KR20220133537A - Electro-optical tracking apparatus and Close-In Weapon System comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electro-optical tracking device for tracking a target approaching a vessel, which comprises: a lens assembly for simultaneously receiving light-receiving signals of a first wavelength band reflected and introduced from a target and a second wavelength band having a wavelength greater than the first wavelength band, and converting a field of view from a wide angle end to a telephoto end or from the telephoto end to the wide angle; a wavelength separator for receiving the received light-receiving signals to pass a transmission signal in accordance with the first wavelength band, and reflecting and separating a reflected signal in accordance with the second wavelength band; a first detector for receiving the transmission signal, and generating a first image through the transmission signal; and a second detector for receiving the reflected signal, and generating a second image through the reflected signal. Therefore, a fire capability of a close-in defense system is improved.

Description

전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템{Electro-optical tracking apparatus and Close-In Weapon System comprising the same}Electro-optical tracking apparatus and Close-In Weapon System comprising the same

본 발명은 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이며, 특히 TV 카메라와 SWIR 카메라를 통합하여 사용하는 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-optical tracking device and a proximity defense system including the same, and more particularly, to an electro-optical tracking device using a TV camera and a SWIR camera integrated and using the same, and a proximity defense system including the same.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.

근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건으로 사격하여 요격하는 시스템이다. 근접 방어 시스템은 탐색 레이더를 이용하여 표적을 탐지하고, 추적 레이더를 이용하여 표적을 추적하면서 개틀링 건 사격을 위한 표적의 방위각/고각/속도/거리 등의 정보를 제공한다. 이때, 추적 레이더는 해수면을 위에 비행하는 유도탄의 경우에 해면 반사파로 인한 잡음(Noise)으로 실제 표적이 아닌 가상표적을 추적하는 문제가 발생하고, 이를 해결하기 위해 전자광학추적장치를 복합으로 운용되고 있다.The proximity defense system is a system that intercepts by firing a gatling gun in order to defend the ship from anti-ship/anti-aircraft/guided missiles approaching the ship. The proximity defense system detects a target using a search radar, and provides information such as azimuth/elevation/velocity/distance of the target for Gatling gun shooting while tracking the target using tracking radar. At this time, in the case of a guided missile flying above the sea level, the tracking radar has a problem of tracking a virtual target rather than an actual target due to noise caused by the reflected wave from the sea level. have.

종래의 근접 방어 시스템은 탐색 레이더 및 추적 레이더를 이용하여 교전 사격이 가능하며, 전자 광학 추적 장치는 기상 조건의 제약으로 사격 채널 운용이 제한된다. 종래의 제한된 공간 내에서 전천후 환경에서 사격 채널로 운용이 가능한 전자 광학 추적 장치가 필요하고, 충분한 교전 시간을 확보하기 위해 고해상도의 영상 획득이 필요하다.The conventional proximity defense system is capable of engaging fire using a search radar and a tracking radar, and the electro-optical tracking device is limited in operation of a shooting channel due to weather conditions. An electro-optical tracking device capable of operating as a shooting channel in an all-weather environment in a conventional limited space is required, and high-resolution image acquisition is required to secure sufficient engagement time.

또한, 종래의 전자광학추적장치는 TV카메라 또는 원적외선(LWIR, Longwave Infrared) 카메라 탑재되어 추적레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하지만, 안개, 해무, 비 등의 제한된 기상 조건에서는 운용 상에 제한을 받는다. 또한, 전자 광학 추적 장치의 표적 탐지 거리가 짧아 교전을 위한 사격 준비가 매우 짧아야 하므로, 고속으로 비행하는 대공, 유도탄에 대한 사격 대응이 불가능한 문제가 있다.In addition, the conventional electro-optical tracking device is equipped with a TV camera or a longwave infrared (LWIR) camera, so it can be used as a shooting aid channel alone when the tracking radar is not in operation, but in limited weather conditions such as fog, sea fog, and rain limited in operation. In addition, since the target detection range of the electro-optical tracking device is short, preparation for shooting for engagement is required to be very short.

이에, 종래의 제한된 공간 내에서 전천후 환경에서 사격 채널로 운용이 가능한 전자 광학 추적 장치가 필요하다.Accordingly, there is a need for an electro-optical tracking device capable of operating as a shooting channel in an all-weather environment within a conventional limited space.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SWIR 카메라와 TV 카메라를 하나의 모듈로 구성하여 TV 카메라로 칼라 영상을 획득하고, 동시에 SWIR 카메라로 단적외선 영상을 획득하여 근접 방어 시스템의 사격 능력을 개선하는 것에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to acquire a color image with a TV camera by configuring a SWIR camera and a TV camera as one module, and acquire a short infrared image with a SWIR camera at the same time. The aim is to improve the firing ability of the close defense system.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 함정에 접근하는 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치에 있어서, 상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 수광하며, 광각단에서 망원단으로 또는 망원단에서 광각단으로 시계(Field of View)를 변환하는 렌즈 조립체; 상기 수광된 수광 신호를 입력받아 상기 제1 파장 대역에 따른 투과 신호를 통과시키고, 상기 제2 파장 대역에 따른 반사 신호로 반사시켜 분리하는 파장 분리기; 상기 투과 신호가 입력되며, 상기 투과 신호를 통해 제1 영상을 생성하는 제1 검출기; 및 상기 반사 신호가 입력되며, 상기 반사 신호를 통해 제2 영상을 생성하는 제2 검출기를 포함하는 전자 광학 추적 장치를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electro-optical tracking device for tracking a target approaching a ship, a first wavelength band reflected by the target and a second wavelength greater than the first wavelength band a lens assembly that simultaneously receives a light reception signal of a wavelength band and converts a field of view from a wide-angle end to a telephoto end or from a telephoto end to a wide-angle end; a wavelength separator that receives the received light reception signal, passes the transmitted signal according to the first wavelength band, and reflects it as a reflection signal according to the second wavelength band; a first detector to which the transmission signal is input and generating a first image through the transmission signal; and a second detector to which the reflected signal is input and which generates a second image through the reflected signal.

바람직하게는, 상기 렌즈 조립체는, 상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 수광 신호가 수광되는 제1 고정 렌즈군; 상기 수광 신호를 상기 파장 분리기로 전달하는 제2 고정 렌즈군; 및 상기 광각단 또는 상기 망원단인 경우를 고려하여 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하거나, 일직선 상에 위치하지 않도록 위치가 변환되는 시계 변환 렌즈군을 포함한다.Preferably, the lens assembly includes: a first fixed lens group to which a light reception signal of a first wavelength band reflected and introduced to the target and a light reception signal of a second band having a wavelength greater than a wavelength of the first band is received; a second fixed lens group for transmitting the light-receiving signal to the wavelength separator; and a field-of-view conversion lens group that is positioned on a straight line with the first fixed lens group and the second fixed lens group in consideration of the wide-angle end or the telephoto end, or whose position is changed so as not to be positioned on a straight line. .

바람직하게는, 상기 시계 변환 렌즈군은, 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 전면 및 후면에 위치하도록 삽입되며, 상기 망원단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하지 않도록 제거되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the field-of-view conversion lens group is inserted to be positioned at front and rear surfaces of the first fixed lens group when forming the wide-angle end, and when forming the telephoto end, the first fixed lens group and It is characterized in that it is removed so as not to be positioned in a straight line with the second fixed lens group.

바람직하게는, 상기 시계 변환 렌즈군은, 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 앞단에 위치하여 상기 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호를 상기 제1 고정 렌즈군으로 전달하는 제1 변환 렌즈군; 및 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군 사이에 위치하여 상기 제1 고정 렌즈군을 통과한 수광 신호를 제2 고정 렌즈군으로 전달하는 제2 변환 렌즈군을 포함한다.Preferably, when the field-of-view conversion lens group forms the wide-angle end, the first fixed lens group is located at the front end of the first fixed lens group and transmits a light-receiving signal reflected by the target to the first fixed lens group. 1 conversion lens group; and a second conversion lens positioned between the first fixed lens group and the second fixed lens group to transmit a light-receiving signal passing through the first fixed lens group to a second fixed lens group when the wide-angle end is formed includes the military

바람직하게는, 상기 제1 변환 렌즈군은, 광각의 빛을 모으는 기능을 가지며, 광각의 빛에 대한 색수차 보정이 용이하도록 FCD1, BACED5, NBFD10 재질의 순서로 적용되고, 상기 제2 변환 렌즈군은 상기 제1 변환 렌즈군에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 EFD1, FCD1 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first conversion lens group has a function of collecting wide-angle light, and is applied in the order of FCD1, BACED5, and NBFD10 materials to facilitate chromatic aberration correction for wide-angle light, and the second conversion lens group includes It is characterized in that the first conversion lens group is implemented with a plurality of lenses made of EFD1 and FCD1 materials to correct residual aberrations that have not been corrected.

바람직하게는, 상기 제1 고정 렌즈군은 상기 유입되는 수광 신호에 따른 빛을 모아 광각의 빛에 대한 색수차의 보정이 용이하도록 복수의 렌즈가 배열되며, 상기 제2 고정 렌즈군은 상기 제1 고정 렌즈군에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 복수의 렌즈가 배열되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the first fixed lens group, a plurality of lenses are arranged to collect light according to the incoming light-receiving signal to facilitate correction of chromatic aberration for wide-angle light, and the second fixed lens group includes the first fixed lens group. It is characterized in that a plurality of lenses are arranged to correct residual aberrations that have not been corrected in the lens group.

바람직하게는, 상기 렌즈 조립체는, 0.45 ~ 1.7um 파장을 투과하는 렌즈들로 구현되며, 상기 제1 고정 렌즈군은 상기 0.45 ~ 1.7um 파장의 수차 보정이 가능하도록 FCD1, CAF2 재질과 빛의 집광 능력을 높이도록 TAF1 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the lens assembly is implemented with lenses that transmit a wavelength of 0.45 ~ 1.7um, and the first fixed lens group collects FCD1 and CAF2 materials and light to correct aberration of the 0.45 ~ 1.7um wavelength. It is characterized in that it is implemented with a plurality of lenses made of TAF1 material to increase the ability.

바람직하게는, 상기 제2 고정 렌즈군은, 상기 제1 고정 렌즈군을 통해 보정하지 못한 잔여 수차를 개선하기 위해 색분산 중간 값을 가지며, 굴절률이 1.6 ~ 1.8인 EFL5, BACD18, NBFD15 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second fixed lens group includes a plurality of EFL5, BACD18, and NBFD15 materials having a chromatic dispersion median value and refractive index of 1.6 to 1.8 in order to improve residual aberration not corrected through the first fixed lens group. It is characterized in that it is implemented with a lens of

바람직하게는, 상기 파장 분리기와 상기 제1 검출기 사이에 구비되며, 상기 제1 검출기에 집광되는 상기 투과 신호의 색수차를 보정하는 제1 초점 렌즈군; 및 상기 파장 분리기와 상기 제2 검출기 사이에 구비되며, 상기 제2 검출기에 집광되는 상기 반사 신호의 색수차를 보정하는 제2 초점 렌즈군을 더 포함하고, 상기 제1 초점 렌즈군 및 상기 제2 초점 렌즈군은 ZNS, CAF2 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 한다.Preferably, a first focusing lens group provided between the wavelength separator and the first detector to correct chromatic aberration of the transmitted signal focused on the first detector; and a second focusing lens group disposed between the wavelength separator and the second detector to correct chromatic aberration of the reflected signal focused on the second detector, the first focusing lens group and the second focusing lens group The lens group is characterized in that it is implemented with a plurality of lenses made of ZNS and CAF2 materials.

바람직하게는, 상기 파장 분리기는, 상기 제1 파장 대역으로 형성된 투과 신호를 통과시켜 상기 제1 검출기로 전달하고, 상기 제2 파장 대역으로 형성된 반사 신호를 반사시켜 상기 제2 검출기로 전달하며, 상기 제1 파장 대역은 0.45um 내지 0.65um으로 형성되고, 상기 제2 파장 대역은 0.9um 내지 1.7um으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the wavelength separator transmits the transmitted signal formed in the first wavelength band to the first detector, reflects the reflected signal formed in the second wavelength band and transmits it to the second detector, and The first wavelength band is formed in a range of 0.45um to 0.65um, and the second wavelength band is formed in a range of 0.9um to 1.7um.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 함정에 접근하는 표적으로부터 자함을 방어하는 근접 방어 시스템에 있어서, 상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 투과하고 집광하여 제1 영상 및 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 고려하여 상기 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치; 및 상기 전자 광학 추적 장치를 통해 추적된 상기 표적을 사격하는 개틀링 건을 포함하고, 상기 전자 광학 추적 장치는, 광각단에서 망원단으로 또는 망원단에서 광각단으로 시계(Field of View)를 변환하는 렌즈 조립체; 상기 수광된 수광 신호를 입력받아 상기 제1 파장 대역에 따른 투과 신호를 통과시키고, 상기 제2 파장 대역에 따른 반사 신호로 반사시켜 분리하는 파장 분리기; 상기 투과 신호가 입력되며, 상기 투과 신호를 통해 제1 영상을 생성하는 제1 검출기; 및 상기 반사 신호가 입력되며, 상기 반사 신호를 통해 제2 영상을 생성하는 제2 검출기를 포함하는 근접 방어 시스템을 제안한다.According to another embodiment of the present invention, in the proximity defense system for defending a self-ship from a target approaching a ship, a first wavelength band reflected by the target and introduced therein and a wavelength greater than the first wavelength band an electro-optical tracking device for generating a first image and a second image by simultaneously transmitting and condensing a light-receiving signal of a second wavelength band, and tracking the target in consideration of the first image and the second image; and a gatling gun for shooting the target tracked through the electro-optical tracking device, wherein the electro-optical tracking device converts a field of view from a wide-angle end to a telephoto end or from a telephoto end to a wide-angle end lens assembly; a wavelength separator that receives the received light reception signal, passes the transmitted signal according to the first wavelength band, and reflects it as a reflection signal according to the second wavelength band; a first detector to which the transmission signal is input and generating a first image through the transmission signal; and a second detector receiving the reflected signal and generating a second image through the reflected signal.

바람직하게는, 상기 렌즈 조립체는, 상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 수광 신호가 수광되는 제1 고정 렌즈군; 상기 수광 신호를 상기 파장 분리기로 전달하는 제2 고정 렌즈군; 및 상기 광각단 또는 상기 망원단인 경우를 고려하여 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하거나, 일직선 상에 위치하지 않도록 위치가 변환되는 시계 변환 렌즈군을 포함하고, 상기 시계 변환 렌즈군은, 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 전면 및 후면에 위치하도록 삽입되며, 상기 망원단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하지 않도록 제거되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the lens assembly includes: a first fixed lens group to which a light reception signal of a first wavelength band reflected and introduced to the target and a light reception signal of a second band having a wavelength greater than a wavelength of the first band is received; a second fixed lens group for transmitting the light-receiving signal to the wavelength separator; and a field-of-view conversion lens group that is positioned on a straight line with the first fixed lens group and the second fixed lens group in consideration of the wide-angle end or the telephoto end, or whose position is changed so as not to be positioned on a straight line, , the field-of-view conversion lens group is inserted to be positioned on the front and rear surfaces of the first fixed lens group when forming the wide-angle end, and when forming the telephoto end, the first fixed lens group and the second fixed lens group It is characterized in that it is removed so as not to be positioned in a straight line with the fixed lens group.

바람직하게는, 상기 시계 변환 렌즈군은, 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 앞단에 위치하여 상기 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호를 상기 제1 고정 렌즈군으로 전달하는 제1 변환 렌즈군; 및 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군 사이에 위치하여 상기 제1 고정 렌즈군을 통과한 수광 신호를 제2 고정 렌즈군으로 전달하는 제2 변환 렌즈군을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the field-of-view conversion lens group forms the wide-angle end, the first fixed lens group is located at the front end of the first fixed lens group and transmits a light-receiving signal reflected by the target to the first fixed lens group. 1 conversion lens group; and a second conversion lens positioned between the first fixed lens group and the second fixed lens group to transmit a light-receiving signal passing through the first fixed lens group to a second fixed lens group when the wide-angle end is formed It is characterized by including a group.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명은 전자 광학 추적 장치를 종래의 카메라 공간에서 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed) 카메라를 배치하여 안개, 해무, 비 등의 기상 조건에서도 운용이 가능하여 추적 레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능한 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention provides an electro-optical tracking device by arranging a Short Wave InfraRed (SWIR) camera in a conventional camera space to operate in weather conditions such as fog, sea fog, and rain, so that tracking radar It has the effect of being able to use it as a shooting auxiliary channel alone when it is not in operation.

또한, 본 발명은 TV 카메라와 SWIR 카메라의 광학계를 공통으로 사용이 가능하도록 하나의 모듈로 구성하여 2개의 광학 모듈 효과를 발휘하여 소형 경량화를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of implementing the effect of two optical modules by configuring the optical system of the TV camera and the SWIR camera as one module to be able to use it in common, thereby realizing small and light weight.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 망원단을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 광각단을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 망원단인 경우 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed) 카메라를 통한 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function)를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 망원단인 경우 TV 카메라를 통한 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function)를 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래의 전자 광학 추적 장치를 포함하는 근접 방어 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram illustrating an electro-optical tracking device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the telephoto end of the electro-optic tracking device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a wide-angle end of the electro-optic tracking device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating a modulation transfer function (MTF) through a short wave infrared (SWIR) camera in the case of a telephoto end according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a modulation transfer function (MTF) through a TV camera in the case of a telephoto end according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a proximity defense system including a conventional electro-optic tracking device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including an ordinal number such as second, first, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 발명은 전자 광학 추적 장치 및 이를 포함하는 근접 방어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-optical tracking device and a proximity defense system including the same.

근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건으로 사격하여 요격하는 시스템으로서, 골키퍼와 팰렁스(Phalanx)가 대표적인 사례이다. 종래의 근접 방어 시스템은 탐색 레이더 및 추적 레이저를 이용하여 교전 사격이 가능하며, 전자 광학 추적 장치는 기상 조건의 제약으로 사격 채널로 운용이 제한된다. 종래의 제한된 공간 내에서 전천후 환경에서 사격 채널로 운용이 가능한 전자 광학 추적 장치가 필요하다.The close defense system is a system that intercepts by firing a gatling gun to defend itself from anti-ship/anti-aircraft/guided missiles approaching the ship, and goalkeepers and Phalanx are typical examples. The conventional proximity defense system is capable of engaging fire using a search radar and a tracking laser, and the operation of the electro-optical tracking device is limited to a shooting channel due to weather conditions. There is a need for an electro-optical tracking device capable of operating as a shooting channel in an all-weather environment within a conventional limited space.

근접 방어 시스템은 레이더에 전자 광학 추적 장치를 연동하여 개틀링 건 사격을 위한 표적의 방위각/고각/속도/거리 등의 정보를 획득한다. 종래에 근접 방어 시스템에 탑재된 전자 광학 추적 장치는 TV 카메라 또는 원적외선(LWIR) 카메라가 적용되었다.The proximity defense system acquires information such as azimuth/elevation/velocity/distance of a target for shooting a gatling gun by linking an electro-optical tracking device to the radar. Conventionally, an electro-optical tracking device mounted on a proximity defense system is a TV camera or a far-infrared (LWIR) camera.

종래에 전자 광학 추적 장치는 원적외선(LWIR) 카메라가 탑재되어 추적 레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하지만, 안개, 해무, 비 등의 제한된 기상 조건에서는 운용 상에 제한을 받는다. 또한, 전자 광학 추적 장치의 표적 탐지거리가 짧아 교전을 위한 사격준비 매우 짧아서 고속으로 비행하는 대공, 유도탄에 대한 사격 대응이 불가능하다. Conventionally, the electro-optical tracking device is equipped with a far-infrared (LWIR) camera and can be used as a shooting aid channel alone when the tracking radar is not in operation, but operation is limited in limited weather conditions such as fog, sea fog, and rain. In addition, since the target detection range of the electro-optical tracking device is short, the preparation for fire for engagement is very short, making it impossible to respond to fire against high-speed anti-aircraft and guided missiles.

상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 제안하여 TV 카메라로 칼라 영상을 획득하고, 동시에 SWIR 카메라로 단적외선 영상을 획득하여 근접 방어 시스템의 사격 능력을 개선할 수 있다.In order to solve the above problem, the present invention proposes a TV camera and a SWIR camera as one module to acquire a color image with a TV camera and at the same time acquire a short-infrared image with a SWIR camera to improve the shooting ability of the proximity defense system. can

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 광학 추적 장치(10)는 시설 보안 및 감시 목적으로 운용되는 CCTV에 적용하여 최소한의 외부에 노출된 상태에서 안개, 연무, 미세먼지 등의 전천후 환경에서 고해상도의 원거리 표적 관측에 활용이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the electro-optical tracking device 10 is applied to a CCTV operated for facility security and monitoring purposes, and has a high resolution in an all-weather environment such as fog, haze, and fine dust in a state of minimal exposure to the outside. It can be used for long-distance target observation, but is not necessarily limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an electro-optical tracking device according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시한 바와 같이 전자 광학 추적 장치(10)는 렌즈 조립체(100), 파장 분리기(200), 제1 검출기(300) 및 제2 검출기(400)를 포함한다. 전자 광학 추적 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the electro-optical tracking device 10 includes a lens assembly 100 , a wavelength separator 200 , a first detector 300 , and a second detector 400 . The electro-optical tracking device 10 may omit some of the various components exemplarily illustrated in FIG. 1 or may additionally include other components.

전자 광학 추적 장치(10)는 골키퍼, 팰렁스(Phalanx) 등을 나타내는 근접 방어 시스템의 카메라들을 제한된 공간에서 동시에 탑재가 가능하도록 제안함으로써, 단독으로 사격 채널로 운용이 가능하도록 하고, 해상에서 발생하는 해무 및 안개 그리고 비 등에 의한 제한 조건을 극복할 수 있다.The electro-optic tracking device 10 makes it possible to operate as a single shooting channel by proposing to simultaneously mount cameras of the proximity defense system representing a goalkeeper, a phalanx, etc. in a limited space, and It can overcome the limitations caused by sea fog, fog, and rain.

전자 광학 추적 장치(10)는 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 구현하여 형성될 수 있다.The electro-optical tracking device 10 may be formed by implementing a TV camera and a SWIR camera as one module.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 광학 추적 장치(10)는 종래의 전자 광학 추적 장치의 공간을 그대로 유지한 상태에서 전천후 환경에서 운용이 가능한 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 구현하여, 단독으로 사격이 가능하도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electro-optical tracking device 10 implements a TV camera and a SWIR camera that can be operated in an all-weather environment while maintaining the space of the conventional electro-optical tracking device as one module, It may be possible to shoot alone.

전자 광학 추적 장치(10)는 함정에 접근하는 표적을 추적할 수 있다.The electro-optic tracking device 10 may track a target approaching the vessel.

렌즈 조립체(100)는 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 수광하며, 광각단에서 망원단으로 또는 망원단에서 광각단으로 시계(Field of View)를 변환할 수 있다. 여기서, 시계(Field of View)는 광학 장치로 관측할 수 있는 범위로서, 입사 동공 중심에서 외계의 물체가 보이는 범위(크기)에 대한 각도를 나타낼 수 있다.The lens assembly 100 simultaneously receives a light reception signal of a first wavelength band reflected by the target and a second wavelength band having a wavelength greater than that of the first wavelength band, from the wide-angle end to the telephoto end or from the telephoto end to the wide-angle end. You can convert the Field of View by step. Here, the field of view is a range that can be observed by an optical device, and may indicate an angle with respect to a range (size) in which an extraterrestrial object is visible from the center of the incident pupil.

렌즈 조립체(100)는 제1 고정 렌즈군(110), 제2 고정 렌즈군(120) 및 시계 변환 렌즈군(130)을 포함한다. 렌즈 조립체(100)는 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.The lens assembly 100 includes a first fixed lens group 110 , a second fixed lens group 120 , and a field-of-view conversion lens group 130 . The lens assembly 100 may omit some of the various components illustrated by way of example or may additionally include other components.

렌즈 조립체(100)는 0.45 ~ 1.7um 파장을 투과하는 렌즈들로 구현될 수 있다.The lens assembly 100 may be implemented with lenses that transmit a wavelength of 0.45 ~ 1.7um.

제1 고정 렌즈군(110)은 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 수광 신호가 수광될 수 있다.The first fixed lens group 110 may receive a light reception signal of a first wavelength band reflected by the target and introduced in a second band having a wavelength greater than the wavelength of the first band.

제1 고정 렌즈군(110)은 유입되는 수광 신호에 따른 빛을 모아 광각의 빛에 대한 색수차의 보정이 용이하도록 복수의 렌즈가 배열될 수 있다.In the first fixed lens group 110 , a plurality of lenses may be arranged to collect light according to an incoming light reception signal to facilitate correction of chromatic aberration for wide-angle light.

제1 고정 렌즈군(110)은 0.45 ~ 1.7um 파장의 수차 보정이 가능하도록 FCD1, CAF2 재질과 빛의 집광 능력을 높이도록 TAF1 재질의 복수의 렌즈로 구현될 수 있다.The first fixed lens group 110 may be implemented with a plurality of lenses made of FCD1 and CAF2 materials to enable correction of aberrations of a wavelength of 0.45 to 1.7um, and TAF1 materials to increase light condensing ability.

제2 고정 렌즈군(120)은 수광 신호를 파장 분리기(200)로 전달할 수 있다.The second fixed lens group 120 may transmit a light-receiving signal to the wavelength separator 200 .

제2 고정 렌즈군(120)은 제1 고정 렌즈군(110)에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 복수의 렌즈가 배열될 수 있다.A plurality of lenses may be arranged in the second fixed lens group 120 to correct the residual aberration not corrected in the first fixed lens group 110 .

제2 고정 렌즈군(120)은 제1 고정 렌즈군(110)을 통해 보정하지 못한 잔여 수차를 개선하기 위해 색분산 중간 값을 가지며, 굴절률이 1.6 ~ 1.8인 EFL5, BACD18, NBFD15 재질의 복수의 렌즈로 구현될 수 있다.The second fixed lens group 120 has a chromatic dispersion median value in order to improve residual aberration that has not been corrected through the first fixed lens group 110, and has a refractive index of 1.6 to 1.8. It can be implemented as a lens.

시계 변환 렌즈군(130)은 광각단 또는 망원단인 경우를 고려하여 제1 고정 렌즈군 및 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하거나, 일직선 상에 위치하지 않도록 위치가 변환될 수 있다.In consideration of the wide-angle end or telephoto end, the field-of-view conversion lens group 130 may be positioned on a straight line with the first fixed lens group and the second fixed lens group, or the position of the field-of-view conversion lens group 130 may be changed so as not to be positioned on a straight line.

시계 변환 렌즈군(130)은 광각단을 형성하는 경우, 제1 고정 렌즈군(110)의 전면 및 후면에 위치하도록 삽입되며, 망원단을 형성하는 경우, 제1 고정 렌즈군(110) 및 제2 고정 렌즈군(120)과 일직선 상에 위치하지 않도록 제거될 될 수 있다.When forming the wide-angle end, the field-of-view conversion lens group 130 is inserted to be positioned at the front and rear surfaces of the first fixed lens group 110, and when forming the telephoto end, the first fixed lens group 110 and the second lens group 2 It may be removed so as not to be positioned in a straight line with the fixed lens group 120 .

시계 변환 렌즈군(130)은 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)을 포함한다. 시계 변환 렌즈군(130)은 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.The field-of-view conversion lens group 130 includes a first conversion lens group 132 and a second conversion lens group 134 . The field-of-view conversion lens group 130 may omit some of the various components illustrated by way of example or may additionally include other components.

제1 변환 렌즈군(132)은 상기 광각단을 형성하는 경우, 제1 고정 렌즈군(110)의 앞단에 위치하여 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호를 제1 고정 렌즈군(110)으로 전달할 수 있다.When the first conversion lens group 132 forms the wide-angle end, it is positioned at the front end of the first fixed lens group 110 to transmit a light-receiving signal reflected by the target to the first fixed lens group 110 . have.

제1 변환 렌즈군(132)은 광각의 빛을 모으는 기능을 가지며, 광각의 빛에 대한 색수차 보정이 용이하도록 FCD1, BACED5, NBFD10 재질의 순서로 적용될 수 있다.The first conversion lens group 132 has a function of collecting wide-angle light, and may be applied in the order of FCD1, BACED5, and NBFD10 materials to easily correct chromatic aberration for wide-angle light.

제2 변환 렌즈군(134)은 광각단을 형성하는 경우, 제1 고정 렌즈군(110) 및 제2 고정 렌즈군(120) 사이에 위치하여 제1 고정 렌즈군(110)을 통과한 수광 신호를 제2 고정 렌즈군(120)으로 전달할 수 있다.When the second conversion lens group 134 forms the wide-angle end, it is positioned between the first fixed lens group 110 and the second fixed lens group 120 , and a light-receiving signal passing through the first fixed lens group 110 . may be transferred to the second fixed lens group 120 .

제2 변환 렌즈군(134)은 제1 변환 렌즈군(132)에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 EFD1, FCD1 재질의 복수의 렌즈로 구현될 수 있다.The second conversion lens group 134 may be implemented as a plurality of lenses made of EFD1 and FCD1 materials to correct residual aberrations that have not been corrected in the first conversion lens group 132 .

파장 분리기(200)는 수광된 수광 신호를 입력받아 제1 파장 대역에 따른 투과 신호를 통과시키고, 제2 파장 대역에 따른 반사 신호로 반사시켜 분리할 수 있다.The wavelength separator 200 may receive the received light reception signal, pass the transmission signal according to the first wavelength band, and reflect it as a reflection signal according to the second wavelength band to separate the received signal.

파장 분리기(200)는 제1 파장 대역으로 형성된 투과 신호를 통과시켜 제1 검출기로 전달하고, 제2 파장 대역으로 형성된 반사 신호를 반사시켜 제2 검출기로 전달할 수 있다.The wavelength separator 200 may pass the transmission signal formed in the first wavelength band to the first detector, and may reflect the reflected signal formed in the second wavelength band to the second detector.

여기서, 제1 파장 대역은 0.45um 내지 0.65um으로 형성되고, 제2 파장 대역은 0.9um 내지 1.7um으로 형성될 수 있다.Here, the first wavelength band may be formed in a range of 0.45um to 0.65um, and the second wavelength band may be formed in a range of 0.9um to 1.7um.

제1 검출기(300)는 투과 신호가 입력되며, 투과 신호를 통해 제1 영상을 생성할 수 있다.The first detector 300 receives a transmission signal and may generate a first image through the transmission signal.

제2 검출기(400)는 반사 신호가 입력되며, 반사 신호를 통해 제2 영상을 생성할 수 있다.The second detector 400 receives a reflected signal and may generate a second image through the reflected signal.

전자 광학 추적 장치(10)는 제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)을 더 포함할 수 있다.The electro-optical tracking device 10 may further include a first focusing lens group 500 and a second focusing lens group 600 .

제1 초점 렌즈군(500)은 파장 분리기(200)와 제1 검출기(300) 사이에 구비되며, 제1 검출기(300)에 집광되는 투과 신호의 색수차를 보정할 수 있다.The first focusing lens group 500 is provided between the wavelength separator 200 and the first detector 300 , and may correct chromatic aberration of a transmitted signal focused on the first detector 300 .

제2 초점 렌즈군(600)은 파장 분리기(200)와 제2 검출기(400) 사이에 구비되며, 제2 검출기(400)에 집광되는 반사 신호의 색수차를 보정할 수 있다.The second focusing lens group 600 is provided between the wavelength separator 200 and the second detector 400 , and may correct chromatic aberration of a reflected signal focused on the second detector 400 .

제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)은 ZNS, CAF2 재질의 복수의 렌즈로 구현될 수 있다.The first focusing lens group 500 and the second focusing lens group 600 may be implemented with a plurality of lenses made of ZNS and CAF2 materials.

근접 방어 시스템은 전자 광학 추적 장치(10) 및 개틀링 건을 포함할 수 있다.The proximity defense system may include an electro-optical tracking device 10 and a gatling gun.

전자 광학 추적 장치(10)는 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 투과하고 집광하여 제1 영상 및 제2 영상을 생성하고, 제1 영상 및 제2 영상을 고려하여 표적을 추적할 수 있다.The electro-optical tracking device 10 simultaneously transmits and condenses the light-receiving signals of the first wavelength band reflected by the target and the second wavelength band having a larger wavelength than the first wavelength band to generate a first image and a second image and tracking the target in consideration of the first image and the second image.

개틀링 건은 전자 광학 추적 장치(10)를 통해 추적된 표적을 사격할 수 있다.The gatling gun can fire the tracked target through the electro-optical tracking device 10 .

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 망원단을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 광학 추적 장치의 광각단을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing the telephoto end of the electro-optical tracking device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing the wide-angle end of the electro-optical tracking device according to an embodiment of the present invention.

SWIR 카메라는 안개/해무 환경에서 TV카메라의 관측거리가 짧아지는 현상을 극복하여 사격 능력을 개선시킬 수 있다.SWIR camera can improve shooting ability by overcoming the phenomenon that the observation distance of TV camera becomes shorter in fog/sea fog environment.

제1 검출기(300)는 TV 카메라의 CMOS 검출기로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first detector 300 may be implemented as a CMOS detector of a TV camera, but is not limited thereto.

CMOS 검출기는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 검출기로서, 광학 영상의 강약과 색체를 감지하여 영상으로 변환할 수 있다.The CMOS detector is a detector using a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and can detect the strength and weakness of an optical image and convert it into an image.

제2 검출기(400)는 SWIR 카메라의 SWIR 검출기로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The second detector 400 may be implemented as a SWIR detector of a SWIR camera, but is not limited thereto.

SWIR 검출기는 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed)을 이용한 검출기로서, 적외선 중 파장이 짧은 영역을 검출할 수 있으며, 외부 환경 변화의 상황에서 먼 거리까지 더욱 선명한 영상으로 변환할 수 있다.The SWIR detector is a detector using Short Wave InfraRed (SWIR), and it can detect a region with a short wavelength among infrared rays, and can convert it into a clearer image from a long distance in a situation of external environmental change.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 검출기(300)는 5.2메가픽셀의 화소수를 적용하고, 제2 검출기(400)는 1.3메가픽셀의 화소수를 적용한 초점거리가 같은 5배 줌 카메라의 광학계로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first detector 300 applies the number of pixels of 5.2 megapixels, and the second detector 400 applies the number of pixels of 1.3 megapixels to the 5x zoom camera having the same focal length. It can be formed by an optical system.

전자 광학 추적 장치(10)는 광각에서 망원으로 시계 변환을 1초 이내로 구동이 가능하도록 시계 변환 렌즈군(130)이 삽입되는 구조로 형성될 수 있다.The electro-optical tracking device 10 may be formed in a structure in which the field-of-view conversion lens group 130 is inserted so that the field-of-view conversion from wide-angle to telephoto can be driven within 1 second.

구체적으로 도 2 및 도 3을 참조하면, 전자 광학 추적 장치(10)는 광각에서 망원으로 시계 변환 시 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)이 삽입될 수 있으며, 각각 제1 고정 렌즈군(110)과 제2 고정 렌즈군(120)에 일정 거리 이격된 위치에 삽입될 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 2 and 3 , in the electro-optical tracking device 10 , the first conversion lens group 132 and the second conversion lens group 134 may be inserted when the field of view is converted from wide angle to telephoto, respectively. The first fixed lens group 110 and the second fixed lens group 120 may be inserted at positions spaced apart from each other by a predetermined distance.

따라서, 전자 광학 추적 장치(10)는 광각단에서 망원단으로, 망원단에서 광각단으로 변환 시 시계 변환 렌즈군(130)의 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134) 삽입되고 제거되는 구조로 구현될 수 있다.Accordingly, the electro-optical tracking device 10 includes the first conversion lens group 132 and the second conversion lens group 134 of the field-of-view conversion lens group 130 when converting from the wide-angle end to the telephoto end and from the telephoto end to the wide-angle end. It can be implemented in a structure that is inserted and removed.

전자 광학 추적 장치(10)는 파장 분리기(200)에서 0.45 ~ 0.65um 파장의 투과 신호는 통과하고, 0.9 ~ 1.7um 파장의 반사 신호는 반사될 수 있다. 여기서, 투과 신호는 칼라 신호일 수 있으며, 반사 신호는 단적외선 신호일 수 있다.In the electro-optical tracking device 10, a transmitted signal of a wavelength of 0.45 ~ 0.65um passes in the wavelength separator 200, and a reflected signal of a wavelength of 0.9 ~ 1.7um may be reflected. Here, the transmitted signal may be a color signal, and the reflected signal may be a short infrared signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 광학 추적 장치(10)는 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 제안하기 위해 렌즈 조립체(100)를 0.45 ~ 1.7um 파장을 투과하는 렌즈로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electro-optical tracking device 10 may be composed of a lens that transmits a wavelength of 0.45 ~ 1.7um through the lens assembly 100 in order to propose a TV camera and a SWIR camera as one module. .

도 2 및 도 3을 참조하면, 렌즈 조립체(100)는 제1 고정 렌즈군(110), 제2 고정 렌즈군(120) 및 시계 변환 렌즈군(130)을 포함한다. 여기서, 시계 변환 렌즈군(130)은 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)을 포함한다. 렌즈 조립체(100)는 도 2 및 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.2 and 3 , the lens assembly 100 includes a first fixed lens group 110 , a second fixed lens group 120 , and a field-of-view conversion lens group 130 . Here, the field-of-view conversion lens group 130 includes a first conversion lens group 132 and a second conversion lens group 134 . The lens assembly 100 may omit some of the various components exemplarily illustrated in FIGS. 2 and 3 or may additionally include other components.

제1 고정 렌즈군(110)은 망원단의 주 파워를 가질 수 있으며, 0.45 ~ 1.7um 과 같이 넓은 파장의 수차 보정이 가능하도록 색분산이 큰 FCD1, CAF2 재질을 적용하고, 빛의 집광 능력을 높이도록 TAF1 재질로 형성될 수 있다.The first fixed lens group 110 may have the main power of the telephoto end, and apply FCD1 and CAF2 materials with large chromatic dispersion to correct aberration of a wide wavelength, such as 0.45 ~ 1.7um, and improve light collecting ability. It may be formed of a TAF1 material to increase the height.

예를 들어, 제1 고정 렌즈군(110)은 3개의 렌즈들로 형성될 수 있으며, 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호가 FCD1, CAF2, TAF1 재질로 각각 형성된 렌즈들을 통과할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first fixed lens group 110 may be formed of three lenses, and the light receiving signal reflected by the target may pass through the lenses respectively formed of FCD1, CAF2, and TAF1 materials, and must It is not limited.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 고정 렌즈군(110)은 수광 신호가 입사되는 방향을 기준으로, 볼록 렌즈, 볼록 렌즈, 오목 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 고정 렌즈군(110)은 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하는 2개의 양면 볼록 렌즈와 상술한 통과하는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 따라 양면이 모두 오목하게 형성된 양면 오목 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 3개의 렌즈들 모두 입사되는 방향에서의 편향된 곡선이 통과하는 방향에서의 편향된 곡선이 더 볼록하게 형성될 수 있다. 또한, 상술한 볼록 렌즈들은 통과하는 방향으로 편향된 곡선이 거의 평면 형상으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the first fixed lens group 110 may be implemented in the order of a convex lens, a convex lens, and a concave lens based on the direction in which the light reception signal is incident. Specifically, the first fixed lens group 110 forms a convex curve deflected in the direction in which the light reception signal is incident, and two biconvex lenses forming a convex curve deflected in the passing direction and the above-described concave curve deflected in the passing direction. It may include a double-sided concave lens in which both surfaces are concave along the . Here, a deflected curve in a direction through which a deflected curve in an incident direction of all three lenses passes may be formed to be more convex. In addition, the above-described convex lenses may be formed in a substantially planar shape in which a curve deflected in a passing direction is not necessarily limited thereto.

제2 고정 렌즈군(120)은 제1 고정 렌즈군(110)에서 보정하지 못하는 잔여 수차를 개선하기 위해 색분산 중간 값을 가질 수 있으며, 굴절률이 1.6 ~ 1.8인 재질로 EFL5, BACD18, NBFD15로 형성될 수 있다. 여기서, 색분산은 광도파로를 구성하는 재료의 굴절률이 파장에 대하여 비선형적으로 변화하거나 모드의 신호 전파에 의해 광 펄스의 폭이 넓어지는 현상을 나타낸다.The second fixed lens group 120 may have an intermediate value of chromatic dispersion in order to improve residual aberration that cannot be corrected by the first fixed lens group 110, and is made of a material having a refractive index of 1.6 to 1.8 and is made of EFL5, BACD18, and NBFD15. can be formed. Here, the chromatic dispersion refers to a phenomenon in which the refractive index of the material constituting the optical waveguide changes nonlinearly with respect to the wavelength or the width of the optical pulse is widened by signal propagation of the mode.

예를 들어, 제2 고정 렌즈군(120)은 3개의 렌즈들로 형성될 수 있으며, 제1 고정 렌즈군(110)을 통과하는 수광 신호가 EFL5, BACD18, NBFD15 재질로 각각 형성된 렌즈들을 통과할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second fixed lens group 120 may be formed of three lenses, and the light-receiving signal passing through the first fixed lens group 110 passes through the lenses respectively formed of EFL5, BACD18, and NBFD15 materials. may, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 고정 렌즈군(120)은 수광 신호가 입사되는 방향을 기준으로, 오목 평면 렌즈, 평면 볼록 렌즈, 오목 평면 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제2 고정 렌즈군(120)은 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 평면으로 형성되는 오목 평면 렌즈와, 수광 신호가 입사되는 방향으로 평면으로 형성되고 수광 신호가 통과하는 방향으로 편향된 곡선을 따라 볼록하게 형성된 평면 볼록 렌즈와, 상술한 평면 볼록 렌즈의 볼록하게 형성된 곡선을 따라 편향된 오목한 곡선의 형상으로 양면이 모두 오목하게 형성된 양면 오목 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 양면 오목 렌즈는 통과하는 방향으로 형성된 오목한 곡선이 거의 평면 형상으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the second fixed lens group 120 may be implemented in the order of a concave planar lens, a planar convex lens, and a concave planar lens based on a direction in which the light reception signal is incident. Specifically, the second fixed lens group 120 includes a concave planar lens that forms a concave curve deflected in the direction in which the light-receiving signal is incident and is formed in a plane in a direction through which the light-receiving signal is incident, and is formed in a plane in the direction in which the light-receiving signal is incident and receives light. A planar convex lens convexly formed along a curve deflected in the direction through which a signal passes, and a double-sided concave lens formed in a concave curve shape deflected along the convex curve of the above-described planar convex lens, both sides of which are concave. . Here, the double-sided concave lens may be formed in a substantially planar shape with a concave curve formed in a passing direction, but is not limited thereto.

통과하는 방향으로 편향된 곡선을 형성하는 2개의 양면 볼록 렌즈와 상술한 통과하는 방향으로 편향된 곡선을 따라 양면이 모두 오목하게 형성된 양면 오목 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 3개의 렌즈들 모두 입사되는 방향에서의 편향된 곡선이 통과하는 방향에서의 편향된 곡선이 더 굴절률이 클 수 있다.It may include two biconvex lenses forming a curve deflected in the passing direction and a concave double-sided lens in which both surfaces are concave along the curve deflected in the passing direction. Here, a deflected curve in a direction through which a deflected curve in an incident direction of all three lenses passes may have a higher refractive index.

전자 광학 추적 장치(10)는 제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)을 더 포함할 수 있다.The electro-optical tracking device 10 may further include a first focusing lens group 500 and a second focusing lens group 600 .

제1 초점 렌즈군(500)은 파장 분리기(200)와 제1 검출기(300) 사이에 구비되어 파장 분리기(200)에서 통과한 투과 신호를 제1 검출기(300)로 전달할 수 있다.The first focusing lens group 500 may be provided between the wavelength separator 200 and the first detector 300 to transmit a transmitted signal passing through the wavelength separator 200 to the first detector 300 .

제2 초점 렌즈군(600)은 파장 분리기(200)와 제2 검출기(400) 사이에 구비되어 파장 분리기(200)에서 반사된 반사 신호를 제2 검출기(400)로 전달할 수 있다.The second focusing lens group 600 may be provided between the wavelength separator 200 and the second detector 400 to transmit a reflected signal reflected from the wavelength separator 200 to the second detector 400 .

제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)은 제1 검출기(300)와 제2 검출기(400)에 집광 되는 빛의 색수차를 동시에 마지막으로 보정이 가능하도록 ZNS와 CAF2 재질로 형성될 수 있다.The first focusing lens group 500 and the second focusing lens group 600 are made of ZNS and CAF2 materials to simultaneously and finally correct the chromatic aberration of the light focused on the first detector 300 and the second detector 400 . can be formed.

예를 들어, 제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)은 각각 2개의 렌즈들로 형성될 수 있으며, 파장 분리기(200)에서 통과된 투과 신호와 반사된 반사 신호가 ZNS와 CAF2 재질로 각각 형성된 렌즈들을 통과할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first focusing lens group 500 and the second focusing lens group 600 may each be formed of two lenses, and the transmitted signal and the reflected reflected signal passed by the wavelength separator 200 are ZNS and CAF2 material may pass through each of the lenses, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)은 각각의 투과 신호 또는 반사 신호가 입사되는 방향을 기준으로 오목 볼록 렌즈, 볼록 오목 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 초점 렌즈군(500) 및 제2 초점 렌즈군(600)은 각각의 투과 신호 또는 반사 신호가 입사되는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하는 오목 볼록 렌즈와, 상술한 투과 신호 또는 반사 신호가 입사되는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하고 통과하는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하는 볼록 오목 렌즈를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first focusing lens group 500 and the second focusing lens group 600 are in the order of a concave-convex lens and a convex-concave lens based on a direction in which each transmitted or reflected signal is incident. can be implemented as Specifically, the first focus lens group 500 and the second focus lens group 600 form a concave curve deflected in the direction in which each transmitted signal or reflected signal is incident, and a concave convex curve deflected in the passing direction. It may include a convex lens and a convex concave lens that forms a convex curve deflected in a direction in which the transmitted or reflected signal is incident and forms a concave curve deflected in a passing direction.

전자 광학 추적 장치(10)는 광각에서 망원으로 시계 변환을 수행할 수 있으며, 광각단으로 형성 시 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)이 삽입될 수 있고, 광각단에서 망원단으로 변환 시 삽입된 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)이 제거되도록 구현될 수 있다The electro-optical tracking device 10 may perform field-of-view conversion from a wide angle to a telephoto end, and when formed as a wide-angle end, the first conversion lens group 132 and the second conversion lens group 134 may be inserted, and the wide-angle end It may be implemented such that the inserted first conversion lens group 132 and the second conversion lens group 134 are removed when converting from the to telephoto end.

광각단인 경우, 전자 광학 추적 장치(10)는 제1 변환 렌즈군(132) 및 제2 변환 렌즈군(134)이 삽입되어 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호가 제1 변환 렌즈군(132)에 제일 먼저 유입될 수 있다.In the case of the wide-angle end, in the electro-optical tracking device 10, the first conversion lens group 132 and the second conversion lens group 134 are inserted, and the light-receiving signal that is reflected on the target and flows into the first conversion lens group 132 is can be entered first.

제1 변환 렌즈군(132)은 광각의 빛을 모으는 기능을 가지며, 광각의 빛에 대한 색수차 보정이 용이하도록 제1 고정 렌즈군(110)과 유사하게 FCD1, BACED5, NBFD10 재질 순서로 형성될 수 있다.The first conversion lens group 132 has a function of collecting wide-angle light, and similarly to the first fixed lens group 110, FCD1, BACED5, NBFD10 may be formed in the order of materials to facilitate chromatic aberration correction for wide-angle light. have.

예를 들어, 제1 변환 렌즈군(132)은 3개의 렌즈들로 형성될 수 있으며, 제1 고정 렌즈군(110) 앞에 위치하여 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호가 FCD1, BACED5, NBFD10 재질로 각각 형성된 렌즈들을 통과할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first conversion lens group 132 may be formed of three lenses, and located in front of the first fixed lens group 110 , the light-receiving signal reflected by the target and introduced is made of FCD1, BACED5, and NBFD10 materials. It may pass through each formed lens, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 변환 렌즈군(132)은 수광 신호가 입사되는 방향을 기준으로, 양면 오목 렌즈, 오목 평면 렌즈, 평면 볼록 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 변환 렌즈군(132)은 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하는 양면 오목 렌즈와, 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 평면 형상을 형성하는 오목 평면 렌즈와, 수광 신호가 입사되는 방향으로 평면 형상을 형성하며 통과하는 방향으로 볼록한 곡선 형상을 형성하는 평면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 오목 평면 렌즈와 평면 볼록 렌즈는 서로 평면으로 형성된 부분이 맞닿도록 구비될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the first conversion lens group 132 may be implemented in the order of a double-sided concave lens, a concave planar lens, and a planar convex lens based on a direction in which the light-receiving signal is incident. Specifically, the first conversion lens group 132 includes a double-sided concave lens that forms a concave curve deflected in the direction in which the light-receiving signal is incident and a concave curve deflected in the passing direction, and a concave curve deflected in the direction in which the light-receiving signal is incident. It may include a concave planar lens forming a planar shape in a direction in which the light-receiving signal is incident and a plano-convex lens forming a convex curved shape in a passing direction while forming a planar shape in a direction in which the light-receiving signal is incident. Here, the concave planar lens and the planar convex lens may be provided such that portions formed in a plane contact each other, but the present invention is not limited thereto.

제2 변환 렌즈군(134)는 제1 변환 렌즈군(132)에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정할 수 있도록 EFD1과 FCD1 재질로 형성될 수 있다.The second conversion lens group 134 may be formed of EFD1 and FCD1 materials to correct residual aberration that has not been corrected in the first conversion lens group 132 .

예를 들어, 제2 변환 렌즈군(134)은 2개의 렌즈들로 형성될 수 있으며, 제1 고정 렌즈군(110)과 제2 고정 렌즈군(120) 사이에 위치하여 제1 고정 렌즈군(110)을 통과한 수광 신호가 EFD1, FCD1 재질로 각각 형성된 렌즈들을 통과할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second conversion lens group 134 may be formed of two lenses, and located between the first fixed lens group 110 and the second fixed lens group 120 , the first fixed lens group ( 110) may pass through lenses each formed of EFD1 and FCD1 materials, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 변환 렌즈군(134)은 수광 신호가 입사되는 방향을 기준으로, 볼록 오목 렌즈, 양면 볼록 렌즈의 순서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제2 변환 렌즈군(134)은 수광 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 편향된 오목한 곡선을 형성하는 볼록 오목 렌즈와, 수광 신호가 입사되는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하며 통과하는 방향으로 편향된 볼록한 곡선을 형성하는 양면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 볼록 오목 렌즈와 양면 볼록 렌즈가 서로 마주보는 오목한 부분과 볼록한 부분은 서로 같은 곡선 형상을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the second conversion lens group 134 may be implemented in the order of a convex-concave lens and a biconvex lens based on a direction in which the light-receiving signal is incident. Specifically, the second conversion lens group 134 includes a convex-concave lens that forms a convex curve deflected in the direction in which the light-receiving signal is incident and a concave curve deflected in the direction through which the light-receiving signal passes, and a convex lens deflected in the direction in which the light-receiving signal is incident. It may include a biconvex lens forming a convex curve that forms a curve and is biased in a passing direction. Here, the concave portion and the convex portion of the convex concave lens and the biconvex lens facing each other may form the same curved shape, but is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 망원단인 경우 근적외선(SWIR, Short Wave InfraRed) 카메라를 통한 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function)를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 망원단인 경우 TV 카메라를 통한 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function)를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a modulation transfer function (MTF) through a Short Wave InfraRed (SWIR) camera in the case of a telephoto end according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. It is a graph showing the modulation transfer function (MTF) through the TV camera in the case of a telephoto end according to .

전자 광학 추적 장치(10)는 종래의 카메라 공간에서 SWIR 카메라를 배치하여 안개, 해무, 비 등의 기상 조건에서도 운용이 가능하여 추적 레이더가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하다.The electro-optic tracking device 10 is capable of operating in weather conditions such as fog, sea fog, and rain by disposing a SWIR camera in a conventional camera space, so that it can be used as a shooting aid channel alone when the tracking radar is not in operation.

전자 광학 추적 장치(10)는 줌 배율 5배 이상의 줌 렌즈로 구성하여 근거리 및 원거리 관측에 적합하며, 광각에서 망원으로 시계 변환을 1초 이내로 구동이 가능하도록 시계 변환 렌즈의 1군과 2군이 삽입되는 구조로 형성될 수 있다.The electro-optic tracking device 10 consists of a zoom lens with a zoom magnification of 5 times or more and is suitable for near and far observation. It may be formed in an inserted structure.

전자 광학 추적 장치(10)는 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 제안하기 위해 0.45 ~ 1.7um 파장을 투과하는 렌즈로 구성되며, TV 카메라와 SWIR 카메라는 파장 분리기(200)에서 0.45 ~ 0.65um 파장의 칼라 신호는 통과하고, 0.9 ~ 1.7um 파장의 단적외선 신호는 반사되도록 제안된다.Electro-optical tracking device 10 is composed of a lens that transmits a wavelength of 0.45 ~ 1.7um in order to propose a TV camera and a SWIR camera as one module, and the TV camera and SWIR camera are 0.45 ~ 0.65um in the wavelength separator 200 . It is proposed that the color signal of wavelength is passed, and the short-infrared signal of the wavelength of 0.9 ~ 1.7um is reflected.

전자 광학 추적 장치(10)는 TV 카메라와 SWIR 카메라의 광학계를 공통으로 사용이 가능하도록, 하나의 모듈로 2개의 광학모듈 효과를 발휘하여 소형 경량화를 구현할 수 있다.The electro-optical tracking device 10 can realize the effect of two optical modules with one module so that the optical system of the TV camera and the SWIR camera can be used in common, thereby reducing the size and weight.

도 4 및 도 5는 광학계 대한 SWIR 망원단과 TV 망원단의 광학 분해능 성능(MTF)를 나타낸 그래프로서, 카메라의 중앙과 수직축, 수평축의 MTF는 10% 이상으로 사람 눈으로 표적을 분해 할 수 있다.4 and 5 are graphs showing the optical resolution performance (MTF) of the SWIR telephoto end and the TV telephoto end for the optical system. The MTF of the center, vertical axis, and horizontal axis of the camera is 10% or more, and the human eye can resolve the target.

도 6은 종래의 전자 광학 추적 장치를 포함하는 근접 방어 시스템을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a proximity defense system including a conventional electro-optic tracking device.

근접 방어 시스템은 대함미사일 및 항공기, 고속침투정 등의 위협으로부터 함정을 최종단계에서 방어하는 무기체계다. 구체적으로, 근접 방어 시스템은 함정에 접근하는 대함/대공/유도탄으로부터 자함을 방어하기 위해 개틀링 건을 사용하여 요격할 수 있으며, 도 6의 (a)와 같은 골키퍼, 도 6의 (b)와 같은 팰렁스(Phalanx) 등이 있을 수 있다.The proximity defense system is a weapon system that defends ships at the final stage from threats such as anti-ship missiles, aircraft, and high-speed penetrating boats. Specifically, the proximity defense system can intercept using a gatling gun to defend its own ship from anti-ship/anti-aircraft/guided missiles approaching the ship, and a goalkeeper as shown in FIG. 6(a), as shown in FIG. 6(b) There may be a Phalanx, etc.

근접 방어 시스템(20a, 20b)은 탐색 레이더(22a, 22b), 추적 레이더(24a, 24b), 전자 광학 추적 장치(26a, 26b) 및 개틀링 건(28a, 28b)을 포함한다.The proximity defense systems 20a, 20b include search radars 22a, 22b, tracking radars 24a, 24b, electro-optical tracking devices 26a, 26b, and gatling guns 28a, 28b.

근접 방어 시스템(20a, 20b)은 탐색 레이더(22a, 22b)를 이용하여 표적을 탐지하고, 추적 레이더(24a, 24b)를 이용하여 표적을 추적하면서 개틀링 건(28a, 28b)의 사격을 위한 표적의 방위각/고각/속도/거리 등의 정보를 제공한다.The proximity defense system 20a, 20b detects a target using the search radar 22a, 22b, and tracks the target using the tracking radar 24a, 24b. It provides information such as azimuth/elevation/velocity/distance of

추적 레이더(24a, 24b)는 해수면을 위에 비행하는 유도탄의 경우에 해면 반사파로 인한 잡음(Noise)으로 실제 표적이 아닌 가상 표적을 추적하는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 근접 방어 시스템(20a, 20b)은 전자 광학 추적 장치(26a, 26b)를 복합으로 운용할 수 있다.The tracking radars 24a and 24b may have a problem of tracking a virtual target rather than an actual target due to noise caused by the reflected wave in the case of a guided missile flying above the sea level. In order to solve this problem, the proximity defense system 20a, 20b may operate the electro-optic tracking device 26a, 26b in combination.

또한, 전자 광학 추적 장치(26a, 26b)는 추적 레이더(24a, 24b)가 비동작 시 단독으로 사격 보조 채널로 활용이 가능하다. In addition, the electro-optic tracking devices 26a and 26b can be used as a shooting auxiliary channel alone when the tracking radars 24a and 24b are not in operation.

종래의 근접 방어 시스템에 탑재된 전자 광학 추적 장치는 TV 카메라만 탑재되어 추적 레이더(24a, 24b)가 비동작 시 개틀링 건(28a, 28b)으로 사격이 불가능한 문제가 있다. The electro-optic tracking device mounted in the conventional proximity defense system has a problem in that it is impossible to shoot with the gatling guns 28a and 28b when the tracking radars 24a and 24b are not in operation because only a TV camera is mounted.

반면에 본 발명의 전자 광학 추적 장치는 TV 카메라와 SWIR 카메라를 하나의 모듈로 제안하여 TV 카메라로 칼라 영상을 획득하고, 동시에 SWIR 카메라로 단적외선 영상을 획득하여 근접방어 시스템의 사격 능력을 개선할 수 있다.On the other hand, the electro-optical tracking device of the present invention proposes a TV camera and a SWIR camera as one module to acquire a color image with a TV camera and at the same time acquire a short-infrared image with a SWIR camera to improve the shooting ability of the proximity defense system. can

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes and substitutions are possible within the scope that does not depart from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 전자 광학 추적 장치
100: 렌즈 조립체
110: 제1 고정 렌즈군
120: 제2 고정 렌즈군
130: 시계 변환 렌즈군
200: 파장 분리기
300: 제1 검출기
400: 제2 검출기10: Electro-optical tracking device
100: lens assembly
110: first fixed lens group
120: second fixed lens group
130: watch conversion lens group
200: wavelength separator
300: first detector
400: second detector

Claims (13)

함정에 접근하는 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치에 있어서,
상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 수광하며, 광각단에서 망원단으로 또는 망원단에서 광각단으로 시계(Field of View)를 변환하는 렌즈 조립체;
상기 수광된 수광 신호를 입력받아 상기 제1 파장 대역에 따른 투과 신호를 통과시키고, 상기 제2 파장 대역에 따른 반사 신호로 반사시켜 분리하는 파장 분리기;
상기 투과 신호가 입력되며, 상기 투과 신호를 통해 제1 영상을 생성하는 제1 검출기; 및
상기 반사 신호가 입력되며, 상기 반사 신호를 통해 제2 영상을 생성하는 제2 검출기를 포함하는 전자 광학 추적 장치.An electro-optical tracking device for tracking a target approaching a ship, comprising:
The light reception signal of the first wavelength band reflected by the target and the second wavelength band having a wavelength greater than the first wavelength band is simultaneously received, and the field of view from the wide-angle end to the telephoto end or from the telephoto end to the wide-angle end of view) transforming lens assembly;
a wavelength separator that receives the received light reception signal, passes the transmitted signal according to the first wavelength band, and reflects it as a reflection signal according to the second wavelength band;
a first detector to which the transmission signal is input and generating a first image through the transmission signal; and
and a second detector to which the reflected signal is input and which generates a second image through the reflected signal. 제1항에 있어서,
상기 렌즈 조립체는,
상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 수광 신호가 수광되는 제1 고정 렌즈군;
상기 수광 신호를 상기 파장 분리기로 전달하는 제2 고정 렌즈군; 및
상기 광각단 또는 상기 망원단인 경우를 고려하여 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하거나, 일직선 상에 위치하지 않도록 위치가 변환되는 시계 변환 렌즈군을 포함하는 전자 광학 추적 장치.The method of claim 1,
The lens assembly,
a first fixed lens group receiving a light reception signal of a first wavelength band reflected by the target and a second band having a wavelength greater than that of the first band;
a second fixed lens group for transmitting the light-receiving signal to the wavelength separator; and
In consideration of the case of the wide-angle end or the telephoto end, an electron including a field-of-view conversion lens group that is positioned on a straight line with the first fixed lens group and the second fixed lens group, or whose position is changed so as not to be positioned on a straight line optical tracking device. 제2항에 있어서,
상기 시계 변환 렌즈군은,
상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 전면 및 후면에 위치하도록 삽입되며,
상기 망원단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하지 않도록 제거되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치3. The method of claim 2,
The watch conversion lens group,
When forming the wide-angle end, it is inserted so as to be positioned on the front and rear surfaces of the first fixed lens group,
When the telephoto end is formed, the electro-optic tracking device is removed so as not to be positioned in a straight line with the first fixed lens group and the second fixed lens group. 제2항에 있어서,
상기 시계 변환 렌즈군은,
상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 앞단에 위치하여 상기 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호를 상기 제1 고정 렌즈군으로 전달하는 제1 변환 렌즈군; 및
상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군 사이에 위치하여 상기 제1 고정 렌즈군을 통과한 수광 신호를 제2 고정 렌즈군으로 전달하는 제2 변환 렌즈군을 포함하는 전자 광학 추적 장치.3. The method of claim 2,
The watch conversion lens group,
when forming the wide-angle end, a first conversion lens group positioned at the front end of the first fixed lens group to transmit a light-receiving signal reflected by the target to the first fixed lens group; and
When the wide-angle end is formed, a second conversion lens group positioned between the first fixed lens group and the second fixed lens group to transmit a light-receiving signal passing through the first fixed lens group to a second fixed lens group Electro-optic tracking device comprising a. 제4항에 있어서,
상기 제1 변환 렌즈군은,
광각의 빛을 모으는 기능을 가지며, 광각의 빛에 대한 색수차 보정이 용이하도록 FCD1, BACED5, NBFD10 재질의 순서로 적용되고,
상기 제2 변환 렌즈군은 상기 제1 변환 렌즈군에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 EFD1, FCD1 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.5. The method of claim 4,
The first conversion lens group,
It has a function of collecting wide-angle light, and is applied in the order of FCD1, BACED5, and NBFD10 materials to facilitate chromatic aberration correction for wide-angle light.
The second conversion lens group is an electro-optical tracking device, characterized in that it is implemented with a plurality of lenses made of EFD1, FCD1 material to correct the residual aberration not corrected in the first conversion lens group. 제2항에 있어서,
상기 제1 고정 렌즈군은 상기 유입되는 수광 신호에 따른 빛을 모아 광각의 빛에 대한 색수차의 보정이 용이하도록 복수의 렌즈가 배열되며,
상기 제2 고정 렌즈군은 상기 제1 고정 렌즈군에서 보정하지 못한 잔여 수차를 보정하도록 복수의 렌즈가 배열되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.3. The method of claim 2,
In the first fixed lens group, a plurality of lenses are arranged to collect light according to the incoming light reception signal to facilitate correction of chromatic aberration for wide-angle light,
In the second fixed lens group, a plurality of lenses are arranged to correct residual aberration not corrected in the first fixed lens group. 제2항에 있어서,
상기 렌즈 조립체는,
0.45 ~ 1.7um 파장을 투과하는 렌즈들로 구현되며,
상기 제1 고정 렌즈군은 상기 0.45 ~ 1.7um 파장의 수차 보정이 가능하도록 FCD1, CAF2 재질과 빛의 집광 능력을 높이도록 TAF1 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.3. The method of claim 2,
The lens assembly,
It is implemented with lenses that transmit 0.45 ~ 1.7um wavelength,
The first fixed lens group is an electro-optical tracking device, characterized in that it is implemented with a plurality of lenses made of FCD1, CAF2 material and TAF1 material to increase light collection ability to correct the aberration of the 0.45 ~ 1.7um wavelength. 제2항에 있어서,
상기 제2 고정 렌즈군은,
상기 제1 고정 렌즈군을 통해 보정하지 못한 잔여 수차를 개선하기 위해 색분산 중간 값을 가지며, 굴절률이 1.6 ~ 1.8인 EFL5, BACD18, NBFD15 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.3. The method of claim 2,
The second fixed lens group,
Electro-optical tracking, characterized in that it is implemented with a plurality of lenses made of EFL5, BACD18, NBFD15 material having a chromatic dispersion intermediate value and having a refractive index of 1.6 to 1.8 in order to improve residual aberration that has not been corrected through the first fixed lens group Device. 제1항에 있어서,
상기 파장 분리기와 상기 제1 검출기 사이에 구비되며, 상기 제1 검출기에 집광되는 상기 투과 신호의 색수차를 보정하는 제1 초점 렌즈군; 및
상기 파장 분리기와 상기 제2 검출기 사이에 구비되며, 상기 제2 검출기에 집광되는 상기 반사 신호의 색수차를 보정하는 제2 초점 렌즈군을 더 포함하고,
상기 제1 초점 렌즈군 및 상기 제2 초점 렌즈군은 ZNS, CAF2 재질의 복수의 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.According to claim 1,
a first focusing lens group provided between the wavelength separator and the first detector to correct chromatic aberration of the transmitted signal focused on the first detector; and
A second focusing lens group provided between the wavelength separator and the second detector to correct chromatic aberration of the reflected signal focused on the second detector,
The electro-optical tracking device, characterized in that the first focus lens group and the second focus lens group are implemented by a plurality of lenses made of ZNS and CAF2 materials. 제1항에 있어서,
상기 파장 분리기는,
상기 제1 파장 대역으로 형성된 투과 신호를 통과시켜 상기 제1 검출기로 전달하고, 상기 제2 파장 대역으로 형성된 반사 신호를 반사시켜 상기 제2 검출기로 전달하며,
상기 제1 파장 대역은 0.45um 내지 0.65um으로 형성되고, 상기 제2 파장 대역은 0.9um 내지 1.7um으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 추적 장치.According to claim 1,
The wavelength separator is
The transmitted signal formed in the first wavelength band is passed to the first detector, and the reflected signal formed in the second wavelength band is reflected and transmitted to the second detector,
The first wavelength band is formed in a range of 0.45um to 0.65um, and the second wavelength band is formed in a range of 0.9um to 1.7um. 함정에 접근하는 표적으로부터 자함을 방어하는 근접 방어 시스템에 있어서,
상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 파장 대역 보다 더 큰 파장의 제2 파장 대역의 수광 신호를 동시에 투과하고 집광하여 제1 영상 및 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 고려하여 상기 표적을 추적하는 전자 광학 추적 장치; 및
상기 전자 광학 추적 장치를 통해 추적된 상기 표적을 사격하는 개틀링 건을 포함하고,
상기 전자 광학 추적 장치는, 광각단에서 망원단으로 또는 망원단에서 광각단으로 시계(Field of View)를 변환하는 렌즈 조립체; 상기 수광된 수광 신호를 입력받아 상기 제1 파장 대역에 따른 투과 신호를 통과시키고, 상기 제2 파장 대역에 따른 반사 신호로 반사시켜 분리하는 파장 분리기; 상기 투과 신호가 입력되며, 상기 투과 신호를 통해 제1 영상을 생성하는 제1 검출기; 및 상기 반사 신호가 입력되며, 상기 반사 신호를 통해 제2 영상을 생성하는 제2 검출기를 포함하는 근접 방어 시스템.In the proximity defense system for defending the self-ship from a target approaching the ship,
A first image and a second image are generated by simultaneously transmitting and condensing a light-receiving signal of a first wavelength band reflected by the target and a second wavelength band having a larger wavelength than the first wavelength band, and the first image and an electro-optical tracking device for tracking the target in consideration of the second image. and
a gatling gun that fires the target tracked through the electro-optic tracking device;
The electro-optical tracking device, a lens assembly for converting a field of view from a wide-angle end to a telephoto end or from a telephoto end to a wide-angle end; a wavelength separator that receives the received light reception signal, passes the transmitted signal according to the first wavelength band, and reflects it as a reflection signal according to the second wavelength band; a first detector to which the transmission signal is input and generating a first image through the transmission signal; and a second detector to which the reflected signal is input and configured to generate a second image based on the reflected signal. 제11항에 있어서,
상기 렌즈 조립체는,
상기 표적에 반사되어 유입되는 제1 파장 대역 및 상기 제1 대역의 파장보다 더 큰 파장의 제2 대역의 수광 신호가 수광되는 제1 고정 렌즈군;
상기 수광 신호를 상기 파장 분리기로 전달하는 제2 고정 렌즈군; 및
상기 광각단 또는 상기 망원단인 경우를 고려하여 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하거나, 일직선 상에 위치하지 않도록 위치가 변환되는 시계 변환 렌즈군을 포함하고,
상기 시계 변환 렌즈군은, 상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 전면 및 후면에 위치하도록 삽입되며, 상기 망원단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군과 일직선 상에 위치하지 않도록 제거되는 것을 특징으로 하는 근접 방어 시스템.12. The method of claim 11,
The lens assembly,
a first fixed lens group receiving a light reception signal of a first wavelength band reflected by the target and a second band having a wavelength greater than that of the first band;
a second fixed lens group for transmitting the light-receiving signal to the wavelength separator; and
In consideration of the case of the wide-angle end or the telephoto end, the first fixed lens group and the second fixed lens group are positioned on a straight line or include a field-of-view conversion lens group whose position is changed so as not to be positioned on a straight line,
The field-of-view conversion lens group is inserted to be positioned at the front and rear surfaces of the first fixed lens group when forming the wide-angle end, and the first fixed lens group and the second fixed lens group when forming the telephoto end A proximity defense system, characterized in that it is removed so as not to be positioned in a straight line with the lens group. 제12항에 있어서,
상기 시계 변환 렌즈군은,
상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군의 앞단에 위치하여 상기 표적에 반사되어 유입되는 수광 신호를 상기 제1 고정 렌즈군으로 전달하는 제1 변환 렌즈군; 및
상기 광각단을 형성하는 경우, 상기 제1 고정 렌즈군 및 상기 제2 고정 렌즈군 사이에 위치하여 상기 제1 고정 렌즈군을 통과한 수광 신호를 제2 고정 렌즈군으로 전달하는 제2 변환 렌즈군을 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 방어 시스템.13. The method of claim 12,
The watch conversion lens group,
when forming the wide-angle end, a first conversion lens group positioned at the front end of the first fixed lens group to transmit a light-receiving signal reflected by the target to the first fixed lens group; and
When the wide-angle end is formed, a second conversion lens group positioned between the first fixed lens group and the second fixed lens group to transmit a light-receiving signal passing through the first fixed lens group to a second fixed lens group A close-up defense system comprising a.
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