KR101570091B1 - 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법 - Google Patents

광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법을 공개한다. 본 발명은 제1 및 제2 조립체가 결합되어 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 구성된 2축짐벌의 제1 조립체에 복수개의 센서가 구비하는 검출부가 장착되며, 검출부와 함께 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 제1 조립체와 결합되고 입사되는 광을 검출부의 복수개의 센서에 틸팅하여 집속하며 자성을 갖는 회전 광학계를 포함하는 광학 자이로, 및 회전 광학계를 기설정된 회전 속도로 회전시키며, 회전 광학계의 자성으로부터 N극을 감지하여 회전 광학계의 회전 각도를 판별하고, 회전 광학계가 회전하는 동안 진동을 감지하여 회전 광학계의 질량 불균형을 판별하고, 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 회전 각도와 함께 비교 분석하여 회전 광학계의 틸팅 정렬 상태를 판별하는 검사 정렬 장치를 포함한다.

Description

광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법{OPTICS ALIGNMENT SYSTEM AND METHOD FOR OPTIC-GYRO}
본 발명은 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 2축 짐벌과 결합되는 회전 광학계를 구비하는 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법에 관한 것이다.
광학 자이로는 적어도 하나의 이미지 센서를 구비하여 영상을 획득하고, 획득된 영상을 이용하여 표적의 위치를 감지 및 추적하는 표적위치 추적기에 주로 이용된다.
광학 자이로는 회전 광학계와 적어도 하나의 이미지 센서를 구비하는 검출기 및 회전 광학계와 검출기를 지지하고, 지향 방향을 조절하기 위한 장치인 짐벌(gimbal)을 포함한다. 짐벌은 결합되는 구조물의 용도에 따라 적어도 하나 이상의 구동 축을 구비하도록 구성되지만, 지향 방향의 자유도와 내구성 양쪽을 만족시키기 위해 통상적으로 2개의 구동 축을 기준으로 구동되는 2축 구동 장치로 구현된다.
도1 은 종래의 광학 자이로의 일예를 나타낸다.
도1 의 광학 자이로는 롤(roll)축(도1 에서는 X축)을 중심으로 고속 회전하여 큰 운동량을 발생시키며 표적 영상을 집속하는 회전 광학계(11)와 회전 광학계(11)를 피치(picth)축(도1 에서는 Y축) 및 요(yaw)축 방향으로 회전하여 지향 방향을 조절하는 2축 짐벌(12) 및 2축 짐벌(12)에 고정되고 회전 광학계가 집속한 표적 영상이 결상되어 표적에 대한 이미지를 획득하는 검출부(13)를 구비한다. 회전 광학계(11)는 2축 짐벌(12)의 제1 조립체에 장착되어 롤축 방향으로 회전하고, 검출부(13)은 2축 짐벌(12)의 제2 조립체에 고정된다.
도1 에서 (a)는 회전 광학계(11)가 피치나 요방향으로 회전하지 않은 상태의 광학 자이로를 나타내며, (b)는 회전 광학계(11)가 피치나 요방향으로 회전한 상태의 광학 자이로를 나타낸다. 그리고 (c)는 검출부(13)의 센서 배치를 확대하여 나타내는 평면도이다.
여기서 검출부(13)는 (c)에 확대 도시한 바와 같이 + 형태로 배치된 바 타입의 복수개의 센서(sr)를 구비한다. 이는 광학 자이로의 크기를 소형화하고, 표적의 방위각 및 거리를 용이하게 추적할 수 있도록 하기 위함이다.
따라서 회전 광학계(11)가 롤축을 중심으로 표적 영상을 집속하면, 센서(sr)가 배치되지 않은 영역에 영상이 결상되어 표적을 판별할 수 없다는 문제가 있다. 이에 회전 광학계(11)는 내부에 배치되는 반사 거울의 배치를 조절하여, 집속되는 영상이 롤 축으로부터 기설정된 편심 거리만큼 이격되어 센서(sr)에 영상이 결상될 수 있도록 한다.
그러나 회전 광학계(11)를 롤 축으로부터 편심 거리만큼 이격하여 정렬하는 경우, 회전 광학계(11)가 피치 및 요 축 방향으로 회전한 상태에서도 표적을 넓은 범위에서 정확하게 탐지하기 위해서는 영상이 복수개의 센서(sr) 각각의 중심에 집속되도록 회전 광학계(11)가 2축 짐벌(12)과 정밀하게 결합되어야 한다. 뿐만 아니라 2축 짐벌(12)의 중심축과 회전 광학계(11)의 회전축이 일치하지 않으면, 회전 광학계(11)가 고속으로 회전할 때, 불균형으로 인해 진동이 발생할 수 있다. 즉 회전이 불안정해지며, 이는 지향 방향을 정확하게 안정적으로 유지해야하는 광학 자이로의 성능에 큰 문제가 된다. 그러므로 회전 광학계(11)를 짐벌(12)에 고정할 때, 회전 불안정을 최소화하기 위한 밸런싱 작업이 함께 수행되어야 한다.
또한 (a)에 도시된 바와 같이 회전 광학계(11)가 피치나 요방향으로 회전하지 않은 경우에는 표적을 용이하게 검출할 수 있으나, (b)에 도시된 바와 같이 회전 광학계(11)가 피치나 요방향으로 회전하는 경우에, 회전 광학계(11)와 검출부(13) 사이의 거리와 각도에 의해 검출부(13)에서 획득하는 이미지에 흐림 현상이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1050735호(2011.07.14.등록)
본 발명의 목적은 광학 자이로의 회전 광학계가 정밀하게 2축 짐벌 결합되어 회전 광학계의 고속 회전에도 안정적으로 지향 방향을 유지할 수 있도록 하는 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 회전 광학계 정렬 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템은 제1 및 제2 조립체가 결합되어 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 구성된 2축짐벌의 상기 제1 조립체에 복수개의 센서가 구비하는 검출부가 장착되며, 상기 검출부와 함께 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 상기 제1 조립체와 결합되고 입사되는 광을 상기 검출부의 복수개의 센서에 틸팅하여 집속하며 자성을 갖는 회전 광학계를 포함하는 광학 자이로; 및 상기 회전 광학계를 기설정된 회전 속도로 회전시키며, 상기 회전 광학계의 자성으로부터 N극을 감지하여 상기 회전 광학계의 회전 각도를 판별하고, 상기 회전 광학계가 회전하는 동안 진동을 감지하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 판별하고, 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 상기 회전 각도와 함께 비교 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬 상태를 판별하는 검사 정렬 장치를 포함한다.
상기 정렬 시스템은 상기 회전 광학계와 상기 검출부의 정렬 상태를 판별하기 위한 모의 영상을 생성하는 모의 영상 생성부; 상기 회전 광학계를 회전시키기 위한 솔레노이드 코일; 기설정된 각도 간격으로 분산 배치되어 상기 회전 광학계가 회전하는 동안 상기 N극을 감지하여 N극 감지 신호를 생성하는 복수개의 기준 코일을 구비하는 기준 코일부; 상기 회전 광학계가 회전하지 않는 경우, 상기 회전 광학계의 회전 각도를 정렬하기 위한 N극 감지 센서; 상기 회전 광학계가 회전하는 동안 진동을 감지하여 진동 신호를 발생하는 진동 센서; 및 상기 N극 감지 신호와 상기 진동 신호를 수신 및 분석하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 판별하고, 상기 N극 감지 신호와 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬 상태를 판별하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 기준 코일은 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 상기 복수개의 센서에 대응하는 각도로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 광학계는 상기 입사되는 광이 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에 집속되도록 반사 각도를 조절하는 복수개의 반사경; 및 상기 반사경을 고정하고, 상기 회전 광학계의 회전을 안정화시키는 복수개의 밸런스 디스크; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 진동 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교 분석하여, 상기 회전 광학계의 질량 불균형이 발생한 위치와 질량 불균형의 정도를 판별하고, 상기 질량 불균형을 해소하기 위해 상기 복수개의 밸런스 디스크에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호가 동일 간격으로 인가되는지 분석하여 상기 틸팅 정렬을 판별하고, 상기 틸팅 정렬이 되지 않은 것으로 판별되면, 상기 영상 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교 분석하여 상기 틸팅 정렬을 위해 상기 복수개의 밸런스 디스크에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 방법은 제1 및 제2 조립체가 결합되어 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 구성된 2축짐벌의 상기 제1 조립체에 복수개의 센서가 구비하는 검출부가 장착되며, 상기 검출부와 함께 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 상기 제1 조립체와 결합되고 입사되는 광을 상기 검출부의 복수개의 센서에 틸팅하여 집속하며 자성을 갖는 회전 광학계를 포함하는 광학 자이로의 회전 광학계 정렬을 위해 모의 영상 생성부, 솔레노이드 코일, 기준 코일부, N극 검사 센서, 진동 센서 및 제어부를 구비하는 검사 정렬 장치를 이용한 틸팅 정렬 방법에 있어서, 상기 제어부가 상기 회전 광학계의 주위에 배치된 솔레노이드 코일에 전류를 인가하여 상기 회전 광학계를 기설정된 회전 속도로 회전시키면서, 상기 진동 센서에서 인가되는 진동 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 분석하는 단계; 상기 기준 코일부에서 인가되는 N극 감지 신호와 상기 진동 신호를 비교하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형이 발생한 위치와 질량 불균형의 정도에 따라 상기 질량 불균형을 해소하기 위해 상기 회전 광학계에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 단계; 상기 질량 불균형이 발생하지 않은 것으로 판별되면, 상기 제어부가 상기 모의 영상 생성부를 제어하여 상기 모의 영상을 생성하고, 상기 회전 광학계를 회전시키며 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬을 판별하는 단계; 상기 회전 광학계가 틸팅 정렬되지 않은 것으로 판별되면, 상기 영상 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교하여 상기 틸팅 정렬을 위해 상기 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 단계; 및 상기 회전 광학계가 틸팅 정렬된 것으로 판별되면, 상기 회전 광학계의 N극을 상기 복수개의 센서 중 하나에 대응하는 위치로 정렬하여 상기 회전 광학계와 상기 2축 짐벌을 결합하는 단계;를 포함한다.
상기 틸팅 정렬 방법은 상기 질량 불균형을 분석하는 단계 이전에 상기 제어부가 상기 모의 영상 생성부를 제어하여 모의 영상을 생성하고, 생성된 상기 모의 영상을 이동 및 회전하여 상기 모의 영상 생성부와 상기 검출부를 정렬시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 광학계는 상기 입사되는 광이 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에 집속되도록 반사 각도를 조절하는 복수개의 반사경 및 상기 반사경을 고정하고, 상기 회전 광학계의 회전을 안정화시키는 복수개의 밸런스 디스크를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수개의 밸런스 디스크의 무게와 직경 및 배치 위치에 따라 상기 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 조절하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템 및 방법은 회전 광학계가 외란에 대항하기 위해 고속으로 회전할 때, 회전 안전성이 유지될 수 있도록 회전 중심 및 무게 밸런스를 정밀하게 조절하여 회전 광학계가 2축 짐벌에 고정되도록 한다. 또한 회전 광학계에서 집속된 영상이 검출부의 복수개의 센서에 정확히 결상되어 센서에 집속된 영상이 검출기 센터에 정확히 회전할 수 있도록 하여 광학 자이로의 성능을 향상시킨다.
도1 은 종래의 광학 자이로의 일예를 나타낸다.
도2 는 본 발명의 광학 자이로의 일 예를 나타낸다.
도3 은 도2의 광학 자이로에서 회전 광학계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도4 는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템을 나타낸다.
도5 는 도4 의 기준 코일의 일 예를 나타낸다.
도6 은 제어부가 모의 영상 생성기와 검출부를 정렬시키는 방법을 나타낸다.
도7 은 정적 밸런싱 작업의 일예를 나타내는 도면이다.
도8 은 회전 광학계에 의해 생성되는 스캔원이 복수개의 센서에 감지되는 상태를 나타낸다.
도9 는 제어부가 틸팅 정렬을 수행하는 과정을 나타낸다.
도10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 방법을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도2 는 본 발명의 광학 자이로의 일 예를 나타낸다.
도2 의 광학 자이로(200)는 도1 에 도시된 종래의 광학 자이로의 문제를 해결하기 위해, 검출부(230)를 2축 짐벌(220)의 제2 조립체(A2)가 아닌 제1 조립체(A1)에 배치하였다. 검출부(230)가 회전 광학계(210)와 마찬가지로 2축 짐벌(220)의 제1 조립체(A1)에 배치됨에 따라 회전 광학계(210)가 피치 및 요 축 방향으로 회전하는 경우에, 검출부(230) 또한 동일 방향으로 함께 회전하므로, 회전 광학계(210)와 검출부(230) 사이의 거리가 피치 및 요 각이 변화하더라도 항시 일정하게 유지된다. 따라서 이미지 흐림 현상을 방지할 수 있다.
그러나 회전 광학계(210)가 정확하게 정렬되어 2축 짐벌(220)과 결합되지 않으면, 도1 의 광학 자이로와 마찬가지로 회전이 불안정해지고, 센서(sr)에 영상이 집속되지 않는 문제가 있다.
도3 은 도2의 광학 자이로에서 회전 광학계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도3 에 도시된 바와 같이, 회전 광학계가 입사되는 광을 반사하는 복수개의 반사경(mr1, mr2)과 복수개의 집속 렌즈(re1 ~ re3)를 구비하여, 입사된 광이 검출부(230)에 집속되도록 한다. 그리고 복수개의 반사경(mr1, mr2)은 회전 광학계(210)의 회전을 안정화시키는 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2)에 배치된다. 이때 회전 광학계(210)의 복수개의 반사경(mr1, mr2)과 복수개의 집속 렌즈(re1 ~ re3)는 (c)에 도시된 바와 같이 광의 반사 각도 및 굴절 각도를 조절하여 집속된 광이 검출부(230)의 중심이 아니라 복수개의 센서(sr)의 중심(ipt2)에 입사될 수 있도록 틸팅한다. 집속된 광이 검출부(230)의 중심(ipt1)에 입사되지 않도록 틸팅하는 이유는 상기한 바와 같이 검출부(230)의 중심(ipt1)에는 센서가 배치되지 않아 검출부(230)가 표적에 대한 영상을 획득할 수 없기 때문이다. 도2 에서는 제2 반사경(mr2)이 광을 반사 및 틸팅하도록 구성된다. 그리고 제1 반사경(mr1)과 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2) 중 적어도 하나는 회전 광학계(210)의 회전 각도(방위각 0 ~ 360도)를 외부에서 판별할 수 있도록 자성체로 구현될 수 있다.
그리고 회전 광학계(210)가 롤축 방향으로 회전함에 따라 틸팅되어 집속되는 광은 + 형태로 배치되는 복수개의 센서(sr)의 중심들(ipt2)을 스캔원(scc)을 그리면서 지나게 된다. 비록 도2 에 도시된 바와 같이 회전 광학계(210)와 검출부(230)이 함께 피치 및 요 축 방향으로 회전하므로, 광학 자이로의 지향 방향, 즉 회전 광학계(210)의 각도 변화에 의한 영상 흐림 등의 문제는 발생할 가능성이 낮다. 그러나 회전 광학계(210)가 입사되는 광을 틸팅하여 집속함에 따라, 회전 광학계(210)의 회전 중심이 검출부의 중심(ipt1)에 정밀하게 정렬되고, 틸팅에 의한 회전 중심과 스캔원(scc)와의 거리가 편심 거리만큼 유지되지 않으면, 복수개의 센서(sr)의 중심에 영상이 집속되지 않는다는 문제가 여전히 발생한다. 이는 집속되는 영상이 검출부(230)의 복수개의 센서(sr)에 결상되지 않게 되어 표적을 검출하지 못하게 하여 광학 자이로의 신뢰도를 크게 떨어뜨리게 된다.
도4 는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 시스템을 나타낸다.
도4 를 참조하면, 본 발명의 정렬 시스템은 검사 정렬 장치 및 회전 광학계를 구비한다.
본 발명의 광학 자이로는 상기한 바와 같이 회전 광학계(210)과 2축 짐벌(220) 및 검출부(230)을 구비한다. 검출부(230)는 도2 에 도시된 바와 같이 2축 짐벌(220)의 제1 조립체(A1)에 배치되므로, 도4 에서는 검출부(230)가 2축 짐벌 내에 포함되는 형태로 도시하였다. 그리고 회전 광학계(210)는 도3 에 도시된 바와 같이, 복수개의 반사경(mr1, mr2)과 복수개의 집속 렌즈(re1 ~ re3)를 구비하여 입사되는 광이 검출부(230)에 입사되도록 각도를 조절한다. 상기한 바와 같이 제1 반사경(mr1)과 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2) 중 적어도 하나는 자성(magnetism)을 갖는 자성체로 구현된다. 회전 광학계(210)가 자성을 갖도록 구현됨에 따라 회전 광학계(210)는 검사 정렬 장치의 솔레노이드 코일(120)에 전류가 흐르면, 회전하게 된다. 그리고 회전 광학계(210)이 자성을 가지므로 N극과 S극의 극성이 존재하며, N극과 S극의 위치는 자성을 갖는 회전 광학계(210)의 구현 시에 미리 지정된다.
그리고 검사 정렬 장치는 모의 영상 생성부(110), 솔레노이드 코일(120), N극 센서(130), 기준 코일부(140), 진동 센서(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
모의 영상 생성부(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 광학 자이로가 검출할 모의 영상을 생성한다. 이때 모의 영상 생성부(110)는 광학 자이로의 회전 광학계(210)의 틸팅 정렬을 위해 생성되는 영상을 필요한 위치로 이동 또는 회전할 수 있도록 구현된다. 모의 영상 생성부(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 회전 광학계(210)의 틸팅 정렬 이전에 검출부(230)가 장착된 2축 짐벌(220)과 우선 정렬을 수행하여 모의 영상을 생성할 위치가 결정된 후, 회전 광학계(210)의 틸팅 정렬을 위한 모의 영상을 생성한다.
솔레노이드 코일(120)은 제어부(160)에서 인가되는 전류에 응답하여 회전 광학계(210)을 회전시킨다. 상기한 바와 같이, 회전 광학계(210)는 자성을 갖도록 구현되므로, 솔레노이드 코일(120)에 전류가 인가되면 회전하게 된다.
N극 센서(130)와 기준 코일부(140)은 회전 광학계(210)의 회전 광학계(210)의 회전 각도를 판별한다. N극 센서(130)는 회전 광학계(210)가 정지 시에 N극을 확인 및 정렬하기 위해 구비되고, 기준 코일부(140)은 회전 광학계(210)의 회전시에 N극의 위치를 확인하기 위해 구비된다. N극 센서(130)는 회전 광학계(210)의 기설정된 회전 각도(예를 들면 0도)에 대응하는 위치하여 회전 광학계(210)의 N극의 세기가 최대가 되도록 회전 광학계(210)의 회전 각도를 정렬하기 위한 기준 위치로 이용될 수 있다. 그리고 기준 코일부(140)은 회전 광학계(210)의 주변으로 기설정된 각도 간격(예를 들면 90도)로 복수개가 분산 배치된다. 기설정된 각도로 분산 배치되는 복수개의 기준 코일(RC0, RC90)은 각각 회전 광학계(210)의 N극의 세기를 감지한다. 따라서 회전 광학계(210)이 회전하는 동안 복수개의 기준 코일부(140)에서 감지되는 N극의 세기 변화를 분석하면 특정 시점에 회전 광학계(210)의 회전 각도를 정확하게 판별할 수 있다. 기준 코일부(140)은 획득된 N극의 세기를 N극 감지 신호로써 제어부(160)로 전송한다.
도5 는 도4 의 기준 코일의 일 예를 나타낸다.
도5 에서는 기준 코일부(140)이 회전 광학계의 상하 및 좌우에 90도 간격으로 4개의 기준 코일이 배치되며, 상하에 배치된 기준 코일(RC90)과 좌우에 배치된 기준 코일(RC0)은 서로 전기적으로 연결된다. 즉 2개의 기준 코일 쌍(RC0, RC90)이 회전 광학계(210)의 상하 좌우에 90도 간격으로 배치됨에 따라 회전 광학계(210)가 회전 시에 N극의 위치를 정확하게 판정할 수 있다. 또한 검출부(230)에서 + 형태로 배치된 복수개의 센서(sr)의 위치에 기준 코일이 대응하도록 배치하여 기준 코일부(140)에서 검출되는 N극 감지 신호의 위상과 검출부(230)에서 감지된 영상 신호의 위상이 일치되도록 조절함으로써, 회전 광학계(210)의 회전축 정렬, 즉 틸팅 정렬뿐만 아니라 회전 광학계(210)의 회전 각도에 따른 틸팅 오차 위치를 정밀하게 판별할 수 있도록 한다.
다시 도4 의 검사 정렬 장치의 구성을 살펴보면, 진동 센서(150)는 회전 광학계(210)가 회전할 때, 질량 불균형에 의해 2축 짐벌(220)에 발생하는 진동을 감지하여, 진동 신호를 제어부(160)로 전송한다.
제어부(160)는 솔레노이드 코일(120)로 전류를 인가하여 회전 광학계(210)를 기설정된 속도로 회전시키고, 진동 센서(150)로부터 진동 신호를 수신하며, N극 센서(130)와 기준 코일부(140)로부터 N극 감지 신호를 수신한다. 또한 검출부(230)로부터 영상 신호를 수신하여 분석함으로써, 광학 자이로의 2축 짐벌(220)에 결합된 회전 광학계(210)를 틸팅 정렬한다.
제어부(160)는 검출부(230)에서 인가되는 영상 신호를 용이하게 분석할 수 있도록 증폭하는 증폭기와, N극 감지 신호와 영상 신호 및 진동 신호를 분석하기 위한 오실로스코프 및 분석 결과를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이부를 구비할 수 있다.
제어부(160)는 회전 광학계(210)의 틸팅 정렬 이전에 상기한 바와 같이 모의 영상 생성기(110)에서 모의 영상을 생성하고, 모의 영상 생성기(110)를 이동 및 회전 시킴으로써, 모의 영상 생성기(110)와 검출부(230)를 정렬 시킨다.
도6 은 제어부가 모의 영상 생성기와 검출부를 정렬시키는 방법을 나타낸다.
모의 영상 생성기(110)와 검출부(230)의 정렬은 제어부(160)가 모의 영상 생성기(110)에서 생성된 영상이 회전하도록 제어하고, 회전하는 모의 영상에 대해 검출부(230)에서 감지되는 영상 신호를 분석하여 정렬 여부를 판별한다.
상기한 바와 같이 복수개의 센서(sr)는 + 형태로 배치되고, 모의 영상 생성부(110)이 회전하면서 모의 영상을 생성하므로, 복수개의 센서(sr)에는 모의 영상이 스캔원(scc)를 그리면서 검출된다. 따라서 모의 영상 생성부(110)와 검출부(230)가 정확하게 틸팅 정렬이 되어 있다면 도6 의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개의 센서(sr)는 균일하게 간격으로 영상 신호를 생성하고, 제어부(160)는 (c)와 같이 리사주(lissajous) 형태로 모의 영상 생성부(110)와 검출부(230)의 정렬 상태를 표시한다. 그러나 모의 신호 생성부(110)와 검출부가 정렬되지 않으면, (a)에 도시된 바와 같이 영상 신호가 감지되는 시간이 균일하지 않다.
이에 제어부(160)은 스캔원(scc)의 중심점이 검출부(230)의 중심점에 위치하도록 (c)와 같이 모의 영상 생성부(110)의 위치를 조절하여 모의 영상 생성부(110)과 검출부(230)를 정렬시킨다.
그리고 제어부(160)는 모의 영상 생성기(110)와 검출부(230)를 정렬되면, 회전 광학계(210)를 회전시켜, 회전 광학계(210)가 회전하는 동안 진동 센서(150)로부터 진동 신호를 수신하고, 기준 코일부(140)로부터 N극 감지 신호를 수신한다. 제어부(160)는 수신된 진동 신호와 N극 감지 신호를 분석하여 회전 광학계(210)의 질량 불균형을 판별하는 정적 밸런싱 작업을 수행한다. 고속으로 회전하는 회전 광학계(210)의 질량이 회전 축을 중심으로 균일하지 않으면, 회전 시에 질량 불균형에 의한 장동(nutation) 운동이 크게 발생된다. 이는 회전 광학계(210)와 2축 짐벌(220)이 결합되었을 때, 진동을 유발하여 광학 자이로가 표적을 정확하게 검출하지 못할 뿐만 아니라, 불필요한 부하가 발생함으로 인해 광학 자이로의 수명을 단축 시키는 문제를 유발한다. 따라서 제어부(160)는 진동 신호와 N극 감지 신호를 이용하여 회전 광학계(210) 자체의 질량 밸런스가 균일한지를 확인하는 정적 밸런싱 작업을 수행하여 질량 불균형을 우선 분석한다.
여기서 제어부(160)가 진동 신호뿐만 아니라, N극 감지 신호를 수신하여 함께 분석하는 것은 제어부(160)가 진동 신호만을 수신하면, 질량 불균형의 여부는 판별할 수 있으나, 회전 광학계(210)에서 어떤 방향으로 질량 불균형이 발생되었는지 판별할 수 없다. 즉 질량 불균형을 보정할 수 없다. 이에 제어부(160)는 N극 감지 신호를 함께 수신하여 진동이 발생하는 시점의 회전 광학계(210)의 회전 각도를 판별하여 질량 불균형의 방향을 판별한다.
도7 은 정적 밸런싱 작업의 일예를 나타내는 도면이다.
도7 의 (a)에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 진동 신호와 N극 감지 신호를 리사주 형태로 표시하여 사용자가 질량 불균형이 발생한 위치를 확인하고, 질량 불균형을 보정할 수 있도록 한다. 이때 제어부(160)는 질량 불균형을 보정할 수 있도록 질량 불균형이 발생한 위치와 보정해야 하는 무게를 계산하여 함께 표시할 수 있다.
상기한 바와 같이 회전 광학계(210)는 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2)를 구비할 수 있다. 이 경우, 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2) 각각의 직경과 질량 및 회전 중심과의 거리에 의해 질량 밸런스를 조절할 수 있는 여러가지 조건이 발생할 수 있다. 즉 (b)에 도시된 바와 같이 제1 밸런스 디스크(DS1)의 외주면의 특정 각도에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감하거나, 제1 밸런스 디스크(DS1)의 외주면의 특정 각도에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감하여 정적 밸런싱 작업을 수행할 수도 있으며, 경우에 따라서는 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2) 모두에 복수개의 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감함으로써, 회전 광학계의 정적 밸런싱 작업을 정밀하게 수행할 수 있다. 그러나 이런 경우, 정적 밸런싱 작업을 위해 선택할 수 있는 경우의 수가 매우 다양해 질 수 있으므로, 제어부(160)는 사용자가 회전 광학계의 질량 밸런스를 용이하게 조절할 수 있도록 회전 중심에 대한 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2)의 배치 위치 및 복수개의 밸런스 디스크(DS1, DS2)의 무게와 반경, 그리고 진동의 크기 및 질량 불균형의 발생 위치를 고려하여 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감할 최적의 위치를 함께 표시할 수 있다.
이후 제어부(160)는 모의 영상 생성부(110)를 구동하여 모의 영상을 생성하고, 회전 광학계(210)를 회전시키면서 광학 자이로(200)가 모의 영상 생성부(110)에서 생성한 영상을 획득하도록 틸팅 정렬 작업을 수행한다. 틸팅 정렬 작업은 회전 중심 정렬 작업과 틸팅 조절 작업으로 구분될 수 있다.
도8 은 틸팅 정렬 작업 중 회전 중심 정렬 작업을 나타낸다.
도8 에 복수개의 센서(sr)는 + 형태로 배치되고, 회전 광학계(210)는 입사되는 광을 틸팅하여 복수개의 센서(sr)로 스캔원(scc1, scc2, scc3)를 그리면서 집속한다. 회전 광학계(210)에 의해 집속되는 스캔원(scc1, scc2, scc3)은 회전 광학계(210)의 틸팅 각도에 따라 검출부(230)의 복수개의 센서(sr)에 감지되거나 감지되지 않는다.
이때 제어부(160)는 검출부(230)에서 전송된 영상 신호를 분석하여 모의 영상 생성부(110)에서 생성된 영상이 검출부(230)의 복수개의 센서(sr)의 중심(ipt2)에 입사되는지 판별한다. 즉 제어부(160)는 검출부(230)의 화각(Field Of View : FOV)를 확인하여 스캔원(scc1, scc2, scc3)이 복수개의 센서(sr) 각각의 중심을 지나는지 판별한다. 제어부(160)는 영상 신호를 분석하여 우선 모의 신호 생성기(110)에서 생성된 영상이 복수개의 센서(sr) 중 적어도 하나에 감지되는지 판별하고, 어떤 센서(sr)에서도 영상이 감지되지 않으면, 적어도 하나의 센서(sr)가 영상을 감지할 때까지 회전 광학계(210)의 위치를 가변한다. 그리고 스캔원(scc1)과 같이 적어도 하나의 센서(sr)가 영상을 감지한 것으로 판별되면, 판별된 센서의 위치를 이용하여 회전 광학계(210)의 위치를 계속적으로 가변하여 스캔원(scc2)와 같이 복수개의 센서(sr) 모두가 영상을 감지할 수 있도록 회전 광학계(210)의 위치를 계속 조절한다.
상기한 바와 같이 제어부(160)는 모의 영상 생성부(110)와 검출부(230)에 대한 영상 정렬 작업을 미리 수행 하였으므로, 복수개의 센서(sr)에 영상이 정확하게 집속되지 않으면, 이는 회전 광학계(210)가 정확하게 정렬되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이에 제어부(160)는 회전 광학계(210)를 이동하여 스캔원(scc3)의 중심이 검출부(230)의 중심과 동일해지도록 이동시킴으로써, 회전 광학계(210)와 검출부(230)가 정렬되도록 한다.
제어부(160)는 회전 광학계(210)와 검출부(230)가 정렬되었는지 여부를 검출부(230)에서 영상 감지 신호를 분석하여 판별할 수 있다.
도9 는 틸팅 정렬 작업 중 틸팅 조절 작업을 수행하는 과정을 나타낸다.
회전 광학계(210)와 검출부(230)의 회전 중심 정렬 작업이 완료되면, 회전 광학계(210)와 검출부(230)의 중심 축은 정렬이 되어 있는 상태로 판별할 수 있다. 다만 회전 광학계(210)의 틸팅이 정확하게 조절되어 있지 않다면, 스캔원(scc)의 크기가 필요로 하는 크기보다 커지거나 작아지게 되어, 스캔원(scc)가 검출부(230)의 복수개의 센서(sr)의 중심을 지나지 않게 된다.
도9 에서 (a)는 회전 광학계(210)의 틸팅이 조절되지 않아 스캔원(scc)의 크기가 필요 이상으로 큰 경우를 도시하였다. 스캔원(scc)의 크기는 복수개의 센서(sr) 각각에서 감지되는 영상 신호를 분석하여 판별할 수 있다. 회전 광학계(210)의 회전 속도는 제어부(160)의 제어에 따라 기설정된 속도로 균일하므로 영상 신호의 감지 주기를 이용하여 확인할 수는 없다. 그러나 (a)에 도시된 바와 같이 회전 광학계(210)가 틸팅 정렬되어 있지 않아 스캔원(scc)이 센서(sr)의 중심보다 바깥쪽으로 지나게 된다면, 복수개의 센서(sr) 각각에서 획득된 영상 신호에서 모의 표적의 위치가 중심에서 벗어나게 된다.
이에 제어부(160)는 복수개의 센서(sr)에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 (a)와 같이 모의 표적이 센서(sr)의 중심에서 바깥쪽으로 지나는 것으로 판별되면, (b)와 같이 스캔원의 크기가 축소되도록 회전 광학계(210)의 틸팅각을 조절한다.
그리고 (c)에 도시된 바와 같이 다시 스캔원의 크기와 회전 중심 정렬 및 적적 밸런싱 상태를 확인한다. (c)에서는 틸팅 조절로 인해 스캔원의 크기 및 회전 중심은 정렬되었으나, 정적 밸런싱 상태가 정렬되지 않은 것으로 나타나 있다.
이에 제어부(160)는 회전 광학계(210)의 틸팅 각도가 조절되면, (d)와 같이 제어부(160)는 다시 정적 밸런싱 작업을 재수행 한다. 이는 회전 광학계(210)의 틸팅 각도 조절에 의해 고속 회전하는 회전 광학계(210)의 질량 밸런스에 오차가 발생할 수 있기 때문이다. 그리고 정적 밸런싱 작업 이후 다시 틸팅 정렬을 통해 회전 광학계(210)의 틸팅 각도가 정렬되어 있는지 판별한다. 즉 제어부(160)는 광학 자이로(200)의 회전 광학계(210)와 검출부(230)가 기설정된 조건을 만족할 수준으로 정렬될 때까지 정적 밸런싱과 틸팅 정렬 작업을 반복 수행한다. 그리고 정적 밸런싱과 틸팅 정렬이 모두 기설정된 조건을 만족하면, 최종적으로 회전 광학계(210)의 N극과 검출부(230)의 복수개의 센서(sr) 중 하나의 각도가 일치되도록 정렬하여 회전 광학계(210)과 2축 짐벌(220)을 결합하고 작업을 종료한다.
도10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 자이로의 회전 광학계 정렬 방법을 나타낸다.
도3 내지 도9 를 참조하여 도10 의 틸팅 정렬 방법을 설명하면, 먼저, 정렬 시스템에 검출부(230)이 장착된 2축 짐벌(220)이 고정되고, 제어부(160)는 모의 영상 생성기(110)가 모의 영상을 생성하도록 제어한 후, 모의 영상 생성기(110)를 이동 및 회전시켜 모의 영상 생성기(110)와 검출부(230)를 정렬시킨다(S11).
이후 제어부(160)는 솔레노이드 코일(120)에 전류를 인가하여 회전 광학계(210)를 회전 시키면서, 진동 신호와 N극 감지 신호를 수신 및 분석하여 회전 광학계(210)의 질량 불균형을 판별하는 정적 밸런싱 검사를 수행한다(S12). 그리고 제어부(160)는 정적 밸런싱 검사 결과로 회전 광학계(210)의 질량 불균형이 발생하였는지 판별한다(S13)
만일 질량 불균형이 발생한 것으로 판별되면, 제어부(160)는 질량 불균형이 발생한 위치를 확인하고, 질량 불균형을 보정하기 위한 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하여 사용자가 보정할 수 있도록 한다(S14). 그리고 질량 불균형이 보정되면 다시 정적 밸런싱 검사를 수행한다(S12).
그러나 질량 불균형이 발생하지 않은 것으로 판별되면, 제어부(160)는 회전 광학계(210)를 회전시키며, 검출부(230)에서 인가되는 영상 신호를 감지하여 틸팅 정렬 검사를 수행한다(S15). 제어부(160)는 틸팅 정렬 검사 이전에 기준 코일(140)에서 인가되는 N극 감지 신호와 검출부(230)에서 인가되는 영상 신호를 이용하여 회전 광학계(210)의 회전 각도를 검출부(230)의 복수개의 센서(sr) 중 하나에 일치 시킨 후 틸팅 정렬 검사를 수행할 수 있다.
제어부(160)는 틸팅 정렬 검사를 수행하여 복수개의 센서(sr)에서 감지한 영상 신호가 균일한 시간 간격으로 인가되는지 분석하여 틸팅 각도가 정상인지 판별한다(S16).
제어부(160)는 틸팅 정렬 검사를 수행 결과, 틸팅 각도가 정상이 아닌 것으로 판별되면, 회전 광학계(210)에서 틸팅 각도를 조절하기 위한 위치 및 무게를 사용자에게 표시한다(S17). 여기서 틸팅 각도를 조절하기 위한 위치 및 무게는 질량 밸런스 조절과 마찬가지로 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 형태로 제공될 수 있다.
반면 틸팅 각도가 정상적인 것으로 판별되면, 정적 밸런싱을 재검사한다. 이는 틸팅 정렬 검사를 통해 틸팅 각도 조절됨으로써, 질량 밸런스가 불균형되는 상태를 야기할 수 있기 때문이다. 그리고 제어부(160)는 정적 밸런싱 재검사 결과로 질량 밸런스가 균형된 것으로 판별되면, 회전 광학계(210)의 N극의 위치를 복수개의 센서(sr) 중 하나에 대응하는 위치로 일치시켜 회전 광학계(210)과 2축 짐벌(220)을 결합한다. 그에 비해 질량 밸런스가 불균형 상태인 것으로 판별되면, 다시 밸런스 조절 수단(mcs)을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하여 사용자가 보정할 수 있도록 한다(S14).
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 및 제2 조립체가 결합되어 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 구성된 2축짐벌의 상기 제1 조립체에 복수개의 센서가 구비하는 검출부가 장착되며, 상기 검출부와 함께 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 상기 제1 조립체와 결합되고 입사되는 광을 상기 검출부의 복수개의 센서에 틸팅하여 집속하며 자성을 갖는 회전 광학계를 포함하는 광학 자이로; 및
    상기 회전 광학계를 기설정된 회전 속도로 회전시키며, 상기 회전 광학계의 자성으로부터 N극을 감지하여 상기 회전 광학계의 회전 각도를 판별하고, 상기 회전 광학계가 회전하는 동안 진동을 감지하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 판별하고, 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 상기 회전 각도와 함께 비교 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬 상태를 판별하는 검사 정렬 장치를 포함하는 정렬 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 정렬 시스템은
    상기 회전 광학계와 상기 검출부의 정렬 상태를 판별하기 위한 모의 영상을 생성하는 모의 영상 생성부;
    상기 회전 광학계를 회전시키기 위한 솔레노이드 코일;
    기설정된 각도 간격으로 분산 배치되어 상기 회전 광학계가 회전하는 동안 상기 N극을 감지하여 N극 감지 신호를 생성하는 복수개의 기준 코일을 구비하는 기준 코일부;
    상기 회전 광학계가 회전하지 않는 경우, 상기 회전 광학계의 회전 각도를 정렬하기 위한 N극 감지 센서;
    상기 회전 광학계가 회전하는 동안 진동을 감지하여 진동 신호를 발생하는 진동 센서; 및
    상기 N극 감지 신호와 상기 진동 신호를 수신 및 분석하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 판별하고, 상기 N극 감지 신호와 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬 상태를 판별하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 시스템.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 복수개의 기준 코일은 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 상기 복수개의 센서에 대응하는 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 정렬 시스템.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 회전 광학계는
    상기 입사되는 광이 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에 집속되도록 반사 각도를 조절하는 복수개의 반사경; 및
    상기 반사경을 고정하고, 상기 회전 광학계의 회전을 안정화시키는 복수개의 밸런스 디스크; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 시스템.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 진동 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교 분석하여, 상기 회전 광학계의 질량 불균형이 발생한 위치와 질량 불균형의 정도를 판별하고, 상기 질량 불균형을 해소하기 위해 상기 복수개의 밸런스 디스크에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 것을 특징으로 하는 정렬 시스템.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호가 동일 간격으로 인가되는지 분석하여 상기 틸팅 정렬을 판별하고, 상기 틸팅 정렬이 되지 않은 것으로 판별되면, 상기 영상 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교 분석하여 상기 틸팅 정렬을 위해 상기 복수개의 밸런스 디스크에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 것을 특징으로 하는 정렬 시스템.
  7. 제1 및 제2 조립체가 결합되어 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 구성된 2축짐벌의 상기 제1 조립체에 복수개의 센서가 구비하는 검출부가 장착되며, 상기 검출부와 함께 피치 및 요축 방향으로 회전하도록 상기 제1 조립체와 결합되고 입사되는 광을 상기 검출부의 복수개의 센서에 틸팅하여 집속하며 자성을 갖는 회전 광학계를 포함하는 광학 자이로의 회전 광학계 정렬을 위해 모의 영상 생성부, 솔레노이드 코일, 기준 코일부, N극 검사 센서, 진동 센서 및 제어부를 구비하는 검사 정렬 장치를 이용한 틸팅 정렬 방법에 있어서,
    상기 제어부가 상기 회전 광학계의 주위에 배치된 솔레노이드 코일에 전류를 인가하여 상기 회전 광학계를 기설정된 회전 속도로 회전시키면서, 상기 진동 센서에서 인가되는 진동 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형을 분석하는 단계;
    상기 기준 코일부에서 인가되는 N극 감지 신호와 상기 진동 신호를 비교하여 상기 회전 광학계의 질량 불균형이 발생한 위치와 질량 불균형의 정도에 따라 상기 질량 불균형을 해소하기 위해 상기 회전 광학계에 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 단계;
    상기 질량 불균형이 발생하지 않은 것으로 판별되면, 상기 제어부가 상기 모의 영상 생성부를 제어하여 상기 모의 영상을 생성하고, 상기 회전 광학계를 회전시키며 상기 복수개의 센서에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 상기 회전 광학계의 틸팅 정렬을 판별하는 단계;
    상기 회전 광학계가 틸팅 정렬되지 않은 것으로 판별되면, 상기 영상 신호와 상기 N극 감지 신호를 비교하여 상기 틸팅 정렬을 위해 상기 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 계산하여 표시하는 단계; 및
    상기 회전 광학계가 틸팅 정렬된 것으로 판별되면, 상기 회전 광학계의 N극을 상기 복수개의 센서 중 하나에 대응하는 위치로 정렬하여 상기 회전 광학계와 상기 2축 짐벌을 결합하는 단계;를 포함하는 틸팅 정렬 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 틸팅 정렬 방법은
    상기 질량 불균형을 분석하는 단계 이전에 상기 제어부가 상기 모의 영상 생성부를 제어하여 모의 영상을 생성하고, 생성된 상기 모의 영상을 이동 및 회전하여 상기 모의 영상 생성부와 상기 검출부를 정렬시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 정렬 방법.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 회전 광학계는
    상기 입사되는 광이 기설정된 각도 간격으로 이격 배치된 바 형태의 상기 복수개의 센서에 집속되도록 반사 각도를 조절하는 복수개의 반사경 및 상기 반사경을 고정하고, 상기 회전 광학계의 회전을 안정화시키는 복수개의 밸런스 디스크를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수개의 밸런스 디스크의 무게와 직경 및 배치 위치에 따라 상기 적어도 하나의 밸런스 조절 수단을 가감할 위치 및 무게를 조절하여 표시하는 것을 특징으로 하는 틸팅 정렬 방법.
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