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KR102663209B1 - 차량의 라이다 통합 램프 장치 - Google Patents

차량의 라이다 통합 램프 장치 Download PDF

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KR102663209B1
KR102663209B1 KR1020190048507A KR20190048507A KR102663209B1 KR 102663209 B1 KR102663209 B1 KR 102663209B1 KR 1020190048507 A KR1020190048507 A KR 1020190048507A KR 20190048507 A KR20190048507 A KR 20190048507A KR 102663209 B1 KR102663209 B1 KR 102663209B1
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lidar
light source
vehicle
beam pattern
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KR1020190048507A
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안병석
임정욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있는 차량의 라이다 통합 램프 장치가 소개된다.

Description

차량의 라이다 통합 램프 장치 {LIDAR NTEGRATED LAMP DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 헤드램프와 라이다가 하나의 공간에서 기능이 구현되는 차량의 라이다 통합 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시에 주행 방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하기 위한 용도 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 헤드램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등이다.
또한, 최근에는 자율주행 차량의 구현을 위한 라이다가 구비되며, 라이다는 레이저광선을 조사하여 센서로부터 목표물까지 빛이 송수신되는 시간을 측정함으로써, 차량과 목표물 간의 거리를 감지하도록 구성된다.
이러한 라이다는 차량에 설치되는 위치가 헤드램프의 설치 위치와 유사하지만, 라이다와 헤드램프는 각기 서로 다른 위치에 설치됨에 따라 헤드램프와 라이다의 설치공간이 각기 확보되어야 한다. 또한, 헤드램프와 라이다가 각기 설치되어야 함에 따라, 설치 공간이 증대되고 구성 부품이 증가되며 헤드램프와 라이다의 최적 설치 위치가 동일할 경우 어느 하나의 기능을 손해보더라도 그 위치를 변경해야 하는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 10-2009-0096994 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되는 차량의 라이다 통합 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치는 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원; 제1광원과 이격되어 배치되고 빔패턴용 빛의 이동경로에 중첩점을 가지도록 이동되는 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원; 제1광원과 제2광원 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로를 전환시키며, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛 중 어느 하나는 전방으로 이동되도록 하여 차량 외부로 출사되도록 하고, 다른 하나는 후방으로 이동되도록 하는 반사유닛; 및 반사유닛의 후방에 마련되고, 반사유닛에 의해 후방으로 이동된 빔패턴용 빛 또는 라이다 센싱용 빛을 다시 전방으로 전환시켜 차량 외부로 출사되도록 하는 반사미러;를 포함한다.
차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
반사유닛은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경이 구비됨으로써, 반사경의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되는 것을 특징으로 한다.
반사경 및 제1광원과 제2광원의 온/오프 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 제어부는 반사경의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 제1광원이 온 되도록 하고, 반사경의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 제2광원이 온 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 제1광원이 오프되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제1광원과 제2광원은 반사유닛을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고, 제1광원은 제2광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방 또는 하방으로 설치각도를 이루어 이격되게 배치된 것을 특징으로 한다.
제1광원이 제2광원보다 상방에 위치된 경우, 반사미러는 반사유닛의 하방의 위치되고 반사유닛에 의해 전방으로 이동되는 라이다 센싱용 빛의 광축선상에서 설치각도로 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다.
반사미러는 가상의 수직선상에서 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 한다.
반사미러의 전방에 마련되어 반사미러를 통해 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 입사된 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1광학계는 빔패턴용 빛을 확산시키는 빔패턴용 확산렌즈와, 빔패턴용 빛의 색상을 전환시키는 형광체와, 빔패턴을 형성하여 외부로 출사되도록 하는 결상렌즈로 구성된 것을 특징으로 한다.
형광체에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 한다.
반사유닛의 전방에는 반사유닛을 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제2광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제2광학계는 반사유닛에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 것을 특징으로 한다.
제1광원과 제2광원은 반사유닛을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고, 제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 전방으로 설정각도를 이루어 이격 배치시, 제2광학계는 반사유닛에서 설정각도로 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 라이다 통합 램프 장치는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 5는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 우한 도면.
도 6 내지 8은 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 광원 제어를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
도 10 내지 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 5는 도 1에 도시된 차량의 라이다 통합 램프 장치를 설명하기 우한 도면이며, 도 6 내지 8은 본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 광원 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이며, 도 10 내지 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원(10); 제1광원(10)과 이격되어 배치되고 빔패턴용 빛의 이동경로에 중첩점을 가지도록 이동되는 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원(20); 제1광원(10)과 제2광원(20) 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로를 전환시키며, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛 중 어느 하나는 전방로 이동되도록 하여 차량 외부로 출사되도록 하고, 다른 하나는 후방으로 이동되도록 하는 반사유닛(30); 및 반사유닛(30)의 후방에 마련되고, 반사유닛(30)에 의해 후방으로 이동된 빔패턴용 빛 또는 라이다 센싱용 빛을 다시 전방으로 전환시켜 차량 외부로 출사되도록 하는 반사미러(40);를 포함한다.
여기서, 차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛(50);을 더 포함할 수 있다.
또한, 반사미러(40)의 전방에 마련되어 반사미러(40)를 통해 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 입사된 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계(70);를 더 포함할 수 있다. 또한, 반사유닛(30)의 전방에는 반사유닛(30)을 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제2광학계(80);를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제1광원(10), 제2광원(20), 반사유닛(30), 반사미러(40)가 구성되며, 각 구성들은 하나의 설치 공간에 마련되어 헤드램프와 라이다 기능이 모두 구현된다. 이를 위한, 본 발명은 일실시예로서, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30), 반사미러(40), 제1광학계(70)를 통해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사되고, 제2광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30), 제2광학계(80)를 통해 이동경로가 전환되어 차량 외부로 출사되며 물체에 반사되어 되돌아와 수광유닛(50)에 입력되어 차량과 물체 간의 거리를 확인할 수 있다.
이를 위한, 제1광원(10)은 레이저를 조사하되 레이저 파장대가 육안으로 인식 가능한 가시광선 파장대로 이루어짐에 따라 차량 노면에 빔패턴용 빛이 투영될 수 있고, 제2광원(20)은 레이저 파장대가 905nm 파장대의 적외선이 조사되도록 이루어짐에 따라 자차와 물체 간의 센싱을 위한 라이다 센싱용 빛이 조사된다.
이러한 제1광원(10) 및 제2광원(20)에서 조사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)으로 입사된다. 여기서, 반사유닛(30)은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경(31)이 구비됨으로써, 반사경(31)의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되도록 한다. 즉, 반사유닛(30)은 빛을 반사시키는 반사경(31)이 구비되고, 반사경(31)은 미러로 구성될 수 있으며, 반사경(31)이 360도 회전되어 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로를 전환시켜 빛의 조사각을 변화시킨다. 여기서, 반사유닛(30)의 경우 제1광원(10)과 제2광원(20) 사이에 마련됨에 따라 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 서로 다른 경로에서 입사되고, 반사경(31)에 의해 반사된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 서로 중첩되지 않는 반대방향으로 이동경로가 전환된다. 이러한 반사유닛(30)의 경우 반사경(31)이 설치되는 케이스(32)가 빛의 이동경로에 간섭되지 않도록 기울어지게 설치될 수 있으며, 반사경(31)에 상단 또는 하단에 배치되도록 할 수 있다.
이렇게, 반사유닛(30)을 통해 반사된 빔패턴용 빛은 반사미러(40)에 의해 이동방향이 방향이 전환되어 차량 외부로 출사되고, 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에 의해 이동방향이 전환되어 차량 외부로 출사된다. 반사미러(40)의 경우 반사경(31)의 중심을 기준으로 곡면을 가지도록 형성되어 입사된 빔패턴용 빛이 제1광학계(70)로 집광되어 이동되도록 하며, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빔패턴용 빛의 조사각에 따라 그 길이가 설정된다.
여기서, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛은 도로 노면을 밝힐 수 있도록 제1광학계(70)를 통과하여 시인 가능한 빛으로 변환될 수 있다. 이러한 제1광학계(70)는 빔패턴용 빛을 확산시키는 빔패턴용 확산렌즈(71)와, 빔패턴용 빛의 색상을 전환시키는 형광체(72)와, 빔패턴을 형성하여 외부로 출사되도록 하는 결상렌즈(73)로 구성될 수 있다. 이로 인해, 빔패턴용 빛은 반사유닛(30)에 의해 수평지향각이 확산되고, 빔패턴용 확산렌즈(71)에 의해 수직방향으로 확산되며, 형광체(72)에 의해 특정 생상으로 변환되어 결상렌즈(73)를 통과하여 차량 외부의 노면상에 투영될 수 있다.
여기서, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛은 블루 레이저를 조사하도록 구성되어 형광체(72)를 통과시 백색광으로 변환되도록 할 수 있다. 또한, 형광체(72)에는 도 5에서 볼 수 있듯이, 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽(72a)이 이격 배치됨으로써, 형광체(72)를 통과하는 빔패턴용 빛이 불투명 격벽(72a) 구조에 의해 빛 번짐이 제한되어 원하는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에 의해 차량 전방으로 이동되 후 차량 전방의 물체에 반사되어 되돌아온다. 여기서, 반사유닛(30)의 전방에는 제2광학계(80)가 마련되며, 제2광학계(80)는 반사유닛(30)에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈(81)와, 제1확산렌즈(81)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈(82)로 구성될 수 있다. 이러한 제1확산렌즈(81)는 오목렌즈로 구성될 수 있으며, 반사유닛(30)에 의해 수평방향으로 확장된 라이다 센신용 빛을 수평방향으로 더 넓게 확산시킬 수 있다. 또한, 제2확산렌즈(82)는 볼록렌즈로 구성될 수 있으며, 제1확산렌즈(81)에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산됨으로써, 라이다 센싱용 빛이 차량 외부로 폭넓게 확산되어 물체의 센싱이 명확히 이루어지도록 할 수 있다.
이렇게, 제2광학계(80)를 통과하여 차량 외부로 출사된 라이다 센싱용 빛은 물체에 반사되어 되돌아와 수광유닛(50)에 수광되고, 이를 전기신호로 변환함으로써, 차량과 물체 사이의 거리 등을 측정하도록 한다. 이러한 수광유닛(50)은 라이다 센신용 빛을 인식하기 위한 스캐너로 구성될 수 있으며, 포토 다이오드를 통해 라이다 센싱용 빛을 검출하고 이를 전기신호로 변환 할 수 있다
이와 같이, 본 발명은 차량에서 헤드램프 장착 공간에 라이다가 함께 구성됨으로써, 라이다가 마련되기 위한 별도의 공간이 축소되고, 부품수가 감소됨에 따라 원가가 절감된다.
상술한 제1광원(10)과 제2광원(20)의 배치 및 반사경(31)에 의해 이동경로가 전환된 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로에 따라 반사미러(40), 제1광학계(70), 제2광학계(80)의 위치가 반대되게 배치될 수 있으며, 하기 서술할 실시예에서 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
한편, 본 발명에서는 반사경(31) 및 제1광원(10)과 제2광원(20)의 온/오프 상태를 제어하는 제어부(60);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(60)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
이러한 제어부(60)는 반사경(31)의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경(31)의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 제1광원(10)이 온 되도록 하고, 반사경(31)의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 제2광원(20)이 온 되도록 할 수 있다.
즉, 반사유닛(30)의 반사경(31)은 360도 회전되는데, 제어부(60)에는 반사경(31)의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정됨으로써, 제1광원(10)과 제2광원(20)의 온/오프 상태를 제어함에 따라 원하는 조사각 만큼만 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛이 조사되도록 할 수 있다.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빛 반사영역에서 램프조사각 영역이 ①이라 하고, 라이다조사각 영역이 ③이라 가정하였을 때, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빔패턴용 빛의 조사각이 기설정된 램프조사각 영역에 따른 ①에 진입할 경우 제1광원(10)을 온 동작시키고, 반사경(31)의 회전각도에 따른 라이다 센싱용 빛의 조사각이 기설정된 라이다조사각 영역에 따른 ③에 진입할 경우 제2광원(20)을 온 동작시키며, 반사경(31)의 회전각도에 따른 빔패턴용 빛의 조사각 및 라이다 센시용 빛의 조사각이 ②, ④에 진입할 경우 제1광원(10)과 제2광원(20)이 오프되도록 한다. 이로 인해, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛은 반사경(31)에 의해 반사시, 특정 영역으로 한정되어 이동경로가 결정되고, 그에 따른 조사각으로 빛이 이동될 수 있다.
이러한 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역은 다양하게 설정될 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 라이다조사각 영역을 더 크게 확보하여 수평각 확산을 위한 별도의 렌즈를 삭제할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 라이다조사각 영역을 측방으로 확대하여 라이다의 센싱 범위가 전방을 포함하여 측방까지 확대됨으로써, 차량 주변의 물체 감지가 원활히 수행되도록 할 수 있다.
한편, 제어부(60)는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 제1광원(10)이 오프되도록 할 수 있다. 즉, 전방에 마주오는 차량이 있는 상황에서 마주오는 차량에 대해 암부영역을 형성시, 제어부(60)는 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하고, 암부생성각에서는 제1광원(10)이 오프되도록 함으로써, 암부가 형성되도록 할 수 있다.
한편, 도 3 내지 4에서 볼 수 있듯이, 제1광원(10)과 제2광원(20)은 반사유닛(30)을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고, 제1광원(10)은 제2광원(20)과 반사유닛(30)의 연결선상(A)에서 상방 또는 하방으로 설치각도(θ1)를 이루어 이격되게 배치될 수 있다.
이는, 일실시예로서, 도 1에서 볼 수 있듯이, 제1광원(10)이 제2광원(20)보다 상방으로 설치각도(θ1)를 이루어 이격되게 배치됨으로써, 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛은 반사유닛(30)에 반사시 하방으로 이동되어 반사미러(40)를 향해 이동되고, 제2광원(20)에서 조사된 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에 반사시 전방으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 반사미러(40)와 제1광학계(70)는 반사유닛(30)의 하방에 배치되고, 제2광학계(80)는 반사유닛(30)의 전방에 배치될 수 있다.
이로 인해, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛과 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 반사유닛(30)에서 반사시, 서로 다른 경로로 이동되어 빛의 중첩이 회피된다.
상세하게, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1광원(10)이 제2광원(20)보다 상방에 위치된 경우, 반사미러(40)는 반사유닛(30)의 하방의 위치되고 반사유닛(30)에 의해 전방으로 이동되는 라이다 센싱용 빛의 광축선상(B)에서 설치각도(θ1)로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1광원(10)이 설치각도(θ1)를 이루어 반사유닛(30)의 상방에 마련됨에 따라 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)에 반사시 하방으로 이동되는데, 반사미러(40)가 반사유닛(30)에서 설치각도(θ1)를 이루어 이격되게 배치됨으로써, 반사미러(40)는 제1광원(10)에서 조사된 빔패턴용 빛이 반사유닛(30)에 의해 반사되어 이동되는 경로상에 배치됨에 따라 빔패턴용 빛의 이동경로가 전환되도록 할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사미러(40)는 가상의 수직선상(C)이 설치각도(θ1)의 1/2만큼 기울어지게 마련될 수 있다.
즉, 반사유닛(30)이 설치각도(θ1)로 기울어지게 설치됨에 따라, 반사미러(40)는 가상의 수직선상(C)이 설치각도(θ1)의 1/2만큼 기울어지게 마련됨으로써, 반사유닛(30)에서 반사되어 이동되는 빔패턴용 빛이 반사미러(40)에 의해 수평방향으로 방향전환되어 빔패턴용 빛의 광축이 제1광학계(70)를 통과하여 차량 외부를 향해 이동되도록 할 수 있다.
이렇게, 제1광원(10)과 제2광원(20)의 설치각도(θ1) 차이에 따라 반사미러(40)의 설치위치 및 설치각도(θ1)를 규정함으로써, 제1광원(10)의 뱀패턴용 빛과 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛이 광축이 각각 전방을 향해 이동되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1광원(10)과 제2광원(20)은 반사유닛(30)을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고, 제2광원(20)은 제1광원(10)과 반사유닛(30)의 연결선상(A)에서 전방으로 설정각도를 이루어 이격 배치시, 제2광학계(80)는 반사유닛(30)에서 설정각도(θ2)로 이격되어 배치될 수 있다.
이로 인해, 제1광원(10)의 빔패턴용 빛은 광축(D)이 전방을 향함에 따라 빛의 이동경로가 전방을 향하고, 제2광원(20)의 라이다 센싱용 빛은 광축(E)이 제1광원(10)과 제2광원(20) 사이의 설정각도(θ2)만큼 전방 및 측방으로 이동되도록 할 수 있다.
이로 인해, 차량의 헤드램프를 포함한 라이다는 보통 차량의 측면에 설치되는바, 라이다의 센싱 범위가 전방을 포함하여 측방까지 확대됨으로써 차량 주변의 물체 감지가 원활히 수행될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 라이다 통합 램프 장치의 다른 실시예로서, 도 10 내지 11에 도시된 바와 같이, 반사미러(40)와 형광체(72) 사이에 확산부(75)를 마련하여 반사미러(40)를 통해 이동되는 빔패턴용 빛을 수평방향으로 확장 후 수직방향으로 확산하여 형광체(72)의 면적에 매칭되도록 할 수 있다. 또한, 제2광학계(80)의 경우 라이다 센싱용 빛이 수직방향으로 확산되도록 하는 확산렌즈만을 구성하여, 구조가 단순화되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 라이다 통합 램프 장치는 헤드램프의 적용 위치와 라이다의 적용 위치를 동일 위치에 구성하여, 레이아웃이 축소되고, 부품 공유 결합을 통해 부품수 축소에 따른 원가가 절감의 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:제1광원 20:제2광원
30;반사유닛 31:반사경
40:반사미러 50:수광유닛
60:제어부 70:제1광학계
71:빔패턴용 확산렌즈 72:형광체
73:결상렌즈 75:확산부
80:제2광학계 81:제1확산렌즈
82:제2확산렌즈

Claims (14)

  1. 빔패턴용 빛을 조사하는 제1광원;
    제1광원과 이격되어 배치되고 빔패턴용 빛의 이동경로에 중첩점을 가지도록 이동되는 라이다 센싱용 빛을 조사하는 제2광원;
    제1광원과 제2광원 사이에 마련되고, 서로 다른 방향에서 입사되는 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛의 이동경로를 전환시키며, 빔패턴용 빛과 라이다 센싱용 빛 중 어느 하나는 전방으로 이동되도록 하여 차량 외부로 출사되도록 하고, 다른 하나는 후방으로 이동되도록 하는 반사유닛; 및
    반사유닛의 후방에 마련되고, 반사유닛에 의해 후방으로 이동된 빔패턴용 빛 또는 라이다 센싱용 빛을 다시 전방으로 전환시켜 차량 외부로 출사되도록 하는 반사미러;를 포함하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량 외부로 출사된 후 물체에 반사되어 되돌아오는 라이다 센싱용 빛을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛은 구동 신호의 입력시 회전축을 중심으로 360도 회전되어 회전각도가 변화되는 반사경이 구비됨으로써, 반사경의 회전각도에 따라 빔패턴용 빛의 조사각과 라이다 센싱용 빛의 조사각이 변화되는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    반사경 및 제1광원과 제2광원의 온/오프 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    제어부는 반사경의 회전각도에 따른 램프조사각 영역과 라이다조사각 영역이 미리 설정되며, 반사경의 회전각도가 램프조사각 영역일 경우 제1광원이 온 되도록 하고, 반사경의 회전각도가 라이다조사각 영역일 경우 제2광원이 온 되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  5. 청구항 4 있어서,
    제어부는 램프조사각 영역에서, 빔패턴용 빛이 조사되지 않도록 하는 암부영역 생성시 암부영역에 해당되는 암부생성각을 설정하여 암부생성각에서는 제1광원이 오프되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1광원과 제2광원은 반사유닛을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고,
    제1광원은 제2광원과 반사유닛의 연결선상에서 상방 또는 하방으로 설치각도를 이루어 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제1광원이 제2광원보다 상방에 위치된 경우, 반사미러는 반사유닛의 하방의 위치되고 반사유닛에 의해 전방으로 이동되는 라이다 센싱용 빛의 광축선상에서 설치각도로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    반사미러는 가상의 수직선상에서 설치각도의 1/2만큼 기울어지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    반사미러의 전방에 마련되어 반사미러를 통해 반사된 빔패턴용 빛이 입사되고, 입사된 빔패턴용 빛이 차량 외부에 투영되도록 하는 제1광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제1광학계는 빔패턴용 빛을 확산시키는 빔패턴용 확산렌즈와, 빔패턴용 빛의 색상을 전환시키는 형광체와, 빔패턴을 형성하여 외부로 출사되도록 하는 결상렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    형광체에는 단면에 직선상으로 연장된 다수의 불투명 격벽이 이격 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    반사유닛의 전방에는 반사유닛을 통해 반사된 라이다 센싱용 빛이 확산되어 차량 외부로 출사되도록 하는 제2광학계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    제2광학계는 반사유닛에 반사되어 이동된 라이다 센싱용 빛을 수평방향으로 확산시키는 제1확산렌즈와, 제1확산렌즈에 의해 수평방향으로 확산된 라이다 센신용 빛을 수직방향으로 확산시키는 제2확산렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
  14. 청구항 12 있어서,
    제1광원과 제2광원은 반사유닛을 중심으로 양측에 이격되게 배치되고,
    제2광원은 제1광원과 반사유닛의 연결선상에서 전방으로 설정각도를 이루어 이격 배치시,
    제2광학계는 반사유닛에서 설정각도로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 라이다 통합 램프 장치.
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