KR102735897B1 - Bilateral three dimensional imaging element with chip form for front and rear lidar measurement - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광부 레이어에 전방 수광 유닛들 및 후방 수광 유닛들이 배열되어 전후방 라이다(LiDAR) 측정의 광시야각 특성을 구현한 양면 3차원 이미징 소자에 관한 것으로서, 칩 형태의 라이다 소자에서 종래의 기계식 라이다 대비 광시야각을 확보하기 어렵다는 문제를 해소하기 위해, 칩 형태로 구성되어 내구성이나 크기 면에서 이점을 가지면서도 광시야각 특성까지 구비할 수 있는 양면 라이다 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자에 의하면, 발광부 레이어의 어느 한 쪽 면에만 수광 유닛들이 배치되는 대신, 발광부 레이어의 전면 및 후면 모두에 수광 유닛들이 배치될 수 있으므로, 기존의 단방향 라이다 소자 대비 라이다 측정의 광시야각 특성을 확보하는 것이 가능해질 수 있다.The present invention relates to a double-sided three-dimensional imaging device that implements a wide field of view characteristic of front-and-rear LiDAR measurement by arranging front light-receiving units and rear light-receiving units in an emission layer. In order to solve the problem that it is difficult to secure a wide field of view in a chip-type LiDAR device compared to a conventional mechanical LiDAR, the purpose of the present invention is to provide a double-sided LiDAR device that is configured in a chip form and thus has advantages in durability and size while also having a wide field of view characteristic. According to the chip-type double-sided three-dimensional imaging device capable of front-and-rear LiDAR measurement according to the present invention, since the light-receiving units can be arranged on both the front and rear of the emission layer instead of only one side of the emission layer, it becomes possible to secure a wide field of view characteristic of LiDAR measurement compared to a conventional unidirectional LiDAR device.
Description
본 발명은 전후방 라이다 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 발광부 레이어에 전방 수광 유닛들 및 후방 수광 유닛들이 배열되어 전후방 라이다(LiDAR) 측정의 광시야각 특성을 구현한 양면 3차원 이미징 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a double-sided 3D imaging device in a chip form capable of forward and backward LiDAR measurements, and more specifically, to a double-sided 3D imaging device in which front light-receiving units and rear light-receiving units are arranged in a light-emitting layer to implement a wide field of view characteristic of forward and backward LiDAR measurements.
레이저 펄스가 측정 대상 물체로부터 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하여 측정 대상 물체의 위치를 측정하는 라이다(LiDAR) 시스템이 자율주행 차량, 로보틱스, 드론, 머신 비전 및 가상/증강 현실(VR/AR)과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 종래에는 레이저 반사 거울의 회전 및 기울임을 통해 광시야각을 확보하는 기계식 라이다가 활용되었으나, 근래에는 부품 내구성이나 가격, 크기 등의 측면에서 보다 유리한 칩 형태의 라이다 소자가 활용되고 있다. 칩 형태로 구성되는 라이다 소자에 대해서는 특허문헌 1이 참조될 수 있다. 다만, 기존의 칩 형태의 라이다 소자는 특정한 한 방향만을 스캔하도록 구성되므로 종래의 기계식 라이다 대비 광시야각을 확보하기 어렵다는 점이 문제될 수 있다.LiDAR systems, which measure the time it takes for a laser pulse to reflect from the object and return to measure the position of the object to be measured, are being utilized in various fields such as autonomous vehicles, robotics, drones, machine vision, and virtual/augmented reality (VR/AR). In the past, mechanical LiDAR was utilized to secure a wide field of view by rotating and tilting a laser reflecting mirror, but recently, chip-type LiDAR elements that are more advantageous in terms of component durability, price, size, etc. have been utilized. For LiDAR elements configured in a chip form, reference may be made to Patent Document 1. However, since existing chip-type LiDAR elements are configured to scan only a specific direction, it may be problematic in that it is difficult to secure a wide field of view compared to existing mechanical LiDAR.
본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 칩 형태의 라이다 소자에서 종래의 기계식 라이다 대비 광시야각을 확보하기 어렵다는 문제를 해소하기 위해, 칩 형태로 구성되어 내구성이나 크기 면에서 이점을 가지면서도 광시야각 특성까지 구비할 수 있는 양면 라이다 소자를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a double-sided lidar device configured in a chip form, which has advantages in durability and size while also having a wide viewing angle characteristic, in order to resolve the problem of difficulty in securing a wide viewing angle in a chip-type lidar device compared to a conventional mechanical lidar.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자는, 측정 대상들에 조사되는 탐색 레이저 신호를 생성하도록 구성되는 발광부 레이어; 상기 발광부 레이어의 전면에 배열되어 상기 탐색 레이저 신호의 반사에 의해 상기 측정 대상들로부터 방출되는 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성되는 전방 수광 유닛들; 및 상기 발광부 레이어의 후면에 상기 전방 수광 유닛들에 대응하는 구조로 배열되어 상기 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성되는 후방 수광 유닛들을 포함한다.As a means for solving the above-mentioned technical problem, a chip-type double-sided 3D imaging device capable of forward and backward LiDAR measurement according to some embodiments of the present invention includes a light-emitting layer configured to generate a search laser signal irradiated to measurement objects; front light-receiving units arranged on a front side of the light-emitting layer and configured to detect a reflected laser signal emitted from the measurement objects by reflection of the search laser signal; and rear light-receiving units arranged on a rear side of the light-emitting layer in a structure corresponding to the front light-receiving units and configured to detect the reflected laser signal.
본 발명에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자에 의하면, 발광부 레이어의 어느 한 쪽 면에만 수광 유닛들이 배치되는 대신, 발광부 레이어의 전면 및 후면 모두에 수광 유닛들이 배치될 수 있으므로, 기존의 단방향 라이다 소자 대비 라이다 측정의 광시야각 특성을 확보하는 것이 가능해질 수 있다.According to the chip-type double-sided 3D imaging device capable of front and rear LiDAR measurement according to the present invention, instead of arranging the light receiving units on only one side of the light emitting layer, the light receiving units can be arranged on both the front and rear sides of the light emitting layer, so that it becomes possible to secure a wide field of view characteristic of LiDAR measurement compared to the existing one-way LiDAR device.
도 1은 종래의 기계식 라이다 장치가 동작하는 방식 및 단방향만을 커버하는 칩 형태의 라이다 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자를 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 양면 3차원 이미징 소자의 전후방 측정 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 탐색 레이저 신호가 조사되는 방향을 조정하기 위해 설치되는 투광 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 투광 구조체들을 통해 전후방 라이다 측정의 광시야각 특성이 확보될 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 양면 3차원 이미징 소자가 구현되는 예시들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 발광부 레이어를 구성하는 요소들 및 전후면 거울층의 반사율을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a drawing for explaining how a conventional mechanical lidar device operates and a chip-type lidar element that covers only one direction.
FIG. 2 is a drawing showing elements constituting a chip-shaped double-sided 3D imaging device capable of forward and backward LiDAR measurements according to the present invention.
FIG. 3 is a drawing for explaining the front and rear measurement structure of a double-sided three-dimensional imaging device according to the present invention.
FIG. 4 is a drawing for explaining a light-emitting structure installed to adjust the direction in which a search laser signal according to the present invention is irradiated.
FIG. 5 is a drawing for explaining that a wide field of view characteristic of front and rear lidar measurements can be secured through light-transmitting structures according to the present invention.
FIG. 6 is a drawing showing examples of implementing a double-sided three-dimensional imaging device according to the present invention.
FIG. 7 is a drawing for explaining the elements constituting the light-emitting layer according to the present invention and the reflectivity of the front and rear mirror layers.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 이하에서의 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 따른 권리범위를 제한하거나 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명에 관한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명에 따른 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description is intended only to specify the embodiments, and is not intended to limit or restrict the scope of rights according to the present invention. It should be interpreted that what a person having ordinary knowledge in the technical field related to the present invention can easily infer from the detailed description and embodiments of the invention falls within the scope of rights according to the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에 관한 기술 분야에서 널리 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 본 발명에서 사용되는 용어의 의미는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 새로운 기술의 출현, 심사기준 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 일부 용어는 출원인에 의해 임의로 선정될 수 있고, 이 경우 임의로 선정되는 용어의 의미가 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에서 사용되는 용어는 단지 사전적 의미만이 아닌, 명세서의 전반적인 맥락을 반영하는 의미로 해석되어야 한다.The terms used in the present invention are described as general terms widely used in the technical field related to the present invention, but the meaning of the terms used in the present invention may vary depending on the intention of the engineer engaged in the relevant field, the emergence of new technologies, examination criteria, or precedents. Some terms may be arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the arbitrarily selected terms will be explained in detail. The terms used in the present invention should be interpreted not only with their dictionary meanings but also with a meaning reflecting the overall context of the specification.
본 발명에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다'와 같은 용어는 명세서에 기재되는 구성 요소들 또는 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 일부 구성 요소들 또는 단계들은 포함되지 않는 경우, 및 추가적인 구성 요소들 또는 단계들이 더 포함되는 경우 또한 해당 용어로부터 의도되는 것으로 해석되어야 한다.The terms "comprises" or "comprising" used in the present invention should not be construed to necessarily include all of the components or steps described in the specification, and it should also be construed that some of the components or steps are not included, and additional components or steps are further included.
본 발명에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2'와 같은 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들 또는 단계들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 해당 구성 요소들 또는 단계들은 서수에 의해 한정되지 않아야 한다. 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성 요소 또는 단계를 다른 구성 요소들 또는 단계들로부터 구별하기 위한 용도로만 해석되어야 한다.Terms including ordinal numbers such as "first" or "second" used in the present invention may be used to describe various components or steps, but the components or steps should not be limited by the ordinal numbers. Terms including ordinal numbers should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component or step from other components or steps.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에 관한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 대해서는 자세한 설명이 생략된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A detailed description of matters that are widely known to those skilled in the art related to the present invention will be omitted.
도 1은 종래의 기계식 라이다 장치가 동작하는 방식 및 단방향만을 커버하는 칩 형태의 라이다 소자를 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a drawing for explaining how a conventional mechanical lidar device operates and a chip-type lidar element that covers only one direction.
도 1을 참조하면, 종래의 기계식 라이다 장치(110) 및 특정한 하나의 방향만을 커버하는 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)가 도시될 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional mechanical lidar device (110) and a chip-type unidirectional lidar element (120) covering only one specific direction can be illustrated.
기계식 라이다 장치(110)는 측정 대상 오브젝트에 조사되는 레이저 신호를 생성하는 LD(Laser Diode) 및 측정 대상 오브젝트로부터 반사되는 레이저 신호를 센싱하는 PD(Photo Diode)를 구비할 수 있으며, 레이저 신호의 방향을 결정하기 위한 거울을 회전시키고 기울이는 방식으로 넓은 라이다 시야각을 확보할 수 있다.A mechanical lidar device (110) may be equipped with a laser diode (LD) that generates a laser signal that is irradiated on a measurement target object and a photo diode (PD) that senses a laser signal reflected from the measurement target object, and a wide lidar field of view can be secured by rotating and tilting a mirror to determine the direction of the laser signal.
기계식 라이다 장치(110)에서는 방향 전환용 거울을 기계식으로 회전시키고 기울여야 하기 때문에, 이를 위한 기계식 구조의 부품 수명에 따라 주기적인 유지 보수가 요구되어 내구성의 문제가 생길 수 있고, 기계식 구조가 큰 공간을 차지하게 되어 소형화가 어렵다는 한계점이 있다.In a mechanical lidar device (110), since the direction-changing mirror must be mechanically rotated and tilted, periodic maintenance is required according to the lifespan of the mechanical structure components, which may cause durability problems, and since the mechanical structure takes up a large space, there is a limitation in that miniaturization is difficult.
기계식 라이다 장치(110)가 갖는 단점들을 해소하기 위해 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)가 활용될 수 있다. 다만, 이와 같이 기존에 고안되었던 단방향 라이다 소자(120)는 기계식 구조가 아닌 칩 형태로 구현되어 소형화를 통한 높은 공간 효율을 달성할 수 있으나, 특정한 하나의 방향만을 지향할 수 있다는 구조적인 한계를 갖게 되어 라이다 측정의 시야각이 협소해진다는 점이 문제될 수 있다.In order to resolve the shortcomings of the mechanical lidar device (110), a chip-type unidirectional lidar element (120) can be utilized. However, the unidirectional lidar element (120) previously designed in this way is implemented in a chip type rather than a mechanical structure, and thus can achieve high space efficiency through miniaturization, but has a structural limitation in that it can only aim in one specific direction, which can be problematic in that the field of view of the lidar measurement becomes narrow.
본 발명에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자는 위와 같은 기계식 라이다 장치(110) 및 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)가 갖는 단점들을 해소하여, 소형화를 통한 공간 효율 및 라이다 측정의 광시야각 특성을 모두 달성할 수 있다.The chip-type double-sided 3D imaging device capable of forward and backward LiDAR measurement according to the present invention can overcome the shortcomings of the mechanical LiDAR device (110) and the chip-type unidirectional LiDAR device (120) and achieve both space efficiency through miniaturization and wide field of view characteristics of LiDAR measurement.
도 2는 본 발명에 따른 전후방 라이다(LiDAR) 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자를 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a drawing showing elements constituting a chip-shaped double-sided 3D imaging device capable of forward and backward LiDAR measurements according to the present invention.
전후방 라이다 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자(200)는 발광부 레이어(210), 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)을 포함할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 범용적인 요소들이 양면 3차원 이미징 소자(200)에 더 포함될 수 있다.A chip-shaped double-sided 3D imaging device (200) capable of front and rear lidar measurements may include a light-emitting layer (210), front light-receiving units (220), and rear light-receiving units (230). However, the present invention is not limited thereto, and other general-purpose elements may be further included in the double-sided 3D imaging device (200).
양면 3차원 이미징 소자(200)는 기계식 구조가 아닌, 칩 형태로 구현되어 높은 공간 효율을 가질 수 있다. 또한, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 특정한 한 방향에 대해서만 수광 유닛을 구비하는 것이 아닌, 전후면 모두에 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)을 구비할 수 있으므로, 그로부터 전후방 모두에 대한 라이다 측정이 수행될 수 있다.The double-sided 3D imaging element (200) may be implemented in a chip form rather than a mechanical structure, thereby achieving high space efficiency. In addition, the double-sided 3D imaging element (200) may be equipped with front light receiving units (220) and rear light receiving units (230) on both the front and rear sides, rather than having light receiving units only for a specific direction, so that lidar measurements for both the front and rear sides can be performed.
양면 3차원 이미징 소자(200)에서, 발광부 레이어(210)는 측정 대상들에 조사되는 탐색 레이저 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.In a double-sided 3D imaging device (200), the light-emitting layer (210) can be configured to generate a search laser signal that is irradiated onto measurement targets.
측정 대상들은 라이다 측정의 대상이 되는 사람이나 물체를 의미할 수 있다. 발광부 레이어(210)는 단일의 층상 구조를 가질 수 있다. 발광부 레이어(210)는 LD(Laser Diode)를 기반으로 형성될 수 있다. LD를 기반으로 생성되는 발광부 레이어(210)의 레이저 신호는 각 수광 유닛의 내부 공동에 따른 방향으로 조사될 수 있다.The measurement targets may refer to people or objects that are the targets of lidar measurement. The light-emitting layer (210) may have a single layer structure. The light-emitting layer (210) may be formed based on an LD (Laser Diode). The laser signal of the light-emitting layer (210) generated based on the LD may be irradiated in a direction according to the internal cavity of each light-receiving unit.
양면 3차원 이미징 소자(200)에서, 전방 수광 유닛들(220)은 발광부 레이어(210)의 전면에 배열되어 탐색 레이저 신호의 반사에 의해 측정 대상들로부터 방출되는 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성될 수 있다.In a double-sided 3D imaging device (200), front light receiving units (220) may be arranged in front of the light emitting layer (210) and configured to detect reflected laser signals emitted from measurement targets by reflection of a search laser signal.
탐색 레이저 신호가 측정 대상들에 도달하면, 그로부터 반사되는 반사 레이저 신호가 생성될 수 있다. 반사 레이저 신호는 전방 수광 유닛들(220)의 각 수광 유닛에 도달하여 감지될 수 있다. 전방 수광 유닛들(220)의 각 수광 유닛은 PD(Photo Diode)를 기반으로 반사 레이저 신호를 감지할 수 있다.When the search laser signal reaches the measurement targets, a reflected laser signal reflected therefrom can be generated. The reflected laser signal can reach each light receiving unit of the front light receiving units (220) and be detected. Each light receiving unit of the front light receiving units (220) can detect the reflected laser signal based on a PD (Photo Diode).
전방 수광 유닛들(220)은 격자 구조로 발광부 레이어(210)의 전면에 배열될 수 있다. 예를 들면, 전방 수광 유닛들(220)은 (1 x 3) 격자 구조, (3 x 3) 격자 구조, 또는 기타 다른 구조로 배열될 수 있고, 필요에 따라 하나의 전방 수광 유닛만을 포함할 수도 있다.The front light receiving units (220) may be arranged in a grid structure on the front side of the light emitting layer (210). For example, the front light receiving units (220) may be arranged in a (1 x 3) grid structure, a (3 x 3) grid structure, or any other structure, and may include only one front light receiving unit as needed.
양면 3차원 이미징 소자(200)에서, 후방 수광 유닛들(230)은 발광부 레이어(210)의 후면에 전방 수광 유닛들(220)에 대응하는 구조로 배열되어 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성될 수 있다.In a double-sided 3D imaging device (200), the rear light-receiving units (230) may be arranged in a structure corresponding to the front light-receiving units (220) on the rear side of the light-emitting layer (210) to detect a reflected laser signal.
후방 수광 유닛들(230)은 발광부 레이어(210)를 사이에 두고 전방 수광 유닛들(220)의 반대편에 배치될 수 있다. 따라서, 후방 수광 유닛들(230)의 유닛 개수는 전방 수광 유닛들(220)의 유닛 개수와 동일할 수 있다. 후방 수광 유닛들(230)의 각 수광 유닛 또한 PD를 기반으로 반사 레이저 신호를 감지할 수 있다.The rear light-receiving units (230) may be arranged on the opposite side of the front light-receiving units (220) with the light-emitting layer (210) interposed therebetween. Accordingly, the number of units of the rear light-receiving units (230) may be the same as the number of units of the front light-receiving units (220). Each light-receiving unit of the rear light-receiving units (230) may also detect a reflected laser signal based on the PD.
발광부 레이어(210)를 사이에 두고 전후면에 배치되는 각 전방 수광 유닛 및 각 후방 수광 유닛은, 하나의 양면 라이다 유닛을 형성할 수 있다. 즉, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 발광부 레이어(210), 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)에 의해 형성되는 복수의 양면 라이다 유닛들로 구성될 수 있다. 양면 라이다 유닛에 대해서는 후술할 도 3이 참조될 수 있다.Each front light-receiving unit and each rear light-receiving unit, which are arranged at the front and rear with the light-emitting layer (210) in between, can form one double-sided lidar unit. That is, the double-sided 3D imaging element (200) can be composed of a plurality of double-sided lidar units formed by the light-emitting layer (210), the front light-receiving units (220), and the rear light-receiving units (230). With respect to the double-sided lidar unit, reference can be made to FIG. 3, which will be described later.
전술한 바와 같이, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 발광부 레이어(210)의 어느 한 면에만 수광 유닛을 구비하는 것이 아닌, 발광부 레이어(210)의 전후면 모두에 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)을 구비할 수 있으므로, 도 1의 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)와는 달리 전면 및 후면 모두에 대해 라이다 시야각을 확보할 수 있다. 또한, 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)이 하나의 발광부 레이어(210)를 공유하고 있으므로, 단순한 구조를 통해 양면 3차원 이미징 소자(200)의 소형화가 이루어질 수 있다.As described above, the double-sided 3D imaging device (200) may be provided with front light receiving units (220) and rear light receiving units (230) on both the front and rear sides of the light emitting layer (210), rather than having light receiving units on only one side of the light emitting layer (210). Therefore, unlike the chip-shaped unidirectional lidar device (120) of FIG. 1, lidar viewing angles may be secured for both the front and rear sides. In addition, since the front light receiving units (220) and rear light receiving units (230) share one light emitting layer (210), the double-sided 3D imaging device (200) may be miniaturized through a simple structure.
도 3은 본 발명에 따른 양면 3차원 이미징 소자의 전후방 측정 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a drawing for explaining the front and rear measurement structure of a double-sided three-dimensional imaging device according to the present invention.
도 3을 참조하면, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 전후방 측정 구조와 관련하여 양면 3차원 이미징 소자(200)의 평면도(310) 및 정면도(320)가 도시될 수 있다. 설명 편의를 위해 평면도(310) 및 정면도(320)는 양면 3차원 이미징 소자(200)가 하나의 양면 라이다 유닛만을 구비하는 것으로 도시될 수 있다.Referring to FIG. 3, a plan view (310) and a front view (320) of a double-sided three-dimensional imaging device (200) may be illustrated with respect to the front-rear measurement structure of the double-sided three-dimensional imaging device (200). For convenience of explanation, the plan view (310) and the front view (320) may be illustrated as if the double-sided three-dimensional imaging device (200) has only one double-sided lidar unit.
평면도(310)에서와 같이, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 수광부(전방 수광 유닛)은 내부 공동을 갖는 사각틀 형태로 구성될 수 있다. 이와 같은 내부 공동 및 사각틀 형태에 의해 발광부(발광부 레이어)로부터 탐색 레이저 신호가 외부로 조사될 수 있다.As in the plan view (310), the light receiving unit (front light receiving unit) of the double-sided 3D imaging element (200) may be configured in a square frame shape having an internal cavity. By means of such an internal cavity and square frame shape, a search laser signal can be irradiated to the outside from the light emitting unit (light emitting unit layer).
정면도(320)는 평면도(310)의 라인 A-A'를 따라 Z 방향으로 절단한 단면도를 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 양면 라이다 유닛은 전면 및 후면에 모두 수광부(전방/후방 수광 유닛)를 가질 수 있고, 전방 및 후방 모두에 대해 탐색 레이저 신호를 조사할 수 있다.The front view (320) may represent a cross-sectional view cut in the Z direction along the line A-A' of the plan view (310). As illustrated, the double-sided lidar unit of the double-sided 3D imaging element (200) may have light receiving units (front/rear light receiving units) on both the front and rear sides, and may irradiate search laser signals to both the front and rear sides.
평면도(310) 및 정면도(320)에 도시된 양면 3차원 이미징 소자(200)의 양면 라이다 유닛의 구조와 관련하여, 전방 수광 유닛들(220)의 각 전방 수광 유닛 및 후방 수광 유닛들(230)의 각 후방 수광 유닛은, 탐색 레이저 신호가 내부 공동이 개방되는 방향으로 조사되도록, 내부 공동을 둘러싸는 LD/PD 동축 구조로 형성될 수 있다.With respect to the structure of the double-sided lidar unit of the double-sided 3D imaging element (200) illustrated in the plan view (310) and the front view (320), each front light-receiving unit of the front light-receiving units (220) and each rear light-receiving unit of the rear light-receiving units (230) may be formed as an LD/PD coaxial structure surrounding the internal cavity so that the search laser signal is irradiated in the direction in which the internal cavity is opened.
도시된 바와 같이 LD/PD 동축(co-axial) 구조는 사각틀 형태의 PD 수광부에 의해 구현될 수 있으며, 이는 도 1의 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)가 갖는 쌍축(bi-axial) 구조와 구별될 수 있다. 후술할 바와 같이, 양면 3차원 이미징 소자(200)가 LD/PD 동축 구조를 갖기 때문에 수광부(수광 유닛)의 구조를 변경함으로써 탐색 레이저 신호가 조사되는 방향을 조정할 수 있고, 그로 인해 라이다 측정의 광시야각 특성이 확보될 수 있다. 한편, LD/PD 동축 구조는 각 수광 유닛의 사각틀 형태 외에도, 원형틀 형태 또는 기타 다른 형태를 통해 구현될 수 있다.As described above, the LD/PD coaxial structure can be implemented by a square frame-shaped PD receiving unit, which can be distinguished from the biaxial structure of the chip-shaped unidirectional lidar element (120) of FIG. 1. As described below, since the double-sided 3D imaging element (200) has the LD/PD coaxial structure, the direction in which the search laser signal is irradiated can be adjusted by changing the structure of the receiving unit (receiving unit), thereby securing a wide field of view characteristic of the lidar measurement. Meanwhile, the LD/PD coaxial structure can be implemented through a circular frame shape or other shapes in addition to the square frame shape of each receiving unit.
도 4는 본 발명에 따른 탐색 레이저 신호가 조사되는 방향을 조정하기 위해 설치되는 투광 구조체를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a drawing for explaining a light-emitting structure installed to adjust the direction in which a search laser signal according to the present invention is irradiated.
도 4를 참조하면, 투명한 재질로 형성되어 양면 라이다 유닛으로부터 조사되는 탐색 레이저 신호의 방향을 조정하기 위한 투광 구조체의 제1 형태(410) 및 제2 형태(420)가 도시될 수 있다.Referring to FIG. 4, a first type (410) and a second type (420) of a light-emitting structure formed of a transparent material for adjusting the direction of a search laser signal irradiated from a double-sided lidar unit can be illustrated.
구체적으로, 투광 구조체는 전방 수광 유닛들(220)과 연계되는 전방 투광 구조체들 및 후방 수광 유닛들(230)과 연계되는 후방 투광 구조체들로 구성될 수 있다. 즉, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 각 전방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향을 서로 상이하게 설정하여 전후방 라이다 측정의 전방 시야각을 조정하도록 전방 수광 유닛들에 설치되는 전방 투광 구조체들, 및 각 후방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향을 서로 상이하게 설정하여 전후방 라이다 측정의 후방 시야각을 조정하도록 후방 수광 유닛들에 설치되는 후방 투광 구조체들을 더 포함할 수 있다.Specifically, the light-emitting structure may be composed of front light-emitting structures connected to the front light-receiving units (220) and rear light-emitting structures connected to the rear light-receiving units (230). That is, the double-sided 3D imaging element (200) may further include front light-emitting structures installed in the front light-receiving units so as to adjust the front field of view of the front and rear LiDAR measurements by setting the direction in which the internal cavity is opened differently in each front light-receiving unit, and rear light-emitting structures installed in the rear light-receiving units so as to adjust the rear field of view of the front and rear LiDAR measurements by setting the direction in which the internal cavity is opened differently in each rear light-receiving unit.
예를 들면, 전방 투광 구조체들 및 후방 투광 구조체들은 투명한 재질의 렌즈 등으로 구현될 수 있다. 제1 형태(410) 및 제2 형태(420)에서와 같이, 투광 구조체(투명 구조체)가 형성되는 경우 탐색 레이저 신호의 조사 방향이 조정되어, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 시야각이 조정될 수 있다.For example, the front light-transmitting structures and the rear light-transmitting structures can be implemented with lenses made of transparent materials, etc. As in the first form (410) and the second form (420), when the light-transmitting structure (transparent structure) is formed, the irradiation direction of the search laser signal can be adjusted, so that the viewing angle of the double-sided three-dimensional imaging element (200) can be adjusted.
한편, 투광 구조체는 수광 유닛에 인접하는 다양한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 형태(410)에서와 같이 투광 구조체는 수광 유닛의 내부 공동을 덮는 위치에 형성될 수 있고, 또는 제2 형태(420)에서와 같이 투광 구조체는 발광부 레이어 및 수광 유닛 사이에 형성될 수 있다.Meanwhile, the light-transmitting structure may be formed at various locations adjacent to the light-receiving unit. For example, as in the first form (410), the light-transmitting structure may be formed at a location covering the internal cavity of the light-receiving unit, or as in the second form (420), the light-transmitting structure may be formed between the light-emitting layer and the light-receiving unit.
즉, 전방 투광 구조체들은 발광부 레이어(210) 및 전방 수광 유닛들(220) 사이의 공간 및 전방 수광 유닛들(220)의 내부 공동들을 덮어씌우는 공간 중 어느 하나에 설치될 수 있고, 후방 투광 구조체들은 발광부 레이어(210) 및 후방 수광 유닛들(230) 사이의 공간 및 후방 수광 유닛들(230)의 내부 공동들을 덮어씌우는 공간 중 어느 하나에 설치될 수 있다.That is, the front light-emitting structures can be installed in any one of the space between the light-emitting layer (210) and the front light-receiving units (220) and the space covering the internal cavities of the front light-receiving units (220), and the rear light-receiving structures can be installed in any one of the space between the light-emitting layer (210) and the rear light-receiving units (230) and the space covering the internal cavities of the rear light-receiving units (230).
이와 같이, 전방 투광 구조체들 및 후방 투광 구조체들이 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)과 연계되어 설치될 수 있으므로, 발광부 레이어(210)의 구조 변경 없이도 탐색 레이저 신호의 조사 방향이 변경될 수 있다. 한편, 투광 구조체는 제1 형태(410) 및 제2 형태(420) 외에도 탐색 레이저 신호의 조사 방향을 변경할 수 있는 다른 다양한 구조로 형성될 수 있다.In this way, since the front light-emitting structures and the rear light-emitting structures can be installed in conjunction with the front light-receiving units (220) and the rear light-receiving units (230), the irradiation direction of the search laser signal can be changed without changing the structure of the light-emitting layer (210). Meanwhile, the light-transmitting structure can be formed in various other structures that can change the irradiation direction of the search laser signal in addition to the first type (410) and the second type (420).
도 5는 본 발명에 따른 투광 구조체들을 통해 전후방 라이다 측정의 광시야각 특성이 확보될 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining that a wide field of view characteristic of front and rear lidar measurements can be secured through light-transmitting structures according to the present invention.
도 5를 참조하면, 광시야각 특성 확보를 위한 투광 구조체들이 형성되어 있는 양면 3차원 이미징 소자(200)의 제1 형태(510) 및 제2 형태(520)가 도시될 수 있다. 제1 형태(510) 및 제2 형태(520)는 예시적으로 3개의 양면 라이다 유닛들에 대한 양면 3차원 이미징 소자(200)의 Z-X 단면도를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 5, a first form (510) and a second form (520) of a double-sided 3D imaging element (200) in which light-transmitting structures for securing wide viewing angle characteristics are formed can be illustrated. The first form (510) and the second form (520) can represent Z-X cross-sectional views of a double-sided 3D imaging element (200) for three double-sided lidar units, for example.
제1 형태(510) 및 제2 형태(520)에서와 같이, 투광 구조체들은 양면 3차원 이미징 소자(200)의 광시야각 특성을 확보하기 위한 구조로 설치될 수 있다. 광시야각 특성 확보를 위해, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 중심부에서는 발광부 레이어(210)에 수직인 방향으로 탐색 레이저 신호가 조사될 수 있고, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 주변부에서는 중심부 대비 바깥 방향으로 탐색 레이저 신호가 조사될 수 있다.As in the first form (510) and the second form (520), the light-transmitting structures can be installed in a structure for securing a wide viewing angle characteristic of the double-sided three-dimensional imaging element (200). In order to secure the wide viewing angle characteristic, a search laser signal can be irradiated in a direction perpendicular to the light-emitting layer (210) at the center of the double-sided three-dimensional imaging element (200), and a search laser signal can be irradiated in an outer direction relative to the center at the periphery of the double-sided three-dimensional imaging element (200).
구체적으로, 전방 시야각을 확장하기 위해, 발광부 레이어(210)의 주변부에 배열되는 전방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향이 발광부 레이어(210)의 중심부에 배열되는 전방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향보다 바깥을 향하도록, 전방 투광 구조체들이 설치될 수 있고, 후방 시야각을 확장하기 위해, 발광부 레이어(210)의 주변부에 배열되는 후방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향이 발광부 레이어(210)의 중심부에 배열되는 후방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향보다 바깥을 향하도록, 후방 투광 구조체들이 설치될 수 있다.Specifically, in order to expand the front viewing angle, the front light-transmitting structures can be installed so that the direction in which the internal cavity is opened in the front light-receiving units arranged at the periphery of the light-emitting layer (210) faces outward more than the direction in which the internal cavity is opened in the front light-receiving units arranged at the center of the light-emitting layer (210), and in order to expand the rear viewing angle, the rear light-transmitting structures can be installed so that the direction in which the internal cavity is opened in the rear light-receiving units arranged at the periphery of the light-emitting layer (210) faces outward more than the direction in which the internal cavity is opened in the rear light-receiving units arranged at the center of the light-emitting layer (210).
제1 형태(510) 및 제2 형태(520)와 같은 구조에 의하면, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 전면부에 대해 180도에 가까운 시야각이 확보될 수 있고, 그와 동시에 양면 3차원 이미징 소자(200)의 후면부에 대해서도 180도에 가까운 시야각이 확보될 수 있으므로, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 360도에 가까운 전방위에 대한 광시야각을 확보할 수 있다.According to structures such as the first form (510) and the second form (520), a viewing angle of close to 180 degrees can be secured for the front side of the double-sided three-dimensional imaging device (200), and at the same time, a viewing angle of close to 180 degrees can be secured for the rear side of the double-sided three-dimensional imaging device (200), so that the double-sided three-dimensional imaging device (200) can secure a wide viewing angle in all directions of close to 360 degrees.
한편, 광시야각 특성과는 반대로, 좁은 시야각에 대한 높은 해상도를 확보하기 위해, 전방 투광 구조체들 및 후방 투광 구조체들이 형성되는 구조가 제1 형태(510) 및 제2 형태(520)와는 반대로 형성될 수도 있다. 즉, 발광부 레이어(210)의 주변부 및 중심부에서 조사되는 탐색 레이저 신호들이 어느 한 곳의 초점부에 모이도록 하면, 해당 부위에 대한 라이다 측정이 매우 높은 해상도로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in order to secure high resolution for a narrow viewing angle, contrary to the wide viewing angle characteristic, the structure in which the front light-emitting structures and the rear light-emitting structures are formed may be formed in a manner opposite to that of the first type (510) and the second type (520). That is, if the search laser signals irradiated from the periphery and center of the light-emitting layer (210) are gathered at a single focal point, lidar measurement for the corresponding area can be performed with very high resolution.
또한, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 전면부에 대한 전방 시야각 및 후면부에 대한 후방 시야각은 서로 상이하게 설정될 수도 있다. 즉, 필요에 따라 전면부에 대해서는 광시야각이 필요하고, 후면부에 대해서는 특정 시야각에 대한 높은 해상도가 필요한 경우, 이를 위해 전방 투광 구조체들 및 후방 투광 구조체들이 서로 다른 구조로 형성되어, 전방 시야각 및 후방 시야각이 서로 상이하게 설정될 수 있다.In addition, the front viewing angle for the front portion and the rear viewing angle for the rear portion of the double-sided 3D imaging device (200) may be set differently from each other. That is, when a wide viewing angle is required for the front portion and a high resolution for a specific viewing angle is required for the rear portion, the front light-transmitting structures and the rear light-transmitting structures may be formed with different structures to achieve this, so that the front viewing angle and the rear viewing angle may be set differently from each other.
구체적으로, 전방 시야각 및 후방 시야각이 서로 상이하게 설정되도록, 전방 투광 구조체들 및 후방 투광 구조체들은 서로 상이한 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 양면 3차원 이미징 소자(200)가 전면부 및 후면부에 대해 다양한 라이다 시야각 및 해상도의 조합으로 활용될 수 있다.Specifically, the front projection structures and the rear projection structures can be formed to have different inclinations so that the front view angle and the rear view angle are set differently from each other. Through this structure, the double-sided 3D imaging element (200) can be utilized with various combinations of lidar view angles and resolutions for the front and rear.
도 6은 본 발명에 따른 양면 3차원 이미징 소자가 구현되는 예시들을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a drawing showing examples of implementing a double-sided three-dimensional imaging device according to the present invention.
도 6을 참조하면, 양면 3차원 이미징 소자(200)가 구현되는 제1 예시(610) 및 제2 예시(620)가 도시될 수 있다. 제1 예시(610)에서는 발광부 레이어(611)에 (1 x 3) 배열로 전방 수광 유닛들(612)이 배열될 수 있고, 제2 예시(620)에서는 발광부 레이어(621)에 (3 x 3) 배열로 전방 수광 유닛들(622)이 배열될 수 있다.Referring to FIG. 6, a first example (610) and a second example (620) in which a double-sided 3D imaging element (200) is implemented can be illustrated. In the first example (610), front light-receiving units (612) can be arranged in a (1 x 3) array in a light-emitting layer (611), and in the second example (620), front light-receiving units (622) can be arranged in a (3 x 3) array in a light-emitting layer (621).
제1 예시(610)에서 라인 B-B'를 따라 절단한 Z-X 단면 및 제2 예시(620)에서 라인 C-C'를 따라 절단한 Z-X 단면은 도 5의 제1 형태(510) 및 제2 형태(520)와 같이 도시될 수 있다. 한편, 제1 예시(610) 및 제2 예시(620)와는 달리, 양면 3차원 이미징 소자(200)는 원형 등 다른 다양한 구조 및 다양한 배열 형태로 구성되는 전방 수광 유닛들(220) 및 후방 수광 유닛들(230)을 포함할 수 있다.The Z-X cross-section cut along the line B-B' in the first example (610) and the Z-X cross-section cut along the line C-C' in the second example (620) can be illustrated as the first form (510) and the second form (520) of Fig. 5. Meanwhile, unlike the first example (610) and the second example (620), the double-sided three-dimensional imaging element (200) can include front light-receiving units (220) and rear light-receiving units (230) configured in various structures such as a circle and various arrangement forms.
도 7은 본 발명에 따른 발광부 레이어를 구성하는 요소들 및 전후면 거울층의 반사율을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a drawing for explaining the elements constituting the light-emitting layer according to the present invention and the reflectivity of the front and rear mirror layers.
도 7을 참조하면, 종래의 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)에서 활용되는 단방향 발광부(710) 및 본 발명에 따른 발광부 레이어(720)가 도시될 수 있다.Referring to FIG. 7, a unidirectional light-emitting unit (710) utilized in a conventional chip-type unidirectional lidar element (120) and a light-emitting unit layer (720) according to the present invention can be illustrated.
도시된 바와 같이, 발광부 레이어(720)는 발광층, 발광층의 전면에 적층되며 제1 반사율(r1)을 갖는 전면부 거울층(상부 거울 층) 및 발광층의 후면에 적층되며 제2 반사율(r2)을 갖는 후면부 거울층(하부 거울 층)을 포함할 수 있다.As illustrated, the light-emitting layer (720) may include a light-emitting layer, a front mirror layer (upper mirror layer) laminated on the front side of the light-emitting layer and having a first reflectivity (r 1 ), and a back mirror layer (lower mirror layer) laminated on the back side of the light-emitting layer and having a second reflectivity (r 2 ).
종래의 칩 형태의 단방향 라이다 소자(120)에서 활용되는 단방향 발광부(710)의 경우, 상부(전면부)로만 탐색 레이저 신호를 조사하는 구조를 갖기 때문에, 후면부 거울층(하부 거울 층)의 제2 반사율(r2)이 전면부 거울층(상부 거울 층)의 제1 반사율(r1)보다 더 클 수 있다(r2 > r1).In the case of a unidirectional light emitting unit (710) utilized in a conventional chip-type unidirectional lidar element (120), since it has a structure that irradiates a search laser signal only to the upper part (front part), the second reflectivity (r 2 ) of the rear mirror layer (lower mirror layer) may be greater than the first reflectivity (r 1 ) of the front mirror layer (upper mirror layer) (r 2 > r 1 ).
이와 달리, 본 발명에 따른 발광부 레이어(720)에서는 탐색 레이저 신호를 상부(전면부)로만 조사하는 것이 아닌, 상부(전면부) 및 하부(후면부) 모두에 조사해야 하기 때문에, 후면부 거울층(하부 거울 층)의 제2 반사율(r2) 및 전면부 거울층(상부 거울 층)의 제1 반사율(r1)이 서로 동일한 값을 가질 수 있다. 이와 같은 발광부 레이어(720)의 전후면 거울층 반사율 관계에 의해, 양면 3차원 이미징 소자(200)의 전후방 라이다 측정이 이루어질 수 있다.In contrast, in the light-emitting layer (720) according to the present invention, since the search laser signal must be irradiated not only to the upper (front) side, but also to both the upper (front) side and the lower (rear) side, the second reflectivity (r 2 ) of the rear mirror layer (lower mirror layer) and the first reflectivity (r 1 ) of the front mirror layer (upper mirror layer) can have the same value. By the relationship between the reflectivity of the front and rear mirror layers of the light-emitting layer (720) as described above, front and rear LiDAR measurements of the double-sided 3D imaging element (200) can be performed.
이상에서 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명되었으나 본 발명에 따른 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에 기재되어 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명에 따른 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights according to the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention described in the following claims should also be interpreted as being included in the scope of rights according to the present invention.
110: 기계식 라이다 장치 120: 단방향 라이다 소자
200: 양면 3차원 이미징 소자 210: 발광부 레이어
220: 전방 수광 유닛들 230: 후방 수광 유닛들110: Mechanical lidar device 120: Unidirectional lidar element
200: Double-sided 3D imaging element 210: Light-emitting layer
220: Front light receiving units 230: Rear light receiving units
Claims (8)
측정 대상들에 조사되는 탐색 레이저 신호를 생성하도록 구성되는 발광부 레이어;
상기 발광부 레이어의 전면에 배열되어 상기 탐색 레이저 신호의 반사에 의해 상기 측정 대상들로부터 방출되는 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성되는 전방 수광 유닛들;
상기 발광부 레이어의 후면에 상기 전방 수광 유닛들에 대응하는 구조로 배열되어 상기 반사 레이저 신호를 감지하도록 구성되는 후방 수광 유닛들;
각 전방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향을 서로 상이하게 설정하여 상기 전후방 라이다 측정의 전방 시야각을 조정하도록 상기 전방 수광 유닛들에 설치되는 전방 투광 구조체들; 및
각 후방 수광 유닛에서 내부 공동이 개방되는 방향을 서로 상이하게 설정하여 상기 전후방 라이다 측정의 후방 시야각을 조정하도록 상기 후방 수광 유닛들에 설치되는 후방 투광 구조체들; 을 포함하고,
상기 전방 수광 유닛들의 각 전방 수광 유닛 및 상기 후방 수광 유닛들의 각 후방 수광 유닛은, 상기 탐색 레이저 신호가 상기 내부 공동이 개방되는 방향으로 조사되고, 상기 전방 수광 유닛 및 상기 후방 수광 유닛의 중심축이 상기 내부 공동의 중심축과 일치되도록, 상기 내부 공동을 둘러싸는 LD/PD 동축 구조로 형성되며,
상기 전방 시야각을 확장하기 위해, 상기 발광부 레이어의 주변부에 배열되는 전방 수광 유닛에서 상기 내부 공동이 개방되는 방향이 상기 발광부 레이어의 중심부에 배열되는 전방 수광 유닛에서 상기 내부 공동이 개방되는 방향보다 바깥을 향하도록, 상기 전방 투광 구조체들이 설치되고,
상기 후방 시야각을 하나의 초점으로 집중시키기 위해, 상기 발광부 레이어의 주변부에 배열되는 후방 수광 유닛에서 상기 내부 공동이 개방되는 방향이 상기 발광부 레이어의 중심부에 배열되는 후방 수광 유닛에서 상기 내부 공동이 개방되는 방향보다 안쪽을 향하도록, 상기 후방 투광 구조체들이 설치되고,
상기 발광부 레이어는 발광층, 상기 발광층의 전면에 적층되며 제1 반사율을 갖는 전면부 거울층 및 상기 발광층의 후면에 적층되며 제2 반사율을 갖는 후면부 거울층을 포함하고,
상기 제1 반사율 및 상기 제2 반사율은 서로 동일하여, 상기 탐색 레이저 신호를 전면부로만 조사하는 것이 아닌, 전면부 및 후면부 모두에 동시 조사하는
전후방 라이다 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자.In a chip-type double-sided 3D imaging device capable of forward and backward LiDAR measurements,
A light emitting layer configured to generate a search laser signal that is irradiated onto measurement targets;
Front light receiving units arranged in front of the light emitting layer and configured to detect reflected laser signals emitted from the measurement targets by reflection of the search laser signal;
Rear light-receiving units arranged in a structure corresponding to the front light-receiving units on the rear side of the light-emitting layer and configured to detect the reflected laser signal;
Front light-emitting structures installed in the front light-receiving units to adjust the front field of view of the front and rear lidar measurements by setting the direction in which the internal cavity is opened differently in each front light-receiving unit; and
Rear light-emitting structures installed in the rear light-receiving units to adjust the rear field of view of the front and rear lidar measurements by setting the direction in which the internal cavity is opened differently in each rear light-receiving unit;
Each front light-receiving unit of the front light-receiving units and each rear light-receiving unit of the rear light-receiving units are formed with an LD/PD coaxial structure surrounding the internal cavity so that the search laser signal is irradiated in a direction in which the internal cavity is opened, and the central axes of the front light-receiving unit and the rear light-receiving unit are aligned with the central axis of the internal cavity.
In order to expand the front field of view, the front light-emitting structures are installed so that the direction in which the internal cavity is opened in the front light-receiving unit arranged at the periphery of the light-emitting layer faces outward than the direction in which the internal cavity is opened in the front light-receiving unit arranged at the center of the light-emitting layer.
In order to focus the rear field of view to one focus, the rear light-emitting structures are installed so that the direction in which the internal cavity is opened in the rear light-receiving unit arranged at the periphery of the light-emitting layer faces inward compared to the direction in which the internal cavity is opened in the rear light-receiving unit arranged at the center of the light-emitting layer.
The above light-emitting layer comprises a light-emitting layer, a front mirror layer laminated on the front side of the light-emitting layer and having a first reflectivity, and a rear mirror layer laminated on the rear side of the light-emitting layer and having a second reflectivity.
The first reflectivity and the second reflectivity are the same, so that the search laser signal is irradiated not only to the front side, but also to both the front side and the back side simultaneously.
A chip-type double-sided 3D imaging device capable of forward and backward lidar measurements.
상기 전방 투광 구조체들은 상기 발광부 레이어 및 상기 전방 수광 유닛들 사이의 공간 및 상기 전방 수광 유닛들의 내부 공동들을 덮어씌우는 공간 중 어느 하나에 설치되고,
상기 후방 투광 구조체들은 상기 발광부 레이어 및 상기 후방 수광 유닛들 사이의 공간 및 상기 후방 수광 유닛들의 내부 공동들을 덮어씌우는 공간 중 어느 하나에 설치되는, 전후방 라이다 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자.In the first paragraph,
The above front light-emitting structures are installed in any one of the spaces between the light-emitting layer and the front light-receiving units and the spaces covering the internal cavities of the front light-receiving units,
A double-sided 3D imaging device in the form of a chip capable of front and rear lidar measurement, wherein the rear light-emitting structures are installed in any one of the space between the light-emitting layer and the rear light-receiving units and the space covering the internal cavities of the rear light-receiving units.
상기 전방 시야각 및 상기 후방 시야각이 서로 상이하게 설정되도록, 상기 전방 투광 구조체들 및 상기 후방 투광 구조체들은 서로 상이한 기울기를 갖도록 형성되는, 전후방 라이다 측정이 가능한 칩 형태의 양면 3차원 이미징 소자.In the first paragraph,
A chip-shaped double-sided 3D imaging device capable of front and rear lidar measurements, wherein the front light-emitting structures and the rear light-emitting structures are formed to have different inclinations so that the front field of view and the rear field of view are set differently from each other.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220051611A KR102735897B1 (en) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | Bilateral three dimensional imaging element with chip form for front and rear lidar measurement |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220051611A KR102735897B1 (en) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | Bilateral three dimensional imaging element with chip form for front and rear lidar measurement |
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| KR20230152215A KR20230152215A (en) | 2023-11-03 |
| KR102735897B1 true KR102735897B1 (en) | 2024-11-29 |
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| US20210364603A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-25 | Sos Lab Co., Ltd. | Lidar device |
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| KR20210088988A (en) | 2020-01-07 | 2021-07-15 | 삼성전자주식회사 | Light detecting device and Optical system including the light detecting device |
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2022
- 2022-04-26 KR KR1020220051611A patent/KR102735897B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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