KR100790706B1 - 렌즈 초점 거리 측정 장치 - Google Patents

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KR100790706B1 KR1020060092333A KR20060092333A KR100790706B1 KR 100790706 B1 KR100790706 B1 KR 100790706B1 KR 1020060092333 A KR1020060092333 A KR 1020060092333A KR 20060092333 A KR20060092333 A KR 20060092333A KR 100790706 B1 KR100790706 B1 KR 100790706B1
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Abstract

본 발명은 렌즈의 초점거리를 상기 렌즈를 움직이지 않고서도 측정할 수 있는 렌즈 초점 거리 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 소정의 좌표를 각각 갖는 복수의 빔을 피검사 렌즈에 공급하는 광원부와, 상기 피검사 렌즈가 탑재되는 렌즈 탑재부와, 상기 렌즈 탑재부와 소정의 거리로 이격되어 배치되며, 상기 피검사 렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔의 상이 맺히는 스크린부와, 상기 렌즈 탑재부와 제1 거리로 이격되고 상기 스크린부와 제2 거리로 이격되어 상기 렌즈 탑재부와 상기 스크린부 사이에 위치하며, 소정의 초점거리를 가지고 상기 피검사렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 스크린부로 굴절시키는 릴레이 렌즈부와, 상기 복수의 빔의 좌표와, 상기 복수의 빔이 상기 스크린부에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리와, 상기 제2 거리 및 상기 릴레이 렌즈부의 초점 거리를 이용하여, 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산하는 초점거리 계산부를 포함하는 렌즈 초점거리 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 피검사 렌즈를 이동시키지 않고 실시간으로 초점거리를 측정할 수 있는 효과가 있다.
초점 거리, 렌즈, 슬릿, 차트

Description

렌즈 초점 거리 측정 장치{DEVICE FOR DETECTING FOCAL LENGHTH OF LENSES}
도 1은 종래 기술에 따른 렌즈 초점 거리 측정 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점 거리 측정장치의 구성도.
도 3은 도 2의 사용되는 예시적인 차트의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정 장치에서 스크린부에 맺히는 상의 위치를 나타내는 개념도.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정 장치에서 스크린부의 상의 위치와 렌즈 초점 거리와의 관계를 도시한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 광원부 111: 광원
112, 113: 렌즈 114: 차트
114': 슬릿 120: 렌즈 탑재부
130: 스크린부 140: 릴레이 렌즈부
150 : 초점거리 계산부 200: 피검사 렌즈
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본 발명은 렌즈 초점 거리 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈의 초점거리를 상기 렌즈를 움직이지 않고서도 측정할 수 있는 렌즈 초점 거리 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 렌즈에 있어서 가장 중요한 광학적 특성 중의 하나는 렌즈의 초점거리이다. 렌즈는 설계 데이터에 따라 제작을 하더라도 제작시 오차가 발생하여 초점거리가 설계치와 상이할 수 있어, 이를 검증하기 위하여 초점 거리를 측정하는 측정장치가 필요하다. 또한, 액체렌즈와 같이 초점거리가 가변되는 렌즈에서는 렌즈의 초점거리를 측정하는 측정장치가 필수적으로 요구된다.
도 1은 종래 기술에 따른 렌즈 초점 거리 측정 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 렌즈 초점 거리 측정 장치는, 피검사 렌즈(20)에 빔을 제공하는 광원(11)과, 상기 피검사 렌즈(20)의 위치를 조정하는 구동수단(14)와, 상기 피검사 렌즈(20)를 투과한 상기 빔이 입사되는 대물렌즈(12)와, 상기 대물렌즈(12)에 입사한 빔의 상이 맺히는 스크린(13)을 포함하여, 상기 구동수단(14)으로 초점 거리가 측정되는 대상인 상기 피검사 렌즈(20)를 조정하여 상기 피검사렌즈(20)와 상기 대물렌즈(12)와의 거리를 조정하여 상기 스크린(13)에 맺히는 상의 크기가 최소가 되는 지점을 찾고, 그 지점에 대한 정보를 바탕으로 상기 피검사 렌즈(20)의 초점 거리를 계산하였다.
그런데, 종래 기술에 따라 렌즈의 초점 거리를 측정하는 경우, 피검사 렌즈(20)를 이동시키는 구동수단(14)이 필요하여 처리 장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
또한, 구동 수단(14)를 이동하면서 스크린에 맺히는 상의 크기를 비교하여야 하므로 측정 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.
그리고, 종래 기술에 따라 측정되는 피검사 렌즈의 초점거리 범위는 상기 대물렌즈(12)에 따라 달라지므로, 여러 개의 대물렌즈를 준비하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 피검사 렌즈를 이동시키지 않고 초점거리를 측정할 수 있는 렌즈 초점 거리 측정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 피검사 렌즈를 장착한 후 즉시 초점거리를 측정할 수 있는 렌즈 초점 거리 측정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 교체가 필요한 대물렌즈 대신 릴레이 렌즈를 사용하여 피검사 렌즈의 초점거리의 범위에 관계없이 초점거리를 측정할 수 있는 렌즈의 초점 거리 측정 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은, 소정의 좌표를 각각 갖는 복수의 빔을 피검사 렌즈에 공급하는 광원부와, 상기 피검사 렌즈가 탑재되는 렌즈 탑재부와, 상기 렌즈 탑재부와 소정의 거리로 이격되어 배치되며, 상기 피검사 렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔의 상이 맺히는 스크린부와, 상기 렌즈 탑재부와 제1 거리로 이격되고 상기 스크린부와 제2 거리로 이격되어 상기 렌즈 탑재부와 상기 스크린부 사이에 위치하며, 소정의 초점거리를 가지고 상기 피검사렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 스크린부로 굴절시키는 릴레이 렌즈부와, 상기 복수의 빔의 좌표와, 상기 복수의 빔이 상기 스크린부에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리와, 상기 제2 거리 및 상기 릴레이 렌즈부의 초점 거리를 이용하여, 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산하는 초점거리 계산부를 포함하는 렌즈 초점거리 측정 장치를 제공한다.
상기 광원부는, 상기 피검사 렌즈에 적어도 4개의 빔을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정장치는, 상기 피검사 렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 릴레이 렌즈부로 반사하는 미러부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 거리는, 상기 피검사 렌즈의 최소 초점거리와 상기 릴레이 렌즈부의 초점거리의 합보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
상기 초점거리 계산부는, 상기 복수의 빔 중 하나를 선택하여, 상기 선택된 빔의 좌표와, 상기 선택된 빔이 상기 스크린부에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리 와, 상기 제2 거리 및 상기 릴레이 렌즈부의 초점 거리를 이용하여 하기의 수학식에 따라 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
<수학식>
F(y) = y0P /(y0-y-y0d2Φre +u0P)
여기서, F(y)는 상기 피검사 렌즈의 초점거리이고, y0는 상기 선택된 빔의 좌표이고, y는 상기 선택된 빔에 의하여 상기 스크린부에 맺히는 상의 좌표이고, u0는 상기 피검사 렌즈에 입사하는 상기 선택된 빔의 입사각이고, d1는 상기 제1 거리이고, d2는 상기 제2 거리이고, Φre는 상기 릴레이 렌즈부의 초점거리의 역수이고, P = d1 + d2- d1d2Φre이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점 거리 측정장치의 구성도를 도시한다. 도 2a는 수평형 렌즈 초점 거리 측정장치의 구성도이며, 도 2b는 수직형 렌즈 초점 거리 측정 장치의 구성도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점 거리 측정장치는,
소정의 좌표를 각각 갖는 복수의 빔을 피검사 렌즈에 공급하는 광원부(110)과, 상기 피검사 렌즈(200)가 탑재되는 렌즈 탑재부(120), 상기 렌즈 탑재부(120)와 소정의 거리(d1+d2)로 이격되어 배치되며, 상기 피검사 렌즈(200)에서 굴절된 상기 복수의 빔의 상이 맺히는 스크린부(130)와, 상기 렌즈 탑재부(120)와 제1 거리(d1)로 이격되고 상기 스크린부(130)와 제2 거리(d2)로 이격되어 상기 렌즈 탑재부(120)와 상기 스크린부(130) 사이에 위치하며, 소정의 초점거리를 가지고 상기 피검사 렌즈(200)에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 스크린부(130)으로 굴절시키는 릴레이 렌즈부(140)와, 상기 복수의 빔의 좌표와, 상기 복수의 빔이 상기 스크린부(130)에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리(d1)와, 상기 제2 거리(d2)와, 상기 릴레이 렌즈부(140)의 초점 거리를 이용하여, 상기 피검사 렌즈(200)의 초점거리를 계산하는 초점거리 계산부(150)를 포함한다.
상기 광원부(110)는 측정용 광선을 발생시키는 광원(111)과, 상기 광원(111)부에서 투사되는 광선의 직진성을 높이는 복수의 렌즈(112, 113)와, 상기 복수의 렌즈(112, 113)로부터의 광선을 분할하여 복수의 빔을 피검사 렌즈에 공급하는 차트(114)를 포함한다.
상기 광원부(110)와, 상기 릴레이 렌즈부(140)와 상기 스크린부(130)은 수평방향으로 일직선을 이루며 형성된다. 상기 피검사 렌즈(200)는 상기 렌즈 탑재 부(200)에 탑재되어 상기 스크린부(130)와 상기 릴레이 렌즈부(140) 사이에 위치하여 상기 복수의 빔이 통과한다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점 거리 측정장치는 수직형으로, 도 2a에 도시된 렌즈 초점 거리 측정 장치에서 렌즈 탑재부(120)와 상기 릴레이 렌즈부(140) 사이에 위치하여 상기 피검사 렌즈(200)에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 릴레이 렌즈부(140) 방향으로 90°반사시키는 미러부(160)를 더 포함한다. 상기 미러부(160)에 의해 상기 피검사 렌즈(200)의 광축과 상기 릴레이 렌즈ㅂ부(140)의 광축은 직각을 이룬다.
도 3은 도 2의 사용되는 예시적인 차트의 평면도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 차트(114)는 정사각형 형상을 가진 복수의 슬릿(114')을 갖는다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정 장치에서 스크린부에 맺히는 상의 위치를 나타내는 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정 장치에서 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 투과한 빔이 스크린부(130)에 맺히는 상의 신호 세기를 도시하며, 도 4b는 상기 빔의 상이 맺힌 스크린부(130)의 평면도를 나타낸다. 도 4b에서, 점선으로 도시된 상(131)은 피검사 렌즈(200)를 제거한 상태에서 상기 스크린부(130)에 맺힌 빔의 상이며, 실선으로 도시된 상(131')은 피검사 렌즈(220)를 장착한 상태에서 상기 스크린부(130)에 맺힌 빔의 상이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정 장치에서 스크린부의 상의 위치와 렌즈의 초점 거리와의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, x축은 렌즈의 초점거리를, y축은 스크린부에 맺히는 상의 위치를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점 거리 측정 장치의 작용 및 효과에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 광원부(110)는 피검사 렌즈의 초점거리를 측정하는 기준이 되는 빔을 생성하여 렌즈 탑재부(120)에 탑재된 피검사 렌즈(200)에 공급한다. 상기 광원부(110)의 광원(111)에서 광선이 투사되면, 상기 광선은 복수의 렌즈(112, 113)를 통과한 후, 복수의 슬릿을 구비한 차트(114)를 투과한다. 상기 차트(114)의 슬릿으로 상기 광선이 투과되어 상기 광선은 복수의 빔으로 분할된다.
상기 차트의 예시적인 형상을 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 차트(114)는 피검사렌즈(200)의 구경(aperture)보다는 더 큰 것이 사용되는 것이 바람직하며, 상기 광선을 분할하여 투과시킬 수 있는 복수의 슬릿(114') 을 갖는다. 상기 복수의 슬릿들은 가로축 방향 및 세로축 방향으로 일정한 거리만큼 서로 떨어져 형상된다. 광선이 상기 차트(114)에 투사되면, 상기 광선은 상기 차트(114)의 사선으로 표시된 부분은 투과하지 못하고, 상기 복수의 슬릿(114')으로만 투과되어 복수의 빔으로 분할된다.
다시 도 2a를 참조하면, 이와 같이 분할된 복수의 빔은 피검사렌즈(200)에 투사되며, 상기 복수의 빔은 상기 피검사렌즈(200)와, 릴레이 렌즈부(140)를 거쳐 스크린부(130)에 결상된다.
이 때, 상기 렌즈탑재부(120)와 상기 릴레이 렌즈부(140)는 제1 거리(d1)로 이격되고, 상기 릴레이 렌즈부(140)와 상기 스크린부(130)는 제2 거리(d2)로 이격되어 있다. 이 때, 상기 릴레이 렌즈부(140)의 초점거리를 Fr, 상기 피검사 렌즈의 최소 초점거리를 Fc라 할 때, 상기 제1 거리(d1)가 Fr과 Fc의 합보다 더 큰 값을 갖도록 상기 릴레이 렌즈부(140)를 배치한다. 제1 거리(d1)가 Fr과 Fc의 합보다 작은 경우, 빔에 의하여 형성되는 상이 스크린부(130)의 범위를 넘어 맺히거나 상들이 오버랩되어 스크린부(130)에 형성되어 정확한 상의 위치를 파악하기 힘들다.
한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 피검사 렌즈(200)에서 굴절된 복수의 빔은 미러부(160)에서 반사되어 릴레이 렌즈부(140)와 스크린부(130) 방향으로 투 사될 수 있다. 이 경우, 렌즈 초점 측정 장치의 길이가 줄어들어 측정 장치의 배치를 자유롭게 할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 광원부(110)로부터의 복수의 빔에 의해 스크린부(130)에 맺힌 상을 도 4a를 참조하여 설명한다. 도 4a에서는 설명을 위해 2개의 빔이 도시되었다. 광원부(110)로부터의 빔은 피검사렌즈(200) 및 릴레이 렌즈부(140)에서 굴절되어 스크린부(130)에 결상된다. 도 4a의 오른쪽에 그려진 그래프는 상기 상의 빛의 세기를 도시한 것이며, 빛의 세기가 가장 강한 위치가 상의 위치로 된다. 상기 그래프에서 실선은 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 통과한 빔에 의하여 스크린부(130)상에 맺힌 상의 빛의 세기를 나타내며, 상기 점선은 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 없는 경우 상기 빔에 의하여 스크린부(130)에 맺힌 상의 빛의 세기를 나타낸다.
또한, 상기 빔의 좌표는 y0가 되며, 상기 빔의 좌표는 본 발명에 따른 초점거리 측정장치에서 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 제거하고 상기 빔을 스크린부(130)에 투사하여 맺히는 상의 위치로부터 측정할 수 있다. 또한, 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 있는 경우에 상의 빛의 세기가 가장 강한 위치를 찾아 상의 위치(y)를 측정한다.
상기 스크린부(130)는 CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서가 사용될 수 있으며, 이미지 센서가 탑재된 카메라가 사용될 수 있다.이 경우, 이미지 센서에 맺힌 상에 의해 생성되는 이미지 신호로부터 신호의 크기를 검출하여 신호의 크기가 가장 강한 지점에 해당하는 지점을 찾아 상기 상의 위치를 검출한다.
이와 같은 스크린부의 상의 위치를 도 4b를 참조하여 설명한다.
도 4b는 스크린부(130)의 평면도로 복수의 상(131, 131')이 맺힌다. 점선으로 표시된 상(131)은 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 제거하여 맺히는 상이며, 실선으로 표시된 상(131')은 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 있는 경우의 상이다.
일반적으로, 상기 복수의 상들(131, 131')의 중심지점에서 빛의 세기가 가장 강하므로, 상기 점선으로 표시된 상(131)의 중심지점(x0, y0)이 상기 빔의 좌표가 되며, 상기 실선으로 표시된 상(131)의 중심지점(x, y)이 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 있는 경우의 스크린부(130)에 맺힌 빔의 좌표가 된다.
점선으로 표시된 상(131)은 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 없는 경우의 스크린부(130)에 맺히는 상이므로 상기 차트(114)의 복수의 슬릿(114')과 대략 동일한 형상을 가지며, 이에 따라 상의 크기는 슬릿(114')의 크기와 대략 동일하며, 상들 사이의 거리는 슬릿(114')들 사이의 거리와 대략 동일하다. 즉, 빔의 위치와 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)가 없는 경우 상기 빔에 의해 스크린부(1330)에 맺히는 상의 위치는 대략 동일하다.
빔에 의하여 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 통과한 상의 좌표(x, y)와 빔의 좌표(x0, y0)가 측정되면, 이를 이용하여 피검사 렌즈(200)의 초점 거리를 계산한다. 상기 빔의 좌표(x0, y0)는 초점거리 측정 전에 미리 계산되어 기준값으로 저장될 수 있다.
한편, 빔은 슬릿의 개수만큼 형성되므로, 스크린부(130)에 맺히는 상의 개수도 슬릿의 개수와 동일하다. 피검사 렌즈(200)의 초점 거리를 계산하기 위하여는 상기 빔 중 하나만 선택하고, 선택된 빔에 의하여 형성하는 상의 위치를 이용한다. 이 때, 상의 위치(x0, y0)를 더욱 정확하게 설정하기 위하여 정방형을 이루는 4개의 빔의 중점을 원점으로 설정하여 상기 원점에 대한 상대적 위치를 상기 빔의 좌표(x0, y0)로 결정하며, 이 좌표(x0, y0)를 피검사 렌즈(200)의 광축과 일치하도록 피검사 렌즈(200)를 배치한다. 따라서, 기준점인 원점을 정확하게 설정하기 위하여 상기 차트(114)는 적어도 4개의 빔을 구비하는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 피검사 렌즈(200)에는 적어도 4개의 빔이 공급된다.
상기 빔의 좌표(x0, y0)와 상의 좌표(x, y)가 결정되면, 초점거리 계산부(150)는 아래의 수학식 1에 따라 상기 피검사 렌즈(200)의 초점거리를 측정한다.
F(y) = y0P /(y0-y-y0d2Φre +u0P)
여기서, F(y)는 상기 피검사 렌즈(200)의 초점거리이고,
y0는 상기 선택된 빔의 좌표이고,
y는 상기 선택된 빔에 의하여 상기 스크린부(130)에 맺히는 상의 좌표이고,
u0는 상기 피검사 렌즈(200)에 입사하는 상기 선택된 빔의 입사각이고,
d1는 상기 피검사 렌즈(200)와 상기 릴레이 렌즈부(140) 사이의 거리인 제1 거리이고,
d2는 상기 릴레이 렌즈부(140)와 상기 스크린부(130) 사이의 거리인 제2 거리이고,
Φre는 상기 릴레이 렌즈부(140)의 초점거리의 역수이고,
P = d1 + d2- d1d2Φre이다.
상기 수학식 1에서 F(y)가 초점거리가 되며, 상의 y축 값을 이용하여 초점거리를 계산하였다. 그런데, 슬릿(114')의 크기와 슬릿(114') 사이의 간격이 일정하므로, x0와 y0의 값은 동일하며, 이와 같은 슬릿에 의하여 형성된 빔에 의하여 피검사 렌즈(200)와 릴레이 렌즈부(140)를 통과하여 스크린부(130)에 맺힌 상의 위치(x, y)에서도 x와 y의 값이 동일하다.
따라서, 상기 식에서 y 대신에 x를 y0 대신에 x0를 이용하여 초점거리를 계산하더라도 그 결과는 동일하다.
이와 같이, 피검사 렌즈를 장착한 상태에서 바로 피검사 렌즈의 초점거리를 계산할 수 있어 초점거리에 측정에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
특히, 상기 피검사 렌즈가 초점거리가 가변되는 가변 초점 렌즈 장착하여 피검사 렌즈의 초점거리를 가변시키면서 초점거리를 측정하는 경우, 즉시 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산할 수 있는 효과가 있다.
한편, 빔에 의하여 형성되는 상의 수는 빔의 수와 동일하므로, 계산되는 초점거리도 빔의 수만큼 계산할 수 있다. 이 경우, 계산되는 초점거리들은 동일하여야 하나, 피검사 렌즈(200)를 배치하거나 릴레이 렌즈부(140)를 배치할 때 발생하는 오차에 의하여 그 값은 서로 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 복수의 빔에 대하여 초점거리를 각각 측정하고, 이들을 평균하여 초점거리를 결정할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 렌즈의 초점거리와 상의 위치와의 관계를 설명한다.
도 5의 그래프는, 차트에서 피검사 렌즈까지의 거리를 35mm로, 피검사 렌즈에서 릴레이 렌즈부까지의 거리를 150mm로, 릴레이 렌즈부에서 스크린부까지의 거리를 250mm로, 릴레이 렌즈부의 초점거리를 75mm로 설정한 경우에 상기 수학식 1에 의하여 계산되는 피검사렌즈의 초점거리와 상의 위치(y)를 도시한다.
상기 그래프에서 상의 위치는 피검사 렌즈의 초점 거리가 30mm 이상이거나 -30mm 이하에서 큰 폭으로 변하는 것을 알 수 있다. 따라서, 스크린부의 크기를 상기 측정 범위를 고려하여 미리 결정하여야 하며, 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈 초점거리 측정장치는 상기 수학식 1을 이용하여 피검사 렌즈의 초점거리 범위에 따라 스크린부의 크기를 사전에 결정할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피검사 렌즈를 이동시키지 않고 초점거리를 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 피검사 렌즈를 장착한 후 실시간으로 즉시 초점거리를 측정할 수 있어 측정시간을 절감할 수 있다.
그리고, 대물렌즈의 교체가 필요없어, 한번의 세팅으로 피검사 렌즈의 초점거리의 범위에 관계없이 초점거리를 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 소정의 좌표를 각각 갖는 복수의 빔을 피검사 렌즈에 공급하는 광원부;
    상기 피검사 렌즈가 탑재되는 렌즈 탑재부;
    상기 렌즈 탑재부와 소정의 거리로 이격되어 배치되며, 상기 피검사 렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔의 상이 맺히는 스크린부;
    상기 피검사 렌즈와 제1 거리로 이격되고 상기 스크린부와 제2 거리로 이격되어 상기 렌즈 탑재부와 상기 스크린부 사이에 위치하며, 소정의 초점거리를 가지고 상기 피 검사렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 스크린부로 굴절시키는 릴레이 렌즈부; 및
    상기 복수의 빔의 좌표와, 상기 복수의 빔이 상기 스크린부에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리와, 상기 제2 거리 및 상기 릴레이 렌즈부의 초점 거리를 이용하여, 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산하는 초점거리 계산부
    를 포함하는 렌즈 초점거리 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 피검사 렌즈에 적어도 4개의 빔을 공급하는 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피검사 렌즈에서 굴절된 상기 복수의 빔을 상기 릴레이 렌즈부로 반사하는 미러부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 거리는, 상기 피검사 렌즈의 최소 초점거리와 상기 릴레이 렌즈부의 초점거리의 합보다 더 큰 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 측정장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초점거리 계산부는,
    상기 복수의 빔 중 하나를 선택하여, 상기 선택된 빔의 좌표와, 상기 선택된 빔이 상기 스크린부에 맺힌 상의 좌표와, 상기 제1 거리와, 상기 제2 거리 및 상기 릴레이 렌즈부의 초점 거리를 이용하여 하기의 수학식에 따라 상기 피검사 렌즈의 초점거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 측정 장치.
    <수학식>
    F(y) = y0P /(y0-y-y0d2Φre +u0P)
    여기서, F(y)는 상기 피검사 렌즈의 초점거리이고,
    y0는 상기 선택된 빔의 좌표이고,
    y는 상기 선택된 빔에 의하여 상기 스크린부에 맺히는 상의 좌표이고,
    u0는 상기 피검사 렌즈에 입사하는 상기 선택된 빔의 입사각이고,
    d1는 상기 제1 거리이고,
    d2는 상기 제2 거리이고,
    Φre는 상기 릴레이 렌즈부의 초점거리의 역수이고,
    P = d1 + d2- d1d2Φre이다.
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