KR100383330B1 - 파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경 - Google Patents

파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경 Download PDF

Info

Publication number
KR100383330B1
KR100383330B1 KR10-2000-0082642A KR20000082642A KR100383330B1 KR 100383330 B1 KR100383330 B1 KR 100383330B1 KR 20000082642 A KR20000082642 A KR 20000082642A KR 100383330 B1 KR100383330 B1 KR 100383330B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
wavefront sensor
sensor according
wavefront
sensor
Prior art date
Application number
KR10-2000-0082642A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010062745A (ko
Inventor
야나기에이이치
후지노마코토
Original Assignee
가부시키가이샤 탑콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 탑콘 filed Critical 가부시키가이샤 탑콘
Publication of KR20010062745A publication Critical patent/KR20010062745A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100383330B1 publication Critical patent/KR100383330B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

본 발명에 관한 파면센서는 동일한 평면내에 설치된 복수의 렌즈와, 각 렌즈를 투과하여 집광된 광속을 광점으로 수광하는 구역센서가 구비되어 있으며, 각 렌즈는 서로 초점거리가 다른 복수의 동심상의 영역으로 이루어져 있고, 최소의 초점거리를 갖는 영역을 통과한 후에 평면파가 결상되는 위치와, 최대의 초점거리를 갖는 영역을 통과한 후에 평면파가 결상되는 위치와의 대략 중간에 구역센서가 배치되어 있다. 파면센서의 이러한 구성으로 인하여, 파면형상에 상관없이 광점의 현저한 흐려짐없이 높은 정밀도로 측정하는 것이 가능하다.

Description

파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경{WAVEFRONT SENSOR, AND LENS METER AND ACTIVE OPTICAL REFLECTING TELESCOPE USING THE SAME}
본 발명은 광속의 파면형상을 측정하는 파면센서, 그 파면센서를 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경에 관한 것이다.
종래부터, 광속의 파면형상을 측정하는 파면센서로 하트만 파면센서가 공지되어 있다. 상기 하트만 파면센서에는 복수의 미소개구부가 일정한 간격을 두고 규칙적으로 형성된 하트만 플레이트라고 불리는 판상체와, 그 하트만 플레이트와 평행으로 배치된 구역센서가 설치되어 있다. 구역센서의 반대측에서부터 하트만 플레이트위로 광속이 입사된다. 상기 입사광속은 각 개구부를 통과함으로써 미세 광선이 되고, 개구부의 수에 따라서 구역센서상에 복수의 광점을 형성한다.
그 입사광속이 평면파인 경우에는 하트만 플레이트에서 개구부 사이의 간격과, 구역센서상의 광점 사이의 간격이 같아진다. 또한, 그 개구부의 간격과 광점의 간격이 동일하지 않은 경우에도, 하트만 플레이트에서 구역센서까지의 거리 및 하트만 플레이트 상에서의 개구부의 위치가 이미 알려져 있기 때문에, 구역센서상의 광점의 위치에서 투과광속의 광선방향을 계산할 수 있다. 이 광선방향은 입사광속의 파면의 법선방향과 같기 때문에, 복수의 광선방향에서 입사광속의 파면형상을 측정할 수 있다.
한편, S/N 비를 향상시키기 위해서, 하트만의 각 개구부에는 일반적으로 같은 사양(specification)의 단일 초점 렌즈가 부착되어 있고, 그 각 렌즈의 초점위치에 구역센서가 배치되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 파면센서에서는 그것의 각 개구부에 부착된 렌즈가 단일 초점이고 또 그 단일초점 렌즈의 초점위치에 구역센서가 배치되어 있기 때 문에, 입사광속이 평면파인 경우에는 S/N비를 충분하게 향상시킬 수는 있지만, 평면파가 아닌 경우에는 구역센서상에서 광점이 흐려지고 S/N비가 현저하게 저하하는 문제가 있다.
즉, 도12(a)에 표시한 대로, 하트만 플레이트(1)에 부착된 렌즈(2)에 입사되는 광속(P)이 평면파인 경우에는, 렌즈(2)의 투과광속은 구역센서(3)상의 한점에 집광되어 광점(Q1)을 형성하고, 이 광점(Q1)은 도13에 실선으로 표시된 광량분포를 갖는다. 그러나, 도12(b) 및 12(c)에 표시한 대로, 그 입사광속(P)이 발산광 또는 수속광인 경우에는, 렌즈(2)의 투과광속은 구역센서(3)상에는 집광되지 않고, 구역센서(3)상에 비교적 큰 면적의 광점(Q2) 또는 (Q3)를 형성한다, 이 광점(Q2), 및 (Q3)은 도13에 파선으로 표시된 광량분포를 갖고, 광점(Q1)과 같이 명확한 광량차를 갖지 않기때문에 현저하게 흐려진다. 따라서, 렌즈상의 분진이나 흠이 있음으로 해서 구역센서(3)의 수광량이 감소하면, 광점(Q2), 및 (Q3)는 쉽게 영향을 받는데, 최악의 경우에는 이러한 점들을 광점으로 인식하지 못한다.
또한, 이러한 흐려진 광점의 외주는 불명확할 뿐만 아니라, 광점의 중심에서 바깥방향으로 확장되고 있기때문에, 구역센서(3)상에서 인접한 광점끼리 서로접촉하거나 중첩된다. 이러한 것을 방지하기 위해서, 하트만 플레이트(1)와구역센서(3)상의 이간거리를 단축시키거나, 하트만 플레이트(1)의 개구부 간격을 확장시킬 필요가 있다. 그러나, 전자의 경우에는 평면파 이외의 입사광속에 대한 광점의 이동이 작아져서 이동감도가 저하되고, 후자의 경우에는 광점의 밀도가 작아져서 측정점이 감소한다. 따라서, 두 경우 모두 파면형상의 측정 정밀도가 감소된다.
특히, 렌즈의 투과광속과 같이, 파면이 평면에서 크게 변위하고 있는 것을 측정하는 경우에는, 상기한 문제들은 무시될 수 없고, 측정 정밀도를 향상시키기 위해서 광점의 현저한 흐려짐을 방지하는 것이 반드시 필요하다.
이러한 측면에서, 본 발명의 과제는 입사광속의 파면형상에 관계없이, 광점의 큰 흐려짐을 방지하고, 고정밀도로 측정할 수 있는 파면센서, 그 파면센서를 이용한 렌즈 및 반사식 망원경을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 파면센서의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도2는 파면센서에 부착된 렌즈를 나타내는 설명도이다.
도3은 렌즈를 구성하는 회절광학소자의 단면 프로파일을 나타내는 확대 설명도이다.
도4는 본 발명의 파면센서를 렌즈미터에 적용하는 경우의 구조를 나타내는 설명도이다.
도5는 본 발명의 파면센서를 이용한 렌즈미터의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도6은 파면센서에서 결상상태를 나타내는 것으로서, (a)는 수속광속이 파면센서에 입사된 경우이고, (b)는 평행광속이 파면센서에 입사된 경우이며, (c)는 발산광속이 파면센서에 입사된 경우를 나타내는 설명도이다.
도7은 도6의 구역센서 근방에서 결상된 상태를 확대하여 나타낸 것으로서, (a)는 도6(a)에 대응하는 부분의 확대도이고, (b)는 도6(b)에 대응하는 부분의 확대도이며, (c)는 도6(c)에 대응하는 부분의 확대도이다.
도8은 도6에 표시된 파면센서의 구역센서상에서의 광량분포를 나타내는 그래프이다.
도9는 렌즈의 초점거리가 연속적으로 변화하는 방식을 나타내는 그래프이다.
도10은 복수의 렌즈가 동일한 평면내에 일체적으로 형성된 렌즈 어레이를 나타내는 설명도이다.
도11은 본 발명의 파면센서를 이용한 능동광학식 반사망원경의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도12는 종래의 파면센서에서 결상되는 상태를 나타내는 것으로서, (a)는 평행광속이 입사된 경우이고, (b)는 수속광속이 입사된 경우이며, (c)는 발산광속이 입사된 경우를 나타내는 설명도이다.
도13은 도12에 표시된 파면센서의 구역센서상에서의 광량분포를 나타내는 구래프이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
(4). (9), (22): 파면센서
(5): 개구부
(6): 하트만 플레이트
(7): 구역센서
(8): 렌즈
(8a), (8b), (8c): 영역
(10): 렌즈미터
(15): 능동광학식 반사망원경
상기한 과제를 해결하기 위해서, 제1항의 발명은 동일한 평면내에 설치된 복수의 렌즈와, 각 렌즈를 투과하여 집광된 광속을 광점으로 수광하는 구역센서를 구비한다. 또한, 그 구역센서상의 광점의 위치에 따라서 상기 렌즈의 입사광속의 파면형상을 측정하는 파면센서에 있어서, 그 각 렌즈는 서로 초점거리가 다른 복수의 동심상의 영역으로 이루어지며, 상기 구역센서는 최소 초점거리를 갖는 영역을 통과한 후에 평면파가 결상하는 위치와, 최대의 초점거리를 갖는 영역을 통과한 후에 평면파가 결상하는 위치와의 거의 중간에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제2항의 발명은 제1항에 기재된 파면센서에서 복수의 동심상인 영역의 각 초점거리가 그 렌즈의 중심부에서 주변부를 향하여 연속적으로 또는 단계적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 한다.
제3항의 발명은 제2항에 기재된 파면센서에서 상기 각 렌즈의 중심부가 최대 초점거리를 갖고, 그 각 렌즈의 주변부가 최소의 초점거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
제4항의 발명은 제1항~3항 중 어느 한 항에 기재된 파면센서에서 상기 렌즈가 회절광학소자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제5항의 발명은 제1항~4항 중 어느 한 항에 기재된 파면센서를 이용한 렌즈미터를 제공하는 것을 특징으로 한다.
제6항의 발명은 제1항~4항중 어느 한 항에 기재된 파면센서를 이용한 능동광학식 반사망원경인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 하트만 파면센서의 개략적인 구성을 나타내고 있다. 이 파면센서(4)에는 복수의 개구부(5)가 일정한 간격으로 규칙적으로 형성된 하트만 플레이트(6)와, 하트만 플레이트(6)와 평행으로 배치된 구역센서(7)가 설치되어 있다. 하트만 플레이트(6)에는 구역센서(7)의 반대측에서 광속(P)이 입사되고, 이 입사광속(P)은 각 개구부(5)를 투과하면서 미세광선으로 되어, 개구부(5)의 수에 따라서 구역센서(7)상에 복수의 광점을 형성한다.
하트만 플레이트(6)의 각 개구부(5)에는 위치가 다른 초점거리를 갖는렌즈(8)가 부착되어 있다. 이 예시된 실시예에서, 도2에 표시한 대로 렌즈(8)는 서로 초점거리가 다른 3개의 동심원상의 영역(8a), (8b), (8c)로 이루어지고, 렌즈(8)의 중심부(영역 8a)에서 주변부(영역8c)를 향하여 단계적으로 또는 점차적으로 초점거리가 짧아지고 있다. 또한, 제작상의 측면에서 이 렌즈(8)는 도3에 표시한 회절광학소자로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
최소의 초점거리(f3)를 갖는 영역(8c)을 통과할 경우에 평면파가 결상되는 위치와, 최대의 초점거리(f1)를 갖는 영역(8a)을 통과할 경우에 평면파가 결상되는 위치와의 중간층에 구역센서(7)가 배치되어 있다. 말하자면, 하트만 플레이트(6)에서 구역센서(7)까지의 거리를 L이라고 하면,
f3＜ L ＜ f1의 관계가 성립된다.
[렌즈미터에 대한 파면센서의 적용]
도4는, 도1의 파면센서(4)를 렌즈미터에 적용하는 경우의 구성을 나타내는 것으로서, 이 파면센서(9)에서 파면센서(4)에 대응하는 요소에는 동일한 부호를 사용하였으므로 설명을 생략한다. 도5는 파면센서(9)를 이용한 렌즈미터 (10)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
파면센서(9)에서, 하트만 플레이트(6) 및 구역센서(7)의 중심은 렌즈미터(10)의 광축과 결합한다. 하트만 플레이트(6)에는 그 중심(광축) 근방의 원주상에 4개의 개구부(5)가 등간격으로 (90°피치로)형성되어 있다. 도시된 대로, 측정정밀도를 고려할 경우에는 개구부(5)의 수가 4개 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 측정하는 렌즈특성이 구면도수, 원주도수, 원주축각도, 또는 편심량이면 3개여도 충분하다.
렌즈미터(10)는 광원(11)과, 핀홀(12), 시준렌즈(13), 렌즈홀더(14), 파면센서(9)로 이루어진다. 상기 핀홀(12)은 시준렌즈(13)의 앞쪽 초점위치에 배치되어 있고, 렌즈홀더(14)위에 검사할 렌즈(TL)(이하, 이것을 피검렌즈라고 함)가 배치되어 있다. 또한, 도5의 WF는 광속(P)의 파면을 나타낸다.
광원(11)의 출사광은 핀홀(12)을 통과하여 점광원으로 되고, 이 점광원에서의 광속은 시준렌즈(13)를 투과하면 평면파(평행광속)가 형성된다. 렌즈홀더(14)에 피검렌즈(TL)가 설치되어 있지 않은 경우에는, 평면파가 그대로 렌즈(8)에 입사되어 구역센서(7)에 수광된다. 이 때, 구역센서(7)상에서 형성되는 광점의 간격은 하트만 플레이트(6)에서 개구부(5)의 간격과 같아진다.
렌즈홀더(14)에 피검렌즈(TL)가 설치되면, 피검렌즈(TL)에 입사된 평면파는 피검렌즈(TL)의 성질에 따라서 구면파로 변환되어, 하트만 플레이트(6)의 각 개구부(5)를 투과한다. 피검렌즈(TL)가 플러스렌즈 또는 (+)도수를 갖는 렌즈인 경우에는, 구역센서(7)상에 형성되는 광점간격은 하트만 플레이트(6)에서의 개구부 간격보다도 작아지고, 반대로 피검렌즈(TL)가 마이너스 렌즈 또는 (-)도수의 렌즈인 경우에는 구역센서(7)상의 광점간격은 하트만 플레이트(6)에서의 개구부 간격보다도 커지게 된다. 따라서, 구역센서(7)상의 광점간격을 구함으로써 광로중에 삽입된 피검렌즈(TL)의 광학특성을 계산할 수 있다. 예를 들면, 피검렌즈(TL)의 이면정점에서 하트만 플레이트(6)까지의 거리를 ΔL, 하트만 플레이트(6)의 개구부(5) 간격을d, 피검렌즈(TL)가 설치되지 않은 경우에 형성된 광점과 비교한 구역센서(7)상의 광점변위량을 Δd라고 하면, 설치된 피검렌즈(TL)의 백 포커스(Bf)는 다음 식으로 계산된다.
Bf = ΔLㆍLㆍd/Δd
이하, 보다 구체적인 실시예를 비교예와 비교하여 설명한다.
[비교예]
비교예에서는, 도12(a)~12(c)에 도시한 종래의 파면센서를 렌즈미터(10)로 파면센서(9) 대신에 사용한다. 이러한 종래의 파면센서를 구성하는 하트만 플레이트(1) 및 구역센서(3)는 파면센서(9)의 하트만 플레이트(6) 및 구역센서(7)와 각각 동일하지만, 하트만 플레이트(1)에서 사용된 렌즈(2)는 단일 초점렌즈이기때문에 렌즈(8)와 다르다.
피검렌즈(TL)의 굴절력이 0D 근방인 경우에는 평면파에 가까운 파면이 하트만 플레이트(1)에 입사되기 때문에, 구역센서(3)상에 점광원을 형성하는 핀홀(12)의 상이 결상되어 광점(Q1)이 확실하게 나타난다(도12(a)). 이 경우, 광점(Q1)의 피크광량(Q1)이 높고(도13의 실선 참조), S/N비가 우수하기 때문에, 광점(Q1)의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다. 또한, 피검렌즈(TL) 표면상의 약간의 흠이나 오염이 있더라도, 이것은 측정결과에 영향을 주기 않는다.
한편, 피검렌즈(TL)의 굴절력이 큰 경우에는 하트만 플레이트(1)에 입사하는 광속(P)의 파면이 곡률이 작은 구면파가 되고, 피검렌즈(TL)가 플러스렌즈 또는(+)도수의 렌즈인 경우에는 구역센서(3)의 상당히 앞부분에서 결상되며(도12(b)), 피검렌즈(TL)가 마이너스렌즈 또는 (-)도수의 렌즈인 경우에는 구역센서(3)의 상당히 뒷부분에서 결상되기(도12(c) )때문에, 구역센서(3)상에 형성된 광점(Q2), 및 (Q3)은 매우 흐려지기 쉽다. 이로 인해서, 이렇게 흐려진 광점(Q2) 및, (Q3)의 피크광량은 낮고(도13의 파선참조), S/N비가 저하하기 때문에, 광점(Q2), 및 (Q3)의 위치검출 정밀도는 대단히 악화된다. 또한, 피검렌즈(TL)의 표면에 흠이나 오염등이 있으면, 측정결과에 오차가 발생하기 쉽다.
그리고, 하트만 플레이트(1)의 개구부를 좁게하면 초점심도가 깊어져서 광점을 덜 흐리게 할 수 있지만, 이 경우는 구역센서(3)상에서의 광량이 저하하기 때문에 측정이 어려워진다. 또한, 피검렌즈(TL)의 도수에 따라서 구역센서(3)을 이동시켜서, 항상 구역센서(3)상에 위치하도록 하는 방법이 있지만, 구역센서의 이동기구의 추가, 광학계가 복잡화해짐으로써 렌즈미터의 대형화, 비용의 초과를 유발하며, 측정시간의 연장을 초래한다.
[실시예]
실시예에서는, 도수가 +10D, 0D, -10D인 각 피검렌즈(TL)가 렌즈미터(10)에 설치된 경우에, 구역센서(7)상에 결상되도록 파면센서(9)의 동심상 영역(8a), (8b), (8c)의 각 초점거리 (f1), (f2), (f3)를 설정한다. 예를 들면, ΔL=5[mm], L=15[mm]으로 할 경우에는, 초점거리 (f1), (f2), (f3)는 각각 +17.8, + 15,+13.1[mm]로 하면 좋다.
+10D의 피검렌즈(TL)에 의해 발생되는 구면파가 이 렌즈(8)에 입사되면, 도6(a), 도7(a)에 표시한 대로 영역(8a)을 투과한 광속(P1)이 구역센서(7)상에 결상된다. 이 때, 영역(8b)을 투과한 광속(P2)은 구역센서(7)의 앞부분에서 결상되고, 영역(8c)를 투과한 광속(P3)은 그보다 더 앞부분에서 결상된다.
또한, 0D의 피검렌즈(TL)에 의해 발생된 평면파가 렌즈(8)에 입사되면, 도6(b), 도7(b)에 표시한 대로 영역(8b)을 투과한 광속(P2)이 구역센서(7)상에 결상된다. 이 때, 영역(8a)을 투과한 광속(P2)은 구역센서(7)의 뒷부분에 결상되고(실제로는 구역센서(7)가 빛을 차단시키기 때문에 결상되지 않는다), 영역(8c)을 투과한 광속(P3)은 구역센서(7)의 앞부분에 결상된다.
-10D의 피검렌즈(TL)에 의해 발생된 구면파가 렌즈(8)에 입사되면, 도6(c), 도7(c)에 표시한 대로, 영역(8c)을 투과한 광속(P3)이 구역센서(7)상에 결상된다. 이 때, 영역(8b)를 투과한 광속(P2)은 구역센서(7)의 뒷부분에 결상되고, 영역(8a)을 투과한 광속(P1)은 구역센서(7) 보다 더 뒤에 결상된다.
또한, 도7(a)~(c)에서, R1, R2, R3는 각각 광속(P1), (P2), (P3)의 결상점을 표시하고 있다.
이 실시예에서는, 입사광속(P)의 파면형상에 상관없이, 그 광속(P)의 일부는렌즈(8)의 영역(8a), (8b), (8c)의 어느 하나를 통과함으로써 구역센서(7)상 또는 그 근방에 결상되기 때문에, 평면파의 (8a), (8b)영역과 같은 대응하지 않는 영역에 입사된 광속(P)의 잔부가 구역센서(7)상에 결상되지 않아도 도8에 표시한 대로 광량분포를 확보할 수 있다. 이 광량분포는 종래의 적당하게 합집된 0D 근방에서 얻어진 광량분포(도13의 실선)와 비교할 경우, 피크광량이 낮고 광점이 흐려지는 현상이 나타나지만, 이렇게 상이 흐려지는 현상은 구역센서(7)에 의한 광점의 검출정확도에 큰 영향을 주지 않는다. 반대로, 종래의 합집되지 않는 굴절력이 큰 피검렌즈(TL)에 의해 얻어진 광량분포(도13의 파선)와 비교할 경우, 본 발명의 광량분포는 피크광량이 높고 지름이 작은 광점을 나타낼 뿐만 아니라, 측정정밀도를 향상시킬 수 있다.
즉, 비교예에서 표시된 파면센서에서는 입사광속(P)의 파면형상에 의한 광점의 광량이나 지름에 큰 차가 발생하기 때문에, 일정한 측정정밀도를 유지하는 것이 어렵지만, 본 실시예의 파면센서(9)에서는 입사광속(P)의 파면형상에 상관없이 광점의 광량이나 지름을 일정하게 유지할 수 있어서, 항상 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 상기한 예에서는 렌즈(8)의 초점거리(f1), (f2), (f3)를 점차적으로 또는 단계적으로 변화시키더라도, 도9에 표시한 구면수차곡선과 같이 렌즈의 초점길이를 중심부에서 주변부를 향하여 연속적으로 변화시켜도 좋다. 예를 들면, +25D의 피검렌즈(TL)의 투과광속이 광축을 포함한 렌즈(8)의 중심부를 투과한 경우에는 구역센서(7)상에 결상되고, -25D의 피검렌즈(TL)의 투과광속이 렌즈(8)의 최외변부를 투과한 경우에는 구역센서(7)상에 결상된다고 가정한다면, 그 중심부의 초점거리를 26.3[mm], 최외변부의 초점거리를 11.3[mm](최외변부의 구면수차를 -15[mm])로 함), 중심부와 최외변부의 중간부의 초점거리를 26.3[mm]~11.3[mm] 사이에서 연속적으로 변화시키는 것이 좋다.
렌즈(8)의 중심부에서 주변부를 향하여 초점거리를 점차적으로 또는 연속적으로 작아지도록 한 것은 렌즈의 제작상의 편리함을 위한 것이며, 반드시 이것에 한정될 필요는 없고 주변부에서 중심부를 향하여 초점거리를 변화시키거나, 렌즈의 반경방향을 따라서 초점거리를 연속적으로 또는 점차적으로 변화시키지 않아도 상관없다.
또한, 이와 같은 비구면렌즈는 연마가공으로 제조하는 것이 어렵기때문에, 상기한 대로 렌즈를 회절광학소자로 제조하는 것이 바람직하고, 1매의 바이너리 렌즈 어레이로 일체적으로 형성할 수도 있다.
[반사망원경에 대한 파면센서의 적용]
도11은 본 발명에 관한 파면센서를 이용한 능동광학식 반사망원경의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 반사망원경(15)에서는 먼 위치에서의 입사광속(P)이 오목면 미러(16)에 의해 볼록면 미러(17)을 향하여 반사되고, 볼록면 미러(17)에 의한 반사광속이 오목면 미러(16)의 중앙부에 형성된 개구부(18)을 통과하고, 빔 스플리터(19)를 투과한 후에 관찰면(20)에 도달한다. 한편, 빔 스플리터(19)에 의해 반사된 일부의 광속은 시준렌즈(21)를 통과하여 평행광속으로 되고,렌즈(8)가 부착된 하트만 플레이트(6)와 구역센서(7)가 있는 파면센서(22)에 도달된다.
파면센서(16)의 이면에는 그 거울면을 변형시키기 위한 복수의 작동기(23)가 설치되어 있다. 이 작동기(23)를 구동시켜 오목면 미러(16)의 거울면을 변형시킴으로써 찌그러진 파면(WF)을 가지런한 구면파(WF')로 변형시킬 수 있다. 이 때, 입사파면(WF)의 왜곡량을 검출하고, 이것을 보정하기 위해서 거울면의 변형량을 구하여, 이 변형량에 따라서 작동기(23)의 구동량을 결정할 필요가 있지만, 파면센서(22)는 그 왜곡량의 검출에 사용되고, 파면센서(22)에 접속된 연산회로(24)에 의하여 작동기(23)의 구동량이 결정되어 작동기(23)가 구동된다,
본 발명은 상기한 구성을 보유하고 있기 때문에 각 렌즈중 어느 하나의 영역을 투과하는 광속이 구역센서 또는 그 근방에 결상되며, 파면형상에 상관없이 광점이 크게 흐려지는 것을 방지하고, 높은 정밀도로 측정할 수 있다.

Claims (30)

  1. 동일 평면내에 설치된 복수의 렌즈와, 각 렌즈를 투과하여 집광된 광속을 광점으로 하여 수광하는 구역센서를 구비하고, 그 구역센서상의 광점의 위치에 따라서 상기 렌즈의 입사광속의 파면형상을 측정하는 파면센서에 있어서,
    상기 각 렌즈는 서로 초점거리가 다른 복수의 동심상의 영역으로 이루어지고, 최소의 초점거리를 갖는 그 동심상의 영역을 통과한 후에 평면파가 결상되는 위치와, 최대의 초점거리를 갖는 또 다른 영역을 통과한 후에 평면파가 결상되는 위치와의 대략 중간에 상기 구역센서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 동심상 영역의 각 초점거리가 상기 각 렌즈의 중심부에서 주변부를 향하여 단계적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 동심상의 영역의 각 초점거리가 상기 각 렌즈의 중심부에서 주변부를 향하여 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각 렌즈의 중심부는 최대의 초점거리를 보유하고, 그 각 렌즈의 주변부는 최소의 초점거리를 보유하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 각 렌즈의 중심부는 최대의 초점거리를 보유하며, 그 각 렌즈의 주변부는 최소의 초점거리를 보유하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 각각 회절광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  7. 제2항에 있어서, 상기 렌즈는 각각 회절광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  8. 제3항에 있어서, 상기 렌즈는 각각 회절광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  9. 제4항에 있어서, 상기 렌즈는 각각 회절광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  10. 제5항에 있어서, 상기 렌즈는 각각 회절광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면센서.
  11. 제1항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  12. 제2항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  13. 제3항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  14. 제4항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  15. 제5항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  16. 제6항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  17. 제7항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  18. 제8항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  19. 제9항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  20. 제10항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 렌즈미터.
  21. 제1항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  22. 제2항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  23. 제3항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  24. 제4항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  25. 제5항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  26. 제6항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  27. 제7항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  28. 제8항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  29. 제9항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
  30. 제10항에 기재된 파면센서를 이용한 것을 특징으로 하는 능동광학식 반사망원경.
KR10-2000-0082642A 1999-12-28 2000-12-27 파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경 KR100383330B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37522399A JP4549468B2 (ja) 1999-12-28 1999-12-28 レンズメータ
JP99375223 1999-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010062745A KR20010062745A (ko) 2001-07-07
KR100383330B1 true KR100383330B1 (ko) 2003-05-12

Family

ID=18505177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0082642A KR100383330B1 (ko) 1999-12-28 2000-12-27 파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6480267B2 (ko)
EP (1) EP1113251B1 (ko)
JP (1) JP4549468B2 (ko)
KR (1) KR100383330B1 (ko)
CN (1) CN1188674C (ko)
AT (1) ATE290686T1 (ko)
DE (1) DE60018540T2 (ko)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8300042B2 (en) 2001-06-05 2012-10-30 Microsoft Corporation Interactive video display system using strobed light
US8035612B2 (en) 2002-05-28 2011-10-11 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Self-contained interactive video display system
US20050122308A1 (en) * 2002-05-28 2005-06-09 Matthew Bell Self-contained interactive video display system
US7710391B2 (en) 2002-05-28 2010-05-04 Matthew Bell Processing an image utilizing a spatially varying pattern
EP1543767A4 (en) * 2002-09-26 2008-03-19 Topcon Corp SYSTEM FOR MEASURING CHARACTERISTIC EYE FEATURES
WO2004055776A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Reactrix Systems Interactive directed light/sound system
CN100451577C (zh) * 2003-10-15 2009-01-14 中国科学院光电技术研究所 基于微棱镜阵列的脉冲光光束质量检测哈特曼波前传感器
EP1676442A2 (en) 2003-10-24 2006-07-05 Reactrix Systems, Inc. Method and system for managing an interactive video display system
US20050151961A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-14 Mcgraw John T. Surface layer atmospheric turbulence differential image motion measurement
US8103045B2 (en) * 2005-01-04 2012-01-24 Stc.Unm Structure function monitor
US9128519B1 (en) 2005-04-15 2015-09-08 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Method and system for state-based control of objects
US8081822B1 (en) 2005-05-31 2011-12-20 Intellectual Ventures Holding 67 Llc System and method for sensing a feature of an object in an interactive video display
US20080296477A1 (en) * 2005-08-31 2008-12-04 U.S.A. as represented by the Administrator of the National Aeronautics and Space Adm. Optical system for inducing focus diversity
US8098277B1 (en) 2005-12-02 2012-01-17 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Systems and methods for communication between a reactive video system and a mobile communication device
US7445335B2 (en) * 2006-01-20 2008-11-04 Clarity Medical Systems, Inc. Sequential wavefront sensor
CN100573065C (zh) * 2006-08-07 2009-12-23 中国科学院光电技术研究所 一种基于线性相位反演的波前测量方法
JP5430572B2 (ja) 2007-09-14 2014-03-05 インテレクチュアル ベンチャーズ ホールディング ６７ エルエルシー ジェスチャベースのユーザインタラクションの処理
US8159682B2 (en) 2007-11-12 2012-04-17 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Lens system
US8259163B2 (en) * 2008-03-07 2012-09-04 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Display with built in 3D sensing
US8595218B2 (en) 2008-06-12 2013-11-26 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Interactive display management systems and methods
JP2010230578A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Fujifilm Corp 偏芯量測定方法
JP5430290B2 (ja) * 2009-08-20 2014-02-26 キヤノン株式会社 測定方法及び測定装置
US9182289B2 (en) * 2011-10-14 2015-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus and method for estimating wavefront parameters
JP5875537B2 (ja) * 2013-01-28 2016-03-02 三菱電機株式会社 形状可変鏡装置
US20170054499A1 (en) 2015-08-21 2017-02-23 SA Photonics, Inc. Free space optical (fso) system
CN108352895B (zh) * 2015-08-21 2020-03-24 Sa光子学公司 自由空间光学(fso)系统
US9973274B1 (en) 2015-10-07 2018-05-15 SA Photonics, Inc. Fast tracking free space optical module
CN106500968B (zh) * 2016-11-16 2019-07-02 中国科学院云南天文台 一种基于杨氏双缝干涉理论检测望远镜成像质量的方法
CN109556834B (zh) * 2017-09-26 2022-04-05 株式会社拓普康 镜片特性测量装置及镜片特性测量方法
CN112197876A (zh) * 2020-09-27 2021-01-08 中国科学院光电技术研究所 基于四象限离散相位调制的单远场型深度学习波前复原方法
CN113238374B (zh) * 2020-09-30 2022-08-05 南京航空航天大学 一种高功率激光器准直系统设计方法
CN113092076B (zh) * 2021-04-23 2022-10-14 航天科工微电子系统研究院有限公司 大口径变焦反射望远镜现场焦距检测方法及检测光路
US11909439B2 (en) 2021-04-23 2024-02-20 SA Photonics, Inc. Wavefront sensor with inner detector and outer detector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300766A (en) * 1993-04-13 1994-04-05 Eastman Kodak Company Scanning scene-based wavefront sensor having a linear image sensor array and a pupil sensor array
JPH0886689A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Mitsubishi Electric Corp 波面センサ
US5912731A (en) * 1997-12-04 1999-06-15 Trw Inc. Hartmann-type optical wavefront sensor
JPH11295152A (ja) * 1998-04-09 1999-10-29 Mitsubishi Electric Corp 波面センサー

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405232A (en) * 1981-09-02 1983-09-20 United Technologies Corporation Wave front sensing device
JPH07119893B2 (ja) * 1986-09-22 1995-12-20 オリンパス光学工業株式会社 内視鏡光学系
JPH02238338A (ja) * 1989-03-13 1990-09-20 Hitachi Ltd レンズ検査装置
JPH0355501A (ja) * 1989-07-25 1991-03-11 Nippon Sheet Glass Co Ltd レンズアレイ板
US5233174A (en) * 1992-03-11 1993-08-03 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Wavefront sensor having a lenslet array as a null corrector
US5760871A (en) * 1993-01-06 1998-06-02 Holo-Or Ltd. Diffractive multi-focal lens
JP3348975B2 (ja) * 1994-04-28 2002-11-20 株式会社ニデック レンズメ−タ
WO1995034800A1 (en) * 1994-06-14 1995-12-21 Visionix Ltd. Apparatus for mapping optical elements
US5493391A (en) * 1994-07-11 1996-02-20 Sandia Corporation One dimensional wavefront distortion sensor comprising a lens array system
US5610707A (en) * 1995-07-07 1997-03-11 Lockheed Missiles & Space Co., Inc. Wavefront sensor for a staring imager
JPH09139878A (ja) * 1995-11-16 1997-05-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 画像処理システム
JPH09257644A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Topcon Corp レンズメーター
JPH09288040A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Topcon Corp レンズメータ
JP3526381B2 (ja) * 1997-01-28 2004-05-10 三洋電機株式会社 固体撮像装置
JPH11125581A (ja) * 1997-10-24 1999-05-11 Topcon Corp オートレンズメータ
JPH11137522A (ja) * 1997-11-11 1999-05-25 Topcon Corp 光学特性測定装置
JP4435320B2 (ja) * 1999-01-22 2010-03-17 独立行政法人情報通信研究機構 液晶光変調装置およびその駆動方法
US6184974B1 (en) * 1999-07-01 2001-02-06 Wavefront Sciences, Inc. Apparatus and method for evaluating a target larger than a measuring aperture of a sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300766A (en) * 1993-04-13 1994-04-05 Eastman Kodak Company Scanning scene-based wavefront sensor having a linear image sensor array and a pupil sensor array
JPH0886689A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Mitsubishi Electric Corp 波面センサ
US5912731A (en) * 1997-12-04 1999-06-15 Trw Inc. Hartmann-type optical wavefront sensor
JPH11264771A (ja) * 1997-12-04 1999-09-28 Trw Inc ハルトマンタイプの光学式波面センサ
JPH11295152A (ja) * 1998-04-09 1999-10-29 Mitsubishi Electric Corp 波面センサー

Also Published As

Publication number Publication date
CN1301954A (zh) 2001-07-04
ATE290686T1 (de) 2005-03-15
US6480267B2 (en) 2002-11-12
CN1188674C (zh) 2005-02-09
DE60018540D1 (de) 2005-04-14
EP1113251A3 (en) 2003-09-17
DE60018540T2 (de) 2006-02-23
EP1113251A2 (en) 2001-07-04
KR20010062745A (ko) 2001-07-07
EP1113251B1 (en) 2005-03-09
JP4549468B2 (ja) 2010-09-22
US20010006210A1 (en) 2001-07-05
JP2001188025A (ja) 2001-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100383330B1 (ko) 파면센서, 이것을 이용한 렌즈미터 및 능동광학식 반사망원경
US5940181A (en) Measuring method and measuring apparatus
US7561273B2 (en) Device and method for measurement of surfaces
CN112556990A (zh) 镜片折射率测量装置及其测量方法
JPH0652171B2 (ja) 光学式非接触位置測定装置
JP2002071513A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ用干渉計および液浸系顕微鏡対物レンズの評価方法
US5309214A (en) Method for measuring distributed dispersion of gradient-index optical elements and optical system to be used for carrying out the method
CN109580182B (zh) 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置
KR20100124757A (ko) 형상 측정 장치 및 방법
JP2002250622A (ja) 光学素子及びその型の形状測定方法及び装置
JPS60196605A (ja) 散乱光検出光学装置
CN210863100U (zh) 镜片折射率测量装置
US3832063A (en) Lens axis detection using an interferometer
US4367648A (en) Dark field viewing apparatus
JP2002250621A (ja) 光学素子及びその型の形状測定方法及び装置
JP2003322587A (ja) 面形状測定装置
JP2001091227A (ja) レンズの測定装置およびレンズの測定方法
GB2203833A (en) High accuracy structured light profiler
JP2000097657A (ja) 干渉計
KR100738387B1 (ko) 비축 조사에 의한 파면 측정장치
JP2666495B2 (ja) 屈折率分布測定方法及び屈折率分布測定装置
JP2002335033A (ja) レーザダイオードユニットの調整装置及び方法、光学ユニットの製造方法
JPH08166209A (ja) 多面鏡評価装置
RU2078305C1 (ru) Интерференционный способ контроля геометрического расположения линз и интерференционное устройство для его осуществления
JP3155569B2 (ja) 分散分布測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130404

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee