KR102414279B1 - Lensmeter with integrating sphere - Google Patents

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KR102414279B1
KR102414279B1 KR1020200083164A KR20200083164A KR102414279B1 KR 102414279 B1 KR102414279 B1 KR 102414279B1 KR 1020200083164 A KR1020200083164 A KR 1020200083164A KR 20200083164 A KR20200083164 A KR 20200083164A KR 102414279 B1 KR102414279 B1 KR 102414279B1
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Abstract

본 발명의 적분구를 구비한 렌즈 미터는, 적분구(50)를 구비한 렌즈 미터에 있어서, 평행한 빔을 상기 적분구(50)를 경유하여 피측정 렌즈(26)로 출사하는 제1 광원(21); 확산하는 빔을 적분구(50)를 경유하여 상기 피측정 렌즈(26)로 출사하는 제2 광원(31); 피측정 렌즈(26)를 통과한 빔을 다수의 신호광으로 분할하기 위한 멀티 핀홀(27); 멀티 핀홀(27)에서 분할된 상기 신호광의 이미지를 검출하는 디텍터(29); 및 제1 광원(21)과 제2 광원(31)으로부터 입사 포트(52-1, 52-2)를 통해 입사되고 피측정 렌즈(26) 방향으로 형성된 출사 포트(58)를 통해 출사된 빔이 피측정 렌즈(26)를 통과한 후 멀티 핀홀(27)에서 분할된 신호광의 이미지가 디텍터(29)의 중앙에 형성되게 구형으로 형성된 적분구(Integrating Sphere)(50); 를 포함한다.The lens meter having an integrating sphere of the present invention is a lens meter having an integrating sphere (50), and a first light source that emits a parallel beam to the lens to be measured via the integrating sphere (50). (21); a second light source (31) for emitting a diffused beam to the lens to be measured (26) via an integrating sphere (50); a multi-pinhole 27 for splitting the beam passing through the lens 26 to be measured into a plurality of signal lights; a detector 29 for detecting the image of the signal light divided in the multi-pinhole 27; and the beams incident from the first light source 21 and the second light source 31 through the incident ports 52-1 and 52-2 and emitted through the output port 58 formed in the direction of the lens to be measured 26 . An integrating sphere 50 formed in a spherical shape so that the image of the signal light divided by the multi-pinhole 27 after passing through the lens 26 to be measured is formed in the center of the detector 29; includes

Description

적분구를 구비한 렌즈 미터{Lensmeter with integrating sphere}Lensmeter with integrating sphere

본 발명은 적분구를 구비한 렌즈 미터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다수의 광원의 위치에 상관없이 디텍터에 맺히는 멀티 핀홀 이미지의 위치가 일치하게 하는 적분구를 구비한 렌즈 미터에 관한 것이다.The present invention relates to a lens meter having an integrating sphere, and more particularly, to a lens meter having an integrating sphere that makes the positions of multi-pinhole images on a detector match regardless of the positions of a plurality of light sources.

안경에 사용되는 렌즈는, 사람의 눈으로 입사되는 빔(beam)의 광경로를 변화시켜 망막에 결상시킴으로서, 사람의 시력을 교정한다. 따라서, 시력 교정을 위해서는, 안경을 사용하고자 하는 사람의 교정시력에 맞는 렌즈를 선택하여야 한다. 이때, 교정시력에 맞는 렌즈의 광학적 특성 등을 측정하기 위하여 렌즈 미터(Lensmeter)가 사용되며, 일반적으로, 렌즈 미터는 렌즈의 광학적 특성인 SPH.(굴절력), CYL.(난시력), AXIS.(난시축) 등을 측정한다.Lenses used in eyeglasses correct a person's eyesight by changing the optical path of a beam incident to the human eye and forming an image on the retina. Therefore, in order to correct the vision, it is necessary to select a lens suitable for the corrected vision of a person who intends to use glasses. At this time, a lens meter is used to measure the optical characteristics of the lens suitable for corrected vision, and in general, the lens meter measures the optical characteristics of the lens, such as SPH. (refractive power), CYL. (astigmatism), and AXIS. (astigmatism axis), etc. are measured.

도 1은 통상적인 렌즈 미터의 광학계 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 렌즈 미터에 있어서는, 다수의 광원(1)에서 방사된 빔이 콜리미터 렌즈(2, collimator lens)를 통과하여 평행 광으로 변환된 후, 측정 범위를 확장시키기 위한 확산 렌즈(3)를 통과한다. 확산 렌즈(3)에서 확산된 빔은 반사 미러(4)에서 반사된 후, 다수의 핀 홀이 뚫린 멀티 핀홀(7)을 지나, 피측정 렌즈(8)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(6) 및 피측정 렌즈(8)를 통과하며, 이때 피측정 렌즈(8)의 광학적 특성에 따라 빔의 광경로가 바뀌게 된다. 광경로가 바뀐 빔은 피측정 렌즈(8)의 광학적 특성을 검출하는 검출 렌즈(9)를 지나, 빔 스플리터(11)에서 두 개의 광 경로로 분할되어, 즉, 다수의 광원(1)에 의해 결상되는 영상을 두 가지로 분할하여, 광학적 특성을 2차원으로 그리기 위해, 2개의 선형(Linear) CCD 디텍터(12)에 2차원적인 영상을 결상시킨다. 이와 같이 형성된 2차원영상으로부터, 즉, 선형 CCD 디텍터(12)에 결상된 빔의 광량 분포와 결상된 위치로부터 피측정 렌즈(8)의 광학적 특성을 산출할 수 있다. 도 1에 있어서, 반사 미러(10)는 검출 렌즈(9)를 통과한 빔의 경로를 변경하여, 렌즈 미터를 구성하는 광학계를 공간적으로 효율적으로 배치하기 위한 반사 미러를 나타내며, 렌즈(5)는 광경로를 길게 결상시키기 위해 결상 렌즈(9)까지 광경로를 연장시켜주는 렌즈(5)이다.1 is a view for explaining the optical system structure of a conventional lens meter. As shown in Fig. 1, in a conventional lens meter, a beam emitted from a plurality of light sources 1 passes through a collimator lens 2 and is converted into parallel light, and then the measurement range is expanded. It passes through the diffusion lens (3) for After the beam diffused from the diffusion lens 3 is reflected by the reflection mirror 4, it passes through the multi-pinhole 7 in which a number of pinholes are drilled, and a fixing plate 6 for fixing the lens to be measured 8 and It passes through the lens 8 to be measured, and at this time, the optical path of the beam is changed according to the optical characteristics of the lens 8 to be measured. The beam whose optical path is changed passes through a detection lens 9 that detects the optical characteristics of the lens 8 to be measured, and is split into two optical paths in the beam splitter 11, that is, by a plurality of light sources 1 The two-dimensional image is formed on two linear CCD detectors 12 in order to divide the formed image into two and to draw optical characteristics in two dimensions. From the two-dimensional image thus formed, that is, the optical characteristic of the lens 8 to be measured can be calculated from the light quantity distribution of the beam imaged on the linear CCD detector 12 and the imaged position. In Fig. 1, the reflection mirror 10 changes the path of the beam passing through the detection lens 9, and represents a reflection mirror for spatially efficiently arranging the optical system constituting the lens meter, and the lens 5 is It is a lens (5) extending the optical path to the imaging lens (9) in order to form a long optical path.

도 2를 참조하면, 종래의 렌즈 미터(100a)는 최대로 적용할 수 있는 광원(1-1,1-2,1-3,1-4)의 수가 제한적이고, 다수의 광원(1-1,1-2,1-3,1-4)은 동일한 광학계 축상에 위치하지 않는다. 예를 들어, 종래의 렌즈 미터(100a)는 피시비(PCB)에 실장되어 있는 광원(1-1,1-2,1-3,1-4)의 위치에 따라 디텍터(12)에서 감지되는 멀티 핀홀(7)을 통과한 이미지(3-1,3-2,3-3,3-4)의 위치 및 형상이 달라지게 된다.Referring to FIG. 2 , in the conventional lens meter 100a, the maximum number of light sources 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 that can be applied is limited, and a plurality of light sources 1-1 ,1-2,1-3,1-4) are not located on the same optical system axis. For example, in the conventional lens meter 100a, the multimeter detected by the detector 12 according to the positions of the light sources 1-1,1-2,1-3,1-4 mounted on the PCB. The positions and shapes of the images 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 that have passed through the pinhole 7 are changed.

도 3을 참조하면, 종래의 렌즈 미터(100a)에서 다수의 광원(1-1,1-2,1-3,1-4)의 위치에 따라 디텍터(12)에서 감지되는 이미지(3-1,3-2,3-3,3-4)가 모두 중앙(C)에 위치하지 않고 이미지의 형상이 달라지는 모습이 도시된다. 이로 인하여 종래의 렌즈 미터(100a)는 다수의 광원(1-1,1-2,1-3,1-4)의 배열(Alignment)에 따라 측정 데이터(Data)에 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.Referring to FIG. 3 , the image 3-1 detected by the detector 12 according to the positions of the plurality of light sources 1-1,1-2,1-3,1-4 in the conventional lens meter 100a. ,3-2,3-3,3-4) are not all located in the center (C), and the shape of the image changes. Due to this, the conventional lens meter 100a has a problem in that it affects the measurement data according to the alignment of the plurality of light sources 1-1, 1-2, 1-3, 1-4. .

대한민국 등록특허 제10-0899088호(2009.05.18. 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0899088 (Registered on May 18, 2009)

본 발명의 목적은, 다수의 광원의 위치에 상관없이 디텍터에서 감지되는 이미지가 일치되게 하는 적분구를 구비한 렌즈 미터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a lens meter having an integrating sphere that allows images detected by a detector to be matched regardless of the positions of a plurality of light sources.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적분구를 구비한 렌즈 미터는, 적분구를 구비한 렌즈 미터에 있어서, 평행한 빔을 상기 적분구를 경유하여 피측정 렌즈로 출사하는 제1 광원; 확산하는 빔을 상기 적분구를 경유하여 상기 피측정 렌즈로 출사하는 제2 광원; 상기 피측정 렌즈를 통과한 빔을 다수의 신호광으로 분할하기 위한 멀티 핀홀; 상기 멀티 핀홀에서 분할된 상기 신호광의 이미지를 검출하는 디텍터; 및 상기 제1 광원과 상기 제2 광원으로부터 입사 포트를 통해 입사되고 상기 피측정 렌즈 방향으로 형성된 출사 포트를 통해 출사된 상기 빔이 상기 피측정 렌즈를 통과한 후 상기 멀티 핀홀에서 분할된 상기 신호광의 이미지가 상기 디텍터의 중앙에 형성되게 구형으로 형성된 적분구; 를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a lens meter having an integrating sphere of the present invention includes: a first light source for emitting a parallel beam to a lens to be measured via the integrating sphere; a second light source for emitting the diffusing beam to the lens to be measured via the integrating sphere; a multi-pinhole for splitting the beam passing through the lens to be measured into a plurality of signal lights; a detector for detecting the image of the signal light divided in the multi-pinhole; and the beam incident through an incident port from the first light source and the second light source and emitted through an output port formed in the direction of the lens to be measured passes through the lens to be measured, and then splits in the multi-pinhole of the signal light. an integrating sphere formed in a spherical shape so that an image is formed in the center of the detector; may include

상기 적분구는 내부에 황산바륨 코팅으로 300nm 내지 2400 nm의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조될 수 있다.The integrating sphere may have a constant reflectance in a beam in a wavelength range of 300 nm to 2400 nm by coating with barium sulfate therein.

상기 적분구는 백색 플라스틱으로 제조되고, 250nm 내지 2500nm의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조될 수 있다.The integrating sphere may be made of white plastic and have a constant reflectance in a beam in a wavelength range of 250 nm to 2500 nm.

상기 적분구는 비코팅 금으로 제조되고, 800nm 내지 20um의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조될 수 있다.The integrating sphere may be made of uncoated gold and have a constant reflectance in a beam in a wavelength range of 800 nm to 20 μm.

상기 적분구는 상기 제1 광원 및 제2 광원의 전광 선속 및 복사 선속, 방사 휘도의 광학적 특성을 측정하기 위한 광학 기구로서, 상기 제1 광원 및 제2 광원의 형태, 크기 및 기하학적 구조, 방사 특성, 가열, 수광 각을 고려한 사이즈(size)로 제작될 수 있다.The integrating sphere is an optical instrument for measuring optical properties of total and radiant fluxes and radiant luminance of the first and second light sources, and the shape, size and geometry of the first and second light sources; It may be manufactured to a size in consideration of heating and light receiving angles.

상기 적분구는 상기 제1 광원 및 제2 광원에서 방사되는 빛을 포집하고 내부에서는 반복적인 램버시안 반사로 빛의 균일한 분포를 가능하게 하기 위한 광학 기구로서, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 상기 적분구의 외부에 입사 포트와 밀접하게 위치할 수 있다.The integrating sphere is an optical mechanism for collecting the light emitted from the first and second light sources and enabling a uniform distribution of light inside by repeated Lambertian reflection, wherein the first light source and the second light source are The integration sphere may be located on the outside and close to the incident port.

상기 적분구는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에서 방사되는 빛을 포집하고 내부에서는 반복적인 램버시안 반사로 빛의 균일한 분포를 가능하게 하기 위한 광학 기구로서, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 상기 적분구의 내부에 위치할 수 있다. The integrating sphere is an optical device for collecting the light emitted from the first and second light sources and enabling a uniform distribution of light inside by repeated Lambertian reflection, wherein the first light source and the second light source may be located inside the integrating sphere.

상기 제1 광원 및 상기 제2 광원으로부터 방사된 상기 빔을 평행 광으로 변환하는 콜리미터 렌즈; 측정 범위를 확장시키기 위한 확산 렌즈; 상기 확산 렌즈에서 확산된 빔이 반사되는 반사 미러; 광경로를 길게 결상시키기 위해 결상 렌즈까지 광경로를 연장시켜주는 렌즈; 피측정 렌즈를 고정시키기 위한 고정 플레이트; 상기 피측정 렌즈를 통과하며, 상기 피측정 렌즈의 광학적 특성에 따라 상기 빔의 광경로가 바뀌고, 광경로가 바뀐 상기 빔의 상기 피측정 렌즈의 광학적 특성을 검출하는 검출 렌즈; 상기 검출 렌즈를 통과한 빔의 경로를 변경하여 광학계를 배치하기 위한 반사 미러; 상기 빔을 두 개의 광 경로로 분할하는 빔 스플리터; 및a collimator lens for converting the beams emitted from the first light source and the second light source into parallel light; a diffusing lens to extend the measuring range; a reflection mirror through which the beam diffused from the diffusion lens is reflected; a lens extending the optical path to the imaging lens to form a long optical path; a fixing plate for fixing the lens to be measured; a detection lens passing through the lens to be measured, the optical path of the beam being changed according to the optical characteristic of the lens to be measured, and detecting optical characteristics of the lens to be measured of the beam whose optical path has been changed; a reflection mirror for disposing an optical system by changing a path of the beam passing through the detection lens; a beam splitter that splits the beam into two optical paths; and

제1 광원 및 제2 광원에 의해 결상되는 영상을 두 가지로 분할하여, 광학적 특성을 2차원 영상으로 결상시키기 위한 2개의 선형(Linear) CCD 디텍터; 를 더 포함할 수 있다.two linear CCD detectors for dividing the image formed by the first light source and the second light source into two, and forming an optical characteristic into a two-dimensional image; may further include.

본 발명에 따른 적분구를 구비한 렌즈 미터는, 다수의 광원의 위치에 상관없이 적분구에서 합성된 후 동일한 광학계의 축상으로 진행되게 되므로 멀티 핀홀을 경유하여 디텍터에서 감지되는 이미지의 위치가 중앙으로 오도록 할 수 있다.In the lens meter having an integrating sphere according to the present invention, regardless of the positions of a plurality of light sources, the position of the image detected by the detector is shifted to the center because it is synthesized from the integrating sphere and then proceeds along the axis of the same optical system. can make you come

본 발명에 따른 적분구를 구비한 렌즈 미터는, 다수의 광원이 위치에 상관없이 적분구에서 합성된 후 동일한 광학계의 축상으로 진행되게 되므로 피시비(PCB) 공간 내에서 허용되는 광원의 개수가 증가될 수 있다.In the lens meter having an integrating sphere according to the present invention, since a plurality of light sources are synthesized from the integrating sphere regardless of their location and then proceed along the axis of the same optical system, the number of light sources allowed in the PCB space will increase. can

도 1은 통상적인 렌즈 미터(100a)의 광학계 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 렌즈 미터(100a)의 광학계 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 종래의 렌즈 미터(100a)의 광학계 구조로 다수의 광원(1-1, 1-2, 1-3, 1-4)의 위치에 따른 디텍터(12)에서 감지되는 이미지(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 적분구(50)를 구비한 렌즈 미터(100)의 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6은 도 4의 광학계의 구성을 도시한 구성도이다.
도 7은 도 4의 적분구(50)의 광학적 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a view for explaining the optical system structure of a conventional lens meter (100a).
2 is a view for explaining the optical system structure of the conventional lens meter (100a).
3 is an optical system structure of the conventional lens meter 100a of FIG. 2 and an image detected by the detector 12 according to the positions of a plurality of light sources 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 ( 3-1, 3-2, 3-3, 3-4) are diagrams showing.
4 is a perspective view of a lens meter 100 having an integrating sphere 50 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4 .
6 is a block diagram illustrating the configuration of the optical system of FIG. 4 .
7 is a graph illustrating optical characteristics of the integrating sphere 50 of FIG. 4 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 있어서, 종래의 요소와 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 요소에는 동일한 도면 부호를 부여하였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail. In the accompanying drawings, elements performing the same or similar functions as those of the prior art are assigned the same reference numerals.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈 미터(100)은 제1 광원(21), 제2 광원(31), 콜리미터 렌즈(25), 멀티 핀홀(27) 및 디텍터(29, detector)를 포함한다. 제1 및 제2 광원(21, 31), 및 콜리미터 렌즈(25)는 측정 빔을 피측정 렌즈(26)로 출사하는 발광부 광학계를 구성하고, 멀티 핀홀(27), 디텍터(29) 등은 피측정 렌즈(26)를 투과한 측정 빔의 2차원 광량 분포를 검출하는 검출 광학계를 구성한다.4 to 6 , the lens meter 100 according to the present invention includes a first light source 21 , a second light source 31 , a collimator lens 25 , a multi-pinhole 27 and a detector 29 , detector) are included. The first and second light sources 21 and 31 and the collimator lens 25 constitute a light emitting part optical system that emits the measurement beam to the lens 26 to be measured, and a multi-pinhole 27, a detector 29, etc. constitutes a detection optical system that detects the two-dimensional light quantity distribution of the measurement beam that has passed through the lens 26 to be measured.

제1 광원(21)은 평행한 빔(beam)을 적분구(50) 내부에서 반사되게 하여 피측정 렌즈(26)로 출사하고, 제2 광원(31)은 확산하는 빔을 적분구(50) 내부에서 반사되게 하여 피측정 렌즈(26)로 출사한다. The first light source 21 causes a parallel beam to be reflected inside the integrating sphere 50 and is emitted to the lens to be measured 26 , and the second light source 31 transmits the diffused beam to the integrating sphere 50 . It is reflected from the inside and exits to the measurement target lens 26 .

콜리미터 렌즈(25)는, 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔, 즉, 렌즈를 검사하기 위한 측정광의 경로에 위치하여, 제1 광원(21)에서 출사된 빔을 평행한 빔으로 변환하여 피측정 렌즈(26)로 전달하고, 제2 광원(31)에서 출사된 빔을 확산하는 빔의 형태로 피측정 렌즈(26)로 전달하기 위하여 사용된다. The collimator lens 25 is positioned in the path of the beams emitted from the first and second light sources 21 and 31 , that is, the measurement light for inspecting the lens, and parallelizes the beams emitted from the first light source 21 . It is converted into one beam and transmitted to the measurement target lens 26 , and is used to transmit the beam emitted from the second light source 31 to the measurement target lens 26 in the form of a diffused beam.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1 광원(21)은 콜리미터 렌즈(25)의 후면 초점 거리에 위치하여, 제1 광원(21)에서 출사된 광이 적분구(50) 내부에서 반사되고 콜리미터 렌즈(25)에서 평행한 빔으로 변환되어, 피측정 렌즈(26)로 입사되고, 제2 광원(31)은 콜리미터 렌즈(25)의 후면 초점 거리보다 가까운 곳에 위치하여, 제2 광원(31)에서 출사된 광이 적분구(50) 내부에서 반사되고 콜리미터 렌즈(25)를 통과하여, 확산하는 빔의 형태로 피측정 렌즈(26)로 입사된다. 즉, 제2 광원(31)에서는, 콜리미터 렌즈(25)에 대하여, 음(-)의 디옵터로 방사하는 빔이 출사되므로, 피측정 렌즈(26)의 측정 범위를 확장할 수 있다. 제1 및 제2 광원(21, 31)으로는 단색광을 출사하는 자외선(UV) LED, 블루 LED와 같은 발광 다이오드 LED 가 사용될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first light source 21 is located at the rear focal length of the collimator lens 25 so that the light emitted from the first light source 21 is reflected inside the integrating sphere 50 and The collimator lens 25 is converted into a parallel beam and is incident on the lens to be measured 26 , and the second light source 31 is located closer than the rear focal length of the collimator lens 25 , and the second light source The light emitted from (31) is reflected inside the integrating sphere (50), passes through the collimator lens (25), and is incident on the lens to be measured (26) in the form of a diffused beam. That is, since the second light source 31 emits a beam radiating in negative diopters to the collimator lens 25 , the measurement range of the lens to be measured 26 can be expanded. As the first and second light sources 21 and 31 , a light emitting diode LED such as an ultraviolet (UV) LED emitting monochromatic light or a blue LED may be used.

본 발명에 따른 렌즈 미터(100)에 있어서, 피측정 렌즈(26)에 의하여 결상되는 영상은, 두 가지 구조의 광원(21,31)에 의하여 결상된 영상, 즉, 평행한 빔에 의하여 피측정 렌즈(26)에서 결상된 영상과 음(-)의 디옵터를 가지고 방사하는 빔에 의하여 피측정 렌즈(26)에서 결상된 영상을 모두 포함한다. 따라서, 서로 다른 특성을 가지는 두 가지 광원(21,31)을 이용하여, 피측정 렌즈(26)의 광학적 특성을 다양하게 측정할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 광원(21, 31)의 위치를 변경하여, 측정하고자 하는 피측정 렌즈(26)에 제1 및 제2 광원(21, 31)이 조사되는 측정 면적을 넓게 하거나, 좁힐 수 있으며, 제1 및 제2 광원(21, 31)의 평행한 빔과 확산하는 빔의 광학적 특성이 서로 다르므로, 피측정 렌즈(26)의 광학적인 특성에 대한 정보도 2배 이상 얻을 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광원(21, 31)이 서로 다른 파장의 빔을 출사하도록 하고, 파장에 따른 렌즈의 특성(예: 굴절력 등)을 측정함으로써, 피측정 렌즈(26)의 광학적 특성을 보다 다양하게 파악할 수 있으며, 제1 및/또는 제2 광원(21, 31)의 위치를 광축(光軸) 방향이 아닌 비축(非軸) 방향에 위치시켜, 즉, 제1 및/또는 제2 광원(21, 31)에서 출사된 광이 피측정 렌즈(26)의 축 방향에 대하여 소정의 각도로 입사되도록 함으로서, 축 방향 이외의 방향에서 입사되는 광에 대한 피측정 렌즈(26)의 광학적 특성을 파악할 수 있다.In the lens meter 100 according to the present invention, the image formed by the lens 26 to be measured is the image formed by the light sources 21 and 31 having two structures, that is, the image to be measured by the parallel beam. Both the image formed by the lens 26 and the image formed by the lens 26 to be measured by the beam radiated with a negative diopter are included. Accordingly, by using the two light sources 21 and 31 having different characteristics, the optical characteristics of the lens 26 to be measured can be variously measured. For example, by changing the positions of the first and second light sources 21 and 31 to widen the measurement area on which the first and second light sources 21 and 31 are irradiated to the lens 26 to be measured, or , can be narrowed, and since the optical properties of the parallel beams and the diffusing beams of the first and second light sources 21 and 31 are different from each other, information on the optical properties of the lens 26 to be measured is also obtained twice or more. can In addition, by allowing the first and second light sources 21 and 31 to emit beams of different wavelengths and measuring the characteristics of the lens according to the wavelength (eg, refractive power, etc.), the optical characteristics of the lens 26 to be measured are measured. It can be grasped more diversely, and the positions of the first and/or second light sources 21 and 31 are positioned in the non-axial direction rather than the optical axis direction, that is, the first and/or second Optical characteristics of the lens 26 to be measured with respect to light incident in directions other than the axial direction by allowing the light emitted from the light sources 21 and 31 to be incident at a predetermined angle with respect to the axial direction of the lens 26 to be measured can figure out

적분구(50)는 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔을 혼합하여 피측정 렌즈(26)로 유도하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들면, 후면(도면에서 제1 광원(21)의 방향)에서 입사 포트(52-1)로 입사되는 빛은 출사 포트(58)를 통해 콜리미터 렌즈(25)로 출사되고, 측면(도면에서 제2 광원(31) 방향)에서 입사 포트(52-2)로 입사되는 빛은 적분구(50)에서 반사시켜, 두 빔이 모두 전면 방향으로 진행하도록 빔의 경로를 변경하는 적분구(50)가 사용될 수 있다. The integrating sphere 50 serves to mix the beams emitted from the first and second light sources 21 and 31 and guide them to the lens 26 to be measured, for example, the rear surface (the first light source ( in the drawing) 21), the light incident to the incident port 52-1 is emitted to the collimator lens 25 through the output port 58, and from the side (in the direction of the second light source 31 in the drawing), the incident port The integrating sphere 50 that changes the path of the beam so that the light incident to 52-2 is reflected by the integrating sphere 50 so that both beams travel in the front direction may be used.

본 발명의 렌즈 미터(100)에 있어서, 제1 및 제2 광원(21, 31)은 적분구(50)를 중심으로, 서로 다른 위치의 광축 상에 위치하는 것이 바람직하고, 90도의 각도로 이격되어 있으면 더욱 바람직하다. 상술한 바와 같은, 콜리미터 렌즈(25)와 적분구(50)의 기능이 유지되는 한, 적분구(50)는, 콜리미터 렌즈(25)의 후면에 위치할 수도 있고, 콜리미터 렌즈(25)로부터 전, 후 방향으로 소정 거리 이격되어 위치할 수도 있다.In the lens meter 100 of the present invention, the first and second light sources 21 and 31 are preferably located on optical axes at different positions with the integrating sphere 50 as the center, and are spaced apart at an angle of 90 degrees. It is more preferable if As described above, as long as the functions of the collimator lens 25 and the integrating sphere 50 are maintained, the integrating sphere 50 may be located at the rear of the collimator lens 25 , and the collimator lens 25 ) may be located at a predetermined distance in the front and rear directions.

본 발명에 따른 렌즈 미터(100)는, 피측정 렌즈(26)를 통과한 빔을 다수의 신호광으로 분할하기 위한 멀티 핀홀(27) 및 분할된 신호광의 영상 분포를 검출하기 위한 디텍터(29, detector)를 포함하며, 필요에 따라, 피측정 렌즈(26)를 측정 위치에 고정하기 위한 렌즈 지지대(23), 멀티 핀홀(27)에서 분할된 다수의 신호광을 집속하기 위한 렌즈 어레이(28) 등을 더욱 포함할 수 있다. 멀티 핀홀(27), 디텍터(29), 렌즈 지지대(23), 렌즈 어레이(28) 등은 통상의 렌즈 미터(100)에 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 멀티 핀홀(27)으로는 4개의 핀홀이 각 모서리 부분에 형성된 정방형의 플레이트를 사용할 수 있고, 렌즈 어레이(28)로는 멀티 핀홀(27)에 형성된 핀홀에 대응하도록 다수의 미소 렌즈가 상부에 형성된 미소 렌즈 집합체를 사용할 수 있으며, 디텍터(29)로는 통상의 CMOS 센서, CCD 센서 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 렌즈 미터(100)에 있어서, 제1 및/또는 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔의 외곽을 차단하여, 점광원으로 빔을 출사하기 위한 핀홀(22)이 제1 및/또는 제2 광원(21, 31)의 전면에 더욱 설치되어 있을 수 있으며, 핀홀(22)은 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔의 간섭을 방지하여, 광학 수차를 감소시킨다.The lens meter 100 according to the present invention includes a multi-pinhole 27 for splitting a beam passing through the lens 26 to be measured into a plurality of signal lights and a detector 29 for detecting an image distribution of the divided signal lights. ), and, if necessary, a lens support 23 for fixing the lens 26 to be measured at the measurement position, a lens array 28 for focusing a plurality of signal lights divided in the multi-pinhole 27, etc. It may include more. The multi-pinhole 27 , the detector 29 , the lens support 23 , the lens array 28 , etc. may be the same as those used in the conventional lens meter 100 . For example, as the multi-pinhole 27, a square plate having four pinholes formed at each corner can be used, and as the lens array 28, a plurality of microlenses are provided to correspond to the pinholes formed in the multi-pinhole 27. A microlens assembly formed thereon may be used, and a conventional CMOS sensor, CCD sensor, or the like may be used as the detector 29 . In addition, in the lens meter 100 according to the present invention, a pinhole 22 for emitting a beam to a point light source by blocking the outer periphery of the beam emitted from the first and/or second light sources 21 and 31 is provided. It may be further installed on the front of the first and/or second light sources 21 and 31, and the pinhole 22 prevents interference of the beams emitted from the first and second light sources 21 and 31, so that the optical Reduces aberration.

적분구(50)는 광원의 전광 선속 및 복사 선속(radiant power), 방사 휘도(radiance) 등 광학적 특성을 측정하기 위한 광학기구로, 코팅재에 따라 내부 반사율 및 적용 파장 범위가 다르다. 측정 광원의 형태, 크기 및 기하학적 구조, 방사 특성, 가열(heating), 수광 각(acceptance angle) 등을 고려해서 적절한 사이즈의 적분구(50)를 선택한다. 적분구(50) 제작 방법은 가공 후 내부 코팅을 통해 높은 반사율을 가지게 하는 방법과 높은 반사율을 가진 소재의 가공을 통해 적분구(50)를 제조하는 방법이 있다.The integrating sphere 50 is an optical device for measuring optical properties such as total beam and radiation beam (radiant power) of a light source, and radiance (radiance), and the internal reflectance and the applied wavelength range are different depending on the coating material. An integrating sphere 50 of an appropriate size is selected in consideration of the shape, size, and geometry of the measurement light source, radiation characteristics, heating, acceptance angle, and the like. The method of manufacturing the integrating sphere 50 includes a method of having a high reflectance through an inner coating after processing, and a method of manufacturing the integrating sphere 50 through processing of a material having a high reflectance.

적분구(50)는 광원에서 방사되는 빛을 포집하고 내부에서는 반복적인 램버시안(Lambertian) 반사로 빛의 균일한 분포를 가능하게 하기 위한 광학기구다. 적분구(50)를 이용한 광측정에서 방사 선원(Radiation source)은 구(sphere) 내부 또는 적분구(50)의 입사 포트(52) 앞에 위치하게 되는데, 특히 입사 포트(52) 앞에 위치하는 경우 광 방사(optical radiation)는 적분구(50) 내부의 방사(radiation) 분포에 대해서만 상관관계를 보인다. 적분구(50) 내부에서의 방사 조도(irradiance)는 구(sphere) 내부 또는 입사 포트(52)에 위치한 제1 및 제2 광원(21,31)의 전체 광속에 비례한다. 제1 및 제2 광원(21,31)의 방사(radiation)의 기하학적 특성 및 방향성에 따라 방사 조도(irradiance level)는 변하지 않는다. 복사 선속 감지기(Radiant power detector)와 커플링(coupling)해서 복사 선속(radiant power) 또는 전광 선속(Lumen)을 측정할 수 있다. 적분구(50) 내부에서 직접 조명(direct illumination)이 일어나지 않는 부분의 휘도는 위치와 방향성에 상관없이 일정하며, 구(sphere)의 출사 포트는 이상적인 램버시안 (Lambertian) 완전 확산 광원이 될 수 있고, 표준 보정용 선원(Standard calibration source)으로 사용된다.The integrating sphere 50 is an optical device for collecting light emitted from a light source and enabling a uniform distribution of light through repeated Lambertian reflection inside. In the optical measurement using the integrating sphere 50 , the radiation source is positioned inside the sphere or in front of the incident port 52 of the integrating sphere 50 , particularly when positioned in front of the incident port 52 . Radiation (optical radiation) shows a correlation only with respect to the distribution of radiation (radiation) inside the integrating sphere (50). The irradiance inside the integrating sphere 50 is proportional to the total luminous flux of the first and second light sources 21 and 31 located inside the sphere or at the entrance port 52 . The irradiance level does not change according to the geometric characteristics and directionality of the radiation of the first and second light sources 21 and 31 . By coupling with a radiant power detector, it is possible to measure radiant power or total light flux (Lumen). The luminance of the part where direct illumination does not occur inside the integrating sphere 50 is constant regardless of the position and direction, and the exit port of the sphere can be an ideal Lambertian perfect diffusion light source, , used as a standard calibration source.

적분구(50)는 입사 포트(52), 출사 포트(58) 크기가 매우 작다. 적분구(50) 내부의 모든 구성 요소, 광원, 배플(baffle) 등도 작으며, 최초 반사 이후 광 방사(Optical Radiation)에 대한 영향은 무시할 정도로 작다. 적분구(50) 내부는 완전히 균일한 완전 반사체이며, 코팅 재료의 반사율은 파장 범위에 상관없이 일정하다.In the integrating sphere 50 , the size of the incident port 52 and the output port 58 is very small. All components, light sources, baffles, etc. inside the integrating sphere 50 are also small, and the influence on optical radiation after the initial reflection is negligible. The inside of the integrating sphere 50 is a perfectly uniform perfect reflector, and the reflectance of the coating material is constant regardless of the wavelength range.

도 7을 참조하면, 도 7(a)는 황산 바륨의 코팅의 파장별 반사율 특성이고, 도 7(b)는 OP.DI.MA 코팅의 파장별 반사율 특성이고, 7(c)는 비코팅 금(Uncoated Gold)의 파장별 반사율 특성으로, 적분구(50)의 코팅 재료의 반사율은 파장에 따라 차이가 있다. 적분구(50) 내부로 입사 포트(52)로 들어가거나 출사 포트(58)로 들어오는 광원의 복사 선속(radiant power)은 해당 포트의 면적에 비례하기 때문에 광원으로부터 수집한 광의 강도를 고려해야 하는 경우, 입사 포트(52) 및 출사 포트(58)의 사이즈(size)를 무한정 작게 유지할 수 없다. 그 결과 입사 포트(52) 및 출사 포트(58)는 내부에서 광의 반사되는 양을 상당 부분 줄이는 결과를 초래한다. 적분구(50) 내부에 위치한 제1 및 제2 광원(21,31)의 경우, 그 광원 자체가 적분구(50) 반사가 광 방사(optical radiation)에 미치는 영향을 무시할 수 없으므로, 해결 방안으로 보조램프를 사용해서 광원이 미치는 영향을 결정해서 보정하는 것이 가능하다. 배플과 코팅 재료의 반사 특성이 완전 반사체의 반사 특성과 일치하지 않는다. 이것으로 인한 영향은 수치 몬테 카를로(Numerical Monte Carlo) 방법에 의해서만 시뮬레이션(simulation)이 가능하다. 코팅 재료의 분해 등으로 인해 광특성의 일시적인 변화가 초래되기도 한다. 특히, 황산바륨 코팅(BaSO4 coating)의 경우 자외선(UV radiation), 수분 등에 수명이 짧아지는데, 해결 방법은 코팅(coating)이 아닌 볼륨 리플렉터(volume reflector)인 OP.DI.MA를 사용해서 제작한다. 특히, OP.DI.MA를 사용해서 제작한 적분구(50)는 자외선(UV) 및 고온 적용(application)에 유리하다. Referring to FIG. 7 , FIG. 7(a) is a reflectance characteristic for each wavelength of a coating of barium sulfate, FIG. 7(b) is a reflectance characteristic for each wavelength of an OP.DI.MA coating, and 7(c) is an uncoated gold As the reflectance characteristics for each wavelength of (Uncoated Gold), the reflectance of the coating material of the integrating sphere 50 is different depending on the wavelength. When the intensity of the light collected from the light source needs to be considered because the radiant power of the light source entering the integrating sphere 50 into the incident port 52 or entering the output port 58 is proportional to the area of the port, The size of the entrance port 52 and the exit port 58 cannot be kept small indefinitely. As a result, the entrance port 52 and the exit port 58 result in a significant reduction in the amount of light reflected therein. In the case of the first and second light sources 21 and 31 located inside the integrating sphere 50, since the light source itself cannot ignore the effect of the reflection of the integrating sphere 50 on optical radiation, a solution is to It is possible to determine and correct the effect of the light source by using an auxiliary lamp. The reflective properties of the baffle and coating materials do not match those of the perfect reflector. The effect due to this can be simulated only by the Numerical Monte Carlo method. Temporary changes in optical properties may occur due to decomposition of the coating material or the like. In particular, in the case of a barium sulfate coating (BaSO4 coating), the lifespan of UV radiation and moisture is shortened. The solution is to use OP.DI.MA, a volume reflector, not a coating. . In particular, the integrating sphere 50 manufactured using OP.DI.MA is advantageous for ultraviolet (UV) and high temperature applications.

도 7을 참조하면, 적분구(50)의 소재에 따른 반사율의 그래프가 도시되어 있다. 7(a)에 도시된 바와 같이, 황산 바륨(Barium Sulfate) 코팅액은 555nm에서 97%의 확산 반사율을 보이며 경제성이 높으며, 300~2400nm에 걸쳐서 높은 반사율로 인해 야기되는 치환 효과를 줄이기 위해 광도계 적용(photometric application)으로 반사율을 80% 정도로 줄일 수 있다. 7(b)에 도시된 바와 같이, OP.DI.MA는 기가헤르쯔 옵틱(Gigahertz - optikt) 사에서 자체적으로 개발한 백색 플라스틱(white plastic)으로, 높은 확산 반사율과 우수한 내구성이 특징이다. OP.DI.MA의 백색 플라스틱(white plastic)은 완전 반사체에 근접하며, 250~2500nm의 파장 영역에 걸쳐 95% 이상의 높은 반사율을 갖으며, VIS/NIR 범위(range)에서 98% 반사율을 갖는다. 7(c)에 도시된 바와 같이, 비코팅 금(Uncoated Gold)은 IR 적용 (IR application)에서 800nm~20um의 파장영역에서 95% 이하의 반사율을 보이지만, 이는 가격이 높다.Referring to FIG. 7 , a graph of reflectance according to the material of the integrating sphere 50 is shown. As shown in 7(a), the Barium Sulfate coating solution exhibits a diffuse reflectance of 97% at 555 nm and is economical, and photometric application ( Photometric applications) can reduce the reflectance to about 80%. As shown in 7(b), OP.DI.MA is a white plastic developed by Gigahertz - optikt, and is characterized by high diffuse reflectance and excellent durability. The white plastic of OP.DI.MA is close to a perfect reflector, has a high reflectivity of over 95% over the wavelength region of 250-2500 nm, and a reflectivity of 98% in the VIS/NIR range. As shown in 7(c), uncoated gold shows a reflectance of 95% or less in a wavelength range of 800 nm to 20 μm in IR application, but it is expensive.

적분구(50)의 사이즈(Size)를 선택하기 위한 제한 사항으로, 감지기(detector) 포트를 포함한 모든 포트의 전체 면적이 구(sphere) 면적의 5%를 초과하지 않아야 한다. 그리고, 적분구(50)가 측정 광원의 에너지로 인해 가열(heating)되지 않아야 한다. 제1 및 제2 광원(21,31)의 분산각(distribution angle)이 크다면, 적분구(50)의 수광각(acceptance angle)도 커야 하며, 이것을 위해서 큰 사이즈의 적분구(50) 또한 나이프 에지(Knife edge) 디자인의 입사 포트(52)가 필요하다. 측정 광원의 크기는 포트 직경(Port diameter)의 80%를 넘지 않아야 한다. 입사 포트(52)의 크기를 결정할 때 적분구(50) 본체 크기에 비해 지나치게 크지 않은 것을 선택해야 한다. 예를 들면, 적분구(50) 사이즈(size) 결정 예제 샘플(Sample)이 LED plate with 13mm x 13mm인 경우 입사 포트(52) 사이즈(size)는 샘플(sample)의 대각선 크기인 18.5mm/0.8 = 23mm이고, 나이프 에지(knife edge) 선택을 한다. 입사 포트(52)에 대한 구(sphere)의 바디(body)의 최소 크기는 직경이 150mm이며, 1.5W 광원 측정에 적합하다. 구(Sphere) 내부에 제1 및 제2 광원(21,31)을 놓고 측정하는 경우, 광원의 형태에 따라서 긴 막대 형태의 광원, 예를 들어 형광등의 경우 길이의 2배 정도 크기가 적당하며 둥근 형태의 광원의 경우 측정 광원 직경(diameter)의 10배 정도의 크기가 적합하다. 적분구(50) 내부의 가열(heating)을 고려해야 하는데, 예를 들면, 광원의 총 전력(total power) 및 시간, 광원 종류에 따라 적분구(50) 내부가 가열(heating)될 수 있다. 단시간 측정시 100W 쿼츠 할로겐 램프(Quartz Halogen Lamp)에 대해서는 직경이 150mm 이내의 구(sphere)가 적합하고, 장시간 측정시 직경이 500mm 또는 1000mm 구(sphere)를 사용하고, 엘이디(LED)의 경우, 100 lm/W의 LED는 10W의 전력(electrical power)을 요하며, 이 경우 가열(heating)정도는 약하다. 대부분의 지향성 방출 엘이디(directional emitting LED)는 구(sphere) 내부가 아닌 입사 포트(52)에 위치하기 때문에 구(sphere) 내부로 전달되는 열은 많이 감소한다. 따라서, 직경이 50mm 사이즈(size)의 구(sphere)로도 측정 가능하다. 작은 크기의 구(sphere)인 경우 테스트 광원 및 교정 광원에 의한 치환 효과 및 테스트 광원과 교정 광원의 방사 특성의 차이에 의해 테스트 결과에 오류를 초래할 수 있다. 이때, 교정 광원과 테스트 광원의 특성이 동일한 경우 적분구(50) 크기는 측정 광원의 사이즈(size)에 비해 작아도 상관없고, 크기가 작은 적분구(50)의 수광각(acceptance angle)은 크기가 큰 적분구(50)에 비해 작기 때문에, 엘이디(LED)의 모든 빛을 적분구(50)로 수집하기 위해서는 해당 엘이디(LED) 방사 특성을 고려해서 사이즈(size)를 결정한다.As a limitation for selecting the size of the integrating sphere 50 , the total area of all ports including the detector port should not exceed 5% of the area of the sphere. In addition, the integrating sphere 50 should not be heated due to the energy of the measurement light source. If the distribution angles of the first and second light sources 21 and 31 are large, the acceptance angle of the integrating sphere 50 must also be large. The entry port 52 of a knife edge design is required. The size of the measuring light source should not exceed 80% of the port diameter. When determining the size of the incident port 52 , it should be selected that is not too large compared to the body size of the integrating sphere 50 . For example, an example of determining the size of the integrating sphere 50 If the sample is an LED plate with 13mm x 13mm, the size of the incident port 52 is 18.5mm/0.8, which is the diagonal size of the sample. = 23mm, select knife edge. The minimum size of the body of the sphere with respect to the incident port 52 is 150 mm in diameter, which is suitable for measuring a 1.5 W light source. When measuring by placing the first and second light sources 21 and 31 inside the sphere, depending on the shape of the light source, a long rod-shaped light source, for example, a fluorescent lamp, is suitable for twice the length of the light source and has a round shape. In the case of a light source in the form of a light source, a size of about 10 times the diameter of the measured light source is suitable. Heating inside the integrating sphere 50 should be considered. For example, the inside of the integrating sphere 50 may be heated depending on the total power and time of the light source and the type of light source. For short-time measurement, a sphere with a diameter of less than 150mm is suitable for a 100W quartz halogen lamp, and for a long-term measurement, a sphere with a diameter of 500mm or 1000mm is used. 100 lm/W LED requires 10W electrical power, and in this case, the heating degree is weak. Since most of the directional emitting LEDs are located at the entrance port 52 rather than inside the sphere, heat transferred to the inside of the sphere is greatly reduced. Accordingly, it is possible to measure even a sphere having a diameter of 50 mm. In the case of a small sphere, an error may occur in the test result due to a substitution effect by the test light source and the calibration light source and a difference in radiation characteristics between the test light source and the calibration light source. At this time, if the characteristics of the calibration light source and the test light source are the same, the size of the integrating sphere 50 may be smaller than the size of the measurement light source, and the acceptance angle of the small integrating sphere 50 is the size Since it is small compared to the large integrating sphere 50 , in order to collect all the light of the LED into the integrating sphere 50 , the size is determined in consideration of the corresponding LED radiation characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 미터(100)의 동작을 설명한다. 먼저, 렌즈 지지대(23)에 피측정 렌즈(26)를 위치시키고, 제1 및 제2 광원(21, 31)을 가동시켜, 제1 광원(21)에서 출사된 빔이 적분구(50) 내부에서 반사되고, 콜리미터 렌즈(25)에서 평행한 빔으로 변환되어 피측정 렌즈(26)로 전달되도록 하고, 제2 광원(31)에서 출사된 빔이 적분구(50) 내부에서 반사되고, 확산하는 빔의 형태로 피측정 렌즈(26)로 전달되도록 한다. 이때, 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔은 적분구(50)에서 혼합되어 피측정 렌즈(26)로 유도된다. 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔은 피측정 렌즈(26)를 통과한 다음, 멀티 핀홀(27)에서 다수의 신호광으로 분할되며, 분할된 다수의 신호광은 렌즈 어레이(28)에서 집속되고, 디텍터(29)에 의하여 검출된다. 디텍터(29)에서 검출된 분할된 신호광은, 피측정 렌즈(26)의 각 지점의 광학적 특성에 따라 그 영상이 달라지므로, 디텍터(29)에 결상된 제1 및 제2 광원(21, 31)의 빔 이미지로부터 렌즈의 광학적 특성을 산출할 수 있다. 이때, 제2 광원(31)에서 출사된 빔은 확산하는 형태로 피측정 렌즈(26)를 통과하므로, 넓은 범위에서 렌즈(26)의 물리적 특성을 측정할 수 있으며, 제1 및 제2 광원(21, 31)의 위치, 제1 및 제2 광원(21, 31)으로부터 출사되는 빛의 파장 등을 변화시켜, 파장에 따른 굴절력 등 피측정 렌즈(26)의 물리적 특성을 다양하게 측정할 수 있다.An operation of the lens meter 100 according to an embodiment of the present invention will be described. First, the lens 26 to be measured is placed on the lens support 23 , and the first and second light sources 21 and 31 are operated so that the beam emitted from the first light source 21 is inside the integrating sphere 50 . is reflected from the collimator lens 25 and is converted into a parallel beam to be transmitted to the lens to be measured 26 , and the beam emitted from the second light source 31 is reflected inside the integrating sphere 50 and diffused It is transmitted to the lens 26 to be measured in the form of a beam to be measured. At this time, the beams emitted from the first and second light sources 21 and 31 are mixed in the integrating sphere 50 and guided to the lens 26 to be measured. The beams emitted from the first and second light sources 21 and 31 pass through the lens 26 to be measured, and then are split into a plurality of signal lights in the multi-pinhole 27, and the divided plurality of signal lights are divided into the lens array 28 ) and is detected by the detector 29 . Since the image of the divided signal light detected by the detector 29 varies according to the optical characteristics of each point of the lens 26 to be measured, the first and second light sources 21 and 31 imaged on the detector 29 . The optical properties of the lens can be calculated from the beam image of At this time, since the beam emitted from the second light source 31 passes through the lens to be measured in a diffuse form, the physical properties of the lens 26 can be measured in a wide range, and the first and second light sources ( By changing the positions 21 and 31 and the wavelength of light emitted from the first and second light sources 21 and 31, the physical properties of the lens 26 to be measured, such as refractive power according to wavelength, can be measured in various ways. .

본 발명에 따른 렌즈 미터(100)는, 적분구(50)를 사용하여 광원(21, 31)의 위치와 종류에 상관없이 하나의 광학계를 만들어 낼 수 있으므로, 피측정 렌즈(26)의 광학적 특성을 다양하게 측정할 수 있다. 예를 들면, 광원(21, 31)의 파장을 달리하여 피측정 렌즈(26)의 파장별 광학적 특성을 측정할 수 있으며, 광원(21, 31)을 비축으로 이동시켜, 렌즈(26)의 표면 광학 정보를 얻을 수 있으므로, 누진 렌즈 등, 복잡한 광학적 특징을 가지는 다초점 렌즈의 특성을 용이하게 측정할 수 있다. 또한, 광원(21, 31)의 전면에 멀티 핀홀(22)을 설치하여, 점광원 형태의 빔이 프리즘과 렌즈가 접합된 광학계를 통과하도록 하므로, 광학 수차가 작으며, 광학계의 구조상 광축 정렬이 용이한 장점이 있다. 아울러, 광학 시스템의 변형이 가능하므로, 렌즈의 다양한 광학적 특성을 본 발명의 렌즈 미터(100)를 이용하여 간편하게 측정할 수 있으며, 저비용의 CMOS 센서를 사용할 수 있고, 광학계 구조가 간단하므로, 렌즈 미터(100)의 제조비용을 절감할 수 있다.The lens meter 100 according to the present invention uses the integrating sphere 50 to create one optical system regardless of the position and type of the light sources 21 and 31 , so the optical characteristics of the lens 26 to be measured can be measured in various ways. For example, by changing the wavelengths of the light sources 21 and 31 , the optical properties of the lens 26 to be measured can be measured for each wavelength, and the light sources 21 and 31 are moved off-axis to the surface of the lens 26 . Since the optical information can be obtained, the characteristics of a multifocal lens having complex optical characteristics, such as a progressive lens, can be easily measured. In addition, since the multi-pinhole 22 is installed on the front surface of the light sources 21 and 31 so that the beam in the form of a point light source passes through the optical system in which the prism and the lens are bonded, the optical aberration is small, and the optical axis alignment is difficult due to the structure of the optical system. It has the advantage of being easy. In addition, since the optical system can be modified, various optical properties of the lens can be easily measured using the lens meter 100 of the present invention, a low-cost CMOS sensor can be used, and the optical system structure is simple. It is possible to reduce the manufacturing cost of (100).

본 발명에 따른 렌즈 미터(100)는, 다양한 종류의 피측정 렌즈에 대하여, 광학적 특성을 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 광원(21,31)에 대하여 적분구(50)를 이용하여 하나의 광학계를 이용하게 되므로 광학계의 구조가 간단하고 효율적이며, 부피가 작은 장점이 있다. The lens meter 100 according to the present invention can accurately measure the optical properties of various types of lenses to be measured, and also uses the integrating sphere 50 for a plurality of light sources 21 and 31 . Since a single optical system is used, the optical system has a simple and efficient structure and has a small volume.

또한, 본 발명에 따른 렌즈 미터(100)는 적분구(50)를 이용하여 광축 정렬 및 제조가 용이하고, 제조비용이 저렴하다.In addition, the lens meter 100 according to the present invention is easy to align and manufacture the optical axis using the integrating sphere 50, and the manufacturing cost is low.

또한, 제1 광원(21)인 측정 엘이디(Measure LED)는 적분구(50) 상단에 위치시켜 광학계 축상에 위치하도록 하고, 제2 광원(31)인 자외선(UV) 및 블루 엘이디(Blue LED)는 적분구(50) 측면에 위치시켜 광원들이 적분구(50)내에서 섞인 후 광학계의 축상으로 내려오도록 하여 피시비(PCB) 상에서의 광원의 위치와 무관하므로, 허용되는 피시비(PCB) 공간 내에서 다수의 엘이디(LED)를 실장할 수 있다. In addition, the first light source 21, a measurement LED (Measure LED), is positioned at the top of the integrating sphere 50 to be positioned on the optical system axis, and the second light source 31 is ultraviolet (UV) and blue LED (Blue LED). is placed on the side of the integrating sphere 50 so that the light sources come down on the axis of the optical system after mixing in the integrating sphere 50, so that it is independent of the position of the light source on the PCB. A plurality of LEDs can be mounted.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may perform various modifications and changes from these descriptions. Transformation is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.

Claims (8)

적분구(50)를 구비한 렌즈 미터에 있어서,
평행한 빔을 상기 적분구(50)를 경유하여 피측정 렌즈(26)로 출사하는 제1 광원(21);
확산하는 빔을 상기 적분구(50)를 경유하여 상기 피측정 렌즈(26)로 출사하는 제2 광원(31);
상기 피측정 렌즈(26)를 통과한 빔을 다수의 신호광으로 분할하기 위한 멀티 핀홀(27);
상기 멀티 핀홀(27)에서 분할된 상기 신호광의 이미지를 검출하는 디텍터(29);
상기 제1 광원(21)과 상기 제2 광원(31)으로부터 입사 포트(52-1, 52-2)를 통해 입사되고 상기 피측정 렌즈(26) 방향으로 형성된 출사 포트(58)를 통해 출사된 상기 빔이 상기 피측정 렌즈(26)를 통과한 후 상기 멀티 핀홀(27)에서 분할된 상기 신호광의 이미지가 상기 디텍터(29)의 중앙에 형성되게 하는 구형으로 형성된 적분구(Integrating Sphere)(50);
상기 제1 및 제2 광원(21, 31)에서 출사된 빔, 즉, 렌즈를 검사하기 위한 측정광의 경로에 위치하여, 제1 광원(21)에서 출사된 빔을 평행한 빔으로 변환하여 피측정 렌즈(26)로 전달하고, 제2 광원(31)에서 출사된 빔을 확산하는 빔의 형태로 피측정 렌즈(26)로 전달하는 콜리미터 렌즈(25); 및
상기 멀티 핀홀(27)에서 분할된 다수의 신호광을 집속하기 위한 렌즈 어레이(28)로 이루어져 있고,
상기 제1 광원(21)는 적분구(50) 상단에 위치시켜 광학계 축상에 위치하도 록 하고, 제2 광원(31)는 적분구(50) 측면에 위치시켜 광원들이 적분구(50) 내에서 섞인 후 광학계의 축상으로 내려오도록 하며,
상기 제1 및 제2 광원(21, 31)은 적분구(50)를 중심으로, 90도의 각도로 이격되어 있고,
상기 제2 광원(31)은 자외선(UV) 및 블루 엘이디(Blue LED)로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 광원의 위치에 상관없이 적분구에서 합성된 후 동일한 광학계의 축상으로 진행되게 되므로, 멀티 핀홀을 경유하여 디텍터에서 감지되는 이미지의 위치가 중앙으로 오는 것인,
적분구를 구비한 렌즈 미터.In the lens meter having an integrating sphere (50),
a first light source (21) for emitting a parallel beam to the lens to be measured (26) via the integrating sphere (50);
a second light source (31) for emitting the diffused beam to the lens to be measured (26) via the integrating sphere (50);
a multi-pinhole 27 for splitting the beam passing through the lens to be measured into a plurality of signal lights;
a detector 29 for detecting the image of the signal light divided in the multi-pinhole 27;
The first light source 21 and the second light source 31 are incident through the incident ports 52-1 and 52-2 and are emitted through the output port 58 formed in the direction of the lens to be measured 26 . After the beam passes through the lens 26 to be measured, the image of the signal light divided in the multi-pinhole 27 is formed in the center of the detector 29. An integrating sphere 50 formed in a sphere. );
The beams emitted from the first and second light sources 21 and 31, that is, located in the path of the measurement light for examining the lens, convert the beam emitted from the first light source 21 into a parallel beam to be measured a collimator lens 25 that transmits to the lens 26 and transmits the beam emitted from the second light source 31 to the lens to be measured in the form of a diffused beam; and
It consists of a lens array 28 for focusing a plurality of signal lights divided in the multi-pinhole 27,
The first light source 21 is positioned on the top of the integrating sphere 50 to be positioned on the axis of the optical system, and the second light source 31 is positioned on the side of the integrating sphere 50 so that the light sources are located within the integrating sphere 50 . After mixing, let it descend on the axis of the optical system,
The first and second light sources 21 and 31 are spaced apart from the integrating sphere 50 at an angle of 90 degrees,
The second light source 31 is selected from the group consisting of ultraviolet (UV) and blue LEDs,
Regardless of the position of the light source, since it proceeds along the axis of the same optical system after being synthesized in the integrating sphere, the position of the image detected by the detector through the multi-pinhole comes to the center,
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 내부에 황산바륨 코팅(BaSO4 coating)으로 300nm 내지 2400 nm의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조된 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 is characterized in that the reflectance is uniformly manufactured in a beam in a wavelength range of 300 nm to 2400 nm with a barium sulfate coating (BaSO4 coating) therein,
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 백색 플라스틱(white plastic)으로 제조되고, 250nm 내지 2500nm의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조된 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 is made of white plastic, characterized in that the reflectance is uniformly manufactured in a beam in a wavelength range of 250 nm to 2500 nm,
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 비코팅 금(Uncoated Gold)으로 제조되고, 800nm 내지 20um의 파장 범위의 빔에서 반사율이 일정하게 제조된 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 is made of uncoated gold, characterized in that the reflectance is made constant in the beam in the wavelength range of 800nm to 20um,
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 상기 제1 광원(21) 및 제2 광원(31)의 전광 선속 및 복사 선속(radiant power), 방사 휘도(radiance)의 광학적 특성을 측정하기 위한 광학 기구로서,
상기 제1 광원(21) 및 제2 광원(31)의 형태, 크기 및 기하학적 구조, 방사 특성, 가열(heating), 수광 각(acceptance angle)을 고려한 사이즈(size)로 제작된 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 is an optical instrument for measuring the optical properties of the total light flux, radiant power, and radiance of the first light source 21 and the second light source 31,
The first light source 21 and the second light source 31, characterized in that the shape, size and geometric structure, radiation characteristics, heating (heating), characterized in that produced in a size (size) considering the light reception angle (acceptance angle),
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 상기 제1 광원(21) 및 제2 광원(31)에서 방사되는 빛을 포집하고 내부에서는 반복적인 램버시안(Lambertian) 반사로 빛의 균일한 분포를 가능하게 하기 위한 광학 기구로서,
상기 제1 광원(21) 및 상기 제2 광원(31)은 상기 적분구(50)의 외부에 입사 포트(52)와 밀접하게 위치하는 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 collects the light emitted from the first light source 21 and the second light source 31, and is an optical for enabling a uniform distribution of light through repeated Lambertian reflection inside. As an instrument,
The first light source (21) and the second light source (31) are located on the outside of the integrating sphere (50) and close to the incident port (52),
Lens meter with integrating sphere. 제1항에 있어서,
상기 적분구(50)는 상기 제1 광원(21) 및 상기 제2 광원(31)에서 방사되는 빛을 포집하고 내부에서는 반복적인 램버시안(Lambertian) 반사로 빛의 균일한 분포를 가능하게 하기 위한 광학 기구로서,
상기 제1 광원(21) 및 상기 제2 광원(31)은 상기 적분구(50)의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는,
적분구를 구비한 렌즈 미터.According to claim 1,
The integrating sphere 50 collects the light emitted from the first light source 21 and the second light source 31, and for enabling a uniform distribution of light through repeated Lambertian reflection inside An optical instrument comprising:
The first light source (21) and the second light source (31) are characterized in that located inside the integrating sphere (50),
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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