KR101911440B1 - 액체-액체 계면 형상에 대한 측정 방법, 측정 장치 및 이를 채용한 미세 유체 방식의 가변 광학 소자 - Google Patents

액체-액체 계면 형상에 대한 측정 방법, 측정 장치 및 이를 채용한 미세 유체 방식의 가변 광학 소자 Download PDF

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Abstract

상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 방법은, 상기 계면에 평행광을 조사하는 평행광 조사 단계; 상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환 단계; 푸리어 변환된 광을 이미지 센서로 검출하는 검출 단계; 상기 이미지 센서로 검출된 광 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산 단계;를 포함한다.

Description

액체-액체 계면 형상에 대한 측정 방법, 측정 장치 및 이를 채용한 미세 유체 방식의 가변 광학 소자{Measuring method, measuring apparatus for surface profile of liquid-liquid interface and micro-fluidic variable optical device including the measuring apparatus}
본 개시는 액체-액체 계면 형상에 대한 측정 방법, 측정 장치 및 이를 채용한 미세 유체 방식의 가변 광학 소자에 관한 것이다.
전기 습윤 기술(electrowetting)을 다양한 가변 광학 소자로 응용하는 예가 늘어나고 있다. 전기 습윤 기술은 절연체로 코팅된 전극과 전도성 액체 사이에 전압을 인가하여 전도성 액체의 표면 장력을 제어함으로써 액체의 접촉각을 변화시키는 기술이다. 예를 들어, 전극 패턴을 구비한 셀 내에 전도성 유체와 비전도성 유체가 접촉하도록 배치하고, 전기 습윤 방식으로 두 유체간의 계면 위치 또는 형상을 변화시킬 수 있으며, 전극 패턴의 구체적인 형태나 유체 유동을 위한 채널 형태를 조절하여, 가변 조리개, 가변 프리즘, 가변 초점 렌즈등을 구현할 수 있다.
이와 같이 가변 광학 소자를 구현함에 있어서, 상호 접하는 액체-액체 계면의 기하학적인 모양을 정확히 제어하는 것이 필요하다.
고니오미터(goniometer)를 사용하여 공기 중 고체 위에 놓여진 액체의 접촉 각을 측정하는 방법, 고체 렌즈의 단면을 레이저 레인지 파인더(laser range finder)나 mechanical profiler로 측정하는 방법은 있으나, 액체의 특성상 기존의 방법으로 액체와 액체사이 계면의 형상을 측정하는 것이 어려워 현재까지 그 계면의 형상을 3차원으로 정확히 측정하는 방법이 거의 없는 실정이다.
본 개시는 액체-액체 계면 형상에 대한 측정 방법, 측정 장치 및 이를 채용한 미세 유체 방식의 가변 광학 소자를 제공한다
일 유형에 따르는 계면 측정 방법은 상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 방법으로서, 상기 계면에 평행광을 조사하는 평행광 조사 단계; 상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환 단계; 푸리어 변환된 광을 이미지 센서로 검출하는 검출 단계; 상기 이미지 센서로 검출된 광 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산 단계;를 포함한다.
상기 평행광 조사 단계는 상기 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수의 서브 영역에 대해 순차적으로 광을 조사할 수 있다.
상기 연산 단계는 상기 순차적으로 조사된 광에 대해 상기 이미지 센서로부터 순차적으로 검출된 광 정보로부터 상기 복수의 서브 영역의 형상을 연산하고, 상기 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계조건을 사용하여 상기 계면 전체의 형상을 추정할 수 있다.
상기 평행광 조사 단계는 상기 서브 영역에 대응하는 크기의 개구가 형성된 마스크를 사용하며, 상기 개구가 상기 복수의 서브 영역 각각에 대응하는 위치로 이동되도록 마스크를 이동하며 광을 조사할 수 있다.
또는, 상기 평행광 조사 단계는 상기 복수의 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하는 마스크를 사용하며, 상기 복수의 셀의 투과율을 순차적으로 전기적 제어하며 광을 조사할 수 있다.
상기 푸리어 변환 단계는 상기 계면에서 굴절된 광을 결상하는 단계와, 결상된 이미지를 확대하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따른 계면 형상 측정 장치는 상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 장치로서, 상기 계면에 평행광을 조사하는 광원부; 상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환부; 상기 푸리어 변환부에서 변환된 광의 이미지를 검출하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서에서 검출된 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산부;를 포함한다.
상기 광원부와 상기 계면 사이에 상기 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수의 서브 영역에 대해 순차적으로 광이 조사되게 하는 마스크가 더 배치될 수 있다.
상기 마스크에는 상기 복수의 서브 영역 중 하나에 대응하는 크기의 개구가 형성되고, 상기 개구가 상기 계면 영역과 마주하는 위치가 변경되도록 상기 마스크가 움직일 수 있다.
또는, 상기 마스크는 상기 복수의 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하며, 상기 복수의 셀의 투과율이 순차적으로 전기적 제어되는 구성일 수 있으며, 예를 들어, 상기 복수의 셀은 액정 셀로 이루어질 수 있다.
상기 연산부는 상기 순차적으로 조사된 광에 대해 상기 이미지 센서로부터 순차적으로 검출된 광 정보로부터 상기 복수의 서브 영역의 계면 형상을 연산하고, 상기 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계 조건을 이용하여 상기 계면 전체의 형상을 추정할 수 있다.
상기 푸리어 변환부는 대물 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 푸리어 변환부는 상기 대물 렌즈에 의해 결상된 이미지를 확대하는 릴레이 렌즈를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 가변 유체 광학 소자는 전도성 액체와, 상기 전도성 액체와 섞이지 않는 비전도성 액체를 포함하고, 상기 두 액체간의 계면 형상이 전기적으로 제어되는 전기 습윤 소자; 상기 전기 습윤 소자에 전압을 인가하는 전압 인가부; 상기 계면 형상을 측정하는 것으로, 상술한 어느 하나의 계면 측정 장치; 상기 계면 측정 장치에서 측정된 결과를 상기 전압 인가부에 피드백하여 인가 전압이 조절되게 하는 제어부;를 포함한다.
상기 전기 습윤 소자는 유체 렌즈일 수 있다.
또는, 상기 전기 습윤 소자는 유체 프리즘일 수 있다.
또는, 상기 전기 습윤 소자는 복수의 유체 셀들의 어레이로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 복수의 유체 프리즘 또는 복수의 유체 렌즈 또는 이들이 조합된 어레이로 이루어질 수 있다.
상기 전기 습윤 소자에서 전도성 액체는 물, 상기 비전도성 액체는 오일(oil)일 수 있다.
상술한 액체-액체 계면 형상 측정 방법 및 장치에 따르면, 계면에 의해 굴절된 광의 푸리어 변환된 상으로부터 계면 형상을 분석할 수 있다.
또한, 계면 영역을 복수의 미소 영역으로부터 분할하고, 미소 영역의 계면 형상을 측정하여 전체 형상을 분석하므로, 계면 형상 분석의 정확도를 높일 수 있다.
상술한 가변 광학 소자는 액체간의 계면을 제어하여 광학적 기능을 가변하는 소자로서, 액체간 계면 형상을 측정하고 이를 피드백하는 구성을 함께 채용하여, 광학적 성능의 조절을 보다 정확히 수행할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액체간 계면 형상 측정 방법의 개략적인 단계를 보이는 흐름도이다.
도 2는 실시예에 따른 액체간 계면 형상 측정 장치의 개략적인 구성을 보인다.
도 3은 도 2의 계면 형상 측정 장치에 채용된 푸리어 변환부의 예시적인 구성을 보인다.
도 4는 액체간 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역을 통과한 광이 푸리어 변환되어 이미지 센서에 검출된 이미지를 보인다.
도 5는 도 4의 이미지로부터 액체간 계면 형상을 연산한 예를 보인다.
도 6은 실시예에 따른 가변 광학 소자의 개략적인 구성을 보인다.
도 7 내지 도 8은 도 6의 가변 광학 소자에 채용될 수 있는 전기 습윤 소자의 예들을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
액체를 이용한 가변 초점 렌즈나 가변 프리즘등의 경우, 굴절률이 다른 투명한 두 액체간의 계면 형상을 변화시키는 방법을 사용한다. 즉, 굴절률이 다른 투명한 두 액체간의 계면이 광헉적으로 렌즈나 프리즘과 같은 역할을 하게 되는 것이며, 따라서, 액체간 계면의 기하학적인 형상을 정확히 알고 제어하는 것이 필요하다.
실시예에 따른 계면 형상 측정 방법은 이러한 액체간의 계면에 평행광을 조사하고 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환한 후 이를 이미지 센서로 검출하고, 이로부터 역으로, 계면의 형상을 연산하는 방법을 이용한다. 광학적으로 푸리어 변환시킨 2차원 형상을 측정하여 이로부터, 액체 간 계면의 3차원 형상을 측정하는 방법이다. 또한, 계면 영역을 복수의 미소 영역으로 분할하고 각 영역에 순차적으로 광을 조사한 후, 각 영역으로부터의 광이 푸리어 변환된 영상을 분석하고, 이를 조합하여, 계면의 3차원 형상을 알아낼 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액체간 계면 형상 측정 방법의 개략적인 단계를 보이는 흐름도이다.
상호 접하는 두 액체간의 계면 형상 측정을 위해, 측정 대상의 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할한다(S101). 서브 영역의 개수는 예상되는 계면 형상을 고려하여, 측정된 결과의 오차를 최소화할 수 있도록 정할 수 있다.
분할된 복수의 서브 영역에 대해 평행광을 순차적으로 조사한다(S102). 이를 위해, 서브 영역에 대응하는 크기의 개구가 형성된 마스크를 사용하여, 개구가 상기 복수의 서브 영역 각각에 대응하는 위치로 이동하도록 마스크를 이동시키면서, 복수의 서브 영역에 광이 순차적으로 조사되게 할 수 있다.
또는, 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하는 마스크를 사용하며, 상기 복수의 셀의 투과율을 순차적으로 전기적 제어하며 광을 조사하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 마스크는 예를 들어, 전기적 제어에 따라 입사광을 투과/차단하도록 투과율이 제어되는 광셔터가 어레이된 구성일 수 있고, 이러한 광셔터로는 액정셀을 사용할 수 있다.
또는, 복수의 서브 영역에 순차적으로 광이 조사되도록 광원부를 직접 구동하는 방법을 사용할 수도 있다.
측정 대상인 서브 영역에 조사된 광은 굴절률이 다른 액체간 계면에서 굴절되며, 이를 푸리어 변환(Fourier transform)한다(S103). 푸리어 변환은 예를 들어, 대물렌즈를 이용한 결상 단계를 포함할 수 있고, 또한, 추가적으로, 결상된 이미지를 확대하는 단계를 더 포함할 수 있다.
푸리어 변환된 광은 예를 들어, CCD와 같은 이미지 센서로 검출한다(S104).
다음, 검출된 정보를 역산하여 서브 영역의 계면 형상을 연산하고, 저장한다(S105).
상술한 S102 내지 S105의 단계는 복수의 서브 영역 전체에 대해 반복되며, 저장된 서브 영역들의 계면 형상으로부터 계면 전체 형상을 연산한다(S106). 계면 전체의 형상을 추정함에 있어서, 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계조건을 사용할 수 있다.
이하, 상기한 방법을 수행하는 장치의 예시적인 광학적 구성을 살펴보기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 액체간 계면 형상 측정 장치(100)의 개략적인 구성을 보이며, 도 3은 도 2의 계면 형상 측정 장치(100)에 채용된 푸리어 변환부(160)의 예시적인 구성을 보인다.
상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 장치(100)는 계면(IS)에 평행광을 조사하는 광원부(110), 계면(IS)에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환부(160), 푸리어 변환부(160)에서 변환된 광의 이미지를 검출하는 이미지 센서(170), 이미지 센서(170)에서 검출된 정보로부터 계면(IS)의 형상을 연산하는 연산부(180)를 포함한다.
광원부(110)는 전기 습윤 소자(EW)의 액체간 계면(IS)에 일 방향으로 콜리메이팅된 평행광을 조사하는 것으로, 예를 들어, 광원과, 콜리메이팅 광학부재등을 포함하여 구성될 수 있다.
광원부(110)와 계면(IS) 사이에는, 계면(IS) 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수의 서브 영역에 대해 순차적으로 광이 조사되게 하는 마스크(120)가 더 배치될 수 있다.
마스크(120)는 복수의 서브 영역 중 하나에 대응하는 크기의 개구(A)를 포함할 수 있다. 이 경우, 개구(A)가 계면(IS) 영역과 마주하는 위치가 변경되도록 구동부(130)가 마스크(120)를 움직일 수 있다.
또는, 마스크(120)는 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하여 이루어지며, 상기 복수의 셀의 투과율이 순차적으로 전기적 제어되는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전기적 제어에 따라 광의 투과율이 조절되는 액정셀을 포함하여 이루어질 수 있고, 이 경우, 구동부(130)는 측정 대상인 서브 영역에 대응하는 셀이 광을 투과시키고, 나머지 셀은 광을 차단하도록 마스크(120)에 조절된 전압을 인가하는 구성일 수 있다.
마스크(120)는 선택적인 구성이며, 광원부(110)가 복수의 서브 영역에 순차적으로 광을 조사하도록 광원이 구동되는 구성을 채용할 수도 있다.
푸리어 변환부(160)는 도 3에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(162)를 포함할 수 있고, 또한, 대물 렌즈(162)에 의해 결상된 이미지를 확대하는 릴레이 렌즈(168)를 더 포함할 수 있다.
릴레이 렌즈(168)는 2매의 렌즈, 제1렌즈(164), 제2렌즈(166)로 이루어질 수 있고, 각각의 초점 거리를 적절히 선택하여, 결상된 이미지가 확대되는 배율을 조절할 수 있다.
대물렌즈(162)의 초점 거리를 f0, 제1렌즈(164)의 초점거리를 f1, 제2렌즈(166)의 초점 거리를 f2라고 할 때, 미소 계면(ISk)을 통과하여, 광축에 대해 θ의 각을 가지며 푸리어 변환부(160)에 입사되어 푸리어 변환된 광의 이미지는 이미지 센서(170) 상의 위치 y에 검출된다. y값은 - (f2f0θf1)로, θ값에 일대일로 대응하며, 즉, y 값으로부터, θ값이 역산될 수 있다. 또한, θ로부터 미소 계면(ISk)의 형상을 연산할 수 있다.
푸리어 변환부(160)는 3매의 렌즈 구성을 가지는 것으로 설명되었으나 이는 예시적인 것이고, 계면 형상의 연산을 위해 푸리어 변환된 상을 분석하기에 용이하도록 다른 광학 요소를 추가하는 등, 다양하게 변경될 수 있다.
연산부(180)는 순차적으로 조사된 광에 대해 이미지 센서(170)로부터 순차적으로 검출된 광 정보로부터 상기 복수의 서브 영역의 계면 형상을 연산하고, 상기 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계 조건을 이용하여 상기 계면 전체의 형상을 추정한다.
도 4는 액체간 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역을 통과한 광이 푸리어 변환되어 이미지 센서에 검출된 이미지를 보이고, 도 5는 도 4의 이미지로부터 액체간 계면 형상을 연산한 예를 보인다.
도 4 및 도 5는 액체간 계면 영역을 25개의 서브 영역으로 분할하고 이에 대한 형상을 측정한 것을 예시하고 있으며, 이로부터 비교적 복잡한 3차원적인 계면 형상이 측정될 수 있음을 보여준다.
도 6은 실시예에 따른 가변 광학 소자(200)의 개략적인 구성을 보이며, 도 7 내지 도 8은 도 6의 가변 광학 소자(200)에 채용될 수 있는 전기 습윤 소자의 예들을 보인다.
실시예에 따른 가변 광학 소자(200)는 전기 습윤 소자(240), 전기 습윤 소자(240)에 전압을 인가하는 전압 인가부(230), 전기 습윤 소자(240)의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 장치, 계면 측정 장치에서 측정된 결과를 상기 전압 인가부(230)에 피드백하여 인가 전압이 조절되게 하는 제어부(220)를 포함한다.
전기 습윤 소자(240)는 서로 섞이지 않는 두 액체(F1)(F2)의 계면을 전기적으로 구동하여 액체(F1)(F2)간 계면(IS)이 광학적 기능을 수행하게 되는 소자이다. 두 액체(F1)(F2) 중 하나는 전도성 액체, 다른 하나는 비전도성 액체로 구성된다. 두 액체(F1)(F2)는 소정의 셀 내에 섞이지 않은 형태로 배치되며, 두 액체(F1)(F2)간의 계면(IS)을 전기 습윤 원리에 따라 구동하여 이러한 계면(IS)이 프리즘이나 렌즈 등과 같은 광학적 기능을 수행할 수 있게 된다. 전도성 액체로는 물, 비전도성 액체로는 오일(oil)을 사용할 수 있다. 전기 습윤 구동을 위해, 두 액체(F1)(F2)가 배치되는 셀 내에는 전극부(미도시)가 구비되며, 전압 인가부(230)에 의해 전압이 인가됨에 따라 계면(IS) 형상이 변한다.
도 7을 참조하면, 전기 습윤 소자(240)는 두 액체(F1)(F2)간 계면이 프리즘의 기능을 하는 유체 프리즘일 수 있다. 또한, 도 8과 같이, 전기 습윤 소자(241)는 두 액체(F1)(F2)간 계면이 광을 모으거나 분산하는 렌즈면의 역할을 하는 유체 렌즈일 수 있다. 또한, 도 9와 같이, 전기 습윤 소자(242)는 복수의 유체 셀들이 어레이된 구성을 가질 수 있다. 복수의 유체 셀들은 복수의 유체 프리즘 또는 복수의 유체 렌즈 또는 이들이 조합된 어레이로 이루어질 수 있다.
전기 습윤 소자(240)에 광원부(110)에 의해 평행광을 조사하면, 전기 습윤 소자(240)의 계면(IS)에서 굴절되어 푸리어 변환부(160)에 입사하고, 푸리어 변환된다. 푸리어 변환된 상이 이미지 센서(170)에 검출되면, 이로부터, 연산부(180)가 계면(IS)의 형상을 연산한다.
이러한 과정은 마스크(120)를 사용하여, 계면(IS) 영역을 미소 영역 단위로 분할하여 반복적으로 수행될 수 있으며, 계면(IS) 전체 형상이 연속 경계 조건에 의해 얻어진다.
연산된 결과는 제어부(220)에 피드백 되며, 제어부(220)는 이를 반영하여 계면(IS) 형상의 미세 조절을 위해 전압 인가부(230)에서 전기 습윤 소자(240)에 인가하는 전압을 조절한다.
이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100...계면 측정 장치 110...광원부
120...마스크 130...구동부
160...푸리어 변환부 162...대물렌즈
168...릴레이 렌즈 170...이미지 센서
200...가변 광학 소자 220...제어부
230...전압 인가부 EW, 240, 241, 242...전기습윤소자

Claims (20)

  1. 상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 방법에 있어서,
    상기 계면에 평행광을 조사하는 평행광 조사 단계;
    상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환 단계;
    푸리어 변환된 광을 이미지 센서로 검출하는 검출 단계;
    상기 이미지 센서로 검출된 광 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산 단계;를 포함하며,
    상기 평행광 조사 단계는
    상기 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고,
    상기 복수의 서브 영역에 대해 순차적으로 광을 조사하고,
    상기 연산 단계는 상기 순차적으로 조사된 광에 대해 상기 이미지 센서로부터 순차적으로 검출된 광 정보로부터 상기 복수의 서브 영역의 형상을 연산하고,
    상기 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계조건을 사용하여 상기 계면 전체의 형상을 추정하는, 계면 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 평행광 조사 단계는
    상기 서브 영역에 대응하는 크기의 개구가 형성된 마스크를 사용하며,
    상기 개구가 상기 복수의 서브 영역 각각에 대응하는 위치로 이동하도록 상기 마스크를 이동하며 광을 조사하는 계면 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평행광 조사 단계는
    상기 복수의 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하는 마스크를 사용하며,
    상기 복수의 셀의 투과율을 순차적으로 전기적 제어하며 광을 조사하는 계면 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 푸리어 변환 단계는
    상기 계면에서 굴절된 광을 결상하는 단계와, 결상된 이미지를 확대하는 단계를 포함하는 계면 측정 방법.
  7. 상호 접하는 두 액체 간의 계면 형상을 측정하는 계면 측정 장치에 있어서,
    상기 계면에 평행광을 조사하는 광원부;
    상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환부;
    상기 푸리어 변환부에서 변환된 광의 이미지를 검출하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서에서 검출된 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산부; 및
    상기 광원부와 상기 계면 사이에 배치된 것으로, 상기 계면 영역을 복수의 서브 영역으로 분할하고 상기 복수의 서브 영역에 대해 순차적으로 광이 조사되게 하는 마스크;를 포함하며,
    상기 연산부는
    상기 순차적으로 조사된 광에 대해 상기 이미지 센서로부터 순차적으로 검출된 광 정보로부터 상기 복수의 서브 영역의 계면 형상을 연산하고,
    상기 복수의 서브 영역 중 인접하는 서브 영역에서의 계면 형상이 연속이라는 경계 조건을 이용하여 상기 계면 전체의 형상을 추정하는, 계면 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 마스크에는 상기 복수의 서브 영역 중 하나에 대응하는 크기의 개구가 형성되고, 상기 개구가 상기 계면 영역과 마주하는 위치가 변경되도록 상기 마스크가 움직이는 계면 측정 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 복수의 서브 영역에 대응하는 크기로 구획된 복수의 셀을 포함하며,
    상기 복수의 셀의 투과율이 순차적으로 전기적 제어되는 계면 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 셀은 액정 셀로 이루어지는 계면 측정 장치.
  12. 삭제
  13. 제7항에 있어서,
    상기 푸리어 변환부는 대물 렌즈를 포함하는 계면 측정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 푸리어 변환부는 상기 대물 렌즈에 의해 결상된 이미지를 확대하는 릴레이 렌즈를 더 포함하는 계면 측정 장치.
  15. 전도성 액체와, 상기 전도성 액체와 섞이지 않는 비전도성 액체를 포함하고, 상기 두 액체간의 계면 형상이 전기적으로 제어되는 전기 습윤 소자;
    상기 전기 습윤 소자에 전압을 인가하는 전압 인가부;
    상기 계면 형상을 측정하는 것으로,
    상기 계면에 평행광을 조사하는 광원부와,
    상기 계면에서 굴절된 광을 푸리어 변환하는 푸리어 변환부와,
    상기 푸리어 변환부에서 변환된 광의 이미지를 검출하는 이미지 센서와,
    상기 이미지 센서에서 검출된 정보로부터 상기 계면의 형상을 연산하는 연산부를 포함하는 계면 측정 장치; 및
    상기 계면 측정 장치에서 측정된 결과를 상기 전압 인가부에 피드백하여 인가 전압이 조절되게 하는 제어부;를 포함하는 가변 광학 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전기 습윤 소자는 유체 렌즈인 가변 광학 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전기 습윤 소자는 유체 프리즘인 가변 광학 소자.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전기 습윤 소자는 복수의 유체 셀들의 어레이로 이루어진 가변 광학 소자.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 전기 습윤 소자는 복수의 유체 프리즘 또는 복수의 유체 렌즈 또는 이들이 조합된 어레이로 이루어진 가변 광학 소자.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 액체는 물, 상기 비전도성 액체는 오일(oil)인 가변 광학 소자.
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