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KR20200040288A - 콜리메이팅 커버 요소에 의해서 커버된 스캐닝 미러를 갖는 송신 장치 - Google Patents

콜리메이팅 커버 요소에 의해서 커버된 스캐닝 미러를 갖는 송신 장치 Download PDF

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KR20200040288A
KR20200040288A KR1020207007789A KR20207007789A KR20200040288A KR 20200040288 A KR20200040288 A KR 20200040288A KR 1020207007789 A KR1020207007789 A KR 1020207007789A KR 20207007789 A KR20207007789 A KR 20207007789A KR 20200040288 A KR20200040288 A KR 20200040288A
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mirror
center
scanning mirror
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KR1020207007789A
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Inventor
우베 샬러
크리스티안 라베
Original Assignee
예놉틱 옵틱컬 시스템즈 게엠베하
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.)
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Publication date
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Abstract

송신 장치에 관한 것으로, 바람직하게는 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n) 및 스캐닝 미러(2)를 포함하고, 상기 스캐닝 미러(2)는 그 중심(MP)에서 편향될 수 있고 투명한 커버 요소(4)를 갖는 하우징(3) 내에 배치되고; 상기 커버 요소(4)는, 적어도 커플링-아웃 영역(4.2)내에서, 곡률(K) 중심을 갖는 단일 중심 반구 쉘(HK)의 섹션에 의해서 형성되어 있고, 상기 반구 쉘(HK)의 곡률(K)의 상기 중심과 상기 스캐닝 미러(2)의 상기 중심(MP)이 일치하면서 상기 스캐닝 미러(2)를 커버하도록 배치되어 있고; 상기 커버 요소(4)는 커플링-인 영역내에서, 상기 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 편향시키고 사전-시준하기 위하여, 실린더형 표면의 특별한 형태인 트로이드형 입구 표면(5.1) 및 적어도 하나의 토로이드형 출구 표면(5.21), 그들 사이에 배치되는 적어도 2개의 제1 미러 표면(5.31, 5.32)를 포함하는 송신 장치에 관한 것이다.

Description

콜리메이팅 커버 요소에 의해서 커버된 스캐닝 미러를 갖는 송신 장치
본 발명은 LIDAR 스캐너용 송신 장치에 관한 것으로, 특히 적어도 하나의 스캔 각도 범위를 스캔하기 위하여 시준된(collimated) 레이저 방사를 사용하는 LIDAR 스캐너용 송신 장치에 관한 것이다.
거리 측정에서, 개별 스캔 포인트가 거의 무한대까지 이미징되고, 개별 스캔 각도 범위는 2 차원 스캔 필드를 스캐닝함으로써 3 차원 범위로 연장되거나 1 차원 스캔 라인을 스캐닝함으로써 2 차원 범위로 연장된다.
스캔 필드 또는 스캔 라인의 연장은 스캔 미러의 최대 편향(deflection) 각도에 의해 제한되지만, 그 깊이는 이동한 거리에 따라 방사선의 세기가 기하급수적으로 감소하는 Beer-Lambert의 법칙에 의해 한편으론 결정되고, 또 다른 한편으론 방사선 소스의 출력을 제한하게 되는 요구되는 레이저 등급에 따라 결정된다.
넓은 스캔 각도 범위는 예를 들어 넓은 공간 영역을 간섭없이 모니터링해야하는 분야가 관심의 대상이다. 이러한 응용 분야는 예를 들어 항공, 해운, 군사 기술 또는 도로 차량의 자율 주행이다.
넓은 스캔 각도가 커버될 수 있는 스캐닝 미러로써 회전 미러를 사용하는 경우, 이러한 미러 축을 마운트하려면 예를들어 홀더(브라킷)같은 추가적인 개별 부품이 필요하게 된다. 회전으로 발생되는 마찰로 인해 마모가 생기고 결과적으로 미끄러짐(슬립)이 발생된다. 또한, 개별 부품들로 이루어진 조립품은 제조하기에 오늘날 일반적으로 더 복잡하고, 그에 따라 일체화된(모놀리식) 조립품보다는 더 비싸고, 또한 소형화가 쉽지 않고 더 무겁게 되는 경향이 있다.
유연 힌지(flexure hinge)를 통해 프레임에 모놀리식으로(일체화되어) 연결된 MEMS(micro-electro-mechanical system) 미러는 180 °서로에 대하여 오프셋되어 기계적으로 보여지는 회전 축을 형성하고 MEMS 미러의 중심에 배치된 2개의 조인트 힌지를 사용하여 완전히 마모없이 작동한다. 상업적으로 이용 가능한 MEMS 미러는 단순히 한개의 회전 축에 대하여, 서로 직교하는 2 개의 회전축에 대하여, 또는 개별 서스펜션을 형성하는 3 개 이상의 조인트에 대하여 편향될 수 있다.　프레임에 대한 MEMS 미러의 편향 각도는 조인트 힌지 연결로 인해 편향되지 않은 영점 위치에 대해 각각 약 +/- 10 °로 제한된다. 마찰없는 동작, 달성 가능한 높은 동작 주파수 및 상대적으로 저렴한 가격으로 MEMS 미러는 특히 역동적이고, 콤팩트하고, 견고한 디바이스용으로 매우 매력적이다.
그러나, LIDAR 스캐너의 송신 장치를 위한 스캐닝 미러로서 MEMS 미러를 사용하는 경우, 제한된 작은 편향 각은 불리하다.　MEMS 미러를 통해 반사된 레이저 빔의 최대 스캔 각도 범위는 최대 편향 각도의 4 배이므로 최대 약 40 °이다.　개별 MEMS 미러의 스캔 각도 범위에서 더 큰 스캔 각도 범위를 얻거나 서로 이격 된 여러 스캔 각도 범위를 제공하기 위해 여러 MEMS 미러를 사용하려는 것은 자명할 것이다. 그러나 이것은 한편으로는 장치의 컴팩트화하는데 절충할 수 밖에 없을 것이고, 다른 한편으로는 MEMS 미러들의 움직임을 동기화시키기 위한 기술적 조치가 취해져야한다. 그 대신에, 큰 스캔 각도 범위를 형성하기 위해 함께 결합되는 복수의 인접한 개별 스캔 각도 범위를 스캔하기 위해, 복수의 레이저 빔을 상이한 입사각으로 MEMS 미러 상으로 지향시키는 것은, MEMS 미러의 전면 위에 있는 커버 요소가, 종래 기술에 따르면 커버 요소는 평면판의 형태로만 알려져 있으므로, 복수의 개별 레이저 빔들에게 다르게 영향을 주게되므로, 그러한 단점을 갖게 될 것이다. 이에 더하여, 각 레이저 빔은 상기 빔 방향에서 하방(downstream)에 배치되는 콜리메이터를 갖는 레이저 빔 소스가 요구되고, 이러한 상기 레이저 빔 소소는, 각 레이저 빔이 상기 MEMS 미러 상에서 소정의 다른 입사각으로 부딪히도록(impinge), 각 빔 방향에서 서로간에 배열되어야만 한다.
스캐닝 미러가 MEMS 미러인지에 상관없이, 스캐닝 미러가 하우징에 수용되고 커버로 덮여서 보호되는 이유가 있을 수 있다.　알려진 바와 같이, 커버 요소는 편향되지 않은 미러에 평행하게 또는 경사지게 배열된 항상 투명한 평면판이다.
커버 요소에 부딪히는 레이저 빔은, 상기 스캐닝 미러로 향하는 또한 복수의 레이저 빔에 영향을 줄 수 있고, 스캐닝 미러상에서 반사된 복수의 레이저 빔 각각은 결과적으로 상기 평면판상의 입사 각도에 따라 프레넬(Fresnel) 손실이 다소 발생하고, 그 위치에 따라 상기 레이저 빔의 세기를 다소 감소시키게 된다. 또한, 커버 요소상에서 바람직하지 않은 반사가 일어날 수 있다.
DE 10 2012 025 281 A1은 레이저 빔을 방출하기위한 송신 유니트를 갖는 광학 물체 검출 유닛을 개시하고, 상기 송신 유니트는 레이저 빔을 방출하기 위한 송신기, 하나 또는 두 개의 피봇 방향으로 중심에서 피봇될 수 있는 마이크로미러, 상기 전송 빔 경로(패쓰)에서 상기 마이크로미러 이후에(지나서) 배치되는, 마이크로미러를 덮고 있는 트랜스미터 렌즈를 포함하고 있다. 메니스커스(meniscus) 렌즈로 설계된 상기 트랜스미터 렌즈는 여기서 송신 유닛의 하우징을 위한 커버로서 기능할 수도 있다. 여기서의 단점은 레이저 빔이 트랜스미터 렌즈를 통해(지나서) 마이크로 미러로 향하여 가이드될 수 없기 때문에 마이크로미러가 자체적으로 하우징될 수 없다는 것이다.
DE 10 2011 006 159 A1은 적어도 2 개의 스위칭 위치로 스위블될 수 있고, 그래디언트(gradient) 인덱스 렌즈로 덮인 MEMS 미러를 포함하는 프로젝션 장치를 개시하고 있다. 상기 그래디언트 인덱스 렌즈는 상기 MEM 미러를 마주보는 평면 표면(planar surface)을 갖는 평면-볼록(plano-convex) 렌즈이다. 상기 그래디언트 인덱스 렌즈를 통해 입사되는 아마도 평행한 레이저 빔은 MEMS 미러에 초점을 맞추고, 반사 후 그래디언트 인덱스 렌즈를 다시 통과할 때 필요한 경우 다시 시준(collimated)된다. 하나의 단점은 상기 MEMS 미러는 그라디언트 인덱스 렌즈의 평면 표면에 의해 제한되어, 매우 작은 스위블 범위를 가지며, 또 다른 단점은 다른 입사각으로 들어올 수 있는 레이저 빔은, 상기 그래디언트 인덱스 렌즈의 평면 표면에서의 굴절때문에, MEMS 미러상의 동일한 지점에 부딪히지 않는다는 것이다.
본 발명의 목적은 커버 요소에 의해 보호되는 스캐닝 미러를 포함하는 LIDAR 스캐너를 위한 송신 장치를 제공하는 것이며, 특히, 낮은 프레넬 손실(있는 경우) 만 있고, 바람직하지 않은 반사는 커버 요소에서 발생하지 않는 LIDAR 스캐너용 송신 장치를 제공하는 것이다. 이에 더하여, 본 발명의 목적은 컴팩트한 디자인을 갖으면서 생산시 조정이 거의 필요없는 송신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 기재된 기술적 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시예는 청구항 1을 인용하는 종속항에 기재되어 있다.
본 발명은 예시적인 실시예들 및 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1a - 1c는 송신 장치의 제1 실시예를 도시한 개략도이다.
도 2a - 2b는 송신 장치의 제2 실시예를 도시한 개략도이다.
도 3a - 3b는 송신 장치의 제3 실시예를 도시한 개략도이다.
도 4는 송신 장치의 제2 실시예의 디자인의 사시도이다.
도 5는 송신 장치의 제3 실시예의 디자인의 사시도이다.
본 발명에 따르는 송신 장치는, 도 1a 내지 도 1c의 예제에 도시된 바와 같이 모든 실시예들에서 하나의 레이저 다이오드(1.1) 또는 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)를 포함하고 있고, 각각은 빔 축(A1, ..., An)을 갖고, 빠른 축(fa, fast axis) 및 늦은 축(sa, slow axis)에서 다른 방사 각을 갖고 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 방출한다(emit). 상기 송신 장치가 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)를 포함하고 있는 경우에, 그들은 일렬로 형성되고 늦은 축의 방향에서 옆으로 배치되고, 상기 빔 축(A1, ..., An)은 서로 간에 평행하다. 빔 축이 서로 간에 각을 이루는 배치와 비교하면, 상기 빔 축이 함께 가까이 배치될 수 있고 소정의 각도 위치를 정해기 위해서 이동하는 조정이 필요없게 된다.
더구나, 상기 송신 장치는 스캐닝 미러(2)를 포함하고, 상기 스캐닝 미러는 그 중심(MO)에서 반사될 수 있고, 투명한 커버 요소(4)를 갖는 하우징(3)내에 배치된다. 상기 적어도 하나의 레이저 빔 S1, ... Sn의 상기 빔 축 A1, ..., An은, 상기 적어도 하나의 레이저 빔 S1, ... Sn이 커플링-인 영역(4.1)내의 상기 커버 요소(4)를 통과하여 상기 스캐닝 미러(2)의 상기 중심(MP)상에 부딪히도록(impinge), 상기 커버 요소(4)로 향해져 있다. 상기 적어도 하나의 레이저 빔 S1, ... Sn이 상기 스캐닝 미러(2)에서 반사된 후에 커플링-아웃 영역(4.2)내의 상기 커버 요소(4)를 다시 통과하게 된다.
본 발명에서는, 필수적으로, 상기 커버 요소(4)는, 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 상기 빠른 축 방향으로 사전-시준하기(pre-collimating) 위해서 커플링-인(coupling-in) 영역(4.1)에서 토로이드형(toroidal) 입구 표면(5.1)을 갖고; 상기 적어도 2개의 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 상기 중심(MP)으로 편향시키기 위하여 상기 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)에 할당되는 각각의 제1 미러 표면(5.31, ..., 5.3n)을 갖고; 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)를 상기 늦은 축(sa) 방향으로 사진-시준하기 위해서 적어도 하나의 트로이드형 출구 표면(5.21, ..., 5.2n)을 갖는다. 여기서 트로이드형 표면이란 2차원 평면 형상(planar figure)을 그 형상과 동일한 평면에서의 회전축을 중심으로 상기 평면 형상을 회전시켜 기하학적으로 만들어질 수 있는 입체의 표면 또는 표면의 섹션으로 이해될 것이다. 토이드의 중요한 특별한 경우 또는 제한된 경우로 토로스(도넛형), 구, 회전 실린더 뿐만 아니라 파라볼릭(포물선형) 단면을 갖는 실린더가 있다. 이미지 에러를 교정하기 위하여 상기 표면을 약간 변경하는 것은 이 분야의 통상의 기술자에게 흔한 일이다.
토로이드형 (굴절하는 또는 반사하는) 광학적 표면은 일반적으로 두개의 상호 수직한 방향에서 빔 형태(beam shape)에 다르게 영향을 준다. 실린더형 렌즈(단면의 형태가 구 모양일 필요는 없다)의 특별하고 제한된 경우에는, 상기 빔 형태는 한 방향에서 영향을 받지 않는다. 통상적인 구형의 렌즈의 특별하고 제한된 경우에는 양 방향에서 동일하게 영향을 받는다.
본 발명에서는, 필수적으로, 상기 커버 요소(4)가 상기 커플링-아웃(coupling-out) 영역(4.2)내에서 적어도 단일 중심 반구 쉘(monocentric hemisphere shell)(HK)(이하에서는 단순히 반구 쉘(HK)이라고 칭한다)의 섹선으로 형성되고, 상기 반구 쉘(HK)의 곡률(K) 중심과 상기 스캐닝 미러(2)의 상기 중심(MP)이 일치하도록, 상기 스캐닝 미러(2)를 보호하도록 배치된다. 단일 중심(Monocentric)은 상기 반구 쉘(HK)의 두개의 표면의 곡률 중심을 뜻한다. 생산 및 조립 관련 허용 오차, 곡률(K)의 중심과 상기 중심(MP)사이의 허용 편차뿐만 아니라 장기간의 드리프트는 빔 질을 저하시키지만, 한계 범위내에서 허용될 수 있다.
입사각(α1, ..., αn)에 완전히 독립적이고, 그러한 입사각에서 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)은 편향되지 않은 스캐닝 미러(4)의 수직선(L)에 대하여 스캐닝 미러(4)상에 부딪히고(impinge), 상기 빔 축(A1, ..., An)은, 상기 스캐닝 미러(4)상의 반사 후, 반사하는 동안에 그 위치에 상관없이, 상기 커플링-아웃 영역(4.2)에 형성된 사익 반구 쉘(HK)의 섹션에 항상 수직적으로 부딪힌다.
상기 커버 요소에 부딪히는 상기 레이저 빔(S1, ..., Sn)이 상기 커플링-인 영역(4.1)내의 상기 커버 요소(4)를 통과할 때, 한편으론 반사되고 또 다른 한편으론, 상기 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)의 상기 빠른 축(fa) 및 늦은 축(sa) 방향으로 사전-시준(pre-collimated)되는데, 여기서, 상기 레이저 빔을 사전-시준하는 것은 상기 레이저 빔이 상기 빠른 축(fa) 및 상기 늦은 축(sa) 방향으로 동일한 작은 수렴각(convergence angle)으로 상기 스캐닝 미러(2)의 상기 중심(MP)에 부딪히고, 상기 커플링-아웃 영역(4.2)내에서 상기 커버 요소를 통과한 후에 충분히 시준(fully collimated)되도록 하기 위한 것이다.
유리하게, 상기 커버 요소(4)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 쉘(6) 및 광학 블록(5)에 의해서 형성된다. 상기 커버 요소(4)는, 또한 유리하게, 도 5에 도시된 바와 같이, 쉘(6) 및 이웃하는 광학 블록(5)에 의해서 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 반구 쉘(HK)의 섹션은 쉘(6)에 형성되고, 상기 토로이드형 입구 표면(5.1), 상기 적어도 2개의 제1 미러 표면(5.31, ..., 5.3n), 및 상기 적어도 하나의 토로이드형 출구 표면(5.21, ..., 5.2n)은 상기 광학 블록(5)에 형성된다. 상기 쉘(6)은 유리하게 상기 반구 쉘(HK)의 일 부분을 구성한다.
도 1a 내지 1c는, 하나의 예제로, 제1 실시예를 도시하고, 제1 실시예는, 레이저 다이오드(1.2)에 의해서 방출되는 레이저 빔(S2) 및 레이저 다이오드(1.1. 1.2, 1.3)의 빔 축(A1, A2, A3)을 포함하는 3개의 레이저 다이오드(1.1, 1.2, 1.3)를 포함하고 있다. 상기 레이저 빔(S1, S2, S3)은 상기 빠른 축(fa)의 방향에서 상기 토로이드형 입구 표면(5.11)에서 굴절에 의해서 사전-시준된다. 여기서, 상기 토로이드형 입구 표면(5.11)는 실린더형 표면을 나타낸다.
제1 미러 표면(5.31, 5.32, 5.33)의 현재의 개수는 레이저 빔(S1, S2, S3)의 현재의 개수와 동일하다. 제1 미러 표면(5.31, 5.32, 5.33)은 평면의 표면으로 서로 경사져 있고, 그것의 크기 및 중심간의 거리뿐만 아니라 이웃하는 평면간의 경사각은 상기 레이저 다이오드(1.1, 1.2, 1.3)의 거리에 의해서 결정된다. 상기 3개의 레이저 빔 중 가운데 빔(S2)는 상기 빠른 축(fa)를 포함하는 평면에서 단지 편향되고, 그 밖의 레이저 빔(S1, S3)은 또한, 그것에 수직인 평면에서 편향되어, 3개의 모든 레이저 빔(S1, S2, S3)는 상기 스캐닝 미러(2)의 중심(MP)에 부딪히게 된다. 상기 제1 미러 표면(5.31, 5.32, 5.33)은 상기 레이저 빔(S1, S2, S3)의 시준(collimation)에 영향을 주지 않는다. 제1 미러 표면(5.31, 5.32, 5.33)의 각각은 토로이드형 출구 표면(5.21, ..., 5.2n)에 할당된다. 상기 토로이드형 출구 표면(5.21, ..., 5.2n) 각각은, 상기 입구 표면(5.1)이 낮은 굴절력을 갖을 수 있도록, 실린더형 표면일 수 있고, 그에 따라 늦은 축(sa)의 방향으로만 시준된다. 구형 표면은, 상기 빠른 축(fa) 방향으로 상기 레이저 빔(S1, S2, S3)의 빔 각(beam angle)이 상기 토로이드형 입구 표면(5.1)에서 상기 레이저 빔(S1, S2, S3)의 사전-시준에 의해서 상기 늦은 축(sa) 방향으로 상기 빔 각이 이미 맞추어 적응되었다면, 유리하게 이런 목적으로 제공될 수 있다. 상기 사전-시준된 레이저 빔(S1, S2, S3)은, 음의 굴절력을 갖는 상기 커플링-아웃 영역(4.2)에서 상기 굴절에 의해서 완전히 시준되기 위해서는 약각 수렴적이어야 한다.
도 2a 및 도 2b에서 도시된 제2 실시예는, 상기 커플링-인 영역(4.1)에서 제2 미러 표면(5.4)이 있다는 점에서, 제1 실시예와 다르다. 상기 제2 미러 표면(5.4)는, 필요한 공간을 최소화하고, 입구 표면(5.1) 및 레이저 다이오드(1.1, 1.2, 1.3)의 위치를 변화시킬 수 있도록 상기 레이저 빔(S1, S2, S3)을 굽히는 역할만 한다.
도 4는 제2 실시예의 디자인에 대한 사시도를 도시한다. 상기 커버 요소(4)의 모양은 필요한 공간을 최소화시키기 위하여, 커플링-인 영역 및 커플링-아웃 영역(4.1, 4.2) 바깥에서 맞추어 적응되어 있다는 것은 분명하게 나타나 있다.
도 3a 및 3b에 도시된 제3 실시예는, 많은 개수의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)가 있는 경우이거나 상기 빔 축(A1, ..., An) 사이의 거리가 정해져 있는 경우에 특별히 유리하다. 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)와 같은 개수의 제1 미러 표면(5.31, ..., 5.3n)을 갖는 대신에, 여기서는 단지 하나의 제1 미러 표면(5.31)을 갖는다. 상기 제1 미러 표면은 초첨(Fps)를 갖는 포물선모양의 미러 표면(PS)을 갖고, 상기 초점(Fps)이 곡률(K)의 중심 및 중심(MP)과 일치하도록 배치되고, 이 경우에, 하나의 토로이드형 출구 표면(5.21)이 하방으로 배치되는 경우에는 그 토로이드형 출구 표면의 굴절력은 이론적으로 무시된다. 상기 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n) 사이의 거리, 즉 상기 빔 축(A1, ..., An)사이의 거리에 상관없이, 상기 빔 축(A1, ..., An)은 상기 초점(Fps)로 반사되어 지고, 따라서 상기 스캐닝 미러(2)의 중심(MP)으로 반사되게 된다. 상기 포물선 형상의 미러 표면(PS)는 토로이드형 포물선 형상의 미러 표면일 수 있고, 그에 의해서 엄밀히 말하면 촛점선(focal line)을 만들게 되고, 그러나 그것은 모든 빔 축(A1, ..., An)이 만나는 한 점을 포함하게 되고, 촛점(Fps)으로 이해되어야 한다.
상기 하나의 토로이드형 출구 표면(5.21)은, 이런 경우에, 비구형 실린더형 표면이고, 상기 입구 표면(5.1) 및 상기 하나의 출구 표면(5.21)의 실린더 축은 서로 직교하게 된다.
상기 쉘(6) 및 상기 광학 블록(5)는 개별적으로 제조되고, 서로 연결되고, 바람직하게는 접착에 의해서 연결될 수 있다. 그러나, 그들이 하나의 부품으로 일체화되어(moonolithically) 제조되면 유리하다.
상기 도면들에 도시되지 않은 특별한 경우는 단지 하나의 레이저 다이오드(1.1)만으로 된 송신 장치이다. 이런 경우에는 제1의 미러 표면(5.31)은, 상기 단지 하나의 레이저 빔(S1)의 상기 하나의 빔 축(A1)은 상기 스캐닝 미러(2)의 중심(MP)로 곧바로 향할 수 있기 때문에, 필요없다. 그러면, 상기 커플링-인 영역(4.1)에서 단지 상기 입구 표면(5.1) 및 하나의 출구 표면(5.21)를 거쳐 단지 가이드된다.
본 발명에 따르는 송신 장치의 모든 실시예들은 시준하기 위한 모든 빔의 모양이 형성되는(shaping) 것 및 상기 스캐닝 미러(2) 쪽으로 레이저 다이오드 빔(S1, ..., Sn)이 빔 편향되는 것이 상기 커버 요소(4) 내에서 이루어지므로, 따라서, 컴팩트하고, 저-조정(low-adjustment) 디자인을 제공하는 이점을 갖는다.
참조 부호 리스트
1.1, ..., 1.n 레이저 다이오드
2 스캐닝 미러
3 하우징
4 커버 요소
4.1 (커버 요소(4)의)커플링-인 영역(coupling-in region)
4.2 (커버 요소(5)의)커플링-아웃 영역(coupling-out region)
5 광학 블럭
5.1 (광학 블럭(5)의) 입구 표면
5.21, ..., 5.2n (광학 블럭(5)의) 출구 표면
5.31, ..., 5.3n (광학 블럭(5)의) 제1 미러 표면
5.4 (광학 블럭(5)의) 제2 미러 표면
6 쉘
S1, ..., Sn 레이저 빔
A1, ..., An (레이저 빔(S1, ..., Sn)의) 빔 축
fa (레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)의) 빠른 축(fast axis)
sa (레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)의) 늦은 축(slow axis)
MP (스캐닝 미러(2)의) 중심
L 수직인(perpendicular)
HK 단일 중심 반구 쉘
PS 포물선 형상의 미러 표면
Fps 포물선 형상의 미러 표면의 촛점
α1, ..., αn 입사각

Claims (8)

  1. 송신 장치이고,
    상기 송신 장치는 하나의 레이저 다이오드(1.1) 또는 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n) 및 스캐닝 미러(2)를 포함하고,
    상기 레이저 다이오드 각각은 빔 축(A1, ..., An)을 갖고, 빠른 축(fa) 및 늦은 축(sa)에서 다른 방사 각을 갖는 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 방출하고, 상기 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)는 각각의 늦은 축(sa) 방향으로, 일렬로 형성되어, 나란히 배치되고, 상기 빔 축(A1, ..., An)은 서로간에 평행하게 배치되고,
    상기 스캐닝 미러(2)는 그 중심(MP)에서 편향될 수 있고, 투명한 커버 요소(4)를 갖는 하우징(3) 안쪽에 배열되고; 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)의 상기 빔 축(A1, ..., An)은, 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)이 커플링-인 영역(4.1)내 상기 커버 요소(4)를 통과한 후에, 상기 중심(MP)에 부딪히도록, 상기 커버 요소(4)로 향하고; 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)은, 상기 스캐닝 미러(2)에서 반사된 후에, 커플링-아웃 영역(4.2)내에서 상기 커버 요소(4)를 다시 통과하는 송신 장치로서,
    상기 커버 요소(4)는, 상기 빠른 축(fa) 방향으로 상기 적어도 하나의 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 사전-시준하기 위하여, 상기 커플링-인 영역(4.1)에서, 토로이드형 입구 표면(5.1)을 갖고; 상기 커버 요소(4)는 상기 레이저 빔(S1, ..., Sn)을 상기 중심(MP)으로 편향시키기 위하여 상기 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)에 할당된 각각의 제1 미러 표면(5.31, ..., 5.3n)을 갖고; 상기 커버 요소(4)는 곡률(K)의 중심을 갖는 단일 중심 반구 쉘(HK)의 섹션에 의해서 상기 커플링-아웃 영역(4.2)에 형성되고, 상기 커버 요소(4)는 곡률(K)의 상기 중심과 상기 스캐닝 미러의 상기 중심(MP)이 일치하면서 상기 스캐닝 미러(2)를 커버하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버 요소(4)는 일체화되거나 이웃하게 되는 쉘(6) 및 광학 블럭(5)에 의해서 형성되고, 상기 단일 중심 반구 쉘(HK)의 상기 섹션은 상기 쉘(6) 및 상기 토로이드형 입구 표면(5.1) 상에 형성되고, 상기 적어도 하나의 제1 미러 표면(5.21, ..., 5.2n) 및 상기 적어도 하나의 토로이드형 출구 표면(5.21, ..., 5.2n)은 상기 광학 블럭(5)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쉘(6)은 상기 단일 중심 반구 쉘(HK)의 일 부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 장치는 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)을 포함하고, 상기 제1 미러 표면(5.31, ..., 5.3n)은, 상기 적어도 2개의 레이저 빔(S1, ..., Sn)이 다른 각도로 편향되도록, 서로 간에 경사져 있는 평면의 표면인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 장치는 적어도 2개의 레이저 다이오드(1.1, ..., 1.n)을 포함하고, 정확히 하나의 제1 미러 표면(5.21)이 존재하고, 상기 하나의 제1 미러 표면은, 상기 적어도 2개의 레이저 빔(S1, ..., Sn)이 다른 각도로 편향되도록, 포물선 형상의 표면(PS)을 나타내는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 광학 블럭(5)은 상기 적어도 2개의 레이저 빔(S1, ..., Sn)이 굽혀지도록 제2 미러 표면(5.4)를 갖는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  7. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버 요소(4)는 일체화되어 제조된 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    단지 하나의 레이저 다이오드(1.1)만이 존재하고, 상기 하나의 레이저 다이오드의 레이저 빔(S1)을 상기 스캐닝 미러(2)의 상기 중심(MP)으로 편향시키기 위하여 제1 미러 표면(5.31)이 상기 하나의 레이저 다이오드(1.1)에 할당되어 있는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
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