KR102554615B1 - 영상 공유 야간투시경 - Google Patents

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KR102554615B1
KR102554615B1 KR1020220132088A KR20220132088A KR102554615B1 KR 102554615 B1 KR102554615 B1 KR 102554615B1 KR 1020220132088 A KR1020220132088 A KR 1020220132088A KR 20220132088 A KR20220132088 A KR 20220132088A KR 102554615 B1 KR102554615 B1 KR 102554615B1
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주식회사 셀리코
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Abstract

본 개시는 영상 공유 기능이 있는 야간투시경에 관한 것으로, 입사되는 빛을 상기 야간투시경 내부로 인도하는 대물렌즈, 대물렌즈를 경유한 빛을 증폭시키는 영상증폭관, 증폭된 빛을 이용하여 확대된 상을 맺히게 하는 접안렌즈, 영상증폭관 및 접안렌즈 사이를 연결하며, 영상증폭관에서 입사되는 빛을 서로 다른 경로로 분리하는 영상분리부, 및 영상분리부에 연결되며, 영상분리부에서 분리된 빛을 영상 처리하여 외부로 전송하는 영상공유부를 포함한다. 본 개시의 일 실시예 의하면, 영상분리부는 서로 인접하게 배치되는 가이드 광섬유 플레이트 및 프리즘 구조체를 포함하며, 가이드 광섬유 플레이트는 영상증폭관에서 입사되는 빛을 프리즘 구조체로 가이드하고, 프리즘 구조체는 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 분리하여 굴절시켜, 분리된 빛이 상기 접안렌즈 및 상기 영상공유부로 각각 전달되도록 구성된다.

Description

영상 공유 야간투시경{VIDEO SHARING NIGHT VISION GOGGLES}
본 개시는 영상 공유 야간투시경에 관한 것이다. 보다 상세하게는 야간투시경을 착용한 사용자가 야간투시경을 통해 관측하는 영상을 실시간으로 외부로 공유할 수 있는 야간투시경에 관한 것이다.
야간투시장비는 어두운 공간에서 미약한 가시광, 근적외선 또는 열적외선 등을 이용하여 눈으로 볼 수 있는 영상을 제공하는 장비로 주로 군사적 목적의 야간 임무에서 사용된다.
일반적으로 야간투시장비의 종류는 관측 대상과 처리 방식에 따라 적외선 센서를 이용하여 사물이 방출하는 적외선을 감지하는 방식, 사물에 반사되는 미약한 가시광을 증폭하여 관측하는 아날로그 방식, 고감도 이미지센서를 이용한 디지털 방식의 야간투시경으로 나누어질 수 있다.
적외선 투시경은 사물 자체의 열적외선을 가시광으로 변환하여 보여주기 때문에 광원이 없는 상황에서도 사물을 관측할 수 있는 장점이 있으나, 유리벽을 투과해서 볼 수 없으며, 온도 차이가 나지 않는 사물의 경계면을 구분하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 아날로그 방식의 야간투시경은 영상증폭관에 필요한 고전압을 제공할 수 있는 전력만 필요하므로, 배터리 소모가 적어 무게, 가격 효율이 높으나 광원이 존재하지 않으면 사용이 불가능하다. 디지털 방식의 야간투시경은 고감도 컬러 영상으로 출력할 수 있으나 전력 사용량이 많아 휴대용 사이즈로 개발될 경우 작동시간이 줄어들게 된다.
이러한 장단점으로 인해 현재 군에서는 개인 휴대용 장비로 전력 소모가 적고 작고 가벼운 아날로그 야간투시경을 널리 사용하고 있다. 그러나, 일반 아날로그 야간투시경은 영상 정보를 디지털 정보로 변환하는 처리 과정이 없어 영상 정보를 다른 기기와 공유하거나 저장하는 기능에 있어서 한계가 있다.
이와 관련하여, 최근에는 야간 투시 기능이 있으면서 효율적인 야간 작전, 군사 훈련을 위하여 증강현실 기반으로 야간 투시 영상에 부가 정보를 포함하여 제공할 수 있는 장비에 대한 연구가 이루어 지고 있다.
예를 들어, 등록특허공보 제10-2254174호(특허문헌 1)에서는 야간투시경 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치가 개시되어 있다. 상기 종래기술에서는 야간 투시 카메라에서 촬영된 오브젝트에 대해 부가정보를 생성하고 증강현실 기반으로 야간 영상 정보를 사용자에게 제공하여, 야간 환경에서 오브젝트의 위치나 거리를 정확하게 식별할 수 있도록 하는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 야간 투시 카메라에 전력을 제공하기 위한 배터리가 필요하여 부피와 무게가 커지게 되며, 외부의 다른 기기에 실시간으로 야간 영상 정보를 제공할 수 없는 한계가 있다.
이에 본 발명자는 영상처리 및 공유 기능을 갖춘 아날로그 방식의 야간투시경을 제공하여, AR 글래스와 같이 주변의 수신 가능한 장비에 실시간으로 영상 정보를 송신할 수 있는 야간투시경을 제안한다.
등록특허공보 제10-2254174호(2021. 05. 13)
본 개시는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력 사용량이 적으면서도 영상을 공유할 수 있는 야간투시경을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 실시간으로 고감도의 선명한 영상을 공유할 수 있는 야간투시경을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 부피가 작고 무게가 가벼우며 외관이 단순한 영상 공유 야간투시경을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 기능이 있는 야간투시경은, 입사되는 빛을 상기 야간투시경 내부로 인도하는 대물렌즈, 상기 대물렌즈를 경유한 빛을 증폭시키는 영상증폭관, 상기 증폭된 빛을 이용하여 확대된 상을 맺히게 하는 접안렌즈, 상기 영상증폭관 및 상기 접안렌즈 사이를 연결하며, 상기 영상증폭관에서 입사되는 빛을 서로 다른 경로로 분리하는 영상분리부, 및 상기 영상분리부에 연결되며, 상기 영상분리부에서 분리된 빛을 영상 처리하여 외부로 전송하는 영상공유부를 포함한다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부는 서로 인접하게 배치되는 가이드 광섬유 플레이트 및 프리즘 구조체를 포함하며, 상기 가이드 광섬유 플레이트는 상기 영상증폭관에서 입사되는 빛을 상기 프리즘 구조체로 가이드하고, 상기 프리즘 구조체는 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 분리하여 굴절시켜, 분리된 빛이 상기 접안렌즈 및 상기 영상공유부로 각각 전달되도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부에는 집광부를 더 포함하며, 상기 집광부의 일단은 상기 프리즘 구조체에 연결되고 타단은 상기 영상공유부의 이미지센서에 연결되어 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 빛을 집광하여 상기 이미지센서로 전달하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 프리즘 구조체는 두 개의 직각 프리즘이 접합된 큐브형 빔 스플리터로 구성되고, 상기 큐브형 빔 스플리터는 상기 두 개의 직각 프리즘이 접하는 빗면의 상면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되고, 상기 큐브형 빔 스플리터는 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사된 빛을 분리하여 굴절시켜, 상기 빗면에서 반사된 빛과 투과된 빛이 상기 영상분리부와 상기 접안렌즈로 각각 전달되도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 큐브형 빔 스플리터의 일측에는 거울을 더 구비하고, 상기 거울은 상기 집광부와 연결된 상기 큐브형 빔 스플리터 면에 대응하는 면에서 상기 집광부를 향하도록 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 프리즘 구조체는 하나의 직각 프리즘으로 구성되고, 상기 직각 프리즘은 두 밑면이 상기 접안렌즈 및 상기 집광부에 각각 연결되어 빗면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되며, 상기 가이드 광섬유 플레이트는 상기 영상증폭관과 상기 직각 프리즘의 빗면 사이에서 연장되고, 상기 직각 프리즘은 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 분리하여 굴절시켜, 상기 빗면에서 반사된 빛은 상기 가이드 광섬유 플레이트에서 다시 반사되어 영상분리부로 전달되고, 상기 빗면에서 투과된 빛은 상기 접안렌즈로 전달되도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 직각 프리즘의 빗면에 난반사 층을 더 구비할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 집광부는 렌즈 또는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부에는 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 더 포함하고, 상기 프리즘 구조체는 두 개의 직각 프리즘이 접합된 큐브형 빔 스플리터로 구성되며, 상기 두 개의 직각 프리즘이 접하는 빗면의 상면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되고, 상기 축소 프레넬렌즈는 상기 영상증폭관과 상기 큐브형 빔 스플리터 사이에 배치되어 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 집광하여 상기 큐브형 빔 스플리터로 전달하고, 상기 확대 프레넬렌즈는 상기 큐브형 빔 스플리터와 상기 접안렌즈 사이에 배치되어 상기 큐브형 빔 스플리터를 투과한 빛을 확대하여 상기 접안렌즈로 전달하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부는 복수의 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부는 두 개의 축소 프레넬렌즈 및 두 개의 확대 프레넬렌즈를 포함하고, 제1 축소 프레넬렌즈는 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사된 빛을 집광하여 제2 축소 프레넬렌즈로 전달하고, 상기 제2 축소 프레넬렌즈는 상기 제1 축소 프레넬렌즈를 투과한 빛을 재집광하여 상기 큐브형 빔 스플리터로 전달하며, 제1 확대 프레넬렌즈는 상기 큐브형 빔 스플리터에서 분리되어 투과된 빛을 확대하여 제2 확대 프레넬렌즈로 전달하고, 상기 제2 확대 프레넬렌즈는 상기 제1 확대 프레넬렌즈를 투과한 빛을 재확대하여 접안렌즈로 전달하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상분리부에는 집광부를 더 포함하고, 상기 집광부의 일단은 상기 큐브형 빔 스플리터에 연결되고, 타단은 상기 영상공유부의 이미지센서에 연결되어 상기 큐브형 빔 스플리터에서 전달받은 빛을 집광하여 상기 이미지센서로 전달하도록 구성될 수 있고, 상기 집광부는 렌즈 또는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상공유부는 이미지센서를 포함하고, 상기 이미지센서는 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 빛으로 구성된 영상정보를 전기 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상공유부는 무선 송신 장치를 포함하고, 상기 무선 송신 장치는 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 영상 정보를 외부로 전송할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 영상공유부는 전력부를 포함하고, 상기 전력부는 상기 영상공유부에서 영상을 처리하고 영상 정보를 외부로 전송하는데 필요한 전력을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 개시에 의하면, 전력 사용량이 적으면서도 영상을 공유할 수 있는 야간투시경을 제공할 수 있다.
본 개시에 의하면, 실시간으로 고감도의 선명한 영상을 공유할 수 있는 야간투시경을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 부피가 작고 무게가 가벼우며 외관이 단순한 영상 공유 야간투시경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의, 영상 공유 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의, 영상 공유 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
이하에서 기술되는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이에 대한 구체적인 설명으로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은 달리 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 가지며, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는"등과 같은 표현은 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기재된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 일측에 "위치되어" 있다거나 "형성되어" 있다고 언급되는 경우, 이는 어떤 구성요소가 다른 구성 요소의 일측에 직접 접촉된 상태로 위치되거나 형성되는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 중간에 개재한 상태로 위치하거나 형성될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조부호를 통해 지시되어 있으며, 이하의 실시예들의 설명에 있어서 동일하거나 대응하는 구성요소는 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 다만, 아래의 설명에서 특정 구성요소에 관한 기술이 생략되어 있더라도, 이는 그러한 구성요소가 해당 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조부호를 통해 지시되어 있으며, 이하의 실시예들의 설명에 있어서 동일하거나 대응하는 구성요소는 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 다만, 아래의 설명에서 특정 구성요소에 관한 기술이 생략되어 있더라도, 이는 그러한 구성요소가 해당 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
이하, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경은 종래의 아날로그 야간투시경과 같이 미세한 광원으로부터 입사된 빛을 증폭시켜 사용자에게 시야를 제공하는 동시에 영상 정보를 다른 기기와 공유하는 기능을 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경은 본체 내부로 입사되어 증폭된 빛을 분리하고 영상 정보를 전기 신호로 변환하여 외부로 전송함으로써, 아날로그 야간투시경의 기능적 효율성을 유지하며 영상 공유 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 영상 공유 야간투시경(10)은 대물렌즈(100), 영상증폭관(200), 접안렌즈(300), 전력부(400), 영상분리부(500) 및 영상공유부(600)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 대물렌즈(100)는 영상 공유 야간투시경(10)의 전방부에 위치하여 외부로부터 입사되는 미세한 빛을 영상 공유 야간투시경(10) 내부로 굴절시켜 인도하는 기능을 수행한다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 대물렌즈(100)는 입사된 빛을 후술할 영상증폭관(200)의 구경에 맞게 빛을 굴절시켜 인도할 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈(100)는 적어도 하나의 볼록렌즈로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 대물렌즈(100)의 위치를 조절하여 관찰거리를 조정하고 초점을 맞출 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상증폭관(200)은 영상 공유 야간투시경(10) 본체 내부에 위치하며, 대물렌즈(100)를 경유하여 들어온 빛을 증폭시키는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 영상증폭관(200)은 광음극(미도시)과 광증폭관(미도시)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광음극은 광에 민감하게 반응하는 알칼리 금속으로 코팅되어, 초고진공 수준으로 유지되는 유리 튜브 입사면에 위치할 수 있다. 여기에서, 대물렌즈(100)를 경유하여 입사하는 빛에 의해 광음극에서 낮은 에너지를 가진 전자가 방출되고, 방출된 전자는 광증폭관 내부에 위치한 다이노드에 충돌하며 증폭될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 접안렌즈(300)는 대물렌즈(100)에 대응하도록 영상 공유 야간투시경(10)의 후방부에 위치하며, 영상분리부(500)에서 분리되어 전달된 빛을 이용하여 확대된 상을 맺히게 하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 접안렌즈(300)는 대물렌즈(100)와 영상증폭관(200)을 경유하며 증폭된 빛을 사용자에게 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 대물렌즈(100)와 영상증폭관(200)을 통과한 빛은 영상분리부(500)를 경유하여 접안렌즈(300)로 전달될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력부(400)는 영상증폭관(200)에서 빛을 증폭시키는데 필요한 전력을 제공하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 전력부(400)는 영상 공유 야간투시경(10) 본체의 하단부에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)는 영상 공유 야간투시경(10)의 본체 내부의 영상증폭관(200)과 접안렌즈(300) 사이에 위치하며, 영상증폭관(200)을 통해 입사하는 빛을 분리하여 접안렌즈(300)와 영상공유부(600)로 각각 전달하는 기능을 수행한다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)는 프리즘 구조체(510), 가이드 광섬유 플레이트(520) 및 집광부(530)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 영상분리부(500)의 가이드 광섬유 플레이트(520)는 영상증폭관(200)에서 입사하는 빛을 프리즘 구조체(510)로 가이드할 수 있다. 일 실시예에서, 영상분리부(500)의 프리즘 구조체(510)는 입사한 빛을 분리하여 일부는 접안렌즈(300)로 전달하고, 나머지는 영상공유부(600)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 영상분리부(500)의 집광부(530)는 프리즘 구조체(510)에서 전달받은 빛을 집광하여 후술할 영상공유부(600)의 이미지센서(610)로 전달할 수 있다. 본 개시에서 영상분리부(500)는 도 2 내지 도 6의 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이에 대해 각 도면을 참조하여 상세히 기술한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의, 영상 공유 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)는 프리즘 구조체(510), 가이드 광섬유 플레이트(520) 및 집광부(530)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프리즘 구조체(510)의 일측에는 가이드 광섬유 플레이트(520)가 연결되고 타측에는 접안렌즈(300)가 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 영상분리부(500)에는 집광부(530)가 더 포함되어 프리즘 구조체(510)와 영상공유부(600)의 이미지센서(610) 사이에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 프리즘 구조체(510)는 두 개의 직각 프리즘이 빗면에서 접합된 큐브형 빔 스플리터로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 큐브형 빔 스플리터는 끼인각이 45도인 직각 프리즘 두 개가 빗면에서 접하는 형태의 정육면체로 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 큐브형 빔 스플리터는 영상 공유 야간투시경(10) 본체 내부에서 영상증폭관(200)과 접안렌즈(300) 사이에 위치하되, 두 직각 프리즘이 접하는 빗면의 상면이 영상증폭관(200)에 대향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 직각 프리즘의 빗면에 빔 스플리터 코팅을 하여 입사한 빛을 분리할 수 있다. 이에 따라, 도 2에서 큐브형 빔 스플리터에 입사한 빛 중 빗면에서 분리되어 반사된 일부는 큐브형 빔 스플리터 상부에 연결된 집광부로 전달되고, 투과된 일부는 접안렌즈로 전달된다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 가이드 광섬유 플레이트(520)는 광섬유 다발로 구성된 플레이트로, 그 내부에서 입사된 빛이 전반사되며 진행하도록 가이드할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 광섬유 플레이트(520)의 일단은 영상증폭관(200)에 연결되고 타단은 프리즘 구조체(510)에 연결되어, 영상증폭관(200)을 경유하여 입사된 빛을 프리즘 구조체(510)에 직접 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 광섬유 플레이트(520)는 프리즘 구조체(510)의 구조에 따라 변형되어 삽입될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)에는 집광부(530)를 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 집광부(530)는 일단이 프리즘 구조체(510)에 연결되고 타단은 영상공유부(600)의 이미지센서(610)에 연결되어, 프리즘 구조체(510)에서 전달받은 빛을 집광하여 이미지센서(610)로 전달하도록 구성된다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 집광부(530)는 렌즈 또는 광섬유 플레이트로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 집광부(530)는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성될 수 있으며 프리즘 구조체(510)에서 이미지센서(610)로 갈수록 직경이 작아지도록 배치되어, 프리즘 구조체(510)에서 입사된 빛을 집광하며 이미지센서(610)에 전달할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 영상 공유 야간투시경의, 영상 공유 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 프리즘 구조체(510)의 일측에 거울(540)을 더 구비할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 거울(540)은 큐브형 빔 스플리터의 집광부(530)에 연결된 면과 대응하는 면에서 집광부(530)를 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 거울(540)은 큐브형 빔 스플리터의 하부면에서 상부를 향하도록 배치될 수 있다. 이에 의해, 큐브형 빔 스플리터의 빗면에서 분리된 빛 일부를 거울(540)에 반사되어 집광부로 전달되도록 하여, 이미지센서(610)로 전달되는 영상을 개선할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명한다. 본 개시의 다른 실시예의 프리즘 구조체(510')는 하나의 직각 프리즘으로 구성될 수 있다. 프리즘 구조체(510')가 하나의 직각 프리즘으로 구성되는 경우, 도 3의 큐브형 빔 스플리터와 비교할 때, 영상 공유 야간투시경(10)의 무게를 경량화 할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 프리즘 구조체(510')는 끼인각이 45도인 직각 프리즘으로 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 직각 프리즘은 영상 공유 야간투시경(10) 본체 내부에서 영상증폭관(200)과 접안렌즈(300) 사이에 위치하되, 두 밑면이 각각 접안렌즈(300)와 집광부(530)에 연결되고 빗면이 영상증폭관(200)에 대향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 직각 프리즘의 빗면에 빔 스플리터 코팅을 하여 입사한 빛을 분리할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 가이드 광섬유 플레이트(520')는 영상증폭관(200)과 직각 프리즘 사이에서, 직각 프리즘의 단면과 대응되도록 연장되어 비스듬한 단면을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 광섬유 플레이트(520')는 영상증폭관(200)에서 전달받은 빛을 비스듬한 단면을 통해 직각 프리즘으로 직접 전달할 수 있다. 이에 의해, 프리즘 구조체(510')와 가이드 광섬유 플레이트(520') 사이의 공간을 줄이고, 투과로 인한 빛의 손실을 방지하여 영상 정보 신호를 개선할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 직각 프리즘의 빗면에서 분리된 빛 중 일부는 프리즘을 투과하여 접안렌즈로 전달될 수 있다. 또한, 직각 프리즘의 빗면에서 분리된 빛의 일부는 빗면에서 반사되어 가이드 광섬유 플레이트(520') 단면을 향하고, 다시 가이드 광섬유 플레이트(520')의 단면에서 반사되어 집광부로 전달될 수 있다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 개시의 또 다른 실시예에서, 영상분리부(500)에는 난반사층(550)을 더 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 프리즘 구조체(510')의 직각 프리즘 빗면에 난반사층(550)을 추가하여 구성할 수 있다. 여기에서, 난반사층(550)에는 가이드 광섬유 플레이트(520')에서 프리즘 구조체(510')에 입사된 빛의 상이 맺히고, 난반사층(550)에 맺힌 상은 프리즘 구조체(510')를 통해 접안렌즈(300) 및 이미지센서(610)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 프리즘 구조체(510')에서 빛이 분리될 때 투과로 인해 감소하는 영상 선명도를 개선할 수 있다.
도 6을 참조하면, 영상분리부(500)에는 프레넬렌즈(560)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 프레넬렌즈(560)는 표면에 복수의 동심원 홈이 구비된 렌즈로 홈에 따라 굴절율을 조절하여 상을 일정한 비율로 축소 또는 확대할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)에 축소 프레넬렌즈(561, 562) 및 확대 프레넬렌즈(563, 564)를 구비하여 프리즘 구조체(510")를 경유하는 빛을 더 집광하고, 집광된 빛을 접안렌즈(300) 크기에 맞게 확대하여 전달할 수 있다. 이에 따라, 영상분리부(500)에는 상대적으로 작은 크기의 프리즘 구조체(510")를 사용하여 영상 공유 야간투시경(10)의 무게를 경감할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 영상분리부(500)에는 복수의 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 구비할 수 있다. 도 6에서는 두 개의 축소 프레넬렌즈(561, 562) 및 두 개의 확대 프레넬렌즈(563, 564)를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)에는 작은 크기의 프리즘 구조체(510")를 구비하고, 제1 축소 프레넬렌즈(561)와 제2 축소 프레넬렌즈(562)가 프리즘 구조체(510")와 영상증폭관(200) 사이에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 축소 프레넬렌즈(561)는 가이드 광섬유 플레이트(520")의 일측에 연결되어 영상증폭관(200)으로부터 가이드 광섬유 플레이트(520")를 경유하여 입사된 빛을 집광할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 제2 축소 프레넬렌즈(562)는 제1 축소 프레넬렌즈(561)와 프리즘 구조체(510") 사이에 위치하고, 제1 축소 프레넬렌즈(561)를 통과하며 집광된 빛을 다시 집광하여 프리즘 구조체(510")에 전달할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 제1 확대 프레넬렌즈(563)와 제2 확대 프레넬렌즈(564)가 프리즘 구조체(510")와 접안렌즈(300) 사이에 위치할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 제1 확대 프레넬렌즈(563)는 프리즘 구조체(510")에서 분리되어 투과된 빛을 확대한다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 제2 확대 프레넬렌즈(564)는 제1 확대 프레넬렌즈(563)와 접안렌즈(300) 사이에 위치하고, 제1 확대 프레넬렌즈(563)를 통과하며 확대된 빛을 다시 확대하여 접안렌즈(300)에 전달할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 구비함으로써, 축소된 프리즘 구조체(510")를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 프리즘 구조체(510")는 도 2의 프리즘 구조체(510)와 동일한 구조의 축소된 큐브형 빔 스플리터로 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프리즘 구조체(510")는 끼인각이 45도인 직각 프리즘 두 개가 빗면에서 접하는 형태이 정육면체 프리즘으로, 빗면의 상면이 영상증폭관(200)에 대향하도록 배치될 수 있다. 도 6에서는 프리즘 구조체(510")로 작은 크기의 큐브형 빔 스플리터가 구비된 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 프리즘 구조체(510")는 이미지센서(610)에 직접 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 작은 프리즘 구조체(510")에서 분리되어 굴절된 빛은 이미지센서(610)로 직접 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 프리즘 구조체(510")와 이미지센서(610) 사이에 렌즈 또는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성된 작은 크기의 집광부를 더 포함할 수 있다. 이처럼 영상분리부(500)에 프레넬렌즈를 더 포함함으로써 작은 프리즘 구조체(510")를 사용할 수 있고, 집광부(530)를 생략하거나 작은 크기의 집광부(530)를 사용하여 전체 영상 공유 야간투시경(10)의 무게를 감량할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 영상공유부(600)는 영상분리부(500)에서 전달받은 빛을 영상 처리하여 외부로 전송하는 기능을 수행한다. 본 개시의 일 실시예에서, 영상공유부(600)는 이미지센서(610), 영상처리부(620), 전력부(630)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 이미지센서(610)는 프리즘 구조체(510)에 연결되어, 프리즘 구조체(510)로부터 전달받은 빛으로 구성된 영상정보를 전기 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 이미지센서(610)는 CMOS 또는 CCD 이미지센서일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상처리부(620)는 전기 신호를 무선 송신 가능한 데이터로 가공하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 영상처리부(620)는 이미지센서(610)에서 전기 신호로 변환된 영상정보를 통신 가능한 데이터 형태로 변환할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상처리부(620)에서 변환된 데이터는 통신부(미도시)를 통해 외부의 기기에 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력부(630)는 이미지센서(610) 및 영상처리부(620)에 필요한 전력을 공급하는 기능을 수행한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 영상분리부(500)를 통해 분리된 빛을 영상공유부(600)를 통해 영상정보 데이터를 가공하고 외부로 전송함으로써 해당 영상 공유 야간투시경(10)의 사용자가 접안렌즈(300)를 통해 보는 영상을 다른 사용자와 공유할 수 있다. 일 실시예에서, 가공된 영상정보 데이터는 주변의 AR 글래스에 실시간으로 전송되어, AR 글래스의 디스플레이에 출력될 수 있다.
이처럼, 본 개시의 영상 공유 야간투시경(10)은 프리즘 구조체(510)를 포함하는 영상분리부(500)와 영상공유부(600)를 구비하여, 기존의 아날로그 야간투시경에 부피 및 무게의 증가를 최소화하며 영상 공유 기능을 구현할 수 있다. 또한, 외부로 추가되는 부수장비를 최소화하여 구조를 단순화할 수 있다. 특히, 집광부에 테이퍼 형태의 광섬유 플레이트를 사용하면 영상정보가 집적되어 이미지센서에 전달될 수 있어, 고감도 이미지센서를 사용하지 않아도 선명한 영상을 공유할 수 있다. 이러한 영상 공유 기능을 사용할 수 있게 되면, 영상 공유 야간투시경(10)과 AR 글래스의 적절한 사용으로 상대적으로 고가인 군용 야간투시경 장비의 비용을 경감하는 효과를 얻을 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 영상 공유 야간투시경
100: 대물렌즈
200: 영상증폭관
300: 접안렌즈
400: 전력부
500: 영상분리부
510, 510', 510": 프리즘 구조체
520, 520', 520": 가이드 광섬유 플레이트
530: 집광부
540: 거울
550: 난반사층
560: 프레넬렌즈
561: 제1 축소 프레넬렌즈
562: 제2 축소 프레넬렌즈
563: 제1 확대 프레넬렌즈
534: 제2 확대 프레넬렌즈
600: 영상공유부
610: 이미지센서
620: 영상처리부
630: 통신부
640: 전력부

Claims (15)

  1. 영상 공유 기능이 있는 야간투시경으로서,
    입사되는 빛을 상기 야간투시경 내부로 인도하는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 경유한 빛을 증폭시키는 영상증폭관,
    상기 증폭된 빛을 이용하여 확대된 상을 맺히게 하는 접안렌즈,
    상기 영상증폭관 및 상기 접안렌즈 사이를 연결하며, 상기 영상증폭관에서 입사되는 빛을 서로 다른 경로로 분리하는 영상분리부, 및
    상기 영상분리부에 연결되며, 상기 영상분리부에서 분리된 빛을 영상 처리하여 외부로 전송하는 영상공유부를 포함하고,
    상기 영상분리부는 서로 인접하게 배치되는 가이드 광섬유 플레이트 및 프리즘 구조체를 포함하며, 상기 가이드 광섬유 플레이트는 상기 영상증폭관에서 입사되는 빛을 상기 프리즘 구조체로 가이드하고, 상기 프리즘 구조체는 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 분리하여 굴절시켜, 분리된 빛이 상기 접안렌즈 및 상기 영상공유부로 각각 전달되도록 구성되고,
    상기 영상분리부에는 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 더 포함하고,
    상기 프리즘 구조체는 두 개의 직각 프리즘이 접합된 큐브형 빔 스플리터로 구성되며, 상기 두 개의 직각 프리즘이 접하는 빗면의 상면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되고,
    상기 축소 프레넬렌즈는 상기 영상증폭관과 상기 큐브형 빔 스플리터 사이에 배치되어 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 집광하여 상기 큐브형 빔 스플리터로 전달하고, 상기 확대 프레넬렌즈는 상기 큐브형 빔 스플리터와 상기 접안렌즈 사이에 배치되어 상기 큐브형 빔 스플리터를 투과한 빛을 확대하여 상기 접안렌즈로 전달하도록 구성되는,
    야간투시경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상분리부에는 집광부를 더 포함하며,
    상기 집광부의 일단은 상기 프리즘 구조체에 연결되고 타단은 상기 영상공유부의 이미지센서에 연결되어 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 빛을 집광하여 상기 이미지센서로 전달하도록 구성되는,
    야간투시경.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리즘 구조체는 두 개의 직각 프리즘이 접합된 큐브형 빔 스플리터로 구성되고,
    상기 큐브형 빔 스플리터는 상기 두 개의 직각 프리즘이 접하는 빗면의 상면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되고, 상기 큐브형 빔 스플리터는 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사된 빛을 분리하여 굴절시켜, 상기 빗면에서 반사된 빛과 투과된 빛이 상기 영상분리부와 상기 접안렌즈로 각각 전달되도록 구성되는,
    야간투시경.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 큐브형 빔 스플리터의 일측에는 거울을 더 구비하고,
    상기 거울은 상기 집광부와 연결된 상기 큐브형 빔 스플리터 면에 대응하는 면에서 상기 집광부를 향하도록 배치되는,
    야간투시경.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프리즘 구조체는 하나의 직각 프리즘으로 구성되고,
    상기 직각 프리즘은 두 밑면이 상기 접안렌즈 및 상기 집광부에 각각 연결되어 빗면이 상기 영상증폭관에 대향하도록 배치되며,
    상기 가이드 광섬유 플레이트는 상기 영상증폭관과 상기 직각 프리즘의 빗면 사이에서 연장되고,
    상기 직각 프리즘은 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사되는 빛을 분리하여 굴절시켜, 상기 빗면에서 반사된 빛은 상기 가이드 광섬유 플레이트에서 다시 반사되어 영상분리부로 전달되고, 상기 빗면에서 투과된 빛은 상기 접안렌즈로 전달되도록 구성되는,
    야간투시경.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 직각 프리즘의 빗면에 난반사 층을 더 구비하는,
    야간투시경.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 집광부는 렌즈 또는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성되는,
    야간투시경.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 영상분리부는 복수의 축소 프레넬렌즈 및 확대 프레넬렌즈를 포함하는,
    야간투시경.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영상분리부는 두 개의 축소 프레넬렌즈 및 두 개의 확대 프레넬렌즈를 포함하고,
    제1 축소 프레넬렌즈는 상기 영상증폭관에서 상기 가이드 광섬유 플레이트를 경유하여 입사된 빛을 집광하여 제2 축소 프레넬렌즈로 전달하고, 상기 제2 축소 프레넬렌즈는 상기 제1 축소 프레넬렌즈를 투과한 빛을 재집광하여 상기 큐브형 빔 스플리터로 전달하며,
    제1 확대 프레넬렌즈는 상기 큐브형 빔 스플리터에서 분리되어 투과된 빛을 확대하여 제2 확대 프레넬렌즈로 전달하고, 상기 제2 확대 프레넬렌즈는 상기 제1 확대 프레넬렌즈를 투과한 빛을 재확대하여 접안렌즈로 전달하도록 구성되는,
    야간투시경.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 영상분리부에는 집광부를 더 포함하고,
    상기 집광부의 일단은 상기 큐브형 빔 스플리터에 연결되고, 타단은 상기 영상공유부의 이미지센서에 연결되어 상기 큐브형 빔 스플리터에서 전달받은 빛을 집광하여 상기 이미지센서로 전달하도록 구성되는,
    야간투시경.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 집광부는 렌즈 또는 테이퍼 구조의 광섬유 플레이트로 구성되는,
    야간투시경.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 영상공유부는 이미지센서를 포함하고, 상기 이미지센서는 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 빛으로 구성된 영상정보를 전기 신호로 변환하도록 구성되는,
    야간투시경.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 영상공유부는 무선 송신 장치를 포함하고, 상기 무선 송신 장치는 상기 프리즘 구조체에서 전달받은 영상 정보를 외부로 전송할 수 있도록 구성되는,
    야간투시경.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 영상공유부는 전력부를 포함하고, 상기 전력부는 상기 영상공유부에서 영상을 처리하고 영상 정보를 외부로 전송하는데 필요한 전력을 공급할 수 있도록 구성되는,
    야간투시경.
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