KR102592695B1 - Beam scanning apparatus and optical apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
빔 스캐닝 장치 및 이를 포함하는 광학 장치가 개시된다. 개시된 빔 스캐닝 장치는, 광을 제공하는 광원; 및 상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자;를 포함할 수 있다. 개시된 빔 스캐닝 장치에 따르면, 광원으로부터 반사형 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 반사형 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 광원과 반사형 위상 배열 소자가 배치된다.A beam scanning device and an optical device including the same are disclosed. The disclosed beam scanning device includes a light source providing light; and a reflective phased array element that reflects light from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light. According to the disclosed beam scanning device, the light source and the reflective phased array element are arranged so that the direction of travel of incident light incident on the reflective phased array element from the light source is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the reflective phased array element.
Description
개시된 실시예들은 빔 스캐닝 장치 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사형 위상 배열(reflective phased array)을 이용한 비기계식 빔 스캐닝 장치(non-mechanical beam scanning apparatus) 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.The disclosed embodiments relate to a beam scanning apparatus and an optical device including the same, and more specifically, to a non-mechanical beam scanning apparatus using a reflective phased array and optical devices including the same. It's about devices.
최근 다양한 기능의 운전자보조시스템(Advanced Driving Assistance System; ADAS)이 상용화되고 있다. 예를 들어, 다른 차량의 위치와 속도를 인식하여 충돌 위험이 있을 경우에는 속도를 줄이고 충돌 위험이 없을 경우에는 설정된 속도 범위 내에서 차량을 주행하는 자동감응식 순항제어(Adaptive Cruise Control; ACC)나 전방 차량을 인식하여 충돌 위험이 있지만 운전자가 이에 대한 대응을 하지 않거나 대응 방식이 적절하지 않는 경우에 자동으로 제동을 가하여 충돌을 방지하는 자율긴급제동시스템(Autonomous Emergency Braking System; AEB) 등과 같은 기능을 장착한 차량이 증가하고 있는 추세이다. 또한, 가까운 장래에 자율 주행(autonomous driving)이 가능한 자동차가 상용화될 것으로 기대되고 있다.Recently, advanced driving assistance systems (ADAS) with various functions have been commercialized. For example, adaptive cruise control (ACC) that recognizes the location and speed of other vehicles, reduces the speed if there is a risk of collision, and drives the vehicle within a set speed range if there is no risk of collision. Functions such as the Autonomous Emergency Braking System (AEB), which recognizes the vehicle ahead and automatically applies the brakes when there is a risk of collision but the driver does not respond or the response method is inappropriate, prevents a collision. The number of vehicles equipped with it is increasing. Additionally, it is expected that cars capable of autonomous driving will be commercialized in the near future.
이에 따라, 차량 주변의 정보를 제공할 수 있는 광학 측정 장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 예를 들어, 차량용 LiDAR(Light Detection and Ranging)는 차량 주변의 선택된 영역에 레이저를 조사하고, 반사된 레이저를 감지하여 차량 주변에 있는 물체와의 거리, 상대 속도 및 방위각 등에 관한 정보를 제공할 수 있다. 이를 위해 차량용 LiDAR는 원하는 영역에 빛을 스캐닝할 수 있는 빔 스캐닝 장치를 포함한다. 빔 스캐닝 장치는 또한 차량용 LiDAR이외에도, 로봇용 LiDAR, 드론용 LiDAR, 보안용 침입자 감지 시스템, 지하철 스크린 도어 장애물 감지 시스템, 깊이 센서, 모바일폰에서의 사용자 얼굴인식용 센서, 증강현실(Ar; augmented reality), TV 혹은 오락기기에서의 동작인식 및 물체 형태 검사(object profiling) 등에 활용할 수 있다.Accordingly, interest in optical measurement devices that can provide information about the vehicle's surroundings is increasing. For example, automotive LiDAR (Light Detection and Ranging) can radiate a laser to a selected area around the vehicle and detect the reflected laser to provide information about the distance, relative speed, and azimuth of objects around the vehicle. there is. For this purpose, automotive LiDAR includes a beam scanning device that can scan light to a desired area. In addition to LiDAR for vehicles, beam scanning devices include LiDAR for robots, LiDAR for drones, intruder detection systems for security, subway screen door obstacle detection systems, depth sensors, sensors for user face recognition in mobile phones, and augmented reality (Ar; augmented reality). ), it can be used for motion recognition and object profiling on TV or entertainment devices.
빔 스캐닝 장치에는 크게 기계식 빔 스캐닝 장치와 비기계식 빔 스캐닝 장치가 있다. 예를 들어, 기계식 스캐닝 장치에는 광원 자체를 회전시키는 방식, 또는 빛을 반사하는 거울을 회전시키는 방식, 구면 렌즈를 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 방식 등이 있다. 또한, 비기계식 스캐닝 장치에는 반도체 소자를 이용하는 방식과 반사형 위상 배열을 이용하여 반사광의 각도를 전기적으로 제어하는 방식이 있다.Beam scanning devices largely include mechanical beam scanning devices and non-mechanical beam scanning devices. For example, mechanical scanning devices include a method of rotating the light source itself, a method of rotating a mirror that reflects light, and a method of moving a spherical lens in a direction perpendicular to the optical axis. Additionally, non-mechanical scanning devices include a method that uses semiconductor devices and a method that electrically controls the angle of reflected light using a reflective phased array.
반사형 위상 배열을 이용한 비기계식 빔 스캐닝 장치를 제공한다.A non-mechanical beam scanning device using a reflective phased array is provided.
또한, 빔 스캐닝 장치를 포함하는 광학 장치를 제공한다.Additionally, an optical device including a beam scanning device is provided.
일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치는, 광을 제공하는 광원; 및 상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자;를 포함하며, 상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치될 수 있다.A beam scanning device according to an embodiment includes a light source providing light; and a reflective phased array element that reflects light from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light, wherein the direction of travel of the incident light incident on the phased array element from the light source is the reflective surface of the phased array element. The light source and the phased array element may be arranged to be inclined with respect to the normal line.
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광과 상기 위상 배열 소자에 의해 반사된 반사광이 서로 중첩되지 않도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치될 수 있다.The light source and the phased array element may be arranged so that incident light incident on the phased array element from the light source and reflected light reflected by the phased array element do not overlap each other.
상기 위상 배열 소자는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기를 포함할 수 있다.The phased array element may include a plurality of independently driven antenna resonators.
예를 들어, 각각의 안테나 공진기는, 전극층; 상기 전극층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치된 안테나층;을 포함할 수 있다.For example, each antenna resonator includes an electrode layer; an active layer disposed on the electrode layer; an insulating layer disposed on the active layer; and an antenna layer disposed on the insulating layer.
상기 전극층은 상기 광원에서 방출된 광에 대해 반사성을 갖는 도전성 금속을 포함할 수 있다.The electrode layer may include a conductive metal that reflects light emitted from the light source.
예를 들어, 상기 안테나층은, 제 1 방향으로 연장된 제 1 안테나부, 및 제 1 방향을 따라 배열되어 있으며 제 2 방향으로 연장된 다수의 제 2 안테나부를 포함하는 피쉬본(fish bone) 형태를 가질 수 있다.For example, the antenna layer has a fishbone shape including a first antenna unit extending in a first direction and a plurality of second antenna units arranged along the first direction and extending in a second direction. You can have
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며, 각각의 제 2 안테나부의 제 1 방향 길이는 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택될 수 있다.The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonance scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element, and the length of each second antenna portion in the first direction is equal to the intensity of the directly reflected light and resonance. The intensity of the scattered light may be selected to be equal.
각각의 제 2 안테나부의 제 1 방향 길이는 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 기초로 결정될 수 있다.The length of each second antenna unit in the first direction may be determined based on the incident angle of incident light with respect to the normal line of the reflective surface of the phased array element.
상기 위상 배열 소자는 다수의 안테나층을 포함하고, 각각의 안테나층은 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 상기 다수의 안테나층은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 배열될 수 있다.The phased array element includes a plurality of antenna layers, each antenna layer extending in a first direction, and the plurality of antenna layers may be arranged at regular intervals along a second direction perpendicular to the first direction. .
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며, 상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기는 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택될 수 있다.The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonant scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element, and the gap or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is directly The intensity of the reflected light and the intensity of the resonant scattered light may be selected to be the same.
상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기는 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 기초로 결정될 수 있다.The interval between the plurality of antenna layers or the antenna period may be determined based on the incident angle of incident light with respect to the normal line of the reflective surface of the phased array element.
상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기는 상기 위상 배열 소자에 빛이 수직으로 입사하는 경우에 대해 설계된 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기보다 작을 수 있다.The spacing or antenna period between the plurality of antenna layers may be smaller than the spacing or antenna period between the plurality of antenna layers designed for the case where light is perpendicularly incident on the phased array element.
상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 입사각이 커질수록 상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기가 작도록 선택될 수 있다.As the incident angle of incident light incident on the phased array element increases, the interval between the plurality of antenna layers or the antenna period may be selected to be small.
상기 위상 배열 소자에 인가되는 전압 및 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 파장을 고려하여 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기가 선택될 수 있다.Considering the voltage applied to the phased array element and the wavelength of the incident light incident on the phased array element, the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is such that the intensity of the directly reflected light and the intensity of the resonant scattered light are the same. can be selected
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 제 1 방향과 평행하도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치될 수 있다.The light source and the phased array element may be arranged so that the direction of travel of incident light incident on the phased array element from the light source is parallel to the first direction.
상기 광원은, 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 제 1 입사각으로 상기 위상 배열 소자에 입사하는 제 1 입사광을 제공하는 제 1 광원, 및 제 1 입사각과는 상이한 제 2 입사각으로 상기 위상 배열 소자에 입사하는 제 2 입사광을 제공하는 제 2 광원을 포함할 수 있다.The light source may include a first light source providing first incident light that is incident on the phased array element at a first angle of incidence with respect to a normal to a reflective surface of the phased array element, and a second light source that is incident on the phased array element at a second angle of incidence that is different from the first angle of incidence. It may include a second light source that provides second incident light incident on the device.
상기 제 1 입사광이 상기 위상 배열 소자에 의해 반사되어 발생한 제 1 반사광은 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 제 1 반사각으로 진행하고, 상기 제 2 입사광이 상기 위상 배열 소자에 의해 반사되어 발생한 제 2 반사광은 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 상기 제 1 반사각과 상이한 제 2 반사각으로 진행하며, 상기 빔 스캐닝 장치는 제 2 반사광의 진행 방향을 변경하도록 상기 제 2 반사광의 광경로 상에 배치된 광학 요소를 더 포함할 수 있다.The first reflected light generated by reflection of the first incident light by the phased array element travels at a first reflection angle with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element, and the second incident light generated by reflection by the phased array element The second reflected light travels at a second reflection angle different from the first reflection angle with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element, and the beam scanning device moves on the optical path of the second reflected light to change the direction of travel of the second reflected light. It may further include an optical element disposed on.
일 실시예에서, 상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 제 2 방향과 평행하도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치될 수 있다.In one embodiment, the light source and the phased array element may be arranged such that the direction of travel of incident light incident on the phased array element from the light source is parallel to the second direction.
이 경우, 상기 위상 배열 소자에 의해 상이한 각도로 반사되는 반사광들을 포함하는 스캐닝 평면이 제 1 방향에 수직하게 형성될 수 있다.In this case, a scanning plane containing reflected lights reflected at different angles by the phased array element may be formed perpendicular to the first direction.
이 경우, 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 θi, 중심 반사광의 반사각을 θr라 할 때, 중심 반사광을 기준으로 한 상기 위상 배열 소자의 최대 조향각 θs가 -(θr -θs) < θi를 만족하도록 상기 위상 배열 소자가 구성될 수 있다.In this case, when the incident angle of the incident light with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element is θi and the reflection angle of the central reflected light is θr, the maximum steering angle θs of the phased array element based on the central reflected light is -(θr -θs ) The phased array element can be configured to satisfy < θi.
또한, 상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기를 p, 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 θi, 중심 반사광의 반사각을 θr라 할 때, 중심 반사광을 기준으로 한 상기 위상 배열 소자의 최대 조향각 θs가 θi > 0.5 θs = 0.5 sin-1(λ/2p)를 만족하도록 상기 위상 배열 소자가 구성될 수도 있다.In addition, when the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is p, the incident angle of the incident light with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element is θi, and the reflection angle of the center reflected light is θr, the center reflected light is The phased array element may be configured so that the maximum steering angle θs of the phased array element as a reference satisfies θi > 0.5 θs = 0.5 sin -1 (λ/2p).
다른 실시예에서, 상기 위상 배열 소자는 다수의 안테나층을 포함하고, 상기 다수의 안테나층은 제 1 방향을 따라 제 1 간격으로 그리고 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 제 2 간격으로 2차원 배열될 수 있다.In another embodiment, the phased array element includes a plurality of antenna layers, the plurality of antenna layers being spaced at a first interval along a first direction and at second intervals along a second direction perpendicular to the first direction. Dimensions can be arranged.
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며, 상기 다수의 안테나층 사이의 제 1 간격 및 제 2 간격은 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택될 수 있다.The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonant scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element, and the first gap and the second gap between the plurality of antenna layers are directly reflected light. The intensity of and the intensity of the resonant scattered light may be selected to be the same.
한편, 일 실시예에 따른 광학 장치는, 광을 제공하는 광원; 상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자; 및 상기 광원에서 방출되어 외부의 물체로부터 반사된 빛을 감지하는 광검출기;를 포함하며, 상기 광원으로부터 상기 반사형 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 반사형 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 반사형 위상 배열 소자가 배치될 수 있다.Meanwhile, an optical device according to an embodiment includes a light source that provides light; a reflective phased array element that reflects light from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light; and a photodetector for detecting light emitted from the light source and reflected from an external object, wherein the direction of travel of the incident light incident on the reflective phased array element from the light source is determined by the reflection surface of the reflective phased array element. The light source and the reflective phased array element may be arranged to be inclined with respect to the normal line.
상기 광학 장치는 상기 광검출기의 측정 결과를 기초로 외부의 물체에 대한 위치 정보를 계산하는 제어기를 더 포함할 수 있다.The optical device may further include a controller that calculates location information about an external object based on measurement results of the photodetector.
예를 들어, 상기 광학 장치는 거리 센서, 3차원 센서, 또는 차량용 레이더일 수 있다.For example, the optical device may be a distance sensor, a three-dimensional sensor, or a vehicle radar.
개시된 실시예에 따르면, 반사형 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 반사형 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어져 있다. 따라서, 입사광과 중심 반사광이 겹치지 않기 때문에 빔 스캐닝 장치에서 스캐닝할 수 있는 영역에 제한이 없다. 또한, 빔 스플리터를 사용할 필요가 없기 때문에, 빛의 손실 없이 빔을 스캐닝하거나 또는 반사광을 검출할 수 있다. 따라서, 광 이용 효율이 증가되어 탐지 거리를 증가시킬 수 있으며 빔 스캐닝 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.According to the disclosed embodiment, the direction of travel of incident light incident on the reflective phased array element is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the reflective phased array element. Therefore, because the incident light and the central reflected light do not overlap, there is no limit to the area that can be scanned by the beam scanning device. Additionally, since there is no need to use a beam splitter, the beam can be scanned or reflected light can be detected without loss of light. Accordingly, the efficiency of light use is increased, the detection distance can be increased, and the power consumption of the beam scanning device can be reduced.
도 1은 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 빔 스캐닝 장치의 위상 배열 소자의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다.
도 4a는 위상 배열 소자의 반사광의 반사 위상 변이가 충분히 큰 경우의 위상 변이 분포를 예시적으로 보이는 그래프이고, 도 4b는 이 경우에 반사광의 조향 각도 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 5a는 위상 배열 소자의 반사광의 반사 위상 변이가 부족한 경우의 위상 변이 분포를 예시적으로 보이는 그래프이고, 도 5b는 이 경우에 반사광의 조향 각도 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 6은 위상 배열 소자의 안테나 주기와 입사광의 입사각에 따른 최소 반사도의 변화를 보이는 그래프이다.
도 7은 위상 배열 소자의 안테나 사이의 간격과 입사광의 입사각에 따른 임계 결합 조건의 변화를 보이는 그래프이다.
도 8은 위상 배열 소자의 안테나 주기와 안테나 사이의 간격을 보이는 예시적인 단면도이다.
도 9는 입사광의 입사각이 0도일 때 반사 계수를 복소 평면 상에 보이는 그래프이다.
도 10은 입사광의 입사각이 0도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 11은 안테나 보상 설계를 하지 않은 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 반사 계수를 복소 평면 상에 보이는 그래프이다.
도 12는 안테나 보상 설계를 하지 않은 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 13은 안테나 보상 설계를 한 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 반사 계수를 복소 평면 상에 보이는 그래프이다.
도 14는 안테나 보상 설계를 한 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 15는 안테나 보상 설계를 한 위상 배열 소자의 구성을 예시적으로 보이는 평면도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 단면도이다.
도 18 및 도 19는 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다.
도 20 및 도 21은 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 광학 장치의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 광학 장치를 차량용 LiDAR로서 활용한 예를 개략적으로 보인다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a beam scanning device according to an embodiment.
Figure 2 is a perspective view showing the schematic configuration and operation of a beam scanning device according to an embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a phased array element of the beam scanning device shown in FIG. 1.
FIG. 4A is a graph exemplarily showing the phase shift distribution when the reflection phase shift of the reflected light of the phased array element is sufficiently large, and FIG. 4B is a graph exemplarily showing the steering angle distribution of the reflected light in this case.
FIG. 5A is a graph exemplarily showing the phase shift distribution when the reflection phase shift of the reflected light of the phased array element is insufficient, and FIG. 5B is a graph exemplarily showing the steering angle distribution of the reflected light in this case.
Figure 6 is a graph showing the change in minimum reflectance according to the antenna period of the phased array element and the incident angle of incident light.
Figure 7 is a graph showing changes in critical coupling conditions according to the spacing between antennas of a phased array element and the incident angle of incident light.
Figure 8 is an exemplary cross-sectional view showing the antenna period and the gap between antennas of the phased array element.
Figure 9 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the incident angle of incident light is 0 degrees.
FIG. 10 is a graph exemplarily showing the reflection phase of reflected light in a phased array element when the incident angle of incident light is 0 degrees.
Figure 11 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the angle of incidence of incident light is 45 degrees when no antenna compensation design is performed.
FIG. 12 is a graph exemplarily showing the reflection phase of reflected light from a phased array element when the incident angle of incident light is 45 degrees in the case of no antenna compensation design.
Figure 13 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the angle of incidence of incident light is 45 degrees in the case of antenna compensation design.
FIG. 14 is a graph exemplarily showing the reflection phase of reflected light from a phased array element when the incident angle of incident light is 45 degrees in the case of antenna compensation design.
Figure 15 is a plan view illustrating the configuration of a phased array element with an antenna compensation design.
Figure 16 is a perspective view showing the schematic configuration and operation of a beam scanning device according to another embodiment.
Figure 17 is a cross-sectional view showing the schematic configuration and operation of a beam scanning device according to another embodiment.
Figures 18 and 19 are perspective views showing the schematic configuration and operation of a beam scanning device according to another embodiment.
Figures 20 and 21 are perspective views showing the schematic configuration and operation of a beam scanning device according to another embodiment.
Figure 22 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical device according to an embodiment.
Figure 23 schematically shows an example of utilizing an optical device according to an embodiment as a vehicle LiDAR.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 빔 스캐닝 장치 및 이를 포함하는 광학 장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 또는 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위/아래/좌/우에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위/아래/좌/우에 있는 것도 포함할 수 있다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a beam scanning device and an optical device including the same will be described in detail. In the following drawings, the same reference numerals refer to the same components, and the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Additionally, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments. In addition, in the layer structure described below, the expression "top" or "above" may include not only what is directly above/below/left/right in contact, but also what is above/below/left/right without contact.
도 1은 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(100)는 광을 제공하는 광원(120) 및 광원(120)으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자(110)를 포함할 수 있다. 여기서 광원(120)은, 예를 들어, 약 800 nm 내지 약 1500 nm 대역의 근적외선을 방출하는 레이저 다이오드(laser diode; LD) 또는 발광 다이오드(LED; light emitting diode)일 수 있다. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a beam scanning device according to an embodiment. Referring to FIG. 1, the
본 실시예에 따르면, 광원(120)으로부터 반사형 위상 배열 소자(110)에 입사하는 입사광의 진행 방향이 반사형 위상 배열 소자(110)의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 광원(120)과 반사형 위상 배열 소자(110)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(120)은 그의 광축이 위상 배열 소자(110)의 표면에 대해 경사지도록 배치될 수 있다.According to this embodiment, the direction of incident light incident on the reflective phased
또한, 도 2는 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(100)의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 위상 배열 소자(110)는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기(101)를 포함할 수 있다. 각각의 안테나 공진기(101)는 제 1 방향으로 길게 연장된 안테나층(114)을 포함할 수 있다. 그리고, 다수의 안테나층(114)들이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 배열될 수 있다. 이러한 구성에서, 다수의 안테나 공진기(101)에 인가되는 전압의 조합들에 따라 입사광(L)이 반사되는 방향을 조절할 수 있다.Additionally, FIG. 2 is a perspective view showing the schematic configuration and operation of the
예컨대, 도 3은 도 1에 도시된 빔 스캐닝 장치(100)의 위상 배열 소자(110)의 하나의 안테나 공진기(101)의 개략적인 구성을 예시적으로 보이는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 각각의 안테나 공진기(101)는 전극층(111), 전극층(111) 위에 배치된 활성층(112), 활성층(112) 위에 배치된 절연층(113), 및 절연층(130) 위에 배치된 나노 규모의 안테나층(114)을 포함할 수 있다. 도 3에는 편의상 단지 하나의 안테나층(114)만이 도시되었으나, 다수의 안테나 공진기(101)를 포함하는 위상 배열 소자(110)는 절연층(130) 상에 일정한 간격으로 이격되어 배열된 다수의 안테나층(140)을 포함할 수 있다.For example, FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the schematic configuration of one
전극층(111)은 공통 전극의 역할을 하며 도전성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 전극층(111)은 광원(120)에서 방출된 광에 대해 반사성을 갖는 재료로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 전극층(111)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 루세늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 은(Ag), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 금(Au) 또는 이들의 합금, 금(Au), 은(Ag) 등의 금속 나노입자 분산 박막으로 이루어질 수 있다. 또한, 전극층(111)은 금속 이외에도 탄소나노 구조체, 전도성 고분자 재료로 이루어질 수도 있다.The
안테나층(114)는 빛에 대해 안테나의 역할을 하는 것으로, 특정 파장의 빛에 대해 국소 표면 플라즈몬 공진(localized surface plasmon resonance)을 일으켜 그 에너지를 포획하여 방출할 수 있다. 표면 플라즈몬 공진은 금속에 빛이 입사될 경우 금속 내의 자유 전자가 집단적으로 진동하는 현상에 따라 금속 표면에서 국소적으로 매우 증가된 전기장이 발생하는 현상이다. 표면 플라즈몬 공진은 일반적으로 금속과 비금속의 계면에서 발생할 수 있다. 이를 위해 안테나층(114)은, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt) 등과 같은 우수한 도전성을 갖는 금속 재료로 이루어질 수 있다. 안테나층(114)의 크기와 형상은 입사광의 파장에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 안테나층(114)의 크기는 광원(120)으로부터 방출된 빛의 파장보다 작을 수 있다. 예를 들어, 동작 파장이 가시광 또는 근적외선광인 경우에, 안테나층(114)의 폭 또는 길이는 약 400 nm 또는 그 이하일 수 있다. 또한, 안테나층(114)은 단순한 막대 형태를 가질 수도 있지만, 원형, 타원형, 십자형 등 다양한 형태의 패턴을 가질 수도 있다.The
절연층(113)은 안테나층(114)를 활성층(112) 및 전극층(111)으로부터 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 예를 들어, 절연층(113)은 HfO2, SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO 등과 같은 산화막 또는 SiNx 와 같은 질화막으로 이루어질 수 있다.The insulating
활성층(112)은 전기적 신호, 예를 들어, 전극층(111)과 안테나층(114) 사이에 형성되는 전기장에 의해 활성층(112) 내부의 전하 밀도가 변하면서 나노 안테나(114)에서의 공진 특성을 변화시키는 역할을 한다. 다시 말해, 전극층(111)과 안테나층(114) 사이에 형성되는 전기장에 의해 활성층(112) 내에 전하 축적층 또는 공핍층(115)이 생성되어 공진 조건이 변화하여 반사광의 위상이 변화할 수 있다. 이러한 활성층(112)은, 예를 들어, KTN(potassium tantalate niobate), LiNbO3, PZT(lead zirconate titanate) 등의 결정질 재료, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminium zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), GIZO(gallium indium zinc oxide) 등과 같은 ZnO 계열의 산화물, TiN, ZrN, HfN, TaN 등과 같은 전이 금속 질화물(transition metal nitrice), 또는 Si, a-Si, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 등과 같은 반도체 재료로 이루어질 수 있다.The
이러한 구조를 갖는 빔 스캐닝 장치(100)에서, 활성층(112) 내부의 전하 밀도는 전극층(111)과 안테나층(114) 사이의 전기장의 세기에 따라 달라지게 된다. 전극층(111)에는 공통 전압이 인가되므로, 특히 다수의 안테나층(114)에 인가되는 전압의 분포에 따라 활성층(112) 내부의 전하 밀도 분포가 변화할 수 있다. 활성층(112) 내부의 전하 밀도 변화는 안테나층(114)에서의 공진 특성을 변화시키고, 변화된 공진 특성은 안테나층(114)에서 반사되는 광의 위상 변이를 발생시켜, 반사되는 광의 위상을 변화시킬 수 있다. 따라서, 인접하여 배열된 다수의 안테나층(114)에 인가되는 전압의 분포에 따라 반사되는 광의 위상 변이 분포가 결정되므로, 다수의 안테나(114)에 인가되는 전압을 조절함으로써 반사되는 광의 진행 방향을 제어할 수 있다. 빔 스캐닝 장치(100)는 이와 같은 방식으로 입사광을 반사하여 반사광을 원하는 방향으로 스캐닝할 수 있다.In the
다시 도 2를 참조하면, 광원(120)으로부터 방출된 입사광(L)은 위상 배열 소자(110)의 표면 법선에 대해 기울어지게 입사한다. 예를 들어, 입사광(L)은 각각의 안테나층(114)이 연장된 제 1 방향에 평행한 방향을 따라 진행하면서 위상 배열 소자(110)의 표면에 기울어지게 입사할 수 있다. 그러면, 위상 배열 소자(110)에서 반사되는 반사광은 위상 배열 소자(110)의 표면 법선을 중심으로 입사광(L)의 입사각에 대칭인 반사각으로 반사될 수 있다.Referring again to FIG. 2, incident light L emitted from the
만약, 위상 배열 소자(110)에 전압이 인가되지 않으면 입사광(L)의 진행 방향이 바뀌지 않아서 제 1 방향에 평행한 방향을 따라 진행하는 반사광(R0)이 발생한다. 이하, 이러한 반사광(R0)을 중심 반사광이라고 부른다. 반면, 위상 배열 소자(110)에 전압이 인가되면 입사광(L)의 진행 방향이 방위각 방향으로 변하면서, 제 1 방향에 대해 기울진 방향을 따라 진행하는 반사광(R1~R6)이 발생한다. 제 1 방향에 대해 기울어진 정도, 다시 말해 방위각 방향의 각도는 위상 배열 소자(110)의 다수의 안테나 공진기(101)에 인가되는 전압의 조합들에 따라 달라질 수 있다. 방위각 방향으로 입사광(L)의 진행 방향이 바뀌는 경우에도, 위상 배열 소자(110)의 표면 법선을 기준으로 한 반사각은 일정하게 유지된다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 빔 스캐닝 장치(100)는 방위각 방향으로 빔을 스캐닝한다.If no voltage is applied to the phased
이러한 본 실시예에 따르면, 광원(120)으로부터 위상 배열 소자(110)에 입사하는 입사광(L)과 위상 배열 소자(110)에 의해 반사된 반사광(R0~R6)이 서로 중첩되어 섞이지 않게 된다. 따라서, 빔 스캐닝 장치(100)에서 스캐닝할 수 있는 영역에 제한이 없다. 또한, 입사광(L)과 반사광(R0~R6)을 분리하기 위하여 별도의 빔 스플리터를 사용할 필요가 없기 때문에, 빛의 손실 없이 빔을 스캐닝하거나 또는 반사광(R0~R6)을 검출할 수 있다. 따라서, 광 이용 효율이 증가되어 탐지 거리를 증가시킬 수 있으며 빔 스캐닝 장치(100)의 소비 전력을 저감할 수 있다.According to this embodiment, the incident light (L) incident on the phased
한편, 빔을 정확하게 스캐닝하기 위해서는 입사광(L)이 경사지게 입사하는 경우에도 위상 배열 소자(110)에 의한 반사광의 위상 변이폭이 클수록 유리하다. 다시 말해, 반사광의 위상 변이를 0도부터 최대 360도까지 표현하는 것이 유리하다. 예를 들어, 도 4a는 위상 배열 소자(110)의 반사광의 반사 위상 변이가 충분히 큰 경우(예컨대, 0도부터 360도까지 위상 변이가 가능한 경우)의 위상 변이 분포를 예시적으로 보이는 그래프이고, 도 4b는 이 경우에 반사광의 조향 각도 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다. 그리고, 도 5a는 위상 배열 소자(110)의 반사광의 반사 위상 변이가 부족한 경우(예컨대, 0도부터 180도까지만 위상 변이가 가능한 경우)의 위상 변이 분포를 예시적으로 보이는 그래프이고, 도 5b는 이 경우에 반사광의 조향 각도 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 4b를 참조하면, 위상 배열 소자(110)가 반사광의 위상 변이를 0도부터 360도까지 표현하는 경우에는, 의도된 각도 범위 내에 대부분의 빔이 집중되므로 빔을 원하는 곳으로 정확하게 지향시킬 수 있다. 반면, 위상 배열 소자(110)가 반사광의 위상 변이를 0도부터 180도까지만 표현하면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 의도된 각도로 지향된 빔 외에 측광의 비율이 높아지게 되어 지향성이 감소하고 신호 대 잡음비가 떨어지는 성능 열화의 원인이 된다.Meanwhile, in order to accurately scan a beam, the larger the phase shift width of the reflected light by the phased
위상 배열 소자(110)가 반사광의 위상 변이를 0도부터 360도까지 표현하기 위해서는 입사광에 대해서 임계 결합 조건(critical coupling condition)을 만족하도록 위상 배열 소자(110)를 설계하는 것이 유리하다. 임계 결합 조건이란, 위상 배열 소자(110)로부터 방출되는 빛 중에서 위상 배열 소자(110)에서의 직접 반사 성분(direct reflection)과 공진 산란 성분(resonant scattering)의 비율이 같은 조건을 의미한다. 직접 반사 성분이 더 큰 경우에는 부족 결합(under-coupling)이 일어나며, 공진 산란 성분이 더 큰 경우에는 과 결합(over-coupling)이 발생하여 위상 배열 소자(110)의 위상 변조폭이 작아진다.In order for the phased
임계 결합 조건은 입사광의 입사각에 따라 달라지므로, 입사광의 입사각을 고려하여 위상 배열 소자(110)를 설계하는 것이 유리하다. 예를 들어, 도 6은 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기와 입사광의 입사각에 따른 최소 반사도의 변화를 보이는 그래프이고, 도 7은 위상 배열 소자(110)의 안테나층(114) 사이의 간격과 입사광의 입사각에 따른 임계 결합 조건의 변화를 보이는 그래프이다. 또한, 도 8은 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기와 안테나 사이의 간격을 보이는 예시적인 단면도이다. 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기와 안테나층(114) 사이의 간격은 도 8을 통해 정의될 수 있다. 도 8을 참조하면, 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기(p)는 안테나층(114)이 반복되는 길이이며, 안테나층(114) 사이의 간격(g)은 인접한 2개의 안테나층(114) 사이의 거리이다. 또한, 안테나층(114)의 폭(w)은 제 2 방향을 따른 하나의 안테나층(114)의 길이이다. 안테나 주기(p)는 안테나층(114)의 폭(w)과 안테나층(114) 사이의 간격(g)의 합과 같을 수 있다.Since the critical coupling condition varies depending on the incident angle of incident light, it is advantageous to design the phased
다시 도 6을 참조하면, 입사각이 0도인 경우, 다시 말해 입사광이 위상 배열 소자(110)의 반사면에 수직하게 입사하는 경우, 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기(p)가 대략 780 nm일 때 공진이 일어나 반사도가 최소가 된다. 그리고, 입사각이 커질수록, 다시말해 입사광이 위상 배열 소자(110)의 반사면에 더욱 경사지게 입사할수록, 반사도가 최소가 되는 안테나 주기(p)가 작아진다. 예를 들어, 입사각이 45도인 경우에 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기(p)가 대략 550 nm일 때 공진이 일어나 반사도가 최소가 된다. 또한, 도 7을 참조하면, 입사각이 증가함에 따라 임계 결합이 일어나는 위상 배열 소자(110)의 안테나층(114)들 사이의 간격(g)이 작아지게 된다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 입사각이 0도인 경우에는 안테나층(114)들 사이의 간격(g)이 약 600 nm 이상일 때 임계 결합이 발생하지만, 입사각이 45인 경우에는 안테나층(114)들 사이의 간격(g)이 약 400 nm 이하일 때 임계 결합이 발생한다.Referring again to FIG. 6, when the angle of incidence is 0 degrees, that is, when the incident light is incident perpendicular to the reflection surface of the phased
따라서, 입사광이 위상 배열 소자(110)에 경사지게 입사하는 구성에서는, 입사광의 입사각을 고려하여 입사광이 위상 배열 소자(110)에 수직하게 입사하는 경우보다 안테나 주기(p)와 안테나층(114)들 사이의 간격(g)을 작게 보상 설계할 수 있다. 만약 이러한 보상 설계를 하지 않으면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 의도된 각도로 지향된 빔 외에 측광의 비율이 높아지게 되어 지향성이 감소하고 신호 대 잡음비가 떨어질 수 있다.Therefore, in the configuration in which the incident light is incident on the phased
도 9는 입사광의 입사각이 0도일 때 반사 계수(reflection coefficient)를 복소 평면 상에 예시적으로 보이는 그래프이고, 도 10은 입사광의 입사각이 0도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 9 및 도 10에 도시된 그래프에서 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 150 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 160 nm인 것으로 가정하였다.FIG. 9 is a graph exemplarily showing the reflection coefficient on the complex plane when the incident angle of incident light is 0 degrees, and FIG. 10 is an exemplary graph showing the reflection phase of reflected light in a phased array element when the incident angle of incident light is 0 degrees. This is the graph you see. In the graphs shown in FIGS. 9 and 10, it is assumed that the gap (g) between the antenna layers 114 is 150 nm and the width (w) of the antenna layers 114 is 160 nm.
도 9에서 '-◆-'로 표시된 원은 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 +4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때, 입사광의 파장 변화에 따른 반사 계수의 자취이고, 도형 '◆'의 위치는 입사광의 파장이 1.4 ㎛인 경우의 반사 계수의 위치이다. 또한, '-■-'로 표시된 원은 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 -4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때, 입사광의 파장 변화에 따른 반사 계수의 자취이고, 도형 '■'의 위치는 입사광의 파장이 1.4 ㎛인 경우의 반사 계수의 위치이다. 또한, '-▲-'로 표시된 원은 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 0 V, 0 V의 전압이 인가되었을 때, 입사광의 파장 변화에 따른 반사 계수의 자취이고, 도형 '▲'의 위치는 입사광의 파장이 1.4 ㎛인 경우의 반사 계수의 위치이다. 마지막으로, '-●-'로 표시된 원은 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 -4 V, -4 V의 전압이 인가되었을 때, 입사광의 파장 변화에 따른 반사 계수의 자취이고, 도형 '●'의 위치는 입사광의 파장이 1.4 ㎛인 경우의 반사 계수의 위치이다.In FIG. 9, the circle marked with '-◆-' is the trace of the reflection coefficient according to the change in the wavelength of the incident light when voltages of +4 V and +4 V are applied to the
도 10을 참조하면, 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 0 V, 0 V의 전압이 인가되었을 때 반사광의 반사 위상을 0도로 정의하고, 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 -4 V, -4 V의 전압이 인가되었을 때의 반사광의 반사 위상, 각각 -4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때의 반사광의 반사 위상, 및 각각 +4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때의 반사광의 반사 위상이 차례로 표시되어 있다. 예를 들어, 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 +4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때, 반사광의 반사 위상은 약 272도가 된다. 따라서, 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 150 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 160 nm인 위상 배열 소자에 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광이 수직하게 입사하면, 위상 배열 소자는 반사광의 위상 변이를 0도부터 272도까지 표현할 수 있다.Referring to FIG. 10, when voltages of 0 V and 0 V are applied to the
도 11은 안테나 보상 설계를 하지 않은 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 반사 계수를 복소 평면 상에 보이는 그래프이고, 도 12는 안테나 보상 설계를 하지 않은 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다. 다시 말해, 도 11 및 도 12는 안테나층(114) 사이의 간격(g)과 안테나층(114)의 폭(w)을 각각 150 nm와 160 nm로 유지하고, 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광을 위상 배열 소자에 45도로 입사시킨 결과이다. 도 12를 참조하면, 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 +4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때, 반사광의 반사 위상은 약 25도가 된다. 따라서, 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 150 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 160 nm인 위상 배열 소자에 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광이 45도로 경사지게 입사하면, 위상 배열 소자는 반사광의 위상 변이를 0도부터 25도까지만 표현할 수 있다.Figure 11 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the angle of incidence of incident light is 45 degrees in the case where antenna compensation design is not performed, and Figure 12 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the angle of incidence of incident light is 45 degrees in the case where antenna compensation design is not performed. This is a graph showing an example of the reflection phase of reflected light. In other words, Figures 11 and 12 maintain the spacing (g) between the antenna layers 114 and the width (w) of the antenna layers 114 at 150 nm and 160 nm, respectively, and incident light with a wavelength of 1.4 ㎛ is maintained at 150 nm and 160 nm, respectively. This is the result of incident light on the phased array element at 45 degrees. Referring to FIG. 12, when voltages of +4 V and +4 V are applied to the
도 13은 안테나 보상 설계를 한 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 반사 계수를 복소 평면 상에 보이는 그래프이고, 도 14는 안테나 보상 설계를 한 경우에 입사광의 입사각이 45도일 때 위상 배열 소자에서 반사광의 반사 위상을 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 13 및 도 14의 그래프에서, 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 60 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 152 nm인 것으로 가정하였다. 다시 말해, 도 13 및 도 14는 안테나층(114) 사이의 간격(g)과 안테나층(114)의 폭(w)을 각각 60 nm와 152 nm로 줄이고, 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광을 위상 배열 소자에 45도로 입사시킨 결과이다. 도 14를 참조하면, 안테나층(114)과 전극층(111)에 각각 +4 V, +4 V의 전압이 인가되었을 때, 반사광의 반사 위상은 약 269도가 된다. 따라서, 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 60 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 152 nm인 위상 배열 소자에 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광이 45도로 경사지게 입사하면, 위상 배열 소자는 반사광의 위상 변이를 0도부터 269도까지 표현할 수 있다. 따라서, 안테나 보상 설계를 함으로써, 안테나층(114) 사이의 간격(g)이 150 nm이고 안테나층(114)의 폭(w)이 160 nm인 위상 배열 소자에 1.4 ㎛의 파장을 갖는 입사광이 수직하게 입사하는 경우와 비슷한 성능을 유지할 수 있다.Figure 13 is a graph showing the reflection coefficient on the complex plane when the angle of incidence of incident light is 45 degrees in the case of an antenna compensation design, and Figure 14 is a graph showing the reflection coefficient from the phased array element when the angle of incidence of the incident light is 45 degrees in the case of an antenna compensation design. This is a graph showing an example of the reflection phase of . In the graphs of FIGS. 13 and 14, it is assumed that the spacing (g) between the antenna layers 114 is 60 nm and the width (w) of the antenna layers 114 is 152 nm. In other words, Figures 13 and 14 reduce the gap (g) between the antenna layers 114 and the width (w) of the antenna layers 114 to 60 nm and 152 nm, respectively, and phase the incident light with a wavelength of 1.4 ㎛. This is the result of incident light on the array element at 45 degrees. Referring to FIG. 14, when voltages of +4 V and +4 V are applied to the
한편, 임계 결합 조건은 입사광의 파장 및 위상 배열 소자(110)에 인가되는 전압의 크기에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 상술한 예에서는 인가 전압이 -4 V 내지 + 4 V이고 입사광의 파장이 1.4 ㎛인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 인가 전압과 입사광의 파장이 달라지면 이를 고려하여 임계 결합 조건을 만족하도록 안테나층(114) 사이의 간격(g) 및 안테나층(114)의 폭(w)을 선택할 수 있다.Meanwhile, the critical coupling condition may also be influenced by the wavelength of incident light and the magnitude of the voltage applied to the phased
지금까지는 단지 안테나층(114) 사이의 간격(g)과 안테나층(114)의 폭(w)을 조절하는 방식으로 안테나 보상 설계를 하는 것으로 설명하였으나, 안테나층(114)의 형태를 변경하는 방식으로 안테나 보상 설계를 할 수도 있다. 예를 들어, 도 15는 안테나 보상 설계를 한 위상 배열 소자(110)의 구성을 예시적으로 보이는 평면도이다. 도 15를 참조하면, 안테나층(114)은 제 1 방향으로 연장된 제 1 안테나부(114a) 및 제 1 방향을 따라 배열되어 있으며 제 2 방향으로 연장된 다수의 제 2 안테나부(114b)를 포함하는 피쉬본(fish bone) 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 제 1 안테나부(114a)의 폭, 안테나층(114) 사이의 간격, 또는 제 2 안테나부(114b)의 길이(l)를 조절하여 임계 결합 조건을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향을 따른 제 2 안테나부(114b)의 길이(l)는 위상 배열 소자(100)의 반사면의 표면 법선에 대한 입사광의 입사각에 대해 위상 배열 소자(110)에 의한 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택될 수 있다.Until now, it has been explained that antenna compensation design is performed by simply adjusting the gap (g) between the antenna layers 114 and the width (w) of the
도 16은 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(200)의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다. 도 16에 도시된 빔 스캐닝 장치(200)는 광을 제공하는 다수의 광원(120a, 120b, 120c) 및 다수의 광원(120a, 120b, 120b)으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자(110)를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 광원(120a, 120b, 120c)은 위상 배열 소자(110)의 반사면의 표면 법선에 대해 제 1 입사각(θ1)으로 위상 배열 소자(110)에 입사하는 광을 제공하는 제 1 광원(120a), 제 1 입사각과 상이한 제 2 입사각(θ2)으로 위상 배열 소자(110)에 입사하는 광을 제공하는 제 2 광원(120b), 및 제 1 및 제 2 입사각과 상이한 제 3 입사각(θ3)으로 위상 배열 소자(110)에 입사하는 광을 제공하는 제 3 광원(120c)을 포함할 수 있다.Figure 16 is a perspective view showing the schematic configuration and operation of a
제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)으로부터 방출된 광은 모두 위상 배열 소자(110)의 안테나층(114)이 연장된 제 1 방향에 평행한 방향을 따라 진행하면서 위상 배열 소자(110)의 표면에 기울어지게 입사하며, 단지 위상 배열 소자(110)에 입사하는 입사각만이 상이하다. 위상 배열 소자(110)에 입사하는 입사각이 상이하기 때문에, 제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)으로부터 방출된 광은 위상 배열 소자(110)에 의해 반사되는 반사각들이 서로 다르지만, 방위각 방향으로는 위상 배열 소자(110)에 의해 동일하게 스캐닝될 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 실시예에서는 방위각 방향으로의 1차원 빔 스캐닝만이 가능하지만, 도 16에 도시된 실시예에서는 제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)을 이용하여 방위각 방향과 고도각 방향으로 2차원 빔 스캐닝이 가능하다. 제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)은 모두 동시에 광을 방출할 수도 있고, 또는 순차적으로 광을 방출할 수도 있다.All of the light emitted from the first to third
도 17은 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(200a)의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 단면도이다. 도 17을 참조하면, 빔 스캐닝 장치(200a)는 반사광의 진행 방향을 고도각 방향으로 더 굴절시키는 광학 요소(130a, 130b)를 포함할 수 있다. 빔 스캐닝 장치(200a)의 나머지 구성은 도 16에 도시된 빔 스캐닝 장치(200)의 구성과 동일할 수 있다. 예를 들어, 광학 요소(130a, 130b)는 제 2 광원(120b)으로부터 방출된 입사광(L')이 위상 배열 소자(110)에 의해 반사되어 발생한 반사광(R')의 고도각 방향을 감소시키도록 반사광(R')의 광경로에 배치된 제 1 광학 요소(130a), 및 제 3 광원(120c)으로부터 방출된 입사광(L")이 위상 배열 소자(110)에 의해 반사되어 발생한 반사광(R")의 고도각 방향을 증가시키도록 반사광(R")의 광경로에 배치된 제 2 광학 요소(130b)를 포함할 수 있다.Figure 17 is a cross-sectional view showing the schematic configuration and operation of a
제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)으로부터 방출된 광이 모두 임계 결합 조건을 만족하는 좁은 입사각 범위 내에 있도록 제 1 내지 제 3 광원(120a, 120b, 120c)이 배치되는 경우에도, 제 1 및 제 2 광학 요소(130a, 130b)를 이용하여 반사광의 고도각 방향을 바꿈으로써 보다 넓은 고도각 범위에서 2차원 빔 스캐닝이 가능하다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 광학 요소(130a, 130b)는 프리즘, 실린더 렌즈, 웨지형 광학판, 회절 광학 소자 등을 포함할 수 있다.Even when the first to third
도 18 및 도 19는 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(300)의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다. 도 18 및 도 19를 참조하면, 빔 스캐닝 장치(300)의 위상 배열 소자(110)는 2차원 배열된 다수의 안테나 공진기를 포함할 수 있다. 따라서, 위상 배열 소자(110)의 반사면에서 다수의 안테나층(114)이 2차원 배열될 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나층(114)은 제 1 방향을 따라 제 1 간격(g1)으로 그리고 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 제 2 간격(g2)으로 배열될 수 있다. 여기서 다수의 안테나층(114) 사이의 제 1 간격(g1) 및 제 2 간격(g2)은 각각 제 1 방향과 제 2 방향에 대해 임계 결합 조건을 만족하도록 선택될 수 있다. 다시 말해, 다수의 안테나층(114) 사이의 제 1 간격(g1) 및 제 2 간격(g2)은 위상 배열 소자(110)에 의한 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택될 수 있다. 이러한 빔 스캐닝 장치(300)는 2차원 배열된 다수의 안테나 공진기에 인가되는 전압들의 조합을 통해 경사지게 입사하는 하나의 입사광에 대해 2차원 빔 스캐닝이 가능하다.Figures 18 and 19 are perspective views showing the schematic configuration and operation of a
도 20 및 도 21은 또 다른 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(400)의 개략적인 구성 및 동작을 보이는 사시도이다. 도 20 및 도 21에 도시된 빔 스캐닝 장치(400)의 구성은 도 1에 도시된 빔 스캐닝 장치(100)의 구성과 거의 같지만, 빔 스캐닝 장치(400)의 광원(120)은 도 1에 도시된 빔 스캐닝 장치(100)의 광원(120)의 배치 방향에 수직하도록 배치된다. 따라서, 광원(120)으로부터 방출된 입사광은 각각의 안테나층(114)이 연장된 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 진행하면서 위상 배열 소자(110)의 표면에 기울어지게 입사할 수 있다. 다시 말해, 광원(120)으로부터 위상 배열 소자(110)에 입사하는 입사광의 진행 방향이 제 2 방향과 평행하도록 광원(120)과 위상 배열 소자(110)가 배치된다.Figures 20 and 21 are perspective views showing the schematic configuration and operation of a
이 경우, 위상 배열 소자(110)의 표면에 수직한 평면 상에서 빔 스캐닝이 수행될 수 있다. 다시 말해, 반사광의 진행 방향이 고도각 방향으로 제어될 수 있다. 따라서, 위상 배열 소자(110)에 의해 상이한 각도들로 반사되는 반사광들을 포함하는 스캐닝 평면이 제 1 방향에 수직하게 형성된다. 본 실시예에 따르면, 빔 스캐닝 영역과 입사광이 하나의 평면 내에 놓이기 때문에 위상 배열 소자(110)의 집적이 용이할 수 있다.In this case, beam scanning may be performed on a plane perpendicular to the surface of the phased
한편, 반사광의 반사각이 지나치게 커져서 입사광과 중첩되어 섞이면 정확한 탐지가 어려울 수 있다. 따라서, 위상 배열 소자(110)에 의한 반사광의 반사각이 지나치게 커지지 않도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 위상 배열 소자(110)의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 θi라 하고, 위상 배열 소자(110)에 전압이 인가되지 않았을 때의 중심 반사광의 반사각을 θr라 할 때, 중심 반사광을 기준으로 한 위상 배열 소자(110)의 최대 조향각 θs가 θr - θs > -θi를 만족하도록 위상 배열 소자(110)를 구성하거나 제어할 수 있다.On the other hand, if the reflection angle of the reflected light becomes too large and overlaps and mixes with the incident light, accurate detection may be difficult. Accordingly, the reflection angle of the light reflected by the phased
여기서, 최대 조향각 θs는 위상 배열 소자(110)에서 배열된 다수의 안테나층(114)들에 의한 반사광의 위상 변이가 0도와 180도를 반복할 때 달성된다. 예를 들어, 첫 번째 안테나층에 의한 반사광의 위상 변이가 0도이고 두 번째 안테나층에 의한 반사광의 위상 변이가 180도이며, 다시 세 번째 안테나층에 의한 반사광의 위상 변이가 0도이고 네 번째 안테나층에 의한 반사광의 위상 변이가 180도가 되는 방식으로 위상 배열 소자(110)를 구동하면, 위상 배열 소자(110)에 의한 반사광의 반사각이 최대가 된다. 따라서, 위상 변이 패턴의 주기는 위상 배열 소자(110)의 안테나 주기(p)의 2배가 된다. 이 경우에, 위상 배열 소자(110)에 의한 1차 회절 각도, 즉 최대 조향각 θs는 θs = sin-1(λ/2p)로 표현될 수 있다. 또한, 중심 반사광의 반사각 θr은 입사광의 입사각 θi와 동일하므로(θr = θi), θi - θs > -θi가 되어 θi > 0.5 θs = 0.5 sin-1(λ/2p)가 성립할 수 있다.Here, the maximum steering angle θs is achieved when the phase shift of the reflected light by the plurality of
상술한 빔 스캐닝 장치(100, 200, 300, 400)들은, 예를 들어, 차량용 LiDAR와 같은 3차원 센서 또는 3차원 카메라에서 사용되는 깊이 센서 등의 광학 장치에 채용되어, 광학 장치의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도 22는 일 실시예에 따른 광학 장치(1000)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.The above-described
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 장치(1000)는 빛을 제공하는 광원(120), 광원(120)으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자(110), 광원(120)에서 방출되어 외부의 물체로부터 반사된 빛을 감지하는 광검출기(140), 및 광검출기(140)의 측정 결과를 기초로 외부 물체에 대한 정보를 계산하는 제어기(150)를 포함할 수 있다. 제어기(150)는 위상 배열 소자(110), 광원(120), 및 광검출기(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(150)는 광원(120) 및 광검출기(140)의 온/오프 동작, 위상 배열 소자(110)의 빔 스캐닝 동작을 제어할 수 있다. 이러한 광학 장치(1000)는 주변의 복수의 위치에 있는 물체들에 대한 정보를 얻기 위해 빔 스캐닝 장치(100, 200, 300, 400)를 이용하여 주변의 여러 영역에 대해 광을 주기적으로 조사할 수 있다. 본 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치(100, 200, 300, 400)의 경우, 위상 배열 소자(110)에서 입사광과 반사광이 중첩하지 않기 때문에, 광학 장치(1000)는 외부 물체에 관하여 더욱 정확한 정보를 추출할 수 있다.Referring to FIG. 22, an
또한, 도 22에 도시된 광학 장치(1000)는 3차원 센서나 깊이 센서 외에도 로봇용 LiDAR, 드론용 LiDAR, 보안용 침입자 감지 시스템, 지하철 스크린 도어 장애물 감지 시스템, 얼굴인식용 센서, 동작인식 및 물체 형태 검사 장치 등에 사용될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 도 23은 일 실시예에 따른 광학 장치(1000)를 차량용 LiDAR로서 활용한 예를 개략적으로 보인다. 도 23을 참조하면, 광학 장치(1000)는 차량(V)에 탑재되어 차량(V)이 진행하는 전방에 대해 빔을 스캔하여 전방에 있는 다양한 물체(OBJ1, OBJ2)를 탐지할 수 있다. 광학 장치(1000)가 차량용 LiDAR인 경우, 제어기(150)는 차량의 전방 또는 후방에 있는 물체(OBJ1, OBJ2)와의 거리, 상대 속도, 방위각 위치 등에 대한 정보를 계산할 수 있다. 예컨대, 제어기(150)는 광원(120)에서 빛이 방출된 시간과 광검출기(140)에서 빛을 감지한 시간 사이의 차이를 이용하여 물체(OBJ1, OBJ2)의 거리를 알 수 있으며, 빔 스캐닝 장치(100, 200, 300, 400)에 의해 광이 조사된 위치를 기초로 물체(OBJ1, OBJ2)의 방위각 위치를 알 수 있다. 또한, 광원(120)에서 빛이 방출된 시간과 광검출기(140)에서 빛을 감지한 시간 사이의 차이의 변화를 통해 물체(OBJ1, OBJ2)와의 상대 속도를 알 수 있다. 또한, 광학 장치(1000)가 3차원 카메라의 거리 센서인 경우, 제어기(150)는 카메라의 시야 내에 있는 다양한 피사체들가지의 거리 정보를 계산할 수 있다.For example, FIG. 23 schematically shows an example of utilizing the
상술한 빔 스캐닝 장치 및 이를 포함하는 광학 장치는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 권리범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The above-described beam scanning device and the optical device including the same have been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely examples, and those skilled in the art can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. You will understand that it is possible. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of rights is indicated in the patent claims, not the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights.
100, 200, 300, 400.....빔 스캐닝 장치
101.....안테나 공진기 110.....위상 배열 소자
111.....전극층 112.....활성층
113.....절연층 114.....안테나층
115.....공핍층 120.....광원
130a, 130b.....광학 요소 140.....광검출기
150.....제어기 1000.....광학 장치100, 200, 300, 400.....beam scanning device
101.....
111.....
113.....Insulating
115.....
130a, 130b.....
150.....
Claims (26)
상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자;를 포함하며,
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있고,
상기 위상 배열 소자는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기를 포함하며,
각각의 안테나 공진기는:
전극층;
상기 전극층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 절연층; 및
상기 절연층 상에 배치된 안테나층;을 포함하고,
상기 안테나층은, 제 1 방향으로 연장된 제 1 안테나부, 및 제 1 방향을 따라 배열되어 있으며 제 2 방향으로 연장된 다수의 제 2 안테나부를 포함하는 피쉬본(fish bone) 형태를 가지며,
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하고,
각각의 제 2 안테나부의 제 1 방향 길이는 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택되는 빔 스캐닝 장치.A light source providing light; and
It includes a reflective phased array element that reflects light coming from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light,
The light source and the phased array element are arranged so that the direction of incident light incident on the phased array element from the light source is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element,
The phased array element includes a plurality of independently driven antenna resonators,
Each antenna resonator:
electrode layer;
an active layer disposed on the electrode layer;
an insulating layer disposed on the active layer; and
Includes an antenna layer disposed on the insulating layer,
The antenna layer has a fishbone shape including a first antenna portion extending in a first direction and a plurality of second antenna portions arranged along the first direction and extending in a second direction,
The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonance scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element,
A beam scanning device wherein the length of each second antenna portion in the first direction is selected so that the intensity of directly reflected light and the intensity of resonant scattered light are equal.
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광과 상기 위상 배열 소자에 의해 반사된 반사광이 서로 중첩되지 않도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있는 빔 스캐닝 장치.According to claim 1,
A beam scanning device in which the light source and the phased array element are arranged so that incident light incident on the phased array element from the light source and reflected light reflected by the phased array element do not overlap each other.
상기 전극층은 상기 광원에서 방출된 광에 대해 반사성을 갖는 도전성 금속을 포함하는 빔 스캐닝 장치.According to claim 1,
The electrode layer is a beam scanning device comprising a conductive metal that reflects light emitted from the light source.
각각의 제 2 안테나부의 제 1 방향 길이는 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 기초로 결정되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 1,
A beam scanning device in which the length of each second antenna unit in the first direction is determined based on the angle of incidence of incident light with respect to the normal line of the reflecting surface of the phased array element.
상기 안테나층은 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 상기 다수의 안테나 공진기의 다수의 안테나층이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되어 있는 빔 스캐닝 장치.According to claim 1,
The antenna layer extends in a first direction, and the plurality of antenna layers of the plurality of antenna resonators are arranged at regular intervals along a second direction perpendicular to the first direction.
상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자;를 포함하며,
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있고,
상기 위상 배열 소자는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기를 포함하며,
각각의 안테나 공진기는:
전극층;
상기 전극층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 절연층; 및
상기 절연층 상에 배치된 안테나층;을 포함하고,
상기 안테나층은 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 상기 다수의 안테나 공진기의 다수의 안테나층이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되어 있고,
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며,
상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기는 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택되는 빔 스캐닝 장치.A light source providing light; and
It includes a reflective phased array element that reflects light coming from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light,
The light source and the phased array element are arranged so that the direction of incident light incident on the phased array element from the light source is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element,
The phased array element includes a plurality of independently driven antenna resonators,
Each antenna resonator:
electrode layer;
an active layer disposed on the electrode layer;
an insulating layer disposed on the active layer; and
Includes an antenna layer disposed on the insulating layer,
The antenna layer extends in a first direction, and the plurality of antenna layers of the plurality of antenna resonators are arranged at regular intervals along a second direction perpendicular to the first direction,
The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonance scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element,
A beam scanning device wherein the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is selected so that the intensity of directly reflected light and the intensity of resonant scattered light are equal.
상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기는 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 기초로 결정되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
A beam scanning device in which the spacing or antenna period between the plurality of antenna layers is determined based on the angle of incidence of incident light with respect to the normal line of the reflecting surface of the phased array element.
상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기는 상기 위상 배열 소자에 빛이 수직으로 입사하는 경우에 대해 설계된 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기보다 작은 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
A beam scanning device in which the spacing or antenna period between the plurality of antenna layers is smaller than the spacing or antenna period between the plurality of antenna layers designed for the case where light is vertically incident on the phased array element.
상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 입사각이 커질수록 상기 다수의 안테나층 사이의 간격 또는 안테나 주기가 작도록 선택되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
A beam scanning device in which the interval between the plurality of antenna layers or the antenna period is selected to decrease as the incident angle of the incident light incident on the phased array element increases.
상기 위상 배열 소자에 인가되는 전압 및 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 파장을 고려하여 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기가 선택되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
Considering the voltage applied to the phased array element and the wavelength of the incident light incident on the phased array element, the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is such that the intensity of the directly reflected light and the intensity of the resonant scattered light are the same. Beam scanning device of choice.
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 제 1 방향과 평행하도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있는 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
A beam scanning device in which the light source and the phased array element are arranged so that the direction of travel of incident light incident on the phased array element from the light source is parallel to the first direction.
상기 광원은, 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 제 1 입사각으로 상기 위상 배열 소자에 입사하는 제 1 입사광을 제공하는 제 1 광원, 및 제 1 입사각과는 상이한 제 2 입사각으로 상기 위상 배열 소자에 입사하는 제 2 입사광을 제공하는 제 2 광원을 포함하는 빔 스캐닝 장치.According to claim 15,
The light source may include a first light source providing first incident light that is incident on the phased array element at a first angle of incidence with respect to a normal to a reflective surface of the phased array element, and a second light source that is incident on the phased array element at a second angle of incidence that is different from the first angle of incidence. A beam scanning device comprising a second light source providing second incident light incident on the device.
상기 제 1 입사광이 상기 위상 배열 소자에 의해 반사되어 발생한 제 1 반사광은 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 제 1 반사각으로 진행하고, 상기 제 2 입사광이 상기 위상 배열 소자에 의해 반사되어 발생한 제 2 반사광은 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 상기 제 1 반사각과 상이한 제 2 반사각으로 진행하며,
상기 빔 스캐닝 장치는 제 2 반사광의 진행 방향을 변경하도록 상기 제 2 반사광의 광경로 상에 배치된 광학 요소를 더 포함하는 빔 스캐닝 장치.According to claim 16,
The first reflected light generated by reflection of the first incident light by the phased array element travels at a first reflection angle with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element, and the second incident light generated by reflection by the phased array element The second reflected light travels at a second reflection angle that is different from the first reflection angle with respect to the normal to the reflection surface of the phased array element,
The beam scanning device further includes an optical element disposed on an optical path of the second reflected light to change the direction of travel of the second reflected light.
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 제 2 방향과 평행하도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있는 빔 스캐닝 장치.According to claim 10,
A beam scanning device wherein the light source and the phased array element are arranged so that the direction of travel of incident light incident on the phased array element from the light source is parallel to the second direction.
상기 위상 배열 소자에 의해 상이한 각도로 반사되는 반사광들을 포함하는 스캐닝 평면이 제 1 방향에 수직하게 형성되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 18,
A beam scanning device in which a scanning plane containing reflected lights reflected at different angles by the phased array element is formed perpendicular to a first direction.
상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 θi, 중심 반사광의 반사각을 θr라 할 때, 중심 반사광을 기준으로 한 상기 위상 배열 소자의 최대 조향각 θs가 θr - θs > -θi를 만족하도록 상기 위상 배열 소자가 구성되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 18,
When the incident angle of the incident light with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element is θi and the reflection angle of the central reflected light is θr, the maximum steering angle θs of the phased array element based on the central reflected light satisfies θr - θs > -θi. A beam scanning device in which the phased array element is configured to do so.
상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기를 p, 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대한 입사광의 입사각을 θi, 중심 반사광의 반사각을 θr라 할 때, 중심 반사광을 기준으로 한 상기 위상 배열 소자의 최대 조향각 θs가 θi > 0.5 θs = 0.5 sin-1(λ/2p)를 만족하도록 상기 위상 배열 소자가 구성되는 빔 스캐닝 장치.According to claim 18,
When the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is p, the incident angle of the incident light with respect to the normal to the reflection surface of the phased array element is θi, and the reflection angle of the center reflected light is θr, based on the center reflected light A beam scanning device in which the phased array element is configured such that the maximum steering angle θs of the phased array element satisfies θi > 0.5 θs = 0.5 sin -1 (λ/2p).
상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자;를 포함하며,
상기 광원으로부터 상기 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 위상 배열 소자가 배치되어 있고,
상기 위상 배열 소자는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기를 포함하며,
각각의 안테나 공진기는:
전극층;
상기 전극층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 절연층; 및
상기 절연층 상에 배치된 안테나층;을 포함하고,
상기 다수의 안테나 공진기의 다수의 안테나층이 제 1 방향을 따라 제 1 간격으로 그리고 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 제 2 간격으로 2차원 배열되어 있으며,
상기 반사광은 상기 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며,
상기 다수의 안테나층 사이의 제 1 간격 및 제 2 간격은 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택되는 빔 스캐닝 장치.A light source providing light; and
It includes a reflective phased array element that reflects light coming from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light,
The light source and the phased array element are arranged so that the direction of incident light incident on the phased array element from the light source is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the phased array element,
The phased array element includes a plurality of independently driven antenna resonators,
Each antenna resonator:
electrode layer;
an active layer disposed on the electrode layer;
an insulating layer disposed on the active layer; and
Includes an antenna layer disposed on the insulating layer,
the plurality of antenna layers of the plurality of antenna resonators are two-dimensionally arranged at first intervals along a first direction and at second intervals along a second direction perpendicular to the first direction,
The reflected light includes light directly reflected from the phased array element and resonance scattered light due to resonance in each antenna resonator of the phased array element,
A beam scanning device wherein the first spacing and the second spacing between the plurality of antenna layers are selected so that the intensity of directly reflected light and the intensity of resonant scattered light are equal.
상기 광원으로부터 오는 광을 반사하고 반사광의 반사 각도를 전기적으로 조절하는 반사형 위상 배열 소자; 및
상기 광원에서 방출되어 외부의 물체로부터 반사된 빛을 감지하는 광검출기;를 포함하며,
상기 광원으로부터 상기 반사형 위상 배열 소자에 입사하는 입사광의 진행 방향이 상기 반사형 위상 배열 소자의 반사면의 법선에 대해 기울어지도록 상기 광원과 상기 반사형 위상 배열 소자가 배치되어 있고,
상기 반사형 위상 배열 소자는 독립적으로 구동되는 다수의 안테나 공진기를 포함하며,
각각의 안테나 공진기는:
전극층;
상기 전극층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 절연층; 및
상기 절연층 상에 배치된 안테나층;을 포함하고,
상기 안테나층은 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 상기 다수의 안테나 공진기의 다수의 안테나층이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되어 있고,
상기 반사광은 상기 반사형 위상 배열 소자에서 직접 반사된 광 및 상기 반사형 위상 배열 소자의 각각의 안테나 공진기에서의 공진에 의한 공진 산란광을 포함하며,
상기 다수의 안테나층 사이의 제 2 방향의 간격 또는 안테나 주기는 직접 반사광의 세기와 공진 산란광의 세기가 동일하도록 선택되는 광학 장치.A light source providing light;
a reflective phased array element that reflects light from the light source and electrically adjusts the reflection angle of the reflected light; and
It includes a photodetector that detects light emitted from the light source and reflected from an external object,
The light source and the reflective phased array element are arranged so that the direction of incident light incident on the reflective phased array element from the light source is inclined with respect to the normal line of the reflection surface of the reflective phased array element,
The reflective phased array element includes a plurality of independently driven antenna resonators,
Each antenna resonator:
electrode layer;
an active layer disposed on the electrode layer;
an insulating layer disposed on the active layer; and
Includes an antenna layer disposed on the insulating layer,
The antenna layer extends in a first direction, and the plurality of antenna layers of the plurality of antenna resonators are arranged at regular intervals along a second direction perpendicular to the first direction,
The reflected light includes light directly reflected from the reflective phased array element and resonance scattered light due to resonance in each antenna resonator of the reflective phased array element,
An optical device wherein the interval or antenna period in the second direction between the plurality of antenna layers is selected so that the intensity of directly reflected light and the intensity of resonant scattered light are equal.
상기 광검출기의 측정 결과를 기초로 외부의 물체에 대한 위치 정보를 계산하는 제어기를 더 포함하는 광학 장치.According to claim 24,
An optical device further comprising a controller that calculates location information about an external object based on measurement results of the photodetector.
상기 광학 장치는 거리 센서, 3차원 센서, 또는 차량용 레이더인 광학 장치.According to claim 24,
The optical device is a distance sensor, a three-dimensional sensor, or a vehicle radar.
Priority Applications (5)
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