체로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점으로 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 디텍터부(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 디텍터부(300)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 단일 센서 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자를 포함할 수도 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 디텍터부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 디텍터부(300)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1000)는 제어부(400)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
상기 제어부는 본 발명을 위한 설명에 있어너 컨트롤러 등으로 다양하게 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The control unit may be variously expressed as a controller or the like in the description of the present invention, but is not limited thereto.
이때, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 또는 디텍터부(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.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 출력 시점을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 파워를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 펄스 폭(Pulse Width)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저의 주기를 제어할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(100)가 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우, 제어부(400)는 복수 개의 레이저 출력 소자 중 일부가 동작되도록 레이저 출력부(100)를 제어할 수 있다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작을 제어할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200) 동작 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로 옵틱부(200)가 회전 미러를 포함하는 경우 회전 미러의 회전 속도를 제어할 수 있으며, 옵틱부(200)가 멤스 미러(MEMS mirror)를 포함하는 경우 사이 멤스 미러의 반복 주기를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 제어부(400)는 옵틱부(200)의 동작 정도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 옵틱부(200)가 멤스 미러를 포함하는 경우 멤스 미러의 동작 각도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 디텍터부(300)의 동작을 제어할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 디텍터부(300)의 민감도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 미리 정해진 문턱 값을 조절하여 디텍터부(300)의 민감도를 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 제어부(400)는 디텍터부(300)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 디텍터부(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 디텍터부(300)의 동작을 제어할 수 있다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 제어부(400)는 디텍터부(300)에서 감지된 레이저에 기초하여 라이다 장치(1000)로부터 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점과 디텍터부(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 디텍터부(300)에서 레이저가 감지된 시점 및 대상체에서 반사된 레이저가 디텍터부(300)에서 감지된 시점에 기초하여 스캔 영역 내에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다.For example, the
라이다 장치(1000)가 제어부(400)에 의해 레이저 빔을 출광하기 위한 트리거 신호를 보내는 시점과 실제 레이저 출력 소자에서 레이저 빔이 출력되는 시간인 실제 출광 시점은 차이가 있을 수 있다. 상기 트리거 신호의 시점과 실제 출광 시점 사이에서는 실제로 레이저 빔이 출력되지 않았으므로, 레이저의 비행 시간에 포함되면 정밀도가 감소할 수 있다.There may be a difference between the time when the
레이저 빔의 비행 시간 측정에 정밀도를 향상시키기 위해서는, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 이용할 수 있다. 그러나, 레이저 빔의 실제 출광 시점을 파악하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 출력 되자마자, 또는 출력된 후 대상체를 거치지 않고 곧바로 디텍터부(300)로 전달되어야 한다.In order to improve precision in measuring the time-of-flight of the laser beam, the actual light emission point of the laser beam may be used. However, it may be difficult to determine the actual emission time point of the laser beam. Therefore, the laser beam output from the laser output device must be directly transmitted to the
예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 옵틱이 배치되어, 상기 옵틱에 의해 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 디텍터부(300)에 감지될 수 있다. 상기 옵틱은 미러, 렌즈, 프리즘, 메타표면 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 옵틱은 하나일 수 있으나, 복수 개일 수 있다.For example, since an optic is disposed above the laser output device, the laser beam output from the laser output device by the optic can be directly sensed by the
또한, 예를 들어, 레이저 출력 소자의 상부에 디텍터부(300)가 배치되어, 레이저 출력 소자에서 출력된 레이저 빔은 대상체를 거치지 않고 바로 디텍터부(300)에 감지될 수 있다. 상기 디텍터부(300)는 레이저 출력 소자와 1mm, 1um, 1nm 등의 거리를 두고 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 디텍터부(300)는 레이저 출력 소자와 이격되지 않고 인접하게 배치될 수도 있다. 상기 디텍터부(300)와 상기 레이저 출력 소자 사이에는 옵틱이 존재할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, since the
구체적으로, 레이저 출력부(100)는 레이저를 출력할 수 있고, 제어부(400)는 레이저 출력부(100)에서 레이저가 출력된 시점을 획득할 수 있으며, 레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저가 스캔 영역 내에 위치하는 대상체에서 반사된 경우 디텍터부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 디텍터부(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 디텍터부(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 디텍터부(300)는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있고, 제어부(400)는 디텍터부(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, in detail, the
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a lidar device according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1100)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 디텍터부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 디텍터부(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 디텍터부(300)에 수광될 수 있다.A laser beam output from the
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a lidar device according to another embodiment.
도 3을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치(1150)는 레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 디텍터부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , a
레이저 출력부(100), 옵틱부(200) 및 디텍터부(300)는 도 1에서 설명되었으므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
레이저 출력부(100)에서 출력된 레이저 빔은 옵틱부(200)를 거칠 수 있다. 또한 옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 대상체(500)를 향해 조사될 수 있다. 또한 대상체(500)에서 반사된 레이저 빔은 다시 옵틱부(200)를 거칠 수 있다.A laser beam output from the
이때, 대상체에 조사되기 전 레이저 빔이 거친 옵틱부와 대상체에 반사된 레이저 빔이 거치는 옵틱부는 물리적으로 동일한 옵틱부일 수 있으나, 물리적으로 다른 옵틱부일 수도 있다.In this case, the optic unit through which the laser beam is rough before being irradiated onto the target object and the optic unit through which the laser beam reflected on the target object passes may be physically the same optical unit, or may be physically different optical units.
옵틱부(200)를 거친 레이저 빔은 디텍터부(300)에 수광될 수 있다.A laser beam that has passed through the
이하에서는 VCSEL을 포함하는 레이저 출력부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a laser output unit including a VCSEL will be described in detail.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 출력부를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a laser output unit according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10), 상부 DBR 레이어(20, upper Distributed Bragg reflector), active 레이어(40, quantum well), 하부 DBR 레이어(30, lower Distributed Bragg reflector), 기판(50, substrate) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상단 표면에서 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10)의 표면과 수직인 방향으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL emitter(110)는 acvite 레이어(40)에 수직으로 레이저 빔을 방출할 수 있다. In addition, the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 복수 개의 반사층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 반사층은 반사율이 높은 반사층과 반사율이 낮은 반사층이 교대로 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 반사층의 두께는 VCSEL emitter(110)에서 방출되는 레이저 파장의 4분의 1일 수 있다.The
또한, 일 실시예에 따른 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)는 p형 및 n형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 p형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 n형으로 도핑될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)는 n형으로 도핑되고, 하부 DBR 레이어(30)는 p형으로 도핑될 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따르면 하부 DBR 레이어(30)와 하부 메탈 컨택(60) 사이에는 substrate(50)가 배치될 수 있다. 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 p형 substrate가 될 수 있고, 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우 Substrate(50)도 n형 substrate가 될 수 있다.Also, according to an embodiment, a
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 active 레이어(40)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30) 사이에 배치될 수 있다.The
일 실시예에 따른 active 레이어(40)는 레이저 빔을 생성하는 복수 개의 퀀텀 웰(Quantum well)을 포함할 수 있다. Active 레이어(40)는 레이저 빔을 방출시킬 수 있다.The
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 전원 등과의 전기적 연결을 위해 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어 VCSEL emitter(110)는 상부 메탈 컨택(10) 및 하부 메탈 컨택(60)을 포함할 수 있다.The
또한 일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 통해 상부 DBR 레이어(20) 및 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 p형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 n형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 p형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 n형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 예를 들어, 상부 DBR 레이어(20)가 n형으로 도핑되고 하부 DBR 레이어(30)가 p형으로 도핑되는 경우, 상부 메탈 컨택(10)에는 n형 전원이 공급되어 상부 DBR 레이어(20)와 전기적으로 연결되고, 하부 메탈 컨택(60)에는 p형 전원이 공급되어 하부 DBR 레이어(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, for example, when the
일 실시예에 따른 VCSEL emitter(110)는 oxidation area를 포함할 수 있다. Oxidation area는 active layer의 상부에 배치될 수 있다.The
일 실시예에 따른 oxidation area는 절연성을 띌 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 흐름이 제한될 수 있다. 예를 들어, oxidation area에는 전기적 연결이 제한될 수 있다.An oxidation area according to an embodiment may have insulating properties. For example, electrical flow may be restricted in the oxidation area. For example, electrical connections may be limited in the oxidation area.
또한 일 실시예에 따른 oxidation area는 aperture의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, oxidation area는 절연성을 가지므로, oxidation area가 아닌 부분에서만 active layer(40)로부터 생성된 빔이 방출될 수 있다.Also, the oxidation area according to an embodiment may serve as an aperture. Specifically, since the oxidation area has insulating properties, the beam generated from the
일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may include a plurality of
또한, 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 복수 개의 VCSEL emitter(110)들을 한번에 on시킬 수 있거나, 개별적으로 on시킬 수 있다.In addition, the laser output unit according to an embodiment may turn on a plurality of
일 실시예에 따른 레이저 출력부는 다양한 파장의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 파장이 905nm인 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또한 예를 들어, 레이저 출력부는 1550nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit according to an embodiment may emit laser beams of various wavelengths. For example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 905 nm. Also, for example, the laser output unit may emit a laser beam having a wavelength of 1550 nm.
또한 일 실시예에 따른 레이저 출력부는 출력되는 파장이 주변 환경에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 증가할수록, 출력되는 파장도 증가할 수 있다. 또는 예를 들어, 레이저 출력부는 주변 환경의 온도가 감소할수록, 출력되는 파장도 감소할 수 있다. 상기 주변 환경이란, 온도, 습도, 압력, 먼지의 농도, 주변 광량, 고도, 중력, 가속도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wavelength output from the laser output unit according to an embodiment may be changed by the surrounding environment. For example, as the temperature of the surrounding environment increases, the output wavelength of the laser output unit may also increase. Alternatively, for example, as the temperature of the surrounding environment decreases, the output wavelength of the laser output unit may also decrease. The surrounding environment may include, but is not limited to, temperature, humidity, pressure, concentration of dust, amount of ambient light, altitude, gravity, and acceleration.
레이저 출력부는 지지면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또는, 레이저 출력부는 상기 출사면과 수직한 방향으로 레이저 빔을 출사할 수 있다.The laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the support surface. Alternatively, the laser output unit may emit a laser beam in a direction perpendicular to the emission surface.
도 5는 일 실시예에 따른 VCSEL unit을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a VCSEL unit according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110)들은 허니콤(honeycomb)구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 1개의 허니콤 구조에는 VCSEL emitter(110) 7개가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)에 포함된 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 400개의 VCSEL emitter(110)들은 모두 동일한 방향으로 조사될 수 있다.Also, all of the
또한, VCSEL unit(130)은 출력된 레이저 빔의 조사 방향에 의해 구별될 수 있다. 예를 들어, N개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제1 방향으로 레이저 빔을 출력하고, M개의 VCSEL emitter(110)들이 모두 제2 방향으로 레이저 빔을 출력하는 경우, 상기 N개의 VCSEL emitter(110)들은 제1 VCSEL unit으로 구별되고, 상기 M개의 VCSEL emitter(110)들은 제2 VCSEL unit으로 구별될 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL unit(130)은 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, VCSEL unit(130)에 포함된 복수 개의 VCSEL emitter(110)는 메탈 컨택을 공유할 수 있다.Also, the
도 6은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(150)를 포함할 수 있다. 도 6은 8X8 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 6 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A
예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X N 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 예를 들어, 상기 복수 개의 VCSEL unit(130)은 N X M 매트릭스일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the plurality of
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL array(150)는 메탈 컨택을 포함할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(150)는 p형 메탈 및 n형 메탈을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 각각 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. In addition, the
도 7은 일 실시예에 따른 VCSEL array 및 메탈 컨택을 나타낸 측면도이다.7 is a side view illustrating a VCSEL array and metal contacts according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(151)를 포함할 수 있다. 도 6은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. VCSEL array(151)는 제1 메탈 컨택(11), 와이어(12), 제2 메탈 컨택(13) 및 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(151)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 각각 메탈 컨택에 독립적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)을 공유하여 제1 메탈 컨택에는 함께 연결되고, 제2 메탈 컨택(13)은 공유하지 않아 제2 메탈 컨택에는 독립적으로 연결될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(11)에는 직접적으로 연결되고, 제2 메탈 컨택에는 와이어(12)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 필요한 와이어(12)의 개수는 복수 개의 VCSEL unit(130)의 개수와 같을 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(151)가 N X M 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 경우, 와이어(12)의 개수는 N * M 개가 될 수 있다.A
또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(11)과 제2 메탈 컨택(13)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(11)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(11)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(13)은 n형 메탈일 수 있다.Also, the
도 8은 일 실시예에 따른 VCSEL array를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a VCSEL array according to an embodiment.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(100)는 VCSEL array(153)를 포함할 수 있다. 도 7은 4X4 VCSEL array를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 8 , the
일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 VCSEL unit(130)을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 메탈 컨택을 공유할 수도 있으나, 메탈 컨택을 공유하지 않고 독립된 메탈 컨택을 가질 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 행(row) 단위로 제1 메탈 컨택(15)을 공유할 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수 개의 VCSEL unit(130)은 열(column) 단위로 제2 메탈 컨택(17)을 공유할 수 있다.A
또한, 일 실시예에 따른 제1 메탈 컨택(15)과 제2 메탈 컨택(17)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈 컨택(15)은 n형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 p형 메탈일 수 있다. 반대로, 제1 메탈 컨택(15)은 p형 메탈이고, 제2 메탈 컨택(17)은 n형 메탈일 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 VCSEL unit(130)은 제1 메탈 컨택(15) 및 제2 메탈 컨택(17)과 와이어(12)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
일 실시예에 따른 VCSEL array(153)는 어드레서블(addressable)하게 동작할 수 있다. 예를 들어, VCSEL array(153)에 포함된 복수의 VCSEL unit(130)들은 다른 VCSEL unit과 상관 없이 독립적으로 동작할 수 있다.The
예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다. 또한 예를 들어, 1행의 제1 메탈 컨택(15)과 1열 및 3열의 제2 메탈 컨택(17)에 전원을 공급하면, 1행 1열의 VCSEL unit 및 1행 3열의 VCSEL unit이 동작할 수 있다.For example, when power is supplied to the
일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 일정한 패턴을 가지고 동작할 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 1행 2열의 VCSEL unit, 1행 3열의 VCSEL unit, 1행 4열의 VCSEL unit, 2행 1열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.For example, after the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, the VCSEL unit of 1 row and 3 columns, the VCSEL unit of 1 row and 4 columns, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates, and can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
또한 예를 들어, 1행 1열의 VCSEL unit 동작 후 2행 1열의 VCSEL unit, 3행 1열의 VCSEL unit, 4행 1열의 VCSEL unit, 1행 2열의 VCSEL unit, 2행 2열의 VCSEL unit 등이 순서대로 동작하고, 4행 4열의 VCSEL unit을 마지막으로 하는 일정한 패턴을 가질 수 있다.Also, for example, after the VCSEL unit of 1 row and 1 column operates, the VCSEL unit of 2 rows and 1 column, the VCSEL unit of 3 rows and 1 column, the VCSEL unit of 4 rows and 1 column, the VCSEL unit of 1 row and 2 columns, and the VCSEL unit of 2 rows and 2 columns, etc. It operates as it is, and it can have a certain pattern with the VCSEL unit of 4 rows and 4 columns as the last.
다른 일 실시예에 따르면, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 불규칙한 패턴을 가지고 동작할 수 있다. 또는, VCSEL array(153)에 포함된 VCSEL unit(130)들은 패턴을 가지지 않고 동작할 수 있다.According to another embodiment, the
예를 들어, VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 수 있다. VCSEL unit(130)들이 랜덤으로 동작할 경우, VCSEL unit(130)들간의 간섭이 방지될 수 있다.For example,
레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 그 중 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식에서 원거리에 존재하는 대상체에 레이저 빔을 향하게 하기 위해서는 높은 파워의 레이저 빔이 필요하다. 높은 파워의 레이저 빔은 높은 전압을 인가해야 하므로 전력이 커진다. 또한, 사람의 눈에도 데미지를 줄 수 있어 플래시 방식을 사용하는 라이다가 측정할 수 있는 거리에는 한계가 있다.There may be various methods for directing a laser beam emitted from a laser output unit to an object. Among them, the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam. In the flash method, a high-power laser beam is required to direct a laser beam to a target that exists at a distance. Since a high-power laser beam needs to apply a high voltage, the power increases. In addition, since it can damage a person's eyes, there is a limit to the distance that lidar using the flash method can measure.
스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 함으로써 레이저 파워 손실을 줄일 수 있다. 레이저 파워 손실을 줄일 수 있으므로, 플래시 방식과 비교했을 때 동일한 레이저 파워를 사용하더라도 라이다가 측정할 수 있는 거리는 스캐닝 방식이 더 길다. 또한, 플래시 방식과 비교했을 때 동일 거리 측정을 위한 레이저 파워는 스캐닝 방식이 더 낮으므로, 사람의 눈에 대한 안정성이 향상될 수 있다.The scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction. Laser power loss can be reduced by directing a scanning laser beam in a specific direction. Since the loss of laser power can be reduced, compared to the flash method, the distance that can be measured by lidar is longer in the scanning method even when using the same laser power. In addition, compared to the flash method, since the laser power for measuring the same distance is lower in the scanning method, stability to the human eye can be improved.
레이저 빔 스캐닝은 콜리메이션과 스티어링으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 레이저 빔을 콜리메이션 한 후 스티어링을 하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 예를 들어, 레이저 빔 스캐닝은 스티어링을 한 후 콜리메이션을 하는 방식으로 이루어질 수 있다.Laser beam scanning may consist of collimation and steering. For example, laser beam scanning may be performed by collimating the laser beam and then steering the laser beam. Also, for example, laser beam scanning may be performed in a manner of performing collimation after steering.
이하에서는 BCSC(Beam Collimation and Steering component)를 포함하는 옵틱부의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of an optical unit including a beam collimation and steering component (BCSC) will be described in detail.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)는 레이저 출력부(100), 옵틱부를 포함할 수 있다. 이때, 옵틱부는 BCSC(250)을 포함할 수 있다. 또한, BCSC(250)는 콜리메이션 컴포넌트(210, Collimation component) 및 스티어링 컴포넌트(230, Steering component)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a
일 실시예에 따른 BCSC(250)는 다음과 같이 구성될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)가 먼저 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다. 또는, 스티어링 컴포넌트(230)가 먼저 레이저 빔을 스티어링 시키고, 스티어링 된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거쳐 콜리메이션될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치(1200)의 광 경로는 다음과 같다. 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔은 BCSC(250)로 향할 수 있다. BCSC(250)로 입사된 레이저 빔은 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해서 콜리메이션되어 스티어링 컴포넌트(230)로 향할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)로 입사된 레이저 빔은 스티어링되어 대상체로 향할 수 있다. 대상체(500)로 입사된 레이저 빔은 대상체(500)에 의해 반사되어 디텍터부로 향할 수 있다.In addition, the light path of the
레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔은 직진성(Directivity)을 갖는다고 하더라도, 레이저 빔이 직진함에 따라 어느 정도의 발산(divergence)이 있을 수 있다. 이러한 발산에 의해, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔이 대상체에 입사되지 않거나, 입사되더라도 그 양이 매우 적을 수 있다. Even if the laser beam emitted from the laser output unit has directivity, a certain degree of divergence may occur as the laser beam travels straight. Due to this divergence, the laser beam emitted from the laser output unit may not be incident on the object, or even if it is incident, the amount may be very small.
레이저 빔의 발산 정도가 큰 경우, 대상체에 입사되는 레이저 빔의 양이 적어지고, 대상체에서 반사되어 디텍터부로 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 toward the detector is also very small due to the divergence, so that desired measurement results may not be obtained. Alternatively, when the degree of divergence of the laser beam is large, the distance that can be measured by the lidar device is reduced, and thus a distant object may not be measured.
따라서, 대상체로 레이저 빔을 입사시키기 전에, 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일수록 라이다 장치의 효율이 향상될 수 있다. 본원 발명의 콜리메이션 컴포넌트는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 평행광이 될 수 있다. 또는 콜리메이션 컴포넌트를 거친 레이저 빔은 발산 정도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.Therefore, the efficiency of the LIDAR device may be improved as the degree of divergence of the laser beam emitted from the laser output unit is reduced before the laser beam is incident to the target object. The collimation component of the present invention can reduce the degree of divergence of the laser beam. A laser beam passing through the collimation component may become collimated light. Alternatively, the laser beam passing through the collimation component may have a degree of divergence of 0.4 degrees to 1 degree.
레이저 빔의 발산 정도를 줄일 경우, 대상체로 입사되는 광량은 증가될 수 있다. 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 대상체에서 반사되는 광량도 증가되어 레이저 빔의 수신이 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 대상체로 입사되는 광량이 증가될 경우, 레이저 빔을 콜리메이션 하기 전과 비교했을 때, 같은 레이저 빔 파워로 더 먼 거리에 있는 대상체도 측정이 가능할 수 있다.When the degree of divergence of the laser beam is reduced, the amount of light incident to the object may be increased. When the amount of light incident on the object increases, the amount of light reflected from the object also increases, so that the laser beam can be received efficiently. In addition, when the amount of light incident on the target object is increased, it is possible to measure an object at a greater distance with the same laser beam power compared to before the collimation of the laser beam.
도 10은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 조절할 수 있다. 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 빔의 발산 정도를 줄일 수 있다.Referring to FIG. 10 , a
예를 들어, 레이저 출력부(100)에서 방출되는 레이저 빔의 발산 각도는 16도 내지 30도일 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 콜리메이션 컴포넌트(210)를 거친 후에는, 레이저 빔의 발산 각도가 0.4도 내지 1도일 수 있다.For example, a divergence angle of a laser beam emitted from the
도 11은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11 , a
상기 마이크로 렌즈는 지름이 밀리미터(mm), 마이크로미터(um), 나노미터(nm), 피코미터(pm) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The micro lens may have a diameter of millimeters (mm), micrometers (um), nanometers (nm), picometers (pm), etc., but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나에 의해 콜리메이션 될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔의 발산 각도는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 중 하나를 거친 후 감소될 수 있다.Also, the plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 굴절률 분포형 렌즈, 미소곡면 렌즈, 어레이 렌즈 및 프레넬 렌즈 등이 될 수 있다.Also, the plurality of micro lenses according to an embodiment may be a refractive index distribution type lens, a microcurved surface lens, an array lens, a Fresnel lens, and the like.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 몰딩, 이온 교환, 확산 중합, 스퍼터링 및 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.In addition, the plurality of micro lenses according to an embodiment may be manufactured by methods such as molding, ion exchange, diffusion polymerization, sputtering, and etching.
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 직경이 130um 내지 150um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 직경은 140um일 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 렌즈는 그 두께가 400um 내지 600um 일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈의 두께는 500um 일 수 있다.Also, the plurality of micro lenses according to an embodiment may have a diameter of 130 um to 150 um. For example, the diameter of the plurality of micro lenses may be 140um. Also, the plurality of micro lenses may have a thickness of 400 um to 600 um. For example, the thickness of the plurality of micro lenses may be 500um.
도 12는 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트(210)는 복수 개의 마이크로 렌즈(211) 및 기판(213)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 렌즈(211)는 기판(213)의 표면 및 배면 상에 배치될 수 있다. 이때, 기판(213)의 표면에 배치된 마이크로 렌즈(211)와 기판(213)의 배면에 배치된 마이크로 렌즈(211)의 광축(optical axis)은 일치될 수 있다.A plurality of
도 13은 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a collimation component according to an exemplary embodiment.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 콜리메이션 컴포넌트는 메타표면(220, metasurface)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , a collimation component according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 메타표면(220)은 복수의 나노기둥(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(221)은 메타표면(220)의 양면에 배치될 수 있다.The
복수의 나노기둥(221)은 서브-파장(sub-wavelength)치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 나노기둥(221)사이의 간격은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 파장보다 작을 수 있다. 또는, 나노기둥(221)의 폭, 직경 및 높이는 레이저 빔의 파장의 길이보다 작을 수 있다.The plurality of
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다. 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 다양한 방향으로 출력되는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수 있다. 또한, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도를 줄일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 발산각도는 15도 내지 30도이고, 메타표면(220)을 거친 후의 레이저 빔의 발산각도는 0.4도 내지 1.8도일 수 있다.The
메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The
또는, 메타표면(220)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(221)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the
나노기둥(221)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(221)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(221)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The
도 14는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 레이저 빔이 향하는 방향에 배치될 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔이 향하는 방향을 조절할 수 있다. 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the
예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 0도 내지 30도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다. 또는, 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 -30도 내지 0도가 되도록 레이저 빔을 스티어링 할 수 있다.For example, the
도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.15 and 16 are diagrams for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(231)는 복수 개의 마이크로 렌즈(231) 및 기판(233)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 15 and 16 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 기판(233) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 및 기판(233)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나는 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 렌즈(232)는 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 이때, 복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에서 방출된 레이저 빔은 복수 개의 마이크로 렌즈(232) 중 하나에 의해 스티어링 될 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축은 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 오른쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 왼쪽으로 향할 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 15를 참조하면, VCSEL emitter(110)의 광축이 마이크로 렌즈(232)의 광축보다 왼쪽에 있는 경우, VCSEL emitter(110)에서 방출되어 마이크로 렌즈(232)를 거친 레이저 빔은 오른쪽으로 향할 수 있다.At this time, the optical axis of the
또한, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 멀어질수록, 레이저 빔의 스티어링 정도가 커질 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈(232)의 광축과 VCSEL emitter(110)의 광축 사이의 거리가 1um인 경우보다 10um인 경우에 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 더 커질 수 있다.In addition, as the distance between the optical axis of the
도 17은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(234)는 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , a
일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 기판(236) 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 마이크로 프리즘(235) 및 기판(236)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은복수 개의 VCSEL emitter(110) 중 하나에 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.A plurality of
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 복수 개의 VCSEL emitter(110)에서 방출된 레이저 빔을 스티어링 시킬 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도를 변화시킬 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 작을수록, 레이저 광원의 광축과 레이저 빔이 이루는 각도가 증가한다. 예를 들어, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.05도인 경우 레이저 빔이 35도 스티어링 되고, 마이크로 프리즘(235)의 각도가 0.25도인 경우, 레이저 빔이 15도 스티어링 된다.At this time, as the angle of the
또한, 일 실시예에 따른 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 Porro prism, Amici roof prism, Pentaprism, Dove prism, Retroreflector prism 등이 될 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 유리, 플라스틱 또는 형석 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수 개의 마이크로 프리즘(235)은 몰딩, 에칭 등의 방법으로 제작될 수 있다.Also, the plurality of
이때, 마이크로 프리즘(235)의 표면을 폴리싱(polishing) 공정을 통해 매끄럽게 하여 표면 거칠기로 인한 난반사를 방지할 수 있다.In this case, irregular reflection due to surface roughness may be prevented by smoothing the surface of the
일 실시예에 따르면, 마이크로 프리즘(235)은 기판(236)의 양면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판(236)의 제1 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제1 축으로 스티어링 시키고, 기판(236)의 제2 면에 배치된 마이크로 프리즘은 레이저 빔을 제2 축으로 스티어링 시킬 수 있다.According to one embodiment, the
도 18은 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for describing a steering component according to an exemplary embodiment.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트는 메타표면(240)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18 , a steering component according to an embodiment may include a
메타표면(240)은 복수의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 일측면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 나노기둥(241)은 메타표면(240)의 양면에 배치될 수 있다.The
메타표면(240)은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔의 위상을 조절함으로써 상기 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The
메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)의 상기 출사면측에 배치될 수 있다.The
또는, 메타표면(240)은 레이저 출력부(100)상에 증착될 수 있다. 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 복수의 나노기둥(241)은 레이저 출력부(100)상에서 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다.Alternatively, the
나노기둥(241)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노기둥(241)은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔 등의 형상을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 나노기둥(241)은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.The
복수의 나노기둥(241)은 다양한 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 상기 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of
나노기둥(241)은 다양한 특성에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 상기 특성은 나노기둥(241)의 폭(Width, 이하 W), 간격(Pitch, 이하 P), 높이(Height, 이하 H) 및 단위 길이 당 개수를 포함할 수 있다.The
이하에서는, 다양한 특성에 기초하여 형성되는 나노패턴 및 그에 따른 레이저 빔의 스티어링에 대하여 설명한다.Hereinafter, nanopatterns formed based on various characteristics and steering of a laser beam according to the nanopatterns will be described.
도 19는 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining a metasurface according to an exemplary embodiment.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 폭(W)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19 , a
복수의 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 나노기둥(241)은 일 방향으로 갈수록 그 폭(W1, W2, W3)이 증가하도록 배치될 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 나노기둥(241)의 폭(W)이 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.A nanopattern may be formed based on the width W of the plurality of
예를 들어, 메타표면(240)은 제1 폭(W1)을 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 폭(W2)을 갖는 제2 나노기둥(245), 제3 폭(W3)을 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2) 및 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 제2 폭(W2)은 제3 폭(W3)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 폭(W)이 감소할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사된 레이저 빔이 메타표면(240)을 거칠 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the
한편, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이란 인접한 복수의 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Meanwhile, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the width W of the
제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이 및 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 산출될 수 있다.The rate of increase in the width W of the
제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이는 제2 폭(W2)과 제3 폭(W3)의 차이와 다를 수 있다.The difference between the first width W1 and the second width W2 may be different from the difference between the second width W2 and the third width W3.
레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)에 따라 달리질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the width W of the
구체적으로, 상기 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 폭(W)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.Specifically, the steering angle θ may increase as the rate of change of the width W of the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 폭(W)에 기초하여 상기 제1 증감률보다 작은 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링 각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링 각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
한편, 상기 스티어링 각도(θ)의 범위는 -90도에서 90도일 수 있다.Meanwhile, the range of the steering angle θ may be -90 degrees to 90 degrees.
도 20은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 20 , a
복수의 나노기둥(241)은 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다. 메타표면(240)은 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화에 기초하여 형성되는 나노패턴에 기초하여 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔을 스티어링할 수 있다.The plurality of
일 실시예에 따르면, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)은 일 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서, 상기 간격(P)이란 인접한 두 나노기둥(241)의 중심간의 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)의 중심과 제2 나노기둥(245)의 중심간의 거리로 정의될 수 있다. 또는, 제1 간격(P1)은 제1 나노기둥(243)과 제2 나노기둥(245)의 최단거리로 정의될 수 있다.According to an embodiment, the spacing P between the
레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241) 사이의 간격(P)이 작아지는 방향으로 스티어링될 수 있다.A laser beam emitted from the
메타표면(240)은 제1 나노기둥(243), 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 나노기둥(243) 및 제2 나노기둥(245) 사이의 거리에 기초하여 제1 간격(P1)이 획득될 수 있다. 마찬가지로, 제2 나노기둥(245) 및 제3 나노기둥(247) 사이의 거리에 기초하여 제2 간격(P2)이 획득될 수 있다. 이때, 제1 간격(P1)은 제2 간격(P2)보다 작을 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 상기 간격(P)이 커질 수 있다.The
이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거지는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제3 나노기둥(247)으로부터 제1 나노기둥(243)으로의 방향인 제1 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.At this time, when the laser beam emitted from the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the distance P between the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the distance P between the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241) 사이의 간격(P)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the rate of change of the spacing P between the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 간격(P)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
한편, 이상에서 설명한 나노기둥(241)의 간격(P)의 변화에 따른 레이저 빔의 스티어링 원리는 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.Meanwhile, the steering principle of the laser beam according to the change in the spacing P of the
예를 들어, 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 변하는 경우, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 단위 길이 당 나노기둥(241)의 개수가 증가하는 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, when the number of
도 21은 일 실시예에 따른 메타표면을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining a metasurface according to an embodiment.
도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타표면(240)은 나노기둥(241)의 높이(H)가 상이한 복수 개의 나노기둥(241)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21 , the
복수의 나노기둥(241)은 나노기둥(241)의 높이(H)의 변화에 기초하여 나노패턴을 형성할 수 있다.The plurality of
일 실시예에 따르면, 복수의 나노기둥(241)의 높이(H1, H2, H3)는 일 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔은 상기 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가하는 방향으로 스티어링될 수 있다.According to an embodiment, the heights H1 , H2 , and H3 of the plurality of
예를 들어, 메타표면(240)은 제1 높이(H1)를 갖는 제1 나노기둥(243), 제2 높이(H2)를 갖는 제2 나노기둥(245) 및 제3 높이(H3)를 갖는 제3 나노기둥(247)을 포함할 수 있다. 제3 높이(H3)은 제1 높이(H1) 및 제2 높이(H2)보다 클 수 있다. 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247) 측으로 갈수록 나노기둥(241)의 높이(H)가 증가할 수 있다. 이때, 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 레이저 빔이 메타표면(240)을 거치는 경우, 상기 레이저 빔은 레이저 출력부(100)로부터 출사되는 제1 방향과 제1 나노기둥(243)으로부터 제3 나노기둥(247)으로의 방향인 제2 방향의 사이 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)에 따라 달라질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may vary according to the height H of the
구체적으로, 상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이란 인접한 나노기둥(241)의 높이(H) 변화 정도를 평균적으로 나타낸 수치를 의미할 수 있다.Specifically, the steering angle θ of the laser beam may vary according to the rate of change of the height H of the
제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이 및 제2 높이(H2)와 제3 높이(H3)의 차이에 기초하여 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 산출될 수 있다. 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)의 차이는 제2 높이(H3)와 제3 높이(H3)의 차이와 다를 수 있다.The rate of increase in the height H of the
상기 레이저 빔의 스티어링 각도(θ)는 나노기둥(241)의 높이(H)의 증감률이 증가할수록 커질 수 있다.The steering angle θ of the laser beam may increase as the rate of change of the height H of the
예를 들어, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제1 증감률을 가지는 제1 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 나노기둥(241)은 그 높이(H)에 기초하여 제2 증감률을 가지는 제2 패턴을 형성할 수 있다.For example, the
이때, 상기 제1 패턴에 의한 제1 스티어링각도는, 상기 제2 패턴에 의한 제2 스티어링각도보다 클 수 있다.In this case, the first steering angle according to the first pattern may be greater than the second steering angle according to the second pattern.
일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스티어링 컴포넌트(230)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러(resonant mirror), 멤스 미러(MEMS mirror) 및 갈바노 미러(galvano mirror)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또는, 스티어링 컴포넌트(230)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러(polygonal mirror) 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러(nodding mirror)를 포함할 수 있다.Alternatively, the
도 22는 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트인 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for describing a multi-sided mirror that is a steering component according to an exemplary embodiment.
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(600)는 반사면(620), 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615)와 하부(610)를 중심을 수직으로 관통하는 회전축(630)을 중심으로 회전할 수 있다. 다만 상기 회전 다면 미러(600)는 상술한 구성 중 일부만으로 구성될 수 있으며, 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(600)는 반사면(620) 및 몸체를 포함할 수 있으며, 상기 몸체는 하부(610)만으로 구성 될 수 있다. 이 때 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 하부(610)에 지지될 수 있다.Referring to FIG. 22, a rotating
상기 반사면(620)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사 가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 회전축(630)과 상기 각 반사면(620)의 법선이 직교하도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 동일하게 하여 동일한 스캔영역을 반복적으로 스캔 하기 위함일 수 있다.In addition, the
또한 상기 반사면(620)은 상기 몸체의 상부(610) 및 하부(615)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 각 반사면(620)의 법선이 상기 회전축(630)과 각각 상이한 각도를 가지도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(620)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 상이하게 하여 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키기 위함일 수 있다.In addition, the
또한 상기 반사면(620)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.In addition, the
또한 상기 몸체는 상기 반사면(620)을 지지하기 위한 것으로 상부(615), 하부(610) 및 상부(615)와 하부(610)를 연결하는 기둥(612)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기둥(612)은 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 중심을 연결하도록 설치될 수 있으며, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 꼭지점을 연결하도록 설치될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)의 각 모서리를 연결하도록 설치될 수도 있으나, 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)를 연결하여 지지하기 위한 구조에 한정은 없다. In addition, the body is for supporting the
또한 상기 몸체는 회전하기 위한 구동력을 전달받기 위해서 구동부(640)에 체결될 수 있으며, 상기 몸체의 하부(610)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있고, 상기 몸체의 상부(615)를 통하여 구동부(640)에 체결될 수도 있다.In addition, the body may be coupled to the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 다각형의 형태일 수 있다. 이 때, 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 형태가 서로 상이할 수도 있다.Also, the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및 하부(610)는 크기가 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 몸체의 상부(615)와 상기 몸체의 하부(610)의 크기가 서로 상이할 수도 있다.Also, the
또한 상기 몸체의 상부(615) 및/또는 하부(610)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.In addition, the
도 22에서는 상기 회전 다면 미러(600)가 4개의 반사면(620)을 포함하는 4각 기둥 형태의 육면체로 설명이 되어 있으나, 상기 회전 다면 미러(600)의 반사면(620)이 반드시 4개인 것은 아니며, 반드시 4각 기둥 형태의 6면체인 것은 아니다.In FIG. 22, the rotating
또한 상기 회전 다면 미러(600)의 회전 각도를 탐지하기 위하여, 라이다 장치는 인코더부를 더 포함할 수 있다. 또한 라이다 장치는 상기 탐지된 회전 각도를 이용하여 상기 회전 다면 미러(600)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 인코더부는 상기 회전 다면 미러(600)에 포함될 수도 있고, 상기 회전 다면 미러(600)와 이격되어 배치될 수도 있다. In addition, in order to detect the rotation angle of the rotating
라이다 장치는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다.LiDAR devices may have different FOVs required depending on their use. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, a wide viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device placed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction is required. In comparison, a relatively narrow viewing angle in the vertical direction may be required. In addition, lidar deployed on drones may require the widest possible angle of view in vertical and horizontal directions.
또한 라이다 장치의 스캔영역은 회전 다면 미러의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 시야각이 결정될 수 있다. 따라서 요구되는 라이다 장치의 시야각에 기초하여 회전 다면 미러의 반사면의 수를 결정 할 수 있다.In addition, the scan area of the lidar device may be determined based on the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror, and accordingly, the viewing angle of the lidar device may be determined. Therefore, the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror can be determined based on the viewing angle of the lidar device required.
도 23 내지 도 25는 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.23 to 25 are views explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
도 23 내지 도 25에는 반사면이 3개, 4개, 5개인 경우에 대하여 설명하나, 상기 반사면의 수는 정해져 있지 않으며, 반사면의 수가 다른 경우 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있을 것이다. 또한 도 22 내지 도 24에는 몸체의 상부 및 하부가 정다각형인 경우에 대하여 설명하나, 몸체의 상부 및 하부가 정다각형이 아닌 경우에도 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있다.23 to 25 describe the case of three, four, or five reflective surfaces, but the number of reflective surfaces is not determined, and if the number of reflective surfaces is different, it can be easily calculated by inferring the description below. 22 to 24 describe the case where the upper and lower portions of the body are regular polygons, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and easily calculated.
도 23은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(650)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.FIG. 23 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating
도 23을 참조하면, 레이저(653)는 상기 회전 다면 미러(650)의 회전축(651)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(650)의 상부는 정삼각형 형태이므로 3개의 반사면이 이루는 각도는 각 60도 일 수 있다. 그리고 도 23을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(650)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 23을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 23 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(650)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(653)와 위쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러의 3번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저와 아래쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflective surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(650)의 상기 반사면의 수가 3개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 240도 일 수 있다.Accordingly, when the number of reflective surfaces of the rotational
도 24는 상기 반사면의 수가 4개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and upper and lower portions of the body are square.
도 24를 참조하면, 레이저(663)는 상기 회전 다면 미러(660)의 회전축(661)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(660)의 상부는 정사각형 형태 이므로 4개의 반사면이 이루는 각도는 각 90도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면 상기 회전 다면 미러(660)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(660)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(660)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 위쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(660)의 4번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(663)와 아래쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflective surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(660)의 상기 반사면의 수가 4개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러(660)의 최대 시야각은 180도 일 수 있다.Accordingly, when the number of reflective surfaces of the rotating
도 24는 상기 반사면의 수가 5개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.24 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflection surfaces is five and upper and lower portions of the body are in the shape of a regular pentagon.
도 24를 참조하면, 레이저(673)는 상기 회전 다면 미러(670)의 회전축(671)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(670)의 상부는 정오각형 형태 이므로 5개의 반사면이 이루는 각도는 각 108도 일 수 있다. 그리고 도 24를 참조하면, 상기 회전 다면 미러(670)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(670)가 반시계 방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 24를 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.Referring to FIG. 24 , a
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(670)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 위쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(670)의 5번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(673)와 아래쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다.For example, when reflected through the first reflection surface of the rotating
따라서 상기 회전 다면 미러(670)의 상기 반사면의 수가 5개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 144도 일 수 있다.Therefore, when the number of the reflective surfaces of the rotating
결과적으로 상술한 도 23 내지 도 25를 참조하면, 상기 회전 다면 미러의 반사면의 수가 N개이고, 상기 몸체의 상부 및 하부가 N각형인 경우, 상기 N각형의 내각을 세타라 하면, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 360도-2세타가 될 수 있다.As a result, referring to FIGS. 23 to 25, when the number of reflective surfaces of the rotational multifaceted mirror is N and the upper and lower portions of the body are N-gonal, if the interior angle of the N-gonal is setta, the rotational surface The maximum viewing angle of the mirror can be 360 degrees - 2 theta.
다만, 상술한 상기 회전 다면 미러의 시야각은 최대값을 계산한 것일 뿐이므로 라이다 장치에서 상기 회전 다면 미러에 의해 결정되는 시야각은 상기 계산한 최대값보다 작을 수 있다. 또한 이 때 라이다 장치는 상기 회전 다면 미러의 각 반사면의 일부분만을 스캐닝에 이용할 수 있다.However, since the above-described viewing angle of the rotating multi-faceted mirror is only a calculated maximum value, the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value. Also, at this time, the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.
라이다 장치의 스캐닝부가 회전 다면 미러를 포함하는 경우 회전 다면 미러는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사하기 위해 이용될 수 있으며, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 디텍터부로 수광시키기 위해 이용될 수 있다.When the scanning unit of the LIDAR device includes a rotating multi-sided mirror, the rotating multi-sided mirror can be used to irradiate the laser emitted from the laser output unit toward the scan area of the LIDAR device, and reflect the object on the scan area. It can be used to receive the laser beam to the detector 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 디텍터부로 수광시키기 위한 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 수광부분으로 지칭하기로 한다. Here, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror used to irradiate the emitted laser into the scanning area of the LIDAR device will be referred to as an irradiation portion. In addition, a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for receiving laser reflected from an object existing on the scan area into the detector unit will be referred to as a light receiving portion.
도 26은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.26 is a diagram for explaining an irradiating part and a light receiving part of a rotating multi-faceted mirror according to an exemplary embodiment.
도 26을 참조하면, 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 점 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(700)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 26에는 표현되지 않았으나, 상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저는 선 또는 면 형태의 조사영역을 가질 수 있다.Referring to FIG. 26 , the laser emitted from the
상기 레이저 출력부(100)에서 출사된 레이저가 점 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)에서 조사부분(720)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 이은 선 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(700)의 회전축(710)과 수직한 방향의 선 형태로 위치할 수 있다.When the laser emitted from the
또한 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)에서 조사되어, 라이다 장치(1000)의 스캔영역(510)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(510)상에 존재하는 대상체로(500)부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저(725)보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 조사된 레이저와 평행하며, 더 넓은 범위로 라이다 장치(1000)로 수광 될 수 있다.In addition, the laser irradiated from the
이 때, 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)는 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)를 디텍터부(300)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. At this time, the
예를 들어, 도 26에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(500)로부터 반사된 레이저(735)가 상기 회전 다면 미러(700)를 통해서 디텍터부(300)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(700)의 반사면 중 상기 디텍터부(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 디텍터부(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 디텍터부(300) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(700)의 수광부분(730)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.In addition, when a condensing lens is further included between the rotating
다만 도 26에서는 상기 회전 다면 미러(700)의 조사부분(720)과 수광부분(730)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1550)의 조사부분(720)과 수광부분(730)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(720)이 상기 수광부분(730)의 내부에 포함 될 수도 있다.However, in FIG. 26, the
또한 일 실시예에 따르면, 스티어링 컴포넌트(230)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Also, according to one embodiment, the
일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 대상체로 향하게 하는 옵틱부를 포함할 수 있다.A lidar device according to an embodiment may include an optic unit for directing a laser beam emitted from a laser output unit to an object.
상기 옵틱부는 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고 스티어링 시키는 BCSC(Beam Collimation and Steering Component)를 포함할 수 있다. 상기 BCSC는 하나의 컴포넌트로 구성될 수도 있고, 복수개의 컴포넌트로 구성될 수도 있다.The optic unit may include a Beam Collimation and Steering Component (BCSC) for collimating and steering a laser beam emitted from the laser output unit. The BCSC may be composed of one component or may be composed of a plurality of components.
도 27은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 27을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 복수 개의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컴포넌트(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27 , an optical unit according to an exemplary embodiment may include a plurality of components. For example, it may include a
일 실시예에 따르면, 콜리메이션 컴포넌트(210)는 레이저 출력부(100)에서 방출된 빔을 콜리메이션 시키는 역할을 수행할 수 있고, 스티어링 컴포넌트(230)는 콜리메이션 컴포넌트(210)에서 방출된 콜리메이션된 빔을 스티어링 시키는 역할을 수행할 수 있다. 결과적으로, 옵틱부에서 방출되는 레이저 빔은 미리 정해진 방향으로 향하게 될 수 있다.According to one embodiment, the
콜리메이션 컴포넌트(210)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
콜리메이션 컴포넌트(210)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있다.When the
콜리메이션 컴포넌트(210)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 콜리메이션될 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)는 마이크로 렌즈가 될 수도 있고, 마이크로 프리즘이 될 수도 있고, 메타표면이 될 수도 있다.The
스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 렌즈인 경우, 기판의 한쪽 면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있고, 기판의 양면에 옵틱 어레이가 배치될 수도 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)가 마이크로 프리즘인 경우, 마이크로 프리즘의 각도에 의해 스티어링 시킬 수 있다.When the
스티어링 컴포넌트(230)가 메타표면인 경우, 메타표면에 포함된 복수의 나노기둥에 의해 형성된 나노패턴에 의해 레이저 빔이 스티어링될 수 있다.When the
일 실시예에 따르면, 옵틱부가 복수개의 컴포넌트를 포함하는 경우, 복수개의 컴포넌트들 사이에 올바른 배치가 필요할 수 있다. 이때, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다. 또한, 얼라인(alignment) 마크(mark)를 통해 PCB(Printed Circuit Board), VCSEL array, 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.According to an embodiment, when the optic unit includes a plurality of components, correct arrangement between the plurality of components may be required. At this time, the collimation component and the steering component may be correctly arranged through an alignment mark. In addition, a printed circuit board (PCB), a VCSEL array, a collimation component, and a steering component may be correctly arranged through an alignment mark.
예를 들어, VCSEL array에 포함된 VCSEL unit들 사이 또는 VCSEL array의 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 VCSEL array와 콜리메이션 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.For example, by inserting alignment marks between VCSEL units included in the VCSEL array or at the edge of the VCSEL array, the VCSEL array and collimation component can be correctly placed.
또한 예를 들어, 콜리메이션 컴포넌트의 사이 또는 엣지 부분에 얼라인 마크를 삽입하여 콜리메이션 컴포넌트와 스티어링 컴포넌트를 올바르게 배치할 수 있다.Also, for example, the collimation component and the steering component may be correctly arranged by inserting an alignment mark between the collimation components or at an edge portion of the collimation components.
도 28은 일 실시예에 따른 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing an optical unit according to an exemplary embodiment.
도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 옵틱부는 하나의 단일 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28 , an optical unit according to an exemplary embodiment may include one single component. For example, a
일 실시예에 따르면, 메타 컴포넌트(270)는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킬 수도 있고, 스티어링 시킬 수도 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면을 포함하여, 하나의 메타표면에서는 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 다른 하나의 메타표면에서는 콜리메이션된 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 29에서 구체적으로 설명한다.For example, the
또는 예를 들어, 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면을 포함하여 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시키고, 스티어링시킬 수 있다. 이하의 도 24에서 구체적으로 설명한다.Alternatively, for example, the
도 29는 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for explaining a meta component according to an embodiment.
도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 복수 개의 메타표면(271, 273)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 메타표면(271) 및 제2 메타표면(273)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29 , a
제1 메타표면(271)은 레이저 출력부(100)에서 레이저 빔이 출사되는 방향에 배치될 수 있다. 제1 메타표면(271)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제1 메타표면은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 메타표면(271)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다.The
제2 메타표면(273)은 제1 메타표면(271)에서 레이저 빔이 출력되는 방향에 배치될 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥을 포함할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 복수 개의 나노기둥에 의해 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 메타표면(273)은 상기 형성된 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 스티어링시킬 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 복수 개의 나노기둥의 폭(W)의 증감률에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 나노기둥들의 간격(P), 높이(H) 및 단위 길이 당 개수 등에 의해 레이저 빔을 특정 방향으로 스티어링시킬 수 있다.The
도 30은 다른 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트를 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for explaining a meta component according to another embodiment.
도 30을 참조하면, 일 실시예에 따른 메타 컴포넌트(270)는 하나의 메타표면(274)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 30 , a
메타표면(275)은 양면에 복수의 나노기둥을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타표면(275)은 제1 면에 제1 나노기둥세트(276)를 포함하고, 제2 면에 제2 나노기둥세트(278)를 포함할 수 있다.The
메타표면(275)은 양면에 각각의 나노패턴을 형성하는 복수의 나노기둥에 의해, 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션 시킨 후 스티어링시킬 수 있다.The
예를 들어, 메타표면(275)의 일측에 배치된 제1 나노기둥세트(276)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제1 나노기둥세트(276)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 콜리메이션시킬 수 있다. 메타표면(275)의 타측에 배치된 제2 나노기둥세트(278)는 나노패턴을 형성할 수 있다. 제2 나노기둥세트(278)에 의해 형성된 상기 나노패턴에 의해 제1 나노기둥(276)을 거친 레이저 빔이 특정 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, the first nanopillar set 276 disposed on one side of the
도 31은 일 실시예에 따른 SPAD 어레이를 설명하기 위한 도면이다.31 is a diagram for explaining a SPAD array according to an embodiment.
도 31을 참조하면, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 SPAD 어레이(750)를 포함할 수 있다. 도 31은 8X8 SPAD 어레이를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 등이 될 수 있다.Referring to FIG. 31 , the
일 실시예에 따른 SPAD 어레이(750)는 복수의 SPAD(751)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SPAD(751)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The
SPAD 어레이(750)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치(avalanche) 현상에 의해 광자를 디텍팅(detecting)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(750)에 의한 결과를 히스토그램(histogram)의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the
도 32는 일 실시예에 따른 SPAD의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for explaining a histogram of SPAD according to an embodiment.
도 32를 참조하면, 일 실시예에 따른 SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766, 767)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 32 , the
SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간(recovery time)이 필요할 수 있다. SPAD(751)가 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 SPAD(751)에 입사가 되더라도, SPAD(751)는 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, SPAD(751)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 사이클동안 SPAD(751)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, SPAD(751)의 타임 레졸루션은 SPAD(751)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(767)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(766)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 첫번째 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(761)를 생성할 수 있다. For example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 두번째 레이저 빔을 출력한 후 제2 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제2 디텍팅 신호(762)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 세번째 레이저 빔을 출력한 후 제3 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제3 디텍팅 신호(763)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, SPAD(751)는 레이저 출력부에서 N번째 레이저 빔을 출력한 후 제N 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, SPAD(751)는 광자를 디텍팅한 후 제N 디텍팅 신호(764)를 생성할 수 있다.Also, for example, the
이때, 제1 디텍팅 신호(761), 제2 디텍팅 신호(762), 제3 디텍팅 신호(763) 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.In this case, 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, the 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 the object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object in the histogram 765 . A signal generated by photons reflected from the object may be more quantitative and more regular than a signal generated by other photons.
이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time. On the other hand, signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(765) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.A signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated histogram 765 may be extracted as a signal by photons reflected from the object.
예를 들어, 히스토그램(765) 중 단순히 가장 높은 값의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램(765) 중 일정량(768) 이상의 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.For example, a signal having the highest value in the histogram 765 may be simply extracted as a signal generated by a photon reflected from an object. Also, for example, signals of a
위에서 설명한 방법 외에도, 히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있다.In addition to the method described above, various algorithms capable of extracting signals by photons reflected from the object from the histogram 765 may exist.
히스토그램(765) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by a photon reflected from the object from the histogram 765 , distance information of the object may be calculated based on a generation time of the corresponding signal or a reception time of the photon.
예를 들어, 히스토그램(765)에서 추출한 신호는 하나의 스캔 포인트(scan point)에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 하나의 SPAD에 대응될 수 있다.For example, a signal extracted from the histogram 765 may be a signal at one scan point. In this case, one scan point may correspond to one SPAD.
다른 예를 들어, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들은 하나의 스캔 포인트에서의 신호일 수 있다. 이때, 하나의 스캔 포인트는 복수의 SPAD에 대응될 수 있다.For another example, signals extracted from a plurality of histograms may be signals at one scan point. In this case, one scan point may correspond to a plurality of SPADs.
다른 일 실시예에 따르면, 복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출할 수 있다. 이때, 가중치는 SPAD 사이의 거리에 의해 정해질 수 있다.According to another embodiment, signals extracted from a plurality of histograms may be weighted and calculated as a signal at one scan point. At this time, the weight may be determined by the distance between the SPADs.
예를 들어, 제1 스캔 포인트에서의 신호는 제1 SPAD에 의한 신호에 0.8의 가중치, 제2 SPAD에 의한 신호에 0.6의 가중치, 제3 SPAD에 의한 신호에 0.4의 가중치, 제4 SPAD에 의한 신호에 0.2의 가중치를 두어 산출될 수 있다.For example, the signal at the first scan point has a weight of 0.8 for the signal of the first SPAD, a weight of 0.6 for the signal of the second SPAD, a weight of 0.4 for the signal of the third SPAD, and a weight of 0.4 for the signal of the fourth SPAD. It can be calculated by giving the signal a weight of 0.2.
복수의 히스토그램에서 추출한 신호들에 가중치를 두어 하나의 스캔 포인트에서의 신호로 산출하는 경우, 한번의 히스토그램 축적으로 여러 번 히스토그램을 축적한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 스캔 시간이 감소되고, 전체 이미지를 얻는 시간이 감소되는 효과가 도출될 수 있다.When signals extracted from a plurality of histograms are weighted and calculated as signals at one scan point, the effect of accumulating histograms multiple times can be obtained by accumulating the histogram once. Therefore, the effect of reducing the scan time and the time to obtain the entire image can be derived.
또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저 출력부는 어드레서블(addressable)하게 레이저 빔을 출력할 수 있다. 또는 레이저 출력부는 빅셀 유닛별로 어드레서블하게 레이저 빔을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the laser output unit may output a laser beam addressably. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the big cell unit in the first row and
이때, SPAD 어레이는 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.At this time, the SPAD array may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 SPAD 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, in the laser output unit's laser beam output sequence, when a vixel unit in one row and
또한 예를 들어, SPAD의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.Also, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SPAD needs to be accumulated N times and there are M number of big cell units of the laser output unit, the M number of big cell units can be operated N times at once. Alternatively, M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
도 33은 일 실시예에 따른 SiPM을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for explaining a SiPM according to an embodiment.
도 33을 참조하면, 일 실시예에 따른 디텍터부(300)는 SiPM(780)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 복수의 마이크로셀(microcell, 781) 및 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀은 SPAD일 수 있다. 또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)는 복수의 SPAD의 집합인 SPAD 어레이일 수 있다.Referring to FIG. 33 , the
일 실시예에 따른 SiPM(780)는 복수의 마이크로셀 유닛(782)을 포함할 수 있다. 도 33은 마이크로셀 유닛(782)이 4X6 매트릭스로 배치된 SiPM(780)을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 10X10, 12X12, 24X24, 64X64 매트릭스 등이 될 수 있다. 또한, 마이크로셀 유닛(782)은 매트릭스 구조로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 허니콤 구조 등으로 배치될 수 있다.The
SiPM(780)에 레이저 빔이 입사되면, 아발란치 현상에 의해 광자를 디텍팅할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SiPM(780)에 의한 결과를 히스토그램의 형태로 축적할 수 있다.When a laser beam is incident on the
SiPM(780)에 의한 히스토그램과 SPAD(751)에 의한 히스토그램은 몇가지 차이점이 있다.There are several differences between the histogram by the SiPM (780) and the histogram by the SPAD (751).
위에서 설명한 바와 같이, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751)가 N번 레이저 빔을 받아서 형성된 N개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다. 또한, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 X개의 SPAD(751)가 Y번 레이저 빔을 받아서 형성된 X*Y개의 디텍팅 신호로 축적된 것일 수 있다.As described above, the histogram by the
반면, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.On the other hand, the histogram by the
일 실시예에 따르면, 하나의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to an embodiment, one
예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, a histogram by the
다른 일 실시예에 따르면, 복수의 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 1번 레이저 빔을 출력한 후 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 히스토그램을 형성할 수 있다.According to another embodiment, the plurality of
예를 들어, SiPM(780)에 의한 히스토그램은 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 복수의 마이크로셀들이 대상체로부터 반사된 광자들을 디텍팅하여 만든 신호를 축적하여 형성될 수 있다.For example, a histogram by the
SPAD(751)에 의한 히스토그램은 하나의 SPAD(751) 또는 복수의 SPAD(751)가 레이저 출력부의 N번 레이저 빔 출력이 필요할 수 있다. 그러나 SiPM(780)에 의한 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782) 또는 복수의 마이크로셀 유닛(782)이 1번의 레이저 빔 출력만을 필요로 할 수 있다.For the histogram by the
따라서, SPAD(751)에 의한 히스토그램은 SiPM(780)에 의한 히스토그램보다 히스토그램을 축적하기까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다. SiPM(780)에 의한 히스토그램은 1번의 레이저 빔 출력만으로 히스토그램을 빠른 시간 내에 형성할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, the histogram by the
도 34는 일 실시예에 따른 SiPM의 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram for explaining a histogram of SiPM according to an embodiment.
도 34를 참조하면, 일 실시예에 따른 SiPM(780)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787, 788)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 34 , the
마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후, 다시 광자를 디텍팅할 수 있는 상태로 되돌아가기까지 회복 시간이 필요할 수 있다. 마이크로셀 유닛(782)이 광자를 디텍팅한 후 회복 시간이 지나지 않은 경우, 이때 광자가 마이크로셀 유닛(782)에 입사가 되더라도, 마이크로셀 유닛(782)은 광자를 디텍팅할 수 없게 된다. 따라서, 마이크로셀 유닛(782)의 레졸루션(resolution)은 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.After the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔이 출력되고 나서 일정 시간동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)은 일정 기간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 사이클동안 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션(time resolution)에 따라 광자를 여러 번 디텍팅할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(782)의 타임 레졸루션은 마이크로셀 유닛(782)의 회복 시간에 의해 정해질 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 및 이외의 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자를 디텍팅할 경우, 신호(787)를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)은 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자를 디텍팅할 경우, 신호(788)를 생성할 수 있다. 이때, 대상체에서 반사된 광자 이외의 광자란 햇빛, 윈도우에서 반사된 레이저 빔 등이 있을 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(782)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 이후 일정 시간의 사이클동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 제1 마이크로셀(783)은 레이저 출력부에서 레이저 빔을 출력한 후 제1 사이클 동안 광자를 디텍팅 할 수 있다. 이때, 제1 마이크로셀(783)은 광자를 디텍팅한 후 제1 디텍팅 신호(791)를 생성할 수 있다.For example, the 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.In this case, the first detecting
이때, 제N 디텍팅 신호(764)는 마이크로셀 유닛(782)에 포함된 N번째 마이크로셀의 광자 디텍팅 신호일 수 있다. 예를 들어, N은 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300 등이 될 수 있다.In this case, the
마이크로셀들에 의한 신호들은 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다. 히스토그램은 복수의 히스토그램 빈을 가질 수 있다. 마이크로셀들에 의한 신호들은 각각 히스토그램 빈에 대응되어 히스토그램의 형태로 축적될 수 있다.Signals by microcells can be accumulated in the form of a histogram. A histogram can have multiple histogram bins. Signals by the microcells may be accumulated in the form of a histogram corresponding to each histogram bin.
예를 들어, 히스토그램은 하나의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있고, 복수의 마이크로셀 유닛(782)에 의한 신호들을 축적하여 형성될 수도 있다.For example, the histogram may be formed by accumulating signals from one
예를 들어, 제1 디텍팅 신호(791), 제2 디텍팅 신호(792), 제3 디텍팅 신호(793) 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 the object, it is necessary to extract a signal by photons reflected from the object in the histogram 795 . A signal generated by photons reflected from the object may be more quantitative and more regular than a signal generated by other photons.
이때, 사이클 내에서 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호는 특정한 시간에 규칙적으로 존재할 수 있다. 반면, 햇빛에 의한 신호는 그 양이 적으며 불규칙적으로 존재할 수 있다.In this case, a signal by a photon reflected from an object within a cycle may regularly exist at a specific time. On the other hand, signals caused by sunlight are small and may exist irregularly.
특정 시간에 히스토그램의 축적 양이 많은 신호가 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호일 가능성이 높다. 따라서, 축적된 히스토그램(795) 중 축적 양이 많은 신호를 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호로 추출할 수 있다.A signal with a large histogram accumulation at a specific time is likely to be a signal caused by photons reflected from an object. Accordingly, a signal having a large amount of accumulation in the accumulated 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 in the histogram 795 may be simply extracted as a signal by a photon reflected from an object. Also, for example, signals of a predetermined amount 797 or more in the histogram 795 may be extracted as signals 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, various algorithms capable of extracting signals by photons reflected from the object from the histogram 795 may exist.
히스토그램(795) 중 대상체에서 반사된 광자에 의한 신호를 추출한 다음, 해당 신호의 발생 시간 또는 광자의 수신 시간 등을 기초로 대상체의 거리 정보를 산출할 수 있다.After extracting a signal by a photon reflected from the object from the histogram 795, distance information of the object may be calculated based on a generation time of the corresponding signal or a 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 addressably. Alternatively, the laser output unit may output a laser beam addressably for each big cell unit.
예를 들어, 레이저 출력부는 1행 1열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력한 후 1행 3열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력하고, 이후 2행 4열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 1번 출력할 수 있다. 이와 같이, 레이저 출력부는 A행 B열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 N번 출력한 후 C행 D열의 빅셀 유닛의 레이저 빔을 M번 출력할 수 있다.For example, the laser output unit outputs the laser beam of the big cell unit in the first row and
이때, SiPM은 대응되는 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.At this time, the SiPM may receive light of a laser beam reflected from a target object and returned from among laser beams output from a corresponding vixel unit.
예를 들어, 레이저 출력부의 레이저 빔 출력 시퀀스(sequence) 중 1행 1열의 빅셀 유닛이 N번 레이저 빔을 출력한 경우, 1행 1열과 대응되는 1행 1열의 마이크로셀 유닛이 대상체에 반사된 레이저 빔을 최대 N번 수광할 수 있다.For example, when a vixel unit in one row and
또한 예를 들어, SiPM의 히스토그램에 반사된 레이저 빔을 N번 축적되어야 하고, 레이저 출력부의 빅셀 유닛이 M개가 있는 경우, M개의 빅셀 유닛을 한꺼번에 N번 동작시킬 수 있다. 또는 M개의 빅셀 유닛을 1개씩 M*N번 동작시킬 수도 있고, M개의 빅셀 유닛을 5개씩 M*N/5번 동작시킬 수도 있다.Also, for example, if the laser beam reflected in the histogram of the SiPM needs to be accumulated N times and there are M vixel units of the laser output unit, the M vixel units may be operated N times at once. Alternatively, M big cell units may be operated M*N times one by one, or M big cell units may be operated M*N/5 times, 5 times each.
라이다는 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 라이다에는 플래시 방식과 스캐닝 방식이 있을 수 있다.Lidar can be implemented in several ways. For example, LiDAR may have a flash method and a scanning method.
전술한 바와 같이, 플래시 방식은 레이저 빔의 발산에 의해 레이저 빔이 대상체로 퍼져나가는 것을 이용한 방식이다. 플래시 방식은 단일 레이저 펄스를 FOV에 조명하여 대상체의 거리 정보를 수집하므로, 플래시 방식 라이다의 분해능(resolution)은 디텍터부 또는 수신부에 의해 정해질 수 있다.As described above, the flash method is a method using the spread of a laser beam to an object by divergence of the laser beam. Since the flash method collects distance information of an object by illuminating a single laser pulse to the FOV, the resolution of the flash method lidar may be determined by the detector unit or the receiver unit.
또한 전술한 바와 같이, 스캐닝 방식은 레이저 출력부에서 방출되는 레이저 빔을 특정 방향으로 향하게 하는 방식이다. 스캐닝 방식은 스캐너 또는 스티어링부를 이용하여 레이저 빔을 FOV에 조명하므로, 스캐닝 방식 라이다의 분해능은 스캐너 또는 스티어링부에 의해 정해질 수 있다.Also, as described above, the scanning method is a method of directing a laser beam emitted from a laser output unit in a specific direction. Since the scanning method uses a scanner or steering unit to illuminate the FOV with a laser beam, the resolution of the scanning lidar can be determined by the scanner or steering unit.
일 실시예에 따르면, 라이다가 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식으로 구현될 수 있다. 이때, 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 세미 플래시(semi-flash) 방식 또는 세미 스캐닝(semi-scanning) 방식이 될 수 있다. 또는 플래시 방식과 스캐닝 방식의 혼합 방식은 콰지 플래시(quasi-flash) 방식 또는 콰지 스캐닝(quasi-scanning) 방식이 될 수 있다.According to an embodiment, lidar may be implemented in a mixed method of a flash method and a scanning method. In this case, a combination of the flash method and the scanning method may be a semi-flash method or a semi-scanning method. Alternatively, the mixed method of the flash method and the scanning method may be a quasi-flash method or a quasi-scanning method.
상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 완전한 플래시 방식이 아닌 준 플래시 방식 라이다를 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부의 유닛 하나와 수신부의 유닛 하나는 플래시 방식 라이다일 수 있으나, 레이저 출력부의 복수의 유닛들과 수신부의 복수의 유닛들이 모여, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may mean a quasi-flash type lidar that is not a complete flash type lidar. For example, one unit of the laser output unit and one unit of the receiver may be a flash type LiDAR, but a plurality of units of the laser output unit and a plurality of units of the receiver are gathered, and a semi-flash type lidar is not a complete flash type lidar. it can be
또한 예를 들어, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔은 스티어링부를 거칠 수 있으므로, 완전한 플래시 방식 라이다가 아닌 준 플래시 방식 라이다일 수 있다.Also, for example, since a laser beam output from a laser output unit of the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar may pass through a steering unit, it may be a quasi-flash type lidar rather than a complete flash type lidar.
상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 플래시 방식 라이다의 단점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 플래시 방식 라이다는 레이저 빔간의 간섭 현상에 취약할 수 있고, 대상체 감지를 위해서는 강한 플래시가 필요하고 또한 감지 범위를 제한할 수 없는 문제가 존재했다.The semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar can overcome the disadvantages of the flash type lidar. For example, a flash-type lidar may be vulnerable to interference between laser beams, and a strong flash is required to detect an object, and the detection range cannot be limited.
그러나, 상기 세미 플래시 방식 라이다 또는 상기 콰지 플래시 방식 라이다는 레이저 빔들이 스티어링부를 거쳐, 레이저 빔간의 간섭 현상을 극복할 수 있고, 레이저 출력 유닛 하나하나를 제어할 수 있어, 감지 범위를 제어할 수 있고, 강한 플래시가 필요하지 않을 수 있다.However, the semi-flash type lidar or the quasi-flash type lidar allows laser beams to pass through a steering unit to overcome an interference phenomenon between laser beams, and to control each laser output unit, so that the detection range can be controlled. and may not require a strong flash.
도 35는 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 35를 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), BCSC(Beam Collimation & Steering Component, 820), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 35 , a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이를 포함할 수 있다. 이때 레이저 출력부(810)는 복수의 빅셀 이미터를 포함하는 유닛들이 모인 빅셀 어레이를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 BCSC(820)를 포함할 수 있다. 예를 들어, BCSC(820)는 콜리메이션 컴포넌트(210) 및 스티어링 컨포넌트(230)를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)에서 출력된 레이저 빔이 BCSC(820)의 콜리메이션 컴포넌트(210)에 의해 콜리메이션되고, 콜리메이션 된 레이저 빔은 BCSC(820)의 스티어링 컴포넌트(230)를 거쳐 스티어링될 수 있다.According to one embodiment, the laser beam output from the
예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제1 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제1 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제1 스티어링 컴포넌트에 의해 제1 방향으로 스티어링될 수 있다.For example, a laser beam output from a first big cell unit included in the
또한 예를 들어, 레이저 출력부(810)에 포함된 제2 빅셀 유닛으로부터 출력된 레이저 빔은 제2 콜리메이션 컴포넌트에 의해 콜리메이션되고, 제2 스티어링 컴포넌트에 의해 제2 방향으로 스티어링될 수 있다.Also, for example, a laser beam output from a second big cell unit included in the
이때, 레이저 출력부(810)에 포함된 빅셀 유닛들은 각각 다른 방향으로 스티어링될 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의한 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 빔은 BCSC에 의해 특정 방향으로 스티어링될 수 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부로부터 출력된 레이저 빔은 BCSC에 의해 방향성을 갖을 수 있다.At this time, the big cell units included in the
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 스캐닝부(830)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 옵틱부(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 반사하는 미러를 포함할 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
예를 들어, 스캐닝부(830)는 평면 미러, 다면 미러, 레조넌트 미러, 멤스 미러 및 갈바노 미러를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 스캐닝부(830)는 일 축을 따라 360도 회전하는 다면 미러 및 일 축을 따라 기 설정된 범위에서 반복 구동하는 노딩 미러를 포함할 수 있다.For example, the
세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부를 포함할 수 있다. 따라서, 단일 펄스의 확산에 의해 한번에 전체 이미지를 획득하는 플래시 방식과는 달리, 세미 플래시 방식 라이다는 스캐닝부에 의해 대상체의 이미지를 스캔할 수 있다. A semi-flash type lidar may include a scanning unit. Therefore, unlike a flash method that acquires an entire image at once by spreading a single pulse, a semi-flash type lidar may scan an image of an object by a scanning unit.
또한, 세미 플래시 방식 라이다의 레이저 출력부의 레이저 출력에 의해 대상체를 랜덤 스캔할 수도 있다. 그러므로, 세미 플래시 방식 라이다는 전체 FOV 중 원하는 관심 영역만을 집중적으로 스캔할 수 있다.In addition, a target object may be randomly scanned by laser output from a laser output unit of a semi-flash type lidar. Therefore, the semi-flash lidar can intensively scan only a desired region of interest among the entire FOV.
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 수신부(840)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 디텍터부(300)를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SPAD 어레이(750)일 수 있다. 또한 예를 들어, 수신부(840)는 SiPM(780)일 수 있다.The semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
수신부(850)는 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 PN 포토 다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토 다이오드, APD, SPAD, SiPM, TDC, CMOS 또는 CCD 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
이때, 수신부(840)는 히스토그램(histogram)을 쌓을 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 히스토그램을 이용하여, 대상체(850)로부터 반사되어 수광되는 레이저 빔의 수광 시점을 감지할 수 있다.At this time, the
일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Aperture, 마이크로 렌즈(Micro lens), 수렴 렌즈(converging lens) 또는 Diffuser 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 일 실시예에 따른 수신부(840)는 하나 이상의 광학 필터(Optical Filter)를 포함할 수 있다. 수신부(840)는 대상체에서 반사된 레이저를 광학 필터를 거쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(840)는 Band pass filter, Dichroic filter, Guided-mode resonance filter, Polarizer, Wedge filter 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(800)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to an embodiment, the semi-flash type lidar 800 may have a constant light path between components.
예를 들어, 레이저 출력부(810)에서 출력된 광은 BCSC(820)를 거쳐 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)로 입사된 광은 반사되어 대상체(850)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(850)에 입사된 광은 반사되어 다시 스캐닝부(830)에 입사될 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)에 입사된 광은 반사되어 수신부(840)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the
도 36은 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flash lidar according to an embodiment.
도 36을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(800)는 레이저 출력부(810), 스캐닝부(830) 및 수신부(840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 36 , a semi-flash lidar 800 according to an embodiment may include a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)는 빅셀 어레이(811)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열(column)의 빅셀 어레이(811)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 빅셀 어레이(811)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(811)는 복수의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(812)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 25개의 빅셀 유닛(812)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 빅셀 유닛(812)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(812)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 수평(horizontal) 확산 각도(813) 및 수직(vertical) 확산 각도(814)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(812)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 또한, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이때, 스캐닝부(830)는 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신부(840)로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 동일 반사면 내에 있을 수 있다. 이때, 상기 영역들은 동일 반사면 내에 상하 또는 좌우로 구분될 수 있다.In this case, an area that reflects the laser beam toward the object and an area that receives the laser beam reflected from the object may be the same or different. For example, an area for reflecting a laser beam toward an object and an area for receiving a laser beam reflected from the object may be on the same reflection surface. At this time, the areas may be divided vertically or left and right within the same reflective surface.
또한 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역과 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 다른 반사면일 수 있다. 예를 들어, 대상체를 향해 레이저 빔을 반사시키는 영역은 스캐닝부(830)의 제1 반사면이고, 대상체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 영역은 스캐닝부(830)의 제2 반사면일 수 있다.Also, for example, an area reflecting a laser beam toward the object and an area receiving the laser beam reflected from the object may be different reflective surfaces. For example, an area that reflects a laser beam toward an object may be a first reflective surface of the
일 실시예에 따르면, 스캐닝부(830)는 레이저 출력부(810)로부터 출력된 2D 레이저 빔을 대상체를 향해 반사시킬 수 있다. 이때, 라이다 장치는 스캐닝부(830)의 회전 또는 스캐닝으로 인해 대상체를 3D로 스캔할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SPAD 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SPAD 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(841)는 복수의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(842)은 복수의 SPAD pixel(847)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD pixel(847)은 SPAD 소자 하나를 의미하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 25개의 SPAD 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 SPAD 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, SPAD 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, SPAD 유닛(842)의 FOV는 SPAD 유닛(842)에 포함된 SPAD pixel(847)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(842)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(842)에 포함된 개별 SPAD pixel(847)의 FOV가 정해질 수 있다.At this time, the FOV of the
예를 들어, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(842)이 N X M의 SPAD pixel(847)을 포함한다면, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, SPAD 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, SPAD 유닛(842)이 12 X 12의 SPAD pixel(847)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(841)를 포함할 수 있다. 도 36에는 1열의 SiPM 어레이(841)만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the
일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(841)는 복수의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(842)은 복수의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 25개의 마이크로셀 유닛(842)을 포함할 수 있다. 이때, 25개의 마이크로셀 유닛(842)은 1열로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, 마이크로셀 유닛(842)의 배열은 빅셀 유닛(812)의 배열에 대응될 수 있다.Also for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(842)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)은 1.2도의 수평 FOV(843) 및 1.2도의 수직 FOV(844)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV는 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 마이크로셀의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(842)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(842)에 포함된 개별 마이크로셀(847)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the
예를 들어, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(842)이 N X M의 마이크로셀(847)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(844)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(843) 및 수직 FOV(844)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(842)이 12 X 12의 마이크로셀(847)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(847)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)의 빅셀 유닛(812)과 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 빅셀 유닛(812)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)의 수평 FOV(845) 및 수직 FOV(846)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the
예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.For example, the laser beam output from the
또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.Also, for example, the laser beam output from the
이때, N행 M열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력되어 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광되고, 라이다 장치(800)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the
예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(847)을 포함한다면, 빅셀 유닛(812)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(812)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(812)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(812)으로부터 출력된 레이저 빔은 스캐닝부(830) 및 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(810)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(812)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(840)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)도 빅셀 유닛(812)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of
예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 제1 행 빅셀 유닛이 동작한 다음, 제3 행 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 제7 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after the first row big cell unit of the
이때, 수신부(840)의 제1 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작한 다음, 제3 행 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다. 그 다음, 제5 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작하고, 그 다음 제7 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.In this case, after the first row SPAD unit or
또한 예를 들어, 빅셀 어레이(811)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(812)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(842)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell units of the
도 37은 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for explaining a semi-flash lidar according to another embodiment.
도 37을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910), BCSC(920) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 37 , a
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910)를 포함할 수 있다. 레이저 출력부(910)에 대한 설명은 도 35의 레이저 출력부(810)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 BCSC(920)를 포함할 수 있다. BCSC(920)에 대한 설명은 도 35의 BCSC(820)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 수신부(940)를 포함할 수 있다. 수신부(940)에 대한 설명은 도 35의 수신부(840)와 중복될 수 있어, 자세한 설명은 생략한다.The
일 실시예에 따르면, 세미 플래시 방식의 라이다(900)는 구성 요소들 사이에 일정한 광 경로를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 레이저 출력부(910)에서 출력된 광은 BCSC(920)를 거쳐 대상체(950)로 입사될 수 있다. 또한, 대상체(950)에 입사된 광은 반사되어 수신부(940)에 수신될 수 있다. 위의 광경로에 송수광 효율을 증대시키기 위한 렌즈가 추가적으로 삽입될 수 있다.For example, light output from the
도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)는 스캐닝부를 포함하지 않을 수 있다. 스캐닝부의 스캔 역할을 레이저 출력부(910) 및 BCSC(920)에 의해 이뤄질 수 있다.Compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35 , the
예를 들어, 레이저 출력부(910)는 어드레서블(addressable) 빅셀 어레이를 포함하여, 어드레서블한 동작에 의해 관심 영역에 대해 부분적으로 레이저 빔을 출력할 수 있다.For example, the
또한 예를 들어, BCSC(920)는 콜리메이션 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 포함하여, 원하는 관심 영역에 레이저 빔을 조사하도록 레이저 빔에 특정 방향성을 제공할 수 있다.Also, for example, the
또한, 도 35의 세미 플래시 라이다(800)와 비교하였을 때, 도 37의 세미 플래시 라이다(900)의 광 경로는 단순해질 수 있다. 광 경로를 단순화함으로써, 수광시 광 손실을 최소화할 수 있고, 크로스토크(crosstalk)의 발생 가능성을 감소시킬 수 있다.In addition, when compared to the semi-flash lidar 800 of FIG. 35, the light path of the
도 38은 다른 일 실시예에 따른 세미 플레시 라이다의 구성을 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for explaining the configuration of a semi-flesh lidar according to another embodiment.
도 38을 참조하면, 일 실시예에 따른 세미 플래시 라이다(900)는 레이저 출력부(910) 및 수신부(940)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 38 , a
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)는 빅셀 어레이(911)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이99110)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 어레이(911)는 복수의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있다. 이때, 빅셀 유닛(914)은 복수의 빅셀 이미터(emitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(811)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 빅셀 유닛(914)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 빅셀 유닛(914)은 확산 각도(diverging angle)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 수평(horizontal) 확산 각도(915) 및 수직(vertical) 확산 각도(916)를 가질 수 있다. 예를 들어, 빅셀 유닛(914)은 1.2도의 수평 확산 각도(813) 및 1.2도의 수직 확산 각도(814)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 수신부(940)는 SPAD 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, SPAD 어레이(941)는 복수의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)은 복수의 SPAD pixel(947)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SPAD 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 SPAD 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, SPAD 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, SPAD 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, SPAD 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, SPAD 유닛(944)의 FOV는 SPAD 유닛(944)에 포함된 SPAD pixel(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, SPAD 유닛(944)의 FOV에 의해 SPAD 유닛(944)에 포함된 개별 SPAD pixel(947)의 FOV가 정해질 수 있다.At this time, the FOV of the
예를 들어, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, SPAD 유닛(944)이 N X M의 SPAD pixel(947)을 포함한다면, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the horizontal FOV (948) and vertical FOV (949) of individual SPAD pixels (947) are 0.1 degree, if the
또한 예를 들어, SPAD 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, SPAD 유닛(944)이 12 X 12의 SPAD pixel(947)을 포함할 때, 개별 SPAD pixel(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
다른 일 실시예에 따르면, 수신부(840)는 SiPM 어레이(941)를 포함할 수 있다. 예를 들어, SiPM 어레이(841)는 N X M 매트릭스 구조일 수 있다.According to another embodiment, the
일 실시예에 따르면, SiPM 어레이(941)는 복수의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)은 복수의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
또한 예를 들어, SiPM 어레이(941)는 50 X 25 매트릭스 구조의 1250개의 마이크로셀 유닛(944)을 포함할 수 있다. 이때, 마이크로셀 유닛(944)의 배열은 빅셀 유닛(914)의 배열에 대응될 수 있다.Also, for example, the
일 실시예에 따르면, 마이크로셀 유닛(944)은 수광할 수 있는 FOV를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)은 1.2도의 수평 FOV(945) 및 1.2도의 수직 FOV(946)를 가질 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV는 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 마이크로셀(947)의 개수에 비례할 수 있다. 또는, 마이크로셀 유닛(944)의 FOV에 의해 마이크로셀 유닛(944)에 포함된 개별 마이크로셀(947)의 FOV가 정해질 수 있다.In this case, the FOV of the
예를 들어, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)가 0.1도일 때, 마이크로셀 유닛(944)이 N X M의 마이크로셀(947)을 포함한다면, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945)는 0.1*N이 되고, 수직 FOV(946)는 0.1*M이 될 수 있다.For example, when the
또한 예를 들어, 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)가 1.2도이고, 마이크로셀 유닛(944)이 12 X 12의 마이크로셀(947)을 포함할 때, 개별 마이크로셀(947)의 수평 FOV(948) 및 수직 FOV(949)은 0.1도(1.2/12)일 수 있다.Also, for example, when the
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)의 빅셀 유닛(914)과 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 빅셀 유닛(914)의 수평 확산 각도 및 수직 확산 각도는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)의 수평 FOV(945) 및 수직 FOV(946)와 동일할 수 있다.For example, the horizontal spread angle and the vertical spread angle of the
예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.For example, a laser beam output from the
또한 예를 들어, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.Also, for example, the laser beam output from the
이때, N행 M열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력되어 대상체(850)에 의해 반사된 레이저 빔은 N행 M열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광되고, 라이다 장치(900)는 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 의해 분해능을 가질 수 있다.At this time, the laser beam output from the
예를 들어, SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 N행 M열의 SPAD pixel 또는 마이크로셀(947)을 포함한다면, 빅셀 유닛(914)이 조사되는 FOV를 N X M 영역으로 나누어 대상체의 거리 정보를 파악할 수 있다.For example, if the SPAD unit or
다른 일 실시예에 따르면, 하나의 빅셀 유닛(914)과 복수의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열 및 1행 2열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, one
또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 빅셀 유닛(914)과 하나의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 1행 1열의 빅셀 유닛(914)으로부터 출력된 레이저 빔은 대상체(850)에 의해 반사되어 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)에 수광될 수 있다.According to another embodiment, a plurality of
일 실시예에 따르면, 레이저 출력부(910)가 포함하는 복수의 빅셀 유닛(914)은 일정한 시퀀스에 따라 동작할 수도 있고, 랜덤으로 동작할 수도 있다. 이때, 수신부(940)의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)도 빅셀 유닛(914)의 동작에 대응되어 동작할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of
예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 1행 1열의 빅셀 유닛이 동작한 다음, 1행 3열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 빅셀 유닛이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 빅셀 유닛이 동작할 수 있다.For example, after the big cell units in one row and one column of the
이때, 수신부(940)의 1행 1열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작한 다음, 1행 3열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다. 그 다음, 1행 5열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작하고, 그 다음 1행 7열의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.At this time, after the SPAD unit or
또한 예를 들어, 빅셀 어레이(911)의 빅셀 유닛이 랜덤하게 동작할 수 있다. 이때, 랜덤하게 동작하는 빅셀 유닛(914)의 위치와 대응되는 위치에 존재하는 수신부의 SPAD 유닛 또는 마이크로셀 유닛(944)이 동작할 수 있다.Also, for example, the big cell units of the
도 39는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.39 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 39를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3000)는 송신 모듈(3010) 및 수신 모듈(3020)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 39 , a
또한, 상기 송신 모듈(3010)은 레이저 출력 어레이(3011) 및 제1 렌즈 어셈블리(3012)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 상술한 레이저 출력부등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 복수개의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 제1 파장으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으며, 복수개의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 제1 파장은 오차 범위를 포함하는 파장 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 파장은 5nm 오차 범위의 940nm 파장으로 935nm 부터 945nm 파장 범위를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first wavelength may be a wavelength range including an error range. For example, the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 동일 시점에 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)는 제1 시점에 제1 레이저를 출력할 수 있거나, 제2 시점에 제1 및 제2 레이저를 출력할 수 있는 등 동일 시점에 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 적어도 4개의 렌즈층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 복수개의 레이저를 (x)도 내지 (y)도 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위해 상기 복수개의 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3012)는 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제1 레이저를 (x)도로 조사하기 위해 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)로부터 출력된 제2 레이저를 (y)도로 조사하기 위해 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 수신 모듈(3020)은 레이저 디텍팅 어레이(3021) 및 제2 렌즈 어셈블리(3022)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상술한 디텍터부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 적어도 하나 이상의 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 복수개의 레이저를 감지할 수 있다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 복수개의 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 복수개의 디텍터 각각은 서로 다른 레이저를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제1 디텍터는 제1 방향에서 수신되는 제1 레이저를 수신할 수 있으며, 제2 디텍터는 제2 방향에서 수신되는 제2 레이저를 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the plurality of detectors included in the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 제1 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있으며, 제2 레이저의 적어도 일부를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)로 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 조사된 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3022)는 상기 송신 모듈(3010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함된 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함된 제2 디텍터로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3011)와 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021) 적어도 일부 매칭될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3011)에 포함되는 제1 레이저 출력 소자로부터 출력된 제1 레이저는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제1 디텍터에서 감지될 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3011)에 포함되는 제2 레이저 출력 소자로부터 출력된 제2 레이저는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3021)에 포함되는 제2 디텍터에서 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, at least a part of the
도 40은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3100)은 레이저 디텍팅 어레이(3110) 및 렌즈 어셈블리(3120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 40 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 제1 렌즈층(3121), 제2 렌즈층(3122), 제3 렌즈층(3123) 및 제4 렌즈층(3124)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층 들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.At this time, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층 들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일 할 수 있다.In addition, each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 40에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3120)는 제1 갭층(3125), 제2 갭층(3126) 및 제3 갭층(3127)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 상기 렌즈 층들과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 갭층들은 공기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers. For example, each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
이 때, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In this case, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3125)은 상기 제1 렌즈층(3121) 및 상기 제2 렌즈층(3122) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3126)은 상기 제2 렌즈층(3122) 및 상기 제3 렌즈층(3123) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3127)은 상기 제3 렌즈층(3123) 및 상기 제4 렌즈층(3124) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the first gap layer 3125 may refer to a space or material between the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3125)은 상기 제1 렌즈층(3121) 및 상기 제2 렌즈층(3122) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3126)은 상기 제2 렌즈층(3122) 및 상기 제3 렌즈층(3123) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3127)은 상기 제3 렌즈층(3123) 및 상기 제4 렌즈층(3124) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the first gap layer 3125 may be positioned between the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)는 각각의 경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 제1 광경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)에 포함되는 제1 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 제2 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 제3 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 제4 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 제5 광경로를 따라 상기 제1 디텍터에 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제1 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제2 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제3 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제4 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제1 갭층(3125)의 단면으로 제5 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제1 차이값일 수 있다.Also, a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제6 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제7 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제8 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제9 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제2 갭층(3126)의 단면으로 제10 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제2 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제11 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제12 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제13 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제14 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제3 갭층의 단면으로 제15 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제3 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3120)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3120)의 입사 동공(entrance pupil)에 0도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제16 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제17 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제18 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제19 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3110)와 상기 렌즈 어셈블리(3120) 사이의 단면으로 제20 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, an angle at which a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제4 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
또한, 상기 제1 내지 상기 제4 차이값은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 차이값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 작을 수 있으며, 상기 제4 차이 값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the first to fourth difference values may be different from each other. For example, the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values, and the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
도 41은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3200)은 레이저 디텍팅 어레이(3210) 및 렌즈 어셈블리(3220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 41 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 41에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 제1 렌즈층(3221), 제2 렌즈층(3222), 제3 렌즈층(3223) 및 제4 렌즈층(3224)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.In this case, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층 들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일할 수 있다.In addition, each lens layer may have a different thickness from each other, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 41에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3220)는 제1 갭층(3225), 제2 갭층(3226) 및 제3 갭층(3227)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In this case, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3225)은 상기 제1 렌즈층(3221) 및 상기 제2 렌즈층(3222) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3226)은 상기 제2 렌즈층(3222) 및 상기 제3 렌즈층(3223) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3227)은 상기 제3 렌즈층(3223) 및 상기 제4 렌즈층(3224) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3225)은 상기 제1 렌즈층(3221) 및 상기 제2 렌즈층(3222) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3226)은 상기 제2 렌즈층(3222) 및 상기 제3 렌즈층(3223) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3227)은 상기 제3 렌즈층(3223) 및 상기 제4 렌즈층(3224) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(llight ray)는 각각의 경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 제1 광경로를 따라 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)에 포함되는 제2 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 제2 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 제3 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 제4 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 제5 광경로를 따라 상기 제2 디텍터에 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제1 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제2 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 사익 제1 갭층(3225)의 단면으로 제3 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제4 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제1 갭층(3225)의 단면으로 제5 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the first to fifth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제1 내지 제5 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제1 차이값일 수 있다.Also, a difference between a minimum angle and a maximum angle among the first to fifth angles may be a first difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제6 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제7 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제8 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제9 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제2 갭층(3226)의 단면으로 제10 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixth to tenth angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제6 내지 제10 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제2 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixth to tenth angles may be a second difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제11 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제12 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제13 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제14 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 제3 갭층(3227)의 단면으로 제15 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, angles at which light rays of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the 11th to 15th angles may be different from each other, but are not limited thereto and may be at least partially the same.
또한, 상기 제11 내지 제15 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제3 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the 11th to 15th angles may be a third difference value.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3220)로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 입사되는 각도는 적어도 일부 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3220)의 입사 동공(entrance pupil)에 30도로 입사되는 평행광에 대하여 상기 입사 동공의 제1 부분으로 입사되는 제1 라이트 레이(R1)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제16 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제2 부분으로 입사되는 제2 라이트 레이(R2)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제17 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제3 부분으로 입사되는 제3 라이트 레이(R3)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제18 각도로 입사될 수 있으며, 상기 입사 동공의 제4 부분으로 입사되는 제4 라이트 레이(R4)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제19 각도로 입사될 수 있고, 상기 입사 동공의 제5 부분으로 입사되는 제5 라이트 레이(R5)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(3210)와 상기 렌즈 어셈블리(3220) 사이의 단면으로 제20 각도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, an angle at which a light ray of parallel light incident to the
이 때, 상기 제1 부분은 상기 입사 동공의 중심부분일 수 있으며, 상기 제2 부분은 상기 입사 동공의 +Y 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제3 부분은 상기 입사 동공의 -Y방향 끝 부분일 수 있으며, 상기 제4 부분은 상기 입사 동공의 +X 방향 끝 부분일 수 있고, 상기 제5 부분은 상기 입사동공의 -X 방향 끝 부분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first portion may be a center portion of the entrance pupil, the second portion may be an end portion of the entrance pupil in the +Y direction, and the third portion may be an end portion of the entrance pupil in the -Y direction. The fourth portion may be an end portion of the entrance pupil in the +X direction, and the fifth portion may be an end portion of the entrance pupil in the -X direction, but are not limited thereto.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도는 서로 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적어도 일부 동일할 수도 있다.In addition, the sixteenth to twentieth angles may be different from each other, but are not limited thereto, and may be at least partially the same.
또한, 상기 제16 내지 제20 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 차이는 제4 차이값일 수 있다.Also, a difference between the minimum angle and the maximum angle among the sixteenth to twentieth angles may be a fourth difference value.
또한, 상기 제1 내지 상기 제4 차이값은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 차이값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 작을 수 있으며, 상기 제4 차이 값이 상기 제1 내지 제4 차이값 중 가장 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the first to fourth difference values may be different from each other. For example, the second difference value may be the smallest among the first to fourth difference values, and the fourth difference value may be the largest among the first to fourth difference values, but is not limited thereto.
도 42는 일 실시예에 따라 렌즈 어셈블리로 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)의 입사 각도를 설명하기 위한 도면이다.42 is a view for explaining an incident angle of a light ray of parallel light incident to a lens assembly according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 42의 (a)는 상술한 제2 갭층(3126,3226)의 단면으로 입사되는 각각의 라이트 레이(light ray)의 각도를 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 42의 (b)는 상술한 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이의 단면으로 입사되는 각각의 라이트 레이(light ray)의 각도를 예시적으로 나타낸 도면이다.More specifically, (a) of FIG. 42 is a view showing the angle of each light ray incident on the cross section of the above-described second gap layers 3126 and 3226 by way of example, and (b) of FIG. 42 is a view exemplarily showing the angle of each light ray incident to the cross section between the above-described laser detecting array and the lens assembly.
도 42의 (a)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 소정의 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 제2 라이트 레이(R2)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있고, 제3 라이트 레이(R3)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있으며, 제4 라이트 레이(R4)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있고, 제5 라이트 레이(R5)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0.89도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to (a) of FIG. 42 , an incident angle of a light ray of parallel light incident on a lens assembly at a predetermined angle to an end face of at least one gap layer included in the lens assembly can be known. For example, the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree, and the second light ray R2 ) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees, and the third light ray R3 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0.89 degrees, The fourth light ray R4 may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees, and the fifth light ray R5 may be incident on the cross section of the at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 0.89 degrees. It may enter the road, but is not limited thereto.
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 다양한 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리에 15도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 6.99도로 입사될 수 있고, 상기 렌즈 어셈블리에 30도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 13.0도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to (a) of FIG. 42 , angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly can be known. For example, the first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at 0 degree, and the lens assembly may be incident at an angle of 15 degrees. A first light ray R1 of parallel light incident at an angle may be incident on an end surface of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 6.99 degrees, and a first light ray of parallel light incident at an angle of 30 degrees to the lens assembly. (R1) may be incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly at an angle of 13.0 degrees, but is not limited thereto.
또한, 서술하지는 않았으나, 상기 렌즈 어셈블리에 3도, 6도, 9도, 12도, 15도, 18도, 21도, 24도, 27도, 30도 등 다양한 각도로 입사되는 평행광의 제1 내지 제5 라이트 레이(R1~R5)가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다.In addition, although not described, the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees. Angles at which the fifth light rays R1 to R5 are incident on the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly may be known.
또한, 도 42의 (a)를 참조하면, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면으로 (a)도 내지 (b)도 범위에서 입사될 수 있음을 알 수 있다.In addition, referring to (a) of FIG. 42, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of (x) to (y) degrees are the lens assembly It can be seen that the cross section of at least one gap layer included in may be incident in the range of (a) to (b) degrees.
예를 들어, 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리에 포함되는 적어도 하나의 갭층의 단면으로 0도 내지 13도 범위에서 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees is 0 degrees to the cross section of at least one gap layer included in the lens assembly to 13 degrees, but is not limited thereto.
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 소정의 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 제2 라이트 레이(R2)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있고, 제3 라이트 레이(R3)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있으며, 상기 제4 라이트 레이(R4)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있고, 상기 제5 라이트 레이(R5)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 27.87도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, referring to (b) of FIG. 42 , an incident angle of a light ray of parallel light incident on the lens assembly at a predetermined angle to a cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known. For example, a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degree may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 0 degree, and the second light ray R2 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, the third light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, and the fourth light ray R3 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees The light ray R4 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees, and the fifth light ray R5 may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 27.87 degrees. may, but is not limited thereto.
이 때, 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면은 상기 레이저 디텍팅 어레이와 평행한 단면을 의미할 수 있다.In this case, a cross section between the lens assembly and the laser detecting array may mean a cross section parallel to the laser detecting array.
또한, 도42의 (b)를 참조하면, 렌즈 어셈블리에 다양한 각도로 입사되는 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리에 0도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 0도로 입사될 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리에 15도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 1.16도로 입사될 수 있고, 상기 렌즈 어셈블리에 30도 각도로 입사되는 평행광의 제1 라이트 레이(R1)는 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 5.12도로 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, referring to (b) of FIG. 42 , angles at which parallel light rays incident on the lens assembly at various angles are incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array can be known. For example, a first light ray R1 of parallel light incident on the lens assembly at an angle of 0 degrees may be incident on a cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 0 degrees, and the lens assembly at an angle of 15 degrees. The first light ray R1 of parallel light incident to may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at an angle of 1.16 degrees, and the first light ray R1 of parallel light incident to the lens assembly at an angle of 30 degrees. ) may be incident on the cross section between the lens assembly and the laser detecting array at 5.12 degrees, but is not limited thereto.
또한, 서술하지는 않았으나, 상기 렌즈 어셈블리에 3도, 6도, 9도, 12도, 15도, 18도, 21도, 24도, 27도, 30도 등 다양한 각도로 입사되는 평행광의 제1 내지 제5 라이트 레이(R1~R5)가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면에 입사되는 각도를 알 수 있다.In addition, although not described, the first to third parallel rays incident on the lens assembly at various angles such as 3 degrees, 6 degrees, 9 degrees, 12 degrees, 15 degrees, 18 degrees, 21 degrees, 24 degrees, 27 degrees, and 30 degrees. Incident angles of the fifth light rays R1 to R5 to the cross section between the lens assembly and the laser detecting array may be known.
또한, 도 42의 (b)를 참조하면, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면으로 (a)도 내지 (b)도 범위에서 입사될 수 있음을 알 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 42, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of (x) to (y) degrees are the lens assembly It can be seen that the cross section between the and the laser detecting array can be incident in the range of (a) to (b) degrees.
예를 들어, 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리에 입사되는 복수개의 평행광의 라이트 레이(light ray)의 적어도 일부가 상기 렌즈 어셈블리와 레이저 디텍팅 어레이 사이의 단면으로 0도 내지 28.90도 범위에서 입사될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least a portion of light rays of a plurality of parallel lights incident on the lens assembly at different angles in the range of 0 degrees to 30 degrees are 0 degrees to 30 degrees in cross section between the lens assembly and the laser detecting array. It may be incident in the range of 28.90 degrees, but is not limited thereto.
또한, 상기 필터층이 상기 제2 갭층에 위치하는 경우 상기 필터층이 상기 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이에 위치할 때 보다 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 작아질 수 있다.In addition, when the filter layer is positioned on the second gap layer, an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be smaller than when the filter layer is positioned between the laser detecting array and the lens assembly.
예를 들어, 상기 필터층이 상기 제2 갭층에 위치하는 경우 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 0도 내지 13도가 될 수 있으며, 상기 필터층이 상기 레이저 디텍팅 어레이 및 렌즈 어셈블리 사이에 위치하는 경우 상기 필터층으로 입사되는 라이트 레이(light ray)의 각도 분포가 0도 내지 28.90도가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the filter layer is positioned on the second gap layer, an angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degree to 13 degree, and the filter layer may be the laser detecting array and lens assembly When positioned between the filter layers, the angular distribution of light rays incident to the filter layer may be 0 degrees to 28.90 degrees, but is not limited thereto.
도 43은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.43 is a diagram for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 43을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3300)은 레이저 디텍팅 어레이(3310) 및 렌즈 어셈블리(3320)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 43 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3310)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 제1 렌즈층(3321), 제2 렌즈층(3322), 제3 렌즈층(3323) 및 제4 렌즈층(3324)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 렌즈층들은 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질로 형성될 수도 있다.In this case, each lens layer may be formed of the same material, but is not limited thereto, and may be formed of different materials.
또한, 각각의 렌즈층들은 서로 두께가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 적어도 일부 두께가 동일할 수 있다.In addition, each of the lens layers may have different thicknesses, but is not limited thereto and may have at least some of the same thickness.
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 제1 갭층(3325), 제2 갭층(3326) 및 제3 갭층(3327)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 각각의 갭층들은 상기 렌즈층들과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 갭층들은 공기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, each of the gap layers may include a material different from that of the lens layers. For example, each of the gap layers may include air, but is not limited thereto.
또한, 각각의 갭층들은 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.In addition, each of the gap layers may include the same material, but is not limited thereto, and may include materials different from each other.
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층들 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3325)은 상기 제1 렌즈층(3321) 및 상기 제2 렌즈층(3322) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3326)은 상기 제2 렌즈층(3322) 및 상기 제3 렌즈층(3323) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있고, 상기 제3 갭층(3327)은 상기 제3 렌즈층(3323) 및 상기 제4 렌즈층(3324) 사이의 공간 또는 물질을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, each of the gap layers may mean a space or material between the respective lens layers. For example, the
또한, 상기 각각의 갭층들은 상기 각각의 렌즈층 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 갭층(3325)은 상기 제1 렌즈층(3321) 및 상기 제2 렌즈층(3322) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제2 갭층(3326)은 상기 제2 렌즈층(3322) 및 상기 제3 렌즈층(3323) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제3 갭층(3327)은 상기 제3 렌즈층(3323) 및 상기 제4 렌즈층(3324) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the gap layers may be positioned between each of the lens layers. For example, the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3320)는 적어도 하나의 필터층(3330)을 포함할 수 있다.Also, the
이 때, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상술한 광학 필터의 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the contents of the above-described optical filter may be applied to at least one of the filter layers 3330, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 포함되는 적어도 하나의 갭층에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터층(3330)은 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 포함되는 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, at least one
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리(3320)로 입사되는 평행광들의 라이트 레이(light ray)가 단면으로 입사하는 각도들의 차이가 적은 갭층에 위치할 수 있다.In addition, at least one
예를 들어, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 제1 내지 제3 갭층 (3325 내지 3327)중 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리(3320)로 입사되는 평행광들의 라이트 레이(light ray)들이 단면으로 입사하는 각도의 최대값과 최소값이 가장 작은 단면을 가지는 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, at least one of the filter layers 3330 is a cross-section of light rays of parallel lights incident to the
또한, 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 입사된 평행광의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 내지 제3 갭층(3325 내지 3327)의 단면으로 입사되는 각도의 분포는 각각의 갭층들 마다 상이할 수 있다.In addition, the distribution of angles at which light rays of parallel light incident on the
예를 들어, (x)도 내지 (y)도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3320)에 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)가 상기 제1 갭층(3325)의 단면으로 (a)도 내지 (b)도로 입사되며, 상기 제2 갭층(3326)의 단면으로 (c)도 내지 (d)도로 입사되고, 상기 제3 갭층(3327)의 단면으로 (e)도 내지 (f)도로 입사될 수 있다.For example, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident on the
이 때, 상기 (c)도와 상기 (d)도의 차이는 상기 (a)도와 상기 (b)도의 차이 보다 작을 수 있으며, 상기 (e)도와 상기 (f)도의 차이 보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the difference between (c) and (d) may be smaller than the difference between (a) and (b), and may be smaller than the difference between (e) and (f), but is not limited thereto. don't
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 도 43에 도시된 바와 같이 상기 제2 갭층(3326)에 위치할 수 있으며, (0)도로 입사되는 빛에 대하여 제1 중심 파장을 가지고, 상기 (d)도로 입사되는 빛에 대하여 제2 중심 파장을 가지는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.In addition, at least one
또한, 적어도 하나의 상기 필터층(3330)은 상기 (f)도로 입사되는 빛에 대하여 제3 중심 파장을 가지는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.In addition, at least one
이하에서는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.Hereinafter, the bandwidth and center wavelength of the filter layer will be described in more detail.
도 44는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.44 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 44를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 44 , a filter layer according to an embodiment may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
이 때, 상기 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키는 대역폭(Bandwidth)을 가질 수 있으며, 상기 대역폭(Bandwidth)은 반치전폭(Full Width Half Max)으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 대역폭으로 이해될 수 있다.In this case, the filter layer may have a bandwidth that transmits at least a portion of the light incident to the filter layer, and the bandwidth may be understood as a full width half max, but is not limited thereto. It can be commonly understood as the bandwidth of a band pass filter for light.
또한, 상기 필터층으로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층의 중심 파장은 투과율이 최대 투과율의 50%인 파장 사이의 중심 파장으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 중심 파장으로 이해될 수 있다.In addition, the center wavelength of the filter layer for light incident to the filter layer may be understood as a center wavelength between wavelengths having a transmittance of 50% of the maximum transmittance, but is not limited thereto, and is typically a center wavelength of a band pass filter for light. can be understood as
또한, 상기 필터층의 중심 파장은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.In addition, the central wavelength of the filter layer may be changed according to the angle of light incident on the filter layer.
예를 들어, 도 44에 도시된 바와 같이, 상기 필터층으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제1 중심파장일 수 있으며, 상기 필터층으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제2 중심파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 44 , a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident to the filter layer at (a) degree, the filter layer The center wavelength of may be the second center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 중심파장은 상기 제2 중심 파장보다 높은 파장일 수 있다.Also, the first central wavelength may be a higher wavelength than the second central wavelength.
또한, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치할 때, 상기 필터층은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 각도에 기초하여 설계될 수 있다.In addition, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in a viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle incident on the cross section is (0) to (a) degrees, the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength, but is not limited thereto. don't
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle of incidence to the cross section of the gap layer is from (0) to (a) degrees, the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the cross section of the gap layer is (0) to (a) degrees, the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
따라서, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치하는 경우, 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 복수개의 라이트 레이(light ray)들의 각도의 분포가 좁을 수록 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)를 좁게 설계할 수 있다.Therefore, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the narrower the angle distribution of the plurality of light rays incident on the cross section of the gap layer where the filter layer is located, the bandwidth of the filter layer ) can be narrowly designed.
이 때, 상기 복수개의 라이트 레이(light ray)들의 각도의 분포는 상기 복수개의 라이트 레이(light ray)에 포함되는 적어도 일부의 라이트 레이가 상기 갭층의 단면으로 입사되는 최소 각도와 최대 각도의 차이로 정의 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the angle distribution of the plurality of light rays is a difference between a minimum angle and a maximum angle at which at least some of the light rays included in the plurality of light rays are incident on the cross section of the gap layer. can be defined, but is not limited thereto.
또한, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)이 좁게 설계되는 경우, 상술한 렌즈 어셈블리를 포함하는 라이다 장치 등에서 출력된 레이저 외의 외부광에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다.In addition, when the bandwidth of the filter layer is designed to be narrow, it is possible to reduce noise caused by external light other than laser output from a LiDAR device including the above-described lens assembly.
도 45는 필터층의 대역폭 및 중심 파장에 대하여 설명하기 위한 도면이다.45 is a diagram for explaining the bandwidth and center wavelength of the filter layer.
도 45를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 45 , a filter layer according to an embodiment may be designed as a band pass filter that transmits at least a portion of light incident to the filter layer while blocking other portions.
이 때, 상기 필터층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the filter layer, overlapping descriptions will be omitted.
상기 필터층의 중심 파장은 상기 필터층으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.A central wavelength of the filter layer may be changed according to an angle of light incident on the filter layer.
예를 들어, 도 45에 도시된 바와 같이, 상기 필터층으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제1 중심파장일 수 있으며, 상기 필터층으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제2 중심파장일 수 있고, 상기 필터층으로 (b)도로 입사되는 빛에 대하여 상기 필터층의 중심 파장은 제3 중심파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 45 , a center wavelength of the filter layer may be a first center wavelength for light incident at 0 degree to the filter layer, and for light incident at (a) degree to the filter layer, the filter layer may have a first center wavelength. The center wavelength of may be a second center wavelength, and the center wavelength of the filter layer for light incident at (b) degree to the filter layer may be a third center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 중심 파장은 상기 제2 중심 파장 보다 높은 파장일 수 있으며, 상기 제2 중심 파장은 상기 제3 중심 파장 보다 높은 파장일 수 있다.Also, the first central wavelength may be a wavelength higher than the second central wavelength, and the second central wavelength may be a wavelength higher than the third central wavelength.
또한, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 갭층에 위치할 때, 상기 필터층은 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 갭층의 단면으로 입사되는 각도에 기초하여 설계될 수 있다.In addition, when the filter layer is located in at least one gap layer of the above-described lens assembly, the filter layer causes a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range of the gap layer where the filter layer is located. It can be designed based on the angle of incidence to the cross section.
예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하여, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있다.For example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are formed in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the end face is (0) to (a) degrees, the bandwidth of the filter layer may be designed to be equal to or greater than the difference between the first center wavelength and the second center wavelength.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the angle incident on the cross section of the gap layer is from (0) to (a) degrees, the filter layer is such that the transmittance band for light incident at (0) degree and the transmittance band for light incident at (a) degree overlap at least partially It may be designed, but is not limited thereto.
또한, 예를 들어, 상기 필터층이 상술한 렌즈 어셈블리의 제2 갭층에 위치하며, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치한 상기 제2 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the filter layer is located in the second gap layer of the above-described lens assembly, and a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly in the viewing angle range are located in the second gap layer where the filter layer is located. When the incident angle to the cross section of the gap layer is (0) to (a) degrees, the filter layer has a transmission band for light incident at (0) degrees and a transmission band for light incident at (a) degrees of at least one wavelength It may be designed to share a band, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제3 중심 파장의 차이값 이하가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The bandwidth of the filter layer may be designed to be less than or equal to the difference between the first center wavelength and the third center wavelength, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 오버랩 되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The filter layer may be designed such that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not overlap, but is not limited thereto.
또한, 시야각 범위에서 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층이 위치하지 않는 제3 갭층의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)도인 경우, 상기 필터층은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the viewing angle range, a plurality of light rays of a plurality of parallel lights incident to the lens assembly are incident on the cross section of the third gap layer where the filter layer is not located. When the angle is (0) to (b) degrees , The filter layer may be designed so that a transmission band for light incident at (0) degree and a transmission band for light incident at (b) degree do not share at least one wavelength band, but is not limited thereto.
도 46 및 47은 일 실시예에 따른 수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.46 and 47 are diagrams for explaining a receiving module according to an exemplary embodiment.
도 46 및 47을 참조하면, 일 실시예에 따른 수신 모듈(3400)은 레이저 디텍팅 어레이(3410) 및 렌즈 어셈블리(3420)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 46 and 47 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents can be applied to the
상기 렌즈 어셈블리(3420)는 적어도 둘 이상의 렌즈층 및 적어도 하나 이상의 필터층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 46 및 도47에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 제1 렌즈층(3421), 제2 렌즈층(3422), 제3 렌즈층(3423), 제4 렌즈층(3424) 및 필터층(3430)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
이 때, 상기 필터층(3430)은 상기 제1 내지 제4 렌즈층(3421 내지 3424) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 46 및 도47에 도시된 바와 같이 상기 필터층(3430)은 상기 제2 렌즈층(3422) 및 상기 제3 렌즈층(3423) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈층(3421 내지 3424) 및 상기 필터층(3430)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above contents can be applied to the first to
상기 렌즈 어셈블리(3420)는 적어도 둘 이상의 렌즈층 및 적어도 하나 이상의 필터층이 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3420)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광을 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 포함되는 제1 디텍터(3411)로 분배할 수 있으며, 도 47에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광을 상기 레이저 디텍팅 어레이(3410)에 포함되는 제2 디텍터(3412)로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 46, the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층(3430)이 위치하는 상기 제2 갭층(3426)의 단면으로 입사되는 각도가 (a)도 내지 (b)도인 경우 상기 (a)도 내지 (b)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, as shown in FIG. 46, in the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray)들이 상기 필터층(3430)이 위치하는 상기 제2 갭층(3426)의 단면으로 입사되는 각도가 (c)도 내지 (d)도인 경우 상기 (c)도 내지 (d)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, as shown in FIG. 47, the
또한, 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46 및 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도 내지 30도 범위에서 서로 다른 각도로 상기 렌즈 어셈블리(3420)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, as shown in FIGS. 46 and 47 , the
보다 구체적으로, 상기 렌즈 어셈블리(3420)는 도 46 및 도 47에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 0도로 입사되는 평행광을 상기 제1 디텍터로 분배하되 상기 (a)도 내지 (b)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 노이즈를 차단할 수 있으며, 상기 렌즈 어셈블리(3420)에 30도로 입사되는 평행광을 상기 제2 디텍터로 분배하되 상기 (c)도 내지 (d)도에 대응되는 상기 필터층(3430)의 투과 대역 외의 파장 대역의 노이즈를 차단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, as shown in FIGS. 46 and 47, the
도 48은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.48 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 48을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3500)는 송신 모듈(3600) 및 수신 모듈(3700)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 48 , a
또한, 상기 송신 모듈(3600)은 레이저 출력 어레이(3610) 및 제1 렌즈 어셈블리(3620)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 상술한 레이저 출력부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 복수개의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 제1 파장으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(3610)는 적어도 하나 이상의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으며, 복수개의 레이저를 940nm 파장으로 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 제1 파장은 오차 범위를 포함하는 파장 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 파장은 5nm 오차 범위의 940nm 파장으로 935nm 부터 945nm 파장 범위를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the first wavelength may be a wavelength range including an error range. For example, the first wavelength may mean a wavelength range of 935 nm to 945 nm as a wavelength of 940 nm with an error range of 5 nm, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 적어도 둘 이상의 렌즈 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 제1 렌즈층(3621), 제2 렌즈층(3622), 제3 렌즈층(3623) 및 제4 렌즈층(3624)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 복수개의 레이저를 (x)도 내지 (y)도 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위해 상기 복수개의 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 어셈블리(3620)는 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제1 레이저를 (x)도로 조사하기 위해 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(3610)로부터 출력된 제2 레이저를 (y)도로 조사하기 위해 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 수신 모듈(3700)은 레이저 디텍팅 어레이(3710) 및 제2 렌즈 어셈블리(3720)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 상술한 디텍터부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 적어도 하나 이상의 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 복수개의 레이저를 감지할 수 있다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 복수개의 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 복수개의 디텍터 각각은 서로 다른 레이저를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제1 디텍터는 제1 방향에서 수신되는 제1 레이저를 수신 할 수 있으며, 제2 디텍터는 제2 방향에서 수신되는 제2 레이저를 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the plurality of detectors included in the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 둘 이상의 렌즈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 제5 렌즈층(3721), 제6 렌즈층(3722), 제7 렌즈층(3723) 및 제8 렌즈층(3724)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 렌즈층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents may be applied to the at least two or more lens layers, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 둘 이상의 갭층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 제1 갭층(3725), 제2 갭층(3726) 및 제3 갭층(3727)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 갭층에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents can be applied to the at least two or more gap layers, overlapping descriptions will be omitted.
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 적어도 하나 이상의 필터층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 바와 같이 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 필터층(3730)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 조사된 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)로 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 조사된 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함된 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함된 제2 디텍터로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 송신 모듈(3600)은 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 레이저를 출력 할 수 있으며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 시야각 범위에서 서로 다른 각도로 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)로 입사되는 복수개의 평행광을 서로 다른 디텍터로 분배하되 외부광에 의한 노이즈를 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 송신 모듈(3600)은 제1 파장의 제1 레이저를 0도로 출력할 수 있으며, 상기 제1 파장의 제2 레이저를 30도로 출력할 수 있고, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 0도로 출력되어 대상체로부터 반사된 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 송신 모듈(3600)로부터 30도로 출력되어 대상체로부터 반사된 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(3710)에 포함되는 제2 디텍터로 분배할 수 있다.For example, the
이 때, 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 상기 필터층(3730)의 투과 대역 외의 파장 대역의 빛을 차단할 수 있으며, 상기 제1 파장은 상기 투과 대역에 포함될 수 있어, 외부광에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다.In this case, the
이하에서는 상기 필터층의 설계 및 레이저 출력 어레이의 파장 설계에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the design of the filter layer and the wavelength design of the laser output array will be described.
도 49는 도 48에 도시된 일 실시예에 따른 라이다 장치(3500)에 포함되는 필터층(3730)의 설계 및 레이저 출력 어레이(3610)의 파장 설계에 대하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 49 is a diagram for explaining a design of a
이 때, 설명의 편의를 위해서 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)는 시야각 범위에서 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)로 입사되는 복수개의 평행광의 복수개의 라이트 레이(light ray) 중 적어도 일부가 상기 필터층(3730)이 위치하는 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)의 상기 제2 갭층(3726)의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (a)도이며, 상기 필터층(3730)이 위치하지 않는 상기 제2 렌즈 어셈블리(3720)의 상기 제3 갭층(3727)의 단면으로 입사되는 각도가 (0)도 내지 (b)로 설계되었다고 가정할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 방법으로 설계될 수 있다.At this time, for convenience of description, the
도 49를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키되 다른 일부를 차단시키는 밴드 패스 필터로 설계될 수 있다.Referring to FIG. 49 , the
이 때, 상기 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 적어도 일부를 투과시키는 대역폭(Bandwidth)을 가질 수 있으며, 상기 대역폭(Bandwidth)은 반치전폭(Full Width Half Max)으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 대역폭으로 이해될 수 있다.In this case, the
또한, 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 중심 파장은 투과율이 최대 투과율의 50%인 파장 사이의 중심 파장으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 통상적으로 빛에 대한 밴드패스 필터의 중심 파장으로 이해될 수 있다.In addition, the center wavelength of the
또한, 상기 필터층(3730)의 중심 파장은 상기 필터층(3730)으로 입사되는 빛의 각도에 따라 변경될 수 있다.In addition, the central wavelength of the
예를 들어, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 상기 필터층(3730)으로 0도로 입사되는 빛에 대하여 제1 중심파장을 가지도록 설계될 수 있으며, 상기 필터층(3730)으로 (a)도로 입사되는 빛에 대하여 제2 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있고, 상기 필터층(3730)으로 (b)도로 입사되는 빛에 대하여 제3 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 49 , the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장의 차이값 이상이 되도록 설계될 수 있다.Also, as shown in FIG. 49 , the bandwidth of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 일부 오버랩 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (a)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 적어도 하나의 파장 대역을 공유하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)의 대역폭(Bandwidth)은 상기 제1 중심 파장과 상기 제3 중심 파장의 차이값 이하가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, as shown in FIG. 49 , the bandwidth of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 필터층(3730)은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역과 (b)도로 입사되는 빛에 대한 투과 대역이 오버랩 되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 출력 어레이(3610)의 출력 파장은 제1 파장이 되도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 파장은 상기 제1 중심 파장과 상기 제2 중심 파장 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the output wavelength of the
또한, 도 49에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 출력 어레이(3610)의 출력 파장은 제1 파장이 되도록 설계될 수 있으며, 상기 제1 파장은 (0)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 투과 대역에 포함되며, (a)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)의 투과 대역에 포함되되 (b)도로 입사되는 빛에 대한 상기 필터층(3730)에 포함되지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 49, the output wavelength of the
또한, 상기 필터층(3730)의 대역폭은 적어도 상기 (제1 중심 파장 - 상기 제1 파장)nm의 두 배가 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the bandwidth of the
상술한 내용들은 필터층 및 레이저 출력 어레이의 파장에 대한 일 실시예일 뿐 이에 한정되지 않으며, 필터층과 레이저 출력어레이의 파장은 필터층의 대역폭을 감소시키되 레이저 출력 어레이에서 출력된 레이저를 가능한 손실없이 수광할 수 있도록 다양한 방법으로 설계될 수 있다.The foregoing is only one embodiment of the wavelength of the filter layer and the laser output array, but is not limited thereto, and the wavelength of the filter layer and the laser output array reduces the bandwidth of the filter layer, but the laser output from the laser output array can be received without loss as much as possible. It can be designed in a variety of ways.
도 50은 일 실시예에 따른 라이다 장치 및 라이다 장치의 데드존(Dead zone) 과 최소측정거리를 설명하기 위한 도면이다.50 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
도 50을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)는 송신 모듈(5010) 및 수신 모듈(5020)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 50 , a
또한, 상기 송신 모듈(5010)은 레이저 출력 어레이(5011) 및 제1 옵틱부(5012)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(5011)에 대하여는 상술한 레이저 출력부 또는 레이저 출력 어레이에 대한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described laser output unit or laser output array can be applied to the
또한, 상기 제1 옵틱부(5012)에 대하여는 상술한 렌즈 어셈블리 등의 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described lens assembly and the like can be applied to the first
또한, 상기 레이저 출력 어레이(5011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(5011)는 복수개의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(5011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 제1 파장으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(5011)는 적어도 하나 이상의 레이저를 940nm 파장 대역으로 출력할 수 있으며, 복수개의 레이저를 940nm 파장 대역으로 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되는 복수개의 레이저들의 파장 대역은 서로 일부 상이할 수 있으나, 일정 파장 대역 범위 내에 포함될 수 있다.In addition, the wavelength bands of the plurality of lasers output from the
예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되는 복수개의 레이저들의 파장 대역은 935nm 부터 945nm 파장 범위 내에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, a wavelength band of the plurality of lasers output from the
또한, 예를 들어, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되는 복수개의 레이저들의 파장 대역은 930nm 부터 940nm 파장 범위 내에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, a wavelength band of the plurality of lasers output from the
또한, 상기 제1 옵틱부(5012)는 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 옵틱부(5012)는 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the first
또한, 상기 제1 옵틱부(5012)는 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 복수개의 레이저를 (x)도 내지 (y)도 범위 내의 서로 다른 각도로 조사하기 위해 상기 복수개의 레이저를 스티어링 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 옵틱부(5012)는 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 제1 레이저를 (x)도로 조사하기 위해 상기 제1 레이저를 제1 방향으로 스티어링 할 수 있으며, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력된 제2 레이저를 (y)도로 조사하기 위해 상기 제2 레이저를 제2 방향으로 스티어링 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the first
또한, 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5012)를 통해 스티어링 된 레이저들의 조사 영역을 이미팅 FOV(Emitting FOV : Emitting Field of View)로 정의할 수 있으며, 도 50에는 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5012)를 통해 스티어링 된 레이저들의 조사 영역을 2차원으로 도식화하여 표현하였다.In addition, the irradiation area of the lasers output from the
따라서, 상기 이미팅 FOV(5013)은 상기 레이저 출력 어레이(5011)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5012)를 통해 스티어링 된 복수개의 레이저들의 조사 영역으로 이해될 수 있다.Accordingly, the emitting
또한, 상기 수신 모듈(5020)은 레이저 디텍팅 어레이(5021) 및 제2 옵틱부(5022)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 대하여는 상술한 디텍터부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents of the detector unit and the like can be applied to the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)는 적어도 하나 이상의 레이저를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)는 복수개의 레이저를 감지할 수 있다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)는 복수개의 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함되는 복수개의 디텍터 각각은 서로 다른 레이저를 수신할 수 있다. 에를 들어, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함되는 제1 디텍터는 제1 방향에서 수신되는 제1 레이저를 수신할 수 있으며, 제2 디텍터는 제2 방향에서 수신되는 제2 레이저를 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, each of the plurality of detectors included in the
또한, 상기 제2 옵틱부(5022)는 상기 송신 모듈(5010)로부터 조사된 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 옵틱부(5022)는 상기 송신 모듈(5010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)로 전달할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)로 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the second
또한, 상기 제2 옵틱부(5022)는 상기 송신 모듈(5010)로부터 조사되어 서로 다른 방향으로부터 수신되는 레이저를 적어도 둘 이상의 서로 다른 디텍터로 분배할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 옵틱부(5022)는 상기 송신 모듈(5010)로부터 제1 방향으로 조사된 제1 레이저가 상기 제1 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함된 제1 디텍터로 분배할 수 있으며, 제2 방향으로 조사된 제2 레이저가 상기 제2 방향에 위치한 대상체로부터 반사된 경우 상기 제2 레이저를 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함된 제2 디텍터로 분배할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 빛을 획득할 수 있는 영역을 디텍팅 FOV(Detecting FOV : Detecting Field of View)로 정의할 수 있으며, 도 50에는 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 빛을 획득할 수 있는 영역을 2차원으로 도식화하여 표현하였다.In addition, an area where a plurality of detectors included in the
따라서, 상기 디텍팅 FOV(5023)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 상기 제2 옵틱부(5022)를 통해 빛을 획득할 수 있는 영역으로 이해될 수 있다.Accordingly, the detecting
상술한 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)에서는 최대측정거리 범위 내에서 대상체와의 거리를 측정하기 어려운 데드존(Dead Zone)이 발생할 수 있다.In the
도 50을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)에서 발생하는 데드존(5030)은 상기 이미팅 FOV(5013)와 상기 디텍팅 FOV(5023)가 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.Referring to FIG. 50 , a
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)에서 발생하는 데드존(5030)은 상기 이미팅 FOV(5013)와 상기 디텍팅 FOV(5023)가 오버랩되지 않아 상기 이미팅 FOV(5013)내에서 반사된 레이저가 상기 레이저 디텍팅 어레이(5021)로 수광되지 않는 영역일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)에서 발생하는 데드존(5030)은 근거리 영역에서 발생하므로 일 실시에에 따른 라이다 장치(5000)에 대하여 최소 측정 거리의 개념이 적용될 수 있다.In addition, since the
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5000)는 제1 최소 측정 거리(5040)을 가질 수 있으며, 상기 제1 최소 측정 거리(5040) 범위 내에 위치한 대상체에 대한 거리 정보를 획득하기 어려울 수 있다.For example, the
이에, 이하에서는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 최소 측정 거리 및 데드존을 최소화할 수 있는 다양한 실시예들에 대해 보다 구체적으로 기술하기로 한다.Accordingly, hereinafter, various embodiments capable of minimizing a minimum measurement distance and a dead zone of a lidar device according to an embodiment will be described in more detail.
도 51 및 도 52는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 송신 모듈에 대하여 설명하기 위한 도면이다.51 and 52 are diagrams for explaining a transmission module included in a lidar device according to an embodiment.
도 51 및 도 52를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 송신 모듈(5100)은 레이저 출력 어레이(5110), 제1 옵틱부(5120) 및 서브옵틱부(5130)를 포함할 수 있다.51 and 52, a
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 대하여는 상술한 레이저 출력부, 레이저 출력 어레이 등에 대한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described laser output unit, laser output array, and the like can be applied to the
또한, 상기 제1 옵틱부(5120)에 대하여 상술한 렌즈 어셈블리 및 제1 옵틱부 등의 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents of the lens assembly and the first optic unit may be applied to the
일 실시예에 따른 레이저 출력 어레이(5110)는 복수개의 이미팅 유닛을 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 제1 이미팅 유닛, 제2 이미팅 유닛 및 제3 이미팅 유닛을 기준으로 설명하기로 한다.The
또한, 상기 제1 이미팅 유닛은 제1 레이저(5121)를 출력할 수 있으며, 상기 제2 이미팅 유닛은 제2 레이저(5122)를 출력할 수 있고, 상기 제3 이미팅 유닛은 제3 레이저(5123)를 출력할 수 있다.In addition, the first emitting unit can output a
이 때, 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저(5121)는 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제1 방향으로 스티어링 될 수 있으며, 상기 제2 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제2 레이저(5122)는 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제2 방향으로 스티어링 될 수 있고, 상기 제3 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제3 레이저(5123)는 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제3 방향으로 스티어링 될 수 있다.In this case, the
일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 스티어링 되는 레이저의 적어도 일부를 확산(Diffusing) 시키기 위한 구성일 수 있다.The
예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제1 방향으로 스티어링 되는 상기 제1 레이저(5121)의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제2 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제2 방향으로 스티어링 되는 상기 제2 레이저(5122)의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제3 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 제3 방향으로 스티어링 되는 상기 제3 레이저(5123)의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)가 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5120)를 통해 스티어링 되는 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치되는 이유는 장거리 측정을 위한 레이저의 일부만을 확산시켜 라이다 장치의 최소측정거리 및 데드존을 감소시키되 장거리 측정을 위한 레이저의 조사 효율 감소를 최소화시키기 위함일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the reason why the
또한, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저(5121)가 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제2 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제2 레이저(5122)가 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제3 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제3 레이저(5123)가 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, in the
또한, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저의 일부만을 확산시키기 위하여, 상기 제1 옵틱부(5120)의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 도 52에 도시된 바와 같이 상기 서브 옵틱부(5130)의 한 변의 길이는 상기 제1 옵틱부(5120)의 최 외곽 렌즈의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 52, the length of one side of the
또한, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저의 일부만을 확산시키기 위하여, 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저들 각각의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.In addition, in order to diffuse only a part of the laser output from the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저들 각각의 직경은 상기 서브 옵틱부(5130)가 배치된 면에서의 레이저들 각각의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of each of the lasers output from the
예를 들어, 도 52에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저(5121)의 직경 보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in FIG. 52 , the
이 때, 상기 제1 레이저(5121)의 직경은 상기 서브 옵틱부(5130)가 배치된 면에서의 상기 제1 레이저(5121)의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of the
또한, 예를 들어, 도 52에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제2 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제2 레이저(5122)의 직경 보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, as shown in FIG. 52 , the
이 때, 상기 제2 레이저(5122)의 직경은 상기 서브 옵틱부(5130)가 배치된 면에서의 상기 제2 레이저(5122)의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of the
또한, 예를 들어, 도 52에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)에 포함되는 상기 제3 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제3 레이저(5123)의 직경 보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, as shown in FIG. 52 , the
이 때, 상기 제3 레이저(5123)의 직경은 상기 서브 옵틱부(5130)가 배치된 면에서의 상기 제3 레이저(5123)의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of the
또한, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 형성되는 이미팅 FOV와 다른 FOV(Field of VieW)를 가질 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)의 FOV는 상기 제1 옵틱부(5120)의 FOV보다 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the FOV of the
또한, 예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)의 FOV는 상기 제1 옵틱부(5120)의 FOV의 방향과 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the FOV of the
또한, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)의 중심을 기준으로 비대칭의 FOV를 가지도록 배치될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)의 중심을 기준으로 위쪽 17도 아래쪽 5도로 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)의 중심을 기준으로 수신 모듈(미도시)이 위치한 방향으로 17도 수신 모듈(미도시)이 위치하지 않은 방향으로 5도로 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)의 중심을 기준으로 수신 모듈(미도시)이 위치한 방향으로 레이저를 확산시키는 정도가 수신 모듈(미도시)이 위치하지 않은 방향으로 레이저를 확산시키는 정도보다 크도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the
또한, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 제1 옵틱부(5120)의 중심을 기준으로 비대칭의 FOV를 가지도록 배치될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 제1 옵틱부(5120)의 중심을 기준으로 위쪽 17도 아래쪽 5도로 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 제1 옵틱부(5120)의 중심을 기준으로 수신 모듈(미도시)이 위치한 방향으로 17도 수신 모듈(미도시)이 위치하지 않은 방향으로 5도로 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 제1 옵틱부(5120)의 중심을 기준으로 수신 모듈(미도시)이 위치한 방향으로 레이저를 확산시키는 정도가 수신 모듈(미도시)이 위치하지 않은 방향으로 레이저를 확산시키는 정도보다 크도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the
또한, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저들의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 디퓨져(Diffuser)를 포함할 수 있다.Also, the
또한, 도 52에 도시된 바와 같이 상기 서브 옵틱부(5130)의 중심은 상기 제1 옵틱부(5120)의 중심과 얼라인 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, as shown in FIG. 52, the center of the
또한, 상기 서브 옵틱부(5130)는 상기 레이저 출력 어레이(5110)로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부(5120)에 의해 가이드되는 광경로들이 오버랩되는 영역에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
도 53은 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에 대해 설명하기 위한 도면이다.53 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
도 53을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저(5200)에는 상술한 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링 되는 레이저들과 상술한 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링되고 상술한 서브 옵틱부를 통해 확산되는 레이저들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 53, the
이하에서는 보다 구체적인 설명을 위해서, 레이저 출력 어레이에 포함되는 N번째 열에 위치하는 제1 내지 제7 이미팅 유닛과, 상기 제1 내지 제7 이미팅 유닛으로부터 출력된 제1 내지 제7 레이저를 이용하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for a more detailed description, the first to seventh emission units located in the N-th column included in the laser output array and the first to seventh lasers output from the first to seventh emission units are used. Let's explain.
일 실시예에 따르면, 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 내지 제7 이미팅 유닛 각각으로부터 출력된 레이저는 상기 제1 옵틱부를 통해 서로 다른 방향으로 스티어링 되어 각각 제1 내지 제7 포인트 레이저(5210 내지 5270)로서 스캔 영역으로 조사될 수 있다.According to an embodiment, lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic unit, and the first to seventh point lasers (5210 to 5270 respectively) ) as the scan area.
이 때, 포인트 레이저는 레이저의 다이버전스(Divergence) 각도가 일정 범위 이하인 레이저를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 포인트 레이저는 레이저의 다이버전스(Divergence) 각도가 1.5도 이하인 레이저를 의미할 수 있으나, 구체적인 수치에 한정되지 않으며, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 포인트 레이저의 개념을 포함할 수 있다.In this case, the point laser may refer to a laser having a divergence angle of less than a certain range. For example, a point laser may refer to a laser having a divergence angle of 1.5 degrees or less. It is not limited to numerical values, and may include the concept of a point laser within a range that a person skilled in the art can understand.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 상기 제1 내지 제7 이미팅 유닛 각각으로부터 출력된 레이저는 상기 제1 옵틱부를 통해 서로 다른 방향으로 스티어링 된 후 상기 서브 옵틱부를 통해 적어도 일부 확산되어 라인 또는 플레인(Line or plane) 레이저(5280)로서 스캔 영역으로 조사될 수 있다.In addition, according to an embodiment, after the lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic part, at least some of them are emitted through the sub-optic part. It can be diffused and irradiated to the scan area as a line or
이 때, 라인 또는 플레인 레이저는 레이저의 형상이 선 또는 면의 형상을 가지는 레이저를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 라인 또는 플레인 레이저의 개념을 포함할 수 있다.At this time, the line or plane laser may mean a laser having a line or plane shape, but is not limited thereto, and may include the concept of a line or plane laser within a range that can be understood by a person skilled in the art. there is.
또한, 상술한 포인트 레이저의 경우 다이버전스 각도가 일정 범위 이하인 레이저로서 레이저의 진행에 따른 에너지 밀도의 손실이 적을 수 있으며, 따라서, 장거리에 위치한 대상체와의 거리를 측정하는데 유용하게 이용될 수 있다.In addition, in the case of the above-described point laser, the divergence angle is less than a certain range, and the loss of energy density according to the propagation of the laser may be small, and thus, it may be usefully used to measure the distance to a target located at a long distance.
또한, 상술한 라인 또는 플레인 레이저의 경우 다이버전스 각도가 일정 범위 이상인 레이저로서 레이저의 진행에 따른 에너지 밀도의 손실이 보다 커 장거리에 위치한 대상체와의 거리를 측정하는데 적합하지 않을 수 있으나, 근거리 영역에서 라이다 장치의 최소 측정 거리를 최소화하고 데드존을 최소화하는데 유용하게 이용될 수 있다.In addition, in the case of the above-mentioned line or plane laser, since the divergence angle is more than a certain range, the loss of energy density due to the laser propagation is greater, so it may not be suitable for measuring the distance to a target located in a long distance. This can be usefully used to minimize the minimum measurement distance of the device and minimize the dead zone.
도 54는 일 실시예에 따른 라이다 장치 및 라이다 장치의 데드존(Dead zone)과 최소측정거리를 설명하기 위한 도면이다.54 is a diagram for explaining a dead zone and a minimum measurement distance of a lidar device and a lidar device according to an embodiment.
도 54를 설명하기에 앞서, 도 54의 경우 도 51 내지 도 53을 통해 기술한 라이다 장치를 기준으로 설명하기 위한 도면임을 밝혀둔다.Prior to describing FIG. 54, it is noted that FIG. 54 is a drawing for explanation based on the lidar device described through FIGS. 51 to 53.
도 54를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)는 송신 모듈(5310) 및 수신 모듈(5320)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 54 , a
또한, 상기 송신 모듈(5310)은 레이저 출력 어레이(5311) 및 제1 옵틱부(5312)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이(5311)에 대하여는 상술한 레이저 출력부 또는 레이저 출력 어레이에 대한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, since the above-described laser output unit or laser output array can be applied to the
또한, 상기 제1 옵틱부(5312)에 대하여는 상술한 렌즈 어셈블리 등의 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described lens assembly and the like can be applied to the first
이 때, 상기 제1 옵틱부(5312)는 상술한 제1 옵틱부 및 상술한 서브 옵틱부를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.In this case, the first
예를 들어, 상기 제1 옵틱부(5312)는 레이저를 스티어링하기 위한 벌크 옵틱(상술한 제1 옵틱부) 및 서브 옵틱부를 포함하는 통합 개념으로 이해될 수 있다.For example, the
또한, 상기 레이저 출력 어레이(5311)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5312)를 통해 스티어링 되거나 확산된 레이저들의 조사 영역을 이미팅 FOV(Emitting FOV : Emitting Field of View)로 정의할 수 있으며, 도 54에는 상기 레이저 출력 어레이(5311)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5312)를 통해 스티어링 되거나 확산된 레이저들의 조사 영역을 2차원으로 도식화하여 표현하였다.In addition, an irradiation area of lasers output from the
따라서, 상기 이미팅 FOV(5013)은 상기 레이저 출력 어레이(5311)로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부(5312)를 통해 스티어링 되거나 확산된 복수개의 레이저들의 조사 영역으로 이해될 수 있다.Accordingly, the emitting
또한, 상기 수신 모듈(5320)은 레이저 디텍팅 어레이(5321) 및 제2 옵틱부(5322)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5321)에 대하여는 상술한 디텍터부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents of the detector unit and the like can be applied to the
또한, 상기 제2 옵틱부(5322)에 대하여는 상술한 제2 렌즈 어셈블리 및 제2 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In addition, since the above-described contents of the second lens assembly and the second optic unit may be applied to the
또한, 상기 레이저 디텍팅 어레이(5321)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 빛을 획득할 수 있는 영역을 디텍팅 FOV(Detecting FOV : Detecting Field of View)로 정의할 수 있으며, 도 54에는 상기 레이저 디텍팅 어레이(5321)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 빛을 획득할 수 있는 영역을 2차원으로 도식화하여 표현하였다.In addition, an area where a plurality of detectors included in the
따라서, 상기 디텍팅 FOV(5323)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(5321)에 포함되는 복수개의 디텍터들이 상기 제2 옵틱부(5322)를 통해 빛을 획득할 수 있는 영역으로 이해될 수 있다.Accordingly, the detecting
상술한 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)에서는 최대측정거리 범위 내에서 대상체와의 거리를 측정하기 어려운 데드존(Dead Zone)이 발생할 수 있다.In the
도 54를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)에서 발생하는 데드존(5330)은 상기 이미팅 FOV(5313)와 상기 디텍팅 FOV(5323)가 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.Referring to FIG. 54 , a
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)에서 발생하는 데드존(5330)은 상기 이미팅 FOV(5313)와 상기 디텍팅 FOV(5323)가 오버랩되지 않아 상기 이미팅 FOV(5313)내에서 반사된 레이저가 상기 레이저 디텍팅 어레이(5321)로 수광되지 않는 영역일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)에서 발생하는 데드존(5330)은 근거리 영역에서 발생하므로 일 실시에에 따른 라이다 장치(5300)에 대하여 최소 측정 거리의 개념이 적용될 수 있다.In addition, since the
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치(5300)는 제1 최소 측정 거리(5340)을 가질 수 있으며, 상기 제1 최소 측정 거리(5340) 범위 내에 위치한 대상체에 대한 거리 정보를 획득하기 어려울 수 있다.For example, the
이 때, 도 54에 도시된 제2 최소 측정 거리(5350)는 도 50을 통해 기술한 일 실시예에 따른 라이다 장치의 최소 측정 거리일 수 있으며, 도 54를 참조하면, 일 실시예에 따라 서브 옵틱부를 포함하는 라이다 장치의 최소 측정 거리인 제1 최소 측정 거리(5340)는 서브 옵틱부를 포함하지 않는 라이다 장치의 최소 측정 거리인 제2 최소 측정 거리(5350) 보다 작을 수 있다.At this time, the second
또한, 도 54를 참조하면, 일 실시예에 따라 서브 옵틱부를 포함하는 라이다 장치의 데드존(5330)은 도 50에 도시된 일 실시예에 따라 서브 옵틱부를 포함하지 않는 라이다 장치의 데드존 보다 작을 수 있다.Also, referring to FIG. 54, a
이하에서는 서브 옵틱부의 다양한 실시예들에 대해서 보다 구체적으로 기술하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the sub-optic unit will be described in more detail.
도 55 및 도 56은 일 실시예에 따른 서브 옵틱부를 설명하기 위한 도면이다.55 and 56 are diagrams for explaining a sub-optic unit according to an exemplary embodiment.
도 55 및 도 56을 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5400)는 디퓨징 컴포넌트(Diffusing component)(5410) 및 스티어링 컴포넌트(Steering component)(5420)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 55 and 56 , a
앞서 상술한 바와 같이 라이다 장치의 데드존 및 최소측정거리를 최소화하기 위해서 레이저 출력 어레이로부터 출력되는 레이저의 적어도 일부를 확산시키기 위한 서브 옵틱부가 필요할 수 있다.As described above, in order to minimize the dead zone and the minimum measurement distance of the LIDAR device, a sub-optic unit may be required to diffuse at least a portion of the laser output from the laser output array.
이 때, 서브 옵틱부로부터 확산되는 레이저의 확산 정도가 커질수록 확산되는 레이저가 가지는 에너지 밀도가 거리에 따라 감소하는 정도가 커질 수 있으며, 따라서, 라이다 장치의 데드존 및 최소측정거리를 최소화시키되 확산되는 레이저가 가지는 에너지 밀도가 거리에 따라 감소하는 정도를 감소시켜 확산되는 레이저를 이용하여 커버할 수 있는 거리 영역을 늘리는 것이 필요할 수 있다.At this time, the greater the degree of diffusion of the laser diffused from the sub-optic unit, the greater the degree to which the energy density of the diffused laser decreases with distance. Therefore, the dead zone and minimum measurement distance of the LIDAR device are minimized. It may be necessary to increase a distance area that can be covered using the diffused laser by reducing the degree to which the energy density of the diffused laser decreases with distance.
즉, 데드존 및 최소측정거리를 커버할 수 있도록 레이저 출력 어레이로부터 출력되는 레이저의 적어도 일부를 확산시키되, 확산되는 정도를 감소시키고 확산되는 레이저에 방향성을 부여하는 경우 상술한 바와 같이 라이다 장치의 데드존 및 최소측정거리를 최소화시키되 확산되는 레이저가 가지는 에너지 밀도가 거리에 따라 감소하는 정도를 감소시켜 확산되는 레이저를 이용하여 커버할 수 있는 거리 영역을 늘리는 것이 가능할 수 있다.That is, when at least a part of the laser output from the laser output array is diffused to cover the dead zone and the minimum measurement distance, but the degree of diffusion is reduced and directionality is given to the laser to be diffused, as described above, the LIDAR device While minimizing the dead zone and the minimum measurement distance, it may be possible to increase the distance range that can be covered using the diffused laser by reducing the degree to which the energy density of the diffused laser decreases with distance.
일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링되는 레이저의 적어도 일부를 확산(Difussing) 시키기 위한 구성일 수 있다.The
예를 들어, 일 실시에에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부를 통해 제1 방향으로 스티어링 되는 제1 레이저의 적어도 일부를 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저가 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부만을 확산시키기 위하여, 상기 제1 옵틱부의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 디퓨징 컴포넌트(5410)의 한 변의 길이는 상기 제1 옵틱부의 최외곽 렌즈의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the length of one side of the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부만을 확산시키기 위하여, 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들 각각의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.Also, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들 각각의 직경은 상기 디퓨징 컴포넌트(5410)가 배치된 면에서의 레이저들 각각의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of each of the lasers output from the laser output array may be defined as the diameter of each of the lasers on the surface where the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 제1 옵틱부에 의해 형성되는 이미팅 FOV와 다른 FOV(Field of View)를 가질 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 디퓨징 컴포넌트(5410)의 FOV는 상기 제1 옵틱부의 FOV보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the FOV of the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)의 중심은 상기 제1 옵틱부의 중심과 얼라인 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the center of the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로들이 오버랩되는 영역에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 디퓨져(Diffuser)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링 되는 레이저의 적어도 일부를 스티어링(Steering) 시키기 위한 구성일 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부를 통해 제1 방향으로 스티어링 되는 제1 레이저의 적어도 일부를 스티어링시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 상기 제1 이미팅 유닛으로부터 출력된 상기 제1 레이저가 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부만을 스티어링시키기 위하여, 상기 제1 옵틱부의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)의 한 변의 길이는 상기 제1 옵틱부의 최외곽 렌즈의 동공의 직경보다 작도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the length of one side of the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부만을 스티어링시키기 위하여, 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들 각각의 직경보다 작도록 설계될 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들 각각의 직경은 상기 스티어링 컴포넌트(5420)가 배치된 면에서의 레이저들 각각의 직경으로 정의될 수 있다.In this case, the diameter of each of the lasers output from the laser output array may be defined as the diameter of each of the lasers on the surface where the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)의 중심은 상기 제1 옵틱부의 중심과 얼라인 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the center of the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들이 상기 제1 옵틱부에 의해 가이드되는 광경로들이 오버랩되는 영역에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들의 적어도 일부를 스티어링 시키기 위하여 프리즘(Prism)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저들의 적어도 일부를 수신 모듈이 배치된 방향으로 스티어링 시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 디퓨징 컴포넌트(5410)보다 상기 제1 옵틱부 또는 상기 레이저 출력 어레이에 가깝도록 배치될 수 있다.Also, the
또한, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410) 및 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저가 상기 제1 옵틱부를 통과하여 상기 스티어링 컴포넌트(5420)를 통과한 후 상기 디퓨징 컴포넌트(5410)를 통과하도록 배치될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 디퓨징 컴포넌트(5410) 및 스티어링 컴포넌트(5420)는 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 이미팅 유닛으로부터 출력되어 상기 제1 옵틱부를 통해 제1 방향으로 스티어링 되는 제1 레이저의 적어도 일부를 제2 방향으로 스티어링 시킨 후 확산시키도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
도 57은 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에 대해 설명하기 위한 도면이다.57 is a diagram for explaining a laser irradiated through a transmission module according to an embodiment.
도 57을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저(5500)에는 상술한 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링 되는 레이저들과 상술한 레이저 출력 어레이로부터 출력되어 상술한 제1 옵틱부를 통해 스티어링되고 상술한 서브 옵틱부를 통해 스티어링 되고 확산되는 레이저들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 57, the
이하에서는 보다 구체적인 설명을 위해서, 레이저 출력 어레이에 포함되는 N번째 열에 위치하는 제1 내지 제7 이미팅 유닛과, 상기 제1 내지 제7 이미팅 유닛으로부터 출력된 제1 내지 제7 레이저를 이용하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for a more detailed description, the first to seventh emission units located in the Nth column included in the laser output array and the first to seventh lasers output from the first to seventh emission units are used. Let's explain.
일 실시예에 따르면, 레이저 출력 어레이에 포함되는 제1 내지 제7 이미팅 유닛 각각으로부터 출력된 레이저는 상기 제1 옵틱부를 통해 서로 다른 방향으로 스티어링 되어 각각 제1 내지 제7 포인트 레이저(5510 내지 5570)로서 스캔 영역으로 조사될 수 있다.According to an embodiment, the lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic unit to generate first to seventh point lasers (5510 to 5570), respectively. ) as the scan area.
이 때, 포인트 레이저는 레이저의 다이버전스(Divergence) 각도가 일정 범위 이하인 레이저를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 포인트 레이저는 레이저의 다이버전스(Divergence) 각도가 1.5도 이하인 레이저를 의미할 수 있으나, 구체적인 수치에 한정되지 않으며, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 포인트 레이저의 개념을 포함할 수 있다.In this case, the point laser may refer to a laser having a divergence angle of less than a certain range. For example, a point laser may refer to a laser having a divergence angle of 1.5 degrees or less. It is not limited to numerical values, and may include the concept of a point laser within a range that a person skilled in the art can understand.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력 어레이에 포함되는 상기 제1 내지 제7 이미팅 유닛 각각으로부터 출력된 레이저는 상기 제1 옵틱부를 통해 서로 다른 방향으로 스티어링 된 후 상기 서브 옵틱부를 통해 적어도 일부 확산되어 라인 또는 플레인(Line or plane) 레이저(5580)로서 스캔 영역으로 조사될 수 있다.In addition, according to an embodiment, after the lasers output from each of the first to seventh emission units included in the laser output array are steered in different directions through the first optic part, at least some of them are emitted through the sub-optic part. It can be diffused and irradiated to the scan area as a line or
이 때, 라인 또는 플레인 레이저는 레이저의 형상이 선 또는 면의 형상을 가지는 레이저를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 라인 또는 플레인 레이저의 개념을 포함할 수 있다.At this time, the line or plane laser may mean a laser having a line or plane shape, but is not limited thereto, and may include the concept of a line or plane laser within a range that can be understood by a person skilled in the art. there is.
또한, 상술한 포인트 레이저의 경우 다이버전스 각도가 일정 범위 이하인 레이저로서 레이저의 진행에 따른 에너지 밀도의 손실이 적을 수 있으며, 따라서, 장거리에 위치한 대상체와의 거리를 측정하는데 유용하게 이용될 수 있다.In addition, in the case of the above-described point laser, the divergence angle is less than a certain range, and the loss of energy density according to the propagation of the laser may be small, and thus, it may be usefully used to measure the distance to a target located at a long distance.
또한, 상술한 라인 또는 플레인 레이저의 경우 다이버전스 각도가 일정 범위 이상인 레이저로서 레이저의 진행에 따른 에너지 밀도의 손실이 보다 커 장거리에 위치한 대상체와의 거리를 측정하는데 적합하지 않을 수 있으나, 근거리 영역에서 라이다 장치의 최소 측정 거리를 최소화하고 데드존을 최소화하는데 유용하게 이용될 수 있다.In addition, in the case of the above-mentioned line or plane laser, since the divergence angle is more than a certain range, the loss of energy density due to the laser propagation is greater, so it may not be suitable for measuring the distance to a target located in a long distance. This can be usefully used to minimize the minimum measurement distance of the device and minimize the dead zone.
또한, 도 57을 참조하면, 도 53에서 도시된 바와 상이하게 라인 또는 플레인 레이저(5580)의 확산 정도가 작으며 라인 또는 플레인 레이저(5580)의 확산 방향이 상이함을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 57 , it can be seen that the diffusion degree of the line or
도 57에 도시된 바와 같이 확산 정도가 작은 라인 또는 플레인 레이저(5580)를 이용하여 커버할 수 있는 거리는 확산 정도가 큰 라인 또는 플레인 레이저(5580)를 이용하여 커버할 수 있는 거리보다 클 수 있다.As shown in FIG. 57 , a distance that can be covered using the line or
또한, 도 57에 도시된 바와 같이 상술한 서브 옵틱부가 디퓨징 컴포넌트 및 스티어링 컴포넌트를 포함하는 경우, 상기 스티어링 컴포넌트에 의해 데드존을 효율적으로 커버하기 위한 방향성을 가지며 상기 디퓨징 컴포넌트에 의해 일부 확산되는 라인 또는 플레인 레이저(5580)가 스캔 영역으로 조사되므로 보다 효율적으로 라이다 장치의 데드존 및 최소 측정 거리를 최소화하되, 라인 또는 플레인 레이저(5580)를 이용하여 커버할 수 있는 거리 영역이 늘어나는 라이다 장치의 제작이 가능할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 57, when the above-described sub-optic unit includes a diffusing component and a steering component, the steering component has a directivity to efficiently cover the dead zone and is partially diffused by the diffusing component. Since the line or
도 58은 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저의 다양한 실시예들에 대해 설명하기 위한 도면이다.58 is a diagram for explaining various embodiments of a laser irradiated through a transmission module.
도 50 내지 도 57을 통해 기술한 내용들을 이용하면 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저의 다양한 실시예들에 대한 도출이 가능할 수 있다.Using the contents described with reference to FIGS. 50 to 57, it may be possible to derive various embodiments of the laser irradiated through the transmission module.
예를 들어, 도 58의 (a)에 도시된 바와 같이 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에는 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부가 비대칭적으로 확산되는 라인 또는 플레인 레이저들이 포함될 수 있다.For example, as shown in (a) of FIG. 58, the laser irradiated through the transmission module may include line or plane lasers in which a portion of the laser output from the laser output array is asymmetrically diffused.
또한, 예를 들어, 도 58의 (b)에 도시된 바와 같이 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에는 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부가 대칭적으로 확산되는 라인 또는 플레인 레이저들이 포함될 수 있다.Also, for example, as shown in (b) of FIG. 58, the laser irradiated through the transmission module may include line or plane lasers in which a part of the laser output from the laser output array is symmetrically diffused.
또한, 예를 들어, 도 58의 (c)에 도시된 바와 같이 송신 모듈을 통해 조사되는 레이저에는 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부가 확산되되 방향성을 가지는 라인 또는 플레인 레이저들이 포함될 수 있다.Also, for example, as shown in (c) of FIG. 58, the laser irradiated through the transmission module may include line or plane lasers in which a part of the laser output from the laser output array is diffused but has a direction.
또한, 도 58을 통해 서술한 실시예 외에도 상술한 서브 옵틱부를 이용하여 다양한 실시예들이 도출가능하며, 서브 옵틱부를 활용하여 레이저 출력 어레이로부터 출력된 레이저의 일부만을 라인 또는 플레인 레이저로 활용할 수 있는 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 영역일 수 있다.In addition, in addition to the embodiment described with reference to FIG. 58, various embodiments can be derived using the above-described sub-optic unit, and only a part of the laser output from the laser output array can be utilized as a line or plane laser by utilizing the sub-optic unit. It may be an area included in the technical idea of the invention.
도 59는 서브 옵틱부의 배치에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.59 is a diagram for explaining various embodiments of arrangement of sub-optic units.
도 59의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 송신 옵틱(5610), 서브옵틱부(5620)을 포함할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 59 , a lidar device according to an embodiment may include a
이 때, 상기 송신 옵틱(Tranmission optic)(5610)은 상술한 제1 렌즈 어셈블리 및 제1 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으며, 상기 서브 옵틱부(5620)에 대하여는 상술한 서브 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, the
도 59의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5620)는 서브 옵틱 마운트(5630)에 위치할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 59 , a
이 때, 상기 서브 옵틱부(5620)는 도 59의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 서브 옵틱 마운트(5630)의 외측에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 서브 옵틱 마운트(5630)의 내측에 위치할 수 있고, 상기 서브 옵틱부(5620)가 적어도 둘 이상의 구성을 포함하는 경우 상기 서브 옵틱 마운트(5630)의 외측과 내측에 걸쳐 위치할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the
또한, 상기 서브 옵틱 마운트(5630)는 상기 송신 옵틱(5610)에 결착될 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 서브 옵틱 마운트(5630)는 상기 송신 옵틱(5610)의 외측을 형성하는 경통에 결착되도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 도 59의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 송신 옵틱(Transmission optic)(5710), 수신 옵틱(Reception optic)(5720), 서브 옵틱부(5730) 및 윈도우(5740)를 포함할 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 59, the lidar device according to an embodiment includes a
이 때, 상기 송신 옵틱(5710)에 대하여는 상술한 제1 렌즈 어셈블리 및 제1 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으며, 상기 수신 옵틱(5720)에 대하여는 상술한 제2 렌즈 어셈블리 및 제2 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있고, 상기 서브 옵틱부(5730)에 대하여는 상술한 서브 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, the contents of the above-described first lens assembly and the first optic unit may be applied to the
도 59의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5730)는 라이다 장치에 포함되는 윈도우(5740)에 위치할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 59 , a
이 때, 상기 서브 옵틱부(5730)는 도 59의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 윈도우(5740)의 내측에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 윈도우(5740)의 외측에 위치할 수 있고, 상기 서브 옵틱부(5730)가 적어도 둘 이상의 구성을 포함하는 경우 상기 윈도우(5740)의 외측과 내측에 걸쳐 위치할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the
또한, 도 59의 (c)를 참조하면, 일 실시에에 따른 라이다 장치는 송신 옵틱(Transmission optic)(5810) 및 서브 옵틱부(5820)를 포함할 수 있다.Also, referring to (c) of FIG. 59 , a lidar apparatus according to an embodiment may include a
이 때, 상기 송신 옵틱(5810)에 대하여는 상술한 제1 렌즈 어셈블리 및 제1 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으며, 상기 서브 옵틱부(5820)에 대하여는 상술한 서브 옵틱부 등의 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.In this case, the above-described contents of the first lens assembly and the first optic unit may be applied to the
도 59의 (c)를 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5820)는 라이다 장치에 포함되는 상기 송신 옵틱(5810)과 일체로서 형성될 수 있다.Referring to (c) of FIG. 59 , a
예를 들어, 도 59의 (c)에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 서브 옵틱부(5820)는 상기 송신 옵틱(5810)의 최외곽 렌즈(5811)의 일부로서 형성되어 상기 송신 옵틱(5810)과 일체로서 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, as shown in (c) of FIG. 59, the
또한, 도 59를 통해 설명한 서브 옵틱부의 배치에 관한 다양한 실시예들 외에도 서브 옵틱부를 배치하기 위한 다양한 실시예들이 있을 수 있으며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 변형실시예들로서 본 발명의 기술적 사상에 포함된다고 할 수 있다.In addition, there may be various embodiments for arranging the sub-optic unit other than the various embodiments of disposition of the sub-optic unit described with reference to FIG. can be said to be included in
도 60는 일 실시예에 따른 외부 장치와의 간섭 현상을 설명하기 위한 도면이다.60 is a diagram for explaining an interference phenomenon with an external device according to an embodiment.
도 60를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(6000)는 프로세서(6100), 레이저 출력부(6200) 및 디텍팅부(6300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 60 , a
라이다 장치(6000)는 도 1의 라이다 장치(1000)일 수도 있고, 도 2의 라이다 장치(1050)일 수도 있고, 도 3의 라이다 장치(1150)일 수도 있다. 라이다 장치(6000)에 대한 설명은 도 1, 도 2 및 도 3에 대한 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.The
프로세서(6100)는 도 1의 제어부(400)일 수 있다. 프로세서(6100)는 제어부, 컨트롤러 또는 컨트롤 유닛 등의 용어로 다양하게 쓰일 수 있다. 프로세서(6100)에 대한 설명은 도 1에 대한 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.The
레이저 출력부(6200)는 도 1, 도 2 또는 도 3의 레이저 출력부(100)일 수 있다. 레이저 출력부(6200)에 대한 설명은 도 1, 도 2 및 도 3에 대한 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.The
디텍팅부(6300)에 대한 설명은 도 1, 도 2 및 도 3에 대한 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.Since a description of the detecting
일 실시예에 따르면, 프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)에 레이저를 출력하도록 하는 제어 신호를 전송할 수 있다. 상기 제어 신호를 수신한 레이저 출력부(6200)는 상기 제어 신호에 응답하여, 레이저(6210)를 출력할 수 있다.According to one embodiment, the
이때, 레이저 출력부(6200)는 옵틱을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(6200)는 레이저 빔을 콜리메이션 시키는 렌즈를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, 레이저 출력부(6200)는 복수의 렌즈를 포함하는 벌크 렌즈를 포함할 수 있다. 따라서, 레이저(6210)는 옵틱을 통과하여 콜리메이션된 레이저일 수 있다.In this case, the
또는, 레이저 출력부(6200)로부터 출력된 레이저(6210)는 대상체로 조사되기 전, 옵틱부를 거칠 수 있다. 이때, 상기 옵틱부는 도 1, 도 2 또는 도 3의 옵틱부(200)일 수 있다. 옵틱부에 대한 설명은 도 1, 도 2 또는 도 3에 대한 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.Alternatively, the
레이저(6210)는 대상체 또는 특정 영역에 조사되어 산란될 수 있다. 이때, 레이저(6210) 중 일부인 반사 레이저(6310)는 디텍팅부(6300)에 수신될 수 있다.The
디텍팅부(6300)는 반사 레이저(6310)를 수신하여 출력 신호를 생성할 수 있다. 디텍팅부(6300)는 출력 신호에 기초하여 데이터 셋을 생성, 저장 또는 프로세서(6100)로 전송할 수 있다. 또는 프로세서(6100)는 디텍팅부(6300)로부터 수신한 출력 신호에 기초하여 데이터 셋을 생성 또는 저장할 수 있다.The detecting
이때, 데이터 셋은 복수의 시간 구간 동안 대응되는 데이터들의 집합일 수 있다. 또한 이때, 데이터 셋의 복수의 시간 구간은 히스토그램의 타임 빈에 대응되는 시간일 수 있다. 예를 들어, 복수의 시간 구간에 대응되는 데이터는 0ns ~ 1ns 동안의 데이터, 1ns ~ 2ns 동안의 데이터, 2ns ~ 3ns 동안의 데이터 등일 수 있으나, 위 수치에 한정되지 않는다.In this case, the data set may be a set of data corresponding to a plurality of time intervals. Also, at this time, a plurality of time intervals of the data set may be times corresponding to time bins of the histogram. For example, data corresponding to a plurality of time intervals may be data for 0ns to 1ns, data for 1ns to 2ns, data for 2ns to 3ns, etc., but is not limited to the above values.
프로세서(6100)는 디텍팅부(6300)가 생성한 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋들을 저장할 수 있다. 프로세서(6100)는 복수의 데이터 셋들을 축적하여 히스토그램을 생성할 수 있다.The
프로세서(6100)는 복수의 데이터 셋들을 축적하여 생성한 히스토그램을 통해, 반사 레이저(6310)가 디텍팅부(6300)에 감지된 디텍팅 시점을 획득할 수 있다. 디텍팅 시점을 획득하는 방법은 도 32의 설명과 중복될 수 있어, 자세한 내용은 생략한다.The
일 실시예에 따르면, 디텍팅부(6300)는 도 31의 SPAD 어레이(750)일 수 있다. 이때, 디텍팅부에 포함된 복수의 SPAD(751)는 각각 다른 영역에서 반사된 반사 레이저(6310)를 감지할 수 있다. 따라서, 프로세서(6100)는 복수의 SPAD(751)가 생성한 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋들을 저장할 수 있다. 따라서, 프로세서(6100)는 각각의 영역에 대한 히스토그램들을 생성할 수 있다.According to an embodiment, the detecting
예를 들어, 제1 SPAD는 제1 영역에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다. 프로세서(6100)는 제1 SPAD의 출력신호에 기초한 복수의 데이터 셋들을 축적하여 제1 히스토그램을 생성할 수 있다.For example, the first SPAD may detect laser reflected from the first area. The
또한 예를 들어, 제2 SPAD는 제1 영역과 상이한 제2 영역에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다. 프로세서(6100)는 제2 SPAD의 출력신호에 기초한 복수의 데이터 셋들을 축적하여 제2 히스토그램을 생성할 수 있다.Also, for example, the second SPAD may detect laser reflected in a second area different from the first area. The
위의 과정들에 따라, 프로세서(6100)는 디텍팅부(6300)에 포함된 N개의 SPAD(751)에 대응되는 N개의 히스토그램을 생성할 수 있다. 따라서, 프로세서(6100)는 디텍팅부(6300)의 FOV에 포함된 N개의 영역에 대하여, 거리, 중심점 등 각 영역의 특성을 결정할 수 있다.According to the above processes, the
라이다 장치(6000)의 프로세서(6100)가 레이저 출력부(6200)를 통해 레이저(6210)를 출력하고, 디텍팅부(6300)를 통해 대상체에서 반사된 반사 레이저(6310)를 수신하여 생성한 히스토그램에는 외부 장치(6400)에서 출력된 간섭 레이저(6410)로 인해 생성된 데이터가 포함될 수 있다.The histogram generated by the
외부 장치(6400)는 라이다 장치(6000)로부터 출력된 레이저(6210)가 아닌 다른 레이저를 출력하는 장치일 수 있다. 즉, 외부 장치(6400)는 라이다 장치(6000)로부터 출력된 레이저(6210)가 아닌 간섭 레이저(6410)를 출력하는 장치일 수 있다.The
예를 들어, 외부 장치(6400)는 다른 차량에 포함된 라이다 장치이거나, 도로의 인프라에 포함된 라이다 장치 등 라이다 장치(6000)와 또 다른 라이다 장치일 수 있다. 또한 예를 들어, 외부 장치(6400)는 다른 차량의 헤드라이트, 도로 인프라의 레이저 발광 장치 등일 수 있다. 외부 장치(6400)는 기술한 장치에 한정되지 않고, 간섭 레이저(6410)를 조사하는 모든 장치를 포함할 수 있다.For example, the
프로세서(6100)가 생성한 히스토그램에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 포함될 경우, 프로세서(6100)는 대상체에 반사된 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 부정확하게 추출할 수 있다. When data generated by the
예를 들어, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 특정 히스토그램 타임 빈의 근처에 생성되는 경우, 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램의 특정 타임 빈의 근처에는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당될 것이다.For example, when the data generated by the
구체적으로, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 20번째 타임 빈 또는 그 근처에 생성되는 경우, 1024개의 데이터 셋이 축적된 히스토그램의 20번째 타임 빈 또는 그 근처에는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당될 것이다.Specifically, when the data generated by the
이때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가, 히스토그램의 문턱 값(threshold) 이상의 수치일 경우, 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 대상체에서 반사된 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터로 잘못 추출할 수 있다.At this time, if the data generated by the
따라서, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 히스토그램의 문턱 값 이상의 수치로 축적되지 않도록 하기 위해, 프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)의 레이저 출력 시점을 제어할 필요가 있다.Accordingly, the
이하에서 프로세서(6100)의 레이저 출력부(6200)의 레이저 출력 시점 제어에 따른 히스토그램 내 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터 형태에 대해 설명한다.Hereinafter, the form of data generated by the
도 61은 일 실시예에 따른 디텍팅부의 복수의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 61은 레이저 출력부(6200)가 레이저(6210)를 일정 주기를 가지고 출력하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.61 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to an exemplary embodiment. In particular, FIG. 61 is a diagram for explaining an embodiment in which the
레이저 출력부(6200)가 레이저(6210)를 일정 주기를 가지고 출력할 경우, 프로세서(6100)가 생성하는 히스토그램에는 외부 장치(6400)가 출력하는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 문턱 값 이상의 수치를 가지고 포함될 수 있다.When the
따라서, 프로세서(6100)가 히스토그램을 통해 대상체에서 반사된 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 추출할 때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 방해 요소가 될 수 있다.Accordingly, when the
이하에서는 레이저 출력부(6200)가 레이저(6210)를 일정 주기를 가지고 출력할 때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, when the
도 61을 참조하면, 레이저 출력부(6200)는 이미터(6220)를 통해 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 외부 장치(6400)는 간섭 레이저(6410)를 출력할 수 있다. 또한, 디텍터부(6300)는 디텍터(6320)를 통해 광자를 디텍팅할 수 있다.Referring to FIG. 61 , the
이때, 광자는 이미터(6220)로부터 출력된 레이저가 대상체에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저(6310)에 포함된 것일 수도 있고, 외부 장치로부터 출력된 간섭 레이저(6410)에 포함된 것일 수도 있다. 또는, 광자는 햇빛 등의 외부 노이즈에 포함된 것일 수도 있다.In this case, the photon may be included in the
디텍터(6320)는 광자를 디텍팅함에 따라 출력 신호를 생성할 수 있다. 디텍터(6320) 또는 프로세서(6100)는 상기 디텍터(6320)의 출력 신호에 기초하여, 복수의 데이터를 포함하는 데이터 셋(6111, 6112, 6113)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(6100)는 상기 디텍터(6320)의 출력 신호에 기초하여, 50, 100, 500, 1024, 2048 또는 4096개의 데이터 셋을 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
결과적으로, 프로세서(6100)는 복수의 데이터 셋(6111, 6112, 6113)을 축적하여 히스토그램을 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(6100)는 50, 100, 500, 1024, 2048 또는 4096개의 데이터 셋을 축적하여 히스토그램을 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 프로세서(6100)는 생성된 히스토그램에 기초하여 대상체의 특성을 결정할 수 있다.As a result, the
일 실시예에 따르면, 이미터(6220)는 제1 주기(p)마다 레이저(6210)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 이미터(6220)는 제1 시점(t1)에 제1 레이저를 출력하고, 제1 시점(t1)보다 제1 주기(p) 뒤의 시점인 제2 시점(t2)에 제2 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 이미터(6220)는 제2 시점(t2)보다 제1 주기(p) 뒤의 시점인 제3 시점(t3)에 제3 레이저를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the
디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1), 제2 시간 구간(w2) 및 제3 시간 구간(w3) 동안 광자를 디텍팅할 수 있다.The
이때, 제1 시간 구간(w1)의 시작점과 제1 시점(t1) 사이의 간격, 제2 시간 구간(w2)의 시작점과 제2 시점(t2) 사이의 간격 및 제3 시간 구간(w3)의 시작점과 제3 시점(t3) 사이의 간격은 제1 시간 간격일 수 있다.At this time, the interval between the starting point of the first time interval w1 and the first time point t1, the interval between the starting point of the second time interval w2 and the second time point t2, and the third time interval w3 The interval between the starting point and the third time point t3 may be the first time interval.
제1 시간 간격은 0인 경우와 0이 아닌 경우로 나누어 살펴볼 수 있다.The first time interval can be divided into a case of zero and a case of non-zero.
먼저, 제1 시간 간격이 0인 경우를 살펴보면, 제1 시간 구간(w1)에는 제1 레이저를 출력한 제1 시점(t1)이 포함되고, 제2 시간 구간(w2)에는 제2 레이저를 출력한 제2 시점(t2)이 포함되고, 제3 시간 구간(w3)에는 제3 레이저를 출력한 제3 시점(t3)이 포함될 수 있다.First, looking at the case where the first time interval is 0, the first time interval w1 includes the first time point t1 at which the first laser is output, and the second time interval w2 outputs the second laser. A second time point t2 is included, and a third time point t3 at which the third laser is output may be included in the third time interval w3.
구체적으로 예를 들어, 제1 시간 구간(w1)의 시작점은 제1 시점(t1)과 동일하고, 제2 시간 구간(w2)의 시작점은 제2 시점(t2)과 동일하고, 제3 시간 구간(w3)의 시작점은 제3 시점(t3)과 동일할 수 있다.Specifically, for example, the starting point of the first time interval w1 is the same as the first time interval t1, the starting point of the second time interval w2 is the same as the second time interval t2, and the third time interval is the same. The starting point of (w3) may be the same as the third time point (t3).
제1 시간이 0인 경우, 디텍터(6320)는 이미터(6220)가 레이저를 출력한 시점부터 광자를 디텍팅할 수 있다. 이미터(6220) 및 디텍터(6320)를 이용한 라이다 장치(6000)의 최소 측정 가능한 거리가 짧아지므로, 결국, 라이다 장치(6000)의 근거리 측정이 가능해진다.When the first time is 0, the
또는, 제1 시간 간격이 0이 아닌 경우를 살펴보면, 제1 시간 구간(w1)에 제1 시점(t1)이 포함되지 않고, 제2 시간 구간(w2)에 제2 시점(t2)이 포함되지 않고, 제3 시간 구간(w3)에 제3 시점(t3)이 포함되지 않을 수 있다.Alternatively, looking at the case where the first time interval is not 0, the first time interval w1 does not include the first time point t1 and the second time interval w2 does not include the second time point t2. and the third time point t3 may not be included in the third time interval w3.
구체적으로 예를 들어, 제1 시간 구간(w1)의 시작점은 제1 시점(t1)으로부터 제1 시간 간격 이후의 시점이고, 제2 시간 구간(w1)의 시작점은 제2 시점(t2)으로부터 상기 제1 시간 간격 이후의 시점이고, 제3 시간 구간(w3)의 시작점은 제3 시점(t3)으로부터 상기 제1 시간 간격 이후의 시점일 수 있다.Specifically, for example, the starting point of the first time interval (w1) is a time point after the first time interval from the first time point (t1), and the starting point of the second time interval (w1) is from the second time point (t2). It is a time point after the first time interval, and the starting point of the third time interval w3 may be a time point after the first time interval from the third time point t3.
이때, 상기 제1 시간 간격이 작을수록, 라이다 장치(6000)가 측정할 수 있는 최소 거리가 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 시간 간격이 일정 수치보다 크다면, 라이다 장치(6000)는 일정 거리 미만에 존재하는 물체를 감지하지 못할 수 있다. 이미터(6220) 및 디텍터(6320)를 이용한 라이다 장치(6000)의 최소 측정 가능한 거리가 길어지므로, 결국, 라이다 장치(6000)의 근거리 측정이 불가능해질 수 있다.In this case, the smaller the first time interval, the smaller the minimum distance that the
일 실시예에 따르면, 프로세서(6100) 또는 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제1 데이터 셋(6111)을 생성하고, 제2 시간 구간(w2)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제2 데이터 셋(6112)을 생성하고, 제3 시간 구간(w3)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제3 데이터 셋(6113)을 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
도 61의 간섭 레이저 디텍팅 시점(6420)은 디텍터(6320)가 간섭 레이저(6410)를 디텍팅한 시점을 시간에 따라 나타낸 결과이다.The interference laser
예를 들어, 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1)에 포함된 제1 간섭 시점(s1)에 제1 간섭 레이저를 감지하고, 제2 시간 구간(w2)에 포함된 제2 간섭 시점(s2)에 제2 간섭 레이저를 감지하고, 제3 시간 구간(w3)에 포함된 제3 간섭 시점(s3)에 제3 간섭 레이저를 감지할 수 있다.For example, the
따라서, 제1 데이터 셋(6111)은 제1 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 제2 데이터 셋(6112)은 제2 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 제3 데이터 셋(6113)에는 제3 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Accordingly, the
간섭 레이저(6410)의 발광 주기가 일정할 경우, 간섭 레이저(6410)는 디텍터(6320)의 광자 감지 구간(w1, w2, w3)에 일정하게 디텍팅될 수 있다. 그러므로, 간섭 레이저(6410)는 특정 타임 빈 구간 동안에 디텍터(6320)에 감지될 수 있다. 예를 들어, 도 61을 참조하면, 4번째 타임 빈의 시간 구간 또는 4번째 타임 빈 근처의 타임 빈의 시간 구간 동안에 간섭 레이저(6410)는 디텍터(6320)에 감지될 수 있다.When the emission period of the
간섭 레이저(6410)가 특정 타임 빈 구간 동안 디텍터(6320)에 감지될 경우, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 특정 타임 빈 구간에 생성될 수 있다. 따라서, 복수의 데이터 셋을 축적한 히스토그램은 상기 특정 타임 빈 구간에 일정 값 이상의 수치를 가지는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.When the
도 62은 일 실시예에 따른 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다. 도 62의 히스토그램은 도 61의 디텍터(6320)의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋이 축적된 결과이다.62 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to an embodiment. The histogram of FIG. 62 is a result of accumulating a plurality of data sets based on the output signal of the
일 실시예에 따르면, 히스토그램은 제1 데이터 셋(6111), 제2 데이터 셋(6112), 제3 데이터 셋(6113), 제4 데이터 셋(6114), 제5 데이터 셋(6115) 내지 제N 데이터 셋(6116)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the histogram is a
각 데이터 셋은 복수의 히스토그램 타임 빈에 할당된 데이터들을 포함할 수 있다. 특히, 각 데이터 셋은 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터 및 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Each data set may include data allocated to a plurality of histogram time bins. In particular, each data set may include data generated by the
예를 들어, 제1 데이터 셋(6111)은 4번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.For example, the
제2 데이터 셋(6112), 제3 데이터 셋(6113), 제4 데이터 셋(6114), 제5 데이터 셋(6115) 내지 제N 데이터 셋(6116)도 각 데이터 셋의 4번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.The
위 예에서, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 제1 데이터 셋(6111)에서도 4번째, 제2 데이터 셋(6112)에서도 4번째, 제3 데이터 셋(6113)에서도 4번째이므로 모두 동일할 수 있다. 즉, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 데이터 셋마다 모두 동일하거나 비슷할 수 있다.In the above example, the position of the time bin to which the data generated by the
또한 위 예에서, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 제1 데이터 셋(6111)에서도 15번째, 제2 데이터 셋(6112)에서도 15번째, 제3 데이터 셋(6113)에서도 15번째이므로 모두 동일할 수 있다. 즉, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 데이터 셋마다 모두 동일하거나 비슷할 수 있다.Also, in the above example, the position of the time bin to which the data generated by the
도 61의 레이저 출력부(6200)는 규칙적으로 제1 주기(p) 마다 레이저(6210)를 출력하므로, 데이터 셋에 포함된 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터는 특정 타임 빈 또는 그 근처에 생성될 수 있다. 예를 들어, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터는 15번째 타임 빈 또는 14번째 및 16번째 타임 빈 등 15번째 타임 빈의 근처에서 생성될 수 있다.Since the
또한 예를 들어, 레이저 출력부(6200)가 규칙적으로 제1 주기(p) 마다 레이저(6210)를 출력함에 따라, 디텍터(6320)도 제1 주기(p) 마다 일정 시간 구간 동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 예를 들어, 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1), 제2 시간 구간(w2) 및 제3 시간 구간(w3) 동안 광자를 디텍팅할 수 있다.Also, for example, as the
구체적인 예를 들어, 이미터(6220)가 제1 레이저를 출력한 시점인 제1 시점(t1)이 제1 시간 구간(w1)의 시작점이 되고, 이미터(6220)가 제2 레이저를 출력한 시점인 제2 시점(t2)이 제1 시간 구간(w2)의 끝점일 수 있다.For example, the first time point t1 at which the
또한, 이미터(6220)가 제2 레이저를 출력한 시점인 제2 시점(t2)이 제2 시간 구간(w2)의 시작점이 되고, 이미터(6220)가 제3 레이저를 출력한 시점인 제3 시점(t3)이 제2 시간 구간(w2)의 끝점일 수 있다. 또한, 이미터(6220)가 제3 레이저를 출력한 시점인 제3 시점(t3)이 제3 시간 구간(w3)의 시작점이 될 수 있다.In addition, the second time point t2 at which the
디텍터(6320)가 광자를 디텍팅하는 시간 구간이 일정 주기를 가지고 반복되므로, 외부 장치(6400)로부터 출력된 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터도 특정 히스토그램 타임 빈 또는 그 근처에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 4번째 타임 빈 또는 3번째 및 5번째 타임 빈 등 4번째 타임 빈의 근처에서 생성될 수 있다.Since the time interval in which the
따라서, 제1 데이터 셋(6111), 제2 데이터 셋(6112), 제3 데이터 셋(6113), 제4 데이터 셋(6114), 제5 데이터 셋(6115) 내지 제N 데이터 셋(6116)이 축적된 히스토그램은 4번째 타임 빈에는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를, 15번째 타임 빈에는 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Accordingly, the
프로세서(6100)는 히스토그램 내에서 일정 수치 또는 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터를 통해 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 추출할 수 있다. 그러나, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터 및 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터가 각각 특정 타임 빈에 생성되므로, 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램에는 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터가 복수개일 수 있다.The
예를 들어, 히스토그램의 4번째 타임 빈에는 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터(6121)가 할당될 수 있다. 또한 예를 들어, 히스토그램의 15번째 타임 빈에는 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터(6122)가 할당될 수 있다.For example,
이때, 프로세서(6100)가 디텍팅 시점을 추출하는 과정에 있어서, 프로세서(6100)는 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 복수의 데이터 중 어떤 데이터를 통해 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 추출할지에 대하여 문제가 있을 수 있다.At this time, in the process of extracting the detection time by the
이때, 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 특정 타임 빈에 생성되지 않고 불규칙하게 다양한 타임 빈에 생성되도록 하여, 위 문제를 해결할 수 있다. 즉, 프로세서(6100)가 복수의 데이터 셋을 축적하여 히스토그램을 생성할 때, 프로세서(6100)는 특정 타임 빈에 할당된 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지지 않도록 할 수 있다.In this case, the
즉, 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 증가시켜, 특정 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지지 않도록 할 수 있다.That is, the
이때, 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산은 증가시키고, 라이다 장치(6000) 내의 레이저 출력부(6200)에서 방출된 레이저(6210)가 대상체에 의해서 반사되어 수신되는 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산은 감소시켜야한다.At this time, the
즉, 프로세서(6100)는 동일한 대상체에 대하여 반사된 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 감소시켜, 상기 데이터가 특정 타임 빈에 축적되어 일정 값 이상의 수치를 가질 수 있도록, 레이저 출력부(6200)의 레이저 출력 시점과 디텍팅부(6300)의 디텍팅하는 시간 구간을 제어할 수 있다.That is, the
이하에서는 프로세서(6100)가 레이저 출력부(6200)의 레이저 출력 시점 및 디텍팅부(6300)의 디텍팅하는 시간 구간을 제어하는 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a method for the
도 63는 다른 일 실시예에 따른 디텍팅부의 복수의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 63는 레이저 출력부(6200)가 레이저(6210)를 일정하지 않은 주기를 가지고 출력하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 63 is a diagram for explaining a plurality of data sets based on a plurality of output signals of a detecting unit according to another embodiment. In particular, FIG. 63 is a diagram for explaining an embodiment in which the
레이저 출력부(6200)가 레이저(6210)를 일정하지 않은 주기를 가지고 출력할 경우, 프로세서(6100)가 생성하는 히스토그램에는 외부 장치(6400)가 출력하는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 일정 수치 이하의 수치를 가지고 포함될 수 있다.When the
따라서, 프로세서(6100)가 히스토그램을 통해 대상체에서 반사된 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 추출할 때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 방해 요소가 되지 않을 수 있다.Therefore, when the
도 63를 참조하면, 도 61과 마찬가지로, 레이저 출력부(6200)는 이미터(6220)를 통해 레이저를 출력할 수 있다. 또한, 외부 장치(6400)는 간섭 레이저(6410)를 출력할 수 있다. 또한, 디텍터부(6300)는 디텍터(6320)를 통해 광자를 디텍팅할 수 있다.Referring to FIG. 63 , similarly to FIG. 61 , the
이때, 광자는 이미터(6220)로부터 출력된 레이저에 포함된 것일 수도 있고, 간섭 레이저(6410)에 포함된 것일 수도 있다. 또는, 광자는 햇빛 등의 외부 노이즈에 포함된 것일 수도 있다.In this case, the photons may be included in the laser output from the
디텍터(6320)의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋을 통해 히스토그램을 생성하는 과정에 대한 설명은 도 61과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.A description of a process of generating a histogram through a plurality of data sets based on the output signal of the
일 실시예에 따르면, 이미터(6220)는 불규칙적인 간격을 가지고 레이저(6210)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 이미터(6220)는 제1 시점(t1)에 제1 레이저를 출력하고, 제2 시점(t2)에 제2 레이저를 출력하고, 제3 시점(t3)에 제3 레이저를 출력할 수 있다. 이때, 제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이의 간격은 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이의 간격과 상이할 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이의 간격은 제1 시간 구간(w1) 및 제1 딜레이(dd1)의 합일 수 있다. 또한 예를 들어, 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이의 간격은 제2 시간 구간(w2) 및 제2 딜레이(dd2)의 합일 수 있다. For example, the interval between the first time point t1 and the second time point t2 may be the sum of the first time interval w1 and the first delay dd1. Also, for example, the interval between the second time point t2 and the third time point t3 may be the sum of the second time interval w2 and the second delay dd2.
이때, 제1 시간 구간(w1)과 제2 시간 구간(w2)의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 이때, 제1 딜레이(dd1)와 제2 딜레이(dd2)의 크기는 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the sizes of the first time interval w1 and the second time interval w2 may be the same, but are not limited thereto. Also, at this time, the sizes of the first delay dd1 and the second delay dd2 may be different, but are not limited thereto.
구체적인 예를 들어, 제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이의 간격은 3us이고, 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이의 간격은 2.5us일 수 있다. 이때, 제1 시간 구간(w1) 및 제2 시간 구간(w2)은 동일하게 2us이고, 제1 딜레이(dd1)는 1us, 제2 딜레이(dd2)는 0.5us일 수 있다.For example, the interval between the first time point t1 and the second time point t2 may be 3 us, and the interval between the second time point t2 and the third time point t3 may be 2.5 us. In this case, the first time period w1 and the second time period w2 may be equal to 2 us, the first delay dd1 may be 1 us, and the second delay dd2 may be 0.5 us.
레이저 출력부(6200)의 이미터(6220)가 불규칙적인 간격을 가지고 레이저(6210)를 출력하는 것은 여러가지 방법으로 구현이 가능할 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)에 트리거 신호를 전송하여, 레이저 출력부(6200)의 이미터(6220)가 레이저(6210)를 출력하도록 할 수 있다. 이때, 상기 트리거 신호는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호의 합일 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 제1 제어 신호는 규칙적인 주기를 가지는 신호일 수 있다. 구체적으로, 제1 제어 신호는 도 61의 이미터(6220)가 가지는 방출 주기, 즉, 제1 주기(p)가 반복되는 신호일 수 있다.For example, the first control signal may be a signal having a regular cycle. Specifically, the first control signal may be a signal in which the emission cycle of the
또한 예를 들어, 제2 제어 신호는 불규칙적인 주기를 가지는 신호일 수 있다. 구체적으로, 제2 제어 신호는 시간 간격이 랜덤한 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어 신호는 랜덤 함수에 의한 신호를 포함할 수 있고, 지터(jitter)를 이용한 신호를 포함할 수 있고, 일정 시퀀스에 의해 정해진 신호를 포함할 수 있다.Also, for example, the second control signal may be a signal having an irregular cycle. Specifically, the second control signal may include a signal having a random time interval. For example, the second control signal may include a signal using a random function, a signal using jitter, or a signal determined by a predetermined sequence.
구체적인 예를 들어, 제2 제어 신호는 신호간의 간격이 일정 시간(T)의 배수인, T, 2T, 3T, 4T의 시간 간격을 가지는 신호이거나, 신호간의 간격이 T, 3T, 2T, 4T의 미리 정해진 시퀀스를 따르는 신호일 수 있다.For example, the second control signal is a signal having a time interval of T, 2T, 3T, or 4T, in which the interval between signals is a multiple of a predetermined time (T), or the interval between signals is T, 3T, 2T, or 4T. It may be a signal following a predetermined sequence.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)에 트리거 신호를 전송하여, 레이저 출력부(6200)의 이미터(6220)가 레이저(6210)를 출력하도록 할 수 있다. 이때, 상기 트리거 신호는 위에서 설명한 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호의 합이 아닌, 불규칙적인 단일 신호일 수 있다.According to another embodiment, the
예를 들어, 트리거 신호 자체가 불규칙적인 주기를 가지는 신호일 수 있다. 구체적으로, 트리거 신호는 랜덤 함수에 의한 신호를 포함할 수 있고, 일정 시퀀스에 의해 정해진 신호를 포함할 수 있다.For example, the trigger signal itself may be a signal having an irregular cycle. Specifically, the trigger signal may include a signal based on a random function and may include a signal determined by a predetermined sequence.
구체적인 예를 들어, 트리거 신호는 위에서 설명한 제2 제어 신호와 마찬가지로, 일정 시간의 배수인 시간 간격을 가지는 신호이거나, 미리 정해진 시퀀스를 따르는 신호일 수 있다.For example, the trigger signal may be a signal having a time interval that is a multiple of a predetermined time or a signal following a predetermined sequence, similar to the above-described second control signal.
위에서 언급한 두 가지 방법에 한정되지 않고, 이미터(6220)가 레이저(6210)를 불규칙적으로 출력하도록 하기 위해, 프로세서(6100)가 불규칙한 시간 간격을 가지는 트리거 신호를 생성하는 방법은 다양할 수 있다.It is not limited to the two methods mentioned above, and in order for the
도 61의 설명과 마찬가지로, 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1), 제2 시간 구간(w2) 및 제3 시간 구간(w3) 동안 광자를 디텍팅할 수 있다.Similar to the description of FIG. 61 , the
이때, 제1 시간 구간(w1)의 시작점과 제1 시점(t1) 사이의 간격, 제2 시간 구간(w2)의 시작점과 제2 시점(t2) 사이의 간격 및 제3 시간 구간(w3)의 시작점과 제3 시점(t3) 사이의 간격은 제1 시간 간격일 수 있다.At this time, the interval between the starting point of the first time interval w1 and the first time point t1, the interval between the starting point of the second time interval w2 and the second time point t2, and the third time interval w3 The interval between the starting point and the third time point t3 may be the first time interval.
상기 제1 시간 간격이 0인 경우와 0이 아닌 경우에 대해서는 도 61의 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.The case in which the first time interval is 0 and the case in which it is not 0 may be overlapped with the description of FIG. 61 , so detailed descriptions thereof are omitted.
일 실시예에 따르면, 프로세서(6100) 또는 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제1 데이터 셋(6131)을 생성하고, 제2 시간 구간(w2)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제2 데이터 셋(6132)을 생성하고, 제3 시간 구간(w3)동안 광자를 디텍팅한 결과에 기초하여 제3 데이터 셋(6133)을 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1)에 포함된 제1 간섭 시점(s1)에 제1 간섭 레이저를 감지하고, 제2 시간 구간(w2)에 포함된 제2 간섭 시점(s2)에 제2 간섭 레이저를 감지하고, 제3 시간 구간(w3)에 포함된 제3 간섭 시점(s3)에 제3 간섭 레이저를 감지할 수 있다.For example, the
프로세서(6100) 또는 디텍터(6320)는 제1 시간 구간(w1) 동안 제1 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 생성하고, 제2 시간 구간(w2) 동안 제2 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 생성하고, 제3 시간 구간(w3) 동안 제3 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터를 생성할 수 있다.The
따라서, 제1 데이터 셋(6131)에는 제1 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터가 포함되고, 제2 데이터 셋(6132)에는 제2 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터가 포함되고, 제3 데이터 셋(6133)에는 제3 간섭 레이저에 의해 생성된 데이터가 포함될 수 있다.Accordingly, the
도 61과 달리, 이미터(6220)의 레이저 방출 시점 및 디텍터(6320)의 광자를 디텍팅하는 시간 구간(w1, w2, w3)이 일정 주기를 가지지 않기 때문에, 간섭 레이저(6410)는 디텍터(6320)에 특정 타임 빈 구간 동안에만 감지되는 것이 아니라, 다양한 타임 빈 구간 동안에 감지될 수 있다. 즉, 도 63의 실시예에서는, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 범위가 도 61에 비해 넓을 수 있다.Unlike FIG. 61, since the time intervals w1, w2, and w3 for detecting photons of the
예를 들어, 도 63의 간섭 레이저 디텍팅 시점(6420)을 참조하면, 이미터(6220)가 제1 레이저를 출력한 제1 시점(t1) 이후, 간섭 레이저(6410)는 제1 시간 구간(w1) 내의 제1 간섭 시점(s1)에 감지될 수 있다. 그 결과, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 제1 데이터 셋(6131)의 10번째 타임 빈에 생성될 수 있다.For example, referring to the interference laser detecting
또한 예를 들어, 이미터(6220)가 제2 레이저를 출력한 제2 시점(t2) 이후, 간섭 레이저(6410)는 제2 시간 구간(w2) 내의 제2 디텍팅 시점(s2)에 감지될 수 있다. 그 결과, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 제2 데이터 셋(6132)의 4번째 타임 빈에 생성될 수 있다.Also, for example, after the second time point t2 when the
또한 예를 들어, 이미터(6220)가 제3 레이저를 출력한 제3 시점(t3) 이후, 간섭 레이저(6410)는 제3 시간 구간(w3) 내의 제3 디텍팅 시점(s3)에 감지될 수 있다. 그 결과, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 제3 데이터 셋(6133)의 2번째 타임 빈에 생성될 수 있다.Also, for example, after the third time point t3 when the
위 예에서, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 제1 데이터 셋(6131)에서는 10번째, 제2 데이터 셋(6132)에서는 4번째, 제3 데이터 셋(6133)에서는 2번째이므로 모두 상이할 수 있다. 즉, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 위치는 데이터 셋마다 다를 수 있다.In the above example, the position of the time bin to which data generated by the
따라서, 간섭 레이저(6410)이 디텍터(6320)에 감지될 때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 특정 타임 빈 구간 동안에만 생성되지 않고 다양한 타임 빈 구간에 생성되므로, 복수의 데이터 셋을 축적한 히스토그램은 일정 수치 이상의 수치를 가지는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하지 않을 수 있다.Therefore, when the
도 64은 다른 일 실시예에 따른 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다. 도 64의 히스토그램(6140)은 도 63의 디텍터(6320)의 출력 신호에 기초한 복수의 데이터 셋이 축적된 결과이다.64 is a diagram for explaining a histogram in which a plurality of data sets are accumulated according to another embodiment. The
일 실시예에 따르면, 히스토그램(6140)은 제1 데이터 셋(6131), 제2 데이터 셋(6132), 제3 데이터 셋(6133), 제4 데이터 셋(6134), 제5 데이터 셋(6135) 내지 제N 데이터 셋(6136)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
각 데이터 셋은 복수의 히스토그램 타임 빈에 할당된 데이터들을 포함할 수 있다. 특히, 각 데이터 셋은 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터 및 레이저 출력부(6200)로부터 출력된 레이저가 대상체에 반사되어 되돌아오는 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Each data set may include data allocated to a plurality of histogram time bins. In particular, each data set may include data generated by the
예를 들어, 제1 데이터 셋(6131)은 10번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.For example, the
또한 예를 들어, 제2 데이터 셋(6132)은 4번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 제3 데이터 셋(6133)은 2번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 제4 데이터 셋(6134)은 8번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 제5 데이터 셋(6135)은 6번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 제N 데이터 셋(6136)은 12번째 타임 빈에 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터를 포함하고, 15번째 타임 빈에 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.Also, for example, the
도 63의 레이저 출력부(6200)는 불규칙한 주기를 가지고 레이저(6210)를 출력하므로, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 특정 타임 빈 또는 그 근처에 생성되지 않고, 다양한 타임 빈에 생성될 수 있다. 예를 들어, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터는 각 데이터 셋의 10번째, 4번째, 2번째, 8번째, 6번째, 12번째 타임 빈에 생성될 수 있다.Since the
프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)가 불규칙한 주기를 가지고 레이저(6210)를 출력하게 함으로써, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 증가시킬 수 있다. 따라서, 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램(6140)에는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 수치가 일정 수치(문턱 값, 6130) 이상이 될 수 없다.The
반대로, 레이저 출력부(6200)의 레이저(6210) 출력 시점과 디텍터(6320)가 광자를 검출하는 시간 구간의 시점이 일정(또는 동기화)하므로, 데이터 셋에 포함된 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터는 특정 타임 빈 또는 그 근처에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터는 각 데이터 셋의 15번째 타임 빈 또는 14번째 및 16번째 타임 빈 등 15번째 타임 빈의 근처에서 생성될 수 있다.Conversely, since the output time of the
프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)의 레이저(6210) 출력 시점과 디텍터(6320)의 검출 구간의 시작점 사이의 간격을 일정하게 함으로써, 레이저 출력부(6200)가 방출한 레이저(6210)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 감소시킬 수 있다. 따라서, 복수의 데이터 셋이 축적된 히스토그램(6140)에는 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터만이 일정 수치(문턱 값, 6130) 이상의 수치를 가질 수 있다.The
프로세서(6100)는 히스토그램(6140)을 통해 반사 레이저(6310)의 감지 시간을 추출할 수 있다. 프로세서(6100)는 히스토그램(6140) 내의 데이터 중 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터를 추출하고, 상기 데이터의 시간 구간에 기초하여 반사 레이저(6310)의 감지 시간을 추출할 수 있다.The
이때, 도 64의 히스토그램(6140)은 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터의 개수가 도 62의 히스토그램(6120)의 개수보다 작기 때문에, 반사 레이저(6310)의 감지 시간을 추출하는 과정이 더 용이할 수 있다.At this time, in the
즉, 프로세서(6100)는 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산은 감소시키고, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산은 증가시켜, 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터의 개수를 최소화함으로써 반사 레이저(6310)의 감지 시간을 용이하게 추출할 수 있다.That is, the
예를 들어, 도 62의 히스토그램(6120)은 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산이 작으므로, 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터의 개수가 2개가 되어, 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터(6121)를 기초로 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 잘못 추출할 수 있다.For example, in the
그러나, 도 64의 히스토그램(6140)은 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산이 크므로, 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 데이터의 개수가 1개가 되어, 프로세서(6100)는 진정 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터(6142)를 기초로 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 올바르게 추출할 수 있다.However, in the
프로세서(6100)가 히스토그램 내에서 반사 레이저(6310)의 디텍팅 타임을 추출하는 방법에 있어서, 문턱 값(6130)을 이용한 추출 방법에 대해서만 서술하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 방법이 적용될 수 있다.In the method of extracting the detecting time of the reflected
예를 들어, 프로세서(6100)는 히스토그램 내의 데이터들의 질량 중심(center of mass)를 이용하여 반사 레이저(6310)의 디텍팅 타임을 추출할 수도 있다. For example, the
또한 예를 들어, 프로세서(6100)는 히스토그램 내에 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 복수의 생성된 데이터가 존재할 경우, 가장 높은 수치를 가지는 데이터가 존재하는 구간 또는 가장 높은 수치를 가지는 데이터와 그 근처의 데이터들이 존재하는 구간에 기초하여 반사 레이저(6310)의 디텍팅 타임을 추출할 수도 있다.Also, for example, the
구체적인 예를 들어, 문턱 값(6130) 이상의 수치를 가지는 복수의 데이터 중, 4us ~ 5us의 시간 구간을 가지는 5번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치는 50이고, 3us ~ 4us의 시간 구간을 가지는 4번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치는 40이고, 5us ~ 6us의 시간 구간을 가지는 6번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치는 30인 경우가 존재할 수 있다.For example, among a plurality of data having a numerical value equal to or greater than the
이때, 가장 높은 수치를 가지는 데이터는 5번째 타임 빈에 생성된 데이터이므로, 프로세서(6100)는 5번째 타임 빈의 시간 구간인 4us ~ 5us의 구간에 반사 레이저(6310)가 디텍터(6320)에 감지된 것으로 판단할 수 있다. 이때 추가적으로, 프로세서(6100)는 5번째 타임 빈의 전, 후 타임빈인 4번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치 및 6번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치를 참고하여, 디텍팅 시점을 추출할 수 있다.At this time, since the data having the highest value is data generated in the 5th time bin, the
예를 들어, 4번째 타임 빈에 생성된 수치가 6번째 타임 빈에 생성된 수치보다 크므로, 프로세서(6100)는 5번째 타임 빈의 시간 구간의 중간점인 4.5us 이전의 시점에서 반사 레이저(6310)가 디텍터(6320)에 감지된 것으로 판단할 수 있다.For example, since the value generated in the 4th time bin is greater than the value generated in the 6th time bin, the
구체적인 예를 들어, 프로세서(6100)는 5번째 타임 빈의 시간 구간인 4us ~ 5us를 4번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치 및 6번째 타임 빈에 생성된 데이터의 수치의 비율을 가지고 나눌 수 있다. 즉, 프로세서(6100)는 상기 비율(40:30, 즉 4:3)을 통해, 반사 레이저(6310)가 디텍터(6320)에 4.42us에 감지된 것으로 판단할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 비율을 통한 계산법은 다양할 수 있다.For example, the
위의 예시에 한정되지 않고, 프로세서(6100)가 히스토그램 내에서 반사 레이저(6310)의 디텍팅 시점을 찾는 방법은 통상의 기술자라면 적용시킬 수 있는 모든 방법이 될 수 있을 것이다.It is not limited to the above example, and a method for the
도 65는 레이저 출력부의 레이저 출력 신호의 타이밍과 디텍팅부의 수신 신호의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.65 is a diagram for explaining the timing of the laser output signal of the laser output unit and the timing of the received signal of the detecting unit.
도 65를 참조하면, 레이저 출력부(6200)는 레이저를 출력하는 이미터(6230)를 포함하고, 디텍팅부(6300)는 광자를 감지하는 디텍터(6330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 65 , the
이미터(6230)와 디텍터(6330)에 대한 설명은 전술한 내용과 중복되므로, 자세한 내용은 생략한다.A description of the
일 실시예에 따르면, 이미터(6230)는 프로세서(6100)의 제어에 의해 제1 시점(t1)에 제1 레이저를 출력하고, 제2 시점(t2)에 제2 레이저를 출력하고, 제3 시점(t3)에는 제3 레이저를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the
제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이는 제1 주기(p1) 만큼의 시간 간격이 존재하고, 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이는 제2 주기(p2) 만큼의 시간 간격이 존재할 수 있다.There is a time interval equal to the first period p1 between the first time point t1 and the second time point t2, and the second period p2 between the second time point t2 and the third time point t3. As many time intervals may exist.
제1 시간 간격은 고정 주기(p)와 제1 딜레이(dd1)의 합일 수 있고, 제2 시간 간격은 고정 주기(p)와 제2 딜레이(dd2)의 합일 수 있다. 이때, 제1 딜레이(dd1)와 제2 딜레이(dd2)가 동일할 경우, 제1 주기(p1)와 제2 주기(p2)는 동일할 수 있다. 또는, 제1 딜레이(dd1)와 제2 딜레이(dd2)가 상이할 경우, 제1 주기(p1)와 제2 주기(p2)는 상이할 수 있다.The first time interval may be the sum of the fixed period p and the first delay dd1, and the second time interval may be the sum of the fixed period p and the second delay dd2. In this case, when the first delay dd1 and the second delay dd2 are the same, the first period p1 and the second period p2 may be the same. Alternatively, when the first delay dd1 and the second delay dd2 are different, the first period p1 and the second period p2 may be different.
프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 증가시키기 위해, 상기 제1 주기(p1)와 상기 제2 주기(p2)를 상이하게 하여 이미터(6230)의 레이저 출력 시점을 제어할 수 있다.In order to increase the temporal dispersion of the data generated by the
프로세서(6100)는 이미터(6230)의 출력 시점 자체를 제1 주기(p1) 및 제2 주기(p2) 등 불규칙적으로 제어함으로써, 제1 시점(t1), 제2 시점(t2), 제3 시점(t3)을 결정할 수 있다. 또는 프로세서(6100)는 이미터(6230)에 일정한 고정 주기(p)를 갖도록 트리거 신호를 전송하고, 상기 트리거 신호에 불규칙적인 가변 딜레이(d1, d2)를 더함으로써, 제1 시점(t1), 제2 시점(t2), 제3 시점(t3)을 결정할 수 있다. 자세한 내용은 앞부분의 설명과 중복되므로 생략한다.The
일 실시예에 따르면, 디텍터(6330)는 프로세서(6100)의 제어에 의해 일정 주기 동안 광자를 디텍팅할 수 있다. 도 65를 참조하면, 디텍터(6330)는 제1 시간 구간(w1), 제2 시간 구간(w2) 및 제3 시간 구간(w3) 동안 광자를 디텍팅할 수 있다.According to an embodiment, the
이때, 제1 시점(t1)과 제1 시간 구간(w1)의 시작점 사이의 간격, 제2 시점(t2)과 제2 시간 구간(w2)의 시작점 사이의 간격 및 제3 시점(t3)과 제3 시간 구간(3)의 시작점 사이의 간격은 모두 동일하게 제1 시간 간격을 가질 수 있다.At this time, the interval between the first time point t1 and the starting point of the first time interval w1, the interval between the second time point t2 and the starting point of the second time interval w2, and the third time point t3 and the second time interval w2. Intervals between the start points of the three
이미터(6230)의 레이저 출력 시점과 디텍터의 광자 감지 시간 구간의 시작점 사이의 간격이 모두 동일한 이유는, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 감소시키기 위해서이다.The reason why the distance between the start point of the photon detection time interval of the detector and the start point of the photon detection time interval of the
즉, 동일한 영역 또는 대상체로 향하는 제1 레이저, 제2 레이저 및 제3 레이저가 반사되어 디텍터(6330)에 감지될 때, 상기 레이저들은 동일한 영역 또는 대상체에 반사되었기 때문에, 제1 레이저에 의해 산출된 상기 영역의 거리, 제2 레이저에 의해 산출된 상기 영역의 거리 및 제3 레이저에 의해 산출된 상기 영역의 거리는 모두 동일하여야 한다.That is, when the first laser, the second laser, and the third laser directed to the same area or object are reflected and detected by the
따라서, 상기 레이저들에 의해 산출된 거리가 모두 동일하도록, 이미터(6230)의 레이저 출력 시점과 디텍터의 광자 감지 시간 구간의 시작점 사이의 간격은 모두 제1 시간 간격으로 동일할 수 있다.Accordingly, intervals between the start point of the photon detection time interval of the detector and the start point of the photon detection time interval of the detector may all be the same as the first time interval so that the distances calculated by the lasers are all the same.
이때, 상기 제1 시간 간격이 0인 경우와 0이 아닌 경우에 대해서는 도 61의 설명과 중복될 수 있으므로, 자세한 내용은 생략한다.In this case, since the description of FIG. 61 may overlap with the case where the first time interval is 0 and the case where the first time interval is not 0, detailed details are omitted.
일 실시예에 따르면, 디텍터(6330)의 광자 감지 구간 내에 이미터(6230)가 출력한 레이저가 감지될 수 있다.According to an embodiment, a laser output from the
예를 들어, 디텍터(6330)는 광자 감지 구간인 제1 시간 구간(w1) 동안 이미터(6230)에 의해 제1 시점(t1)에 출력된 제1 레이저 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저(6310)를 제1 디텍팅 시점(d1)에 감지할 수 있다.For example, the
또한 예를 들어, 디텍터(6330)는 광자 감지 구간인 제2 시간 구간(w2) 동안 이미터(6230)에 의해 제2 시점(t2)에 출력된 제2 레이저 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저(6310)를 제2 디텍팅 시점(d2)에 감지할 수 있다.Also, for example, the
또한 예를 들어, 디텍터(6330)는 광자 감지 구간인 제3 시간 구간(w3) 동안 이미터(6230)에 의해 제3 시점(t3)에 출력된 제3 레이저 중 대상체에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저(6310)를 제3 디텍팅 시점(d3)에 감지할 수 있다.Also, for example, the
이미터(6230)의 레이저 출력 시점과 디텍터의 광자 감지 시간 구간의 시작점 사이의 간격이 모두 제1 시간 간격으로 동일한 경우, 제1 시점(t1)과 제1 디텍팅 시점(d1) 사이의 간격, 제2 시점(t2)과 제2 디텍팅 시점(d2) 사이의 간격 및 제3 시점(t3)과 제3 디텍팅 시점(d3) 사이의 간격은 모두 동일할 수 있다.When the interval between the laser output time of the
이때, 이미터(6230)의 레이저 출력 주기가 불규칙할 경우, 제1 시점(t1)과 제2 디텍팅 시점(d2) 사이의 간격인 제1 분포 간격(a1)은 제2 시점(t2)과 제3 디텍팅 시점(d3) 사이의 간격인 제2 분포 간격(a2)과 상이할 수 있다.At this time, when the laser output cycle of the
1) 이미터(6230)의 레이저 출력 시점과 디텍터의 광자 감지 시간 구간의 시작점 사이의 간격이 모두 제1 시간 간격으로 동일하고, 2) 레이저 출력 시점과 레이저의 디텍팅 시점 사이의 간격이 동일하고, 3) 상기 제1 분포 간격(a1) 및 상기 제2 분포 간격(a2)이 상이하기 때문에, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분포는 넓고, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분포는 좁을 수 있다.1) the interval between the start point of the laser output time of the
따라서, 프로세서(6100)는 복수의 데이터 셋을 축적할 때, 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 범위는 넓고, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 범위는 좁도록 히스토그램을 생성할 수 있다.Therefore, when the
다시 말해, 히스토그램 내에서 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 범위는 제1 범위이고, 반사 레이저(6310)에 의해 생성된 데이터가 할당되는 타임 빈의 범위는 상기 제1 범위보다 좁은 제2 범위일 수 있다.In other words, the range of time bins within the histogram to which data generated by the
도 66는 레이저 출력부의 레이저 출력 신호의 타이밍에 따른 히스토그램을 설명하기 위한 도면이다.66 is a diagram for explaining a histogram according to timing of a laser output signal of a laser output unit.
도 66(a)는 도 61의 레이저 출력부의 출력 신호 타이밍에 따른 제1 히스토그램(6500)을 설명하기 위한 도면이다. 도 66(b)는 도 63의 레이저 출력부의 출력 신호 타이밍에 따른 제2 히스토그램(6600)을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 66 (a) is a diagram for explaining a
도 66(a)를 참조하면, 제1 히스토그램(6500) 내에서 문턱 값 이상의 수치를 가지는 데이터는 제1 데이터(6510) 및 제2 데이터(6520)일 수 있다.Referring to FIG. 66(a), data having a numerical value equal to or greater than the threshold value in the
제1 데이터(6510)는 레이저 출력부(6200)로부터 출력된 레이저에 의해 생성된 데이터이고, 제2 데이터(6520)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터일 수 있다.The
프로세서(6100)는 제1 히스토그램(6500)을 통해 대상체의 거리를 산출할 때, 문턱 값 이상의 수치를 가지는 데이터를 기초로 거리를 산출할 수 있다. 이때, 프로세서(6100)는 제1 데이터(6510)를 기초로 거리를 산출할 수도 있고, 제2 데이터(6520)를 기초로 거리를 산출할 수도 있다. 그러나, 프로세서(6100)가 제2 데이터(6520)를 기초로 거리를 산출할 경우, 거리 측정에 오류가 생길 수 있다.When calculating the distance of the object through the
도 66(b)를 참조하면, 제2 히스토그램(6600) 내에서 문턱 값 이상의 수치를 가지는 데이터는 제3 데이터(6610)가 유일할 수 있다. 또한, 제2 히스토그램(6600) 내에서 제4 데이터(6620)는 문턱 값 이하의 수치를 가지는 복수의 데이터일 수 있다.Referring to FIG. 66( b ), the
이때, 제3 데이터(6610)는 레이저 출력부(6200)로부터 출력된 레이저에 의해 생성된 데이터이고, 제4 데이터(6620)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터일 수 있다.In this case, the
프로세서(6100)는 레이저 출력부(6200)로부터 출력된 레이저에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 감소시키므로, 상기 데이터가 협범위의 타임 빈에 축적되어 문턱 값 이상의 수치를 가지는 제3 데이터(6610)가 생성될 수 있다.Since the
또한 프로세서(6100)는 간섭 레이저(6410)에 의해 생성된 데이터의 시간적 분산을 증가시키므로, 상기 데이터가 일정 구간의 광범위의 타임 빈에 축적되어 문턱 값 이하의 수치를 가지는 제4 데이터(6620)가 생성될 수 있다.Also, since the
프로세서(6100)는 제2 히스토그램(6600)을 통해 대상체의 거리를 산출할 때, 문턱 값 이상의 수치를 가지는 데이터를 기초로 거리를 산출할 수 있다. 이때, 제2 히스토그램(6600) 내에서 문턱 값 이상의 수치를 가지는 데이터는 제3 데이터(6610) 뿐이므로, 제3 데이터(6610)를 기초로 거리를 산출할 수 있다.When calculating the distance of the object through the
따라서, 프로세서(6100)는 제1 히스토그램(6500)를 통해 대상체의 거리를 산출할 때보다, 제2 히스토그램(6600)를 통해 대상체의 거리를 산출할 때, 더 정확한 거리를 산출할 수 있다.Accordingly, the
도 67은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.67 is a diagram for explaining a control method of a lidar device according to an embodiment.
도 67을 참조하면, 라이다 장치의 제어 방법은 레이저 출력 시점을 결정하는 단계(S6110), 디텍팅부의 레이저를 디텍팅하는 시간 구간의 시작점을 결정하는 단계(S6120), 디텍팅부의 출력 신호에 기초하여 히스토그램을 생성하는 단계(S6130) 및 히스토그램의 데이터에 기초하여 대상체의 특성을 결정하는 단계(S6140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 67, the lidar device control method includes determining a laser output time point (S6110), determining a starting point of a time interval for detecting the laser of the detecting unit (S6120), and output signal of the detecting unit. It may include generating a histogram based on the data (S6130) and determining characteristics of the object based on the histogram data (S6140).
일 실시예에 따르면, 레이저 출력 시점을 결정하는 단계(S6110)는 도 63의 제1 레이저 출력 시점(t1), 제2 레이저 출력 시점(t2) 및 제3 레이저 출력 시점(t3)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 자세한 내용은 도 63의 내용과 중복될 수 있어 생략한다.According to an embodiment, the step of determining the laser output time (S6110) is the step of determining the first laser output time (t1), the second laser output time (t2), and the third laser output time (t3) of FIG. can include Details may be duplicated with those of FIG. 63 and thus are omitted.
일 실시예에 따르면, 디텍팅부의 레이저를 디텍팅하는 시간 구간의 시작점을 결정하는 단계(S6120)는 도 63의 제1 시간 구간(w1)의 시작점, 제2 시간 구간(w2)의 시작점 및 제3 시간 구간(w3)의 시작점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 자세한 내용은 도 63의 내용과 중복될 수 있어 생략한다.According to an embodiment, the step of determining the starting point of the time interval for detecting the laser of the detector (S6120) includes the starting point of the first time interval w1, the starting point of the second time interval w2, and the second time interval w2 of FIG. A step of determining a starting point of the 3-time interval w3 may be included. Details may be duplicated with those of FIG. 63 and thus are omitted.
일 실시예에 따르면, 디텍팅부의 출력 신호에 기초하여 히스토그램을 생성하는 단계(S6130)는 도 64의 제1 데이터 셋(6131), 제2 데이터 셋(6132), 제3 데이터 셋(6133), 제4 데이터 셋(6134), 제5 데이터 셋(6135) 내지 제N 데이터 셋(6136)을 축적하여 히스토그램(6140)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 자세한 내용은 도 64의 내용과 중복될 수 있어 생략한다.According to an embodiment, generating a histogram based on the output signal of the detector (S6130) includes the
일 실시예에 따르면, 히스토그램의 데이터에 기초하여 대상체의 특성을 결정하는 단계(S6140)는 대상체의 거리, 중심점, 위치 좌표 등을 산출 또는 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 위의 설명과 중복될 수 있어 생략한다.According to an embodiment, the step of determining the characteristics of the object based on the histogram data ( S6140 ) may include calculating or determining the distance, center point, location coordinates, and the like of the object. This is omitted because it may overlap with the above description.
도 68은 일 실시예에 따라 발명을 설명하기 위해 가정된 상황을 설명하기 위한 도면이다.68 is a diagram for explaining a situation assumed to explain the invention according to an embodiment.
도 68을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(7000)는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 68 , the
보다 구체적으로, 일 실시예에 따른 라이다 장치(7000)는 레이저를 출력할 수 있으며, 출력된 레이저가 대상체로부터 반사된 경우 반사된 레이저를 획득하여 디텍팅 신호를 발생시킬 수 있으며, 발생된 디텍팅 신호를 기초로 대상체와의 거리를 측정할 수 있다.More specifically, the
예를 들어, 도 68을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(7000)는 상기 라이다 장치(7000)로부터 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)와의 거리를 측정할 수 있으며, 상기 라이다 장치(7000)로부터 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)와의 거리를 측정할 수 있다.For example, referring to FIG. 68 , a
이 때, 도 68에는 상기 제1 대상체(7001) 및 상기 제2 대상체(7002)가 동시에 도시되어 있으나, 이하에서 설명하는 상황은 상기 라이다 장치(7000)에서 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리를 측정하는 상황과 상기 라이다 장치(7000)에서 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리를 측정하는 상황일 수 있다.In this case, although the
도 69는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제1 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.69 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
도 69를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 디텍팅 유닛은 빛을 감지하여 디텍팅 신호(7110)를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 69 , a detecting unit included in a lidar device according to an embodiment may sense light and generate a detecting
이 때, 도 69에 도시된 디텍팅 신호(7110)들은 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 레이저에 대한 디텍팅 신호(7110)일 수 있다.At this time, the detecting
도 69를 참조하면, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 레이저는 상기 라이다 장치로부터 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있다.Referring to FIG. 69, the laser output from the lidar device and reflected from the
예를 들어, 제1 스캔 구간(7150)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제1 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제1 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제2 스캔 구간(7160)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제2 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제2 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the second laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제3 스캔 구간(7170)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제3 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제3 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the third laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제4 스캔 구간(7180)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제4 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제4 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the fourth laser output from the lidar device in the
또한, 도 69를 참조하면, 상기 라이다 장치는 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 디텍팅 신호(7110)를 감지할 수 있으며, 감지된 결과를 기초로 상기 디텍팅 신호(7110)가 발생된 시점에 대응되는 타임빈(Time-bin)(7130)에 대한 카운팅 값을 저장 또는 업데이트하여 히스토그램 데이터(7140)를 생성할 수 있다.In addition, referring to FIG. 69, the lidar device may detect the detecting
예를 들어, 상기 제1 스캔 구간(7150)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제1 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7110)를 제1 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 제1 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제1 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제2 스캔 구간(7160)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제2 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7110)를 제2 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 제2 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제2 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제3 스캔 구간(7170)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제3 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7110)를 제3 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 제3 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제3 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제4 스캔 구간(7180)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제4 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7110)를 제4 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 제4 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제4 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 스캔 구간(7150 내지 7180)을 통해 히스토그램 데이터(7140)가 생성될 수 있으며, 상기 히스토그램 데이터(7140)의 N번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값은 4일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example,
이 때, 설명의 편의를 위해서 4개의 스캔 구간 및 4개의 스캔 구간을 통한 히스토그램 데이터를 설명하였으나, 라이다 장치의 스캔 구간의 개수 등은 본 서술에 의해 한정되지 않는다.At this time, for convenience of description, four scan sections and histogram data through the four scan sections have been described, but the number of scan sections of the LIDAR device is not limited by this description.
또한, 상기 스캔 구간들은 스캔 사이클, 사이클 등으로 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the scan intervals may be expressed as scan cycles, cycles, etc., but are not limited thereto.
또한, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7140)를 기초로 대상체에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.In addition, the LIDAR device may obtain distance information about an object based on the
이 때, 상기 대상체에 대한 거리 정보는 디텍팅 유닛으로부터 생성된 디텍팅 신호에 기초하여 대상체에 대한 거리 정보를 획득하는 점에서 디텍팅 유닛에 대한 거리 정보로 기술될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the distance information about the object may be described as distance information about the detection unit in that the distance information about the object is obtained based on the detection signal generated by the detection unit, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7140)를 기초로 피크값을 판단할 수 있으며, 상기 피크값에 대응되는 타임빈을 판단할 수 있고, 판단된 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For example, the LIDAR device may determine a peak value based on the
보다 구체적인 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7140)를 기초로 피크값에 대응되는 타임빈이 N번째 타임빈임을 판단할 수 있으며, N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For a more specific example, the lidar device may determine that the time bin corresponding to the peak value is the Nth time bin based on the
즉, 상기 라이다 장치로부터 상기 제1 거리(D1)에 위치한 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값은 상기 N번재 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득될 수 있다.That is, a distance value for the
도 70은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.70 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 70을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 디텍팅 유닛은 빛을 감지하여 디텍팅 신호(7210)를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 70 , a detecting unit included in a lidar device according to an embodiment may sense light and generate a detecting
이 때, 도 70에 도시된 디텍팅 신호(7210)들은 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 레이저에 대한 디텍팅 신호(7210)일 수 있다.At this time, the detecting
도 70을 참조하면, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 레이저는 상기 라이다 장치로부터 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있다.Referring to FIG. 70 , the laser output from the lidar device and reflected from the
예를 들어, 제5 스캔 구간(7250)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제5 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제5 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the fifth laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제6 스캔 구간(7260)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제6 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제6 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the sixth laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제7 스캔 구간(7270)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제7 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제7 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the seventh laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제8 스캔 구간(7280)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제8 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제8 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, an eighth laser output from the lidar device in an
또한, 도 70을 참조하면, 상기 라이다 장치는 기준 클락(7220)을 이용하여 상기 디텍팅 신호(7210)를 감지할 수 있으며, 감지된 결과를 기초로 상기 디텍팅 신호(7210)가 발생된 시점에 대응되는 타임빈(Time-bin)에 대한 카운팅 값을 저장 또는 업데이트하여 히스토그램 데이터(7240)를 생성할 수 있다.In addition, referring to FIG. 70 , the lidar device may detect the detecting
예를 들어, 상기 제5 스캔 구간(7250)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제5 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7210)를 제5 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7220)을 이용하여 상기 제5 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제5 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제6 스캔 구간(7260)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제6 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7210)를 제6 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7120)을 이용하여 상기 제6 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제6 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제7 스캔 구간(7270)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제7 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7210)를 제7 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7220)을 이용하여 상기 제7 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제7 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제8 스캔 구간(7280)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제8 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7210)를 제8 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 기준 클락(7220)을 이용하여 상기 제8 디텍팅 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제8 디텍팅 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제5 내지 제8 스캔 구간(7250 내지 7280)을 통해 히스토그램 데이터(7240)가 생성될 수 있으며, 상기 히스토그램 데이터(7240)의 N번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값은 4일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example,
이 때, 설명의 편의를 위해서 4개의 스캔 구간 및 4개의 스캔 구간을 통한 히스토그램 데이터를 설명하였으나, 라이다 장치의 스캔 구간의 개수 등은 본 서술에 의해 한정되지 않는다.At this time, for convenience of description, four scan sections and histogram data through the four scan sections have been described, but the number of scan sections of the LIDAR device is not limited by this description.
또한, 상기 스캔 구간들은 스캔 사이클, 사이클 등으로 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the scan intervals may be expressed as scan cycles, cycles, etc., but are not limited thereto.
또한, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7240)를 기초로 대상체에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.In addition, the LIDAR device may obtain distance information about an object based on the
이 때, 상기 대상체에 대한 거리 정보는 디텍팅 유닛으로부터 생성된 디텍팅 신호에 기초하여 대상체에 대한 거리 정보를 획득하는 점에서 디텍팅 유닛에 대한 거리 정보로 기술될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the distance information about the object may be described as distance information about the detection unit in that the distance information about the object is obtained based on the detection signal generated by the detection unit, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7240)를 기초로 피크값을 판단할 수 있으며, 상기 피크값에 대응되는 타임빈을 판단할 수 있고, 판단된 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For example, the LIDAR device may determine a peak value based on the
보다 구체적인 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7240)를 기초로 피크값에 대응되는 타임빈이 N번째 타임빈임을 판단할 수 있으며, N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For a more specific example, the lidar device may determine that the time bin corresponding to the peak value is the Nth time bin based on the
즉, 상기 라이다 장치로부터 상기 제2 거리(D2)에 위치한 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값은 상기 N번재 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득될 수 있다.That is, a distance value for the
도 68 내지 도 70을 참조하면, 상기 라이다 장치는 서로 다른 거리(제1 거리 또는 제2 거리)에 위치한 상기 제1 대상체(7001) 또는 상기 제2 대상체(7002)와의 거리를 측정할 수 있다.68 to 70, the LIDAR device can measure the distance to the
그러나, 상기 라이다 장치는 획득된 디텍팅 신호를 기준 클락을 이용하여 감지하고, 감지된 결과로서 히스토그램데이터를 생성하므로, 기준 클락의 분해능(Resolution)에 따라 서로 다른 거리에 위치하는 대상체에 대해 동일한 거리 값이 획득될 수 있다.However, since the LIDAR device detects the acquired detecting signal using a reference clock and generates histogram data as a result of the detection, the same is true for objects located at different distances according to the resolution of the reference clock. A distance value can be obtained.
예를 들어, 상기 라이다 장치로부터 상기 제1 거리(D1)에 위치한 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값은 상기 N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득되며, 상기 라이다 장치로부터 상기 제2 거리(D2)에 위치한 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값도 상기 N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득되므로, 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값과 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값이 동일한 거리 값으로 획득될 수 있다.For example, a distance value for the
상술한 현상은 기준 클락의 분해능을 높이는 만큼 라이다 장치의 거리 분해능이 높아져 해결될 수 있으나, 기준 클락의 분해능을 높이게 되면 히스토그램 데이터 등 라이다 데이터의 용량이 커져 메모리 등에 저장을 하고 데이터를 공유하는데 어려움이 발생할 수 있다.The above-mentioned phenomenon can be solved by increasing the distance resolution of the lidar device as much as the resolution of the reference clock is increased. difficulties may arise.
따라서, 이하에서는 기준 클락의 분해능이상으로 라이다 장치의 거리 분해능을 높이기 위한 하드웨어적 구성 및 방법에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.Therefore, hereinafter, a hardware configuration and method for increasing the distance resolution of the LIDAR device beyond the resolution of the reference clock will be described in more detail.
도 71은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.71 is a diagram for explaining a lidar device according to an embodiment.
도 71을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(7300)는 레이저 디텍팅 어레이(7310) 및 신호처리부(7320)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 71 , a
이 때, 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 대하여는 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.At this time, since the above-described contents may be applied to the
일 실시예에 따른 신호처리부(7320)는 딜레이 생성부(7321), 신호감지부(7322), 메모리부(7323) 및 데이터 처리부(7324)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)로부터 생성된 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력할 수 있다.The
예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 제1 디텍팅 신호를 획득하여 제1 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 제1 디텍팅 신호를 획득하여 제2 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제2 디텍팅 유닛으로부터 제2 디텍팅 신호를 획득하여 제1 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)로부터 생성된 디텍팅 신호를 획득하여 선택된 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 제1 디텍팅 신호를 획득하여 선택된 제1 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 제1 디텍팅 신호를 획득하여 선택된 제2 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)로부터 생성된 디텍팅 신호를 획득하여 서로 다른 딜레이 값을 가지는 복수개의 딜레이 신호를 출력할 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시에에 따른 딜레이 생성부(7321)는 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 제1 디텍팅 신호를 획득하여 제1 딜레이 값을 가지는 제1 딜레이 신호 및 제2 딜레이 값을 가지는 제2 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 스캔 구간에 따라 서로 다른 딜레이 값을 적용하여 서로 다른 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호를 출력할 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)는 제1 스캔 구간 동안 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 획득되는 디텍팅 신호들에 대해 제1 딜레이 값을 적용하여 제1 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호들을 출력할 수 있으며, 제2 스캔 구간 동안 상기 레이저 디텍팅 어레이(7310)에 포함되는 제1 디텍팅 유닛으로부터 획득되는 디텍팅 신호들에 대해 제2 딜레이 값을 적용하여 제2 딜레이 값을 가지는 딜레이 신호들을 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)에서 적용되는 딜레이 값은 기준 딜레이 값의 배수로 설정될 수 있다.Also, a delay value applied by the
예를 들어, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7321)에서 적용되는 딜레이 값의 기준 딜레이 값이 78.125ps 인 경우 제1 딜레이 값은 78.125ps, 제2 딜레이 값은 156.25ps, 제3 딜레이 값은 234.375ps 등으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the reference delay value of the delay values applied by the
또한, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부(7321)로부터 출력된 딜레이 신호를 감지할 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 기 설정된 클락을 이용하여 상기 딜레이 생성부(7321)로부터 출력된 딜레이 신호의 라이징 엣지(Rising edge)를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 통상의 TDC(Time to digital converter)로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 기 설정된 클락의 위상(Phase) 조절 및 동기화를 기초로 상기 딜레이 생성부(7321)로부터 출력된 딜레이 신호를 감지할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 ISERDESE2 등의 기 설정된 클락의 위상 조절 및 동기화를 하기 위한 구성 및 엣지 디텍터(Edge detector) 등의 구성을 포함하여, 기 설정된 클락의 위상 조절 및 동기화를 기초로 상기 딜레이 생성부(7321)로부터 출력된 딜레이 신호를 감지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 일 실시예에 따른 신호 감지부(7322)는 상기 딜레이 생성부(7321)로부터 출력된 딜레이 신호에 대한 시간 값, 타임빈 값 또는 저장 위치 등을 판단하기 위한 다양한 실시예들이 적용될 수 있다.In addition, various embodiments may be applied to the
또한, 일 실시예에 따른 메모리부(7323)는 상기 신호 감지부(7322)에서 감지된 결과를 기초로 적어도 하나의 데이터를 저장할 수 있다.Also, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 메모리부(7323)는 상기 신호 감지부(7322)에서 감지된 결과를 기초로 대응되는 어드레스에 카운팅 값을 저장할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 메모리부(7323)는 상기 신호 감지부(7322)에서 감지된 결과를 기초로 히스토그램 데이터를 저장할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 일 실시예에 따른 메모리부(7323)에 데이터를 저장하기 위해 기 설정된 클락이 이용될 수 있다.Also, a preset clock may be used to store data in the
또한, 일 실시예에 따른 메모리부(7323)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), PSRAM(Pseudo SRAM), SDRAM (Synchronous DRAM), DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), BRAM(Block RAM) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 메모리를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(7324)는 상기 메모리부(7323)에 저장된 데이터를 기초로 라이다 데이터를 산출할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(7324)는 상기 메모리부(7323)에 저장된 히스토그램 데이터를 기초로 디텍팅 유닛에 대한 거리 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(7324)는 상기 메모리부(7323)에 저장된 히스토그램 데이터를 기초로 디텍팅 유닛에 대한 인텐시티 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(7324)는 상기 메모리부(7323)에 저장된 히스토그램 데이터를 기초로 적어도 하나의 대상체에 대한 거리 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(7324)는 상기 메모리부(7323)에 저장된 히스토그램 데이터를 기초로 적어도 하나의 대상체에 대한 인텐시티 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the
도 72는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제1 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.72 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a first object in a lidar device according to an embodiment.
도 72를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 디텍팅 유닛은 빛을 감지하여 디텍팅 신호(7410)를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 72 , a detecting unit included in a lidar device according to an embodiment may sense light and generate a detecting
이 때, 도 72에 도시된 디텍팅 신호(7410)들은 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 레이저에 대한 디텍팅 신호(7410)일 수 있다.At this time, the detecting
도 72를 참조하면, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 레이저는 상기 라이다 장치로부터 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있다.Referring to FIG. 72 , the laser output from the lidar device and reflected from the
예를 들어, 제1 스캔 구간(7460)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제1 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제1 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제2 스캔 구간(7470)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제2 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제2 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the second laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제3 스캔 구간(7480)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제3 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제3 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the third laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제4 스캔 구간(7490)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제4 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제4 레이저가 출력된 후 제1 시간 간격(T1) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the fourth laser output from the lidar device in the
또한, 도 72를 참조하면, 상기 라이다 장치에 포함되는 딜레이 생성부는 상기 디텍팅 신호(7410)를 획득하여 딜레이 신호(7420)를 출력할 수 있다.Also, referring to FIG. 72 , a delay generator included in the LIDAR device may obtain the detecting
예를 들어, 상기 제1 스캔 구간(7460)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제1 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7410)를 제1 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제1 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 값을 가지지 않는 제1 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제2 스캔 구간(7470)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제2 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7410)를 제2 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제2 디텍팅 신호를 획득하여 제1 딜레이 값(TD1)을 가지는 제2 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제3 스캔 구간(7480)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제3 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7410)를 제3 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제3 디텍팅 신호를 획득하여 제2 딜레이 값(TD2)을 가지는 제3 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제4 스캔 구간(7490)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제1 거리(D1)에 위치하는 제1 대상체(7001)로부터 반사된 제4 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7410)를 제4 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제4 디텍팅 신호를 획득하여 제3 딜레이 값(TD3)을 가지는 제4 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 도 72를 참조하면, 상기 라이다 장치는 기준 클락(7430)을 이용하여 상기 딜레이 신호(7420)를 감지할 수 있으며, 감지된 결과를 기초로 상기 딜레이 신호(7420)가 발생된 시점에 대응되는 타임빈(Time-bin)(7440)에 대한 카운팅 값을 저장 또는 업데이트하여 히스토그램 데이터(7450)를 생성할 수 있다.In addition, referring to FIG. 72 , the LIDAR device may detect the delay signal 7420 using a
예를 들어, 상기 제1 스캔 구간(7460)에서, 상기 기준 클락(7430)을 이용하여 상기 제1 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제1 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제2 스캔 구간(7470)에서, 상기 기준 클락(7430)을 이용하여 상기 제2 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제2 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제3 스캔 구간(7480)에서, 상기 기준 클락(7430)을 이용하여 상기 제3 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제3 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제4 스캔 구간(7490)에서, 상기 기준 클락(7430)을 이용하여 상기 제4 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제4 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 스캔 구간(7460 내지 7490)을 통해 히스토그램 데이터(7450)가 생성될 수 있으며, 상기 히스토그램 데이터(7450)의 N번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값은 4일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, histogram data 7450 may be generated through the first to
이 때, 설명의 편의를 위해서 4개의 스캔 구간 및 4개의 스캔 구간을 통한 히스토그램 데이터를 설명하였으나, 라이다 장치의 스캔 구간의 개수 등은 본 서술에 의해 한정되지 않는다.At this time, for convenience of description, four scan sections and histogram data through the four scan sections have been described, but the number of scan sections of the LIDAR device is not limited by this description.
또한, 상기 스캔 구간들은 스캔 사이클, 사이클 등으로 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the scan intervals may be expressed as scan cycles, cycles, etc., but are not limited thereto.
또한, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7450)를 기초로 대상체에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.In addition, the LIDAR device may obtain distance information about an object based on the histogram data 7450.
이 때, 상기 대상체에 대한 거리 정보는 디텍팅 유닛으로부터 생성된 디텍팅 신호에 기초하여 대상체에 대한 거리 정보를 획득하는 점에서 디텍팅 유닛에 대한 거리 정보로 기술될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the distance information about the object may be described as distance information about the detection unit in that the distance information about the object is obtained based on the detection signal generated by the detection unit, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7450)를 기초로 피크값을 판단할 수 있으며, 상기 피크값에 대응되는 타임빈을 판단할 수 있고, 판단된 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For example, the LIDAR device may determine a peak value based on the histogram data 7450, determine a time bin corresponding to the peak value, and determine a time value corresponding to the determined time bin. Based on this, distance information with the target object may be obtained.
보다 구체적인 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7450)를 기초로 피크값에 대응되는 타임빈이 N번째 타임빈임을 판단할 수 있으며, N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For a more specific example, the lidar device may determine that the time bin corresponding to the peak value is the N-th time bin based on the histogram data 7450, and the object object may be determined based on the time value corresponding to the N-th time bin. It is possible to obtain distance information with .
즉, 상기 라이다 장치로부터 상기 제1 거리(D1)에 위치한 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값은 상기 N번재 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득될 수 있다.That is, a distance value for the
도 73은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.73 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
도 73을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치에 포함되는 디텍팅 유닛은 빛을 감지하여 디텍팅 신호(7510)를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 73 , a detecting unit included in a lidar device according to an embodiment may sense light and generate a detecting
이 때, 도 73에 도시된 디텍팅 신호(7510)들은 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 레이저에 대한 디텍팅 신호(7510)일 수 있다.At this time, the detecting
도 73을 참조하면, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 레이저는 상기 라이다 장치로부터 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있다.Referring to FIG. 73 , the laser output from the lidar device and reflected from the
예를 들어, 제5 스캔 구간(7560)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제5 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제5 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the fifth laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제6 스캔 구간(7570)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제6 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제6 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the sixth laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제7 스캔 구간(7580)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제7 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제7 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, the seventh laser output from the lidar device in the
또한, 예를 들어, 제8 스캔 구간(7590)에서 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제8 레이저는 상기 라이다 장치로부터 제8 레이저가 출력된 후 제2 시간 간격(T2) 후에 디텍팅 유닛으로부터 감지될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example, an eighth laser output from the lidar device in an
또한, 도 73을 참조하면, 상기 라이다 장치에 포함되는 딜레이 생성부는 상기 디텍팅 신호(7510)를 획득하여 딜레이 신호(7520)를 출력할 수 있다.Also, referring to FIG. 73 , a delay generator included in the LIDAR device may obtain the detecting
예를 들어, 상기 제5 스캔 구간(7560)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제5 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7510)를 제5 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제5 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 값을 가지지 않는 제5 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제6 스캔 구간(7570)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제6 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7510)를 제6 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제6 디텍팅 신호를 획득하여 제1 딜레이 값(TD1)을 가지는 제6 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제7 스캔 구간(7580)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제7 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7510)를 제7 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제7 디텍팅 신호를 획득하여 제2 딜레이 값(TD2)을 가지는 제7 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제8 스캔 구간(7590)에서, 상기 라이다 장치로부터 출력되어 제2 거리(D2)에 위치하는 제2 대상체(7002)로부터 반사된 제8 레이저에 의해 발생된 디텍팅 신호(7510)를 제8 디텍팅 신호라고 할 때, 상기 딜레이 생성부는 상기 제8 디텍팅 신호를 획득하여 제3 딜레이 값(TD3)을 가지는 제8 딜레이 신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, in the
또한, 도 73을 참조하면, 상기 라이다 장치는 기준 클락(7530)을 이용하여 상기 딜레이 신호(7520)를 감지할 수 있으며, 감지된 결과를 기초로 상기 딜레이 신호(7520)가 발생된 시점에 대응되는 타임빈(Time-bin)(7540)에 대한 카운팅 값을 저장 또는 업데이트하여 히스토그램 데이터(7550)를 생성할 수 있다.Also, referring to FIG. 73 , the LIDAR device may detect the delay signal 7520 using a reference clock 7530, and based on the detected result, at a time when the delay signal 7520 is generated. The
예를 들어, 상기 제5 스캔 구간(7560)에서, 상기 기준 클락(7530)을 이용하여 상기 제5 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제5 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.For example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제6 스캔 구간(7570)에서, 상기 기준 클락(7530)을 이용하여 상기 제6 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제6 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.In addition, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제7 스캔 구간(7580)에서, 상기 기준 클락(7530)을 이용하여 상기 제7 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제7 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N+1번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제8 스캔 구간(7590)에서, 상기 기준 클락(7530)을 이용하여 상기 제8 딜레이 신호가 감지될 수 있으며, 상기 제8 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 N+1번째 타임빈에 대한 카운팅 값이 저장되거나 업데이트 될 수 있다.Also, for example, in the
또한, 예를 들어, 상기 제5 내지 제8 스캔 구간(7560 내지 7590)을 통해 히스토그램 데이터(7550)가 생성될 수 있으며, 상기 히스토그램 데이터(7550)의 N번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값이 2이며 N+1번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값이 2일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Also, for example,
이 때, 설명의 편의를 위해서 4개의 스캔 구간 및 4개의 스캔 구간을 통한 히스토그램 데이터를 설명하였으나, 라이다 장치의 스캔 구간의 개수 등은 본 서술에 의해 한정되지 않는다.At this time, for convenience of description, four scan sections and histogram data through the four scan sections have been described, but the number of scan sections of the LIDAR device is not limited by this description.
또한, 상기 스캔 구간들은 스캔 사이클, 사이클 등으로 표현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the scan intervals may be expressed as scan cycles, cycles, etc., but are not limited thereto.
또한, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7550)를 기초로 대상체에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.In addition, the LIDAR device may obtain distance information about an object based on the
이 때, 상기 대상체에 대한 거리 정보는 디텍팅 유닛으로부터 생성된 디텍팅 신호에 기초하여 대상체에 대한 거리 정보를 획득하는 점에서 디텍팅 유닛에 대한 거리 정보로 기술될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this case, the distance information about the object may be described as distance information about the detection unit in that the distance information about the object is obtained based on the detection signal generated by the detection unit, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7550)를 기초로 피크값 및 유효 데이터를 판단할 수 있으며, 상기 피크값 및 유효 데이터를 기초로 시간 값을 산출할 수 있고, 산출된 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For example, the lidar device may determine a peak value and valid data based on the
보다 구체적인 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 히스토그램 데이터(7550)를 기초로 N번째 타임빈과 N+1번째 타임빈에 대응되는 데이터가 유효데이터라고 판단할 수 있으며, N번째 타임빈과 N+1번째 타임빈에 대응되는 카운팅 값을 기초로 시간 값을 산출할 수 있으며, 산출된 시간 값을 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.For a more specific example, the lidar device may determine that data corresponding to the N-th time bin and the N+1-th time bin are valid data based on the
즉, 상기 라이다 장치로부터 상기 제2 거리(D2)에 위치한 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값은 N번째 타임빈과 N+1번재 타임빈의 사이의 시간 값을 기초로 획득될 수 있다.That is, a distance value for the
예를 들어, 상기 라이다 장치로부터 상기 제2 거리(D2)에 위치한 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값은 N+0.5번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, a distance value for the
도 68, 도 72 및 도 73을 참조하면, 상기 라이다 장치는 서로 다른 거리(제1 거리 또는 제2 거리)에 위치한 상기 제1 대상체(7001) 또는 상기 제2 대상체(7002)와의 거리를 측정할 수 있다.Referring to FIGS. 68, 72, and 73, the LIDAR device measures the distance to the
또한, 도 69 및 도 70에서 기재된 실시예와는 다르게 동일한 기준 클락을 이용함에도 상기 제1 대상체(7001)와 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값이 서로 상이할 수 있음을 알 수 있다.Also, unlike the embodiments described in FIGS. 69 and 70 , it can be seen that distance values for the
예를 들어, 상기 라이다 장치로부터 상기 제1 거리(D1)에 위치한 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값은 상기 N번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득되며, 상기 라이다 장치로부터 상기 제2 거리(D2)에 위치한 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값도 상기 N+0.5번째 타임빈에 대응되는 시간 값을 기초로 획득되므로, 상기 제1 대상체(7001)에 대한 거리 값과 상기 제2 대상체(7002)에 대한 거리 값이 상이한 거리 값으로 획득될 수 있다.For example, a distance value for the
즉, 상술한 딜레이 생성부의 구성을 이용하여 동일한 기준 클락 내에서 보다 정확한 거리 측정이 가능할 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that more accurate distance measurement can be performed within the same reference clock using the above-described configuration of the delay generation unit.
결국 본 발명에 따른 딜레이 생성부의 구성을 포함하는 라이다 장치는 기준 클락의 분해능 이상으로 라이다 장치의 거리 분해능이 높아질 수 있다.As a result, the lidar device including the configuration of the delay generator according to the present invention may have a higher distance resolution than the resolution of the reference clock.
도 74는 일 실시예에 따른 딜레이 생성부를 설명하기 위한 도면이다.74 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
도 74를 참조하면, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7600)는 데이터 인풋 라인(DATA IN), 데이터 아웃풋 라인(DATA OUT), 복수개의 버퍼유닛, 복수개의 딜레이 신호 라인, 멀티플렉서(MUX) 및 컨트롤 라인을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 74, a
이 때, 상기 데이터 인풋 라인(DATA IN)은 라이다 장치에 포함되는 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 적어도 하나의 디텍팅 유닛과 연결되어, 상기 적어도 하나의 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하기 위한 라인일 수 있다.At this time, the data input line (DATA IN) is connected to at least one detecting unit included in a laser detecting array included in the lidar device to obtain a detecting signal from the at least one detecting unit. can be a line
또한, 상기 데이터 아웃풋 라인(DATA OUT)은 상술한 신호 감지부와 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 딜레이 신호를 출력하기 위한 라인일 수 있다.Also, the data output line DATA OUT may be connected to the above-described signal detector and may be a line for outputting at least one delay signal.
또한, 상기 복수개의 버퍼 유닛은 상기 디텍팅 신호에 딜레이를 부여하기 위한 구성일 수 있다.Also, the plurality of buffer units may be configured to apply a delay to the detecting signal.
또한, 상기 복수개의 딜레이 신호 라인은 적어도 하나의 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있다.Also, the plurality of delay signal lines may be lines for transmitting at least one delay signal.
예를 들어, 제1 딜레이 신호 라인(7610)은 버퍼 유닛을 지나지 않은 디텍팅 신호인 제1 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제2 딜레이 신호 라인(7620)은 제1 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제2 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있고, 제3 딜레이 신호 라인(7630)은 제1 버퍼 유닛 및 제2 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제3 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제4 딜레이 신호 라인(7640)은 제1 내지 제3 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제4 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제N 딜레이 신호 라인(7650)은 제1 내지 제N 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제N 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first
또한, 상기 복수개의 딜레이 신호 라인을 통해 전달된 복수개의 딜레이 신호는 멀티플렉서(MUX)로 전달될 수 있다.Also, the plurality of delay signals transferred through the plurality of delay signal lines may be transferred to a multiplexer (MUX).
또한, 상기 멀티플렉서(MUX)는 복수개의 딜레이 신호를 획득하여, 하나의 딜레이 신호를 출력하는 구성일 수 있다.Also, the multiplexer MUX may be configured to obtain a plurality of delay signals and output one delay signal.
예를 들어, 상기 멀티플렉서(MUX)는 제1 내지 제N 딜레이 신호를 획득하여, 제1 내지 제N 딜레이 신호 중 하나의 딜레이 신호를 출력하기 위한 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the multiplexer MUX may be configured to obtain first to Nth delay signals and output one of the first to Nth delay signals, but is not limited thereto.
또한, 상기 컨트롤 라인은 상기 멀티플렉서(MUX)로부터 출력되는 딜레이 신호를 결정하기 위한 컨트롤 신호를 획득하기 위한 라인일 수 있다.Also, the control line may be a line for acquiring a control signal for determining a delay signal output from the multiplexer (MUX).
예를 들어, 상기 컨트롤 라인을 통해 제1 딜레이 신호를 출력하기 위한 컨트롤 신호를 획득한 경우, 상기 멀티플렉서(MUX)는 제1 내지 제N 딜레이 신호 중 제1 딜레이 신호를 출력하도록 동작할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when a control signal for outputting the first delay signal is obtained through the control line, the multiplexer MUX may operate to output the first delay signal among the first to Nth delay signals. Not limited to this.
도 74를 통해 기술한 내용들은 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 생성부의 구성의 실시예를 기재한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는데 있어서 딜레이 생성부의 구성은 레이저 디텍팅 어레이로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 다양한 구성들이 모두 적용될 수 있다.The contents described through FIG. 74 are merely descriptions of an embodiment of the configuration of the delay generator according to an embodiment of the present invention to help the overall understanding of the present invention, and in implementing the technical idea of the present invention, the delay generator As for the configuration, various configurations for obtaining a detection signal from the laser detecting array and outputting a delay signal may be applied.
도 75는 일 실시예에 따른 딜레이 값의 크기를 설명하기 위한 도면이다.75 is a diagram for explaining the size of a delay value according to an exemplary embodiment.
도 75를 참조하면, 일 실시예에 따른 딜레이 값의 크기를 설명하기 위하여 타임빈 단위 길이(7710)의 개념이 도입될 수 있다.Referring to FIG. 75 , the concept of a time
일 실시예에 따라 라이다 장치에서 히스토그램 데이터를 생성하기 위해 기 설정된 시간 구간인 타임빈이 설정될 수 있으며, 타임빈의 단위 길이(7710)가 설정될 수 있다.According to an embodiment, a time bin, which is a preset time interval, may be set to generate histogram data in a lidar device, and a
예를 들어, 일 실시예에 따라 라이다 장치에서 히스토그램 데이터를 생성하기 위해 타임빈의 단위 길이(7710)를 1.25ns 로 설정할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 시간 길이로서 타임빈의 단위 길이(7710)가 설정될 수 있다.For example, although the
또한, 상기 타임빈의 단위 길이(7710)는 기준 클락에 기초하여 설정될 수 있다.Also, the
예를 들어, 기준 클락의 사이클 길이가 1.25ns 인 경우 상기 타임빈의 단위 길이(7710)가 1.25ns로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the cycle length of the reference clock is 1.25 ns, the
또한, 예를 들어, 기준 클락의 사이클 길이가 5ns이며, 기준 클락의 위상(Phase)를 0도, 90도, 180도, 270도로 다변화하여 신호를 감지하는 경우 상기 타임빈의 단위 길이(7710)가 1.25ns로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, when the cycle length of the reference clock is 5 ns and the signal is detected by diversifying the phase of the reference clock to 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, the unit length of the time bin (7710) may be set to 1.25 ns, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 딜레이 값의 크기는 타임빈의 단위 길이(7710)보다 작거나 같을 수 있다.According to an embodiment, the size of the delay value may be equal to or smaller than the
예를 들어, 제1 딜레이 값(7721)의 크기는 상기 타임빈의 단위 길이(7710)보다 작을 수 있으며, 제2 딜레이 값(7722)의 크기는 상기 타임빈의 단위 길이(7710)보다 작을 수 있고, 제N 딜레이 값(7723)의 크기는 상기 타임빈의 단위 길이(7710)와 같을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the size of the
또한, 일 실시예에 따른 딜레이 값의 크기는 기준 딜레이 값의 배수일 수 있다.Also, the magnitude of the delay value according to an embodiment may be a multiple of the reference delay value.
예를 들어, 제1 딜레이 값(7721)의 크기는 기준 딜레이 값일 수 있으며, 상기 제2 딜레이 값(7722)의 크기는 기준 딜레이 값의 2배일 수 있으며, 제N 딜레이 값의 크기는 기준 딜레이 값의 N배일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the magnitude of the
보다 구체적인 예를 들어, 딜레이 값이 16개인 경우, 제1 딜레이 값(7721)은 78.125ps이며, 제2 딜레이 값(7722)은 156.25ps이고, 제N 딜레이 값(7723)은 1.25ns 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For a more specific example, when the delay value is 16, the
또한, 일 실시예에 따른 기준 딜레이 값은 상기 타임빈의 단위 길이(7710)를 딜레이 값의 개수로 나눈 크기일 수 있다.Also, the reference delay value according to an embodiment may be a size obtained by dividing the
예를 들어, 상기 타임빈의 단위 길이(7710)가 1.25ns이며, 딜레이 값의 개수가 16개인 경우, 상기 기준 딜레이 값은 78.125ps 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the
또한, 일 실시예에 따른 기준 딜레이 값은 상기 타임빈의 단위 길이(7710)보다 작을 수 있다.Also, the reference delay value according to an embodiment may be smaller than the
예를 들어, 상기 타임빈의 단위 길이(7710)가 1.25ns이며, 상기 기준 딜레이 값은 78.125ps 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 상술한 바와 같이 일 실시예에 따른 기준 딜레이 값은 상기 타임빈의 단위 길이(7710)보다 작은 경우 카운팅 값의 분산을 최소화하면서 라이다 장치의 거리 분해능을 높이는 효과를 발생시킬 수 있다.In addition, as described above, if the reference delay value according to an embodiment is smaller than the
이는 일 실시예에 따른 기준 딜레이 값은 상기 타임빈의 단위 길이(7710)보다 큰 경우 딜레이 값에 따라서 카운팅 값이 다양한 타임빈에 걸쳐 분산되어 대상체에 대한 신호를 찾기 어려워지는 것과는 대조적으로 좋은 효과를 발생시킬 수 있음을 의미할 수 있다.This is a good effect, in contrast to the case where the reference delay value according to an embodiment is greater than the
도 76은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 동작 모드에 대하여 설명하기 위한 도면이다.76 is a diagram for explaining an operation mode of a lidar device according to an embodiment.
도 76을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 동작모드(7810), 제2 동작 모드(7820), 제3 동작 모드(7830) 및 제4 동작 모드(7840)로 동작될 수 있다.Referring to FIG. 76, the lidar device according to an embodiment may be operated in a
이 때, 도 76은 본 발명의 대표적인 실시예 들에 대해서 설명한 것일 뿐 본 발명에 따른 라이다 장치의 동작모드는 다양한 동작 모드들을 포함할 수 있다.At this time, FIG. 76 is merely a description of representative embodiments of the present invention, and the operation mode of the lidar apparatus according to the present invention may include various operation modes.
또한, 이하에서 동작모드에 따른 딜레이 값의 적용은 상술한 딜레이 생성부를 통해 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the application of the delay value according to the operation mode may be implemented through the above-described delay generation unit, but is not limited thereto.
일 실시예에 따른 라이다 장치의 제1 동작 모드(7810)는 M 개의 딜레이 값을 라이다 장치의 스캔 구간에 대해 분배하여 적용하는 동작모드일 수 있다.The
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제1 동작 모드(7810)는 제1 스캔 구간에 대응되는 제1 시간 구간동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제2 스캔 구간에 대응되는 제2 시간 구간 동안 제2 딜레이 값을 적용하고, 제3 스캔 구간에 대응되는 제3 시간 구간 동안 제3 딜레이 값을 적용하며, 제N 스캔 구간에 대응되는 제N 시간 구간 동안 제M 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있다.For example, in the
보다 구체적인 예를 들어, 일 실시에에 따른 라이다 장치의 스캔 구간의 개수가 128개 이며(샘플링 개수가 128인 경우를 의미할 수 있음.), 딜레이 값의 개수가 16개인 경우, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제1 동작 모드(7810)는 제1 내지 제N 스캔 구간에 대응되는 제1 내지 제N 시간 구간 각각에 대하여 제1 딜레이 값부터 제16 딜레이 값 까지 순차적으로 반복적용되는 동작모드일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For a more specific example, if the number of scan sections of the lidar device according to one embodiment is 128 (which may mean that the number of sampling is 128) and the number of delay values is 16, one embodiment The
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제2 동작 모드(7820)는 M 개의 딜레이 값을 라이다 장치의 스캔 구간에 대해 분배하여 적용하는 동작모드일 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제2 동작 모드(7820)는 제1 스캔 구간에 대응되는 제1 시간 구간동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제2 스캔 구간에 대응되는 제2 시간 구간 동안 제1 딜레이 값을 적용하고, 제3 스캔 구간에 대응되는 제3 시간 구간 동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제N 스캔 구간에 대응되는 제N 시간 구간 동안 제M 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있다.For example, in the
보다 구체적인 예를 들어, 일 실시에에 따른 라이다 장치의 스캔 구간의 개수가 128개 이며(샘플링 개수가 128인 경우를 의미할 수 있음.), 딜레이 값의 개수가 16개인 경우, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제2 동작 모드(7820)는 제1 내지 제8 스캔 구간에 대응되는 제1 내지 제8 시간 구간에 대해 제1 딜레이 값을 적용하며, 제9 내지 제16 스캔 구간에 대응되는 제9 내지 제16 시간 구간에 대해 제2 딜레이 값을 적용하고, 제121 내지 제128 스캔 구간에 대응되는 제121 내지 제128 시간 구간에 대해 제16 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For a more specific example, if the number of scan sections of the lidar device according to one embodiment is 128 (which may mean that the number of sampling is 128) and the number of delay values is 16, one embodiment The
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제3 동작 모드(7830)는 N개의 딜레이 값을 N개의 라이다 장치의 스캔 구간에 대해 분배하여 적용하는 동작모드일 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제3 동작 모드(7830)는 제1 스캔 구간에 대응되는 제1 시간 구간동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제2 스캔 구간에 대응되는 제2 시간 구간 동안 제2 딜레이 값을 적용하고, 제3 스캔 구간에 대응되는 제3 시간 구간 동안 제3 딜레이 값을 적용하며, 제N 스캔 구간에 대응되는 제N 시간 구간 동안 제N 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있다.For example, in the
보다 구체적인 예를 들어, 일 실시에에 따른 라이다 장치의 스캔 구간의 개수가 16개 이며(샘플링 개수가 16인 경우를 의미할 수 있음.), 딜레이 값의 개수가 16개인 경우, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제3 동작 모드(7830)는 제1 스캔 구간에 대응되는 제1 시간 구간에 대해 제1 딜레이 값을 적용하며, 제2 스캔 구간에 대응되는 제2 시간 구간에 대해 제2 딜레이 값을 적용하고, 제3 스캔 구간에 대응되는 제3 시간 구간에 대해 제3 딜레이 값을 적용하고, 제16 스캔 구간에 대응되는 제16 시간 구간에 대해 제16 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For a more specific example, if the number of scan sections of the lidar device according to one embodiment is 16 (which may mean that the number of sampling is 16) and the number of delay values is 16, one embodiment In the
또한, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제4 동작 모드(7840)는 라이다 장치의 복수개의 스캔 구간에 대해 동일한 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있다.In addition, the
예를 들어, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제4 동작 모드(7840)는 제1 스캔 구간에 대응되는 제1 시간 구간동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제2 스캔 구간에 대응되는 제2 시간 구간 동안 제1 딜레이 값을 적용하고, 제3 스캔 구간에 대응되는 제3 시간 구간 동안 제1 딜레이 값을 적용하며, 제N 스캔 구간에 대응되는 제N 시간 구간 동안 제1 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있다.For example, in the
보다 구체적인 예를 들어, 일 실시에에 따른 라이다 장치의 스캔 구간의 개수가 128개 인 경우(샘플링 개수가 128인 경우를 의미할 수 있음.), 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제4 동작 모드(7840)는 제1 내지 제128 스캔 구간에 대응되는 제1 내지 제128 시간 구간에 대해 제1 딜레이 값을 적용하는 동작모드일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For a more specific example, when the number of scan sections of the lidar device according to one embodiment is 128 (which may mean that the number of sampling is 128), the fourth of the lidar device according to one embodiment The
또한, 일 실시예에 따르면 상술한 제4 동작 모드(7840)가 라이다 장치의 기본 동작 모드로 설정될 수 있으며, 상술한 제1 내지 제3 동작 모드(7810 내지 7830)가 라이다 장치의 변형 동작 모드로 설정될 수 있다.In addition, according to an embodiment, the above-described
또한, 일 실시예에 따르면 라이다 장치의 기본 동작 모드에 적용되는 딜레이 값은 라이다 장치의 변형 동작 모드에 적용되는 복수개의 딜레이 값의 중간 값일 수 있다.Further, according to an embodiment, the delay value applied to the basic operation mode of the lidar device may be an intermediate value of a plurality of delay values applied to the modified operation mode of the lidar device.
예를 들어, 라이다 장치의 변형 동작 모드에서 적용되는 딜레이 값이 16개이며, 기준 딜레이 값이 78.125ps이고, 제1 내지 제16 딜레이 값이 각각 78.125ps 부터 1.25ns로 78.125ps의 배수로 주어지는 경우, 라이다 장치의 기본 동작 모드에서 적용되는 딜레이 값은 546.875ps 또는 625ps 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the number of delay values applied in the modified operation mode of the lidar device is 16, the reference delay value is 78.125ps, and the first to 16th delay values are 78.125ps to 1.25ns, which are given in multiples of 78.125ps, respectively. , The delay value applied in the basic operation mode of the lidar device may be 546.875ps or 625ps, but is not limited thereto.
또한, 상술한 예시처럼 라이다 장치의 기본 동작 모드에 적용되는 딜레이 값이 라이다 장치의 변형 동작 모드에 적용되는 복수개의 딜레이 값의 중간 값일 경우 변형 동작 모드에서 출력되는 복수개의 딜레이 신호들은 기본 동작모드에서 출력되는 딜레이 신호에 대해 시간적으로 앞뒤로 고르게 분포될 수 있어, 딜레이에 따른 거리 보정에 소모되는 컴퓨팅 파워 등을 줄일 수 있다.In addition, as in the above example, when the delay value applied to the basic operation mode of the lidar device is the middle value of the plurality of delay values applied to the modified operation mode of the lidar device, the plurality of delay signals output in the modified operation mode are the basic operation Since the delay signal output from the mode can be evenly distributed back and forth in time, computing power consumed for distance correction according to the delay can be reduced.
도 77은 일 실시예에 따른 딜레이 생성부를 설명하기 위한 도면이다.77 is a diagram for explaining a delay generator according to an embodiment.
도 77을 참조하면, 일 실시예에 따른 딜레이 생성부(7900)는 데이터 인풋 라인(DATA IN), 복수개의 버퍼 유닛, 복수개의 딜레이 신호 아웃풋 라인을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 77 , a
이 때, 상기 데이터 인풋 라인(DATA IN)은 라이다 장치에 포함되는 레이저 디텍팅 어레이에 포함되는 적어도 하나의 디텍팅 유닛과 연결되어, 상기 적어도 하나의 디텍팅 유닛으로부터 디텍팅 신호를 획득하기 위한 라인일 수 있다.At this time, the data input line (DATA IN) is connected to at least one detecting unit included in a laser detecting array included in the lidar device to obtain a detecting signal from the at least one detecting unit. can be a line
또한, 상기 복수개의 버퍼 유닛은 상기 디텍팅 신호에 딜레이를 부여하기 위한 구성일 수 있다.Also, the plurality of buffer units may be configured to apply a delay to the detecting signal.
또한, 상기 복수개의 딜레이 신호 아웃풋 라인은 적어도 하나의 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있다.Also, the plurality of delay signal output lines may be lines for transmitting at least one delay signal.
예를 들어, 제1 딜레이 신호 아웃풋 라인(7910)은 버퍼 유닛을 지나지 않은 디텍팅 신호인 제1 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제2 딜레이 신호 아웃풋 라인(7920)은 제1 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제2 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있고, 제3 딜레이 신호 아웃풋 라인(7930)은 제1 버퍼 유닛 및 제2 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제3 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제4 딜레이 신호 아웃풋 라인(7940)은 제1 내지 제3 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제4 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으며, 제N 딜레이 신호 아웃풋 라인(7950)은 제1 내지 제N 버퍼 유닛을 지난 디텍팅 신호인 제N 딜레이 신호를 전달하기 위한 라인일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the first delay
도 77를 통해 기술한 내용들은 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 생성부의 구성의 실시예를 기재한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는데 있어서 딜레이 생성부의 구성은 레이저 디텍팅 어레이로부터 디텍팅 신호를 획득하여 딜레이 신호를 출력하기 위한 다양한 구성들이 모두 적용될 수 있다.The contents described through FIG. 77 are only descriptions of an embodiment of the configuration of the delay generator according to an embodiment of the present invention to help the overall understanding of the present invention, and in implementing the technical idea of the present invention, the delay generator As for the configuration, various configurations for obtaining a detection signal from the laser detecting array and outputting a delay signal may be applied.
도 78은 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.78 is a diagram for explaining an operation of a signal processing unit for measuring a distance to a second object in a lidar device according to an exemplary embodiment.
보다 구체적으로, 도 78은 도 77에서 설명한 딜레이 생성부를 포함하는 라이다 장치에서 제2 대상체에 대한 거리를 측정하기 위한 신호처리부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.More specifically, FIG. 78 is a diagram for explaining an operation of a signal processor for measuring a distance to a second object in the lidar device including the delay generator described in FIG. 77 .
또한, 도 78의 경우 도 73에서 설명한 실시예의 변형예시 이므로 중복되는 서술들은 생략하기로 한며, 도 73을 통해 설명한 내용들을 바탕으로 충분히 이해될 수 있는 부분들에 대하여는 생략하기로 한다.In addition, in the case of FIG. 78, since it is a modified example of the embodiment described in FIG. 73, overlapping descriptions will be omitted, and parts that can be fully understood based on the contents described through FIG. 73 will be omitted.
이 때, 도 77에서 설명한 딜레이 생성부에 따르면, 1개의 디텍팅 신호를 기초로 N 개의 딜레이 신호가 출력될 수 있다.At this time, according to the delay generation unit described with reference to FIG. 77, N delay signals may be output based on one detecting signal.
따라서, 각각의 스캔 구간에 대하여 획득되는 디텍팅 신호를 기초로 N개의 딜레이 신호가 출력될 수 있다.Accordingly, N delay signals may be output based on the detecting signal obtained for each scan period.
또한, 상기 라이다 장치는 기준 클락을 이용하여 제1 내지 제N 딜레이 신호 각각을 감지할 수 있다.In addition, the lidar device may detect each of the first to Nth delay signals using a reference clock.
또한, 상기 제1 내지 제N 딜레이 신호에 대한 감지 결과를 기초로 히스토그램 데이터가 저장 또는 업데이트 될 수 있다.Also, histogram data may be stored or updated based on the detection results of the first to Nth delay signals.
도 79는 일 실시예에 따른 데이터 처리부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.79 is a diagram for explaining a data processing unit according to an embodiment.
도 79를 참조하면, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(8000)는 피크 판단부(8010), 유효데이터 판단부(8020) 및 거리 판단부(8030)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 79 , a
일 실시예에 따른 데이터 처리부(8000)는 상술한 내용들과 같이 메모리부에 저장된 적어도 하나의 데이터를 기초로 대상체에 대한 거리 정보를 산출하기 위한 구성일 수 있다.The
일 실시예에 따른 피크 판단부(8010)는 상기 메모리부에 저장된 히스토그램 데이터에 포함되는 카운팅 값을 기초로 피크 값을 판단하고, 상기 피크 값이 위치하는 타임빈 값을 획득하기 위한 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 일 실시예에 따른 피크 판단부(8010)는 상기 메모리부에 저장된 히스토그램 데이터에 포함되는 카운팅 값과 문턱값(Threshold value)을 이용하여 라이징 엣지(Rising edge)를 판단하고 대응되는 타임빈 값을 획득하기 위한 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 유효데이터 판단부(8020)는 상기 피크 값이 위치하는 타임빈 값을 기초로 유효 데이터가 위치하는 타임빈 값 및 카운팅 값을 획득하기 위한 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the valid
예를 들어, 상기 유효데이터 판단부(8020)는 상기 피크 판단부(8010)에서 피크 값이 위치하는 타임빈 값이 제N 타임빈으로 판단된 경우, 상기 제N 타임빈을 기준으로 제N-5 내지 제N+5 타임빈 및 대응되는 카운팅 값들을 유효데이터라고 판단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, when the
또한, 일 실시예에 따른 유효데이터 판단부(8020)는 상기 라이징 엣지와 폴링 엣지(Falling edge)에 대응되는 타임빈 값을 기초로 유효 데이터가 위치하는 타임빈 값 및 카운팅 값을 획득하기 위한 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the valid
예를 들어, 상기 유효데이터 판단부(8020)는 상기 피크 판단부(8010)에서 라이징 엣지에 대응되는 타임빈 값이 제N 타임빈이며 폴링 엣지에 대응되는 타임빈 값이 제M 타임빈으로 판단된 경우, 상기 제N 타임빈, 제M 타임빈 및 제N 타임빈과 제M 타임빈 사이에 위치하는 타임빈 및 이에 대응되는 카운팅 값들을 유효데이터라고 판단할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the valid
또한, 일 실시예에 따른 거리 판단부(8030)는 상기 유효데이터 판단부(8020) 로부터 판단된 유효데이터를 기초로 거리 값을 산출하기 위한 구성일 수 있다.Also, the
예를 들어, 상기 거리 판단부(8030)는 상기 유효데이터 판단부(8020)로부터 판단된 유효데이터의 피크 값이 위치한 타임빈 값을 기초로 거리를 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the
또한, 예를 들어, 상기 거리 판단부(8030)는 상기 유효데이터 판단부(8020)로부터 판단된 유효데이터의 중심질량(Center of mass)를 판단하고, 중심질량에 대응되는 시간 값을 추출하여 추출된 시간 값을 기초로 거리 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, for example, the
이 때, 일 실시예에 따라 중심 질량의 시간 값을 추출하기 위하여 아래의 수학식이 이용될 수 있다.At this time, the following equation may be used to extract the time value of the center mass according to an embodiment.
이 때, Tcm 은 중심 질량의 시간 값을 의미할 수 있으며, Ci는 i번째 타임빈의 카운팅 값을 의미할 수 있고, ti는 i번째 타임빈의 시간 값을 의미할 수 있다.In this case, Tcm may mean the time value of the central mass, Ci may mean the counting value of the ith time bin, and ti may mean the time value of the ith time bin.
또한, 일 실시예에 따른 거리 판단부(8030)는 상술한 예시들 외에도, 유효데이터를 기초로 거리를 판단하기 위한 다양한 알고리즘들이 적용될 수 있다.In addition, various algorithms for determining a distance based on valid data may be applied to the
또한, 일 실시예에 따른 데이터 처리부(8000)는 인텐시티 판단부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 상기 인텐시티 판단부는 상기 유효 데이터의 카운팅 값의 합, 평균 등을 기초로 인텐시티를 산출할 수 있으며, 상기 유효데이터의 피크 값을 기초로 인텐시티를 산출할 수 있고, 상기 라이징 엣지 및 폴링 엣지 사이의 폭을 기초로 인텐시티를 산출할 수 있는 등 다양한 알고리즘들이 적용될 수 있다.In this case, the intensity determiner may calculate the intensity based on the sum or average of the counting values of the valid data, calculate the intensity based on the peak value of the valid data, and the rising edge and the falling edge. Various algorithms may be applied, such as calculating intensities based on the width between them.
도 80은 일 실시예에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.80 is a diagram for explaining an operation of a data processing unit according to an exemplary embodiment.
도 80을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치로부터 적어도 하나의 디텍팅 유닛에 대한 제1 히스토그램 데이터(8100)가 획득될 수 있다.Referring to FIG. 80 ,
이 때, 상기 제1 히스토그램 데이터(8100)로부터 피크 값(8110) 및 상기 피크 값(8110)이 위치한 타임빈이 판단될 수 있으며, 상기 피크값(8110)이 위치한 타임빈을 기초로 +,- 4개의 타임빈이 유효 데이터(8120)로 판단될 수 있다.At this time, the
예를 들어, 상기 피크값(8110)이 위치한 타임빈이 제N 타임빈인 경우, 제N-4 타임빈부터 제N+4 타임빈 및 이에 대응되는 카운팅 값들이 유효 데이터(8120)로 판단될 수 있다.For example, when the time bin in which the
또한, 상기 유효데이터(8120)를 기초로 적어도 하나의 시간 값(8130)이 추출될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 시간 값(8130)은 상술한 거리 판단부의 동작에 의해 추출될 수 있다.In addition, at least one
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
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 (15)
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2021
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