KR20130122760A

KR20130122760A - 광학 부품의 센터링 방법

Info

Publication number: KR20130122760A
Application number: KR1020137016768A
Authority: KR
Inventors: 바루크 벤-메나헴; 모르드카이 지로.
Original assignee: 오피어 옵트로닉스 솔루션즈 리미티드.
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2013-11-08
Also published as: GB201105152D0; GB2481476B; SG190434A1; CN103459072A; WO2012073234A1; JP2014503369A; US20120068420A1; EP2646187A1; GB2481476A

Abstract

비-자가 센터링 척(non self-centering chuck)을 사용하여 원형의 광학 부품을 센터링하는 방법으로 두가지의 힘으로 부품을 고정할 수 있도록 맞추어져 있다. 척 내의 광학 부품을 회전시키고, 광학 부품의 외곽 림(outer rim)의 횡방향 위치(lateral position)를 프루브로 측정한다. 부품의 최대 및 최소 런아웃 위치들이 각위치 함수(function)로 정해진다. 최대 림 런아웃이 사전 정해진 지점에 위치하도록 하는 각위치에서 상기 척의 회전을 멈춘다. 광학 부품이 척 내에 여전히 붙들려 있지만, 광학 부품의 표면에 손상을 입지 않으면서 척 내에서 횡방향으로 이동될 수 있도록 상기 척의 악력(gripping power)을 감소시킨다. 광학 부품의 런아웃을 줄이기 위해, 최대 런아웃의 사전 정해진 지점과 상기 척의 회전 축선을 연결하는 방향으로 상기 광학 부품을 이동시킨다. 요구되는 센터링이 달성될 때까지 공정을 반복한다.

Description

광학 부품의 센터링 방법{CENTERING METHOD FOR OPTICAL ELEMENTS}

본 발명은, 특히 다이아몬드 선삭 기계(diamond turning machines)에서 사용되는, 광학 부품들(optical elements)에 대한 재료 가공 단계를 수행하기 위해 광학 부품을 센터링(centering)하는 분야에 관한 것이다.

그라인딩(grinding)보다는 절삭(cutting) 행위로 제거 가능한 재료로 만들어진 광학 부품들에 있어 정밀한 광학 표면을 생성하기 위해, 싱글 포인트 다이아몬드 툴(single point diamond tool)을 사용하여 재료를 기계 가공하는 것이 종종 권장되는 방법이다. 종래기술에서 알려진 바와 같이, 이러한 다이아몬드 선삭(diamond turning)은 광학 부품들에 대한 복잡한 구형의(spherical) 또는 비구형(non-spherical)의 표면을 생성하는데 사용될 수 있다. 본 방법에서는 고정밀 머신 툴이 사용되는데, 광학부품들에 요구되는 정밀도에 적합한 형상(shape)과 평활도(smoothness)를 갖는 표면의 제공이 가능하다. 프로세스의 민감도(sensitivity) 때문에, 머신에서 부품들을 홀딩(holding)하기 위해서는 일반적으로 진공 척킹(vacuum chucking)에 기반한 특수한 클램핑 방법들이 사용되어야만 한다.

이러한 광학 부품의 가공을 위한 기본적인 출발점은, 생성된 광학 형상의 광학 축선이 부품의 외곽 엣지(outer edge)에 대해 정확히 센터링되도록 진공 척에 부품을 정밀하게 센터링시키는 것인데, 상기 외곽 엣지는 일반적으로 최종 광학 어셈블리(final optical assembly)에 광학 부품을 장착하는 데 사용되는 기준 엣지(referenece edge)이다. 따라서 다이아몬드 선삭시 부품을 센터링하는 것은 매우 중요한 프로세스로서, 이러한 프로세스를 최소의 시간으로, 고정밀도로, 그러면서도 부품의 민감한 광학 표면에 어떠한 상해도 가하지 않고, 수행할 수 있는 능력은 이러한 다이아몬드 선삭 부품들의 효과적인 생산에 필수적으로 요구된다. 또한 부품의 자동 선삭에 적합하도록 하기 위해 프로세스를 자동화할 필요가 있다.

다이아몬드 선삭을 위한 현존의 부품 센터링 방법들은 이러한 기준에 만족스럽지 못하다. 현존의 방법들은 일반적으로 숙련된 작업자에 의한 수동 조작이 요구되는 비-자동이며 또는, 만약 현존의 방법들을 자동화하는 경우에는 광학 표면에 손상을 입히게 된다.

금속세공 머신 툴에서의 사용 및 다른 적용예들을 위한 센터링 방법에 대한 선행 기술들이 US 6,884,204, US 6,767,407, US 2008/0164663, US 2007/0228673, JP 2003157589, JP 10043985, 그리고 WO 2004/103638에 개시되어 있으며, 후자는 광학적 센터링 방법에 대한 것이다. 이러한 부품들의 가공에 사용되는 예시적인 진공 척이 US 6,460,437 및 후속 특허들에 개시되어 있으며, 상기 기술들은 본 출원의 양수인에게 양도되었다.

따라서 선행기술의 시스템들과 방법들에서 나타난 단점을 적어도 일부 극복 가능한, 광학 다이아몬드 선삭에서 사용 가능한 센터링 방법에 대한 수요가 존재한다.

본 명세서에서 언급된 각각의 공개물들은 참조에 의해 전체적으로 본 명세서에 통합되는 것이다.

본 발명은 광학 부품 표면들의 다이아몬드 선삭 수행을 위해, 외곽 엣지(outer edge)을 기준으로 광학 부품들을 센터링하기 위한 새로운 예시적 시스템을 개시한다.

광학 표면들의 민감성 때문에, 광학 축선에 수직인 방향으로 어떠한 횡방향 모션에도 영향을 받지 않고, 광학 부품을 척에 견고하게 고정시키는 것이 중요하다. 이러한 다이아몬드 선삭 머신에서, 척(chuck)은 대개의 경우, 척 바디(chuck body)와 공작물(workpiece) 표면 사이에서 진공을 생성함으로써 부품을 붙잡는 진공 척(vacuum chuck)이다. 본 발명은, 센터링의 결함 여부에 대한 측정은 부품이 회전하는 동안에 수행되나, 센터링 자체는 부품이 정지해 있을 때만 수행된다는 점에서 기존의 선행기술들과 차별된다. 부품의 가공시와 같이, 부품이 회전하는 동안의 진공 레벨은, 척이 부품을 견고히 붙잡을 수 있을 정도로 높다. 부품의 센터링이 요구될 때, 진공은 부품을 견고히 붙잡지 않을 정도의 레벨로 감소하고, 센터링 액션으로 광학 표면에 스크래치 발생 없이 부품을 이동시킬 수 있다. 센터링시 진공의 정도는 가공물(part)의 중량과 크기에 따라 달라지며, 상해의 정도는 선삭후 가공물의 육안검사에 의해 확인된다. 일부 뚜렷한 상해는 진공 유지 파라메터(vacuum holding parameters)의 조정에 의해 감소되고 제거될 수 있다.

센터링 프로세스는 다음의 부품들을 사용하여 수행된다:

1. 가변적인 유지력(variable holding force)를 가진 척(chuck);

2. 회전축선으로부터 사전 측정되어 이미 알고 있는 거리에 측정 팁(measurement tip)을 지니고, 회전축선에 수직한 축선을 따라 부품의 런아웃(run-out)을 측정할 수 있는 측정 게이지(measuring gauge);

3. 회전축선으로부터 이미 알려진 거리에 위치한 작동 팁(operting tip)을 지니고, 상기 축선을 따라 부품을 이동시킬 수 있는 센터링 도구(centering tool).

센터링의 결함 여부에 대한 측정은, 부품이 회전함에 따라 사전 정해진 방향으로, 가장 편리하게는 회전축선에 수직한 방향으로, 부품의 외곽 엣지의 횡방향 위치를 트랙하는(tarck) 미케니컬 게이지(mechanical gauge), 또는 광학 위치 프루브(optical position probe)와 같은 여타의 적절히 민감한 위치 센서에 의해 수행될 수 있다. 위치 센서는, 척의 축선을 기준으로 절대 위치를 알 수 있도록, 척의 축선으로부터의 거리를 사전 측정하는 것 등으로 사전캘리브레이션(precalibration)이 되어야 한다. 부품이 센터링되어 있지 않은 경우, 부품이 회전함에 따라, 게이지는, 척의 회전축선으로부터 부품 엣지에 대한 최대 및 최소의 런아웃(run-out) 또는 스로우(throw)를 나타내는 두 개의 극한값 사이에서 주기적인 변동을 보인다. 광학 부품의 엣지를 측정한 횡방향 위치(lateral position)는 부품의 회전 각위치(rotational angular position)와 관련이 있다. 컨트롤시스템은, 게이지에 의해 측정된 최대 횡방향 런아웃 지점과 관련된 각위치(angular position)를 결정하며, 이 위치는 부품의 외곽 엣지가 척의 회전축선으로부터 가장 먼 곳에서의 각위치를 나타낸다. 이러한 횡방향 옵셋(offset)을 바로 잡기 위해 부품은, 사전 정해진 방사 라인(predetermined radial line)에 정렬된 최대 횡방향 런아웃에 해당되는 이러한 각위치에서 정지되어야 하고, 부품은 위치 게이지의 최대측정치와 최소측정값 차이의 절반에 다다르는 거리만큼 척의 회전축선 방향으로 상기 라인을 따라 횡방향으로(laterally) 이동해야만 하는데, 이것은 부품의 중심으로부터 벗어남을 보여주는 것이다. 실제로, 이러한 횡방향 모션은, 부품을 최대 런아웃 각위치(angular position)에서 정지시킨 후, 부품에 대한 척의 그립을 느슨히 하고, 센터링 도구(centering tool)가 부품의 엣지를 터치할 때까지 센터링 도구를 사전 정해진 방사 라인 방향을 따라 횡방향으로 척의 회전축선을 향해, 상기 접촉 지점으로부터, 위치 센서의 최대값과 최소값 차이의 절반만큼 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 또한 센터링 도구의 위치도, 척 축선을 기준으로 센터링 도구의 절대적 위치를 알 수 있도록, 척 축선으로부터 센터링 도구의 팁 거리를 사전 측정함으로써 등과 같이 사전 캘리브레이션이 되어야 한다. 센터링 도구가 부품의 엣지를 접촉하는 지점은 런오프(run-off) 측정으로 결정될 수 있다. 가공물(part)의 최대 엣지 위치 및 런오프는 프루브(probe)로 측정한다. 센터링 도구의 추가 이동에 대한 양은 위치 게이지(position gauge)의 최대 및 최소값 간의 차이에 의해 주어지는데, 사전 정해진 인자(factor)(10% 내지 100%, 그러나 센터링 프로세스를 빠르게 하기 위해서 보통 70% 이상)를 곱해준다.

부품에 대한 그립을 다시 타이트하게 하고, 부품을 회전시켜 부품이 정확히 센터링 되었는지를 파악한다. 공정이 잘 수행되었다면, 런아웃은 존재한다 하더라도 이제 작아야만 하며, 대체로 다른 하나 또는 아마도 그 이상의 센터링하는 루틴한 공정에 의해 완전히 제거될 수 있다. 상기 공정에서, 센터링 도구의 이동은 위치 센서의 최대 및 최소값 간 차이의 절반에 이른다고 언급되어 있다. 센터링 결함을 한번에 해소하기 위해, 첫 교정 단계에서, 위치 게이지의 최대 및 최소값 간 차이의 정확히 절반만큼 부품을 이동시킨다면, 교정 모션이 최적 위치를 지나치게 될 가능성이 있어서, 실제 센터링 위치로의 수렴(converge)을 위해 역 방향으로의 교정이 필요하게 되고, 반대방향으로의 일련의 축소 교정작업이 늘어날 수도 있다. 따라서 오버슈트(overshoot)를 피하고, 반복적으로 축소시키는 단계들에서 한 방향으로만 정확한 센터링 위치로 수렴시키기 위해, 첫 교정 단계에서 런아웃을 정확하게 교정하려는 시도를 하지 말고, 오프셋 거리의 절반보다 약간 작게 교정 이동시키는 것이 일반적으로 유리하다. 일반적으로 이러한 방법이 결과적으로 최소 수의 반복 단계로써 수렴하는 결과를 낳는다. 센터링 도구의 이동 양은 런아웃 측정을 기준으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 런아웃 제거를 위해 70%의 이동 레벨이 적정 레벨로 결정되었다면, 센터링 도구의 내측방향 모션은 항상 마지막 런아웃 제거 측정치의 70%로 되며, 이로써 사전 정해진 요구 레벨보다는 적은, 최소 레벨로 런아웃의 긍정적인 수렴(convergence)이 이루어질 것이다. 그러나 본 방법은 또한, 비록 오버슈트(overshoot)를 유발할지라도, 상기 거리 차이의 정확히 절반을 이동시키도록 시도하는 때에도 구현 가능한 것을 알 수 있다. 그러나 센터링 도구가 사전 측정된 센터링 위치로 가공물(part)을 이동시키도록 하는 이러한 센터링 도구의 이동 방법은 수렴의 결여를 초래할 수 있고, 양호한 센터링을 얻기 위해 더 많은 공정을 초래할 수 있다.

대부분의 다이아몬드 선삭 기계에서, 척은 일반적으로 고정되어 있고, 다양한 절삭, 측정, 센터링 도구들은 고정된 척에 대해 수평 방향으로 기계 컨트롤하에 이동한다. 그러나 이것은 도구들과 척 내 공작물 간의 상대적 모션(relative motion)임을 알아야 하며, 이것이 본 발명에서의 작동 모션(operative motion)이다. 따라서 이러한 관례는 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 이러한 체계가 반대로 된, 도구들 등이 고정되고 척이 기계 컨트롤 하에 이동하는 경우에도 본 발명은 동등하게 적용될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예는, 회전하는 비-자가 센터링 척(a rotary, non-self-centering chuck)에서 원통형 광학 부품을 센터링하기 위한 방법을 포함하는데, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다.

(i) 광학 부품을 적어도 2가지 레벨의 그립으로 붙잡도록 맞춰진 광학 부품용 척(chuck)의 제공하는 단계,

(ii) 상기 척의 광학 부품을 회전시키고, 거리 측정 프루브(probe)로 광학 부품의 외곽 림(outer rim)에 대한 횡방향 위치를 측정하는 단계,

(iii) 광학 부품의 각위치(angular position)의 함수(function)로서, 광학 부품의 외곽 림의 최대 및 최소 런아웃 위치를 결정하는 단계,

(iv) 상기 최대 림 런아웃이 사전 정해진 지점에 위치하게 되는 각위치에서 척의 회전을 중지시키는 단계,

(v) 광학 부품이 여전히 고정되어 있으나, 광학 부품이 부품 표면에 상해를 입지 않고 척 내에서 횡방향으로 이동될 수 있도록 척의 악력(gripping power)을 감소시키는 단계, 및

(vi) 광학 부품의 런아웃을 줄이기 위해, 광학 부품을 사전 정해진 최대 런아웃 지점과 척의 회전축선을 연결하는 방향으로 이동시키는 단계.

또한 다른 실시예들이 상기 언급된 방법을 수행하는데, 여기서 상기 광학 부품은, 최대 및 최소 런아웃 간 차이의 절반에 다다르는 거리만큼 이동되거나, 또는 최대 및 최소 런아웃 간 차이의 정확히 절반이 되도록 의도된 거리만큼 이동된다. 상기에 언급된 어떠한 방법도, 센터링이 좀더 정확히 달성되도록 센터링 방법을 반복하는 추가의 단계를 포함할 수 있다.

본 방법의 일부 실시예에서, 척은 진공 척일 수 있다. 또한 광학 부품은 센터링 도구, 또는 측정 프루브 자체에 의해 이동될 수 있다. 후자의 경우에서, 측정 프루브는 두 가지 레벨이 적용된 포스 모드(force mode)로 장착될 수 있으며, 첫 번째 모드의 경우 위치 측정을 수행하기 위한 낮은 포스 레벨, 그리고 두 번째 모드의 경우 부품의 센터링을 위한 높은 포스 레벨이다.

본 발명은 아래의 상세설명 및 도면과 함께 좀 더 완전하게 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 센터링 프로세스를 수행하기 위해, 다이아몬드 선삭 기계의 진공 척에 장착된 광학 부품의 예시에 대한 개략적인 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 설명된 예시적인 공정에 따라, 부품이 도 1의 척 내에서 부품이 센터링되는 공정에 대한 도면이다.
도 3은 도 2a 내지 도 2d에 설명된 센터링 프로세스를 수행하기 위한 예시적 방법에 대한 플로우 차트이다.

도 1은 다이아몬드 선삭 기계(diamond turning machine)의 진공 척(vacuum chuck)(12)에 장착된 광학 부품(10)의 예시에 대해 개략적으로 도시한다. 이 척은 자가 센터링(self-centering) 장치가 아니기 때문에, 처음 장착 시에 부품은 일반적으로 중심 위치에 있지 않을 것이다. 본 개시에서 설명된 시스템 및 방법이 작동되는 방식을 설명하기 위해, 도 1에는 센터링되어 있지 않음이 과장되게 표현되어 있으며, 여기서 부품(10)은 척 안착면(chuck seating face)(16)의 하단끝(13)에 상단끝보다 더 많이 튀어나오게 걸려 있다. 이러한 광학 부품의 다이아몬드 선삭에 사용되는 일반적인 척의 형태는 진공 척으로서, 척의 안착면(16) 내 통로(14)에서 발생된 진공을 이용하여, 부품의 배면(back surface)을 대응되는 안착면으로 끌어당겨서 부품을 붙잡는다. 진공이 1 기압에 이르는 최대치로 적용되면, 부품은 척에 견고히 고정되고, 움직임이 없이 다이아몬드 도구로 가공될 수 있다. 진공 레벨이 작아지면, 부품은 척에 좀더 느슨히 고정되어, 적당한 그립 레벨 하에서, 척의 안착면이 부품 표면을 스크래칭하지 않고 부품을 척에서 이동시킬 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에서 설명된 예시적인 공정에 따라 부품이 척에서 센터링 되는 공정에 대해 도시한다. 척은, 척의 각위치(angular position)의 정확한 트랙을 유지시키는 기계 컨트롤에 의해 회전한다. 도 2a 내지 2c에는 이러한 각위치가 디스플레이 상에 도시되어 있는데, 실제로 이러한 각위치는 기계 컨트롤에 의해 생성된 데이타로서, 물리적으로 디스플레이될 필요는 없다. 각위치는 센터링을 수행하기 위해 센터링 시스템 컨트롤에 의해 활용된다. 도 2a 내지 도 2c에 척의 회전 중심은 O로 마크되었으며, 광학 부품의 광학 중심은 C로 마크되었다. 각위치의 함수(function)로서 광학 부품의 런아웃을 트랙하기 위해, 위치 측정 프루브(20)가 기계 컨트롤를 통해, 회전하는 광학 부품의 외곽 림에 적용된다. 위치 측정 프루브(20)는 미케니컬 게이지 또는 광학 프루브와 같은 임의의 적절한 타입이 될 수 있다. 위치 측정 프루브(20)는 측정된 거리에 해당하는 전기적 신호를 생성하며, 부품이 회전함에 따른 시스템 출력이, 부품의 각위치의 함수(function)로서, 림의 런아웃에 해당하는 전기적 신호가 되도록 한다. 도 2a는, 부품이 최대 런아웃 위치에 있는 상태에서 측정 프루브가 부품 림에 접촉하는 것을 보여준다. 도 2d는 위치 센싱 프루브의 출력의 전형적인 플롯을 척의 각위치의 함수로 보여준다. 도면에서 보다시피, 부품이 회전함에 따라 디스턴스 프루브(distance probe)는, 척의 회전축선(O)로부터 부품 엣지의 최대 및 최소 런아웃 또는 스루를 나타내는 두 개의 극한값 사이에서 주기적으로 변동하는 출력 d를 보여준다. 회전 스피드는, 거리 센서가 측정된 런아웃에서의 변화를 정밀하게 따라가기 위해 충분히 빠르게 응답할 수 있도록 해야 한다.

도 2b는 최소 런아웃 위치에서 부품의 림을 접촉하는 프루브를 도시하며, 부품이 둥글다면, 프루브는 도 2a에 도시된 위치로부터 180도 회전되어야 한다. 이러한 두 위치 각각에 대해 예시적인 위치 판독의 수치가 프루브 옆에 표시되어 있다. 도시된 예에서, 표시된 수치 8.544mm와 7.652mm 간의 차이는 0.892mm이고, 최대 및 최소 런아웃 위치의 각도(angular) 수치는 제각기 15.5도 및 195.5도로 주어져 있다. 많은 수의 사이클을 통해 이들 측정값들을 평균내어 임의의 편차에 대한 평균값을 구할 수 있다.

도 2c는 센터링 작동의 다음 단계를 도시한다. 도 2b에 도시된 각도 관계에서 알 수 있듯이, 척은 최대 런아웃 지점 상태에서 기계 컨트롤에 의해 사전 정해진 위치(predetermined position)에 멈춰지게 된다. 센터링 도구(28)는 이 사전 정해진 위치에 배치된다. 그리고나서 광학 부품이 척에서 떨어지지는 않으면서 부품의 안착면이 스크래칭되는 위험 없이 이동시킬 수 있도록 척의 진공 그립이 감소한다. 그 다음, 회전하는 척의 축선이 시스템 컨트롤하에, 센터링 도구(28)가 부품의 엣지 림을 접촉할 때까지 이동하고, 그리고나서 척의 축선은, 사전 정해진 위치와 척의 회전 중심을 연결하는 라인을 따라, 도 2b의 단계에서 결정된 최대 및 최소 수치 간 차이의 절반에 다다르는 거리만큼 센터링 도구 쪽으로 이동되는 데, 본 예에서는 0.892mm의 반이므로 0.456mm 만큼 이동된다. 이리하여, 측정 및 교정이 완전히 정확하다면 런아웃이 제거되어야 하는 거리만큼 센터링 도구가 광학 부품을 민다. 그리고나서 진공 척의 그립은 좀 더 높은 작동값으로 증가되어, 런아웃에 대한 또 다른 점검이 디스턴스 프루브(distance probe)를 사용하여 수행될 수 있다. 이제 런아웃이 사전 정해진 임계값 이하에 있다면, 광학 부품 가공을 위한 센터링이 충분히 양호하다고 가정될 수 있고, 이제 정밀하게 센터링된 부품은 머신 상에서 선삭(turned)되거나 다른 작업이 이루어질 수 있다.

실제로는, 첫 번째 센터링 작업이 대개 완벽히 정확하지 않으므로, 측정된 런아웃이 요구되는 임계값 이하에 있지 않게 되며, 두 번째 또는 그 이상의 추가적인 반복 센터링 사이클이, 잔여의 센터링 결함이 거의 완전히 제거될 때까지 수행된다.

여기서 측정 프루브와 센터링 도구는 각각 개별 도구로 설명되었지만, 측정 프루브에 접촉에 대한 2가지 압력 레벨들을 준비하여, 하나는 위치 측정을 위한 약한 접촉 레벨, 그리고 다른 하나는 측정범위의 기계적인 끝부분에서와 같이, 가공물을 이동시키기 위한 고정의 강체 모드(fixed rigid mode)로 들어가게 하는 강한 접촉 레벨의 두가지 레벨들을 준비하여, 측정 프루브를 센터링 도구로도 기능할 수 있게끔 개조할 수도 있다.

도 3은 상기에 언급된 센터링 프로세스 수행에 대한 예시적인 방법의 플로우 챠트이다.

단계 30에서, 부품은 척에 고정되고 회전한다.

단계 31에서, 척의 각위치의 함수로서의, 림의 런아웃 위치가, 디스턴스 센서(distance sensor)를 사용하여 측정된다.

단계 32에서, 최대 및 최소의 런아웃 값이 결정되고, 이러한 값에서의 척의 각위치가 결정된다.

단계 33에서, 척은, 선형적으로 이동가능한 센터링 도구에 대향하여 사전 정해진 위치에 최대 런아웃이 배치되는 위치에서 멈춰진다.

단계 34에서, 척 그립이 느슨해져, 광학 부품이 그 안착면에 스크래칭 발생 없이 센터링 도구에 의해 밀려질 수 있게 된다.

단계 35에서, 센터링 도구의 엣지가 최대 런아웃 지점에서 광학 부품을 접촉하는 위치에 올 때까지, 센터링 도구가 진공 척 쪽으로 전진한다.

단계 36에서, 광학 부품의 최대 및 최소 런아웃 간 차이의 절반에 다다르는 거리만큼, 센터링 도구가 척 축선 쪽으로 전진한다.

단계 37에서, 척 그립이 다시 증가하고, 광학 부품이 회전하여, 런아웃이 다시 점검된다.

단계 38에서, 최대 및 최소 런아웃 간 차이가 파악되고, 사전 정해진 임계값과 비교된다. 만약 임계값 이하이면, 컨트롤은 단계 39로 넘어가고, 센터링된 광학부품은 원하는 대로 가공될 수 있다. 만약 임계값 이상이면, 프로세스는 단계 33으로 회귀하고, 요구되는 가공 작업을 위해 센터링이 충분히 양호해 질 때까지, 광학 부품의 위치 조정에 대한 추가 사이클이 수행된다.

당업자에게 있어, 본 발명은 여기에서 특별히 도시되고 설명된 것에 한정되지 않음이 인식될 것이다. 본 발명의 범위는 여기에서 설명된 여러 양상의 조합 및 서브 조합뿐만 아니라, 상기 설명을 보고 당업자에 의해 실행될 수 있는, 종래기술에 포함되지 않은 다양한 변형 및 수정들도 포함한다.

Claims

회전하는 비-자가 센터링 척(rotary, non-self-centering chuck)에서 원형의 광학 부품(optical element)을 센터링하는 방법으로서, 상기 방법은,
적어도 두 가지 레벨의 그립(grip)으로 광학 부품을 붙잡을 수 있게 맞추어진 광학 부품 척(optical element chuck)을 제공하는 단계;
상기 척 내의 광학 부품을 회전시키고, 상기 광학 부품의 외곽 림(outer rim)의 횡방향 위치(lateral position)를 거리 측정 프루브(distance measurement probe)로 측정하는 단계;
상기 광학 부품의 외곽 림의 최대 및 최소 런아웃(run-out) 위치들을 상기 광학 부품의 각위치(angular position)의 함수(function)로 결정하는 단계;
최대 림 런아웃이 사전 정해진 지점에 위치하도록 하는 각위치에서 상기 척의 회전을 멈추는 단계;
상기 광학 부품이 상기 척 내에 여전히 붙들려 있지만, 광학 부품의 표면에 손상을 입지 않으면서 상기 척 내에서 횡방향으로 이동될 수 있도록 상기 척의 악력(gripping power)을 감소시키는 단계;
상기 광학 부품의 런아웃을 줄이기 위해, 최대 런아웃의 사전 정해진 지점과 상기 척의 회전 축선을 연결하는 방향으로 상기 광학 부품을 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 광학 부품은 상기 최대 및 최소 런아웃 간 차이의 절반에 다다르는 거리만큼 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 광학 부품은 상기 최대 및 최소 런아웃 간 차이의 정확히 절반이 되도록 의도된 거리만큼 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링이 더 정밀하게 달성되도록 상기 센터링 방법을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 척은 진공 척인 것을 특징으로 하는 방법.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부품은 센터링 도구에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 광학 부품은 측정 프루브 자체에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,
상기 측정 프루브는, 위치 측정을 수행하기 위한 낮은 레벨의 첫 번째 모드와, 광학 부품을 센터링하기 위한 높은 레벨의 두 번째 모드, 두 가지 레벨의 적용 포스 모드(force mode)가 준비되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.