KR102494971B1 - 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 함정에 접근하는 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치에 있어서, 표적에 반사되어 유입되는 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하는 수광 렌즈 조립체, 수광된 적외선 에너지를 입력받아 SWIR 대역 및 MWIR 대역 별 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리하는 분리 필터, 투과 에너지가 입력되며, 투과 에너지를 통해 SWIR 영상을 생성하는 SWIR 검출기 및 반사 에너지가 입력되며, 반사 에너지를 통해 MWIR 영상을 생성하는 MWIR 검출기를 포함하고, SWIR 영상 및 MWIR 영상을 비교하여 표적을 추적하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치를 제시한다.

Description

전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템{Electro-optical tracking apparatus and Close-In Weapon System comprising the same}
본 발명은 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이며, 특히 SWIR 카메라와 MWIR 카메라를 통합하여 사용하는 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건으로 사격하여 요격하는 시스템이다. 근접 방어 시스템은 탐색 레이더를 이용하여 표적을 탐지하고, 추적 레이더를 이용하여 표적을 추적하면서 개틀링 건 사격을 위한 표적의 방위각/고각/속도/거리 등의 정보를 제공한다. 이때, 추적 레이더는 해수면을 위에 비행하는 유도탄의 경우에 해면 반사파로 인한 잡음(Noise)으로 실제 표적이 아닌 가상표적을 추적하는 문제가 발생하고, 이를 해결하기 위해 전자광학추적장치를 복합으로 운용되고 있다.
종래의 근접 방어 시스템은 탐색 레이더 및 추적 레이더를 이용하여 교전 사격이 가능하며, 전자 광학 추적 장치는 기상 조건의 제약으로 사격 채널 운용이 제한된다. 종래의 제한된 공간 내에서 전천후 환경에서 사격 채널로 운용이 가능한 전자 광학 추적 장치가 필요하고, 충분한 교전 시간을 확보하기 위해 고해상도의 영상 획득이 필요하다.
또한, 종래의 전자광학추적장치는 원적외선(LWIR, Longwave Infrared) 카메라 탑재되어 추적레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하지만, 안개, 해무, 비 등의 제한된 기상 조건에서는 운용 상에 제한을 받는다. 또한, 전자 광학 추적 장치의 표적 탐지 거리가 짧아 교전을 위한 사격 준비가 매우 짧아야 하므로, 고속으로 비행하는 대공, 유도탄에 대한 사격 대응이 불가능한 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SWIR 카메라와 MWIR 카메라를 통합하여 사용하여 안개, 연무, 미세먼지 등의 전천후 환경에서 고해상도의 원거리 표적을 관측하는 것에 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 함정에 접근하는 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치에 있어서, 상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하는 수광 렌즈 조립체; 상기 수광된 적외선 에너지를 입력받아 상기 제1 대역 및 상기 제2 대역 별로 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리하는 분리 필터; 상기 투과 에너지가 입력되며, 상기 투과 에너지를 통해 제1 영상을 생성하는 SWIR 검출기; 및 상기 반사 에너지가 입력되며, 상기 반사 에너지를 통해 제2 영상을 생성하는 MWIR 검출기를 포함하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 표적을 추적하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치를 제안한다.
바람직하게는, 상기 분리 필터에서 반사된 상기 반사 에너지를 전달받아 상기 MWIR 검출기에 전달하는 반사경; 및 상기 반사경과 상기 MWIR 검출기 사이에 구비되어 상기 반사경에 의해 반사된 상기 반사 에너지를 상기 MWIR 검출기에 결상하는 초점 렌즈 조립체를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 초점 렌즈 조립체는, 시계(Field of View) 내에서 균일한 광량이 상기 MWIR 검출기의 F-수에 모두 통과하여 검출 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 초점 렌즈 조립체는, 상기 반사 에너지가 제한된 공간에서 상기 MWIR 검출기에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질 과 Si 재질의 유리를 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수광 렌즈 조립체는, 상기 표적을 탐지 및 추적하도록 상기 제1 대역 및 제2 대역의 적외선 에너지가 모두 투과되는 제1 렌즈군; 상기 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈를 포함하여 초점을 조절하는 제2 렌즈군; 및 상기 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 상기 분리 필터로 전달하는 제3 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 대역은 SWIR 대역이고, 상기 제2 대역은 MWIR 대역인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 렌즈군은, ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS 재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 상기 유입되는 제1 대역 및 제2 대역의 적외선 에너지의 색 수차 및 구면 수차를 보정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제2 렌즈군은, 상기 구동 렌즈와 조립되는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 상기 구동 렌즈의 위치를 조정하여 광축에서 비축으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 전자 광학 추적 장치는, 상기 구동 렌즈의 위치에 따라 상기 SWIR 검출기 및 상기 MWIR 검출기를 통해 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 획득하며, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 대한 연산을 수행하여 보간(Interpolation)을 통해 1280 x 960의 해상도 영상을 획득하여 상기 표적을 추적하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 MWIR 검출기는, 표적 및 배경에서 방출되는 적외선 에너지를 검출하기 위해 초점면 배열(FPA, Focal Plane Array)면을 냉각하고, 외부로부터 들어오는 잡음을 차단하기 위해 콜드 필터(Cold Filter)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 분리 필터는, 상기 제1 대역을 나타내는 SWIR 대역인 0.9 ~ 1.7um 투과시켜 상기 SWIR 검출기에 전달하고, 상기 제2 대역을 나타내는 MWIR 대역인 3.6um 이상의 파장이 반사되어 상기 MWIR 검출기로 전달하는 nBK7 광학 소재로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 함정에 접근하는 표적으로부터 자함을 방어하는 근접 방어 시스템에 있어서, SWIR 대역과 MWIR 대역의 파장을 동시에 투과하고 집광하여 SWIR 영상 및 MWIR 영상을 생성하고, 상기 SWIR 영상 및 상기 MWIR 영상을 비교하여 상기 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치; 및 상기 전자 광학 추적 장치를 통해 추적된 상기 표적을 사격하는 개틀링 건을 포함하고, 상기 전자 광학 추적 장치는, 상기 표적에 반사되어 유입되는 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하는 수광 렌즈 조립체; 상기 수광된 적외선 에너지를 입력받아 상기 SWIR 대역 및 MWIR 대역 별 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리하는 분리 필터; 상기 투과 에너지가 입력되며, 상기 투과 에너지를 통해 SWIR 영상을 생성하는 SWIR 검출기; 및 상기 반사 에너지가 입력되며, 상기 반사 에너지를 통해 MWIR 영상을 생성하는 MWIR 검출기를 포함하는 근접 방어 시스템을 제안한다.
바람직하게는, 상기 전자 광학 추적 장치는, 상기 분리 필터에서 반사된 상기 반사 에너지를 전달받아 상기 MWIR 검출기에 전달하는 반사경; 및 상기 반사경과 상기 MWIR 검출기 사이에 구비되어 상기 반사경에 의해 반사된 상기 반사 에너지를 상기 MWIR 검출기에 결상하는 초점 렌즈 조립체를 더 포함하고, 상기 초점 렌즈 조립체는 시계(Field of View) 내에서 균일한 광량이 상기 MWIR 검출기에 모두 통과하여 검출 되도록 하며, 상기 반사 에너지가 제한된 공간에서 상기 MWIR 검출기에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질 과 Si 재질의 유리를 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수광 렌즈 조립체는, 상기 표적을 탐지 및 추적하도록 상기 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지가 모두 투과되는 제1 렌즈군; 상기 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈를 포함하여 초점을 조절하는 제2 렌즈군; 및 상기 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 상기 분리 필터로 전달하는 제3 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군은 ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 색 수차 및 구면 수차를 보정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제2 렌즈군은, 상기 구동 렌즈와 조립되는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 상기 구동 렌즈의 위치를 조정하여 광축에서 비축으로 이동시키며, 상기 전자 광학 추적 장치는 상기 구동 렌즈의 위치에 따라 상기 SWIR 검출기 및 상기 MWIR 검출기를 통해 상기 SWIR 영상 및 상기 MWIR 영상을 획득하며, 상기 SWIR 영상 및 상기 MWIR 영상에 대한 연산을 수행하여 보간(Interpolation)을 통해 1280 x 960의 해상도 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명은 전자 광학 추적 장치를 종래의 카메라 공간에서 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed) 카메라를 배치하여 안개, 해무, 비 등의 기상 조건에서도 운용이 가능하여 추적 레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전자 광학 추적 장치를 종래에 제한된 공간에서 카메라의 해상도를 1280 x 960으로 향상 시켜 표적 탐지/인지 거리를 1.4배 이상으로 개선함으로써 교전을 위한 충분한 사격 준비를 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 수광 렌즈 조립체를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 수광 렌즈 조립체의 제2 렌즈군을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군의 구동 렌즈를 조절하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군의 구동 렌즈의 조절에 따라 획득한 영상을 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 전자 광학 추적 장치를 포함하는 근접 방어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 전자 광학 추적 장치에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
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 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명은 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이다.
근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건으로 사격하여 요격하는 시스템으로서, 골키퍼와 팰렁스(Phalanx)가 대표적인 사례이다. 종래의 근접 방어 시스템은 탐색 레이더 및 추적 레이저를 이용하여 교전 사격이 가능하며, 전자 광학 추적 장치는 기상 조건의 제약으로 사격 채널로 운용이 제한된다. 종래의 제한된 공간 내에서 전천후 환경에서 사격 채널로 운용이 가능한 전자 광학 추적 장치가 필요하고 충분한 교전 시간을 확보하기 위해 고해상도의 영상 획득이 요구된다.
근접 방어 시스템은 추적 레이더를 통해 해수면을 위에 비행하는 유도탄의 경우 해면 반사파로 인한 잡음(Noise)으로 실표적이 아니 가상표적을 추적하는 문제가 발생하고, 이를 해결하기 위해 전자 광학 추적 장치를 복합으로 운용되고 있다.
종래에 전자 광학 추적 장치는 원적외선(LWIR) 카메라가 탑재되어 추적 레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하지만, 안개, 해무, 비 등의 제한된 기상 조건에서는 운용 상에 제한을 받는다. 또한, 전자 광학 추적 장치의 표적 탐지거리가 짧아 교전을 위한 사격준비 매우 짧아서 고속으로 비행하는 대공, 유도탄에 대한 사격 대응이 불가능하다.
상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed) 카메라와 중적외선(MWIR, Medium Wave Infrared) 카메라를 통합형으로 제안하여 안개, 연무, 비 환경에서 근접 방어 시스템의 운용 성능을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 광학 추적 장치(10)는 시설 보안 및 감시 목적으로 운용되는 CCTV에 적용하여 최소한의 외부에 노출된 상태에서 안개, 연무, 미세먼지 등의 전천후 환경에서 고해상도의 원거리 표적 관측에 활용이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에서 도시한 바와 같이 전자 광학 추적 장치(10)는 수광 렌즈 조립체(100), 분리 필터(200), SWIR 검출기(300), MWIR 검출기(400), 반사경(500) 및 초점 렌즈 조립체(600)를 포함한다. 전자 광학 추적 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
전자 광학 추적 장치(10)는 골키퍼, 팰렁스(Phalanx) 등을 나타내는 근접 방어 시스템의 카메라들을 제한된 공간에서 동시에 탑재가 가능하도록 제안함으로써, 단독으로 사격 채널로 운용이 가능하도록 하고, TV 카메라 대신에 SWIR 카메라를 제안하여 해상에서 발생하는 해무 및 안개 그리고 비 등에 의한 제한 조건을 극복할 수 있다.
전자 광학 추적 장치(10)는 수광 렌즈 조립체(100)를 통해 표적에 반사되어 유입되는 제1 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하며, 생성된 제1 영상 및 제2 영상을 통해 표적을 추적할 수 있다. 이때, 제1 대역은 SWIR 대역이고, 제2 대역은 MWIR 대역이며, 제1 영상은 SWIR 영상이고, 제2 영상은 MWIR 영상이다.
이하에서는 제1 대역을 SWIR 대역, 제2 대역을 MWIR 대역이며, 제1 영상을 SWIR 영상, 제2 영상을 MWIR 영상으로 명명하여 설명한다.
전자 광학 추적 장치(10)는 함정에 접근하는 표적을 추적할 수 있으며, 구체적으로, SWIR 영상 및 MWIR 영상을 비교하여 표적을 추적할 수 있다.
수광 렌즈 조립체(100)는 표적에 반사되어 유입되는 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광할 수 있다.
수광 렌즈 조립체(100)는 제1 렌즈군(110), 제2 렌즈군(120) 및 제3 렌즈군(130)을 포함한다. 수광 렌즈 조립체(100)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(110)은 상기 표적을 탐지 및 추적하도록 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지가 모두 투과될 수 있다.
제1 렌즈군(110)은 ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS 재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 유입되는 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지의 색 수차 및 구면 수차를 보정할 수 있다.
제2 렌즈군(120)은 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈(122)를 포함하여 초점을 조절할 수 있다.
제2 렌즈군(120)은 구동 렌즈(122)와 조립되는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 구동 렌즈(122)의 위치를 조정하여 광축에서 비축으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 광축은 일렬로 배열된 광학계에서, 렌즈의 중심과 초점을 연결한 선을 나타내며, 비축은 광축에서 벗어난 선을 나타낸다.
제3 렌즈군(130)은 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 분리 필터(200)로 전달할 수 있다.
분리 필터(200)는 수광된 적외선 에너지를 입력받아 SWIR 대역 및 MWIR 대역 별로 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리할 수 있다.
분리 필터(200)는 SWIR 대역인 0.9 ~ 1.7um 투과시켜 SWIR 검출기에 전달하고, MWIR 대역인 3.6um 이상의 파장이 반사되어 MWIR 검출기로 전달하는 nBK7 광학 소재로 구현될 수 있다.
SWIR 검출기(300)는 투과 에너지가 입력되며, 상기 투과 에너지를 통해 SWIR 영상을 생성할 수 있다.
MWIR 검출기(400)는 반사 에너지가 입력되며, 반사 에너지를 통해 MWIR 영상을 생성할 수 있다.
반사경(500)은 분리 필터(200)에서 반사된 반사 에너지를 전달받아 MWIR 검출기(400)에 전달할 수 있다.
초점 렌즈 조립체(600)는 반사경(500)과 MWIR 검출기(400) 사이에 구비되어 반사경(500)에 의해 반사된 반사 에너지를 MWIR 검출기(400)에 결상할 수 있다.
초점 렌즈 조립체(600)는 시계(Field of View) 내에서 균일한 광량이 MWIR 검출기(400)의 F-수에 모두 통과하여 검출 되도록 할 수 있다. 여기서, F-수는 검출기에 유입되는 광량을 나타내며, 값이 클수록 빛의 양이 줄어들 수 있다.
초점 렌즈 조립체(600)는 반사 에너지가 제한된 공간에서 MWIR 검출기에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질 과 Si 재질의 유리를 사용할 수 있다.
전자 광학 추적 장치(10)는 구동 렌즈(122)의 위치에 따라 SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)를 통해 SWIR 영상 및 MWIR 영상을 획득하며, SWIR 영상 및 MWIR 영상에 대한 연산을 수행하여 보간(Interpolation)을 통해 1280 x 960의 해상도 영상을 획득하여 표적을 추적할 수 있다.
MWIR 검출기(400)는 표적 및 배경에서 방출되는 적외선 에너지를 검출하기 위해 초점면 배열(FPA, Focal Plane Array)면을 냉각하고, 외부로부터 들어오는 잡음을 차단하기 위해 콜드 필터(Cold Filter)를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수광 렌즈 조립체(100)는 근적외선(SWIR) 대역과 중적외선(MWIR) 대역을 동시에 통과시킬 수 있는 ZnS, ZnSe, CaF2, BaF2 등의 광학 소재를 적어도 하나 사용한 SWIR 대역과 MWIR 대역의 빛 에너지를 동시에 수광할 수 있다.
전자 광학 추적 장치(10)는 수광 렌즈 조립체(100)에서 수광된 빛 에너지를 분리 필터(200)에서 SWIR 대역을 투과시켜 SWIR 검출기(300)에 의해 SWIR 영상을 생성할 수 있다.
분리 필터(200)는 SWIR 대역인 0.9 ~ 1.7um 투과시키고, MWIR 대역인 3.6um 이상의 파장이 반사되는 nBK7 광학 소재로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 광학 추적 장치(10)는 분리 필터(200)에서 반사되어 반사경(500)과 초점 렌즈 조립체(600)를 거쳐 MWIR 검출기(400)에 의해 MWIR 영상이 결상 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 광학 추적 장치(10)는 종래의 전자 광학 추적 장치의 공간을 그대로 유지한 상태에서 전천후 환경에서 운용이 가능한 SWIR 카메라를 추가 장착이 가능하도록 제안함으로써, 단독으로 사격이 가능하도록 할 수 있다.
종래에는 MWIR 카메라와 SWIR 카메라가 분리하여 장착되기 때문에 전자 광학 추적 장치가 체계와 운용 중에 LOS(Line-of sight)가 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 발명의 전자 광학 추적 장치(10)는 수광 렌즈 조립체(100)를 적용하여 MWIR 카메라와 SWIR 카메라 간의 LOS의 틀어짐을 방지하고, LOS가 틀어졌을 경우에 보정할 수 있다. 여기서, LOS(Line-of sight)는 물체의 직선 거리를 나타낼 수 있다.
MWIR 검출기(400)는 표적 및 배경에서 방출되는 적외선 에너지를 검출 하기 위해 77K 이하 수준으로 검출기의 초점면 배열(FPA, Focal Plane Array)면을 극저온 냉각할 수 있다. 여기서, MWIR 검출기(400)는 외부로부터 들어오는 잡음을 차단하기 위해 콜드 필터(Cold Filter)를 사용할 수 있다.
콜드 필터(Cold Filter)는 가시광을 투과하고, 적외광을 반사하는 필터로서, 유전체 다층막의 반사특성은 각층의 굴절률이나 두께 및 전체의 층수를 바꿈으로써 제어할 수 있기 때문에 보통 유전체 다층막으로 만들 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
시계(Field of view) 내에서 균일한 광량이 MWIR 검출기(400)의 F-수에 모두 통과하여 검출 되도록 초점 렌즈 조립체(600)를 적용한다. 여기서, F-수는 렌즈의 초점 거리에서 입사 동공의 직경을 나눈 값을 나타낸다.
초점 렌즈 조립체(600)는 제한된 공간에서 MWIR 검출기(400)에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질과 Si 재질의 유리로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈군(110)은 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 렌즈군(110)은 적외선 에너지가 입사되는 방향으로 편향된 곡선을 형성하고 그 곡선을 따라 오목하게 형성된 오목 볼록 렌즈와 오목 볼록 렌즈의 오목한 곡선을 따라 양면이 모두 볼록하게 형성된 양면 볼록 렌즈와 양면 볼록 렌즈의 볼록한 곡선을 따라 양면이 모두 오목하게 형성된 양면 오목 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈군(120)은 제1 렌즈군(110)을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로, 오목 볼록 렌즈, 오목 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 제2 렌즈군(120)의 렌즈 형상도 상술한 제1 렌즈군(110)과 같이 제1 렌즈군(110)을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈군(130)은 제2 렌즈군(120)을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로, 평면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제3 렌즈군(130)은 제2 렌즈군(120)을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 평면 형상을 형성하고 그 반대면이 오목한 형상을 형성하는 평면 오목 렌즈와 오목한 형상을 따라 볼록한 곡선을 형성하고 그 반대면이 평면인 평면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 수광 렌즈 조립체를 나타내는 도면이다.
전자 광학 추적 장치(10)는 종래에 제한된 공간에서 카메라의 해상도를 640 x 480급에서 1280 x 960급으로 향상시켜 표적 탐지/인지거리를 1.4배 이상으로 개선함으로써 교전을 위한 충분한 사격 준비를 확보할 수 있다.
1280 x 960급 영상을 획득하는 방법은 1280 x 960급 검출기와 광학계를 초점거리를 증가시킴으로써, 가능하지만 많은 비용 및 공간이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 전자 광학 추적 장치(10)는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 적용하여 수광 렌즈 조립체(100)의 제2 렌즈군(120)에서 구동 렌즈(122)를 X, Y, Z축으로 수um 수준으로 구동 시킴으로 1280 x960 영상 획득할 수 있다.
압전 스테이지(Piezoelectric Stage)는 정밀도를 이용하여 구동 렌즈(122)의 위치를 정밀하게 조정할 수 있으며, 3축으로 이동이 가능하다.
압전 스테이지(Piezoelectric Stage) 위에 렌즈가 조립된 부품은 종래의 광학계 초점 거리 및 검출기 해상도가 유지된 상태에서도 1280 x 960의 해상도 영상 획득이 가능하다.
전자 광학 추적 장치(10)는 MWIR 카메라와 SWIR 카메라 간의 LOS가 틀어질 경우에 지정된 표적에 대해 획득된 영상을 비교하여 오차를 계산하고 실시간으로 보정이 가능하다.
수광 렌즈 조립체(100)는 줌 카메라용 광학계에 적용이 가능하도록 제안하며, 제1 렌즈군(110), 제2 렌즈군(120) 및 제3 렌즈군(130)을 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(110)은 광학계의 주 파워(Main Power)가 되도록 한다.
근접 방어 시스템에 적용하기 위해서 원거리 표적을 탐지/추적이 가능하도록 제1 렌즈군(110)은 초점거리가 수백 mm 이상이 되어야 함으로 SWIR에서 MWIR 파장을 모두 투과하고 굴절률이 2.0 이상인 ZnS재질과 ZnSe 재질의 유리를 사용하여 복수의 렌즈들이 구현될 수 있다.
또한, 제1 렌즈군(110)은 ZnS재질, ZnSe재질, ZnS재질 순서로 배치하여 전체 시스템의 색수차 및 구면 수차를 쉽게 보정할 수 있다. 여기서, 색수차는 렌즈나 프리즘에 의해 생기는 상의 위치와 크기가 빛의 파장에 따라 달라지는 현상을 나타내며, 구면 수차는 광학계에서 빛의 파장의 차이로 생기는 색수차를 제외한 나머지 수차를 모두 가리키며, 렌즈가 광선을 모아 상을 만들 때, 렌즈의 굴절면이 구면이어서 광축에서 멀리 들어오는 광선일수록 상점에서 더 많이 벗어나는 현상 내지 벗어나는 정도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈군(110)은 3개의 렌즈들로 구현될 수 있다. 이때, 적외선 에너지가 유입되는 순서대로 ZnS 재질의 렌즈, ZnSe 재질의 렌즈, ZnS 재질의 렌즈가 배치될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 각각의 렌즈들은 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈 중 하나로 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈군(120)은 6개의 렌즈들로 구현될 수 있다. 제2 렌즈군(120)은 도 3 및 도 4를 참고하여 자세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈군(130)은 2개의 렌즈들로 구현될 수 있다. 이때, 제3 렌즈군(130)을 통과하는 적외선 에너지는 굴절되어 분리 필터(200)로 유입될 수 있으며, 광축의 중심으로 굴절될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 수광 렌즈 조립체의 제2 렌즈군을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군의 구동 렌즈를 조절하는 것을 나타내는 예시도이다.
제2 렌즈군(120)은 6개의 렌즈들로 구현될 수 있으며, 적외선 에너지가 유입되는 좌측부터 4번째에 구동 렌즈(122)가 위치되도록 구현될 수 있다. 이때, 구동 렌즈(22)는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 구동되어 축을 조절할 수 있다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군을 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군의 구동 렌즈가 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 이동하여 광축에서 비축으로 이동한 것을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 구동하여 구동 렌즈(122)의 위치가 미세 조정되어 광축(12)에서 비축(14)만큼 이동하게 된다. 이때, SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)의 각 셀은 구동 렌즈(122)가 +X축, -Y축, -X축, +Y축으로 미세 조정됨으로써, 서로 다른 검출기 신호를 획득할 수 있다.
도 4는 SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)의 각 셀을 나타낸다.
SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)는 각 셀이 도 4의 (a)와 같이 검출기 신호를 획득할 수 있으며, 도 4의 (b)와 같이 각 셀이 구동 렌즈(122)가 +X축, -Y축, -X축, +Y축으로 미세 조정되어 서로 다른 검출기 신호를 획득할 수 있다.
SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)는 SWIR 검출기(300) 및 MWIR 검출기(400)의 각 셀과 같이 보간(Interpolation) 하기 위해 구동 렌즈(122)를 미세 조정하여 획득된 검출기 신호에 대한 SW 연산을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 렌즈군의 구동 렌즈의 조절에 따라 획득한 영상을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)는 원본 영상을 나타내며, 도 5의 (b)는 SWIR 검출기 및 MWIR 검출기를 통해 획득한 영상을 나타내며, 도 5의 (c)는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 구동 렌즈의 위치를 미세 조정하여 SWIR 검출기 및 MWIR 검출기를 통해 획득한 영상을 나타낸다.
도 5를 통해, 전자 광학 추적 장치(10)는 수광 렌즈 조립체(100)에서 구동 렌즈(122)의 위치를 미세 조정함에 따라 더 선명한 영상을 획득하여 표적 탐지를 수행할 수 있다.
도 6은 종래의 전자 광학 추적 장치를 포함하는 근접 방어 시스템을 나타내는 도면이다.
근접 방어 시스템은 대함미사일 및 항공기, 고속침투정 등의 위협으로부터 함정을 최종단계에서 방어하는 무기체계다. 구체적으로, 근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건을 사용하여 요격할 수 있으며, 도 6의 (a)와 같은 골키퍼, 도 6의 (b)와 같은 팰렁스(Phalanx) 등이 있을 수 있다.
근접 방어 시스템(20a, 20b)은 탐색 레이더(22a, 22b), 추적 레이더(24a, 24b), 전자 광학 추적 장치(26a, 26b) 및 개틀링 건(28a, 28b)을 포함한다.
근접 방어 시스템(20a, 20b)은 탐색 레이더(22a, 22b)를 이용하여 표적을 탐지하고, 추적 레이더(24a, 24b)를 이용하여 표적을 추적하면서 개틀링 건(28a, 28b)의 사격을 위한 표적의 방위각/고각/속도/거리 등의 정보를 제공한다.
추적 레이더(24a, 24b)는 해수면을 위에 비행하는 유도탄의 경우에 해면 반사파로 인한 잡음(Noise)으로 실제 표적이 아닌 가상 표적을 추적하는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 근접 방어 시스템(20a, 20b)은 전자 광학 추적 장치(26a, 26b)를 복합으로 운용할 수 있다.
또한, 전자 광학 추적 장치(26a, 26b)는 추적 레이더(24a, 24b)가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하다.
종래의 근접 방어 시스템에 탑재된 전자 광학 추적 장치는 TV 카메라만 탑재되어 추적 레이더(24a, 24b)가 비동작 시 개틀링 건(28a, 28b)으로 사격이 불가능한 문제가 있다.
반면에 본 발명의 전자 광학 추적 장치(26a, 26b)는 원적외선(LWIR) 카메라가 탑재되어 추적 레이더(24a, 24b)가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하다.
도 7은 전자 광학 추적 장치에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 나타내는 도면이다.
종래에는 전자 광학 추적 장치에 TV 카메라 또는 LWIR 카메라를 하나씩 탑재하여 운용하였다.
도 7은 비가 내리는 운용 환경에서 전자 광학 추적 장치에 탑재 가능한 카메라를 이용하여 촬영한 영상이다.
도 7의 (a)는 TV 카메라를 통해 비가 내리는 운용 환경을 촬영한 도면이고, 도 7의 (b)는 MWIR 카메라를 통해 비가 내리는 운용 환경을 촬영한 도면이고, 도 7의 (c)는 SWIR 카메라를 통해 비가 내리는 운용 환경을 촬영한 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, TV 카메라는 비가 내리는 환경에서는 사람이 육안으로 볼 수 있는 가시거리만큼 촬영이 가능하여 운용 상에 제한 사항이 발생할 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, MWIR 카메라는 TV카메라 보다는 더 멀리 영상 촬영이 가능하지만 대기 중에 내리는 비로 인하여 투과율 손실이 발생하여 운용 상에 제한사항이 발생할 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, SWIR 카메라는 비가 내리는 환경에서도 표적에 대한 선명한 영상을 획득할 수 있다.
이에, 본 발명은 종래에 탑재하지 않았던 SWIR 카메라를 전자 광학 추적 장치에 추가하여 전천후 환경에서 표적 영상 획득이 가능함으로 근접 방어 시스템의 사격 능력을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전자 광학 추적 장치
100: 수광 렌즈 조립체
110: 제1 렌즈군
120: 제2 렌즈군
122: 구동 렌즈
130: 제3 렌즈군
200: 분리 필터
300: SWIR 검출기
400: MWIR 검출기
500: 반사경
600: 초점 렌즈 조립체

Claims (13)

  1. 함정에 접근하는 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치에 있어서,
    상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하는 수광 렌즈 조립체;
    상기 수광된 적외선 에너지를 입력받아 상기 제1 대역 및 상기 제2 대역 별로 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리하는 분리 필터;
    상기 투과 에너지가 입력되며, 상기 투과 에너지를 통해 제1 영상을 생성하는 SWIR 검출기; 및
    상기 반사 에너지가 입력되며, 상기 반사 에너지를 통해 제2 영상을 생성하는 MWIR 검출기를 포함하고,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 표적을 추적하며,
    상기 수광 렌즈 조립체는, 상기 표적을 탐지 및 추적하도록 SWIR 대역인 상기 제1 대역 및 MWIR 대역인 상기 제2 대역의 적외선 에너지가 모두 투과되는 제1 렌즈군; 상기 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈를 포함하여 초점을 조절하는 제2 렌즈군; 및 상기 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 상기 분리 필터로 전달하는 제3 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군은 상기 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈 및 양면 오목 렌즈의 순서로 구현되며, 상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈군을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 오목 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈의 순서로 구현되고, 상기 제3 렌즈군은 상기 제2 렌즈군을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 평면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈의 순서로 구현됨에 따라 상기 제1 렌즈군을 통과한 적외선 에너지의 직선 거리의 틀어짐을 방지하고 보정하며,
    상기 제1 렌즈군은, ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS 재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 상기 유입되는 제1 대역 및 제2 대역의 적외선 에너지의 색 수차 및 구면 수차를 보정하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리 필터에서 반사된 상기 반사 에너지를 전달받아 상기 MWIR 검출기에 전달하는 반사경; 및
    상기 반사경과 상기 MWIR 검출기 사이에 구비되어 상기 반사경에 의해 반사된 상기 반사 에너지를 상기 MWIR 검출기에 결상하는 초점 렌즈 조립체를 더 포함하는 전자 광학 추적 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초점 렌즈 조립체는,
    시계(Field of View) 내에서 균일한 광량이 상기 MWIR 검출기의 F-수에 모두 통과하여 검출 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 초점 렌즈 조립체는,
    상기 반사 에너지가 제한된 공간에서 상기 MWIR 검출기에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질 과 Si 재질의 유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은,
    상기 구동 렌즈와 조립되는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 상기 구동 렌즈의 위치를 조정하여 광축에서 비축으로 이동시키며,
    상기 압전 스테이지는 상기 구동 렌즈를 나타내는 상기 평면 볼록 렌즈를 X축 또는 Y축으로 조정함에 따라 상기 SWIR 검출기 및 상기 MWIR 검출기의 각 셀이 획득하는 신호를 다르게 구현하여 선명한 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    전자 광학 추적 장치는,
    상기 구동 렌즈의 위치에 따라 상기 SWIR 검출기 및 상기 MWIR 검출기를 통해 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 획득하며, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 대한 연산을 수행하여 보간(Interpolation)을 통해 1280 x 960의 해상도 영상을 획득하여 상기 표적을 추적하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 MWIR 검출기는,
    표적 및 배경에서 방출되는 적외선 에너지를 검출하기 위해 초점면 배열(FPA, Focal Plane Array)면을 냉각하고, 외부로부터 들어오는 잡음을 차단하기 위해 콜드 필터(Cold Filter)를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분리 필터는,
    상기 제1 대역을 나타내는 SWIR 대역인 0.9 ~ 1.7um 투과시켜 상기 SWIR 검출기에 전달하고, 상기 제2 대역을 나타내는 MWIR 대역인 3.6um 이상의 파장이 반사되어 상기 MWIR 검출기로 전달하는 nBK7 광학 소재로 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.
  11. 함정에 접근하는 표적으로부터 자함을 방어하는 근접 방어 시스템에 있어서,
    SWIR 대역과 MWIR 대역의 파장을 동시에 투과하고 집광하여 SWIR 영상 및 MWIR 영상을 생성하고, 상기 SWIR 영상 및 상기 MWIR 영상을 비교하여 상기 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치; 및
    상기 전자 광학 추적 장치를 통해 추적된 상기 표적을 사격하는 개틀링 건을 포함하고,
    상기 전자 광학 추적 장치는, 상기 표적에 반사되어 유입되는 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지를 동시에 수광하는 수광 렌즈 조립체; 상기 수광된 적외선 에너지를 입력받아 상기 SWIR 대역 및 MWIR 대역 별 투과 에너지 및 반사 에너지를 분리하는 분리 필터; 상기 투과 에너지가 입력되며, 상기 투과 에너지를 통해 SWIR 영상을 생성하는 SWIR 검출기; 및 상기 반사 에너지가 입력되며, 상기 반사 에너지를 통해 MWIR 영상을 생성하는 MWIR 검출기를 포함하고,
    상기 수광 렌즈 조립체는, 상기 표적을 탐지 및 추적하도록 SWIR 대역인 제1 대역 및 MWIR 대역인 제2 대역의 적외선 에너지가 모두 투과되는 제1 렌즈군; 상기 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈를 포함하여 초점을 조절하는 제2 렌즈군; 및 상기 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 상기 분리 필터로 전달하는 제3 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군은 상기 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈 및 양면 오목 렌즈의 순서로 구현되며, 상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈군을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 오목 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈의 순서로 구현되고, 상기 제3 렌즈군은 상기 제2 렌즈군을 통과한 적외선 에너지가 입사되는 방향을 기준으로 평면 오목 렌즈, 평면 볼록 렌즈의 순서로 구현됨에 따라 상기 제1 렌즈군을 통과한 적외선 에너지의 직선 거리의 틀어짐을 방지하고 보정하며,
    상기 제1 렌즈군은, ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS 재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 상기 유입되는 제1 대역 및 제2 대역의 적외선 에너지의 색 수차 및 구면 수차를 보정하는 것을 특징으로 하는 근접 방어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자 광학 추적 장치는,
    상기 분리 필터에서 반사된 상기 반사 에너지를 전달받아 상기 MWIR 검출기에 전달하는 반사경; 및
    상기 반사경과 상기 MWIR 검출기 사이에 구비되어 상기 반사경에 의해 반사된 상기 반사 에너지를 상기 MWIR 검출기에 결상하는 초점 렌즈 조립체를 더 포함하고,
    상기 초점 렌즈 조립체는 시계(Field of View) 내에서 균일한 광량이 상기 MWIR 검출기에 모두 통과하여 검출 되도록 하며, 상기 반사 에너지가 제한된 공간에서 상기 MWIR 검출기에 재 결상 되도록 굴절율이 큰 Ge 재질 과 Si 재질의 유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 근접 방어 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 수광 렌즈 조립체는,
    상기 표적을 탐지 및 추적하도록 상기 SWIR 대역 및 MWIR 대역의 적외선 에너지가 모두 투과되는 제1 렌즈군;
    상기 투과된 적외선 에너지가 입력되며, 복수의 렌즈들 중 구동 렌즈를 포함하여 초점을 조절하는 제2 렌즈군; 및
    상기 초점이 조절된 적외선 에너지가 굴절되어 상기 분리 필터로 전달하는 제3 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군은 ZnS 재질로 구현된 렌즈, ZnSe 재질로 구현된 렌즈 및 ZnS재질로 구현된 렌즈의 순서로 배치되어 색 수차 및 구면 수차를 보정하며,
    상기 제2 렌즈군은 상기 구동 렌즈와 조립되는 압전 스테이지(Piezoelectric Stage)를 통해 상기 구동 렌즈의 위치를 조정하여 광축에서 비축으로 이동시키고,
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