KR20090017847A - 광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가방법 - Google Patents

광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가방법 Download PDF

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Abstract

광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 본 발명의 광학 렌즈용 계측 시스템은 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더 및 상기 제1 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제1 수단을 포함하는 제1 마운트 유닛(mount unit)과, 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더 및 상기 제2 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제2 수단을 포함하는 제2 마운트 유닛 및 상기 제2 홀더의 위쪽에 배치되는 시준기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가 방법{Measuring system for optical lens and method for measuring characteristic of lens using the same}
본 발명은 계측 시스템 및 그의 사용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 관한 것이다.
광학 렌즈의 신뢰성 평가란, 렌즈를 고온, 고습 또는 저온 분위기 등에 방치한 후, 이런 분위기에서 렌즈의 특성이 얼마나 열화되었는지를 평가하는 것이다. 상기한 분위기 하에서 렌즈의 두께 및 굴절률 등이 변화되어, 결과적으로 렌즈의 초점거리와 같은 특성이 달라질 수 있다. 신뢰성 평가를 위해서는 렌즈의 특성을 정밀하게 측정할 수 있는 계측 장비가 요구된다.
상기한 계측 장비는 렌즈의 품질 관리를 위해서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 소정의 계측 장비를 이용해서, 출고 전 렌즈의 해상도를 측정함으로써, 그 렌즈의 양·불량을 판단할 수 있다.
최근, 광학 렌즈의 고화소화 및 소형화(즉, 전장의 축소)가 급속하게 진행됨에 따라, 렌즈의 특성 평가 및 품질 관리가 어려워졌다. 이는 기존의 계측 장비는 가공 정밀도에만 의존하는 부품을 다수 포함하여, 장비 자체가 갖는 오차가 크기 때문이다. 따라서, 기존의 계측 장비로는 정확하고 정밀한 신뢰성 평가 및 품질 관리가 어렵다. 또한 불량의 원인 분석도 용이하지 않다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 광학 렌즈의 특성을 보다 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 광학 렌즈용 계측 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 광학 렌즈용 계측 시스템을 이용한 렌즈의 특성 평가 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더 및 상기 제1 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제1 수단을 포함하는 제1 마운트 유닛; 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더 및 상기 제2 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제2 수단을 포함하는 제2 마운트 유닛; 및 상기 제2 홀더의 위쪽에 배치되는 시준기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템을 제공한다.
상기 제1 마운트 유닛은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 마운트 유닛은 상기 이동 장치, 상기 제1 수단 및 상기 제1 홀더가 차례로 적층된 구조일 수 있다.
상기 제2 마운트 유닛은 지지기둥 및 이에 수직한 방향으로 확장된 지지판을 포함할 수 있고, 상기 제2 홀더는 상기 지지판 상에 구비될 수 있다.
상기 제2 수단은 상기 지지기둥과 상기 지지판 사이에 구비될 수 있다.
상기 제2 수단은 상기 제1 수단과 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 마운트 유닛은 상기 제2 홀더를 지지하는 지지판을 포함하고, 상기 제2 수단은 상기 제2 홀더에 구비된 다수의 볼트이며, 상기 볼트들에 의해 상기 지지판에 대해서 상기 제2 홀더의 기울기가 조절될 수 있다.
상기 제1 및 제2 마운트 유닛은 동일 베이스 상에 구비될 수 있다.
상기 베이스는 다른 베이스 상에 구비될 수 있다.
상기 다른 베이스 상에 상기 시준기를 지지하는 구조물이 구비될 수 있다.
또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스; 상기 베이스 상에 구비된 것으로서, 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더를 포함하는 제1 마운트 유닛; 및 상기 베이스 상에 구비된 것으로서, 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더를 포함하는 제2 마운트 유닛;을 구비하고, 상기 제1 및 제2 홀더는 수평한 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템을 제공한다.
상기 제1 마운트 유닛은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더 및 상기 제1 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제1 수단을 포함하는 제1 마운트 유닛, 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더 및 상기 제2 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제2 수단을 포함하는 제2 마운트 유닛, 및 상기 제2 홀더의 위쪽에 배치되는 시준기를 포함하는 광학 렌즈용 계측 시스템을 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 있어서, 상기 제1 및 제2 홀더의 수평을 각각 맞추는 단계; 및 상기 제1 및 제2 홀더에 각각 미러 및 렌즈를 탑재한 상태에서, 상기 시준기를 이용해서 상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법을 제공한다.
상기 제1 홀더의 수평을 맞추는 단계는, 상기 제1 홀더에 제1 미러를 탑재하는 단계; 및 상기 시준기의 슬릿(slit)을 통과한 빛이 상기 시준기에 내재된 광선 분할기(beam splitter)에서 반사되어 나타나는 제1상과, 상기 빛이 상기 광선 분할기를 통과하여 상기 제1 미러에서 반사된 후 상기 광선 분할기에서 반사되어 나타나는 제2상의 중심이 일치되도록 상기 제1 수단을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제2 홀더의 수평을 맞추는 단계는, 상기 제2 홀더에 제2 미러를 탑재하는 단계; 및 상기 시준기의 슬릿(slit)을 통과한 빛이 상기 시준기에 내재된 광선 분할기(beam splitter)에서 반사되어 나타나는 제1상과, 상기 빛이 상기 광선 분할기를 통과하여 상기 제2 미러에서 반사된 후 상기 광선 분할기에서 반사되어 나타나는 제2상의 중심이 일치되도록 상기 제2 수단을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈용 계측 시스템은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계는, 신뢰성 테스트 전의 렌즈의 특성을 평가하는 단계; 상기 렌즈에 대한 신뢰성 테스트를 수행하는 단계; 상기 신뢰성 테스 트를 거친 상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계; 및 상기 신뢰성 테스트 전과 후에 평가된 상기 렌즈의 특성을 비교하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스, 상기 베이스 상에 구비된 것으로서 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더를 포함하는 제1 마운트 유닛, 및 상기 베이스 상에 구비된 것으로서 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더를 포함하는 제2 마운트 유닛을 구비하고, 상기 제1 및 제2 홀더는 수평한 광학 렌즈용 계측 시스템을 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 있어서, 상기 제1 홀더의 중심과 상기 제2 홀더의 중심을 동일 수직선 상에 배치하기 위한 센터링(centering) 단계; 상기 제1 및 제2 홀더에 각각 이미지센서 및 렌즈를 탑재하고, 상기 제2 홀더 위쪽에 피사체를 배치하는 단계; 상기 피사체의 이미지를 얻는 단계; 및 상기 이미지를 분석하여 상기 렌즈의 해상도를 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법을 제공한다.
상기 렌즈용 계측 시스템은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 센터링은 상기 이동 장치 및 공구현미경을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 센터링 단계 전, 상기 제1 및 제2 홀더의 수평을 각각 맞추는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 계측 시스템에서는 제1 및 제2 홀더의 기울기가 각각 조절될 수 있고, 렌즈와 미러 또는 렌즈와 이미지센서의 광축이 정밀하게 보정될 수 있기 때 문에, 장비의 측정 오차를 줄일 수 있다. 따라서 본 발명의 계측 시스템을 이용하면, 렌즈의 초점거리 및 해상도와 같은 광학적 특성을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 렌즈용 계측 시스템 및 그를 이용한 렌즈의 특성 평가 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 요소들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 도면들에서 동일한 도면 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈용 측정 시스템을 보여준다.
도 1을 참조하면, 베이스(50) 상에 제1 및 제2 마운트 유닛(M1, M2)이 구비되어 있다. 제1 마운트 유닛(M1)은 베이스(50) 상에 차례로 구비된 이동 장치(120), 제1 수단(110) 및 제1 홀더(100)를 포함할 수 있다. 제1 홀더(100)의 탑재부(11)에는 미러 또는 이미지센서와 같은 광학 요소가 탑재된다. 제1 수단(110)은 제1 홀더(100)의 기울기를 조절하기 위한 수단이다. 제1 수단(110)에 대해서는 추후에 보다 자세히 설명한다. 이동 장치(120)는 제1 홀더(100)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위한 장치이다. 이동 장치(120)는 제1 홀더(100)를 X, Y 및 Z축 방향으로의 이동시키기 위한 X축, Y축 및 Z축 이동 유닛(120a, 120b, 120c)을 포함할 수 있다. X축, Y축 및 Z축 이동 유닛(120a, 120b, 120c)은 각각 X축, Y축 및 Z축 이동 핸들(10a, 10b, 10c)을 포함할 수 있다. X축, Y축 및 Z축 이동 핸들(10a, 10b, 10c)은 회전 요소이고, 이들을 돌려줌으로써 제1 홀더(100)를 X, Y 및 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 도시하지는 않았지만, X축, Y축 및 Z축 이동 유닛(120a, 120b, 120c) 각각은 마이크로미터(micrometer)와 같은 정밀 길이 측정기를 포함할 수 있다. 이동 장치(120) 및 제1 수단(110)에 의해, 제1 홀더(100)의 위치 및 기울기는 임의로 조절될 수 있다.
제2 마운트 유닛(M2)은 제1 홀더(100) 위쪽에 배치되는 제2 홀더(200) 및 제2 홀더(200)의 기울기를 조절하기 위한 제2 수단(210)을 포함한다. 제2 마운트 유닛(M2)은 베이스(50)에 설치된 지지기둥(230)과 이에 수직한 방향으로 확장된 지지판(220)을 더 포함할 수 있다. 지지판(220)과 지지기둥(230)은 측면에서 보았을 때 'ㄱ'자 형태인 지지구조물을 구성할 수 있다. 제2 홀더(200)는 지지판(220) 상에 구비되고, 제2 수단(210)은 지지판(220)과 지지기둥(230) 사이에 구비될 수 있다.
제2 홀더(200)는 사각형 또는 원형의 판일 수 있고, 그 중앙부에 소정의 개구부(21)를 갖는다. 개구부(21)는 렌즈 또는 미러와 같은 광학 요소가 탑재될 수 있도록 설계된다. 지지판(220)의 소정 영역에 다른 개구부(이하, 제2 개구부)가 구비될 수 있다. 상기 제2 개구부의 중심과 개구부(21)의 중심은 동일축 상에 존재하는 것이 바람직하다. 제2 수단(210)은 제1 수단(110)과 동일한 구성을 갖는 소정의 틸팅기(tilting device)일 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제2 마운트 유닛(M2)은 제2 홀더(200)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위한 이동 장치를 더 포함할 수도 있다.
제2 홀더(200)의 위쪽에 시준기(collimator)(300)가 존재한다. 시준기(300) 는 소정의 슬릿(slit)을 갖는 슬릿 플레이트(31)와 슬릿 플레이트(31) 아래의 광선 분할기(beam splitter)(32)를 포함한다. 시준기(300)의 측면에는 광선 분할기(32)에서 반사된 빛을 관측하기 위한 접안부(33)가 존재한다. 상기 슬릿(slit)은 다수의 눈금선 형태일 수 있다.
시준기(300)를 지지하는 구조물(350)은 측면에서 보았을 때, 'ㄷ'자와 유사한 형태일 수 있다. 구조물(350)은 다른 베이스(이하, 제2 베이스)(310)와 다른 지지기둥(이하, 제2 지지기둥)(320) 및 다른 지지판(이하, 제2 지지판)(330)을 포함할 수 있다. 제2 지지기둥(320)이 제2 베이스(310) 상에 구비되고, 제2 지지기둥(320) 상에 제2 지지판(330)이 구비되며, 제2 지지판(330)에 시준기(300)가 장착될 수 있다. 시준기(300) 및 그를 지지하는 구조물(350) 중 적어도 어느 하나는 시준기(300)의 기울기를 조절하기 위한 틸팅 수단(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 마운트 유닛(M1, M2)이 구비된 베이스(50)는 제2 베이스(310) 상에 놓여져 고정될 수 있고, 제2 베이스(310)로부터 분리될 수도 있다.
이하에서는, 제1 및 제2 수단(110, 210)에 대해 보다 자세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 제1 수단(110)을 자세히 보여준다.
도 2를 참조하면, 제1 수단(110)은 하판(20a)과 상판(20b)을 포함할 수 있다. 하판(20a)과 상판(20b) 사이에는 지지 스프링(30)과 적어도 두 개의 수평조절나사(40)가 구비될 수 있다. 지지 스프링(30)은 하판(20a)의 중앙부 상에 하판(20a)과 수직하게 구비될 수 있고, 수평조절나사들(40)은 제1 수단(110)의 가장자리에 존재할 수 있다. 수평조절나사들(40)은 회전하는 요소이고, 이들을 돌려줌 으로써 도 1의 제1 홀더(100)의 기울기를 임의로 조절할 수 있다.
도 1의 제2 수단(210)은 도 2에 도시된 제1 수단(110)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 그러나 제2 수단(210)의 구조 및 위치는 달라질 수 있다. 예컨대, 제2 수단(210)은 제2 홀더(200)에 구비된 다수의 볼트일 수 있다. 상기 볼트들은 적어도 세 개인 것이 바람직하고, 제2 홀더(200)를 관통하여 지지판(200)과 연결 또는 접촉되도록 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 볼트들을 돌려줌으로써 지지판(220)에 대해서 제2 홀더(200)의 기울기를 조절할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈의 특성 평가 방법을 보여준다. 도 3a 및 도 3b의 확대도는 접안부(33)를 통해 검사자에게 보여지는 이미지이다. 본 실시예에서는 도 1의 계측 시스템이 사용된다.
도 3a를 참조하면, 제1 홀더(100)에 제1 미러(1)를 탑재(loading)한 상태에서, 검사자는 접안부(33)를 통해 보여지는 상을 확인한다. 이때, 접안부(33)를 통해 검사자에게 보여지는 상은 두 가지일 수 있다. 그들 중 하나는 시준기(300)의 슬릿 플레이트(31)의 슬릿을 통과한 입사광이 광선 분할기(32)에서 반사되어 나타나는 제1 십자눈금(c1)이고, 다른 하나는 상기 슬릿을 통과한 입사광이 광선 분할기(32)를 통과하여 제1 미러(1)에서 반사된 후 광선 분할기(32)에서 반사되어 나타나는 제2 십자눈금(c2)이다. 제1 및 제2 십자눈금(c1, c2)의 모양은 같지만, 제2 십자눈금(c2)이 제1 십자눈금(c1)보다 작고, 제2 십자눈금(c2)의 중심이 제1 십자눈금(c1)의 중심에서 벗어나 있을 수 있다. 제2 십자눈금(c2)의 중심이 제1 십자눈금(c1)의 중심에서 벗어나 있다는 것은 제1 홀더(100)와 시준기(300)가 평행하지 않다는 것을 의미한다. 검사자는 제1 수단(110)을 이용해서 제1 홀더(100)의 기울기를 조절함으로써, 제2 십자눈금(c2)의 중심과 제1 십자눈금(c1)의 중심을 일치시킨다. 이렇게 해서, 제1 홀더(100)의 수평을 맞출 수 있다. 도 3a의 확대도에서 화살표는 제2 십자눈금(c2)의 이동 방향을 나타낸다.
도 3b를 참조하면, 제2 홀더(200)에 제2 미러(2)를 탑재한 상태에서, 검사자는 접안부(33)를 통해 보여지는 상을 확인한다. 이때에도, 접안부(33)를 통해 검사자에게 보여지는 상은 두 가지일 수 있다. 그들 중 하나는 시준기(300)의 슬릿 플레이트(31)의 슬릿을 통과한 입사광이 광선 분할기(32)에서 반사되어 나타나는 제1 십자눈금(c1)이고, 다른 하나는 상기 슬릿을 통과한 입사광이 광선 분할기(32)를 통과하여 제2 미러(2)에서 반사된 후 광선 분할기(32)에서 반사되어 나타나는 제3 십자눈금(c3)이다. 제1 및 제3 십자눈금(c1, c3)의 모양은 같지만, 제3 십자눈금(c3)이 제1 십자눈금(c1)보다 작고, 제3 십자눈금(c3)의 중심이 제1 십자눈금(c1)의 중심에서 벗어나 있을 수 있다. 제3 십자눈금(c3)의 중심이 제1 십자눈금(c1)의 중심에서 벗어나 있다는 것은 제2 홀더(200)와 시준기(300)가 평행하지 않다는 것을 의미한다. 검사자는 제2 수단(210)을 이용해서 제2 홀더(200)의 기울기를 조절함으로써, 제3 십자눈금(c3)의 중심과 제1 십자눈금(c1)의 중심을 일치시킨다. 이렇게 해서, 제2 홀더(200)의 수평을 맞출 수 있다. 도 3b의 확대도에서 화살표는 제3 십자눈금(c3)의 이동 방향을 나타낸다. 도 3a 단계와 도 3b 단계의 실시 순서는 바뀔 수 있다. 즉, 도 3b 단계가 도 3a 단계보다 앞설 수 있다.
도 3a 및 도 3b에서와 같이, 제1 홀더(100) 및 제2 홀더(200)의 수평을 각각 맞춰줌으로써, 제1 홀더(100), 제2 홀더(200) 및 시준기(300)를 서로 평행하게 만들 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제1 홀더(100) 및 제2 홀더(200)에 각각 제1 미러(1) 및 검사하고자 하는 렌즈(3)가 탑재된 상태에서, 상기 렌즈(3)의 특성, 예컨대, 렌즈(3)의 초점거리를 측정한다. 이를 위해, 검사자는 Z축 이동 유닛(120c)를 이용해서 제1 미러(1)의 높이를 조절할 수 있다. 제1 미러(1)의 높이를 조절하면서, 제1 미러(1)에서 반사되어 나타나는 십자눈금의 선명도를 평가함으로써 렌즈(3)의 초점거리를 측정할 수 있다. 이때, 상기 십자눈금의 선명도는 검사자의 육안으로 평가할 수도 있지만, 접안부(33)에 연결된 소정의 분석기를 이용해서 평가할 수도 있다. 검사자는 신뢰성 테스트 전후의 렌즈(3)의 초점거리를 측정ㆍ비교함으로써, 신뢰성 테스트를 거치면서 렌즈(3)의 특성이 얼마나 변화되었는지를 평가할 수 있다.
본 발명과 달리, 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 기울기가 각각 조절될 수 없는 계측 장치를 사용할 경우, 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 수평이 정밀하게 맞춰지지 않은 상태에서 렌즈의 특성 평가가 이루어지기 때문에, 렌즈의 특성을 정확하게 평가하기 어렵다.
한편, 도 3b 단계와 도 3c 단계 사이에 제1 홀더(100)의 중앙과 제2 홀더(200)의 중앙을 동일 수직선 상에 놓기 위한 정밀 센터링(centering) 단계를 더 수행할 수 있다. 상기 정밀 센터링 단계는 공구현미경 및 이동 장치(120)를 사용해서 수행할 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 제1 및 제2 마운트 유닛(M1, M2)이 구비된 베이스(50)를 제2 베이스(310)에서 분리한 후, 공구현미경을 통해 제2 홀 더(200)의 개구부(21)와 그 아래의 제1 홀더(100)의 탑재부(11)를 내려보면서, 이동 장치(120)를 이용해서 제1 홀더(100)의 위치를 조정한다. 제2 홀더(200)의 개구부(21)는 원형일 수 있고, 제1 홀더(100)의 탑재부(11)는 사각형일 수 있는데, 개구부(21)의 중심과 탑재부(11)의 중심이 일치되도록 이동 장치(120)를 조절함으로써 상기 정밀 센터링을 수행할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈의 특성 평가 방법을 보여준다. 본 실시예는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한 방법에서 변형된 것으로, 본 실시예의 초기 두 단계는 도 3a 및 도 3b와 동일하다. 그러므로, 상기 초기 두 단계에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 3a 및 도 3b에서와 같이 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 수평을 각각 맞춰준 후, 제1 및 제2 마운트 유닛(M1, M2)이 구비된 베이스(50)를 제2 베이스(310)에서 분리한다. 분리된 베이스(50) 및 그 위에 구비된 제1 및 제2 마운트 유닛(M1, M2)이 도 4a에 도시되어 있다. 도 4a의 구조는 본 발명의 실시예에 따른 해상도 측정 시스템일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 4a의 해상도 측정 시스템을 공구현미경(400)이 구비된 관찰장비(500) 내에 위치시킨다. 그런 다음, 공구현미경(400)을 이용해서 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 위치를 확인하면서, 이동 장치(120)를 이용해서 제1 홀더(100)의 위치를 조정한다. 이것은 제1 홀더(100)의 중앙과 제2 홀더(200)의 중앙을 동일 수직선 상에 놓기 위한 정밀 센터링(centering) 공정으로서, 앞서 설명한 정밀 센터링 공정과 동일할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 해상도 측정 시스템을 관찰장비(500) 외부로 꺼낸 후, 제1 및 제2 홀더(100, 200)에 각각 이미지센서(image sensor)(4) 및 검사하고자 하는 렌즈(5)를 탑재하고, 상기 제2 홀더(200) 위쪽에 소정의 피사체를 위치시킨다. 상기 피사체는 시트지(6) 및 시트지(6)가 부착된 판넬(7)을 포함할 수 있다. 시트지(6)에는 다양한 크기의 문양들이 도시되어 있을 수 있다. 시트지(6)에 도시된 상기 문양들은 렌즈(5) 및 이미지센서(4)를 거쳐 이미지센서(4)와 연결된 표시장치(미도시)에서 영상화된다. 상기 표시장치에 나타나는 영상을 분석함으로써 렌즈(5)의 해상도를 평가할 수 있다. 상기 영상의 분석은 다양한 방법으로 수행할 수 있는데, 상기 표시장치에 내장된 분석 툴(analyzing tool)을 이용해서 수행하는 것이 바람직하다.
만약 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 수평을 정밀하게 맞출 수 없거나, 렌즈(5)와 이미지센서(4)의 광축을 정밀하게 센터링(centering)할 수 없다면, 해상도 평가의 신뢰성이 떨어질 것이다. 이것은 렌즈의 양ㆍ불량 판명이 어렵고, 불량의 원인 분석도 용이하지 않다는 것을 의미한다.
본 발명의 방법을 이용하면, 제1 및 제2 홀더(100, 200)의 수평을 맞출 수 있고, 렌즈(5)와 이미지센서(4)의 광축을 정밀하게 센터링(centering)할 수 있기 때문에, 렌즈(5)의 해상도를 정밀하고 정확하게 평가할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈용 계측 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈용 계측 시스템에 구비되는 홀더의 틸팅(tiling) 수단을 보여주는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈의 특성 평가 방법을 보여주는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈의 특성 평가 방법을 보여주는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제1 미러 2 : 제2 미러
3, 5 : 렌즈 4 : 이미지센서
10a : X축 이동 핸들 10b : Y축 이동 핸들
10c : Z축 이동 핸들 11 : 탑재부
20a : 하판 20b : 상판
21 : 개구부 30 : 스프링
31 : 슬릿 플레이트 32 : 광선 분할기
33 : 접안부 40 : 수평조절나사
50 : 베이스 100 : 제1 홀더
110 : 제1 수단 120 : 이동 장치
120a : X축 이동 유닛 120b : Y축 이동 유닛
120c : Z축 이동 유닛 200 : 제2 홀더
210 : 제2 수단 220 : 지지판
230 : 지지기둥 300 : 시준기
310 : 제2 베이스 320 : 제2 지지기둥
330 : 제2 지지판 350 : 구조물
c1 : 제1 십자눈금 c2 : 제2 십자눈금
c3 : 제3 십자눈금 M1 : 제1 마운트 유닛
M2 : 제2 마운트 유닛

Claims (21)

  1. 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더 및 상기 제1 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제1 수단을 포함하는 제1 마운트 유닛;
    상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더 및 상기 제2 홀더의 기울기를 조절하기 위한 제2 수단을 포함하는 제2 마운트 유닛; 및
    상기 제2 홀더의 위쪽에 배치되는 시준기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 마운트 유닛은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 마운트 유닛은 상기 이동 장치, 상기 제1 수단 및 상기 제1 홀더가 차례로 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 마운트 유닛은 지지기둥 및 이에 수직한 방향으로 확장된 지지판을 포함하고, 상기 제2 홀더는 상기 지지판 상에 구비된 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 지지기둥과 상기 지지판 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 제1 수단과 동일한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 마운트 유닛은 상기 제2 홀더를 지지하는 지지판을 포함하고, 상기 제2 수단은 상기 제2 홀더에 구비된 다수의 볼트이며, 상기 볼트들에 의해 상기 지지판에 대해서 상기 제2 홀더의 기울기가 조절되는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 마운트 유닛은 동일 베이스 상에 구비된 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스는 다른 베이스 상에 구비된 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 다른 베이스 상에 상기 시준기를 지지하는 구조물이 구비된 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  11. 베이스;
    상기 베이스 상에 구비된 것으로서, 광학 요소가 탑재되는 제1 홀더를 포함하는 제1 마운트 유닛; 및
    상기 베이스 상에 구비된 것으로서, 상기 제1 홀더 위쪽에 배치되고 광학 요소가 탑재되는 제2 홀더를 포함하는 제2 마운트 유닛;을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 홀더는 수평한 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 마운트 유닛은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈용 계측 시스템.
  13. 청구항 1에 기재된 광학 렌즈용 계측 시스템을 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 홀더의 수평을 각각 맞추는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 홀더에 각각 미러 및 렌즈를 탑재한 상태에서, 상기 시준기를 이용해서 상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 홀더의 수평을 맞추는 단계는,
    상기 제1 홀더에 제1 미러를 탑재하는 단계; 및
    상기 시준기의 슬릿(slit)을 통과한 빛이 상기 시준기에 내재된 광선 분할기(beam splitter)에서 반사되어 나타나는 제1상과, 상기 빛이 상기 광선 분할기를 통과하여 상기 제1 미러에서 반사된 후 상기 광선 분할기에서 반사되어 나타나는 제2상의 중심이 일치되도록 상기 제1 수단을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 홀더의 수평을 맞추는 단계는,
    상기 제2 홀더에 제2 미러를 탑재하는 단계; 및
    상기 시준기의 슬릿(slit)을 통과한 빛이 상기 시준기에 내재된 광선 분할기(beam splitter)에서 반사되어 나타나는 제1상과, 상기 빛이 상기 광선 분할기를 통과하여 상기 제2 미러에서 반사된 후 상기 광선 분할기에서 반사되어 나타나는 제2상의 중심이 일치되도록 상기 제2 수단을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 광학 렌즈용 계측 시스템은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계는,
    신뢰성 테스트 전의 렌즈의 특성을 평가하는 단계;
    상기 렌즈에 대한 신뢰성 테스트를 수행하는 단계;
    상기 신뢰성 테스트를 거친 상기 렌즈의 특성을 평가하는 단계; 및
    상기 신뢰성 테스트 전과 후에 평가된 상기 렌즈의 특성을 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  18. 청구항 11에 기재된 광학 렌즈용 계측 시스템을 이용한 렌즈의 특성 평가 방법에 있어서,
    상기 제1 홀더의 중심과 상기 제2 홀더의 중심을 동일 수직선 상에 배치하기 위한 센터링(centering) 단계;
    상기 제1 및 제2 홀더에 각각 이미지센서 및 렌즈를 탑재하고, 상기 제2 홀더 위쪽에 피사체를 배치하는 단계;
    상기 피사체의 이미지를 얻는 단계; 및
    상기 이미지를 분석하여 상기 렌즈의 해상도를 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 렌즈용 계측 시스템은 상기 제1 홀더의 수평 및 수직 이동을 위한 이동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 센터링은 상기 이동 장치 및 공구현미경을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 센터링 단계 전, 상기 제1 및 제2 홀더의 수평을 각각 맞추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 특성 평가 방법.
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