KR100946321B1 - 레이저 서치 라이트 - Google Patents

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KR100946321B1
KR100946321B1 KR1020090007303A KR20090007303A KR100946321B1 KR 100946321 B1 KR100946321 B1 KR 100946321B1 KR 1020090007303 A KR1020090007303 A KR 1020090007303A KR 20090007303 A KR20090007303 A KR 20090007303A KR 100946321 B1 KR100946321 B1 KR 100946321B1
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황승욱
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Abstract

본 발명은 레이저 다이오드를 이용한 레이저 서치 라이트에 관한 것으로서, R,G,B 단색파장 레이저 빔을 각각 발생하는 R,G,B 레이저 다이오드가 설치되는 레이저부와; 상기 레이저부의 각 레이저 빔을 평행광으로 조사하기 위한 평행광 발생부와; 상기 평행광 발생부의 평행광 레이저 빔을 일정한 영역을 형성하도록 편향시켜 피사체에 레이저빔 영역이 형성되도록 레이저 빔 조사 영역을 확대하는 레이저 빔 영역 확대부와; 상기 레이저부의 각 R,G,B레이저 다이오드를 동시에 또는 선택적으로 제어하고, 상기 레이저 빔 영역 확대부를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성하며, 이에 따라 저가형의 R,G,B 단색파장 레이저 다이오드를 이용하여 먼 거리로 레이저빔을 조사하되, 피사체에서 레이저 영역을 형성하도록 레이저빔을 주사방식으로 조사하여 피사체를 식별할 수 있도록 함으로써 저가형 레이저 서치라이트를 제공할 수 있게 된다.
레이저, 서치라이트, 단색파장, 회전미러

Description

레이저 서치 라이트{Laser searchlight}
본 발명은 레이저 서치 라이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저가형의 R,G,B 단색파장 레이저 다이오드를 이용하여 먼 거리로 레이저빔을 조사하면서 영상신호 주사방식으로 레이저 빔을 조사하여 확대된 레이저 빔 영역을 형성하도록 함으로써 피사체를 식별할 수 있도록 하는 레이저 서치라이트에 관한 것이다.
야간에 물체 인식을 위하여 여러 종류의 광원을 사용하고 있다. 멀리 떨어져 있는 피사체의 인식을 위하여 좀더 밝은 광원이 필요하게 된다. 일반적으로 먼 거리까지 빛을 보낼 수 있는 광원으로 제논 서치라이트 등이 이용된다.
그러나 제논 서치 라이트는 방전 효과를 이용한 것으로서 장시간 사용이 어려우며, 소비전력에 비하여 효율이 떨어진다. 그 이유는 백색광이기 때문에 백색광의 각 파장 끼리 간섭을 일으켜 빛이 멀리 도달할 수 없기 때문이다.
적은 전력으로 원거리까지 빛을 보낼 수 있는 방법은 레이저 빔과 같은 단일 파장을 가지고 있는 단색광의 광원을 이용하여야 한다.
그러나, 단색광은 원거리 도달이 가능하지만 백색광(가시광선)이 아니기 때문에 시각에 의한 물체인식에 어려움이 있다.
본 발명은 R,G,B 단색파장을 각각 보내고 피사체에서 백색광이 되도록 함으로써 작은 에너지로 빛을 멀리 보내고 물체 인식이 가능하도록 한 레이저 서치 라이트를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 레이저 서치 라이트의 빛이 피사체에 조사될 때 레이저 빔의 범위가 확대되도록 조절함으로써 저가의 레이저 장치로서 적은 에너지로 넓은 범위를 조사할 수 있도록 한 레이저 서치 라이트를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적은,
R,G,B 단색파장 레이저 빔을 각각 발생하는 R,G,B 레이저 발생수단과;
상기 R,G,B 레이저 발생수단의 각 레이저 빔을 평행광으로 조사하기 위한 평행광 발생수단과;
상기 평행광 발생수단의 평행광 레이저 빔을 일정한 영역을 형성하도록 편향시켜 피사체에 레이저빔 영역이 형성되도록 레이저 빔 조사 영역을 확대하는 레이저 빔 영역 확대부와,
상기 R,G,B 레이저 발생수단을 동시에 또는 선택적으로 제어하고, 상기 레이저 빔 영역 확대부를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 적외선 또는 자외선 카메라 등으로 피사체를 촬영할 수 있도록 상기 R,G,B 레이저 발생수단과 함께 상기 콘트롤러에 의해 제어되어 적외선(IR) 또는 자외선(UV) 레이저 빔을 발생하는 IR/UV 레이저 발생수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 R,G,B 레이저 발생수단 및 상기 IR/UV 레이저 발생수단을 브라켓으로 구획된 레이저부에 설치하고, 그 레이저부에 방열 또는 냉각수단을 설치하여 레이저 다이오드에서 발생되는 열을 방열 또는 냉각시켜 성능 변화를 최소화할 수 있는 범위의 온도로 유지되게 상기 콘트롤러에 의해 조절할 수 있도록 구성함에 특징이 있다.
상기 레이저빔 영역 확대부는, 상기 평행광 발생부로부터 조사되는 평행광 레이저 빔을 반사하는 회전미러와, 상기 콘트롤러의 제어에 의해 상기 회전 미러를 회전시키는 미러 회전수단과, 상기 회전미러에 의해 반사되는 레이저빔을 전방으로 반사시키는 프리즘과, 상기 프리즘에서 반사되는 레이저 빔을 피사체에 조사하기 위한 촛점 렌즈와, 상기 촛점 렌즈와 상기 프리즘 사이의 간격을 조절하기 위한 촛점 조절수단을 포함하여 구성되고, 상기 회전미러는, 레이저 빔을 반사하는 원호형의 반사영역을 복수 개로 분할하고, 각각 분할된 반사영역의 반사 각도가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 회전미러의 분할된 반사영역은 소정 갯 수씩 순차적으로 반사각도가 증가 또는 감소 되게 하여 영상신호 주사방식과 같이 레이저빔이 조사되어 레이저 빔 영역을 형성할 수 있도록 반사영역의 반사각도가 설정되어 구성된다.
이와 같이 본 발명에 의한 레이저 서치 라이트는, 저가의 R,G,B 단색파장 레이저 다이오드를 사용하고, 이 R,G,B 레이저 빔을 평행광으로 모아서 먼 거리로 전송할 수 있으며, 회전 미러를 이용하여 반사각도를 다르게 조절하면서 영상신호 주사방식과 같이 레이저 빔을 조사시킴으로써 피사체에 레이저 빔 영역이 형성되고, 이는 빠르게 회전 미러를 회전시켜 시각 잔상효과에 의해 레이저 빔에 의해 확대된 레이저 영역이 보이게 함으로서 피사체를 식별할 수 있는 효과가 있다.
따라서 레이저 서리 라이트를 저가형으로 제조할 수 있으면서도 레이저의 각 세기 조절이나 레이저 빔의 촛점 조절이 가능하여 서치라이트로서 기능을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 레이저 서치라이트의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 레이저 서치 라이트의 회전미러 개념도이고, 도 3은 본 발명에 의한 레이저 서치라이트의 레이저빔 확대부의 레이저빔 조사 예시도이다.
본 발명에 의한 레이저 서치 라이트는,
R,G,B 단색파장 레이저 빔을 각각 발생하는 R,G,B 레이저 다이오드가 설치되는 레이저부(10)와; 상기 레이저부(10)의 각 레이저 빔을 평행광으로 조사하기 위한 평행광 발생부(20)와; 상기 평행광 발생부(20)의 평행광 레이저 빔을 일정한 영 역을 형성하도록 편향시켜 피사체에 레이저빔 영역이 형성되도록 레이저 빔 조사 영역을 확대하는 레이저 빔 영역 확대부(30)와; 상기 레이저부(10)의 각 R,G,B레이저 다이오드를 동시에 또는 선택적으로 제어하고, 상기 레이저 빔 영역 확대부(30)를 제어하는 콘트롤러(40)를 포함하여 구성된다.
상기 레이저부(10)는, R(Red) 레이저 다이오드, G(Green) 레이저 다이오드, B(Blue) 레이저 다이오드가 적어도 하나씩 설치되며, 각 칼라의 레이저 다이오드들이 각각 복수 개씩 설치될 수도 있다. 도면부호 11은 R,G,B레이저 다이오드중 하나를 표시한 것이다.
또한, 본 발명은 적외선 또는 자외선 카메라 등으로 피사체를 촬영할 수 있도록 상기 레이저부(10)에 R,G,B레이저 다이오드(11)와 함께 상기 콘트롤러(40)에 의해 제어되어 적외선(IR) 또는 자외선(UV) 레이저 빔을 발생하는 IR/UV 레이저 다이오드(12)를 더 포함하여 구성된다.
또한, 상기 레이저부(10)의 온도를 상기 콘트롤러에 의해 조절할 수 있도록 레이저부 온도 조절수단을 더 포함하여 구성된다. 온도조절수단(50)은, 레이저 다이오드들이 온도변화에 의한 영향을 받지 않도록 방열 또는 냉각시키기 위한 장치가 설치되며, 그 예로서 방열팬을 설치하거나, 전자냉각장치를 설치한다.
상기 평행광 발생부(20)는, R,G,B레이저 다이오드(11)의 레이저 빔을 각각 집속하여 빔으로서 조사하는 R,G,B 빔 집속 렌즈(21)와, 상기 R,G,B 빔 집속 렌즈(21)를 통해 조사되는 R,G,B 레이저빔을 중앙측으로 반사시키는 R,G,B 반사용 프리즘(22)과, 상기 R,G,B 반사용 프리즘(22)으로부터 반사되어오는 R,G,B 레이저 빔을 동일한 방향으로 반사시키는 평행광용 프리즘(23)과, 상기 평행광용 프리즘(23) 에서 반사되는 R,G,B 레이저 빔을 평행광으로 만들어 전방으로 조사하는 평행광 렌즈(24)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 R,G,B 레이저 다이오드(11)와 함께 적외선 또는 자외선 카메라 등으로 피사체를 촬영할 수 있도록 IR/UV 레이저 다이오드(12)가 설치되는 경우, 상기 IR/UV 레이저 다이오드(12)의 레이저 빔을 집광하기 위한 IR/UV 빔 집속렌즈(21')더 포함되어 설치되고, 상기 평행광용 프리즘은, R,G,B 레이저빔은 경사진 다각형 표면에서 전방으로 반사하고, 상기 IR/UV 레이저 다이오드(12)의 레이저는 후방에서 중앙부를 관통하여 조사되게 관통홀이 형성되어 구성된다.
상기 레이저빔 영역 확대부(30)는, 상기 평행광 발생부(20)로부터 조사되는 평행광 레이저 빔을 반사각도가 다른 소정수의 반사영역이 차례로 위치되게 회전되면서 평행광 레이저빔을 편향시켜 반사하는 회전미러(31)와, 상기 콘트롤러(40)의 제어에 의해 상기 회전 미러(31)를 회전시키는 미러 회전수단(32)과, 상기 회전미러(31)에 의해 반사되는 레이저빔을 전방으로 반사시키는 반사 프리즘(33)과, 상기 반사 프리즘(33)에서 반사되는 레이저 빔을 피사체에 조사하기 위한 촛점 렌즈(34)와, 상기 촛점 렌즈(34)와 상기 반사 프리즘(33) 사이의 간격을 조절하기 위한 촛점 조절수단(35)을 포함하여 구성된다.
상기 회전 미러(31)는, 도 2에 도시된 바와 같이 원형의 회전판에 원호형 반사영역을 형성하되, 반사영역은 동일한 크기로 균등 분할하여 복수의 반사영역(31a)으로 형성하며, 각 반사영역(31a)은 반사되는 레이저 빔의 각도가 다르게 형성된다.
상기 회전미러(31)의 분할된 반사영역(31a)은 소정 갯 수씩 순차적으로 반사각도가 증가 또는 감소 되게 하여 도 4의 영상신호 주사방식과 같이 레이저빔이 조사되어 레이저 빔 영역을 형성할 수 있도록 반사영역(31a)의 반사각도가 설정되어 구성된다.
즉, 회전미러(31)의 반사영역을 다수의 반사영역으로 균등 분할하고, 각 분할된 반사영역의 반사각도를 서로 다르게 형성하되, 촛점 렌즈(34)를 통과하여 피사체에 조사되는 레이저빔이 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 포인트에 차례로 레이저빔이 조사될 수 있도록 반사영역의 반사각도를 설정하여 형성한다.
이에 따라 다수로 분할된 반사영역은 회전미러(31)를 한바퀴 회전시키는 동안 도 4의 하나의 레이저 빔 영역을 구성할 수 있게 되고, 이 레이저빔 영역을 형성하는 시간을 빠르게 하면 시각 잔상효과에 의해 전체 면적에 레이저빔이 조사된 것으로 보이면서 R,G,B 단색광에 의해 백색광으로 보이게 되는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명은, R,G,B레이저 다이오드를 제어하여 R,G,B 단색파장의 레이저 빔을 발생시키면, 평행광 발생부에서 전방으로 직진되는 R,G,B 레이저 빔으로 발생되고, R,G,B 레이저 빔이 평행광으로 조사되어 레이저 빔 영역 확대부에서 피사체에 조사되는 레이저빔이 소정의 레이저 빔 영역을 형성하도록 반사각도가 편향 제어된다.
이에 따라 반사 프리즘(33)에서 반사되는 각도에 의해 R,G,B 레이저 빔이 피사체에 도달하였을 때 상기 회전미러(31)의 회전에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 영상신호 주사방식과 같이 소정의 영역을 형성하도록 레이저 빔이 조사되고, 회전 미러(31)의 회전 속도를 조절함에 따라 시각 잔상효과에 의해 하나의 화면을 형성하면서 R,G,B 레이저 광원에 의해 백색광 효과가 나타난다. 여기서 R,G,B단색광을 평행광으로 조사하였을 때 서로 근접된 R,G,B 단색광이 피사체에서 백색광으로 보이는 것이며, 피사체에 비춰지는 레이저 빔이 백색광으로 보이기 때문에 피사체를 식별할 수 있게 된다.
또한, 촛점 조절수단(35)에 의해 촛점 렌즈(34)와 반사 프리즘(33) 사이의 간격을 조절할 수 있으므로, R,G,B레이저 빔 영역의 크기가 조절될 수 있고, 피사체에 형성되는 레이저 빔 영역의 전체 크기도 조절할 수 있게 된다.
또한, 적외선 또는 자외선 레이저 다이오드(12)를 추가 설치하여 레이저 빔을 조사하게 되면, R,G,B 레이저빔이 없어도 적외선 또는 자외선 레이저가 피사체에 조사되므로 적외선 또는 자외선 카메라 등으로 피사체를 촬영할 수 있으며, 적외선 또는 자외선 레이저 빔과 R,G,B 레이저 빔은 함께 또는 선택적으로 이용하여서도 CCD카메라로 촬영할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 레이저 서치라이트의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 레이저 서치 라이트의 회전미러 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 레이저 서치라이트의 레이저빔 확대부의 레이저빔 조사 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 레이저부 11 : R,G,B 레이저 다이오드
12 : IR/UV 레이저 다이오드 20 : 평행광 발생부
21 : R,G,B 빔 집속 렌즈 21' : IR/UV 빔 집속 렌즈
22 : R,G,B 빔 반사용 프리즘
23 : 평행광용 프리즘 24 : 평행광 렌즈
30 : 레이저 빔 영역 확대부 31 : 회전미러
32 : 미러 회전수단 33 : 반사 프리즘
34 : 촛점 렌즈 35 : 촛점 조절수단
40 : 콘트롤러

Claims (8)

  1. 레이저 빔을 조사하는 레이저 서치라이트에 있어서,
    R,G,B 단색파장 레이저 빔을 각각 발생하는 R,G,B 레이저 다이오드가 설치되는 레이저부(10)와;
    상기 레이저부(10)의 각 레이저 빔을 평행광으로 조사하기 위한 평행광 발생부(20)와;
    상기 평행광 발생부(20)의 평행광 레이저 빔을 일정한 영역을 형성하도록 편향시켜 영상신호 주사방식과 같이 조사하여 피사체에 레이저빔 영역이 형성되도록 레이저 빔 조사 영역을 확대하는 레이저 빔 영역 확대부(30)와;
    상기 레이저부(10)의 각 R,G,B레이저 다이오드를 동시에 또는 선택적으로 제어하고, 상기 레이저 빔 영역 확대부(30)를 제어하는 콘트롤러(40)를 포함하되,
    상기 평행광 발생부(20)는,
    상기 R,G,B레이저 다이오드의 레이저 빔을 각각 집속하여 빔으로서 조사하는 R,G,B 빔 집속 렌즈(21)와,
    상기 R,G,B 빔 집속 렌즈(21)를 통해 조사되는 R,G,B 레이저빔을 중앙측으로 반사시키는 R,G,B 반사용 프리즘(22)과,
    상기 R,G,B 반사용 프리즘(22)으로부터 반사되어오는 R,G,B 레이저 빔을 표면에서 전방으로 반사하도록 경사진 다각 표면이 형성되어 R,G,B 레이저 빔을 전방으로 반사시키는 평행광용 프리즘(23)과,
    상기 평행광용 프리즘(23)에서 반사되는 R,G,B 레이저 빔을 평행광으로 만들어 전방으로 조사하는 평행광 렌즈(24)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저부(10)는,
    R(Red) 레이저 다이오드, G(Green) 레이저 다이오드, B(Blue) 레이저 다이오드가 칼라별로 하나씩 또는 칼라별로 복수개씩 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저부(10)에 R,G,B 레이저 다이오드(11)와 함께 상기 콘트롤러(40)에 의해 제어되어 적외선(IR) 또는 자외선(UV) 레이저 빔을 발생하는 IR/UV 레이저 다이오드(12)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 레이저부(10)에, R,G,B 레이저 다이오드(11)와 함께 IR/UV 레이저 다이오드(12)가 설치되는 경우,
    상기 IR/UV 레이저 다이오드(12)의 레이저 빔을 집광하기 위한 IR/UV 빔 집속렌즈(21')가 더 포함되어 설치되고,
    상기 평행광용 프리즘(23)은, 상기 IR/UV 빔 집속렌즈(21')를 통과하는 IR/UV 레이저 다이오드(12)의 레이저 빔이 후방에서 중앙부를 관통하여 전방으로 조사되게 관통홀이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저빔 영역 확대부(30)는,
    상기 평행광 발생부(20)로부터 조사되는 평행광 레이저 빔을 반사각도가 다른 소정수의 반사영역이 차례로 위치되게 회전되면서 평행광 레이저빔을 편향시켜 반사하는 회전미러(31)와,
    상기 콘트롤러(40)의 제어에 의해 상기 회전 미러(31)를 회전시키는 미러 회전수단(32)과,
    상기 회전미러(31)에 의해 반사되는 레이저빔을 전방으로 반사시키는 반사 프리즘(33)과,
    상기 반사 프리즘(33)에서 반사되는 레이저 빔을 피사체에 조사하기 위한 촛점 렌즈(34)와, 상기 촛점 렌즈(34)와 상기 반사 프리즘(33) 사이의 간격을 조절하기 위한 촛점 조절수단(35)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라 이트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 회전 미러(31)는,
    원형의 회전판에 원호형 반사영역을 형성하되, 반사영역은 동일한 크기로 균등 분할하여 복수의 반사영역으로 형성하며, 각 반사영역은 반사되는 레이저 빔의 각도가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저부(10)에는
    레이저 다이오드들이 온도변화에 의한 영향을 받지 않도록 상기 콘트롤러(40)의 제어를 받아 방열 또는 냉각시키기 위한 온도조절수단이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 서치 라이트.
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