KR101436922B1

KR101436922B1 - ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치

Info

Publication number: KR101436922B1
Application number: KR1020140041725A
Authority: KR
Inventors: 오승은
Original assignee: 삼성탈레스 주식회사
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-09-05

Abstract

?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치가 개시된다. 제1 단에서 제2 단으로 갈수록 광의 입사면의 두께가 일정하게 증가하도록 구성되는 ?지 광학창(wedge optical window); 상기 ?지 광학창을 통해 입사되는 광으로부터 영상을 획득하는 영상 획득 모듈을 구성한다. 여기에서, 상기 ?지 광학창은, 측단면이 사다리꼴로 형성되도록 구성될 수 있으며, 상기 입사면에 사선 방향으로 상기 광이 입사되며 상기 입사되는 광의 입사각은 상기 제1 단의 방향에 형성되고 상기 입사되는 광의 출사각은 상기 제2 단의 방향에 형성되도록 구성될 수 있다. 상기와 같은 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치에 의하면, 광학창의 두께를 점점 증가시켜 측면에서 볼 때 사다리꼴로 구성되도록 함으로써, 광학창의 단면에 대해 비스듬한 방향에서 입사각이 큰 광이 입사되더라도 입사면에 대한 입사각은 줄어들게 되어 기존보다 광의 출사각이 작아지게 되는 효과가 있다. 즉, 출사각이 작아짐으로써 영상 획득 모듈이 멀리 위치할 필요가 없게 된다. 그리고 영상 획득 장치(10)의 부피가 줄어들게 되며 장비를 소형화/경량화하고 이동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 한편, 광학창의 필요 면적 역시 작아진 입사각의 코사인에 반비례하게 되어 줄어들게 되는 효과가 있다.

Description

?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치{APPARATUS FOR ACQUIRING IMAGE BEING EQUIPPED WITH WEDGE OPTICAL WINDOW}

본 발명은 영상 획득 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 광학창이 구비된 영상 획득 장치의 측면 구성도이다.

도 1을 참조하면, 영상 획득 장치(10)는 광학창(11) 및 영상 획득 모듈(12)을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기에서, 영상 획득 장치(10)는 광학창(11)을 통해 입사되는 광을 내부의 영상 획득 모듈(12)이 센싱하도록 구성된다.

영상 획득 모듈(12)은 여러 장의 렌즈와 센서 등으로 구성되며, 센서에는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge couple device) 이미지 센서, IR 검출 센서, UV 검출 센서, LASER 검출 센서 등이 사용될 수 있다.

그런데, 광학창(11)은 도 1에서 보듯이 그 두께가 일정하고 측단면에서 볼 때 직사각형의 형상을 갖는다.

광학창(11)을 통해 입사되는 광과 출사되는 광은 스넬(Snell)의 법칙에 따라 그 수직 법선을 기준으로 서로 동일한 크기의 각도를 갖게 된다.

입사광이 광학창(11)의 단면에 대해 비스듬히 사선 방향에서 입사되는 경우에는 그 입사각이 커질수록 그 출사각 역시 커지게 된다. 이때, 그 출사각이 커짐에 따라 출사광은 광학창(11)의 단면에 대해 비스듬하게 출사되기 때문에 영상 획득 모듈(12)은 출사광을 센싱하기 위해 그 크기가 매우 커야 하거나 그 위치가 측방으로 먼 위치에 있어야 한다. 이는 영상 획득 장치(10)의 전체적인 크기 자체가 커질 수밖에 없음을 의미한다.

이에, 영상 획득 장치(10)의 부피가 너무 커지게 되거나 그 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 없다는 문제점이 발생한다.

또한, 광학창(11)의 필요 면적은 그 투과되는 광 에너지의 입사각의 코사인(cosine)에 반비례하기 때문에 광 에너지의 입사각이 증가할수록 광학창(11)의 면적은 커져야 한다는 문제점이 있다.

이는 영상 획득 장치(10)의 부피를 필요 이상으로 크게 제작하여 장비의 소형화/경량화 그리고 그 이동성에 대해 제약이 발생한다.

본 발명의 목적은 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치는, 제1 단에서 제2 단으로 갈수록 광의 입사면의 두께가 일정하게 증가하도록 구성되는 ?지 광학창(wedge optical window); 상기 ?지 광학창을 통해 입사되는 광으로부터 영상을 획득하는 영상 획득 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 ?지 광학창은, 측단면이 사다리꼴로 형성되도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 ?지 광학창은, 상기 입사면에 사선 방향으로 상기 광이 입사되며 상기 입사되는 광의 입사각은 상기 제1 단의 방향에 형성되고 상기 입사되는 광의 출사각은 상기 제2 단의 방향에 형성되도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 영상 획득 모듈(120)은, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge couple device) 이미지 센서, IR 검출 센서, UV 검출 센서, LASER 검출 센서 등이 사용될 수 있다.

상기와 같은 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치에 의하면, 광학창의 두께를 점점 증가시켜 측면에서 볼 때 사다리꼴로 구성되도록 함으로써, 광학창의 단면에 대해 비스듬한 방향에서 입사각이 큰 광이 입사되더라도 입사면에 대한 입사각은 줄어들게 되어 기존보다 광의 출사각이 작아지게 되는 효과가 있다.

즉, 출사각이 작아짐으로써 영상 획득 모듈이 멀리 위치할 필요가 없게 된다.

그리고 영상 획득 장치(10)의 부피가 줄어들게 되며 장비를 소형화/경량화하고 이동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 광학창의 필요 면적 역시 작아진 입사각의 코사인에 반비례하게 되어 줄어들게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광학창이 구비된 영상 획득 장치의 측면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치의 측면 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치의 측면 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치(이하, '영상 획득 장치'라 함)(100)는 ?지 광학창(wedge optical window)(110) 및 영상 획득 모듈(120)을 포함하도록 구성될 수 있다.

영상 획득 장치(100)는 ?지 광학창(110)을 통해 비스듬히 입사되는 입사광의 입사광을 인위적으로 작게 하여 그 출사각의 크기도 줄어들게 함으로써, 내부 영상 획득 모듈(120)의 크기나 위치를 광학창(110)에 가깝게 조절할 수 있다.

이로 인해 영상 획득 장치(100) 전체의 부피를 줄일 수 있으며, 그 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.

한편, 입사각을 줄여 입사각의 코사인(cosine)에 반비례하는 ?지 광학창(110)의 필요 면적도 줄일 수 있게 된다.

이에, 영상 획득 장치(100)는 소형화/경량화될 수 있고 그 이동성도 향상될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

?지 광학창(110)은 제1 단에서 제2 단으로 갈수록 광의 입사면의 두께가 일정하게 증가하도록 구성될 수 있다.

여기에서, 제1 단은 ?지 광학창(110)에 비스듬하게 입사되는 광의 입사 방향 쪽에 위치하며, 제2 단은 제1 단의 대향하는 방향 쪽에 위치하도록 구성될 수 있다.

이러한 ?지 광학창(110)은 측단면에서 볼 때에는 사다리꼴로 형성되도록 구성될 수 있다.

좀 더 구체적으로는 ?지 광학창(110)의 입사면은 그 높이가 제1 단에서 제2 단으로 갈수록 더 높아지도록 구성되고 그 출사면은 그 높이가 일정하게 구성될 수 있다.

이처럼 ?지 광학창(110)은 그 입사면에 사선 방향으로 광이 입사되면, 입사되는 광의 입사각은 입사면에 수직인 법선을 기준으로 제1 단의 방향에 형성될 수 있다.

마찬가지로 그 출사각은 법선을 기준으로 제2 단의 방향에 형성될 수 있다.

기존의 도 1의 광학창(11)과 달리 입사면 자체가 경사져 있어서 입사각은 자연스레 작아질 수밖에 없는 구조가 된다.

이에, 스넬(Snell)의 법칙에 따라 그 출사각 역시 작아지게 된다.

그러므로, 출사되는 광을 센싱하기 위한 영상 획득 모듈(120)은 ?지 광학창(110)에 비교적 가깝게 그 아래 방향에 위치할 수 있게 된다.

영상 획득 모듈(120)은 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge couple device) 이미지 센서, IR 검출기, UV 검출기, LASER 검출기 등으로 구성될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: ?지 광학창
120: 영상 획득 모듈

Claims

제1 단에서 제2 단으로 갈수록 광의 입사면의 두께가 일정하게 증가하도록 구성되는 ?지 광학창(wedge optical window);
상기 ?지 광학창을 통해 입사되는 광으로부터 영상을 획득하는 영상 획득 모듈을 포함하는 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치.
제1항에 있어서, 상기 ?지 광학창은,
측단면이 사다리꼴로 형성되는 것을 특징으로 하는 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치.
제2항에 있어서, 상기 ?지 광학창은,
상기 입사면에 사선 방향으로 상기 광이 입사되며 상기 입사되는 광의 입사각은 상기 제1 단의 방향에 형성되고 상기 입사되는 광의 출사각은 상기 제2 단의 방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치.
제3항에 있어서, 상기 영상 획득 모듈은,
CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge couple device) 이미지 센서, IR 검출 센서, UV 검출 센서, LASER 검출 센서 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 ?지 광학창이 구비된 영상 획득 장치.