KR20140128692A - Optic Apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티 렌즈 어레이(Multi Lens array) 광학 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-lens array optical device.
반도체 웨어퍼, 전자 기판, 강판 등과 같이 표면의 굴곡, 휨이 제품의 특성에 영향을 미칠 경우 해당 제품의 굴곡 또는 휨을 측정할 필요가 있다.It is necessary to measure the bending or warping of the product when the bending or bending of the surface affects the characteristics of the product, such as semiconductor wafers, electronic boards, and steel plates.
예를 들어 레이저 거리 측정 센서를 이용하면 레이저를 검사체에 투사하고 검사체로부터 반사된 레이저를 입력받음으로써 측정기와 검사체 간의 거리를 측정하고, 측정된 거리가 일정하면 제품이 평탄한 것으로 판별할 수 있다.For example, if a laser distance sensor is used, the laser is projected on a specimen and the laser reflected from the specimen is input to measure the distance between the specimen and the specimen. If the measured distance is constant, have.
그러나 레이저 거리 측정 센서의 경우 설치비가 비싸고, 넓은 범위에 적용시키기 위해 레이저 거리 측정 센서를 움직이는 제어가 필요하다. 또한, 적은 개수의 레이저 거리 측정 센서를 이용해 검사를 수행하므로 검사 시간이 긴 문제가 있다.However, the installation cost of the laser distance measuring sensor is expensive and it is necessary to control the movement of the laser distance measuring sensor in order to apply it to a wide range. In addition, since the inspection is performed using a small number of laser distance measuring sensors, the inspection time is long.
한국등록특허공보 제0564323호에는 레이저 거리 측정 센서를 이용하여 검사체에 발생된 휨을 측정하는 기술이 개시되고 있다. 그러나, 레이저 거리 측정 센서가 갖는 한계를 그대로 갖고 있다.
Korean Patent Publication No. 0564323 discloses a technique for measuring a warp generated in a test object by using a laser distance measuring sensor. However, the limitations of the laser distance measurement sensor are maintained.
본 발명은 광 패턴을 왜곡없이 그대로 축소하여 출력하는 광학 소자를 구비함으로써, 기존의 마이크로 사이즈의 멀티 렌즈 어레이(Multi Lens array)보다 쉽게 렌즈를 정렬하고 높은 광량을 확보하는 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for aligning a lens more easily than a conventional micro-sized multi-lens array and securing a high light amount by providing an optical element for reducing and outputting a light pattern without distortion.
본 발명의 광학 장치는 광 패턴을 출력하는 광 패턴 유니트와 광 패턴을 입력받아 축소시켜 출력하는 변환 유니트를 포함한다.An optical apparatus of the present invention includes a light pattern unit for outputting a light pattern and a conversion unit for receiving and outputting a light pattern.
본 발명의 광학 장치는 복수의 렌즈가 광 경로에 수직한 동일 선상에 병렬로 정렬되는 광 패턴 유니트와 광 패턴 유니트의 광 패턴을 입력받아 축소하여 출력하며, 양 단의 단면적의 넓이가 다른 복수의 광섬유를 포함하는 광 변환 유니트를 포함한다.
The optical device of the present invention receives and outputs a light pattern of a light pattern unit and a light pattern unit in which a plurality of lenses are aligned in parallel on the same line perpendicular to an optical path and outputs a plurality of light beams having different cross- And a light conversion unit including an optical fiber.
본 발명의 광학 장치는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens array)의 출력 위치에 상을 왜곡 없이 축소 또는 확대시키는 기능이 있는 변환 유니트가 배치됨으로써, 마이크로 렌즈 어레이를 구성하는 렌즈를 종래의 렌즈보다 크게 제작할 수 있다.In the optical device of the present invention, the conversion unit having the function of reducing or enlarging the image at the output position of the microlens array (without distortion) is disposed, so that the lens constituting the microlens array can be made larger than the conventional lens have.
본 발명에 따르면 렌즈의 크기를 기존보다 크게 제작함으로써 종래의 마이크로렌즈보다 더 많은 광량을 확보할 수 있으며, 렌즈의 초점에 위치하는 Pinhole을 정렬하기가 용이하다.According to the present invention, by making the size of the lens larger than the conventional one, it is possible to secure more light quantity than the conventional microlens, and it is easy to align the pinhole located at the focus of the lens.
본 발명은 변환 유니트를 구비함으로써, 마이크로 렌즈 어레이의 해상도보다 높은 해상도로 타겟 기판을 검사할 수 있다.
By including the conversion unit in the present invention, the target substrate can be inspected at a higher resolution than the resolution of the microlens array.
도 1은 본 발명의 광학 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 광학 장치를 구성하는 변환 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 광학 장치가 적용되는 광학계에 대한 개략도이다.1 is a schematic view showing an optical device of the present invention.
2 is a schematic view showing a conversion unit constituting the optical device of the present invention.
3 is a schematic view of an optical system to which the optical device of the present invention is applied.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.
도 1은 본 발명의 광학 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing an optical device of the present invention.
도 1에 도시된 광학장치는 광 패턴 유니트(100) 와 변환 유니트(300)를 포함할 수 있다.The optical device shown in FIG. 1 may include a
광 패턴 유니트(100)는 변환 유니트(300)의 입력부(310)에 광 패턴을 출력할 수 있다.The
광 패턴 유니트(100)는 변환 유니트(300)를 향하여 초점을 형성하는 복수의 렌즈(110)를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(110)는 병렬로 배열될 수 있다. 복수의 렌즈(110)는 초점을 형성하는 방향이 동일하며, 렌즈(110)는 초점을 형성하는 방향을 정면이라고 할 때, 복수의 렌즈(110)는 동일선상에서 정면 기준으로 횡으로 배열될 수 있다.The
마이크로 렌즈 어레이(MLA : Micro Lenz Array)에는 복수의 렌즈(110)가 병렬로 배열됨으로써, 타겟 기판의 수직 축으로만 마이크로 렌즈 어레이가 이동되면 타겟 기판 면의 굴곡을 검사할 수 있다.Since the plurality of
본 발명의 렌즈(110)의 크기는 기존에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이(MLA : Micro Lenz Array)를 구성하는 각 렌즈(110)의 크기인 10~40μm보다 클 수 있다. 더 큰 크기의 렌즈(110)를 사용함으로써, 렌즈(110)의 정렬이 보다 쉬워지며, 렌즈(110)는 기존의 마이크로 렌즈 어레이를 구성하는 렌즈(110)보다 더 많은 광량을 확보할 수 있다. 또한 렌즈(110)의 초점의 위치에 형성이 되는 Pinhole(311)(핀홀) 역시 렌즈(110)의 크기에 따라 크게 형성되면서 용이하게 제작될 수 있다. 복수의 렌즈(110)는 광 패턴 유니트(100)의 제1 영역에 형성되고, 제1 영역의 면적은 변환 유니트(300)로부터 출력된 상기 광 패턴의 투영 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이는 마이크로 렌즈 어레이의 해상도보다 높은 해상도로 타겟 기판을 검사할 수 있는 것을 의미한다.The size of the
도 2는 본 발명의 광학 장치를 구성하는 변환 유니트(300)를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a
변환 유니트(300)는 입력부(310), 출력부(330), 광경로부(350)를 포함할 수 있다.The
입력부(310)에는 광 패턴 유니트(100)에서 출력된 광 패턴이 입력된다. 입력부(310)에는 광 패턴 유니트(100)를 구성하는 렌즈(110)의 초점 위치에 Pinhole(311)이 형성될 수 있다.The optical pattern output from the
출력부(330)는 입력부(310)로부터 입력된 광패턴을 출력한다.The
입력부(310)의 면적은 출력부(330)의 면적보다 클 수 있다.The area of the
광경로부(350)는 입력부(310)와 출력부(330)를 연결한다. 광경로부(350)는 입력부(310)로부터 출력부(330)로 향할수록 단멱적이 점진적으로 줄어들 수 있다. 광경로부(350)는 복수의 광섬유(351)를 포함하고, 각 광섬유(351)는 입력부(310)로부터 출력부(330)로 향할수록 단면적이 점진적으로 줄어들 수있다. 광섬유(351)의 재질은 플라스틱 또는 석영 또는 유리 중 적어도 하나 일 수 있다. 광섬유(351)에서 입력부(310) 측 단부의 직경은 6μm~25μm일 수 있다. 광섬유(351)에서 출력부(330) 측 단부의 직경은 3μm~6μm일 수 있다. 광섬유(351) 사이에는 공극이 존재하지 않는다.The
출력부(330)에 광이 출력되는 출력면을 x1y1평면이라 하고 광 섬유의 일단부가 위치한 지점의 좌표를 (x1,y1)라고 하며, 입력부(310)에 광이 입력되는 입력면을 x2y2평면이라 하고 광 섬유의 타단부가 위치한 지점의 좌표를 (x2,y2)라고 한다면, x1:y1=x2:y2이다. 이는 광 섬유의 양단부가 축소를 고려하여 동일한 비율의 지점에 위치한다는 것을 의미한다. The output surface on which the light is output to the
도 3은 본 발명의 광학 장치가 적용되는 광학계에 대한 개략도이다.3 is a schematic view of an optical system to which the optical device of the present invention is applied.
도 3에 도시된 광의 흐름은 다음과 같다. 광원(30)으로부터 발생된 광원(30)은 광원(30)의 정면에 위치한 렌즈를 통과하면서 평면파로 정렬이 된다. 정렬된 광은 반사경에서 반사되어 광 패턴 유니트(100)의 렌즈(110)를 통과한다. 광 패턴 유니트(100)를 통과한 광은 광 패턴을 형성하여 변환 유니트(300)로 입력된다. 변환 유니트(300)를 통해 축소되어 출력된 광 패턴은 초점거리를 늘이기 위한 광학계를 통과하여 타겟에 도달한다. 타겟에서 반사된 광은 다시 초점거리를 늘이기 위한 광학계를 통과하여, 변환 유니트(300)와 광 패턴 유니트(100)를 순서대로 통과한다. 광 패턴 유니트(100)를 재통과한 광은 결상 광학계(20)를 지나 카메라(10)에 의해 측정이 된다.The flow of light shown in FIG. 3 is as follows. The
본 발명을 다시 설명하면, 복수의 렌즈(110)가 광 경로에 수직인 동일 선상에 병렬로 정렬되는 광 패턴 유니트(100)와 광 패턴 유니트(100)의 광 패턴을 입력받아 축소하여 출력하며, 복수의 광섬유(351)를 포함하는 광 변환 유니트(300)를 포함하고 광섬유(351)는 양 단의 단면적의 넓이가 다를 수 있다.The
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10...카메라 20...결상 광학계
30...광원 40...초점거리를 늘이기 위한 광학계
50...타겟 100...광 패턴 유니트
110...렌즈 300...변환 유니트
310...입력부 311...Pinhole
330...출력부 350...광경로부
351...광섬유10
30
50 ... target 100 ... optical pattern unit
110 ...
310 ...
330 ...
351 ... optical fiber
Claims (9)
상기 광 패턴을 입력받아 축소시켜 출력하는 변환 유니트;를 포함하는 광학 장치.
An optical pattern unit for outputting a light pattern;
And a conversion unit for receiving the light pattern, reducing the light, and outputting the reduced light.
상기 변환 유니트는,
상기 광 패턴 유니트에서 출력된 상기 광 패턴이 입력되는 입력부, 상기 광 패턴이 출력되는 출력부, 상기 입력부와 상기 출력부를 연결하는 광경로부를 포함하는 광학 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the conversion unit comprises:
And an optical path unit connecting the input unit and the output unit, the output unit outputting the optical pattern, and the optical path unit connecting the input unit and the output unit.
상기 입력부의 면적은 상기 출력부의 면적보다 큰 광학 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein an area of the input section is larger than an area of the output section.
상기 광경로부는 상기 입력부로부터 상기 출력부로 향할수록 단면적이 점진적으로 줄어드는 이루어진 광학 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the optical path portion gradually decreases in cross-sectional area from the input portion toward the output portion.
상기 광경로부는 복수의 광섬유를 포함하고,
상기 각 광섬유는 상기 입력부로부터 상기 출력부로 향할수록 단면적이 점진적으로 줄어드는 광학 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the optical path portion includes a plurality of optical fibers,
Wherein each of the optical fibers gradually decreases in cross-sectional area from the input section toward the output section.
상기 각 광섬유는 서로 밀착되는 광학 장치.
6. The method of claim 5,
And the optical fibers are in close contact with each other.
상기 광 패턴 유니트는,
상기 변환 유니트를 향하여 초점을 형성하는 복수의 렌즈를 포함하며,
상기 복수의 렌즈는 병렬로 배열된 광학 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the optical pattern unit comprises:
And a plurality of lenses forming a focal point toward the conversion unit,
Wherein the plurality of lenses are arranged in parallel.
상기 복수의 렌즈는 상기 광 패턴 유니트의 제1 영역에 형성되고,
상기 제1 영역의 면적은 상기 변환 유니트로부터 출력된 상기 광 패턴의 투영 면적보다 큰 광학 장치.
8. The method of claim 7,
The plurality of lenses are formed in a first area of the optical pattern unit,
Wherein the area of the first region is larger than the projected area of the light pattern output from the conversion unit.
상기 광 패턴 유니트의 광 패턴을 입력받아 축소하여 출력하며, 복수의 광섬유를 포함하는 광 변환 유니트;를 포함하고
상기 광섬유는 양 단의 단면적의 넓이가 다른 광학 장치.An optical pattern unit in which a plurality of lenses are aligned in parallel on the same line perpendicular to the optical path;
And a light conversion unit including a plurality of optical fibers for receiving and outputting a light pattern of the optical pattern unit,
Wherein the optical fiber has a different cross-sectional area at both ends.
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