목적: 본 연구는 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 개발에 관한 것이다. 방법: 우리는 BS(beam splitting) 프리즘 전방에 doublet 형태로 설계된 반사경을 배치하고, BS프리즘의 반사면의 상하에는 도트시표 발생부와 OLED 패널을 배치하며, BS 프리즘과 관찰자 사이에 OLED 패널의 영상을 확대해 볼 수 있도록 하는 착탈식 확대경을 배치하였다. 이렇게 함으로써 새로운 형태의 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 광학계를 구성할 수 있었다. 결과: 새로운 타입으로 설계되어진 착탈식 확대경을 BS 프리즘과 관찰자 사이에 배치함으로서 주간에는 착탈식 확대경을 제거하여 도트사이트 역할을 하며, 야간에는 착탈식 확대경을 부착하여 열영상 카메라의 확대된 영상을 BS 프리즘을 통해서 볼 수 있도록 하여 야시경 역할을 하는 새로운 형태의 도트사이트 광학계를 설계하였다. 결론: 본 연구에서 우리는 초점거리 44 mm, 화각${\pm}7.0^{\circ}$, 50 lp/mm 기준으로 0.7 Field에서는 0.5 이상의 MTF를 가지도록 설계되어진 확대경을 BS 프리즘과 관찰자 사이에서 배치함으로서 선택적으로 주야 조준경 역할을 할 수 있는 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트를 개발하였다. 이렇게 함으로써 우리는 기존의 도트사이트와 야간조준경의 착탈식 조합보다 사격의 신속성을 더욱 높일 수 있으며 총기류에의 장착에 있어서 보다 편리함을 제공해주는 새로운 형태의 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 광학계를 설계 개발할 수 있었다.
목적: 본 연구는 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 개발에 관한 것이다. 방법: 우리는 BS(beam splitting) 프리즘 전방에 doublet 형태로 설계된 반사경을 배치하고, BS프리즘의 반사면의 상하에는 도트시표 발생부와 OLED 패널을 배치하며, BS 프리즘과 관찰자 사이에 OLED 패널의 영상을 확대해 볼 수 있도록 하는 착탈식 확대경을 배치하였다. 이렇게 함으로써 새로운 형태의 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 광학계를 구성할 수 있었다. 결과: 새로운 타입으로 설계되어진 착탈식 확대경을 BS 프리즘과 관찰자 사이에 배치함으로서 주간에는 착탈식 확대경을 제거하여 도트사이트 역할을 하며, 야간에는 착탈식 확대경을 부착하여 열영상 카메라의 확대된 영상을 BS 프리즘을 통해서 볼 수 있도록 하여 야시경 역할을 하는 새로운 형태의 도트사이트 광학계를 설계하였다. 결론: 본 연구에서 우리는 초점거리 44 mm, 화각 ${\pm}7.0^{\circ}$, 50 lp/mm 기준으로 0.7 Field에서는 0.5 이상의 MTF를 가지도록 설계되어진 확대경을 BS 프리즘과 관찰자 사이에서 배치함으로서 선택적으로 주야 조준경 역할을 할 수 있는 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트를 개발하였다. 이렇게 함으로써 우리는 기존의 도트사이트와 야간조준경의 착탈식 조합보다 사격의 신속성을 더욱 높일 수 있으며 총기류에의 장착에 있어서 보다 편리함을 제공해주는 새로운 형태의 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 광학계를 설계 개발할 수 있었다.
Purpose: This study relates to the development of the prism dot-sight combined with the thermal imaging camera. Methods: We have placed a reflector designed to the doublet type in the front of a BS (beam splitting) prism, have placed an OLED panel and a dot reticle generator to the top and bottom of...
Purpose: This study relates to the development of the prism dot-sight combined with the thermal imaging camera. Methods: We have placed a reflector designed to the doublet type in the front of a BS (beam splitting) prism, have placed an OLED panel and a dot reticle generator to the top and bottom of the reflecting surface of the BS prism, and have placed a detachable magnifier between the BS prism and the observer by which the observer can see the magnified image of the OLED panel. By doing this, we were able to configure the new type prism dot-sight combined with the thermal imaging camera. Results: By placing the removable magnifier designed with a new type between the BS prism and the observer, we could design the new type prism dot-sight which performs the role of the dot sight by removing the magnifier during the day-time, and performs the role of the night scope during the night-time by which we can observe the enlarged image of the thermal imaging camera through the BS prism by attaching the removable magnifier. Conclusions: In this study, we have developed the prism dot-sight combined with the thermal imaging camera which is able to play the role of the day or night scope selectively, by disposing the designed magnifier characterized by the focal length of 44 mm, the viewing angle of ${\pm}7.0^{\circ}$, and the MTF value of 0.5 or more at the criterion of 50 lp/mm and the 0.7 field between the BS prism and the observer. By doing so, we could design and fabricate the new type prism dot-sight combined with the thermal imaging camera which can further increase the rapidity of firing and provide more convenience in the mounting of a firearm than the detachable combination of an existing dot sight and an existing night scope.
Purpose: This study relates to the development of the prism dot-sight combined with the thermal imaging camera. Methods: We have placed a reflector designed to the doublet type in the front of a BS (beam splitting) prism, have placed an OLED panel and a dot reticle generator to the top and bottom of the reflecting surface of the BS prism, and have placed a detachable magnifier between the BS prism and the observer by which the observer can see the magnified image of the OLED panel. By doing this, we were able to configure the new type prism dot-sight combined with the thermal imaging camera. Results: By placing the removable magnifier designed with a new type between the BS prism and the observer, we could design the new type prism dot-sight which performs the role of the dot sight by removing the magnifier during the day-time, and performs the role of the night scope during the night-time by which we can observe the enlarged image of the thermal imaging camera through the BS prism by attaching the removable magnifier. Conclusions: In this study, we have developed the prism dot-sight combined with the thermal imaging camera which is able to play the role of the day or night scope selectively, by disposing the designed magnifier characterized by the focal length of 44 mm, the viewing angle of ${\pm}7.0^{\circ}$, and the MTF value of 0.5 or more at the criterion of 50 lp/mm and the 0.7 field between the BS prism and the observer. By doing so, we could design and fabricate the new type prism dot-sight combined with the thermal imaging camera which can further increase the rapidity of firing and provide more convenience in the mounting of a firearm than the detachable combination of an existing dot sight and an existing night scope.
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문제 정의
확대경의 렌즈에서 관찰자의 눈까지의 거리(약 101 mm)를 일정하게 유지할 수 있도록 경통을 길게 제작하였다. 이는 무의식적으로 관찰자가 확대된 열영상을 근접해서 보는 것을 막아서 사용자 눈의 안정피로 유발을 억제하도록 하였다. Fig.
제안 방법
가로×세로×높이가 30 mm×30 mm×30 mm인 정육면체 형태의 BS프리즘을 직경이 약 33 mm인 원기둥 모양으로 재가공하여 모서리부분을 둥글게 하여 조립 또는 사용 시 충돌에 의한 파손을 방지하도록 하였다.
5% 이내로 제거할 수 없었기 때문이었다. 다음 단계로 색수차를 고려하여 doublet 한 개를 더 추가하여 최적화를 진행하였다. 이 결과 우리는 Table 2에 제시된 사용자의 요구조건을 모두 충족할 수 있는 광학계를 설계할 수 있었다.
본 연구에서 우리는 초점거리 44 mm, 화각 7.0, 50 lp/ mm 기준으로 ±0.7 o Field에서는 0.5 이상의 MTF를 가지는 확대경을 설계하여 BS 프리즘과 관찰자 사이에서 착탈 되게 구성함으로서 선택적으로 주야 조준경 역할을 할 수 있는 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트를 개발 하였다.
즉 도트사이트 경통의 내측 전방에 배치되는 반사경, 광선을 반사 또는 투과하는 경사면이 형성되어 경통의 내부에서 상기 반사경의 후방에 배치되는 BS 프리즘. 상기 BS 프리즘과 경통의 내주면 일측에 배치되어 상기 BS 프리즘의 경사면을 향해 도트시표 광선을 제공하는 도트시표 발생부, 경통의 내주면 일측에 배치되어 상기 BS 프리즘의 상기 도트시표 발생부의 반대측 경통의 내주면 일측에 배치되는 OLED-패널 등을 포함하여 구성되는 광학계를 구성하였다. 상기 BS 프리즘의 경사면은, 도트시표 발생부로부터 제공되는 도트시표 광선을 반사경을 향해 반사시키고 반사경으로부터 BS프리즘을 향해 되반사되는 도트시표 광선을 관찰자를 향해 투과시키는 것과 동시에, 반사경을 투과한 외부 목표물과 그 주변으로부터의 광선을 관찰자를 향해 투과시킬 수 있도록 하면서 상기 OLED-판넬의 영상을 확대경을 통하여 관찰자에게 반사시키도록 하는 역할을 하도록 하는 광학 코팅이 되어져 있다.
위에 제시된 아이디어를 실현하기 위해 관찰자와 duoblet 반사경 사이에 빔 스플리터 역할을 하는 BS 프리즘[9]을 배치하되 시차(parallax)[5]를 최소화하기위해 반사경의 광축을 BS 프리즘의 반사 또는 투과하는 광축과 일치하도록 하고, BS 프리즘의 상단부에는 도트시표 발생부, 하단부에는 OLED-패널, BS 프리즘의 관찰자 쪽에는 확대경을 배치하여 광학계를 구성하였다. 즉 도트사이트 경통의 내측 전방에 배치되는 반사경, 광선을 반사 또는 투과하는 경사면이 형성되어 경통의 내부에서 상기 반사경의 후방에 배치되는 BS 프리즘.
총기류 조준의 특성은 신속하게 조준 사격을 할 수 있는지와 정확하게 표적을 조준할 수 있는지에 의해 좌우된다. 이를 위해 지금까지 기존의 가늠자와 가늠쇠와 목표점을 일치시키는 방식인 고정식 3점 조준선을 보다 간단하게 대신할 수 있는 조준점(도트)과 목표점의 비고정식 2점정렬을 이용하는 광학식 도트 사이트 장치가 제안되었다.[1-5] 이러한 도트 사이트는 조준점이 사이트의 유효 윈도우 내에 어디에 있더라도 조준점(비고정 조준점)과 목표점을 일치시키는 비고정식 2점 조준선을 가지기 때문에 기존의 고정식 3점 조준선 정렬 방식보다는 사격에 대한 시야를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라 사격에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
12)의 단면을 보여주고 있는데, 확대경에는 doublet 2개와 1매의 +굴절력 렌즈가 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 확대경의 렌즈에서 관찰자의 눈까지의 거리(약 101 mm)를 일정하게 유지할 수 있도록 경통을 길게 제작하였다. 이는 무의식적으로 관찰자가 확대된 열영상을 근접해서 보는 것을 막아서 사용자 눈의 안정피로 유발을 억제하도록 하였다.
대상 데이터
이 열영상 카메라의 영상을 디스플레이하는 OLED 패널은 프랑스 MICROOLED 사 MDP02AP 모델을 사용하였는데 픽셀 pitch는 9.4 μm이고 화면 크기는 0.61"를 가진다.
이론/모형
Fig. 11에는 본 개발에 사용한 열영상카메라를 보여주고 있는데 이는 미국 FLIR Systems사의 Quark-640-19mmf1.25-IDD 모델을 사용하였다. 이 열영상카메라는 비냉각 식 microbolometer 방식의 영상소자를 사용한 영상 디텍터를 채택하고 있는데, 픽셀의 크기가 17 μm, 초점거리가 19 mm, f/#가 1.
성능/효과
14(b))을 할 수 있도록 하였다. 이렇게 함으로써 우리는 기존의 도트사이트와 야간조준경의 착탈식 조합보다 사격의 신속성을 더욱 높일 수 있으며 총기류에의 장착에 있어서 보다 편리함을 제공해주는 새로운 형태의 열영상 카메라가 결합된 프리즘 도트사이트의 광학계를 설계 개발할 수 있었다.
즉 (a)위치에서 프리즘까지의 각이 약 ±7 ° 이면 프리즘뒷면에 있는 OLED 영상소자 위치에서 대응하는 면의 크기가 37.613 mm 정도로 배율이 대략 3.5배로 나타나고, 프리즘에서 관찰자까지의 거리가 약 122 mm 정도로 나타남을 알 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2점 조준선을 이용하는 방법의 장점은?
이를 위해 지금까지 기존의 가늠자와 가늠쇠와 목표점을 일치시키는 방식인 고정식 3점 조준선을 보다 간단하게 대신할 수 있는 조준점(도트)과 목표점의 비고정식 2점정렬을 이용하는 광학식 도트 사이트 장치가 제안되었다.[1-5] 이러한 도트 사이트는 조준점이 사이트의 유효 윈도우 내에 어디에 있더라도 조준점(비고정 조준점)과 목표 점을 일치시키는 비고정식 2점 조준선을 가지기 때문에 기존의 고정식 3점 조준선 정렬 방식보다는 사격에 대한 시야를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라 사격에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 본 연구자들은 참고문헌 [5]에서와 같이 비고정식 2점 정렬을 이용하는 광학식 도트 사이트 장치에 빔분리프리즘을 적용하여 광학계의 전장길이를 획기적으로 줄인 도트사이트 장치를 개발하여 현재 세계시장에서의 주목을 받고 있다.
총기류 조준의 특성을 좌우하는 것은?
총기류 조준의 특성은 신속하게 조준 사격을 할 수 있는지와 정확하게 표적을 조준할 수 있는지에 의해 좌우된다. 이를 위해 지금까지 기존의 가늠자와 가늠쇠와 목표점을 일치시키는 방식인 고정식 3점 조준선을 보다 간단하게 대신할 수 있는 조준점(도트)과 목표점의 비고정식 2점정렬을 이용하는 광학식 도트 사이트 장치가 제안되었다.
총기류 조준의 개선을 위해 제시된 방법은?
총기류 조준의 특성은 신속하게 조준 사격을 할 수 있는지와 정확하게 표적을 조준할 수 있는지에 의해 좌우된다. 이를 위해 지금까지 기존의 가늠자와 가늠쇠와 목표점을 일치시키는 방식인 고정식 3점 조준선을 보다 간단하게 대신할 수 있는 조준점(도트)과 목표점의 비고정식 2점정렬을 이용하는 광학식 도트 사이트 장치가 제안되었다.[1-5] 이러한 도트 사이트는 조준점이 사이트의 유효 윈도우 내에 어디에 있더라도 조준점(비고정 조준점)과 목표 점을 일치시키는 비고정식 2점 조준선을 가지기 때문에 기존의 고정식 3점 조준선 정렬 방식보다는 사격에 대한 시야를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라 사격에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
참고문헌 (10)
Lee DH, Park SH. Development of Dot Sight with 2X Magnification. J Korean Ophthalmic Opt Soc 2012; 17(4):435-440.
Lee DH. Development of the Dot Sight Device by Using the Doublet Reflector. J Korean Ophthalmic Opt Soc 2008;13(1): 65-69.
Donald D Morris. Off Axis Optical Sight System for a Firearm. U.S. Patent 4346995, 1982.
Per Montelin Lund. Optical Element of a Parallax Free Sight. U.S. Patent 5440387, 1995.
Lee DH, Jung BS, Park SH. Development of Dot Sight with Prism Beam Splitter. J Korean Ophthalmic Opt Soc 2013; 18(4):519-524.
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