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| 공구로서의 레이저 거리 측정기 | 군사용 목적의 레이저 거리 측정기 |
1. 개요
Laser rangefinder레이저 광선의 반사를 활용하여 두 지점이나 물체 사이의 거리를 측정하는 방식의 거리 측정기다.
2. 상세
광원에서 나간 레이저 광선이 표적 물체에 반사되어 다시 돌아오는 동안 걸리는 시간을 계산하여 광원과 표적 물체 사이의 거리를 계산한다.초기에는 레이저로 루비 레이저를 사용하였으나, 적의 눈에 쉽게 인지되는 단점과 사람의 눈에 손상을 줄 수 있다는 문제가 있기 때문에 최근에는 눈에 영향을 주지 않는 1.6μm 대역의 라만 레이저, OPD 레이저 등을 고반복률로 만들어 사용하는 추세에 있다.
레이저 거리 측정 기술은 레이저가 개발된 냉전기 1950년대 말~1960년대 초부터 연구되기 시작했다. 미군은 군사용 레이저 측정 기술 연구를 시작하여 1961년에 군용 레이저 거리 측정기가 성능 시험을 통과하자 도입하기 시작했다. 최초로 개발된 상업용 레이저 거리 측정기는 Barr and Stroud와 휴즈 항공이 협업하여 개발한 LF1으로 1965년에 등장했다. LF1의 후속 모델 LF2는 이후 치프틴 전차에 적용되어 군사용으로 사용되었다.
3. 계산
c는 광속을 의미하며 t는 레이저 광선이 A와 B를 왕복하는데 걸리는 시간이다.
φ 는 진행하는 빛에 의한 위상 지연이고 ω 는 광파의 각진동수(각주파수)이다.
이때 방정식의 값에 대입을 하면
이 방정식에서 λ()는 파장이다 .Δφ 는 π 를 충족하지 않는 위상 지연 부분이다. (즉, φ mod π ). N 은 왕복의 파동 반주기의 정수 숫자이고, Δ N 은 나머지 소수 부분이다.
4. 활용
4.1. 민간용
골프나 양궁같은 스포츠, 산림조사, 3D 모델링, 산업현장에서의 측량 등의 분야에서 활용한다.4.2. 군사용
레이저 거리 측정 기술이 처음 사용된 분야로, 영거리를 넘어선 거리에 있는 목표물의 정화한 위치를 파악하고 조준할때 거리를 측정하기 위한 용도로 사용한다.군사용 레이저 거리 측정기는 1961년부터 미군이 도입하기 시작했다. 전차에 사용된 최초 사례는 영국 육군의 치프틴 전차 개량형 모델로, 1969년에 Barr and Stroud LF1의 후속모델로 나온 LF2가 탑재되었고, 치프틴은 채택된 차량 중에서는 서방 전차 최초로 레이저 거리 측정기를 탑재한 사례라고 알려졌다[1]. 치프틴에 사용된 것과 같은 초기 레이저 거리 측정기는 루비 레이저를 사용했다. 동구권 전차에서는 소련의 T-64B와 T-72A부터 적용되었다.
처음 개발되었을때는 기존의 광학식 거리 측정기에 비하면 구조가 간편하긴 했어도 여전히 사람이 들고 쓰기에는 부피가 컸기 때문에 전차나 장갑차같은 차량이나 군함에 탑재하는게 아니라면 쓰기 어려운 부분도 있었고, 이어서 나온 보병용 레이저 거리 측정기는 본체를 삼각대로 고정시킨 다음 사진기처럼 쓰는 형태였다. 전차에 적용되는건 차량 종류마다 다를 수 있는데, 포탑 상단에 고정되거나 주포와 포방패 위에 공축형으로 장착되는 외장형도 있고, 포수 조준경에 내장되는 것도 있다. 신형 전차들은 대부분 포수 조준경에 같이 통합되어 나온다.
현대에 와서는 기술의 발달로 소형화가 가능해지면서 보병용 소총의 조준경 스코프와 망원경이나 쌍안경 관측장비에도 휴대용으로 제작된 레이저 거리 측정기가 추가되며, 동시에 야간투시경과 사격통제장치 기능을 지원하기도 한다. GPS와 결합하여 레이저로 좌표찍고 포병포격을 유도하는 등의 용도로 사용한다.
레이저 거리 측정이 군사용으로 도입된 이후, 레이저 거리 측정을 빠르게 감지하고 적의 공격을 방어하기 위한 레이저 수신 경보기(LWR, Laser Warning Receiver 또는 LWS)도 개발되었다. 최근의 LWR은 전차에도 장착되며, 전차의 포탑 구동장치와 연동하여 거리 측정 레이저를 감지하면 바로 포탑을 자동으로 돌려서 레이저의 광원이 있는 방향으로 두꺼운 포탑 전면 장갑을 들이대는 기능을 갖추고 있다. 이 외에도 레이저 거리 측정기와 레이저 유도 무기들을 방해하기 위해 레이저 파장을 효과적으로 흡수하는 도료도 개발되었다.