KR102385057B1 - 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기 - Google Patents

광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 관한 것이다.
상세하게는,
광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)에 있어서,
내부에 렌즈부(200)와 위치고정스페이서부(300)가 삽입되어, 연결되도록 하는 경통부(100);와, 상기 경통부(100) 내부에 하나 이상 일정 위치에 일정 간격으로 각각 위치, 고정되고, 굴절률, 분산율이 다른 광학 유리의 조합과 구면 곡률이 다른 렌즈의 조합으로 형성된 렌즈부(200); 및 상기 경통부(100) 내부의 일정 위치에 위치하는 렌즈부(200)의 각각의 일정 간격을 유지, 렌즈부(200)를 고정하는 렌즈위치고정스페이서부(300);로 구성되되,
렌즈부(200)는,
두 개의 골절 곡면을 가진 투명체로, 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 하는 광학렌즈모듈(210);과, 렌즈위치고정스페이서부(300)와 접촉되는 상기 광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성되어, 렌즈위치고정스페이서부(300)와의 접촉 면적이 확보되도록 하는 광학렌즈왜곡방지모듈(220);로 구성되어,
광학렌즈왜곡방지모듈(220)로 인해, 렌즈부(200)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC);되도록 함으로서, 마찰력의 향상으로 렌즈위치고정스페이서부(200)에 대한 렌즈부(200)의 고정력의 향상은 물론, 렌즈부(200)와 렌즈위치고정스페이서부(300) 사이에 생성되는 유격으로 인해 발생되는 상(傷)의 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에,
0〈 X1'〈 X1 의 부등식(X1 은, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300)가 접촉하는 최초 접촉점에 대한 X축의 위치 값, X1' 은, 광학렌즈모듈(210)에 형성되는 광학렌즈왜곡방지모듈(220)의 X축의 위치 값)을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
광학렌즈모듈(210)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC)되도록 한다.
이로 인해, 본 발명은, 렌즈부(200)와 렌즈위치고정스페이서부(300) 간의, 고정에 대한 안정성 및 고정력을 극대화시킴으로서, 장시간 사용 시에도 정밀 광학 기기로부터 촬영되어 외부로 출력되는 상(像)의 정확도 및 선명도는 물론, 정밀 광학 기기의 내구성을 제고(提高)시키는 이점이 있다.

Description

광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기{Optical instrument}
본 발명은 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 경통부 내부에 위치, 고정되는 렌즈부와, 렌즈부의 공간을 메워 간격을 잡아주는 렌즈위치고정스페이서부와의 접점부가 면접촉(面接觸)되도록 하여, 렌즈부의 고정력을 향상시킴은 물론, 장시간 사용 시, 유격으로 인해 발생하는 초점의 왜곡을 방지함으로서, 정밀 광학 기기를 통해 맺히는 상(像)의 선명도 및 정확도를 제고(提高), 장기간 유지시키는 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 관한 것이다.
현재, 첨단산업인 반도체, 디스플레이 및 바이오 산업분야에서 요구되는 첨단 계측 및 검사 장비에서 광학은 중요한 부분으로 자리잡고 있다.
이러한, 첨단 계측 및 검사 장비에 적용되는 광학은 대부분, 다수 개의 렌즈를 사용하거나 접합하는 등, 렌즈의 효과 및 성능을 중점으로 고도화되고 있다.
물론, 계측 및 검사 장비에 있어 렌즈는 핵심적인 요소이지만, 렌즈의 기술과 더불어, 상(像)의 정확도 및 선명도를 개선하기 위한 별도의 방법들 역시 함께 연구되어야 한다.
계측 및 검사 장비는 안정성과 수명이 중요하다.
계측 및 검사 장비의 안정성과 수명은, 렌즈와 밀접한 관계가 있지만, 렌즈의 간격을 유지시켜주는 스페이서(spacer) 또한, 렌즈의 해상력 성능과 내면 반사에 영향을 주는 중요 부품으로 정의되고 있다.
따라서, 본 발명은, 상(像)의 정확도와, 선명도를 개선하기 위해, 렌즈와 스페이서(spacer)의 고정 방식 및 그 관계를 중심으로, 렌즈와 스페이서(spacer)의 접촉점에 따라 달라지는 계측 및 검사 장비의 안정성과 내구성에 집중하여, 이를 최적으로 개선시킨 정밀 광학 기기를 제공하고자 한다.
이에, 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 관한 선행기술로서,
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록특허공보 제10-1735260호의 "광학렌즈 스페이서의 식각처리 장치 및 방법"(이하, '선행기술 1'이라 함.)은,
카메라의 경통 내 복수의 단으로 배치되는 광학렌즈 사이에 끼워지는 스페이서의 표면을 거칠게 식각처리함으로써 촬영이미지에 플레어나 고스트 등의 빚 번짐 현상을 차단하도록 하는 기술로, 중공홀이 형성되는 스페이서의 내경면에서 촬영에 유효하지 않은 난반사의 발생을 억제할 수 있도록 스페이서의 내경면까지 균일한 거친면을 갖도록 식각 환경을 개선하기 위해, 알칼리 수용액에 스페이서를 침전시킨 상태에서 그 스페이서를 소정 속도 이상으로 움직이도록 구성함으로써 짧은 시간에 균일한 식각 처리를 수행할 수 있는 장점을 가진 기술에 관한 것이다.
또 다른 선행기술로는,
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록특허공보 제10-1113478호의 "렌즈 모듈"(이하, '선행기술 2'라 함.)로서,
피사체로부터 입사되는 영상광이 투과하는 수광부와, 상기 수광부의 외측 테두리를 따라 수평방향으로 연장되어 형성되는 리브를 구비하는 복수개의 렌즈, 각 렌즈의 리브 상에 구비되어, 두께를 조절하여 상기 렌즈의 두께 편차를 보정하는 적어도 하나의 두께 보정부 및 상기 각 렌즈 사이의 거리를 소정 간격 유지시키고, 불투명 재질로 이루어지는 스페이서를 포함하고, 상기 두께 보정부는 상기 두께 보정부의 외측 단부가 평탄하도록 상기 리브 상에 돌출 형성되고, 상기 외측 단부의 연장선은 서로 동일한 수평면 상에 위치하여, 렌즈 상의 두께 보정부를 구비하여 적층되는 렌즈의 평행도 및 평면도의 정밀도를 개선할 수 있는 렌즈 모듈에 관한 것이다.
살펴본 바와 같이, 상기 선행기술 1 내지 선행기술 2는 본 발명과 동일한 기술분야이지만, 발명이 해결하고자 하는 과제 및 과제를 해결하기 위한 수단, 과제를 해결함으로서 발휘되는 효과에 있어 기술 사상 및 특징이 상이하다.
즉, 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하고, 그 효과를 발휘시키기 위한 발명의 구체적인 해결수단(구성요소)에 있어 기술적 특징에 차이가 있다.
그러므로, 본 발명은, 상기 선행기술 1 내지 선행기술 2를 포함한 종래의 광학 기기와 관련된 기술과는 다른, 본 발명만의 발명의 해결하고자 하는 과제(발명의 목적), 이를 해결하기 위한 해결수단(구성요소) 및 이를 해결함으로서 발휘되는 효과를 기반으로, 그 기술적 특징을 꾀하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1735260호 (2017.05.06.) 대한민국 등록특허공보 제10-1113478호 (2012.01.31.)
이에, 본 발명은 상기 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
렌즈부와 렌즈위치고정스페이서부 간의 고정력 향상 및 이를 통한 상(像)의 초점에 대한 선명도 및 정확도가 장시간 사용에도 왜곡되지 않고, 유지되도록 하는 정밀 광학 기기를 제공하는 데에 목적이 있다.
즉, 렌즈부와 렌즈위치고정스페이서부가 접하는 접점부가, 점접촉(点接觸)이 아닌, 면접촉(面接觸)으로 이루어지도록 함으로서, 렌즈부와 렌즈위치고정스페이서부 간의 유격을 제거, 고정에 대한 안정성을 극대화하여, 고정력의 향상은 물론, 이로 인한, 상(像)의 초점에 대한 선명도 및 정확도가 장기간 유지되는 정밀 광학 기기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해 안출된 것으로서,
광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 있어서,
내부에 렌즈부와 위치고정스페이서부가 삽입되어, 연결되도록 하는 경통부;
상기 경통부 내부에 하나 이상 일정 위치에 일정 간격으로 각각 위치, 고정되고, 굴절률, 분산율이 다른 광학 유리의 조합과 구면 곡률이 다른 렌즈의 조합으로 형성된 렌즈부;
상기 경통부 내부의 일정 위치에 위치하는 렌즈부의 각각의 일정 간격을 유지, 렌즈부를 고정하는 렌즈위치고정스페이서부;로 구성되되,
렌즈부는,
두 개의 골절 곡면을 가진 투명체로, 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 하는 광학렌즈모듈;
렌즈위치고정스페이서부와 접촉되는 상기 광학렌즈모듈의 가장자리 일측에 형성되어, 렌즈위치고정스페이서부와의 접촉 면적이 확보되도록 하는 광학렌즈왜곡방지모듈;로 구성되어,
광학렌즈왜곡방지모듈로 인해, 렌즈부에 렌즈위치고정스페이서부가 면접촉되도록 함으로서, 마찰력의 향상으로 렌즈위치고정스페이서부에 대한 렌즈부의 고정력의 향상은 물론, 렌즈부와 렌즈위치고정스페이서부 사이에 생성되는 유격으로 인해 발생되는 상(像)의 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 광학렌즈왜곡방지모듈은,
광학렌즈모듈의 가장자리 일측에,
0〈 X1'〈 X1 의 부등식
(X1 은, 광학렌즈모듈과 렌즈위치고정스페이서부가 접촉하는 최초 접촉점에 대한 X축의 위치 값, X1' 은, 광학렌즈모듈에 형성되는 광학렌즈왜곡방지모듈의 X축의 위치 값)
을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
광학렌즈모듈에 렌즈위치고정스페이서부가 면접촉되도록 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서는 특허등록청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면,
1. 렌즈부의 위치 고정에 대한 안정성 및 이에 따른 고정력이 향상되도록 한다.
즉, 렌즈부가 렌즈위치고정스페이서부와 면접촉되도록 가공, 형성되어, 접촉 면적이 증가되므로, 고정력은 물론, 장시간 사용에도 렌즈부와 렌즈위치고정스페이서부 간에 유격이 발생되지 않도록 한다.
2. 따라서, 상(像)의 초점에 대한 선명도 및 정확도가 장시간 사용에도 왜곡되지 않고, 유지된다.
즉, 정밀 광학 기기의 수명이 연장된다.
그러므로, 측정 정확성 및 선명도, 수명을 포함한 정밀 광학 기기의 성능이 제고(提高)되도록 하는 매우 효과적인 발명이라 하겠다.
도 1은 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 대한 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기의 실시 예에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기와 종래의 정밀 광학 기기의 성능 대비를 그래프로 간략하게 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기의 구성요소 중, 광학렌즈왜곡방지모듈의 조건을 그래프로 간략하게 나타낸 것이다.
도 6은 종래 광학 기기와, 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기의 기술적 사상을 간략하게 대비도로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 대한 선행기술의 대표도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)에 대한 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 대한 구성도를 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 대한 개략도를, 도 3은 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기의 실시 예에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은,
광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)에 있어서,
내부에 렌즈부(200)와 위치고정스페이서부(300)가 삽입되어, 연결되도록 하는 경통부(100);
상기 경통부(100) 내부에 하나 이상 일정 위치에 일정 간격으로 각각 위치, 고정되고, 굴절률, 분산율이 다른 광학 유리의 조합과 구면 곡률이 다른 렌즈의 조합으로 형성된 렌즈부(200);
상기 경통부(100) 내부의 일정 위치에 위치하는 렌즈부(200)의 각각의 일정 간격을 유지, 렌즈부(200)를 고정하는 렌즈위치고정스페이서부(300);로 구성되되,
렌즈부(200)는,
두 개의 골절 곡면을 가진 투명체로, 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 하는 광학렌즈모듈(210);
렌즈위치고정스페이서부(300)와 접촉되는 상기 광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성되어, 렌즈위치고정스페이서부(300)와의 접촉 면적이 확보되도록 하는 광학렌즈왜곡방지모듈(220);로 구성되어,
광학렌즈왜곡방지모듈(220)로 인해, 렌즈부(200)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC);되도록 함으로서, 마찰력의 향상으로 렌즈위치고정스페이서부(200)에 대한 렌즈부(200)의 고정력의 향상은 물론, 렌즈부(200)와 렌즈위치고정스페이서부(300) 사이에 생성되는 유격으로 인해 발생되는 상(像)의 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은,
종래의 광학 기기의 렌즈와 스페이서(spacer) 간의 접촉 관계를 개선하여, 광학 기기의 내구성 및 성능을 극대화시키기 위한 것이다.
좀 더 구체적으로 설명하면,
상술한 바와 같이,
종래, 광학 기기의 렌즈와 스페이서(spacer) 간의 접촉이 점접촉(点接觸)에서, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)을 통해, 면접촉(FC)으로 이루어지도록 유도하여, 광학렌즈모듈(210)의 고정력은 물론, 렌즈위치고정스페이서부(300) 간 발생하는 유격을 방지하여, 왜곡을 방지, 상(像)의 정확도 및 선명도를 극대화시킨다.
즉, 장시간의 측정 및 검사에도 광학 기기의 성능이 저하되는 것을 방지하여, 수명 연장과 더불어, 측정 및 검사 시마다 일정하고 정확한 결과가 출력되도록 한다.
또한, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성되되,
위치고정스페이서부(300)의 상면과 수평방향으로 면접촉(FC)되는 X축면접촉요소(221);
위치고정스페이서부(300)의 단부면과 수직방향으로 면접촉(FC)되는 Y축접촉요소(222);로 구성,
위치고정스페이서부(300)가 X축 방향과, Y축 방향으로 동시에 접촉되어, 광학렌즈모듈(210)과 면접촉(面接觸)되도록 한다.
이때, 렌즈위치고정스페이서부(300)가 광학렌즈모듈(210)에 면접촉(FC)되도록 하는,
광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에,
0〈 X1'〈 X1 의 부등식을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
광학렌즈모듈(210)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC)되도록 한다.
상기 X1', X1 은, 도 5에 도시된 바와 같이,
X1 은, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300)가 접촉하는 최초 접촉점에 대한 X축의 위치 값이고,
X1' 은, 광학렌즈모듈(210)에 형성되는 광학렌즈왜곡방지모듈(220)의 X축의 위치 값이다.
이때, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)은, 특히,
a/4 ≤ X1'〈 3a/4 의 부등식을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300) 간, 최적의 면접촉(FC)이 이루어지도록 한다.
즉, X1'〈 a/4 일 경우에는,
광학렌즈모듈(210)에 접촉되는 렌즈위치고정스페이서부(300)의 단면적은 커져, 고정력은 향상되나, 광학렌즈모듈(210)의 내구성이 급격히 저하되어, 오히려, 광학렌즈모듈(210)의 수명을 저하시키고,
X1' 〉3a/4 일 경우에는,
광학렌즈모듈(210)에 접촉되는 렌즈위치고정스페이서부(300)의 단면적이 작아, 종래의 광학 기기의 렌즈와 스페이서(spacer) 간의 점접촉(点接觸)과 차이가 없어, 본 발명이 발휘하고자 하는 효과가 미비하다.
그러므로, 상술한 바와 같이,
최적의 효과를 얻기 위해서는, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)이 a/4 ≤ X1'〈 3a/4 의 부등식을 만족하는 범위 내에서 광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 가공, 형성되어야 한다.
또한, X1 은,
도 5를 참조, 타원의 방정식과 렌즈위치고정스페이서부(300)의 높이를 이용하여 하기와 같이 표기될 수 있다.
Figure 112020043758597-pat00001
즉, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에,
0〈 X1'〈
Figure 112020043758597-pat00002
의 부등식을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성된다.
이때,
a는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률의 반경을,
b는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률이 시작되는 Y축상의 점을,
-b는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률이 종료되는 -Y축상의 점을,
h는, 렌즈위치고정스페이서부(300)의 높이를 의미한다.
참고하여, 도 4는 종래의 광학 기기와, 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)의 성능을 대비한 그래프이다.
도시된 바와 같이, 본 발명이 종래의 광학 기기 보다 효과가 현저히 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 도 4는, 동일한 성능을 가진 종래의 광학 기기와 본 발명을 대비하여 실험한 데이터로, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)의 적용 유무(有無)에 따라 그 효과에 현저한 차이가 있음을 나타낸 것이다.
도 6은, 종래 광학 기기와, 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)의 기술적 사상을 간략하게 대비도로 나타낸 것이다.
즉, (a)는, 종래의 광학 기기로, 렌즈와 스페이서(spacer)가 점접촉(点接觸)으로 접촉되어 있어, 장시간 사용 시, 렌즈와 스페이서(spacer) 간에 생성되는 유격으로 인해 상(像)의 왜곡이 발생하는 것을 간략하게 나타낸 것이고,
(b)는, 본 발명인 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)로, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC)으로 접촉되어 있어, 장시간 사용 시에도, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300) 간에 생성되는 유격을 방지하여, 상(像)의 정확도와 선명도가 유지되는 것을 간략하게 나타낸 것이다.
즉, 정밀 광학 기기에 광학렌즈왜곡방지모듈(220)의 유무(有無)에 따라, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300) 간, 생성되는 유격을 최소화, 방지하여, 정밀 광학 기기로부터 출력되는 상(像)의 정확도 및 선명도가 장시간 유지된다.
본 발명에서의 점접촉(点接觸)이라 함은,
광학렌즈모듈(210)의 일측에, 렌즈위치고정스페이서부(300)의 모서리의 한 점이 접촉되는 상태로, 접점이 점(点)으로 이루어진 상태를 말하고,
면접촉(FC)은,
광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성된 광학렌즈왜곡방지모듈(220)에, 렌즈위치고정스페이서부(300)의 모서리의 X축, Y축이 일정 면적(面積)으로 접촉되는 상태로, 접점이 면적(面積)으로 이루어진 상태를 말한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
따라서, 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 아니되며 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기에 관한 것으로서, 이를 제작하는 제작업 및 판매업, 본 발명이 적용되는 계측 및 검사를 위해 정밀 광학 기기를 취급하는 각종 산업, 특히, 반도체, 디스플레이, 바이오 산업 등, 광학 시스템을 이용하여 계측, 검사하는 품질 관리업 등, 광학 시스템이 이용되는 다양한 산업분야 증진에 기여하는 데에 적용할 수 있다.
1: 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기
100: 경통부
200: 렌즈부
210: 광학렌즈모듈
220: 광학렌즈왜곡방지모듈
221: X축접촉요소
222: Y축접촉요소
300: 렌즈위치고정스페이서부
FC: 면접촉

Claims (2)

  1. 광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기(1)에 있어서,
    내부에 렌즈부(200)와 위치고정스페이서부(300)가 삽입되어, 연결되도록 하는 경통부(100);
    상기 경통부(100) 내부에 하나 이상 일정 위치에 일정 간격으로 각각 위치, 고정되고, 굴절률, 분산율이 다른 광학 유리의 조합과 구면 곡률이 다른 렌즈의 조합으로 형성된 렌즈부(200);
    상기 경통부(100) 내부의 일정 위치에 위치하는 렌즈부(200)의 각각의 일정 간격을 유지, 렌즈부(200)를 고정하는 렌즈위치고정스페이서부(300);로 구성되되,
    렌즈부(200)는,
    두 개의 골절 곡면을 가진 투명체로, 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 하는 광학렌즈모듈(210);
    렌즈위치고정스페이서부(300)와 접촉되는 상기 광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성되어, 렌즈위치고정스페이서부(300)와의 접촉 면적이 확보되도록 하는 광학렌즈왜곡방지모듈(220);로 구성되어,
    광학렌즈왜곡방지모듈(220)로 인해, 렌즈부(200)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC);되도록 함으로서, 마찰력의 향상으로 렌즈위치고정스페이서부(300)에 대한 렌즈부(200)의 고정력의 향상은 물론, 렌즈부(200)와 렌즈위치고정스페이서부(300) 사이에 생성되는 유격으로 인해 발생되는 상(像)의 왜곡을 방지하고,
    광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
    광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 형성되되,
    위치고정스페이서부(300)의 상면과 수평방향으로 면접촉(FC)되는 X축면접촉요소(221);
    위치고정스페이서부(300)의 단부면과 수직방향으로 면접촉(FC)되는 Y축접촉요소(222);로 구성되어,
    위치고정스페이서부(300)가 X축 방향과, Y축 방향으로 동시에 접촉되어, 광학렌즈모듈(210)과 면접촉(面接觸)되도록 하되,
    광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에,
    0〈 X1'〈 X1 의 부등식
    (X1 은, 광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300)가 접촉하는 최초 접촉점에 대한 X축의 위치 값, X1' 은, 광학렌즈모듈(210)에 형성되는 광학렌즈왜곡방지모듈(220)의 X축의 위치 값)
    을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
    광학렌즈모듈(210)에 렌즈위치고정스페이서부(300)가 면접촉(FC)되도록 하고,
    광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
    a/4 ≤ X1'〈 3a/4 의 부등식을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되어,
    광학렌즈모듈(210)과 렌즈위치고정스페이서부(300) 간, 최적의 면접촉(FC)이 이루어지도록 하되,
    X1'〈 a/4 일 경우에는,
    광학렌즈모듈(210)에 접촉되는 렌즈위치고정스페이서부(300)의 단면적은 커져, 고정력은 향상되나, 광학렌즈모듈(210)의 내구성이 저하되어, 광학렌즈모듈(210)의 수명을 저하시키고,
    X1' 〉3a/4 일 경우에는,
    광학렌즈모듈(210)에 접촉되는 렌즈위치고정스페이서부(300)의 단면적이 작아, 종래의 광학 기기의 렌즈와 스페이서(spacer) 간의 점접촉(点接觸)과 차이가 없으므로,
    광학렌즈왜곡방지모듈(220)이 a/4 ≤ X1'〈 3a/4 의 부등식을 만족하는 범위 내에서 광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에 가공, 형성되도록 하고,
    X1 은,
    타원의 방정식과 렌즈위치고정스페이서부(300)의 높이를 이용하여 하기와 같이 표기되고,
    Figure 112022500792708-pat00010

    이를 활용, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)은,
    광학렌즈모듈(210)의 가장자리 일측에,
    0〈 X1'〈
    Figure 112022500792708-pat00011
    의 부등식을 만족하는 범위 내에서 가공, 형성되도록 함으로서,
    (a는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률의 반경을, b는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률이 시작되는 Y축상의 점을, -b는, 광학렌즈모듈(210)의 곡률이 종료되는 -Y축상의 점을, h는, 렌즈위치고정스페이서부(300)의 높이)
    종래, 광학 기기의 렌즈와 스페이서(spacer) 간의 접촉이 점접촉(点接觸)에서, 광학렌즈왜곡방지모듈(220)을 통해, 면접촉(FC)으로 이루어지도록 유도하여, 광학렌즈모듈(210)의 고정력은 물론, 렌즈위치고정스페이서부(300) 간 발생하는 유격을 방지하여, 왜곡을 방지, 상(像)의 정확도 및 선명도를 극대화, 장시간의 측정 및 검사에도 광학 기기의 성능이 저하되는 것을 방지하여, 수명 연장과 더불어, 측정 및 검사 시마다 일정하고 정확한 결과가 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    광학렌즈왜곡방지모듈이 포함된 정밀 광학 기기.
  2. 삭제
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