KR101675402B1 - Optical system for photographing simultaneously dual band infrared image using multiple optical fields - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장거리, 중·단거리 표적에 대한 이중대역 파장 적외선 영상을 3가지 시계 이상으로 변환할 수 있고, 소형화하여 패키징할 수 있는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템은, 중적외선 대역과 가시광-근적외선 대역을 포함한 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선과 가시광-근적외선의 협시계 영역의 이미지를 촬영하는 제1 가시광-근적외선 검출부(71)와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 중적외선 검출부(72)와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 가시광-근적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 제2 가시광-근적외선 검출부(73)를 포함한다.The present invention relates to an optical system for simultaneously capturing a dual-band wavelength image capable of converting a dual-band wavelength infrared image for long-distance, medium and short-distance targets into three or more clocks,
An optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces is a system for capturing an image of a narrow-band image of the middle infrared ray and the visible light-near-infrared ray from a dual band infrared ray including a middle infrared ray band and a visible light- A visible light-near-infrared ray detecting unit 71 for detecting an infrared image of the middle-infrared light band from the double-band infrared light; And a second visible light-near-infrared ray detecting part 73 for photographing an image in the optical clock area.
Description
본 발명은 적외선 이미지를 촬영하는 광학 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장거리, 중·단거리 표적에 대한 이중대역 파장 적외선 영상을 3가지 시계 이상으로 변환할 수 있고, 소형화하여 패키징할 수 있는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical system for capturing an infrared image, and more particularly, to an optical system for capturing an infrared image, which is capable of converting a dual-band infrared image for long-distance, medium- And an optical system for simultaneously photographing a wavelength image with multiple clocks.
공통 광학계에서 이중대역 파장 영상을 동시에 촬영하는 방식은 우선 공통 광학계로 수광된 빛을 광속분리기를 사용하여 두 파장의 광경로를 독립적으로 분리한 다음 개별 후단광학계로 공통 광학계의 수차를 보정한 후, 각 파장대 별로 적합한 검출기를 이용하여 두 파장별 영상을 획득하는 방식으로 이루어진다. In the method of simultaneously photographing a dual-band wavelength image in a common optical system, first, a light beam received by a common optical system is separated into light beams of two wavelengths independently using a beam splitter, and an aberration of a common optical system is corrected by an individual rear- And a method of acquiring images of two wavelengths using a suitable detector for each wavelength band.
따라서 상기 이중대역 광학계는 광속분리기가 중요한 역할을 하게 되는데 현재까지 2가지 형태의 광속분리기가 제시되고 있다. Therefore, the beam splitter plays an important role in the dual-band optical system. Up to now, two types of beam splitter have been proposed.
우선 광축에서 45도 기울어진 판 형태로 구성하여 앞면에 다이크로익 코팅(dichroic coating)을 하여 짧은 파장은 90도로 반사시키고 긴 파장은 투과시켜 광경로를 분할하는 방식이다. 공통 굴절망원경을 이용하는 경우 중·원적외선 이중대역 파장을 동시에 탐색할 수 있는 방식이 제안되었고, 공통 반사망원경에서 수광한 빛을 근적외선(0.7∼0.9㎛) 과 중적외선(3.7∼4.8㎛) 대역으로 분할하는 방식도 발표되었다. 이러한 방식들은 코팅면 앞이 공기이므로 반사 광경로는 굴절률에 의한 영향이 없으며 두께를 상대적으로 얇게 구현할 수 있어 투과 광경로의 광투과율에 장점을 가지지만, 광속분리기에 의해 빛이 굴절하므로 투과 광경로의 광축이 편심되며 비점수차 보정 플레이트가 추가적으로 필요한 문제점이 있다. First, it is formed by a plate shape inclined at 45 degrees from the optical axis, and dichroic coating is applied to the front surface to reflect the short wavelength at 90 degrees, and the long wavelength is transmitted to divide the optical path. In the case of using a common refracting telescope, a method capable of simultaneously searching for the dual-band wavelengths of middle and far-infrared rays was proposed, and the light received from the common reflecting telescope was divided into near infrared rays (0.7-0.9 μm) and mid infrared rays (3.7-4.8 μm) Was also announced. Since these methods are air in front of the coating surface, the reflection light path has no influence due to the refractive index and can realize a relatively thin thickness, which is advantageous in light transmittance of the transmission light path. However, since the light is refracted by the light flux separator, There is a problem that the optical axis of the optical axis is eccentric and the astigmatism correction plate is additionally required.
한편, 롬보이드 프리즘(Rhomboid prism)과 45도 삼각형 프리즘을 결합한 광속분리 프리즘도 제안되었는데, 이는 상기 롬보이드 프리즘 대각선 면에 다이크로익 코팅을 하고 중적외선(3∼5㎛)이 투과 가능한 본드로 삼각형 프리즘과 접합한 구조로 가시광-근적외선(0.5∼0.9㎛)은 코팅면에 의해 반사하고 중적외선은 통과하는 방식이다. 90도로 꺾여 반사된 가시광-근적외선이 상기 롬보이드 프리즘에 의해 다시 -90도로 꺾이게 되어 광속분리 프리즘을 투과된 중적외선과의 광경로를 일치시킬 수 있는 장점이 있는 반면, Focal plane array(FPA) 검출기를 사용할 경우 렌즈 구경으로 인해 광속분리 프리즘의 크기가 커지며 무거워지는 단점이 있다.On the other hand, a beam splitting prism combining a rhomboid prism and a 45-degree triangular prism has also been proposed. This prism has a dichroic coating on the diagonal surface of the above-mentioned rhomboid prism, The visible-near-infrared rays (0.5 to 0.9 μm) are reflected by the coated surface and the medium-infrared rays are passed through. And the visible light-near-infrared rays reflected by the 90-degree bent are bent to -90 degrees again by the above-mentioned Lombond prism, so that it is possible to match the light path with the middle infrared ray transmitted through the beam splitting prism, while the focal plane array (FPA) The size of the light beam separating prism becomes large and becomes heavy due to the lens aperture.
또한, 현재까지 공개된 방식 모두 시계가 고정되어 있어 다양한 시계전환이 동시에 이루어져야 하는 장비에 바로 적용하기 힘들다. 일반적인 연속 줌 방식과 달리 2개의 특정시계가 빠른 시간 안에 전환되어야 하는 스텝줌(step zoom) 방식의 경우, 이중시계 전환은 렌즈군을 삽입하거나 회전하는 등의 방식으로 이루어진다. 상기 스텝줌은 주사방식 적외선 광학계뿐만 아니라 FPA 검출기용 광학계에도 적용되었다. 좁은 시계를 볼 때 광경로를 방해하지 않게 빠져 있던 렌즈군이 넓은 시계로 전환될 때 광경로에 삽입되어 시계가 전환되는 방식이며, 구동렌즈 사이의 간격이 넓은 경우 렌즈군을 회전시켜 전환하는 방식으로 구현이 가능하다. 두 방식 모두 1초 이내의 빠른 전환속도를 가지지만 구동렌즈가 빠져 있을 여유 공간을 확보해야 하는 단점을 가진다. 특히 회전식의 경우 렌즈 사이의 간격을 적절히 띄어놓아 다른 시계의 광경로를 확보해야 하는 제약조건을 가지며, 삽입식의 경우 구동렌즈를 지지하는 LM 가이드의 행정거리에 따라 위치오차가 커지는 단점이 있다.
In addition, all of the methods disclosed so far have fixed clocks, making it difficult to apply them directly to devices that require various clock switching simultaneously. In the case of a step zoom method in which two specific timepieces must be switched within a short time in contrast to a general continuous zoom method, double clock switching is performed by inserting or rotating a lens group or the like. The step zoom has been applied not only to scanning infrared optical systems but also to optical systems for FPA detectors. When a narrow clock is viewed, a lens that was not disturbed by the optical path is inserted into the optical path when the lens is switched to a wide clock, and the clock is switched. When the interval between the driving lenses is wide, Can be implemented. Both of these methods have a disadvantage that they have a fast switching speed of less than 1 second, but must secure free space for the driving lens to be missing. In particular, in the case of a rotary type, there is a restriction that an interval between the lenses is appropriately spaced to secure an optical path of another clock. In case of the insertion type, there is a disadvantage that a position error increases according to the stroke distance of the LM guide supporting the driving lens.
한편, 하기의 선행기술에는 '이중대역 적외선 광학계'에 관한 기술이 개시되어 있다.
On the other hand, a technology related to a 'dual-band infrared optical system' is disclosed in the following prior arts.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 장거리, 중·단거리 표적에 대한 이중대역 파장 적외선 영상을 3가지 시계 이상으로 변환할 수 있고, 소형화하여 패키징할 수 있는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a dual band wavelength image capable of converting a dual band wavelength infrared image for long distance, medium and short distance targets into three or more clocks, An object of the present invention is to provide an optical system for simultaneous photographing with multiple timepieces.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템은, 중적외선 대역과 가시광-근적외선 대역을 포함한 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선과 가시광-근적외선의 협시계 영역의 이미지를 촬영하는 제1 가시광-근적외선 검출부와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 중적외선 검출부와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 가시광-근적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 제2 가시광-근적외선 검출부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention, the dual-band infrared light including a middle infrared ray band and a visible light-near- A first visible light-near-infrared ray detecting unit for capturing an image of a clock area, an intermediate-infrared detecting unit for capturing an image of a mid-optical clock area of the mid-infrared band from the dual-band infrared ray, And a second visible light-near-infrared ray detecting unit for capturing an image of the light /
상기 제1 가시광-근적외선 검출부는, 협시계 공통 반사망원경을 통과한 적외선을 광속분리 프리즘에서 분리된 가시광-근적외선이 복수의 렌즈가 배열된 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계를 통과한 가시광-근적외선을 촬영하고, 상기 중적외선 검출부는, 상기 광속분리 프리즘으로부터 분리되어 복수의 렌즈가 배열된 협시계 중적외선 광학계를 통과한 협시계 영역의 중적외선과 복수의 렌즈가 배열된 중·광시계 중적외선 광학계를 통과한 중·광시계 영역의 중적외선 중 어느 하나를 선택하여 촬영하며, 상기 제2 가시광-근적외선 검출부는, 상기 적외선이 복수의 렌즈가 배열된 중·광시계 가시광-근적외선 광학계를 통과한 중·광시계 가시광-근적외선을 촬영하는 것을 특징으로 한다.The first visible light-near-infrared ray detecting unit detects visible-near-infrared light that has passed through the narrow-gauge common reflection telescope and is separated from the light beam splitting prism through visible light-near-infrared optical systems having a plurality of lenses arranged therein. And the middle infrared ray detector includes a middle infrared ray detector for detecting a middle infrared ray in a narrow-angle region, which is separated from the light beam splitting prism and passed through an infrared ray optical system, And the second visible light-near-infrared ray detecting unit detects the second visible light-near-infrared ray detecting unit in a state where the infrared ray passes through the middle-optical clock visible-near-infrared ray optical system in which a plurality of lenses are arranged, The optical clock is characterized by photographing visible light and near infrared rays.
상기 협시계 중적외선 광학계를 통과한 협시계 영역의 중적외선과 상기 중·광시계 중적외선 광학계를 통과한 중·광시계 영역의 중적외선 중 선택된 어느 하나의 진행방향을 전환하여 상기 중적외선 검출부로 입사되도록 작동하는 시계전환미러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A middle infrared ray detector for detecting a traveling direction of a selected one of a middle infrared ray in the narrow-angle area passing through the infrared optical system and a middle infrared ray in the middle- And further comprises a clock switching mirror operable to be incident.
상기 광속분리 프리즘은, 입방체로 형성되고, ZnSe를 재질로 하며, 다이크로익 코팅면에서 가시광-근적외선을 반사시키고, 중적외선은 통과시키는 것을 특징으로 한다.The light beam splitting prism is formed of a cubic material, and is made of ZnSe. The light beam splitting prism reflects visible light and near-infrared rays from the dichroic coating surface, and passes the medium-infrared rays.
상기 협시계 공통 반사망원경의 주경의 후방에는 광축을 전환하는 폴딩미러가 설치되고, 상기 폴딩미러에서 반사된 광선은 광속분리 프리즘으로 입사되는 것을 특징으로 한다.A folding mirror for switching an optical axis is provided behind the main mirror of the narrow-gauge common reflection telescope, and the light beam reflected by the folding mirror is incident on the light beam separation prism.
상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계는, 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계를 구성하는 복수 중 렌즈 중 일부 렌즈가 회전하여 광경로에 위치하거나 이탈됨으로써, 협시계와 초협시계가 전환되는 것을 특징으로 한다.The opto-acupuncture / narrow-vision visible light and near-infrared light optical system is characterized in that some of the plurality of lenses forming the opto-acousto-optic near-infrared optical system are rotated and positioned or deviated from the optical path, .
상기 중·광시계 중적외선 광학계는, 상기 중·광시계 중적외선 광학계를 구성하는 복수 중 렌즈 중 일부 렌즈가 회전하여 광경로에 위치하거나 이탈됨으로써, 중시계와 광시계가 전환되는 것을 특징으로 한다.The infrared optical system among the above-mentioned mid-optical timepieces is characterized in that some of the plurality of intermediate lenses constituting the infrared optical system among the above-mentioned mid-optical timepieces rotate and are positioned or separated in the optical path so that the intermediate timepiece and the optical timepiece are switched .
상기 중·광시계 중적외선 광학계에서는 중간초점면의 구경크기, 입사각과 주요수차를 협시계 중적외선 광학계의 중간초점면에 일치시키고, 상기 협시계 중적외선 광학계와 상기 중·광시계 중적외선 광학계는 초점조절을 수행하고, 온도 변화에 따른 초점변화를 보상하기 위해 복수의 렌즈로 이루어진 중적외선 릴레이 광학계를 공유하는 것을 특징으로 한다.
In the infrared optical system of the middle-optical clock, the aperture size of the intermediate focal plane, the incident angle and the main aberration are made to coincide with the intermediate focal plane of the infrared optical system during the narrow-angle focal length, and the infrared optical system among the narrow- Infrared ray relay optical system comprising a plurality of lenses in order to perform focus adjustment and to compensate for a focus change according to a temperature change.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템은, 장거리 영상용 고배율 반사망원경 및 입방체 광속분리 프리즘을 사용하여 이중대역 파장 영상을 하나의 공통 광학계로 촬영 가능하며 추가적인 중·광시계 굴절망원경으로 다중시계 영상을 하나의 장비에서 촬영 가능하다.The optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention having the above-described structure by using multiple timepieces is characterized in that a dual-band wavelength image is captured by one common optical system using a high-magnification reflective telescope and a cube beam separation prism for long- It is possible to record multiple clock images on one equipment with additional telescoping telescope.
또한, 광축을 90도 회전하는 폴딩미러와 입방체 광속분리 프리즘의 배치로 주경 뒤편의 공간 낭비를 최대한 줄여 소형화가 가능하다.In addition, by arranging the folding mirror and the cubic beam separating prism that rotate the optical axis by 90 degrees, the space waste on the back of the main mirror can be minimized and miniaturization is possible.
아울러, 시계전환을 위해 회전식 스텝줌과 시계전환 미러를 사용하여 빠른 전환시간과 효율적인 공간확보가 가능하다.In addition, by using a step zoom and a clock switch mirror to switch the clock, fast switching time and efficient space can be secured.
그리고, 광학계 온도변화에 의한 초점이동을 초점조절 렌즈로 비열화 보상이 가능하여 온도 변화가 극심한 항공용 카메라에 적용 가능하다.
In addition, it is possible to compensate for non-de-energization of the focus movement due to the change of the optical system temperature by the focus adjusting lens, so that it can be applied to an aviation camera having a severe temperature change.
도 1은 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에 공통광학계 및 중/광시계 중적외선 광학계를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 중/광시계 가시광-근적외선 광학계를 제외한 부분을 도시한 개략도.
도 4a는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 초협시계 가시광-근적외선 광학계를 도시한 개략도.
도 4b는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 협시계 가시광-근적외선 광학계를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 협시게 중적외선 광학계를 도시한 개략도.
도 6a은 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 광시계 중적외선 광학계를 도시한 개략도.
도 6b는 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 중시계 중적외선 광학계를 도시한 개략도.FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple clocks.
2 is a schematic view showing an infrared optical system among a common optical system and a mid / optical clock in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces.
FIG. 3 is a schematic view showing a part of the optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention, except for the middle / optical clock visible-near-infrared optical system.
FIG. 4A is a schematic view showing an ultraviolet-visible visible-near-infrared optical system in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces.
FIG. 4B is a schematic view showing a narrow-band visible light-near-infrared optical system in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces.
5 is a schematic view showing a narrow-band infrared optical system in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces.
6A is a schematic view showing an infrared optical system of an optical clock in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces.
FIG. 6B is a schematic view showing an infrared optical system in a focusing system in an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention with multiple clocks. FIG.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to an embodiment of the present invention with multiple timepieces will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템은, 중적외선 대역과 가시광-근적외선 대역을 포함한 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선과 가시광-근적외선의 협시계 영역의 이미지를 촬영하는 제1 가시광-근적외선 검출부(71)와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 중적외선 검출부(72)와, 상기 이중대역 적외선으로부터 상기 가시광-근적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 제2 가시광-근적외선 검출부(73)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, an optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image according to the present invention includes a dual-band infrared ray including a middle infrared ray band and a visible light-near-infrared ray band, A first visible light-near-infrared ray detecting unit (71) for photographing an image of a clock area, an intermediate infrared ray detecting unit (72) for photographing an image of a mid-optical clock area of the middle infrared ray band from the double- And a second visible light-near-infrared ray detector (73) for capturing an image of a mid-optical clock region of the visible light-near infrared ray band.
본 발명에 따른 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템에서 촬영하는 적외선의 대역대는 가시광-근적외선(0.6∼0.9㎛)과 중적외선(3∼5㎛)로 이루어지고, 가로축이 일치하는 이중대역의 적외선 광이고, 이를 통하여 관측할 수 있는 시계는 가시광-근적외선 파장 대에서는 줌광학계 포함 3개 이상이며, 중적외선 파장 대에서는 3개이다.In the optical system for simultaneously photographing the dual-band wavelength image according to the present invention with multiple timepieces, the band of the infrared ray is composed of visible light and near infrared rays (0.6 to 0.9 m) and medium infrared rays (3 to 5 m) The infrared light of the dual band is capable of observing three or more clocks including the zoom optical system in the visible light and near infrared ray wavelength band and three in the infrared wavelength band.
본 발명에서는 공통반사망원경(10)과 광속분리 프리즘(14)를 이용하여 가시광-근적외선의 초협·협시계의 가시광-근적외선과 협시계의 중적외선을 분리하여. 이를 제1 가시광-근적외선 검출부(71)와 중적외선 검출부(72)에서 해당 영역·시계의 적외선 영상을 촬영한다. In the present invention, visible light and near infrared rays of visible light-near infrared rays are separated from visible light-near infrared rays and narrow-angle infrared rays using a
또한, 중·광시계에서는 가시광-근적외선과 중적외선을 별도의 독립된 광학계, 즉 중·광시계 가시광-근적외선 광학계(50)와 중·광시계 중적외선 광학계(40)를 이용하여 적외선 영상을 촬영하되, 중·광시계 중적외선은 시계전환미러(60)을 이용하여 협시계와 중·광시계를 동일한 중적외선 검출부(72)를 통하여 촬영한다.In the mid-optical clock, an infrared ray image is photographed using a separate independent optical system, that is, a mid-optical clock visible light-near-infrared
아울러, 초협·협시계가 촬영하지 못하는 시계는 별도의 EO 줌렌즈를 이용하여 촬영한다.In addition, watches that can not be photographed by Joe-Hyup and Narrow-Eye are shot using a separate EO zoom lens.
도 1에서와 같이, 초협·협시계의 가시광-근적외선 영역은 제1 가시광-근적외선 검출부(71)와 별개의 제2 가시광-근적외선 검출부(73)를 사용하므로, 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)와 중·광시계 가시광-근적외선 광학계(50)는 다른 광학계와 달리 독립적인 구조를 가지므로 특별히 언급하지 않고, 중·광시계 중적외선 광학계(40)와 시계가 일치하는 범위에서 하우징 내부 공간 제약을 만족하는 어떠한 줌 광학계도 사용 가능하다.As shown in FIG. 1, since the visible light-near-infrared region of the ultra-violet / narrow-angle clock uses a second visible-near-
각 시계별 광학계의 배치는 협시계를 담당하는 반사망원경 상부에 각 파장별 중·광시계를 담당하는 중·광시계 가시광-근적외선 광학계(50)와 중·광시계 적외선 광학계(40)로 구성되고, 모든 광학계는 하우징에 실장될 수 있는 크기로 제한된다.The optical arrangement of each watch consists of a mid-optical clock-visible optical-near-infrared optical system (50) and a mid-optical clock infrared optical system (40) , All optical systems are limited in size to be mountable in the housing.
또한 협시계 중적외선 광학계(30)와 중·광시계 가시광-근적외선 광학계(50)의 위치는 광학계 내부 구성에 따라 변경될 수 있다. Further, the positions of the infrared
도 2에는 독립적인 모듈로 구성되는 중·광시계 가시광-근적외선 광학계(50)를 제외한 전체 광학계를 보여준다. 중·광시계 중적외선 광학계(40)는 편의상 90도 회전한 형태로 도시되었고, 실제로는 반사망원경(10)의 주경(11)의 시선방향과 동일하다. 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)와 중·광시계 중적외선 광학계(40)의 시계전환은 회전식 렌즈군이 적용되었고, 각 광학계의 시계전환 회전반경을 볼 때 다른 광학 소자의 간섭이 전혀 없으면서 추가적으로 필요한 공간이 최소화되도록 한다.FIG. 2 shows the entire optical system except for the optic-optical clock visible-near-infrared
반사망원경(10)은 중적외선 대역과 가시광-근적외선 대역을 포함한 이중대역 적외선을 통과시키는 공통광학계의 역할을 한다.The
상기 반사망원경(10)은 카세그레인(Cassegrain) 망원경 중 주경(11)과 부경(12)이 쌍곡면인 리치-크레티앙(Ritchey-Chretien)방식의 반사망원경이 적용되는 것이 바람직하다. The
상기 반사망원경(10)으로 수광된 이중대역 적외선은 주경 폴딩미러(13)에 의해 광경로가 위쪽으로 90도 꺾여져 광속분리 프리즘(14)으로 입사된다. 이러한 구성에 의해 상기 반사망원경(10)의 주경(11) 뒤쪽의 공간에 일정한 부피를 갖는 광학계를 밀집되게 배치할 수 있어서, 주경(11) 뒤쪽의 공간을 최대한 활용할 수 있다. 실제 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)와 협시계 중적외선 광학계(30)는 기구부를 제외하면, 100 mm 이내에 배치될 수 있다.The double-band infrared ray received by the
입방체 광속분리 프리즘(14)은 상기 반사망원경(10)을 통과한 이중대역 적외선을 초협·협시계 가시광-근적외선과 협시계 중적외선으로 분리하는 역할을 한다. 상기 광속분리 프리즘(14)은 ZnSe 재질로 구성되는데, ZnSe를 재질로 한 광속분리 프리즘(14)은 재질 특성상 0.6 μm 이하 파장은 투과하지 못한다. 이를 이용하여, 상기 광속분리 프리즘(14)에서는 0.6μm 이상의 파장을 갖는 가시광-근적외선은 다이크로익 코팅(dichroic coating)면(14a)에 의해 반사되어 진행하고, 파장 3μm 이상의 중적외선은 다이크로익 코팅면(14a)을 투과하여 광속분리 프리즘(14)를 통과한다.The cube
상기 반사망원경(10)과 상기 광속분리 프리즘(14)에서 발생하는 수차는 상기 광속분리 프리즘(14)을 통과한 광이 통과하는 광학계에서 제거되도록 한다. The aberration generated in the
초협·협시계 가시광-근적외선(EO, Electro Optic) 광학계(20)는 상기 광속분리 프리즘(14)으로부터 분리된 초협·협시계 가시광-근적외선을 통과하여, 상기 초협·협시계 가시광-근적외선이 제1 가시광-근적외선 검출부(71)에서 검출되도록 한다.The electro-optic (EO)
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 초협·협시계 가시광-근적외선은 상기 광속분리 프리즘(14)의 다이크로익 코팅면(14a)에서 반사된 이후 중간초점면을 가진 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)를 거쳐 제1 가시광-근적외선 검출부(71)에서 검출된다. 상기 중간초점면의 초점길이는 공통 반사망원경(10)과 상기 광속분리 프리즘(14)에 의해 결정된다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the ultrahigh-coherence visible light and near-infrared light are reflected by the
상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)는 목표성능을 달성하기 위해 총 4군 9매(도 4a 및 도 4b에서 ①~⑨로 표시)의 렌즈로 구성되고, 이중에서 5개의 렌즈는 비구면 렌즈가 적용될 수 있다. 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)는 초협시계와 협시계가 통합된 구조로 형성되되, 상기 렌즈 중 일부 렌즈가 회전하는 것에 의해 초협시계와 협시계의 전환이 가능토록 한다. 즉, 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)는 1군 렌즈(21) 내지 4군 렌즈(24)로 구성되는데, 이중에서, 2군 렌즈(22)와 3군 렌즈(23)가 회전에 의해 광경로에서 벗어나면 초협시계(도 4a 참조)가 되고, 2군 렌즈(22)와 3군 렌즈(23)가 회전에 의해 광경로에 위치하면 협시계(도 4a 참조)가 된다.In order to achieve the target performance, the ultra-diligent / narrow-band visible light-near-infrared ray
여기서, 초협시계의 시계는 협시계에 비해 가로-세로축 각각 0.5배로 설정될 수 있다.Here, the clock of the ultra-miniature clock can be set to 0.5 times as much as the width-to-height of the narrow watch.
한편, 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)에 설치되는 렌즈에 대하여 자세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 1군 렌즈(21)는 양의 굴절능을 가지는 렌즈(①.③) 2매 사이에 음의 굴절능을 가지는 렌즈(②) 1장으로 구성되며, 이중에서 3번째 렌즈(③)의 앞면에 비구면이 적용된다. 상기 1군 렌즈(21)는 미세 초점조절을 담당하고, 거리에 따른 초점조절뿐만 아니라 외부온도 변화로 발생하는 렌즈의 굴절률 변화 및 경통의 열팽창 또는 수축에 의한 초점변화도 1군 렌즈(21)에서 보상할 수 있다.The lens installed in the ultra-violet / narrow-angle visible light-near-infrared
상기 1군 렌즈(21) 전체를 움직여 상기 반사망원경(10)과 가까워지면 초점거리가 길어지고, 반대로 멀어지면 초점거리는 짧아진다. 20 ℃ 기준에서 온도가 상승할 경우, 상기 1군 렌즈(21)는 도면에서 아래방향으로 이동하여 초점면을 보상하고, 온도가 하강할 경우 보상방향은 반대방향이 된다. 비열화 성능은 운용온도 이내에서 최외각 필드를 기준으로 MTF(Modulation Transfer Function)의 95% 이상을 보상할 수 있다. When the entire first-
2군 렌즈(22)와 3군 렌즈(23)는 시계전환을 담당하고, 음의 굴절능을 가지는 렌즈(④)와, 양의 굴절능을 가지는 렌즈(⑤, ⑥) 2매로 구성되고, 각각 2군 렌즈(22)와 3군 렌즈(23)가 된다. 또한, 상기 3군 렌즈(23)의 5번째 렌즈(⑤)의 뒷면과 6번째 렌즈(⑥)의 앞면에 비구면이 적용된다. The two-
가시광-근적외선 협시계는 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)에 상기 2군 렌즈(22)와 상기 3군 렌즈(23)가 광축에 삽입됨으로써 구현되고, 유효초점거리는 중간초점 값과 동일하다. 2군 렌즈(22)와 상기 3군 렌즈(23)의 5번째 렌즈(⑤)를 지나면서, 구면수차, 코마수차, 비점수차 등 주요수차가 크게 나타나는데, 이를 상기 3군 렌즈(23)의 6번째 렌즈(⑥)로 상기 수차를 보정한다.The visible light and the near-infrared light narrow-angle are realized by inserting the second-
상기 2군 렌즈(22)와 상기 3군 렌즈(23)가 도 4a에 도시된 바와 같은 상태에서 도 4b에 도시된 바와 같은 상태로 회전하면, 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)는 초협시계에서 협시계로 전환되고, 그 반대로 회전하면 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)는 협시계에서 초협시계로 전환된다. 상기 2군 렌즈(22)와 상기 3군 렌즈(23)는 회전시 광경로를 가리지 않도록 하기 위해서, 상기 2군 렌즈(22)와 상기 3군 렌즈(23)의 간격은 30mm 이상으로 유지한다.When the two-
상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)가 초협시계로 작동할 때의 유효초점거리는 중간초점 값의 2배가 되며, 동일한 제1 가시광-근적외선 검출부(71)를 사용하므로 초협시계일 때에는 협시계일때에 비하여 절반의 시계를 가진다.Since the effective focal length when the ultra-violet / narrow-angle visible light-near-infrared
4군 렌즈(24)는 렌즈 3매(⑦, ⑧, ⑨)로 구성되고, 상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계(20)의 잔여수차를 제거하여 상기 제1 가시광-근적외선 검출부(71)의 검출면에 결상하는 역할을 한다. 8번째 렌즈(⑧)에 비구면이 적용되고, 마지막 렌즈(⑨)는 음의 굴절능을 가지고 있으며 페츠발 상면만곡 (Petzval curvature)을 검출면에 맞게 보정하는 필드 플래터(Field flattener) 역할을 한다. 이후 0.9㎛ 이상 파장 영역을 제거하는 대역통과 필터(Band-pass filter)(27)를 사용하여 추가적인 색분산 발생을 억제한다. The
한편, 폴딩 미러(25)(26) 두 장은 광학계가 주경 내부 공간에 위치하기 위해 광경로를 적절하게 변경하며 그 위치는 광경로 상의 간섭이 없는 적절한 곳에 배치될 수 있다.On the other hand, the two sheets of the folding mirrors 25 and 26 appropriately change the optical path so that the optical system is located in the main scanning inner space, and the position thereof can be appropriately disposed without interference on the optical path.
협시계 중적외선 광학계(30)는 상기 광속분리 프리즘(14)으로부터 분리된 협시계 중적외선을 통과시켜, 상기 중적외선 검출부(72)에서 상기 협시계 중적외선이 검출되도록 한다.The narrow-band infrared
도 5에 도시된 바와 같이, 협시계 중적외선은 상기 광속분리 프리즘(14)의 다이크로익 코팅면(14a)을 통과하여, 폴딩 미러(34)로 입사된다.As shown in Fig. 5, the infrared ray passes through the
상기 협시계 중적외선은 상기 폴딩 미러(34)에서 시계전환미러(60)로 반사되고, 상기 시계전환미러(60) 앞쪽에 중간초점면을 갖는다. 이후, 중·광시계 광학계와 공통으로 사용하는 중적외선 릴레이 광학계(74)를 통과한 후, 중적외선 검출부(72)의 결상면에서 검출된다.Infrared rays are reflected from the
협시계 중적외선 광학계(30)는 공통광학계, 즉 반사망원경(10)을 사용하고, 한정된 공간내에서 목표성능을 달성하기 위해 중적외선 릴레이 광학계(74)를 제외하고, 단독으로 2군 5매(도 5에서 ①~⑤로 표시됨)의 렌즈로 구성된다.The narrow-range infrared
1군 렌즈(31)는 게르마늄(Ge)재질의 렌즈 2매로 구성되고, 초점거리를 증가시키기 위해, 음의 굴절능을 갖는다. 상기 1군 렌즈(31)가 음의 굴절능을 갖는 이유는, 공통 반사망원경(10)의 초점거리와 높은 굴절률의 광속분리 프리즘(14)으로 인하여 중간초점면이 상기 광속분리 프리즘(14)에 가까이 위치하기 때문에 광학계를 배치하기 힘드므로, 상기 1군 렌즈(31)를 이용하여 초점거리를 강제로 늘인다. The
또한, 상기 1군 렌즈(31)는 2매의 렌즈(①, ②)로 구성되는데, 이는 1군 렌즈(31)가 1매로 구성되면 외곽 영역에서 광경로가 심하게 퍼지 때문에 상기 1군 렌즈(31)의 후방에 설치되는 광학계의 구경이 커지는 것을 방지하기 위함이다.The
2군 렌즈(32)는 메니스커스(meniscus) 렌즈 3매(③, ④, ⑤)로 이루어진다. 상기 2군 렌즈(32)는 중간초점면의 구경크기, 입사각 및 주요수차를 중·광시계 적외선의 중간초점면에 맞추는 역할을 하고, 이를 위해 마지막 렌즈(⑤)의 뒷면을 비구면으로 형성한다. 또한 상기 마지막 렌즈(⑤)는 1번째 렌즈(①)로부터 4번째 렌즈(④)에 의한 색수차가 증가되는 것을 억제하기 위해 규소(Si)를 재질로 한다.The
한편, 상기 1군 렌즈(31)와 상기 2군 렌즈(32)는 폴딩 미러(34)를 사이에 두고 서로 90도 배치되어, 상기 1군 렌즈(31)를 통과한 협시계 중적외선은 상기 폴딩 미러(34)에서 광경로가 전환되어 상기 2군 렌즈(32)로 입사된다.The
중·광시계 중적외선 광학계(40)는 협시계 중적외선 광학계(30)와 달리 케플러식 굴절망원경의 구조는 갖는다. The infrared
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 중·광시계 중적외선 광학계(40)는 시계전환렌즈군과 릴레이 렌즈군을 포함하여, 5군 7매(도 6a 및 도 6b에 ①~⑦로 표시됨)로 구성된다.As shown in Figs. 6A and 6B, the infrared
1군 렌즈(41)는 대물렌즈로서 2매의 렌즈(①, ②)로 구성된다. 상기 1군 렌즈(41)의 1번째 렌즈(①)는 규소(Si), 2번째 렌즈(②)는 게르마늄(Ge)을 재질로 하여 색수차의 발생을 억제한다. 1번째 렌즈(①)의 구경은 중적외선 광학계에 적용된 렌즈 중에서 가장 큰 구경을 갖는다. 또한, 상대적으로 고배율인 중시계에서 큰 광학구경을 사용함으로 발생하는 구면수차를 줄이기 위해 1군 렌즈(41)는 구면수차를 초과 보정(over-corrected)하도록 설계 및 제작되는 것이 바람직하다.The
2군 렌즈(42)는 양의 굴절능을 갖는 렌즈 2매(③,④)로 구성되고, 상기 2군 렌즈(42)를 구성하는 3번째 렌즈(③)는 규소(Si), 4번째 렌즈(④)는 게르마늄(Ge)를 재질로 하여, 색수차의 발생을 억제하도록 한다.The
3군 렌즈(43)는 양의 굴정능을 갖는 렌즈 1매(⑤)로 구성되고, 색수차를 억제하기 위해 그 재질은 규소(Si)로 한다.The
상기 2군 렌즈(42)와 3군 렌즈(43)는 시계를 전환하는데 사용된다. 상기 2군 렌즈(42)와 3군 렌즈(43)는 광축상에 회전가능하게 설치되어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 2군 렌즈(42)와 상기 3군 렌즈(43)가 광축상에 위치하지 않으면 광시계가 되고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 2군 렌즈(42)와 상기 3군 렌즈(43)가 회전하여 광축상에 위치하면 중시계가 된다. 상기 2군 렌즈(42)와 상기 3군 렌즈(43) 사이의 간격은 상기 2군 렌즈(42)와 상기 3군 렌즈(43)가 광축상에 위치하지 않을 때 광경로를 방해하지 않도록 배치된다. 아울러, 상기 3번째 렌즈(③)의 앞면을 비구면이 되도록 한다.The
4군 렌즈(44)와 5군 렌즈(45)는 각각 하나의 렌즈로 구성된다. 모두 게르마늄(Ge)을 재질로 한 렌즈이다. 4군 렌즈(44), 즉 6번째 렌즈(⑥)는 음의 굴절능을 갖는다. 7번째 렌즈(⑦)는 양의 굴절능을 갖고 5군 렌즈(45)가 되는데, 상기 4군 렌즈(44)에 의해 발산하는 광경로를 일정하게 모아 중간초점면을 폴딩 미러(46)의 아래쪽으로 결상하도록 한다.The four-
상기 중·광시계 중적외선 광학계(40)에서는 중간초점면의 구경크기, 입사각 및 주요수차를 협시계 중적외선 광학계(30)의 중간초점면에 거의 일치하도록 맞추어, 상기 릴레이 렌즈군을 공통으로 사용할 수 있도록 한다. 여기서, 중간초점면의 구경크기, 입사각 및 주요수차를 일치시키는 이유는 서로 다른 구경을 갖는 광학계가 상기 릴레이 렌즈군을 공유하기 위함이고, 이를 위해 상기 릴레이 렌즈군도 그에 맞게 배치한다.In the infrared
한편, 상기 중·광시계 중적외선 광학계(40)는 한정된 공간내에서 설치되도록 하기 위해 1번째 렌즈(①)부터 폴딩 미러(46)까지의 거리와 폴딩 미러(46)부터 중적외선 검출부(72)끼지의 거리는 정해진 범위 이내로 제한된다. 이를 위해 1번째 렌즈(①)와 2번째 렌즈(②)의 뒷면과 6번째 렌즈(⑥)의 앞면과 7번째 렌즈(⑦)의 뒷면은 비구면이 되도록 한다.The distance between the first lens (1) and the folding mirror (46) and the distance from the folding mirror (46) to the middle infrared ray detector (72) are set so that the infrared ray optical system (40) The distance between the fingers is limited within a predetermined range. To do this, make the aspherical surface of the back surface of the first lens (1) and the second lens (2), the front surface of the sixth lens (6), and the back surface of the seventh lens (7).
상기 중시계의 시계범위는 협시계 대비 가로-세로축 각각 3.5배이며, 광시계의 시계범위는 중시계 대비 가로-세로축 각각 약 6배이다.The clock range of the above critical system is 3.5 times of the horizontal-vertical axis of the narrow clock, and the clock range of the optical clock is about 6 times of the horizontal-vertical axis respectively.
시계전환미러(60)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 협시계 중적외선 중간초점면 뒤쪽에 삽입되거나 이탈될 수 있도록 위치한다.The
상기 시계전환미러(60)가 삽입되면, 상기 시계전환미러(60)는 중·광시계 중적외선 광경로를 가리는 동시에 협시계 중적외선 광경로를 90도 전환하도록 한다. 즉, 중·광시계 중적외선 광학계(40)로 입사된 중·광시계 중적외선은 상기 시계전환미러(60)에 차단되어 중적외선 검출부(72)로 진행하지 못하고, 상기 광속분리 프리즘(14)을 통과한 협시계 중적외선은 상기 시계전환미러(60)에서 90도 방향전환되어 릴레이 광학계(74)로 입사된다. 한편, 상기 시계전환미러(60)가 이탈되면, 상기 중·광시계 중적외선은 상기 릴레이 광학계(74)로 입사되고, 협시계 중적외선은 방향전환이 불가하여 상기 릴레이 광학계(74)로 입사되지 못한다.When the
상기 시계전환미러(60)를 사용함으로써, 서로 다른 두 개의 대물부에서 수광된 적외선을 하나의 적외선 검출부(72)를 이용하여 결상할 수 있는 장점을 가진다.The use of the
중적외선 릴레이 광학계(74)는, 1군 4매의 렌즈로 이루어진다(도 6a, eh 6b 참조). 1번째 렌즈(①)와 4번째 렌즈(④)는 규소(Si) 재질, 2번째 렌즈(②)와 3번째 렌즈(③)는 게르마늄(Ge)을 재질로 이루어진다. 중간 초점면 상을 상기 중적외선 검출부(72))의 검출면에 결상하기 위해 적외선 검출부(72)의 콜드 스탑(cold stop, 75)으로 제한되는 FOV(Field Of View)와 동일한 값을 가지며, 협시계 중적외선 광학계(30)와, 중·광시계 중적외선 광학계(40)의 수차를 보정하는 역할을 수행한다. 상기 4번째 렌즈(④)는 거리별 초점 및 온도변화에 따른 비열환 초점조절을 담당하고, 상기 4번째 렌즈가 아래로 이동하면 초점거리는 짧아지며, 반대로 위쪽으로 이동하면 초점거리는 길어진다. 20 ℃ 기준에서 온도가 상승하는 경우 4번째 렌즈(④)는 아래쪽으로 이동하여 초점면을 보상하고, 온도가 하강하는 경우 반대 방향, 즉 위쪽으로 이동하여 비열화 보상을 수행한다. 협시계 중적외선 광학계(30)의 경우, 운용온도 이내 최외곽 영역 기준 MTF의 97%, 중시계 중적외선 광학계 경우 92%까지 보상할 수 있는 반면, 광시계 중적외선의 경우 초점길이가 짧으므로 운용온도 내에서 비열화 보상이 불필요하다.
The intermediate infrared relay
10 : 공통반사 망원경 11 : 주경
12 : 부경 13 : 주경 폴딩미러
14 : 광속분리 프리즘 14a : 다이크로익 코팅면
20 : 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계
21 : 1군렌즈 22 : 2군렌즈
23 : 3군렌즈 24 : 4군렌즈
25 : 미러 26 : 미러
27 : 대역통과필터 30 : 협시계 중적외선 광학계
31 : 1군렌즈 32 : 2군렌즈
34 : 미러 40 : 중·광시계 중적외선 광학계
41 : 1군렌즈 42 : 2군렌즈
43 : 3군렌즈 44 : 4군렌즈
45 : 5군렌즈 46 : 미러
50 : 중·광시계 가시광-근적외선 광학계
60 : 시계전환미러 71 : 제1 가시광-근적외선 검출부
72 ; 중적외선 검출부 73 : 제2 가시광-근적외선 검출부
74 : 중적외선 릴레이 광학계 75 : 콜드스탑10: Common reflective telescope 11: Main mirror
12: Pupil 13: Main mirror folding mirror
14:
20: Ultra-violet / narrow-angle visible-near-infrared optical system
21: 1 group lens 22: 2 group lens
23: 3 group lens 24: 4 group lens
25: mirror 26: mirror
27: band-pass filter 30: narrow-band infrared optical system
31: 1 group lens 32: 2 group lens
34: Mirror 40: Infrared optical system among middle /
41: 1 group lens 42: 2 group lens
43: 3 group lens 44: 4 group lens
45: 5th lens group 46: mirror
50: Heavy-light clock visible-near-infrared optical system
60: a clock switching mirror 71: a first visible light-near infrared ray detector
72; Middle infrared ray detecting portion 73: second visible ray-near-infrared ray detecting portion
74: Medium Infrared relay optical system 75: Cold stop
Claims (8)
상기 이중대역 적외선으로부터 상기 중적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 중적외선 검출부와,
상기 이중대역 적외선으로부터 상기 가시광-근적외선 대역의 중·광시계 영역의 이미지를 촬영하는 제2 가시광-근적외선 검출부를 포함하고,
상기 제1 가시광-근적외선 검출부는, 협시계 공통 반사망원경을 통과한 적외선을 광속분리 프리즘에서 분리된 가시광-근적외선이 복수의 렌즈가 배열된 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계를 통과한 가시광-근적외선을 촬영하고,
상기 중적외선 검출부는, 상기 광속분리 프리즘으로부터 분리되어 복수의 렌즈가 배열된 협시계 중적외선 광학계를 통과한 협시계 영역의 중적외선과 복수의 렌즈가 배열된 중·광시계 중적외선 광학계를 통과한 중·광시계 영역의 중적외선 중 어느 하나를 선택하여 촬영하며,
상기 제2 가시광-근적외선 검출부는, 상기 이중대역 적외선이 복수의 렌즈가 배열된 중·광시계 가시광-근적외선 광학계를 통과한 중·광시계 가시광-근적외선을 촬영하는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
A first visible light-near-infrared ray detecting unit for photographing an image in the narrow-angle region of the medium-infrared and visible-near-infrared rays from a dual-band infrared ray including a middle infrared ray band and a visible light-
An infrared ray detector for capturing an image of the mid / optical clock region of the mid-infrared band from the dual band infrared ray;
And a second visible light-near-infrared ray detecting unit for capturing an image of a mid-optical clock region of the visible light-near infrared ray band from the dual-band infrared ray,
The first visible light-near-infrared ray detecting unit detects visible-near-infrared light that has passed through the narrow-gauge common reflection telescope and is separated from the light beam splitting prism through visible light-near-infrared optical systems having a plurality of lenses arranged therein. Photographing,
The intermediate-infrared ray detector includes an intermediate-to-optical time-of-day detector that detects the intermediate-to-external clock of the narrow-width region, which has passed through the infrared optical system of the narrow- A middle infrared ray in the middle / optical clock region,
Wherein the second visible light-near-infrared ray detecting unit captures a double-band wavelength image in which the double-band infrared ray is irradiated with the visible light and the near-infrared light of the middle / Optical system for simultaneous shooting with multiple clocks.
상기 협시계 중적외선 광학계를 통과한 협시계 영역의 중적외선과 상기 중·광시계 중적외선 광학계를 통과한 중·광시계 영역의 중적외선 중 선택된 어느 하나의 진행방향을 전환하여 상기 중적외선 검출부로 입사되도록 작동하는 시계전환미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
The method according to claim 1,
A middle infrared ray detector for detecting a traveling direction of a selected one of a middle infrared ray in the narrow-angle area passing through the infrared optical system and a middle infrared ray in the middle- Further comprising a clock switch mirror operable to be incident on the optical system.
상기 광속분리 프리즘은,
입방체로 형성되고, ZnSe를 재질로 하며, 다이크로익 코팅면에서 가시광-근적외선을 반사시키고, 중적외선은 통과시키는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
The method according to claim 1,
The light beam splitting prism,
The optical system for simultaneously photographing a dual-band wavelength image, which is formed of a cube, made of ZnSe, reflects visible light and near-infrared light on a dichroic coating surface, and passes infrared light.
상기 협시계 공통 반사망원경의 주경의 후방에는 광축을 전환하는 폴딩미러가 설치되고, 상기 폴딩미러에서 반사된 광선은 광속분리 프리즘으로 입사되는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein a folding mirror for switching an optical axis is provided behind the main mirror of the narrow-view common reflection telescope, and the light beam reflected by the folding mirror is incident on the light beam splitting prism. Optical system.
상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계는,
상기 초협·협시계 가시광-근적외선 광학계를 구성하는 복수 중 렌즈 중 일부 렌즈가 회전하여 광경로에 위치하거나 이탈됨으로써, 협시계와 초협시계가 전환되는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
The method according to claim 1,
The ultra-violet / narrow-angle visible light-near-
Characterized in that some of the plurality of lenses constituting the ultra-violet / narrow-angle visible light-near-infrared optical system are rotated and positioned or separated from the optical path, thereby switching the narrow-band and the ultra- Optical system for shooting.
상기 중·광시계 중적외선 광학계는,
상기 중·광시계 중적외선 광학계를 구성하는 복수 중 렌즈 중 일부 렌즈가 회전하여 광경로에 위치하거나 이탈됨으로써, 중시계와 광시계가 전환되는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.
The method according to claim 1,
The infrared optical system of the above-mentioned heavy /
Wherein a part of the plurality of lenses constituting the infrared optical system among the optical and / or optical timepieces rotates and is positioned or separated from the optical path, thereby switching between an emphasis system and an optical timepiece. Optical system.
상기 중·광시계 중적외선 광학계에서는 중간초점면의 구경크기, 입사각과 주요수차를 협시계 중적외선 광학계의 중간초점면에 일치시키고,
상기 협시계 중적외선 광학계와 상기 중·광시계 중적외선 광학계는 초점조절을 수행하고, 온도 변화에 따른 초점변화를 보상하기 위해 복수의 렌즈로 이루어진 중적외선 릴레이 광학계를 공유하는 것을 특징으로 하는 이중대역 파장 영상을 다중시계로 동시 촬영하는 광학 시스템.The method according to claim 1,
In the infrared optical system of the middle-optical clock, the aperture size of the intermediate focal plane, the incident angle and the major aberration coincide with the intermediate focal plane of the infrared optical system during narrow-
Wherein the infrared optical system of the narrow-width watch and the infrared optical system of the mid-optical clock share a middle IR relay optical system including a plurality of lenses for performing focus adjustment and compensating for a focus change according to a temperature change. An optical system for simultaneously photographing wavelength images with multiple clocks.
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