KR101321409B1 - Refractive index measuring method for plastic lens with curvature - Google Patents

Refractive index measuring method for plastic lens with curvature Download PDF

Info

Publication number
KR101321409B1
KR101321409B1 KR1020120003680A KR20120003680A KR101321409B1 KR 101321409 B1 KR101321409 B1 KR 101321409B1 KR 1020120003680 A KR1020120003680 A KR 1020120003680A KR 20120003680 A KR20120003680 A KR 20120003680A KR 101321409 B1 KR101321409 B1 KR 101321409B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refractive index
plastic lens
phase contrast
contrast image
measuring
Prior art date
Application number
KR1020120003680A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130083120A (en
Inventor
엄효순
황재학
Original Assignee
(주)미토스
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 (주)미토스 filed Critical (주)미토스
Priority to KR1020120003680A priority Critical patent/KR101321409B1/en
Publication of KR20130083120A publication Critical patent/KR20130083120A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101321409B1 publication Critical patent/KR101321409B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0207—Details of measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/4133—Refractometers, e.g. differential
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods

Abstract

본 발명은 부분별 형상을 알고 있는 핸드폰에 사용되는 폰 렌즈 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 플라스틱 렌즈의 일 개소의 굴절률을 측정하는 제 1단계와, 제 1단계에서 측정된 굴절률을 상기 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률로 정의하고, 상기 평균 굴절률과 매칭되는 굴절률 매칭 오일을 준비하는 제 2단계와, 굴절률 매칭 오일을 일정한 투명 용기에 담은 후, 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 제 1 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 3단계와, 굴절률 매칭 오일이 담긴 상기 투명 용기에 상기 플라스틱 렌즈를 담근 후, 투과형 디지털 홀로 그래피 현미경을 이용하여 제 2 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 4단계 및 제 4단계에서 획득한 제 2 위상 콘트라스트상에서 상기 제 3단계에서 획득한 제 1 위상 콘트라스트상을 감하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법이 제공된다.The present invention relates to a method for measuring the refractive index of each part of a plastic lens including a phone lens or a contact lens used in a mobile phone that knows the shape of each part, the first step of measuring the refractive index of one location of the plastic lens, A second step of defining the refractive index measured in the first step as the average refractive index of the plastic lens, preparing a refractive index matching oil matching the average refractive index, and putting the refractive index matching oil in a constant transparent container, and then a transmission digital holography microscope A third step of acquiring a first phase contrast image using a light emitting method, and a fourth phase of acquiring a second phase contrast image using a transmission digital holography microscope after dipping the plastic lens in the transparent container containing refractive index matching oil. The third step on the second phase contrast obtained in the step and the fourth step. A method of measuring a first phase portion of each refractive index of the plastic lens, characterized in that it comprises a fifth step of subtracting the phase contrast acquisition stand is provided.

Description

곡률 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률 측정 방법{REFRACTIVE INDEX MEASURING METHOD FOR PLASTIC LENS WITH CURVATURE}REFRACTIVE INDEX MEASURING METHOD FOR PLASTIC LENS WITH CURVATURE}

본 발명은 곡률 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 폰 카메라와 같은 곡률 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률을 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring the refractive index of a plastic lens having a curvature shape, and more particularly, to a method of measuring the refractive index of a plastic lens having a curvature shape such as a phone camera using a digital holographic microscope.

콘택트 렌즈, 핸드폰용 카메라 렌즈 등의 플라스틱 렌즈는 형상에 따라 초점 거리를 결정하는 렌즈이다. 따라서 이러한 곡률 형상을 갖는 렌즈를 제조할 때 모든 부위의 굴절률을 동일하게 유지하는 것이 바람직하다. 그런데 고온 고압 상태에서 용융된 플라스틱을 밀어 넣으면서 렌즈를 형성하는데 해당 공정 동안 밀어 넣는 압력을 일정하게 유지하여야 한다. 그런데 공정 중에 약간의 압력차가 발생될 경우 이러한 압력차에 의해 렌즈의 부분 개소마다 굴절률 차이가 발생된다. 이러한 굴절률 차이로 인해 초점거리가 달라질 수 있다.Plastic lenses such as contact lenses and camera lens for mobile phones are lenses that determine the focal length according to the shape. Therefore, when manufacturing a lens having such a curvature shape, it is desirable to keep the refractive indices of all parts the same. However, at the high temperature and high pressure, the molten plastic is pushed in to form a lens, and the pushing pressure must be kept constant during the process. However, when a slight pressure difference occurs during the process, the difference in refractive index occurs for each part of the lens due to the pressure difference. This difference in refractive index may cause a change in focal length.

플라스틱 렌즈의 광학 파라메터들을 측정하기 위한 종래 기술은 광범위하게 사용되고 있다. 미국 특허 제5,062,297호는 물체의 프로파일을 측정하는 방법을 개시하고 있는 바, 여기서는 물속의 지지 부재에 의해 지지되는 물체를 향하여 초음파가 초음파 변환기(transducer)에 의해 조사되고, 물체의 표면에서 반사된 웨이브가 변환기에 의해 검출된다. 그러나, 상기 특허에 개시된 방법은 평균 BC, FC 및 BC SAG 을 발생시키기 위하여 다수의 프로파일을 얻어내도록 변환기가 여러 측정 지점으로 이동할 것을 요구하며, 따라서 비효율적이다. 이러한 측정 기술은 반복되는 파라메터 측정을 요하여 결과적으로 비용을 증대시키므로 비효율적이다. 또한 상기 특허의 방법은 렌즈 곡률의 변화에 보다 영향을 받기 쉬운 확산된 초음파 빔을 사용하며 따라서 원환체 렌즈(a toric lens)에 사용하기에 부적합한 문제점이 있었다.The prior art for measuring optical parameters of plastic lenses is widely used. U.S. Patent 5,062,297 discloses a method for measuring the profile of an object, wherein an ultrasonic wave is irradiated by an ultrasonic transducer toward an object supported by a support member in water and reflected from the surface of the object. Is detected by the transducer. However, the method disclosed in this patent requires the transducer to move to several measuring points to obtain a number of profiles in order to generate average BC, FC and BC SAG, and thus is inefficient. This measurement technique is inefficient because it requires repeated parameter measurements, resulting in increased cost. The method also uses a diffused ultrasonic beam that is more susceptible to changes in lens curvature and thus is inadequate for use in a toric lens.

미국 특허 제5,062,297호U.S. Patent 5,062,297

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서 투과형 디지털 홀로그래피 현미경(Digital Holographic Microscope)을 이용하여 비교적 간단하게 플라스틱 렌즈의 여러 개소의 굴절률을 용이하게 파악하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above problems, and an object of the present invention is to easily grasp the refractive indices of various locations of a plastic lens by using a transmission digital holographic microscope.

본 발명의 상기 목적은 부분별 형상을 알고 있는 핸드폰에 사용되는 폰 렌즈 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법으로서, 플라스틱 렌즈의 일 개소의 굴절률을 측정하는 제 1단계와, 제 1단계에서 측정된 굴절률을 상기 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률로 정의하고, 상기 평균 굴절률과 매칭되는 굴절률 매칭 오일을 준비하는 제 2단계와, 굴절률 매칭 오일을 일정한 투명 용기에 담은 후, 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 제 1 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 3단계와, 굴절률 매칭 오일이 담긴 상기 투명 용기에 상기 플라스틱 렌즈를 담근 후, 투과형 디지털 홀로 그래피 현미경을 이용하여 제 2 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 4단계 및 제 4단계에서 획득한 제 2 위상 콘트라스트상에서 제 3단계에서 획득한 제 1 위상 콘트라스트상을 감하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법에 의해서 달성 가능하다.The above object of the present invention is a method for measuring the refractive index of each part of a plastic lens including a phone lens or a contact lens used in a mobile phone that knows the shape of each part, the first step of measuring the refractive index of one location of the plastic lens and And defining a refractive index measured in the first step as an average refractive index of the plastic lens, preparing a refractive index matching oil matching the average refractive index, and putting the refractive index matching oil in a transparent transparent container, and then transmitting digital holography. A third step of acquiring a first phase contrast image using a microscope; and dipping the plastic lens in the transparent container containing refractive index matching oil, and then obtaining a second phase contrast image using a transmission digital holography microscope. In the third phase on the second phase contrast obtained in the fourth and fourth stages, A fifth step of subtracting the obtained first phase contrast image is achieved by a method for measuring the refractive index of each part of the plastic lens.

본 발명의 상기 목적은 부분별 형상을 알고 있는 핸드폰에 사용되는 폰 렌즈 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법으로서, 플라스틱 렌즈의 일 개소의 굴절률을 측정하는 제 11단계와, 제 `1단계에서 측정된 굴절률을 상기 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률로 정의하고, 평균 굴절률과 매칭되는 굴절률 매칭 오일을 준비하는 제 12단계와, 굴절률 매칭 오일을 일정한 투명 용기에 채운 후, 상기 플라스틱 렌즈를 담근 후, 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 상기 굴절률 매칭 오일만을 투과하는 광 경로로부터 제 1 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 13단계와, 투과형 디지털 홀로 그래피 현미경을 이용하여 상기 플라스틱 렌즈를 투과하는 광 경로로부터 제 2 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 14단계 및 제 14단계에서 획득한 제 2 위상 콘트라스트상에서 제 13단계에서 획득한 제 1 위상 콘트라스트상을 감하는 제 15단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법에 의해서도 달성 가능하다.
The above object of the present invention is a method for measuring the refractive index of each part of a plastic lens including a phone lens or a contact lens used in a mobile phone that knows the shape of each part, the eleventh step of measuring the refractive index of one location of the plastic lens and In step 12, the refractive index measured in step 1 is defined as the average refractive index of the plastic lens, and a 12th step of preparing a refractive index matching oil matching the average refractive index, and the refractive index matching oil is filled into a transparent container, and then the plastic lens After soaking, a thirteenth step of obtaining a first phase contrast image from an optical path passing only the refractive index matching oil using a transmission digital holography microscope; and an optical path passing through the plastic lens using a transmission digital holography microscope. Fourteenth and fourteenth stages of obtaining a second phase contrast image from A claim can be achieved by a method for measuring the second part by the refractive index of a plastic lens comprising the steps of claim 15 closed onto the first phase contrast obtained in the first step 13 on the phase contrast acquisition in.

본 발명의 곡률 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률 측정 방법에 의하여 부위별 형상을 알고 있는 경우 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 여러 부위의 굴절률을 용이하게 측정할 수 있게 되었다.When the shape of each part is known by the refractive index measuring method of the plastic lens having the curvature shape of the present invention, the refractive index of various parts can be easily measured using a digital holography microscope.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률 측정 방법을 설명하는 흐름도.
도 2는 본 발명에서 위상 콘트라스트 상을 획득하기 위한 디지털 홀로그래픽 현미경의 구성도.
도 3은 평균 굴절률 오일을 담는 용기의 일 례를 도시한 도면.
도 4는 디지털 홀로그램 현미경으로 측정한 플라스틱 렌즈의 홀로그램과 이로부터 획득된 위상 콘트라스트상을 나타낸 사진.1 is a flowchart illustrating a refractive index measuring method of a plastic lens having a shape as an embodiment according to the present invention.
2 is a block diagram of a digital holographic microscope for obtaining a phase contrast image in the present invention.
3 shows an example of a container containing an average refractive index oil.
4 is a photograph showing a hologram of a plastic lens measured with a digital hologram microscope and a phase contrast image obtained therefrom.

이하에서, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, a preferred embodiment of a glass surface foreign matter inspection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서 형상을 갖는 플라스틱 렌즈의 굴절률 측정 방법을 설명하는 흐름도이다. 우선 엘립소미터(elipsometer)를 이용하여 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률을 측정한다(ST 100). 엘립소미터는 특정 편광 상태를 가진 광을 플라스틱 렌즈에 입사시킨 후 반사되어 출력되는 타원 편광의 편광 상태 변화를 분석하여 굴절률을 측정하는 장치이다. 측정하고자 하는 플라스틱 렌즈의 일부위에 엘립소미터를 이용하여 굴절률을 측정하고 이를 평균 굴절률로 정한다. 엘립소미터로 플라스틱 렌즈의 여러 부위의 굴절률을 측정하기 위해서는 측정하고자 하는 측정 부위를 프리즘 쪽에 가깝게 접촉시킨 후 닿는 면의 굴절률을 측정하는 방식으로 플라스틱 렌즈의 모든 부분의 굴절률을 측정하는 굉장히 어려운 작업이다.1 is a flowchart illustrating a refractive index measuring method of a plastic lens having a shape according to an embodiment of the present invention. First, the average refractive index of the plastic lens is measured by using an ellipsometer (ST 100). Ellipsometer is a device for measuring the refractive index by analyzing the change in the polarization state of the elliptically polarized light that is reflected and output after the light having a specific polarization state to the plastic lens. An index of refraction is measured by using an ellipsometer on a part of the plastic lens to be measured, and the average refractive index is determined. In order to measure the refractive index of various parts of the plastic lens with the ellipsometer, it is very difficult to measure the refractive index of all parts of the plastic lens by measuring the refractive index of the contact surface after contacting the measuring part to be measured close to the prism side. .

측정된 평균 굴절률을 갖는 굴절률 매칭 오일(Refractive Index Matching Oil)을 준비하고, 이를 일정 형상의 용기에 담는다(ST 200).Refractive Index Matching Oil having a measured average refractive index is prepared, and it is placed in a container having a predetermined shape (ST 200).

굴절률 매칭 오일이 담겨진 용기를 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 위상 콘트라스트 상을 촬영하고, 이를 제 1 위상 콘트라스트 상으로 저장한다(ST 300).The container containing the refractive index matching oil is photographed using a digital holography microscope and stored as a first phase contrast image (ST 300).

다음으로 굴절률 매칭 오일이 담겨 있는 용기 내에 플라스틱 렌즈를 담그고, 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 위상 콘트라스트 상을 촬영하고, 이를 제 2 위상 콘트라스트 상으로 저장한다(ST 400).Next, the plastic lens is immersed in a container containing the refractive index matching oil, a phase contrast image is photographed using a digital holography microscope, and stored as a second phase contrast image (ST 400).

ST 400 단계에서 저장된 제 2 위상 콘트라스트 상에서 ST 300 단계에서 저장된 제 1 위상 콘트라스트 상을 차감하여 차감된 위상 콘트라스트 상이 생성한다(ST 500). 차감된 위상 콘트라스트 상은 플라스틱 렌즈 자체의 위상 콘트라스트 상을 나타내므로 차감된 위상 콘트라스트 상을 확인하면 플라스틱 렌즈의 부위마다 굴절률 차이가 있는지 확인할 수 있다.
The subtracted phase contrast image is generated by subtracting the first phase contrast image stored in step ST300 on the second phase contrast stored in step ST400 (ST 500). Since the subtracted phase contrast image represents the phase contrast image of the plastic lens itself, by checking the subtracted phase contrast image, it is possible to determine whether there is a difference in refractive index for each part of the plastic lens.

도 1의 변형예로서, ST 200 단계 내지 ST 400 단계는 약간의 변형이 가능하다. ST 200 단계를 변형하여 측정된 평균 굴절률을 갖는 굴절률 매칭 오일(Refractive Index Matching Oil)을 준비하고, 이를 일정 형상의 용기에 담은 후, 굴절률 매칭 오일이 담겨진 용기 내에 굴절률을 측정하고자 하는 플라스틱 렌즈를 담근다. 변형된 ST 300 단계에서는 플라스틱 렌즈가 담겨진 용기에 레이저 광을 투사시켜 굴절률 매칭 오일 부분만 투과시켜 제 1 위상 콘트라스트 상으로 저장한다. 다음으로 변형된 ST 400 단계에서는 플라스틱 렌즈가 담겨진 용기에 레이저 광을 투사시키는데 이때 플라스틱 렌즈 부분을 통과하도록 하여 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 위상 콘트라스트 상을 촬영하고, 이를 제 2 위상 콘트라스트 상으로 저장하는 것이다.
As a modification of FIG. 1, the steps ST 200 to ST 400 may be slightly modified. By modifying the ST 200 step, prepare a Refractive Index Matching Oil having a measured average refractive index, and place it in a container having a shape, and then immerse the plastic lens to be measured in the container containing the refractive index matching oil. . In the modified ST 300 step, the laser light is projected onto the container containing the plastic lens, and only the refractive index matching oil portion is transmitted to be stored as the first phase contrast. In the modified ST 400 step, the laser light is projected onto the container containing the plastic lens, and the plastic lens part passes through the plastic lens to capture a phase contrast image using a digital holography microscope and store it as a second phase contrast image. .

도 2는 본 발명에서 위상 콘트라스트 상을 획득하기 위한 디지털 홀로그래픽 현미경의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 평균 굴절률 오일 또는 플라스틱 렌즈를 3차원으로 측정하는 디지털 홀로그래픽 현미경은 광원부(100), 참조광을 만드는 참조광 생성부(300), 물체광을 만드는 물체광 생성부(200), 참조광과 물체광을 결합하여 홀로그램을 기록하는 CCD(400); 및, 제 2 위상 콘트라스트 상으로부터 제 1 위상 콘트라스트 상을 차감하는 연산부(500)를 포함한다. 연산부(500)에 의하여 CCD(400)에 기록된 두 가지 위상 콘트라스트상의 차로부터 플라스틱 렌즈 자체에 대한 위상 콘트라스트상을 획득할 수 있으므로 플라스틱 렌즈의 부분 굴절률 분포를 파악할 수 있게 된다.2 is a block diagram of a digital holographic microscope for obtaining a phase contrast image in the present invention. Referring to FIG. 2, the digital holographic microscope measuring the average refractive index oil or the plastic lens in three dimensions includes a light source unit 100, a reference light generator 300 for generating reference light, an object light generator 200 for creating object light, A CCD 400 for coupling a reference light and an object light to record a hologram; And a calculator 500 for subtracting the first phase contrast image from the second phase contrast image. Since the phase contrast image for the plastic lens itself can be obtained from the difference between the two phase contrast images recorded in the CCD 400 by the calculation unit 500, the partial refractive index distribution of the plastic lens can be grasped.

본 발명에 따른 광원부(100)는 레이저광을 방사한다. 그러나 상기한 바와 같이 광원부(100)를 레이저광으로 하는 경우에 상기 레이저광은 높은 가간섭성으로 인하여 스펙클 노이즈가 발생한다. 따라서, 바람직하게는 본 발명에 따른 디스플레이 기판의 결함을 3차원으로 측정하는 디지털 홀로그래픽 현미경의 광원부(100)는 회전하여 레이저광을 확산시키는 회전 확산판(미도시)을 더 포함하여 상기 레이저광이 상기 회전 확산판을 투과하여 확산되는 것으로 구성할 수 있다.The light source unit 100 according to the present invention emits laser light. However, when the light source unit 100 is a laser beam as described above, speckle noise is generated due to the high coherence of the laser beam. Therefore, preferably, the light source unit 100 of the digital holographic microscope for measuring defects of the display substrate according to the present invention in three dimensions further includes a rotation diffusion plate (not shown) for rotating and diffusing the laser light. It can be configured to diffuse through the rotary diffusion plate.

광원부(100)를 레이저광이 회전 확산판을 투과하는 것으로 구성하는 경우에 레이저광은 확산판을 투과하면서 진행 각도가 불규칙적으로 확산된다. 여기서 확산판이 회전하면서 레이저광이 투과되어 확산되는 정도가 불규칙적이므로 레이저광의 위상이 불규칙적으로 변화하여 레이저광의 고유한 성질인 간섭성이 제거된다. 레이저광의 간섭성은 화면상에서 반짝거리는 알갱이 형태의 노이즈인 스펙클(speckle)을 발생시켜 화질을 열화시키게 되는바, 회전 확산판에 의해 간섭성이 제거된 레이저광은 간섭이 일어나지 않아 화면상에서 반짝거리는 간섭무늬인 스펙클이 제거된다.When the light source unit 100 is constituted by the laser beam passing through the rotary diffuser plate, the laser beam passes through the diffuser plate and the traveling angle is diffused irregularly. Since the diffusion plate rotates and the laser beam is transmitted and diffused at an irregular level, the phase of the laser beam changes irregularly, thereby eliminating interference, which is inherent to the laser beam. The coherence of the laser light causes speckle, which is a sparkling grainy noise on the screen, to deteriorate the picture quality. The speckle is removed.

실험에 사용한 광원은 10mW He-Ne 레이저이고, 시료를 투과한 영상을 확대하기 위하여 현미경 대물렌즈(210: Mitutoyo M PLAN APO 50X, NA=0.55)을 사용하였다. 필터(110, 220)는 간섭 문양의 명암대비가 최대인 홀로그램을 얻기 위하여 사용하였다. 렌즈(310, 330) 그리고 핀홀(320)은 TEM00 모드의 참조광 빛을 얻기 위하여 사용하였으며 홀로그램을 저장하기 위하여 CCD(400: KODAK Megaplus II)를 사용하였고, CCD(400)의 픽셀크기는 7.4㎛×7.4㎛이고 픽셀 개수는 2048×2048이다. off-axis 실험을 하는 경우는 물체광과 참조광의 각도가 1°가 되게 하였고, in-line 실험 시는 물체광과 참조광의 각도가 0°가 되게 하였다. 미설명 부호(120, 420)은 광 분할기이고, 부호(600)은 측정 대상 물체(object)(플라스틱 렌즈)이다.The light source used in the experiment was a 10mW He-Ne laser, and a microscope objective lens (210: Mitutoyo M PLAN APO 50X, NA = 0.55) was used to enlarge the image transmitted through the sample. Filters 110 and 220 were used to obtain holograms with maximum contrast of interference patterns. The lenses 310 and 330 and the pinhole 320 were used to obtain reference light in the TEM00 mode, and the CCD 400 (KODAK Megaplus II) was used to store the hologram, and the pixel size of the CCD 400 was 7.4 μm × It is 7.4 mu m and the number of pixels is 2048 x 2048. In the off-axis experiment, the angle between the object light and the reference light was 1 °, and in the in-line experiment, the angle between the object light and the reference light was 0 °. Reference numerals 120 and 420 denote light splitters, and reference numeral 600 denotes an object to be measured (plastic lens).

본 발명에 따른 디지털 홀로그래픽 현미경의 기본적인 구성은 마흐젠더 간섭계와 같으며, 연산부(500)에 의하여 CCD(400)에 기록된 두 가지 홀로그램으로부터 플라스틱 렌즈 자체에 대한 차감 위상 콘트라스트상을 획득할 수 있으므로 플라스틱 렌즈의 부분 굴절률 분포를 파악할 수 있게 된다.
Since the basic configuration of the digital holographic microscope according to the present invention is the same as the Mahzander interferometer, it is possible to obtain the subtracted phase contrast image for the plastic lens itself from the two holograms recorded on the CCD 400 by the calculation unit 500. The partial refractive index distribution of the plastic lens can be grasped.

투과형 디지털 홀로그래피 현미경으로부터 획득한 위상 콘트라스트로부터 굴절률을 파악할 수 있는 원리에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 투과 모드에서 위상 콘트라스트 상은 광이 지나온 거리차인 광경로차(OPL Difference, Optical Length Difference)는 그 광이 만나는 매질의 굴절률 차이에 의해서 발생되는 것이다. 위상차는 수학식 1과 같이 광경로차의 함수로 이루어지는데 광경로차는 굴절률과 거리로 표현할 수 있다.The principle of recognizing the refractive index from the phase contrast obtained from the transmission digital holography microscope will be briefly described. In the transmissive mode, the phase contrast phase is an optical path difference (OPL difference, optical length difference), which is a distance difference of light, is generated by a difference in refractive index of a medium where the light meets. The phase difference is a function of the optical path difference, as shown in Equation 1, and the optical path difference may be expressed as a refractive index and a distance.

Figure 112012002998803-pat00001
Figure 112012002998803-pat00001

수학식 1에서 λ는 광의 파장, Ns은 플라스틱 렌즈의 굴절률, Nm은 렌즈의 평균 굴절률, d(x,y)는 샘플의 해당 지점의 높이, H는 관측 방향의 렌즈의 최대 높이를 의미하여, 여기서 d(x,y), H 및 Nm은 이미 알고 있는 값이다.
In Equation 1, λ is the wavelength of light, Ns is the refractive index of the plastic lens, Nm is the average refractive index of the lens, d (x, y) is the height of the corresponding point of the sample, H is the maximum height of the lens in the viewing direction, Where d (x, y), H and Nm are known values.

수학식 1에서는 구하고자 하는 값은 Ns 이며, 특정 부위에 대한 렌즈의 크기(H)를 알고 있을 경우, 해당 부위에 대한 플라스틱 렌즈의 굴절률을 수학식 1로부터 구할 수 있게 된다.
In Equation 1, the value to be obtained is Ns. If the size H of the lens for a specific region is known, the refractive index of the plastic lens for the region can be obtained from Equation 1.

도 3은 평균 굴절률 오일을 담는 용기의 일 례를 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이 상면을 제외한 나머지 면이 투명한 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 용기(50) 내에 굴절률 매칭 오일(10)을 담그고, 그 내부에 플라스틱 렌즈(30)를 담근 상태를 보여준다.
3 is a view showing an example of a container containing an average refractive index oil. As shown in FIG. 3, the refractive index matching oil 10 is immersed in a container 50 made of transparent glass or plastic except for the upper surface, and the plastic lens 30 is immersed therein.

도 4는 디지털 홀로그램 현미경으로 측정한 플라스틱 렌즈의 홀로그램과 이로부터 획득된 위상 콘트라스트상을 나타낸 사진이다. 도 1의 ST 100에서 측정된 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률은 1.6000 이며, ST 200 에서 사용한 굴절률 매칭 오일의 굴절률은 1.6259 이다. 렌즈의 평균 굴절류과 정확하게 일치하는 굴절률 매칭 오일을 발견할 수 없을 경우 근사한 범위의 굴절률 매칭 오일을 사용하게 된다. 도 4(a)는 디지털 홀로그램 현미경으로 측정한 플라스틱 렌즈의 홀로그램을 나타내고, 도 4(b)는 이로부터 획득된 위상 콘트라스트상을 나타낸다. 도 4(b)에 나타나는 동심원상의 거리가 1 파장만큼 차이가 것을 의미하며 이는 곧 굴절률의 차이가 있음을 보여주는 것이다.
4 is a photograph showing a hologram of a plastic lens measured by a digital hologram microscope and a phase contrast image obtained therefrom. The average refractive index of the plastic lens measured at ST 100 of FIG. 1 is 1.6000, and the refractive index of the refractive index matching oil used at ST 200 is 1.6259. If no refractive index matching oil can be found that exactly matches the average refractive index of the lens, an approximate range of refractive index matching oil is used. Fig. 4 (a) shows a hologram of a plastic lens measured with a digital hologram microscope, and Fig. 4 (b) shows a phase contrast image obtained therefrom. The distance in the concentric circles shown in Figure 4 (b) means that the difference by one wavelength, which indicates that there is a difference in refractive index.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것을 자명한 일이다.
While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms without departing from the spirit or scope of the following claims It is evident that various changes and changes may be made.

100: 광원부 110, 220: 필터
200: 참조광 생성부 210: 대물렌즈
120, 420: 광 분할기 300: 물체광 생성부
310, 330: 렌즈 400: CCD
500: 연산부 600: 측정하고자 하는 대상 물체100: light source unit 110, 220: filter
200: reference light generator 210: objective lens
120 and 420: light splitter 300: object light generator
310, 330: Lens 400: CCD
500: calculator 600: target object to be measured

Claims (4)

부분별 형상을 알고 있는 핸드폰에 사용되는 폰 렌즈 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법으로서,
상기 플라스틱 렌즈의 일 개소의 굴절률을 측정하는 제 1단계;
상기 제 1단계에서 측정된 굴절률을 상기 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률로 정의하고, 상기 평균 굴절률과 매칭되는 굴절률 매칭 오일을 준비하는 제 2단계;
상기 굴절률 매칭 오일을 일정한 투명 용기에 담은 후, 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 제 1 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 3단계;
상기 굴절률 매칭 오일이 담긴 상기 투명 용기에 상기 플라스틱 렌즈를 담근 후, 상기 투과형 디지털 홀로 그래피 현미경을 이용하여 제 2 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 4단계; 및
상기 제 4단계에서 획득한 제 2 위상 콘트라스트상에서 상기 제 3단계에서 획득한 제 1 위상 콘트라스트상을 감하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법.
A method of measuring the refractive index of a part of a plastic lens including a phone lens or a contact lens used in a mobile phone that knows the part shape,
A first step of measuring a refractive index of one location of the plastic lens;
Defining a refractive index measured in the first step as an average refractive index of the plastic lens and preparing a refractive index matching oil matching the average refractive index;
A third step of acquiring the first phase contrast image using a transmission digital holography microscope after the refractive index matching oil is contained in a constant transparent container;
Dipping the plastic lens into the transparent container containing the refractive index matching oil, and then obtaining a second phase contrast image using the transmission digital holography microscope; And
And a fifth step of subtracting the first phase contrast image obtained in the third step from the second phase contrast image obtained in the fourth step.
부분별 형상을 알고 있는 핸드폰에 사용되는 폰 렌즈 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법으로서,
상기 플라스틱 렌즈의 일 개소의 굴절률을 측정하는 제 11단계;
상기 제 11단계에서 측정된 굴절률을 상기 플라스틱 렌즈의 평균 굴절률로 정의하고, 상기 평균 굴절률과 매칭되는 굴절률 매칭 오일을 준비하는 제 12단계;
상기 굴절률 매칭 오일을 일정한 투명 용기에 채운 후, 상기 플라스틱 렌즈를 담근 후, 투과형 디지털 홀로그래피 현미경을 이용하여 상기 굴절률 매칭 오일만을 투과하는 광 경로로부터 제 1 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 13단계;
상기 투과형 디지털 홀로 그래피 현미경을 이용하여 상기 플라스틱 렌즈를 투과하는 광 경로로부터 제 2 위상 콘트라스트상을 획득하는 제 14단계; 및
상기 제 14단계에서 획득한 제 2 위상 콘트라스트상에서 상기 제 13단계에서 획득한 제 1 위상 콘트라스트상을 감하는 제 15단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법.
A method of measuring the refractive index of a part of a plastic lens including a phone lens or a contact lens used in a mobile phone that knows the part shape,
An eleventh step of measuring a refractive index of one location of the plastic lens;
A twelfth step of defining the refractive index measured in the eleventh step as an average refractive index of the plastic lens and preparing a refractive index matching oil matching the average refractive index;
A thirteenth step of filling the refractive index matching oil in a constant transparent container, immersing the plastic lens, and obtaining a first phase contrast image from an optical path that transmits only the refractive index matching oil using a transmission digital holography microscope;
A fourteenth step of obtaining a second phase contrast image from the optical path passing through the plastic lens by using the transmission digital holography microscope; And
And a fifteenth step of subtracting the first phase contrast image obtained in the thirteenth step from the second phase contrast image acquired in the fourteenth step.
제 1항에 있어서,
상기 제 5단계에서 상기 제 2 위상 콘트라스트상으로부터 상기 제 1 위상 콘트라스트상을 감한 이후에 아래 수학식 2를 이용하여 해당 부위의 굴절률(Ns)를 산출하는 제 6단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법.
수학식 2
Figure 112013058320949-pat00002

The method of claim 1,
And subtracting the first phase contrast image from the second phase contrast image in the fifth step to calculate a refractive index (Ns) of the corresponding part by using Equation 2 below. A method of measuring the refractive index of parts of a plastic lens.
Equation 2
Figure 112013058320949-pat00002

 제 2항에 있어서,
상기 제 15단계에서 상기 제 2 위상 콘트라스트상으로부터 상기 제 1 위상 콘트라스트상을 감한 이후에 아래 수학식 2를 이용하여 해당 부위의 굴절률(Ns)를 산출하는 제 16단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 부분별 굴절률을 측정하는 방법.
수학식 2
Figure 112013058320949-pat00007
The method of claim 2,
After subtracting the first phase contrast image from the second phase contrast image in the fifteenth step, the method further includes a sixteenth step of calculating the refractive index Ns of the corresponding part by using Equation 2 below. A method of measuring the refractive index of parts of a plastic lens.
Equation 2
Figure 112013058320949-pat00007
KR1020120003680A 2012-01-12 2012-01-12 Refractive index measuring method for plastic lens with curvature KR101321409B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120003680A KR101321409B1 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Refractive index measuring method for plastic lens with curvature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120003680A KR101321409B1 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Refractive index measuring method for plastic lens with curvature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130083120A KR20130083120A (en) 2013-07-22
KR101321409B1 true KR101321409B1 (en) 2013-10-23

Family

ID=48994262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120003680A KR101321409B1 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Refractive index measuring method for plastic lens with curvature

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101321409B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017052244A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 주식회사 힉스컴퍼니 Refractive index distribution measuring system and refractive index distribution measuring method using same
CN114739627B (en) * 2022-03-16 2023-07-21 中国农业大学 Optical matching calibration method and device for internal flow field of complex structure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0543058U (en) * 1991-11-13 1993-06-11 横河電機株式会社 Air refractive index measuring device
JP2006284495A (en) 2005-04-04 2006-10-19 Swcc Showa Device Technology Co Ltd Method and instrument for measuring refractive index dispersion of transparent object

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0543058U (en) * 1991-11-13 1993-06-11 横河電機株式会社 Air refractive index measuring device
JP2006284495A (en) 2005-04-04 2006-10-19 Swcc Showa Device Technology Co Ltd Method and instrument for measuring refractive index dispersion of transparent object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국광학회 2007년도 하계학술발표회, PP. 69-70, 2007.7. 18-20 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130083120A (en) 2013-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101387994B1 (en) Lens testing apparatus, method for aligning detectors thereof, and lens testing method
BE1020308A5 (en) LOW - COHERENCE INTERFEROMETRIC SYSTEM FOR PHASE SHIFT SHEAROGRAPHY COMBINED WITH 3D PROFILOMETRY.
TW201530093A (en) An optical interferometry based on-line real-time thickness measurement apparatus and method thereof
Ebrahimi et al. Quantitative phase imaging based on Fresnel diffraction from a phase plate
KR101321409B1 (en) Refractive index measuring method for plastic lens with curvature
Escamilla et al. Three-dimensional surface measurement based on the projected defocused pattern technique using imaging fiber optics
KR20130083117A (en) Refractive index measuring method for plastic lens with curvature
KR20160069476A (en) Refractive index distribution measuring method, refractive index distribution measuring apparatus, and optical element manufacturing method
EP2823279B1 (en) Method and apparatus for measuring the geometric structure of an optical component
JP2011220903A (en) Refractive-index measurement method and device
JP2008256504A (en) Shape measuring apparatus
KR102057153B1 (en) Curvature of both sides surface and refractive index profile simultaneous measurement method of the lens
JP4112072B2 (en) Optical measuring device and optical measuring adapter
EP3724725A1 (en) Method for calibrating an analysis device, and associated device
JP3599921B2 (en) Method and apparatus for measuring refractive index distribution
Bhanwala et al. Precise Refractive Index Measurement of Fused Silica Optics
Mironova et al. Determination of diffusion coefficient in hydrogel
KR20170078084A (en) Curvature of both sides surface and refractive index profile simultaneous measurement equipment and method of the lens
Zalevsky et al. Suppression of phase ambiguity in digital holography by using partial coherence or specimen rotation
Quinten et al. Optical Surface Metrology: Methods
Kniażewski et al. Improved microinterferometric tomography method for reconstruction of refractive index
KR20090118457A (en) Lens alignment system using coherent laser beam

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee