KR20230166937A - 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스 - Google Patents

Abstract

제어 명령과 제어 결과를 송수신 하는 원격 단말기를 무선으로 연결할 수 있는 근거리 통신 모듈; 근거리 통신 모듈의 제어를 위한 통신 제어 모듈; 모터 위치 제어를 위한 모터 제어 모듈; 망원경에 부착되어 있는 초점 조절 장치를 회전시키거나 이동시키기 위한 모터 모듈; 전원 미인가시에도 시스템 설정 및 사용자 정보 등이 저장될 수 있도록 정보를 저장할 수 있는 메모리 모듈; 상기 근거리 통신 모듈 및 통신 제어 모듈을 통해 전송된 사용자의 명령에 따라 메모리 모듈에 시스템 설정 정보 저장, 시스템 제어 및 모터 제어 모듈을 구동하는 시스템 제어 모듈, 배터리 충전 모듈을 포함하는 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스

Description

망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스{WIRELESS ROBOTIC FOCUSING DEVICE FOR TELESCOPES}

본 발명은 망원경의 초점 조절 장치에 부착되는 무선 자동 초점 조절 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 근거리 무선 통신 모듈을 통해 무선으로 망원경의 초점을 조절할 수 있는 디바이스에 관한 것이다.

망원경을 사용하기 위해서는 먼저 관측하기 위한 대상을 조준 후 접안부 부분에 부착되어 있는 초점 조절 장치를 돌려서 정확한 초점을 맞추는 작업이 진행되어야 한다.

배율이 낮은 쌍안경이나 소형 망원경의 경우는 수동으로 초점 조절 장치를 돌려서 초점을 맞추는 것이 쉽게 가능하지만 고배율의 천체 망원경의 경우 수동으로 초점을 조절하는 경우는 기존 도입되어 있는 천체 대상이 심하게 흔들릴 뿐만 아니라 최악의 경우 망원경의 경통 부분을 이동시켜 도입되어 있는 대상이 시야를 벗어나는 경우도 흔하게 발생하기 때문에 정확한 초점을 맞추기 어려운 경우가 대부분 이다.

또한 기존의 자동 초점 조절에 관한 등록 특허(등록특허공보 10-0124583, 10-0247286, 10-2350710 등)는 망원경과 같은 장치에 적용할 수 없는 대물 렌즈 또는 줌 렌즈를 이동시켜 초점을 조절하는 방법에 대한 기술들로 이는 DSLR 과 같은 소형 카메라에서만 사용할 수 있고, 대물렌즈가 고정된 망원경과 같은 장비에서는 사용이 불가능 하다.

망원경용으로 현재 시판되고 있는 자동 초점 조절 상품들의 경우는 무선 기능을 고려하지 않고 개발되었기 때문에 사용시에는 반드시 유선 전용 핸드 컨트롤러를 이용하거나 미니 PC 또는 라즈베리 파이(RASPBERRY PI)와 유사한 소형 컴퓨터를 유선으로 연결하여 컨트롤러로 사용해야 한다.

하지만 이러한 유선 사용의 가장 큰 문제점은 야외에서 불빛이 없는 야간 천체 관측을 위해 사용시에는 관측시 사용되는 수 많은 액세서리에 연결된 십수 개의 전선들 때문에 관측자가 이동하다 늘어져 있는 전선을 보지 못해 건드리거나 망원경이 대상을 찾아 이동 중 여러 전선들이 서로 꼬여 포트에서 탈락되는 등 수 시간 동안의 천체 사진 노출 작업이 물거품이 되는 경우도 종종 발생하고 있다.

또한 최근에는 스마트 폰(smart phone)의 어플리케이션(application)을 이용하는 경우도 있지만. 이러한 경우에도 스마트 폰 어플리케이션 단독으로 사용할 수 있는 것이 아니라 자동 초점 조절 장치와 유선으로 연결된 다른 제어기(PC 등)에 스마트 폰이 원격으로 접속해야만 이용할 수 있기 때문에 앞서 언급한 불편함이 해소되지 못하고 있다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-0124583 대한민국특허청 등록특허공보 10-0247286 대한민국특허청 등록특허공보 10-2350710

본 발명의 목적은 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스는, 제어 소프트웨어가 설치된 스마트 폰 등과 같은 원격 단말기에 접속할 수 있는 근거리 무선 통신 모듈; 무선 통신 모듈의 제어를 위한 통신 제어 모듈; 망원경 초점 조절 장치와 직결하여 초점 조절 축을 회전시키는 모터 모듈; 모터 모듈을 제어하는 모터 제어 모듈; 현재 디바이스 상태 저장 또는 사용자 설정 저장을 위한 메모리 모듈; 배터리 충전 모듈; 상기 무선 통신 제어 모듈, 모터 제어 모듈, 메모리 모듈 및 배터리 충전 모듈을 통합 관리할 수 있는 시스템 제어모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

상술한 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스는, 근거리 무선 통신 모듈을 이용해 원격으로 망원경의 초점을 조절할 수 있게 된다.

또한, 근거리 무선 통신 모듈을 이용하기 때문에 스마트 폰 등과 같은 원격 단말들이 무선으로 상기 디바이스와 접속해 직접 제어를 하기 때문에 불필요한 유선 제어 라인이 사라짐으로써 불빛이 없는 야간에 이용시 발생되는 전선 걸림, 전선 꼬임 및 포트 탈락과 같은 각종 문제점들을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스 작동 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스가 굴절식 망원경에 부착되어 있는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스가 슈미트 카세그레인식 망원경에 부착되어 있는 사진이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스 (100)는 시스템 제어 모듈(101), 통신 제어 모듈(102), 모터 제어 모듈(103), 메모리 모듈(104), 모터 모듈(105), 근거리 통신 모듈(106) 및 배터리 충전 모듈(107)을 포함하도록 구성될 수 있다.

원격 단말기(200)는 무선 접속이 가능한 디바이스로, 망원경 원격 제어를 위해 개발된 공개소프트웨어인 ASCOM과 INDI 와 같은 망원경 원격 제어 서버가 설치된 디바이스(201), 스마트 폰(202), 태블릿(203), PC/데스크탑(204) 및 랩탑/노트북(205) 등을 포함한다.

망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스 (100)는 일반적인 굴절식 망원경의 경우는 접안부 근처에 위치한 초점 조절 장치에 고정 마운트 및 커플링을 이용해 도 3과 같이 연결될 수도 있다.

또한 슈미트 카세그레인 망원경의 경우 고정 마운트 및 커플링을 이용해 무선 자동 초점 조절 디바이스 (100)를 도 4와 같이 연결될 수도 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

시스템 제어 모듈(101)은 원격 디바이스로부터 받은 명령어 셋(Command Set)을 처리하고, 통신 제어 모듈(102), 모터 제어 모듈(103), 메모리 모듈(104) 제어를 포함한 시스템의 전반적인 운영을 수행한다.

통신 제어 모듈(102)는 근거리 무선 통신 모듈(106)을 제어하며 원격 단말기(200)과 데이터를 교환을 제어 한다.

모터 제어 모듈(103)은 시스템 제어 모듈(101)로부터 받은 제어 신호에 따라 모터 모듈(105)를 제어한다.

메모리 모듈(104)은 시스템이 사용하는 각종 설정 값을 저장한다.

모터 모듈(105)는 망원경의 초점 조절장치를 이동시켜 망원경의 초점을 조절한다.

근거리 무선 통신 모듈(106)은 원격 단말기(200)와 무선으로 접속 되어 무선 (Radio Frequency) 통신 프로토콜을 통해 데이터를 교환한다.

배터리 충전 모듈(107)는 배터리 완충시 충전을 중단하며, 충전 상태를 시스템 제어 모듈(101)에 전송한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스의 작동 방법의 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 먼저 전원이 인가되면 스마트폰과 같은 원격 단말기 (200)로부터의 접속이 가능한 상태로 근거리 무선 통신 모듈(106)이 대기한다(S101).

다음으로, 원격 단말기 (200)로부터 접속이 시도되면 기존에 설정되어 있는 보안 암호가 없다면 곧바로 접속이 완료되어 다음단계로 진행하지만, 보안 암호가 설정되어 있다면 해당 암호가 일치하는지 확인하며, 보안 암호가 일치하지 않는 경우 접속이 해제되고 접속 대기상태로 되돌아가고, 보안 암호가 일치하면 다음 단계로 진행된다(S102).

여기서, 원격 단말기 (200)로부터 전송되는 명령을 대기하게 된다(S103).

다음으로, 원격 단말기 (200)로부터 모터 모듈(105)를 특정 속도 및 특정 위치로 이동하는 명령을 받게 되면 모터 제어 모듈(103)을 통해 모터 모듈(105)를 동작시킨다(S104).

여기서, 모터 모듈(105)가 특정 위치로 이동이 완료되며 명령 대기(S103) 상태로 되돌아 간다(S108).

또한, 모터 모듈(105)가 이동 중 응급 상황이 발생했다면 모터 긴급 정지 명령이 수신되고, 모터 제어 모듈(103)을 통해 모터 모듈(105)를 곧바로 정지시킨다(S105).

여기서, 모터 모듈(105)의 긴급 정지를 완료되며 명령 대기(S103) 상태로 되돌아 간다(S108).

다음으로, 원격 단말기 (200)로부터 네트워크 이름(SSID) 및 보안 암호 정보 변경 명령을 수신하는 경우, 해당 정보를 메모리 모듈(104)에 수정/저장 후 시스템은 재부팅 된다. 여기서, 원격 접속 정보가 변경되었기 때문에 무선접속이 자동 해제되고, 원격 단말기 (200)는 재접속해야 하기 때문에 근거리 통신 모듈(106)을 통한 무선 디바이스의 접속 대기 모드로 전환된다. (S106).

다음으로, 원격 단말기 (200)로부터 접속 해제가 요청되면 접속이 해제되고 접속 대기모드로 전환된다(S107).

디바이스에 전원이 인가되면 충전이 진행되고 충전 중 및 충전 완료 등의 정보가 지속적으로 모니터링 된다 (S108).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스가 굴절식 망원경에 연결되는 방법의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스(301)은 커플링(303)과 L 자형 마운트(304)에 부착된다.

다음으로, L자형 마운트(304)는 망원경의 접안부에 위치한 초점 조절장치(302) 아래쪽에 고정된다.

또한, 커플링(303)은 초점 조절 장치(302)에 부착되어 있는 회전축에 고정 부착된다.

그리고, 초점 조절 장치(302)는 망원경 경통(305)의 하단에 부착되어 있다.

원격 단말기(200)는 무선으로 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스에 연결하여 제어 명령어를 송수신 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스가 슈미트 카세그레인식 망원경에 연결되는 방법의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스(401)은 ㄷ 자형 마운트(402)와 커플링(403)에 부착된다.

또한, 커플링(403)은 망원경 초절 조절 장치의 회전축에 고정 부착된다.

그리고, 커플링(403)과 결합된 초점 조절 장치는 망원경 경통(404)의 하단에 부착되어 있다.

원격 단말기(200)는 무선으로 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스에 연결하여 제어 명령어를 송수신 한다.

실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

101: 시스템 제어 모듈
102: 통신 제어 모듈
103: 모터 제어 모듈
104: 메모리 모듈
105: 모터
106: 근거리 무선 통신 모듈
107: 배터리 충전 모듈
200: 원격 단말기
201: ASCOM/INDI 등 원격 제어 서버가 설치된 디바이스
202: 스마트폰
203: 태블릿
204: PC/데스크탑
205: 랩탑/노트북
301: 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스
302: 망원경 접안부에 부착된 초점 조절용 휠
303: 커플링
304: 고정 마운트
305: 굴절형 망원경 경통
401: 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스
402: 고정 마운트
403: 망원경 초점 조절부와 무선 자동 초점 조절 디바이스를 연결하는 커플링
404: 슈미트-카세그레인형 망원경 경통

Claims (2)

1. 제어를 위한 특정 명령을 송신하고, 제어 결과로 수신된 데이터를 화면에 표시하는 소프트웨어가 내장된 원격 단말기를 무선으로 연결하여 통신이 가능한 근거리 무선 통신 모듈;
   상기 근거리 무선 통신 모듈을 제어하는 통신 제어모듈;
   상기 근거리 통신 제어 모듈로부터 수신된 명령어 셋(Command Set)을 분석하고 수행하며 그 수행 결과를 통신 제어 모듈로 전송하는 시스템 제어 모듈;
   상기 시스템 제어 모듈로부터 모터의 축을 특정 위치로 회전시키는 명령어를 받아 모터를 구동하는 모터 제어 모듈;
   망원경의 초점 조절부에 직결되고 상기 모터 제어 모듈의 제어 신호에 따라 축이 회전하는 모터 모듈;
   전원 미인가시에도 시스템 설정 및 사용자 정보 등이 저장될 수 있도록 정보를 저장할 수 있는 메모리 모듈;
   배터리의 충전 상태를 제어하는 배터리 충전 모듈을 포함하는,
   망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 근거리 무선 통신 모듈은,
   RF 무선 통신을 사용하여 원격 단말기와 통신하고, 필요한 제어 데이터를 송수신 하여, 상기 망원경용 무선 자동 초점 조절 디바이스의 제어 결과 및 상태 등을 상기 원격 단말기에 전송하는 것을 특징으로 하는 한다.