KR100901146B1

KR100901146B1 - 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치와 그 방법

Info

Publication number: KR100901146B1
Application number: KR1020070058591A
Authority: KR
Inventors: 임용석; 김정헌
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2009-06-04
Also published as: KR20080110177A

Abstract

본 발명에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치는, 레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 이미지 입력수단; 상기 입력이미지의 빛들을 받아들여 일부는 통과시키고 나머지는 반사시키는 빔 스플리터(9); 상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 위치하며 상기 빛들을 소정의 제어된 방향으로 편향시켜 내보내는 빔 디플렉터(3); 상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들이 지나는 경로 상에 위치되어 상기 빛들을 한 점으로 모으는 렌즈(4); 2개의 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 형성된 복수 개의 직각미러들(42)이 그룹을 이루어 배치되며, 상기 빔 디플렉터(3)와 상기 렌즈(4)를 통과한 빛들을 상기 직각미러들(42) 중 어느 하나에 의해 반사시켜 그 지나온 경로로 다시 되돌려보내는 직각미러 유닛(40); 상기 직각미러 유닛(40)에 의해 반사되어 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과한 빛들 중 일부가 상기 빔 스플리터(9)로부터 반사되어 나오면 이에 의해 출력 이미지를 취득하는 이미지 출력수단; 및 상기 빔 디플렉터(3)에 소정 주파수의 전기신호를 인가함으로써 상기 빔 디플렉터(3)의 빛 편향방향을 제어하는 빔 디플렉터 제어수단;을 포함하며, 상기 직각미러 유닛(40)의 직각미러(42)는 그 안에 있는 2개의 반사면들(42a,42b)이 만나 이룬 경계선(42d)을 가지되, 상기 직각미러(42)의 경계선(42d)이 향한 방향은 각각의 직각미러들 마다 다르게 된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 종래의 폴리곤 미러의 형태와 전혀 다르게 직각미러 또는 직각프리즘을 밀집하여 설치한 새로운 타입의 미러 유 닛을 사용함으로써 제작이 용이하고, 출력 이미지의 회전각도를 정확히 맞출 수 있으며, 반사면들 사이의 경계부분이 매끈하게 처리되어 난반사 또는 노이즈의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

폴리곤 미러, 이미지, 회전, 직각거울, 직각미러, 직각 프리즘, 음광학, 빔 디플렉터, 도브 프리즘, 레이저, 빔 스플리터

Description

직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치와 그 방법{Apparatus for rotating images using a right-angle mirror unit and the method thereof}

도1은 종래의 폴리곤 미러(5)를 이용한 이미지 회전기술을 설명한다.

도2는 종래의 폴리곤 미러(5)에 백미러(5b)를 부가하여 이미지를 회전시키는 기술을 설명한다.

도3은 도2의 폴리곤 미러(5)를 개량하여 만든 반원통형 폴리곤 미러(17)를 이용하여 이미지를 회전시키는 기술을 설명한다.

도4 및 도5은 도4의 반원통형 폴리곤 미러(17)의 상세도이다.

도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치의 전체 구성을 보이는 개략도이다.

도7은 도6의 직각미러 유닛(40)의 사시도이고, 도8은 상기 직각미러 유닛(40)에 대한 정면도, 측면도 및 일부 사시도들이며, 도9는 직각미러 유닛(40)에서 직각미러들(42)의 배치각도에 관한 평면상태도이다.

도10은 도6에서 사용되는 2차원 음광학 빔 디플렉터(acousto-optic beam deflector, 3)의 기능 및 구비요건을 설명하는 상세도이다.

도11a는 본 발명의 제2실시예에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치에 사용되는 직각미러 유닛(40) 및 직각프리즘(420)의 사시도이고, 도11b는 도 11a의 직각미러 유닛(40)의 그룹에 대한 정면도, 측면도 및 일부 사시도들이다.

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치에 있어서, 직각미러 유닛(40a)의 배치가 구형 곡면 형태를 가진 것을 도시한다.

도13은 도12에 도시된 직각미러 유닛(40a)의 사시도이다.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,1a,1b,1c: 비기계적 이미지 회전장치 2: 입력이미지

3,7: 2차원 음광학 빔 디플렉터 4,6: 렌즈

5, 17: 폴리곤 미러(polygon mirror) 5a: 평면 거울면

5b: 백미러 8: 출력이미지

9: 빔 스플리터(beam splitter) 11: 레이저광원

12: 공간필터(spatial filter) 12a: 콜리메이터

13,14: 렌즈 15: 반사경

16: 확대된 시준광 17a: 측면거울

17b: 백미러(back mirror) 17c: 블랙타르 코팅

17d: 연결부분(seam) 18: 이미지 촬상장치

19: 주파수 발생기 20: 이미지 입력

21: 이미지 출력 22: 컴퓨터

31: 제1광굴절 엘리먼트

31a: 입사각도(acceptance angle) 범위

32: 제2광굴절 엘리먼트 32a: 회절각도의 범위

32b: 회절격자 40,40a: 직각미러 유닛

41: 직각미러 그룹 42: 직각미러

42a: 제1반사면 42b: 제2반사면

42d: 경계선

43,43a: 지지판 47: 중앙부

170: 광학축 420: 직각프리즘

420a: 제1반사면 420b: 제2반사면

420c: 입사면 420d: 경계선

본 발명은 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치와 그 방법에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 이미지 회전각도를 제공할 수 있는 직각거울들이 집중적으로 배치된 직각미러 유닛과 2차원 음광학 빔 디플렉터를 이용하여 입력이미지를 소정의 각도 간격으로 빠르게 회전시킨 출력이미지들을 얻음으로써 비기계적이고 비소프트웨어적인 방법으로 이미지를 회전시킬 수 있는 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치 및 그 방법에 관한 것이다.

근래 영화, 컴퓨터 게임 등에 널리 사용되고 있는 컴퓨터 그래픽, 가상 현실 및 3차원 입체 영상과 같은 다양한 분야에서, 이미지의 조작을 위해서는 이미지를 고속으로 회전시키는 수단이 필수적이다. 또한, 지문인식이나 홍채인식과 같이 사 람의 신체 일부의 특징을 미리 설정된 기준 패턴과 비교하여 출입자의 신원을 확인하는 보안시스템에서도 센서에 입력된 출입자의 신체 특징 이미지가 시스템에 미리 입력된 기준 패턴 이미지와 각도가 서로 다를 수 있으므로, 입력된 이미지와 기준 패턴 이미지의 신속하고 정확한 비교를 위해서도 입력이미지를 고속으로 회전시킬 수 있는 수단이 반드시 필요하게 된다. 더 나아가 군사분야에서는 레이더로 포착된 비행기의 모양에 의해 적군의 비행기인지 혹은 아군의 비행기 인지를 판별하는 피아식별(彼我識別) 시스템을 개발하는 데 있어, 레이더에 잡힌 이미지를 고속으로 회전시키고 그 각각의 회전이미지들에 대해서 기준패턴들과의 상관관계(correlation)를 계산하는 작업이 필요하므로, 짧은 시간 내에 피아식별이 이루어도록 하기 위해서는 입력된 이미지를 고속으로 회전시킬 수 있는 방법과 장치가 요구되게 된다.

이와 같이 다양한 기술분야에서 이미지의 조작을 하기 위해 이미지를 회전시키는 작업이 매우 중요하게 되었는데, 종래 이미지의 회전은 주로 컴퓨터 프로그램상의 알고리즘에 의해 달성되고 있어 많은 시간이 소요되며 그 결과 고속의 이미지 처리에 장애가 되고 있었다.

2000년 11월에 발간된 Optical Engineering (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, SPIE)지의 제39권 제2909쪽~제2914쪽에 게재된 "음광학 도브 프리즘을 이용한 20개의 각도들에 대한 실험적 비기계적 이미지 회전"(Experimental nonmechanical image rotation to 20 angles using an acousto-optic dove prism)이라는 제목의 논문에는, 상기 문제를 해결하기 위하여, 원통 안 에 복수 개의 거울들이 형성된 폴리곤 미러(polygon mirror)와 음광학 빔 디플렉터(acousto-optic beam deflector; AOBD)를 이용하여 광학적으로 회전된 이미지를 얻는 방법들이 제안된 바 있다. 이하, 도1 내지 도6을 참고하며, 종래 개발된 음광학적 이미지 회전기술들에 대해 설명한다.

도1은 종래의 폴리곤 미러(5)를 이용한 이미지 회전장치(1a)에 대한 개략도이다. 도1을 참고하면, 레이저 광원(미도시)으로부터 발생된 레이저광이 렌즈수단(미도시)에 의해서 확장된 다음 입력이미지(2)를 비춘다. 상기 입력이미지(2)를 통과한 빛은 제1의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 의해 회절된다.

여기서, 상기 입력이미지(2)에 관한 빛들은 입력이미지가 있는 대상물체의 표면에서 반사된 빛들일 수도 있고, 입력 이미지가 격자(grating)에 관한 것인 경우 그 격자의 빈틈들을 통과한 빛들일 수도 있다(도3 참조). 그리고, 상기 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)는 2개의 광굴절 부재들이 90도 만큼 서로 엇갈리게 배치된 것으로서, 소정 주파수의 전기신호가 가해지는 경우 2개의 광굴절 부재들이 각각 x축 방향과 y축 방향을 따라 음광학적으로 진동하여 회절격자를 형성함으로써, 그 2개의 광굴절 부재들을 통과하는 빛들은 어느 특정한 방향으로 회절을 일으키게 된다. 상기 광굴절 부재들의 안에는 음향 에너지에 의해 진동하는 브래그 셀들(Bragg cells)이 들어 있다.

상기 제1의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 의해 회절된 빛들은 제1렌즈(4)에 의해서 폴리곤 미러(5)의 내부의 면들(facets) 중의 하나의 표면 위에 초점이 맺힌다. 상기 폴리곤 미러(5)는 도1의 하단부에 별도로 도시된 단면도와 같이 원통 형의 몸체 내부에 복수 개의 평면 거울면들(5a)이 소정각도 단위로 형성되어 있어서, 도1의 수직방향에 대해서 서로 다른 θ의 각도로 각각 기울어져 있다.

상기 폴리곤 미러(5)의 내부에 있는 평면 거울면(5a)으로부터 반사되어 발산된 빛들은 제2렌즈(6)에 의해서 모아진 다음 제2의 2차원 음광학 빔 디플렉터(7)에 의해서 다시 한번 더 회절되어 출력이미지로 나온다. 상기 제2의 2차원 음광학 빔 디플렉터(7)는 상기 제1의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)와 동일한 음향 주파수들을 가지므로, 앞의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 의해 빛들이 중심축(도1에서 점선으로 표시됨)으로부터 편향된 각도만큼 다시 원래대로 되돌릴 수 있다. 제2렌즈(6)의 초점 평면에 출력이미지(8)가 나타나는데, 이 출력이미지(8)는 폴리곤 미러(5) 중의 θ의 각도만큼 기울어진 거울면(5a)에서 1회 반사되어 얻어진 이미지이므로, 수직축으로부터 θ의 각도만큼 기울어지게 된다.

도1에서 입력이미지의 빛들은 폴리곤 미러(5)에 들어가기 전에 한번 편향되고 폴리곤 미러(5)를 나온 다음에 다시 원래의 중심축 방향으로 되돌려지도록 한번 더 편향되어야 하므로, 상기 제1 및 제2의 2차원 음광학 빔 디플렉터들(3,7)은 그 적용된 음향주파수들은 서로 동일하나, 그 회절격자의 출력방향만 중심축에 대해서 서로 대칭적으로 반대 방향이 되도록 설치된다.

도1에 도시된 종래의 폴리곤 미러를 이용한 이미지 회전 시스템은 폴리곤 미러(5)의 중심에 대해서 대칭이 된다. 따라서, 제1의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 의해서 유발된 빛의 모든 퍼짐(dispersion) 효과들은 제2의 2차원 음광학 빔 디플렉터(7)에 의해서 보상되며, 제2의 2차원 음광학 빔 디플렉터(7)로부터의 출력 빛은 그 회전각도들에 상관없이, 동일한 위치로 나오게 된다. 따라서, 도1과 같은 폴리곤 미러를 이용한 이미지 회전장치(1a)는 이미지의 크기 및 위치에 변화가 없는 순수한 이미지 회전을 가능하게 한다.

도2는 도1의 이미지 회전장치(1a)를 개량한 이미지 회전장치(1b)의 개략적인 구성도이다. 도2의 이미지 회전장치(1b)는 도1과 비교하여 원통형의 폴리곤 미러(5)에 백미러(5b)를 부가함으로써 빔 디플렉터와 렌즈 등의 광학적 구성요소들을 절약하고, 이미지 회전장치를 소형화시킨 점이 특징이다.

도2의 이미지 회전장치(1b)는 폴리곤 미러(5)의 바로 다음에 백미러(5b)를 더하고, 입력이미지(2)와 제1의 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)의 사이에 빔 스플리터(beam splitter,9)를 더함으로써 간단히 접힐 수 있는 구조를 가진다. 도2에서, 입력이미지의 빛들은 폴리곤 미러(5)내부의 내부거울면들(5a) 중 하나의 거울면에 반사되고 백미러(5b)에 의해 다시 반사된 후 렌즈(4)와 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)를 다시 역(逆)으로 지나 빔 스플리터(9)에 의해서 출력이미지(8)로 반사되어 나오게 된다. 이때, 폴리곤 미러(5)의 내부거울면(5a)과 백미러(5b)에 의해 2회 반사된 후 출력이미지(8)로 나오게 되므로, 상기 출력이미지(8)는 입력이미지(2)와 비교하여 2θ의 각도만큼 회전된다(이때, θ는 상기 폴리곤 미러(5)의 내부거울면(5a)이 폴리곤 미러의 상하 수직방향에 대해서 시계반대방향으로 이루고 있는 각도임).

도3은 도2의 폴리곤 미러를 더 개량한 이미지 회전장치(1c)의 개략적인 구성을 도시한 것이다. 도3에서, 원통형의 폴리곤 미러(5) 대신 반원통형의 폴리곤 미 러(17)가 사용되는데, 이러한 형상의 폴리곤 미러(17)를 "원통형 코너 큐브 폴리곤 미러"(cylindrical corner cube polygon mirror; C³-PM)라고 한다.

도3에 도시된 폴리곤 미러(17) 및 백미러(17b)는 서로 접합되어 컴팩트한 형태를 취하는데, 빛들의 반사가 이루어지는 경로는 먼저 측면거울(17a)에 반사된 다음 백미러(17b)에 반사되어 빔 디플렉터(3)로 되돌아오는 과정을 거치게 된다.

도3의 이미지 회전장치(1c)는 레이저 광원(예:10-mW HeNe 레이저)으로부터 발생된 레이저광을 콜리메이터(12a, collimator)에 의해 평면빔으로 확대시킨 다음 입력이미지용 격자(20)에 통과시킨다. 여기서, 입력이미지용 격자(20)는 실험을 위한 입력이미지를 얻기 위해 사용하는 격자로서, 빈 틈을 통해 레이저광이 빠져나와 빔 스플리터(9)로 들어간다. 빔 스플리터(9)는 입사된 빛들 중에서 대략 50%의 빛을 반사시키고, 나머지의 빛들만을 통과시키는 장치이다. 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들은 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)를 거쳐 회절된 다음 렌즈(4)에 의해 폴리곤 미러(17)의 측면거울(17a)에 초점이 맺힌다. 측면거울(17a)과 백미러(17b)에 의해 반사된 빛들은 원래의 빛 경로로 되돌아가 다시 빔 스플리터(9)로 들어가며, 빔 스플리터(9)에서 반사된 빛들이 출력이미지(21)로 나오게 된다.

출력이미지(21)는 도3에 도시된 바와 같이 이미지 촬상장치(예: CCD, 18)에 의해 이미지를 데이터화 한 다음 컴퓨터 시스템에서 사용할 수도 있고, 혹은 그대로 기구적인 빛 전달 장치들을 거쳐 전달된 후 사용되도록 할 수도 있다.

상기 이미지 촬상장치(18)는 컴퓨터(22)와 연결되어 각 각도별로 회전된 이 미지들이 컴퓨터에 저장 및 사용될 수 있다. 그리고, 상기 컴퓨터(22)와 연결된 주파수 발생기(19)가 교류 전기신호를 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)의 각 광굴절 부재에 인가함으로써 x축 방향 및 y축 방향으로의 진동을 일으키게 된다. 광굴절 부재들이 각각 x축 및 y축 방향들로 진동하면 어느 소정의 주기를 갖는 회절격자가 형성되고 주기에 따라 회절빔의 진행각도가 달라지므로 결과적으로 빔 방향을 제어할 수 있게 된다.

도4 및 도5는 도3의 원통형 코너 큐브 폴리곤 미러(17)의 상세도이다. 폴리곤 미러(17)는 반원통형 몸체의 안쪽 면에 복수 개의 측면거울면들(17a)이 형성되며, 인접한 측면거울면들(17a)은 서로 일정한 각도를 유지하고 있다. 측면거울면들(17a)과 백미러(17b)는 정확히 90도 각도를 이루고 있으며, 서로 부착되어 연결부분(17d)을 형성하면서 고정된다. 그리고, 폴리곤 미러(17)의 몸체 중 거울이 아닌 가장자리 부분에는 블랙타르(black tar) 코팅이 되어 있다. 도4에서 미설명부호 170은 빛이 빔 디플렉터(3)에 의해 편향되지 않을 경우 통과하게 되는 중심 광학축을 가리킨다.

상기 "음광학 도브 프리즘을 이용한 20개의 각도들에 대한 실험적 비기계적 이미지 회전"의 논문에는, 폴리곤 미러(17)의 측면거울면들(17a)의 폭이 3mm이고, 그 길이가 30mm인 것이 실험예로 제시되어 있다(도5 참조).

그런데, 도1 내지 도3에 도시된 폴리곤 미러를 이용한 이미지 회전장치들(1a,1b,1c)은 폴리곤 미러(5,17)의 측면거울면들을 모두 수작업으로 일일이 연결해 붙여야 하므로 인접한 측면거울면들간의 각도를 일정하게 유지하기가 매우 어려 웠다. 특히, 측면거울들의 형태가 가늘고 긴 평면 막대형으로 되어 있어서 인접한 거울들끼리의 각도(예를 들어 9도)를 정확히 맞추기가 어려웠으며, 만약 각도가 정확하지 않을 경우에는 회전되어 나온 이미지들 사이의 각도간격이 일정하지 않게 되어 이미지 회전장치를 통한 소기의 목적을 제대로 달성할 수 없었다.

또한, 종래의 폴리곤 미러(17)는 측면거울면(17a)과 백 미러(17b) 사이의 연결부분(17d)이 접착으로 인해 어느 정도는 울퉁불퉁하게 되는 것을 피할 수 없는데, 이러한 울퉁불퉁한 연결부분(17d)에 빛이 반사될 경우 노이즈가 발생하여 출력이미지가 심각하게 훼손되는 문제가 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 종래의 폴리곤 미러의 형태와 전혀 다르게 직각미러 또는 직각프리즘을 밀집하여 설치한 새로운 타입의 직각미러 유닛을 사용함으로써 제작이 용이하고 반사 출력되어 나온 이미지의 회전각도를 원하는 대로 정확히 맞출 수 있을 뿐만 아니라 반사면들 사이의 경계부분이 매끈하게 처리되어 불필요한 노이즈의 발생을 방지할 수 있는 이미지 회전장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치는, 레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 이미지 입력수단; 상기 입력이미지의 빛들을 받아들여 일부는 통과시키고 나머지는 반사시키는 빔 스플리터(9); 상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 위치하며 상기 빛들을 소정의 제어된 방향으로 편향시켜 내보내는 빔 디플렉터(3); 상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들이 지나는 경로 상에 위치되어 상기 빛들을 한 점으로 모으는 렌즈(4); 2개의 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 형성된 복수 개의 직각미러들(42)이 그룹을 이루어 배치되며, 상기 빔 디플렉터(3)와 상기 렌즈(4)를 통과한 빛들을 상기 직각미러들(42) 중 어느 하나에 의해 반사시켜 그 지나온 경로로 다시 되돌려보내는 직각미러 유닛(40); 직각미러 유닛(40)에 의해 반사되어 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과한 빛들 중 일부가 상기 빔 스플리터(9)로부터 반사되어 나오면 이에 의해 출력 이미지를 취득하는 이미지 출력수단; 및 상기 빔 디플렉터(3)에 소정 주파수의 전기신호를 인가함으로써 상기 빔 디플렉터(3)의 빛 편향방향을 제어하는 빔 디플렉터 제어수단;을 포함하며, 상기 직각미러 유닛(40)의 직각미러(42)는 그 안에 있는 2개의 반사면들(42a,42b)이 만나 이룬 경계선(42d)을 가지고, 상기 직각미러(42)의 경계선(42d)이 향한 방향은 각각의 직각미러들 마다 서로 다르게 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전방법은, (a) 레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 제1단계; (b) 상기 입력이미지의 빛들을 빔 스플리터(9)에 입사시켜 일부는 통과되도록 하고 나머지는 반사되도록 하는 제2단계; (c) 상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 설치된 빔 디플렉터(3)에 소정의 주파수를 가진 전기신호를 인가하여 상기 빔 디플렉터(3)에 회절격자가 생기도록 함으로써 상기 입력이미지의 빛들을 직각미러 유닛(40) 중의 하나의 직각미러(42) 의 위치 쪽으로 편향시키는 제3단계; (d) 상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들을 렌즈(4)를 통해 상기 직각미러 유닛(40) 중의 직각미러(42)에 조사하여 반사시키는 제4단계; 및 (e) 상기 직각미러 유닛(40)에 의해 반사된 빛들이 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과하여 상기 빔 스플리터(9)로 되돌아온 다음 그 빛들 중 일부가 반사되어 출력 이미지로 취득되는 제5단계;를 포함하며, 상기 직각미러 유닛(40)의 직각미러(42)는 그 안에 있는 2개의 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 이룬 경계선(42d)을 가지고, 상기 직각미러(42)의 경계선(42d)이 향한 방향은 각각의 직각미러들 마다 서로 다르게 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치 및 그 방법에 관해 상세히 설명한다.

도6을 참고하면, 본 발명의 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치(1)는 새로운 타입으로 제작된 직각미러 유닛(40)을 제외하면 도3의 종래 기술과 유사하다. 도6에서, 레이저광원(11)으로부터 발진하여 콜리메이터(12a)에 의해 확대된 시준광(16)은 입력이미지용 격자(20)를 통과하며, 입력이미지에 관한 빛들은 빔 스플리터(9)와 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)를 거쳐 직각미러 유닛(40)의 표면 위에 초점이 맺히게 된다. 도6에서 미설명부호 12는 공간필터(spatial filter)이며, 12 및 13은 렌즈들이다.

본 발명의 직각미러 유닛(40)은 지지판(43)의 앞면에 복수 개의 직각거울들 이 밀집하여 그룹을 이루면서 장착된 형태를 가진다. 도6에 도시된 직각미러 유닛(40)의 단면도에 의해 알 수 있는 바와 같이, 직각미러 유닛(40) 안의 직각거울(42)은 2개의 반사면(42a,42b)이 서로 직각을 이루면서 결합되어 있다.

한편, 도6에서 미설명부호 171은 광학중심축이다.

도7은 도6의 직각미러 유닛(40)의 사시도이고, 도8은 상기 직각미러 유닛(40)에 대한 정면도, 측면도 및 일부 사시도들이며, 도9는 직각미러 유닛(40) 중의 직각미러들(42)의 배치각도에 관한 평면상태도이다.

도7을 참고하면, 직각미러 유닛(40)은 반원형의 평면 모양을 가진 직각미러들(42)이 각기 서로 다른 배치각도로 지지판(43)위에 고정되어 있다. 여기서 배치각도란 상기 직각미러들(42)의 2개의 반사면들(42a,42b)이 만나 이룬 경계선(42d)과 도7에 도시된 상하방향(y축 방향)이 서로 이루고 있는 각도를 말한다. 편의상, 상기 배치각도는 y축 방향으로부터 시계반대 방향으로 측정된 각도라고 정한다. 상기 직각미러(42)의 배치각도는 0~180도의 범위에 균일하게 퍼져야 하므로, 예를 들어 18개의 직각미러들을 설치한다면 그 각각의 직각미러들의 배치각도의 차이는 180°/18개 = 10°가 된다.

도7에서 도면부호 41은 복수 개의 직각미러들(42)이 소정의 형태로 배치된 직각미러 그룹을 의미한다.

상기 직각미러(42)는 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 고정되는데, 예를 들어 시멘트 타입의 접착제에 의해 상기 반사면들(42a,42b)의 직선형 가장자리 엣지들(경계선(42d))을 접착시키면, 그 직각의 결합각도를 유지한 상태로 지지 판(43)위에 설치될 수 있다. 상기 직각미러들(42)을 지지판(43) 위에 가장 밀집하여 설치하기 위해서는 상기 직각미러들의 평면 모양이 반원형으로 되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에서 직각미러들의 형상을 반드시 반원형으로 한정할 필요는 없으며, 2개의 평면 반사면을 갖기만 하면 기타의 형상으로 제작하는 것도 물론 가능하다.

도7 및 도8에 도시된 직각미러 유닛(40) 안의 직각미러들(42a)의 배치각도는 0°에서부터 170°까지 퍼져 있으며, 서로 10°씩 차이가 난다. 도9에는 본 발명에 있어서 각 직각미러들의 위치에 따른 배치각도들이 일 예로서 표시되어 있다. 미리 설정된 전기 주파수들을 2차원 음광학 빔 디플렉터에 인가함으로써 상기 직각미러들에 의해 반사된 이미지를 얻는 것이므로, 직각미러들의 배치 위치(즉, 어느 위치의 직각미러가 어떤 배치각도로 기울어져 있는가)는 그 자체만으로 특별한 의미를 가지지 않는다. 즉, 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 서로 다른 주파수의 전기신호를 인가할 때마다 그 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)를 통과한 빔의 회절방향은 서로 다르게 되는 것이므로, 직각미러들(42)의 배치형태 및 배치각도가 본 발명의 도면들에 표시된 바와 같을 필요는 전혀 없는 것이다. 따라서, 본 발명을 적용한 실제 이미지 회전장치에서 직각미러 유닛 안의 직각거울들의 형태 및 배치각도는 각각의 장치의 사양에 따라 서로 다르게 구성하는 것이 가능하다.

도9에서 미설명부호 47은 직각미러 그룹(41)의 중앙부를 가리키며, 이 중앙부(47)는 빔 디플렉터(3)에 신호가 인가되지 않았을 때에 빛이 닿는 부분이므로, 평면(plane)으로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에서 직각미러 그 룹(41)의 중앙부(47)가 반드시 평면으로 한정될 필요는 없으며, 장치의 사양에 따라 블랙타르로 처리할 수도 있고, 셋팅용 센서 등을 삽입할 수도 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 하나 하나의 직각거울(42)은 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 의해 빛들의 편향 또는 회절이 일어나면 그 빛들을 받아 반사시키게 된다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)는 상기 직각거울들(42)의 하나 하나에 대해서 빛을 조사할 수 있도록 정밀하게 제어되어야 하며, 이를 위해서는 미리 상기 직각거울들(42)의 위치와 대응되는 주파수를 파악해 두고, 이를 룩업테이블(look-up table)로 작성하여 컴퓨터(22)에 저장해 두어야 한다.

주파수 발생기(19)는 컴퓨터(22)의 제어 프로그램에 따라 소정의 주파수들을 갖는 전기신호들을 일정한 시간 내에 발생시켜 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 인가하는 역할을 하며, 이에 의해 빔 디플렉터(3)로부터 나오는 입력이미지의 빛들은 주어진 시간(예를 들어 0.1초) 안에 상기 직각미러 유닛(40)의 모든 직각미러들(42)에 순차적으로 조사되게 된다.

따라서, 1사이클의 시간주기 안에 모든 직각미러들(42)에 순차적으로 빛이 조사되고. 그 반사된 빛들의 이미지가 출력이미지로 나오게 되면, 각각의 직각미러들(42)의 배치각도에 따라 서로 다른 회전각도들을 가진 출력이미지들을 얻을 수 있게 된다. 즉, 본 발명에서 새로운 타입의 직각미러 유닛(40) 안에 있는 직각미러들(42)은 각각 서로 다른 각도로 배치되어 있어서 그 반사된 이미지들 역시 서로 회전된 각도가 다르게 된다. 예를 들어, 도7 내지 도9에 도시된 바와 같이 직각미 러 그룹(41)안에 18개의 직각거울들이 설치되었을 경우, 각 직각거울(42)의 각도 간격이 일정하다고 가정하면 인접한 배치각도를 가진 직각거울들 간의 배치각도의 차이는 180°/18개 = 10°가 되며, 이 직각거울들에서 반사되어 출력된 이미지는 각기 2번씩 반사면(42a,42b)에 의해 반사되어 출력된 것이므로 위 배치각도의 차이(10ㅀ)의 2배인 20ㅀ만큼씩 회전각도가 차이가 나게 된다.

결과적으로, 본 발명에 의한 이미지 회전장치는 예를 들어 18개의 직각미러들을 이용하여 직각미러 유닛(40)을 구성하고, 그 직각미러들의 배치각도가 10도씩 차이나는 경우, 서로 20°만큼씩 회전각도가 차이나는 18개의 출력이미지를 주어진 1사이클의 시간 안에 제공하게 되는 것이다. 물론, 직각미러들의 개수 및 배치각도의 차이가 반드시 상술한 예에 한정되는 것은 아니므로, 직각미러들의 개수를 더 늘리고 배치각도의 차이를 더 좁히면 더욱 조밀한 각도 간격으로 회전된 출력이미지들을 얻을 수 있다.

도7 및 도8을 참고하면, 직각미러(42)의 반사면들(42a,42b)은 서로 직각을 이루며, 2개의 반사면들(42a,42b)이 만나 솔기(seam)를 형성한 경계선(42d)은 매끈하게 가공된다. 따라서, 본 발명의 직각미러 유닛에 의한 이미지 회전장치는 반사면들이 접하는 부분의 표면이 균일하여 그 경계선(42d) 부분에 빛이 부딪히더라도 난반사가 발생하지 않는다. 직각미러(42)의 2개의 반사면들(42a,42b) 중 어느 하나의 반사면에 빛이 반사된 다음 다른 반사면에 빛이 한번 더 반사되어 되돌아오는 것이지만, 상기 경계선(42d)에 빛이 부딪혀 되돌아오는 것이 가장 정확한 상을 얻을 수 있어 바람직하다.

도10은 본 발명에서 사용되는 2차원 음광학 빔 디플렉터(acousto-optic beam deflector, 3)의 기능 및 구비요건을 설명하는 상세도이다.

도10에 도시된 바와 같이, 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)는 제1광굴절 엘리먼트(31)의 입사측과 관련해서는 넓은 입사각도(acceptance angle, 31a)와 비교적 큰 광학 구멍을 가질 필요가 있으며, 반사가 일어나지 않도록 반사방지 코팅을 할 필요가 있다. 또한 제2광굴절 엘리먼트(32)의 빛이 나오는 측과 관련해서는 넓은 회절각도(sweep angle,32a)와 고효율을 가질 필요가 있으며, 불필요한 노이즈를 발생하지 않아야 한다. 도10에서 미설명부호 32b는 제2광굴절 엘리먼트(32)의 x축 방향 진동에 의해 형성된 회절격자를 가리킨다.

도11a는 본 발명의 제2실시예에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치에 사용되는 직각미러 유닛(40) 및 직각프리즘(420)의 사시도이고, 도11b는 도11a의 직각미러 유닛(40)에 대한 정면도, 측면도 및 일부 사시도들이다.

도6 내지 도9에 도시된 제1실시예에서는 2개의 반사면을 가진 직각미러(42)를 이용하여 직각미러 유닛을 구성하였지만, 직각미러 대신 직각프리즘(420)을 이용하여 직각미러 유닛을 구성하는 것도 가능하다.

직각프리즘은, 도11a에 도시된 바와 같이 2개의 면(420a,420b)이 서로 직각을 이룬 프리즘을, 직각에 대응되는 면(420c)에서 원통형으로 절단한 형상을 취한다. 이 경우에 입사면(420c)으로부터 빛이 통과하여 들어가면 2개의 반사면들(420a,420b)에서 2회 반사가 일어난 다음 다시 입사면(420c)을 통해 되돌아 나오게 된다. 직각프리즘(420)은 제1실시예에서의 직각미러(42)와 완전히 동일한 기능 을 수행하는 것으로서, 특히 시판되는 프리즘을 한 쪽 면으로부터 원통형으로 잘라 만들 수 있으므로 제조과정이 간단하고, 반사면들(420a,420b) 사이의 경계선(420d)이 매우 균일하여 반사시에 난반사나 노이즈가 발생하지 않는 장점이 있다. 본 발명에서 직각프리즘 입사면 모양을 원형으로 한정할 필요는 없으며, 일반적인 직각프리즘을 사용해도 된다.

도11a에 도시된 직각프리즘(420)은 입사면(420c)으로 빛이 들어가고 나올 때에 표면에서 반사로 인한 빛 손실이 발생할 가능성이 있고, 그 뒷면들, 즉 반사면들(420a,420b)에서는 빛이 그대로 통과하여 밖으로 나감으로 인한 빛 손실이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 이러한 입사면에서의 반사로 인한 빛 손실을 방지하기 위하여 프리즘의 입사면(420c), 즉 앞면에는 반사방지 코팅을 하는 것이 바람직하다. 또한, 반사면들에서의 빛 통과로 인한 빛 손실을 방지하기 위해 프리즘의 반사면들(420a,420b), 즉 뒷면들에는 반사코팅을 하는 것이 바람직하다.

도11b는 도8과 마찬가지로 본 발명의 제2실시예에 따른 직각미러 유닛(40)에서의 직각프리즘들(420)의 배치상태를 도시한다.

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치에 있어서, 직각미러 유닛(40a)이 접시 안테나와 유사한 구형(球形) 곡면 형태를 가진 것을 도시한다. 도12를 참고하면, 직각미러 유닛(40a)의 지지판(43a)의 표면이 일정한 곡률반경을 가진 구(球)의 일부 형태로 제작되어 렌즈(4) 혹은 2차원 음광학 빔 디플렉터(3)에 대해 동일한 반경을 갖는 특징이 있다. 이와 같이 직각미러 유닛(40a)이 광축을 중심으로 빔 디플렉터(3)에 의해 회절된 빛의 경로 길이가 동 일한 구 형태를 취하게 되면, 빛이 중심축으로부터 멀리 편향되는 경우에도 직각미러(42)에 빛이 정확하게 반사되도록 유도하고 아주 극미세한 시간적 차이를 제거하는 장점이 있다.

도13은 도12에 도시된 직각미러 유닛(40a)의 사시도이다.

그밖에 도면으로 도시하지는 않았지만, 도12 및 도13과 같은 접시 안테나 타입의 지지판 상에 직각미러 대신 직각프리즘(도11a 참조)을 설치하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치 및 그 방법은, 종래의 폴리곤 미러의 형태와 전혀 다르게 직각미러 또는 직각프리즘을 밀집하여 설치한 새로운 타입의 미러 유닛을 사용함으로써 제작이 용이한 장점이 있으며, 반사되어 출력되어 나온 이미지의 회전각도를 원하는 대로 정확히 맞출 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치 및 그 방법은 직각미러 또는 직각프리즘의 반사면들 사이의 경계부분이 매끈하게 처리되어 난반사 또는 노이즈의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims

레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 이미지 입력수단;

상기 입력이미지의 빛들을 받아들여 일부는 통과시키고 나머지는 반사시키는 빔 스플리터(9);

상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 위치하며 상기 빛들을 편향시켜 내보내는 빔 디플렉터(3);

상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들이 지나는 경로 상에 위치되어 상기 빛들을 한 점으로 모으는 렌즈(4);

2개의 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 형성된 복수 개의 직각미러들(42)이 그룹을 이루어 배치되며, 상기 빔 디플렉터(3)와 상기 렌즈(4)를 통과한 빛들을 상기 직각미러들(42) 중 어느 하나에 의해 반사시켜 그 지나온 경로로 다시 되돌려보내는 직각미러 유닛(40);

상기 직각미러 유닛(40)에 의해 반사되어 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과한 빛들 중 일부가 상기 빔 스플리터(9)로부터 반사되어 나오면 이에 의해 출력 이미지를 취득하는 이미지 출력수단; 및

상기 빔 디플렉터(3)에 전기신호를 인가하되 그 전기신호의 주파수를 설정함에 의해 상기 빔 디플렉터(3)의 빛 편향방향을 제어하는 빔 디플렉터 제어수단;을 포함하며,

상기 직각미러 유닛(40)의 직각미러(42)는 그 안에 있는 2개의 반사면들(42a,42b)이 만나 이룬 경계선(42d)을 가지되, 상기 직각미러(42)의 경계선(42d)이 향한 방향은 각각의 직각미러들 마다 다르게 된 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제1항에 있어서, 상기 직각미러들(42)의 반사면들(42a,42b)은 평면 모양이 반원형(半圓形) 타입인 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제1항에 있어서, 상기 직각미러 유닛(40)은 상기 직각미러들(42)이 장착되는 지지판(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제3항에 있어서, 상기 지지판은 상기 직각미러들(42)이 장착되는 표면이 상기 빔 디플렉터 또는 상기 렌즈에 대해서 오목하게 굴곡된 형상을 갖는 접시 안테나 타입인 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제1항에 있어서, 상기 빔 디플렉터(3)는 상기 빛들이 지나가는 경로 상에 겹쳐져 설치된 2개의 광굴절 엘리먼트들(31,32)을 포함하며,

상기 광굴절 엘리먼트들(31,32)은 상기 빔 디플렉터 제어수단으로부터 인가된 전기신호들에 의해 서로 직교하는 2개의 방향들로 진동하여 회절격자를 형성함으로써 상기 입력이미지의 빛들을 상기 직각미러 유닛(40) 중 어느 직각미러(42)의 위치로 편향시키는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 빔 디플렉터 제어수단은, 상기 빔 디플렉터(3)로부터 나온 입력이미지의 빛들이 주어진 시간 안에 상기 직각미러 유닛(40)의 모든 직각미러들(42)에게 순차적으로 조사될 수 있도록 균등한 시간간격으로 상기 전기신호의 주파수를 변경하여 상기 빔 디플렉터(3)에 인가하는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 이미지 입력수단;

상기 입력이미지의 빛들을 받아들여 일부는 통과시키고 나머지는 반사시키는 빔 스플리터(9);

상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 위치하며 상기 빛들을 편향시켜 내보내는 빔 디플렉터(3);

상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들이 지나는 경로 상에 위치되어 상기 빛들을 한 점으로 모으는 렌즈(4);

서로 직각을 이루는 2개의 반사면들(420a,420b)을 가진 복수 개의 직각프리즘들(420)이 그룹을 이루어 배치되며, 상기 빔 디플렉터(3)와 상기 렌즈(4)를 통과한 빛들을 상기 직각프리즘들(420) 중 어느 하나에 의해 반사시켜 그 지나온 경로로 다시 되돌려보내는 직각미러 유닛(40a);

상기 직각미러 유닛(40a)에 의해 반사되어 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과한 빛들 중 일부가 상기 빔 스플리터(9)로부터 반사되어 나오면 이에 의해 출력 이미지를 취득하는 이미지 출력수단; 및

상기 빔 디플렉터(3)에 전기신호를 인가하되 그 전기신호의 주파수를 설정함에 의해 상기 빔 디플렉터(3)의 빛 편향방향을 제어하는 빔 디플렉터 제어수단;을 포함하며,

상기 직각미러 유닛(40a)의 직각프리즘(420)은 그 안에 있는 2개의 반사면들(420a,420b)이 만나 이룬 경계선(420d)을 가지고, 상기 직각프리즘(420)의 경계선(420d)이 향한 방향은 각각의 직각프리즘들 마다 서로 다르게 된 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제7항에 있어서, 상기 직각미러 유닛(40)은 상기 직각프리즘들(420)이 장착되는 지지판(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제8항에 있어서, 상기 지지판은 상기 직각프리즘들(420)이 장착되는 표면이 상기 빔 디플렉터 또는 상기 렌즈에 대해서 오목하게 굴곡된 형상을 갖는 접시 안테나 타입인 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제7항에 있어서, 상기 빔 디플렉터(3)는 상기 빛들이 지나가는 경로 상에 겹쳐져 설치된 2개의 광굴절 엘리먼트들(31,32)을 포함하며,

상기 광굴절 엘리먼트들(31,32)은 상기 빔 디플렉터 제어수단으로부터 인가된 전기신호들에 의해 서로 직교하는 2개의 방향들로 진동하여 회절격자를 형성함으로써 상기 입력이미지의 빛들을 상기 직각미러 유닛(40a)에서 어느 직각프리즘(420)의 위치로 편향시키는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제7항 또는 제10항에 있어서, 상기 빔 디플렉터 제어수단은, 상기 빔 디플렉터(3)로부터 나온 입력이미지의 빛들이 주어진 시간 안에 상기 직각미러 유닛(40a)의 모든 직각프리즘들(42)에게 순차적으로 조사될 수 있도록 균등한 시간간격으로 상기 전기신호의 주파수를 변경하여 상기 빔 디플렉터(3)에 인가하는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
제7항에 있어서, 상기 직각미러 유닛(40a)의 직각프리즘(420)은 입사면(420c)에 반사방지 물질이 코팅되며 상기 반사면들(420a,420b)에는 반사물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.
(a) 레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 제1단계;

(b) 상기 입력이미지의 빛들을 빔 스플리터(9)에 입사시켜 일부는 통과되도록 하고 나머지는 반사되도록 하는 제2단계;

(c) 상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 설치된 빔 디플렉터(3)에 전기신호를 인가하여 상기 빔 디플렉터(3)에 회절격자가 생기도록 함으로써 상기 입력이미지의 빛들을 직각미러 유닛(40) 중의 하나의 직각미러(42)의 위치 쪽으로 편향시키는 제3단계;

(d) 상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들을 렌즈(4)를 통해 상기 직각미러 유닛(40) 중의 직각미러(42)에 조사하여 반사시키는 제4단계; 및

(e) 상기 직각미러 유닛(40)에 의해 반사된 빛들이 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과하여 상기 빔 스플리터(9)로 되돌아온 다음 그 빛들 중 일부가 반사되어 출력이미지로 취득되는 제5단계;를 포함하며,

상기 직각미러 유닛(40)의 직각미러(42)는 그 안에 있는 2개의 반사면들(42a,42b)이 서로 직각으로 만나 이룬 경계선(42d)을 가지되, 상기 직각미러(42)의 경계선(42d)이 향한 방향은 각각의 직각미러들 마다 서로 다르게 된 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전방법.
(a) 레이저광을 피사체에 조사(照射)하여 입력이미지에 관한 빛들을 발생하는 제1단계;

(b) 상기 입력이미지의 빛들을 빔 스플리터(9)에 입사시켜 일부는 통과되도록 하고 나머지는 반사되도록 하는 제2단계;

(c) 상기 빔 스플리터(9)를 통과한 빛들이 지나가는 경로 상에 설치된 빔 디플렉터(3)에 전기신호를 인가하여 상기 빔 디플렉터(3)에 회절격자가 생기도록 함으로써 상기 입력이미지의 빛들을 직각미러 유닛(40a) 중의 하나의 직각프리즘(420)의 위치 쪽으로 편향시키는 제3단계;

(d) 상기 빔 디플렉터(3)를 통과한 빛들을 렌즈(4)를 통해 상기 직각미러 유닛(40a) 중의 직각프리즘(420)에 조사하여 반사시키는 제4단계; 및

(e) 상기 직각미러 유닛(40a)에 의해 반사된 빛들이 상기 빔 디플렉터(3)를 다시 통과하여 상기 빔 스플리터(9)로 되돌아온 다음 그 빛들 중 일부가 반사되어 출력이미지로 취득되는 제5단계;를 포함하며,

상기 직각미러 유닛(40a)의 직각프리즘(420)은 그 안에 있는 2개의 반사면들(420a,420b)이 서로 직각으로 만나 이룬 경계선(420d)을 가지되, 상기 직각프리즘(420)의 경계선(420d)이 향한 방향은 각각의 직각프리즘들 마다 서로 다른 것을 특징으로 하는, 직각미러 유닛을 이용한 이미지 회전장치.