KR101538731B1 - 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.에 관한 것으로서, 특히 항공기에서 타겟을 탐지 및 추적하고 거리 정보를 획득하는 타겟용 광학계에서 레이저광 광학 차단 장치이다. 본 발명의 실시 형태는 편파 성분의 레이저 편광을 발진하는 레이저 송신기; 상기 레이저 편광을 투과시켜 방사하며, 광을 수신하는 대물 렌즈; 상기 대물 렌즈를 통하여 수신되는 가시광 또는 적외선을 검출하는 카메라 검출기; 상기 레이저 송신기에서 발진하는 레이저 편광을 반사시켜 상기 대물 렌즈에 제공하며, 레이저 편광 중에서 상기 대물 렌즈를 투과하지 못하고 되돌아오는 레이저 회귀 편광을 반사 및 투과시키는 미러; 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광이 상기 카메라 검출기에 수신되지 않도록, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 차단하는 차단부;를 포함한다.

Description

타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치{Apparatus for protecting laser in target optical}

본 발명은 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.에 관한 것으로서, 특히 항공기에서 타겟을 탐지 및 추적하고 거리 정보를 획득하는 타겟용 광학계에서 레이저광을 광학적으로 차단하는 장치이다.

항공기용 타겟용 광학 장치는 항공기에 탑재되며, 주간 야간 상황에서 목표물을 탐지 및 추적하고, 레이저로 목표물까지의 거리 정보를 획득하며, 레이저 유도 폭탄을 연동하는 첨단 항공전자 장치이다.

상술하면, 타겟용 광학 장치는 항공기에서 지상표적을 탐지하여 정밀 조준을 하고 레이저를 발사하여 레이저유도폭탄이 정확하게 표적에 명중할 수 있도록 하는 정밀유도무장의 핵심 조준 장치이다. 항공기의 항공전투체계는 일반적으로 임무 통제 체계, 센서/통신 체계, 생존체계, 그리고 무장체계로 구성이 되며 현존 항공전투 체계는 공대공, 공대지 및 공대해 임무를 수행할 수 있도록 기능을 제공한다. 조종사는 상황실, 관제센터, 정찰기, 통제기, 위성 등의 외부 정보원 및 항공기에 탑재된 센서/통신 체계로부터 전술 상황을 판단하고 목표물을 탐지.포착.추적하면서 위협 또는 표적에 대한 임무를 수행하여야 한다. 항공기가 이러한 임무를 수행하는데 필수적으로 탑재되어야할 장치가 타겟용 광학 장치이다.

타겟용 광학 장치의 핵심 기능인 레이저를 송신하고 표적에서 산란된 광을 수집하는 기능을 위해서는 투과성능이 우수한 광학계의 구성이 필요하다. 특히 항공장치에 사용되는 구성품의 경우 소형과 경량화는 매우 중요한 항목이다. 이를 구현하기 위해 하나의 광학계를 공통으로 사용하는 공통 광학계가 제시된다. 최근에 개발된 타겟용 광학 장치는 소형/경량화의 추세로 공통 광학계를 채택하고 있다. 공통 광학계의 장점으로는 멀티 센서를 각각 배치한 타겟팅 장치에 비해 소형화 경량화가 가능하고, 광학 성능이 우수하다. 또한 센서와 광학계의 분리로 효율적인 배치가 가능하다. 이러한 공통 광학계는 3.0㎛ ∼ 5.0㎛ 적외선 대역을 검출하는 적외선 카메라, 0.5㎛ ∼ 1.0㎛ 가시광 대역을 검출하는 가시광 카메라, 1.0㎛ ∼ 1.6㎛ 레이저 대역을 검출하는 레이저 수신기를 구비하고 있다.

그런데, 공통 광학계 구성을 위하여 적외선 카메라 및 가시광 카메라(이하, '카메라 검출기')를 광축에 일치시키는 경우, 카메라 검출기에서 검출되는 영상 검출 효율이 떨어지는 문제가 있다.

상술하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 송신기에서 발진된 레이저광은 미러에 의해 대부분이 반사되어 대물 렌즈를 투과하여 타겟을 향하여 레이저광(A)이 방사된다. 그러나, 레이저 송신기에서 발진된 레이저광(A)은 그 중 일부의 레이저광(A1)이 광의 특성상 대물 렌즈를 투과하지 못하고 반사된다. 이와 같이 대물 렌즈에 의해 반사된 레이저광(A1)은 대부분의 레이저광(A2)이 미러에 의해 레이저 송신기로 향하게 되지만, 다시 그 중 일부의 레이저광(A3)이 미러의 특성상 미러를 투과하게 된다. 미러를 투과한 레이저광(A3)은 카메라 검출기의 영상의 출력 포화를 발생시켜 영상이 보이지 않는 문제가 발생할 수 있다.

한국공개특허 10-2012-0096941

본 발명의 기술적 과제는 타겟용 광학 장치에서 카메라 검출기의 영상 검출 성능을 향상시키는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 카메라 검출기의 수신 성능을 향상시켜, 공통 광학계의 성능을 향상시키는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 편파 성분의 레이저 편광을 발진하는 레이저 송신기; 상기 레이저 편광을 투과시켜 방사하며, 광을 수신하는 대물 렌즈; 상기 대물 렌즈를 통하여 수신되는 가시광 또는 적외선을 검출하는 카메라 검출기; 상기 레이저 송신기에서 발진하는 레이저 편광을 반사시켜 상기 대물 렌즈에 제공하며, 레이저 편광 중에서 상기 대물 렌즈를 투과하지 못하고 되돌아오는 레이저 회귀 편광을 반사 및 투과시키는 미러; 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광이 상기 카메라 검출기에 수신되지 않도록, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 차단하는 차단부;를 포함한다.

상기 차단부는, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광의 위상을 변환시켜 덤핑 처리하여, 상기 카메라 검출기에 도달하지 않도록 한다.

상기 차단부는, 상기 카메라 검출기와 미러 간의 광축상에 위치하며, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 180°방향 변환시킨 레이저 변환 편광을 출력하는 반파장판; 상기 반파장판에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑 처리하는 편광 분리기; 를 포함한다.

상기 차단부는, 상기 카메라 검출기와 미러 간의 광축상에 위치하며, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 90°방향 변환시킨 레이저 변환 편광을 출력하는 사분파장판; 상기 사분파장판에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑 처리하는 편광 분리기;를 포함한다.

상기 편광 분리기는 상기 레이저 변환 편광의 진행 방향으로 일렬로 복수개로 마련되며, 상기 레이저 송신기에서 발진되는 레이저 편광의 세기가 클수록 편광 분리기의 개수를 증가시킨다.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서, 동일한 광축상에 상기 카메라 검출기, 차단부, 미러, 대물 렌즈를 차례로 위치시키며, 상기 광축에 직각된 방향의 수직축 상에 상기 레이저 송신기를 위치시킨다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 가시광선 카메라나 적외선 카메라와 같은 카메라 검출기의 영상 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 대물 렌즈에 부딪쳐 반사되는 레이저광 성분을 덤핑처리함으로써, 카메라 검출기에 입사되는 레이저광을 차단함으로써 레이저광에 의한 카메라 영상의 포화 현상을 방지한다.

도 1은 카메라 검출기로 레이저광이 유입되는 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 다양한 파장 대역의 광을 수신하는 공통 광학계 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 반파장판이 차단부로 사용된 예를 도시한 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 명세서에서의 "광(optic)"이란 용어는 일반적으로 전자기 복사에 넓게 관련되며, 그리고/또는 전자기 복사(즉, IR 에너지 및 레이저 에너지)가 가시적이지 않더라도, 이와 같은 전자기 복사에 민감한 장치에 관련된다.

타겟용 광학 장치는 항공기에서 지상표적을 탐지하여 정밀 조준을 하고 레이저를 발사하여 레이저 유도 폭탄이 정확하게 표적에 명중할 수 있도록 하는 정밀유도무장의 핵심 조준 장비이다. 타겟용 광학 장치에서 레이저 송신기 및 레이저 수신기의 설계의 중점사항은 타겟팅 광학 장치에서 요구되는 레이저 발산각과 레이저 수신기의 수신각도를 동시에 만족하여야 하며, 원거리 송신 및 수신을 위해 파면 오차를 최소화 하는 것이다. 그리고 타겟용 광학 장치의 송수신 광학계는 세 가지의 파장영역에 최적화되도록 설계가 되어야 한다.

도 2는 다양한 파장 대역의 광을 수신하는 공통 광학계 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 공통 광학계로 된 타겟용 광학 장치는, 공통 광학계 대물 렌즈를 구비한다. 적외선 카메라(220), 가시광선 카메라(210), 레이저 모듈(100;레이저 송신기, 레이저 수신기)을 이용하여 다양한 파장 대역을 수신할 수 있다.

상술하면, 대물 렌즈(300)를 통하여 수신되는 3가지 대역의 광 파장은 제1미러(11), 제2미러(12)를 거쳐 제1빔 분리기(21)(beam Splitter)를 통하여 적외선 대역의 광 파장은 적외선 카메라(220)로 투과되고 나머지 가시광 대역 및 레이저 대역은 반사된다.

제1빔 분리기(21)에서 반사되는 가시광 대역 및 레이저 대역은 제3미러(13)를 통하여 반사되어 제2빔 분리기(22)로 제공된다. 제2빔 분리기(22)는 가시광 대역의 광 파장을 투과시켜 가시광선 카메라(210)에 제공하며, 다른 레이저 대역의 광 파장을 반사한다.

제2빔 분리기(22)에서 반사되는 레이저 대역은 편광 분리기(14)에서 반사되어 레이저 수신기(120)에 제공된다. 이와 같이 하나의 대물 렌즈(300)를 사용하여, 적외선 대역, 가시광 대역 및 레이저 대역을 송신 또는 수신할 수 있게 된다. 참고로 편광 분리기(14)(Polarization Beam Splitter)는 레이저 송신기(110)에서 발진하는 레이저 편광을 입사면에 입력받아 출사면을 통해 투과시키며, 타겟에 반사되어 출사면으로 들어오는 반사광 중에서 레이저 송신기(110)에서 발진한 편파 성분의 편광을 투과시키고 다른 편파 성분인 반사 비편광을 레이저 수신기(120)으로 반사시킨다. 편광 분리기(14)는 서로 마주보는 입사면과 출사면을 가지고 있어 입사면을 통해 입사되는 광의 편파 성분을 분리하여 어느 하나의 편광만을 투과시키고 나머지 편광은 반사시킨다. 따라서 레이저 수신기(120)는 타겟에 맞아 되돌아 오는 반사광 중에서 편광 분리기(14)를 투과하지 못하고 반사되는 반사광 성분인 반사 비편광을 수신한다.

한편, 레이저 모듈(100)에서 고출력의 레이저광을 발진하는 경우, 대물 렌즈(300)를 전부 투과하지 못하고 일부가 반사되는 경우가 발생할 수 있다. 이럴 경우, 대물 렌즈(300)에 부딪쳐 돌아오는 레이저광에 의하여 가시광선 카메라(210)나 적외선 카메라(220)의 영상 검출 능력이 떨어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 이러한 가시광선 카메라(210)나 적외선 카메라(220)와 같은 카메라 검출기(200)의 영상 검출 성능을 높이기 위하여, 별도의 기능부를 구비한다. 이하 도 3과 함께 상술한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치의 구성 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 반파장판이 차단부로 사용된 예를 도시한 그림이다.

카메라 검출기(200)의 영상 검출 성능을 향상시키기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 타겟용 광학 장치는 레이저 송신기(110), 대물 렌즈(300), 카메라 검출기(200), 미러(500), 차단부(400)를 포함한다. 이외에 광을 확대하거나 집중하는 레이저 렌즈 어셈블리(105) 및 카메라 검출기 렌즈 어셈블리(205)를 더 구비할 수 있다.

레이저 송신기(110)는 편파 성분의 레이저 편광을 발진한다. 편광(polarization)이라 함은 횡파(transverse wave)나 종파(longitudinal wave)와 같이 전자기파가 진행할 때 파를 구성하는 전기장이나 자기장이 특정한 방향으로 진동하는 현상을 가리킨다. 일반적인 의미의 전자기파는 모든 방향으로 진동하는 빛이 혼합된 상태를 말하지만 특정한 광물질이나 광학 필터를 사용해 편광된 상태의 빛을 얻을 수 있다. 편광의 종류로는 직선 편광(linear polarization), 원 편광(circular polarization), 타원 편광(eliptical polarization)이 있는데, 본 발명의 레이저 송신기(110)는 직선 편광을 발생함을 특징으로 한다. 이하 설명에서는, 직선 편광 중에서 횡파(transverse wave) 형태의 레이저광을 출광하는 것을 예를 들어 설명할 것이나, 종파(longitudinal wave) 형태의 레이저광을 출광하는 경우도 적용할 수 있을 것이다. 참고로, 횡파라 함은 파동이 진행하여 나아가는 방향과 매질의 진동 방향이 수직을 이룰 때의 파동을 말하며, 종파라 함은 파동이 진행하여 나아가는 방향과 매질의 진동 방향이 같을 때의 파동을 말한다.

횡파 형태의 레이저 편광을 발진하는 레이저 송신기(110)는 다양한 형태로 구현할 수 있다. 예를 들어, 레이저 송신기(110)는 다이오드-펌프 고체 ND:YAG 레이저로 이루어질 수 있는데, 레이저 송신기(110)를 다이오드 펌프로 구현하는 경우에는, 신뢰성이 있고, 전력을 덜 필요로 하고, 보다 긴 수명을 가지므로 동일한 광 출력 전력을 갖는 플래쉬 램프 펌프 레이저보다 바람직하다. 레이저 송신기(110)는 1.0㎛ ∼ 1.6㎛의 레이저 파장을 발생시킬 수 있는데, 예컨대, 1.0㎛ 대역의 전술 파장 이외에 1.5㎛ 대역의 훈련 파장을 발생시킬 수 있다.

레이저 렌즈 어셈블리(105)는 볼록렌즈 및 오목렌즈의 조합으로 이루어져 구면 수차를 조절한다. 레이저 렌즈 어셈블리(105)는 레이저 송신기에 발진된 레이저의 구면 수차를 조절하여 투과시킨다. 참고로, 카메라 검출기에는 레이저 렌즈 어셈블리(105)와 동일한 기능을 하는 카메라 검출기 렌즈 어셈블리(205)가 구비된다.

대물 렌즈(300)는 레이저 편광을 투과시켜 방사하며, 또한 타겟에 부딪쳐 반사되는 레이저광, 가시광선, 적외선의 다양한 광을 수신한다. 대물 렌즈(300)는 레이저 편광을 확대하여 타겟에 방사하며, 또한 타겟에 반사되어 수신되는 반사광을 집광하여 미러(500)로 제공한다. 대물 렌즈(300)는 광 에너지를 광학적으로 릴레이시키는 기능을 수행하며, 렌즈 세트를 병진시킴으로써 온도 및 고도 전체에 걸쳐 레이저 에너지 포커스를 유지하도록 한다. 모터 구동된 리드 나사를 사용하여 선형 베어링을 따라 그리고 전위차계로 위치 피드백을 모니터함으로써 렌즈 세트를 병진시킬 수 있다.

대물 렌즈(300)는 사파이어 재질로 되어 있어 3.0㎛ ∼ 5.0㎛ 적외선 대역, 0.5㎛ ∼ 1.0㎛ 가시광 대역, 1.0㎛ ∼ 1.6㎛ 레이저 대역을 모두 수신할 수 있다. 대물 렌즈(300)는 물체의 상(像)을 맺기 위해 사용되는 렌즈로, 눈에 접하는 쪽의 렌즈인 접안 렌즈에 대응하는 말이다. 예컨대, 멀리있는 타겟의 상을 맺기 위하여 색수차(色收差)·구면수차(球面收差) 및 코마수차 등의 수차를 보정하기 위해, 다양한 대역에서 사용될 수 있는 사파이어로 만든 볼록렌즈와 오목렌즈의 두 렌즈를 합쳐서 구현할 수도 있다.

대물 렌즈(300)는 고유의 구면 수차를 가지고 있기 때문에, 미러(500)를 통하여 반사되는 레이저 편광을 100％ 통과시키지 않고 다시 되돌아 반사시킨다. 따라서 미러(500)에서 반사되어 제공되는 레이저 편광(L)은 대부분의 레이저 편광이 대물 렌즈(300)를 통과하여 타겟으로 방사(L1)되지만, 그 일부의 레이저 편광은 대물 렌즈(300)에 부딪쳐 반사되어 미러(500)에 되돌아간다(L2).

카메라 검출기(200)는 대물 렌즈(300)를 통하여 수신되는 가시광 또는 적외선을 검출한다. 카메라 검출기(200)가 가시광선 카메라(210)로 구현되는 경우에는, 사물에 반사되는 가시광이 대물 렌즈(300)를 투과하여 가시광선 카메라(210)에 제공된다. 따라서 가시광선 카메라(210)는 가시광을 검출할 수 있는 낮시간대에 사물 검출에 주로 사용된다. 이밖에 카메라 검출기(200)가 적외선 카메라(220)로 구현되는 경우에는, 사물에 반사되는 적외선이 대물 렌즈(300)를 투과하여 적외선 카메라(220)에 제공된다. 따라서 적외선 카메라(220)는 적외선을 검출할 수 있는 밤시간대에 사물 검출에 주로 사용된다.

미러(500)는 레이저 송신기(110)에서 발진하는 레이저 편광을 반사시켜 대물 렌즈(300)에 제공하여 외부의 타겟에 방사되도록 한다. 미러(500)는 재질의 특성상 고출력의 레이저광을 100％ 반사시키지 못한다. 0.01％의 레이저광은 미러(500)를 투과하게 된다. 따라서 레이저 송신기(110)에서 발진되는 레이저 편광은 반사되지 않고 그 일부가 미러(500)를 관통하여 투과된다.

마찬가지로, 대물 렌즈(300)를 통과하지 못한 채 대물 렌즈(300)에 부딪쳐 반사되어 미러(500)로 되돌아오는 레이저 편광(L2;이하, '레이저 회귀 편광')의 경우에도, 대부분은 미러(500)에서 반사되어 레이저 송신기(110)로 돌아간다. 그러나 미러(500)의 재질 특성상 그 일부의 레이저 편광(L3)는 미러(500)를 관통하여 카메라 검출기(200)를 향하게 된다. 이러한 의도치 않는 레이저광(L3)이 가시광이나 적외선을 검출하는 카메라 검출기(200)에 유입되지 않도록 하기 위하여 본 발명의 실시예는 미러(500)와 카메라 검출기(200)의 광축 상에 차단부(400)를 위치시킨다.

차단부(400)는 미러(500)에 부딪히는 레이저 회귀 편광(L2) 중에서 반사되지 않고 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광(L3)이 카메라 검출기(200)에 수신되지 않도록, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광(L3)을 차단한다. 대물 렌즈(300)에 의해 부딪쳐 되돌아오는 레이저 회귀 편광(L2)은 대부분은 미러(500)에서 반사되지만, 그 일부가 미러(500)를 투과하여 카메라 검출기(200)를 향할 수 있는데 이를 차단하는 것이다. 동일한 광축상에 카메라 검출기(200), 차단부(400), 미러(500), 대물 렌즈(300)를 차례로 위치시키며, 광축에 직각된 방향의 수직축상에 레이저 송신기(110)를 위치시키는 배치 설계 구성을 가진다.

미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 차단하는 구성으로서 본 발명의 실시예는, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광의 위상을 변환시켜 덤핑 처리하여, 카메라 검출기(200)에 도달하지 않도록 한다. 예를 들어, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 180°방향 변환시킨 후 반사하여, 카메라 검출기(200)에 도달하지 않도록 한다.

이를 위하여 도 4의 반파장판(410) 및 편광 분리기(420)를 활용하여 레이저 회귀 편광을 차단하는 것을 설명한다. 도 4를 참조하면, 차단부(400)는 동일한 광축 상에 놓이는 반파장판(410)과 편광 분리기(420)를 포함한다. 여기서 광축이라 함은 미러(500)와 카메라 검출기(200) 사이에 광의 송수신 경로로서, 반파장판(410)에 수직으로 입사되는 광축을 말하다.

반파장판(410)은, 카메라 검출기(200)와 미러(500)간의 광축 상에 위치하며, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 180°방향 변환시킨 레이저 편광(이하, '레이저 변환 편광')을 출력한다. 일반적으로 파장판(retarder plate)은 통과하는 빛의 편광 상태를 바꾸어주는 광학 소자이다. 위상 지연자(retarder)라고도 한다. 전자기파가 파장판을 통과하면 편광방향(전기장 벡터방향)이 광축에 평행하거나 수직한 두 성분(정상광선과 이상광선)의 합이 되고, 파장판의 복굴절과 두께에 따라 두 성분의 벡터합이 변하게 되므로 통과한 후의 편광 방향이 달라지게 된다. 이러한 파장판은 빛의 편광 방향을 90° 변환시키는 것을 사분파장판(Quarter-waver plate) 이라 하고, 180° 변환시키는 것을 반파장판(half-wave plate)이라 한다. 따라서 본 발명의 실시예에서의 반파장판(410)은 입사되는 레이저 회귀 편광을 180°방향 변환시켜 레이저 변환 편광으로서 출력한다.

편광 분리기(420)(Polarization Beam Splitter)는 반파장판(410)에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑(dumping) 처리한다. 예컨대, 레이저 회귀 편광이 반파장판(410)에서 편파 방향이 180°바뀌어 레이저 변환 편광으로 되어, 편광 분리기(420)에 입사되는 경우, 편광 분리기(420)는 입사되는 레이저 변환 편광을 투과시키지 않고 반사시켜 덤핑(dumping) 처리한다. 여기서 덤핑(dumping) 처리라 함은 다른 반사되는 광이 다른 구성품에 영향을 미치지 않도록 흑체(block body) 등에 수렴하여 쓰레기 포집하여, 흑체 외부로 광을 내보내지 않는 것을 말한다.

참고로 편광 분리기(420)는 어느 특정 대역의 편파 성분만을 반사시키고, 나머지 다른 편파 성분은 통과시키는 빔 스플리터(Beam Splitter)를 말하다. 따라서 반파장판(410)에서 레이저 대역의 레이저 회귀 편광을 180°위상 변환시켜 레이저 변환 편광으로 출력하고 편광 분리기(420)는 레이저 대역의 레이저 회귀 편광을 반사시켜 덤핑 처리하여 카메라 검출기(200)에 도달하지 않도록 한다. 반면에 위상 변환되지 않은 0°위상의 태양광과 같은 성분의 가시광은 투과되어 카메라 검출기(200)에 도달함으로써 올바르게 검출될 수 있다.

한편, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 차단하는 구성으로서 상기의 실시예 설명에서는, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광의 180°위상을 변환시켜 덤핑 처리하고 있다. 그런데, 180°가 아니더라도 90°위상 변환시켜 덤핑 처리할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 90°방향 변환시킨 후 반사하여, 카메라 검출기(200)에 도달하지 않도록 한다.

이를 위하여 차단부는, 카메라 검출기(200)와 미러(500) 간의 광축상에 위치하며, 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광을 90°방향 변환시킨 레이저 변환 편광을 출력하는 사분파장판(미도시)와, 사분파장판에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑 처리하는 편광 분리기를 구비한다. 이때 편광 분리기(420)는 레이저 대역의 90°위상 변환된 레이저 변환 편광을 반사키는 빔 스플리터로 구성되어야 할 것이다.

한편, 편광 분리기(420)는 레이저 변환 편광의 진행 방향으로 일렬로 복수개로 마련될 수 있다. 이는 편광 분리기 역시 광의 파장 대역에 따라 투과 및 반사시키는 빔 스플리터이기 때문에, 반사시키고자 하는 레이저 변환 편광을 100％ 로 반사시킬 수 없기 때문이다. 특히, 레이서 송신기(110)에서 발진되는 레이저 편광의 세기가 클수록 미러(500)를 투과하는 레이저 회귀 편광의 세기가 커지기 때문에, 편광 분리기에서 위상 변환된 레이저 변환 편광의 세기 역시 커지기 때문이다. 따라서 레이저 송신기(110)에서 발진되는 레이저 편광의 세기가 클수록 편광 분리기에서 변환되지 않고 투과되는 편광이 있을 수 있기 때문에, 편광 분리기(420)의 개수를 증가시킴으로써, 레이저 변환 편광이 하나의 편광 분리기를 투과하더라도 다음번째의 편광 분리기에서 반사하도록 하여, 편광 분리기(420)에서의 반사율을 크게 하여 카메라 검출기(200)에 레이저 변환 편광이 도달하지 않도록 한다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100:레이저 모듈 110:레이저 송신기
200:카메라 검출기 300:대물 렌즈
400:차단부 410:반파장판
420:편광 분리기

Claims (6)

1. 편파 성분의 레이저 편광을 발진하는 레이저 송신기;
   상기 레이저 편광을 투과시켜 방사하며, 광을 수신하는 대물 렌즈;
   상기 대물 렌즈를 통하여 수신되는 가시광 또는 적외선을 검출하는 카메라 검출기;
   상기 레이저 송신기에서 발진하는 레이저 편광을 반사시켜 상기 대물 렌즈에 제공하며, 레이저 편광 중에서 상기 대물 렌즈를 투과하지 못하고 되돌아오는 레이저 회귀 편광을 반사 및 투과시키는 미러;
   상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광이 상기 카메라 검출기에 수신되지 않도록, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 차단하는 차단부;
   를 포함하고, 상기 차단부는,
   상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광의 위상을 변환시켜 덤핑 처리하여, 상기 카메라 검출기에 도달하지 않도록 하는 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 차단부는,
   상기 카메라 검출기와 미러 간의 광축상에 위치하며, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 180°방향 변환시킨 레이저 변환 편광을 출력하는 반파장판;
   상기 반파장판에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑 처리하는 편광 분리기;
   를 포함하는 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 차단부는,
   상기 카메라 검출기와 미러 간의 광축상에 위치하며, 상기 미러를 투과하는 레이저 회귀 편광을 90°방향 변환시킨 레이저 변환 편광을 출력하는 사분파장판;
   상기 사분파장판에서 출력되는 레이저 변환 편광만을 반사시켜 덤핑 처리하는 편광 분리기;
   를 포함하는 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.
   
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 편광 분리기는 상기 레이저 변환 편광의 진행 방향으로 일렬로 복수개로 마련되며, 상기 레이저 송신기에서 발진되는 레이저 편광의 세기가 클수록 편광 분리기의 개수를 증가시키는 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.
6. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
   동일한 광축상에 상기 카메라 검출기, 차단부, 미러, 대물 렌즈를 차례로 위치시키며, 상기 광축에 직각된 방향의 수직축 상에 상기 레이저 송신기를 위치시키는 타겟용 광학계의 레이저광 광학 차단 장치.

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