KR100871408B1

KR100871408B1 - 측정 장치 및 측정 방법

Info

Publication number: KR100871408B1
Application number: KR1020070051431A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 후지하라; 히데토시 오바
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-12-02
Also published as: US7633602B2; KR20080028753A; JP4863826B2; CN101153820A; CN101153820B; JP2008082873A; US20080074651A1

Abstract

본 발명은 미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 편향 특성을 단시간에, 또한 고정밀도로 측정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 미러면(11)에 측정광(28)을 조사하는 측정용 광원(14)과, 측정용 광원(14)으로부터 조사된 측정광(28)이 미러면(11)에서 반사됨으로써 형성된 반사광(13)이 투사 광점으로서 투사되는 투사부(17)와, 반사광(13)이 투사 광점으로서 투사된 투사부(17)를 촬상하는 촬상부(18)와, 미러면(11)의 기울기를 제어하는 제어부(31)와, 촬상부(18)에 의해 촬상된 투사부(17)의 화상에 기초하여, 제어부(31)에 의해 제어된 미러면(11)의 기울기 변경에 따라 이동하는 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정부(33)를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

측정 장치 및 측정 방법{MEASUREMENT APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD}

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 측정 대상인 MEMS 미러의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 측정 순서의 일례를 도시한 흐름도.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 제1 변형예의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 15는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 제2 변형예의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 16은 종래의 MEMS 미러의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 17은 종래의 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

도 18은 종래의 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 10A, 10B, 80 : 측정 장치

11, 71 : 미러면

12, 70 : MEMS 미러(미러 시스템)

13, 83 : 반사광

14, 82 : 측정용 광원

15 : 측정광 제어부

16 : 스테이지

17 : 투사 스크린(투사부)

17a : 투사면

17b : 이면

18 : 촬상부

19 : 촬상 제어부

20 : 화상 처리부

21 : 처리 단말

22 : 구동 파형 발생부

23, 72 : 내측 프레임

24, 73 : 외측 프레임

25, 74 : 제1 토션바(회전축)

26, 75 : 제2 토션바(회전축)

27 : 구동 회로

28, 81 : 레이저광(측정광)

29 : 화상 취득부

30 : 촬상 렌즈

31 : 제어부

32 : 추출부

33 : 측정부

35, 85 : 커버 유리

35a, 85a : 커버 유리의 표면

35b, 85b : 커버 유리의 이면

34, 34a, 34b, 34c, 86, 86a, 86b, 86c : 불필요한 광

50, 50a, 50b, 50c : 투사 광점(광점)

51, 51a, 51b, 51c : 불필요한 광점(광점)

52, 53 : 궤적

84 : PSD 소자

L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 : 길이(이동량)

본 발명은 미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 방법에 관한 것이며, 특히 미러면으로부터 반사된 반사광에 기초하는 미러 시스템의 편향 특성의 측정에 이용하는데 적합한 기술에 관한 것이다.

최근, 예컨대 광파이버를 이용한 통신 분야에 있어서, 광파이버망에 흐르는 광신호를 다른 광파이버망으로 전환하는 경우 등에, 광신호의 경로를 광 그대로 전환하는 것이 가능한 광스위치가 이용되고 있다. 이 광스위치로서, 광신호를 반사시킴으로써 광신호의 전파 방향을 바꾸는 미러를 포함하고, 이 미러의 미러면의 편향 각도(기울기)를 제어함으로써 입체적으로 광신호의 전환을 실현하는 미러 시스템이 일반적으로 이용되고 있다. 또한, 이 미러 시스템은 광스위치 외에, 미러를 어레이형으로 배치하고, 입사되는 광을 미러 어레이에 의해 주사하는 장치에도 이용되고 있다.

미러 시스템으로서는, 예컨대 하기 특허 문헌 1의 도 5에 도시하는 바와 같은 정전력을 이용하여 미러면의 편향 각도를 제어하는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러나 모터 축에 미러면이 부착되고, 전자력을 이용하여 모터를 구동시킴으로써, 모터 축에 부착된 미러면의 편향 각도를 제어하는 갈바노 미러가 알려져 있다.

도 16은 MEMS 미러의 구성예를 모식적으로 도시하는 도면이다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러(70)는, 예컨대 이 도 16에 도시하는 바와 같이, 미러면(71), 내측 프레임(72), 외측 프레임(73), 제1 토션바(torsion bar)(74, 74) 및 제2 토션바(75, 75)를 구비하여 구성되어 있으며, 제1 토션바(74, 74)는 직사각형상의 미러면(71)의 대향하는 한 쌍의 변의 각 중앙 위치에서 이 변과 직교하도록 X축 방향을 따라 각각 배치되어 있다. 또한, MEMS 미러(70)에 있어서는 제2 토션바(75, 75)가, 직사각형상의 내측 프레임(72)의 대향하는 한 쌍의 변의 각 중앙 위치에서 이 변과 직교하도록 X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 각각 배치되어 있다. 그리고, 미러면(71)은 X축 둘레에 회동 가능해지도록 제1토션바(74, 74)를 사이에 두고 내측 프레임(72)에 부착되고 있으며, 또한, 이 내측 프레임(72)이 미러면(71)과 함께 Y축 둘레에 회동 가능해지도록 제2 토션바(75, 75)를 사이에 두고 외측 프레임(73)에 부착되어 있다.

또한, MEMS 미러(70)에는 전압이 입력됨으로써 정전력을 발생시키는 구동 회로(도시 생략)가 구비되어 있으며, 이 정전력에 따른 제1 토션바(74, 74) 또는 제2 토션바(75, 75)의 비틀림 작용에 의해 미러면(71)의 편향 각도를 자유롭게 변경할 수 있도록 되어 있다.

전술한 MEMS 미러(70) 등의 미러 시스템은 전압을 입력함으로써 편향 각도가 제어되도록 되어 있으며, 입력 전압에 대한 미러 시스템의 편향 특성(최대 편향 각도, 소정의 전압을 입력한 경우의 편향 각도, 입력 전압을 소정의 진동 주파수에 의해 변화시킨 경우의 편향 속도 및 공진점 등)에 개체차가 발생하는 경우가 있다. 예컨대, 동일 구성의 복수의 미러 시스템에 동일한 전압을 입력한 경우라도 편향 각도나 공진점이 다르거나 전압의 입력에 대한 편향 속도가 다르거나 하는 경우가 있기 때문에, 제조시에 있어서, 미러 시스템의 편향 특성을 개별로 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 미러 시스템을 동작시키기 위한 전압 설정값을 보정하는 공정이 필요하다.

일반적으로, 미러 시스템의 편향 특성의 측정은 미러면으로부터 반사되는 반사광(이하, 간단히 반사광이라고 함)에 기초하여 행해지고, 종래의 방법으로서는 PSD(Position Sensitive Device) 소자를 이용하여 반사광의 강도나 위치를 측정하 는 방법(PSD 방법)이나 레이저 도플러 진동계를 이용하여 반사광의 간섭을 측정하는 방법(레이저 도플러 진동계 방법) 등이 알려져 있다.

도 17, 도 18은 종래의 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 도면이다. PSD 방법을 이용한 측정 장치(80)는, 예컨대 도 17에 도시하는 바와 같이, 미러면(71)에 측정광(81)을 조사하는 측정용 광원(82)과, 측정용 광원(82)으로부터 조사된 측정광(81)이 미러면(71)에서 반사됨으로써 형성된 반사광(83)을 수광하는 PSD 소자(84)를 구비하여 구성되어 있으며, PSD 소자(84)가 반사광(83)을 수광함으로써, 반사광(83)의 강도나 PSD 소자(84)에의 입사 위치 등의 측정 결과를 전압(아날로그 신호)으로서 컴퓨터 등의 평가 장치(도시 생략)에 출력하도록 되어 있다. 그리고, 미러 시스템에 대하여 입력된 입력 전압(전압값, 진동 주파수 등)과 PSD 소자(84)에 있어서 반사광의 측정 결과에 기초하여 미러 시스템의 편향 특성을 평가하도록 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-283932호 공보

그런데, 예컨대 미러 시스템의 제조시에 행해진 측정시에, 측정한 결과를 이용하여 미러 시스템의 특성 보정을 동적으로 행하는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 미러 시스템의 편향 특성을 단시간에, 또한 정확히 측정하는 것이 요구되고 있다.

그러나, 전술한 PSD 방법에 있어서는 PSD 소자(84)가 반사광(83)의 위치 정보를 아날로그 신호로서 출력하도록 되어 있기 때문에, 위치 정보의 신뢰성(안정 성)이 낮고, 정밀도가 높은 측정이 곤란하다는 과제가 있다. 또한, 예컨대 도 18에 도시하는 바와 같이, 미러 시스템(70)의 외측에 보호용 커버 유리(85)가 설치되어 있는 경우에는 PSD 소자(84)가 미러면(71)으로부터의 반사광(83)뿐만 아니라 커버 유리(85)의 표면(85a) 및 이면(85b)으로부터의 반사광(86a, 86b, 86c)도 수광하는 경우도 있다. PSD 소자(84)에 있어서는 이와 같이 동시에 복수의 입력광을 수광한 경우에는 정확히 측정할 수 없다는 과제가 있다.

또한, 미러면(71)이 고속으로 진동(편향)함으로써, 반사광(83)이 고속으로 이동하는 경우에는 PSD 소자(84)의 응답성 제약에 의해 반사광(83)의 이동량을 정확히 판독할 수 없다는 과제도 있다.

한편, 레이저 도플러 진동계 방법을 이용한 경우에 있어서는 반사광(83)과 반사광(83)을 반사시킨 광과의 간섭을 측정해야 하기 때문에, 측정 기기의 배치 등의 조건 설정이 번잡하며, 또한, 측정 기기가 고가라는 과제가 있다.

본 발명은 이러한 과제에 감안하여 창안된 것으로, 미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 편향 특성을 단시간에, 또한 고정밀도로 측정하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 측정 장치(청구항 1)는 미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 장치로서, 상기 미러면에 측정광을 조사하는 측정용 광원과, 상기 측정용 광원으로부터 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 투사 되는 투사부와, 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사부를 촬상하는 촬상부와, 상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어부와, 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여, 상기 제어부에 의해 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정부를 포함한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 촬상부가 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고, 상기 측정부가 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 궤적에 기초하여, 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것이 바람직하다(청구항 2).

또한, 상기 촬상부에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 상기 투사부에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출부를 포함하는 것이 바람직하다(청구항 3).

또한, 상기 추출부가 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하여도 좋다(청구항 4).

그리고, 상기 미러 시스템은, 복수의 회전축을 구비하여 상기 미러면이 이들 복수의 회전축 둘레에 각각 회동 가능하게 구성된 것이며, 상기 제어부는, 상기 투사부에 투사된 복수의 상기 광점이 상기 투사부에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미 러면의 편향 각도를 제어하여도 좋다(청구항 5).

또한, 본 발명의 측정 방법(청구항 6)은 미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 방법으로서, 상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와, 상기 조사 단계에서 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 투사부에 투사되는 투사 단계와, 상기 투사 단계에서 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사부를 촬상하는 촬상 단계와, 상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어 단계와, 상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여, 상기 제어 단계에서 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 촬상 단계에서는 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고, 상기 측정 단계에서는 상기 촬상 단계에서 촬상된 궤적에 기초하여, 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다(청구항 7).

또한, 상기 촬상 단계에서는 촬상된 화상에 기초하여, 상기 투사 단계에서 상기 투사부에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출 단계를 포함하는 것이 바람직하다(청구항 8).

또한, 상기 추출 단계에서는 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하여도 좋다(청구항 9).

또한, 상기 미러 시스템은, 복수의 회전축을 구비하여 상기 미러면이 이들 복수의 회전축 둘레에 각각 회동 가능하게 구성된 것이며, 상기 제어 단계에서는 상기 투사 단계에서 투사된 복수의 상기 광점이 상기 투사면에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미러면의 편향 각도를 제어하여도 좋다(청구항 10).

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

[1] 본 발명의 일실시형태의 설명

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 도면, 도 2는 그 측정 대상인 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러의 구성예를 모식적으로 도시하는 사시도, 도 3은 그 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시한 도면이다.

본 실시형태에 따른 측정 장치(10)는 미러면(11)의 편향 각도(기울기)가 변경 가능하게 구성된 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러(미러 시스템)(12)의 편향 특성(최대 편향 각도, 소정의 전압을 입력한 경우의 편향 각도, 입력 전압을 소정의 진동 주파수에 의해 변화시킨 경우의 편향 속도 및 공진점 등)을 측정하기 위한 장치로서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 측정용 광원(14), 측정광 제어부(15), 스테이지(16), 투사 스크린(투사부)(17), 촬상부(18), 촬상 제어부(19), 화상 처리부(20), 처리 단말(21) 및 구동 파형 발생부(22)를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, MEMS 미러(피측정 편향 미러)(12)는, 예컨대 미러면(11)의 편향 각도(기울기)를 제어함으로써, 입체적으로 광신호의 전환을 실현하는 광스위치에 이용되는 것이다. 예컨대, 도 2에 도시하는 바와 같이, 미러면(11), 내측 프레임(23), 외측 프레임(24), 제1 토션바(회전축)(25, 25) 및 제2 토션바(회전축)(26, 26)를 구비하여 구성되어 있으며, 제1 토션바(25, 25)가 직사각형상의 미러면(11)의 대향하는 한 쌍의 변의 각 중앙 위치에서 이 변과 직교하도록 X축 방향을 각각 따라 배치되어 있다. 또한, MEMS 미러(12)에 있어서는 제2 토션바(26, 26)가 직사각형상의 내측 프레임(23)의 대향하는 한 쌍의 변의 각 중앙 위치에서 이 변과 직교하도록 X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 각각 배치되어 있다. 그리고, 미러면(11)은 X축 둘레에 회동 가능하게 되도록 제1 토션바(25, 25)를 사이에 두고 내측 프레임(23)에 부착되고, 또한, 이 중측 프레임(23)이 미러면(11)과 함께 Y축 둘레에 회동 가능하게 되도록 제2 토션바(26, 26)를 사이에 두고 외측 프레임(24)에 부착되어 있다.

또한, MEMS 미러(12)에는 전압이 입력됨으로써, 정전력을 발생시키는 구동 회로(27)(도 1 참조)가 구비되어 있으며, 이 정전력에 따른 제1 토션바(25, 25) 또는 제2 토션바(26, 26)의 비틀림 작용에 의해, 미러면(11)의 편향 각도를 자유롭게 변경할 수 있도록 되어 있다.

또한, 이하, 이 도 2에 도시하는 바와 같은 X축 방향과 Y축 방향의 2축 방향으로 미러면(11)이 회동 가능하게 구성된 MEMS 미러(12)를 2축을 구비한 MEMS 미러(12)라고 하는 경우도 있다.

또한, 이하, 제1 토션바(25, 25) 및 제2 토션바(26, 26)를 편의상, 간단히 토션바라고 하는 경우도 있다. 또한, 이 MEMS 미러(12)는 전술한 광스위치 외에, 미러를 어레이형으로 배치하여 입사되는 광을 미러 어레이에 의해 주사하는 장치에도 이용될 수 있다.

측정용 광원(14)은 미러면(11)에 레이저광(측정광)(28)을 조사하는 것으로서, 레이저광(28)을 미러면(11)에 대하여 출력하는 이미 알려져 있는 여러 가지의 방법에 의해 실현하도록 되어 있다.

측정광 제어부(15)는 측정용 광원(14)으로부터 출력된 레이저광(28)을 제어하는 것으로서, 예컨대 개폐 동작에 의해 레이저광(28)을 임의로 차단할 수 있는 셔터(차광 장치; 도시 생략)나 레이저광(28)의 강도나 사이즈(광 직경)를 조절할 수 있는 광량 조절기(조절 렌즈; 도시 생략)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 후술하는 제어부(31)로부터의 신호가 입력됨으로써, 셔터의 개폐 동작을 행하도록 되어 있다.

스테이지(16)는 측정 대상이 되는 MEMS 미러(12)가 적재되는 것이다.

투사 스크린(17)은 측정용 광원(14)으로부터 조사된 레이저광(28)이 미러면(11)에서 반사됨으로써 형성된 반사광(13)이 투사 광점(50)으로서 투사(조사, 투영)되는 것으로서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 미러면(11)으로부터의 반사광(13)을 투사 광점(50)(점상)으로서 표시(결상)하도록 되어 있다. 이 투사 스크린(17)은 미러면(11)으로부터의 반사광(13)의 일부를 투과시키는 확산판에 의해 실현되어 있으며, 구체적으로는 광의 일부를 투과시키는 광 투과성의 부재를 이용하여 구성하 는 동시에, 반사광(13)이 투사되는 투사면(17a) 및 이면(17b)[투사면(17a)의 반대측면]을 각각 요철 형상으로 형성함으로써, 입사된 반사광(13)을 확산시키도록 되어 있다.

또한, 이 투사 스크린(17)은 반사광(13)이 투사면(17a)에 대하여 90°이외의 입사 각도로 입사되도록 배치되어 있다. 즉, 투사 스크린(17)의 투사면(17a)의 법선 방향(A)과, 반사광(13)이 평행해지지 않도록 배치되고, 이것에 의해, 투사면(17a)에 입사된 반사광(13)의 투사면(17a)에 있어서의 반사광이 반사광(13)에 중첩되지 않도록 구성되어 있다. 즉, 본 측정 장치(10)에 있어서는, 이 투사 스크린(17)을 반사광(13)에 대하여 비스듬히 배치함으로써, 투사 스크린(17)으로부터 반사되는 불필요한 광을 배제시키도록 되어 있으며, 투사 스크린(17) 이후의 촬상계의 광축을 비스듬히 함으로써 불필요한 광반사를 없애도록 되어 있다.

촬상부(18)는 반사광(13)이 도 3에 도시하는 바와 같은 투사 광점(50)으로서 투사된 투사 스크린(17)을 촬상하는 것으로서, 화상 취득부(29)와 촬상 렌즈(30)를 구비하여 구성되어 있다.

화상 취득부(29)는 반사광(13)이 투사 광점(50)으로서 투사된 투사 스크린(17)을 촬상하고, 투사 스크린(17)의 화상(도 3 참조)을 취득하는 것으로서, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 등의 촬상 소자(영상 소자; 센서)를 구비한 카메라 장치(TV 카메라 등)에 의해 실현된다. 또한, 이 화상 취득부(29)에는, 예컨대 영상 소자에 수광시키는 시간(촬상 축적 시간)을 임의로 설정할 수 있는 셔터 스피드 변경 기능 이나 복수의 화상을 하나의 화상 상에 겹쳐 노광할 수 있는 다중 노광 기능을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 화상 취득부(29)는 취득한 화상을 화상 데이터로서 후술하는 촬상 제어부(19)에 출력하도록 되어 있다.

촬상 렌즈(30)는 초점 거리를 일정한 범위에서 자유롭게 변화시킴으로써, 투사 스크린(17)[이면(17b)]에 초점을 맞추거나 투사 스크린(17)의 화상을 임의의 배율로 화상 취득부(29)에 촬상시키거나 하는 것으로서, 예컨대 줌 렌즈에 의해 실현된다.

또한, 도 1에 도시하는 예에 있어서는 촬상부(18)는 투사 스크린(17)의 이면(17b)측에 배치되어 투사 스크린(17)의 이면(17b)을 촬상하도록 구성되어 있으며, 촬상 렌즈(30)의 배율 등에 기초하여 촬상부(18)와 투사 스크린(17)과의 거리를 임의로 설정할 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 측정 장치(10)에 있어서는 MEMS 미러(12)[미러면(11)]에서 반사된 광[반사광(13)]을 일단 투사 스크린(17)에 투사하고, 촬상부(18)는 화상 취득부(29)를 이용함으로써, 그 투사 스크린(17)의 이면(17b)을 화상 취득부(29)에서 촬영하여 편향광[반사광(13)]의 변화를 화상으로서 파악하도록 되어 있다.

촬상 제어부(19)는 촬상부(18)를 제어함으로써 화상 취득부(29)에서 취득한 화상을 받아들이기 위한 제어 회로로서 구성되는 것으로서, 화상 취득부(29)로부터 입력된 화상 데이터를 양자화하는 것 외에, 예컨대 화상 취득부(29)나 촬상 렌즈(30)에 대하여 제어 신호를 출력함으로써, 화상 취득부(29)에 대하여 촬상 지시를 행하거나 화상 취득부(29)의 셔터 스피드를 변경하거나 촬상 렌즈(30)의 배율 조정을 행하거나 하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 촬상 제어부(19)에 의해 양자화된 양자화 화상을 후술하는 화상 처리부(20)에 출력하도록 되어 있다.

화상 처리부(20)는 촬상 제어부(19)로부터 입력된 양자화 화상을 처리하기 위한 화상 처리 회로로서 구성되는 것으로서, 예컨대 양자화 화상에 있어서의 노이즈를 제거하도록 되어 있으며, 처리된 처리 화상을 후술하는 처리 단말(21)에 출력하도록 되어 있다.

처리 단말(21)은 제어부(31), 추출부(32) 및 측정부(33)로서의 기능을 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다.

또한, 이 처리 단말(21)은 전술한 CPU 외에, 예컨대 처리 단말에 관한 여러 정보를 표시하기 위한 디스플레이(도시 생략)나 검사자가 각종 입력이나 조작을 행함으로써 데이터나 지시 내용 등을 처리 단말(21)에 입력하기 위한 입력 장치(키보드, 마우스 등; 도시 생략)를 구비하여 구성되어 있다.

제어부(31)는 미러면(11)의 편향 각도를 제어하는 것으로서, 예컨대 전술한 검사자가 입력 장치를 통해 미러면(11)의 편향 각도를 변경시키기 위한 구동 조건(입력 전압의 값, 입력 전압의 진동 주파수 등)을 입력함으로써, 후술하는 구동 파형 발생부(22)에 대하여 입력된 구동 조건에 대응하는 제어 신호를 출력하도록 되어 있다. 또한, 이 제어부(31)는 측정광 제어부(15)에 있어서의 셔터의 개폐 동작도 제어하도록 되어 있으며, 예컨대 검사자가 입력 장치를 통해 측정 개시의 지시를 입력한 경우에는 셔터의 개방 동작을 행하고, 측정 종료의 지시를 입력한 경우에는 셔터의 폐쇄 동작을 행하도록 되어 있다.

추출부(32)는 화상 처리부(20)로부터 출력된 처리 화상에 기초하여, 투사 스크린(17)에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 투사 광점을 추출하는 것이다. 또한, 구체적인 추출 방법에 대해서는 후술한다.

측정부(33)는 촬상부(18)에 의해 촬상된 투사 스크린(17)의 화상(처리 화상)에 기초하여 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정하는 것으로서, 측정 대상의 투사 광점(50)의 강도(밝기), 사이즈(크기), 좌표값(위치) 등을 측정하고, 이들의 값에 기초하여 MEMS 미러(12)의 편향 특성(최대 편향 각도, 소정의 전압을 입력한 경우의 편향 각도, 입력 전압을 소정의 진동 주파수에 의해 변화시킨 경우의 편향 속도 및 공진점 등)을 측정하도록 되어 있다.

그리고, 검사자는 입력된 측정 조건(입력 전압의 값, 입력 전압의 진동 주파수 등)과 측정부(33)의 측정 결과에 기초하여 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 평가하도록 되어 있다.

전술한 제어부(31), 추출부(32) 및 측정부(33)로서의 기능은 CPU(Central Processing Unit; 도시 생략)에 의해 실현된다. 또한, 이들의 제어부(31), 추출부(32) 및 측정부(33)로서의 각 기능은 컴퓨터(CPU, 정보 처리 장치, 각종 단말을 포함)가 소정의 애플리케이션 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 좋다.

그 프로그램은 예컨대, 플렉시블 디스크, CD(CD-ROM, CD-R, CD-RW 등), DVD(DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD＋R, DVD＋RW 등) 등의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 형태로 제공된다. 이 경우, 컴퓨터는 그 기록 매체로부터 프로그램을 판독하여 내부 기억 장치 또는 외부 기억 장치에 전송하고 저장하여 이 용한다. 또한, 그 프로그램을 예컨대 자기디스크, 광디스크, 광자기디스크 등의 기억 장치(기록 매체)에 기록해 두고, 그 기억 장치로부터 통신 회선을 통해 컴퓨터에 제공하도록 하여도 좋다.

여기서, 컴퓨터란, 하드웨어와 OS를 포함하는 개념이며, OS의 제어하에서 동작하는 하드웨어를 의미하고 있다. 또한, OS가 불필요하여 애플리케이션 프로그램 단독으로 하드웨어를 동작시키는 경우에는 그 하드웨어 자체가 컴퓨터에 상당한다. 하드웨어는 적어도 CPU 등의 마이크로 프로세서와, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램을 판독하기 위한 수단을 구비하고 있다.

상기 프로그램으로서의 애플리케이션 프로그램은 전술한 바와 같이 컴퓨터에 제어부(31), 추출부(32) 및 측정부(33)로서의 기능을 실현시키는 프로그램 코드를 포함하고 있다. 또한, 그 기능의 일부는 애플리케이션 프로그램이 아니라 OS에 의해 실현되어도 좋다.

또한, 본 실시형태에 따른 기록 매체로서는 전술한 플렉시블 디스크, CD, DVD, 자기디스크, 광디스크, 광자기디스크 외에 IC 카드, ROM 카트리지, 자기 테이프, 펀치 카드, 컴퓨터의 내부 기억 장치(RAM이나 ROM 등의 메모리), 외부 기억 장치 등이나 바코드 등의 부호가 인쇄된 인쇄물 등의 컴퓨터 판독 가능한 여러 가지의 매체를 이용할 수도 있다.

구동 파형 발생부(22)는 제어부(31)에 의해 입력된 구동 조건에 기초하는 구동 파형의 제어 신호(구동 신호)를 생성하는 파형 발생 회로로서 구성되는 것으로서, 생성한 구동 신호를 MEMS 미러(12)의 구동 회로(27)에 출력함으로써, 이 구동 회로(27)가 구동 조건에 따라 미러면(11)을 토션바(25, 25, 26, 26)에 의해 소정 각도로 비스듬히 하거나 진동시키거나 하도록 되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치(10)에 있어서의 측정 순서의 일례에 대해서 도 4에 도시하는 흐름도(단계 S11∼S15)에 따라 설명한다.

우선, 검사자가 MEMS 미러(12)를 스테이지(16) 상에 적재하고, 입력 장치를 통해 측정 개시의 지시를 입력함으로써, 측정광 제어부(15)가 셔터의 개방 동작을 행하고, 측정용 광원(14)이 미러면(11)에 레이저광(28)을 조사한다(단계 S11; 조사 단계).

측정용 광원(14)으로부터 조사된 레이저광(28)은 미러면(11)에서 반사됨으로써 반사광(13)을 형성하고, 이 반사광(13)이 투사 스크린(17)에 투사된다. 반사광(13)이 투사된 투사 스크린(17)에서는 그 투사면(17a) 및 이면(17b)에서의 반사광(13)을 투사 광점(50)으로서 표시한다(투사 단계).

다음에, 검사자가 입력 장치를 통해 구동 조건(입력 전압의 값, 입력 전압의 진동 주파수 등)을 제어부(31)에 대하여 입력함으로써, 구동 파형 발생부(22)는 입력된 구동 조건에 기초하는 구동 신호를 생성하고, 이 구동 신호를 구동 회로(27)에 출력한다. 구동 신호가 입력된 구동 회로(27)는 그 구동 신호에 기초하여 미러면(11)을 소정 각도로 비스듬히 한다(단계 S12; 제어 단계).

그리고, 화상 취득부(29)는 투사 스크린(17)의 이면(17b)을 촬상하고, 그 화상을 취득한다(단계 S13; 촬상 단계). 또한, 화상 취득부(29)는 취득한 화상을 화 상 데이터로서 촬상 제어부(19)에 출력한다.

화상 취득부(29)로부터 출력된 화상 데이터는 촬상 제어부(19)에서 양자화되고, 그 후, 화상 처리부(20)에서 노이즈 제거 등의 화상 처리가 행해진다.

또한, 여기서 투사 스크린(17)에 투사된 광점이 복수 개인 경우에, 추출부(32)는 촬상 제어부(19) 및 화상 처리부(20)에 의해 처리된 처리 화상에 기초하여, 투사 스크린(17)에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하고(추출 단계), 측정부(33)가 측정 대상의 투사 광점(50)의 강도(밝기), 사이즈(크기), 좌표값(위치) 등을 측정한다(단계 S14; 측정 단계).

측정 후, 미러면(11)의 편향 각도를 변경시켜 측정하는 경우에는(단계 S15의 "연속 측정" 루트 참조), 단계 S12로 되돌아간다. 한편, 측정을 종료하는 경우에는(단계 S15의 "측정 종료" 루트 참조), 측정을 종료한다.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여 미러면의 외측에 커버 유리가 설치되어 있는 미러 시스템을 측정하는 경우의 예를 도시하는 도면, 도 6은 그 경우에 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면, 도 7은 반사광의 광점과 불필요한 광의 광점이 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우의 예를 도시하는 도면, 도 8은 반사광의 광점과 불필요한 광의 광점이 다른 라인 상에 표시된 경우의 예를 도시하는 도면, 도 9는 도 8에 도시하는 상태에 있어서의 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면이다.

그런데, 도 5에 도시하는 바와 같이, 미러면(11)의 외측에 미러면(11)을 보호하기 위한 커버 유리(35)가 설치되어 있는 경우에는 측정용 광원(14)으로부터 조 사된 레이저광(28)은 미러면(11)에서 반사되어 반사광(13)을 형성할 뿐만 아니라, 커버 유리(35)의 표면(35a)이나 이면(35b)에서도 반사되어 불필요한 광(34a, 34b, 34c)을 각각 형성한다. 이것에 의해, 투사 스크린(17)에 있어서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 투사 광점(50)뿐만 아니라 불필요한 광(34a, 34b, 34c)의 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)이 각각 표시되는 것이다.

이하, 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여, 커버 유리로부터 반사되는 불필요한 광에 영향을 받지 않고, 측정하는 경우에 대해서 설명한다.

본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치(10)는 MEMS 미러(12) 및 커버 유리(35)로부터 반사된 광[반사광(13), 불필요한 광(34a, 34b, 34c)]을 화상으로서 파악하고, 미러면(11)에 의해 편향된 반사광(13)과 커버 유리(35)로부터 반사된 불필요한 광(34a, 34b, 34c)에 대해서, 복수의 취득 화상으로부터 편향에 의한 움직임의 있고 없음, 강도 등으로부터 판별하여, 원하는 광[반사광(13)]에 대해서 선택 계측하도록 되어 있다.

우선, 투사 스크린에 투사된 광점의 특징에 기초하여, 측정 대상의 투사 광점만을 추출하는 방법을 설명한다.

추출부(32)는 투사 스크린(17)에 투사된 광점이 복수[도 6에 도시하는 예에서는 광점(50, 51a, 51b, 51c)의 4개]인 경우에는 촬상부(18)에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 이들 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하도록 되어 있으며, PSD를 이용한 방법에서는 불가능한 복수의 휘점[광점(50, 51a, 51b, 51c)]으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 검출할 수 있 고, 이들 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)에 대해서, 각각의 휘점 중심(무게 중심) 위치, 사이즈, 휘도 등을 구할 수 있으며, 이들의 정보로부터 주광선의 휘점[투사 광점(50)]을 추출할 수 있다.

구체적으로는, 추출부(32)는 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c) 각각의 중심(무게 중심) 위치, 사이즈(크기), 휘도(광점의 강도) 등의 측정 결과에 기초하여, 예컨대 휘점 강도가 가장 강한 것이나(또는 n번째로 강한 것; n은 자연수), 휘점 사이즈가 가장 큰 것(또는 n번째로 큰 것; n은 자연수)을 측정 대상의 투사 광점(50)으로서 추출할 수 있다. 또한, 각각의 광점(휘점)(50, 51a, 51b, 51c)의 배열 위치로부터 측정 대상의 투사 광점(주광선에 의한 휘점)(50)의 위치를 추출하여도 좋다.

또한, 추출부(32)는 MEMS 미러(12)(피측정 편향 미러)를 정위치(회전하지 않는 상태)에서 화상을 촬상하고, 각 각도로 편향한 경우의 화상과의 차분을 취함으로써 커버 유리(35)로부터 직접 반사되어 오는 광[불필요한 광점(51a, 51b, 51c)]에 의한 휘점을 배제하여도 좋다. 즉, 미러면(11)의 편향 각도가 변경되기 전후의 복수의 광점 좌표값의 차이에 기초하여 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하여도 좋고, 또한, 전술한 각 방법을 조합시켜 추출하여도 좋다.

다음에, MEMS 미러(12)에서의 한쪽 토션바를 소정 편향 각도로 고정한 상태로 다른 토션바를 제어하는 방법을 이용하여, 불필요한 광에 의한 영향을 회피하는 방법을 설명한다.

도 7에 도시하는 측정 장치에 있어서는 측정 대상의 투사 광점(50)이 투사 스크린(17) 상에 있어서, MEMS 미러(12)에서의 제1 토션바(25, 25)의 회동에 따라서, 라인(g)을 따라 이동하도록 되어 있으며, 또한, 커버 유리(35)의 표면(35a)이나 이면(35b)으로부터의 반사에 의해 발생한 불필요한 광점(51)도 투사 광점(50)에 접근하여 라인(g) 상에 표시되고, 이것에 의해 측정에 지장이 발생하는 경우가 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 제1 토션바(25, 25)를 회동시켜 투사 광점(50)을 라인(g)에 따라 이동시키면, 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51)이 투사 스크린(17)에 있어서 겹쳐 표시되는 상태가 발생하고, 이 상태에서는 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51)을 판별하는 것은 곤란이다.

그 때문에, 본 실시형태에 있어서는 도 8에 도시하는 바와 같이, MEMS 미러(12)가 X축과 Y축의 2축의 편향축(미러축)을 갖는 경우에, 어느 쪽인지 1축의 편향 특성을 측정하기 위해, 한쪽의 미러축을 편향하여 커버 유리(35) 등의 영향이 적은 위치에 빔[반사광(13) 혹은 불필요한 광(34)]을 미리 편향하여 측정하도록 되어 있다. 이것에 의해, 피측정 편향 미러가 복수의 편향축을 갖는 경우에, 어느 하나의 축의 측정시에 다른 축을 제어하고, 정위치(회전하지 않는 상태)로부터 다소 편향각을 갖게 함으로써 측정에 불필요한 휘점[불필요한 광점(51)]과 주광선에 의한 휘점[투사 광점(50)]과의 거리를 분리할 수 있다. 본 방법은 특히 편향각이 작은 경우에 유효하며, 투사 스크린(17) 상에 있어서, 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51)이 겹쳐지는 상황을 회피할 수 있다.

따라서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 불필요한 광점(51)(불필요한 광에 의한 휘점; 측정에 불필요한 휘점)이 라인(g)으로부터 떨어진 라인(m)[도 8에서는 라 인(g)에 대하여 평행] 상에 위치하도록 제2 토션바(26, 26)(하나의 회전축; 비측정축)를 미리 회동(오프셋)시킴으로써, 도 9에 도시하는 바와 같이, 편향 미러로부터의 반사광과 커버 유리로부터의 반사광이 동일 라인 상에 위치하지 않게 되기 때문에 정확한 측정이 가능해진다.

즉, 미리 비측정축을 회전시킴으로써, 측정 대상의 투사 광점(50)을 불필요반사에 의한 휘점[불필요한 광점(51a, 51b, 51c)]으로부터 분리할 수 있기 때문에, 제1 토션바(25, 25)(다른 회전축)를 회동시켜 투사 광점(50)(주광선에 의한 휘점)을 이동시킨 경우라도 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51)이 투사 스크린(17)에 있어서 겹쳐 표시되지 않도록 되어 있다(도 9 참조).

예컨대, 도 6에 도시하는 바와 같이, 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)이 투사 스크린(17)에 있어서, 투사 광점(50)이 제1 토션바(25, 25)의 회전에 따라 이동하는 라인(g) 상에 나란하게 표시된 경우에는 측정하지 않는 축[도 8에 도시하는 예에서는 제2 토션바(26, 26)]을 회동시킴으로써, 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)이 라인(g)으로부터 떨어진 위치로 이동하고, 이 상태로부터 제어부(31)가 제1 토션바(25, 25)만을 회동시킴으로써, 미러면(11)의 편향 각도를 제어하여 측정한다.

다음에, 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여, 미러면(11)의 편향 각도가 고속으로 진동(편향)하는 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정하는 경우 에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여 미러면의 편향 각도가 고속으로 진동하는 경우에 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면, 도 11은 도 10에 도시하는 경우에 있어서 촬상부의 셔터 스피드를 길게 설정한 상태에서 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면, 도 12는 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여 2축의 토션바를 동시에 구동시킨 경우에 촬상부에 의해 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면, 도 13은 도 12에 도시하는 경우에 있어서 촬상부의 셔터 스피드를 길게 설정한 상태에서 촬상된 화상의 예를 도시하는 도면이다.

본 실시형태에 따른 측정부(33)는 촬상부(18)에 의해 촬상된 이면(17b)의 화상에 기초하여, 제어부(31)에 의한 미러면(11)의 편향 각도의 변경에 따라 이동하는 투사 광점(50)의 이동량을 측정하도록 되어 있다.

우선, 미러면의 편향 각도가 변경되기 전후의 화상에 기초하여 이동량을 측정하는 방법을 설명한다.

본 실시형태에 있어서는 촬상부(18)가 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경되기 전의 투사 광점(50)을 제1 화상으로서 촬상하는 동시에, 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경된 후의 투사 광점(50)을 제2 화상으로서 촬상하도록 되어 있으며, 측정부(33)가 제1 화상의 투사 광점(50)의 좌표값과 제2 화상의 투사 광점(50)의 좌표값에 기초하여, 각 투사 광점(50, 50) 사이의 길이(L1)를 측정함으로써, 미러면(11)의 편향량(편향 각도) 등을 구할 수 있다.

다음에, 촬상부(18)의 셔터 스피드를 길게 하여 이동량을 측정하는 방법을 설명한다.

전술한 바와 같이 미러면(11)의 편향 각도의 변경 전후에서의 투사 광점(50) 의 각 좌표값에 기초하여 이동량을 산출하는 방법에서는 미러면(11)의 편향 각도가 고속으로 진동(편향)하는 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정하는 경우에는 도 10에 도시하는 바와 같이, 연속적으로 촬상함으로써 광점이 단속적으로 촬상되기 때문에[도 10의 예에서는 투사 광점(50a, 50b, 50c)의 3개], 투사 광점(50)이 정확한 이동량을 얻기 위해서는 진동 주파수에 동기시켜 적절히 지연시켜 촬상해야 한다. 그러나, 진동 주파수에 동기시키기 위한 동기 회로의 준비나 지연시켜 촬상하기 위한 조정이 필요해지며 측정 작업이 번잡해진다.

또한, 도 10에 도시하는 예에 있어서는 촬상부(18)에 의해 촬상된 3개의 투사 광점(50a, 50b, 50c)을 다중 노광에 의해 동일 화상 중에 도시하고 있다.

여기서, 촬상부(18)는 제어부(31)의 제어에 의해 MEMS 미러(12)의 미러면(11)의 편향 각도가 고속으로 진동(편향)하는 것에 따라 반사광(13)이 고속으로 이동하는 경우에는 셔터 스피드(영상 소자에 수광시키는 시간; 촬상 축적 시간)를 길게 하여 촬상함으로써, 투사 광점(50)의 궤적(52)(도 11 참조)을 촬상한다. 또한, 영상 소자에 수광시키는 시간은 미러면(11)의 진동 주기보다 충분히 긴 시간으로 되어 있다.

이것에 의해, 본 방법에 있어서는 도 11에 도시하는 바와 같이, 촬상부(18)가 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경되어 있는 사이의 투사 광점(50)의 궤적(52)을 촬상하고, 측정부(32)가 이 촬상부(18)에 의해 촬상된 투사 광점(50)의 궤적(52)의 길이(L2)를 측정함으로써, 미러면(11)의 편향량(최대 편향 각도 등)을 구한다. 또한, 이 때, 구동 파형 발생부(22)에 의해 생성되는 구동 신 호의 구동 주파수와는 무관계로 미러면(11)의 편향량을 구할 수 있다.

본 방법에 있어서는, 고속 편향 동작시의 편향 각도 측정에 대해서, 고속인 광검지기를 사용하지 않고, 계측하는 방법으로서, 화상 취득부(29)의 촬상 축적 시간(셔터 스피드)을 길게 하여, MEMS 미러(12)의 편향에 의한 광[반사광(13)]의 궤적(52)을 파악하고, 궤적(52)의 최대 길이(L2)를 편향량으로서 파악하도록 되어 있는 것이다.

다음에, 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치를 이용하여, 토션바(25, 25, 26, 26)를 각각 동시에(2축 방향으로) 구동시켜 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정하는 방법을 설명한다.

본 방법에 있어서, 측정부(33)는 MEMS 미러(12) 특성의 측정시에, 토션바(25, 25, 26, 26)를 동시에 구동시켜 투사 스크린(17)에 투사되는 투사 광점(50)의 움직임을 2차원적으로 측정한다.

즉, 토션바(25, 25, 26, 26)를 동시에 구동시켜 도 12에 도시하는 바와 같이, 촬상부(18)가 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경되기 전의 투사 광점(50a)을 제1 화상으로서 촬상한 후, 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경된 후의 투사 광점(50b)을 제2 화상으로서 촬상하고, 측정부(33)가 전술한 미러면(11)의 편향 각도의 변경 전후에서의 투사 광점(50)의 이동량을 산출하는 방법을 이용하여, 제1 화상의 투사 광점(50a)의 좌표값과 제2 화상의 투사 광점(50b)의 좌표값에 기초하여, 각 투사 광점(50a, 50b) 사이에 있어서의 t 방향의 길이(L3)와 s 방향의 길이(L4)를 측정함으로써, 미러면(11)의 편향량(최대 편향 각 도 등)을 구한다.

또한, 도 12에 도시하는 예에 있어서도 촬상부(18)에 의해 촬상된 2의 투사 광점(50a, 50b)을 다중 노광에 의해, 동일 화상 중에 도시하고 있다.

또한, 토션바(25, 25, 26, 26)를 동시에 구동시키는 동시에, 전술한 셔터 스피드를 길게 하여 광점의 이동량을 측정하는 방법을 이용함으로써, 도 13에 도시하는 바와 같이, 촬상부(18)가 제어부(31)에 의해 미러면(11)의 편향 각도가 변경되어 있는 사이의 투사 광점(50)의 궤적(리사쥬 도형)(53)을 촬상하여도 좋다.

측정부(33)는 촬상부(18)에 의해 촬상된 투사 광점(50)의 궤적(53)(리사쥬 도형)을 판별함으로써, X축 둘레, Y축 둘레의 각각의 특성이나 2축 사이의 상관(위상의 지연 등)을 측정할 수 있다. 예컨대, t 방향의 길이(L5)나 s 방향의 길이(L6)를 측정함으로써, 미러면(11)의 편향량(최대 편향 각도 등)을 구하거나 타원형의 리사쥬 도형으로서 형성된 궤적(53)의 단직경 길이(L7)를 측정함으로써, 2축 사이의 상관(위상의 지연 등)을 구할 수 있다.

또한, 2축을 구비한 MEMS 미러(12)에 있어서, 2축을 동시에 구동·측정을 행하는 경우, 입사광과 회전축이 평행해지는 축에 대해서는 편향광이 그리는 궤적이 직선이 되지 않는다(원호를 그림). 따라서 촬상부(18)에 의해 촬상·계측한 값을 보정해야 한다.

이와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 측정 장치(10)에 의하면, 레이저광(28)이 미러면(11)에서 반사됨으로써 형성된 반사광(13)이 투사 스크린(17)의 투사면(17a)에 투사되고, 이 반사광(13)이 투사된 투사면(17a)을 촬상부(18)에서 촬 상함으로써, 촬상된 투사면(17a)의 화상에 기초하여 2차원적으로 MEMS 미러(12)의 편향 특성(최대 편향 각도, 소정의 전압을 입력한 경우의 편향 각도, 입력 전압을 소정의 진동 주파수에 의해 변화시킨 경우의 편향 속도 및 공진점 등)을 측정할 수 있다. 또한, 촬상된 투사면(17a)을 시인(視認)함으로써 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 용이하게 측정할 수 있고, 또한, 촬상된 투사면(17a)의 화상을 화상 처리부(20)나 처리 단말(21) 등에 의해 화상 처리를 실시함으로써 고정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 반사광(13)이 투사 광점(50)으로서 투사된 투사면(17a)을 촬상하는 것만으로 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정할 수 있기 때문에, 측정 기기의 배치 등의 번잡한 조건 설정을 행하지 않고, 단시간에 측정할 수 있다. 따라서, MEMS 미러(12)의 편향 특성을 단시간에 용이하게, 또한 고정밀도로 측정할 수 있는 것이다.

또한, MEMS 미러(12)에 의해 편향된 광[반사광(13)]을 투사 스크린(17)에 비추고, 그 이면(17b)을 촬상부(18)에서 촬상함으로써, 화상 취득부(29)의 촬상 소자사이즈의 제약이나 촬상부(18)의 위치적인 제약도 없고, 편리성이 높다.

또한, 종래의 PSD를 이용한 방법에 비해서 용이하게 1 자릿수 이상 고정 밀도로 고기능 측정계를 저비용(동기능 비교로 PSD 방식의 수분의 1의 비용 절감이 가능)으로 구축할 수 있다.

또한, 미러면(11)의 외측에 커버 유리(35) 등이 구비되어 있는 경우에 있어서, 이 커버 유리(35)의 표면(35a), 이면(35b)에 반사되고, 측정 대상의 투사 광점(50)뿐만 아니라 측정 대상 이외의 복수의 불필요한 광(34a, 34b, 34c)이 불필요 한 광점(51a, 51b, 51c)으로서 투사면(17a)에 투사된 경우에도 촬상부(18)에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 이들 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)을 용이하게 판별할 수 있도록 되기 때문에, 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)만을 추출하여 고정밀도로 측정할 수 있다. 따라서, 커버 유리(35) 등으로부터의 불필요한 광(34)에 영향을 받지 않고 계측(측정)할 수 있다.

또한, 제어부(31)에 의해 제어된 미러면(11)의 반사광(13)에 기초하여 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정함으로써, 제어부(31)에 의한 제어 정보(구동 조건)와 미러면(11)의 편향 각도에 기초하여 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 보다 정확히 측정할 수 있다.

또한, 투사 스크린(17)으로서 미러면(11)으로부터의 반사광(13)의 일부를 투과시키는 확산판을 이용하여, 촬상부(18)에 의해 투사 스크린(17)의 이면(17b)측으로부터 투사 스크린(17)의 이면(17b)을 촬상함으로써, 측정용으로 가늘게 좁혀진 상태에서 측정용 광원(14)으로부터 출력되는 레이저광(고에너지 밀도광)(28)이 투사 스크린(17)에 의해 결상되고, 촬상부(18)에는 직접 입사되지 않기 때문에, 촬상부(18)가 레이저광(28)에 의해 손상되는 경우가 없다.

또한, 투사면(17a)에 있어서, 미러면(11)으로부터의 반사광(13)이 투사면(17a)에 대하여 90°이외로 입사됨으로써, 투사 스크린(17)에 입사된 반사광(13)이 투사면(17a)에서 반사되고, 이 투사 스크린(17)에서 반사된 반사광이 레이저광(28)이나 미러면(11)으로부터의 반사광(13)에 간섭하거나 하는 일이 없으며, 이것에 의해 측정이 불안정해지지 않고, MEMS 미러(12)의 편향 특성을 보다 고정밀도 로 측정할 수 있다.

또한, 촬상된 투사 스크린(17)의 화상에 기초하여, 제어된 미러면(11)의 편향 각도의 변경에 따라 이동하는 투사 광점(50)의 이동량을 측정함으로써, MEMS 미러(12)의 편향 특성을 용이하게 측정할 수 있다.

또한, 미러면(11)의 편향 각도가 변경되기 전의 투사 광점(50a)을 제1 화상으로서 촬상한 후, 미러면(11)의 편향 각도가 변경된 후의 투사 광점(50b)을 제2 화상으로서 촬상하고, 제1 화상의 투사 광점(50a)의 좌표값와 제2 화상의 투사 광점(50b)의 좌표값에 기초하여 각 투사 광점(50a, 50b) 사이의 길이(L1)를 측정함으로써, 투사 광점(50)의 이동량을 구함으로써, MEMS 미러(12)의 반사광(13)의 움직임을 2차원적으로 계측할 수 있고, 미러면(11)의 편향 동작에 따른 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 측정할 수 있다.

또한, 미러면(11)의 편향 각도가 변경되어 있는 사이의 투사 광점(50)의 궤적(52)을 촬상하고, 촬상된 투사 광점(50)의 궤적(52)의 길이(L2)에 기초하여, 투사 광점(50)의 이동량을 측정함으로써, MEMS 미러(12)의 미러면(11)의 편향 각도가 고속으로 진동(편향)하는 것에 따라 투사 광점(50)이 고속으로 이동하는 경우라도 투사 광점(50)의 정확한 이동량을 측정할 수 있고, 또한, 진동 주파수에 동기시켜 적절히 지연시키는 번잡한 조정이 불필요하다. 따라서, 미러면(11)의 편향 속도나 진동 주파수에 관계없이 편향 각도에 상당하는 투사 광점(50)의 이동량을 용이하게, 또한 정확히 측정할 수 있다.

특히, 미러면(11)의 진동에 의해, 투사 광점(50)이 투사면(17a) 상에 있어 서, 왕복 이동하는 경우에는 투사 광점(50)의 궤적(52)에 의해, 투사 광점(50)의 최대 이동량을 정확하게, 또한 용이하게 측정할 수 있다.

또한, 촬상부(18)에 있어서, 셔터 스피드를 길게 하여 투사면(17a)을 촬상함으로써, 궤적(52)을 용이하게 촬상할 수 있다.

또한, 2축을 구비한 MEMS 미러(12)에 적용하고, 그 토션바(25, 25, 26, 26)의 각각을 고속으로 회동 구동시킨 경우에는 촬상부(18)에 의해 촬상된 투사 광점(50)의 궤적(53)이 예컨대 리사쥬 도형을 그리고, 이 궤적(53)에 기초하여 그 t 방향의 길이(L5) 및 s 방향의 길이(L6)를 측정함으로써, 최대 편향 각도에 상당하는 반사광(13)의 2차원적인 이동량 등을 동시에 측정할 수 있다. 또한, 궤적(53)에 있어서의 폭 방향의 길이(L7)를 측정함으로써, 이들 2축의 토션바(25, 25, 26, 26)의 상관(위상의 지연 등)을 측정할 수 있다. 따라서, 미러면(11)의 편향 속도나 진동 주파수에 관계없이 2축을 구비한 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 용이하게, 또한 정확히 측정할 수 있다.

또한, 촬상된 화상에 기초하여, 투사면(17a)에 투사된 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출함으로써, 측정 대상의 반사광(13)뿐만 아니라 커버 유리(35) 등으로부터의 측정 대상 이외의 불필요한 광(34)이 투사면(17a)에 투사된 경우라도 촬상부(18)에 의해 촬상된 이면(17b)의 화상에 기초하여, 이들 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)을 용이하게 판별할 수 있도록 되기 때문에, MEMS 미러(12)의 편향 특성을 보다 고정밀도로 측정할 수 있다.

또한, 투사면(17a)에 휘점으로서 표시된 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)의 강도, 크기, 배열 위치에 기초하여 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하거나 미러면(11)의 편향 각도가 변경되기 전후에 있어서의 광점(50, 51a, 51b, 51c)의 좌표값의 차이에 기초하여 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하거나 함으로써, 투사면(17a)에 투사한 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 보다 확실하게 추출할 수 있다.

또한, 복수의 휘점을 그룹화하여 처리하거나 복수의 휘점[광점(50, 51a, 51b, 51c)]을 선택하거나 함으로써, 복수의 휘점이 있어도 선별하여 위치를 계측(측정)할 수 있다. 또한, 복수의 휘점을 그룹화하여, 이들 복수의 휘점 이동량의 평균을 구함으로써, MEMS 미러(12)에 있어서의 편향 각도를 측정할 수 있다.

또한, 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)이 투사 스크린(17)에 있어서, 투사 광점(50)이 제1 토션바(25, 25)의 회전에 따라 이동하는 동일 라인(g) 상에 나란하게 표시된 경우에, 제2 토션바(26, 26)를 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)이 라인(g)으로부터 떨어진 위치에서 표시되는 미러면(11)의 편향 각도가 되도록 회동시키고, 그 후, 제1 토션바(25, 25)만을 회동시킴으로써 미러면(11)의 편향 각도를 제어함으로써, 투사 광점(50)과 불필요한 광점(51a, 51b, 51c)을 분리시킨 상태에서 측정할 수 있다.

또한, 촬상 렌즈(30)에 있어서의 렌즈의 사양을 투사 스크린(17)에 맞추어 임의로 선택함으로써, 미러면(11), 투사 스크린(17), 촬상부(18) 각각의 배치를 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 측정 장치(10)의 공간 절약화를 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 촬상 렌즈에 고배율의 렌즈를 적용함으로써, 투사면(17a)에 투사된 측정 대상의 투사 광점(50)을 확대한 상태에서 촬상할 수 있기 때문에, MEMS 미러(12)의 편향 특성을 보다 고정밀도로 측정할 수 있고, 또한, 촬상부(18)의 수광면이 작은 경우에도 MEMS 미러(12)의 편향 특성을 고정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 촬상부(18)로서 고분해능 카메라를 이용할 필요가 없어지기 때문에, 측정 장치(10)의 비용을 저감할 수 있다.

[2] 기타

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

예컨대, 상기 실시형태에서는 구동 회로(27)를 내부에 구비한 MEMS 미러(12)에 적용하고 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 구동 회로(27)를 외부에 구비한 MEMS 미러(12)에 적용하여도 좋다. 또한, MEMS 미러(12) 이외의 미러 시스템에 적용하여도 좋고, 예컨대 모터 축에 미러면이 부착되고, 전자력을 이용하여 모터를 구동시킴으로써, 모터 축에 부착된 미러면의 편향 각도를 제어하는 갈바노 미러에 적용하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 투사 스크린(17)에 있어서의 투사면(17a) 및 이면(17b)을 요철 형상으로 형성하고 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 투사면(17a) 또는 이면(17b) 중 어느 한쪽만을 요철 형상으로 형성하여도 좋다. 또한, 전술한 이외가 것이어도 좋고, 투사한 반사광(13)을 확산하는 이미 알려져 있는 여러 가지의 방법을 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 반사광(13)이 반사광(13)의 투사면(17a)에 대하 여 90°이외의 입사 각도로 입사되도록 구성되어 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 도 14에 도시하는 측정 장치(10A)와 같이, 반사광(13)이 반사광(13)의 투사면(17a)에 대하여 90°의 입사 각도로 입사되도록 구성하여도 좋다. 이 경우, 반사광(13)이 투사 스크린(17)에서 반사되고, 이 반사광(13)이 미러면(11)으로 되돌아가 측정이 불안정해지는 것을 고려해야 한다.

또한, 상기 실시형태에서는 촬상부(18)가 투사 스크린(17)의 이면(17b)측으로부터 투사 스크린(17)의 이면(17b)을 촬상하도록 구성되어 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 도 15에 도시하는 측정 장치(10B)와 같이, 투사 스크린(17)의 투사면(17a)측으로부터 투사 스크린(17)의 투사면(17a)을 촬상하도록 구성하여도 좋다. 이 경우, 투사 스크린(17)은 반투명일 필요는 없다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 주목적은 원래 피측정 편향 미러[MEMS 미러(12)]의 편향 각도를 구하는 것이기 때문이며, 편향 미러[미러면(11)]의 움직임에 의해 복수의 휘점[광점(50, 51a, 51b, 51c)]이 동시에 변화하는 것으로부터 편향량을 구하여도 좋기 때문에, 각 휘점의 분리는 반드시 필요하지 않다. 따라서, 상기 실시형태에서는 추출부(20)가 촬상부(18)에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)으로부터 측정 대상의 투사 광점(50)을 추출하도록 되어 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 추출부(20)를 설치하지 않고, 복수의 광점(50, 51a, 51b, 51c)을 동시에 측정하여도 좋다. 또한, 측정용 광원(14)은 측정광(28)으로서, 레이저광 이외의 광선을 조사하여도 좋다.

또한, 전술한 MEMS 미러(12)는 이미 알려져 있는 여러 가지의 방법을 이용하 여 제조할 수 있다(제조 단계). 그리고, 본 실시형태에 있어서의 측정 장치(10)는 그 제조 공정의 일부인 MEMS 미러(12)의 검사 공정(검사 단계)에 이용된다.

[3] 부기

(부기 1)

미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 장치에 있어서,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 측정용 광원과,

상기 측정용 광원으로부터 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 투사되는 투사부와,

상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사부를 촬상하는 촬상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.

(부기 2)

상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여 상기 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 측정 장치.

(부기 3)

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 측정부가 상기 제어부에 의해 제어된 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 상기 반사광에 기초하여 상기 미러 시스템의 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 2에 기재한 측정 장치.

(부기 4)

상기 촬상부는 상기 투사부에 있어서의 상기 반사광의 투사면측에 배치되고, 상기 투사면을 촬상하는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 3 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 5)

상기 촬상부는 상기 투사부에 있어서의 상기 반사광의 투사면 반대측에 배치되고, 상기 투사면의 이면을 촬상하는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 3 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 6)

상기 투사부는 상기 미러면으로부터의 상기 반사광의 일부를 투과시키는 확산판인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 5 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 7)

상기 투사부는 상기 반사광이 상기 반사광의 투사면에 대하여 90°이외의 입사 각도로 입사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 6 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 8)

미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 방법에 있어서,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와,

상기 조사 단계에서 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 투사부의 투사면에 투사되는 투사 단계와,

상기 투사 단계에서 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사면을 촬상하는 촬상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.

(부기 9)

상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여 상기 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 8에 기재한 측정 방법.

(부기 10)

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어 단계를 포함하고,

상기 측정 단계에서는 상기 제어 단계에서의 제어된 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광에 기초하여 상기 미러 시스템의 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 9에 기재한 측정 방법.

(부기 11)

상기 촬상 단계에서는 상기 투사부에 있어서의 상기 반사광측으로부터 상기 투사면을 촬상하는 것을 특징으로 하는 부기 8 내지 부기 10 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 12)

상기 촬상 단계에서는 상기 투사부에 있어서의 상기 반사광의 반대측으로부터 상기 투사면의 이면을 촬상하는 것을 특징으로 하는 부기 8 내지 부기 10 중 어 느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 13)

상기 투사부는 상기 미러면으로부터의 상기 반사광의 일부를 투과시키는 확산판인 것을 특징으로 하는 부기 8 내지 부기 12 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 14)

상기 투사 단계에서는 상기 반사광이 상기 반사광의 투사면에 대하여 90°이외의 입사 각도로 입사되는 것을 특징으로 하는 부기 8 내지 부기 13 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 15)

상기 미러면에 측정광을 조사하는 측정용 광원과,

상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사부를 촬상하는 촬상부와,

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어부와,

상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여, 상기 제어부에 의해 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량 을 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.

(부기 16)

상기 촬상부는 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경되기 전의 상기 투사 광점을 제1 화상으로서 촬상한 후에, 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경된 후의 상기 투사 광점을 제2 화상으로서 촬상하고,

상기 측정부는 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 기초하여, 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 15에 기재한 측정 장치.

(부기 17)

상기 촬상부는 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고,

상기 측정부는 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 궤적에 기초하여 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 15에 기재한 측정 장치.

(부기 18)

상기 촬상부에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 상기 투사부에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부기 15 내지 부기 17 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 19)

상기 추출부는 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 18에 기재한 측정 장치.

(부기 20)

상기 추출부는 상기 광점의 크기에 기초하여 측정 대상의 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 18 또는 부기 19에 기재한 측정 장치.

(부기 21)

상기 추출부는 상기 광점의 배열 위치에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 18 내지 부기 20 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 22)

상기 추출부는 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경되기 전후의 상기 광점 좌표값의 차이에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 18 내지 부기 21 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 23)

상기 미러 시스템은, 복수의 회전축을 구비하여 상기 미러면이 이들 복수의 회전축 둘레에 각각 회동 가능하게 구성된 것이며,

상기 제어부는, 상기 투사부에 투사된 복수의 상기 광점이 상기 투사부에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미러면의 편향 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 부기 18 내지 부기 22 중 어느 한 항에 기재한 측정 장치.

(부기 24)

상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와,

상기 조사 단계에서 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 투사부에 투사되는 투사 단계와,

상기 투사 단계에서 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사부를 촬상하는 촬상 단계와,

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어 단계와,

상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여, 상기 제어 단계에서 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.

(부기 25)

상기 촬상 단계에서는, 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경되기 전의 상기 투사 광점을 제1 화상으로서 촬상한 후에, 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경된 후의 상기 투사 광점을 제2 화상으로서 촬상하고,

상기 측정 단계에서는 상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 기초하여 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 24에 기재한 측정 방법.

(부기 26)

상기 촬상 단계에서는 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고,

상기 측정 단계에서는 상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 궤적에 기초하여 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 부기 24에 기재한 측정 방법.

(부기 27)

상기 촬상 단계에서 촬상된 화상에 기초하여, 상기 투사 단계에서 상기 투사부에 투사된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 24 내지 부기 26 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 28)

상기 추출 단계에서는 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 27에 기재한 측정 방법.

(부기 29)

상기 추출 단계에서는 상기 광점의 크기에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 27 또는 부기 28에 기재한 측정 방법.

(부기 30)

상기 추출 단계에서는 상기 광점의 배열 위치에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 27 내지 부기 29 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 31)

상기 추출 단계에서는, 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경되기 전후의 상기 광점 좌표값의 차이에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 부기 27 내지 부기 30 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 32)

상기 제어 단계에서는, 상기 투사 단계에서 투사된 복수의 상기 광점이 상기 투사면에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미러면의 편향 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 부기 27 내지 부기 31 중 어느 한 항에 기재한 측정 방법.

(부기 33)

미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 제조 방법에 있어서,

상기 미러 시스템을 제조하는 제조 단계와,

상기 제조 단계에서 제조된 상기 미러 시스템을 검사하는 검사 단계를 포함하고,

상기 검사 단계는,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와,

상기 투사 단계에서 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사면을 촬상하는 촬상 단계와,

상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여 상기 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미러 시스템의 제조 방법.

(부기 34)

상기 미러 시스템을 제조하는 제조 단계와,

상기 검사 단계와,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와,

상기 투사 단계에서 상기 반사광이 상기 투사 광점으로서 투사된 상기 투사 부를 촬상하는 촬상 단계와,

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어 단계와,

상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 투사부의 화상에 기초하여, 상기 제어 단계에 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미러 시스템의 제조방법.

본 발명에 의하면, 측정광이 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사부에 투사 광점으로서 투사되고, 이 반사광이 투사 광점으로서 투사된 투사부를 촬상하도록 되어 있기 때문에, 촬상된 투사부의 화상에 기초하여 2차원적으로 미러 시스템의 특성(최대 편향 각도, 소정의 전압을 입력한 경우의 편향 각도, 입력 전압을 소정의 진동 주파수에 의해 변화시킨 경우의 편향 속도 및 공진점 등)을 측정할 수 있다. 또한, 반사광이 투사 광점으로서 투사된 투사부를 촬상하는 것만으로 미러 시스템의 특성을 측정할 수 있기 때문에, 측정 기기의 배치 등의 번잡한 조건 설정을 행하지 않고 단시간에서 측정할 수 있다. 따라서, 미러 시스템의 특성을 단시간에 용이하게, 또한 고정밀도로 측정할 수 있다(청구항 1, 6).

또한, 촬상된 투사부의 화상에 기초하여, 제어된 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 투사 광점의 이동량을 측정함으로써, 미러 시스템의 특성을 용이하게 측정할 수 있다(청구항 1, 6).

또한, 미러면의 기울기가 변경되기 전의 투사 광점을 제1 화상으로서 촬상하는 동시에, 미러면의 기울기가 변경된 후의 투사 광점을 제2 화상으로서 촬상하고, 이들의 제1 화상과 제2 화상에 기초하여 투사 광점의 이동량을 측정함으로써, 미러면의 기울기 동작에 따른 미러 시스템의 특성을 용이하게 측정할 수 있다.

또한, 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 투사 광점의 궤적을 촬상하고, 촬상된 궤적에 기초하여 투사 광점의 이동량을 측정함으로써, 미러 시스템에 서의 미러면의 기울기가 고속으로 진동하는 것에 따라 투사 광점이 고속으로 이동하는 경우라도 투사 광점의 정확한 이동량을 측정할 수 있고, 또한, 진동 주파수에 동기시켜 적절히 지연시키는 것과 같은 번잡한 조정이 불필요하다. 따라서, 미러면의 편향 속도나 진동 주파수에 관계없이 편향 각도에 상당하는 투사 광점의 이동량을 용이하게, 또한 정확히 측정할 수 있다(청구항 2, 7).

또한, 측정 대상의 반사광뿐만 아니라 커버 유리 등으로부터 측정 대상 이외의 불필요한 광이 발생하여 투사부에 광점으로서 투사된 경우라도 촬상된 투사부의 화상에 기초하여, 투사된 복수의 광점 중에서 측정 대상의 투사 광점을 추출할 수 있도록 되기 때문에, 미러 시스템의 특성을 보다 고정밀도로 측정할 수 있다(청구항 3, 8).

또한, 투사된 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 투사 광점을 추출함으로써, 측정 대상의 투사 광점을 확실하게 특정할 수 있다(청구항 4, 9).

또한, 예컨대 커버 유리 등으로부터 측정 대상 이외의 불필요한 광이 광점으로서 투사된 것에 의해, 복수의 광점이 투사면에 있어서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회 동시킨 상태에서, 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시키는 것에 따라 미러면의 편향 각도를 제어함으로써, 측정 대상의 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점을 분리시킨 상태에서 측정할 수 있다(청구항 5, 10).

Claims

미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 장치에 있어서,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 측정용 광원과,

상기 측정용 광원으로부터 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 결상되는 스크린과,

상기 반사광이 결상된 상기 투사 광점을 포함하는 상기 스크린의 화상을 촬상하는 촬상부와,

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어부와,

상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 스크린의 화상에 기초하여, 상기 제어부에 의해 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 촬상부는 상기 제어부에 의해 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고,

상기 측정부는 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 궤적에 기초하여 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상부에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 상기 스크린에 결상된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 추출부는 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 미러 시스템은, 복수의 회전축을 구비하여 상기 미러면이 이들 복수의 회전축 둘레에 각각 회동 가능하게 구성된 것이며,

상기 제어부는, 상기 스크린에 결상된 복수의 상기 광점이 상기 스크린에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미러면의 편향 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
미러면의 기울기가 변경 가능하게 구성된 미러 시스템의 특성을 측정하는 측정 방법에 있어서,

상기 미러면에 측정광을 조사하는 조사 단계와,

상기 조사 단계에서 조사된 상기 측정광이 상기 미러면에서 반사됨으로써 형성된 반사광이 투사 광점으로서 스크린에 결상되는 투사 단계와,

상기 투사 단계에서 상기 반사광이 결상된 상기 투사 광점을 포함하는 상기 스크린의 화상을 촬상하는 촬상 단계와,

상기 미러면의 기울기를 제어하는 제어 단계와,

상기 촬상 단계에서 촬상된 상기 스크린의 화상에 기초하여, 상기 제어 단계에서 제어된 상기 미러면의 기울기 변경에 따라 이동하는 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 측정 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제6항에 있어서, 상기 촬상 단계에서는 상기 제어 단계에서 상기 미러면의 기울기가 변경되어 있는 사이의 상기 투사 광점의 궤적을 촬상하고,

상기 측정 단계에서는 상기 촬상 단계에서 촬상된 궤적에 기초하여 상기 투사 광점의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 촬상 단계에서 촬상된 화상에 기초하여, 상기 투사 단계에서 상기 스크린에 결상된 복수의 광점으로부터 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제8항에 있어서, 상기 추출 단계에서는 상기 광점의 강도에 기초하여 측정 대상의 상기 투사 광점을 추출하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제8항에 있어서, 상기 미러 시스템은, 복수의 회전축을 구비하여 상기 미러면이 이들 복수의 회전축 둘레에 각각 회동 가능하게 구성된 것이며,

상기 제어 단계에서는, 상기 투사 단계에서 결상된 복수의 상기 광점이 투사면에서 동일 라인 상에 나란하게 표시된 경우에, 상기 미러 시스템에서의 하나의 회전축을, 측정 대상의 상기 투사 광점과 측정 대상 이외의 광점이 다른 라인 상에 표시되는 미러면의 편향 각도가 되도록 회동시킨 상태에서, 상기 미러 시스템에서의 다른 회전축을 회동시킴으로써 미러면의 편향 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.