KR100844152B1 - 적외선 광학계의 초점거리 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 광학계의 초점거리 조절장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 렌즈가 하나의 광축 상에 정렬된 렌즈계; 상기 광축 상에 정렬되는 비냉각 방식 화상 검출기; 및 상기 비냉각 방식 화상 검출기가 장착되고, 상기 광축 상에서 상기 비냉각 방식 화상 검출기의 위치를 이동시켜 초점 거리를 조정하는 구동기를 구비하는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치를 개시한다. 상기와 같은 구성의 초점거리 조절장치는 렌즈계는 고정시키고, 비냉각 방식 화상 검출기의 위치를 조정하는 방식으로, 초점조절을 위한 별도의 경통 또는 경통 하우징이 불필요하게 된다. 따라서, 렌즈가 대구경의 렌즈를 사용하더라도, 경통 또는 경통 하우징이 지나치게 커지거나 무거워지는 것을 방지하게 되었다. 또한, 렌즈계와 비냉각 방식 화상 검출기를 하나의 하우징 내에 수용할 수 있기 때문에, 방수 등을 위한 별도의 밀폐 수단을 설치하지 않아도 밀폐 정도가 향상되었다.

초점거리, 검출기, 마이크로미터

Description

적외선 광학계의 초점거리 조절장치 {FOCUSING DEVICE FOR LARGE APERTURE INFRA-RED SYSTEM}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적외선 광학계의 초점거리 조절장치를 나타내는 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 초점거리 조절장치의 구동기를 나타내는 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 초점거리 조절장치의 구동기를 나타내는 분리 사시도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

102 : 구동기 121 : 하부 베이스

131 : 상부 베이스 104 : 마이크로미터

105 : 크로스 롤러 베어링

본 발명은 적외선 광학계의 초점거리 조절장치에 관한 것으로, 특히, 적외선 광학계의 비냉각 방식 화상 검출기 위치를 광축 상에서 이동시킴으로써 초점거리를 조절시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광학계가 적용되는 분야는 사진 카메라, 비디오 카메라, 복사기, 적외선 열상 장비 등이 있다. 상기와 같은 광학계는 렌즈를 구비하며, 렌즈는 소위 경통이라고 불리우는 원통형 부재에 적어도 하나 이상 고정시키는데, 이들 렌즈의 고정장치를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 적어도 하나 이상의 렌즈가 경통의 내부에 중첩 고정되고, 렌즈와 렌즈 사이에는 소정 길이의 스페이서가 개재되며, 상기 경통의 선단에 나사 결합되는 리테이너로 구성된다. 상기 리테이너가 최외측 렌즈의 전면 가장자리를 가압함으로써, 그 내부에 배치되는 렌즈 전체가 견고하게 고정된다.

상기와 같은 구조의 광학계는 렌즈의 초점거리 조절을 위하여, 경통 하우징 내에서 경통을 광축 방향을 따라 이동시키게 된다.

또 다른 형태의 광학계에서는 렌즈의 곡률이 가변되어 초점거리가 조절되기도 한다.

상기와 같은 형태의 광학계의 초점거리 조절장치는 국내 공개특허 제2002-8026호(2002. 1. 29), 국내 공개특허 제2002-54579호(2002. 7. 8), 국내 등록특허 제359133호(2002. 10. 18) 등에 개시되고 있다.

그러나, 종래의 광학계, 특히 대구경 렌즈를 사용하는 고배율 적외선 광학계의 경우, 렌즈가 무겁기 때문에 경통의 크기와 중량도 증가하여, 광학계의 전체적인 크기와 중량도 증가되는 문제점이 발생하게 되었다. 또한, 방수 등 경통 내부의 밀폐를 위하여 경통 하우징과 경통 사이에 오-링(O-ring) 등을 사용하고 있으나, 완전하게 밀폐시키지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 적외선 광학계의 소형화에 기여할 수 있는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 경통 내부의 완전한 밀폐를 제공하는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적외선 광학계의 초점거리 조절장치에 있어서,

적어도 하나 이상의 렌즈가 하나의 광축 상에 정렬된 렌즈계;

상기 광축 상에 정렬되는 비냉각 방식 화상 검출기; 및

상기 비냉각 방식 화상 검출기가 장착되고, 상기 광축 상에서 상기 비냉각 방식 화상 검출기의 위치를 이동시켜 초점 거리를 조정하는 구동기를 구비하는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적외선 광학계의 초점거리 조절장치(100)를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 초점거리 조절장치(100)의 구동기(102)를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 초점거리 조절장치(100)의 구동기(102)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적외선 광학계의 초점거리 조절장치(100)는 적어도 하나 이상의 렌즈(101a, 101b) 가 하나의 광축(A) 상에 정렬된 렌즈계(101)와, 상기 광축(A) 상에 정렬된 비냉각 방식 화상 검출기(109)와, 상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)를 상기 광축(A) 상에서 수평 이동시키는 구동기(102)로 구성된다. 상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)는 가요성 인쇄회로(193)를 통해 상기 광학계의 메인보드(191)에 접속된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동기(102)는 하부 베이스(121), 상부 베이스(131), 마이크로미터(104) 및 크로스 롤러 베어링(105)을 구비한다.

상기 하부 베이스(121)는 일측에 관통홀(125)이 형성된 돌출부(123)가 구비되고, 타측에 길이방향으로 연장되며 상면으로 돌출되는 가이드 리브(127)가 구비된다. 상기 가이드 리브(127)는 상기 크로스 롤러 베이어링(105)을 지지하기 위한 구성으로 제품에 따라서는 제거될 수 있을 것이다. 상기 가이드 리브(127)에 인접하는 위치에서 상기 하부 베이스(121)의 상면에 소정 간격으로 체결홀(129)들이 형성된다.

상기 상부 베이스(131)는 상면에 상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)가 장착되고, 일측에 결합홈(135)이 형성된 돌출부(133)가 구비된다. 상기 상부 베이스(131)는 상기 하부 베이스(121) 상에서 수평이동 가능하게 결합되고, 상기 상부 베이스(131)가 상기 하부 베이스(121)에 결합되었을 때, 상기 관통홀(125)과 결합홈(135)은 일직선 상에 정렬된다. 이때, 상기 관통홀(125)과 결합홈(135)은 상기 상부 베이스(131)의 이동방향에 평행하게 정렬된다.

상기 크로스 롤러 베어링(105)은 직선 운동 베어링의 일종으로 상기 하부 베이스(121)와 상부 베이스(131) 사이에 개재되어 상기 상부 베이스(131)의 이동을 원활하게 함과 동시에 수평이동을 가이드하게 된다. 상기 크로스 롤러 베어링(105)은 일측면에 다수의 가이드 돌기(155)들이 일직선으로 정렬된 제1 가이드 베이스(151)와, 상기 가이드 돌기(155)들에 상응하는 가이드 홈(157)이 일측면에 형성된 제2 가이드 베이스(153)로 구성된다. 상기 제1 가이드 베이스(151)의 일측에서 상기 제2 가이드 베이스(153)가 길이방향으로 직선운동하게 되는 것이다.

상기 제1 및 제2 가이드 베이스(151, 153)에는 각각 다수의 체결홀(159)이 형성되어 상기 하부 베이스(121) 및 상부 베이스(131)에 각각 체결된다.

상기 하부 베이스(121)와 상부 베이스(131)가 결합되면, 상기 제1 가이드 베이스(151)의 가이드 돌기(155)들은 상기 제2 가이드 베이스(153)의 가이드 홈(157) 내에 위치된다. 또한, 상기 상부 베이스(131)가 상기 하부 베이스(121) 상에서 수평이동하면, 상기 제2 가이드 베이스(153)가 상기 제1 가이드 베이스(151)에 대하여 길이방향으로 수평이동하게 된다.

상기 마이크로미터(104)는 그 슬리브(141)가 상기 하부 베이스(121)의 관통홀(125)에 고정되고, 스핀들(143)의 단부는 상기 상부 베이스(131)의 결합홈(135) 에 결합된다. 사용자가 상기 마이크로미터(104)의 래칫스톱(145)을 조절하면 상기 스핀들(143)이 상기 슬리브(141)로부터 인출되거나 인입되어 상기 상부 베이스(131)가 수평이동하게 된다. 따라서, 사용자는 상기 광학계를 통해 촬영된 화상을 확인하면서, 상기 마이크로미터(104)를 이용해 초점거리를 조절하게 된다.

한편, 상기 마이크로미터(104)의 래칫스톱(145)은 소정의 구동모터(149; 도 1에 도시됨)에 의해 조절될 수 있다. 상기 구동모터(149)는 서보모터 또는 스텝모터 등을 사용할 수 있다.

상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)는 상기 상부 베이스(131) 상에 장착되어, 상기 상부 베이스(131)가 수평이동함에 따라 상기 광학계의 초점거리가 조절된다. 상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)가 상기 상부 베이스(131)와 함께 수평이동하게 되므로, 상기 비냉각 방식 화상 검출기(109)와 메인보드(191) 등 다른 회로장치와의 전기적 접속은 가요성 인쇄회로(193)를 통해 제공됨이 바람직하다.

상기 광학계의 초점거리 조절범위는 상기 마이크로미터(104)의 사양에 따라 결정되며, 통상적인 마이크로미터는 1/1000 ㎜, 즉 1 ㎛ 까지 측정이 가능하므로, 상기 광학계의 초점거리는 1 ㎛ 단위로 조절될 수 있다.

종래의 초점거리 조절장치가 렌즈계의 경통을 이동시키는 방식인 반면에, 본 발명에 따른 초점거리 조절장치(100)는 렌즈계(101)는 고정시켜둔 채 광학계의 내부에 수용되어야만 하는 비냉각 방식 화상 검출기(109)를 이동시키는 방식이므로, 렌즈계(101)와 비냉각 방식 화상 검출기(109)를 하나의 하우징 내에 수용할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 광학계의 초점거리 조절장치는 렌즈계는 고정시키고, 비냉각 방식 화상 검출기의 위치를 조정하는 방식으로, 초점조절을 위한 별도의 경통 또는 경통 하우징이 불필요하게 된다. 따라서, 렌즈가 대구경의 렌즈를 사용하더라도, 경통 또는 경통 하우징이 지나치게 커지거나 무거워지는 것을 방지하게 되었다. 또한, 렌즈계와 비냉각 방식 화상 검출기를 하나의 하우징 내에 수용할 수 있기 때문에, 별도의 방수 등 밀폐 수단을 설치하지 않아도 밀폐 정도가 향상되었다.

Claims (3)

1. 적외선 광학계의 초점거리 조절장치에 있어서,

   적어도 하나의 렌즈가 하나의 광축 상에 정렬된 렌즈계;

   상기 광축 상에 정렬되는 비냉각 방식 화상 검출기; 및

   상기 비냉각 방식 화상 검출기가 장착되고, 상기 광축 상에서 상기 비냉각 방식 화상 검출기의 위치를 길이방향으로 직선 이동시켜 초점 거리를 조정하는 구동기를 구비함을 특징으로 하는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 구동기는,

   일측에 관통홀이 형성된 돌출부가 구비된 하부 베이스;

   상면에 상기 비냉각 방식 화상 검출기가 장착되고, 일측에 결합홈이 형성된 돌출부가 구비되며, 상기 하부 베이스 상에서 수평이동 가능하게 결합되는 상부 베이스;

   상기 하부 베이스와 상부 베이스 사이에 개재되어 상기 상부 베이스의 이동을 원활하게 함과 동시에 수평이동을 가이드하는 직선 운동 베어링; 및

   슬리브는 상기 하부 베이스의 관통홀에 고정되고, 스핀들의 단부가 상기 상부 베이스의 결합홈에 결합되어, 사용자의 조작에 의해 상기 하부 베이스에 대하여 상기 상부 베이스를 수평이동시키는 마이크로미터를 포함함을 특징으로 하는 적외 선 광학계의 초점거리 조절장치.
3. 제2 항에 있어서,

   전원을 인가받아 상기 마이크로미터를 구동시키는 스텝모터 또는 서보모터를 더 포함함을 특징으로 하는 적외선 광학계의 초점거리 조절장치.

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