KR20030043435A - 피조 간섭계용 위상천이 구동장치 - Google Patents

피조 간섭계용 위상천이 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피조 간섭계(Fizeau interferometery)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 피조 간섭계의 기준면을 임의로 광축 방향으로 미세 이동시킬 수 있도록 함으로써 렌즈나 평판 등에 대한 수차 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하고, 이로인해 피조 간섭계를 이용한 수차 측정의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치에 관한 것으로서, 이는 중공의 고정체(2)와 구동체(3)를 구비하되, 상기 고정체(2) 및 구동체(3)의 각 일측부에 상호 대향되게 내측플랜지(21) 및 외측플랜지(31)가 일체로 형성되고, 이들 사이에 압전소자(4)가 개재되게 하여 상기 압전소자(4)에 의해 고정체(2) 내부에서 구동체(3)가 미세구동될 수 있도록 구성되며, 고정체(2) 및 구동체(3)의 양단부에 각각 중공의 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)의 내경 및 외경이 각각 고정되어 상기 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)에 의해 구동체(3)가 원위치될 수 있도록 구성함으로써 측정하고자 하는 렌즈나 평판의 수차에 대한 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 피조 간섭계를 이용한 측정의 정확성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

피조 간섭계용 위상천이 구동장치{Phase shifting actuator for Fizeau interferometry}
본 발명은 피조 간섭계(Fizeau interferometery)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 피조 간섭계의 기준면을 임의로 광축 방향으로 미세 이동시킬 수 있도록 함으로써 렌즈나 평판 등에 대한 수차 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하고, 이로인해 피조 간섭계를 이용한 수차 측정의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 피조 간섭계(干涉計)는 렌즈나 광학평판의 수차를 측정하기 위한 당업자 간의 표준 측정방법으로서, 이의 구성은 도 3에 도시된 바와 같이 대물렌즈(111)와 핀홀(112)을 통과하는 것에 의해 광원이 점광원이 되고, 이 점광원으로부터 생성된 구면파는 콜리메이팅 렌즈(113)에 의해 평행광이 된다. 이 평행광은 제1 기준면(reference surface)(114)을 맞고 일부는 반사해서 빔 분리기(117)를 통해 CCD(charge coupled devices)(118)쪽으로 돌아와 기준파면이 되고, 일부는 투과해서 측정하고자 하는 광학렌즈(116)를 통과한 후 제2 기준면(115)을 맞고 CCD(118)로 되돌아와서 상기 기준파면과 간섭을 일으키는 측정파면이 되는 것으로서, 이 간섭무늬를 해석하는 것에 의해 측정하고자 하는 렌즈나 평판에 대한 수차 측정이 이루어지게 되는 것이다.
그러나 보다 정확한 측정값을 얻기 위해서는 기준파면을 임의로 이동시켜 위상천이를 해야 되는 것으로 이 위상 천이량은 광원 파장의 1/4정도로서 파장 633nm일 경우 대략 160nm가 된다. 따라서 현재 상기 기준면을 광축 방향으로 미세하게 움직을 수 있는 피조 간섭계용 위상천이 구동장치의 요구가 절실한 실정에 있고, 이러한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치에 있어 중요한 관건은 구동량이 매우 작고 정밀한 운동을 필요로 하는 조건을 만족해야만 되며, 구동의 진직도가 확보되어야만 한다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 기술적 과제의 해소를 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 피조 간섭계의 기준면을 광축방향으로 미세하게 이동 및 구동시킬 수 있도록 구성함으로써 피조 간섭계를 이용한 렌즈 및 평판의 수차 측정의 정확성 및 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 중공의 고정체와 구동체를 구비하되, 상기 고정체 및 구동체의 각 일측부에 상호 대향되게 내측플랜지 및 외측플랜지가 일체로 형성되고, 이들 사이에 압전소자가 개재되게 하여 상기 압전소자에 의해 고정체 내부에서 구동체가 미세구동될 수 있도록 구성되며, 고정체 및 구동체의 양단부에 각각 중공의 제1 판스프링 및 제2 판스프링의 내경 및 외경이 고정되어 상기 제1 판스프링 및 제2 판스프링에 의해 구동체가 원위치될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치가 제공된다.
상기 압전소자는, 양단부에 볼을 구비하여 상기 볼에 의해 점접촉이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 제1 판스프링 및 제2 판스프링은, 동심원 형태로 중공된 원형판으로 형성되어 구동의 직진도가 확보될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 제1 판스프링 및 제2 판스프링의 내경은 제1 고정링 및 제2 고정링이 구비되어 상기 제1 고정링 및 제2 고정링이 구동체의 일측부 및 타측부에 각각 나사결합되는 것에 의해 고정되고, 외경은 제3 고정링 및 제4 고정링이 구비되어 상기 제3 고정링 및 제4 고정링이 고정체의 일측부 및 타측부에 나사결합되는 것에 의해 고정된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 고안의 전체적인 구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 고안의 조립상태를 보인 단면도.
도 3은 일반적으로 피조 간섭계를 보인 개략 구성도.
*도면의주요부분에대한부호의설명
1,1A:제1,2 판스프링
2:고정체
20:압전소자 장착공 21:내측플랜지
22:제1 볼안내홈
3:구동체
31:외측플랜지 32:제2 안내홈
4:압전소자 4A:볼
5,6,7,8:제1,2,3,4 고정링
9:제1 작동공간부
91,92:제1,2 돌출부
10:제2 작동공간부
101,102,103:제3,4,5 돌출부
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보인 분해사시도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명은 동심원 형태로 중공의 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)이 구비된다.
그리고 일측부에 내측플랜지(21)가 형성된 원통형상의 고정체(2)가 구비되고, 상기 고정체(2) 내부에는 상기 내측플랜지(21)와 대향되는 일측부에 외측플랜지(31)가 형성된 원통형상의 구동체(3)가 구비되는 것으로서, 상기 제1 판스프링(1)과 제2 판스프링(1A)은 상기 고정체(2) 및 구동체(3)의 양단부에 내경과 외경이 각각 나사결합에 의해 고정된다.
이를 위해 고정체(2)의 양단부에 제1 고정링(5) 및 제2 고정링(6)이 구비되어 상기 제1 고정링(5) 및 제2 고정링(6)이 나사결합에 의해 구동체(3)에 나사결합되는 것에 의해 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)의 내경이 고정되고, 이의 외곽에 각각 제3 고정링(7) 및 제4 고정링(8)이 구비되어 상기 제3 고정링(7) 및 제4 고정링(8)이 고정체(2)에 나사결합되는 것에 의해 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)의 외경이 고정된다.
이와함께 상기 고정체(2)의 내측플랜지(21)와 구동체(3)의 외측플랜지(31) 사이에는 전압에 의해 형상 변형을 일으키는 압전소자(4)가 장착되어 상기 압전소자(4)의 작동에 의해 구동체(3)를 미세 구동시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 압전소자(4)의 양단부에는 볼(4A)이 구비되어 상기 볼(4A)에 의해 고정체(2)의 내측플랜지(21)와 구동체(3)의 외측플랜지(31)에 점접촉이 이루어지도록 구성되어 있다.
또한 상기 압전소자(4)의 장착을 위해 고정체(2)의 외측 둘레 일측부에 내부와 통하는 압전소자 장착공(20)이 형성되고, 상기 압전소자 장착공(20)의 양단을 따라 고정체(2)의 내측플랜지(21)와 구동체(3)의 외측플랜지(31)의 상호 대향면에는 각각 제1 볼안내홈(22) 및 제2 볼안내홈(32)이 형성되어 상기 제1 볼안내홈(22) 및 제2 볼안내홈(32)에 의해 압전소자(4) 장착시 안내될 수 있도록 구성된다.
그리고 상기 제1 고정링(5)의 일측부에 형성된 제1 돌출부(91)와 구동체(3)의 일측부에 형성된 제2 돌출부(92)에 의해 제1 작동공간부(9)가 형성되어 상기 제1 작동공간부(9)에 의해 제1 판스프링(1)의 작동공간이 확보된다.
또, 상기 제2 고정링(6) 및 제4 고정링(8)의 일측부에 형성된 제3 돌출부(101) 및 제4 돌출부(102)와 고정체(2)의 타측부에 형성된 제5 돌출부(103)에 의해 제2 작동공간부(10)가 형성되어 상기 제2 작동공간부(10)에 의해 제2 판스프링(1A)의 작동공간이 확보된다.
여기서 미설명 부호 11은, 기준면(12)이 장착되는 장착링이다.
다음은 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 조립 및 작동과정을 도 2의 종단면도를 참조로 하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 제1 판스프링(1)의 내경이, 구동체(3)에 대한 제1 고정링(5)의 나사결합에 의해 고정되고, 상기 제1 판스프링(1)의 외경은, 고정체(2)에 대한 제3 고정링(7)의 나사결합에 의해 고정된다. 또한 제2 판스프링(1A)의 내경은, 구동체(3)에 대한 제2 고정링(6)의 나사결합에 의해 고정되고, 상기 제2 판스프링(1A)의 외경은, 고정체(2)에 대한 제4 고정링(8)의 나사결합에 의해 고정된다.
그리고 고정체(2)의 내측플랜지(21)와 구동체(3)의 외측플랜지(31) 사이에는 양단에 볼(4A)이 구비된 압전소자(4)가 구비되어 상기 압전소자(4)의 작동에 의해 고정체(2) 내부에서 구동체(3)의 구동이 이루어질 수 있도록 구성되어 있으며, 압전소자(4)는 고정체(2)의 외측 둘레 일측부에 형성된 압전소자 장착공(20)과 제1 볼안내홈(22) 및 제2 볼안내홈(32)을 통한 삽입에 의해 상기 고정체(2)의 내측플랜지(21)와 구동체(3)의 외측플랜지(31) 사이에 장착되고, 이의 접촉은 볼(4A)에 의해 점접촉으로 이루어진다.
한편, 상기 조립체에서 상호 간격을 두고 고정체(2) 및 구동체(3)에 각각 간섭계의 기준렌즈가 장착되는 것으로서, 이의 장착은 통상의 방법에 의해 이루어지고, 상기 구동체(3)가 고정체(2) 내부에서 압전소자(4)에 의해 구동되는 것으로 각 기준렌즈 간의 위상천이가 이루어지며, 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)에 의해 원위치된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 기준면을 광축방향으로 미세하게 임의로 이동시켜 위상천이가 이루어질 수 있도록 함으로써 측정하고자 하는 렌즈나 평판의 수차에 대한 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 피조 간섭계를 이용한 측정의 정확성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 중공의 고정체(2)와 구동체(3)를 구비하되, 상기 고정체(2) 및 구동체(3)의 각 일측부에 상호 대향되게 내측플랜지(21) 및 외측플랜지(31)가 일체로 형성되고, 이들 사이에 압전소자(4)가 개재되게 하여 상기 압전소자(4)에 의해 고정체(2) 내부에서 구동체(3)가 미세구동될 수 있도록 구성되며, 고정체(2) 및 구동체(3)의 양단부에 각각 중공의 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)의 내경 및 외경이 각각 고정되어 상기 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)에 의해 구동체(3)가 원위치될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 압전소자(4)는,
    양단부에 볼(4A)을 구비하여 상기 볼(4A)에 의해 점접촉이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치.
  3. 제1항에 있어서 상기 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)은,
    동심원 형태로 중공된 원형판으로 형성되어 구동의 직진도가 확보될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 판스프링(1) 및 제2 판스프링(1A)의 내경은 제1 고정링(5) 및 제2고정링(6)이 구비되어 상기 제1 고정링(5) 및 제2 고정링(6)이 구동체(3)의 일측부 및 타측부에 각각 나사결합되는 것에 의해 고정되고, 외경은 제3 고정링(7) 및 제4 고정링(8)이 구비되어 상기 제3 고정링(7) 및 제4 고정링(8)이 고정체(2)의 일측부 및 타측부에 나사결합되는 것에 의해 고정된 것을 특징으로 한 피조 간섭계용 위상천이 구동장치.
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