KR100876154B1 - 렌즈 주광선 출사각 측정시스템 및 그 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈 주광선 측정시스템에 관한 발명으로서, 측정대상 렌즈가 탈착식으로 고정되는 렌즈 지지대와, 상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제1 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 향하여 레이저 광을 출사하는 레이저 광원과, 상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제2 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 통과하는 레이저 광을 반사시키는 평면거울과, 상기 제1 로터리 스테이지에 탑재되고 상기 레이저 광원과 상기 렌즈 지지대 사이에 위치하며 상기 평면거울로부터 반사된 레이저 광의 진행방향을 전환하여주는 빔스플릿터 및 상기 빔 스플릿터로부터 방향 전환된 상기 레이저광의 상을 표시하기 위한 스크린장치를 포함하고, 상기 평면거울은 미세거리조정용 광축 방향 트랜슬레이터 상에 설치하여, 렌즈의 주광선 출사각도를 실측함으로서, 렌즈의 성능평가의 객관성을 높이고, 상기 광학 모듈과 영상 센서를 결합하였을 때 상이 잘못 나오게 되는 문제점을 해결하여 보다 높은 수준의 고해상도의 광학시스템을 제공할 수 있게 된다.

주광선, 광학모듈, 로터리 스테이지, 트랜슬레이터

Description

렌즈 주광선 출사각 측정시스템 및 그 측정방법{An exit angle measurement system for lens chief ray and its measurement method}

본 발명은 렌즈의 주광선의 출사각도를 측정하는 시스템 및 측정방법에 관한 발명이다.

상기 장치는 소형 카메라 또는 폰 카메라 렌즈의 주광선 출사각도의 측정으로 고해상도의 광학시스템을 개발하는데 사용된다.

IT 및 통신부분 시장조사 분석 및 컨설팅 기관인 IDC(International Data Corporation)와 Gartner에서는 매년 전세계 휴대폰 시장이 약 5 % 씩 증가할 것이라고 전망하고 있다. 이 가운데 카메라를 장착한 휴대폰의 비율은 2007년 현재 전세계적으로 약 51 %에 이르고 있다. 이러한 폰카메라는 국내 S사가 2003년 VGA급 개발로 시작하여 2005년 2 M급에 이어 현재에는 5 M급으로 성능이 향상되고 있는 추세이다. 이와 아울러 같은 해상도에서도 크기를 더 줄이고자 하는 노력도 많이 진행되고 있다.

이렇게 폰카메라와 관련된 업계에서의 기술개발은 치열하게 이루어지고 있으나 대부분의 측정 항목 및 측정 방법은 표준화로 정립되어 있지 못하여 저마다 성능측정 방법이 상이하고 측정 설비마저 구축되지 않고 있다. 따라서 성능평가의 객관성이 떨어지고 보다 높은 수준의 고해상도 광학시스템을 개발하는데 많은 지장을 초래하고 있다.

특히 여러 평가지표 가운데 주광선 출사각도 측정이 중요해지고 있다. 이것은 폰카메라의 영상센서에서 마이크로렌즈를 통과하여 전자를 발생시키는 부분에 닿기까지의 광의 입사각도가 정해져 있기 때문이다.

이러한 폰 카메라의 영상센서는 제품에 따라 차이는 있으나 광의 입사각도는 일반적으로 20도 근방으로 알려져 있다. 이 각도를 넘어 센서로 입사되는 광은 색 번짐 현상이나 까맣게 나오는 현상들이 관측되는 것으로 알려져 있다.

따라서 폰 카메라를 설계할 경우 주광선 출사각도가 센서에서 요구하는 각도 이하가 되도록 하고 있으나 그동안 이러한 출사각도는 광학모듈의 물리적인 크기가 매우 작아 제대로 측정을 하지 못해왔다.

그 결과 광학 모듈과 영상 센서를 결합하였을 때 상이 제대로 나오지 않을 경우 주광선 출사각도에 잘못이 있는 것인지 아니면 영상 센서 문제인지 파악하는 일이 쉽지 않다.

이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 광학 모듈에서의 주광선 출사각도를 정확히 측정하고 관련된 정보를 모듈 업체와 조립 업체가 공유하여야 한다.

광학 모듈의 주광선 출사각도를 측정하는 것은 쉽지 않다. 왜냐하면 광학 모듈의 직경이 수 mm에 지나지 않고 후초점거리 (back focal length)도 일반적으로 4~5 mm에 불과하여 어떠한 종류의 측정장치를 광학 모듈 뒷단에 설치하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 또한 주광선은 광학 모듈을 빠져 나올 때 보조광선들과 같이 나오므로 주광선만을 분리하여 측정할 수도 없다. 이러한 문제점들 때문에 그동안 주광선 출사각도는 설계 값을 근거로 추정만 해왔다.

따라서, 본 발명에서는 간단한 시스템을 통하여 주광선 출사각도를 손쉽게 측정하는 방법을 제안한다.

레이저 광원 및 렌즈를 제1 로터리 스테이지의 중앙에 위치시키고, 렌즈의 광축을 레이저 광원 및 미세거리조정용 광축 방향 트랜슬레이터 상에 설치된 평면거울의 방향과 일치시켜주며, 레이저 광의 방향을 일정 화각만큼 광축 방향 트랜슬레이터를 전후 조절하여 돌려준 다음, 평면거울의 위치를 회전시키고, 스크린장치상의 레이저 광의 상의 위치변화가 없을 때의 평면거울의 회전된 각도를 측정하여줌으로써, 정확한 주광선 출사각을 측정한다.

광학 모듈에서의 주광선 출사각도를 정확히 측정하는 시스템 및 방법을 제시하며, 렌즈의 주광선 출사각도를 실측함으로서, 렌즈의 성능평가의 객관성을 높이고, 상기 광학 모듈과 영상 센서를 결합하였을 때 상이 잘못 나오게 되는 문제점을 해결하여 보다 높은 수준의 고해상도의 광학시스템을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 주광선 측정시스템에 관한 발명으로서, 측정대상 렌즈가 탈착식으로 고정되는 렌즈 지지대와, 상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제1 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 향하여 레이저 광을 출사하는 레이저 광원과, 상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제2 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 통과하는 레이저 광을 반사시키는 평면거울과, 상기 제1 로터리 스테이지에 탑재되고 상기 레이저 광원과 상기 렌즈 지지대 사이에 위치하며 상기 평면거울로부터 반사된 레이저 광의 진행방향을 전환하여주는 빔 스플릿터와, 상기 빔 스플릿터로부터 방향 전환된 상기 레이저광의 상을 표시하기 위한 스크린장치를 포함하고, 상기 평면거울은 미세거리조정용 광축 방향 트랜슬레이터 상에 설치된다.

상기 렌즈 지지대는 상기 렌즈와 교체되어 광축 정렬용 보조거울이 탈착식으로 고정될 수 있다.

상기 제1 로터리 스테이지 및 제2 로터리 스테이지는 미세 각도해상도를 가지는 각도표시수단을 구비한다.

상기 렌즈 지지대는 2축 틸트 마운트상에 설치되며, 상기 광축 방향 트랜슬 레이터는 2축 틸트 마운트 및 2축 트랜슬레이터상에 설치된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 광축 정렬이 된 상태의 주광선 출사각도 측정시스템을 나타내는 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 주광선 출사각도 측정하는 원리를 나타내는 도면에 대한 것이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 상기 주광선 출사각도 측정시스템은 렌즈(40)를 탑재하는 렌즈 지지대(41)와, 상기 렌즈 지지대(41)의 위치를 축으로 하는 제1 로터리 스테이지(미도시)에 탑재되어 상기 렌즈(40)를 향하여 레이저 광을 출사하는 레이저 광원(10)과, 상기 렌즈 지지대(41)의 위치를 축으로 하는 제2 로터리 스테이지(미도시)에 탑재되어 상기 렌즈(40)를 통과하는 레이저 광을 반사시키고, 미세거리조정용 광축 방향 트랜슬레이터(51)상에 설치된 평면거울(50)과, 상기 제1 로터리 스테이지에 탑재되고 상기 레이저 광원(10)과 상기 렌즈 지지대(41)사이에 위치하며 상기 평면거울(50)로부터 반사된 레이저 광의 진행방향을 전환하여주는 빔 스플릿터(30) 및 상기 빔 스플릿터(30)로부터 입사되는 상기 레이저 광의 상을 표시하기 위한 스크린장치(20)를 포함하여 구성된다.

상기 레이저 광은 파장이나 파워는 별로 중요하지 않으나, 상기 레이저 광의 크기는 렌즈(40)의 입사동을 충분히 커버할 수 있는 크기이어야 한다. 또한, 레이저 광원(10)은 방향을 조절하기 위한 2축 틸트(tilt, 미도시) 마운트에 설치된다.

또한, 빔 스플릿터(beam splitter, 30)는 렌즈(40)를 거쳐 되돌아오는 레이저 광을 레이저 광원(10)으로 되돌리지 않고 스크린장치(20)로 방향을 바꾸어주기 위하여 사용하는 것으로 제1 로터리 스테이지에 탑재되고, 레이저 광원(10)과 렌즈(40)사이에 놓이게 된다.

상기 빔 스플릿터(30)의 성능은 주광선 출사각도를 측정하는데 별로 중요하지 않으나 30도 이상의 각도로 들어오는 레이저 광을 수용할 수 있는 정도의 크기이어야 한다.

그리고, 평면거울(50)은 렌즈(40)를 통과한 레이저 광을 다시 레이저 광원(10)으로 되돌리기 위하여 사용된다.

예를 들어, 휴대폰용 렌즈의 후초점거리는 일반적으로 수 mm에 불과하므로 직경 수 mm 이내의 평면거울을 사용하여야 충분한 기울임이 가능하다. 또한 이 평면거울은 위치 조정용 광축 방향 트랜슬레이터(translater, 51)상에 설치되어야 한다.

그러나, 이렇게 조그마한 거울을 광축 방향 트랜슬레이터(51)상에 설치하는 것이 쉽지 않으므로 마이크로미터 헤드(미도시)의 앞단의 평평한 부분을 평면거울(50)로 삼고 마이크로미터(미도시)를 광축 방향 트랜슬레이터(51)로 이용하는 것이 바람직하다.

이때 마이크로미터 헤드(미도시)는 2축 틸트 마운트(미도시) 및 2축 트랜슬레이터(미도시)에 설치되어 방향과 위치를 조절할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 2축 틸트 마운트는 상기 마이크로미터 헤드의 방향을 상,하로 조절을 하여주며, 상기 2축 트랜슬레이터는 상기 마이크로미터 헤드의 방향을 전, 후로 조절하여 주는 기능을 한다.

렌즈(40)를 고정하기 위한 렌즈 지지대(41)에는 렌즈가 탑재된 렌즈 하우징(housing)에 만들어진 수나사산과 일치하는 암나나산을 형성하여 렌즈의 착탈이 용이하도록 제작된다. 다시 이 렌즈 지지대는 렌즈(40)의 방향을 조절하기 위한 2축 틸트 마운트(미도시)와 위치를 수정하기 위한 3축 트랜슬레이터(미도시)에 고정된다.

한편, 렌즈(40)의 광축을 정확히 찾는 것은 쉽지 않으므로, 비교적 간편하게 하기 위하여 실린더 형으로 제작된 렌즈 하우징의 길이 방향이 근사적으로 광축을 표시한다고 보고, 렌즈 하우징의 끝단에 직경 1 cm 이내의 평면거울을 붙인 보조광학계(미도시)를 만든다. 따라서, 이 평면거울(50)의 방향이 광축을 표시하는 것으로 렌즈 지지대(41)의 방향을 조절하는데 사용된다.

레이저 광원(10)과 평면거울(50)의 각도를 별도로 조절하기 위하여 두 대의 별도의 제1, 2 로터리 스테이지(rotary stage)를 장착하고, 이 스테이지는 각도해상도 0.1도 이하의 미세한 각도표시수단을 구비한다.

여기서, 제1, 2 로터리 스테이지는 렌즈 지지대(41)의 위치에 축이 형성되는 상태로 설치되고, 제1 로터리 스테이지는 레이저 광원(10)의 회전각도를 조정하며, 제2 로터리 스테이지는 평면거울(50)의 회전각도를 조정하여주게 된다.

일반적으로, 로터리 스테이지는 각도조절이나 제어된 회전을 정밀하게 수행할 경우에 필요한 것으로서, 이는 수작업으로 동작되거나 혹은 속도 및 위치의 서 보 제어를 통해 모터로도 구동될 수도 있다.

그리고, 스크린 장치(20)는 레이저 광원(10)으로 되돌아오는 레이저 광의 모양 및 위치 변화를 파악하기 위하여 사용된다. 위치 변화를 쉽게 파악하기 위하여 일반 종이에 십자선을 그어 사용하고, 십자선의 중심부에 레이저 광을 위치시키기 위하여 스크린 장치는 위치를 조절할 수 있는 지지대에 고정시키게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 주광선 출사각도 측정하는 원리를 나타내는 도에 대한 것으로서, 이하 그 원리에 대하여 설명하기로 한다.

먼저 레이저 광원(10)의 방향을 좌측 또는 우측(A)으로 반화각의 90%각도로 돌린 후, 레이저 광(11)을 렌즈(40)에 입사시킨다. 이때 레이저 광(11)의 크기는 렌즈(40)의 입사동 크기보다 커야 한다. 렌즈(40)를 빠져나가는 주광선이 평면거울(50)을 맞으면 렌즈(40)쪽으로 되돌아간다.

이때 레이저 광원(10)과 렌즈(40)의 중간에 빔 스플릿터(30)를 놓고, 스크린 장치(20)로 레이저 광(11)의 방향을 바꾸어주면 스크린 장치(20)에 광선다발의 모양이 맺힌다.

그리고, 평면거울(50)의 기울어짐 방향이 주광선 각도(θ)와 일치하지 않으면 평면거울(50)을 앞뒤로 이동시켰을 때 스크린 장치에 맺히는 광선다발의 중심위치가 바뀔 것이다.

그러나 평면거울(50)의 기울어짐 방향이 주광선 각도(θ)와 일치하면 광축 방향 트랜슬레이터를 통하여 평면거울(50)을 앞뒤로 이동시키더라도 광선 다발의 중심위치는 변하지 않으면서 크기만 대칭적으로 변할 것이다.

이렇게 평면거울(50)을 회전시키면서 스크린장치(20)상의 광선 다발의 위치 및 모양 변화를 관찰하면 주광선 각도(θ)를 찾을 수 있다.

따라서, 상기와 같은 측정원리는 렌즈(40)의 성능이 나쁘면 스크린장치(20)상에서 광선 다발의 모양이 좋지 않아서 광선 다발의 위치 및 모양 변화로 주광선 각도(θ)를 측정하는 방법의 정확도가 떨어지기 때문에 렌즈(40)의 성능이 좋을수록 유리하다.

이하, 상기와 같이 구성된 주광선 출사각도 측정시스템에 의하여 주광선 출사각을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

상기 주광선 출사각 측정시스템에 의한 주광선 출사각 측정방법에 있어서, (a) 상기 레이저 광원의 레이저 광의 방향과 상기 렌즈의 광축을 일치시키고, 상기 평면거울이 상기 렌즈의 초점거리에 위치하며 광축 방향과 수직되도록 정렬하는 단계와, (b) 상기 제1 로터리 스테이지를 회전시킴으로서 상기 레이저 광원의 레이저 광의 방향을 광축에 대해 반화각의 범위내에서 규정 화각만큼 회전시키는 단계와, (c) 상기 제2 로터리 스테이지를 상기 제1 로터리 스테이지와 동일 회전방향으로 회전시킴으로서 규정 화각에서의 상기 평면거울의 방향을 광축에 대하여 예상 주광선 출사각도만큼 회전시키는 단계와, (d) 상기 스크린 장치의 위치를 조절하여 상기 레이저 광의 상이 상기 스크린 장치에 표시되도록 하는 단계와, (e) 상기 광축 방향 트랜슬레이터를 전후 이동하면서 레이저 광의 상을 관찰하는 단계와, (f) 상기 단계 (c) 내지 (e)를 반복하여 (e)단계에서 레이저 광의 상이 커졌다 작아졌다 하면서 중심위치가 변하지 않을 때의 제2 로터리 스테이지의 표시각도를 규정 화각에서의 주광선 출사각도로 측정하는 단계를 포함한다.

상기 단계(a)는, (a-1) 상기 렌즈 지지대에서 상기 렌즈를 빼내고 대신에 상기 렌즈의 광축 정렬용 보조거울을 끼우는 단계와, (a-2) 상기 레이저 광원에서 나온 레이저 광이 상기 렌즈 광축 정렬용 보조거울에 반사되어 상기 레이저 광원의 개구 중심으로 되돌아가도록 2축 틸트 마운트를 조절하는 단계와, (a-3) 상기 광축 방향 트랜슬레이터가 설치된 상기 2축 트랜슬레이터를 조절하여 레이저광이 상기 평면거울의 중심에 위치하도록 하는 단계와, (a-4) 상기 광축 방향 트랜슬레이터가 설치된 상기 2축 틸트 마운트를 조절하여 상기 평면거울에서 반사된 레이저 광이 상기 레이저 광원의 개구중심으로 되돌아오도록 하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 주광선 출사각도 측정방법은, 우선, 실험실 온도를 (23± 1) ℃ 이내로 일정하게 유지하고, 정밀한 측정을 위하여 실험장치는 방진 테이블위에 설치된다.

a) 렌즈를 렌즈 지지대에 끼우고, 상기 렌즈가 제1 로터리 스테이지의 중심에 위치하도록 렌즈 지지대를 잡는 3축 트랜슬레이터 위치를 조절한다. 이때 레이저 광의 각도를 중심에 대해서 좌우로 돌릴 때 레이저 광의 위치가 변함없이 렌즈의 센터에 위치하는지 확인한다.

또한 레이저 광의 각도가 중심과 한쪽일 때는 렌즈에서의 위치가 변하지 않다가 반대쪽에서만 변한다면 레이저의 방향이 제1 로터리 스테이지의 중심을 향하지 않고 있다는 증거이므로 레이저의 방향을 조절한다.

즉, 렌즈를 제1 로터리 스테이지의 중심에 위치시키기 위한 것으로, 레이저 광의 방향을 좌우로 돌려줄 때, 렌즈에 맺히는 레이저 광의 위치가 변하면 렌즈의 위치가 중심이 아니게 된다는 것으로서, 이때 레이저의 방향을 조절하여주게 된다.

b) 렌즈를 렌즈 지지대에서 빼내고 대신에 렌즈 광축정렬용 보조거울을 끼운다. 레이저에서 나온 광이 이 보조거울을 맡고 레이저 광원의 개구중심으로 들어가는지 확인한다. 만약 들어가지 않는다면 렌즈 지지대의 2축 틸트 마운트를 조절한다. 그러면 렌즈 지지대는 레이저와 수직으로 놓이게 된다.

c) 렌즈 광축 정렬용 보조거울을 빼낸다. 이제 레이저 광은 렌즈 지지대의 뒤편에 있는 평면거울(이하, 마이크로미터 헤드라 함)를 지향하게 된다. 이때, 2축 틸트 마운트와 2축 트랜슬레이터를 통하여 마이크로미터 헤드의 방향과 위치를 조절하여 레이저 광이 헤드의 중심에 있도록 하고, 헤드에서 반사된 빛은 다시 레이저 광원의 개구 중심으로 들어오도록 한다.

이렇게 정해진 마이크로미터 헤드의 방향이 기준방향으로서 0도로 셋팅된다.

d) 렌즈를 렌즈 지지대에 끼운다. 이제 레이저 광원은 제1 로터리 스테이지 중심부를 향하고 있으며 렌즈는 제1 로터리 스테이지의 중심부상에 존재한다. 또한 렌즈의 광축은 레이저 광의 방향과 일치하며 마이크로미터 헤드면 역시 광축 방향과 일치한다. 이는 도1의 상태에 해당된다.

e) 레이저 광원의 방향을 좌로 반화각의 90%각도로 돌린다. 반화각의 90%를 사용하는 이유는 반화각에서는 거의 광이 렌즈를 통과하지 않기 때문이다.

여기서, 반화각이라 함은 렌즈를 통해 보이는 각, 시야, 즉 넓이를 말하는 화각의 반을 말하는 것으로, 초점거리에 따라 화각이 다르며 렌즈 시스템을 설계할 때 주어지는 값이다. 따라서, 본 발명에서는 이 값을 그대로 사용하기로 한다.

f) 마이크로미터 헤드의 방향을 예상되는 주광선 각도 위치로 회전시킨다. 이때 마이크로미터 헤드가 부착된 2축 트랜슬레이터를 조절하여 렌즈를 통과한 레이저 광이 마이크로미터 헤드의 중심부에 위치하도록 한다.

또한 마이크로미터를 조절하여 마이크로미터 헤드가 렌즈의 초점위치에 있도록 조절한다.

그리고 마이크로미터 헤드에 반사되어 다시 렌즈를 통과한 레이저 광이 빔 스플릿터를 거친 후 스크린장치의 중앙부에 맺히도록 스크린장치의 위치를 조절한다.

g) 마이크로미터 헤드의 위치를 초점부위에서 종방향으로 약 0.5 mm 이동하면서 스크린에서 명시거리(25.4 cm) 떨어진 거리에서 스크린상의 레이저 광의 중심 위치 변화를 관찰한다. 만약 레이저 광의 중심 위치가 좌우로 바뀐다면 마이크로미터 헤드의 각도가 주광선과 일치하지 않는다는 증거이다. 그러면 마이크로미터 헤 드의 각도를 약 0.5도 정도 돌리면서 마이크로미터 헤드의 종방향 이동에 따른 레이저 광의 중심 위치변화가 더욱 줄어드는 방향을 찾는다.

h) 레이저 광의 중심 위치 변화가 많이 줄어든다면 마이크로미터 헤드의 각도를 약 0.1도 단위로 돌리면서 레이저 광의 중심 위치가 변화하지 않는 각도를 찾는다. 레이저 광의 중심위치가 변하지 않으면서 레이저 광의 모양이 대칭적으로 커졌다 작아질 때 마이크로미터 헤드의 각도가 주광선 각도에 가장 가깝게 접근한 것으로 볼 수 있다. 이때 마이크로미터 헤드가 움직인 각도를 읽는다.

i) 레이저 광원의 방향을 우로 반화각의 90% 각도로 돌린다. g)에서 h)까지 수행한 방법으로 주광선 각도를 찾는다.

j) h)와 i)에서 찾은 각도의 평균을 구하고, 이 값이 반화각의 90%각도에서의 주광선 출사각도이며, d)에서 i)까지의 과정을 10회 반복한 후 통계처리를 거쳐 90% 반화각에 대한 주광선 출사각도를 얻는다.

그러나, 여기서 90% 반화각은 일 실시예에 불과하며, 반화각의 범위내에서 측정화각을 규정할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 측정된 주광선 출사각도에 관련된 정보를 광학 모듈업체들과 상기 모듈을 영상센서등의 기기와 조립하는 조립업체들이 공유하여 주광선 출사각도를 정확히 설계하고 그 설계에 따라 광학모듈을 구현할 수 있게 되는 것이 다.

본 발명이 양호한 실시 예를 참조하여 설명되었더라도, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 형태 및 세부 사항을 변경할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이하의 특허청구범위는 모든 변형 예, 등가의 구성 및 기능을 망라하도록 최광의의 해석에 따를 것이다.

도 1은 본 발명의 광축 정렬이 된 상태의 주광선 출사각도 측정시스템을 나타내는 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 주광선 출사각도 측정하는 원리를 나타내는 도면에 대한 것이다.

Claims (6)

1. 측정대상 렌즈가 탈착식으로 고정되는 렌즈 지지대;

   상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제1 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 향하여 레이저 광을 출사하는 레이저 광원;

   상기 렌즈 지지대의 위치를 축으로 하는 제2 로터리 스테이지에 탑재되어 상기 렌즈를 통과하는 레이저 광을 반사시키는 평면거울;

   상기 제1 로터리 스테이지에 탑재되고, 상기 레이저 광원과 상기 렌즈 지지대 사이에 위치하며 상기 평면거울로부터 반사된 레이저 광의 진행방향을 전환하여주는 빔 스플릿터; 및

   상기 빔 스플릿터로부터 방향 전환된 상기 레이저광의 상을 표시하기 위한 스크린장치를 포함하고,

   상기 평면거울은 미세거리조정용 광축 방향 트랜슬레이터 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 지지대는 상기 렌즈와 교체되어 광축 정렬용 보조거울이 탈착식으로 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 로터리 스테이지 및 제2 로터리 스테이지는 미세 각도해상도를 가지는 각도표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 렌즈 지지대는 2축 틸트 마운트상에 설치되며, 상기 광축 방향 트랜슬레이터는 2축 틸트 마운트 및 2축 트랜슬레이터상에 설치되는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정시스템.
5. 제4항에 따른 주광선 출사각 측정시스템에 의하여 주광선 출사각을 측정하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 레이저 광원의 레이저 광의 방향과 상기 렌즈의 광축을 일치시키고, 상기 평면거울이 상기 렌즈의 초점거리에 위치하며 광축 방향과 수직되도록 정렬하는 단계;

   (b) 상기 제1 로터리 스테이지를 회전시킴으로서 상기 레이저 광원의 레이저 광의 방향을 광축에 대해 반화각의 범위내에서 규정 화각만큼 회전시키는 단계;

   (c) 상기 제2 로터리 스테이지를 상기 제1 로터리 스테이지와 동일 회전방향 으로 회전시킴으로서 규정 화각에서의 상기 평면거울의 방향을 광축에 대하여 예상 주광선 출사각도만큼 회전시키는 단계;

   (d) 상기 스크린 장치의 위치를 조절하여 상기 레이저 광의 상이 상기 스크린 장치에 표시되도록 하는 단계;

   (e) 상기 광축 방향 트랜슬레이터를 전후 이동하면서 레이저 광의 상을 관찰하는 단계; 및

   (f) 상기 단계 (c) 내지 (e)를 반복하여 (e)단계에서 레이저 광의 상이 커졌다 작아졌다 하면서 중심위치가 변하지 않을 때의 제2 로터리 스테이지의 표시각도를 규정 화각에서의 주광선 출사각도로 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 단계(a)는,

   (a-1) 상기 렌즈 지지대에서 상기 렌즈를 빼내고 대신에 상기 렌즈의 광축 정렬용 보조거울을 끼우는 단계;

   (a-2) 상기 레이저 광원에서 나온 레이저 광이 상기 렌즈 광축 정렬용 보조거울에 반사되어 상기 레이저 광원의 개구 중심으로 되돌아가도록 2축 틸트 마운트를 조절하는 단계;

   (a-3) 상기 광축 방향 트랜슬레이터가 설치된 상기 2축 트랜슬레이터를 조절 하여 레이저광이 상기 평면거울의 중심에 위치하도록 하는 단계;

   (a-4) 상기 광축 방향 트랜슬레이터가 설치된 상기 2축 틸트 마운트를 조절하여 상기 평면거울에서 반사된 레이저 광이 상기 레이저 광원의 개구중심으로 되돌아오도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주광선 출사각 측정방법.

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