KR102667102B1 - 추적 장치 및 추적 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 타겟을 추적하기 위한 광학부; 기준평면 상에 배치될 수 있고 광학부가 지지되며, 광학부를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향으로 축회전이 가능하고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능한 구동부; 및 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하기 위한 스토퍼부;를 포함하는 추적 장치와, 이에 적용되는 추적 방법으로서, 타겟을 추적하는 중에 구동부의 부하를 감소시켜 손상을 방지할 수 있고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법이 제시된다.

Description

추적 장치 및 추적 방법{TRACKING APPARATUS AND TRACKING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 추적 장치 및 추적 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타겟을 추적하는 중에 구동부의 부하를 감소시켜 손상을 방지할 수 있고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법에 관한 것이다.

2축 전자광학 장비는 미상의 비행체를 타겟으로 인식하고, 인식된 타겟을 추적하기 위한 것이다. 이를 위해 2축 전자광학 장비는 기본적으로 타겟의 영상을 획득할 수 있는 영상 센서와, 영상 센서를 타겟에 지향할 수 있고, 타겟의 움직임에 따라 영상 센서를 회전시킬 수 있는 2축 김발을 포함한다.

한편, 2축 김발은 그것이 사용되는 2축 전자광학 장비의 용도에 따라 각도 구동 범위가 360도 이하일 수도 있고, 360도 이상의 소정 범위일 수도 있고, 무제한일 수도 있다. 즉, 2축 전자광학 장비의 용도에 따라 2축 김발의 각도 구동 범위가 다르다. 따라서, 2축 김발은 각도 구동 범위에 따라 크게 세 가지 종류로 구분될 수 있다. 예컨대 각도 구동 범위가 무제한인 2축 김발과, 각도 구동 범위가 360도 이상 720도 이하인 2축 김발과, 각도 구동 범위가 360도 이하인 2축 김발이 있다.

여기서, 각도 구동 범위가 무제한인 2축 김발 및 각도 구동 범위가 360도 이상 720도 이하인 2축 김발이 탑재되는 2축 전자광학 장비는 2축 김발이 한쪽 방향으로 연속적으로 회전하는 것을 방지하기 위한 추가적인 구성을 가진다. 예컨대 2축 김발이 한 쪽 방향으로만 연속적으로 회전하면 케이블이 꼬이다가 단선될 수 있다.

이때, 연속 회전을 방지하는 추가 구성에는 소프트웨어적인 구성과 하드웨어적인 구성이 있다. 소프트웨어적인 구성으로는 센서 및 전자제어기를 2축 전자광학 장비에 추가할 수 있다. 즉, 2축 김발의 각도를 센서로 측정하고 측정 값을 기반으로 2축 김발의 회전을 전자적으로 제어할 수 있다. 그러나 이러한 방식은 전원이 공급되지 않는 상태이거나, 전기적인 오류가 발생할 때 제 기능을 하지 못하는 문제점이 있다.

예를 들어, 기계적 스토퍼가 없고, 장비 전원이 오프인 상태에서 사용자가 2축 김발이 어느쪽으로 더 많이 회전하였는지를 기억해야 한다. 이를 잘못 기억하는 경우, 실제로 2축 전자광학 장비 보수 및 확인 등을 위하여 전원 오프 상태로 2축 김발을 한 쪽 방향으로만 수동 구동하다가 전선아 단선되는 문제가 다수 발생한다. 또한, 전자적인 구동 범위 제한은 단순 통신 오류 및 개발자의 소프트웨어적인 실수로 인하여 제 기능을 못하는 상황이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 실제로, 2축 전자광학 장비의 제어기를 코딩 후에, 첫 구동 시험 중 장비 오동작 확률 매우 높다.

이에, 하드웨어적인 구성을 2축 전자광학 장비에 추가할 수 있다. 예컨대 2축 전자광학 장비에 슬립링이나 로터리 조인트와 같은 전선 꼬임 방지 장치를 추가 구성으로 포함시킬 수 있다. 그런데 이러한 장치의 추가는 전기적 연결 장치를 추가한다는 관점에서 전기적인 신호의 지연이나 손실 및 노이즈의 발생이 우려될 수 있고, 2축 전자광학 장비의 시스템의 복잡성을 증가시키는 원인이 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 고가의 슬립링을 구매해야 한다.

따라서, 무제한 구동 범위가 꼭 필요하지 않은 경우, 즉, 각도 구동 범위가 360도 이상 720도 이하인 2축 김발이 탑재되는 2축 전자광학 장비의 경우, 슬립링을 사용하지 않고 기계적으로 2축 김발의 회전을 제한하는 것이 필요하다.

따라서, 하드웨어적인 구성이면서 전기적 연결 장치를 추가하지 않는 개념으로, 기계적인 스토퍼를 2축 전자광학 장비에 추가할 수 있다. 이러한 기계적인 스토퍼는 물리적인 구조가 구동 범위를 제한하므로 오류가 생길 일이 거의 없어, 신뢰성있는 구동 범위 제한(전선 보호)이 가능하다.

그런데,종래에는 2축 전자광학 장비에 추가할 신뢰성있는 기계적인 스토퍼가 현재까지 마련되어 있지 않았기 때문에, 무제한 구동 범위가 꼭 필요하지 않은 경우, 즉, 각도 구동 범위가 360도 이상 720도 이하인 2축 김발이 탑재되는 2축 전자광학 장비의 경우에도 하드웨어적인 구성으로서 고가의 슬립링을 사용함으로써 2축 전자광학 장비의 제조비용이 크게 증가되는 문제점이 있었다.

이에, 2축 전자광학 장비에 물리적으로 작동하며 신뢰성있는 기계적인 스토퍼의 구성이 요구되고 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR 10-2093916 B1 KR 10-2420976 B1

본 발명은 타겟을 추적하는 중에 구동부의 부하를 감소시켜 손상을 방지할 수 있고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 추적 장치는, 타겟을 추적하기 위한 광학부; 기준평면 상에 배치될 수 있고 상기 광학부가 지지되며, 상기 광학부를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향으로 축회전이 가능하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능한 구동부; 및 기계식으로 동작되며 상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하기 위한 스토퍼부;를 포함한다.

상기 구동부는, 상기 제1 방향으로 축회전이 가능한 제1축 부재를 가지는 제1 구동부; 및 상기 제2 방향으로 축회전이 가능한 제2축 부재를 가지고, 상기 제1축 부재에 연결되며, 상기 제1축 부재의 축회전에 의해 제1 방향에 대한 회전 정도가 조절되고, 상기 광학부를 축회전시키는 제2 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 광학부는 상기 제2축 부재에 연결되고, 상기 제2축 부재의 축회전에 의해 제2 방향에 대한 회전 정도가 조절되고, 상기 스토퍼부는 상기 광학부의 제2 방향에 대한 회전 정도에 따라 기계식으로 자신의 형태를 조절하여 상기 광학부의 회전 범위를 제한할 수 있다.

상기 제2 구동부는 중심이 제1 방향으로 상기 제1축 부재를 통과하는 선상에 위치하고, 상기 광학부는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면 측에 배치되고, 상기 제2축 부재의 끝단면에 장착되며, 제2 방향의 회전에 대한 회전 중심이 상기 광학부의 내부에 위치할 수 있다.

상기 제2 구동부의 바디의 끝단면과 상기 제2축 부재의 끝단면은 동일 면상에 위치하거나, 상기 제2 방향을 향하도록 배치되며 상호 이격될 수 있다.

상기 제1축 부재의 끝단면에 상기 제2 구동부가 장착되고, 상기 제1 방향으로 상기 제1축 부재를 지나가는 제1 축선과 상기 제2 방향으로 상기 제2축 부재를 지나가는 제2 축선은 서로 직교할 수 있다.

상기 광학부의 일부는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 에지로부터 외측으로 돌출될 수 있다.

상기 제2 구동부의 바디의 끝단면은 상기 제2축 부재가 배치되는 중심부 영역과, 상기 중심부 영역을 둘러싸는 에지 영역을 포함하며, 상기 제2축 부재의 외주면 및 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 상기 에지 영역에 상기 스토퍼부가 설치될 수 있다.

상기 스토퍼부는, 상기 제2축 부재의 외주면에 설치되고, 상기 제2축 부재의 외주면으로부터 멀어지도록 연장되며, 상기 제2축 부재가 배치되는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면을 향하도록 상기 제2 방향으로 단부가 굴절되는 포크 부재; 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면에 설치되고, 상기 제2축 부재에 의한 상기 광학부의 회전 시에 상기 포크 부재가 접근하는 방향에 따라 상기 포크 부재와의 접촉을 다르게 이용하여 상기 제1 방향으로의 양측 단부의 형태가 조절되는 가변 부재;를 포함할 수 있다.

상기 가변 부재는, 상기 포크 부재가 정면 측에서 상기 가변 부재의 양측 단부 중 제1 단부로 접근 시, 상기 포크 부재와 빗면으로 접촉하여 상기 제1 단부를 축소시켜 상기 포크 부재를 통과시키고, 상기 제1 단부의 축소와 동시에, 제2 단부를 연장시키고, 연장된 제2 단부로 상기 포크 부재의 후면 측에서의 제2 단부로의 접근 경로를 차단할 수 있다.

상기 스토퍼부는, 상기 제2축 부재가 배치되는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면에 설치되며 상기 제2축 부재의 둘레를 따라 이격되고, 상기 제2축 부재의 외주면으로부터의 이격된 거리가 서로 다른 복수개의 고정 부재; 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 반경 방향으로 상기 복수개의 고정 부재의 사이에서 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 둘레 방향으로 상기 복수개의 고정 부재 사이를 지나도록, 상기 제2축 부재의 둘레를 따라 연장되는 궤도 부재; 상기 반경 반향으로 연장되고, 상기 제2축 부재의 외주면에 지지되며, 상기 궤도 부재와 접촉하고, 상기 제2축 부재에 의한 상기 광학부의 회전을 이용하여 상기 반경 방향의 양측 단부의 형태를 조절하는 가변 부재; 일측이 상기 제2축 부재의 외주면에 연결되고, 타측이 상기 가변 부재의 상단에 연결되며, 상기 제2축 부재의 회전에 의해 회전되며 상기 가변 부재를 상기 궤도 부재를 따라 이동시키는 포크 부재;를 포함할 수 있다.

상기 가변 부재는, 상기 광학부의 회전 각도가 플러스 방향으로 증가하면 상기 제2 축 부재의 외주면과 가까운 고정 부재에 접촉될 수 있도록 상기 제2축 부재의 외주면을 향하는 단부의 길이를 상기 제2축 부재의 외주면 측으로 연장시키고, 상기 광학부의 회전 각도가 마이너스 방향으로 증가하면 상기 제2 축 부재의 외주면에서 먼 고정 부재에 접촉될 수 있도록 외주면을 향하는 단부와 대향하는 단부의 길이를 상기 제2 바디의 끝단면의 에지 측으로 연장시킬 수 있도록 형성되는 것에 의해, 상기 광학부의 회전 정도에 따라 상기 복수개의 고정 부재에 선택적으로 접촉될 수 있다.

상기 스토퍼부는, 상기 제2축 부재의 외주면과 마주보도록 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면에 설치되며 상기 제2축 부재의 외주면의 둘레를 따라 연장되고, 연장되는 길이에 따라 상기 제2축 부재의 외주면으로부터의 이격 거리가 달라지며, 상기 제2축 부재의 외주면의 둘레 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 레일 부재; 하부가 상기 레일 부재를 따라 이동 가능하도록 설치되고, 상부가 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 반경 방향으로 신축 가능한 가변 부재; 상기 레일 부재의 양측 끝단에 설치되고, 상기 가변 부재의 이탈을 방지하는 고정 부재; 일측이 상기 가변 부재의 상단에 연결되고, 타측이 상기 제2축 부재의 외주면에 연결되며, 상기 제2축 부재의 회전에 의해 회전되며 상기 가변 부재를 상기 레일 부재를 따라 이동시키는 포크 부재;를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는, 중력 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며, 상기 제1 방향으로 서로 마주보고, 상기 제1축 부재가 각각 설치되는 제1 바디; 상기 제1 바디에 내장되고, 상기 제1축 부재를 회전시키기 위한 제1 모터;를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동부는, 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 바디들의 사이에 배치되고, 상기 제1축 부재들의 끝단면에 지지되는 제2 바디; 상기 제2 바디에 내장되고, 상기 제2축 부재를 축회전시키기 위한 제2 모터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 추적 방법은, 추적 장치의 광학부를 이용하여 타겟의 영상을 획득하는 과정; 상기 추적 장치의 구동부를 이용하여, 중력 방향과 교차하는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 광학부를 축회전시키며 상기 광학부로 공중의 타겟을 추적하는 과정; 및 상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정;을 포함한다.

상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은, 상기 광학부의 회전에 따라 상기 추적 장치의 스토퍼부의 형태를 기계식으로 점진적으로 혹은 순간적으로 조절하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은, 상기 제2 방향에 대하여, 상기 광학부가 0°부터 플러스 360°까지 회전하는 동안 상기 광학부의 회전을 계속하게 하고, 상기 광학부의 각도가 플러스 360°와 플러스 540° 사이에서 플러스 종점 각도에 도달하면 상기 추적 장치의 스토퍼부로 상기 광학부의 회전을 기계적으로 차단하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은, 상기 제2 방향에 대하여, 상기 광학부가 0°부터 마이너스 360°까지 회전하는 동안 상기 광학부의 회전을 계속하게 하고, 상기 광학부의 각도가 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이에서 마이너스 종점 각도에 도달하면 상기 스토퍼부로 상기 광학부의 회전을 기계적으로 차단하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 광학부로 공중의 타겟을 추적하는 과정은, 상기 구동부의 제1축 부재를 상기 제1 방향으로 축회전시키며, 상기 제1축 부재에 지지된 상기 구동부의 제2축 부재의 기울어짐 정도를 조절하는 과정; 기울어짐 정도가 조절된 제2축 부재를 제2 방향으로 축회전시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 플러스 종점 각도의 위치 및 마이너스 종점 각도의 위치에서 상기 스토퍼부의 광학부 측 부품과 구동부 측 부품 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용하고, 나머지 위치들에서 상기 기계적 연결을 해제하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 상기 스토퍼부의 광학부 측 부품과 구동부 측 부품을 기계적으로 계속하여 연결시키는 과정;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 광학부를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향으로 축회전이 가능하고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능한 구동부를 작동시켜, 광학부를 회전시키며 타겟을 추적하는 동안, 스토퍼부를 이용하여 기계식으로 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한함으로써, 광학부의 과도한 회전에 의한 전선의 단선을 방지할 수 있다. 이에, 광학부가 타겟을 정확하고 안정적으로 추적할 수 있고, 타겟의 영상을 정확하고 안정적으로 획득할 수 있다. 나아가, 타켓의 영상을 정확하게 분석할 수 있고, 분석 결과로부터 타겟을 피아식별 할 수 있고, 피아식별 결과 적성의 비행체로 판단되는 타겟에 대한 유연한 대처가 가능하다. 또한, 스토퍼부가 기계적으로 작동되며 물리력이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가짐에 따라, 스토퍼부의 작동 시에 구동부에 부하가 가해지는 것을 최소화할 수 있고, 이로부터, 구동부의 신뢰성있는 작동을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치 및 타겟의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치의 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예들을 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 타겟을 추적하는 중에 구동부의 부하를 감소시켜 손상을 방지할 수 있고 구동부의 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법에 관한 것이다.

이하에서는 피아식별 및 이로부터 적성의 비행체로 판단되는 타겟의 영상을 획득하기 위하여 타겟의 움직임을 추적하는 2축 전자광학 체계에 적용되는 경우를 예시하여, 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법은 각도 구동 범위가 360° 이상 ~ 720° 이하인 2축 전자광학 체계를 위한 것일 수 있다. 이에, 각도 구동 범위가 360° 이상 ~ 720° 이하인 2축 전자광학 체계에 적용되는 경우를 예시하여, 본 발명의 실시 예들을 이하에서 상세하게 설명한다.

물론, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예들에 따른 추적 장치 및 이를 이용한 추적 방법은 대공, 대지, 대함 등의 무장을 갖춘 각종 전투 플랫폼에 탑재되는 다양한 영상 추적 장비에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치 및 타겟의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치의 개략도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치의 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 추적 장치를 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 추적 장치(1000)는, 타겟(P)을 추적하기 위한 광학부(100), 광학부(100)를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향(W)으로 축회전이 가능하고, 제1 방향(W)과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능하며, 기준평면(10) 상에 배치될 수 있고, 광학부(100)가 지지되는 구동부(200), 및 광학부(100)의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하기 위한 스토퍼부(400)를 포함한다.

여기서, 구동부(200)는, 기준평면(10) 상에 배치될 수 있고, 제1 방향(W)으로 연장되며 제1 방향(W)으로 축회전이 가능한 제1축 부재(212)를 가지는 제1 구동부(210), 및 제1 방향(W)으로 제1축 부재(212)를 통과하는 선 예컨대 제1 축선(W') 상에 위치하며, 광학부(100)와 제1 구동부(210)를 연결시키고, 제2 방향으로 연장되며 제2 방향으로 축회전이 가능한 제2축 부재(222)를 가지고, 제1축 부재(212)에 연결되며, 제1축 부재(212)의 축회전에 의해 제1 방향(W)에 대한 회전 정도가 조절되고, 광학부(100)를 축회전시키는 제2 구동부(220)를 포함할 수 있다.

한편, 추적 장치(1000)는, 기준평면(10)에 배치되고 구동부(200)가 지지되는 기저부(300)를 포함할 수 있다.

또한, 추적 장치(1000)는, 타겟(P)의 최초 위치를 획득할 수 있고, 타겟(P)의 영상을 획득하도록 광학부(100)의 작동을 제어할 수 있고, 타겟(P)의 영상으로부터 타겟(P)의 다음 위치를 예측할 수 있고, 다음 위치로 광학부(100)의 시선을 이동시켜 타겟(P)을 광학부(100)가 지속적으로 추적할 수 있도록 구동부(200)의 작동을 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 광학부(100)의 시선은 예컨대 타겟(P)의 영상을 촬영하기 위해 광학부(100)에 탑재되는 영상 센서의 시선(L)을 의미한다.

기준평면(10)은 지평면과 평행한 면으로서, 미상의 비행체가 지나가는 상공의 아래에 위치하는 지상의 영역 상에 형성되는 면일 수 있다. 또한, 기준평면(10)은 지상용 플랫폼의 상면일 수 있다. 또한, 기준평면(10)은 중력 방향과 직교할 수 있다.

타겟(P)은 미상의 비행체를 포함할 수 있다. 여기서, 미상의 비행체는 항공 엔진, 혹은 로터, 모터 및 배터리 등을 탑재하며 이로부터 동력 비행을 하는 유인 비행체 및 무인 비행체를 포함할 수 있다.

타겟(P)은 기준평면(10)의 상공을 소정의 속도로 지나갈 수 있다. 이때, 타겟(P)이 지나가는 경로를 타겟(P)의 항로라고 지칭할 수 있다. 기준평면(10)의 상공을 공중이라고 지칭할 수 있다. 추적 장치(1000)의 고각 90도 부근은 타겟의 영상을 획득하기 용이한 영역일 수 있다. 고각 90도 부근의 소정 영역은 구동부(200)의 주 구동 범위에 해당하는 영역일 수 있다. 한편, 고각 90도 부근은 고각 90도 선을 둘러싸는 소정 크기의 영역일 수 있다.

한편, 중력 방향과 나란한 방향을 상하 방향(Z)이라고 정의한다. 이때, 상하 방향(Z)을 요잉(yawing) 축 방향이라고 지칭할 수도 있다. 또한, 중력 방향과 직교하는 방향들 중 어느 한 방향을 좌우 방향(W)이라고 정의한다. 이때, 좌우 방향(W)을 피치(pitch) 축 방향이라고 지칭할 수도 있다. 그리고 중력 방향과 직교하는 방향들 중에서 좌우 방향(W)과도 직교하는 방향을 전후 방향(N)이라고 정의한다. 이때, 전후 방향(N)을 롤링(rolling) 축 방향이라고 지칭할 수도 있다. 좌우 방향(W)과 전후 방향(N)을 수평 방향이라고 통칭할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제1 실시 예에서는 제1 방향이 좌우 방향(W)일 수 있다. 따라서, 제1 방향을 좌우 방향(W)과 동일한 도면부호 "W"를 사용하여 설명한다.

한편, 제2 방향은 제1 방향(W)과 교차하는 방향으로서, 전후 방향(N)이 될 수도 있고, 상하 방향(Z)이 될 수도 있고, 전후 방향(N)과 상하 방향(Z) 사이에 위치하는 임의의 경사 방향이 될 수도 있다. 즉, 제2 방향은 전후 방향(N)과 상하 방향(Z)에 의해 정의되는 ZN평면 상에 놓인 방향일 수 있다. 따라서, 이하에서는 제2 방향을 도면부호 "ZN"으로 지칭한다.

광학부(100)는 공중으로부터 방출되는 광 예컨대 가시광, 적외선광 등을 수신하여 타겟(P)의 영상을 획득하는 역할 즉, 타겟(P)을 촬영하여 타겟(P)의 영상을 획득하는 역할을 한다. 광학부(100)는 제2축 부재(222)에 의해 제2 방향(ZN)을 중심으로 하여 축회전하며, 제2 방향(ZN)을 중심으로 한 축회전의 회전 중심(즉, 제2방향 회전 중심)이 광학부(100)의 내부에 위치할 수 있다. 이에, 광학부(100)는 제2축 부재(222)에 의해 제2방향 회전 중심을 중심으로 자전할 수 있다.

광학부(100)는 제2 구동부(220)의 바디 예컨대 제2 바디(221)의 끝단면 측에 배치될 수 있다. 광학부(100)는 제2축 부재(222)에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 광학부(100)는 제2축 부재(222)의 끝단면에 장착될 수 있다. 또한, 광학부(100)는 제2축 부재(222)의 축회전에 의해 제2 방향(ZN)에 대한 회전 정도 예컨대 자전 정도가 조절될 수 있다. 또한, 광학부(100)의 일부는 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면의 에지로부터 외측으로 돌출될 수도 있다.

광학부(100)는, 제2 구동부(220)에 지지되는 하우징과, 하우징에 탑재되며, 광을 수신하여 타겟(P)의 영상을 생성하기 위한 영상 센서와, 하우징에 탑재되며, 공중의 타겟(P) 및 그 주변으로부터 방출되는 광을 영상 센서로 안내하면서 시선을 형성하기 위한 광학계와, 하우징에 탑재되거나, 제2 구동부(220)에 지지되며, 광학계와 연결되고, 타겟(P)의 영상을 처리하여 제어부로 제공하는 영상처리기를 포함할 수 있다. 이때, 영상처리기에서 영상 처리된 결과는 제어부에서 타겟(P)의 다음 위치를 예측하는 것에 사용될 수 있다.

여기서, 하우징, 영상 센서, 영상 처리기는 공지의 기술을 활용하여 다양한 구성으로 구현될 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 이를 특별히 한정하지 않으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 광학계는 비축 광학계의 구조를 가질 수 있다. 비축 광학계를 비축 반사 광학계라고 지칭할 수 있다. 한편, 비축 광학계의 구조는 항공정찰 분야, 군사분야(방위산업 기술 분야), 광학 기술 분야 등에서 사용되는 비축 광학계의 구조로서 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

구동부(200)는 광학부(100)를 제1 축선(W')을 기준으로 축회전시키고, 제2 축선(ZN')을 기준으로 축회전시키는 역할을 한다. 이때, 구동부(200)는 첫 번째 회전이 제1 축선(W')을 기준으로 하는 축회전일 수 있다. 이하에서는 제1 축선(W')을 기준으로 하는 축회전을 광학부(100)의 공전이라고 지칭한다. 그리고 구동부(200)는 두 번째 회전이 제2 축선(ZN')을 기준으로 하는 축회전일 수 있다. 이하에서는 제2 축선(ZN')을 기준으로 하는 축회전을 광학부(100)의 자전이라고 지칭한다.

한편, 첫 번째 회전과 두 번째 회전은 회전의 순서를 의미하는 것이 아니고, 상호 간의 종속 관계를 의미할 수 있다. 즉, 첫 번째 회전은 독립적인 회전을 지칭할 수 있고, 두 번째 회전은 종속적인 회전을 지칭할 수 있다. 구체적으로 첫 번째 회전은 두 번째 회전에 대하여 독립적일 수 있다. 즉, 두 번째 회전과 무관하게 첫 번째 회전의 회전축인 제1 축선(W')은 두 번째 회전에 의해 자세가 변하지 않는다. 반면, 두 번째 회전은 첫번째 회전에 대해 종속적일 수 있다. 즉, 두 번째 회전의 회전축인 제2 축선(ZN')의 자세는 첫 번째 회전에 따라 변할 수 있다.

여기서, 제1 축선(W')은 제1축 부재(212)의 중심을 제1 방향(W)으로 지나가는 선을 지칭할 수 있다. 제1 축선(W')을 제1축 부재(212)의 중심선 혹은 제1 중심선이라고 지칭할 수도 있다. 또한, 제2 축선(ZN')은 제2축 부재(222)의 중심을 제2 방향(ZN)으로 지나가는 선을 지칭할 수 있다. 제2 축선(ZN')을 제2축 부재(222)의 중심선 혹은 제2 중심선이라고 지칭할 수도 있다.

이때, 제1 축선(W')과 제2 축선(ZN')은 직교할 수 있다. 또한, 제1 축선(W')과 제2 축선(ZN')이 직교하는 점을 교차점이라고 할 수 있다. 그리고 교차점은 제2 구동부(220)의 내부에 존재할 수 있다. 한편, 교차점을 구동부(200)의 구동원점이라고 지칭할 수도 있다.

구동부(200)는, 기준평면(10) 상에 상하 방향(Z)으로 배치되며, 제1 방향(W)으로 연장되면서 축회전이 가능한 제1축 부재(212)를 가지는 제1 구동부(210), 제2 방향(ZN)으로 연장되고, 제1축 부재(212)에 지지되고, 광학부(100)가 제2 방향(ZN)으로 연결되며, 제2 방향(ZN)으로 연장되며 축회전이 가능한 제2축 부재(222)를 가지는 제2 구동부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1축 부재(212)의 끝단면에 제2 구동부(220)가 장착되고, 제2축 부재(222)의 끝단면에 광학부(100)가 장착될 수 있다. 이때, 제2축 부재(222)는 제1축 부재(212)의 축회전에 의해 기준평면(10)에 대한 기울어짐 정도가 조절될 수 있다.

한편, 제1축 부재(212) 및 제2축 부재(222) 중 적어도 한 종류의 축 부재는 개수가 복수개 이고, 개수가 복수개인 축 부재는 각각이 연장된 방향으로 서로를 마주보도록 배치될 수 있다. 이하에서는 제1축 부재(212)의 개수가 복수개인 경우를 기준으로 실시 예를 이어서 설명한다.

제1 구동부(210)는 제2 구동부(220)를 지지하는 역할과, 제2 구동부(220)를 회전시킴으로써 광학부(100)를 공전시키는 역할을 한다. 제1 구동부(210)는, 상하 방향(Z)으로 각각 연장되고, 제1 방향(W)으로 상호 이격되어 서로 마주보고 배치되는 복수개 예컨대 2 개의 제1 바디(211), 제1 바디(211)에 각각 설치되는 제1축 부재(212), 제1 바디(211)에 내장되고, 제1축 부재(212)를 회전시키기 위한 제1 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

제1 바디(211)는 바 형상일 수 있고, 상하 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 바디(211)의 하단은 기저부(300)에 지지될 수 있다. 제1 바디(211)의 상단에 제1축 부재(212)가 장착될 수 있다.

제1축 부재(212)는 제1 방향(W)으로 연장될 수 있고, 끝단이 제1 바디(211)의 내측면으로부터 돌출되거나, 내측면에 배치될 수 있다. 제1 바디(211)의 내측면은 제1 바디(211)의 측면들 중 해당 제1 바디(211)와 이웃하는 제1 바디(211)를 마주보는 면을 지칭할 수 있다. 제1축 부재(212)는 끝단이 제2 구동기(220)의 제2 바디(221)에 제1 방향(W)으로 연결될 수 있다. 즉, 제1축 부재(212)의 끝단에 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)가 지지될 수 있다. 또한, 제1축 부재(212)는 제1 모터(미도시)에 연결되어 축회전될 수 있다. 제1축 부재(212)의 축회전에 의해 제2 구동부(220)가 회전하면서 광학부(100)가 공전될 수 있다. 한편, 제1축 부재(212)는 제1 모터(미도시)에 의해 회전력을 공급받아서 축회전되는 방식 외에도, 다양한 방식으로 축회전될 수 있다.

제1축 부재(212)의 축회전 각도에 따라 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 자세를 제어할 수 있다. 예컨대 제2 바디(221)의 중심을 제2 방향(ZN)으로 지나가는 선인 제2 바디(221)의 중심선이 기준평면(10)에 대해 평행한 자세를 가질 때 제1축 부재(212)의 축회전 각도가 90도 또는 270도일 수 있다. 또한, 제2 바디(221)의 중심선이 기준평면(10)에 대해 수직한 자세를 가질 때 제1축 부재(212)의 축회전 각도가 0도 혹은 180도일 수 있다. 즉, 제1축 부재(212)의 축회전 각도가 90도 또는 270도에 가까울수록 광학부(100)의 시선이 추적 장치(1000)가 적용된 2축 전자광학 장비가 설치된 지면의 수직선(이를테면 고각 90도 선)과 가까울 수 있다. 또한, 제1축 부재(212)의 축회전 각도가 0도 혹은 180도에 가까울수록 광학부(100)의 시선이 기준평면(10) 혹은 지면과 가까울 수 있다.

제1 모터(미도시)는 전기모터, 유압모터 등 그 종류가 다양할 수 있다. 즉, 제1 모터는 각종 기계 부품, 전기 부품, 유압 부품 등을 기반으로 제조된 것일 수 있다. 제1 모터는 다양한 동력원으로부터 회전력을 생성하기 위한 동력을 입력받을 수 있다. 예컨대 제1 모터는 배터리(미도시), 발전기(미도시), 엔진(미도시), 전력 분배기(미도시) 등으로부터 전력을 입력받아서 작동할 수 있고, 유압 펌프(미도시) 등으로부터 유압을 입력받아서 작동할 수도 있다.

제2 구동부(220)는 광학부(100)와 제1 구동부(210)를 연결시키는 역할과, 광학부(100)를 지지하는 역할과, 광학부(100)를 자전시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제2 구동부(220)는 제1 구동부(210)에 제1 방향(W)으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 구동부(220)에는 광학부(100)가 제2 방향(ZN)으로 연결될 수 있다. 한편, 제2 구동부(220)는 중심이 제1 축선(W')상에 위치하고, 제1축 부재(212)의 축회전에 의해 제1 방향(W)에 대한 회전 정도가 조절될 수 있다.

제2 구동부(220)는, 제2 방향(ZN)으로 연장되고, 제1 바디(211)들의 사이에 배치되고, 제1축 부재(212)들의 끝단면에 지지되고, 제1 방향(W)으로 제1축 부재를 통과하는 선상에 위치하는 제2 바디(221), 제2 바디(221)의 제2 방향(ZN)으로의 양측 단부 중에서 광학부(100)가 배치되는 일측 단부 예컨대 제2 바디(221)의 끝단부를 제2 방향(ZN)으로 관통하도록 장착되는 제2축 부재(222) 및 제2 바디(221)에 내장되고, 제2축 부재(222)를 축회전시키기 위한 제2 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

제2 바디(221)는 원통 형상일 수 있다. 물론, 제2 바디(221)의 형상은 다양할 수 있다. 제2 바디(221)는 제2 방향(ZN)으로 연장될 수 있고, 제2 방향(ZN)으로의 중심이 제1축 부재(212)와 동일 선상에 위치할 수 있다. 제2 바디(221)는 외주면의 좌우 양측이 제1 구동부(210)에 지지될 수 있다. 제2 바디(221)에는 제2 모터가 탑재될 수 있다.

제2축 부재(222)는 제2 방향(ZN)을 중심으로 축회전함에 의해 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 각도를 조절할 수 있다. 제2축 부재(222)는 광학부(100)와 마주보는 제2 바디(221)의 일측 단부를 제2 방향(ZN)으로 관통하도록 장착될 수 있다. 제2축 부재(222)의 끝단은 제2 바디(221)의 일측 단부로부터 제2 방향(ZN)으로 돌출되거나, 제2 바디(221)의 일측 단부에 위치할 수 있다. 제2축 부재(222)는 제2 모터(미도시)에 연결되어 축회전될 수 있다. 제2축 부재(222)의 끝단에 광학부(100)가 지지될 수 있다. 제2축 부재(222)의 축회전에 의해 광학부(100)가 자전될 수 있다. 한편, 제2축 부재(222)는 제2 모터에 의해 회전력을 공급받아서 축회전되는 방식 외에도, 다양한 방식으로 축회전될 수 있다. 또한, 제2 모터(미도시)는 제1 모터의 구성과 방식이 적용될 수 있다.

이하에서는, 기저부(300)의 설명에 앞서 구동부(200)의 전술한 구조에 따른 회전작동에 대해 설명한다.

구동부(200)는 구동영점을 좌표중심으로 하는 N-W-Z 구동 좌표계(미도시)를 이용하여 구동 예컨대 2축 회전할 수 있다. 여기서, 2축 회전은 공전 및 자전을 지칭할 수 있다. 구동부(200)에 의한 광학부(100)의 공전 각도는 N-W-Z 구동 좌표계 상에서 좌표중심을 중심으로 하는 Z축과 N축 사이의 상하 각도일 수 있다. 구동부(200)에 의한 광학부(100)의 자전 각도는 N-W-Z 구동 좌표계 상에서 좌표중심을 중심으로 하는 W축과 Z축 또는 N축 사이의 좌우 각도일 수 있다.

구동부(200)는 제어부에서 획득된 타겟(P)의 최초 위치에 대한 알려진 좌표값과, 제어부에서 계산된 타겟(P)의 다음 위치에 대한 계산된 좌표값과, 제어부에서 계산된 타겟(P)의 좌표값들과 구동부(200)의 구동영점 사이의 각도들을 이용하여, 각 축 부재를 작동시켜서 좌표중심을 중심으로 광학부(100)를 공전 및 회전시킨다.

이때, 전술한 구동부(200)의 구조에 의해, 광학부(100)의 공전에 대한 회전 중심인 교차점이 제2 구동부(220)의 내부 구체적으로는 제2 구동부(220)의 중심부에 존재하면서, 광학부(100)의 자전에 대한 회전 중심이 광학부(100)의 내부에 위치할 수 있다. 또한, 이것에 의해, 광학부(100)의 공전 및 자전 시 회전관성모멘트를 최소로 할 수 있다.

즉, 광학부(100)의 공전에 대한 회전 중심인 교차점이 제2 구동부(220)의 내부 구체적으로는 제2 구동부(220)의 중심부에 존재하기 때문에, 교차점이 제2 구동부(220)의 외부에 존재하는 것에 비해, 제2 구동부(220) 및 광학부(100)의 무게 중심 및 형상 중심을 전술한 교차점에 일치시키거나, 교차점에 상당히 가깝게 위치시킬 수 있고, 제2 구동부(220) 및 광학부(100)의 하중 분포가 교차점을 중심으로 비교적 균등한 분포를 가질 수 있다.

또한, 광학부(100)의 자전에 대한 회전 중심(자전 중심)이 광학부(100)의 내부에 위치하기 때문에, 자전 중심이 광학부(100)의 외부에 위치하는 것에 비해, 광학부(100)의 무게 중심 및 형상 중심을 전술한 자전 중심에 일치시키거나, 자전 중심에 상당히 가깝게 위치시킬 수 있고, 광학부(100)의 하중 분포가 자전 중심을 중심으로 비교적 균등한 분포를 가질 수 있다.

이로부터 광학부(100)를 공전 및 자전시키기 위해 필요한 힘, 구체적으로 광학부(100)의 회전운동의 상태 변화에 필요한 힘을 감소시킬 수 있으므로, 보다 적은 힘으로 광학부(100)를 더욱 빠르게 공전 및 자전시킬 수 있다.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 구동부(200)의 구동 성능이 더욱 향상될 수 있고, 광학부(100)가 타겟(P)을 더욱 정확하고 안정적으로 추적할 수 있다.

기저부(300)는 제1 방향(W) 및 전후 방향(N)으로 연장되어 소정의 면적을 가질 수 있고, 상하 방향(Z)으로 연장되어 소정의 두께를 가질 수 있다. 기저부(300)의 상면의 제1 방향(W)의 양측에 제1 구동부(210)의 복수개 예컨대 2 개의 제1 바디(211)가 각각 배치될 수 있다. 또한, 기저부(300)의 하면은 기준평면(10)에 놓일 수 있다.

이하에서는, 스토퍼부(400)의 설명에 앞서 스토퍼부(400)가 설치될 수 있도록 하는 구동부(200)의 구조에 대해 설명한다.

제2 구동부(220)의 바디 예컨대 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면은 동일 면상에 위치하거나, 제2 방향(ZN)을 향하도록 배치되면서 상호 이격될 수 있다. 또한, 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면은 제2축 부재(222)가 배치되는 중심부 영역과, 중심부 영역을 둘러싸는 에지 영역을 포함할 수 있다.

제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 동일 면상에 위치하는 경우, 광학부(100)는 외주면의 소정 위치에 이격부재를 구비할 수 있다. 이격부재는 광학부(100)의 외주면과 제2축 부재(222)의 끝단면 사이에 배치됨으로써 스토퍼부(400)가 설치될 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 또한, 이격부재의 외주면 및 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역에 스토퍼부(400)가 설치될 수 있다. 물론, 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 동일 면상에 위치하는 경우, 스토퍼부(400)가 설치될 수 있도록 하는 소정 깊이 및 소정 길이의 그루브가 제2 바디(221)의 끝단면에 환형으로 형성될 수도 있고, 그에 따라, 광학부(100)의 외주면 및 그루부의 내측면에 스토퍼부(400)가 설치될 수도 있다.

제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 제2 방향(ZN)을 향하도록 배치되면서 상호 이격되는 경우, 제2축 부재(222)의 외주면 및 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역에 스토퍼부(400)가 설치될 수 있다.

이하에서는 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 제2 방향(ZN)을 향하도록 배치되면서 상호 이격되고, 제2축 부재(222)의 외주면 및 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역에 스토퍼부(400)가 설치되는 경우를 기준으로 실시 예를 설명한다.

물론, 이하에서 설명되는 내용은 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 동일 면상에 위치하면서, 광학부(100)의 외주면과 제2축 부재(222)의 끝단면을 연결하도록 이격부재가 배치되고, 이격부재의 외주면 및 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역에 스토퍼부(400)가 설치되는 경우에도 유사 혹은 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 마찬가지로 이하에서 설명되는 내용은 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면과 제2축 부재(222)의 끝단면이 동일 면상에 위치하면서, 소정의 그루브가 제2 바디(221)의 끝단면에 환형으로 형성되고, 광학부(100)의 외주면 및 그루부 내에 스토퍼부(400)가 설치되는 경우에도 유사 혹은 동일하게 적용될 수 있다.

스토퍼부(400)는 기계적으로 작동되며 물리력이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 구조로서, 기계식으로 자신의 형태를 조절하고, 조절된 형태를 이용하여 작동하는 구조를 가진다.

스토퍼부(400)는 광학부(100)의 회전을 이용하여 기계식으로 자신의 형태를 조절함으로써, 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 범위를 소정 범위로 제한할 수 있다. 보다 구체적으로는 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 정도에 따라 기계식으로 자신의 형태를 조절할 수 있고, 조절되는 형태를 이용하여 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 범위를 소정 범위 예컨대 0회전 초과 2회전 미만의 범위로 제한할 수 있다.

스토퍼부(400)는 간단한 구성을 가질 수 있고, 제2축 부재(222)의 외주면의 일부와 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면 에지 영역의 일부에 단순한 구조로 설치될 수 있다. 즉, 스토퍼부(400)는 단순한 구성과 간단한 설치구조를 가질 수 있다. 스토퍼부(400)가 구성과 설치구조가 단순화되는 만큼 스토퍼부(400)의 무게와 부피를 감소시킬 수 있다. 따라서, 구동부(200)의 회전 시에 스토퍼부(400)에 의한 회전관성모멘트의 증가를 최소화할 수 있다. 이로부터 구동부(200)가 광학부(100)를 축회전시키기 위해 필요한 힘을 감소시키는 만큼 스토퍼부(400)의 작동 시에 스토퍼부(400)에 가해지는 부하를 줄여줄 수 있으므로, 스토퍼부(400)의 작동에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 스토퍼부(400)는 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 보다 구체적으로는 스토퍼부(400)는 회전을 제한하는 시점에서는 후술하는 포크 부재(410)와 후술하는 가변 부재(420)가 접촉된 상태를 유지하고, 그 외 시점에는 이들이 분리되는 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 이를 위해, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 동안, 후술하는 플러스 종점 각도의 위치 및 후술하는 마이너스 종점 각도의 위치에서 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품인 포크 부재(410)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 부품인 가변 부재(420) 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용할 수 있고, 나머지 위치들에서는 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품인 포크 부재(410)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 부품인 가변 부재(420) 간의 기계적 연결을 해제할 수 있다. 이에, 포크 부재(410)와 가변 부재(420) 간의 접촉을 최소화하여 불필요한 충격 발생을 방지할 수 있고, 스토퍼부(400)에 의해 구동부(200)가 받을 수 있는 부하의 크기를 크게 줄여줄 수 있고, 스토퍼부(400)에 의한 회전관성모멘트의 증가를 더욱 더 최소화할 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바에 따르면, 스토퍼부(400)는, 제2축 부재(222)의 외주면에 설치되고, 제2축 부재(222)의 외주면으로부터 멀어지도록 연장되며, 제2축 부재(222)가 배치된 제2 구동부(220)의 바디 예컨대 제2 바디(221)의 끝단면을 향하도록 제2 방향(ZN)으로 단부가 굴절되는 포크 부재(410), 제1 방향(W)으로 연장되며, 제2 바디(221)에 설치되고, 제2축 부재(222)에 의한 광학부(100)의 회전에 의해 포크 부재(410)가 접근하는 방향에 따라 포크 부재(410)와의 접촉을 다르게 이용하여, 제1 방향(W)으로 양측 단부의 형태가 조절되는 가변 부재(420)를 포함할 수 있다.

포크 부재(410)는 일단이 제2축 부재(222)의 외주면에 설치될 수 있고, 타단이 제2축 부재(222)의 외주면으로부터 멀어지도록 일단으로부터 연장되는 연장 바와, 연장 바의 타단에서 제2 바디(221)의 끝단면을 향하도록 제2 방향(ZN)으로 굴절되는 굴절 바를 포함할 수 있다. 이때, 연장 바는 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역 상을 가로지르도록 배치될 수 있다. 한편, 연장 바가 연장되는 방향으로, 연장 바의 길이는 에지 영역의 길이보다 짧을 수 있다.

또한, 연장 바는 제2 방향(ZN)으로 제2 바디(221)의 끝단면으로부터 이격될 수 있는데, 연장 바와 제2 바디(221)의 끝단면 사이의 이격 거리는 굴절 바의 제2 방향(ZN)으로의 길이보다 길거나 같을 수 있다. 물론, 굴절 바는 가변 부재(420)에 접촉될 수 있는 길이까지는 충분히 연장될 수 있다. 굴절 바는 제2축 부재(222)의 회전에 의해 제2축 부재(222) 및 연장 바와 함께 회전할 수 있고, 회전하면서 가변 부재(420: 421, 422)와 소정의 힘(F)으로 선택적으로 접촉하여 가변 부재(420)의 형태를 기계식으로 조절할 수 있고(도 4의 (a) 및 (b) 참조), 소정의 위치 예컨대 플러스 종점 각도의 위치 및 마이너스 종점 각도의 위치에서는 조절된 가변 부재(420)의 형태에 의해 회전이 멈출 수 있고, 그에 따라, 연장 바 및 제2축 부재(222)의 회전을 차단할 수 있다(도 4의 (c) 및 (d) 참조).

가변 부재(420)는 제2축 부재(222)의 외주면에서 이격되고, 제2 바디(221)의 끝단면에 설치되며 제1 방향(W)으로 연장될 수 있다. 또한, 가변 부재(420)는 고정 바(421)와 작동 바(422)를 포함할 수 있다. 고정 바(421)는 중공형으로 형성될 수 있고, 작동 바(422)는 고정 바(421)를 제1 방향(W)으로 관통하도록 배치될 수 있다. 고정 바(421)의 제1 방향(W)으로 길이는 작동 바(422)의 제1 방향(W)으로 길이보다 짧을 수 있다. 이에, 고정 바(421)의 내부에서 작동 바(422)가 제1 방향(W)으로 슬라이딩 될 때, 작동 바(422)의 일측 단부와 타측 단부가 고정 바(421)로부터 번갈아서 고정 바(421)의 양측으로 돌출될 수 있다. 여기서, 양측은 제1 방향(W)으로의 양측을 의미할 수 있고, 작동 바(422)의 일측 단부와 타측 단부는 제1 방향(W)으로의 일측 단부와 타측 단부를 의미할 수 있다.

작동 바(422)는 제1 방향(W)의 일측 단부와 타측 단부에 각각 빗면(422a) 및 평면(422b)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 작동 바(422)는 제1 방향(W)의 일측 단부에도 빗면(422a)과 평면(422b)이 형성될 수 있고, 제1 방향(W)의 타측 단부에도 빗면(422a)과 평면(422b)이 형성될 수 있다. 각 빗면(422a)은 제1 방향(W)으로 경사지게 연장되면서 제2 방향(ZN)으로 평평하게 연장되어 소정 면적을 가질 수 있다. 각 평면(422b)은 제1 방향(W)으로 평평하게 연장되고 제2 방향(ZN)으로도 평평하게 연장되어 소정 면적을 가질 수 있다. 또한, 각 빗면(422a)은 제2축 부재(222)의 외주면을 등지도록 배치될 수 있다. 또한, 각 평면(422b)은 제2축 부재(222)의 외주면을 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 각 빗면(422a)과 각 평면(422b)는 작동 바(422)의 일측 단부 및 타측 단부의 각각의 끝에서 서로 만나 모서리를 형성할 수 있다.

한편, 고정 바(421)의 내부면에는 마찰면이 형성될 수 있고, 마찰면은 포크 부재(410)와 작동 바(422)의 빗면(422a)의 접촉에 의한 작동 바(422)의 슬라이딩을 허용하고, 포크 부재(410)와 작동 바(422)의 빗면(422a) 간의 접촉이 해제되었을 때에는 작동 바(422)의 슬라이딩을 차단할 수 있을 정도의 크기로, 작동 바(422)와의 사이에 소정 크기의 마찰력을 가질 수 있다.

이에, 포크 부재(410)가 작동 바(422)의 빗면(422a)에 접촉되지 않은 상황에서는 구동부(200)가 어느 방향으로 회전하더라도, 구동부(200)의 회전에 의해 고정 바(421)의 내부에서 작동 바(422)가 움직이는 것을 원천 방지할 수 있다. 이에, 작동 바(422)는 빗면(422a)과 포크 부재(410)의 접촉에 의해서만 기계식으로 그 형태를 변형할 수 있다.

또한, 고정 바(421)의 양측 개구에는 작동 바(422)가 과도하게 돌출되며 이탈되는 것을 방지하도록 하는 돌기(미도시)가 형성될 수 있다. 돌기는 빗면(422a)의 일부가 고정 바(421)로부터 돌출된 상태에서 빗면(422a)의 뿌리 측 변에 접촉되어 작동 바(422)의 과도한 돌출 및 그로인한 이탈을 방지할 수 있다. 여기서, 뿌리 측 변은 빗면(422a)을 이루는 변들 중에서 고정 바(421)의 제1 방향(W)으로의 중심과 가장 가까운 변을 지칭할 수 있다. 한편, 빗면(422a)을 이루는 변들 중에서 고정 바(421)의 제1 방향(W)으로의 중심과 가장 먼 변은 작동 바(422)의 끝에서 평면(422b)과 만나 모서리를 형성하는 변일 수 있다.

한편, 고정 바(421)의 길이와, 작동 바(422)의 일측 단부 혹은 타측 단부가 돌출된 길이를 더한 총 길이에 따라, 스토퍼부(400)가 광학부(100)의 제2 방향으로의 축회전의 회전 범위를 제어할 수 있다. 전술한 총 길이가 길수록 광학부(100)의 회전 범위가 작을 수 있고, 전술한 총 길이가 짧을수록 광학부(100)의 회전 범위가 클 수 있다. 스토퍼부(400)가 광학부(100)의 제2 방향으로의 축회전을 제어하는 회전 범위를 제1 범위라고 지칭할 수 있다. 즉, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향으로의 축회전의 회전 정도의 범위가 제1 범위가 되도록, 광학부(100)의 제2 방향으로의 축회전을 조절할 수 있다. 제1 범위는 시계 방향(플러스 회전)으로 0회전 초과 2회전 미만의 회전 범위와, 반시계 방향(마이너스 회전)으로 0회전 초과 2회전 미만의 회전 범위를 포함할 수 있다. 이때, 시계 방향(플러스 회전)으로의 회전의 종말 각을 플러스 종점 각도라고 지칭할 수 있고, 이 플러스 종점 각도는 예컨대 플러스 360°와 플러스 540° 사이에 위치하는 소정의 각도일 수 있다. 또한, 반시계 방향(마이너스 회전)으로의 회전의 종말 각을 마이너스 종점 각도라고 지칭할 수 있고, 이 마이너스 종점 각도는 예컨대 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이에 위치하는 소정의 각도일 수 있다.

도 4의 (a) 내지 (d)와 도 5의 스텝1 내지 스텝4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스토퍼부(400)의 포크 부재(410)에 의한 가변 부재(420)의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다. 여기서, 도 4의 F는 포크 부재(410)가 작동 바에 가하는 힘을 의미할 수 있고, 도 5의 원은 포크 부재(410)의 궤적을 의미하고, 원을 따라 회전되는 삼각형은 포크 부재(410)의 끝단 즉, 포크 부재(410)의 굴절 바를 간략하게 형상화한 것이다.

도 4의 (a) 내지 (b)를 참조하면, 포크 부재가 작동 바(422)의 일측 단부의 빗면 측에서, 소정 크기의 힘(F)으로 작동 바(422)의 일측 단부의 빗면에 접촉하는 경우, 작동 바(422)의 일측 단부가 고정 바(421)의 내부로 삽입되고 작동 바(422)의 타측 단부가 고정 바(421)로부터 돌출될 수 있고, 포크 부재는 작동 바(422)의 일측 부위를 통과하여 회전을 계속할 수 있다.

마찬가지로, 포크 부재가 작동 바(422)의 타측 단부의 빗면 측에서, 소정 크기의 힘(F)으로 작동 바(422)의 타측 단부의 빗면에 접촉하는 경우, 작동 바(422)의 타측 단부가 고정 바(421)의 내부로 삽입되고 작동 바(422)의 일측 단부가 고정 바(421)로부터 돌출될 수 있고, 포크 부재는 작동 바(422)의 티측 부위를 통과하여 회전을 계속할 수 있다.

이때, 소정 크기의 힘(F)은 빗면의 접선 방향으로 작용하는 힘 성분과 빗면의 법선 방향으로 작용하는 힘 성분을 가지며, 빗면의 법선 방향으로 작용하는 힘 성분의 일부가 고정 바(421)의 길이를 따라 작동 바(422)를 이동시키는 힘으로 사용될 수 있다.

반면, 도 4의 (c) 내지 (d)를 참조하면, 포크 부재가 작동 바(422)의 일측 단부의 평면 측에서, 동일한 크기의 힘(F)으로 작동 바(422)의 일측 단부의 평면에 접촉하는 경우에, 작동 바(422)의 일측 단부가 동일한 크기의 힘(F)을 견디고, 작동 바(422)가 움직이지 않을 수 있다.

따라서, 작동 바(422)의 일측 단부가 고정 바(421)의 내부로 삽입되는 것이 차단될 수 있다. 마찬가지로, 포크 부재가 작동 바(422)의 타측 단부의 평면 측에서, 동일한 크기의 힘(F)으로 작동 바(422)의 타측 단부의 평면에 접촉하는 경우, 작동 바(422)의 타측 단부가 고정 바(421)의 내부로 삽입되는 것이 차단될 수 있다.

도 5의 스텝1은 포크 부재(410)와 가변 부재(420)의 초기 상태를 보여준다. 초기 상태에서는 가변 부재(420)의 후방에 포크 부재(410)가 위치할 수 있다. 그리고, 초기 상태에서는 가변 부재(420)의 양측 단부 중 일측 단부 예컨대 좌측 단부가 축소된 상태이고 타측 단부 예컨대 우측 단부가 연장된 상태로 준비될 수 있다. 물론, 좌우의 축소 및 연장 상태는 반대로 준비될 수도 있다. 이러한 상태에서, 포크 부재(410)가 플러스 회전을 시작하여 가변 부재(420)의 일측 단부(좌측 단부)의 위치를 통과하고, 가변 부재(420)의 전방 측으로 위치할 수 있다.

도 5의 스텝 2 내지 스텝 3을 참조하면, 포크 부재(410)는 플러스 회전을 계속하여 가변 부재(420)의 정면 측에서 가변 부재(420)의 타측 단부(우측 단부)의 위치로 접근할 수 있다. 이때, 포크 부재(410)는 가변 부재(420)의 타측 단부(우측 단부)와 빗면으로 접촉하여 타측 단부(우측 단부)를 축소시킬 수 있고, 타측 단부(우측 단부)의 축소에 의해 생성되는 가변 부재(420)의 타측 단부(우측 단부) 측의 빈 공간을 통과하여 회전을 계속할 수 있고, 가변 부재(420)의 후방 측으로 위치하며 1회전을 수행할 수 있다. 이때, 가변 부재(420)는 타측 단부(우측 단부)의 축소와 동시에 일측 단부(좌측 단부)가 돌출되면서 연장될 수 있다.

한편, 가변 부재(420)의 전방이라고 함은 가변 부재(420)의 빗면들이 향하는 방향이고, 후방이라고 함은 가변 부재(420)의 평면들이 향하는 방향일 수 있다.

도 5의 스텝4를 참조하면, 포크 부재(410)가 계속하여 플러스 회전하여 가변 부재(420)의 후방 측에서 돌출된 일측 단부(좌측 단부)로 접근할 수 있고, 포크 부재(410)의 접근 경로를 차단하도록 돌출되어 있던 가변 부재(420)의 일측 단부(좌측 단부)의 평면에 의해, 포크 부재(410)의 회전이 차단될 수 있다. 이에, 포크 부재(410)가 2회전에 도달하기 전에 포크 부재(410)의 회전이 정지될 수 있고, 그에 따라 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전이 기계식으로 멈출 수 있다.

물론, 포크 부재(410)의 마이너스 회전에서도 전술한 플러스 회전에서의 방식과 유사하게 가변 부재(420)가 작동하여, 초기 상태에서 포크 부재(410)가 마이너스 회전을 시작하여, 포크 부재(410)의 1회전이 허용될 수 있고, 포크 부재(410)가 2회전에 도달하기 전에 포크 부재(410)의 회전이 차단될 수 있다.

이러한 방식으로 스토퍼부(400)는 포크 부재(410)의 회전 범위를 플러스 회전의 경우에, 0°부터 플러스 360°와 플러스 540° 사이의 플러스 종점 각도까지 조절할 수 있고, 마이너스 회전의 경우에, 0°부터 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이의 마이너스 종점 각도까지 조절함으로써, 포크 부재(410)와 함께 회전되는 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전 범위를 전술한 범위와 동일 범위로 조절할 수 있다.

제어부는 타겟(P)의 최초 위치를 획득할 수 있고, 타겟(P)의 다음 위치를 예측할 수 있다. 또한, 제어부는 구동부(200)의 전체 작동과 광학부(100)의 전체 작동을 제어할 수 있다. 이에, 제어부의 제어에 의해, 광학부(100)가 광을 수신하여 영상을 생성할 수 있고, 구동부(200)가 광학부(100)의 시선의 범위 내에 타겟(P)이 위치하도록 광학부(100)를 공전 및 자전시키며 광학부(100)로 타겟(P)을 추적할 수 있다. 또한, 제어부는 스토퍼부(400)에 의해 광학부(100)의 자전이 정지되었음을 감지할 수 있다. 제어부는 광학부(100)의 자전이 정지된 것을 감지하면, 아군의 지휘체계로 알림을 송신할 수 있다. 이때, 아군의 지휘체계는 광학부(100)의 자전이 정지된 추적 장치(1000)와 이웃하여 배치된 다른 추적 장치에 타겟(P)의 추적 임무를 인계할 수 있다.

이상과 같이 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 하기의 다른 실시 예들을 포함하여 다양하게 구성될 수 있다. 하기에서는 본 발명의 전술한 제1 실시 예와 구분되는 특징을 중심으로 다른 실시 예들을 상세하게 설명하고, 중복되는 설명은 생략하거나 간단하게 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.

도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 추적 장치(1000)는 광학부(100), 구동부(200), 기저부(300), 스토퍼부(400) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있고, 그중 스토퍼부(400)의 구성이 본 발명의 전술한 제1 실시 예와 다를 수 있다.

스토퍼부(400)는 광학부(100)의 회전에 따라 자신의 형태를 기계식으로 점진적으로 조절할 수 있고, 자신의 조절된 형태를 이용하여 광학부(100)가 0°부터 플러스 360°까지 회전하는 동안 광학부(100)의 회전을 계속하게 하고, 광학부(100)의 회전 각도가 플러스 360°와 플러스 540° 사이에서 플러스 종점 각도에 도달하면 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단하고, 광학부(100)가 0°부터 마이너스 360°까지 회전하는 동안 광학부(100)의 회전을 계속하게 하고, 광학부(100)의 회전 각도가 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이에서 마이너스 종점 각도에 도달하면 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단함으로써, 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 역할을 한다.

또한, 스토퍼부(400)는 안정적이고 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 보다 구체적으로는 스토퍼부(400)는 스토퍼부(400)의 광학부 측 부품들인 가변 부재(430) 및 포크 부재(440)와 스토퍼부(400)의 구동부 측 부품인 궤도 부재(420)를 기계적으로 계속하여 연결시키는 안정적인 작동 방식을 가질 수 있고, 이로부터 가변 부재(430)의 형태를 기계식으로 점진적으로 조절함으로써, 순간적으로 물리력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 스토퍼부(400)는 회전을 제한하는 시점에서는 가변 부재(430)와 고정 부재(410)가 접촉된 상태를 유지하고, 그 외 시점에는 이들이 분리되는 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 이를 위해, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 동안, 후술하는 플러스 종점 각도의 위치 및 후술하는 마이너스 종점 각도의 위치에서 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품들 중 하나인 가변 부재(430)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 또 다른 부품인 고정 부재(410) 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용할 수 있고, 나머지 위치들에서는 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품들 중 하나인 가변 부재(430)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 또 다른 부품인 고정 부재(410) 간의 기계적 연결을 해제할 수 있다. 이에, 가변 부재(430)와 고정 부재(410) 간의 접촉을 최소화하여 불필요한 충격 발생을 방지할 수 있고, 스토퍼부(400)에 의해 구동부(200)가 받을 수 있는 부하의 크기를 크게 줄여줄 수 있다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 스토퍼부(400)는, 제2축 부재(222)가 배치되는 제2 구동부(220)의 바디 예컨데 제2 바디(221)의 끝단면에 설치되며 제2축 부재(222)의 둘레를 따라 이격되고, 제2축 부재(222)의 외주면으로부터의 이격된 거리가 서로 다른 복수개의 고정 부재(410), 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면의 반경 방향으로 복수개의 고정 부재(410)의 사이에서 제2 바디(221)의 끝단면의 둘레 방향으로 복수개의 고정 부재(410) 사이를 지나도록, 제2축 부재(222)의 둘레를 따라 연장되는 궤도 부재(220), 제2 바디(221)의 끝단면의 반경 방향으로 연장되고, 제2축 부재(222)의 외주면에 지지되며, 궤도 부재(420)와 접촉하고, 제2축 부재(222)에 의한 광학부(100)의 회전을 이용하여 반경 방향의 양측 단부의 형태를 조절하는 가변 부재(430), 및 일측이 가변 부재(430)의 상단에 연결되고, 타측이 제2축 부재(222)의 외주면에 연결되며, 제2축 부재(222)의 회전에 의해 회전되며 가변 부재(430)를 궤도 부재(420)를 따라 이동시키는 포크 부재(440)를 포함할 수 있다.

고정 부재(410)는 복수개 예컨대 두 개일 수 있다. 고정 부재(410)는 궤도 부재(420)의 내측과 외측에서 각기 궤도 부재(420)로부터 오차 범위내에서 동일 간격으로 이격될 수 있다. 고정 부재(410)는 가변 부재(430)의 번갈아서 돌출되는 일측 및 타측에 접촉할 수 있고, 접촉 시에 가변 부재(430)의 진행을 차단함으로써, 가변 부재(430)와 연결된 포크 부재(440), 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전을 차단할 수 있다.

궤도 부재(420)는 상면에 나사산이 형성될 수 있다. 궤도 부재(420)는 가변 부재(430)의 일 바디(430a)의 외주면에 나사 결합될 수 있고, 가변 부재(430)의 공전 시에 나사 결합을 이용하여 가변 부재(430)의 일 바디(430a)을 자전시킬 수 있다.

가변 부재(430)는, 가변 부재(430)의 제1 단부로서, 외주면에 나사산이 형성되는 일 바디(430a), 가변 부재(430)의 제2 단부로서, 일 바디(430a)와 동축으로 연결되며, 일 바디(430a)를 자전 가능하게 지지하는 타 바디(430b)를 포함할 수 있다. 또한, 가변 부재(430)는, 일 바디(430a)와 타 바디(430b)를 관통하도록 배치되며, 일 바디(430a)의 내주면에 나사 결합되고, 타 바디(430b)의 내부면에는 슬라이딩 가능하게 지지되며, 일 바디(430a)의 자전 시에 일 바디(430a)로부터 타 바디(430a)를 향하는 방향으로, 그리고 타 바디(430b)로부터 일 바디(430a)를 향하는 방향으로 슬라이딩될 수 있는 작동 바디(430c), 작동 바디(430c)의 자전을 방지하고 작동 바디(430c)를 슬라이딩시키도록 작동 바디(430c)의 외주면의 홈과 타 바디(430b)의 내주면의 홈에 끼워지는 키 바디(430d)를 포함할 수 있다.

포크 부재(440)는 일단이 제2축 부재(222)의 외주면에 설치될 수 있고, 타단이 제2축 부재(222)의 외주면으로부터 멀어지도록 일단으로부터 연장되는 연장 바와, 연장 바의 타단에서 제2 바디(221)의 끝단면을 향하도록 제2 방향(ZN)으로 굴절되고, 가변 부재(430)의 타 바디(430b)의 외주면을 지지하는 굴절 바를 포함할 수 있다. 이때, 연장 바는 제2 바디(221)의 끝단면의 에지 영역 상을 가로지르도록 배치될 수 있다. 굴절 바는 제2축 부재(222)의 회전에 의해 제2축 부재(222) 및 연장 바와 함께 회전할 수 있고, 회전하면서 가변 부재(420)를 공전시킬 수 있다.

가변 부재(430)가 궤도 부재(420) 상에서 공전을 하면서 일 바디(430a)가 궤도 부재(420)의 나사산에 의해 자전하면, 일 바디(430a)의 내주면의 나사산과 작동 바디(430c)의 외주면의 나사산의 결합에 의해, 회전력이 일 바디(430a)로부터 작동 바디(430c)로 전달되는데, 이때, 키 바디(430d)가 작동 바디(430c)의 자전을 제한함으로써, 일 바디(430a)의 내주면이 나사산이 작동 바디(430c)의 외주면의 나사산을 제2 바디(221)의 끝단면의 반경 방향으로 당기거나 밀어내게 되고, 그에 따라, 작동 바디(430c)가 일 바디(430a)로부터 반경 방향으로 돌출되어 가변 부재(430)의 제1 단부를 연장시킬 수 있고, 작동 바디(430c)가 타 바디(430b)로부터 반경 방향으로 돌출되어 가변 부재(430)의 제2 단부를 연장시킬 수 있다.

가변 부재(430)의 제1 단부가 연장길이(D2)만큼 연장되고, 제2 단부가 축소길이(D1)로 축소되면, 궤도 부재(420)의 외측의 고정 부재(410)와 궤도 부재(420) 사이의 거리인 외측거리(D4)가 연장길이(D2)보다 짧기 때문에, 가변 부재(430)의 제1 단부가 궤도 부재(420)의 외측의 고정 부재(410)에 접촉되면서 가변 부재(430)의 공전을 차단할 수 있다.

이와 마찬가지로, 가변 부재(430)의 제2 단부가 연장길이(D2)만큼 연장되고, 제1 단부가 축소길이(D1)로 축소되면, 궤도 부재(420)의 내측의 고정 부재(410)와 궤도 부재(420) 사이의 거리인 내측거리(D3)가 연장길이(D2)보다 짧기 때문에, 가변 부재(430)의 제2 단부가 궤도 부재(420)의 내측의 고정 부재(410)에 접촉되면서 가변 부재(430)의 공전을 차단할 수 있다.

도 7의 스텝1 내지 스텝4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스토퍼부(400)의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다. 여기서, 도 5의 화살표는 가변 부재(430)가 공전하는 방향을 보여주고, 원은 가변 부재(430)의 공전 궤적을 간략하게 나타낸 것이다.

도 7의 스텝1은 가변 부재(430)의 초기 상태를 보여준다. 초기 상태에서 가변 부재(430)는 고정 부재(410)들의 후방에 위치할 수 있다. 그리고, 초기 상태에서 가변 부재(420)의 양측 단부 중 내측 단부(제2 단부)가 소정 길이로 축소된 상태이고 외측 단부(제1 단부)가 소정 길이로 연장된 상태로 준비될 수 있다. 물론, 좌우의 축소 및 연장 상태는 반대로 준비될 수도 있다.

이러한 상태에서, 포크 부재가 플러스 회전을 시작하여 가변 부재(430)를 공전시키면, 가변 부재(430)의 일 바디(430a)가 자전하면서 가변 부재(430)의 작동 바디(430c)를 일 바디(430a)로부터 반경 방향으로 점진적으로 축소시키고, 타 바디(430b)로부터 반경 방향으로 점진적으로 연장시킬 수 있다.

도 7의 스텝1과 스텝2를 함께 보면, 가변 부재(430)가 공전을 계속하면서 내측 고정 부재(410)의 위치를 통과하고, 이어서 외측 고정 부재(410)의 위치를 통과할 수 있다. 이 때에도, 가변 부재(430)의 일 바디(430a)가 자전하면서 가변 부재(430)의 작동 바디(430c)를 일 바디(430a)로부터 반경 방향으로 점진적으로 축소시키고, 타 바디(430b)로부터 반경 방향으로 점진적으로 연장시킬 수 있다.

도 7의 스텝3과 스텝4를 함께 보면, 가변 부재(430)가 1회전을 수행하고, 연달아서 계속하여 회전(공전)하는데, 가변 부재(430)가 2회전에 도달하기 전에, 가변 부재(430)의 작동 바디(430c)가 타 바디(430b)로부터 반경 방향으로 길게 연장되어서, 내측 고정 부재(410)에 차단될 수 있는 길이까지 연장될 수 있다. 이로부터 가변 부재(430)가 내측 고정 부재(410)에 접촉되어 2회전에 도달하기 이전에 가변 부재(430)의 공전이 차단될 수 있다. 이에, 가변 부재(430)의 공전이 2회전에 도달하기 전에 가변 부재(430)의 회전(공전)이 정지될 수 있고, 그에 따라 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전이 기계식으로 멈출 수 있다.

물론, 가변 부재(430)의 마이너스 회전에서도 전술한 플러스 회전에서의 방식과 유사하게 가변 부재(430)가 작동하여, 초기 상태에서 가변 부재(430)가 마이너스 회전을 시작하여, 가변 부재(430)의 1회전이 허용될 수 있고, 가변 부재(430)가 2회전에 도달하기 전에 가변 부재(430)의 회전이 차단될 수 있다.

이러한 방식으로 스토퍼부(400)는 회전 범위를 플러스 회전의 경우에, 0°부터 플러스 360°와 플러스 540° 사이의 플러스 종점 각도까지 조절할 수 있고, 마이너스 회전의 경우에, 0°부터 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이의 마이너스 종점 각도까지 조절함으로써, 가변 부재(430)와 함께 회전되는 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전 범위를 전술한 범위와 동일 범위로 조절할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스토퍼부를 확대 도시한 개략도이다. 또한, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스토퍼부의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다.

도 2, 도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 추적 장치(1000)는 광학부(100), 구동부(200), 기저부(300), 스토퍼부(400) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있고, 그중 스토퍼부(400)의 구성이 본 발명의 전술한 제1 실시 예와 다를 수 있다.

스토퍼부(400)는 광학부(100)의 회전에 따라 자신의 형태를 기계식으로 점진적으로 조절할 수 있고, 자신의 조절된 형태를 이용하여 광학부(100)가 플러스 회전하는 중에 플러스 종점 각도에서 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단하고, 광학부(100)가 마이너스 회전하는 중에 마이너스 종점 각도에서 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단함으로써, 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 역할을 한다.

또한, 스토퍼부(400)는 안정적이고 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 스토퍼부(400)는 스토퍼부(400)의 광학부 측 부품들인 가변 부재(420) 및 포크 부재(440)와 스토퍼부(400)의 구동부 측 부품인 레일 부재(410)를 기계적으로 계속하여 연결시키는 안정적인 작동 방식을 가질 수 있고, 이로부터 가변 부재(420)의 형태를 기계식으로 점진적으로 조절함으로써, 순간적으로 물리력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 스토퍼부(400)는 회전을 제한하는 시점에서는 가변 부재(420)와 고정 부재(430)가 접촉된 상태를 유지하고, 그 외 시점에는 이들이 분리되는 단순한 작동방식을 가질 수 있다. 이를 위하여, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 동안, 후술하는 플러스 종점 각도의 위치 및 후술하는 마이너스 종점 각도의 위치에서 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품들 중 하나인 가변 부재(420)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 또 다른 부품인 고정 부재(430) 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용할 수 있고, 나머지 위치들에서는 스토퍼부(400)의 광학부 측의 부품들 중 하나인 가변 부재(420)와 스토퍼부(400)의 구동부 측의 또 다른 부품인 고정 부재(430) 간의 기계적 연결을 해제할 수 있다. 이에, 가변 부재(420)와 고정 부재(430) 간의 접촉을 최소화하여 불필요한 충격 발생을 방지할 수 있고, 스토퍼부(400)에 의해 구동부(200)가 받을 수 있는 부하의 크기를 크게 줄여줄 수 있다.

도 2 및 도 8을 참조하면, 스토퍼부(400)는, 제2축 부재(222)의 외주면과 마주보도록 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면에 설치되며 제2축 부재(222)의 외주면의 둘레를 따라 연장되고, 연장되는 길이에 따라 제2축 부재(222)의 외주면으로부터의 이격 거리가 달라지며, 제2축 부재(222)의 외주면의 둘레 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 레일 부재(410), 하부가 레일 부재(410)를 따라 이동 가능하도록 설치되고, 상부가 제2 구동부(220)의 제2 바디(221)의 끝단면의 반경 방향으로 신축 가능한 가변 부재(420), 레일 부재(410)의 양측 끝단에 설치되고, 가변 부재(420)의 이탈을 방지하는 고정 부재(430), 및 일측이 가변 부재(420)의 상단에 연결되고, 타측이 제2축 부재(222)의 외주면에 연결되며, 제2축 부재(222)의 회전에 의해 회전되며 가변 부재(420)를 레일 부재(410)를 따라 소용돌이 형태로 이동시키는 포크 부재(440)를 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 스텝1 내지 스텝4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스토퍼부(400)의 작동을 예시적으로 보여주기 위한 개념도이다. 여기서, 도 5의 화살표는 가변 부재(420)가 공전하는 방향을 보여주고, 복수의 점 각각은 가변 부재(420)가 공전하는 동안 가변 부재(420)가 지지되는 레일 부재(410) 상의 위치들을 간략하게 나타낸 것이다.

도 9의 스텝1은 가변 부재(420)의 초기 상태를 보여준다. 초기 상태에서 가변 부재(420)는 고정 부재(430)들의 후방에 위치할 수 있고, 레일 부재(410)의 외곽 레일에 지지될 수 있다. 그리고, 초기 상태에서 가변 부재(420)의 상부와 하부가 제2 방향(ZN)으로 정렬되어 준비될 수 있다. 물론, 가변 부재(420)의 상부가 레일 부재(410)의 내곽 레일 측에 위치하고 하부가 외곽 레일에 지지됨으로써, 가변 부재(420)의 상부와 하부는 제2 방향(ZN)에 대해 경사지게 준비될 수도 있다.

이러한 상태에서, 포크 부재가 플러스 회전을 시작하여 가변 부재(420)를 공전시키면, 가변 부재(430)의 상부가 포크 부재를 따라 공전하고, 가변 부재(420)의 하부가 레일 부재(410)를 따라 공전할 수 있다. 이때, 가변 부재(420)의 하부가 레일 부재(410)의 예컨대 소용돌이 형상을 따라 움직이면서 점차 제2축 부재(222)의 외주면과 가까워질 수 있고, 가변 부재(420)의 상부에 대하여 하부가 반경 방향으로 움직이게 되면서, 가변 부재(420)가 기계식으로 점진적으로 자신의 형태를 조절할 수 있다.

도 9의 스텝1 내지 스텝3를 함께 보면, 가변 부재(420)가 공전을 계속하면서 내측 고정 부재(430)의 위치를 통과하고, 이어서 외측 고정 부재(430)의 위치를 통과할 수 있다. 이 때에도, 가변 부재(430)의 형태 조절이 점진적으로 계속될 수 있다.

도 9의 스텝3 내지 스텝4를 보면, 가변 부재(420)가 1회전을 수행하고, 연달아서 계속하여 회전(공전)하는데, 가변 부재(420)가 2회전에 도달하기 전에, 가변 부재(420)의 하부가 내측 고정 부재(430)에 접촉하게 된다. 이때, 가변 부재(420)는 제2 바디(221)의 끝단면의 반경 방향으로는 형태 변화가 허용되지만, 제2 바디(221)의 끝단면의 둘레 방향으로는 형태 변화를 허용하지 않는 구조이다. 이에, 가변 부재(420)의 하부가 내측 고정 부재(430)에 접촉하면, 가변 부재(420)의 공전이 차단될 수 있다. 이에, 가변 부재(420)의 공전이 2회전에 도달하기 전에 가변 부재(420)의 회전(공전)이 정지될 수 있고, 그에 따라 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전이 기계식으로 멈출 수 있다.

물론, 가변 부재(420)의 마이너스 회전에서도 전술한 플러스 회전에서의 방식과 유사하게 가변 부재(420)가 작동하여, 초기 상태에서 가변 부재(420)가 마이너스 회전을 시작하여, 가변 부재(420)의 1회전이 허용될 수 있고, 가변 부재(420)가 2회전에 도달하기 전에 가변 부재(420)의 회전이 차단될 수 있다.

이러한 방식으로 스토퍼부(400)는 회전 범위를 플러스 회전의 경우에, 0°부터 플러스 360°와 플러스 540° 사이의 플러스 종점 각도까지 조절할 수 있고, 마이너스 회전의 경우에, 0°부터 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이의 마이너스 종점 각도까지 조절함으로써, 가변 부재(420)와 함께 회전되는 제2축 부재(222) 및 광학부(100)의 회전 범위를 전술한 범위와 동일 범위로 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 추적 방법을 설명한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 추적 방법은, 본 발명의 실시 예들에 따른 전술한 추적 장치에 적용되는 것으로, 추적 장치(1000)의 광학부(100)를 이용하여 타겟(P)의 영상을 획득하는 과정, 추적 장치(1000)의 구동부(200)를 이용하여, 중력 방향과 교차하는 제1 방향(W) 및 제1 방향(W)과 교차하는 제2 방향(ZN)으로 광학부(100)를 축회전시키며 광학부(100)로 공중의 타겟(P)을 추적하는 과정, 및 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정을 포함한다.

우선, 추적 장치(1000)의 광학부(100)를 이용하여 타겟(P)의 영상을 획득하기 전에, 타겟(P)을 향하여 추적 장치(100)를 배치시키는 과정을 수행할 수 있다. 예컨대 타겟(P)이 출현할 확률이 높다고 판단되는 지상의 소정 영역 상의 기 준평면(10)에 추적 장치(1000)를 배치할 수 있다. 또한, 추적 장치(1000)의 위치를 중심으로 한 NWZ 좌표계 상에서 추적할 미상의 비행체를 타겟(P)으로 지정한다.

타겟(P)으로 지정되는 미상의 비행체는 아군의 비행체일 수도 있고, 적성의 비행체일 수도 있다. 그중 타겟(P)이 적성의 비행체일 경우, 추적 장치 (1000)로부터 획득되는 타겟(P)의 영상은 타겟(P)의 특성에 맞게 지상에서 타겟 (P)에 대응하여 유동적으로 대처하는 것에 활용될 수 있다.

또한, 타겟(P)의 최초 위치를 획득한다. 아군의 항공 레이더 등을 통하여 아군의 지휘 체계로부터 타겟(P)에 대한 최초 위치를 획득할 수 있다. 이때, 최초 위치의 좌표는 구동부(200)의 구동영점을 좌표중심으로 하는 N-W-Z 구동 좌표계를 기준으로 하는 3축 위치 좌표(P_N, P_W, P_Z)일 수 있고, 2축 각도 좌표(θ_N-Z, θ_W-N)일 수 있다.

타겟(P)의 최초 위치가 획득되면, 타겟(P)의 최초 위치로 광학부(100)의 시선이 향하도록, 구동부(200)를 작동시켜, 광학부(100)가 타겟(P)의 최초 위치를 지향하도록 한다.

이에 의해, 광학부(100)는 타겟(P)의 최초 위치에 따라 구동부(200)에 의하여 공정 및 자전될 수 있다. 이를 더욱 구체적으로 설명하면, 광학부(100)는 구동부(200)에 의해 1차 자전 및 2차 자전됨으로써, 시선이 타겟(P)을 향하도록 배치될 수 있다.

이후, 광학부(100)를 이용하여 타겟(P)의 영상을 획득한다. 즉, 광학부(100)의 영상 센서가 광학부(100)의 시선을 따라 타겟(P)의 최초 위치로부터 방출되는 광을 수신하여, 이로부터 타겟(P)의 영상을 생성할 수 있다.

이후, 추적 장치의(1000) 구동부(200)를 이용하여, 중력 방향과 교차하는 제1 방향(W) 및 제1 방향(W)과 교차하는 제2 방향(ZN)으로 광학부(100)를 축회전시키며 광학부(100)로 공중의 타겟(P)을 추적한다.

이를 위해, 타겟(P)의 다음 위치를 예측한다. 예컨대 획득한 영상의 영상프레임의 픽셀을 이용하여 타겟(P)의 속도 및 경로를 예측 할 수도 있고, 영상 기반 추적을 할 수도 있다. 구체적으로, 영상프레임 내 타겟(P)의 진행방향과 속도를 분석하여 타겟(P)의 다음 위치를 예측할 수 있다.

그리고, 최초 위치에서 다음 위치까지 광학부(100)로 타겟을 추적한다. 광학부(100)의 시선에 타겟(P)이 위치하도록 추적 장치(1000)의 광학부(100)를 축회전시켜 타겟(P)을 따라 시선을 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 영상프레임의 중앙점과 타겟(P) 위치 사이의 픽셀오차를 측정하고, 측정한 픽셀오차를 보상하여, 영상센서의 시선 중앙에 타겟(P)이 위치하도록 추적 장치(1000)의 구동부(200)를 작동시켜 광학부(100)를 축회전시켜 광학부(100)의 영상 센서가 타겟(P)을 추적하게 할 수 있다.

이때, 중력 방향과 교차하는 제1 방향(W)으로 연장된 제1축 부재(212)를 중심으로 광학부(100)를 공전시키거나 1차 자전시킬 수 있다. 또한, 제1 방향(W)과 교차하는 제2 방향(ZN)으로 연장된 제2축 부재(222)를 중심으로 광학부(100)를 자전시키거나 2차 자전시킬 수 있다. 여기서, 광학부(100)를 공전시키는 과정과, 광학부(100)를 자전시키는 과정은 함께 수행되거나, 또는, 임의의 순서로 순차 수행될 수 있다. 마찬가지로 광학부(100)를 1차 자전시키는 과정과, 광학부(100)를 2차 자전시키는 과정은, 함께 수행되거나, 혹은, 임의의 순서로 순차 수행될 수 있다. 이러한 과정을 통하여, 시선을 계속하여 이동시키면서 타겟(P)을 계속하여 추적할 수 있다.

또한, 구동부(200)의 구조를 이용하여, 제1축 부재(212)를 지나가는 제1 축선(W')과 제2축 부재(222)를 지나가는 제2 축선(ZN')을 교차시킴으로써, 추적 장치(1000)의 회전관성모멘트를 감소시킬 수 있고, 광학부(100)를 공전 및 자전시키기 위해 필요한 힘, 구체적으로 광학부(100)의 회전운동의 상태 변화에 필요한 힘을 감소시켜, 구동부(200)가 보다 적은 힘으로 광학부(100)를 더욱 빠르게 공전(1차 자전) 및 자전(2차 자전)시킬 수 있다.

즉, 광학부(100)로 공중의 타겟(P)을 추적할 때, 구동부(200)의 제1축 부재(212)를 제1 방향(W)으로 축회전시키며, 제1축 부재(212)에 지지된 구동부(200)의 제2축 부재(222)의 기준평면(10)에 대한 기울어짐 정도를 조절하고, 조절된 회전 정도의 범위 내에서, 기울어짐 정도가 조절된 제2축 부재(222)를 제2 방향(ZN)으로 축회전시키는 것에 의해, 광학부(100)를 공전 및 자전시키며 타겟(P)을 추적할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 공중의 타겟(P)을 추적하는 동안, 추적 장치(1000)의 스토퍼부(400)를 이용하여, 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하여, 광학부(100)의 과도한 회전을 방지하고, 과도한 회전에 따른 광학부(100)의 손상을 방지한다.

즉, 스토퍼부(400)는 제2 방향(ZN)에 대하여, 광학부(100)가 0°부터 플러스 360°까지 회전하는 동안 광학부(100)의 회전을 계속하게 하고, 광학부(100)의 각도가 플러스 360°와 플러스 540° 사이에서 플러스 종점 각도에 도달하면 스토퍼부(400)로 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단할 수 있다.

또한, 스토퍼부(400)는 플러스 회전의 경우와 마찬가지로, 광학부(100)가 0°부터 마이너스 360°까지 회전하는 동안 광학부(100)의 회전을 계속하게 하고, 광학부(100)의 각도가 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이에서 마이너스 종점 각도에 도달하면 스토퍼부(400)로 광학부(100)의 회전을 기계적으로 차단할 수 있다.

또한, 광학부(100)의 제2 방향(ZN)에 대한 회전의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정에서, 광학부(100)의 회전에 따라 추적 장치(100)의 스토퍼부(400)의 형태를 기계식으로 점진적으로 혹은 순간적으로 조절하여, 스토퍼부(400)의 작동에 따른 물리력 발생을 최소화하고, 스토퍼부(400)의 작동에 의해 구동부(200)에 가해지는 부하를 최소화한다.

즉, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 플러스 종점 각도의 위치 및 마이너스 종점 각도의 위치에서 스토퍼부(400)의 광학부 측 부품과 구동부 측 부품들 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용하고, 나머지 위치들에서 기계적 연결을 해제할 수 있다. 따라서, 스토퍼부(400)는 스토퍼부(400)가 광학부(100)의 회전을 멈추는 시점과, 스토퍼부(400)의 형태를 변화시키는 순간적인 시점들에서만 물리력을 생성하고, 그 외에는 물리력을 생성하지 않을 수 있다.

또한, 스토퍼부(400)는 광학부(100)의 제2 방향(ZN)의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 스토퍼부(400)의 광학부 측 부품들과 구동부 측 부품들을 기계적으로 계속하여 연결시킬 수 있다. 이에, 물리력이 작은 크기로 일정하게 발생하도록 하고, 순간적인 물리력 생성은 최소화 할 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 광학부
200: 구동부
300: 기저부
400: 스토퍼부

Claims (14)

1. 타겟을 추적하기 위한 광학부;
   기준평면 상에 배치될 수 있고 상기 광학부가 지지되며, 상기 광학부를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향으로 축회전이 가능하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능한 구동부; 및
   기계식으로 상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하기 위한 스토퍼부;를 포함하고,
   상기 구동부는,
   상기 제1 방향으로 축회전이 가능한 제1축 부재를 가지는 제1 구동부; 및
   상기 제2 방향으로 축회전이 가능한 제2축 부재를 가지고, 상기 제1축 부재에 연결되며, 상기 제1축 부재의 축회전에 의해 제1 방향에 대한 회전 정도가 조절되고, 상기 광학부를 축회전시키는 제2 구동부;를 포함하고,
   상기 광학부는 상기 제2축 부재에 연결되고, 상기 제2축 부재의 축회전에 의해 제2 방향에 대한 회전 정도가 조절되고,
   상기 스토퍼부는,
   상기 제2축 부재의 외주면에 설치되고, 상기 제2축 부재의 외주면으로부터 멀어지도록 연장되며, 상기 제2축 부재가 배치되는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면을 향하도록 상기 제2 방향으로 단부가 굴절되는 포크 부재; 및
   상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면에 설치되고, 상기 제2축 부재에 의한 상기 광학부의 회전 시에 상기 포크 부재가 접근하는 방향에 따라 상기 포크 부재와의 접촉을 다르게 이용하여 상기 제1 방향으로의 양측 단부의 형태가 조절되는 가변 부재;를 포함하는 추적 장치.
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5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가변 부재는, 상기 포크 부재가 정면 측에서 상기 가변 부재의 양측 단부 중 제1 단부로 접근 시, 상기 포크 부재와 빗면으로 접촉하여 상기 제1 단부를 축소시켜 상기 포크 부재를 통과시키고, 상기 제1 단부의 축소와 동시에, 제2 단부를 연장시키고, 연장된 제2 단부로 상기 포크 부재의 후면 측에서의 제2 단부로의 접근 경로를 차단하는 추적 장치.
6. 타겟을 추적하기 위한 광학부;
   기준평면 상에 배치될 수 있고 상기 광학부가 지지되며, 상기 광학부를 회전시키기 위해, 중력 방향과 교차하는 제1 방향으로 축회전이 가능하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 축회전이 가능한 구동부; 및
   기계식으로 상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하기 위한 스토퍼부;를 포함하고,
   상기 구동부는,
   상기 제1 방향으로 축회전이 가능한 제1축 부재를 가지는 제1 구동부; 및
   상기 제2 방향으로 축회전이 가능한 제2축 부재를 가지고, 상기 제1축 부재에 연결되며, 상기 제1축 부재의 축회전에 의해 제1 방향에 대한 회전 정도가 조절되고, 상기 광학부를 축회전시키는 제2 구동부;를 포함하고,
   상기 광학부는 상기 제2축 부재에 연결되고, 상기 제2축 부재의 축회전에 의해 제2 방향에 대한 회전 정도가 조절되고,
   상기 스토퍼부는,
   상기 제2축 부재가 배치되는 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면에 설치되며 상기 제2축 부재의 둘레를 따라 이격되고, 상기 제2축 부재의 외주면으로부터의 이격된 거리가 서로 다른 복수개의 고정 부재;
   상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 반경 방향으로 상기 복수개의 고정 부재의 사이에서 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 둘레 방향으로 상기 복수개의 고정 부재 사이를 지나도록, 상기 제2축 부재의 둘레를 따라 연장되는 궤도 부재;
   상기 반경 방향으로 연장되고, 상기 제2축 부재의 외주면에 지지되며, 상기 궤도 부재와 접촉하고, 상기 제2축 부재에 의한 상기 광학부의 회전을 이용하여 상기 반경 방향의 양측 단부의 형태를 조절하는 가변 부재; 및
   일측이 상기 제2축 부재의 외주면에 연결되고, 타측이 상기 가변 부재의 상단에 연결되며, 상기 제2축 부재의 회전에 의해 회전되며 상기 가변 부재를 상기 궤도 부재를 따라 이동시키는 포크 부재;를 포함하는 추적 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 가변 부재는, 상기 광학부의 회전 각도가 플러스 방향으로 증가하면 상기 제2 축 부재의 외주면과 가까운 고정 부재에 접촉될 수 있도록 상기 제2축 부재의 외주면을 향하는 단부의 길이를 상기 제2축 부재의 외주면 측으로 연장시키고, 상기 광학부의 회전 각도가 마이너스 방향으로 증가하면 상기 제2 축 부재의 외주면에서 먼 고정 부재에 접촉될 수 있도록 외주면을 향하는 단부와 대향하는 단부의 길이를 상기 제2 구동부의 바디의 끝단면의 에지 측으로 연장시킬 수 있도록 형성되는 것에 의해, 상기 광학부의 회전 정도에 따라 상기 복수개의 고정 부재에 선택적으로 접촉되는 추적 장치.
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9. 추적 장치의 광학부를 이용하여 타겟의 영상을 획득하는 과정;
   상기 추적 장치의 구동부를 이용하여, 중력 방향과 교차하는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 광학부를 축회전시키며 상기 광학부로 공중의 타겟을 추적하는 과정; 및
   상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정;을 포함하고,
   상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은,
   상기 광학부의 회전에 따라 상기 추적 장치의 스토퍼부의 형태를 기계식으로 점진적으로 혹은 순간적으로 조절하는 과정;을 포함하고,
   상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은,
   상기 제2 방향에 대하여, 상기 광학부가 0°부터 플러스 360°까지 회전하는 동안 상기 광학부의 회전을 계속하게 하고, 상기 광학부의 각도가 플러스 360°와 플러스 540° 사이에서 플러스 종점 각도에 도달하면 상기 스토퍼부로 상기 광학부의 회전을 기계적으로 차단하는 과정;을 포함하는 추적 방법.
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12. 청구항 9에 있어서,
    상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 과정은,
    상기 제2 방향에 대하여, 상기 광학부가 0°부터 마이너스 360°까지 회전하는 동안 상기 광학부의 회전을 계속하게 하고, 상기 광학부의 각도가 마이너스 360°와 마이너스 540° 사이에서 마이너스 종점 각도에 도달하면 상기 스토퍼부로 상기 광학부의 회전을 기계적으로 차단하는 과정;을 포함하는 추적 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 플러스 종점 각도의 위치 및 마이너스 종점 각도의 위치에서 상기 스토퍼부의 광학부 측 부품과 구동부 측 부품 간의 기계적 연결을 선택적으로 허용하고, 나머지 위치들에서 상기 기계적 연결을 해제하는 과정;을 포함하는 추적 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 광학부의 제2 방향의 회전 범위를 0회전 초과 2회전 미만으로 제한하는 중에, 상기 스토퍼부의 광학부 측 부품과 구동부 측 부품을 기계적으로 계속하여 연결시키는 과정;을 포함하는 추적 방법.

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