KR102065379B1 - 필터 교환 장치 - Google Patents

Abstract

필터 교환 장치가 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 동력을 발생시키는 구동부; 및 상기 구동부의 동력에 의해 회전하고 복수의 필터가 장착되는 메인 팔렛;을 포함하고, 광원에서 조사되는 광의 광축은 상기 메인 팔렛의 구동축과 수직할 수 있다.

Description

필터 교환 장치 {FILTER CHANGER}

본 발명은 필터 교환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 종류의 광학 필터를 교체할 수 있는 소형화된 필터 교환 장치에 관한 것이다.

광학 기기는 태양이나 광원에서 복사되는 빛의 특성인 반사, 굴절, 흡수, 간섭 등을 이용하여 물체의 상을 형성시키거나, 어떤 물체에서 발사되는 방사선을 분석하여 그 물체의 성질을 연구하는 장치를 의미하는 것으로, 현미경, 망원경 등을 포함할 수 있다.

이 중에서, 광학 현미경은 광원에서부터 조사되는 빛을 거울을 이용해 집광하여 물체에 조사하면, 대물렌즈에서 일차적으로 확대상을 만든 후, 접안렌즈에서 최종 배율을 결정하여 눈으로 확대된 상을 관찰하는 장치이다.

이러한 광학 현미경과 같은 광학 기기에는 다양한 필터가 사용되는데, 필요에 따라 다양한 필터 중에서 어느 하나 이상의 필터를 선택적으로 사용할 수 있는 필터 교환 장치가 적용된다.

종래의 광학 기기에 적용되는 필터 교환 장치는 다양한 필터가 설치되는 경우, 그 크기가 커야 하고 이로 인해 필터 교환 장치가 탑재되는 광학 기기의 크기가 동시에 커지는 문제가 발생하였다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 광학 필터를 장착하고 소형화된 필터 교환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 동력을 발생시키는 구동부; 및 상기 구동부의 동력에 의해 회전하고 복수의 필터가 장착되는 메인 팔렛;을 포함하고, 광원에서 조사되는 광의 광축은 상기 메인 팔렛의 회전축과 수직할 수 있다.

상기 메인 팔렛은 상기 구동부의 구동축에 결합하는 회전판; 및 상기 회전판에 대하여 수직하게 연장되고 상기 복수의 필터가 장착되는 원형판;을 포함할 수 있다.

상기 원형판은 상기 메인 팔렛의 구동축에 대하여 부분적인 원통 형상으로 형성될 수 있다.

상기 원형판은 180도 미만으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부의 동력에 의해 회전하고 복수의 필터가 장착되는 메인 팔렛; 및 상기 메인 팔렛과 연동하여 회전하고 복수의 필터가 장착되는 보조 팔렛;을 포함하고, 상기 메인 팔렛과 상기 보조 팔렛의 구동축은 상기 광원에서 조사되는 광축에 대해 수직하게 배치될 수 있다.

상기 메인 팔렛은 상기 메인 팔렛의 구동축에 결합하는 회전판; 및 상기 회전판에 대하여 수직하게 연장되고 상기 복수의 필터가 장착되는 원형판;을 포함할 수 있다.

상기 원형판은 부분적인 원통 형상으로 형성될 수 있다.

상기 원형판은 회전축을 중심으로 180도 미만으로 형성될 수 있다.

상기 보조 팔렛의 회전을 안내하는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일이 설치되는 지지 블록;를 더 포함할 수 있다.

상기 보조 팔렛은 상기 원형판으로부터 반경 방향 외측 또는 내측으로 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.

상기 보조 팔렛의 내측면 또는 외측면에는 가이드 돌기가 돌출되어 형성되고, 상기 가이드 돌기는 상기 원형판의 단부와 선택적으로 접촉될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 의한 필터 교환 장치에 의하면, 복수의 필터가 설치되는 메인 팔렛의 구동축이 광원에서 조사되는 광축에 대해 수직하게 배치됨으로써, 필터 교환 장치 및 이를 포함하는 광학 기기를 소형화할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 일부 구성을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치가 복수가 설치되는 모습을 도시한 사시도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필터 교환 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 다른 방향에서 도시한 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필터 교환 장치는 구동부(10), 및 상기 구동부(10)의 동력에 의해 회전하는 메인 팔렛(20)을 포함한다.

상기 구동부(10)는 모터와 같이 동력을 발생시키는 장치로, 예를 들어 전력에 의해 동작하는 모터(DC 모터, 또는 스텝 모터 등)일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 스텝 모터로 구현되는 상기 구동부(10)는 마이크로 프로세서가 탑재된 별도의 제어기의 제어 신호에 의해 동작될 수 있다. 제어기에 의해 스텝 모터와 같은 구동부(10)를 동작시키는 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명한 것으로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 메인 팔렛(20)은 상기 구동부(10)의 구동축(11)에 수직하게 결합하는 회전판(21), 상기 회전판(21)의 대하여 수직하게 연장되는 원형판(23)을 포함한다. 상기 원형판(23)은 부분적인 원통 모양으로 형성되고, 바람직하게는 상기 원형판(23)은 상기 원형판(23)의 회전축을 중심으로 180도 미만으로 형성된다. 상기 원형판(23)에는 복수의 필터(60)가 원주 방향으로 설치된다. 본 발명의 실시 예에서는 필터가 원형판(23)에 두 개 설치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 필터와 원형판(23)의 크기, 형상에 따라 개수는 달라질 수 있다. 상기 필터는 필요에 따라 색 필터, 편광 필터, 저주파 통과 필터(low pass filter), 고주파 통과 필터(high pass filter), 편광 필터, 및 자외선 차단 필터 등을 포함할 수 있다.

한편, 상기 메인 팔렛(20)의 회전축은 광을 조사하는 광원(70)의 광축에 대해 수직하게 배치된다. 이와 같이, 광축에 대해 상기 메인 팔렛(20)의 회전축이 수직하게 배치됨으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 크기를 소형화할 수 있다.

이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.

광원(70)에서 광이 조사되면, 필요에 따라 상기 구동부(10)의 동력에 의해 상기 구동축(11)은 일정 각도 회전함으로써, 필요한 필터를 사용할 수 있다.

이하에서는, 상기 메인 팔렛(20)의 상기 원형판(23)에 설치된 복수의 필터는 저주파 통과 필터, 및 고주파 통과 필터가 동일한 간격으로 순차적으로 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명한다.

초기 상태에서는 광원(70)에서 조사되는 광이 원형판(23)을 통과하지 않은 상태로 배치된다. 이를 위해, 초기 상태는 상기 광원(70)에서 조사되는 광이 상기 원형판(23)을 통과하지 않도록 상기 원형판(23)의 양단부가 광축의 아래 쪽에 위치한 상태를 의미할 수 있다.

만약, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치가 적용되는 광학 기기에서 필요한 필터가 저주파 통과 필터라고 하면, 상기 광원(70)에서 조사되는 광의 광축이 색 필터를 통과하도록 상기 구동부(10)의 구동축(11)은 초기 상태에서 일정 각도(예를 들어, 30도) 회전된다. 따라서, 광원(70)에서 조사된 광은 저주파 통과 필터를 통과한 후 다른 광학 부품(예를 들어, 렌즈 또는 거울)으로 조사될 수 있다.

또는, 광학 기기에서 필요한 필터가 고주파 통과 필터라고 하면, 상기 광원(70)에서 조사되는 광의 광축이 저주파 통과 필터를 통과하도록 상기 구동부(10)의 구동축(11)은 초기 상태에서 일정 각도(예를 들어, 60도) 회전된다. 따라서, 광원(70)에서 조사된 광은 고주파 통과 필터를 통과한 후 다른 광학 부품(예를 들어, 렌즈 또는 거울)으로 조사될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 구성을 다른 방향에서 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 구동부(10), 상기 구동부(10)의 동력에 의해 회전하는 메인 팔렛(20), 및 상기 메인 팔렛(20)과 연동하여 선택적으로 회전하는 보조 팔렛(30)을 포함한다.

상기 구동부(10)는 모터와 같이 동력을 발생시키는 장치로, 예를 들어 전력에 의해 동작하는 모터(DC 모터, 또는 스텝 모터 등)일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 스텝 모터로 구현되는 상기 구동부(10)는 마이크로 프로세서가 탑재된 별도의 제어기의 제어 신호에 의해 동작될 수 있다. 제어기에 의해 스텝 모터와 같은 구동부(10)를 동작시키는 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명한 것으로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 메인 팔렛(20)은 상기 구동부(10)의 구동축(11)에 수직하게 결합하는 회전판(21), 상기 회전판(21)의 대하여 수직하게 연장되는 원형판(23)을 포함한다. 상기 원형판(23)은 부분적인 원통 모양으로 형성되고, 바람직하게는 상기 원형판(23)은 상기 원형판(23)의 회전축을 중심으로 180도 미만으로 형성된다. 상기 원형판(23)에는 복수의 필터가 원주 방향으로 설치된다. 본 발명의 실시 예에서는 필터가 원형판(23)에 2개 설치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 필터와 원형판(23)의 크기, 형상에 따라 개수는 달라질 수 있다. 상기 필터는 필요에 따라 색 필터, 편광 필터, 저주파 통과 필터(low pass filter), 고주파 통과 필터(high pass filter) 등을 포함할 수 있다.

상기 보조 팔렛(30)은 상기 메인 팔렛(20)의 회전과 선택적으로 연동하여 회전하고 복수의 필터가 설치된다. 상기 보조 팔렛(30)은 상기 원형판(23)으로부터 반경 방향 외측 또는 내측으로 일정 거리 이격되어 배치되고, 상기 원형판(23)과 대응되는 부분적인 원통 형상으로 형성된다. 보조 팔렛(30)의 단부에는 상기 메인 팔렛(20)의 원형판(23)과 선택적으로 접촉하는 가이드 돌기(31)가 반경 방향 내측 또는 외측으로 돌출되어 형성된다.

상기 보조 팔렛(30)에는 복수의 필터가 원주 방향으로 설치된다. 본 발명의 실시 예에서는 필터가 원형판(23)에 2개 설치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 필터와 원형판(23)의 크기, 형상에 따라 개수는 달라질 수 있다. 상기 필터는 필요에 따라 색 필터, 편광 필터, 저주파 통과 필터(low pass filter), 고주파 통과 필터(high pass filter) 등을 포함할 수 있다.

상기 원형판(23)에 설치되는 복수의 필터와 상기 보조 팔렛(30)에 설치되는 복수의 필터는 서로 중첩되도록 배치된다.

상기 보조 팔렛(30)이 상기 메인 팔렛(20)과 선택적으로 연동하여 회전하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 상기 보조 팔렛(30)의 회전을 안내하는 가이드 레일(40), 및 상기 가이드 레일(40)이 고정 설치되는 지지 블록(50)을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 레일(40)은 원형의 링 형상으로 형성되고, 상기 보조 팔렛(30)의 단부가 삽입되는 가이드 홈이 형성될 수 있다. 상기 보조 팔렛(30)의 단부는 상기 가이드 홈에 삽입되어 회전 가능하게 설치된다.

상기 지지 블록(50)은 육면체로 형성되고, 원통 형상의 고정홀이 지지 블록(50)을 관통하여 형성되고, 상기 고정홀에 상기 가이드 레일(40)이 고정 설치될 수 있다. 상기 고정홀은 필요에 따라 복수 개가 형성될 수도 있다.

이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.

광원(70)에서 광이 조사되면, 필요에 따라 상기 구동부(10)의 동력에 의해 상기 구동축(11)은 일정 각도 회전함으로써, 필요한 필터를 사용할 수 있다.

이하에서는, 상기 메인 팔렛(20)의 상기 원형판(23)에는 색 필터, 및 저주파 통과 필터가 동일한 간격으로 순차적으로 설치되고, 상기 보조 팔렛(30)에는 편광 필터 및 고주파 통과 필터가 동일한 간격으로 순차적으로 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명한다.

초기 상태에서는 광원(70)에서 조사되는 광이 원형판(23)과 보조 팔렛(30)을 통과하지 않은 상태로 배치된다. 이를 위해, 초기 상태는 광원(70)에서 조사되는 광이 상기 원형판(23)과 상기 보조 팔렛(30)을 통과하지 않도록 상기 원형판(23)과 상기 보조 팔렛(30)이 중첩되어 위치하고 상기 원형판(23)과 상기 보조 팔렛(30)의 양단부가 광축의 아래 쪽에 위치한 상태를 의미할 수 있다.

만약, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치가 적용되는 광학 기기에서 필요한 필터가 상기 원형판(23)에 설치된 색 필터라고 하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광원(70)에서 조사되는 광의 광축이 색 필터를 통과하도록 상기 구동부(10)의 구동축(11)은 초기 상태에서 반시계 방향으로 일정 각도(예를 들어, 80도) 회전된다. 따라서, 광원(70)에서 조사된 광은 색 필터를 통과한 후 다른 광학 부품(예를 들어, 렌즈 또는 거울)으로 조사될 수 있다.

또는, 광학 기기에서 필요한 필터가 상기 보조 팔렛(30)에 설치된 편광 필터라고 하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광원(70)에서 조사되는 광의 광축이 상기 보조 팔렛(30)의 편광 필터를 통과하도록 상기 구동부(10)의 구동축(11)은 시계 방향으로 일정 각도(예를 들어, 80도) 회전된다. 이때, 상기 원형편의 단부가 상기 보조 팔렛(30)의 가이드 돌기(31)를 밀면서 상기 보조 팔렛(30)도 함께 회전되고, 그 상태에서 고정된다. 이후, 상기 구동부(10)의 구동축(11)은 반시계 방향으로 일정 각도(예를 들어, 80도) 회전되어 초기 위치로 이동한다. 따라서, 광원(70)에서 주사된 광은 보조 팔렛(30)의 편광 필터를 통과한 후 다른 광학 부품(예를 들어, 렌즈 또는 거울)으로 조사될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치는 복수 개가 직렬로 배치될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치가 복수 개가 직렬 배치되면, 광학 필터를 다양하게 사용할 수 있다.

도 8에서 세 개의 필터 교환 장치가 구비되고, 광원(70)과 가까운 거리에서부터 제1 필터 교환 장치, 제2 필터 교환 장치, 및 제3 필터 교환 장치가 직렬로 순차적으로 배치된다.

제1 필터 교환 장치의 원형판(23)에는 저주파 통과 필터와 색 필터가 설치되고, 보조 팔렛(30)에는 고주파 통과 필터와 색 필터가 설치될 수 있다.

제2 필터 교환 장치의 원형판(23)에는 제1 필터 교환 장치의 저주파 통과 필터와 주파수 대역이 상이한 저주파 통과 필터와 색 필터가 설치되고, 보조 팔렛(30)에는 제1 필터 교환 장치의 고주파 통과 필터와 주파수 대역이 상이한 고주파 통과 필터와 편광 필터가 설치될 수 있다.

제3 필터 교환 장치의 원형판(23)에는 제2 필터 교환 장치의 저주파 통과 필터와 주파수 대역이 상이한 저주파 통과 필터와 색 필터가 설치되고, 보조 팔렛(30)에는 제2 필터 교환 장치의 고주파 통과 필터와 주파수 대역이 상이한 고주파 통과 필터와 적외선 차단 필터가 설치될 수 있다.

여기서, 제1 필터 교환 장치 내지 제3 필터 교환 장치가 동작하는 방법은 앞에서 설명한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 필터 교환 장치의 동작과 동일하다.

이 경우, 광원(70)에서 조사된 광이 제1 필터 교환 장치의 원형판(23)의 저주파 통과 필터와 보조 팔렛(30)의 고주파 통과 필터를 통과하도록 구동부(10)의 구동축(11)이 회전된다. 따라서, 제1 필터 교환 장치를 통과한 광은 대역 통과 필터를 통과하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 그리고 광원(70)에서 조사된 광이 제2 필터 교환 장치의 보조 팔렛(30)의 편광 필터를 통과하도록 구동부(10)의 구동축(11)이 회전된다. 그리고 광원(70)에서 조사된 광이 제3 필터 교환 장치의 원형판(23)의 적외선 차단 필터를 통과하도록 구동부(10)의 구동축(11)이 회전된다.

이와 같이, 3개의 필터 교환 장치가 광축에 대해 직렬로 배치됨으로써, 4개의 필터를 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 교환 장치에 의하면, 광원(70)에서 조사되는 광의 광축에 대해 복수의 필터가 장착되는 메인 팔렛(20) 및/또는 보조 팔렛(30)의 회전축이 수직하게 배치됨으로써, 필터 교환 장치의 크기를 소형화할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 구동부
11: 구동축
20: 메인 팔렛
21: 회전판
23: 원형판
30: 보조 팔렛
31: 가이드 돌기
40: 가이드 레일
50: 지지 블록
70: 광원

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 동력을 발생시키는 구동부;
   상기 구동부의 동력에 의해 회전하고 복수의 필터가 장착되는 메인 팔렛;
   상기 메인 팔렛과 연동하여 회전하고 복수의 필터가 장착되는 보조 팔렛;
   육면체로 형성되고, 원통 형상의 고정홀이 형성되며, 상기 고정홀에 상기 보조 팔렛의 회전을 안내하는 가이드 레일이 형성되는 복수의 지지 블록;
   을 포함하고,
   상기 메인 팔렛과 상기 보조 팔렛의 회전축은 광원에서 조사되는 광축에 대해 수직하게 배치되고,
   상기 메인 팔렛은 상기 메인 팔렛의 구동축에 결합하는 회전판, 및 상기 회전판에 대하여 수직하게 연장되고 상기 복수의 필터가 장착되는 원형판을 포함하며,
   상기 보조 팔렛의 내측면 또는 외측면에는 가이드 돌기가 돌출되어 형성되고,
   상기 가이드 돌기는 상기 원형판의 단부와 선택적으로 접촉되며,
   상기 복수의 지지 블록은 상기 광축에 대해 직렬로 배치되는 필터 교환 장치.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 원형판은 부분적인 원통 형상으로 형성되는 필터 교환 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 원형판의 중심각은 회전축을 중심으로 180도 미만으로 형성되는 필터 교환 장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 가이드 레일이 설치되는 지지 블록;
   를 더 포함하는 필터 교환 장치.
10. 제5항에 있어서,
    상기 보조 팔렛은 상기 원형판으로부터 반경 방향 외측 또는 내측으로 일정 거리 이격되어 배치되는 필터 교환 장치.
    
11. 삭제

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