KR19990052171A - 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정밀 광학계를 조립하는 데 있어 광학계를 구성하는 광학 부품들 중에서 광축을 일정한 각도로 꺾어주기 위하여 사용하는 반사경(folding mirror)의 정확한 각도를 조절하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 방법은 반사경으로 광축을 일정한 각도로 꺾는 광학계에서의 반사경 각도와 위치 설정을 금속기구부를 기준으로 함으로써 기구부의 가공에 따른 오차와 가공된 기구부 측정에 따른 오차로 인하여 반사경의 정확한 각도 조절 및 설치에 많은 문제가 있었다.
본 발명에서는 광학계를 구성하는 광학 부품중 광축을 꺾어 주는 반사경(20)의 정확한 각도조절과 측정에 오토콜리메이터(41)(42)를 사용하여 반사경(20)의 각도를 정확하게 조절하고, 동시에 간섭계(80)로 광학 부품의 정점을 확인할 수 있도록 하는 간섭계(80)에 오토콜리메이터(41)를 부착하여 구성되며, 상기 반사경(20)의 기울기를 정확하게 조절하기 위하여 상기 반사경(20)의 유효경 외곽에 상기 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되도록 프리즘(31)(32)의 일면을 부착하고 금속기구부(50)에 평행한 반사물체(61)(62)를 부착하여 광학부품에 대하여 반사경(20)의 각도를 정확히 갖도록 조절하도록 하며, 상기 반사경의 조절방법은 프리즘(31)(32)의 한 면을 광학계 반사경(20)의 유효반경 외곽에 부착시켜 오토콜리메이터(41)(42)와 수직되게 하고, 상기 프리즘(31)(32)의 면을 이용하여 반사경(20)의 각도를 조절하여 정확한 각도를 유지할 수 있도록 하고, 프리즘(31)(32)의 면에 오토콜리메이터(41)(42)로 빛을 비추면 프리즘(31)(32)의 면으로부터 되돌아온 빛이 오토콜리메이터(41)(42)에 맺히는 것을 이용하여 반사경(20)의 기울기를 조절함으로써 광축(10)과 반사경(20)이 정확히 원하는 각도가 되게 맞추어 광축(10)을 정확한 방향으로 바꿔줄 수 있도록 하며, 상기 오토콜리메이터와 반사경이 정확한 각도로 맞추어진 것을 이용하여 반사경(20)과 단 렌즈들이 부착되는 금속기구부(50)면이 정확한 각을 이루는지를 금속기구부(50)면 부분에 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)면 부분이 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되게 상기 오토콜리메이터를 미세 조정하여 맞춘 다음, 평행한 반사 물체(61)(62)를 제거하고, 이미 프리즘(31)(32)이 부착되어 있는 반사경(20)의 프리즘(31)(32) 한 면에 오토콜리메이터(41)(42)를 비추고 반사되어 오는 빛을 오토콜리메이터(41)(42)로 관측함으로써 반사경(20)이 정확한 각도인가를 확인하여 조정된 반사경(20)과 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)에 단렌즈군을 부착시켜 정확히 조절 조립하도록 함을 특징으로 하는 것이다.
Description
본 발명은 정밀 광학계를 조립하는 데 있어 광학계를 구성하는 광학 부품들 중에서 광축을 일정한 각도로 꺾어주기 위하여 사용하는 반사경(folding mirror)의 정확한 각도를 조절하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
정밀 광학계에서 반사경이 광학 부품으로 사용되는 경우 반사경의 정확한 각도 측정 및 조절이 대단히 어렵다.
특히 광축을 꺾어주는 반사경의 각도가 정확하지 못할 때에는 광학계가 본래의 성능을 발휘할 수 없다.
따라서 광학계의 성능을 원하는 사양으로 유지하기 위해서는 반사경의 각도가 정확해야 하는데 통상의 기구 부품에 의존하는 방법으로는 정밀 광학계에서 정확도를 내기 어렵다.
종래의 방법은 반사경으로 광축을 일정한 각도로 꺾는 광학계에서의 반사경 각도와 위치 설정을 금속기구부를 기준으로 함으로써 기구부의 가공에 따른 오차와 가공된 기구부 측정에 따른 오차로 인하여 반사경의 정확한 각도 조절 및 설치에 많은 문제가 있었다.
즉 각 단렌즈들을 조립하여 시스템으로서의 광학계를 제작하는 기술에 있어 종래에는 통상적으로 한 대의 콜리메이터로 광학부품의 기구부를 기준으로 하여 광학계를 조립하였다.
특히 본 발명이 나타내는 기술 분야에는 반사경으로 광축을 꺾는 광학계에서의 반사경의 각도와 위치 설정을 대부분 기구부를 중심으로 확인하였으므로 기구부의 가공에 따른 오차로 인하여 반사경을 정확한 위치와 각도로 설치하지 못하는 문제가 있었다.
본 발명은 정밀 광학계의 조립 시 광학계를 구성하는 각 단렌즈와 광축을 꺾어주기 위해 사용하는 반사경의 정확한 각도 설정을 위한 방법과 장치에 관한 것으로, 통상적으로 리소그래피용 광학계와 같이 높은 광학적 성능이 요구되는 광학계는 각 단렌즈들을 사전에 정해진 위치에 수 마이크로미터 또는 그 이하의 오차를 갖는 범위 안에 광축과 이루는 각도가 수초 이내의 오차 범위 안에 들어 오도록 조립되어야 한다.
따라서 반사경을 단렌즈들이 조립되는 부분과 정확한 각도를 이루도록 하여야 하는데 상기 각도가 공간적으로 이루어지는 각이므로 측정하기 곤란하다.
따라서 광학적인 방법으로 반사경을 정확한 각도를 조절하여 정확히 위치되도록 해야하며, 이러한 각도 조절을 위하여 프리즘과 오토콜리메이터 등의 사용이 요구된다.
상기의 문제를 해결하기 위한 본 발명에서는 광학계의 광축을 꺾어 주기 위해 사용되는 반사경의 위치 설정, 각도조절을 광학적인 방법으로 해결하여 광학계의 원하는 사양의 성능을 유지하도록 하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 정밀 광학계의 조립 시 광학계를 구성하는 광학 부품 중 광축을 꺾어주는 반사경의 정확한 각도 설정 방법을 나타낸 것임.
도 2는 단렌즈군이 위치하는 금속기구부와 광축을 꺾어주기 위해 사용하는 반사경의 정확한 각도 조절을 위한 방법을 나타낸 것임.
도 3은 광축 방향을 바꿔주는 반사경이 있는 광학계의 조립을 위해 프리즘과 오토콜리메이터를 사용하는 방법을 나타낸 것임.
도 4는 간섭계를 사용하여 각 광학 부품의 정점을 광축이 통과하게 조립하는 방법을 나타낸 것임.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 광학계의 중심을 나타내는 축인 광축
20 : 광축을 꺾어주기 위해 사용하는 반사경
31,32 : 반사경의 정확한 각도 조절을 위해 사용되는 프리즘
41,42 : 반사경의 정확한 각도 조절을 위해 프리즘과 함께 사용되는 오토콜리메이터
50 : 금속기구부
61, 62 : 단렌즈군을 조립하기 위한 보조기구인 평행한 반사 물체
71, 72 : 단렌즈군
80 : 광학부품의 정점을 맞추기 위해 사용된 간섭계
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 광학적인 방법을 이용하여 광축을 꺾어주는 반사경의 각도를 정확히 하도록 오토콜리메이터와 간섭계를 결합하여 사용하며, 정밀 광학계의 조립이나 검사에서 반사경의 각도 조절을 용이하게 하고, 오차를 정확하게 구함으로서 정밀 광학계를 원하는 사양으로 조립할 수 있도록 하는 것으로 정밀 광학계의 조립에 있어서, 상기 광학계를 구성하는 광학 부품중 광축을 꺾어 주는 반사경(20)의 정확한 각도조절과 측정에 오토콜리메이터(41)(42)를 사용하여 반사경(20)의 각도를 정확하게 조절하고, 동시에 간섭계(80)로 광학 부품의 정점을 확인할 수 있도록 하는 간섭계(80)에 오토콜리메이터(41)를 부착하여 구성되며, 상기 반사경(20)의 기울기를 정확하게 조절하기 위하여 상기 반사경(20)의 유효경 외곽에 상기 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되도록 프리즘(31)(32)의 일면을 부착하고 금속기구부(50)에 평행한 반사물체(61)(62)로 광학부품에 대하여 반사경(20)의 각도를 정확히 갖도록 조절하도록 함을 특징으로 한다.
상기 반사경의 조절방법은 프리즘(31)(32)의 한 면을 광학계 반사경(20)의 유효반경 외곽에 부착시켜 오토콜리메이터(41)(42)와 수직되게 하고, 상기 프리즘(31)(32)의 면을 이용하여 반사경(20)의 각도를 조절하여 정확한 각도를 유지할 수 있도록 하고, 프리즘(31)(32)의 면에 오토콜리메이터(41)(42)로 빛을 비추면 프리즘(31)(32)의 면으로부터 되돌아온 빛이 오토콜리메이터(41)(42)에 맺히는 것을 이용하여 반사경(20)의 기울기를 조절함으로써 광축(10)과 반사경(20)이 정확히 원하는 각도가 되게 맞추어 광축(10)을 정확한 방향으로 바꿔줄 수 있도록 하며, 상기 오토콜리메이터와 반사경이 정확한 각도로 맞추어진 것을 이용하여 반사경(20)과 단 렌즈들이 부착되는 금속기구부(50)면이 정확한 각을 이루는지를 금속기구부(50)면 부분에 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)면 부분이 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되게 상기 오토콜리메이터를 미세 조정하여 맞춘 다음, 평행한 반사 물체(61)(62)를 제거하고, 이미 프리즘(31)(32)이 부착되어 있는 반사경(20)의 프리즘(31)(32) 한 면에 오토콜리메이터(41)(42)를 비추고 반사되어 오는 빛을 오토콜리메이터(41)(42)로 관측함으로써 반사경(20)이 정확한 각도인가를 확인하여 조정된 반사경(20)과 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)에 단렌즈군을 부착시켜 정확히 조절 조립하도록 함을 특징으로 하는 것이다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 프리즘(31)(32)의 한 면을 광학계 반사경(20)의 유효반경 외곽에 부착시켜 오토콜리메이터(41)(42)와 수직되게 한다.
상기 프리즘(31)(32)의 면을 이용하여 반사경(20)의 각도를 조절하면 정확한 각도를 유지할 수 있다.
도 1은 광학계의 광축(10)이 꺾여지도록 설계된 정밀 광학계의 광축(10)을 꺾어주기 위해 사용하는 반사경(20)의 정확한 각도 설정을 위한 방법을 나타내는 것으로, 광축(10)을 금속기구부(50)에 각도 조절이 가능하도록 부착되어 있는 반사경(20)을 이용하여 방향을 꺾어주는 것을 도시한 개략도이다.
도 1에서 광축(10)을 꺾어주기 위한 반사경(20)에 프리즘(31)(32)의 한 면을 부착하고, 프리즘(31)(32)의 면에 오토콜리메이터(41)(42)로 빛을 비추면 프리즘(31)(32)의 면으로부터 되돌아온 빛은 오토콜리메이터(41)(42)에 맺히게 되는데, 이를 이용하여 반사경(20)의 기울기를 조절함으로써 광축(10)과 반사경(20)이 정확히 원하는 각도가 되게 맞출 수 있다.
따라서 광축(10)을 정확한 방향으로 바꿔줄 수 있다.
도 2는 도 1에서 오토콜리메이터(41)(42)와 반사경(20)이 정확한 각도로 맞추어진 것을 이용하여 반사경(20)과 단 렌즈들이 부착되는 금속기구부(50)면이 정확한 각을 이루는지를 확인하는 것을 나타낸 것으로, 금속기구부(50)면 부분에 평행한 반사 물체(61)를 이용하여 금속기구부(50)면 부분이 오토콜리메이터(41)와 수직이 되게 오토콜리메이터(41)를 미세 조정하여 맞춘다.
그 다음 평행한 반사 물체(61)를 제거하고, 이미 프리즘(31)이 부착되어 있는 반사경(20)의 프리즘(31) 한 면에 오토콜리메이터(41)를 비추고 반사되어 오는 빛을 오토콜리메이터(41)로 관측함으로써 반사경(20)이 정확한 각도인가를 확인한다.
이때 반사경(20)을 좌. 우, 위. 아래로 조정하여 프리즘(31) 한 면에서 반사되어 온 빛이 오토콜리메이터(41)로 정확히 수직으로 돌아오면 단 렌즈를 부착하고자 하는 금속기구부(50)면과 반사경(20)과는 정확한 각도를 이루게 되고, 광축(10)은 꺾어지게 된다.
같은 방법으로 금속기구부(52) 면과 반사경(20)이 정확한 각도가 되도록 할 수 있으며, 이때도 광축(10)이 정확히 꺾여졌는지를 확인할 수 있다.
이렇게 조정된 반사경(20)과 금속기구부(50)에 단 렌즈군를 평행한 반사 물체(62)를 이용하여 같은 방법으로 부착시키면 광학계는 반사경을 이용하여 정확히 광축을 꺾이게 조립할 수 있다.
도 3은 정확한 각도로 광축(10)의 방향을 바꿔주는 반사경(20)이 있는 광학계의 조립을 나타내는 그림으로, 도 2에서와 같은 방법으로 정확하게 광축을 정확한 각도로 바꿔주도록 위치된 반사경(20)에 평행한 반사물체(61, 62)를 이용하여 단 렌즈군(71, 72)을 조립한 그림이다.
단 렌즈군(71) 위에 반사 물체(61)를 놓고, 도 2에서와 같이 오토콜리메이터를 이용하여 단 렌즈군(71)을 조립하면서 프리즘(31)을 이용하여 반사경과 단 렌즈군(71)이 원하는 각도가 유지되는가를 확인한다.
같은 방법으로 단 렌즈군(72)을 조립한다. 이렇게 하면 광축은 바꿔졌지만 광축이 광학 부품의 정점을 지나가고 있는지를 확인할 수 없다.
따라서 도 4에서와 같이 간섭계(80)를 이용하여 광축이 광학 부품의 정점을 지나는가를 확인할 수 있다.
도 4는 정확한 각도가 되도록 광축(10)의 방향을 바꿔주는 반사경(20)과 각 단 렌즈군(71, 72)의 정점을 광축이 지나가게 맞추는 방법을 설명하는 것이다.
광축(10)을 각 광학 부품의 정점을 지나가게 맞추기 위하여 간섭계(80)를 이용한다.
간섭계(80)를 이용하여 먼저 금속기구부(72)에 있는 단 렌즈군에 간섭계(80)에서 사용하는 빛을 비추어 되돌아 온 빛의 간섭무늬로서 정점에 광축이 지나가는가를 확인하고, 같은 방법으로 금속기구부(50)에 있는 단 렌즈군의 정점에 광축이 지나는가를 확인하면서 동시에 오토콜리메이터를 이용하여 반사경과 단 렌즈군(71)이 정확한 각도를 이루는지를 확인하면 된다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 정밀 광학계를 조립하는데 있어서 광학계를 구성하는 광학 부품들 중에서 광축을 꺾어주기 위하여 사용하는 반사경(folding mirror)의 정확한 각도를 조절하기 위한 방법 및 장치로서, 광축을 꺾어주는 반사경의 각도를 정확히 하기 위하여 반사경에 프리즘을 부착하고 이를 오토콜리메이터(autocollimator)를 이용하여 반사경의 각도를 측정하고, 또한 간섭계(interferometer)를 이용하여 각 광학 부품의 정점에 광축이 지나가도록 함으로써 정밀 광학계의 반사경 각도 조절을 정확하게 하여 정밀 조립을 구현할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
Claims (4)
- 정밀 광학계의 조립에 있어서,상기 광학계를 구성하는 광학 부품중 광축을 꺾어 주는 반사경(20)의 정확한 각도조절과 측정에 오토콜리메이터(41)(42)를 사용하여 반사경(20)의 각도를 정확하게 조절하고, 동시에 간섭계(80)로 광학 부품의 정점을 확인할 수 있도록 하는 간섭계(80)에 오토콜리메이터(41)를 부착하여 구성됨을 특징으로 하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 반사경(20)의 기울기를 정확하게 조절하기 위하여 상기 반사경(20)의 유효경 외곽에 상기 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되도록 프리즘(31)(32)의 일면을 부착하고 금속기구부(50)에 평행한 반사물체(61)(62)를 사용하여 광학부품에 대하여 반사경(20)의 각도를 정확히 갖도록 조절하도록 하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절장치.
- 프리즘(31)(32)의 한 면을 광학계 반사경(20)의 유효반경 외곽에 부착시켜 오토콜리메이터(41)(42)와 수직되게 하고, 상기 프리즘(31)(32)의 면을 이용하여 반사경(20)의 각도를 조절하여 정확한 각도를 유지할 수 있도록 하고 프리즘(31)(32)의 면에 오토콜리메이터(41)(42)로 빛을 비추면 프리즘(31)(32)의 면으로부터 되돌아온 빛이 오토콜리메이터(41)(42)에 맺히는 것을 이용하여 반사경(20)의 기울기를 조절함으로써 광축(10)과 반사경(20)이 정확히 원하는 각도가 되게 맞추어 광축(10)을 정확한 방향으로 바꿔줄 수 있도록 하며,상기 오토콜리메이터와 반사경이 정확한 각도로 맞추어진 것을 이용하여 반사경(20)과 단 렌즈군들이 부착되는 금속기구부(50)면이 정확한 각을 이루는지를 금속기구부(50)면 부분에 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)면 부분이 오토콜리메이터(41)(42)와 수직이 되게 상기 오토콜리메이터를 미세 조정하여 맞춘 다음, 평행한 반사 물체(61)(62)를 제거하고, 이미 프리즘(31)(32)이 부착되어 있는 반사경(20)의 프리즘(31)(32) 한 면에 오토콜리메이터(41)(42)를 비추고 반사되어 오는 빛을 오토콜리메이터(41)(42)로 관측함으로써 반사경(20)이 정확한 각도인가를 확인하여 조정된 반사경(20)과 평행한 반사물체(61)(62)를 이용하여 금속기구부(50)에 단 렌즈군을 부착시켜 정확히 조절 조립하도록 함을 특징으로 하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 단 렌즈군의 조립은 광축을 정확한 각도로 바꿔주도록 위치된 반사경(20)에 평행한 반사물체(61, 62)를 이용하여 단 렌즈군(71)(72) 위에 반사물체(61)(62)를 놓고, 오토콜리메이터(41)(42)를 이용하여 단 렌즈군(71)(72)을 조립하면서 프리즘(31)(32)을 이용하여 반사경(20)과 단 렌즈군(71)(72)이 원하는 각도가 유지되는가를 확인하고 간섭계(80)를 이용하여 광축이 광학부품의 정점을 지나는가를 확인하여 단 렌즈군(71, 72)을 조립하도록 함을 특징으로 하는 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1019970071620A KR19990052171A (ko) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치 |
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| KR1019970071620A KR19990052171A (ko) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR19990052171A true KR19990052171A (ko) | 1999-07-05 |
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| KR1019970071620A KR19990052171A (ko) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 정밀 광학계 반사경의 각도 조절 방법 및 그 장치 |
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| KR (1) | KR19990052171A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190006676A (ko) * | 2017-07-11 | 2019-01-21 | (주)하이비젼시스템 | 카메라 모듈에 사용되는 프리즘 렌즈의 위치 조정 방법 |
| CN114427953A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-03 | 北京空间机电研究所 | 一种用于光学元件测量的全自动化系统及测试方法 |
-
1997
- 1997-12-22 KR KR1019970071620A patent/KR19990052171A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190006676A (ko) * | 2017-07-11 | 2019-01-21 | (주)하이비젼시스템 | 카메라 모듈에 사용되는 프리즘 렌즈의 위치 조정 방법 |
| CN114427953A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-03 | 北京空间机电研究所 | 一种用于光学元件测量的全自动化系统及测试方法 |
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