KR0185325B1 - 광 경로차 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 경로차 측정장치를 개시한다.

본 발명은, 레어저 다이오드와; 레이저 다이오드로 부터의 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈와; 콜리메이터 렌즈를 통과하여 주사되는 빔의 경로상에 위치되어 반반사 반투과시키는 제1광속 분리기와; 제1광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되는 제1광 검출기와; 제1광속 분리기로부터 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 일부의 빔은 투과하고 일부의 빔은 수직으로 반사시키는 제2광속 분리기와; 제2광속 분리기로부터 수직으로 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 제2광속 분리기로부터 반사되어 집속된 빔의 광축을 조정하도록 시준마크가 표시된 참조표와; 제2광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되어 이를 수직으로 전반사시키는 미러와; 미러에 의해 반사된 빔의 경로상에 위치되는 제2광 검출기와; 제1,2광 검출기와 연결되어 이들에 집속된 빔을 상호 비교하여 빔의 위치 및 크기를 측정하는 측정 콘트롤러와; 빔의 위치 및 크기를 디스플레이 시키기 위한 모니터;를 포함하여 된 것으로서, 하나의 시스템을 통해 레이저 다이오드로부터 주사되는 빔의 평행도와 광축방향을 동시에 측정하여 조정할 수 있게된다. 따라서 평행도 조정과 광축 조정이 매우 용이하며, 상호 흔들림이 없게 되어 광 주사장치의 정밀도를 한층 높일 수 있고 구성을 단순화 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광 경로차 측정장치

본 발명은 광 주사장치에 있어서, 평행광과 광축조정을 동시에 측정, 조정할 수 있도록 하기 위하여 광원부의 광원인 레이저 다이오드와 콜리메이터 렌즈(collimater lens)를 조정하고 이로써 광축 정열과 평행광 형성에 대한 광 경로차를 동시에 측정, 조정할 수 있도록 한 광 경로차 측정장치에 관한 것이다.

종래에는 제1도에 나타내 보인 바와 같이 레이저 다이오드(M)에서 발산된 레이저빔을 콜리메이터렌즈(102)에 의해 평행광으로 만들 때 이의 시준(collimation)정도는 마이크로 포지션(103, 104)에 의한 나이프 엣지(knife edge;105)를 먼저 활짝 열고 이어서 나이프 엣지(106)로 CCD(107)를 통해 가려지는 순간까지 조정하여 다시 나이프 에지(106)로 가려지는 순간까지 조정한 다음, 각 나이프 에지들의 눈금자로 빔의 평행도를 계산, 조정하게 되며, 또 제2도에서와 같이 간섭계를 구성하여 기준되는 레이저에 의한 평행광과 레이저 다이오드(101)에 의한 평행광의 광축을 편광기(recficle;108)를 통해 비교하여 광축을 조정하도록 되어 있다.

그러나 이와같은 종래의 것은 광 주사장치의 광원부 조정에 있어서, 평행광에 대한 조정과 광축조정을 서로 다른 측정, 조정장치로써 병행해야만 했으며, 이에따라 평행도 조정후 광축을 조정할 때는 평행도 조정이 틀리게 되는 폐단이 있었고, 역으로 시행하더라도 광축조정이 흔들리게 되므로 평행도 및 광축 조정이 매우 난해하게 되었으며, 따라서 광학부품들의 광학 정열이 매우 어렵고 이를 위한 조정시간 및 노력이 많이 소요되는 점등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 평행광과 광축을 동시에 측정, 조정할 수 있도록 하고 이로써 광학부품들의 정열을 용이하면서 정확하게 할 수 있는 광 경로차 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 평행광 조정장치의 예시도.

제2도는 종래의 광축 조정장치의 예시도.

제3도는 본 발명의 실시예의 광로도.

제4도는 본 발명 실시예의 정열 모듈을 나타내는 예시도.

제5도는 본 발명 실시예의 빔 크기의 편차 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이저 다이오드 2 : 콜리메이터 렌즈

3, 4 : 광속 분리기 5 : 미러

6, 7 : 광 검출기 8 : 측정 콘트롤러

9 : 모니터 10 : 정열용 모듈

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 경로차 측정장치는, 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드의 전면에 위치되며, 레이저 다이오드로 부터의 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈와; 상기 콜리메이터 렌즈를 통과하여 주사되는 빔의 경로상에 위치되어 반반사 반투과시키는 제1광속 분리기와; 상기 제1광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되는 제1광 검출기와; 상기 제1광속 분리기로부터 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 일부의 빔은 투과하고 일부의 빔은 수직으로 반사시키는 제2광속 분리기와; 상기 제2광속 분리기로부터 수직으로 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 상기 레이저 다이오드로부터 주사되고 제2광속 분리기로부터 반사되어 집속된 빔의 광축을 조정하도록 시준마크가 표시된 참조표와; 상기 제2광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되어 이를 수직으로 전반사시키는 미러와; 상기 미러에 의해 반사된 빔의 경로상에 위치되는 제2광 검출기와; 상기 제1,2광 검출기와 연결되어 이들에 집속된 빔을 상호 비교하여 빔의 위치 및 크기를 측정하는 측정 콘트롤러와; 상기 측정 콘트롤러와 연결되어 측정된 빔의 위치 및 크기를 디스플레이 시키기 위한 모니터를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 광 경로차 측정장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도 내지 제5도를 참조하면, 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드(laser diode;1)를 구비한다.

이 레이저 다이오드(1)의 전면에는 레이저 다이오드(1)로부터 주시된 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(collimator lens;2)가 설치되며, 이 콜리메이터 렌즈(2)를 통과한 빔의 경로상에는 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과하는 특성을 갖는 제1광속 분리기(beam splitter;3)가 설치된다.

그리고 이 제1광속 분리기(3)를 중심으로 하여, 투과하는 빔 경로상에는 제1광 검출기(detector;6)가 반사되어 주사되는 빔 경로상에는 제2광속 분리기(4)가 각각 위치된다.

이때 제1광 검출기(6)는 콜리메이터 렌즈(2)에 의해 정형된 평행광이 집속되어 원형으로 집속되는 부분이다.

한편, 제2광속 분리기(4)는 제1광속 분리기(3)와 동일한 특성을 갖는 것으로서, 제2광속 분리기(4)로부터 반사되는 빔의 경로상에는 참조표(reference mark)가 위치되며, 투과되는 빔의 경로상에는 이를 수직으로 반사시키는 미러(mirror;5)가 위치된다.

전술한 참조표는, 참조표는 IR 디스플레이 카드에 편광기를 부착하여 만들고 빔경의 위치를 읽을 수 있도록 시준마크 표시된 부분으로써, 제3도 및 제4도에 나타내 보인 바와 같이, He-Ne 레이저와 정열용 모듈(10)을 통해 초기에 광축 보정을 위한 기준치로 사용되어진다.

즉, 제2광속 분리기(4)로부터 반사된 빔이 집속될 시 그 위치와 시준마크를 비교분석함으로써 레이저 다이오드(1)의 광축을 조정하게 되는 것이다.

미러(5)는 제2광속 분리기(4)로부터 투과되어 주사된 빔을 수직으로 전반사시키는 것으로서, 이 미러(5)로부터 반사된 빔의 경로상에는 전술한 제1광출기(6)와 동일한 특성을 갖고 있는 제2광 검출기(7)가 위치된다.

한편, 전술한 제1,2광 검출기(6,7)에는 이들의 표면에 접속되어 검출된 빔의 위치 및 크기를 측정하는 측정 콘트롤러(8)가 연결되며, 이 측정 콘트롤러(8)에는 측정된 빔의 이치 및 크기를 디스플레이(display)화 시키는 모니터(9)가 연결된다.

이와같이 구성된 본 발명을 통해 광축 및 평행도를 조정하는 것을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제3도 및 제4도에 나타내 보인 바와 같이, 정열용 모듈(10)을 레이저 다이오드(1)에 먼저 조립한 후, He-Ne 레이저를 사용하여 레이저 다이오드의 광도축을 참조표(reference mark)로 시준하여 둔다.

이와같은 상태에서 레이저 다이오드(1)로부터 주사되고, 제2광속 분리기(4)로부터 반사된 빔이 참조표에 표시된 것을 검출하여, 시준마크와 비교분석한다.

이때 시준마크와 제2 광속 분리기(4)로부터 반사되어 집속된 빔의 위치가 틀릴 경우, 레이저 다이오드(1)를 가변시킴으로서 정확한 빔의 위치를 즉, 광축을 조정할 수 있게 된다.

이와같이 광축을 조정한 상태에서 평행도를 조정함에 있어서는, 제1,2 광 검출기(6,7)를 통해 검출된 빔의 크기 및 위치를 비교 분석함으로써 가능한 바, 이를 좀 더 상세히 설명하면, 콜리메이터 렌즈(2)를 통과한 빔이 제1,2 광속 분리기(3,4)를 통과하고 동시에 제1,2 광 검출기(6,7)상에 검출된 것을 측정 콘트롤러(8)와 모니터(9)를 통해 비교분석하게 될 때, 그 평행도가 맞지 않을 경우에는 원형으로 집속된 빔의 크기가 다르게 검출되게 된다.

따라서 콜리메이터 렌즈(2)의 레이저 다이오드(1)로부터 주사되는 빔의 경로를 따라 전, 후 방향으로 이동시켜 평행도를 조정함으로써 그 평행도를 정확하게 조정할 수 있게 되는 것이다.

이때 전술한 제1,2 광 검출기(6,7)의 상대적인 위치(L)를 서로 멀리할수록 매우 정밀한 평행도 조정이 가능한 것은 주지할 수 있는 사실일 것이다.

한편, 전술한 레이저 다이오드(1)에 비점 격차가 있을 때는 이로부터의 발산각이 넓은 쪽을 기준으로 하여 평행도를 맞고, 발산각이 작은 쪽은 수렴토록 함이 바람직할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 경로차 측정장치에 의하면, 하나의 시스템을 통해 레이저 다이오드로부터 주사되는 빔의 평행도와 광축방향을 동시에 측정하여 조정할 수 있게된다.

따라서 평행도 조정과 광축 조정이 매우 용이하며, 상호 흔들림이 없게 되어 광 주사장치의 정밀도를 한층 높일 수 있고 구성을 단순화 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드의 전면에 위치되며, 레이저 다이오드로 부터의 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈와; 상기 콜리메이터 렌즈를 통과하여 주사되는 빔의 경로상에 위치되어 반반사 반투과시키는 제1광속 분리기와; 상기 제1광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되는 제1광 검출기와; 상기 제1광속 분리기로부터 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 일부의 빔은 투과하고 일부의 빔은 수직으로 반사시키는 제2광속 분리기와; 상기 제2광속 분리기로부터 수직으로 반사된 빔의 경로상에 위치되며, 상기 레이저 다이오드로부터 주사되고 제2광속 분리기로부터 반사되어 집속된 빔의 광축을 조정하도록 시준마크가 표시된 참조표와; 상기 제2광속 분리기를 통과한 빔의 경로상에 위치되어 이를 수직으로 전반사시키는 미러와; 상기 미러에 의해 반사된 빔의 경로상에 위치되는 제2광 검출기와; 상기 제1,2 광 검출기와 연결되어 이들에 집속된 빔을 상호 비교하여 빔의 위치 및 크기를 측정하는 측정 콘트롤러와; 상기 측정 콘트롤러와 연결되어 측정된 빔의 위치 및 크기를 디스플레이 시키기 위한 모니터;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광 경로차 측정장치.