KR102586564B1 - 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계와 이를 이용한 비축 수차 보정 방법 - Google Patents
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Abstract
비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계와 이를 이용한 비축 수차 보정 방법이 개시된다. 표적 영상을 획득하는 영상 획득 광학계; 레이저 신호를 표적에 집속하는 레이저 집속 광학계를 포함하고, 상기 영상 획득 광학계 및 상기 레이저 집속 광학계는, 주경을 공통 구성으로 하는 공통 광학계로 구성되며, 상기 레이저 집속 광학계는, 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성되고, 상기 영상 획득 광학계는, 표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 상기 주경; 상기 주경의 바로 뒷편에 배치되며, 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하기 위한 보정 렌즈; 상기 보정 렌즈를 통해 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제1 굴절 렌즈; 상기 제1 집광 렌즈에서 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제2 굴절 렌즈; 상기 제2 굴절 렌즈를 통해 투과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 표적 영상 획득부를 포함하도록 구성된다.
Description
본 발명은 공통 광학계와 이를 이용한 수차 보정 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계와 이를 이용한 비축 수차 보정 방법에 관한 것이다.
레이저 무기는 표적의 정확한 위치에 빔을 조사하기 위한 조준카메라와 레이저 빔을 집속하기 위한 집속광학장치로 구성된다.
소형 레이저 무기에서는 공간적 제약으로 인해 조준카메라의 광학계와 레이저 집속광학계를 공통으로 사용하여 소형/경량화하는 기술이 필요하다.
표적의 정확한 조준 위치 획득을 위해 수차가 보정된 광학계로 카메라 영상을 획득하여야 하며, 레이저를 조사하는 레이저 집속광학계는 레이저의 손실을 최소화하여 표적파괴의 효과 증대가 필요하다.
왜곡없는 카메라 영상 획득을 위해서는 수차 보정 및 광학계의 투과성능이 우수하도록 광학부품을 최소화한 구성이 필요하며, 레이저 집속광학계는 레이저 손실 최소화를 위해 높은 반사율을 갖는 광학계 구성이 필요하다.
이를 구현하기 위해 하나의 광학계를 공통으로 사용하는 공통 광학계가 제시된다. 최근에 개발된 타겟용 광학 장치는 소형/경량화의 추세로 공통 광학계를 채택하고 있다. 공통 광학계의 장점으로는 멀티 센서를 각각 배치한 타겟팅 장치에 비해 소형화 경량화가 가능하고, 광학 성능이 우수하다. 또한 센서와 광학계의 분리로 효율적인 배치가 가능하다.
이러한 공통 광학계는 레이저 송신기, 레이저 수신기, 가시광선 카메라(EO 카메라), 적외선 카메라(IR 카메라) 등의 광학 장치들은 동일한 시선 방향으로 정렬되어 있어야 한다.
그러나, 공통 광학계의 운영 도중에 기후 변화 등의 다양한 원인으로 인하여 각 광학 장치들의 시선이 정렬되지 않고 서로 다른 시선을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 공통 광학계의 시선을 동일한 축을 갖도록 정렬해야 하지만, 이러한 구조가 아직까지는 개발되어 있지 않은 실정이다.
한편, 종래의 공통 광학계는 반사식 광학계와 굴절식 광학계로 나뉘어져 있다.
반사식 공통 광학계는 동축 광학계를 기본으로 하는 동축 반사식 광학계이다. 여기서, 동축 광학계는 모든 렌즈의 곡률 중심점이 하나의 직선 상에 존재하는 광학계이다.
그러나, 레이저 무기에서는 레이저 빔의 집속에 대한 손실을 최소화하기 위해 부경 차폐가 없는 비축 반사식 광학계가 주로 이용되고 있다.
동축 반사식 공통 광학계에서는 부경에 의해 표적으로부터 수신되는 광이 차폐되어 주경에는 광의 일부만이 도달하게 되어 부경 차폐가 발생하게 되는 문제점이 있다. 이러한 부경 차폐는 부경의 위치로 인해 주로 주경의 중앙 차폐의 형태로 발생한다.
부경 차폐는 주경에 도달하는 광의 양이 감소하기 때문에 이미지의 콘트라스트(contrast)가 감소하는 문제점을 발생시킨다.
예를 들어, 26%의 구경 차폐는 4%의 광량을 손실시키고, 33%의 구경 차폐는 11%의 광량을 손실시킨다.
한편, 레이저 무기에서는 레이저 빔의 집속 위치를 정확하게 알기 위해서는 레이저 빔과 조준선이 일치된 영상 획득 광학계가 필요하다. 이를 위해서는 레이저 집속과 영상 획득의 광학계를 공통으로 사용해야 하는데, 비축 반사식에 의한 비축 수차가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 비축 수차에 의한 문제점을 해결할 수 있는 광학계 구조는 아직까지는 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명의 목적은 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법을 제공하는 데 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 본 발명의 목적에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계는, 표적 영상을 획득하는 영상 획득 광학계; 레이저 신호를 표적에 집속하는 레이저 집속 광학계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 영상 획득 광학계 및 상기 레이저 집속 광학계는, 주경을 공통 구성으로 하는 공통 광학계로 구성될 수 있다.
그리고 상기 레이저 집속 광학계는, 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성될 수 있다.
그리고 상기 영상 획득 광학계는, 표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 상기 주경; 상기 주경의 바로 뒷편에 배치되며, 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하기 위한 보정 렌즈; 상기 보정 렌즈를 통해 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제1 굴절 렌즈; 상기 제1 집광 렌즈에서 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제2 굴절 렌즈; 상기 제2 굴절 렌즈를 통해 투과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 표적 영상 획득부를 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 표적 영상 획득부는, 적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성될 수 있다.
그리고 상기 레이저 집속 광학계는, 레이저 신호를 입력시키는 레이저 입력부; 상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 반사하는 부경; 상기 부경에 의해 반사되는 레이저 신호를 상기 표적으로 반사하는 상기 주경을 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 주경은, 비축 광학경으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 부경은, 비축 광학경으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 보정 렌즈는, 상기 주경에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법은, 주경이 표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 단계; 보정 렌즈가 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하여 투과시키는 단계; 제1 굴절 렌즈가 상기 보정 렌즈에서 투과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시키는 단계; 제2 굴절 렌즈가 상기 제1 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시키는 단계; 표적 영상 획득부가 상기 제2 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 단계; 레이저 입력부가 레이저 신호를 입력하여 부경으로 송광하는 단계; 부경이 상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 상기 주경으로 반사시켜 송광하는 단계; 상기 주경이 상기 부경으로부터 반사되어 송광되는 레이저 신호를 상기 표적을 향해 반사하여 송광하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 부경이 상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 상기 주경으로 반사시켜 송광하는 단계 및 상기 주경이 상기 부경으로부터 반사되어 송광되는 레이저 신호를 상기 표적을 향해 반사하여 송광하는 단계에서, 상기 주경 및 상기 부경은 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성될 수 있다.
그리고 상기 보정 렌즈가 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하여 투과시키는 단계에서, 상기 보정 렌즈는 상기 주경의 바로 뒷편에 배치되어 상기 주경에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 표적 영상 획득부가 상기 제2 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 단계에서, 상기 표적 영상 획득부는 적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성될 수 있다.
상술한 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계와 이를 이용한 비축 수차 보정 방법에 의하면, 주경에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되는 보정 렌즈를 주경 바로 뒤에 배치하도록 구성됨으로써, 비축 반사식 공통 광학계에 의해 발생되는 비축 수차를 간단하게 보정할 수 있는 효과가 있다.
그리고 공통 광학계를 이용하여 표적과 레이저 신호의 조준선을 일치시키도록 구성됨으로써, 레이저 빔의 집속 위치를 영상 획득 광학계를 통해 육안으로 정확하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
한편, 비축 광학계로 구성되는 주경을 표적 영상 획득과 표적에 대한 레이저 집속의 공통 광학계로 사용하도록 구성됨으로써, 레이저 빔의 손실을 최소화하는 것은 물론, 표적 영상 획득과 레이저 집속의 조준선을 일치시키는 효과가 있다.
다른 한편, 하나의 주경에 대해 광학적 박막 처리를 하도록 구성됨으로써, 레이저 집속 광학계에 대해서는 반사식 광학계로 활용하고 영상 획득 광학계에 대해서는 투과식 광학계로 활용하여 혼합식의 공통 광학계로 활용할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 하나의 주경을 공통으로 활용하도록 구성됨으로써, 전체 광학계 구성에 대한 소형화를 구현하는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 집속 광학계의 구조도이다.
도 4는 부경 차폐를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 보정 렌즈 미적용 시의 광 경로의 예시도이다.
도 6은 보정 렌즈 미적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이다.
도 7은 보정 렌즈 적용 시의 광 경로의 예시도이다.
도 8은 보정 렌즈 적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 집속 광학계의 구조도이다.
도 4는 부경 차폐를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 보정 렌즈 미적용 시의 광 경로의 예시도이다.
도 6은 보정 렌즈 미적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이다.
도 7은 보정 렌즈 적용 시의 광 경로의 예시도이다.
도 8은 보정 렌즈 적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법의 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계의 구조도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계의 구조도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 집속 광학계의 구조도이고, 도 4는 부경 차폐를 설명하기 위한 모식도이고, 도 5는 보정 렌즈 미적용 시의 광 경로의 예시도이고, 도 6은 보정 렌즈 미적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이고, 도 7은 보정 렌즈 적용 시의 광 경로의 예시도이고, 도 8은 보정 렌즈 적용에 의한 수차 곡선 그래프의 예시도이다.
도 1내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계(100)는 영상 획득 광학계(110), 레이저 집속 광학계(120)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
영상 획득 광학계(110)는 표적 영상을 획득하도록 구성될 수 있다. 사용자는 표적 영상을 통해 표적을 인식할 수 있다.
영상 획득 광학계(110)는 주경(111), 보정 렌즈(112), 제1 굴절 렌즈(113), 제2 굴절 렌즈(114), 표적 영상 획득부(115)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
주경(111)은 표적(10)으로부터 수신되는 광을 투과시키도록 구성될 수 있다.
여기서, 주경(111)은 비축 광학계로 구성될 수 있다. 주경(111)은 레이저 무기의 특성상 부경 차폐가 발생하는 것을 방지하기 위해 비축 광학계로 구성될 수 있다. 주경(111)은 비축 광학계로 구성되는 부경(112)을 향해 표적으로부터 수신되는 광을 반사하도록 하는 곡률 반사면이 형성되도록 구성될 수 있다.
한편, 부경 차폐는 도 4의 (A)에서 보듯이 동축 반사식 광학계에서만 발생하며, 부경 차폐에 의해 손실이 발생하게 된다. 그러나, 도 4의 (B)와 같은 비축 반사식 광학계에서는 부경 차폐에 의한 손실이 발생하지 않는 장점이 있다.
보정 렌즈(112)는 주경(111)의 바로 뒷편 즉, 주경(111)을 기준으로 표적(10)의 반대편에 배치되도록 구성될 수 있다.
보정 렌즈(112)는 주경(111)에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하도록 구성될 수 있다.
보정 렌즈(112)는 주경(111)에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성될 수 있다. 즉, 보정 렌즈(112)는 광 경로 차이를 보상하는 방식으로 비축 수차를 제거할 수 있다.
도 5에서는, 보정 렌즈(112)가 적용되지 않은 경우의 광 경로를 예시하고 있으며, 광 경로의 초점이 제대로 형성되지 않는 것을 나타내고 있다.
도 6에서는 보정이 없는 경우의 수차 곡선을 나타내며, 수차의 발생과 상의 왜곡이 심하게 발생하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 7은 보정 렌즈(112)가 적용되었을 경우의 광 경로를 예시하고 있으며, 광 경로의 초점이 제대로 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.
그리고 도 8은 상의 왜곡 역시 거의 나타나지 않음을 알 수 있다.
제1 굴절 렌즈(113)는 보정 렌즈(112)를 통해 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 굴절 렌즈(113)는 볼록 렌즈로 구성될 수 있다.
제1 굴절 렌즈(113)는 광을 굴절시켜 광의 방향을 중심 방향으로 집속시킬 수 있다.
제2 굴절 렌즈(114)는 제1 굴절 렌즈(113)에서 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키도록 구성될 수 있다. 제2 굴절 렌즈(114)는 제1 굴절 렌즈(113)에서 굴절되는 광을 집속할 수 있다.
표적 영상 획득부(115)는 제2 굴절 렌즈(114)를 통해 투과되는 광을 집광하여 표적 영상을 획득하도록 구성될 수 있다.
표적 영상 획득부(115)는 적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성될 수 있다.
표적 영상 획득부(115)는 주간에는 가시광 영상을 획득하고 야간에는 적외선 영상을 획득하도록 구성될 수 있다.
레이저 집속 광학계(120)는 레이저 신호를 표적에 집속하도록 구성될 수 있다.
레이저 집속 광학계(120)는 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성될 수 있다.
레이저 집속 광학계(120)는 레이저 입력부(121), 부경(122), 주경(123)을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 레이저 집속 광학계(120)는 레이저 집속 광학계(120)의 주경(123)과 영상 획득 광학계(110)의 주경(111)을 공통 구성으로 하는 공통 광학계로 구성될 수 있다. 즉, 영상 획득 광학계(110)의 주경(111)과 레이저 집속 광학계(120)의 주경(123)은 동일한 구성이다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
레이저 입력부(121)는 레이저 신호를 입력시키도록 구성될 수 있다.
부경(122)은 레이저 입력부(121)에 의해 입력되는 레이저 신호를 주경(123)을 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 부경(122)은 비축 광학계로 구성되어 레이저 신호를 주경(123)으로 반사할 수 있도록 하는 반사면이 형성될 수 있다.
주경(123)은 부경(122)에 의해 반사되는 레이저 신호를 표적으로 반사하여 표적에 집속하도록 구성될 수 있다.
여기서, 주경(123) 및 부경(122)은 비축 광학경으로 구성될 수 있다.
한편, 주경(111/123)은 광학적 박막 처리가 되도록 구성될 수 있다.
주경(111/123)은 광학적 박막 처리에 의해 영상 획득 광학계(110)에 대해서는 투과식 광학계로 활용되도록 구성되고 동시에 레이저 집속 광학계(120)에 대해서는 반사식 광학계로 활용되도록 구성될 수 있다.
주경(111/123)은 광학적 박막 처리에 의해 적외선이나 가시 광선은 투과되도록 구성될 수 있고 레이저 신호는 반사되도록 구성될 수 있다.
즉, 주경(111/123)은 혼합식의 공통 광학계로 활용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법의 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 먼저 주경(111)이 표적으로부터 수신되는 광을 투과시킨다(S101).
다음으로, 보정 렌즈(112)가 주경(111)에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하여 투과시킨다(S102). 여기서, 보정 렌즈(112)는 주경(111)의 바로 뒷편에 배치되어 주경(111)에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 제1 굴절 렌즈(113)가 보정 렌즈(112)에서 투과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시킨다(S103).
다음으로, 제2 굴절 렌즈(114)가 제1 굴절 렌즈(113)에서 통과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시킨다(S104).
다음으로, 표적 영상 획득부(115)가 제2 굴절 렌즈(114)에서 통과되는 광을 집광하여 표적 영상을 획득한다(S105). 여기서, 표적 영상 획득부(115)는 적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성될 수 있다.
다음으로, 레이저 입력부(121)가 레이저 신호를 입력하여 부경(122)으로 송광한다(S106).
다음으로, 부경(122)이 레이저 입력부(121)에 의해 입력되는 레이저 신호를 주경(123)으로 반사시켜 송광한다(S107). 여기서, 부경(122)은 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성될 수 있다.
다음으로, 주경(123)이 부경(122)으로부터 반사되어 송광되는 레이저 신호를 표적을 향해 반사하여 송광한다(S108). 여기서, 주경(123)은 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 영상 획득 광학계
111: 주경
112: 보정 렌즈
113: 제1 굴절 렌즈
114: 제2 굴절 렌즈
115: 표적 영상 획득부
120: 레이저 집속 광학계
121: 레이저 입력부
122: 부경
123: 주경
111: 주경
112: 보정 렌즈
113: 제1 굴절 렌즈
114: 제2 굴절 렌즈
115: 표적 영상 획득부
120: 레이저 집속 광학계
121: 레이저 입력부
122: 부경
123: 주경
Claims (13)
- 표적 영상을 획득하는 영상 획득 광학계; 및
레이저 신호를 표적에 집속하는 레이저 집속 광학계를 포함하는 비축 광학계;를 이용하고,
상기 영상 획득 광학계 및 상기 레이저 집속 광학계는, 주경을 공통 구성으로 하는 공통 광학계로 구성되고,
상기 레이저 집속 광학계는, 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성되고,
상기 영상 획득 광학계는,
표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 상기 주경;
상기 주경을 기준으로 표적의 반대편인 상기 주경의 바로 뒷편에 배치되며, 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하기 위한 보정 렌즈;
상기 보정 렌즈를 통해 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키고, 볼록 렌즈로 구성되는 제1 굴절 렌즈;
상기 제1 굴절 렌즈에서 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제2 굴절 렌즈; 및
상기 제2 굴절 렌즈를 통해 투과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하고, 주간에는 가시광 영상을 획득하고 야간에는 적외선 영상을 획득하는 표적 영상 획득부;를 포함하도록 구성되고,
상기 레이저 집속 광학계는,
레이저 신호를 입력시키는 레이저 입력부;
상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 반사하는 부경; 및
상기 부경에 의해 반사되는 레이저 신호를 상기 표적으로 반사하는 상기 주경을 포함하도록 구성되고,
상기 주경은, 광학적 박막 처리에 의해 적외선이나 가시광선은 투과시키고, 곡률 반사면이 형성되어 레이저 신호는 반사하도록 구성되어, 상기 영상 획득 광학계에 대해서는 투과식 광학계로 이용되고, 상기 레이저 집속 광학계에 대해서는 반사식 광학계로 이용되고,
상기 보정 렌즈는, 상기 주경에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 표적 영상 획득부는,
적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 주경은,
비축 광학경으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계. - 제1항에 있어서,
상기 부경은,
비축 광학경으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계. - 삭제
- 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법에 있어서,
주경이 표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 단계;
보정 렌즈가 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하여 투과시키는 단계;
제1 굴절 렌즈가 상기 보정 렌즈에서 투과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시키는 단계;
제2 굴절 렌즈가 상기 제1 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하기 위해 굴절시켜 통과시키는 단계;
표적 영상 획득부가 상기 제2 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 단계;
레이저 입력부가 레이저 신호를 입력하여 부경으로 송광하는 단계;
부경이 상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 상기 주경으로 반사시켜 송광하는 단계; 및
상기 주경이 상기 부경으로부터 반사되어 송광되는 레이저 신호를 상기 표적을 향해 반사하여 송광하는 단계;를 포함하고,
상기 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계는,
표적 영상을 획득하는 영상 획득 광학계; 및
레이저 신호를 표적에 집속하는 레이저 집속 광학계를 포함하는 비축 광학계;를 포함하고,
상기 영상 획득 광학계 및 상기 레이저 집속 광학계는, 주경을 공통 구성으로 하는 공통 광학계로 구성되고,
상기 레이저 집속 광학계는, 부경 차폐가 없는 비축 광학계로 구성되고,
상기 영상 획득 광학계는,
표적으로부터 수신되는 광을 투과시키는 상기 주경;
상기 주경을 기준으로 표적의 반대편인 상기 주경의 바로 뒷편에 배치되며, 상기 주경에서 투과되는 광의 비축 수차를 제거하기 위한 보정 렌즈;
상기 보정 렌즈를 통해 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키고, 볼록 렌즈로 구성되는 제1 굴절 렌즈;
상기 제1 굴절 렌즈에서 투과되는 광을 굴절시켜 투과시키는 제2 굴절 렌즈; 및
상기 제2 굴절 렌즈를 통해 투과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하고, 주간에는 가시광 영상을 획득하고 야간에는 적외선 영상을 획득하는 표적 영상 획득부;를 포함하도록 구성되고,
상기 레이저 집속 광학계는,
레이저 신호를 입력시키는 레이저 입력부;
상기 레이저 입력부에 의해 입력되는 레이저 신호를 반사하는 부경; 및
상기 부경에 의해 반사되는 레이저 신호를 상기 표적으로 반사하는 상기 주경을 포함하도록 구성되고,
상기 주경은, 광학적 박막 처리에 의해 적외선이나 가시광선은 투과시키고, 곡률 반사면이 형성되어 레이저 신호는 반사하도록 구성되어, 상기 영상 획득 광학계에 대해서는 투과식 광학계로 이용되고, 상기 레이저 집속 광학계에 대해서는 반사식 광학계로 이용되고,
상기 보정 렌즈는, 상기 주경에 정반대되는 광경로를 갖는 렌즈 곡률의 형상이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법. - 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 표적 영상 획득부가 상기 제2 굴절 렌즈에서 통과되는 광을 집광하여 상기 표적 영상을 획득하는 단계에서,
상기 표적 영상 획득부는 적외선 센서 또는 가시광 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 비축 광학계를 이용한 투과/반사 혼합식 공통 광학계를 이용한 비축 수차 보정 방법.
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- 2023-04-19 KR KR1020230051373A patent/KR102586564B1/ko active IP Right Grant
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