KR102558644B1 - 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템 및 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법에 관한 것으로 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부, 상기 비축 비구면 망원경부로 광축이 정렬되는 협시계 광학계와 레이저 거리 측정기를 포함하여 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차나 레이저 광원 손실을 방지하고, 레이저 표적 조사 광학 시스템의 정확도 및 신뢰성을 크게 향상시킨다.

Description

비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템{A LASER TARGET IRRADIATION OPTICAL SYSTEM CAPABLE OF ALIGNING THE OPTICAL AXIS USING THE NON-AXIS TELESCOPE OPTICAL AXIS}

본 발명은 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템 및 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 광학계의 광축 불일치로 인한 광학 구성품 사이의 이격 거리로 인해 발생으로 할 수 있는 광학적 손실이나 측정 오차를 최소화하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템 및 비축 망원경 광축을 이용한 광축 정렬 방법에 관한 발명이다.

일반적으로 레이저 표적 조사 광학 시스템은 특정한 거리에 있는 표적에 레이저를 조사하는 장비로 표적에 레이저 빔을 모이도록 하는 망원경을 중심으로 표적의 거리를 측정할 수 있는 레이저 거리 측정기, 표적을 확대하여 볼 수 있는 협시계 광학계, 넓은 영역의 영상을 볼 수 있는 광시계 광학계, 야간에 조명 역할을 하는 조명 모듈 등으로 구성되어 있다.

현재까지는 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 렌즈 또는 반사경으로 구성된 망원경을 포함한 각각의 광학 구성품은 구조적(외형적) 형태나 배치의 어려움 때문에 각 광학 구성품의 광축을 하나의 광축으로 배치 및 정렬하여 이용할 수 없었다.

이로 인해 여러 광학 구성품으로 구성된 표적 조사 광학 시스템의 광학적 정렬은 광학 시스템의 기준 축이 되는 망원경의 광축을 기준으로 각 광학계의 광축을 평행하게 정렬하는 것이 최선이었다.

종래의 레이저 표적 조사 광학 시스템은 표적 조사 광학 시스템의 광학적 정렬을 수행하는 경우 시야각이 작은 협시계 광학계나 먼 거리까지 측정 및 조사가 가능하도록 레이저의 손실을 최소화 하기 위해 발산각이 작게 제작된다.

발산각이 작게 제작된 레이저 표적 조사 광학 시스템은 레이저 거리 측정기나 조명 모듈은 기준 축이 되는 망원경과의 이격 거리로 인해 가까운 거리에 위치한 표적의 중심에 망원경으로 레이저를 조사할 경우 협시계 광학계로 측정하기 위한 영역이나 거리 측정 및 조명 역할을 하는 레이저가 표적에 일부 또는 맞지 않은 경우가 발생하여 측정 오차나 레이저 출력 손실이 발생하는 문제가 있다.

즉, 레이저 표적 조사 광학 시스템은 통상적으로 먼 거리까지 측정 및 조사가 가능하도록 발산각이 작게 제작되고 있어 광학 시스템의 기준 축이 되는 망원경의 광축을 기준으로 각 광학계의 광축을 평행하게 정렬하는 경우 협시계 광학계로 측정하기 위한 영역이나 거리 측정 및 조명 역할을 하는 레이저가 표적에 일부 또는 맞지 않은 경우가 발생하여 측정 오차나 레이저 출력 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

0001)한국특허등록 제2037945호 "다중 표적 탐지용 복합 광학 시스템 및 그를 위한 장치"(2019.10.23.등록)

본 발명의 목적은 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차나 레이저 광원 손실을 방지하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템 및 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부, 상기 비축 비구면 망원경부로 광축이 정렬되는 협시계 광학계와 레이저 거리 측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 비축 비구명 망원경은 주경과 부경을 포함하며 상기 주경과 상기 부경은 각각 곡면의 반사경을 가지되, 비구면인 반사면을 가지는 것을 특징으로 하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 표적에 조명용 레이저 빔을 조사하는 조명 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 협시계 광학계는 표적 영상이 입사되는 CCD 카메라부 및 표적 영상을 CCD 카메라부로 입사시키는 렌즈부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 표적 영상을 반사하여 협시계 광학계로 입사시키는 제1반사경부재, 타겟용 레이저 빔을 반사하여 비축 비구면 망원경부로 입사시키는 제2반사경부재 및 제1반사경부재와 제2반사경부재의 사이에 위치되며 타겟용 레이저 빔을 반사시켜 제2반사경부재로 전달하는 제1이색성 거울부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1이색성 거울부재는 레이저 파장을 반사하고, 측정 영상의 파장 투과시키는 이색성 거울일 수 있다.

본 발명에서 상기 비축 비구명 망원경은 주경과 부경을 포함하며 상기 주경과 상기 부경은 각각 곡면의 반사경을 가지되, 비구면인 반사면을 가지며, 상기 타겟용 레이저 빔은 상기 제1이색성 거울부재, 상기 제2반사경부재, 상기 부경, 상기 주경 순으로 진행되어 표적에 조사되고, 표적의 영상은 상기 주경, 상기 부경, 상기 제2반사경부재의 순서로 타겟용 레이저 빔의 진행 방향과 동일한 축을 따라 역방향으로 진행하고 상기 제1이색성 거울부재에서 투과되어 상기 제1반사경부재를 통해 CCD 카메라부로 입사될 수 있다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 상기 조명 모듈에서 방출되는 조명용 레이저 빔과 상기 레이저 거리 측정기에서 방출되는 거리 측정용 레이저 빔 중 어느 하나를 통과시키고 다른 하나를 반사시키는 제2이색성 거울부재 및 상기 제2이색성 거울부재를 통과하거나 반사된 조명용 레이저 빔과 거리 측정용 레이저 빔을 제3윈도우부로 방출시키는 제3반사경부재를 더 포함하며, 상기 제3반사경부재를 통해 반사된 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축은 비축 비구면 망원경부의 망원경 광축과 일치되도록 정렬될 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법의 일 실시예는 망원경, 협시계 광학계, 조명 모듈, 레이저 거리 측정기를 포함하는 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 망원경부를 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부로 구성하고, 표적에 조사되는 타겟팅 레이저빔의 광경로와 협시계 광학계로 입사되는 표적 영상의 광경로를 비축 비구면 망원경부의 광경로와 동일한 축을 가지도록 정렬하는 제1정렬단계, 망원경부의 망원경 광축을 상기 조명 모듈에서 방출되는 조명용 레이저 빔의 광축과 레이저 거리 측정기에서 방출되는 거리 측정용 레이저 빔의 광축을 망원경부의 망원경 광축과 일치시키는 제2정렬단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제1정렬단계는 제1이색성 거울부재와 제2반사경부재로 반사시켜 비축 비구면 망원경부의 부경, 주경을 거쳐 표적에 도달하는 타겟용 레이저 빔의 광경로와 타겟용 레이저 빔의 광경로의 역순으로 진행되고 제1반사경부재를 통해 최종적으로 CCD 카메라부로 입사되는 표적 영상의 광경로를 일치시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 제2정렬단계는 이색성 거울로 반사되는 조명용 레이저 빔의 광축, 이색성 거울을 통과하는 거리 측정용 레이저 빔의 광축이 일치되게 정렬하는 과정 및 광축이 일치된 거리 측정용 레이저 빔과 조명용 레이저 빔을 반사경으로 반사시켜 제3반사경부재를 통해 반사된 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축을 비축 비구면 망원경부의 망원경 광축과 일치되도록 정렬하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명은 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차나 레이저 광원 손실을 방지하고, 레이저 표적 조사 광학 시스템의 정확도 및 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차를 줄이기 위한 별도의 각도 조절 장치 등이 필요하지 않아 레이저 표적 조사 광학 시스템의 구조를 단순화하고, 레이저 표적 조사 광학 시스템의 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 협시계 광학계의 광축과 비축 비구면 망원경부의 망원경 광축이 일치되도록 배치한 예를 예시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 비축 비구면 망원경과 협시계 광학계의 광축 일치 구조를 도시한 개략도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 비축 비구면 망원경의 광축을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 광축 일치로 인해 가까운 거리에 위치한 표적에서 각 광학 구성품의 발산각과 시야각에 따른 범위를 보여주는 도면.

본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 더 상세하게 조명모듈, 레이저 거리 측정기(300), 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축을 일치하도록 구성한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하여 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 주경(110)의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부(100), 비축 비구면 망원경부(100)로 광축이 정렬되는 협시계 광학계(200)와 레이저 거리 측정기(300)를 포함한다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 표적에 조명용 레이저 빔을 조사하는 조명 모듈(400)을 더 포함할 수 있고, 조명 모듈(400)은 레이저 거리 측정기(300)의 광축과 함께 광축을 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 일치되게 하여 광축을 정렬할 수 있다.

레이저 거리 측정기(300)는 거리 측정용 레이저 빔을 발사하고, 표적에 반사된 거리 측정용 레이저 빔이 입사되어 거리를 측정할 수 있는 공지의 구성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

또한, 조명 모듈(400)은 조명용 레이저 빔을 발사하는 공지의 구성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 비축 비구면 망원경부(100), 협시계 광학계(200)와 레이저 거리 측정기(300)가 내부에 위치되고, 레이저 빔을 내부로 입사시키거나 외부로 배출시킬 수 있는 복수의 윈도우부를 포함한 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)를 더 포함한다.

레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)는 협시계 광학계(200)로 일부가 입사되는 타겟용 레이저 빔이 입사되는 제1윈도우부(510)와 타겟용 레이저 빔의 방출되는 제2윈도우부(520), 레이저 거리 측정기(300)에서 발사된 거리 측정용 레이저 빔과 조명용 모듈에서 발사된 레이저 빔이 방출되고 거리 측정용 레이저 빔이 다시 내부로 입사될 수 있는 제3윈도우부(530)를 포함한다.

본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)의 중앙에 비축 비구면 망원경부(100)가 위치되고, 비축 비구면 망원경부(100)를 중심으로 비축 비구면 망원경부(100)의 둘레로 CCD 카메라부(210) 즉, 협시계 광학계(200), 레이저 거리측정기, 조명 모듈(400), 광시계 카메라 등이 이격되게 배치될 수 있다.

한편, 비축 비구명 망원경은 주경(110)과 부경(120)을 포함하며 주경(110)과 부경(120)은 각각 곡면의 반사경을 가지되, 비구면인 반사면을 가져 광축이 광학계의 중심 축을 지나는 일반적인 광학계와 달리 망원경의 중심을 지나는 축과 비축 비구면 반사면의 광축이 다르게 위치되는 망원경이다.

또한, 협시계 광학계(200)는 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)의 내부로 유입되는 표적 영상이 입사되는 CCD 카메라부(210), 표적 영상을 CCD 카메라부(210)로 입사시키는 렌즈부(220)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 표적 영상을 반사하여 협시계 광학계(200)로 입사시키는 제1반사경부재(600), 타겟용 레이저 빔을 반사하여 비축 비구면 망원경부(100)로 입사시키는 제2반사경부재(700), 제1반사경부재(600)와 제2반사경부재(700)의 사이에 위치되며 타겟용 레이저 빔을 반사시켜 제2반사경부재(700)로 전달하는 제1이색성 거울부재(800)를 더 포함할 수 있다.

타겟용 레이저 빔은 제1윈도우부(510)를 통해 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)의 내부로 유입된 후 제1이색성 거울부재(800)를 통해 반사되어 제2반사경부재(700)로 전달되어 제2반사경부재(700)를 통해 비축 비구면 망원경부(100)로 입사되어 최종적으로 표적에 도달한다.

또한, 표적 영상은 타겟용 레이저 빔의 역순으로 비축 비구면 망원경부(100)를 통과하고 제1이색성 거울부재(800)를 통과하여 제1반사경부재(600)로 전달되고, 제1반사경부재(600)를 통해 협시계 광학계(200)의 CCD 카메라부(210)로 입사된다.

제1이색성 거울부재(800)는 레이저 파장을 반사하고, 측정 영상의 파장 투과시키는 이색성 거울인 것을 일 예로 한다.

한편, 제2윈도우부(520)와 제3윈도우부(530)는 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부(500)의 일면에 나란하게 배치되고, 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템의 일 실시예는 조명 모듈(400)에서 방출되는 조명용 레이저 빔과 레이저 거리 측정기(300)에서 방출되는 거리 측정용 레이저 빔 중 어느 하나를 통과시키고 다른 하나를 반사시키는 제2이색성 거울부재(900), 제2이색성 거울부재(900)를 통과하거나 반사된 조명용 레이저 빔과 거리 측정용 레이저 빔을 제3윈도우부(530)로 방출시키는 제3반사경부재(1000)를 더 포함한다.

그리고, 제3반사경부재(1000)를 통해 반사된 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축은 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 일치되도록 정렬된다.

즉, 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축은 비축 비구면 망원경부(100)를 통해 반사되어 제1윈도우부(510)를 통해 방출되는 타겟 레이저 빔의 진행 방향과 다르게 위치되고, 제2이색성 거울부재(900)와 제3반사경부재(1000)를 통해 제3윈도우부(530)로 방출되는 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축이 망원경 광축과 일치되도록 광축을 정렬시킴으로써 망원경 광축, 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축이 일치될 수 있다.

제1반사경부재(600), 제2반사경부재(700), 제3반사경부재(1000)는 각각 45도로 기울어진 반사경인 것을 일 예로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 협시계 광학계(200)의 광축과 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축이 일치되도록 배치한 예를 예시한 도면이다.

도 3을 참고하면 타겟용 레이저 빔은 제1이색성 거울부재(800), 제2반사경부재(700), 부경(120), 주경(110) 순으로 진행되어 표적에 조사된다.

그리고 표적의 영상은 주경(110), 부경(120), 제2반사경부재(700)의 순서로 타겟용 레이저 빔의 진행 방향과 동일한 축을 따라 역방향으로 진행하고 제1이색성 거울부재(800)에서 투과되어 제1반사경부재(600)를 통해 협시계 광학계(200) 즉, CCD 카메라부(210)로 영상이 입사된다.

이러한 구성을 통해 타겟용 레이저 빔과 표적 영상이 비축 비구면 망원경부(100)의 광경로와 동일한 축을 지나가도록 했기 때문에 레이저 조사점과 영상 중심 축이 맞아 레이저 조사 점과 측정 영상과의 오차는 발생하지 않는다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 비축 비구면 망원경부(100)의 광축을 도시한 도면이다.

도 4는 광축 기준으로 설계된 비축 비구면 망원경부(100)의 형상과 레이저 빔의 진행방향을 나타낸 도면이다.

도 4를 참고하면 광축 기준으로 구성된 비축 비구면 망원경부(100)는 레이저가 주경(110) 중심의 구멍으로 입사되어 부경(120)에서 반사되고 주경(110)에서 반사된 후 광축에서 수렴되는 광학계이며, 레이저의 중심부가 부경(120)과의 간섭으로 인해 출력의 손실이 커 레이저 조사용 망원경으로는 통상적인 광학계에서 사용되지 않고 있다.

도 5는 광축 기준으로 설계된 비구면 비구면 망원경부의 레이저 출력 손실에 대한 단점을 보완하기 위해 비축으로 구성한 망원경 형상이다.

도 5를 참고하면 비축 비구면 망원경부(100)는 광축 기준으로 구성된 망원경의 일부분을 사용하는 방식으로 구성되어 있으며, 비축 비구면 망원경부(100)의 가장 큰 특징은 비축 비구면 망원경부(100)의 광축이 주경(110)의 중심이 아닌 광축 중심으로 설계된 망원경의 광축이라는 점이다.

본 발명에서는 이러한 비축 망원경의 광축 특성을 이용하여 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 협시계 광학계(200), 레이저 거리 측정기(300), 조명 모듈(400) 등의 광축을 일치시킴으로써 광학 구성품 간의 광축 불일치와 이격 거리에 의해 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위해 고안한 것이다.

도 6은 비축 비구면 망원경부(100)의 레이저 빔을 시준하는 조건에서의 도면이고, 도 6을 참고하면 시준된 빔은 광축과 평행하게 진행한다.

도 7은 본 발명에 따른 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 광축 일치로 인해 가까운 거리에 위치한 표적에서 각 광학 구성품의 발산각과 시야각에 따른 범위를 보여주는 도면이다.

도 7을 참고하면 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 협시계 광학계(200)의 광축, 레이저 거리 측정기(300)의 광축, 조명 모듈(400)의 광축을 하나의 광축으로 구성한 경우 측정 시야각 및 레이저의 발산각을 적용하여 일정 거리 표적에서의 측정 범위와 레이저 조사 범위를 나타낸다.

광학 구성품의 광축 일치를 통해 이격 거리가 없는 상태의 표적 조사 광학 시스템은 어느 거리이든 표적의 중심을 조사하는 레이저 집속빔을 기준으로 모든 광학 구성품의 광축 중심 즉, 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 협시계 광학계(200)의 광축, 레이저 거리 측정기(300)의 광축, 조명 모듈(400)의 광축이 모두 일치하기 때문에 측정 오차나 레이저 광원 손실 없이 구성할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법의 일 실시예는 망원경, 협시계 광학계(200), 조명 모듈(400), 레이저 거리 측정기(300)를 포함하는 레이저 표적 조사 광학 시스템에서 망원경부를 주경(110)의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부(100)로 구성하고, 표적에 조사되는 타겟팅 레이저빔의 광경로와 협시계 광학계(200)로 입사되는 표적 영상의 광경로를 비축 비구면 망원경부(100)의 광경로와 동일한 축을 가지도록 정렬하는 제1정렬단계, 망원경부의 망원경 광축을 상기 조명 모듈(400)에서 방출되는 조명용 레이저 빔의 광축과 레이저 거리 측정기(300)에서 방출되는 거리 측정용 레이저 빔의 광축을 망원경부의 망원경 광축과 일치시키는 제2정렬단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1정렬단계는 제1이색성 거울부재(800)와 제2반사경부재(700)로 반사시켜 비축 비구면 망원경부(100)의 부경(120), 주경(110)을 거쳐 표적에 도달하는 타겟용 레이저 빔의 광경로와 타겟용 레이저 빔의 광경로의 역순으로 진행되고 제1반사경부재(600)를 통해 최종적으로 CCD 카메라부(210)로 입사되는 표적 영상의 광경로를 일치시킨다.

제2정렬단계는 이색성 거울로 반사되는 조명용 레이저 빔의 광축, 이색성 거울을 통과하는 거리 측정용 레이저 빔의 광축이 일치되게 정렬하는 과정, 광축이 일치된 거리 측정용 레이저 빔과 조명용 레이저 빔을 반사경으로 반사시켜 제3반사경부재(1000)를 통해 반사된 조명용 레이저 빔의 광축과 거리 측정용 레이저 빔의 광축을 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 일치되도록 정렬하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축 정렬 방법은 제1정렬단계와 제2정렬단계를 통해 비축 비구면 망원경부(100)의 망원경 광축과 협시계 광학계(200)의 광축, 레이저 거리 측정기(300)의 광축, 조명 모듈(400)의 광축을 모두 일치시키기 때문에 측정 오차나 레이저 광원 손실 없이 레이저 표적 조사 광학 시스템을 구성할 수 있는 것이다.

본 발명은 주경(110)의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차나 레이저 광원 손실을 방지하고, 레이저 표적 조사 광학 시스템의 정확도 및 신뢰성을 크게 향상시킨다.

또한, 본 발명은 주경(110)의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경을 이용하여 레이저 표적 조사 광학 시스템의 광축을 정렬함으로써 측정 오차를 줄이기 위한 별도의 각도 조절 장치 등이 필요하지 않아 레이저 표적 조사 광학 시스템의 구조를 단순화하고, 레이저 표적 조사 광학 시스템의 제작 비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

100 : 비축 비구면 망원경부 110 : 주경
120 : 부경
200 : 협시계 광학계 210 : CCD 카메라부
220 : 집속 렌즈부
300 : 레이저 거리 측정기
400 : 조명 모듈
500 : 레이저 표적 조사 광학 시스템용 하우징부
510 : 제1윈도우부 520 : 제2윈도우부
530 : 제3윈도우부
600 : 제1반사경부재 700 : 제2반사경부재
800 : 제1이색성 거울부재 900 : 제2이색성 거울부재
1000 : 제3반사경부재

Claims (11)

1. 곡면의 반사경을 가지되, 비구면인 반사면을 가지는 주경과 부경을 포함하고, 타겟용 레이저 빔을 주경으로 반사하여 표적에 도달시키며, 주경의 중심을 지나는 축과 광축이 다른 비축 비구면 망원경부;
   상기 비축 비구면 망원경부로 광축이 정렬되어 상기 비축 비구면 망원경부로 표적 영상을 전달받는 협시계 광학계;
   거리 측정용 레이저 빔을 방출하는 레이저 거리 측정기;
   표적에 조사되는 조명용 레이저 빔을 방출하는 조명 모듈;
   상기 표적 영상을 반사하여 상기 협시계 광학계로 입사시키는 제1반사경부재;
   상기 타겟용 레이저 빔을 반사하여 상기 비축 비구면 망원경부로 입사시키는 제2반사경부재;
   상기 제1반사경부재와 상기 제2반사경부재의 사이에 위치되며 상기 타겟용 레이저 빔을 반사시켜 상기 제2반사경부재로 전달하고, 상기 표적 영상을 통과시켜 상기 협시계 광학계로 입사시키는 제1이색성 거울부재;
   상기 조명용 레이저 빔과 상기 거리 측정용 레이저 빔 중 어느 하나를 통과시키고 다른 하나를 반사시키는 제2이색성 거울부재; 및
   상기 제2이색성 거울부재를 통과하거나 반사된 상기 조명용 레이저 빔과 상기 거리 측정용 레이저 빔을 제3윈도우부로 방출시키는 제3반사경부재를 포함하며,
   상기 타겟용 레이저 빔은 상기 제1이색성 거울부재, 상기 제2반사경부재, 상기 부경과 상기 주경의 순으로 반사되어 상기 표적으로 도달하고, 상기 표적에서 반사되는 상기 표적 영상은 상기 주경, 상기 부경과 상기 제2반사경부재의 순으로 반사되어 상기 제1이색성 거울부재를 통과한 후 상기 제1반사경부재로 반사되어 상기 협시계 광학계로 입사되며,
   상기 거리 측정용 레이저 빔과 상기 조명용 레이저 빔은 상기 제2이색성 거울부재를 통과하거나 상기 제2이색성 거울부재로 반사되어 광축이 서로 일치된 후 상기 제3반사경부재로 상기 표적에 도달하며,
   상기 제3반사경부재로 상기 표적에 광축이 일치된 상태로 상기 표적에 도달한 상기 거리 측정용 레이저 빔과 상기 조명용 레이저 빔의 광축은 상기 주경으로 반사되어 상기 표적에 도달한 상기 타겟용 레이저 빔의 광축과 일치되는 것을 특징으로 하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템.
   
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3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 협시계 광학계는,
   표적 영상이 입사되는 CCD 카메라부; 및
   표적 영상을 CCD 카메라부로 입사시키는 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템.
   
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6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1이색성 거울부재는 레이저 파장을 반사하고, 측정 영상의 파장 투과시키는 이색성 거울인 것을 특징으로 하는 비축 망원경 광축을 이용해 광축 정렬이 가능한 레이저 표적 조사 광학 시스템.
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