WO2017176070A1 - 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기 - Google Patents

거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기 Download PDF

Info

Publication number
WO2017176070A1
WO2017176070A1 PCT/KR2017/003776 KR2017003776W WO2017176070A1 WO 2017176070 A1 WO2017176070 A1 WO 2017176070A1 KR 2017003776 W KR2017003776 W KR 2017003776W WO 2017176070 A1 WO2017176070 A1 WO 2017176070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
lens
sensor assembly
distance
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/003776
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이승수
임원규
홍경의
남이현
이근원
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mostop Co Ltd
Crucialtec Co Ltd
Original Assignee
Mostop Co Ltd
Crucialtec Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160109450A external-priority patent/KR20170115425A/ko
Application filed by Mostop Co Ltd, Crucialtec Co Ltd filed Critical Mostop Co Ltd
Priority to EP17779370.0A priority Critical patent/EP3441714A4/en
Priority to CN201790000738.5U priority patent/CN209459588U/zh
Priority to JP2019503881A priority patent/JP2019510988A/ja
Priority to US16/092,161 priority patent/US11280889B2/en
Publication of WO2017176070A1 publication Critical patent/WO2017176070A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness

Definitions

  • the present invention relates to a distance measuring sensor assembly and an electronic device having the same, and more particularly, to a distance measuring sensor assembly and an electronic device having the TOF measurement method that improved the accuracy of the distance measurement.
  • Distance measuring sensors are devices that measure the distance between two points.
  • Such a distance measuring sensor includes an ultrasonic distance measuring sensor for measuring distance using ultrasonic waves and an optical distance measuring sensor for measuring distance using a light source.
  • the ultrasonic distance measuring sensor transmits ultrasonic waves toward the object, and then measures the distance of the object by receiving reflected waves reflected from the object.
  • an ultrasonic distance measuring sensor has a problem in that the distance measurement for the object cannot be made when the object is made of a sound absorbing material such as sponge or styrofoam.
  • the optical distance measuring sensor measures the distance between two points using various light sources such as infrared or natural light.
  • the optical distance measuring sensor can be divided into two types according to the measuring method. Specifically, a triangulation method for measuring the distance by calculating the movement of the focal length according to the distance change of the object and TOF (Time Of Flight) measuring method for measuring the distance by calculating the return time after irradiating light toward the object have.
  • a triangulation method for measuring the distance by calculating the movement of the focal length according to the distance change of the object and TOF (Time Of Flight) measuring method for measuring the distance by calculating the return time after irradiating light toward the object have.
  • TOF Time Of Flight
  • 1 is an exemplary view showing an optical distance measuring sensor using a conventional triangulation method.
  • the optical distance measuring sensor 10 using the triangulation method includes a light emitting part 11, a first lens 12, a second lens 13, and a light receiving part 14.
  • the light emitter 11 is configured to irradiate light toward the object T.
  • the light irradiated from the light emitting part 11 passes through the first lens 12 and is then irradiated onto the object T.
  • the light receiving unit 14 is configured to receive light reflected from the object T and returned.
  • the second lens 13 guides the light reflected from the object T to the light receiving unit 14.
  • the optical distance measuring sensor 10 calculates the movement of the focal length to measure the distance of the object T.
  • the optical distance measuring sensor 10 using the triangulation method has a problem in that the structure of the optical system is complicated and vulnerable to disturbance light.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing an optical distance measuring sensor using a conventional TOF measurement method.
  • the optical distance measuring sensor 20 using the TOF measuring method includes a light emitter 21 and a light receiver 22.
  • the optical distance measuring sensor 20 calculates a time for which the light irradiated from the light emitter 21 is reflected from the object T to be guided to the light receiver 22 to measure the distance of the object T.
  • the optical distance measuring sensor 20 using the TOF measuring method can be miniaturized and can be applied to various electronic devices such as a robot cleaner and a refrigerator.
  • the optical distance measuring sensor 20 using the TOF measuring method has a structure in which the light emitting unit 21 and the light receiving unit 22 are arranged adjacent to each other, so that an error occurs frequently during distance measurement.
  • the optical distance measuring sensor 20 when the optical distance measuring sensor 20 is mounted on the robot cleaner, the light emitted from the light emitting unit 21 passes through a viewing window (not shown) that protects the optical distance measuring sensor 20 from the outside. Irradiated with the object (T).
  • the light receiving unit 22 disposed adjacent to the light emitting unit 21 receives the light reflected from the see-through window instead of the light reflected from the object T, thereby causing an error in measuring the distance of the object. Therefore, there is a problem that the accurate distance measurement for the object (T) can not be made.
  • the technical problem of the present invention for solving the above problems is to provide a distance measuring sensor assembly and an electronic device having the same using a TOF measurement method to increase the accuracy of the distance measurement.
  • an embodiment of the present invention a housing; A first lens provided on an upper portion of the housing; A sensor module provided inside the housing and having a light emitting part aligned with the first lens to irradiate light toward an object, and a light receiving part disposed adjacent to the light emitting part; A receiver provided at an upper portion of the housing, spaced apart from the first lens, and receiving light reflected from the object; A second lens provided below the receiver and refracting light introduced from the receiver; And an optical waveguide part coupled to the second lens and guiding the light transmitted from the second lens to the light receiving part.
  • the first lens is made to adjust the divergence angle of the light irradiated from the light emitting portion.
  • the first lens for adjusting the light emitted from the light emitting portion to parallel light
  • an divergence angle adjusting member provided on an upper portion of the light adjusting member and spreading parallel light transmitted from the light adjusting member and adjusting the diverging angle of the light.
  • the top surface of the divergence angle adjusting member is alternately formed with a peak and a valley.
  • At least one or more of the first lens, the second lens, and the optical waveguide part is configured to transmit or reflect only light having a specific wavelength.
  • the second lens is made to be integrally coupled with the receiver.
  • the upper surface of the second lens is inclined upward toward the first lens direction.
  • the second lens is made of a spherical lens or an aspherical lens.
  • the second lens is a cylindrical lens.
  • the inner surface of the optical waveguide portion is made to allow total reflection.
  • the second lens and the optical waveguide unit is configured to focus the light introduced into the receiving unit to the light receiving unit.
  • the optical waveguide part has an outer shape, the body portion formed with a path portion to move the light therein; A first reflection part provided at one side of the body part to reflect light transmitted from the second lens; And a second reflecting part provided at the other side of the body part to face the first reflecting part and transferring the light reflected from the first reflecting part to the light receiving part.
  • the first reflecting portion is provided below the second lens, it is made to reflect the light transmitted from the second lens to the second reflecting portion.
  • the first reflecting portion and the second reflecting portion is formed of a concave cylinder, and each of the focal lines formed from the first reflecting portion and the second reflecting portion are orthogonal to each other at the light receiving portion to focus. Will form.
  • the distance from the first reflecting portion to the second reflecting portion and the distance from the second reflecting portion to the light receiving portion are formed in the relationship of the following equations (1) and (2). . 0.8 x f1 ⁇ d1 + d2 ⁇ 1.2 x f1... (1), 0.8 x f2 < d2 < 1.2 x f2. Equation (2) [focal length of the first reflecting part is f1, focal length of the second reflecting part is f2, d1 from the first reflecting part to the second reflecting part is d1, d2 from the second reflecting part to the light receiving part is d2]
  • the first reflecting portion and the second reflecting portion is formed in the shape of spherical or aspherical.
  • the body portion is narrower from the first reflecting portion toward the second reflecting portion.
  • One embodiment of the present invention provides an electronic device having a distance sensor assembly.
  • the receiver is spaced apart from the first lens by a predetermined distance, thereby preventing light reflected from an object existing within a predetermined distance range from the first lens to be guided to the receiver.
  • the distance sensor assembly when the distance sensor assembly is mounted on the robot cleaner, the distance sensor assembly prevents light reflected from the viewing window from being guided to the receiver as the receiver and the first lens are spaced apart at predetermined intervals.
  • the distance sensor assembly can be made an accurate distance measurement for the object.
  • the second lens and the optical waveguide part are configured to focus the light introduced into the receiver and transmit the light to the light receiver. That is, the second lens and the optical waveguide unit focus the light introduced into the receiver so that the focus of the light introduced into the receiver is formed in the light receiver.
  • the distance sensor assembly can be made an accurate distance measurement for the object.
  • the optical waveguide part includes a first reflecting part and a second reflecting part so that the light flowing into the receiving part can be effectively focused on the light receiving part.
  • the optical waveguide part including the first reflecting part and the second reflecting part is configured to allow total reflection, and the light introduced into the receiving part may be transmitted to the light receiving part with the light loss minimized.
  • the optical waveguide part may be narrower in width toward the second reflecting part based on the first reflecting part, thereby increasing the focusing efficiency of the light transmitted to the light receiving part.
  • 1 is an exemplary view showing an optical distance measuring sensor using a conventional triangulation method.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing an optical distance measuring sensor using a conventional TOF measurement method.
  • FIG 3 is a perspective view of a distance measuring sensor assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic illustration of a distance sensor assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an exemplary view of an optical waveguide part viewed from above according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 6 is an operational state diagram of the distance measuring sensor assembly according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an operating state diagram of a distance measuring sensor assembly according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an operational state diagram of a distance measuring sensor assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an operational state diagram of a distance measuring sensor assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exemplary view schematically showing a cross section of light at each point guided along an optical axis direction according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic illustration of a distance measuring sensor assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a first lens according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view illustrating a first reflecting unit according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an exemplary view illustrating an object measuring apparatus in which a distance measuring sensor assembly according to a fifth exemplary embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 3 is a perspective view of a distance measuring sensor assembly according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic illustration of a distance measuring sensor assembly according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is an exemplary view of the optical waveguide part according to the first embodiment
  • FIG. 6 is an operation state diagram of the distance measuring sensor assembly according to the first embodiment of the present invention.
  • the distance measuring sensor assembly 1000 may include a housing 100, a first lens 200, a sensor module 300, a receiver 400, a second lens 500, and an optical waveguide.
  • the unit 600 is included.
  • the housing 100 forms the exterior of the distance sensor assembly 1000.
  • the sensor module 300, the second lens 500, and the optical waveguide part 600 are provided inside the housing 100, and the housing 100 protects various components provided therein from the outside.
  • the coupling part 110 is provided at both sides of the housing 100, and the coupling part 110 is provided with a coupling hole 111. Therefore, the operator may couple the distance sensor assembly 1000 to various electronic devices by using a coupling member such as a bolt.
  • the housing 100 may be made of various materials such as metal or synthetic resin.
  • the first seating part 120 is formed on the upper surface of the housing 100.
  • the first lens 200 is seated on the first seating part 120, and the first lens 200 is aligned with the light emitting part 310.
  • the alignment configuration of the first lens 200 and the light emitting unit 310 may be aligned based on the first optical axis A1 or mechanical alignment of the first lens 200 and the light emitting unit 310 may be performed. Can be.
  • a light guide hole 130 is formed below the first seating part 120, and the light irradiated from the light emitting part 310 may be guided to the first lens 200 through the light guide hole 130.
  • the light guide hole 130 is configured to block the light emitted from the light emitting unit 310 from being directly transmitted to the light receiving unit 320.
  • the first lens 200 transmits light radiated from the light emitting part 310 in a radial manner and selectively adjusts the divergence angle of light emitted from the light emitting part 310.
  • the first lens 200 may be formed of a spherical lens or an aspherical lens.
  • the first lens 200 selectively adjusts the length ratio of the X length x and the Y length y of the light moving along the direction of the first optical axis A1.
  • the X length x and the Y length y of the light are the cross sections of the light at any point of the first optical axis A1.
  • the light guided from the light emitter 310 to the first lens 200 has a circular cross section with respect to the first optical axis A1.
  • light that passes through the first lens 200 and is irradiated onto the object T may have an elliptical cross section with respect to the first optical axis A1.
  • the light transmitted through the first lens 200 is not necessarily limited to an elliptical cross section with respect to the first optical axis A1, and may be variously changed according to the shape of the first lens 200.
  • the first lens 200 selectively adjusts light irradiated toward the floor on which the robot cleaner is moved. Therefore, the light reflected from the bottom surface on which the robot cleaner is moved can be prevented from entering the receiver 400. Thus, the robot cleaner recognizes the floor surface as an object and blocks in advance a problem in which an operation error occurs.
  • the first lens 200 selectively adjusts the divergence angle of the light emitted from the light emitter 310 and adjusts the sensing range of the object T.
  • the distance measuring sensor assembly 1000 may be mounted on various electronic devices in addition to the robot cleaner, and the electronic device to be described below will be described as an example for the convenience of description.
  • the second mounting portion 140 is spaced apart from the first mounting portion 120 by a predetermined length on the upper surface of the housing 100.
  • the receiver 400 is seated and coupled to the second seating part 140, and the light reflected from the object T may be transmitted to the optical waveguide part 600 through the receiver 400.
  • the receiver 400 is spaced apart from the first lens 200 by a predetermined length, light reflected from an object existing in a predetermined range from the first lens 200 may be prevented from entering the receiver 400.
  • the receiver 400 is disposed in the housing 100 so that light reflected from the viewing window W provided in the robot cleaner does not flow into the receiver 400.
  • the second lens 500 is provided below the receiver 400.
  • the upper surface of the second lens 500 is inclined upward toward the first lens 200. Therefore, the light flowing from the receiver 400 is transmitted to the second lens 500, and is refracted by the optical waveguide part 600 provided under the second lens 500. In this case, the second lens 500 changes only the direction through the refraction of the light but does not focus the light.
  • the second lens 500 may be made to be integrally coupled with the receiver 400, of course.
  • the second lens 500 may selectively transmit only light having a specific wavelength.
  • the second lens 500 may selectively transmit only infrared (Infra-Red).
  • the light emitting unit 310 irradiates infrared rays toward the object T, and the light receiving unit 320 receives only the infrared rays reflected from the object T to measure the distance of the object T.
  • the distance sensor assembly 1000 may be minimized by the disturbance light.
  • the first lens 200 may be configured to selectively transmit only light having a specific wavelength.
  • the optical waveguide unit 600 is a receiver.
  • the light introduced into the receiver 400 may be transmitted to the light receiver 320 in a state where the loss of light is minimized.
  • the optical waveguide unit 600 may be configured to selectively reflect only light having a specific wavelength.
  • the optical waveguide part 600 includes a body part 610, a first reflecting part 620, and a second reflecting part 630.
  • the body 610 forms an outer shape of the optical waveguide part 600, and a path part 611 through which light is moved is formed therein.
  • the inner surface of the body portion 610 is made to allow total reflection.
  • the body portion 610 is made narrower in width from the first reflecting portion 620 to the second reflecting portion 630. Therefore, the optical waveguide part 600 may increase the focusing efficiency of the light guided to the light receiving part 320.
  • the first reflecting portion 620 is provided on one side of the body portion 610.
  • the first reflector 620 is configured to guide the light transmitted from the second lens 500 to the second reflector 630.
  • the first reflector 620 is provided below the second lens 500, and is inclined in the direction in which the sensor module 300 is disposed downward. Therefore, the light transmitted from the second lens 500 to the first reflector 500 may be reflected to the second reflector 630.
  • the second reflector 630 is provided on the other side of the body 610 and is formed to face the first reflector 620.
  • the second reflector 630 guides the light transmitted from the first reflector 620 to the light receiver 320.
  • the first reflector 620 and the second reflector 630 may be formed in various shapes such that the light transmitted from the second lens 500 forms a focus at the light receiver 320.
  • the reflective surface of the first reflective portion 620 may have a spherical shape
  • the reflective surface of the second reflective portion 630 may have a flat surface.
  • the first reflector 620 having a spherical shape focuses the light transmitted from the second lens 500.
  • an optical axis passing through the second lens 500, the first reflecting unit 620, and the second reflecting unit 630 will be described as the second optical axis A2.
  • the first reflector 620 may have a spherical shape such that the light transmitted from the second lens 500 forms a focal point at the light receiver 320.
  • both the first reflector 620 and the second reflector 630 may have a spherical shape.
  • the light transmitted from the second lens 500 is primarily focused on the first reflector 620, and is focused on the second reflector 630, thereby focusing the light on the light receiver 320.
  • the shape of the first reflector 620 and the second reflector 630 may be adjusted to form the same.
  • the first reflector 620 and the second reflector 630 may have an aspherical shape, and the light transmitted from the second lens 500 may be adjusted so that the focus is formed at the light receiver 320.
  • the aspherical surface is generically referred to as a curved surface rather than a spherical surface, and may be a curved surface having an order of two or more orders such as a parabolic surface, a hyperbolic surface, an elliptic surface, and the like.
  • first reflector 620 and the second reflector 630 may be formed such that the light transmitted from the second lens 500 is focused in the light receiver 320 through various shape adjustments.
  • the sensor module 300 includes a light emitting unit 310, a light receiving unit 320, and a base substrate 330.
  • the light emitting unit 310 is aligned with the first lens 200 to irradiate light toward the object T.
  • the light receiver 320 is disposed adjacent to the light emitter 310, and receives the reflected light emitted from the light emitter 310 to the object T to measure the distance of the object T.
  • a base substrate 330 is provided below the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320, and the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 are electrically connected to the base substrate 330.
  • the sensor module 300 may be a sensor module that measures a distance in a TOF manner. That is, the sensor module 300 includes the sensor module 300 through time information at which the light emitter 310 irradiates light toward the object T and time information at which the light receiver 320 receives light reflected from the object T. The distance from the object to the object T is measured.
  • the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 of the sensor module 300 are disposed adjacent to the base substrate 330. This is to prevent a problem that the distance measurement result value of the object T is not provided in real time when the light emitter 310 and the light receiver 320 fall more than a predetermined distance.
  • the distance sensor assembly 1000 may prevent light reflected from an object existing within a predetermined distance range from being guided to the receiver 400 as the receiver 400 is spaced apart from the first lens 200. do. Therefore, the distance sensor assembly 1000 may be accurate distance measurement for the object (T).
  • FIG. 7 is an operating state diagram of the distance measuring sensor assembly according to the second embodiment of the present invention, in which the components denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 3 to 6 have the same functions, respectively. Detailed description thereof will be omitted.
  • the distance sensor assembly 1100 according to the second embodiment includes a second lens 500 ′ as a spherical lens. Therefore, the second lens 500 ′ focuses the light transmitted from the receiver 400.
  • the first reflecting unit 620 and the second reflecting unit 630 are formed in a plane rather than a curved surface, the light focused from the second lens 500 ′ is formed so that the focus is formed at the light receiving unit 320.
  • the first reflector 620 and the second reflector 630 may have a spherical or aspheric shape.
  • the second lens 500 ′ is primarily focused on the light transmitted from the receiver 400, and the first reflector 620 is 2 to the light transmitted from the second lens 500 ′.
  • the vehicle focusing is performed, and the second reflecting unit 630 performs the third focusing on the light transmitted from the first reflecting unit 620.
  • the second lens 500 ′, the first reflecting unit 620, and the second reflecting unit 630 may be configured such that the light transmitted from the receiving unit 400 is focused at the light receiving unit 320.
  • the first reflector 620 and the second reflector 630 may have various shapes in addition to the spherical or aspherical shape, and in this case, the light transmitted from the receiver 400 is focused in the light receiver 320. Is made possible.
  • the second lens 500 ′, the first reflecting unit 620, and the second reflecting unit 630 may be configured such that the light transmitted from the receiving unit 400 is focused at the light receiving unit 320 through various shape adjustments. Is done.
  • the second lens 500 ′ may be formed of an aspherical lens.
  • the focusing of light may be different, but the various shapes of the first reflector 620 and the second reflector 630 may be adjusted.
  • the light transmitted from the receiver 400 is adjusted to form a focal point at the light receiver 320.
  • Table 1 is a result table simulating the Examples and Comparative Examples according to the present invention.
  • the embodiment and the comparative example are experimental data obtained by measuring the number of light introduced into the light receiving unit 320 when the number of light emitted from the light emitting unit 310 is 2 million.
  • Table 1 shows the number of light guided to the light receiving unit 320 while adjusting the distance between the distance sensor assembly and the object T to 10 cm, 20 cm, 30 cm, and 40 cm.
  • Comparative Example is a distance measuring sensor assembly is not provided with an optical waveguide portion
  • Example 1 is a distance measuring sensor assembly 1000 according to a first embodiment of the present invention
  • Example 2 is according to a second embodiment of the present invention Distance measuring sensor assembly 1100.
  • Example 1 and Example 2 As shown in Table 1, it can be seen that in Example 1 and Example 2, the number of light guided to the light receiving unit 320 is larger than that of the comparative example. That is, it turns out that Example 1 and Example 2 are excellent in light reception performance compared with the comparative example.
  • Example 2 has better light receiving performance than Comparative Example and Example 1.
  • FIG. 8 is an operating state diagram of the distance measuring sensor assembly according to the third embodiment of the present invention, in which the components denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 3 to 6 have the same functions, respectively. Detailed description thereof will be omitted.
  • the distance sensor assembly 1200 according to the third embodiment has a second lens 500 ′′ as a cylindrical lens. Is made of.
  • This cylindrical lens is a lens using a cylindrical surface parallel to the axis of the cylinder as a refractive surface.
  • the second lens 500 "collects light incident on the cylindrical surface on a straight line parallel to the cylindrical axis. That is, the second lens 500" may form a focal line. Is done.
  • the second lens 500 ′′ of FIG. 8A is configured such that a focal line is formed in the width direction of the body 610 with respect to the light transmitted through the second lens 500 ′′.
  • the second lens 500 ′′ of b) is configured such that a focal line is formed in the longitudinal direction of the body portion 610 with respect to the light transmitted through the second lens 500 ′′.
  • the direction of the focal line formed from the second lens 500 ′′ may vary according to the arrangement of the second lens 500 ′′.
  • the distance sensor assembly 1200 receives the light transmitted from the receiver 400 through various shapes of the first reflector 620 and the second reflector 630 according to the arrangement of the second lens 500 ′′.
  • the focus is formed at the light receiving unit 320. As described above, the focus is formed on the light receiving unit 320 through the second lens 500 ", the first reflecting unit 620, and the second reflecting unit 630. Will be omitted as described above.
  • FIG. 9 is an operational state diagram of a distance measuring sensor assembly according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 schematically shows a cross-section of light at each point guided along an optical axis direction according to the fourth embodiment of the present invention.
  • Components referred to by the same reference numerals as those shown in Figs. 3 to 6 have the same functions, and detailed descriptions of each of them will be omitted.
  • the first reflector 620 ′ and the second reflector 630 ′ are formed in a concave cylinder.
  • the second lens 500 as in the first embodiment, will be described as an example in which an image surface of the second lens 500 inclines upward toward the first lens 200.
  • the second lens 500 only converts the light through refraction but does not focus the light.
  • the first reflecting portion 620 'and the second reflecting portion 630' are made of concave cylinders, but there is a difference in size. That is, since the body portion 610 becomes narrower from the first reflecting portion 620 'to the second reflecting portion 630', the width of the first reflecting portion 620 'and the second reflecting portion 630' is reduced. The size is different.
  • each of the focal lines formed from the first reflecting unit 620 'and the second reflecting unit 630' is formed in the light receiving unit 320, but the first reflecting unit 620 'and the second reflecting unit are formed.
  • Each focal line formed from 630 ′ is made to be orthogonal to each other at the light receiving unit 320. Accordingly, the light reflected from the first reflector 620 ′ and the second reflector 630 ′ may be focused at the light receiver 320.
  • the length of the focal line formed in the light receiving part 320 by the first reflecting part 620 ′ is gradually reduced since the length of the focal line is passed through the second reflecting part 630 ′ so that the focus is received in the light receiving part 320. Is formed.
  • a shape change of light moved along the second optical axis A2 will be described with reference to FIG. 10.
  • the cross section of the light at the first point P1 of the second optical axis A2 positioned between the second lens 500 and the first reflecting portion 620 ' is the first X length x1 and the first Y. It has a length y1.
  • the cross section of the light at the second point P2 positioned between the first reflecting portion 620 'and the second reflecting portion 630' has a second X length x2 and a second Y length y2.
  • the length of the second Y length y2 becomes shorter than that of the first Y length y1, and the first X length x1 and the second X length x2 have no change in length. That is, the light reflected from the first reflector 620 'is focused along the second optical axis A2 only for the Y length. The light reflected from the first reflector 620 'is focused only on the Y length until it is directed to the light receiver 320.
  • the cross section of the light at the third point P3 positioned between the second reflector 630 ′ and the light receiver 320 has a third X length x3 and a third Y length y3.
  • the length of the third X length x3 is shorter than that of the second X length x2.
  • the light reflected from the second reflector 630 ′ is focused along the second optical axis A2 only for the X length.
  • the third Y length y3 is shorter in length than the second Y length y2.
  • the reason why the third Y length y3 is shorter than the second Y length y2 is because focusing is performed by the first reflecting part 620 '.
  • the light guided from the second reflector 630 ′ to the light receiver 320 is reduced along with the X length and the Y length of the light, thereby forming a focal point at the light receiver 320.
  • the distance measuring sensor assembly 1300 includes Equations (1) and (2) below.
  • the focal length of the first reflector is f1
  • the focal length of the second reflector is f2
  • the distance from the first reflector to the second reflector is d1
  • the distance from the second reflector to the light receiver is d2
  • the light reflected by the first reflecting unit 620 'and the second reflecting unit 630' is focused so that the focus is formed at the light receiving unit 320.
  • the amount of light focused on the light receiving unit 320 and the light density are increased, so that the accuracy of the distance measuring sensor assembly 1300 may be improved.
  • the distance measuring sensor assembly 1300 consists of the following equations (3) and (4).
  • the focal length of the first reflector is f1
  • the focal length of the second reflector is f2
  • the distance from the first reflector to the second reflector is d1
  • the distance from the second reflector to the light receiver is d2
  • the distance measuring sensor assembly 1300 consists of the following equations (5) and (6).
  • the focal length of the first reflector is f1
  • the focal length of the second reflector is f2
  • the distance from the first reflector to the second reflector is d1
  • the distance from the second reflector to the light receiver is d2
  • the light reflected by the first reflector 620 ′ and the second reflector 630 ′ is focused at the light receiver 320 as a focal point. Therefore, the light collecting power of the optical waveguide part 600 including the first reflecting part 620 'and the second reflecting part 630' is maximized, so that the accuracy of the distance measuring sensor assembly 1300 may be improved.
  • Table 2 is a result table for simulating the fourth example and comparative example according to the present invention.
  • Table 2 is experimental data obtained by measuring the number of light introduced into the light receiving unit 320 in a state in which the number of light emitted from the light emitting unit 310 is set to 2 million.
  • the comparative example is a distance measuring sensor assembly without the optical waveguide part, and the embodiment is the distance measuring sensor assembly 1300 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the distance sensor assembly 1300 according to the fourth embodiment corresponds to 300% of the comparative example. It can be seen that the number of light is transmitted to the light receiving unit 320.
  • the distance measuring sensor assembly 1300 according to the fourth embodiment is 266.7% of the light to the light receiver 320 in comparison with the comparative example. You can see that it was delivered.
  • the distance measuring sensor assembly 1300 according to the fourth embodiment can be seen that the accuracy of the distance measurement is higher even if the distance from the distance measuring sensor assembly 1300 to the object T is farther than the comparative example. .
  • FIG. 11 is a schematic illustration of a distance sensor assembly according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a perspective view of a first lens according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a fifth of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating a first reflecting unit according to an exemplary embodiment
  • FIG. 14 is a simulation illustrating light flowing into a receiving unit according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those shown in FIGS. Configurations referred to by have the same function, detailed description of each of them will be omitted.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 according to the fifth embodiment is an example in which the first lens 200 ′ is more specific.
  • the first lens 200 ′ includes a light adjusting member 210 and a diverging angle adjusting member 220.
  • the light adjusting member 210 is provided below the first lens 200 ′. As such, the light adjusting member 210 adjusts the light spreading from the light emitting part 310 to a predetermined angle range to parallel light.
  • the light adjusting member 210 may be a collimator.
  • the divergence angle adjusting member 220 is provided on the upper portion of the light adjusting member 210.
  • the divergence angle adjusting member 220 spreads the light irradiated with the parallel light in a predetermined angle range. Specifically, mountains and valleys are alternately formed on the upper surface of the divergence angle adjusting member 220, so that the light irradiated with the parallel light is transmitted while passing through the diverging angle adjusting member 220.
  • the light irradiated toward the object T can spread only to the X length x of the light in a state in which the Y length y of the light is limited by the divergence angle adjusting member 220.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 illuminates bright light in the required divergence angle range.
  • the distance sensor assembly 1400 may be accurate distance measurement for the object (T).
  • the distance measuring sensor assembly 1400 according to the fifth exemplary embodiment will be described as an example in which the first reflective part 620 ′′ having a concave cylindrical shape is provided.
  • FIG. 13A illustrates that the curved angle of the first reflecting portion 620 ′′ is 12 °
  • FIG. 13B illustrates that the curved angle of the first reflecting portion 620 ′′ is 6 °. That is, in the process of irradiating the same light toward the object T, the inflow angle of the light reflected from the object T and introduced into the receiver 400 varies according to the curved angle of the first reflector 620 ′′.
  • FIG. 14 is a simulation showing light entering the receiver 400 according to the curved angle of the first reflector 620 ′′.
  • FIG. 14A illustrates a curved angle of 12 ° of the first reflector 620 ′′.
  • 14 (b) shows that the curved angle of the first reflector 620 ′′ is 6 °.
  • the object T is compared with the case where the curved angle of the first reflecting portion 620 ′′ is formed at 12 °. It can be seen that the inflow angle of the light reflected from the light flowing into the receiver 400 is large. As such, the inflow angle of the light flowing into the receiver 400 may be selectively adjusted by the curved angle of the first reflector 620 ′′.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 is configured to measure the distance of the object T existing in the wide angle range by adjusting the curved angle of the first reflector 620 ′′, or a wide-angle module form or a distant object ( It may be manufactured in the form of a remote module configured to measure the distance of T. That is, the distance measuring sensor assembly 1400 may be manufactured in the form of a wide angle module or a remote module depending on the purpose of use.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 may be applied to an area to be measured by adjusting the shape of the second lens 500, the second reflecting part 630, and the optical waveguide part 600 in addition to the first reflecting part 620 ′′.
  • field of view (FOV) adjustment may be made.
  • FIG. 15 is an exemplary view illustrating an object measuring apparatus in which a distance measuring sensor assembly according to a fifth exemplary embodiment of the present invention is installed.
  • the object measuring apparatus 800 includes a measurement target installation unit 810, a target placement unit 820, and a target unit 830.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 is installed in the measurement target installation unit 810.
  • the light emitting unit 310 of the distance measuring sensor assembly 1400 is disposed to be aligned with the reference line L, which is the center direction of the object measuring device 800.
  • the target placement unit 820 is spaced apart from the measurement target installation unit 810 by a predetermined distance.
  • the target placement unit 820 may be spaced apart from the measurement target installation unit 810 at various distances such as 10 cm, 20 cm, 30 cm, and 40 cm.
  • the target placement unit 820 may form a predetermined angle range in the clockwise or counterclockwise direction with respect to the reference line (L).
  • the target placement unit 820 may form an angle range of -30 ° to 30 ° based on the reference line (L).
  • the angle range of the target placement unit 820 is not necessarily limited to the angle range of -30 ° ⁇ 30 °, of course, can achieve a variety of angle range.
  • the target portion 830 is made to be detachable with the target placement portion 820.
  • the target unit 830 may be installed at various positions of the target placement unit 820.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 recognizes the target portion 830 installed at various positions of the target placement portion 820 as the object T and measures the distance of the target portion 830. Accordingly, the user may grasp the measurable position and distance information of the distance measuring sensor assembly 1400 by changing the position of the target unit 830.
  • the target portion 830 is disposed in the position to be measured.
  • the position of the target part 830 in FIG. 15 is 30 cm away from the measurement target installation part 810, and becomes an angle point of 20 degrees.
  • the amount of light reflected by the target unit 830 and received by the light receiving unit 320 through the operation of the distance measuring sensor assembly 1400 is measured.
  • Table 3 is a result table of the light quantity values measured in the distance measuring sensor assembly according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Table 3 shows a distance measuring sensor assembly 1400 having a curved angle of 6 ° having a curved angle of the first reflecting portion 620 "and a remote module having a curved angle of 12 ° having a curved angle of the first reflecting portion 620". Experimental results of the distance measuring sensor assembly 1400 of the.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 does not measure an accurate distance with respect to the object T at the corresponding position.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 in the form of a wide-angle module was measured for the amount of light of 1 mW / s or more in the angle range of the divergent angle of -20 ° ⁇ 20 °. That is, the distance measuring sensor assembly 1400 in the form of a wide angle module is separated from the distance measuring sensor assembly 1400 by 20 cm to 30 cm, and is accurate to the object T present in the angle range of the diverging angle of -20 ° to 20 °. It can be seen that the distance measurement is made.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 in the form of a remote module is 20cm away from the distance measuring sensor assembly 1400, and accurate distance measurement is not performed with respect to an object T present at diverging angles of -20 ° and 20 °. I can see that it does not.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 in the form of a remote module is 30cm away from the distance measuring sensor assembly 1400, and the angle range of the divergence angle is -20 ° to -15 ° and the angle of the divergence angle of 15 ° to 20 °. It can be seen that an accurate distance measurement is not made even for the object T present in the range.
  • the distance measuring sensor assembly 1400 of the far-field module type is measured in the light receiving unit 320 than the distance measuring sensor assembly 1400 of the wide-angle module type with respect to the center direction where the angle range of the divergence angle is -5 ° to 5 °. It can be seen that the value is higher. Therefore, the distance measuring sensor assembly 1400 in the form of a remote module is effective for measuring the distance of the object T far away from the distance measuring sensor assembly 1400.
  • the distance sensor assembly may be applied to various electronic devices such as a robot cleaner, a refrigerator, a drone, and the like.
  • the above-described distance measuring sensor assembly of the present invention is merely one preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited by the description range of this embodiment.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는 하우징; 상기 하우징의 상부에 구비되는 제1 렌즈; 상기 하우징의 내부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 얼라인을 이루며 대상물을 향해 광을 조사하는 발광부와, 상기 발광부와 이웃하게 배치되는 수광부를 갖는 센서 모듈; 상기 하우징의 상부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 대상물로부터 반사되는 광이 유입되는 수신부; 상기 수신부의 하부에 구비되며 상기 수신부로부터 유입된 광을 굴절시키는 제2 렌즈; 및 상기 제2 렌즈와 결합되며 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 상기 수광부로 안내하는 광도파로부를 포함하는 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기를 제공한다.

Description

거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기
본 발명은 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거리 측정의 정확성을 높인 TOF 측정법이 이용된 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기에 관한 것이다.
거리 측정 센서는 2지점 간의 거리를 측정하는 기기이다.
이러한 거리 측정 센서는 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 초음파식 거리 측정 센서와 광원을 이용하여 거리를 측정하는 광학식 거리 측정 센서가 있다.
먼저, 초음파식 거리 측정 센서는 대상물을 향해 초음파를 송신한 후, 대상물로부터 반사되는 반사파의 수신을 통해 대상물의 거리를 측정하게 된다. 그러나 이러한 초음파식 거리 측정 센서는 대상물이 스펀지나 스치로폼 같은 흡음재로 이루어진 경우, 대상물에 대한 거리 측정이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
다음으로 광학식 거리 측정 센서는 적외선 또는 자연광 등의 다양한 광원을 이용하여 2지점 간의 거리를 측정하게 된다.
이러한 광학식 거리 측정 센서는 측정 방법에 따라 크게 2가지로 나뉠 수 있다. 구체적으로, 대상물의 거리 변화에 따른 초점거리의 이동을 계산하여 거리를 측정하는 삼각 측정법과 대상물을 향해 광을 조사한 후 반사되어 돌아오는 시간을 계산하여 거리를 측정하는 TOF(Time Of Flight) 측정법이 있다.
도 1은 종래의 삼각 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서를 보여주는 예시도이다.
도 1을 참고하면, 삼각 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서(10)는 발광부(11), 제1 렌즈(12), 제2 렌즈(13) 및 수광부(14)를 포함한다.
발광부(11)는 대상물(T)을 향해 광을 조사하도록 이루어진다. 이러한 발광부(11)로부터 조사되는 광은 제1 렌즈(12)를 투과한 후, 대상물(T)로 조사된다.
수광부(14)는 대상물(T)로부터 반사되어 되돌아오는 광을 받아들이도록 이루어진다. 이때, 제2 렌즈(13)는 대상물(T)로부터 반사되는 광을 수광부(14)로 안내하게 된다.
여기서 발광부(11)와 대상물(T) 간에 거리 변동이 이루어지면, 제2 렌즈(13)로 안내되는 광의 경로는 달라지게 되고, 그에 따른 초점거리가 이동하게 된다. 이와 같이, 광학식 거리 측정 센서(10)는 초점거리의 이동을 계산하여 대상물(T)의 거리를 측정한다.
그러나 이러한 삼각 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서(10)는 광학 시스템의 구조가 복잡하고, 외란광에 취약한 문제가 있다.
도 2는 종래의 TOF 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서를 보여주는 예시도이다.
도 2를 참고하면, TOF 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서(20)는 발광부(21)와 수광부(22)를 포함한다. 이러한 광학식 거리 측정 센서(20)는 발광부(21)로부터 조사된 광이 대상물(T)로부터 반사되어 수광부(22)로 안내되는 시간을 계산하여 대상물(T)의 거리를 측정하게 된다.
이와 같은, TOF 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서(20)는 소형화가 가능하여 로봇 청소기, 냉장고 등의 다양한 전자기기에 적용 가능하다.
그러나 TOF 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서(20)는 발광부(21)와 수광부(22)가 이웃하게 배치된 구조로, 거리 측정시 오류가 자주 발생되는 문제가 있다.
예를 들어, 로봇 청소기에 광학식 거리 측정 센서(20)가 장착된 경우, 발광부(21)로부터 조사된 광은 광학식 거리 측정 센서(20)를 외부로부터 보호하는 투시창(미도시)을 투과한 후 대상물(T)로 조사된다. 그러나 발광부(21)와 이웃하게 배치된 수광부(22)는 대상물(T)로부터 반사된 광이 아닌 투시창으로부터 반사되는 광을 받아들이게 되어 대상물의 거리 측정시 오류가 발생되는 문제가 있다. 따라서, 대상물(T)에 대한 정확한 거리 측정이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 거리 측정의 정확성을 높인 TOF 측정법이 이용된 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 하우징; 상기 하우징의 상부에 구비되는 제1 렌즈; 상기 하우징의 내부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 얼라인을 이루며 대상물을 향해 광을 조사하는 발광부와, 상기 발광부와 이웃하게 배치되는 수광부를 갖는 센서 모듈; 상기 하우징의 상부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 대상물로부터 반사되는 광이 유입되는 수신부; 상기 수신부의 하부에 구비되며 상기 수신부로부터 유입된 광을 굴절시키는 제2 렌즈; 및 상기 제2 렌즈와 결합되며 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 상기 수광부로 안내하는 광도파로부를 포함하는 거리 측정 센서 조립체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈는 상기 발광부로부터 조사되는 광의 발산각을 조정하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈는, 상기 발광부로부터 조사된 광을 평행광으로 조정하는 광 조절부재; 및 상기 광 조절부재의 상부에 구비되며, 상기 광 조절부재로부터 전달되는 평행광을 퍼트리며 광의 발산각을 조정하는 발산각 조절부재를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발산각 조절부재의 상면은 산과 골이 교대로 형성된다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 광도파로부 중 적어도 하나 이상은 특정 파장의 광만을 투과 또는 반사시키도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈는 상기 수신부와 일체로 결합되도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈의 상면은 상기 제1 렌즈 방향으로 갈수록 상방으로 경사를 이루게 된다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈는 원기둥 렌즈로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광도파로부의 내측면은 전반사(total reflection)가 가능하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈와 광도파로부는 상기 수신부로 유입된 광을 상기 수광부에 집속(focusing)하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광도파로부는, 외형을 이루며, 내부에는 광이 이동되는 경로부가 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 일측에 구비되며, 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 반사시키는 제1 반사부; 및 상기 몸체부의 타측에 구비되며, 상기 제1 반사부와 마주보도록 이루어져 상기 제1 반사부로부터 반사된 광을 상기 수광부로 전달하는 제2 반사부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 반사부는 상기 제2 렌즈의 하부에 구비되되, 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 상기 제2 반사부로 반사시키도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 반사부와 제2 반사부는 오목한 원기둥으로 이루어지고, 상기 제1 반사부와 제2 반사부로부터 형성되는 각각의 초점선은 상기 수광부에서 서로 직교되어 초점을 형성하게 된다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 반사부로부터 상기 제2 반사부까지의 거리와 상기 제2 반사부로부터 상기 수광부까지의 거리는 하기의 식(1) 및 식(2)의 관계로 이루어진다. 0.8×f1 ≤ d1+d2 ≤ 1.2×f1 … 식(1), 0.8×f2 ≤ d2 ≤ 1.2×f2 … 식(2) [ 제1 반사부의 초점거리는 f1, 제 2 반사부의 초점거리는 f2, 제1 반사부로부터 제2 반사부까지의 거리는 d1, 제2 반사부로부터 수광부까지의 거리는 d2 ]
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 반사부와 제2 반사부는 구면 또는 비구면의 형상으로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 몸체부는 상기 제1 반사부로부터 상기 제2 반사부로 갈수록 폭이 좁아진다.
본 발명의 일실시예는 거리 측정 센서 조립체가 구비된 전자기기를 제공한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 수신부는 제1 렌즈로부터 미리 정해진 거리로 이격되어, 제1 렌즈로부터 미리 정해진 거리 범위 내에 존재하는 물체로부터 반사되는 광이 수신부로 안내되는 것을 방지하게 된다.
예로, 거리 측정 센서 조립체가 로봇 청소기에 장착된 경우, 거리 측정 센서 조립체는 수신부와 제1 렌즈가 미리 정해진 간격으로 이격 배치됨에 따라 투시창으로부터 반사되는 광이 수신부로 안내되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 거리 측정 센서 조립체는 대상물에 대한 정확한 거리 측정이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 렌즈와 광도파로부는 수신부로 유입된 광을 집속하여 수광부로 전달하도록 이루어진다. 즉, 제2 렌즈와 광도파로부는 수신부로 유입된 광의 초점이 수광부에 형성되도록 수신부로 유입된 광을 집속하게 된다. 따라서, 거리 측정 센서 조립체는 대상물에 대한 정확한 거리 측정이 이루어질 수 있다. 여기서 광도파로부에는 제1 반사부와 제2 반사부가 구비되어 수신부로 유입된 광은 수광부에 효과적으로 집속될 수 있다.
또한, 제1 반사부와 제2 반사부가 구비된 광도파로부는 전반사가 가능하도록 이루어져, 수신부로 유입된 광은 광 손실이 최소화된 상태로 수광부로 전달될 수 있다. 그리고 광도파로부는 제1 반사부를 기준으로 제2 반사부로 갈수록 폭이 좁아지도록 이루어져 수광부로 전달되는 광의 집속 효율을 높일 수 있다. 따라서, 거리 측정 센서 조립체는 대상물에 대한 정확한 거리 측정이 이루어질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 삼각 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서를 보여주는 예시도이다.
도 2는 종래의 TOF 측정법이 이용된 광학식 거리 측정 센서를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 개략적인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광도파로부를 상부에서 바라본 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광축 방향을 따라 안내되는 각 지점에서의 광의 횡단면을 개략적으로 보여주는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 개략적인 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 반사부를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수신부로 유입되는 광을 보여주는 시뮬레이션이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체가 설치된 대상물 측정 장치를 보여주는 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 개략적인 예시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광도파로부를 상부에서 바라본 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이다.
도 3 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 거리 측정 센서 조립체(1000)는 하우징(100), 제1 렌즈(200), 센서 모듈(300), 수신부(400), 제2 렌즈(500) 및 광도파로부(600)를 포함한다.
하우징(100)은 거리 측정 센서 조립체(1000)의 외형을 이룬다. 이러한 하우징(100)의 내부에는 센서 모듈(300), 제2 렌즈(500) 및 광도파로부(600)가 구비되며, 하우징(100)은 내부에 구비된 다양한 구성들을 외부로부터 보호하게 된다.
이러한 하우징(100)의 양측에는 결합부(110)가 구비되며, 결합부(110)에는 결합홀(111)이 형성된다. 따라서, 작업자는 볼트 등의 결합부재를 이용하여 거리 측정 센서 조립체(1000)를 다양한 전자기기에 결합할 수 있다. 이와 같은, 하우징(100)은 금속 또는 합성수지 등 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
이러한 하우징(100)의 상면에는 제1 안착부(120)가 형성된다.
제1 안착부(120)에는 제1 렌즈(200)가 안착되며, 제1 렌즈(200)는 발광부(310)와 얼라인(align)을 이루게 된다. 여기서, 제1 렌즈(200)와 발광부(310)의 얼라인 구성은, 제1 광축(A1)을 기준으로 얼라인되거나 제1 렌즈(200)와 발광부(310)의 기구적인 얼라인이 될 수 있다.
그리고 제1 안착부(120)의 하부에는 광안내홀(130)이 형성되어 발광부(310)로부터 조사된 광은 광안내홀(130)을 통해 제1 렌즈(200)로 안내될 수 있다. 이때, 광안내홀(130)은 발광부(310)로부터 조사된 광이 수광부(320)로 직접 전달되는 것을 차단하도록 이루어진다.
한편, 제1 렌즈(200)는 발광부(310)로부터 방사형으로 조사되는 광을 투과함과 동시에 발광부(310)로부터 조사되는 광의 발산각을 선택적으로 조절하도록 이루어진다. 이러한 제1 렌즈(200)는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어질 수 있다.
이와 같은, 제1 렌즈(200)는 제1 광축(A1) 방향을 따라 이동되는 광의 X길이(x)와 Y길이(y)의 길이비를 선택적으로 조절하게 된다. 여기서 광의 X길이(x)와 Y길이(y)는 제1 광축(A1)의 임의의 지점에서의 광의 횡단면이다.
예를 들어, 발광부(310)로부터 제1 렌즈(200)로 안내되는 광은 제1 광축(A1)에 대한 횡단면이 원형(circle)을 이루게 된다. 그러나 제1 렌즈(200)를 투과한 후 대상물(T)로 조사되는 광은 제1 광축(A1)에 대한 횡단면이 타원형(ellipse)을 이룰 수 있다. 여기서, 제1 렌즈(200)를 투과한 광은 제1 광축(A1)에 대한 횡단면이 반드시 타원형으로 한정되지 않으며, 제1 렌즈(200)의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 물론이다.
이러한 거리 측정 센서 조립체(1000)가 로봇 청소기에 장착될 경우, 제1 렌즈(200)는 로봇 청소기가 이동되는 바닥면을 향해 조사되는 광을 선택적으로 조절하게 된다. 따라서, 로봇 청소기가 이동되는 바닥면으로부터 반사되는 광이 수신부(400)로 유입되는 것이 방지될 수 있다. 이에, 로봇 청소기가 바닥면을 대상물로 인식하여 작동 오류가 발생되는 문제를 사전에 차단하게 된다.
이와 같이, 제1 렌즈(200)는 발광부(310)로부터 조사되는 광의 발산각을 선택적으로 조절하며 대상물(T)의 센싱 범위를 조절하게 된다.
여기서 거리 측정 센서 조립체(1000)는 로봇 청소기 이외에 다양한 전자기기에 장착될 수 있으며, 설명의 편의를 위해 후술될 전자기기는 로봇 청소기를 일예로 설명하기로 한다.
한편, 하우징(100)의 상면에는 제1 안착부(120)로부터 미리 정해진 길이로 이격된 제2 안착부(140)가 형성된다. 이러한 제2 안착부(140)에는 수신부(400)가 안착 결합되어, 대상물(T)로부터 반사된 광은 수신부(400)를 통해 광도파로부(600)로 전달될 수 있다.
여기서 수신부(400)는 제1 렌즈(200)로부터 미리 정해진 길이로 이격됨에 따라 제1 렌즈(200)로부터 일정 범위에 존재하는 물체로부터 반사되는 광이 수신부(400)로 유입되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들면, 수신부(400)는 로봇 청소기에 구비된 투시창(W)으로부터 반사되는 광이 수신부(400)로 유입되지 않도록 하우징(100)에 배치된다.
제2 렌즈(500)는 수신부(400)의 하부에 구비된다.
그리고 제2 렌즈(500)의 상면은 제1 렌즈(200) 방향으로 갈수록 상방으로 경사를 이루게 된다. 따라서, 수신부(400)로부터 유입된 광은 제2 렌즈(500)로 투과되되, 제2 렌즈(500)의 하부에 구비된 광도파로부(600)로 굴절된다. 여기서 제2 렌즈(500)는 광의 굴절을 통해 방향만 전환시킬 뿐 광을 집속시키지는 않도록 이루어진다. 이러한 제2 렌즈(500)는 수신부(400)와 일체로 결합되도록 이루어질 수도 있음은 물론이다.
여기서 제2 렌즈(500)는 특정 파장의 광만을 선택적으로 투과시킬 수도 있다. 예로, 제2 렌즈(500)는 적외선(IR, Infra-Red)만을 선택적으로 투과시킬 수도 있다. 이 경우, 발광부(310)는 대상물(T)을 향해 적외선을 조사하고, 수광부(320)는 대상물(T)로부터 반사된 적외선만을 수광하여 대상물(T)의 거리를 측정하게 된다. 이러한 경우, 거리 측정 센서 조립체(1000)는 외란 광에 의한 영향이 최소화될 수 있다. 그리고 제1 렌즈(200)도 제2 렌즈(500)와 같이 특정 파장의 광만을 선택적으로 투과시키도록 이루어질 수도 있다.
한편, 광도파로부(600)의 일단부는 제2 렌즈(500)와 결합되며, 광도파로부(600)의 내측면은 전반사가 가능하도록 이루어진다. 여기서 전반사(total reflection)는 굴절률이 큰 매질로부터 굴절률이 작은 매질로 광이 진행할 때, 입사각이 임계각보다 클 경우, 경계면에서 100% 반사가 이루어지는 것을 의미하며, 이와 같이 광도파로부(600)는 수신부(400)를 통해 유입된 광에 대한 전반사가 가능하도록 이루어짐에 따라 수신부(400)로 유입된 광은 광의 손실이 최소화된 상태로 수광부(320)로 전달될 수 있다. 이때, 광도파로부(600)는 특정 파장의 광만을 선택적으로 반사시키도록 이루어질 수도 있음은 물론이다.
이러한 광도파로부(600)는 몸체부(610), 제1 반사부(620) 및 제2 반사부(630)를 포함한다. 몸체부(610)는 광도파로부(600)의 외형을 이루며, 내부에는 광이 이동되는 경로부(611)가 형성된다. 여기서 몸체부(610)의 내측면은 전반사가 가능하도록 이루어진다.
그리고 몸체부(610)는 제1 반사부(620)로부터 제2 반사부(630)로 갈수록 폭이 좁아지도록 이루어진다. 따라서, 광도파로부(600)는 수광부(320)로 안내되는 광의 집속 효율을 높일 수 있다.
제1 반사부(620)는 몸체부(610)의 일측에 구비된다. 이러한 제1 반사부(620)는 제2 렌즈(500)로부터 전달된 광을 제2 반사부(630)로 안내하도록 이루어진다. 이때, 제1 반사부(620)는 제2 렌즈(500)의 하측에 구비되되, 하방으로 갈수록 센서 모듈(300)이 배치된 방향으로 경사를 이루게 된다. 따라서, 제2 렌즈(500)로부터 제1 반사부(500)로 전달된 광은 제2 반사부(630)로 반사될 수 있다.
제2 반사부(630)는 몸체부(610)의 타측에 구비되며, 제1 반사부(620)와 마주보도록 이루어진다. 이러한 제2 반사부(630)는 제1 반사부(620)로부터 전달된 광을 수광부(320)로 안내하게 된다.
여기서 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 제2 렌즈(500)로부터 전달된 광이 수광부(320)에서 초점(focus)을 형성하도록 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사부(620)의 반사면은 구면의 형상으로 이루어지고, 제2 반사부(630)의 반사면은 평면으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 구면의 형상으로 이루어진 제1 반사부(620)는 제2 렌즈(500)로부터 전달되는 광을 집속시키게 된다. 이후로, 설명의 편의를 위해 제2 렌즈(500), 제1 반사부(620) 및 제2 반사부(630)를 경유하는 광축을 제2 광축(A2)으로 설명하기로 한다.
이와 같이, 제1 반사부(620)는 제2 렌즈(500)로부터 전달되는 광이 수광부(320)에서 초점을 형성하도록 구면의 형상으로 이루어질 수 있다.
또는, 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 모두 구면의 형상으로 이루어질 수도 있다. 이 경우에는 제2 렌즈(500)로부터 전달되는 광은 제1 반사부(620)에서 1차 집속이 이루어지고, 제2 반사부(630)에서 2차 집속이 이루어져, 수광부(320)에서 광의 초점이 형성되도록 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 형상이 조절이 이루어질 수 있다.
이외에도 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 비구면의 형상으로 이루어져 제2 렌즈(500)로부터 전달되는 광이 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 조정될 수도 있다. 여기서 비구면은 구면이 아닌 곡면을 총칭하는 것으로서, 포물면, 쌍곡면, 타원면 등의 차수가 2차 이상인 곡면이 될 수 있다.
이 밖에도 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 다양한 형상 조정을 통해 제2 렌즈(500)로부터 전달되는 광이 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 이루어질 수 있음은 물론이다.
한편, 센서 모듈(300)은 발광부(310), 수광부(320) 및 베이스 기판(330)을 포함한다.
발광부(310)는 제1 렌즈(200)와 얼라인을 이루며 대상물(T)을 향해 광을 조사하도록 이루어진다.
수광부(320)는 발광부(310)와 이웃하게 배치되며, 발광부(310)로부터 대상물(T)로 조사된 반사광을 받아들여 대상물(T)의 거리를 측정하게 된다. 이러한 발광부(310)와 수광부(320)의 하부에는 베이스 기판(330)이 구비되고, 발광부(310)와 수광부(320)는 베이스 기판(330)과 전기적으로 연결된다.
이와 같은, 센서 모듈(300)은 TOF 방식으로 거리를 측정하는 센서 모듈일 수 있다. 즉, 센서 모듈(300)은 발광부(310)가 대상물(T)을 향해 광을 조사한 시간과 수광부(320)가 대상물(T)로부터 반사되는 광을 수광한 시간 정보를 통해 센서 모듈(300)로부터 대상물(T)까지의 거리를 측정하게 된다.
이러한 센서 모듈(300)에 구비된 발광부(310)와 수광부(320)는 베이스 기판(330) 상에 이웃하게 배치된다. 이는, 발광부(310)와 수광부(320)가 일정 거리 이상 떨어질 경우, 대상물(T)의 거리 측정 결과값이 실시간으로 제공되지 못하는 문제를 방지하기 위함이다.
이와 같이, 거리 측정 센서 조립체(1000)는 수신부(400)가 제1 렌즈(200)로부터 이격 형성됨에 따라 미리 정해진 거리 범위 내에 존재하는 물체로부터 반사되는 광이 수신부(400)로 안내되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 거리 측정 센서 조립체(1000)는 대상물(T)에 대한 정확한 거리 측정이 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도로, 도 3 내지 도 6에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에서 보는 바와 같이, 제2 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1100)는 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1000)와 달리 제2 렌즈(500')가 구면 렌즈로 이루어진다. 따라서, 제2 렌즈(500')는 수신부(400)로부터 전달된 광을 집속하게 된다.
이때, 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)가 곡면이 아닌 평면으로 이루어진 경우, 제2 렌즈(500')로부터 집속된 광은 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 이루어진다.
이와 달리, 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)는 구면 또는 비구면의 형상으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 제2 렌즈(500')는 수신부(400)로부터 전달되는 광에 대해 1차 집속이 이루어지고, 제1 반사부(620)는 제2 렌즈(500')로부터 전달되는 광에 대해 2차 집속이 이루어지며, 제2 반사부(630)는 제1 반사부(620)로부터 전달되는 광에 대해 3차 집속이 이루어지게 된다.
이때, 제2 렌즈(500'), 제1 반사부(620) 및 제2 반사부(630)는 수신부(400)로부터 전달된 광이 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 이루어진다.
이러한 제1 반사부(620) 및 제2 반사부(630)는 구면 또는 비구면의 형상 이외에 다양한 형상을 이룰 수 있으며, 이 경우에도 수신부(400)로부터 전달된 광은 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 이루어진다.
이와 같이, 제2 렌즈(500'), 제1 반사부(620) 및 제2 반사부(630)는 다양한 형상 조절을 통해 수신부(400)로부터 전달된 광이 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 이루어진다.
또한, 거리 측정 센서 조립체(1100)는 제2 렌즈(500')가 비구면 렌즈로 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 비구면으로 이루어진 제2 렌즈는 구면으로 이루어진 제2 렌즈(500')와 비교할 때, 광의 집속이 달라질 수 있으나, 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)의 다양한 형상 조절을 통해 수신부(400)로부터 전달된 광이 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 조정된다.
표 1은 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 시뮬레이션한 결과표이다.
Figure PCTKR2017003776-appb-T000001
여기서 실시예와 비교예는 발광부(310)로부터 조사되는 광의 개수가 200 만개인 경우, 수광부(320)로 유입된 광의 개수를 측정한 실험 데이터이다.
이러한 표 1은 거리 측정 센서 조립체와 대상물(T)의 거리를 10cm, 20cm, 30cm 및 40cm로 조절한 상태에서 수광부(320)로 안내되는 광의 개수를 나타낸 것이다.
비교예는 광도파로부가 구비되지 않은 거리 측정 센서 조립체이고, 실시예 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1000)이며, 실시예 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1100)이다.
표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2는 비교예에 비해 수광부(320)로 안내되는 광의 개수가 많은 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 1과 실시예 2는 비교예에 비해 수광 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 거리 측정 센서 조립체로부터 대상물(T)까지의 거리가 20cm를 초과하는 경우, 실시예 2는 비교예 및 실시예 1보다 수광 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도로, 도 3 내지 도 6에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8에서 보는 바와 같이, 제3 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1200)는 제1 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1000)와 달리 제2 렌즈(500")가 원기둥 렌즈(cylindrical lens)로 이루어진다.
이러한 원기둥 렌즈는 원기둥의 축에 평행한 원기둥면을 굴절면으로 이용한 렌즈이다. 이와 같이, 제2 렌즈(500")는 원기둥면으로 입사된 광을 원기둥축에 평행한 직선상에 광을 모으게 된다. 즉, 제2 렌즈(500")는 초점선(focal line)을 형성하도록 이루어진다.
도 8의 (a)의 제2 렌즈(500")는 제2 렌즈(500")를 투과한 광에 대해 몸체부(610)의 폭 방향으로 초점선이 형성되도록 이루어진 형태이고, 도 8의 (b)의 제2 렌즈(500")는 제2 렌즈(500")를 투과한 광에 대해 몸체부(610)의 길이 방향으로 초점선이 형성되도록 이루어진 형태이다. 이와 같이, 제2 렌즈(500")의 배치에 따라 제2 렌즈(500")로부터 형성되는 초점선의 방향은 달라질 수 있다.
이러한 거리 측정 센서 조립체(1200)는 제2 렌즈(500")의 배치에 따라 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)의 다양한 형상 조절을 통해 수신부(400)로부터 전달된 광을 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 한다. 이와 같은, 제2 렌즈(500"), 제1 반사부(620)와 제2 반사부(630)를 통해 수광부(320)에 초점을 형성하는 구체적인 내용은 상술된 바 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 작동 상태도이고, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광축 방향을 따라 안내되는 각 지점에서의 광의 횡단면을 개략적으로 보여주는 예시도로, 도 3 내지 도 6에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9와 도 10에서 보는 바와 같이, 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1300)는 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')가 오목한 원기둥으로 형성된다.
여기서 제2 렌즈(500)는 제1 실시예와 같이 제2 렌즈(500)의 상면이 제1 렌즈(200) 방향으로 갈수록 상방으로 경사를 이루는 렌즈를 일예로 설명하기로 한다. 이러한 제2 렌즈(500)는 광을 굴절을 통해 방향만 전환시킬 뿐 광을 집속시키지는 않도록 이루어진다.
그리고 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')는 오목한 원기둥으로 이루어지나 크기에는 차이가 있다. 즉, 몸체부(610)는 제1 반사부(620')로부터 제2 반사부(630')로 갈수록 폭이 좁아지기에 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')의 크기는 다르다. 이때, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')로부터 형성되는 각각의 초점선은 수광부(320)에서 형성되도록 이루어지되, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')로부터 형성되는 각각의 초점선은 수광부(320)에서 서로 직교하도록 이루어진다. 따라서, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')로부터 반사되는 광은 수광부(320)에서 초점이 형성될 수 있다.
다시 말해서, 제1 반사부(620')에 의해 수광부(320)에 형성되는 초점선의 길이는 제2 반사부(630')를 경유한 이후로 초점선의 길이가 점점 줄어들게 되어 수광부(320)에는 초점이 형성된다.
도 10을 참고하여 제2 광축(A2)을 따라 이동되는 광의 형태 변화를 개략적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 제2 렌즈(500)와 제1 반사부(620') 사이에 위치되는 제2 광축(A2)의 제1 지점(P1)에서의 광의 횡단면은 제1 X길이(x1)와 제1 Y길이(y1)를 갖게 된다.
다음으로, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630') 사이에 위치되는 제2 지점(P2)에서의 광의 횡단면은 제2 X길이(x2)와 제2 Y길이(y2)를 갖게 된다. 이때, 제2 Y길이(y2)는 제1 Y길이(y1)에 비해 길이가 짧아지게 되고, 제1 X길이(x1)와 제2 X길이(x2)는 길이에 변화가 없다. 즉, 제1 반사부(620')로부터 반사되는 광은 Y길이에 대해서만 제2 광축(A2)을 따라 집속된다. 이러한 제1 반사부(620')로부터 반사되는 광은 수광부(320)로 안내되기까지 Y길이에 대해서만 집속된다.
다음으로, 제2 반사부(630')와 수광부(320) 사이에 위치되는 제3 지점(P3)에서의 광의 횡단면은 제3 X길이(x3)와 제3 Y길이(y3)를 갖게 된다. 이때, 제3 X길이(x3)는 제2 X길이(x2)에 비해 길이가 짧아지게 된다. 여기서 제2 반사부(630')로부터 반사되는 광은 X길이에 대해서만 제2 광축(A2)을 따라 집속된다.
그리고 제3 Y길이(y3)는 제2 Y길이(y2)에 비해 길이가 짧아지게 된다. 이렇게 제3 Y길이(y3)가 제2 Y길이(y2)보다 짧아진 것은 제1 반사부(620')에 의한 집속이 이루어지기 때문이다.
이와 같이, 제2 반사부(630')로부터 수광부(320)로 안내되는 광은 광의 X길이와 Y길이가 함께 줄어들며, 수광부(320)에서 초점을 형성하게 된다.
다시 도 9를 참고하면, 거리 측정 센서 조립체(1300)는 하기의 식(1) 및 식(2)으로 이루어진다.
0.8×f1 ≤ d1+d2 ≤ 1.2×f1 … 식(1)
0.8×f2 ≤ d2 ≤ 1.2×f2 … 식(2)
[ 제1 반사부의 초점거리는 f1, 제 2 반사부의 초점거리는 f2, 제1 반사부로부터 제2 반사부까지의 거리는 d1, 제2 반사부로부터 수광부까지의 거리는 d2 ]
이와 같이, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')에 의해 반사된 광은 수광부(320)에서 초점이 형성되도록 집속이 이루어진다. 이에, 수광부(320)에 집속되는 광량 및 광밀도는 증가하게 되어, 거리 측정 센서 조립체(1300)의 정확도는 향상될 수 있다.
바람직하게는, 거리 측정 센서 조립체(1300)는 하기의 식(3) 및 식(4)으로 이루어진다.
0.9×f1 ≤ d1+d2 ≤ 1.1×f1 … 식(3)
0.9×f2 ≤ d2 ≤ 1.1×f2 … 식(4)
[ 제1 반사부의 초점거리는 f1, 제 2 반사부의 초점거리는 f2, 제1 반사부로부터 제2 반사부까지의 거리는 d1, 제2 반사부로부터 수광부까지의 거리는 d2 ]
나아가, 보다 바람직하게는, 거리 측정 센서 조립체(1300)는 하기의 식(5) 및 식(6)으로 이루어진다.
f1 = d1+d2 … 식(5)
f2 = d2 … 식(6)
[ 제1 반사부의 초점거리는 f1, 제 2 반사부의 초점거리는 f2, 제1 반사부로부터 제2 반사부까지의 거리는 d1, 제2 반사부로부터 수광부까지의 거리는 d2 ]
이와 같이, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')에 의해 반사된 광은 수광부(320)에서 초점으로 집속된다. 따라서, 제1 반사부(620')와 제2 반사부(630')를 포함하는 광도파로부(600)의 집광력은 최대화되어, 거리 측정 센서 조립체(1300)의 정확도는 향상될 수 있다.
표 2는 본 발명에 따른 제4 실시예와 비교예를 시뮬레이션한 결과표이다.
Figure PCTKR2017003776-appb-T000002
표 2는 발광부(310)로부터 조사된 광의 개수를 200 만개로 설정한 상태에서 수광부(320)로 유입된 광의 개수를 측정한 실험 데이터이다.
비교예는 광도파로부가 구비되지 않은 거리 측정 센서 조립체이고, 실시예는 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1300)이다.
표 2에서 보는 바와 같이, 거리 측정 센서 조립체(1300)로부터 대상물(T)까지의 거리가 30cm인 경우, 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1300)는 비교예에 비해 300%에 해당하는 개수의 광이 수광부(320)로 전달된 것을 알 수 있다.
그리고 거리 측정 센서 조립체(1300)로부터 대상물(T)까지의 거리가 40cm인 경우, 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1300)는 비교예에 비해 266.7% 에 달하는 광이 수광부(320)로 전달된 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제4 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1300)는 비교예에 비해 거리 측정 센서 조립체(1300)로부터 대상물(T)까지의 거리가 멀리 떨어져 있더라도 거리 측정의 정확도가 높은 것을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체의 개략적인 예시도이고, 도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이며, 도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 반사부를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수신부로 유입되는 광을 보여주는 시뮬레이션으로, 도 3 내지 도 6에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11과 도 12에서 보는 바와 같이, 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1400)는 제1 렌즈(200')를 보다 구체화한 예이다.
이러한 제1 렌즈(200')는 광 조절부재(210)와 발산각 조절부재(220)를 포함한다.
여기서 광 조절부재(210)는 제1 렌즈(200')의 하부에 구비된다. 이와 같은, 광 조절부재(210)는 발광부(310)로부터 일정의 각도 범위로 퍼져나가는 광을 평행광으로 조정하게 된다. 이러한 광 조절부재(210)는 콜리메이터(collimator)일 수 있다.
그리고 발산각 조절부재(220)는 광 조절부재(210)의 상부에 구비된다.
이러한 발산각 조절부재(220)는 평행광으로 조사되는 광을 미리 정해진 각도 범위로 퍼트리게 된다. 구체적으로, 발산각 조절부재(220)의 상면에는 산과 골이 교대로 형성되어 있어, 평행광으로 조사되는 광은 발산각 조절부재(220)를 투과하면서 퍼져나가게 된다.
다시 말해서, 대상물(T)을 향해 조사되는 광은 발산각 조절부재(220)에 의해 광의 Y길이(y)가 제한된 상태에서 광의 X길이(x)로만 퍼져나갈 수 있다. 따라서, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 요구되는 발산각 범위로 밝은 광을 조사하게 된다. 이에, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 대상물(T)에 대한 정확한 거리 측정이 이루어질 수 있다.
제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체(1400)에는 오목한 원기둥 형태의 제1 반사부(620")가 구비된 것을 예로 설명하기로 한다.
도 13의 (a)는 제1 반사부(620")의 곡면각이 12°인 형태이고, 도 13의 (b)는 제1 반사부(620")의 곡면각이 6°인 형태이다. 즉, 대상물(T)을 향해 동일한 광이 조사되는 과정에서 제1 반사부(620")의 곡면각에 따라 대상물(T)로부터 반사되어 수신부(400)로 유입되는 광의 유입 각도는 달라지게 된다.
도 14는 제1 반사부(620")의 곡면각에 따른 수신부(400)로 유입되는 광을 보여주는 시뮬레이션이다. 도 14의 (a)는 제1 반사부(620")의 곡면각이 12°인 형태이고, 도 14의 (b)는 제1 반사부(620")의 곡면각이 6°인 형태이다.
도 14에서 보는 바와 같이, 제1 반사부(620")의 곡면각이 6°로 완만하게 형성된 경우는 제1 반사부(620")의 곡면각이 12°로 형성된 경우에 비해 대상물(T)로부터 반사되어 수신부(400)로 유입되는 광의 유입 각도가 큰 것을 알 수 있다. 이와 같이, 수신부(400)로 유입되는 광의 유입 각도는 제1 반사부(620")의 곡면각에 의해 선택적으로 조정될 수 있다.
이에 따라, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 제1 반사부(620")의 곡면각 조정을 통해 넓은 각도 범위에 존재하는 대상물(T)의 거리를 측정하도록 이루어진 광각 모듈 형태 또는 멀리 떨어져 있는 대상물(T)의 거리를 측정하도록 이루어진 원거리 모듈 형태로 제조될 수 있다. 즉, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 사용 목적에 따라 광각 모듈 형태 또는 원거리 모듈 형태로 제조될 수 있다.
이때, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 제1 반사부(620") 이외에 제2 렌즈(500), 제2 반사부(630) 및 광도파로부(600)의 형상 조정을 통해 측정하고자 하는 영역에 대한 시야각(FOV, Field of View) 조정이 이루어질 수도 있음은 물론이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체가 설치된 대상물 측정 장치를 보여주는 예시도이다.
도 15를 참조하면, 대상물 측정 장치(800)는 측정 대상 설치부(810), 타켓 배치부(820) 및 타켓부(830)를 포함한다.
이러한 측정 대상 설치부(810)에는 거리 측정 센서 조립체(1400)가 설치된다. 이때, 거리 측정 센서 조립체(1400)의 발광부(310)는 대상물 측정 장치(800)의 센터 방향인 기준선(L)과 얼라인을 이루도록 배치된다.
그리고 타켓 배치부(820)는 측정 대상 설치부(810)로부터 미리 정해진 거리로 이격 배치된다. 예로, 타켓 배치부(820)는 측정 대상 설치부(810)로부터 10cm, 20cm, 30cm, 40cm 등의 다양한 거리로 이격 배치될 수 있다.
또한, 타켓 배치부(820)는 기준선(L)을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정의 각도 범위를 이룰 수 있다. 예로, 타켓 배치부(820)는 기준선(L)을 기준으로 -30°~ 30°의 각도 범위를 이룰 수 있다. 이러한 타켓 배치부(820)의 각도 범위는 반드시 -30°~ 30°의 각도 범위로 한정되지 않으며, 다양한 각도 범위를 이룰 수 있음은 물론이다.
한편, 타켓부(830)는 타켓 배치부(820)와 탈착 가능하도록 이루어진다. 이러한 타켓부(830)는 타켓 배치부(820)의 다양한 위치에 설치될 수 있다.
이에 따라, 거리 측정 센서 조립체(1400)는 타켓 배치부(820)의 다양한 위치에 설치되는 타켓부(830)를 대상물(T)로 인식하며 타켓부(830)의 거리를 측정하게 된다. 따라서, 사용자는 타켓부(830)의 위치 변경을 통해 거리 측정 센서 조립체(1400)의 측정 가능한 위치 및 거리 정보를 파악할 수 있다.
이러한 대상물 측정 장치(800)에 설치된 거리 측정 센서 조립체(1400)의 거리 측정 방법을 살펴보면, 먼저 타켓부(830)를 측정하고자 하는 위치에 배치한다. 예를 들면, 도 15에서의 타켓부(830)의 위치는 측정 대상 설치부(810)로부터 30cm 떨어지며, 20°의 각도 지점이 된다.
다음으로, 거리 측정 센서 조립체(1400)의 작동을 통해 타켓부(830)로부터 반사되어 수광부(320)로 수광되는 광량 값을 측정한다.
다음으로, 수광부(320)에서 측정된 광량 값을 통해 타켓부(830)에 대한 거리 측정 가능 여부를 판단한다.
표 3은 본 발명의 제5 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체에서 측정된 광량 값의 결과표이다.
Figure PCTKR2017003776-appb-T000003
표 3은 제1 반사부(620")의 곡면각이 6°로 이루어진 광각 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)와 제1 반사부(620")의 곡면각이 12°로 이루어진 원거리 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)를 대상으로 실험한 결과이다.
이러한 실험은 측정 대상 설치부(810)로부터 타켓 배치부(820)까지의 거리를 20cm와 30cm로 하되, 발산각의 각도는 -20°~ 20°의 각도 범위에서 이루어졌다.
이와 같은 실험을 통해 수광부(320)에서 측정되는 광량 값이 1 mW/sr 미만인 경우, 해당 위치의 대상물(T)에 대해서는 거리 측정 센서 조립체(1400)가 정확한 거리를 측정하지 못하는 것으로 판단한다.
표 3에서 보는 바와 같이, 광각 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 -20°~ 20°의 발산각의 각도 범위에서 모두 1 mW/sr 이상의 광량 값이 측정되었다. 즉, 광각 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 거리 측정 센서 조립체(1400)로부터 20cm ~ 30cm로 떨어지며, -20°~ 20°의 발산각의 각도 범위에 존재하는 대상물(T)에 대해서 정확한 거리 측정이 이루어지는 것을 알 수 있다.
한편, 원거리 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 거리 측정 센서 조립체(1400)로부터 20cm로 떨어지며, -20°와 20°의 발산각에 존재하는 대상물(T)에 대해서는 정확한 거리 측정이 이루어지지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 원거리 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 거리 측정 센서 조립체(1400)로부터 30cm로 떨어지며, 발산각의 각도 범위가 -20°~ -15°, 15°~ 20°의 발산각의 각도 범위에 존재하는 대상물(T)에 대해서도 정확한 거리 측정이 이루어지지 않는 것을 알 수 있다.
그러나 발산각의 각도 범위가 -5°~ 5°인 센터 방향에 대해서 원거리 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 광각 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)보다 수광부(320)에서 측정되는 광량 값이 더 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 원거리 모듈 형태의 거리 측정 센서 조립체(1400)는 거리 측정 센서 조립체(1400)로부터 멀리 떨어져 있는 대상물(T)의 거리 측정에 효과적이다.
이러한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 거리 측정 센서 조립체는 로봇 청소기, 냉장고, 드론 등의 다양한 전자기기에 적용될 수 있다.
이와 같이, 상술된 본 발명의 거리 측정 센서 조립체는 바람직한 일실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이러한 실시예의 기재 범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 상부에 구비되는 제1 렌즈;
    상기 하우징의 내부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 얼라인을 이루며 대상물을 향해 광을 조사하는 발광부와, 상기 발광부와 이웃하게 배치되는 수광부를 갖는 센서 모듈;
    상기 하우징의 상부에 구비되되 상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 대상물로부터 반사되는 광이 유입되는 수신부;
    상기 수신부의 하부에 구비되며 상기 수신부로부터 유입된 광을 굴절시키는 제2 렌즈; 및
    상기 제2 렌즈와 결합되며 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 상기 수광부로 안내하는 광도파로부를 포함하는 거리 측정 센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 발광부로부터 조사되는 광의 발산각을 조정하는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는,
    상기 발광부로부터 조사된 광을 평행광으로 조정하는 광 조절부재; 및
    상기 광 조절부재의 상부에 구비되며, 상기 광 조절부재로부터 전달되는 평행광을 퍼트리며 광의 발산각을 조정하는 발산각 조절부재를 포함하는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발산각 조절부재의 상면은 산과 골이 교대로 형성된 것인 거리 측정 센서 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 광도파로부 중 적어도 하나 이상은 특정 파장의 광만을 투과 또는 반사시키도록 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상기 수신부와 일체로 결합되도록 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 상면은 상기 제1 렌즈 방향으로 갈수록 상방으로 경사를 이루는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 원기둥 렌즈로 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광도파로부의 내측면은 전반사(total reflection)가 가능하도록 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈와 광도파로부는 상기 수신부로 유입된 광을 상기 수광부에 집속(focusing)하도록 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광도파로부는,
    외형을 이루며, 내부에는 광이 이동되는 경로부가 형성된 몸체부;
    상기 몸체부의 일측에 구비되며, 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 반사시키는 제1 반사부; 및
    상기 몸체부의 타측에 구비되며, 상기 제1 반사부와 마주보도록 이루어져 상기 제1 반사부로부터 반사된 광을 상기 수광부로 전달하는 제2 반사부를 포함하는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 반사부는 상기 제2 렌즈의 하부에 구비되되, 상기 제2 렌즈로부터 전달된 광을 상기 제2 반사부로 반사시키도록 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 반사부와 제2 반사부는 오목한 원기둥 형태로 이루어지고, 상기 제1 반사부와 제2 반사부로부터 형성되는 각각의 초점선은 상기 수광부에서 서로 직교되어 초점을 형성하는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 반사부로부터 상기 제2 반사부까지의 거리와 상기 제2 반사부로부터 상기 수광부까지의 거리는 하기의 식(1) 및 식(2)의 관계에 있는 것인 거리 측정 센서 조립체.
    0.8×f1 ≤ d1+d2 ≤ 1.2×f1 … 식(1)
    0.8×f2 ≤ d2 ≤ 1.2×f2 … 식(2)
    [ 제1 반사부의 초점거리는 f1, 제 2 반사부의 초점거리는 f2, 제1 반사부로부터 제2 반사부까지의 거리는 d1, 제2 반사부로부터 수광부까지의 거리는 d2 ]
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 반사부와 제2 반사부는 구면 또는 비구면의 형상으로 이루어진 것인 거리 측정 센서 조립체.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 제1 반사부로부터 상기 제2 반사부로 갈수록 폭이 좁아지는 것인 거리 측정 센서 조립체.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 거리 측정 센서 조립체가 구비된 전자기기.
PCT/KR2017/003776 2016-04-07 2017-04-06 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기 Ceased WO2017176070A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17779370.0A EP3441714A4 (en) 2016-04-07 2017-04-06 DISTANCE METER ASSEMBLY AND ELECTRONIC DEVICE THEREFOR
CN201790000738.5U CN209459588U (zh) 2016-04-07 2017-04-06 距离检测传感器组装体及包括其的电子设备
JP2019503881A JP2019510988A (ja) 2016-04-07 2017-04-06 距離測定センサ組立体およびそれを有する電子機器
US16/092,161 US11280889B2 (en) 2016-04-07 2017-04-06 Distance measuring sensor assembly and electronic device having same

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160043016 2016-04-07
KR10-2016-0043016 2016-04-07
KR1020160109450A KR20170115425A (ko) 2016-04-07 2016-08-26 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기
KR10-2016-0109450 2016-08-26
KR10-2017-0044263 2017-04-05
KR1020170044263A KR101909252B1 (ko) 2016-04-07 2017-04-05 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017176070A1 true WO2017176070A1 (ko) 2017-10-12

Family

ID=60000617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/003776 Ceased WO2017176070A1 (ko) 2016-04-07 2017-04-06 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017176070A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109267597A (zh) * 2018-10-29 2019-01-25 中交天津航道局有限公司 一种钢桩测高控制系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0141445B1 (ko) * 1993-06-10 1998-07-01 모리시타 요이찌 변이의 측정방법 및 측정장치
US20040001193A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Takashi Takaoka Ranging sensor and electronic device using the same
JP2005017382A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Sharp Corp 測距センサおよびこれを備えた電子機器
JP2009099345A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Yamatake Corp 反射型光電センサ
JP2013113666A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Sharp Corp 光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0141445B1 (ko) * 1993-06-10 1998-07-01 모리시타 요이찌 변이의 측정방법 및 측정장치
US20040001193A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Takashi Takaoka Ranging sensor and electronic device using the same
JP2005017382A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Sharp Corp 測距センサおよびこれを備えた電子機器
JP2009099345A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Yamatake Corp 反射型光電センサ
JP2013113666A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Sharp Corp 光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3441714A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109267597A (zh) * 2018-10-29 2019-01-25 中交天津航道局有限公司 一种钢桩测高控制系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018225909A1 (en) Display device
WO2017217673A1 (en) Apparatus and method for measuring dust
WO2018230852A1 (ko) 3차원 공간의 이동 객체를 식별하는 방법 및 이를 구현하는 로봇
WO2017023107A1 (ko) 광파 탐지 및 거리 측정 장치
WO2016200197A1 (ko) 사용자 기준 공간좌표계 상에서의 제스처 검출 방법 및 장치
WO2016140493A1 (ko) 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기
WO2022124850A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2014163322A1 (ko) 입체 영상 장치
WO2018212395A1 (en) Lidar device and lidar system including the same
WO2018044083A1 (ko) 광출력 모듈 및 라이다
WO2018080100A1 (ko) 렌즈 광학계
WO2019088370A1 (ko) 대면적 고속 물체 검사 장치
WO2022055194A1 (ko) 스캔 거울과 트랜슬레이션 스테이지를 사용한 플라잉 오버 빔 패턴 스캐닝 홀로그램 현미경 장치
WO2019231042A1 (ko) 생체 인증 장치
WO2022114452A1 (ko) 레이저 파워 스캐닝을 이용한 고정확 광학식 입자 측정 장치 및 입자 측정 방법
WO2017176070A1 (ko) 거리 측정 센서 조립체 및 그를 갖는 전자기기
WO2019066527A2 (ko) 거리 측정 센서
WO2014119838A1 (ko) 모션 인식 방법
WO2018080103A1 (ko) 렌즈 광학계
WO2021221207A1 (ko) 촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 차량
WO2022025677A1 (ko) 거리 측정 카메라
EP3357222A1 (en) Reconfigurable mobile device
WO2024072051A1 (ko) 광 가이드 모듈
WO2012157793A1 (en) Gesture recognition method and apparatus
WO2024005442A1 (ko) 광학계를 이용한 다축 변위 동시 측정 장치

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019503881

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017779370

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017779370

Country of ref document: EP

Effective date: 20181107

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17779370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1