KR102256984B1 - 수중용 광학장치 및 이를 포함하는 수중용 조명장치 - Google Patents

Abstract

수중용 광학장치 및 이를 포함하는 수중용 조명장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 광학장치에 있어서, 백색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원과 상기 제1 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부와 적색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원과 상기 제2 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부와 상기 제1 렌즈부를 거친 광의 광 경로로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 상기 제2 렌즈부를 거친 광을 반사시키는 미러부 및 상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 미러부에 반사된 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치를 제공한다.

Description

수중용 광학장치 및 이를 포함하는 수중용 조명장치{Underwater Optical Apparatus and Underwater Lighting Apparatus Including the Same}

본 발명은 수중용 광학장치 및 이를 포함하는 수중용 조명장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

통상적으로 수중에서 탐색을 하거나 구조를 하는 등의 작업, 수중촬영 또는 스쿠버다이빙을 하는 경우 등과 같이 수중에서의 다양한 상황에서 시야를 확보하기 위해 조명장치가 사용된다.

그러나 수중에서는 적색파장이 수분에 흡수되기 때문에, 조명장치를 사용하더라도 아래와 같은 수준의 시야만이 확보될 수 있다.

도 1은 별도의 구성을 추가한 장치를 이용하여 시야를 확보한 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 조명장치를 이용하여 시야를 확보한 모습을 도시한 도면이다.

도 1은 종래의 수중용 카메라에 적색 파장대역을 강화한 필터를 추가하여 촬영한 모습을 도시한다. 전술한 대로, 수중에서는 적색파장이 수분에 흡수되기 때문에, 수중이 아닌 일반적인 환경에서와 같이 시야를 확보하기 위해서는 적색 파장대역을 강화한 필터가 수중용 카메라와 같은 장치에 추가되어야만 한다. 그러나 이러한 필터는 카메라 등의 장치에만 장착될 수 있기 때문에, 작업자의 시안성 확보를 위해 직접 작업자에 장착되거나, 작업자가 사용하는 조명장치에 장착될 수 없다.

이에, 전술한 필터를 장착한 카메라에 의해서만 도 1과 같이 선명한 시야를 확보할 수 있으며, 조명장치를 이용하는 작업자는 도 2와 같은 시야정도만 확보할 수 있다. 적색 파장대역의 광이 수분에 흡수되기 때문에, 종래의 조명장치를 이용해 확보한 시야는 채도가 현저히 떨어진 것을 확인할 수 있다. 전술한 대로, 조명장치에는 적색 파장대역을 강화한 필터와 같은 구성이 장착되기 곤란하기 때문에, 수중활동을 위해 조명장치를 사용하더라도 채도가 현저히 떨어진 시야만을 확보할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예는, 간단한 구성으로도 수중에서 높은 채도의 시야를 확보할 수 있도록 하는 수중용 광학장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 광학장치에 있어서, 백색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원과 상기 제1 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부와 적색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원과 상기 제2 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부와 상기 제1 렌즈부를 거친 광의 광 경로로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 상기 제2 렌즈부를 거친 광을 반사시키는 미러부 및 상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 미러부에 반사된 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 광원, 제2 렌즈부 및 미러부는 상기 수중용 광학장치 내 복수 개 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 미러부는 상기 제1 렌즈부를 거친 광의 광 경로를 벗어나 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 줌렌즈부는 상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 미러부에 반사된 광이 형성하는 초점과의 거리에 따라 배율을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 줌렌즈부는 상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 미러부에 반사된 광이 형성하는 초점과 가까워질수록 배율을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 광학장치에 있어서, 백색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원과 상기 제1 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부와 적색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원과 상기 제2 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부와 상기 제1 렌즈부를 거친 광의 광 경로의 가변없이 상기 제1 렌즈부를 거친 광의 광 경로로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 상기 제2 렌즈부를 거친 광을 진행시키는 프리즘 및 상기 프리즘을 통과한 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 광원 및 제2 렌즈부는 상기 수중용 광학장치 내 복수 개 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 프리즘은 상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 제2 렌즈부를 거친 광이 상기 프리즘 외부에서 초점을 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 줌렌즈부는 프리즘 외부에 형성된 초점과의 거리에 따라 배율을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 광학장치에 있어서, 백색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원과 상기 제1 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부와 적색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원과 상기 제2 광원에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부와 상기 제1 렌즈부를 거친 광은 통과시키며, 제2 렌즈부를 거친 광은 반사시키는 빔 스플리터 및 상기 빔 스플리터를 통과하거나 상기 빔 스플리터에서 반사된 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 빔 스플리터는 상기 제1 렌즈부를 거친 광을 통과시키고 제2 렌즈부를 거친 광을 반사시켜, 양 광이 서로 동일한 방향으로 진행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 줌렌즈부는 상기 빔 스플리터와의 거리에 따라 배율을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 줌렌즈부는 상기 빔 스플리터와 가까워질수록 배율을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 있어서, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서의 수중용 광학장치와 상기 수중용 광학장치로 전원을 공급하는 전원부 및 상기 수중용 광학장치 내 각 광원으로 공급되는 전원의 양을 조절하는 전원조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중용 조명장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 간단한 구성으로도 수중에서 높은 채도의 시야를 확보할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 별도의 구성을 추가한 장치를 이용하여 시야를 확보한 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 조명장치를 이용하여 시야를 확보한 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 분해도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 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 의해서 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.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)는 제1 광원(410a, 410b), 제2 광원(415), 렌즈부(420a, 420b, 420c), 미러부(430), 줌렌즈부(440, 445) 및 투광판(450)을 포함한다.

광학 장치(330)는 백색 파장대역의 광과 함께 적색 파장대역의 광을 생성하여 조사하며, 조사되는 광의 배율을 조절한다.

광학 장치(330)는 백색 파장대역의 광 뿐만 아니라 적색 파장대역의 광도 함께 생성하여 조사한다. 조명장치가 수중에서 사용될 경우, 적색 파장대역의 광은 수중으로 흡수되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하고자, 광학 장치(330)는 백색 파장대역의 광 뿐만 아니라 적색 파장대역의 광도 함께 생성하여 조사한다. 광학장치(330)에서 조사되는 적색 파장대역의 광량이 증가함에 따라, 수중에서 적색 파장대역의 광의 흡수가 일부 발생한다 하더라도 남은 적색 파장대역의 광이 수중에서도 전파될 수 있다.

또한, 광학 장치(330)는 조사되는 광의 배율을 조절한다. 광학 장치(330)는 생성되어 조사되는 광의 분산도를 조절하는 구성을 포함하며, 조사되는 광의 배율을 조절한다. 이에 따라, 광학 장치(330)는 상대적으로 좁은 면적의 고 배율의 광을 조사할 수도 있으며, 상대적으로 넓은 면적의 저배율의 광을 조사할 수도 있다. 광학 장치(330)에 대한 상세한 설명은 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

제1 광원(410a, 410b)은 적색 파장대역의 광을 조사한다. 수중으로 흡수될 적색 파장대역의 광을 보강하기 위해, 수중용 광학 장치(330)는 적색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원(410a, 410b)을 포함한다. 제1 광원은 하나만이 포함될 수도 있고, 도 3에 도시된 것처럼, 복수 개가 포함될 수도 있다. 복수 개의 제1 광원(410a, 410b)이 포함될 경우, 보다 많은 광량의 적색 파장대역의 광이 조사될 수 있다.

제2 광원(415)은 백색 파장대역의 광을 조사한다. 수중용 광학 장치(330)를 포함하는 조명장치가 조명장치로서의 기본적인 역할을 수행할 수 있도록, 제2 광원(415)은 백색 파장대역의 광을 조사한다. 제2 광원(415)은 수중용 광학 장치(330) 내 다른 구성을 거치지 않고 직접 수중용 광학 장치(330)의 중앙부(이하에서, '중앙부'로 약칭함)로 광을 조사할 수 있도록 하는 위치에 배치된다. 이에 따라, 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 손실이 최소화된다.

렌즈부(420a, 420b, 420c)는 각 광원(410a, 410b, 415)이 광을 조사하는 방향을 기준으로 각 광원(410a, 410b, 415)의 전방에 배치되어, 각 광원(410a, 410b, 415)이 조사하는 광을 일 초점으로 포커싱한다. 렌즈부(420a, 420b, 420c)는 각 광원(410a, 410b, 415)에서 조사되는 광이 분산되는 것을 방지함으로써, 사용자가 조명장치를 이용해 조명하고자 하는 영역으로 충분한 양의 광이 조사될 수 있도록 한다.

미러부(430a, 430b)는 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광을 특정 방향으로 반사시킨다. 전술한 대로, 제2 광원(415)은 별도의 구성을 거치지 않고 중앙부로 광을 직접 조사한다. 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 간섭을 방지하기 위해, 제1 광원(410a, 410b)들은 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광 축(y축)상에 배치되지 않고 광 축을 벗어난 위치에 배치된다. 다만, 제1 광원(410a, 410b)로부터 조사된 광들이 중앙부로부터 일정 각도 내의 경로로 조사되어야 하기 때문에, 제1 광원(410a, 410b)들은 직접적으로 중앙부로 광을 조사하기는 곤란하다. 이러한 문제를 해소하고자, 미러부(430a, 430b)는 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되어 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광을 중앙부로부터 기 설정된 각도 이내로 반사시킨다. 즉, 미러부(430a, 430b)는 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광을 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 광 경로(광 축과 일치)로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 반사시킨다. 미러부(430a, 430b)에 의해, 제1 광원(410a, 410b)의 광 조사 방향 및 배치는 광축으로부터 자유로워질 수 있다. 미러부(430a, 430b)에 의해 반사된 광은 제2 렌즈부(420c)를 거친 광과 초점을 형성한 후, 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광 축 방향으로 조사된다. 이처럼, 수중용 광학 장치(330)에서는 제2 광원(415)으로부터 조사된 백색 파장대역의 광과 제1 광원(410a, 410b)으로부터 조사된 적색 파장대역의 광이 함께 동일한 방향으로 조사되기 때문에, 조사된 광의 다양한 파장대역 중 수중에서 일부 적색 파장대역의 광이 흡수되더라도 나머지 적색 파장대역의 광이 수중에서 전파될 수 있다. 다만, 제2 렌즈부(420c)를 거친 광의 경로를 변경시키기 않기 위해, 미러부(430a, 430b)는 제2 렌즈부(420c)를 거친 광 경로를 벗어나 배치된다.

전술한 대로, 보다 많은 광량의 적색 파장대역의 광이 조사될 수 있도록, 복수의 제1 광원(410a, 410b)이 수중용 광학 장치(330) 내에 포함될 수 있다. 복수의 제1 광원(410a, 410b)을 포함하는 경우, 수중용 광학 장치(330)는 복수의 렌즈부(420a, 420b)와 복수의 미러부(430a, 430b)를 포함할 수 있다.

줌렌즈부(440, 445)는 제2 렌즈부(420c)를 거친 광과 미러부(430a, 430b)를 거친 광의 분산도를 조절하여 양 광의 배율을 조절한다. 줌렌즈부(440, 445)는 제2 렌즈부(420c)를 거친 광과 미러부(430a, 430b)를 거친 광이 형성하는 초점과의 거리에 따라 양 광의 배율을 조절한다. 줌렌즈부(440, 445)가 초점과 가까워질수록, 양 광은 상대적으로 넓은 면적의 저배율로 조사된다. 반대로, 줌렌즈부(440, 445)가 초점으로부터 멀어질수록, 양 광은 상대적으로 좁은 면적의 고배율로 조사된다. 줌렌즈부를 구성하는 렌즈 모두(440, 445)가 동시에 초점과 가까워지거나 멀어질 수도 있고, 보다 배율을 세세히 조정하기 위해 줌렌즈부를 구성하는 렌즈 중 어느 하나(440 또는 445)만이 초점과 가까워지거나 멀어질 수도 있다. 줌렌즈부(440, 445)는 경통(미도시)에 형성된 가이드부(미도시)을 따라 이동하며, 초점과 가까워지거나 멀어질 수도 있다.

투광판(450)은 광이 투과될 수 있는 재질로 구현되며, 수중용 광학 장치(330) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.

도 4 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)의 미러부(430a, 430b) 대신 프리즘(510)을 포함한다.

프리즘(510)은 광이 조사되는 방향(+y축 방향)으로 각 렌즈부(420a 내지 420c)의 전방에 배치되어, 일부 광은 그대로 투과시키고 나머지 광은 특정 방향으로 반사시킨다. 제2 광원(415)에서 조사되어 제2 렌즈부(420c)를 거친 광은 프리즘(510)의 중앙으로 입사되어, 프리즘(510)의 영향을 최소로 받으며 조사된 경로 그대로 조사(프리즘을 투과)된다. 반면, 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되어 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광은 프리즘(510)의 외곽으로 입사되어, 프리즘의 각 외곽면에서의 반사를 거쳐 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 광 경로(광 축과 일치)로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 반사된다. 이에 따라, 본 발명의 제1 일 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)에서의 경우와 마찬가지로, 제1 광원(410a, 410b)에서 조사된 광과 제2 광원(415)에서 조사된 광은 초점을 형성한 후, 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광 축 방향으로 조사된다.

프리즘(510)에 의해 광이 동일한 방향으로 조사되기 때문에, 본 발명의 제2 일 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330) 내 포함된 제1 광원(410a, 410b)은 제2 광원(415)이 광을 조사하는 방향과 상이한 방향으로 배치될 필요없이, 제2 광원(415)에 인접하여 제2 광원(415)이 광을 조사하는 방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 일 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)는 각 광원(410a, 410b, 415)들을 인접하여 용이하게 배치할 수 있는 장점을 갖는다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 일부 구성 및 그 동작을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중용 광학 장치(330)의 미러부(430a, 430b) 대신 빔 스플리터(610)와 제2 렌즈부(620)를 포함한다.

빔 스플리터(610)는 적색 파장대역의 광은 반사시키고, 나머지 파장대역의 광은 통과시킨다. 이에 따라, 적색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원(410b)은 적색 파장대역의 광이 빔 스플리터(610)에 의해 광축(y축) 방향으로 반사되도록 하는 위치(도 5에 도시된 예로는 빔 스플리터의 우측(+x축 방향))에 배치된다. 백색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원(415)은 광축으로 광을 조사할 수 있도록 광축 상(도 5에 도시된 예로는 빔 스플리터(610)의 하단(-y축 방향))에 배치된다. 제2 광원(415)에서 조사된 광 중 적색 파장대역의 광 대부분은 빔 스플리터(610)에 의해 광축에 수직인 방향(-x축 방향)으로 반사되나, 제1 광원(410b)에서 조사되는 광이 광축 방향으로 반사되기 때문에 적색 파장대역의 광이 보충된다. 특히, 제1 광원(410b)에서 조사되는 적색 파장대역의 광량이 제2 광원(415)에서 조사된 광 내에 포함된 적색 파장대역의 광량보다 클 경우, 수중용 광학장치(330)에서 조사되는 적색 파장대역의 광량은 종래의 일반적인 조명장치(내 광학장치)에서 조사되는 그것보다 증가한다.

제2 렌즈부(620)는 빔 스플리터(610)를 통과하거나 빔 스플리터(610)에서 반사된 광을 분산시킨다. 제1 실시예에 따른 광학 장치(330)나 제2 실시예에 따른 광학장치(330) 내에는 제1 광원에서 조사되어 제1 렌즈부를 거친 광들은 미러나 반사부를 거치며 입사각으로부터 수직이 아닌 각도로 반사되기 때문에, 각각 일정 수준 이상 분산된다. 반면, 제3 실시예에 따른 광학 장치(330) 내 제1 광원에서 조사되어 제1 렌즈부를 거친 광은 빔 스플리터를 거치기 때문에, 입사각으로부터 수직인 각도로 분산되어 분산되는 정도가 작다. 따라서 제1 광원(410b)에서 조사되어 제1 렌즈부(420b)를 거친 광은 줌렌즈부(440, 445)를 거치더라도 충분한 배율확보가 곤란할 수 있다. 이러한 문제를 해소하고자, 제2 렌즈부(620)는 빔 스플리터(610)를 통과하거나 빔 스플리터(610)에서 반사된 광을 분산시켜, 충분한 배율을 확보할 수 있도록 한다. 제2 렌즈부(620)는 제3 실시예에 따른 광학장치(330) 내에만 포함되어 있는 것으로 도면에 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 실시예에 따른 광학 장치(330) 내 초점의 (광축 상의) 전방이나 제2 실시예에 따른 광학 장치(330) 내 초점의 (광축 상의) 전방에도 형성될 수 있다.

제3 실시예에 따른 광학 장치(330) 내 포함된 줌렌즈부(440, 445)는 빔스플리터(610) 또는 제2 렌즈부(620)와의 거리에 따라 광의 배율을 조절한다.

제3 실시예에 따른 광학 장치(330)는 제1 광원(410b)에서 조사되는 광을 빔 스플리터(610)를 이용해 반사시키기 때문에, 광축(+y축) 방향과 일치하는 방향으로 반사시킬 수 있다. 미러나 프리즘에 의해 반사되는 광들은 광축으로부터 일정한 각도 내로 반사되기 때문에, 반사각에 따라 반사된 광 중 일부의 광이 줌렌즈부의 외부로 벗어날 우려가 존재한다. 반면, 빔 스플리터에 의해 반사되는 광은 모두 광축과 동일한 방향으로 반사되기 때문에, 반사된 광 대부분이 줌렌즈부로 입사될 수 있는 장점을 갖는다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치의 분해도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중용 광학 장치는 빔 스플리터 고정부(710), 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)를 더 포함한다.

빔 스플리터 고정부(710)는 빔 스플리터(610)를 고정시켜, 빔 스플리터(610)가 이동하지 않도록 한다.

빔 스플리터 고정부(710)는 홈(미도시)을 구비하여, 빔 스플리터가 홈 내에 안착되어 고정될 수 있도록 한다. 빔 스플리터 고정부(710)에 형성된 홈(미도시)으로 빔 스플리터(610)가 안착될 수 있도록, 빔 스플리터 고정부(710)는 홈(미도시)이 형성된 일면은 개방된 상태를 갖는다. 이에 추가적으로, 빔 스플리터 고정부(710)는 홈이 형성된 일면과 수직인 다른 일면도 함께 개방된 상태를 가질 수 있다. 빔 스플리터 고정부(710)의 일면만이 개방된 상태라면, 홈으로 빔 스플리터(610)를 안착시키는데 다소 불편이 존재할 수 있다. 이러한 불편을 최소화하기 위해, 빔 스플리터 고정부(710)는 홈이 형성된 일면과 수직인 다른 일면도 함께 개방된 상태를 가질 수 있다. 이때, 빔 스플리터 고정부(710)의 개방된 두 면들은 빔 스플리터 고정부(710)를 기준으로 전원 조절부(미도시)가 위치한 방향과 일치하는 방향이거나 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전원 조절부(미도시)가 빔 스플리터 고정부(710)를 기준으로 +z축 방향에 위치하고 있는 경우, 빔 스플리터 고정부(710)의 개방된 두 면들은 -z축을 제외한 +z축, ±x축 또는 ±y축 상에서 형성될 수 있다. 통상적으로 수중용 조명장치의 사용자는 수중용 조명장치를 사용함에 있어, 전원 조절부(미도시)의 동작을 용이하게 하기 위해 전원 조절부(미도시)가 위(+z축 방향, 중력의 반대방향)를 향하도록 하여 사용한다. 이러한 특징에 의해, 빔 스플리터 고정부(710)를 기준으로 전원 조절부(미도시)의 반대편으로 중력이 작용하게 된다. 이때, 전원 조절부(미도시)가 위치한 방향과 일치하는 방향이거나 수직한 방향이 아닌 전원 조절부(미도시)가 위치한 방향과 반대되는 방향으로 빔 스플리터 고정부(710)에 개방된 면이 형성될 경우, 빔 스플리터 고정부(710) 내 안착된 빔 스플리터(610)에 중력이 작용하게 되어 고정에 어려움이 발생할 수 있다. 따라서 빔 스플리터 고정부(710)의 개방된 두 면들은 빔 스플리터 고정부(710)를 기준으로 전원 조절부(미도시)가 위치한 방향과 일치하는 방향이거나 수직한 방향으로 형성될 수 있다.

빔 스플리터 고정부(710)는 개방된 두 면 이외의 나머지 면 중 각 광원(410b, 415)을 마주보고 있는 두면에 개구(714, 718)를 포함한다. 빔 스플리터 고정부(710)는 개구(714, 718)를 포함함으로써, 각 광원(410b, 415)에서 조사되는 광이 빔 스플리터(610)로 유입될 수 있도록 한다.

제1 결합부(720)는 빔 스플리터(610)가 안착된 빔 스플리터 고정부(710)와 경통(미도시)이 결합될 수 있도록 한다. 제1 결합부(720)의 일 면으로는 별도의 결합소재(예를 들어, 나사 등)에 의해 빔 스플리터 고정부(710)가 결합되며, 제1 결합부(720)의 다른 일면으로는 별도의 결합소재(예를 들어, 나사 등)에 의해 경통(미도시)이 결합됨으로서, 경통(미도시)과 빔 스플리터 고정부(710)가 제1 결합부(720)에 의해 결합된다. 제1 결합부(720)는 내부에 개구를 포함함으로서, 빔 스플리터 고정부(710) 내 안착된 빔 스플리터(610)를 거쳐 조사되는 광이 통과할 수 있도록 한다.

제2 결합부(730)는 경통(미도시)과 경통(미도시)의 후방(-y축 방향)에서 경통(미도시)과 연결된 광학 장치의 몸체(미도시)를 결합시켜, 경통에 회전력을 전달한다. 제2 결합부(730)는 표면에 톱니를 포함하며, 톱니를 이용해 광학 장치의 몸체(미도시)와 결합한다. 제2 결합부(730)는 사용자에 의해 회전할 수 있으며, 제2 결합부(730)에 발생한 회전력은 톱니를 거쳐 제2 결합부(730)로 전달된다. 제2 결합부(730)에 전달된 회전력은 다시, 경통(미도시)으로 전달된다. 경통(미도시)이 회전함에 따라, 경통(미도시)에 형성된 가이드부를 따라 줌렌즈부(440, 445)의 일부 또는 전부의 렌즈가 광축(y축)을 기준으로 전후로 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중용 조명장치는 도 3 내지 6을 참조하여 설명한 제1 내지 제3 실시예에 따른 수중용 광학장치(330), 전원부(미도시) 및 전원 조절부(미도시)를 포함한다.

전원부(미도시)는 광학 장치(330)가 동작할 수 있도록 광학 장치(330)로 전원을 공급한다. 광학 장치(330)가 광을 생성하여 외부로 조사할 수 있도록, 전원부(미도시)는 광학 장치(330), 특히, 광학 장치 내 제1 광원 및 제2 광원으로 각각 전원을 공급한다.

전원 조절부(미도시)는 광학 장치(330) 내 각 광원으로 제공되는 전원의 양을 조절한다. 전원 조절부(미도시)는 수중용 조명 장치 사용자가 외부에서도 광학 장치(330)에서 조사되는 광의 조도를 조절할 수 있도록 한다. 전원 조절부(미도시) 중 어느 하나는 광학 장치(330)에서 백색 파장대역의 광을 조사하는 광원으로 제공되는 전원의 양을 조절하고, 나머지 하나는 광학 장치(330)에서 적색 파장대역의 광을 조사하는 광원으로 제공되는 전원의 양을 조절하여, 각 광의 조도를 조절한다.

광학 장치(330)는 조사되는 광의 배율을 조절한다. 광학 장치(330)는 줌렌즈부가 광축 상을 따라 이동할 수 있도록 하는 가이드부(미도시)를 포함한다. 줌렌즈부는 가이드부(미도시)를 따라 광축 상의 전후로 이동하며 조사되는 광의 배율을 조절한다. 이에 따라, 광학 장치(330)는 상대적으로 좁은 면적의 고 배율의 광을 조사할 수도 있으며, 상대적으로 넓은 면적의 저배율의 광을 조사할 수도 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

330: 수중용 광학 장치
410a, 410b: 제1 광원
415: 제2 광원
420a, 420b, 420c: 렌즈부
430a, 430b: 미러부
440, 445: 줌렌즈부
450: 투광판
510: 프리즘
610: 빔 스플리터
620: 제2 렌즈부
710: 빔 스플리터 고정부
714, 718: 개구
720: 제1 결합부
730: 제2 결합부

Claims (14)

1. 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 수중용 광학장치(330)에 있어서,
   적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 적색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원(410a, 410b);
   상기 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부(420a, 420b);
   상기 광학 장치(330)의 중앙부에 광을 조사하도록 위치되어 백색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원(415);
   상기 제2 광원(415)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부(420c);
   상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광의 광 경로로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 상기 제2 렌즈부(420c)를 거친 광을 반사시키는 미러부(430a, 430b);
   상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광과 상기 미러부(430a, 430b)에 반사된 광이 형성하는 초점과의 거리에 따라 배율을 조절하는 줌렌즈부(440, 445);
   상기 광학 장치(330)의 경통에 형성되어, 상기 줌렌즈부(440, 445)가 광축 상의 전후로 이동하도록 하는 가이드부;
   상기 줌렌즈부(440, 445)의 전면에 설치되어 상기 줌렌즈부(440, 445)를 통과한 광이 투과되고, 상기 광학 장치(330) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 투광판(450);
   상기 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)에 동작 전원을 공급하는 전원부; 및
   외부에서 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 조도를 조절하도록 상기 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)으로 공급되는 전원의 양을 조절하는 전원 조절부를 포함하되,
   상기 제1 렌즈부(420a, 420b)와 제2 렌즈부(420c)는 상기 제1 광원(410a, 410b)과 제2 광원(415)이 광을 조사하는 방향으로 각 광원의 전방에 배치되고, 상기 제1 광원(410a, 410b)은 상기 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광 축을 벗어난 위치에 배치되며, 상기 미러부(430a, 430b)는 상기 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되어 상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광을 상기 중앙부로부터 기 설정된 각도 이내로 반사시켜 상기 제1 광원(410a, 410b)으로부터 조사된 광이 중앙부로 조사되도록 하고,
   상기 미러부(430a, 430b)에 의해 반사된 광은 상기 제2 렌즈부(420c)를 거친 광과 초점을 형성한 후 상기 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광축 방향으로 조사되어 상기 제2 광원(415)으로부터 조사된 백색 파장 대역의 광원과 상기 제1 광원(410a, 410b)으로부터 조사된 적색 파장 대역의 광이 동일한 방향으로 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 광원, 제2 렌즈부 및 미러부는,
   상기 수중용 광학장치 내 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 줌렌즈부는,
   상기 제1 렌즈부를 거친 광과 상기 미러부에 반사된 광이 형성하는 초점과 가까워질수록 배율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
6. 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 수중용 광학 장치(330)에 있어서,
   적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 적색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원(410a, 410b);
   상기 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부(420a, 420b);
   상기 광학 장치(330)의 중앙부에 광을 조사하도록 위치되어 백색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원(415);
   상기 제2 광원(415)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부(420c);
   상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광의 광 경로의 가변없이 상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광의 광 경로로부터 기 설정된 각도 이내의 경로로 상기 제2 렌즈부(420c)를 거친 광을 진행시키는 프리즘(510); 및
   상기 프리즘(510)을 통과한 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부(440, 445);
   상기 광학 장치(330)의 경통에 형성되어, 상기 줌렌즈부(440, 445)가 광축 상의 전후로 이동하도록 하는 가이드부;
   상기 줌렌즈부(440, 445)의 전면에 설치되어 상기 줌렌즈부(440, 445)를 통과한 광이 투과되고, 상기 광학 장치(330) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 투광판(450);
   상기 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)에 동작 전원을 공급하는 전원부; 및
   외부에서 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 조도를 조절하도록 상기 제1 광원(410a, 410b) 및 제2 광원(415)으로 공급되는 전원의 양을 조절하는 전원 조절부를 포함하되,
   상기 프리즘(510)은 광이 조사되는 방향으로 각 렌즈부(420a, 420b, 420c)의 전방에 배치되어, 상기 제2 광원(415)에서 조사되어 상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광이 프리즘(510)의 중앙으로 입사되어 투과되도록 하고, 상기 제1 광원(410a, 410b)에서 조사되어 상기 제1 렌즈부(420a, 420b)를 거친 광이 프리즘(510)의 외곽으로 입사되어 각 외곽면에서의 반사를 거쳐 상기 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 광 경로로부터 기설정된 각도 이내의 경로 반사되도록 하여, 상기 제2 광원(415)에서 조사된 광과 제2 광원(415)에서 조사된 광이 초점을 형성한 후 제2 광원(415)이 광을 조사하는 광축 방향으로 조사되도록 함으로써 상기 제1 광원(410a, 410b)과 제2 광원(415)이 광을 조사하는 방향이 동일한 방향이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 광원 및 제2 렌즈부는,
   상기 수중용 광학장치 내 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
8. 삭제
9. 제6항에 있어서,
   상기 줌렌즈부는,
   프리즘 외부에 형성된 초점과의 거리에 따라 배율을 조절하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
10. 수중의 환경에서 사용되는 조명장치에 포함된 수중용 광학장치(330)에 있어서,
    적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 적색 파장대역의 광을 조사하는 제1 광원(410b);
    상기 제1 광원(410b)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제1 렌즈부(420b);
    상기 광학 장치(330)의 중앙부에 광을 조사하도록 위치되어 백색 파장대역의 광을 조사하는 제2 광원(415);
    상기 제2 광원(415)에서 조사되는 광을 일 초점으로 포커싱하는 제2 렌즈부(620);
    상기 제1 렌즈부(420b)를 거친 광은 통과시키며, 제2 렌즈부(620)를 거친 광은 반사시키는 빔 스플리터(610);
    상기 빔 스플리터(610)를 통과하거나 상기 빔 스플리터(610)에서 반사된 광의 배율을 조절하는 줌렌즈부(440, 445);
    상기 줌렌즈부(440, 445)의 전면에 설치되어 상기 줌렌즈부(440, 445)를 통과한 광이 투과되고, 상기 광학 장치(330) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 투광판(450);
    상기 제1 광원(410b) 및 제2 광원(415)에 동작 전원을 공급하는 전원부; 및
    외부에서 제1 광원(410b) 및 제2 광원(415)에서 조사되는 광의 조도를 조절하도록 상기 제1 광원(410b) 및 제2 광원(415)으로 공급되는 전원의 양을 조절하는 전원 조절부를 포함하되,
    상기 제2 렌즈부(620)는 상기 빔스플리터(610)를 투과하거나 상기 빔스플리터(610)에서 반사된 광을 분산시키고,
    상기 제1 광원(410b)은 적색 파장 대역의 광이 빔 스플리터(610)에 의해 광축 방향으로 반사되도록 하는 위치에 배치되고, 상기 제2 광원(415)은 광축으로 광을 조사할 수 있도록 광축 상에 배치되어, 상기 빔 스플리터(610)에 의해 반사되는 광이 모두 광축과 동일한 방향으로 반사되어 상기 반사된 광이 상기 줌렌즈부(440, 445)로 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 줌렌즈부는,
    상기 빔 스플리터와의 거리에 따라 배율을 조절하는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 줌렌즈부는,
    상기 빔 스플리터와 가까워질수록 배율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 수중용 광학장치.
14. 삭제

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