KR102475140B1 - 렌즈 모듈의 해상력 검사 차트 및 이를 포함하는 해상력 검사 장치 - Google Patents

렌즈 모듈의 해상력 검사 차트 및 이를 포함하는 해상력 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 에지 패턴, 슬랜티드 에지 패턴 및 라인 패턴 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상이 형성되는 검사 차트와, 검사 차트로 광을 출사하는 광원과, 광원에 의해 렌즈 모듈이 투영한 검사 차트의 영상을 촬영하여, 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위한 검사 영상을 생성하는 촬상부와, 검사 영상 상의 특정 위치에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는 검사부를 포함하는 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치를 제공한다.

Description

렌즈 모듈의 해상력 검사 차트 및 이를 포함하는 해상력 검사 장치{RESOLUTION TEST CHART OF THE LENS MODULE AND THE RESOLUTION TEST DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 렌즈 모듈의 해상력 검사 차트 및 이를 포함하는 해상력 검사 장치에 관한 것이다.
렌즈 모듈의 해상력을 평가하는 지표의 하나로, 변조 전달 함수(Modulation Transfer Function; MTF)가 있다. 이러한 변조 전달 함수는, 렌즈 모듈이 피사체가 갖는 콘트라스트를 어느 정도 충실히 재현할 수 있는지를 공간 주파수 특성으로서 표현한 함수이다.
도 1은 렌즈 모듈을 검사하는 종래의 해상력 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 크로스 라인 패턴이 형성된 종래의 해상력 검사 차트와 복수의 카메라가 각각 결상한 크로스 라인 패턴을 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 해상력 검사 장치는 복수의 카메라(1)를 이용해 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 해상력 검사 차트(2)는 크로스 라인(cross line) 패턴이 방사형으로 배열되는 극좌표 형태의 모양을 갖는다.
종래의 해상력 검사 장치는, 렌즈 모듈이 해상력 검사 차트(2)에 형성된 패턴을 투영하면, 복수의 카메라(1)가 렌즈 모듈이 투영한 패턴 중 일부분에 해당되는 크로스 라인 패턴 각각의 위치에서 해당되는 크로스 라인 패턴을 결상한다. 그리고, 복수의 카메라(1)가 각각 결상한 크로스 라인 패턴(3)에서 변조 전달 함수를 계산하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다. 즉, 종래의 해상력 검사 장치는, 방사형으로 배열된 크로스 라인 패턴 각각을 복수의 카메라(1)가 촬영하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
이와 같이, 종래의 해상력 검사 장치는, 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위해, 복수의 카메라를 사용하기 때문에 검사하고자 하는 렌즈 모델이 바뀔 때 마다 카메라 교체 및 설정 시간이 소요되고, 카메라 사이의 배율 보정은 물론 다른 검사 장비와의 검사 결과 보정 작업을 필요로 하는 단점이 있다.
또한, 카메라의 설치 공간 제약으로 인해 설치 가능한 카메라의 개수(최대 17대)도 제한되어 렌즈 모듈의 특정 지점에서만 해상력을 검사할 수 있다. 이에 따라, 렌즈 모듈의 해상력을 정확히 검출하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은, 단일의 촬상부를 이용하여 렌즈 모듈의 다수의 위치에서 해상력을 검사할 수 있는 해상력 검사 차트 및 이를 포함하는 해상력 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 에지 패턴, 슬랜티드 에지 패턴 및 라인 패턴 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상을 형성시켜주는 검사 차트와, 검사 차트로 광을 출사하는 광원과, 광원에 의해 렌즈 모듈이 투영한 검사 차트의 영상을 촬영하여, 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위한 검사 영상을 생성하는 촬상부와, 검사 영상 상의 특정 위치에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는 검사부를 포함하는 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치를 제공한다.
여기서, 에지 패턴 및 슬랜티드 에지 패턴은, 복수의 검사 셀을 정의하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴이 수직 및 수평 방향으로 교대로 배치되어 격자 무늬 형태로 이루어진다.
또한, 슬랜티드 에지 패턴은, 에지 패턴이 일정 각도로 기울어진 형태로 이루어진다.
또한, 라인 패턴은 흑색 바탕에 복수의 백색 라인이 수직 및 수평 방향으로 교차 배치되어 그물 무늬 형태로 이루어지며, 그 교차 영역 마다 복수의 검사 셀이 정의된다.
또한, 각각의 검사 차트 중앙에는 검사부의 정확도를 향상시키기 위하여 중심 마크(원형, 사각형 등)를 주변의 명암과 반대되는 밝기로 구비할 수 있다.
또한, 검사부는, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
또한, 검사부는, 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
또한, 검사부는, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 스텝 응답을 구하고, 스텝 응답을 미분하여 임펄스 응답을 구하고, 임펄스 응답을 푸리에 변환하여 변조 전달 함수를 측정한다.
또한, 본 발명의 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 렌즈 모듈 및 촬상부 사이에 배치되며, 렌즈 모듈이 투영한 영상을 확대하여 1차 결상면에 결상하는 제1 렌즈부 및 1차 결상면에 결상된 영상을 축소하여 2차 결상면에 결상하는 제2 렌즈부를 포함하는 광학계를 더 포함한다.
또한, 검사 차트는 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높다.
또한, 광원은, 검사 차트에 대응하는 크기로 이루어지며, 출사하는 광량이 중심부 보다 주변부가 더 많다.
또한, 광원 및 검사 차트 사이에 배치되며, 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높은 필터를 더 포함한다.
또한, 렌즈 모듈은 복수의 검사점이 설정되고, 검사부는, 복수의 검사점이 복수의 검사 셀의 중심과 일치된 상태에서 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
또한, 검사부는, 검사점과 이웃하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하거나, 검사점과 이웃하는 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
또한, 본 발명의 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 복수의 검사점 중 중심 검사점이 검사 셀의 중심과 일치되도록 렌즈 모듈을 이동하는 이동부를 더 포함한다.
또한, 검사부는, 중심 검사점 이외의 나머지 검사점의 중심 좌표 값을 검사 영상 상에서 이동하여 검사 셀의 중심과 각각 일치시킨다.
또한, 검사 차트는 복수의 검사 셀의 중심에 중심 마크가 표시된다.
여기서, 이동부는 중심 검사점의 중심 마크를 인식하여 렌즈 모듈을 이동하고, 나머지 검사점에 대해서는 검사부가 중심 마크를 인식하여 검사점의 중심좌표를 이동시킨다.
또한, 본 발명은, 렌즈 모듈로 투영되어 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위한 검사 차트로서, 에지 패턴, 슬랜티드 에지 패턴 및 라인 패턴 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상이 형성되며, 에지 패턴 및 슬랜티드 에지 패턴은, 복수의 검사 셀이 정의되는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴이 수직 및 수평 방향으로 교대로 배치되어 격자 무늬 형태로 이루어지고, 슬랜티드 에지 패턴은, 에지 패턴에 대해 일정 각도로 기울어진 형태로 이루어지고, 라인 패턴은, 흑색 바탕에 복수의 백색 라인이 수직 및 수평 방향으로 교차 배치되어 그물 무늬 형태로 이루어지며 그 교차 영역 마다 복수의 검사 셀이 정의되는 렌즈 모듈의 해상력 검사 차트를 제공한다.
여기서, 검사 차트는 복수의 검사 셀의 중심에 중심 마크가 표시된다.
또한, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여, 렌즈 모듈의 해상력을 검사한다.
또한, 검사 차트는 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높다.
본 발명에 따르면, 단일의 촬상부를 이용하여 렌즈 모듈의 다수의 위치에서 해상력을 검사할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시켜 렌즈 모듈 전체에 대한 해상력 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 검사 영상에서 검사 지점과 이웃하는 상하좌우 4개의 경계의 위치를 정확히 측정하여 검사 지점 상호 간의 배율 보정과 다른 장비와의 결과값 보정을 용이하게 수행할 수 있고, 이를 통해, 렌즈 모듈(10)의 해상력 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 렌즈 모듈의 해상력 검사 차트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검사 차트에 형성된 패턴 영상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사 영상을 도시한 도면이다.
도 7은 변조 전달 함수의 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치의 변조 전달 함수 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 광량 보상을 수행하지 않은 경우의 검사 영상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 검사부가 검사 영상에서 측정한 검사 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 있어서, 중심 검사점을 검사 셀 중심과 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 있어서, 중심 검사점 이외의 나머지 검사점을 검사 셀 중심과 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 검사 차트에 형성된 패턴 영상에 표시된 중심 마크를 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검사 차트에 형성된 패턴 영상을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사 영상을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 광원(110), 검사 차트(120), 광학계(130), 촬상부(140), 검사부(150), 표시부(160) 및 이동부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는 단일의 촬상부(140)를 이용해 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사하는 장치이다. 여기서, 렌즈 모듈(10)은 경통 및 경통 내에 구비되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.
검사 차트(120)는 광원(110)과 해상력 검사 대상인 렌즈 모듈(10) 사이에 배치된다. 여기서, 렌즈 모듈(10)은, 광원(110)에서 검사 차트(120)로 광이 출사되면 검사 차트(120)에 형성된 영상을 투영한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 검사 차트(120)는, 에지(edge) 패턴(a), 슬랜티드 에지(slanted edge) 패턴(b) 및 라인(line) 패턴(c) 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상이 형성될 수 있다.
에지 패턴(a) 및 슬랜티드 에지 패턴(b)은, 복수의 검사 셀을 정의하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴이 수직 및 수평 방향으로 교대로 배치되어 격자 무늬 형태로 이루어진다. 여기서, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴은 동일한 크기로 형성될 수 있다.
슬랜티드 에지 패턴(b)은 에지 패턴(a)이 일정 각도로 기울어진 형태로 이루어진다.
라인 패턴(c)은 흑색 바탕에 복수의 백색 라인이 수직 및 수평 방향으로 교차 배치되어 그물 무늬 형태로 이루어지며, 그 교차 영역 마다 복수의 검사 셀이 정의된다. 여기서, 복수의 백색 라인의 간격은 일정할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 촬상부(140)는, 렌즈 모듈(10)이 투영한 검사 차트(110)의 영상을 촬영하여, 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사하기 위한 검사 영상을 생성한다. 여기서, 촬상부(140)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 종래의 기술과 달리, 단일의 촬상부(140)를 이용하여 렌즈 모듈(10)의 다수의 위치에서 해상력을 검사하는 것을 특징으로 한다.
검사부(150)는, 촬상부(140)로부터 검사 영상을 제공 받아 검사 영상 상의 특정 위치에서 변조 전달 함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 측정하고, 이를 기초로 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사한다.
도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 검사 영상이 에지 패턴 영상 또는 슬랜티드 에지 패턴 영상을 촬영하여 생성된 영상인 경우, 검사부(150)는, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사한다.
또한, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 검사 영상이 라인 패턴 영상을 촬영하여 생성된 영상인 경우, 검사부(150)는 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사한다.
도 7은 변조 전달 함수의 그래프이다.
도 7에서 세로축은 콘트라스트(contrast) 값이고, 가로축은 공간 주파수(spatial frequency)이다. 여기서, 콘트라스트 값은 백색과 흑색의 차이를 의미하며 이 차이가 클수록 콘트라스트 값은 100%에 가까워 진다. 그리고, 공간 주파수는 1mm당 몇 개의 패턴이 반복되는지를 나타내며 단위로는 line pairs/mm가 사용된다.
도 7을 참조하면, 공간 주파수가 클수록 콘트라스트 값은 작아지는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 변조 전달 함수의 그래프가 좌측에서 우측으로 이동될수록 렌즈 모듈(10)의 해상력이 높아지는 것을 확인할 수 있다.
이를 토대로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 검사 영상에서 변조 전달 함수를 측정하여 렌즈 모듈(10)의 해상력을 측정할 수 있다.
표시부(160)는, 검사 영상 및 검사부(150)가 측정한 변조 전달 함수의 그래프를 표시할 수 있다.
여기서, 도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 사용자는 표시부(160)에 표시되는 검사 영상에서 해상력을 검사하고자 하는 검사점을 선택한다. 이 때, 검사점은 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 이외의 지점을 선택하는 것이 바람직하다.
이와 같이 검사점이 선택되면, 검사부(150)는 검사점과 이웃하는 상하좌우 4개의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하고, 측정된 4개의 변조 전달 함수를 평균하여 검사점에서의 해상력을 산출한다. 이와 같은 과정은 렌즈 모듈(10)의 다수의 지점에서 반복되어 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사할 수 있다.
여기서, 표시부(160)는 4개의 경계에서 측정된 변조 전달 함수의 그래프를 각각 표시할 수 있다.
또한, 도 6의 (c)를 참조하면, 사용자는 표시부(160)에 표시되는 검사 영상에서 해상력을 검사하고자 하는 검사점을 선택한다. 이 때, 검사점은 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계 이외의 지점을 선택하는 것이 바람직하다.
이와 같이 검사점이 선택되면, 검사부(150)는 검사점과 이웃하는 상하좌우 4개의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하고, 측정된 4개의 변조 전달 함수를 평균하여 검사점에서의 해상력을 산출한다. 이와 같은 과정은 렌즈 모듈(10)의 다수의 지점에서 반복되어 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사할 수 있다.
여기서, 표시부(160)는 4개의 경계에서 측정된 변조 전달 함수의 그래프를 각각 표시할 수 있다.
또한, 검사부(150)는 검사 영상에서 검사점과 이웃하는 상하좌우 4개의 경계의 위치를 정확히 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 경계의 위치를 검사 차트(120) 상의 경계 위치와 비교하여 검사 지점 상호 간의 배율 보정과 다른 장비와의 결과값 보정을 용이하게 수행할 수 있다. 이를 통해, 렌즈 모듈(10)의 해상력 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치의 변조 전달 함수 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 검사부(150)는, 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계의 스텝 응답(e(x))을 구하고, 스텝 응답(e(x))을 미분하여 임펄스 응답(p(x))을 구하고, 임펄스 응답(p(x))을 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)하여 변조 전달 함수(P(x); MTF)를 측정한다.
그리고, 검사부(150)는 측정된 변조 전달 함수(P(x))를 기초로 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사하여 렌즈 모듈(10)의 배율을 용이하게 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 렌즈 모듈(10) 조립 공정의 완전 자동화를 위해, 광원(110) 및 검사 차트(120)가 렌즈 모듈(10)의 센서면에 배치된다. 이에 따라, 렌즈 모듈(10)이 투영한 영상은 광학계(130)를 이용하여 역투영 방식으로 촬상부(140)에 결상된다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 광학계(130)는 제1 렌즈부(131) 및 제2 렌즈부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 렌즈부(131)는, 렌즈 모듈(10) 및 촬상부(140) 사이에 배치되며, 렌즈 모듈(10)이 투영한 영상을 확대하여 1차 결상면(물체면)에 결상한다. 그리고, 제2 렌즈부(132)는 1차 결상면에 결상된 영상을 축소하여 2차 결상면(센서면)에 결상한다. 여기서, 제1 및 제2 렌즈부(131, 132)는 1차 결상면을 기준으로 대칭 구조로 설계된다.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 검사 영상의 주변 광량비를 보상하는 필터(115)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 광량 보상을 수행하지 않은 경우의 검사 영상을 도시한 도면이다. 여기서, 도 9의 (a)는 에지 패턴 영상을 촬영하여 생성된 검사 영상이고, 도 9의 (b)는 라인 패턴 영상을 촬영하여 생성된 검사 영상이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 단일의 촬상부(140)로 검사 차트(120) 전체를 결상하는 경우 검사 영상의 중심부 밝기와 주변부 밝기 차이가 심하게 발생한다. 즉, 검사 영상의 중심부가 가장 밝게 되고 그 주변부로 갈수록 어둡게 된다. 이는 렌즈 모듈(10)의 주변 광량비(relative illumination)가 비교적 작은 값(예컨대, 25% 이하)으로 설계 및 제작되기 때문이다.
이와 같은 중심부 및 주변부의 밝기 차이는 검사 영상을 통해 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사하는데 있어 장애 요인이 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 필터(115)를 통해 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시켜 렌즈 모듈(10) 전체에 대한 해상력 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
구체적으로, 필터(115)는 광원(110)에서 출사되는 광의 투과율을 위치 별로 조절하는 구성으로서, 광원(110) 및 검사 차트(120) 사이에 배치되며, 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높게 설계될 수 있다. 예를 들어, 필터(115)는 주변부의 투과율이 90~100%, 중심부의 투과율이 20~50%로 설계될 수 있다. 바람직하게는 중심부에서 주변부로 갈수록 투과율이 높아지도록 설계될 수 있다.
이와 같이 설계된 필터(115)는, 광원(110)에서 출사되는 광을 중심부 보다 주변부에서 더 많이 투과시켜, 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시킬 수 있다.
이와 달리, 전술한 필터(115)를 적용하지 않고 검사 차트(120)의 광 투과율을 위치 별로 다르게 하여 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 검사 차트(120)는 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높게 설계될 수 있다. 바람직하게는 중심부에서 주변부로 갈수록 광 투과율이 높아지도록 설계될 수 있다.
이와 같이 설계된 검사 차트(120)는, 광원(110)에서 출사되는 광을 중심부 보다 주변부에서 더 많이 투과시켜, 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시킬 수 있다.
또한, 광원(110)에서 출사되는 광량을 위치 별로 조절하여 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시킬 수 있다. 여기서, 광원(110)은 검사 차트(120)에 대응하는 크기로 이루어진 면 광원이 적용되어, 출사하는 광량이 중심부 보다 주변부가 더 많도록 설계될 수 있다. 즉, 광원(110)은 검사 차트(120)의 주변부로 출사되는 광량이 중심부로 출사되는 광량 보다 더 많도록 설계될 수 있다. 바람직하게는 검사 차트(120)의 중심부에서 주변부로 갈수록 출사되는 광량이 많아지도록 설계될 수 있다.
이와 같이 설계된 광원(110)은, 검사 차트(120)의 중심부 보다 주변부로 더 많은 광을 출사시켜, 검사 영상의 중심부 및 주변부의 밝기 차이를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 렌즈 모듈(10) 전체에 대한 해상력 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 검사부가 검사 영상에서 측정한 검사 데이터를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 있어서, 중심 검사점을 검사 셀 중심과 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치에 있어서, 중심 검사점 이외의 나머지 검사점을 검사 셀 중심과 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 검사 데이터는 렌즈 모듈(10)의 검사점의 중심 좌표(X, Y), 데이터의 길이(length) 및 데이터의 폭(width)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 검사점은 렌즈 모듈(10)의 사양에 따라 그 위치 및 개수가 미리 설정될 수 있다. 그리고, 데이터의 길이 및 데이터의 폭은 검사 차트(10)에 정의된 검사 셀의 크기에 따라 미리 설정될 수 있다.
검사부(150)는, 검사점과 이웃하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하거나, 검사점과 이웃하는 복수의 흑색 바탕 및 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여, 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사한다.
여기서, 검사부(150)가 복수의 검사점과 복수의 검사 셀의 중심이 서로 일치되지 않은 상태에서 검사 데이터를 측정하면, 렌즈 모듈(10)의 해상력을 정확히 검사할 수 없게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 검사부(150)는 복수의 검사점이 복수의 검사 셀의 중심과 일치된 상태에서 렌즈 모듈(10)의 해상력을 검사한다.
구체적으로, 도 11을 참조하면, 먼저, 이동부는 복수의 검사점 중 중심 검사점이 검사 셀의 중심과 일치되도록 렌즈 모듈(10)을 이동시킨다. 여기서, 중심 검사점은 렌즈 모듈(10)의 광축을 의미하며, 검사 셀의 중심은 광학계(130)의 광축을 의미한다.
다음, 촬상부(140)는 렌즈 모듈(10)의 중심 검사점이 검사 차트(120)의 검사 셀의 중심과 일치한 상태에서 검사 차트(120)를 촬영하여 검사 영상을 생성하고, 검사부(150)는 상기 검사 영상을 기초로 렌즈 모듈(10)의 중심 검사점의 검사 데이터를 측정한다.
다음, 도 12를 참조하면, 검사부(150)는 촬상부(140)가 촬영한 검사 영상 상에서 중심 검사점 이외의 나머지 검사점을 각각 이동하여 각 검사점을 검사 셀의 중심과 각각 일치시킨 후, 각 검사점의 검사 데이터를 측정한다.
한편, 전술한 바와 같이, 중심 검사점을 다른 검사점과 같이 검사 영상 상에서 이동하여 검사 셀의 중심과 일치시키는 경우 렌즈 모듈(10)의 중심이 광학계(130)의 광축과 틀어져 검사 데이터 자체의 신뢰성이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해상력 검사 장치는, 검사부(150)가, 복수의 검사점과 복수의 검사 셀의 중심이 서로 일치된 상태에서, 검사 데이터를 측정함으로써, 렌즈 모듈(10)의 해상력을 정확히 검사할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 검사 차트에 형성된 패턴 영상에 표시된 중심 마크를 도시한 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 검사 차트(120)는, 에지(edge) 패턴(a), 슬랜티드 에지(slanted edge) 패턴(b) 및 라인(line) 패턴(c) 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상이 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 검사 차트(120)는 복수의 검사 셀의 중심에 중심 마크(예컨대, 점(dot))가 표시될 수 있다.
여기서, 이동부는 검사 차트(120)에 표시된 중심 마크를 인식하여 렌즈 모듈(10)을 이동하여, 중심 검사점을 검사 셀의 중심에 일치시킬 수 있다.
또한, 검사부(150)는 검사 차트(120)에 표시된 중심 마크를 인식하여 검사점을 검사 영상 상에서 이동하여, 나머지 검사점을 검사 셀의 중심에 각각 일치시킬 수 있다.
또한, 검사부(150)는 중심 마크를 인식하여 검사점의 중심 좌표 값을 조정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치는, 중심 마크를 인식하여 검사점을 검사 셀의 중심에 일치시키기 때문에, 검사 셀의 중심 좌표를 연산하여 검사점을 검사 셀의 중심에 일치시키는 것 대비, 신속하고 정확하게 일치시킬 수 있다
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
110: 광원
115: 필터
120: 검사 차트
130: 광학계
140: 촬상부
150: 검사부
160: 표시부

Claims (22)

  1. 에지 패턴, 슬랜티드 에지 패턴 및 라인 패턴 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상을 형성시켜 주는 검사 차트;
    상기 검사 차트로 광을 출사하는 광원;
    상기 광원에 의해 렌즈 모듈이 투영한 상기 검사 차트의 영상을 촬영하여, 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위한 검사 영상을 생성하는 단일의 촬상부;
    상기 렌즈 모듈 및 촬상부 사이에 배치되며, 상기 렌즈 모듈이 투영한 영상을 상기 단일의 촬상부에 결상하는 광학계; 및
    상기 검사 영상 상의 특정 위치에서 변조 전달 함수를 측정하여 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는 검사부를 포함하고,
    상기 광원 및 상기 검사 차트는 상기 렌즈 모듈의 센서면에 배치되고,
    상기 렌즈 모듈이 투영한 영상은 상기 광학계를 이용하여 역투영 방식으로 상기 촬상부에 결상되는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 패턴 및 슬랜티드 에지 패턴은
    복수의 검사 셀을 정의하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴이 수직 및 수평 방향으로 교대로 배치되어 격자 무늬 형태로 이루어지는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬랜티드 에지 패턴은
    상기 에지 패턴이 일정 각도로 기울어진 형태로 이루어지는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 라인 패턴은
    흑색 바탕에 복수의 백색 라인이 수직 및 수평 방향으로 교차 배치되어 그물 무늬 형태로 이루어지며, 그 교차 영역 마다 복수의 검사 셀이 정의되는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 흑색 바탕 및 상기 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 상기 흑색 바탕 및 상기 복수의 백색 라인의 경계에서 스텝 응답을 구하고, 상기 스텝 응답을 미분하여 임펄스 응답을 구하고, 상기 임펄스 응답을 푸리에 변환하여 상기 변조 전달 함수를 측정하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학계는
    상기 렌즈 모듈이 투영한 영상을 확대하여 1차 결상면에 결상하는 제1 렌즈부; 및
    상기 1차 결상면에 결상된 영상을 축소하여 2차 결상면에 결상하는 제2 렌즈부를 포함하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 차트는
    광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높은
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은
    상기 검사 차트에 대응하는 크기로 이루어지며, 출사하는 광량이 중심부 보다 주변부가 더 많은
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 및 검사 차트 사이에 배치되며, 광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높은 필터를 더 포함하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  12. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 상기 흑색 바탕 및 상기 복수의 백색 라인의 경계의 위치를 측정하여 상기 렌즈 모듈의 배율을 보정하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은
    복수의 검사점이 설정되고,
    상기 검사부는
    상기 복수의 검사점이 상기 복수의 검사 셀의 중심과 일치된 상태에서 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 검사점과 이웃하는 상기 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하거나, 상기 검사점과 이웃하는 흑색 바탕 및 상기 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 검사점 중 중심 검사점이 상기 검사 셀의 중심과 일치되도록 상기 렌즈 모듈을 이동하는 이동부
    를 더 포함하는 렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 검사부는
    상기 중심 검사점 이외의 나머지 검사점의 중심 좌표 값을 상기 검사 영상 상에서 이동하여 상기 검사 셀의 중심과 각각 일치시키는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 검사 차트는
    상기 복수의 검사 셀의 중심에 중심 마크가 표시되는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 이동부는
    상기 중심 마크를 인식하여 상기 렌즈 모듈을 이동하고,
    상기 검사부는
    상기 중심 마크를 인식하여 상기 검사점의 중심 좌표 값을 조정하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 장치.
  19. 렌즈 모듈로 투영되어 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하기 위한 검사 차트로서,
    에지 패턴, 슬랜티드 에지 패턴 및 라인 패턴 중 어느 하나로 이루어지는 직각 좌표 형태의 영상이 형성되며,
    상기 에지 패턴 및 슬랜티드 에지 패턴은, 복수의 검사 셀을 정의하는 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴이 수직 및 수평 방향으로 교대로 배치되어 격자 무늬 형태로 이루어지고,
    상기 슬랜티드 에지 패턴은, 상기 에지 패턴에 대해 일정 각도로 기울어진 형태로 이루어지고,
    상기 라인 패턴은, 흑색 바탕에 복수의 백색 라인이 수직 및 수평 방향으로 교차 배치되어 그물 무늬 형태로 이루어지며, 그 교차 영역 마다 복수의 검사 셀이 정의되고,
    상기 검사 차트는 상기 렌즈 모듈의 센서면에 배치되며, 상기 렌즈 모듈이 투영한 영상은 광학계를 이용하여 역투영 방식으로 촬상부에 결상되는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 차트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 검사 차트는
    상기 복수의 검사 셀의 중심에 중심 마크가 표시되는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 차트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 흑색 패턴 및 백색 패턴의 경계 또는 상기 흑색 바탕 및 상기 복수의 백색 라인의 경계에서 변조 전달 함수를 측정하여, 상기 렌즈 모듈의 해상력을 검사하는
    렌즈 모듈의 해상력 검사 차트.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 검사 차트는
    광 투과율이 중심부 보다 주변부가 더 높은
    렌즈 모듈의 해상력 검사 차트.














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