KR101167094B1

KR101167094B1 - Ｅｏ 및 ｉｒ 겸용 광학장치

Info

Publication number: KR101167094B1
Application number: KR1020110109888A
Authority: KR
Inventors: 한정열; 김광동; 장정균; 장비호
Original assignee: 한국 천문 연구원
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-07-20
Also published as: WO2013062200A1; US20130105695A1

Abstract

본 발명은 컴팩트한 사이즈를 이루는 광학장치를 제공하고자 한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 일측에 개구부가 형성된 원형 드럼 형태의 경통과, 상기 경통의 내부로 상기 개구부의 반대측에 설치되는 주반사경과, 상기 경통 내부에 구비되어 상기 주반사경으로부터 반사된 빛이 입사되는 부반사경과, 상기 경통 내부로 상기 부반사경으로부터 반사된 빛이 입사 가능하도록 상기 주반사경과 부반사경 사이에 위치됨과 동시에 입사된 빛을 가시광선 영역의 빛과 적외선 영역의 빛으로 분리시키는 스플리터와, 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 가시광선 영역의 빛을 판독하는 가시광선해석부 및 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 적외선 영역의 빛을 판독하는 적외선해석부를 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치를 제공한다.

Description

ＥＯ 및 ＩＲ 겸용 광학장치{Optical Device Using Both Electro-Optical And Infrared Light}

본 발명은 광학장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 가시광선 및 적외선 영역의 빛으로 나누어 각각의 해당 영역의 빛의 판독 성능을 개선시킨 EO 및 IR 겸용 광학장치에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈 및 반사경들이 설치된 광학장치는 지형 탐색을 위한 항공 또는 위성용 카메라나 천체를 관측하기 위한 천문 관측용 망원경 등으로 적용되고 있다.

이러한 광학장치는 다수개의 반사경 및 렌즈들이 구비되어 피사체나 별 등 천체에서 나오는 빛을 집광하여 눈으로 관측하거나 또는 별도의 카메라를 이용하여 촬영을 하게 된다. 경우에 따라서는 전자적 데이터를 이용하여 이미지화하거나 필요 시에는 저장도 하고 있다.

한편, 시각적으로 보다 정확한 영상은 물론 서로 다른 파장에 따른 사물 관찰도 가능하도록 가시광선 및 적외선 영역의 빛을 동시에 판독하는 광학장치도 개발되고 있다.

도 1은 종래 이와 같은 광학장치 및 이를 이루는 주요 내부 구성요소들을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래 광학장치(1)는 외관을 이루는 몸체부(10)에 원형 형태의 경통(20)이 구비되며, 상기 경통(20) 내부에는 주반사경(21) 및 부반사경(23)이 설치된다.

상기 경통(10)은 일측이 개구된 형태를 이루며 개구된 타측으로 상기 주반사경(21)이 설치된다. 그리고, 상기 주반사경(21)은 오목한 거울형태를 이루는데, 이와 같이 형성된 주반사경(21)으로부터 반사된 빛을 전달받을 수 있도록, 도시된 바와 같이, 상기 경통(20)의 개구부 측으로 상기 부반사경(23)이 설치된다.

그리고, 상기 부반사경(23)에서 반사된 빛을 전달받을 수 있도록 상기 경통(20) 내부에는 서브반사경(25)이 구비된다.

한편, 상기 경통(20) 외부에는 상기 서브반사경(25)으로부터 반사된 빛을 전달받을 수 있도록 제1프리즘(30)이 구비된다. 이를 위해, 상기 서브반사경(25) 및 상기 제1프리즘(30)은 상기 경통(20)의 길이방향에 소정 경사진 각도로 설치된다.

상기 제1프리즘(30)은 상기 서브반사경(25)을 통하여 입사된 빛을 다시 가시광선 파장대 영역의 빛과 적외선 파장대 영역의 빛으로 분리시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 제1프리즘(30)으로부터 분리된 가시광선 영역의 빛은 다시 상기 몸체부(10)에 구비되며 상기 경통(20)에 연통되게 구비된 가시광선케이싱(50)으로 전달된다.

이때, 상기 가시광선케이싱(50) 내측에는 빛을 집광하고 판독에 유리하도록 복수개의 집광렌즈군(52)이 구비되고 또한 별도의 CCD(Charge-Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등과 같은 이미지센서(54) 등이 구비되어 입사된 가시광선 영역의 빛을 판독할 수 있게 된다. 여기서 판독이란 데이타화하거나 이미지(영상) 처리가 가능하도록 하는 것을 말한다.

마찬가지로, 상기 제1프리즘(30)을 통하여 분리된 적외선 영역의 빛 또한 상기 경통(20)과 연통되게 상기 몸체부(10)에 구비된 적외선케이싱(60)으로 입사되고, 제2프리즘(61), 집광렌즈군(63) 및 이미지 센서(65)를 통하여 이미지 정보를 판독할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래 광학장치의 경우는 상기 제1프리즘(30)의 설치를 위하여 경통(20) 외부로 별도의 공간부가 필요하였다.

또한, 상기 가시광선 영역의 빛과 적외선 영역의 빛을 판독하기 위한 구조물이 경통(20) 외부에 별도로 직선상으로 상당한 길이를 가지고 설치되어 광학장치의 전체적인 사이즈가 증대되어 공간상 비효율적인 면을 초래하는 문제점이 있었다.

특히, 빛을 가시광선과 적외선 영역으로 나누는 제1프리즘(30)이 최초 빛을 전달받은 주반사경(21)으로부터 멀리 떨어진 경로상에 있음은 물론 서브반사경(25)까지 통과하여 전달받게 됨으로써, 상기 제1프리즘(30)까지 도달하는 경로 상에서 상당한 양의 빛의 손실이 있었다.

또한, 이러한 제1프리즘(30)을 통하여 나누어진 빛을 다시 제2프리즘(61)을 통과하여 적외선 영역으로 전달되는데, 일반적으로 프리즘을 통과하는 경우 난수차가 심해지게 되어 다시 별도의 렌즈 등을 통하여 수차 보정을 하더라도 최종 판독되는 이미지에는 좋지 않은 영향을 끼칠 수 밖에 없다는 문제점도 존재하였다.

특히, 상술한 바와 같은 이유로 판독대상물로부터 소정 거리 떨어진 위치에서 이미지판독 가능한 값을 정량적으로 나타내는 MTF(Modulation transfer function)값이 떨어지는 등의 문제점도 존재하였다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 컴팩트(compact)한 사이즈로 구성 가능한 EO 및 IR 겸용 광학장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 본 발명은 이동 중에 빛의 손실량을 줄임으로써 이미지 판독에 있어서 향상을 가져옴과 동시에 MTF(변조전달함수) 값을 향상시킬 수 있도록 한 EO 및 IR 겸용 광학장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일측에 개구부가 형성된 원형 드럼 형태의 경통과, 상기 경통의 내부로 상기 개구부의 반대측에 설치되는 주반사경과, 상기 경통 내부에 구비되어 상기 주반사경으로부터 반사된 빛이 입사되는 부반사경과, 상기 경통 내부로 상기 부반사경으로부터 반사된 빛이 입사 가능하도록 상기 주반사경과 부반사경 사이에 위치됨과 동시에 입사된 빛을 가시광선 영역의 빛과 적외선 영역의 빛으로 분리시키는 스플리터와, 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 가시광선 영역의 빛을 판독하는 가시광선해석부 및 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 적외선 영역의 빛을 판독하는 적외선해석부를 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치를 제공한다.

여기서, 상기 주반사경은 중앙에 관통부가 구비되되, 상기 부반사경으로 입사되어 반사된 빛이 상기 스플리터를 통과하여 상기 관통부를 관통하여 진행하도록 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 스플리터는 가시광선은 반사시키되, 적외선은 통과되도록 할 수 있다.

또한, 상기 가시광선해석부는 상기 경통에 연결되게 구비되는 EO케이싱과, 상기 EO케이싱 내측에 구비되는 EO집광렌즈군 및 상기 EO케이싱 내측에 구비되며 상기 경통의 외부 둘레를 따라 입사된 빛이 이동하도록 하는 EO보조반사경을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 적외선해석부는 상기 경통에 연결되게 구비되는 IR케이싱과, 상기 IR케이싱 내측에 구비되는 IR집광렌즈군 및 상기 IR케이싱 내측에 구비되며 상기 경통의 외부 둘레를 따라 입사된 빛이 이동하도록 하는 IR보조반사경을 포함할 수 있다.

또한, 상기 주반사경은 중앙에 관통부가 구비되되, 상기 관통부에는 수차보상렌즈가 더 포함될 수 있다.

한편, 본 발명은 일측에 개구부가 형성된 원형 드럼 형태의 경통과, 상기 경통의 내부로 상기 개구부의 반대측에 설치되는 주반사경과, 상기 경통 내부에 구비되어 상기 주반사경으로부터 반사된 빛이 입사되는 부반사경과, 상기 경통 내부로 상기 부반사경으로부터 반사된 빛이 입사 가능하도록 상기 주반사경과 부반사경 사이에 위치됨과 동시에 입사된 빛을 제1파장 영역의 빛과 제2파장 영역의 빛으로 분리시키는 스플리터와, 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 제1파장 영역의 빛을 판독하는 가시광선해석부 및 상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 제2파장 영역의 빛을 판독하는 적외선해석부를 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치를 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 EO 및 IR 겸용 광학장치의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 의하면 경통의 측부 및 후방부를 따라서 보조반사경 및 집광렌즈군 등을 배치하여 광학장치의 전체 사이즈를 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. 이에 따라서 공간활용도를 높일 수 있게 됨은 물론 광학장치의 작동이 편하여지고 오작동을 줄일 수 있는 효과를 가져온다.

둘째, 본 발명에 의하면 주반사경과 부반사경 사이에 스플리터를 구비하고, 상기 스플리터로부터 분리된 가시광선 및 적외선 영역의 빛을 전달받아 이미지 처리가 이루어지도록 함으로써 전체적으로 이미지 센서까지 도달하는데 빛의 경로가 짧아지게 되어 빛의 손실량을 줄임으로써 보다 양호한 영상 구현이 가능해지는 효과를 가져온다.

셋째, 본 발명에 의하면 수차발생이 일어나는 프리즘 사용을 줄이고 보조반사경을 이용하여 빛의 경로가 변경되도록 하여 이미지 해석율을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 종래 기술에 따른 가시광선해석부와 적외선해석부가 구비된 일반적인 광학장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명에 따른 광학장치의 외관을 전방측에서 나타낸 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 광학장치의 외관을 후방측에서 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 광학장치에 적용되는 가시광선해석부를 나타낸 분해사시도; 및
도 5는 본 발명에 따른 광학장치에 적용되는 적외선해석부를 나타낸 분해사시도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예를 설명함에 있어서 동일구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호가 사용되며, 이에 대한 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광학장치의 외관을 전방측에서 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광학장치의 외관을 후방측에서 나타낸 사시도이다.

상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학장치(100)는 외관을 이루는 경통(110), 가시광선해석부(120) 및 적외선해석부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 경통(110)은 내부 수용부가 구비된 원형의 드럼 형상을 이룬다. 그리고, 상기 가시광선해석부(120)는 상기 경통(110)의 외부 측부에 구비되며, 상기 적외선해석부(130)는 상기 경통(110)의 외부 후방측에 구비된다.

이때, 상기 경통(110)의 전방측은 빛의 입사가 가능하도록 개구부(115)가 구비되어 내부가 완전히 개방된 상태를 이루며, 상기 가시광선해석부(120)의 외관을 이루는 EO케이싱(121) 및 적외선해석부(130)의 외관을 이루는 IR케이싱(131)은 상기 경통(110)과 연통된 구성을 이룬다. 즉, 상기 경통의 측부 및 후방측에는 상기 EO케이싱(121) 및 IR케이싱(131)과 연통되는 연통부(미도시)가 구비될 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 광학장치의 내부 주요 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 발명 광학장치에는 상기 가시광선해석부(120)와 적외선해석부(130)가 하나의 경통(110)에 모두 설치되어 있으나, 이해 및 설명의 편의를 위하여 이하에서는 상기 각각의 해석부를 나누어 도시 및 설명하기로 한다.

첨부된 도면 중, 도 4는 본 발명에 따른 광학장치에 적용되는 가시광선해석부를 설명하기 위한 주요 구성요소들의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 광학장치에 적용되는 적외선해석부를 설명하기 위한 주요 구성요소들의 분해사시도이다.

도시된 것처럼, 상기 개구부(115)의 반대측으로 상기 경통(110)의 내부에는 주반사경(210)이 설치된다. 여기서, 상기 주반사경(210)은 상기 경통(110)의 내부 직경과 거의 동일한 크기로 형성될 수 있다.

바람직하기로는 상기 주반사경(210)의 둘레부가 상기 경통(110) 내측에 밀착된 상태를 이루도록 하여 경통(110) 내부로 진입되는 빛이 손실 없이 상기 주반사경(210)에 입사되도록 할 것이다.

그리고, 상기 주반사경(210)은 중앙부에 대략 부반사경(220)과 같은 직경으로 이루어지는 관통부(215)가 구비된다. 상기 관통부(215)는 적외선 영역의 빛이 이동하는 경로를 이루게 되며 이에 대해서는 후술한다.

또한, 상기 주반사경(210)은 상기 경통(110) 내부로 들어온 빛을 상기 주반사경(210)으로부터 소정 거리 떨어진 개구부(115)측 위치로 반사시킬 수 있도록 소정 곡률을 가지는 오목한 거울 형태를 이룬다.

한편, 상기 부반사경(220)은 상기 주반사경(210)으로부터 반사된 빛을 입사받을 수 있도록 상기 경통(110)의 개구부(115) 측에 설치된다. 상기 부반사경(220)은 후술하는 스플리터(Splitter, 230)로 빛의 전달이 용이하게 됨과 동시에 집광에 유리하도록 소정 곡률을 가지는 형태가 적용될 수 있다. 이때, 상기 부반사경(220)은 상기 주반사경(210)의 둘레부 외측으로 많은 양의 빛의 입사가 가능하도록 하되 상기 스플리터(230)로는 빛의 반사가 용이하게 이루어지도록 그 직경이 결정된다.

그리고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 부반사경(220)을 상기 경통(110)에 결합되도록 하는 제1연결로드(105)가 구비된다.

이때, 상기 제1연결로드(105)는 적어도 한 개 이상이 구비되되, 상기 제1연결로드(105)의 일단부가 경통(110)에 결합되며, 상기 제1연결로드(105)의 타단부는 부반사경(220)에 결합되는 구성을 취한다.

또한, 상기 주반사경(210)으로 최대한 많은 양의 빛이 입사 가능하며, 상기 부 반사경(220)이 외부의 진동, 온도변화 등에 따른 다양한 환경조건에서도 움직임이 최소화하도록 상기 제1연결로드(105)의 위치 및 크기가 정하여진다.

도시된 바와 같이, 상기 경통(110)의 외측으로 상기 부반사경(220)이 위치되도록 하고, 구조적으로 안정된 상태로 상기 부반사경(220)이 설치되도록 두 개 이상으로 이루어지되 굵기는 최대한 얇게 형성된 제1연결로드(105)가 적용됨이 바람직하다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 스플리터(230)는 상기 경통(110) 내부에 구비되며 상기 부반사경(220)을 통하여 반사된 빛이 통과 가능하도록 상기 주반사경(210)과 부반사경(220) 사이에 위치된다. 이를 위해, 상기 스플리터(230) 또한 경통(110) 내부에 소정의 제2연결로드(미도시)를 통하여 설치된다. 이 경우에도 상기 주반사경(210)으로 충분한 양의 빛이 입사 가능하도록 상기 부 반사경(220)보다 크기가 작고, 원치 않는 빛(잡광)이 입사하는 것을 차단할 수 있도록 상기 제2연결로드의 위치 및 크기가 정하여진다. 또한, 상기 제2연결로드도 외부의 진동, 온도 등 변화하는 환경조건에서도 움직임이 최소화하도록 설치되어야 함은 물론이다.

자세히 도시되지는 않았지만, 상기 경통(110) 내부 주반사경(210)과 부반사경(220) 사이의 충분한 공간 확보를 위하여 상기 주반사경(210)의 관통부(215)에 연결되는 형태로 제2연결로드가 구비되되, 상기 제2연결로드는 자체적으로 빛을 반사시키지는 않는 재질이 적용됨이 바람직할 것이다.

그리고, 상기 스플리터(230)는 가시광선 영역의 빛은 반사되도록 하고 적외선 영역의 빛은 투과되도록 구성된다. 자체의 재질 및 소정 물질의 코팅을 통하여 구현이 가능하며, 이와 같은 스플리터는 이미 당업자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 가시광선해석부(120)와 적외선해석부(130)는 상기 스플리터(230)를 통과하여 분리된 가시광선 영역 및 적외선 영역에 해당하는 빛을 각각 이미지 및 데이타화하는 역할을 수행한다. 이하에서는 상기 가시광선해석부와 적외선해석부의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 가시광선해석부(120)는 EO케이싱(121), EO집광렌즈군(261), EO보조반사경(240,262) 및 EO이미지센서(270)를 포함하여 구성된다.

상기 EO케이싱(121)은 상기 경통(110)의 측부에 구비되되, 상기 스플리터(230)를 통하여 반사되는 빛의 입사가 가능하도록 상기 경통(110)의 측부에 연통된 형태를 이룬다.

그리고, 상기 EO집광렌즈군(261)은 상기 EO케이싱(121) 내부에 입사된 가시광선을 판독하는데 용이하도록 구비된다.

상기 EO보조반사경(240,262)은 본 발명에 따른 광학장치(100)에 있어서 입사되는 가시광선을 상기 경통(110) 측부에 최대한 밀착시킨 형태로 이동되도록 경로를 조절하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 상기 복수개의 보조반사경(240,262)들은 각각의 크기 및 설정위치가 조절되어 이동되는 빛이 최대한 짧은 구간을 가짐과 동시에 경통(110) 외부에 밀착된 상태로 상기 EO이미지센서(270)에 도달되도록 설계된다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 적외선해석부(130)는 IR케이싱(131), IR집광렌즈군(343,350), IR보조반사경(342,345) 및 IR이미지센서(360)를 포함하여 구성된다.

상기 IR케이싱(131)은 상기 경통(110)의 후방측에 구비되며, 상기 스플리터(230)를 통과한 빛의 입사가 가능하도록 구성된다. 보다 자세히 설명하면, 상기 주반사경(210)에 입사된 빛이 반사되어 상기 부반사경(220)으로 입사한 후, 재차 반사되어 상기 스플리터(230)를 통과 시 적외선 영역의 빛으로 분리된다. 이때, 상기 스플리터(230)를 통과한 적외선 영역의 빛은 상기 주반사경(210) 중앙의 관통부(215)를 통하여 경통(110) 후방측으로 직접 전달되도록 한 것이다. 이를 위해, 상기 IR케이싱(131)은 상기 경통(110)의 후방측에 연통된 구조를 이룬다.그리고, 상기 적외선해석부(130) 또한 복수개의 IR집광렌즈군(343,350)과 빛의 경로를 조절하는 IR보조반사경(342,345)들이 구비되고 이를 통하여 IR이미지센서(360)까지 빛이 도달되도록 구성된다.

즉, 상기 EO보조반사경과 마찬가지로 상기 IR보조반사경(342,345)들 또한 상기 경통(110)의 후방측 및 측부를 따라서 최단 경로를 가지며 빛이 전달되고 이미지해석이 가능하도록 구성된다.

한편, 상기에서 EO이미지센서(270)와 IR이미지센서(360)는 각각 CCD(Charge-Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)가 적용될 수 있다.

미 설명 부호인 310은 비점수차보상자(astigmatism compensator)로써 적외선해석부(130)로 입사되는 빛의 수차를 1차적으로 보상하는 역할을 수행하며, 상기 주반사경(210)의 관통부(215)를 관통하는 빛의 이동 경로상에 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 EO 및 IR 겸용 광학장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 개구부를 통하여 경통(110) 내부로 빛이 진입하여 상기 주반사경(210)으로 입사하게 된다. 그리고, 상기 주반사경(210)은 다시 곡률반경에 따라서 상기 부반사경(220)측으로 입사된 빛을 반사시키게 된다.

다음으로 상기 부반사경(220)은 다시 상기 스플리터(230) 측으로 빛을 반사하고, 상기 스플리터(230)는 가시광선 영역의 빛은 반사시켜 상기 가시광선해석부(120) 측으로 전달하고, 적외선 영역의 빛은 투과시켜 상기 적외선해석부(130) 측으로 전달하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 EO케이싱(121) 내측으로 들어온 빛은 다수개의 EO보조반사경(240,262)을 통과하여 상기 경통(110)의 외부 측부를 따라 이동하게 되고, 최종적으로 EO이미지센서(270)를 통하여 영상처리 또는 소정의 데이타로 변환되거나 저장된다.

마찬가지로, 상기 적외선케이싱(131)으로 전달된 빛은 다수개의 IR보조반사경(342,345)들을 통과하여 상기 경통(110)의 외부 후방측 및 측부를 따라 이동하게 되고, 최종적으로 IR이미지센서(360)를 통하여 영상처리 또는 소정의 데이타로 변환되거나 저장된다.

이에 따라 사용자는 두 개의 서로 다른 파장에 해당하는 빛을 이용 데이터 또는 영상 처리된 화면을 이용 사물에 대한 정보를 습득할 수 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 가시광선해석부(120)와 적외선해석부(130)가 경통(110)의 둘레를 따라서 구비된다. 이에 따라 광학장치의 전체 사이즈가 컴팩트(compact)해진다.

또한, 스플리터(230)가 주반사경(210)과 부반사경(220) 사이에 설치되어 경통(110) 내부로 들어오는 빛이 스플리터(230)까지 전달되는데 있어서 빛의 손실을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라서 이미지의 성능 개선효과를 가져오게 된다.

나아가, 본 발명의 경우 수차 발생을 일으키는 프리즘을 대체하여 보조반사경을 이용하여 빛의 경로가 변경되도록 함으로써 이미지 해석율을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.

특히, 상술한 바와 같은 구성 및 효과를 통하여 특정 거리에서의 사물에 대한 이미지화 정도의 정량가능 값을 나타내는 MTF(변조전달함수) 값을 향상시키게 된다,

한편, 빛은 파장에 따라서 가시광선, 적외선 영역은 물론 소정 파장 영역별로도 분리가 가능하다. 상술한 본 발명의 실시예에서는 이해 및 설명의 편의상 가시광선과 적외선 두 개 영역의 빛을 이미지화하는 광학장치로 설명되어 있지만, 가시광선 또는 근적외선 영역의 빛은 전자광학 센서(EO)를 이용하여 이미지화하며, 근적외선 영역을 제외한 나머지 영역에 해당하는 빛은 별도의 적외선이미지센서를 이용함이 일반적이다.

즉, 상술한 본 발명이 일 실시예에서 가시광선해석부는 가시광선 영역 이외의 근적외선 영역의 빛도 해석되도록 할 수 있을 것이며, 상황에 따라서 임의의 파장 영역대 예를 들어 제1파장 영역대 및 제2파장 영역대의 빛을 분리하여 이미지로도 해석 가능할 것이다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100: EO 및 IR 겸용 광학장치 105: 제1연결로드
115: 개구부 120: 가시광선해석부
121: EO케이싱 130: 적외선해석부
131: IR케이싱 210: 주반사경
215: 관통부 220: 부반사경
230: 스플리터 261: EO집광렌즈군
270: EO이미지센서 310: 수차보상렌즈
343, 350: IR집광렌즈군 360: IR이미지센서

Claims

일측에 개구부가 형성된 원형 드럼 형태의 경통;
상기 경통의 내부로 상기 개구부의 반대측에 설치되는 주반사경;
상기 경통 내부에 구비되어 상기 주반사경으로부터 반사된 빛이 입사되는 부반사경;
상기 경통 내부로 상기 부반사경으로부터 반사된 빛이 입사 가능하도록 상기 주반사경과 부반사경 사이에 위치됨과 동시에 입사된 빛을 가시광선 영역의 빛과 적외선 영역의 빛으로 분리시키는 스플리터;
상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 가시광선 영역의 빛을 판독하는 가시광선해석부; 및
상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 적외선 영역의 빛을 판독하는 적외선해석부;
를 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치.
제1항에 있어서,
상기 주반사경은 중앙에 관통부가 구비되되,
상기 부반사경으로 입사되어 반사된 빛이 상기 스플리터를 통과하여 상기 관통부를 관통하여 진행하도록 이루어진 EO 및 IR 겸용 광학장치.
제1항에 있어서,
상기 스플리터는,
가시광선은 반사시키되, 적외선은 통과되도록 하는 EO 및 IR 겸용 광학장치.
제1항에 있어서,
상기 가시광선해석부는,
상기 경통에 연결되게 구비되는 EO케이싱;
상기 EO케이싱 내측에 구비되는 EO집광렌즈군; 및
상기 EO케이싱 내측에 구비되며 상기 경통의 외부 둘레를 따라 입사된 빛이 이동하도록 하는 EO보조반사경;
을 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치.
제1항에 있어서,
상기 적외선해석부는,
상기 경통에 연결되게 구비되는 IR케이싱;
상기 IR케이싱 내측에 구비되는 IR집광렌즈군; 및
상기 IR케이싱 내측에 구비되며 상기 경통의 외부 둘레를 따라 입사된 빛이 이동하도록 하는 IR보조반사경;
을 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치.
제5항에 있어서,
상기 주반사경은 중앙에 관통부가 구비되되,
상기 관통부를 관통하는 빛의 수차를 보상하는 비점수차보상자가 더 포함되는 EO 및 IR 겸용 광학장치.
일측에 개구부가 형성된 원형 드럼 형태의 경통;
상기 경통의 내부로 상기 개구부의 반대측에 설치되는 주반사경;
상기 경통 내부에 구비되어 상기 주반사경으로부터 반사된 빛이 입사되는 부반사경;
상기 경통 내부로 상기 부반사경으로부터 반사된 빛이 입사 가능하도록 상기 주반사경과 부반사경 사이에 위치됨과 동시에 입사된 빛을 제1파장 영역의 빛과 제2파장 영역의 빛으로 분리시키는 스플리터;
상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 제1파장 영역의 빛을 판독하는 가시광선해석부; 및
상기 경통에 밀착되게 구비되고 상기 스플리터로부터 입사받은 제2파장 영역의 빛을 판독하는 적외선해석부;
를 포함하는 EO 및 IR 겸용 광학장치.