FAULHABER 드라이브와 기술력으로 어두운 곳에서도 선명한 시야 보장

고양이는 어둠 속에서도 먹이를 쉽게 발견할 수 있다. 이것은 눈의 반사층인 휘판 덕분이다. 반면에 인간은 밤에도 잘 보기 위해 잔광을 증폭하는 다양한 기술이 사용하고 있다.

이 모든 기술에는 렌즈, 조리개, 필터, 셔터 등 사진 분야의 익숙한 광학 요소들이 필요하다. 야간 투시경은 협소하기 때문에 이 부품을 이동하려면 매우 작은 모터가 필요하다. 또한 절대적으로 안정적이고 빠르고 정확하게 작업해야 한다. 이러한 요구 조건에서 FAULHABER의 드라이브가 잠재력을 발휘할 수 있다.

휘판은 망막 뒤쪽의 눈에 위치해 입사한 빛을 반사하는 반사 조직 층이다. 자동차의 헤드라이트가 고양이의 동공을 비추면 눈이 작은 램프처럼 밝아지는 것을 볼 수 있다. 동물들에게는 빛이 반사 하면서 망막을 두 번 통과해 더 강렬하게 보이도록 한다.

전자 충격과 열화상
 

인간이 어둠 속에서도 잘 보려면 기술적 도움이 필요하다. 예를 들어 기술적 잔광 증폭기는 잔광을 수집하여 전자관으로 유도하고 가속된 전자를 통해 형광 스크린에서 빛의 밀도를 높인다. 그렇게 액션이나 다큐멘터리 영화에서 야간에 볼 수 있는 특이한 녹색 화면이 만들어진다.

잔광 증폭기라는 이름에서 알 수 있듯이 잔광 증폭기에는 최소 수준의 입사광이 필요하다. 입사광은 깜박이는 별빛만으로도 가능 하지만 흐린 날씨의 칠흑 같은 밤에는 이 기술은 아무 소용이 없다.

이런 상황에서는 열에 의존하는 적외선을 사용한다. 열화상 카메라는 물체를 이미징하기 위해 중파장 및 장파장 적외선을 사용한다. 가시광선을 사용하는 일반적인 디지털 카메라와 유사한 구조지만, 열화상 카메라의 감광 센서는 적외선에 반응하게 설계 되어 있다. 열화상 카메라 이미지의 ‘빛의 강도’는 온도에 따라 보이기 때문에 물체가 따뜻할수록 더 강하고 명확하게 볼 수 있다.

따라서 이러한 이미지는 건물에서 열 손실 원인을 식별하는 데에 사용될 수 있다.

적외선 이미징을 위한 다양한 기술
 

일반적인 사진 촬영과 유사한 과정 외에도 적외선 방사선을 평가 하는 다른 물리적 방법들이 있다.

‘열 이미징’이나 ‘IR 이미징’은 전경과 배경이나 두 영역 사이의 온도차를 식별할 때 사용한다. 마이크로볼로미터는 밀리미터파에서 자외선, 적외선, X선까지 매우 광범위한 스펙트럼을 감지할 수있는 열 센서이다. 이 기구 는 열화상에서 주로 중파장 및 장파장을 감지하기 위해 사용된다.

양자 우물 적외선 광 검출기(QWIP)는 얇은 반도체 층을 번갈아 적층해 입자가 취할 수 있는 양자 역학적 상태를 제한한다. 적외선이 검출기에 입사하면 자세한 고해상도 이미지를 생성 하게 된다. 이 기술은 대기 및 우주 연구 같은 다양한 분야에 사용된다.

또 다른 응용 분야는 열 화상 카메라에 결합된 적외선 능동 조명이다. 헤드라이트와 유사하게 광원 역할을 하며 적외선 조명을 비추면 야간 투시경으로 볼 수 있다. 이 장치는 어두운 방을 관찰할 때 적합하다.

▲ (사진 왼쪽부터) FAULHABER DC모터 ‘1516…SR’과 스테퍼 모터 ‘AM1020’

기술 결합을 통한 이미지 최적화
 

최선의 결과를 얻기 위해 서로 다른 기술들을 결합하는 경우는 많이 있다. 잔광 증폭, 열화상 기술, 능동 조명을 결합 하면 더 많은 이미지 정보를 얻을 수 있어 해상도가 높아 지고 초점 심도가 개선된다. 또한 한 가지의 기술에 부정 적인 영향을 줄 수 있는 소스는 다른 기술들에 의해 보상 된다. 이미지를 생성할 때 광파를 포착하고, 묶고, 지시해야 한다. 이것은 가시광선에서의 보통의 사진과 비슷한 과정이다. 따라서 초점 및 확대를 위한 렌즈, 빛의 양을 조절 하기 위한 조리개, 필터 및 노출을 조절하기 위한 셔터 같은 광학 요소가 여기에도 사용된다.

야간 투시경과 일반 카메라에서 포커스와 확대/축소를 위해 귀금속 정류자가 들어있는 ‘1516…SR’과 ‘152…SR’ 모터가 종종 사용된다. 또한 직경이 10, 13mm인 DC모터도 많이 사용된다. 이 제품들은 효율이 높으며 작은 크기로 작은 렌즈에 적합하다. 리드 스크류와 같이 사용되는 ‘AM1020’ 스테퍼 모터는 필터와 조리개의 위치 지정에 특화되어 있다. FAULHABER 드라이브의 다양한 조합 덕에 대부분의 광학 분야에 최적의 솔루션을 제공할 수 있다.

자료제공: 스위스아미에트(www.swissamiet.com)