KR20090061108A - 모의 훈련용 레이저 발사기 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화기에 장착된 모의 훈련용 레이저 발사기에 관한 것이다. 상기 모의 훈련용 레이저 발사기는, 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드와, 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 레이저빔 성형 렌즈와, 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행방향에 배치되어 제1면은 적외선 레이저빔을 투과하고 반대편의 제2면은 가시광선 레이저빔을 반사시키는 이색 빔 스플리터와, 가시광선 레이저빔을 발사하며 가시광선 레이저빔이 이색 빔 스플리터에 의해 반사되는 위치에 배치되는 가시광선 레이저 다이오드와, 가시광선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 초점형성 렌즈를 포함하며, 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 이색 빔 스플리터의 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 이색 빔 스플리터의 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하는 것을 특징으로 한다. 이에 의한 본 발명에 따른 레이저 발사기를 화기에 장착함으로써 육안으로 식별이 불가능한 적외선 레이저빔의 지향점을 육안으로 확인할 수 있게 되어, 레이저 발사기의 방향과 화기의 조준선이 서로 평행하도록 정렬하는 레이저 발사기의 정렬을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.
레이저 발사기, 이색 빔 스플리터, 적외선 레이저 다이오드, 가시광선 레이저 다이오드
Description
본 발명은 실화기에 장착된 모의 훈련용 레이저 발사기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 간단하게 영점 조준을 할 수 있는 모의 훈련용 레이저 발사기에 관한 것이다.
군(軍)에서는 병사들의 훈련과정 중의 하나로 다중 통합형 레이저 교전시스템(Multiple Integrated Laser Engagement System; 'MILES')이 사용되는데, 이는 레이저 등이 부착된 장비를 이용해 가상 교전을 벌이면서 교전상황, 피해결과 등을 실시간 디지털 정보로 전송하는 가상훈련 시스템을 의미한다.
구체적으로 소총과 같은 개인화기나 수류탄에 레이저를 발사하는 레이저 발사기를 부착하고, 상대편에는 레이저 감지기를 이용함으로써, 실제 사격이 없어도 레이저의 발사와 감지를 통해 피격 여부 등을 알 수 있게 된다. 이를 통해, 실제 살상이 없어도 교전훈련이 가능하게 되며, 그 결과 병사들의 실전대처능력과 지휘 관의 작전 효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 군대뿐만 아니라 학생, 젊은 일반인 등을 중심으로 서바이벌 게임이 점차 인기가 높아지면서, 종전에는 페인트를 넣은 작은 탄환을 이용하였으나, 최근에는 레이저를 이용한 마일즈 시스템 방식의 게임장이 늘어가고 있다.
전술한 모의 교전 훈련이나 서바이벌 게임 등은 레이저 발사기가 장착된 화기(실화기 또는 모의화기)가 필수적으로 요구된다. 도 1은 레이저 발사기가 장착된 화기를 예시적으로 도시한 그림이다. 도 1을 참조하면, 화기(10)의 총렬의 외주면에 레이저 발사기(12)가 장착되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 화기에 장착된 레이저 발사기에서 발사되는 레이저빔의 중심축(b)은 화기의 총탄이 도달하는 목표물과 동일한 목표물에 도달하여야 된다. 따라서, 화기의 총탄이 진행하는 방향(a)과 레이저 발사기의 레이저빔이 진행하는 방향(b)은 평행하여야 된다.
따라서, 레이저 발사기의 방향과 화기의 조준선이 서로 평행하도록 정렬하는 과정이 필수적으로 요구된다. 종래에는 레이저 발사기를 정렬하기 위하여 영점 조준기를 사용하였는데, 영점 조준기는 상당히 고가의 장비일 뿐만 아니라, 설치에도 상당한 시간이 요구되며, 사용 방법도 간단하지 않다는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도로 영점 조준기를 사용하지 않으면서도 화기의 총열에 레이저 발사기를 정확하게 정렬할 수 있는 레이저 발사기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 전술한 레이저 발사기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은, 화기에 장착된 모의 훈련용 레이저 발사기에 관한 것으로서, 상기 모의 훈련용 레이저 발사기는, 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드와, 상기 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 레이저빔 성형 렌즈와, 상기 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행방향에 배치되어, 제1면은 적외선 레이저빔을 투과하고, 반대편의 제2면은 가시광선 레이저빔을 반사시키는 이색 빔 스플리터와, 가시광선 레이저빔을 발사하며 상기 가시광선 레이저빔이 상기 제2면에 의해 굴절되는 위치에 배치되는 가시광선 레이저 다이오드와, 상기 가시광선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 초점형성 렌즈를 포함하며, 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이색 빔 스플리터와 상기 가시광선의 레이저 다이오드 중 적어도 하나는, 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 서로 일치하도록 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이색 빔 스플리터는 상기 적외선 레이저 다이오드와 상기 레이저빔 성형 렌즈의 사이에 배치할 수 있다.
또한, 위와 달리 상기 이색 빔 스플리터를 상기 레이저빔 성형 렌즈의 전면에 배치하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 가시광선 레이저 다이오드는, 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사된 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에 발사된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다. 이 경우 상기 이색 빔 스플리터는 적외선 레이저빔이 진행방향과 가시광선 레이저 진행방향 방향에 대해 각각 45ㅀ로 기울여져 배치된다.
또한, 영점 정렬을 위한 정렬모드를 선택하기 위한 모드 선택 스위치를 더 포함하고, 상기 모드 선택 스위치를 통해 상기 정렬모드가 선택되는 경우에, 상기 가시광선 레이저 다이오드가 온(ON)되도록 하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 모드 선택 스위치의 선택 여부를 외부에서 무선 통신을 통해 결정하는 모드 선택 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징은, 상술한 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법은, (a) 상기 레이저빔 성형 렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체의 전면에 상기 레이저빔 성형 렌즈를 결합하는 단계와, (b) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와, (c) 상기 적외선 레이 저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와, (d) 상기 적외선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와, (e) 상기 초점형성 렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 초점형성 렌즈를 결합하는 단계와, (f) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와, (g) 상기 (e) 및 (f) 단계를 거친 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 상기 (a) 내지 (c) 단계를 거친 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 하면에 조정가능하도록 결합하는 단계와, (h) 상기 (g) 단계에서, 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와, (i) 상기 (d) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 조정하여 고정하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제3 특징은 상술한 모의 훈련용 레이저 발사기의 구조에 따른 제조방법으로서,(a) 상기 메인 구형렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 메인 구형렌즈를 결합하는 단계와, (b) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 전면에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와, (c) 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와, (d) 상기 적외선 레이저 다이오드 로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와; (e) 상기 포커스 구형렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 포커스 구형렌즈를 결합하는 단계와, (f) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와, (g) 상기 (e) 및 (f) 단계를 거친 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 상기 (a) 내지 (c) 단계를 거친 상기 레이저 발사기 본체의 하면에 이동가능하도록 결합하는 단계와, (h) 상기 (g) 단계에서, 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와, (i) 상기 (d) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 발사기부를 조정하여 고정하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제4 특징은 상술한 모의 훈련용 레이저 발사기의 구조에 따른 제조방법으로서, (a) 상기 메인 구형렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체와, 상기 포커스 구형렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체를, 상기 가시광선 레이저 다이오드가 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서 로 일치하도록, 하나의 형태로 마련하는 단계와, (b) 적외선 레이저 발사기 본체의 전면에 상기 메인 구형렌즈를 결합하는 단계와, (c) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와, (d) 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와, (e) 상기 적외선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와, (f) 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 포커스 구형렌즈를 결합하는 단계와, (g) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 이동가능하도록 결합하는 단계와, (h) 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와, (i) 상기 (e) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 다이오드를 조정하여 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 화기에 장착되는 레이저 발사기는, 추가적으로 고가의 영점 조준기를 사용하지 않으면서, 화기와 레이저 발사기의 레이저빔의 정렬을 수행할 수 있게 된다. 따라서 저가의 비용으로 영점 조준이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 레이저 발사기를 화기에 장착함으로써 육안으로 식별이 불가능한 적외선 레이저빔의 지향점을 육안으로 확인할 수 있게 되어 레이저 발 사기와 화기를 보다 용이하게 정렬하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 따른 레이저 발사기를 효과적이고 용이하게 제조하는 것이 가능하다.
(제1 실시예)
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기를 설명한다.
도 2a는 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략 구성도이다.
이하, 도 2a를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략적 구성에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 레이저 발사기는, 일반적으로 화기(모의 화기, 실화기)에 장착되어 마일즈 시스템에 주로 사용될 수 있으며, 주로 직사 화기의 발사를 모사하는데 사용될 수 있다. 직사 화기뿐만 아니라 본 발명의 적외선의 궤적을 육안으로 확인할 수 있는 기능을 응용할 수 있는 어떠한 물품에도 적용이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 레이저 발사기는 크게 적외선 레이저 발사기부(20)와 가시광선 레이저 발사기부(30)로 구성된다.
먼저, 레이저 발사기의 적외선 레이저 발사기부(20)의 구조 및 동작을 설명한다. 상기 적외선 레이저 발사기부(20)는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드(21), 레이저빔의 진행 방향에 마련되어 적외선 레이저빔의 감지폭이 일정하도록 퍼트리는 메인 구형렌즈(22), 레이저빔의 진행방향에 배치되는 이색 빔 스플리터(23)로 구성되며, 이들은 모두 적외선 레이저 발사기 본체(24)에 조립된다. 이에 의해 화기의 실제 발사를 모사할 수 있다.
여기서, 적외선 레이저 다이오드(21)는, 적외선의 레이저빔을 방출한다. 적외선 레이저는 파장이 0.8~1,000μm 범위의 빛을 발진하는 레이저로, 단색성과 강도가 좋다. 대표적인 것으로 파장 0.9μm의 갈륨-비소 반도체 레이저가 있다.
그리고, 레이저빔 성형 렌즈(22)는 공지의 기술을 통해 제작되며, 적외선 레이저 다이오드(21)로부터 조사되어 이색 빔 스플리터(23)를 투과한 적외선 레이저 빔을 화기의 발사 목표점을 향하여 퍼트려 지향시킨다. 하지만, 이러한 적외선 레이저빔은 사람의 육안으로 식별이 불가능하므로, 종래에는 발사된 적외선 레이저빔의 도달점 또는 지향점의 위치를 확인하고, 레이저 발사기의 방향과 화기의 조준선이 서로 평행하도록 정렬하기 위한 영점 조준기등의 사용이 필요하다.
그리고, 이색 빔 스플리터(23)는 적외선 레이저빔의 진행 방향에 배치되며 적외선 레이저 다이오드(21)와 레이저빔 성형 렌즈(22) 사이에 배치된다.
이색 빔 스플리터(23)는 하나의 빔을 두개 이상의 빔으로 분리하는 특징을 가지고 있으며, 파장의 길이에 따라 반사율과 투과율을 다르게 조정할 수 있다. 이는 공지의 기술로 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.
본 발명에서 이용하는 이색 빔 스플리터(23)는 제1면(23a)과 제2면(23b)를 구비하며, 적외선 레이저빔이 상기 제1면(23a)으로 입사되는 경우, 이 적외선 레이저 빔에 대해 우수한 투과성(대략 90% 이상)이 유지되도록 제작되고, 가시광선 레이저빔이 제2면(23b)으로 입사되는 경우, 이 가시광선 레이저빔에 대해 우수한 반 사성(대략 90% 이상)이 유지되도록 제작된다. 이러한 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)과 제2면(23b)의 각기 다른 특성은 코팅의 상이에서 비롯된 것이다. 이에 대한 제작 방법은 공지 기술에 의한 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
특히, 이색 빔 스플리터(23)는 가시광선 레이저 발사기부(30)와 함께 본 발명의 핵심적인 구성으로 그 작용은 후술하는 본 발명에 따른 레이저 발사기의 원리를 설명하는 과정에서 상세히 설명한다.
그리고, 적외선 레이저 발사기 본체(24)는 위에서 설명한 적외선 레이저 다이오드(21), 레이저빔 성형 렌즈(22), 이색 빔 스플리터(23)의 하우징(housing) 역할을 한다. 이것은 일반적으로 압출 성형(extrusion molding), 사출 성형(injection molding)등의 방법으로 제작될 수 있으며, 이와 별도로 다양한 성형방법이 이용될 수 있다.
이하, 레이저 발사기의 가시광선 레이저 발사기부(30)의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 상기 가시광선 레이저 발사기부(30)는, 본 발명의 핵심적인 특징이라 할 수 있으며, 가시광선 레이저 다이오드(31), 초점형성 렌즈(32), 이들을 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)로 구성된다.
여기서, 가시광선 레이저 다이오드(31)는 가시광선 레이저빔을 발사하며, 이 가시광선 레이저빔이 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 의해 굴절되는 위치에 배치된다. 또한 가시광선 레이저 다이오드(31)로부터 조사되는 가시광선 레이저빔은 초점형성 렌즈(32)를 통해 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 입사되어 굴절 된다. 이 굴절된 가시광선 레이저빔은, 적외선 레이저 발사기부(20)로부터 발사되어 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)을 투과하는 적외선 레이저빔의 궤적과 일치하게 된다.
초점형성 렌즈(32)는 위에서 설명한 레이저빔 성형 렌즈(22)와 달리 가시광선 레이저 다이오드(31)로부터 조사된 가시광선 레이저빔을 모아서 집중(focusing)시키는 역할을 수행한다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도2b를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 발사기의 작동원리를 설명한다.
적외선 레이저 다이오드(21)에서 조사되는 적외선 레이저빔(25a)은 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)에 대해 입사된다. 이 입사된 적외선 레이저빔(25a)은 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)를 투과하여 레이저빔 성형 렌즈(22)를 통하여 퍼지면서 레이저 발사기의 지향점을 향하여 진행된다. 이 레이저빔 성형 렌즈(22)를 통하는 적외선 레이저빔(25b)은 지향점에 도달하게 된다. 하지만 이러한 적외선 레이저빔(25b)은 육안을 통해서는 포착할 수 없어, 종래에는 레이저빔의 발사 방향과 조준선이 서로 평행하도록 정렬하기 위해서는 영점 조준기 등의 고가 장비의 사용이 필요했다.
가시광선 레이저 다이오드(31)에서 조사된 가시광선 레이저빔(34a)은 초점형성 렌즈(32)를 통하여 포커싱(focusing)된다. 이 포커싱된 가시광선 레이저빔(34b) 은 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 대해 입사된다. 여기서는 입사각을 45°로 하였으나, 이 입사각이 반드시 45°일 필요는 없다. 이 입사된 가시광선 레이저빔(34b)은 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 대해 굴절된다. 이 굴절된 가시광선 레이저빔(34c)은 레이저빔 성형 렌즈(22)를 거쳐 레이저 발사기의 지향점을 향하여 진행된다.
여기서, 적외선 레이저 다이오드(21)에서 발사되어 제1면(23a)을 투과하는 적외선 레이저빔(25b)의 진행방향과 가시광선 레이저 다이오드(31)에서 발사되어 제2면(23b)에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔(34c)의 진행방향이 서로 일치하도록, 이색 빔 스플리터(23)와 가시광선 레이저 다이오드(31) 중 적어도 하나를 조정한다. 제조 공정상 이색 빔 스플리터(23)가 먼저 고정되는 경우가 많으므로 가시광선 레이저 다이오드(31)를 조정하여 진행방향을 일치시킨다.
더욱 바람직하게는, 적외선 레이저빔(25b)이 도달하는 지향점과 가시광선 레이저빔(34c)이 도달되는 지향점이 서로 일치하는 것이다. 이러한 지향점을 서로 일치하기 위해서는, 적외선 레이저빔(25b)의 지향점이 포커싱된 가시광선 레이저빔(34c)의 지향점보다 넓으므로, 적외선 레이저빔(25b)의 지향점의 중심에 가시광선 레이저빔(34c)의 중심을 일치시켜야 한다.
도 2b는 가시광선 레이저 다이오드(31)가, 적외선 레이저 다이오드(21)에서 발사된 적외선 레이저빔(25a)의 진행방향과 가시광선 레이저 다이오드(31)에서 발사된 가시광선 레이저빔(34a)의 진행방향이 서로 직각을 이루도록 배치된 경우를 나타낸 것이다. 이 경우는 가시광선 레이저빔(34a)이 이색 빔 스플리터(23)의 제2 면(23b)에 대해 45°로 입사한다.
이에 의한 본 발명에 따른 레이저 발사기를 화기에 장착함으로써 육안으로 식별이 불가능한 적외선 레이저빔의 지향점을 육안으로 확인할 수 있게 되어 레이저 발사기의 정렬을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.
도 3a 내지 도 3h는 도 2a에 설명된 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도 3a 내지 도 3h을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법을 설명한다. 제조순서는 크게 적외선 레이저 발사기부(20)를 제조 후, 가시광선 레이저 발사기부(30)를 제조하여 적외선 레이저 발사기부(20)에 결합하는 순서로 이루어진다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 적외선 레이저 발사기 본체(24)의 전면(적외선 레이저빔의 진행방향에 대해)에 레이저빔 성형 렌즈(22)를 결합한다.
다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 적외선 레이저 발사기 본체(24) 내부에 상기 이색 빔 스플리터(23)를 결합한다. 일단 결합된 이색 빔 스플리터(23)는 고정되어 이동이 불가능하므로, 적외선 레이저빔의 진행방향을 고려하여 가장 잘 투과되도록 적절히 배치하여야 한다. 여기서는 적외선 레이저빔의 진행방향에 45°로 기울여져 고정 배치한다.
다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 적외선 레이저 발사기 본체(24)의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드(21)를 결합한다.
다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 적외선 레이저 다이오드(21)로부터 발사되 어 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)를 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착한다. 여기서는 CCD 카메라로 적외선 레이저빔의 지향점을 촬영한 후 컴퓨터의 모니터로 그 지향점의 위치를 확인하는 방법을 사용한다.
다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)의 전면(가시광선 레이저빔의 진행방향에 대해)에 상기 초점형성 렌즈(32)를 결합한다.
다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)의 후면에 가시광선 레이저 다이오드(31)를 결합한다.
다음, 도 3g에 도시된 바와 같이, 가시광선 레이저 발사기부(30)를 적외선 레이저 발사기 본체의 하면에 결합한다. 이 경우, 가시광선 레이저 발사기부(30)를 고정시켜서는 안되며, 조정가능한 상태에 두어야 한다.
다음, 도 3h에 도시된 바와 같이, 가시광선 레이저 발사기부(30)로부터 발사되어 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착한다.
마지막으로, 도 3d에서 도시된 바에 의해 파악한 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 도 3h에서 도시된 바에 의해 파악된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록 가시광선 레이저 발사기부(30)를 조정하며, 실질적으로 이러한 조정은 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)를 조정하는 것에 의해 이루어진다. 이러한 조정에 의해 양 지향점이 일치된 경우 가시광선 레이저 발사기부(30)를 고정한다. 이에 의해 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 발사기를 제조할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 발사기의 또 다른 제조방법을 설명한다.
이하, 편의상, 3a 내지 도 3h을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 또 다른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법을 설명한다.
전술한 제조방법에서는 적외선 레이저 발사기부(20)와 가시광선 레이저 발사기부(30)를 따로 제조한 후 결합한 반면, 여기서는 그러한 결합의 과정없이, 적외선 레이저 발사기부(20)와 가시광선 레이저 발사기부(30)를 하나의 형태(일체)로 형성하는 것을 설명한다.
먼저, 레이저빔 성형 렌즈(22) 및 이색 빔 스플리터(23) 및 적외선 레이저 다이오드(21)를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체(24)와, 초점형성 렌즈(32) 및 가시광선 레이저 다이오드(31)를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)를 하나의 형태의 하우징(미도시)으로 형성한다.
여기서, 이러한 하나의 형태의 하우징(미도시)은, 가시광선 레이저 다이오드(31)가 적외선 레이저 다이오드(21)에서 발사되어 이색 빔 스플리터(23)의 제1면(23a)을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저 다이오드(31)에서 발사되어 이색 빔 스플리터(23)의 제2면(23b)에 의해 굴절된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 형성된다.
바람직하게는, 하나의 형태의 하우징(미도시)의 적외선 레이저 발사기 본체(24)와 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)을, 적외선 레이저 다이오드(21)에서 발사된 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드(31)에 발사된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 직각을 이루도록 형성하는 것이다.
이러한 하나의 형태의 하우징(미도시)은, 일반적으로 압출 성형(extrusion molding), 사출 성형(injection molding)등의 방법으로 제작될 수 있으며, 이와 별도로 다양한 성형방법이 이용될 수 있다.
다음, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 적외선 레이저 발사기 본체(24)의 전면에 레이저빔 성형 렌즈(22)를 결합하고, 적외선 레이저 발사기 본체(24) 내부에 이색 빔 스플리터(23)를 결합하며, 적외선 레이저 발사기 본체(24)의 후면에 적외선 레이저 다이오드(21)를 결합한다. 도 3a 내지 도 3c에서 도시된 바와는 달리 적외선 레이저 발사기 본체(24)와 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)는 하나의 형태로 형성되어 있다.
다음, 적외선 레이저 다이오드(21)로부터 발사되어 이색 빔 스플리터(23)를 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착한다.
다음, 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)의 전면에 초점형성 렌즈(32)를 결합하고, 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)의 후면에 가시광선 레이저 다이오드(31)를 이동가능하도록 결합한다.
다음, 가시광선 레이저 다이오드(31)로부터 발사되어 이색 빔 스플리터(23)에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착한다.
마지막으로, 카메라에 의해 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 스크 린에 의해 육안으로 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)의 후면에 결합된 가시광선 레이저 다이오드(31)를 조정하여 고정한다. 이에 의해 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 발사기가 제조될 수 있다.
(제2 실시예)
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략 구성도이다
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략적 구성에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 레이저 발사기는 크게 적외선 레이저 발사기부(20)와 가시광선 레이저 발사기부(30)로 구성되며, 전술한 제1 실시예와 구성 요소와 동작 원리는 동일하다. 즉, 적외선 레이저 발사기부(20)는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드(21) 및 레이저빔 성형 렌즈(22) 및 이색 빔 스플리터(23)와, 이를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체로 구성되며, 가시광선 레이저 발사기부(30)는 가시광선 레이저 다이오드(31) 및 초점형성 렌즈(32)와, 이들을 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체(33)로 구성된다.
본 발명의 제2 실시예는, 이색 빔 스플리터(23)의 위치가, 도 2a 도시된 제1 실시예와는 달리 레이저빔 성형 렌즈(22)의 전면에 배치되어 있다는 것이며, 가시 광선 레이저 발사기부(30)의 배치 위치가 이색 빔 스플리터(23)의 위치에 대응하여 배치된다는 것 외에는 본 발명의 제1 실시예와 기술적 사상이 동일하다.
본 발명의 제2 실시예 따른 레이저 발사기를 화기에 장착함으로써 육안으로 식별이 불가능한 적외선 레이저빔의 지향점을 육안으로 확인할 수 있게 되어 레이저 발사기의 정렬을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.
위에서 설명한 제1 및 제2 실시예와 별도로, 제1 또는 제2 실시예에 따른 레이저 발사기에, 영점 정렬을 위한 정렬모드를 선택하기 위한 모드 선택 스위치(도시되지 않음)를 추가로 구성하고, 모드 선택 스위치(미도시)를 통해 정렬모드가 선택되는 경우, 가시광선 레이저 다이오드(31)가 온(ON) 되도록 한다. 이에 의해, 가시광선 레이저 다이오드(31)를 선택적으로 온(ON) 할 수 있게된다. 본 발명에 따른 레이저 발사기의 적외선 레이저빔의 지향점을 육안으로 확인할 필요가 없거나 영점 조준이 완료된 경우, 모드 선택 스위치(도시되지 않음)의 정렬모드를 선택하지 않음으로써 가시광선 레이저 빔의 발사를 차단하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 다른 실시형태는, 전술한 모드 선택 스위치(도시되지 않음)의 선택 여부를 외부에서 무선 통신을 통해 결정하는 모드 선택 통신 모듈(도시되지 않음)을 더 구비한다. 이와 같은 모드 선택 통신 모듈(도시되지 않음)을 사용하여 외부로부터 모드 선택을 할 수 있게 된다. 그 결과, 정렬모드의 선택에 있어서도 외부의 중앙 통제가 가능해진다.
본 발명에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기는 마일즈와 같은 모의 교전 시스 템이나 서바이벌 게임 등과 같은 분야에 널리 사용될 수 있다.
도 1은 모의 훈련용 레이저 발사기가 장착된 화기 및 총탄 진행 방향과 레이저빔 진행 방향을 예시적으로 도시한 그림이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 2a에 설명된 제1 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 개략 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 적외선 레이저 발사기부
21 : 적외선 레이저 다이오드
22 : 레이저빔 성형 렌즈
23 : 이색 빔 스플리터
24 : 적외선 레이저 발사기 본체
30 : 가시광선 레이저 발사기부
31 : 가시광선 레이저 다이오드
32 : 초점형성 렌즈
33: 가시광선 레이저 발사기 몸체
Claims (10)
- 화기에 장착된 모의 훈련용 레이저 발사기에 있어서,적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드와;상기 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 레이저빔 성형 렌즈와;상기 적외선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행방향에 배치되어, 제1면은 적외선 레이저빔을 투과하고, 반대편의 제2면은 가시광선 레이저빔을 반사시키는 이색 빔 스플리터와;가시광선 레이저빔을 발사하며 상기 가시광선 레이저빔이 상기 제2면에 의해 굴절되는 위치에 배치되는 가시광선 레이저 다이오드와;상기 가시광선 레이저 다이오드의 레이저빔의 진행 방향에 마련된 초점형성 렌즈를 포함하며,상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항에 있어서,상기 이색 빔 스플리터와 상기 가시광선의 레이저 다이오드 중 적어도 하나는, 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 서로 일치하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항에 있어서,상기 이색 빔 스플리터는 상기 적외선 레이저 다이오드와 상기 레이저빔 성형 렌즈의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항에 있어서,상기 이색 빔 스플리터는 상기 레이저빔 성형 렌즈의 전면에 배치되는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가시광선 레이저 다이오드는, 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사된 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에 발사된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 직각을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,영점 정렬을 위한 정렬모드를 선택하기 위한 모드 선택 스위치를 더 포함하고,상기 모드 선택 스위치를 통해 상기 정렬모드가 선택되는 경우에, 상기 가시광선 레이저 다이오드가 온(ON)되는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제6항에 있어서,상기 모드 선택 스위치의 선택 여부를 외부에서 무선 통신을 통해 결정하는 모드 선택 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법에 있어서,(a) 상기 레이저빔 성형 렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체의 전면에 상기 레이저빔 성형 렌즈를 결합하는 단계와;(b) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와;(c) 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드 를 결합하는 단계와;(d) 상기 적외선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와;(e) 상기 초점형성 렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 초점형성 렌즈를 결합하는 단계와;(f) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와;(g) 상기 (e) 및 (f) 단계를 거친 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 상기 (a) 내지 (c) 단계를 거친 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 하면에 이동가능하도록 결합하는 단계와;(h) 상기 (g) 단계에서, 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와;(i) 상기 (d) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 조정하여 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법에 있어서,(a) 상기 레이저빔 성형 렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 레이저빔 성형 렌즈를 결합하는 단계와;(b) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 전면에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와;(c) 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와;(d) 상기 적외선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와;(e) 상기 초점형성 렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 초점형성 렌즈를 결합하는 단계와;(f) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와;(g) 상기 (e) 및 (f) 단계를 거친 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체를 상기 (a) 내지 (c) 단계를 거친 상기 레이저 발사기 본체의 하면에 이동가능하도록 결합하는 단계와;(h) 상기 (g) 단계에서, 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와;(i) 상기 (d) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 발사기부를 조정하여 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법에 있어서,(a) 상기 레이저빔 성형 렌즈 및 상기 이색 빔 스플리터 및 상기 적외선 레이저 다이오드를 수용하는 적외선 레이저 발사기 본체와, 상기 초점형성 렌즈 및 상기 가시광선 레이저 다이오드를 수용하는 가시광선 레이저 발사기 몸체를,상기 가시광선 레이저 다이오드가 상기 적외선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적외선 레이저빔의 진행방향과 상기 가시광선 레이저 다이오드에서 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절된 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록, 하나의 형태로 마련하는 단계와;(b) 적외선 레이저 발사기 본체의 전면에 상기 레이저빔 성형 렌즈를 결합하는 단계와;(c) 상기 적외선 레이저 발사기 본체 내부에 상기 이색 빔 스플리터를 결합하는 단계와;(d) 상기 적외선 레이저 발사기 본체의 후면에 상기 적외선 레이저 다이오드를 결합하는 단계와;(e) 상기 적외선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제1면을 투과하는 적 외선 레이저빔의 지향점을 적외선을 식별할 수 있는 카메라로 포착하는 단계와;(f) 가시광선 레이저 발사기 몸체의 전면에 상기 초점형성 렌즈를 결합하는 단계와;(g) 상기 가시광선 레이저 발사기 몸체의 후면에 상기 가시광선 레이저 다이오드를 이동가능하도록 결합하는 단계와;(h) 상기 가시광선 레이저 다이오드로부터 발사되어 상기 제2면에 의해 굴절되는 가시광선 레이저빔의 지향점을 가시광선을 식별할 수 있는 스크린을 통해 포착하는 단계와;(i) 상기 (e) 단계에서 포착된 적외선 레이저빔의 지향점의 중심과 상기 (h) 단계에서 포착된 가시광선 레이저빔의 지향점의 중심이 일치하도록, 상기 (g) 단계에서 결합된 상기 가시광선 레이저 다이오드를 조정하여 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모의 훈련용 레이저 발사기의 제조방법.
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