KR20110065924A - Ultra-precise position alignment device for satellite optical lens - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공위성에 사용되는 광학 렌즈의 위치를 5축 방향으로 정밀하게 정렬하여 상기 광학 렌즈의 위치를 제어하기 위한 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 의하면, X축 방향으로 각각 이동하는 제 1 X축 스테이지 및 제 2 X축 스테이지와 Y축 방향으로 각각 이동하는 제 1 Y축 스테이지 및 제 2 Y축 스테이지의 위치 정렬에 의하여 X축, Y축 및, Z축의 3축 방향의 병진 운동(translation) 뿐만 아니라 X축 중심의 회전 운동(elevation)과 Y축 중심의 회전 운동(azimuth)에 대하여 미세하고 정밀한 위치 정렬을 제어할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to an ultra-precise position alignment device for an optical lens for satellites, and more particularly, to an optical lens for satellites for precisely aligning the position of an optical lens used for satellites in a 5-axis direction. Relates to an ultra precision position alignment device. According to the ultra-precise position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention, the first X-axis stage and the second X-axis stage and the second Y-axis stage and the second X-axis stage respectively moving in the X-axis direction, respectively The position alignment of the Y-axis stage allows fine adjustments to the rotational movement around the X-axis and the rotational movement around the Y-axis as well as the translational movement in the three-axis directions of the X-, Y-, and Z-axes. There is a remarkable effect to control precise and precise position alignment.

인공위성, 광학 렌즈, 콜리메이터, 정렬, 이송 Satellites, optical lenses, collimators, alignment, transport

Description

인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치{Apparatus for precision position alignment of artificial satellite optical lens}Apparatus for precision position alignment of artificial satellite optical lens

본 발명은 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공위성에 사용되는 광학 렌즈의 위치를 5축 방향으로 정밀하게 정렬하여 상기 광학 렌즈의 위치를 제어하기 위한 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-precise position alignment device for an optical lens for satellites, and more particularly, to an optical lens for satellites for precisely aligning the position of an optical lens used for satellites in a 5-axis direction. Relates to an ultra precision position alignment device.

일반적으로, 인공위성에 사용되는 광학 시스템은 렌즈의 가공 기술 및 측정 기술의 발전으로 인하여 여러 가지의 성능 테스트가 필요하게 된다. 특히 광학 시스템을 탑재한 인공위성 등의 광학 탑재체에 대한 반사경과 디텍터 등의 정렬 작업은 물론, 지상 검증 시험이 요구되는 광학 시험 등을 수행하기 위해서는 챔버 외부에서 원격 위치 제어가 가능하며 X축, Y축 및, Z축의 3축 방향의 병진 운동(translation)과 X축을 중심으로 회전하는 수직 각도 정렬(elevation) 및 Y축을 중심으로 회전하는 수평 각도 정렬(azimuth)에 대하여 정밀한 위치의 제어가 요구된다.In general, optical systems used in satellites require various performance tests due to the development of lens processing technology and measurement technology. In particular, in order to perform alignment work such as reflectors and detectors for optical payloads such as satellites equipped with optical systems, as well as optical tests requiring ground verification tests, remote position control is possible outside the chamber. And precise positioning control is required for translation in the three-axis direction of the Z-axis, vertical angle alignment rotating around the X axis, and horizontal azimuth rotating around the Y axis.

특히 관측폭이 넓은 관측 위성에 탑재되는 광학 탑재체에 대한 광학 시험의 경우, 광축뿐만 아니라 전 관측폭에 대한 광학적 특성에 대한 검증 및 측정이 요구되며, 이를 수행하기 위해서는 조준경과 대상물의 광축 선상의 특정 지점을 중심으로 X축 중심의 회전 운동(elevation), Y축 중심의 회전 운동(azimuth) 방향의 각운동이 이루어져야 한다. 따라서, 이러한 측정 및 요구 조건을 만족시키기 위해서는 최소 5축의 정밀 자세 제어 장치가 필요하게 된다. 또한, 상기 정밀 자세 제어 장치는 광학 시스템이 사용되는 동안에 렌즈의 위치에 대해 극히 미세하고 정밀한 조정이 수행될 수 있게 하여야 한다.In particular, in the case of an optical test on an optical payload mounted on a wide observation satellite, verification and measurement of optical characteristics of the entire observation width as well as the optical axis are required. Rotational movement (elevation) around the X axis and angular movement in the azimuth direction around the Y axis should be made around the point. Therefore, in order to satisfy these measurements and requirements, at least five axes of precise attitude control devices are required. In addition, the precision posture control device must allow extremely fine and precise adjustment to the position of the lens while the optical system is in use.

본 발명은 상기와 같은 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 X축, Y축 및, Z축의 3축 방향의 병진 운동(translation)과 X축 중심의 회전 운동(elevation)과 Y축 중심의 회전 운동(azimuth)에 대하여 미세하고 정밀한 위치 정렬을 제어할 수 있는 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the various problems as described above, the present invention is the translation axis (translation) in the X-axis, Y-axis, and Z-axis three-axis translation (elevation) and the center of the X-axis rotation (elevation) and Y An object of the present invention is to provide an ultra-precision position alignment device for an optical lens for satellites, which can control fine and precise position alignment with respect to azimuth around an axis.

상기의 목적을 달성하기 위한 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치는,The ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens for achieving the above object,

Z축 방향으로 연장되는 Z축 리니어 가이드(12)가 상부 면에 형성되는 고정 프레임(10); 상기 고정 프레임(10)의 상부에 상기 Z축 리니어 가이드(12)를 따라 Z축 방향으로 이동하도록 장착되고, 상부 면에는 X축 방향으로 연장되는 제 1 X축 리니어 가이드(22) 및 제 2 X축 리니어 가이드(24)가 전·후 방향으로 평행하게 배열하여 형성되는 Z축 스테이지(20); 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 1 X축 리니어 가이드(22)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 1 Y축 리니어 가이드(32)가 내측 면에 각각 형성되는 제 1 수직 암(34)을 포함하는 제 1 X축 스테이지(30); 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 2 X축 리니어 가이드(24)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 2 Y축 리니어 가이드(42)가 내측 면에 각각 형성되는 제 2 수직 암(44)을 포함하는 제 2 X축 스테이지(40); 상기 제 1 수직 암(34)에 상기 제 1 Y축 리니어 가이드(32)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 양측 단부가 각각 장착되고, 중심부의 상부 면에는 안착부(52)가 형성되는 제 1 Y축 스테이지(50); 상기 제 2 수직 암(44)에 상기 제 2 Y축 리니어 가이드(42)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 각각 대향하여 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60); 및, 하단부로부터 전면을 향하여 돌출하도록 가이드(72)가 형성되어, 상기 하단부의 양 측면은 상기 제 2 Y축 스테이지(60)에 각각 안착되고, 상기 가이드(72)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52)에 안착되는 콜리메이터(70)를 포함하고,A fixed frame 10 having a Z-axis linear guide 12 extending in the Z-axis direction on an upper surface thereof; The first X-axis linear guide 22 and the second X mounted on the fixing frame 10 to move in the Z-axis direction along the Z-axis linear guide 12 and extending in the X-axis direction on the upper surface. A Z-axis stage 20 formed by arranging the axial linear guides 24 in parallel in the front and rear directions; The first Y-axis linear guide 32 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the first X-axis linear guide 22 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A first X-axis stage 30 including first vertical arms 34 respectively formed on the inner side; The second Y-axis linear guide 42 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the second X-axis linear guide 24 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A second X-axis stage 40 including a second vertical arm 44 formed on an inner side thereof; Both end portions are mounted to the first vertical arm 34 to move in the Y-axis direction along the first Y-axis linear guide 32, and a first Y having a seating portion 52 formed on an upper surface of the central portion. Axis stage 50; A second Y-axis stage 60 mounted to the second vertical arm 44 so as to face each other to move in the Y-axis direction along the second Y-axis linear guide 42; And, guides 72 are formed to protrude from the lower end toward the front, both sides of the lower end is seated on the second Y-axis stage 60, respectively, the guide 72 is the first Y-axis stage ( A collimator 70 seated on the seating portion 52 of 50),

바람직하게는, 상기 콜리메이터(70)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52) 및 상기 제 2 Y축 스테이지(60)와 동적 운동 마운트를 구성하여 안착되고,Preferably, the collimator 70 is mounted by forming a dynamic movement mount with the seating portion 52 and the second Y-axis stage 60 of the first Y-axis stage 50,

바람직하게는, 상기 X축 스테이지(30,40), 상기 Y축 스테이지(50,60) 및, 상기 Z축 스테이지(20)의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method further includes a position detection sensor for detecting positions of the X-axis stages 30 and 40, the Y-axis stages 50 and 60, and the Z-axis stage 20.

본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치에 의하면, X축 방향으로 각각 이동하는 제 1 X축 스테이지 및 제 2 X축 스테이지와 Y축 방향으로 각각 이동하는 제 1 Y축 스테이지 및 제 2 Y축 스테이지의 위치 정렬에 의하여 X축, Y축 및, Z축의 3축 방향의 병진 운동(translation) 뿐만 아니라 X축 중심의 회전 운동(elevation)과 Y축 중심의 회전 운동(azimuth)에 대하여 미세하고 정밀한 위치 정렬을 제어할 수 있는 현저한 효과가 있다.According to the ultra-precise position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention, the first X-axis stage and the second X-axis stage and the second Y-axis stage and the second X-axis stage respectively moving in the X-axis direction, respectively The position alignment of the Y-axis stage allows fine adjustments to the rotational movement around the X-axis and the rotational movement around the Y-axis as well as the translational movement in the three-axis directions of the X-, Y-, and Z-axes. There is a remarkable effect to control precise and precise position alignment.

이하에서 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the advantages, features and preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치의 전체적인 모습을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 2 는 본 발명에 따른 Z축 스테이지가 Z축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 X축 스테이지가 X축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 Y축 스테이지가 Y축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.1 is a perspective view showing the overall appearance of the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention. 2 is a use state diagram showing a state in which the Z-axis stage moves in the Z-axis direction according to the present invention, and FIG. 3 is a use state diagram showing a state in which the X-axis stage moves in the X-axis direction according to the present invention. 4 is a use state diagram showing how the Y-axis stage moves in the Y-axis direction according to the present invention.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치는 Z축 방향으로 연장되는 Z축 리니어 가이드(12)가 상부 면에 형성되는 고정 프레임(10); 상기 고정 프레임(10)의 상부에 상기 Z축 리니어 가이드(12)를 따라 Z축 방향으로 이동하도록 장착되고, 상부 면에는 X축 방향으로 연장되는 제 1 X축 리니어 가이드(22) 및 제 2 X축 리니어 가이드(24)가 전·후 방향으로 평행하게 배열하여 형성되는 Z축 스테이지(20); 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 1 X축 리니어 가이드(22)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 1 Y축 리니어 가이드(32)가 내측 면에 각각 형성되는 제 1 수직 암(34)을 포함하는 제 1 X축 스테이지(30); 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 2 X축 리니어 가이드(24)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 2 Y축 리니어 가이드(42)가 내측 면에 각각 형성되는 제 2 수직 암(44)을 포함하는 제 2 X축 스테이지(40); 상기 제 1 수직 암(34)에 상기 제 1 Y축 리니어 가이드(32)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 양측 단부가 각각 장착되고, 중심부의 상부 면에는 안착부(52)가 형성되는 제 1 Y축 스테이지(50); 상기 제 2 수직 암(44)에 상기 제 2 Y축 리니어 가이드(42)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 각각 대향하여 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60); 및, 하단부로부터 전면을 향하여 돌출하도록 가이드(72)가 형성되어, 상기 하단부의 양 측면은 상기 제 2 Y축 스테이지(60)에 각각 안착되고, 상기 가이드(72)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52)에 안착되는 콜리메이터(70)를 포함한다.1 to 4, the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention comprises a fixed frame 10, the Z-axis linear guide 12 extending in the Z-axis direction is formed on the upper surface; The first X-axis linear guide 22 and the second X mounted on the fixing frame 10 to move in the Z-axis direction along the Z-axis linear guide 12 and extending in the X-axis direction on the upper surface. A Z-axis stage 20 formed by arranging the axial linear guides 24 in parallel in the front and rear directions; The first Y-axis linear guide 32 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the first X-axis linear guide 22 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A first X-axis stage 30 including first vertical arms 34 respectively formed on the inner side; The second Y-axis linear guide 42 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the second X-axis linear guide 24 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A second X-axis stage 40 including a second vertical arm 44 formed on an inner side thereof; Both end portions are mounted to the first vertical arm 34 to move in the Y-axis direction along the first Y-axis linear guide 32, and a first Y having a seating portion 52 formed on an upper surface of the central portion. Axis stage 50; A second Y-axis stage 60 mounted to the second vertical arm 44 so as to face each other to move in the Y-axis direction along the second Y-axis linear guide 42; And, guides 72 are formed to protrude from the lower end toward the front, both sides of the lower end is seated on the second Y-axis stage 60, respectively, the guide 72 is the first Y-axis stage ( And a collimator 70 seated on the seating portion 52 of 50).

본 발명에 따른 고정 프레임(10)은 저면이 고정되고, 상기 고정 프레임(10)의 상부 면에는 Z축 방향으로 연장되는 Z축 리니어 가이드(12)가 상부 면에 형성된다.The fixed frame 10 according to the present invention is fixed on the bottom surface, the Z-axis linear guide 12 extending in the Z-axis direction is formed on the upper surface of the fixed frame 10 is formed on the upper surface.

본 발명에 따른 Z축 스테이지(20)는 상기 고정 프레임(10)의 상부에 상기 Z축 리니어 가이드(12)를 따라 Z축 방향으로 이동하도록 장착된다. 따라서, Z축 방향으로 광학 렌즈를 정렬하는 경우에 상기 Z축 스테이지(20)가 Z축 방향으로 이동하여 정렬하게 된다.The Z-axis stage 20 according to the present invention is mounted to the upper portion of the fixed frame 10 to move in the Z-axis direction along the Z-axis linear guide 12. Therefore, when the optical lens is aligned in the Z-axis direction, the Z-axis stage 20 moves in the Z-axis direction to align the optical lens.

바람직하게는, 상기 Z축 스테이지(20)가 상기 Z축 리니어 가이드(12)를 따라 Z축 방향으로 이동하는 구성은 이송축에 서보(servo) 모터 또는 스테핑(stepping) 모터와 감속기 및, 볼 스크류를 포함하는 것으로 이루어지고, 상기 구성은 후술하는 각각의 리니어 가이드를 따라 이동하는 각각의 스테이지에 대하여 동일하게 적용된다.Preferably, the configuration in which the Z-axis stage 20 moves in the Z-axis direction along the Z-axis linear guide 12 includes a servo motor or stepping motor, a speed reducer, and a ball screw on a feed shaft. It is made to include, the configuration is equally applied to each stage moving along each linear guide to be described later.

상기 Z축 스테이지(20)의 상부 면에는 X축 방향으로 연장되는 제 1 X축 리니어 가이드(22) 및 제 2 X축 리니어 가이드(24)가 전·후 방향 즉, Z축 방향으로 평행하게 배열되어 형성된다.On the upper surface of the Z-axis stage 20, the first X-axis linear guide 22 and the second X-axis linear guide 24 extending in the X-axis direction are arranged in parallel in the front and rear directions, that is, the Z-axis direction. It is formed.

본 발명에 따른 제 1 X축 스테이지(30)는 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 1 X축 리니어 가이드(22)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착된다. 상기 제 1 X축 스테이지(30)는 양 측면에 각각 상부 즉, Y축 방향으로 돌출되도록 형성되는 제 1 수직 암(34)을 포함하는 '└┘'의 형상으로 형성된다. 또한, 상기 제 1 X축 스테이지(30)의 양 측면에 각각 형성되는 제 1 수직 암(34)의 내측 면에는 Y축 방향으로 연장되도록 제 1 Y축 리니어 가이드(32)가 각각 형성된다.The first X-axis stage 30 according to the present invention is mounted to the upper portion of the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the first X-axis linear guide 22. The first X-axis stage 30 is formed in a shape of '└┘' which includes a first vertical arm 34 formed on both sides thereof to protrude upward, that is, in the Y-axis direction. In addition, first Y-axis linear guides 32 are formed on inner surfaces of the first vertical arms 34 respectively formed at both side surfaces of the first X-axis stage 30 to extend in the Y-axis direction.

본 발명에 따른 제 2 X축 스테이지(40)는 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 2 X축 리니어 가이드(24)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착된다. 상기 제 2 X축 스테이지(40)는 양 측면에 각각 상부 즉, Y축 방향으로 돌출되도록 형성되는 제 2 수직 암(44)을 포함하는 '└┘'의 형상으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 X축 스테이지(40)의 양 측면에 각각 형성되는 제 2 수직 암(44)의 내측 면에는 Y축 방향으로 연장되도록 제 2 Y축 리니어 가이드(42)가 각각 형성된다.The second X-axis stage 40 according to the present invention is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the second X-axis linear guide 24. The second X-axis stage 40 is formed in a shape of '└┘' which includes a second vertical arm 44 formed on both sides thereof to protrude upward, that is, in the Y-axis direction. In addition, the second Y-axis linear guides 42 are formed on inner surfaces of the second vertical arms 44 respectively formed on both side surfaces of the second X-axis stage 40 so as to extend in the Y-axis direction.

상기 제 1 X축 스테이지(30) 및 제 2 X축 스테이지(40)는 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 전후 방향으로 각각 장착되고, 상기 제 1 X축 스테이지(30)는 제 1 X축 리니어 가이드(22)를 따라, 상기 제 2 X축 스테이지(40)는 제 2 X축 리니어 가이드(24)를 따라 각각 분리되어 이동할 수 있게 된다. 따라서, X축 방향으로 광학 렌즈를 정렬하는 경우에는 제 1 및 제 2 X축 스테이지(30,40)를 동시에 이동하게 되고, 후술하는 수평 각도로 광학 렌즈를 정렬하는 경우에는 제 1 X축 스테이지(30) 또는 제 2 X축 스테이지(40)를 선택적으로 이동하게 된다.The first X-axis stage 30 and the second X-axis stage 40 are respectively mounted in the front-rear direction on an upper portion of the Z-axis stage 20, and the first X-axis stage 30 is the first X-axis Along the linear guide 22, the second X-axis stage 40 may be separated and moved along the second X-axis linear guide 24, respectively. Therefore, when the optical lens is aligned in the X-axis direction, the first and second X-axis stages 30 and 40 are simultaneously moved, and when the optical lens is aligned at the horizontal angle described later, the first X-axis stage ( 30) or selectively move the second X-axis stage 40.

본 발명에 따른 제 1 Y축 스테이지(50)는 X축 방향으로 연장되도록 형성되고, 중심부의 상부 면에는 안착부(52)가 형성되어 상기 제 1 Y축 리니어 가이드(32)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 상기 제 1 수직 암(34)에 양측 단부가 각각 장착된다. 또한, 상기 안착부(52)의 상부에는 후술하는 본 발명의 콜리메이터(70)에 형성되는 가이드(72)가 안착된다.The first Y-axis stage 50 according to the present invention is formed so as to extend in the X-axis direction, the seating portion 52 is formed on the upper surface of the central portion along the first Y-axis linear guide 32 in the Y-axis direction Both ends are respectively mounted to the first vertical arm 34 so as to move inward. In addition, a guide 72 formed in the collimator 70 of the present invention to be described later is mounted on the seating portion 52.

본 발명에 따른 제 2 Y축 스테이지(60)는 상기 제 2 Y축 리니어 가이드(42)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 상기 제 2 수직 암(44)에 각각 대향하여 장착된다. 또한, 일측의 제 2 수직 암(44)에 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60)와 타측의 제 2 수직 암(44)에 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60)는 동시에 Y축 방향으로 이동하게 된다.The second Y-axis stage 60 according to the present invention is mounted to the second vertical arm 44 so as to move in the Y-axis direction along the second Y-axis linear guide 42, respectively. In addition, the second Y-axis stage 60 mounted on the second vertical arm 44 on one side and the second Y-axis stage 60 mounted on the second vertical arm 44 on the other side simultaneously move in the Y-axis direction. Done.

상기 제 1 Y축 스테이지(50) 및 제 2 Y축 스테이지(60)는 상기 제 1 수직암(34) 및 제 2 수직암(44)에 각각 장착되고, 상기 제 1 Y축 스테이지(50)는 제 1 Y축 리니어 가이드(32)를 따라, 상기 제 2 Y축 스테이지(60)는 제 2 Y축 리니어 가 이드(42)를 따라 각각 분리되어 이동할 수 있게 된다. 따라서 Y축 방향으로 광학 렌즈를 정렬하는 경우에는 제 1 및 제 2 Y축 스테이지(50,60)를 동시에 이동하게 되고, 후술하는 수직 각도로 광학 렌즈를 정렬하는 경우에는 제 1 Y축 스테이지(50) 또는 제 2 Y축 스테이지(60)를 선택적으로 이동하게 된다.The first Y-axis stage 50 and the second Y-axis stage 60 are mounted to the first vertical arm 34 and the second vertical arm 44, respectively, and the first Y-axis stage 50 is Along the first Y-axis linear guide 32, the second Y-axis stage 60 can be separated and moved along the second Y-axis linear guide 42, respectively. Therefore, when the optical lens is aligned in the Y-axis direction, the first and second Y-axis stages 50 and 60 are simultaneously moved. When the optical lens is aligned at the vertical angle described later, the first Y-axis stage 50 is moved. ) Or the second Y-axis stage 60 is selectively moved.

본 발명에 따른 콜리메이터(70)는 하단부로부터 전면을 향하여 돌출하도록 가이드(72)가 형성되어, 상기 하단부의 양 측면은 상기 제 2 Y축 스테이지(60)에 각각 안착되고, 상기 가이드(72)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52)에 안착된다.The collimator 70 according to the present invention has a guide 72 is formed so as to protrude from the lower end toward the front, both sides of the lower end is seated on the second Y-axis stage 60, respectively, the guide 72 The seating portion 52 of the first Y-axis stage 50 is seated.

일반적으로 콜리메이터(collimator)는 좁은 틈으로 넣은 광선의 다발을 렌즈계에 의해서 평행한 광선의 다발인 평행 광속으로 만드는 광학 시스템으로, 상기의 평행 광속을 다른 광학계에 입사시킴으로써 광학 장치의 테스트나 조정, 각종 렌즈의 초점 거리 및 광축의 위치 측정에 사용된다.In general, a collimator is an optical system that makes a bundle of light beams into a narrow gap into a parallel light beam, which is a bundle of parallel light beams by the lens system. It is used to measure the focal length of the lens and the position of the optical axis.

바람직하게는, 상기 콜리메이터(70)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52) 및 상기 제 2 수직암(44)에 각각 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60) 상의 3점에서 동적 운동 마운트를 구성하여 안착될 수 있다. 상기 동적 운동 마운트는 안착부(52)에서는 회전 운동이 가능하고, 양측의 제 2 Y축 스테이지(60) 상에서는 각각 직선 운동과 자유 운동이 가능하도록 구성하여, 상기 콜리메이터(70)가 안착부(52) 및 제 2 Y축 스테이지(60) 상에서 수평 또는 수직 각도의 이동에 따라 회전하도록 안착될 수 있게 된다. 상기 동적 운동 마운트는 일본국 공개특허공보 특개 2004-078209호 또는 일본국 공개특허공보 특개평 11-153855호에 기재된 것으로서 자세한 설명은 생략한다.Preferably, the collimator 70 is located at three points on the second Y-axis stage 60 mounted to the seating portion 52 and the second vertical arm 44 of the first Y-axis stage 50, respectively. The dynamic movement mount can be configured and seated. The dynamic movement mount is rotatable in the seating unit 52 and configured to allow linear movement and free movement on the second Y-axis stage 60 on both sides, so that the collimator 70 is seated 52. ) And the second Y-axis stage 60 may be seated to rotate in accordance with the movement of the horizontal or vertical angle. The dynamic motion mount is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-078209 or Japanese Patent Laid-Open No. Hei 11-153855, and a detailed description thereof will be omitted.

도 5 는 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수평 각도를 정렬하는 모습을 나타내는 사용 상태도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수직 각도를 정렬하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.5 is a state diagram showing a state in which the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention aligns the horizontal angle, Figure 6 is an ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention to align the vertical angle It is a use state diagram showing the appearance.

도 5 및 도 6 을 참조하면, 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치는 제 1 X축 스테이지(30) 또는 제 2 X축 스테이지(40)를 선택적으로 이동하여 수평 각도로 광학 렌즈를 정렬하고, 제 1 Y축 스테이지(50) 또는 제 2 Y축 스테이지(60)를 선택적으로 이동하여 수직 각도로 광학 렌즈를 정렬한다.5 and 6, the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention selectively moves the first X-axis stage 30 or the second X-axis stage 40 to the optical lens at a horizontal angle. And align the optical lens at a vertical angle by selectively moving the first Y-axis stage 50 or the second Y-axis stage 60.

본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수평 각도를 정렬(azimuth)하는 과정은, 첫째로 제 1 X축 스테이지(30)를 X축 방향으로 이동하여 콜리메이터(70)를 수평 방향으로 회전시켜 상기 콜리메이터의 광축(2)과 텔레스코프의 광축(1)을 평행하게 정렬한다. 상기 콜리메이터의 광축(1)과 텔레스코프의 광축(2)을 평행하게 정렬한 후, 제 1 X축 스테이지(30) 및 제 2 X축 스테이지(40)를 동시에 X축 방향으로 이동하여 콜리메이터(70)를 X축 방향으로 이동하고, 상기 콜리메이터의 광축(2)과 텔레스코프의 광축(1)을 동일한 Z축 선상에 위치하도록 정렬한다. 마지막으로 Z축 스테이지(20)의 Z축 방향의 이동에 의하여 콜리메이터(70)를 Z축 방향으로 이동함으로써 상기 콜리메이터의 광축(2)과 텔레스코프의 광축(1)을 일치시키도록 정밀하게 제어할 수 있게 된다.In the process of azimuth the horizontal angle of the ultra-precise position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention, first, by moving the first X-axis stage 30 in the X-axis direction, the collimator 70 in the horizontal direction Rotate to align the optical axis 2 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope in parallel. After the optical axis 1 of the collimator and the optical axis 2 of the telescope are aligned in parallel, the collimator 70 is moved by simultaneously moving the first X-axis stage 30 and the second X-axis stage 40 in the X-axis direction. ) Is moved in the X-axis direction and aligned so that the optical axis 2 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope are located on the same Z-axis line. Finally, by moving the collimator 70 in the Z-axis direction by the movement in the Z-axis direction of the Z-axis stage 20, it is possible to precisely control to match the optical axis 2 of the collimator with the optical axis 1 of the telescope. It becomes possible.

본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수직 각도를 정렬(elevation)하는 과정은, 첫째로 제 1 Y축 스테이지(50)를 Y축 방향으로 이동하여 콜리메이터(70)를 수직 방향으로 회전시켜 상기 콜리메이터의 광축(3)과 텔레스코프의 광축(1)을 평행하게 정렬한다. 상기 콜리메이터의 광축(3)과 텔레스코프의 광축(1)을 평행하게 정렬한 후, 제 1 Y축 스테이지(50) 및 제 2 Y축 스테이지(60)를 동시에 Y축 방향으로 이동하여 콜리메이터(70)를 Y축 방향으로 이동하고, 상기 콜리메이터의 광축(3)과 텔레스코프의 광축(1)을 동일한 Z축 선상에 위치하도록 정렬한다. 마지막으로 Z축 스테이지(20)의 Z축 방향의 이동에 의하여 콜리메이터(70)를 Z축 방향으로 이동함으로써 상기 콜리메이터의 광축(3)과 텔레스코프의 광축(1)을 일치시키도록 정밀하게 제어할 수 있게 된다.In the process of elevating the vertical angle of the ultra-precise position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention, first, the first Y-axis stage 50 is moved in the Y-axis direction to move the collimator 70 in the vertical direction. Rotate to align the optical axis 3 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope in parallel. After the optical axis 3 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope are aligned in parallel, the collimator 70 is moved by moving the first Y-axis stage 50 and the second Y-axis stage 60 simultaneously in the Y-axis direction. ) Is moved in the Y-axis direction and aligned so that the optical axis 3 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope are located on the same Z-axis line. Finally, by moving the collimator 70 in the Z-axis direction by the movement in the Z-axis direction of the Z-axis stage 20, it is possible to precisely control to coincide with the optical axis 3 of the collimator and the optical axis 1 of the telescope. It becomes possible.

바람직하게는, 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치는 Z축 스테이지(20), 제 1 X축 스테이지(30), 제 2 X축 스테이지(40), 제 1 Y축 스테이지(50) 및, 제 2 Y축 스테이지(60)의 각각의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서(미도시)를 설치하여, 각 스테이지의 위치에 따른 콜리메이터(70)의 광축의 미세하고 정밀한 정렬을 제어할 수 있게 된다.Preferably, the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention is the Z-axis stage 20, the first X-axis stage 30, the second X-axis stage 40, the first Y-axis stage 50 And position detection sensors (not shown) for detecting respective positions of the second Y-axis stage 60 to control fine and precise alignment of the optical axis of the collimator 70 according to the position of each stage. It becomes possible.

상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the invention, but should fall within the claims appended to the invention.

도 1 은 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치의 전체적인 모습을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the overall appearance of the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 Z축 스테이지가 Z축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.2 is a use state diagram showing how the Z-axis stage moves in the Z-axis direction according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 따른 X축 스테이지가 X축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.3 is a use state diagram showing how the X-axis stage moves in the X-axis direction according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 Y축 스테이지가 Y축 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.4 is a use state diagram showing how the Y-axis stage moves in the Y-axis direction according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수평 각도를 정렬하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.Figure 5 is a state diagram showing the state of the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention to align the horizontal angle.

도 6 은 본 발명에 따른 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치가 수직 각도를 정렬하는 모습을 나타내는 사용 상태도이다.Figure 6 is a state diagram showing the state of the ultra-precision position alignment device of the satellite optical lens according to the present invention to align the vertical angle.

*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ****** Description of the main parts of the drawing ***

10: 고정 프레임 12: Z축 리니어 가이드10: fixed frame 12: Z axis linear guide

20: Z축 스테이지 22: 제 1 X축 리니어 가이드20: Z axis stage 22: first X axis linear guide

24: 제 2 X축 리니어 가이드 30: 제 1 X축 스테이지24: 2nd X-axis linear guide 30: 1st X-axis stage

32: 제 1 Y축 리니어 가이드 34: 제 1 수직 암32: 1st Y-axis linear guide 34: 1st vertical arm

40: 제 2 X축 스테이지 42: 제 2 Y축 리니어 가이드40: 2nd X-axis stage 42: 2nd Y-axis linear guide

44: 제 2 수직 암 50: 제 1 Y축 스테이지44: second vertical arm 50: first Y-axis stage

52: 안착부 60: 제 2 Y축 스테이지52: seating portion 60: second Y-axis stage

70: 콜리메이터 72: 가이드70: collimator 72: guide

Claims (3)

Z축 방향으로 연장되는 Z축 리니어 가이드(12)가 상부 면에 형성되는 고정 프레임(10);A fixed frame 10 having a Z-axis linear guide 12 extending in the Z-axis direction on an upper surface thereof; 상기 고정 프레임(10)의 상부에 상기 Z축 리니어 가이드(12)를 따라 Z축 방향으로 이동하도록 장착되고, 상부 면에는 X축 방향으로 연장되는 제 1 X축 리니어 가이드(22) 및 제 2 X축 리니어 가이드(24)가 전·후 방향으로 평행하게 배열하여 형성되는 Z축 스테이지(20);The first X-axis linear guide 22 and the second X mounted on the fixing frame 10 to move in the Z-axis direction along the Z-axis linear guide 12 and extending in the X-axis direction on the upper surface. A Z-axis stage 20 formed by arranging the axial linear guides 24 in parallel in the front and rear directions; 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 1 X축 리니어 가이드(22)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 1 Y축 리니어 가이드(32)가 내측 면에 각각 형성되는 제 1 수직 암(34)을 포함하는 제 1 X축 스테이지(30);The first Y-axis linear guide 32 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the first X-axis linear guide 22 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A first X-axis stage 30 including first vertical arms 34 respectively formed on the inner side; 상기 Z축 스테이지(20)의 상부에 상기 제 2 X축 리니어 가이드(24)를 따라 X축 방향으로 이동하도록 장착되고, 양 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 제 2 Y축 리니어 가이드(42)가 내측 면에 각각 형성되는 제 2 수직 암(44)을 포함하는 제 2 X축 스테이지(40);The second Y-axis linear guide 42 is mounted on the Z-axis stage 20 to move in the X-axis direction along the second X-axis linear guide 24 and extends in the Y-axis direction on both sides thereof. A second X-axis stage 40 including a second vertical arm 44 formed on an inner side thereof; 상기 제 1 수직 암(34)에 상기 제 1 Y축 리니어 가이드(32)를 따라 Y축 방향으로 이동하도록 양측 단부가 각각 장착되고, 중심부의 상부 면에는 안착부(52)가 형성되는 제 1 Y축 스테이지(50);Both end portions are mounted to the first vertical arm 34 to move in the Y-axis direction along the first Y-axis linear guide 32, and a first Y having a seating portion 52 formed on an upper surface of the central portion. Axis stage 50; 상기 제 2 수직 암(44)에 상기 제 2 Y축 리니어 가이드(42)를 따라 Y축 방향 으로 이동하도록 각각 대향하여 장착되는 제 2 Y축 스테이지(60); 및A second Y-axis stage 60 mounted to the second vertical arm 44 so as to face each other to move in the Y-axis direction along the second Y-axis linear guide 42; And 하단부로부터 전면을 향하여 돌출하도록 가이드(72)가 형성되어, 상기 하단부의 양 측면은 상기 제 2 Y축 스테이지(60)에 각각 안착되고, 상기 가이드(72)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52)에 안착되는 콜리메이터(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치.Guides 72 are formed to protrude from the lower end toward the front, and both side surfaces of the lower end are respectively seated on the second Y-axis stage 60, and the guide 72 is the first Y-axis stage 50. Ultra-precise position alignment device for a satellite optical lens, characterized in that it comprises a collimator (70) seated on the seating portion (52). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콜리메이터(70)는 상기 제 1 Y축 스테이지(50)의 안착부(52) 및 상기 제 2 Y축 스테이지(60)와 동적 운동 마운트를 구성하여 안착되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치.The collimator 70 is ultra-precision of a satellite optical lens, characterized in that the mounting portion 52 and the second Y-axis stage 60 of the first Y-axis stage 50 and the dynamic movement mount is mounted by mounting Position alignment device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 X축 스테이지(30,40), 상기 Y축 스테이지(50,60) 및, 상기 Z축 스테이지(20)의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성용 광학 렌즈의 초정밀 위치 정렬 장치.And a position detection sensor for detecting positions of the X-axis stages 30 and 40, the Y-axis stages 50 and 60, and the Z-axis stage 20. Ultra-precise position alignment device.
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